JP2001337455A - ポジ型レジスト組成物 - Google Patents

ポジ型レジスト組成物

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JP2001337455A
JP2001337455A JP2000153235A JP2000153235A JP2001337455A JP 2001337455 A JP2001337455 A JP 2001337455A JP 2000153235 A JP2000153235 A JP 2000153235A JP 2000153235 A JP2000153235 A JP 2000153235A JP 2001337455 A JP2001337455 A JP 2001337455A
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JP2000153235A
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Yutaka Adegawa
豊 阿出川
Kazuya Uenishi
一也 上西
Koji Shirakawa
浩司 白川
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高感度、高解像力を有し、矩形状の優れたパ
ターンプロファイルを与えることができ、しかもPC
D、PED安定性及び塗布性に優れたポジ型電子線又は
X線レジスト組成物を提供すること。 【解決手段】 (a)放射線の照射により酸を発生する
化合物、 (b)カチオン重合性の機能を有する化合物 (c)有機塩基性化合物 を含有することを特徴とするポジ型電子線又はX線レジ
スト組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポジ型電子線又は
X線レジスト組成物に関し、特に電子線又はX線で露光
して得られるパターンプロファイルに優れ、高感度で解
像力に優れ更に引き置き経時安定性(PCD、PED)
に優れたポジ型電子線又はX線レジスト組成物に関す
る。ここでPCD(Post Coating Delay)安定性とは、
基板にレジスト組成物を塗布後、照射装置内あるいは装
置外で放置した場合の塗膜安定性であり、またPED
(Post Exposure Delay)安定性とは、照射後に加熱操
作を行なうまでの間照射装置内あるいは装置外で放置し
た場合の塗膜安定性である。
【0002】
【従来の技術】集積回路はその集積度を益々高めてお
り、超LSIなどの半導体基板の製造に於いてはハーフ
ミンクロン以下の線幅から成る超微細パターンの加工が
必要とされるようになってきた。その必要性を満たすた
めにフォトリソグラフィーに用いられる露光装置の使用
波長は益々短波化し、今では、遠紫外光やエキシマレー
ザー光(XeCl、KrF、ArFなど)が検討される
までなってきている。更に、電子線またはX線により更
に微細なパターン形成が検討されるに至っている。
【0003】特に電子線またはX線は次世代もしくは次
々世代のパターン形成技術として位置づけられ、高感
度、高解像度かつ矩形なプロファイル形状を達成し得る
ポジ型及びネガ型レジスト組成物の開発が望まれてい
る。
【0004】更には、ポジ型電子線あるいはX線レジス
トの場合,大気中の塩基性汚染物質の影響あるいは照射
装置内外で曝される影響(塗膜の乾燥)を受けやすく表
面が難溶化し、ラインパターンの場合にはT−Top形
状(表面がT字状の庇になる)になり、コンタクトホー
ルパターンの場合には表面がキャッピング形状(コンタ
クトホール表面に庇形成)になるという問題があった。
更に,照射装置内の経時での安定性(PCD,PED)
についても悪化し,パターン寸法が変動してしまうとい
う問題も生じた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高感
度、高解像力を有し、矩形状の優れたパターンプロファ
イルを与えることができしかもPCD、PED安定性に
優れたポジ型電子線又はX線レジスト組成物を提供する
ことにある。本発明の他の目的は、塗布性(面内均一
性)に優れたポジ型電子線又はX線レジスト組成物を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明によれば、
下記のポジ型電子線又はX線レジスト組成物が提供され
て、本発明の上記目的が達成される。
【0007】(1)(a)放射線の照射により酸を発生
する化合物、 (b)カチオン重合性の機能を有する化合物 (c)有機塩基性化合物 を含有することを特徴とするポジ型電子線又はX線レジ
スト組成物。 (2)(d)フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤
を更に含有することを特徴とする前記(1)に記載のポ
ジ型電子線又はX線レジスト組成物。
【0008】(3)カチオン重合性の機能を有する化合
物が、ビニル化合物、シクロアルカン化合物、環状エー
テル化合物、ラクトン化合物、アルデヒド化合物から選
択される少なくとも1種の化合物であることを特徴とす
る前記(1)または(2)に記載のポジ型電子線又はX
線レジスト組成物。 (4)カチオン重合性の機能を有する化合物が、一般式
(A)で表される化合物であることを特徴とする前記
(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型電子線又はX
線レジスト組成物。
【0009】
【化3】
【0010】Ra、Rb、Rc;同一又は異なっても良
く、水素原子、置換基を有していてもよい、アルキル基
又はアリール基を表し、またそれらの内の2つが結合し
て飽和又はオレフィン性不飽和の環を形成してもよい。 Rd;アルキル基又は置換アルキル基を表す。 (5)(a)放射線の照射により酸を発生する化合物
が、下記一般式(I)〜一般式(III)で表される化合
物のうち少なくとも1つを含有することを特徴とする前
記(1)〜(4)のいずれかに記載のポジ型電子線又は
X線レジスト組成物。
【0011】
【化4】
【0012】(式中、R1〜R37は、同一又は異なっ
て、水素原子、直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル
基、直鎖状、分岐状あるいは環状アルコキシ基、ヒドロ
キシル基、ハロゲン原子、又は−S−R38基を表す。R
38は、直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基又はアリ
ール基を表す。また、R1〜R15、R16〜R27、R28
37のうち、2つ以上が結合して、単結合、炭素、酸
素、イオウ、及び窒素から選択される1種又は2種以上
を含む環を形成していてもよい。X-は、少なくとも1
個のフッ素原子、少なくとも1個のフッ素原子で置換さ
れた直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基、少なくと
も1個のフッ素原子で置換された直鎖状、分岐状あるい
は環状アルコキシ基、少なくとも1個のフッ素原子で置
換されたアシル基、少なくとも1個のフッ素原子で置換
されたアシロキシ基、少なくとも1個のフッ素原子で置
換されたスルホニル基、少なくとも1個のフッ素原子で
置換されたスルホニルオキシ基、少なくとも1個のフッ
素原子で置換されたスルホニルアミノ基、少なくとも1
個のフッ素原子で置換されたアリール基、少なくとも1
個のフッ素原子で置換されたアラルキル基、及び少なく
とも1個のフッ素原子で置換されたアルコキシカルボニ
ル基、から選択された少なくとも1種を有するベンゼン
スルホン酸、ナフタレンスルホン酸、又はアントラセン
スルホン酸のアニオンを示す。)
【0013】(6)(e)酸により分解しうる基を有
し、アルカリ現像液に対する溶解性が酸の作用により増
大する樹脂、又は(f)酸により分解しうる基を有し、
アルカリ現像液に対する溶解性が酸の作用により増大す
る、分子量3000以下の低分子溶解阻止化合物のうち
少なくともいずれか一方を含有することを特徴とする前
記(1)〜(5)のいずれかに記載のポジ型電子線又は
X線レジスト組成物。
【0014】(7)(a)放射線の照射により酸を発生
する化合物が、前記(5)に記載の一般式(I)〜一般
式(III)で表される化合物のうち少なくとも1つを含有
し、且つ(e)酸により分解しうる基を有し、アルカリ
現像液に対する溶解性が酸の作用により増大する樹脂、
又は(f)酸により分解しうる基を有し、アルカリ現像
液に対する溶解性が酸の作用により増大する、分子量3
000以下の低分子溶解阻止化合物のうち少なくともい
ずれか一方を含有することを特徴とする前記(1)〜
(4)のいずれかに記載のポジ型電子線又はX線レジス
ト組成物。
【0015】(8) 溶剤としてプロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテートを主に含むことを特徴と
する前記(1)〜(7)のいずれかに記載のポジ型電子
線又はX線レジスト組成物。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明のポジ型電子線又は
X線レジスト組成物について説明する。 [I]カチオン重合性化合物 本発明において、カチオン重合とは、生長鎖がカルボニ
ウムイオンやオキソニウムイオンのように正イオンであ
る付加重合のことをいう。本発明においては、このよう
なカチオン重合をし得るモノマーをカチオン重合性の機
能を有する化合物という。ビニル化合物を例にあげる
と、ビニルモノマーのカチオン重合性はラジカル重合で
用いられているQ−e値で議論できる。即ち、e値が約
−0.3より小さくなるとカチオン重合性を示すことが
知られている。
【0017】本発明に用いられるカチオン重合性化合物
としては、カチオン重合性の機能を有する化合物であれ
ばいずれの化合物でも使用することができるが、好まし
くはビニル化合物、シクロアルカン化合物、環状エーテ
ル化合物、ラクトン化合物、アルデヒド化合物等が挙げ
られる。ビニル化合物としては後述するビニルエーテル
類、スチレン、α−メチルスチレン、m−メトキシスチ
レン、p−メトキシスチレン、o−クロロスチレン、m
−クロロスチレン、p−クロロスチレン、o−ニトロス
チレン、m−ニトロスチレン、p−ブロモスチレン、
3,4−ジクロロスチレン、2,5−ジクロロスチレ
ン、p−ジメチルアミノスチレン等のスチレン類、2−
イソプロペニルフラン、2−ビニルベンゾフラン、2−
ビニルジベンゾフラン等のビニルフラン類、2−イソプ
ロペニルチオフェン、2−ビニルフェノキサチン等のビ
ニルチオフェン類、N−ビニルカルバゾール類、ビニル
ナフタリン、ビニルアントラセン、アセナフチレン等を
用いることができる。
【0018】シクロアルカン化合物としては、フェニル
シクロプロパン、スピロ[2,4]ヘプタン、スピロ
[2,5]オクタン、スピロ[3,4]オクタン、4−
メチルスピロ[2,5]オクタン、スピロ[2,7]デ
カン等を用いることができる。環状エーテル化合物とし
ては、4−フェニル−1,3−ジオキサン等のジオキサ
ン類、3,3−ビスクロロメチルオキセタン等のオキセ
タン類、トリオキサン、1,3−ジオキセパン等の化合
物を用いることができる。更にアリルグリシジルエーテ
ル、フェニルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテ
ル類、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル
等のグリシジルエステル類、エピコートの商品名で市販
されているビスフェノールA型エポキシ樹脂、テトラブ
ロモビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノール
F型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の化合物を
用いることができる。
【0019】ラクトン化合物としては、プロピオラクト
ン、ブチロラクトン、バレロラクトン、カプロラクト
ン、β−メチル−β−プロピオラクトン、α,α−ジメ
チル−β−プロピオラクトン、α−メチル−β−プロピ
オラクトン等の化合物を用いることができる。
【0020】アルデヒド化合物としては、バレルアルデ
ヒド、ヘキサナール、ヘプタナール、オクタナール、ノ
ナナール、デカナール、シクロヘキサンカルバルデヒ
ド、フェニルアセトアルデヒド等の脂肪族飽和アルデヒ
ド化合物、メタアクロレイン、クロトンアルデヒド、2
−メチル−2−ブテナール、2−ブチナール、サフラナ
ール等の脂肪族不飽和アルデヒド化合物、ベンズアルデ
ヒド、トルアルデヒド、シンナムアルデヒド等の芳香族
アルデヒド化合物、トリブロモアセトアルデヒド、2,
2,3−トリクロロブチルアルデヒド、クロロベンズア
ルデヒド等のハロゲン置換アルデヒド化合物、グリセル
アルデヒド、アルドール、サリチルアルデヒド、m−ヒ
ドロキシベンズアルデヒド、2,4−ジヒドロキシベン
ズアルデヒド、4−ヒドロキシ−3−メトキシベンズア
ルデヒド、ピペロナール等のヒドロキシ及びアルコキシ
置換アルデヒド化合物、アミノベンズアルデヒド、ニト
ロベンズアルデヒド等のアミノ及びニトロ置換アルデヒ
ド化合物、スクシンアルデヒド、グルタルアルデヒド、
フタルアルデヒド、テレフタルアルデヒド等のジアルデ
ヒド化合物、フェニルグリオキサール、ベンゾイルアセ
トアルデヒド等のケトアルデヒド化合物及びこれらの誘
導体を用いることができる。
【0021】カチオン重合性化合物としては、本発明の
効果が顕著になる点で、ビニル化合物が好ましく、より
好ましくはビニルエーテル化合物であり、特に一般式
[A]で表わされる化合物が好ましい。一般式(A)に
おいて、Ra、Rb及びRcがアリール基の場合、一般に
4〜20個の炭素原子を有し、アルキル基、アリール
基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシ
ルオキシ基、アルキルメルカプト基、アミノアシル基、
カルボアルコキシ基、ニトロ基、スルホニル基、シアノ
基又はハロゲン原子により置換されていてよい。ここ
で、炭素数4〜20個のアリール基としては、例えば、
フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナ
