JP2002049156A - ポジ型フォトレジスト組成物 - Google Patents
ポジ型フォトレジスト組成物Info
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Abstract
ライエッチング耐性の4点で良化したポジ型フォトレジ
スト組成物を提供すること。 【解決手段】 特定の2種のアセタール構造を有する繰
り返し単位を