フチル基、アントリル基、フェナントリル基等が挙げら
れる。
【0022】Ra、Rb及びRcがアルキル基を表す場合
には、炭素数1〜20の飽和又は不飽和の直鎖、分岐又
は脂環のアルキル基を示し、ハロゲン原子、シアノ基、
エステル基、オキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ
基又はアリール基により置換されていてもよい。ここ
で、炭素数1〜20個の飽和又は不飽和の直鎖、分岐又
は脂環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、ブチル基、イソブチル基、
t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペン
チル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、オクチル基、イ
ソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ド
デシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ビニル基、
プロペニル基、ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテ
ニル基、イソブテニル基、ペンテニル基、2−ペンテニ
ル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、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、シクロヘプチル基、シクロオクチル
基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等を例示
することができる。
【0023】また、Ra、Rb及びRcのいずれか2つが
結合して形成する飽和又はオレフィン性不飽和の環、具
体的には、シクロアルカン又はシクロアルケンとして
は、通常3〜8、好ましくは5又は6個の環員を表す。
【0024】本発明において、一般式(I)において、
好ましいのは、Ra、Rb及びRcのうちひとつがメチル
基、もしくはエチル基で、残りが水素原子であるエノー
ルエーテル基、更に好ましいのはRa、Rb及びRcがす
べて水素である下記一般式[A−1]である。
【0025】一般式[A−1] CH2 =CH−O−
R(R:アルキル、置換アルキル) ここでアルキル基は、炭素数1〜30個の直鎖状、分岐
状あるいは環状アルキル基である。置換アルキル基は、
炭素数1〜30個の直鎖状、分岐状あるいは環状の置換
アルキル基である。
【0026】上記において、炭素数1〜30個の直鎖
状、分岐状あるいは環状アルキル基としては、エチル
基、直鎖状、分岐状あるいは環状のプロピル基、ブチル
基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル
基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、
トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキ
サデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデ
シル基、エイコシル基等が挙げられる。上記において、
アルキル基の更なる置換基として好ましいものは、ヒド
ロキシ基、アルキル基、アルコキシ基、アミノ基、ニト
ロ基、ハロゲン原子、シアノ基、アシル基、アシロキシ
基、スルホニル基、スルホニルオキシ基、スルホニルア
ミノ基、アリール基、アラルキル基、イミド基、ヒドロ
キシメチル基、 −O−R1、 −C(=O)−R2、 −O−C(=O)−R3、 −C(=O)−O−R4、 −S−R5、 −C(=S)−R6、 −O−C(=S)−R7、 −C(=S)−O−R8、 等の置換基が挙げられる。ここで、R1〜R8は、各々独
立に、直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基、アルコ
キシ基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、シアノ
基、アシル基、スルホニル基、スルホニルオキシ基、ス
ルホニルアミノ基、イミド基、−(CH2CH2−O)n
−R9(ここでnは1〜20の整数を表し、R9は水素原
子又はアルキル基を表す)、置換基を有していてもよ
い、アリール基又はアラルキル基(ここで、置換基とし
ては、直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基、アルコ
キシ基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、シアノ
基、アシル基、アリール基、アラルキル基を挙げること
ができる)を表す。
【0027】一般式(A)で表わされる化合物として
は、以下に示すものが好ましい態様として挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
【0028】
【化5】
【0029】
【化6】
【0030】
【化7】
【0031】上記一般式〔A−1〕で示される化合物の
合成法としては、例えばStephen. C.Lapin, Polymers P
aint Colour Journal, 179(4237), 321(1988) に記載さ
れている方法、即ち、アルコール類もしくはフェノール
類とアセチレンとの反応、又はアルコール類もしくはフ
ェノール類とハロゲン化アルキルビニルエーテルとの反
応により合成することができる。また、カルボン酸化合
物とハロゲン化アルキルビニルエーテルとの反応によっ
ても合成することができる。本発明のレジスト組成物中
の、カチオン重合性化合物(好ましくは上記一般式
(A)で表される化合物)の添加量としては、組成物全
重量(固形分)に対して0.5〜50重量%が好まし
く、より好ましくは3〜30重量%である。
【0032】〔II〕(a)放射線の照射により酸を発生
する化合物(以下、「成分(a)」ともいう) 成分(a)としては、放射線の照射により酸を発生する
化合物であれば、いずれのものでも用いることができる
が、一般式(I)〜(III)で表される化合物が好まし
い。 〔II-1〕 一般式(I)〜(III)で表される化合物 一般式(I)〜(III)において、R1〜R38の直鎖状、
分岐状アルキル基としては、置換基を有してもよい、メ
チル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec
−ブチル基、t−ブチル基のような炭素数1〜4個のも
のが挙げられる。環状アルキル基としては、置換基を有
してもよい、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シ
クロヘキシル基のような炭素数3〜8個のものが挙げら
れる。R1 〜R37の直鎖状、分岐状アルコキシ基として
は、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエト
キシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ
基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基のような炭素
数1〜4個のものが挙げられる。環状アルコキシ基とし
ては、例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシ
ルオキシ基が挙げられる。R1 〜R37のハロゲン原子と
しては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を
挙げることができる。R38のアリール基としては、例え
ば、フェニル基、トリル基、メトキシフェニル基、ナフ
チル基のような置換基を有してもよい炭素数6〜14個
のものが挙げられる。これらの置換基として好ましく
は、炭素数1〜4個のアルコキシ基、ハロゲン原子(フ
ッ素原子、塩素原子、沃素原子)、炭素数6〜10個の
アリール基、炭素数2〜6個のアルケニル基、シアノ
基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニ
ル基、ニトロ基等が挙げられる。
【0033】また、R1〜R15、R16〜R27、R28〜R
37のうち、2つ以上が結合して形成する、単結合、炭
素、酸素、イオウ、及び窒素から選択される1種又は2
種以上を含む環としては、例えば、フラン環、ジヒドロ
フラン環、ピラン環、トリヒドロピラン環、チオフェン
環、ピロール環等を挙げることができる。
【0034】一般式(I)〜(III)において、X-は下
記基から選択される少なくとも1種を有するベンゼンス
ルホン酸、ナフタレンスルホン酸、又はアントラセンス
ルホン酸のアニオンである。 少なくとも1個のフッ素原子 少なくとも1個のフッ素原子で置換された直鎖状、分岐
状あるいは環状アルキル基 少なくとも1個のフッ素原子で置換された直鎖状、分岐
状あるいは環状アルコキシ基 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアシル基 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアシロキシ基 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたスルホニル基 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたスルホニルオ
キシ基 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたスルホニルア
ミノ基 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアリール基 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアラルキル基
及び 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアルコキシカ
ルボニル基
【0035】上記直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル
基としては、炭素数が1〜12であって、1〜25個の
フッ素原子で置換されているものが好ましい。具体的に
はトリフロロメチル基、ペンタフロロエチル基、2,
2,2−トリフロロエチル基、ヘプタフロロプロピル
基、ヘプタフロロイソプロピル基、パーフロロブチル
基、パーフロロオクチル基、パーフロロドデシル基、パ
ーフロロシクロヘキシル基等を挙げることができる。な
かでも、全てフッ素で置換された炭素数1〜4のパーフ
ロロアルキル基が好ましい。
【0036】上記直鎖状、分岐状あるいは環状アルコキ
シ基としては、炭素数が1〜12であって、1〜25個
のフッ素原子で置換されているものが好ましい。具体的
にはトリフロロメトキシ基、ペンタフロロエトキシ基、
ヘプタフロロイソプロピルオキシ基、パーフロロブトキ
シ基、パーフロロオクチルオキシ基、パーフロロドデシ
ルオキシ基、パーフロロシクロヘキシルオキシ基等を挙
げることができる。なかでも、全てフッ素で置換された
炭素数1〜4のパーフロロアルコキシ基が好ましい。
【0037】上記アシル基としては、炭素数が2〜12
であって、1〜23個のフッ素原子で置換されているも
のが好ましい。具体的にはトリフロロアセチル基、フロ
ロアセチル基、ペンタフロロプロピオニル基、ペンタフ
ロロベンゾイル基等を挙げることができる。
【0038】上記アシロキシ基としては、炭素数が2〜
12であって、1〜23個のフッ素原子で置換されてい
るものが好ましい。具体的にはトリフロロアセトキシ
基、フロロアセトキシ基、ペンタフロロプロピオニルオ
キシ基、ペンタフロロベンゾイルオキシ基等を挙げるこ
とができる。
【0039】上記スルホニル基としては、炭素数が1〜
12であって、1〜25個のフッ素原子で置換されてい
るものが好ましい。具体的にはトリフロロメタンスルホ
ニル基、ペンタフロロエタンスルホニル基、パーフロロ
ブタンスルホニル基、パーフロロオクタンスルホニル
基、ペンタフロロベンゼンスルホニル基、4−トリフロ
ロメチルベンゼンスルホニル基等を挙げることができ
る。
【0040】上記スルホニルオキシ基としては、炭素数
が1〜12であって、1〜25個のフッ素原子で置換さ
れているものが好ましい。具体的にはトリフロロメタン
スルホニルオキシ、パーフロロブタンスルホニルオキシ
基、4−トリフロロメチルベンゼンスルホニルオキシ基
等を挙げることができる。
【0041】上記スルホニルアミノ基としては、炭素数
が1〜12であって、1〜25個のフッ素原子で置換さ
れているものが好ましい。具体的にはトリフロロメタン
スルホニルアミノ基、パーフロロブタンスルホニルアミ
ノ基、パーフロロオクタンスルホニルアミノ基、ペンタ
フロロベンゼンスルホニルアミノ基等を挙げることがで
きる。
【0042】上記アリール基としては、炭素数が6〜1
4であって、1〜9個のフッ素原子で置換されているも
のが好ましい。具体的にはペンタフロロフェニル基、4
−トリフロロメチルフェニル基、ヘプタフロロナフチル
基、ノナフロロアントラニル基、4−フロロフェニル
基、2,4−ジフロロフェニル基等を挙げることができ
る。
【0043】上記アラルキル基としては、炭素数が7〜
10であって、1〜15個のフッ素原子で置換されてい
るものが好ましい。具体的にはペンタフロロフェニルメ
チル基、ペンタフロロフェニルエチル基、パーフロロベ
ンジル基、パーフロロフェネチル基等を挙げることがで
きる。
【0044】上記アルコキシカルボニル基としては、炭
素数が2〜13であって、1〜25個のフッ素原子で置
換されているものが好ましい。具体的にはトリフロロメ
トキシカルボニル基、ペンタフロロエトキシカルボニル
基、ペンタフロロフェノキシカルボニル基、パーフロロ
ブトキシカルボニル基、パーフロロオクチルオキシカル
ボニル基等を挙げることができる。
【0045】最も好ましいX-としてはフッ素置換ベン
ゼンスルホン酸アニオンであり、中でもペンタフルオロ
ベンゼンスルホン酸アニオンが特に好ましい。
【0046】また、上記含フッ素置換基を有するベンゼ
ンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、又はアントラセ
ンスルホン酸は、さらに直鎖状、分岐状あるいは環状ア
ルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、スルホニル基、
スルホニルオキシ基、スルホニルアミノ基、アリール
基、アラルキル基、アルコキシカルボニル基(これらの
炭素数範囲は前記のものと同様)、ハロゲン(フッ素を
除く)、水酸基、ニトロ基等で置換されてもよい。
【0047】一般式(I)で表される化合物の具体例を
以下に示す。
【0048】
【化8】
【0049】
【化9】
【0050】一般式(II)で表される化合物の具体例を
以下に示す。
【0051】
【化10】
【0052】一般式(III)で表される化合物の具体例
を以下に示す。
【0053】
【化11】
【0054】一般式(I)〜(III)で表される化合物
は、1種あるいは2種以上を併用して用いてもよい。
【0055】一般式(I)、(II)の化合物は、例えば
アリールマグネシウムブロミド等のアリールグリニャー
ル試薬と、置換又は無置換のフェニルスルホキシドとを
反応させ、得られたトリアリールスルホニウムハライド
を対応するスルホン酸と塩交換する方法、置換あるいは
無置換のフェニルスルホキシドと対応する芳香族化合物
とをメタンスルホン酸/五酸化二リンあるいは塩化アル
ミニウム等の酸触媒を用いて縮合、塩交換する方法、又
はジアリールヨードニウム塩とジアリールスルフィドを
酢酸銅等の触媒を用いて縮合、塩交換する方法等によっ
て合成することができる。式(III)の化合物は過ヨウ
素酸塩を用いて芳香族化合物を反応させることにより合
成することができる。また、塩交換に用いるスルホン酸
あるいはスルホン酸塩は、市販のスルホン酸クロリドを
加水分解する方法、芳香族化合物とクロロスルホン酸と
を反応する方法、芳香族化合物とスルファミン酸とを反
応する方法等によって得ることができる。
【0056】以下具体的に、一般式(I)〜(III)の
具体的化合物の合成方法を以下に示す。 (ぺンタフロロベンゼンスルホン酸テトラメチルアンモ
ニウム塩の合成)ペンタフロロペンセンスルホニルクロ
リド25gを氷冷下メタノール100m1に溶解させ、
これに25%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液100gをゆっくり加えた。室温で3時間撹伴する
とペンタフロロベンゼンスルホン酸テトラメチルアンモ
ニウム塩の溶液が得られた。この溶液をスルホニウム
塩、ヨードニウム塩との塩交換に用いた。
【0057】(トリフェニルスルホニウムペンタフロロ
ベンゼンスルホネートの合成:具体例(I−1)の合
成) ジフェニルスルホキシド509をベンゼン800m1に
溶解させ、これに塩化アルミニウム200gを加え、2
4時間還流した。反応液を水2Lにゆっくりと注ぎ、こ
れに濃塩酸400m1を加えて70℃で10分加熱し
た。この水溶液を酢酸エチル500m1で洗浄し、ろ過
した後にヨウ化アンモニウム200gを水400m1に
溶解したものを加えた。析出した粉体をろ取、水洗した
後酢酸エチルで洗浄、乾燥するとトリフェニルスルホニ
ウムヨージドが70g得られた。トリフェニルスルホニ
ウムヨージド30.5gをメタノール1000m1に溶
解させ、この溶液に酸化銀19.1gを加え、室温で4
時間撹伴した。溶液をろ過し、これに過剰量の上記で合
成したペンタフロロベンゼンスルホン酸テトラメチルア
ンモニウム塩の溶液を加えた。反応液を濃縮し、これを
ジクロロメタン500m1に溶解し、この溶液を5%テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、及び水で
洗浄した。有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮
するとトリフェニルスルホニウムペンタフロロベンセン
スルホネートが得られた。
【0058】(トリアリールスルホニウムペンタフロロ
ベンセンスルホネートの合成:具体例(I−9)と(II
−1)との混合物の合成) トリアリールスルホニウムクロリド50g(Fluka製、
トリフェニルスルホニウムクロリド50%水溶液)を水
500m1に溶解させこれに過剰量のペンタフロロベン
ゼンスルホン酸テトラメチルアンモニウム塩の溶液を加
えると油状物質が析出してきた。上澄みをデカントで除
き、得られた油状物質を水洗、乾燥するとトリアリール
スルホニウムペンタフロロべンセンスルホネート(具体
例(I−9)、(II−1)を主成分とする)が得られ
た。
【0059】(ジ(4−t−アミルフェニル)ヨードニ
ウムペンタフロロベンセンスルホネートの合成:具体例
(III−1)の合成) t−アミルベンゼン60g、ヨウ素酸カリウム39.5
g、無水酢酸81g、ジクロロメタン170m1を混合
し、これに氷冷下濃硫酸66.8gをゆっくり滴下し
た。氷冷下2時間撹伴した後、室温で10時間撹伴し
た。反応液に氷冷下、水500m1を加え、これをジク
ロロメタンで抽出、有機相を炭酸水素ナトリウム、水で
洗浄した後濃縮するとジ(4−t−アミルフェニル)ヨ
ードニウム硫酸塩が得られた。この硫酸塩を、過剰量の
ペンタフロロベンゼンスルホン酸テトラメチルアンモニ
ウム塩の溶液に加えた。この溶液に水500m1を加
え、これをジクロロメタンで抽出、有機相を5%テトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、及び水で洗浄
した後濃縮するとジ(4−t−アミルフェニル)ヨード
ニウムペンタフロロベンセンスルホネートが得られた。
その他の化合物についても同様の方法を用いることで合
成できる。
【0060】〔II-2〕成分(a)として使用することが
できる他の酸発生剤 本発明においては、成分(a)として以下に記載の、放
射線の照射により分解して酸を発生する化合物を使用す
ることもできる。また、本発明においては、成分(a)
として、上記一般式(I)〜一般式(III)で表される化
合物とともに、以下のような放射線の照射により分解し
て酸を発生する化合物を併用してもよい。本発明におけ
る上記一般式(I)〜一般式(III)で表される化合物と
併用しうる酸発生剤の使用量は、モル比(成分(a)/
その他の酸発生剤)で、通常100/0〜20/80、
好ましくは100/0〜40/60、更に好ましくは1
00/0〜50/50である。成分(a)の総含量は、
本発明のポジ型電子線又はX線レジスト組成物全組成物
の固形分に対し、通常0.1〜20重量%、好ましくは
0.5〜10重量%、更に好ましくは1〜7重量%であ
る。
【0061】そのような酸発生剤としては、光カチオン
重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の
光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使
用されている放射線の照射により酸を発生する公知の化
合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用すること
ができる。
【0062】たとえば S.I.Schlesinger,Photogr.Sci.E
ng.,18,387(1974)、T.S.Bal etal,Polymer,21,423(198
0)等に記載のジアゾニウム塩、米国特許第4,069,055
号、同4,069,056号、同 Re 27,992号、特願平3-140,140
号等に記載のアンモニウム塩、D.C.Necker etal,Macrom
olecules,17,2468(1984)、C.S.Wen etal,Teh,Proc.Con
f.Rad.Curing ASIA,p478 Tokyo,Oct(1988)、米国特許第
4,069,055号、同4,069,056号等に記載のホスホニウム
塩、J.V.Crivello etal,Macromorecules,10(6),1307(19
77)、Chem.&Eng.News,Nov.28,p31(1988)、欧州特許第10
4,143号、米国特許第339,049 号、同第410,201号、特開
平2-150,848号、特開平2-296,514号等に記載のヨードニ
ウム塩、J.V.Crivello etal,Polymer J.17,73(1985)、
J.V.Crivelloetal.J.Org.Chem.,43,3055(1978)、W.R.Wa
tt etal,J.Polymer Sci.,Polymer Chem.Ed.,22,1789(19
84)、J.V.Crivello etal,Polymer Bull.,14,279(198
5)、J.V.Crivello etal,Macromorecules,14(5),1141(19
81) 、J.V.Crivello etal,J.PolymerSci.,Polymer Che
m.Ed.,17,2877(1979)、欧州特許第370,693 号、同3,90
2,114号、同233,567号、同297,443号、同297,442号、米
国特許第4,933,377号、同161,811号、同410,201号、同3
39,049号、同4,760,013号、同4,734,444号、同2,833,82
7 号、獨国特許第2,904,626号、同3,604,580号、同3,60
4,581号等に記載のスルホニウム塩、J.V.Crivello eta
l,Macromorecules,10(6),1307(1977)、J.V.Crivello et
al,J.PolymerSci.,Polymer Chem.Ed., 17,1047(1979)
等に記載のセレノニウム塩、C.S.Wen etal,Teh,Proc.Co
nf.Rad.Curing ASIA,p478 Tokyo,Oct(1988) 等に記載の
アルソニウム塩等のオニウム塩、米国特許第3,905,815
号、特公昭46-4605 号、特開昭48-36281号、特開昭55-3
2070号、特開昭60-239736号、特開昭61-169835 号、特
開昭61-169837号、特開昭62-58241号、特開昭62-212401
号、特開昭63-70243号、特開昭63-298339号等に記載の
有機ハロゲン化合物、K.Meier etal,J.Rad.Curing,13
(4),26(1986)、T.P.Gill etal,Inorg.Chem.,19,3007(1
980)、D.Astruc,Acc.Chem.Res.,19(12),377(1896)、特
開平2-161445号等に記載の有機金属/有機ハロゲン化
物、S.Hayase etal,J.Polymer Sci.,25,753(1987)、E.R
eichmanis etal,J.Pholymer Sci.,Polymer Chem.Ed.,2
3,1(1985)、Q.Q.Zhuetal,J.Photochem.,36,85,39,317(19
87)、 B.Amit etal,Tetrahedron Lett.,(24)2205(1973)、
D.H.R.Barton etal,J.Chem Soc.,3571(1965)、 P.M.Col
lins etal,J.Chem.SoC.,Perkin I,1695(1975)、M.Rudins
tein etal,Tetrahedron Lett.,(17),1445(1975)、 J.W.W
alker etalJ.Am.Chem.Soc.,110,7170(1988)、 S.C.Busma
n etal,J.Imaging Technol.,11(4),191(1985)、H.M.Houl
ihan etal,Macormolecules,21,2001(1988)、P.M.Collins
etal,J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,532(1972)、S.Hayase
etal,Macromolecules,18,1799(1985)、E.Reichmanis eta
l,J.Electrochem.Soc.,Solid State Sci.Technol.,130
(6)、 F.M.Houlihan etal,Macromolcules,21,2001(198
8)、欧州特許第0290,750号、同046,083号、同156,535
号、同271,851号、同0,388,343 号、 米国特許第3,901,7
10号、同4,181,531号、特開昭60-198538号、特開昭53-1
33022 号等に記載のo−ニトロベンジル型保護基を有す
る光酸発生剤、M.TUNOOKA etal,Polymer Preprints Ja
pan,35(8)、G.Berner etal,J.Rad.Curing,13(4)、W.J.Mij
s etal,Coating Technol.,55(697),45(1983),Akzo、H.Ad
achi etal,Polymer Preprints,Japan,37(3)、 欧州特許
第0199,672号、同84515号、同199,672号、同044,115
号、同0101,122号、米国特許第618,564号、同4,371,605
号、同4,431,774号、特開昭64-18143号、特開平2-24575
6号、特願平3-140109号等に記載のイミノスルフォネ−
ト等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化合
物、特開昭61-166544号等に記載のジスルホン化合物を
挙げることができる。
【0063】また、これらの放射線の照射により酸を発
生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に
導入した化合物、たとえば、M.E.Woodhouse etal,J.A
m.Chem.Soc.,104,5586(1982)、S.P.Pappas etal,J.Ima
ging Sci.,30(5),218(1986)、S.Kondo etal,Makromol.C
hem.,Rapid Commun.,9,625(1988)、Y.Yamadaetal,Makro
mol.Chem.,152,153,163(1972) 、J.V.Crivello etal,J.
PolymerSci.,Polymer Chem.Ed.,17,3845(1979)、米国特
許第3,849,137号、獨国特許第3914407号、特開昭63-266
53号、特開昭55-164824号、特開昭62-69263号、特開昭6
3-146038 号、特開昭63-163452 号、特開昭62-153853
号、特開昭63-146029号等に記載の化合物を用いること
ができる。
【0064】さらにV.N.R.Pillai,Synthesis,(1),1(198
0)、A.Abad etal,Tetrahedron Lett.,(47)4555(1971)、
D.H.R.Barton etal,J.Chem.Soc.,(C),329(1970)、米国
特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光
により酸を発生する化合物も使用することができる。
【0065】上記併用可能な放射線の照射により分解し
て酸を発生する化合物の中で、特に有効に用いられるも
のについて以下に説明する。 (1)トリハロメチル基が置換した下記一般式(PAG
1)で表されるオキサゾール誘導体又は一般式(PAG
2)で表されるS−トリアジン誘導体。
【0066】
【化12】
【0067】式中、R201 は置換もしくは未置換のアリ
ール基、アルケニル基、R202 は置換もしくは未置換の
アリール基、アルケニル基、アルキル基、−C(Y)3
をしめす。Yは塩素原子又は臭素原子を示す。具体的に
は以下の化合物を挙げることができるがこれらに限定さ
れるものではない。
【0068】
【化13】
【0069】
【化14】
【0070】
【化15】
【0071】(2)下記の一般式(PAG3)で表され
るヨードニウム塩、又は一般式(PAG4)で表される
スルホニウム塩。
【0072】
【化16】
【0073】ここで式Ar1、Ar2は各々独立に置換も
しくは未置換のアリール基を示す。好ましい置換基とし
ては、アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル
基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、カルボキシ
ル基、アルコキシカルボニル基、ヒロドキシ基、メルカ
プト基及びハロゲン原子が挙げられる。
【0074】R203 、R204 、R205 は各々独立に、置
換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。好
ましくは、炭素数6〜14のアリール基、炭素数1〜8
のアルキル基及びそれらの置換誘導体である。好ましい
置換基としては、アリール基に対しては炭素数1〜8の
アルコキシ基、炭素数1〜8のアルキル基、ニトロ基、
カルボキシル基、ヒロドキシ基及びハロゲン原子であ
り、アルキル基に対しては炭素数1〜8のアルコキシ
基、カルボキシル基、アルコシキカルボニル基である。
【0075】Z-は対アニオンを示し、例えばBF4 -
AsF6 -、PF6 -、SbF6-、SiF6 2-、ClO4 -
CF3SO3 -等のパーフルオロアルカンスルホン酸アニ
オン、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオン、ナ
フタレン−1−スルホン酸アニオン等の縮合多核芳香族
スルホン酸アニオン、アントラキノンスルホン酸 アニ
オン、スルホン酸基含有染料等を挙げることができるが
これらに限定されるものではない。
【0076】またR203 、R204 、R205 のうちの2つ
及びAr1、Ar2はそれぞれの単結合又は置換基を介し
て結合してもよい。
【0077】具体例としては以下に示す化合物が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。
【0078】
【化17】
【0079】
【化18】
【0080】
【化19】
【0081】
【化20】
【0082】
【化21】
【0083】
【化22】
【0084】
【化23】
【0085】
【化24】
【0086】
【化25】
【0087】
【化26】
【0088】
【化27】
【0089】一般式(PAG3)、(PAG4)で示さ
れる上記オニウム塩は公知であり、例えばJ.W.Knapczyk
etal,J.Am.Chem.Soc.,91,145(1969)、A.L.Maycok eta
l, J.Org.Chem.,35,2532,(1970)、E.Goethas etal ,Bul
l.Soc.Chem.Belg.,73,546,(1964) 、H.M.Leicester、J.A
me.Chem.Soc.,51,3587(1929)、J.V.Crivello etal,J.Po
lym.Chem.Ed.,18,2677(1980)、米国特許第2,807,648 号
及び同4,247,473号、特開昭53-101,331号等に記載の方
法により合成することができる。
【0090】(3)下記一般式(PAG5)で表される
ジスルホン誘導体又は一般式(PAG6)で表されるイ
ミノスルホネート誘導体。
【0091】
【化28】
【0092】式中、Ar3、Ar4は各々独立に置換もし
くは未置換のアリール基を示す。R206 は置換もしくは
未置換のアルキル基、アリール基を示す。Aは置換もし
くは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレ
ン基を示す。具体例としては以下に示す化合物が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。
【0093】
【化29】
【0094】
【化30】
【0095】
【化31】
【0096】
【化32】
【0097】
【化33】
【0098】本発明においては、(e)酸により分解し
うる基を有し、アルカリ現像液に対する溶解性が酸の作
用により増大する樹脂(以下、「成分(e)」ともい
う)、又は(f)酸により分解しうる基を有し、アルカ
リ現像液に対する溶解性が酸の作用により増大する、分
子量3000以下の低分子溶解阻止化合物(以下、「成
分(f)」ともいう)のうち少なくともいずれか一方を
含有することが好ましい。
【0099】〔III〕(e)酸により分解しうる基を有
し、アルカリ現像液に対する溶解性が酸の作用により増
大する樹脂 本発明のポジ型電子線又はX線レジスト組成物において
用いられる成分(e)としては、樹脂の主鎖又は側鎖、
あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、酸で分解し得る基を
有する樹脂である。この内、酸で分解し得る基を側鎖に
有する樹脂がより好ましい。酸で分解し得る基として好
ましい基は、−COOA0、−O−B0基であり、更にこ
れらを含む基としては、−R0−COOA0、又は−Ar
−O−B0で示される基が挙げられる。ここでA0は、−
C(R01)(R02)(R03)、−Si(R01)(R02
(R0 3)もしくは−C(R04)(R05)−O−R06基を
示す。B0 は、A0 又は−CO−O−A0基を示す
(R0、R01〜R06、及びArは後述のものと同義)。
【0100】酸分解性基としては好ましくは、シリルエ
ーテル基、クミルエステル基、アセタール基、テトラヒ
ドロピラニルエーテル基、エノールエーテル基、エノー
ルエステル基、第3級のアルキルエーテル基、第3級の
アルキルエステル基、第3級のアルキルカーボネート基
等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル
基、第3級アルキルカーボネート基、クミルエステル
基、アセタール基、テトラヒドロピラニルエーテル基で
ある。
【0101】次に、これら酸で分解し得る基が側鎖とし
て結合する場合の母体樹脂としては、側鎖に−OHもし
くは−COOH、好ましくは−R0−COOHもしくは
−Ar−OH基を有するアルカリ可溶性樹脂である。例
えば、後述するアルカリ可溶性樹脂を挙げることができ
る。
【0102】これらアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解
速度は、0.261Nテトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド(TMAH)で測定(23℃)して170
A/秒以上のものが好ましい。特に好ましくは330A
/秒以上のものである(Aはオングストローム)。この
ような観点から、特に好ましいアルカリ可溶性樹脂は、
o−,m−,p−ポリ(ヒドロキシスチレン)及びこれ
らの共重合体、水素化ポリ(ヒドロキシスチレン)、ハ
ロゲンもしくはアルキル置換ポリ(ヒドロキシスチレ
ン)、ポリ(ヒドロキシスチレン)の一部、O−アルキ
ル化もしくはO−アシル化物、スチレン−ヒドロキシス
チレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチ
レン共重合体及び水素化ノボラック樹脂である。
【0103】本発明に用いられる成分(e)は、欧州特
許254853号、特開平2−25850号、同3−2
23860号、同4−251259号等に開示されてい
るように、アルカリ可溶性樹脂に酸で分解し得る基の前
駆体を反応させる、もしくは、酸で分解し得る基の結合
したアルカリ可溶性樹脂モノマーを種々のモノマーと共
重合して得ることができる。
【0104】本発明に使用される成分(e)の具体例を
以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【0105】
【化34】
【0106】
【化35】
【0107】
【化36】
【0108】
【化37】
【0109】
【化38】
【0110】
【化39】
【0111】
【化40】
【0112】酸で分解し得る基の含有率は、樹脂中の酸
で分解し得る基の数(B)と酸で分解し得る基で保護さ
れていないアルカリ可溶性基の数(S)をもって、B/
(B+S)で表される。含有率は好ましくは0.01〜
0.7、より好ましくは0.05〜0.50、更に好ま
しくは0.05〜0.40である。B/(B+S)>
0.7ではPEB後の膜収縮、基板への密着不良やスカ
ムの原因となり好ましくない。一方、B/(B+S)<
0.01では、パターン側壁に顕著に定在波が残ること
があるので好ましくない。
【0113】成分(e)の重量平均分子量(Mw)は、
2,000〜200,000の範囲であることが好まし
い。2,000未満では未露光部の現像により膜減りが
大きく、200,000を越えるとアルカリ可溶性樹脂
自体のアルカリに対する溶解速度が遅くなり感度が低下
してしまう。より好ましくは、5,000〜100,0
00の範囲であり、更に好ましくは8,000〜50,
000の範囲である。また、分子量分布(Mw/Mn)
は、好ましくは1.0〜4.0、より好ましくは1.0
〜2.0、特に好ましくは1.0〜1.6であり、分散
度が小さいほど、耐熱性、画像形成性(パターンプロフ
ァイル等)が良好となる。ここで、重量平均分子量は、
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーのポリスチレ
ン換算値をもって定義される。また、成分(e)は、2
種類以上組み合わせて使用してもよい。
【0114】〔IV〕(f)低分子酸分解性溶解阻止化
合物(「(f)成分」) 本発明において、(f)成分を用いてもよい。(f)成
分は、酸により分解し得る基を有し、アルカリ現像液に
対する溶解性が酸の作用により増大する、分子量300
0以下の低分子溶解阻止化合物である。本発明の組成物
に配合される好ましい(f)成分は、その構造中に酸で
分解し得る基を少なくとも2個有し、該酸分解性基間の
距離が最も離れた位置において、酸分解性基を除く結合
原子を少なくとも8個経由する化合物である。より好ま
しい(f)成分は、その構造中に酸で分解し得る基を少
なくとも2個有し、該酸分解性基間の距離が最も離れた
位置において、酸分解性基を除く結合原子を少なくとも
10個、好ましくは少なくとも11個、更に好ましくは
少なくとも12個経由する化合物、又は酸分解性基を少
なくとも3個有し、該酸分解性基間の距離が最も離れた
位置において、酸分解性基を除く結合原子を少なくとも
9個、好ましくは少なくとも10個、更に好ましくは少
なくとも11個経由する化合物である。又、上記結合原
子の好ましい上限は50個、更に好ましくは30個であ
る。(f)成分である酸分解性溶解阻止化合物が、酸分
解性基を3個以上、好ましくは4個以上有する場合、ま
た酸分解性基を2個有するものにおいても、該酸分解性
基が互いにある一定の距離以上離れている場合、アルカ
リ可溶性樹脂に対する溶解阻止性が著しく向上する。な
お、酸分解性基間の距離は、酸分解性基を除く、経由結
合原子数で示される。例えば、以下の化合物(1),
(2)の場合、酸分解性基間の距離は、各々結合原子4
個であり、化合物(3)では結合原子12個である。
【0115】
【化41】
【0116】また、(f)成分である酸分解性溶解阻止
化合物は、1つのベンゼン環上に複数個の酸分解性基を
有していてもよいが、好ましくは、1つのベンゼン環上
に1個の酸分解性基を有する骨格から構成される化合物
である。更に、本発明の酸分解性溶解阻止化合物の分子
量は3,000以下であり、好ましくは300〜3,0
00、更に好ましくは500〜2,500である。
【0117】本発明の好ましい実施態様においては、酸
により分解し得る基、即ち−COO−A0 、−O−B0
基を含む基としては、−R0−COO−A0、又は−Ar
−O−B0で示される基が挙げられる。ここでA0は、−
C(R01)(R02)(R03)、−Si(R01)(R02
(R0 3)もしくは−C(R04)(R05)−O−R06基を
示す。B0は、A0又は−CO−O−A0基を示す。
01、R02、R03、R04及びR05は、それぞれ同一でも
相異していてもよく、水素原子、アルキル基、シクロア
ルキル基、アルケニル基もしくはアリール基を示し、R
06はアルキル基もしくはアリール基を示す。但し、R01
〜R03の内少なくとも2つは水素原子以外の基であり、
又、R01〜R03、及びR04〜R06の内の2つの基が結合
して環を形成してもよい。R0は置換基を有していても
よい2価以上の脂肪族もしくは芳香族炭化水素基を示
し、−Ar−は単環もしくは多環の置換基を有していて
もよい2価以上の芳香族基を示す。
【0118】ここで、アルキル基としてはメチル基、エ
チル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル
基、t−ブチル基の様な炭素数1〜4個のものが好まし
く、シクロアルキル基としてはシクロプロピル基、シク
ロブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基の様な
炭素数3〜10個のものが好ましく、アルケニル基とし
てはビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基の
様な炭素数2〜4個のものが好ましく、アリール基とし
てはフエニル基、キシリル基、トルイル基、クメニル
基、ナフチル基、アントラセニル基の様な炭素数6〜1
4個のものが好ましい。また、置換基としては水酸基、
ハロゲン原子(フツ素、塩素、臭素、ヨウ素)、ニトロ
基、シアノ基、上記のアルキル基、メトキシ基・エトキ
シ基・ヒドロキシエトキシ基・プロポキシ基・ヒドロキ
シプロポキシ基・n−ブトキシ基・イソブトキシ基・s
ec−ブトキシ基・t−ブトキシ基等のアルコキシ基、
メトキシカルボニル基・エトキシカルボニル基等のアル
コキシカルボニル基、ベンジル基・フエネチル基・クミ
ル基等のアラルキル基、アラルキルオキシ基、ホルミル
基・アセチル基・ブチリル基・ベンゾイル基・シアナミ
ル基・バレリル基等のアシル基、ブチリルオキシ基等の
アシロキシ基、上記のアルケニル基、ビニルオキシ基・
プロペニルオキシ基・アリルオキシ基・ブテニルオキシ
基等のアルケニルオキシ基、上記のアリール基、フエノ
キシ基等のアリールオキシ基、ベンゾイルオキシ基等の
アリールオキシカルボニル基を挙げることができる。
【0119】好ましくは、シリルエーテル基、クミルエ
ステル基、アセタール基、テトラヒドロピラニルエーテ
ル基、エノールエーテル基、エノールエステル基、第3
級のアルキルエーテル基、第3級のアルキルエステル
基、第3級のアルキルカーボネート基等である。更に好
ましくは、第3級アルキルエステル基、第3級アルキル
カーボネート基、クミルエステル基、テトラヒドロピラ
ニルエーテル基である。
【0120】(f)成分としては、好ましくは、特開平
1−289946号、特開平1−289947号、特開
平2−2560号、特開平3−128959号、特開平
3−158855号、特開平3−179353号、特開
平3−191351号、特開平3−200251号、特
開平3−200252号、特開平3−200253号、
特開平3−200254号、特開平3−200255
号、特開平3−259149号、特開平3−27995
8号、特開平3−279959号、特開平4−1650
号、特開平4−1651号、特開平4−11260号、
特開平4−12356号、特開平4−12357号、特
願平3−33229号、特願平3−230790号、特
願平3−320438号、特願平4−25157号、特
願平4−52732号、特願平4−103215号、特
願平4−104542号、特願平4−107885号、
特願平4−107889号、同4−152195号等の
明細書に記載されたポリヒドロキシ化合物のフエノール
性OH基の一部もしくは全部を上に示した基、−R0
COO−A0もしくはB0基で結合し、保護した化合物が
含まれる。
【0121】更に好ましくは、特開平1−289946
号、特開平3−128959号、特開平3−15885
5号、特開平3−179353号、特開平3−2002
51号、特開平3−200252号、特開平3−200
255号、特開平3−259149号、特開平3−27
9958号、特開平4−1650号、特開平4−112
60号、特開平4−12356号、特開平4−1235
7号、特願平4−25157号、特願平4−10321
5号、特願平4−104542号、特願平4−1078
85号、特願平4−107889号、同4−15219
5号の明細書に記載されたポリヒドロキシ化合物を用い
たものが挙げられる。
【0122】より具体的には、一般式[I]〜[XV
I]で表される化合物が挙げられる。
【0123】
【化42】
【0124】
【化43】
【0125】
【化44】
【0126】
【化45】
【0127】ここで、R101 、R102 、R108 、R
130 :同一でも異なっていてもよく、水素原子、−R0
−COO−C(R01)(R02)(R03)又は−CO−O
−C(R01)(R0 2)(R03)、但し、R0、R01、R
02及びR03の定義は前記と同じである。
【0128】R100 :−CO−,−COO−,−NHC
ONH−,−NHCOO−,−O−、−S−,−SO
−,−SO2−,−SO3−,もしくは
【0129】
【化46】
【0130】ここで、G=2〜6 但し、G=2の時は
150 、R151 のうち少なくとも一方はアルキル基、 R150 、R151 :同一でも異なっていてもよく、水素原
子,アルキル基,アルコキシ基、−OH,−COOH,
−CN,ハロゲン原子,−R152 −COOR15 3 もしく
は−R154 −OH、R152 、R154 :アルキレン基、 R153 :水素原子,アルキル基,アリール基,もしくは
アラルキル基、R99、R103 〜R107 、R109 、R111
〜R118 、R121 〜R123 、R128 〜R129 、R131
134 、R138 〜R141 及びR143 :同一でも異なって
もよく、水素原子,水酸基,アルキル基,アルコキシ
基,アシル基,アシロキシ基,アリール基,アリールオ
キシ基,アラルキル基,アラルキルオキシ基,ハロゲン
原子,ニトロ基,カルボキシル基,シアノ基,もしくは
−N(R155)(R156)(ここで、R155 、R156 :H,
アルキル基,もしくはアリール基) R110 :単結合,アルキレン基,もしくは
【0131】
【化47】
【0132】R157 、R159 :同一でも異なってもよ
く、単結合,アルキレン基,−O−,−S−,−CO
−,もしくはカルボキシル基、 R158 :水素原子,アルキル基,アルコキシ基,アシル
基,アシロキシ基,アリール基,ニトロ基,水酸基,シ
アノ基,もしくはカルボキシル基、但し、水酸基が酸分
解性基(例えば、t−ブトキシカルボニルメチル基、テ
トラヒドロピラニル基、1−エトキシ−1−エチル基、
1−t−ブトキシ−1−エチル基)で置き換ってもよ
い。
【0133】R119 、R120 :同一でも異なってもよ
く、メチレン基,低級アルキル置換メチレン基,ハロメ
チレン基,もしくはハロアルキル基、但し本願において
低級アルキル基とは炭素数1〜4のアルキル基を指す、 R124 〜R127 :同一でも異なってもよく、水素原子も
しくはアルキル基、 R135 〜R137 :同一でも異なってもよく、水素原子,
アルキル基,アルコキシ基,アシル基,もしくはアシロ
キシ基、 R142 :水素原子,−R0−COO−C(R01
(R02)(R03)又は−CO−O−C(R01)(R02
(R03)、もしくは
【0134】
【化48】
【0135】R144 、R145 :同一でも異なってもよ
く、水素原子,低級アルキル基,低級ハロアルキル基,
もしくはアリール基、 R146 〜R149 :同一でも異なっていてもよく、水素原
子,水酸基,ハロゲン原子,ニトロ基,シアノ基,カル
ボニル基,アルキル基,アルコキシ基,アルコキシカル
ボニル基,アラルキル基,アラルキルオキシ基,アシル
基,アシロキシ基,アルケニル基,アルケニルオキシ
基,アリール基、アリールオキシ基,もしくはアリール
オキシカルボニル基、但し、各4個の同一記号の置換基
は同一の基でなくてもよい、 Y:−CO−,もしくは−SO2−、 Z,B:単結合,もしくは−O−、 A:メチレン基,低級アルキル置換メチレン基,ハロメ
チレン基,もしくはハロアルキル基、 E:単結合,もしくはオキシメチレン基、 a〜z,a1〜y1:複数の時、()内の基は同一又は異なっ
ていてもよい、 a〜q、s,t,v,g1〜i1,k1〜m1,o1,q1,s1,u1:0もしくは
1〜5の整数、 r,u,w,x,y,z,a1〜f1,p1,r1,t1,v1〜x1:0もしくは1〜
4の整数、 j1,n1,z1,a2,b2,c2,d2:0もしくは1〜3の整数、 z1,a2,c2,d2のうち少なくとも1つは1以上、 y1:3〜8の整数、 (a+b),(e+f+g),(k+l+m),(q+r+s),(w+x+y),(c1+d1),(g1+
h1+i1+j1),(o1+p1),(s1+t1)≧2、 (j1+n1)≦3、 (r+u),(w+z),(x+a1),(y+b1),(c1+e1),(d1+f1),(p1+r1),
(t1+v1),(x1+w1)≦4、但し一般式[V]の場合は(w+
z),(x+a1)≦5、 (a+c),(b+d),(e+h),(f+i),(g+j),(k+n),(l+o),(m+p),(q
+t),(s+v),(g1+k1),(h1+l1),(i1+m1),(o1+q1),(s1+u1)
≦5、 を表す。
【0136】
【化49】
【0137】
【化50】
【0138】
【化51】
【0139】
【化52】
【0140】好ましい化合物骨格の具体例を以下に示
す。
【0141】
【化53】
【0142】
【化54】
【0143】
【化55】
【0144】
【化56】
【0145】
【化57】
【0146】
【化58】
【0147】
【化59】
【0148】
【化60】
【0149】
【化61】
【0150】
【化62】
【0151】
【化63】
【0152】
【化64】
【0153】
【化65】
【0154】化合物(1)〜(44)中のRは、水素原
子、
【0155】
【化66】
【0156】を表す。但し、少なくとも2個、もしくは
構造により3個は水素原子以外の基であり、各置換基R
は同一の基でなくてもよい。
【0157】〔V〕本発明には、その他の成分として、
(g)水に不溶で、アルカリ現像液に可溶な樹脂(以
下、「(g)成分」あるいは「(g)アルカリ可溶性樹
脂」ともいう)を使用することができる。本発明のポジ
型電子線又はX線レジスト組成物において、(g)成分
として、水に不溶でアルカリ水溶液に可溶な樹脂を用い
ることができる。(g)成分を用いる場合、上記(g)
成分である酸の作用により分解し、アルカリ現像液中で
の溶解度を増大させる基を有する樹脂を配合する必要は
必ずしもない。勿論、(g)成分との併用を排除するも
のではない。本発明に用いられる(g)アルカリ可溶性
樹脂としては、例えばノボラック樹脂、水素化ノボラツ
ク樹脂、アセトン−ピロガロール樹脂、o−ポリヒドロ
キシスチレン、m−ポリヒドロキシスチレン、p−ポリ
ヒドロキシスチレン、水素化ポリヒドロキシスチレン、
ハロゲンもしくはアルキル置換ポリヒドロキシスチレ
ン、ヒドロキシスチレン−N−置換マレイミド共重合
体、o/p−及びm/p−ヒドロキシスチレン共重合
体、ポリヒドロキシスチレンの水酸基に対する一部O−
アルキル化物(例えば、5〜30モル%のO−メチル化
物、O−(1−メトキシ)エチル化物、O−(1−エト
キシ)エチル化物、O−2−テトラヒドロピラニル化
物、O−(t−ブトキシカルボニル)メチル化物等)も
しくはO−アシル化物(例えば、5〜30モル%のo−
アセチル化物、O−(t−ブトキシ)カルボニル化物
等)、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−
ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒ
ドロキシスチレン共重合体、カルボキシル基含有メタク
リル系樹脂及びその誘導体、ポリビニルアルコール誘導
体を挙げることができるが、これらに限定されるもので
はない。特に好ましい(g)アルカリ可溶性樹脂はノボ
ラック樹脂及びo−ポリヒドロキシスチレン、m−ポリ
ヒドロキシスチレン、p−ポリヒドロキシスチレン及び
これらの共重合体、アルキル置換ポリヒドロキシスチレ
ン、ポリヒドロキシスチレンの一部O−アルキル化、も
しくはO−アシル化物、スチレン−ヒドロキシスチレン
共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共
重合体である。該ノボラック樹脂は所定のモノマーを主
成分として、酸性触媒の存在下、アルデヒド類と付加縮
合させることにより得られる。
【0158】所定のモノマーとしては、フェノール、m
−クレゾール、p−クレゾール、o−クレゾール等のク
レゾール類、2,5−キシレノール、3,5−キシレノ
ール、3,4−キシレノール、2,3−キシレノール等
のキシレノール類、m−エチルフェノール、p−エチル
フェノール、o−エチルフェノール、p−t−ブチルフ
ェノール、p−オクチルフエノール、2,3,5−トリ
メチルフェノール等のアルキルフェノール類、p−メト
キシフェノール、m−メトキシフェノール、3,5−ジ
メトキシフェノール、2−メトキシ−4−メチルフェノ
ール、m−エトキシフェノール、p−エトキシフェノー
ル、m−プロポキシフェノール、p−プロポキシフェノ
ール、m−ブトキシフェノール、p−ブトキシフェノー
ル等のアルコキシフェノール類、2−メチル−4−イソ
プロピルフェノール等のビスアルキルフェノール類、m
−クロロフェノール、p−クロロフェノール、o−クロ
ロフェノール、ジヒドロキシビフェニル、ビスフェノー
ルA、フェニルフェノール、レゾルシノール、ナフトー
ル等のヒドロキシ芳香化合物を単独もしくは2種類以上
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。
【0159】アルデヒド類としては、例えばホルムアル
デヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プ
ロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセ
トアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−
フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズア
ルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒド
ロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒ
ド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズア
ルデヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベ
ンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、o−メ
チルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、
p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデ
ヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、フルフラー
ル、クロロアセトアルデヒド及びこれらのアセタール
体、例えばクロロアセトアルデヒドジエチルアセタール
等を使用することができるが、これらの中で、ホルムア
ルデヒドを使用するのが好ましい。これらのアルデヒド
類は、単独でもしくは2種類以上組み合わせて用いられ
る。酸性触媒としては塩酸、硫酸、ギ酸、酢酸、シュウ
酸等を使用することができる。
【0160】こうして得られたノボラック樹脂の重量平
均分子量は、1,000〜30,000の範囲であるこ
とが好ましい。1,000未満では未露光部の現像後の
膜減りが大きく、30,000を越えると現像速度が小
さくなってしまう。特に好適なのは2,000〜20,
000の範囲である。また、ノボラック樹脂以外の前記
ポリヒドロキシスチレン、及びその誘導体、共重合体の
重量平均分子量は、2000以上、好ましくは5000
〜200000、より好ましくは5000〜10000
0である。ここで、重量平均分子量はゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィーのポリスチレン換算値をもって
定義される。本発明に於けるこれらの(g)アルカリ可
溶性樹脂は2種類以上組み合わせて使用してもよい。
【0161】ここで、本発明の組成物の構成例を以下に
例示する。しかし、本発明の内容がこれらに限定される
ものではない。 1)上記成分(a)、上記成分(b)、上記成分(c)
及び上記成分(e)を含むポジ型電子線又はX線用レジ
スト組成物。 2)上記成分(a)、上記成分(b)、上記成分
(c)、上記成分(f)及び前記成分(g)を含むポジ
型電子線又はX線用レジスト組成物。 3)上記成分(a)、上記成分(b)、上記成分
(c)、上記成分(e)及び上記成分(f)を含むポジ
型電子線又はX線用レジスト組成物。
【0162】上記各構成例において、1)の成分
(e)、2)の成分(g)及び3)の成分(e)の組成
物中の使用量は、各々全組成物の固形分に対して40〜
99重量%が好ましく、より好ましくは50〜95重量
%である。
【0163】前記成分(f)の組成物中の使用量は、上
記各構成例いずれでも、全組成物の固形分に対し3〜4
5重量%が好ましく、より好ましくは5〜30重量%、
更に好ましくは10〜30重量%である。
【0164】〔VI〕(c)有機塩基性化合物 本発明で用いられる(c)有機塩基性化合物とは、フェ
ノールよりも塩基性の強い化合物である。中でも含窒素
塩基性化合物が好ましい。好ましい化学的環境として、
下記式(A)〜(E)構造を挙げることができる。
【0165】
【化67】
【0166】更に好ましい化合物は、一分子中に異なる
化学的環境の窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性化
合物であり、特に好ましくは、置換もしくは未置換のア
ミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物もし
くはアルキルアミノ基を有する化合物である。好ましい
具体例としては、置換もしくは未置換のグアニジン、置
換もしくは未置換のアミノピリジン、置換もしくは未置
換のアミノアルキルピリジン、置換もしくは未置換のア
ミノピロリジン、置換もしくは未置換のインダーゾル、
置換もしくは未置換のピラゾール、置換もしくは未置換
のピラジン、置換もしくは未置換のピリミジン、置換も
しくは未置換のプリン、置換もしくは未置換のイミダゾ
リン、置換もしくは未置換のピラゾリン、置換もしくは
未置換のピペラジン、置換もしくは未置換のアミノモル
フォリン、置換もしくは未置換のアミノアルキルモルフ
ォリン等が挙げられる。好ましい置換基は、アミノ基、
アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリール
基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、ア
シル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ
基、ニトロ基、水酸基、シアノ基である。
【0167】特に好ましい化合物として、グアニジン、
1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3,−テト
ラメチルグアニジン、イミダゾール、2−メチルイミダ
ゾール、4−メチルイミダゾール、N−メチルイミダゾ
ール、2−フェニルイミダゾール、4,5−ジフェニル
イミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾー
ル、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−ア
ミノピリジン、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメ
チルアミノピリジン、2−ジエチルアミノピリジン、2
−(アミノメチル)ピリジン、2−アミノ−3−メチル
ピリジン、2−アミノ−4−メチルピリジン、2−アミ
ノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−6−メチルピリ
ジン、3−アミノエチルピリジン、4−アミノエチルピ
リジン、3−アミノピロリジン、ピペラジン、N−(2
−アミノエチル)ピペラジン、N−(2−アミノエチ
ル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,6,6−テトラ
メチルピペリジン、4−ピペリジノピペリジン、2−イ
ミノピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジ
ン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチルピラゾール、
5−アミノ−3−メチル−1−p−トリルピラゾール、
ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メチルピラジ
ン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジン、4,6
−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリン、3−ピラ
ゾリン、N−アミノモルフォリン、N−(2−アミノエ
チル)モルフォリン、ジアザビシクロノネン、ジアザビ
シクロウンデセンなどが挙げられるがこれに限定される
ものではない。
【0168】これらの(c)有機塩基性化合物は、単独
であるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
有機塩基性化合物の使用量は、本発明の(a)放射線の
照射により酸を発生する化合物に対し、通常、0.01
〜10モル%、好ましくは0.1〜5モル%である。
0.01モル%未満ではその添加の効果が得られない。
一方、10モル%を超えると感度の低下や非露光部の現
像性が悪化する傾向がある。
【0169】〔VII〕(d)フッ素系及び/又はシリコ
ン系界面活性剤 本発明には、(d)フッ素系及び/又はシリコン系界面
活性剤を使用することができる。例えば、エフトップE
F301、EF303(新秋田化成(株)製)、フロラ
ードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、
メガファックF171、F173、F176、F18
9、R08(大日本インキ(株)製)、サーフロンS−
382、SC−101、102、103、104、10
5、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366
(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又
はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。また、
ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業
(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることが
できる。
【0170】フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤
以外の界面活性剤を併用することもできる。具体的に
は、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セチ
ルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等の
ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエ
チレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレ
ンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンア
ルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオ
キシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノ
ラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタン
モノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビ
タントリオレエート、ソルビタントリステアレート等の
ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソル
ビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタン
モノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノ
ステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレ
エート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレー
ト等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類
等のノニオン系界面活性剤、アクリル酸系もしくはメタ
クリル酸系(共)重合ポリフローNo.75,No.9
5(共栄社油脂化学工業(株)製)等を挙げることがで
きる。これらの界面活性剤の配合量は、本発明の組成物
中の全組成物の固形分に対し、通常、2重量%以下、好
ましくは1重量%以下である。これらの界面活性剤は単
独で添加してもよいし、また2種以上を組み合わせて添
加することもできる。
【0171】〔VIII〕本発明に使用されるその他の成分 本発明のポジ型電子線又はX線レジスト組成物には必要
に応じて、更に染料、顔料、可塑剤、光増感剤、及び現
像液に対する溶解性を促進させるフエノール性OH基を
2個以上有する化合物等を含有させることができる。
【0172】本発明で使用できるフェノール性OH基を
2個以上有する化合物は、好ましくは分子量1000以
下のフェノール化合物である。また、分子中に少なくと
も2個のフェノール性水酸基を有することが必要である
が、これが10を越えると、現像ラチチュードの改良効
果が失われる。また、フェノ−ル性水酸基と芳香環との
比が0.5未満では膜厚依存性が大きく、また、現像ラ
チチュードが狭くなる傾向がある。この比が1.4を越
えると該組成物の安定性が劣化し、高解像力及び良好な
膜厚依存性を得るのが困難となって好ましくない。
【0173】このフェノール化合物の好ましい添加量は
(g)アルカリ可溶性樹脂に対して2〜50重量%であ
り、更に好ましくは5〜30重量%である。50重量%
を越えた添加量では、現像残渣が悪化し、また現像時に
パターンが変形するという新たな欠点が発生して好まし
くない。
【0174】このような分子量1000以下のフェノー
ル化合物は、例えば、特開平4−122938、特開平
2−28531、米国特許第4916210、欧州特許
第219294等に記載の方法を参考にして、当業者に
於て容易に合成することが出来る。フェノール化合物の
具体例を以下に示すが、本発明で使用できる化合物はこ
れらに限定されるものではない。
【0175】レゾルシン、フロログルシン、2,3,4
−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4′−
テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,3′,
4′,5′−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、アセト
ン−ピロガロール縮合樹脂、フロログルコシド、2,
4,2′,4′−ビフェニルテトロール、4,4′−チ
オビス(1,3−ジヒドロキシ)ベンゼン、2,2′,
4,4′−テトラヒドロキシジフェニルエーテル、2,
2′,4,4′−テトラヒドロキシジフェニルスルフォ
キシド、2,2′,4,4′−テトラヒドロキシジフェ
ニルスルフォン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メ
タン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロ
ヘキサン、4,4−(α−メチルベンジリデン)ビスフ
ェノール、α,α′,α″−トリス(4−ヒドロキシフ
ェニル)−1,3,5−トリイソプロピルベンゼン、
α,α′,α″−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−
1−エチル−4−イソプロピルベンゼン、1,2,2−
トリス(ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,2−
トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロパン、2,2,5,5−テトラキス(4−ヒドロキ
シフェニル)ヘキサン、1,2−テトラキス(4−ヒド
ロキシフェニル)エタン、1,1,3−トリス(ヒドロ
キシフェニル)ブタン、パラ〔α,α,α′,α′−テ
トラキス(4−ヒドロキシフェニル)〕−キシレン等を
挙げることができる。
【0176】本発明の組成物は、上記各成分を溶解する
溶媒に溶かして支持体上に塗布する。ここで使用する溶
媒としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノ
ン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラ
クトン、メチルエチルケトン、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、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコー
ルモノエチルエーテルアセテート、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メチ
ルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテルプロピオネート、トルエン、酢酸エチル、乳
酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、
エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピル
ビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチル
ホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロ
リドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶
媒を単独あるいは混合して使用することができる。本発
明において、塗布溶剤としては、プロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテートが特に好ましく、これに
より、面内均一性に優れるようになる。
【0177】半導体の更なる進歩を追求していくと本質
的なレジストの高解像力等の性能に加え、感度、塗布
性、最小塗布必要量、基板との密着性、耐熱性、組成物
の保存安定性等の種々の観点より高性能の組成物が要求
されている。最近では、出来上がりのチップの取れる絶
対量を増やすため大口径のWaferを使用してデバイ
スを作成する傾向にある。しかしながら、大口径に塗布
すると、塗布性、特に面内の膜厚均一性の低下が懸念さ
れるため、大口径のWaferに対しての膜厚面内均一
性の向上が要求されている。この均一性を確認すること
ができる手法としてWafer内の多数点で膜厚測定を
行い、各々の測定値の標準偏差をとり、その3倍の値で
均一性を確認することができる。この値が小さい程面内
均一性が高いと言える。値としては、標準偏差の3倍の
値が100以下が好ましく、50以下がより好ましい。
また、光リソグラフィー用マスク製造においてもCDリ
ニアリティーが最重要視され、ブランクス内の膜厚面内
均一性の向上が要求されている。
【0178】本発明のレジスト組成物は、溶剤に溶かし
た後濾過することができる。そのために使用されるフィ
ルターは、レジスト分野で使用されるものの中から選択
され、具体的にはフィルターの材質が、ポリエチレン、
ナイロン又はポリスルフォンを含有するものが使用され
る。より具体的には、ミリポア社製のマイクロガード、
マイクロガードPlus、マイクロガードミニケム−
D、マイクロガードミニケム−D PR、ミリポアオブ
チマイザーDEV/DEV−C、ミリポア オブチマイ
ザー16/14、ポール社製のウルチボアN66、ポジ
ダイン、ナイロンファルコン等が挙げられる。また、フ
ィルターの孔径については下記の方法により確認したも
のを使用できる。つまり超純水中にPSL標準粒子(ポ
リスチレンラテックスビーズ 粒子径0.100μm)
を分散させて、チューブポンプにてフィルター1次側に
連続的に定流量で流し、チャレンジ濃度をパーティクル
カウンターにより測定し、90%以上捕捉できたものを
孔径0.1μmフィルターとして使用できる。
【0179】本発明のポジ型電子線又はX線レジスト組
成物を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板
(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)あるいは光リソ
グラフィー用マスク製造用基板(例:ガラス/Cr被
覆)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により
塗布後、所定のマスクを通して露光し、ベークを行い現
像することにより良好なレジストパターンを得ることが
できる。
【0180】本発明の組成物の現像液としては、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸
ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の
無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等
の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミ
ン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチ
ルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルア
ンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピ
ロール、ピペリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水
溶液を使用することができる。更に、上記アルカリ性水
溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用
することもできる。
【0181】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明の内容がこれにより限定されるものでは
ない。 〔合成例1:ポリ(p−ヒドロキシスチレン/スチレ
ン)共重合体の合成〕常法に基づいて脱水、蒸留精製し
たp−tert−ブトキシスチレンモノマー35.25
g(0.2モル)及びスチレンモノマー5.21g
(0.05モル)をテトラヒドロフラン100mlに溶
解した。窒素気流及び攪拌下、80℃にてアゾビスイソ
ブチロニトリル(AIBN)0.033gを2.5時間
置きに3回添加し、最後に更に5時間攪拌を続けること
により、重合反応を行った。反応液をヘキサン1200
mlに投入し、白色の樹脂を析出させた。得られた樹脂
を乾燥後、テトラヒドロフラン150mlに溶解した。
これに4N塩酸を添加し、6時間加熱還流することによ
り加水分解させた後、5Lの超純水に再沈し、この樹脂
を濾別し、水洗・乾燥させた。更にテトラヒドロフラン
200mlに溶解し、5Lの超純水中に激しく攪拌しな
がら滴下、再沈を行った。この再沈操作を3回繰り返し
た。得られた樹脂を真空乾燥器中で120℃、12時間
乾燥し、ポリ(p−ヒドロキシスチレン/スチレン)共
重合体を得た。
【0182】〔合成例2:樹脂例(c−21)の合成〕
p−アセトキシスチレン32.4g(0.2モル)及び
メタクリル酸t−ブチル7.01g(0.07モル)を
酢酸ブチル120mlに溶解し、窒素気流及び攪拌下、
80℃にてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)
0.033gを2.5時間置きに3回添加し、最後に更
に5時間攪拌を続けることにより、重合反応を行った。
反応液をヘキサン1200mlに投入し、白色の樹脂を
析出させた。得られた樹脂を乾燥後、メタノール200
mlに溶解した。これに水酸化ナトリウム7.7g
(0.19モル)/水50mlの水溶液を添加し、1時
間加熱還流することにより加水分解させた。その後、水
200mlを加えて希釈し、塩酸にて中和し白色の樹脂
を析出させた。この樹脂を濾別し、水洗・乾燥させた。
更にテトラヒドロフラン200mlに溶解し、5Lの超
純水中に激しく攪拌しながら滴下、再沈を行った。この
再沈操作を3回繰り返した。得られた樹脂を真空乾燥器
中で120℃、12時間乾燥し、ポリ(p−ヒドロキシ
スチレン/メタクリル酸t−ブチル)共重合体を得た。
【0183】〔合成3:樹脂例(c−3)の合成〕ポリ
(p−ヒドロキシスチレン)(日本曹達(株)製VP−
8000)10gをピリジン50mlに溶解させ、これ
に室温で撹伴下、二炭酸ジ−t−ブチル3.63gを滴
下した。室温で3時間撹伴した後、イオン交換水1L/
濃塩酸20gの溶液に滴下した。析出した粉体をろ過、
水洗、乾燥すると、樹脂例(c−3)が得られた。
【0184】〔合成4:樹脂例(c−33)の合成〕p
−シクロヘキシルフェノール83.1g(0.5モル)
を300m1のトルエンに溶解し、次いで2−クロロエチ
ルビニルエーテル150g、水酸化ナトリウム25g、
テトラブチルアンモニウムブロミド5g、トリエチルア
ミン60gを加えて120℃で5時間反応させた。反応
液を水洗し、過剰のクロエチルビニルエーテルとトルエ
ンを留去し、得られたオイルを減圧蒸留にて精製すると
4−シクロヘキシルフェノキシエチルビニルエーテルが
得られた。ポリ(p−ヒドロキシスチレン)(日本曹達
(株)製VP−8000)20g,4−シクロヘキシル
フェノキシエチルビニルエ−テル6.5gをTHF80
mlに溶解し、これにp−トルエンスルホン酸0.01
gを添加して室温で18時間反応させた。反応液を蒸留
水5Lに激しく撹拌しながら滴下し、析出する粉体をろ
過、乾燥すると樹脂例(c−33)が得られた。
【0185】樹脂例(c−4)、(c−28)、(c−
30)も対応する幹ポリマーとビニルエーテルを用い
て、同様の方法により合成した。
【0186】ポリ(P−ヒドロキシスチレン)(日本曹
達(株)製VP−8000)の代わりに、ポリ(P−ヒ
ドロキシスチレン)(日本曹達(株)製VP−500
0)を用いて同様の操作をし、(c−3)'、(c−3
3)’、(c−4)’、(c−28)’、(c−3
0)’を得た。また、開始剤の量を制御して分子量を6
割程度としたポリマー(ポリ(P−ヒドロキシスチレン
/スチレン)共重合体(2)、(c−21)’を得た。
【0187】(溶解阻止剤化合物の合成例−1:化合物
例16の合成)1−[α−メチル−α−(4' −ヒドロ
キシフェニル)エチル]−4−[α',α' −ビス(4"
−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン42.4g
(0.10モル)をN,N−ジメチルアセトアミド30
0mlに溶解し、これに炭酸カリウム49.5g(0.
35モル)、及びブロモ酢酸クミルエステル84.8g
(0.33モル)を添加した。その後、120℃にて7
時間撹拌した。反応混合物をイオン交換水2lに投入
し、酢酸にて中和した後、酢酸エチルにて抽出した。酢
酸エチル抽出液を濃縮、精製し、化合物例16(Rは全
て−CH2 COOC(CH3265 基)70gを
得た。
【0188】(溶解阻止剤化合物の合成例−2:化合物
41の合成)1,3,3,5−テトラキス−(4−ヒド
ロキシフェニル)ペンタン44gをN,N−ジメチルア
セトアミド250mlに溶解させ、これに炭酸カリウム
70.7g、次いでブロモ酢酸t−ブチル90.3gを
加え120℃にて7時間撹拌した。反応混合物をイオン
交換水2lに投入し、得られた粘稠物を水洗した。これ
をカラムクロマトグラフィーにて精製すると化合物例4
1(Rはすべて−CH2 COOC49 (t))が87
g得られた。
【0189】(溶解阻止剤化合物の合成例−3:化合物
例43の合成)α,α,α’,α’,α”,α”,−ヘ
キサキス(4−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−ト
リエチルベンゼン20gをジエチルエーテル400ml
に溶解させた。この溶液に窒素雰囲気下で3,4−ジヒ
ドロ−2H−ピラン42.4g、触媒量の塩酸を加え、
24時間還流した。反応終了後少量の水酸化ナトリウム
を加えた後ろ過した。ろ液を濃縮し、これをカラムクロ
マトグラフィーにて精製すると化合物例43(Rはすべ
てTHP基)が55.3g得られた。
【0190】(溶解阻止剤化合物の合成例−4:化合物
例43−2の合成)α,α,α’,α’,α”,α”,
−ヘキサキス(4−ヒドロキシフェニル)−1,3,5
−トリエチルベンゼン20g、N,N−ジメチルアセト
アミド200mlに溶解させ、これに炭酸カリウム2
8.2g、次いでブロモ酢酸ブチル36.0gを加え1
20℃にて7時間攪拌した。反応生成物をイオン交換水
2リットルに投入し、得られた粘稠物を水洗した。これ
をカラムクロマトグラフィーにて精製すると前記化合物
例43−2(Rは、全て−CH2COOC49(t))が3
7g得られた。
【0191】〔一般式(A)で表される化合物の合成
例〕 (合成例−1)前記A−22(ベンゾイルオキシエチル
ビニルエーテル)の合成 安息香酸244g(2mol)を3000mlのトルエ
ンに溶解し、次いで2−クロロエチルビニルエーテル3
20gを加え、更に水酸化ナトリウム88g、テトラブ
チルアンモニウムブロミド25g、トリエチルアミン1
00gを加えて、120℃にて5時間加熱攪拌した。反
応液を水洗し、減圧留去にて過剰の2−クロロエチルビ
ニルエーテルとトルエンを除去した。得られたオイル分
から、減圧留去により目的物であるベンゾイルオキシエ
チルビニルエーテルを300g得た。 (合成例−2〜8)前記A−23〜A−29の合成 上記A−22の合成と同様にして、前記A−23〜A−
29を合成した。
【0192】実施例〔実施例、比較例〕 (1)レジストの塗設 下記表1に示した成分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8.2gに溶解させ、これを0.
1μmのテフロン(登録商標)フィルターによりろ過し
てレジスト溶液を調製した。尚、実施例21の組成物
は、溶剤として乳酸エチルを8.2g用いた。各試料溶
液をスピンコーターを利用して、シリコンウエハー上に
塗布し、120℃、90秒間真空吸着型のホットプレー
トで乾燥して、膜厚0.5μmのレジスト膜Aを得た。
更に、各試料溶液をスピンコーターを利用してCr付ガ
ラス基板(6025基板)上に塗布し、100℃、10
分間真空吸着型ホットプレートで乾燥して膜厚0.5μ
mのレジスト膜Bを得た。
【0193】(2)レジストパターンの作成 このレジスト膜A及びBに電子線描画装置(加圧電圧5
0KV)を用いて照射を行った。照射後にそれぞれ真空
吸着型ホットプレートで(110℃で60秒(A)、1
00℃で600秒(B))加熱を行い、2.38%テト
ラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)
水溶液で60秒間浸漬し、30秒間水でリンスして乾燥
した。得られたコンタクトホールパターン及びラインア
ンドスペースパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡に
より観察した。
【0194】(3)感度及び解像力の評価 コンタクトホールパターンでの限界解像力(ホールの最
小直径)を解像力とし、更にその限界解像力を解像でき
る最小照射量を感度とした。また、ラインアンドスペー
スパターンで0.2μmを1:1で設計寸法に解像する
照射量を感度とし、該照射量での解像できる最小サイズ
を解像度とした。
【0195】(4)PCDの評価 上記(1)の方法により得られたレジスト膜を電子線描
画装置内で高真空下60分間放置したのち、(2)の方
法によりレジストパターンを形成した。(3)の方法に
より求めた感度(この場合はレジスト膜形成後高真空下
60分間放置はなく、直ちに照射)と同一の照射量で解
像できる最小のコンタクトホールサイズ(直径)あるい
はラインアンドスペースを求める。このサイズと(3)
で得られた限界解像力が近い値を示すもの程PCD安定
性が良好である。
【0196】(5)PEDの評価 レジストパターンを形成する際に、照射後、電子線描画
装置内で高真空下60分間放置する工程を加える以外は
(2)と同様の方法で行った。(3)の方法により求め
た感度(この場合は、照射後の高真空下60分間放置す
る工程はなく、直ちに加熱する)と同一の照射量で解像
できる最小のコンタクトホールサイズ(直径)あるいは
ラインアンドスペースを求める。このサイズと(3)で
得られた限界解像力が近い値を示すもの程PED安定性
が良好である。
【0197】
【表1】
【0198】
【表2】
【0199】
【表3】
【0200】酸発生剤PAG−1は、下記の通りであ
る。
【0201】
【化68】
【0202】使用したバインダー樹脂の組成、物性等は
以下の通りである。 (c−3):p−ヒトロキシスチレン/p−t−ブトキ
シカルボキシスチレン共重合体(モル比:80/2
0)、重量平均分子量(Mw)13000、分子量分布
(Mw/Mn)1.4 (c−3)’:Mw8000
【0203】(c−4):p−ヒドロキシスチレン/p
−(1−エトキシエトキシ)スチレン共重合体(モル
比:70/30)、Mw12000、分子量分布(Mw
/Mn)1.3 (c−4)’:Mw7000
【0204】(c−21):p−ヒドロキシスチレン/
t−ブチルメタクリレート共重合体(モル比:70/3
0)、Mw16000、分子量分布(Mw/Mn)2.
0 (c−21)’:Mw9500
【0205】(c−22):p−ヒドロキシスチレン/
p−(1−t−ブトキシエトキシ)スチレン共重合体
(モル比:85/15)、Mw12000、分子量分布
(Mw/Mn)1.1 (c−22)’:Mw7000
【0206】(c−28):p−ヒドロキシスチレン/
p−(1−フェネチルオキシエトキシ)スチレン共重合
体(モル比:85/15)、Mw12000、分子量分
布(Mw/Mn)1.2 (c−28)’:Mw7000
【0207】(c−30):p−ヒドロキシスチレン/
p−(1−フェノキシエトキシエトキシ)スチレン共重
合体(モル比:85/15)、Mw13000、分子量
分布(Mw/Mn)1.2 (c−30)’:Mw8000
【0208】(c−33):p−ヒドロキシスチレン/
p−(1−p−シクロヘキシルフェノキシエトキシ)ス
チレン共重合体(モル比:85/15)、Mw1300
0、分子量分布(Mw/Mn)1.2 (c−33)’:Mw8000
【0209】(PHS−1):ポリ(P−ヒドロキシス
チレン)(日本曹達(株)製、商品名VP−8000) (PHS−2):ポリ(P−ヒドロキシスチレン)(日
本曹達(株)製、商品名VP−5000) (PHS−3):ポリ(P−ヒドロキシスチレン)(東
邦化学(株)製、商品名H−80A) (PHS−4):ポリ(P−ヒドロキシスチレン)(東
邦化学(株)製、商品名H−60A)
【0210】(PHS/St:合成例1で合成したも
の):p−ヒドロキシスチレン/スチレン(モル比:8
0/20)、Mw26000、分子量分布(Mw/M
n)1.9 (PHS/St2):Mw15600
【0211】有機塩基性化合物については、以下の通り
である。 B−1:2,4,5−トリフェニルイミダゾール B−2:1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−
5−エン B−3:4−ジメチルアミノピリジン B−4:1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデ
カ−7−エン B−5:N−シクロヘキシル−N’−モルホリノエチル
チオ尿素
【0212】界面活性剤については、以下の通りであ
る。 W−1:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)
製) W−2:メガファックF176(大日本インキ(株)
製) W−3:メガファックR08(大日本インキ(株)製) W−4:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化
学工業(株)製) W−5:サーフロンS−382(旭硝子(株)製)
【0213】
【表4】
【0214】
【表5】
【0215】
【表6】
【0216】表4〜6の結果から、本発明のポジ型レジ
スト組成物は、高感度、高解像力で、矩形なパターンプ
ロファイルを与え、更にPCD、PED安定性が極めて
優れていることが判る。これらの効果は、カチオン重合
性化合物と有機塩基性化合物を添加することにより得ら
れるものである。更に、酸発生剤として一般式(I)〜
一般式(III)で表される化合物や、一般式(A−1)で
表される化合物を用いることにより、なお一層優れた性
能を示す。
【0217】実施例1、8、9、18、19、20、3
1、38、39、48、49、及び50において、有機
塩基性化合物をB−1からそれぞれ、B−2、B−3、
B−4、B−5に変更して実施したところ、同等の性能
が得られた。また、実施例1、8、9、18、19、2
0、31、38、39、48、49、及び50におい
て、界面活性剤をW−1からそれぞれW−2、W−3、
W−4、W−5に変更して実施したところ、同等の性能
が得られた。
【0218】実施例1、8、10、12、17、18、
19、及び20において、PHS−2をPHS−4に変
更して同様に実施したところ、同等の性能が得られた。
また、実施例31、38、40、42、47、48、4
9、50、51、58、60、62、67、68、6
9、及び70において、PHS−1をPHS−3に変更
して同様に実施したところ、同等の性能が得られた。
【0219】実施例1、8、9、18、19、20、3
1、38、39、48、49、及び50において、溶剤
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
/プロピレングリコールモノメチルエーテル=80/2
0(重量比)に変更して同様に実施したところ、同様な
効果が得られた。
【0220】また、上記表1に記載の成分を上記溶剤に
溶解し、その上記実施例1〜21の組成物液を0.1μ
mのポリエチレン製フィルターで濾過してレジスト溶液
を調製した。これらの各レジスト溶液について、下記の
ように面内均一性を評価した。
【0221】(面内均一性)各レジスト溶液を8inc
hシリコンウエハ上に塗布し、上記のようなレジスト層
の塗設同様の処理を行い、面内均一性測定用のレジスト
塗布膜を得た。これを大日本スクリーン社製Lambd
aAにて、塗布膜厚をウエハ直径方向に沿って十字にな
るように均等に36箇所測定した。各々の測定値の標準
偏差をとり、その3倍が50に満たないものを○、50
以上のものを×として評価した。その結果、レジスト塗
布溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテート(PGMEA)を用いたもの(実施例1〜2
0)は面内均一性が○であった。それに対して、レジス
ト塗布溶剤として乳酸エチル(EL)を用いたもの(実
施例21)は面内均一性が×であった。従って、本発明
において、レジスト塗布溶剤としてPGMEAを用いる
ことが好ましいことが判る。
【0222】(6)等倍X線露光によるパターニング 上記実施例20と比較例1と2の各レジスト組成物を夫
々用い、上記(1)と同様の方法で膜厚0.40μmの
レジスト膜を得た。次いで、等倍X線露光装置(ギャッ
プ値;20nm)を用いた以外は上記(2)と同様にし
てパターニングを行い、上記(3)と同様の方法でレジ
スト性能(感度、解像力、及びパターン形状)を評価し
た。評価結果を表7に示す。
【0223】 表7 レジスト組成物 感度(mJ/cm2) 解像力(μm) パターン形状 実施例20 75 0.10 矩形 比較例1 185 0.18 テーパー形状、膜べり 比較例2 240 0.17 テーパー形状
【0224】上記表7より明らかなように、本発明のレ
ジスト組成物がX線露光においても極めて優れた性能を
示すことが判る。
【0225】
【発明の効果】本発明のポジ型電子線又はX線レジスト
組成物は、高感度、高解像力であり、矩形状の優れたパ
ターンプロファイルを与えることができ、しかもPC
D、PEDの安定性及び塗布性が極めて優れる。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C08K 5/00 C08K 5/00 5/16 5/16 C08L 25/18 C08L 25/18 29/10 29/10 101/06 101/06 G03F 7/004 501 G03F 7/004 501 503 503Z 503A 504 504 7/027 7/027 H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72)発明者 白川 浩司 静岡県榛原郡吉田町川尻4000番地 富士写 真フイルム株式会社内 Fターム(参考) 2H025 AA00 AA01 AA02 AA03 AB16 AC05 AC06 AD03 BC23 BC32 BE00 BG00 CB52 CC03 CC04 CC20 FA03 FA12 FA17 4J002 BC011 BC031 BC072 BC091 BC111 BC121 BC122 BE041 BG052 BG062 BG071 BG072 BG102 BH022 BQ001 CH053 CP033 EB116 EB126 EB146 ED056 ED057 EE037 EH127 EH146 EL077 EL087 EL097 EP016 EQ018 ER008 ER028 ES006 EU048 EU078 EU118 EU126 EU138 EU148 EU186 EU208 EU238 EV067 EV207 EV216 EV217 EV256 EV306 EV307 EV316 FD310 FD313 GP03 HA05 4J011 AA05 AC04 BB01 BB02 PA24 PA26 PA30 PA40 PA45 PA69 PB40 PC02 QA08 QA09 QA33 RA03 SA73 SA78 SA83 SA87 TA10 UA03 UA04 VA01 WA01 4J100 AB02P AB03P AB07P AG08P AL10P AQ01P AQ28P BA02P BA03P BA04P BA05P BA08P BA14P BA15P BA20P BA29P BA31P BA34P BA40P BA41P BA51P BA52P BA54P BA58P BA59P BA66P BB01P BB03P BC02P BC03P BC04P BC43P BC48P BC49P BC53P BC54P BC65P BC83P CA01 CA04 JA38

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)放射線の照射により酸を発生する
    化合物、 (b)カチオン重合性の機能を有する化合物 (c)有機塩基性化合物を含有することを特徴とするポ
    ジ型電子線又はX線レジスト組成物。
  2. 【請求項2】 (d)フッ素系及び/又はシリコン系界
    面活性剤を更に含有することを特徴とする請求項1に記
    載のポジ型電子線又はX線レジスト組成物。
  3. 【請求項3】 カチオン重合性の機能を有する化合物
    が、ビニル化合物、シクロアルカン化合物、環状エーテ
    ル化合物、ラクトン化合物、アルデヒド化合物から選択
    される少なくとも1種の化合物であることを特徴とする
    請求項1又は2に記載のポジ型電子線又はX線レジスト
    組成物。
  4. 【請求項4】 カチオン重合性の機能を有する化合物
    が、一般式(A)で表される化合物であることを特徴と
    する請求項1〜3のいずれかに記載のポジ型電子線又は
    X線レジスト組成物。 【化1】 a、Rb、Rc;同一又は異なっても良く、水素原子、
    置換基を有していてもよい、アルキル基又はアリール基
    を表し、またそれらの内の2つが結合して飽和又はオレ
    フィン性不飽和の環を形成してもよい。 Rd;アルキル基又は置換アルキル基を表す。
  5. 【請求項5】 (a)放射線の照射により酸を発生する
    化合物が、下記一般式(I)〜一般式(III)で表され
    る化合物のうち少なくとも1つを含有することを特徴と
    する請求項1〜4のいずれかに記載のポジ型電子線又は
    X線レジスト組成物。 【化2】 (式中、R1〜R37は、同一又は異なって、水素原子、
    直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基、直鎖状、分岐
    状あるいは環状アルコキシ基、ヒドロキシル基、ハロゲ
    ン原子、又は−S−R38基を表す。R38は、直鎖状、分
    岐状あるいは環状アルキル基又はアリール基を表す。ま
    た、R1〜R15、R16〜R27、R28〜R37のうち、2つ
    以上が結合して、単結合、炭素、酸素、イオウ、及び窒
    素から選択される1種又は2種以上を含む環を形成して
    いてもよい。X-は、 少なくとも1個のフッ素原子、 少なくとも1個のフッ素原子で置換された直鎖状、分岐
    状あるいは環状アルキル基、 少なくとも1個のフッ素原子で置換された直鎖状、分岐
    状あるいは環状アルコキシ基、 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアシル基、 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアシロキシ
    基、 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたスルホニル
    基、 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたスルホニルオ
    キシ基、 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたスルホニルア
    ミノ基、 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアリール基、 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアラルキル
    基、及び少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアル
    コキシカルボニル基、 から選択された少なくとも1種を有するベンゼンスルホ
    ン酸、ナフタレンスルホン酸、又はアントラセンスルホ
    ン酸のアニオンを示す。)
  6. 【請求項6】 (e)酸により分解しうる基を有し、ア
    ルカリ現像液に対する溶解性が酸の作用により増大する
    樹脂、又は(f)酸により分解しうる基を有し、アルカ
    リ現像液に対する溶解性が酸の作用により増大する、分
    子量3000以下の低分子溶解阻止化合物のうち少なく
    ともいずれか一方を含有することを特徴とする請求項1
    〜5のいずれかに記載のポジ型電子線又はX線レジスト
    組成物。
  7. 【請求項7】 (a)放射線の照射により酸を発生する
    化合物が、請求項5に記載の一般式(I)〜一般式(II
    I)で表される化合物のうち少なくとも1つを含有し、且
    つ(e)酸により分解しうる基を有し、アルカリ現像液
    に対する溶解性が酸の作用により増大する樹脂、又は
    (f)酸により分解しうる基を有し、アルカリ現像液に
    対する溶解性が酸の作用により増大する、分子量300
    0以下の低分子溶解阻止化合物のうち少なくともいずれ
    か一方を含有することを特徴とする請求項1〜4のいず
    れかに記載のポジ型電子線又はX線レジスト組成物。
  8. 【請求項8】 溶剤としてプロピレングリコールモノメ
    チルエーテルアセテートを主に含むことを特徴とする請
    求項1〜7のいずれかに記載のポジ型電子線又はX線レ
    ジスト組成物。
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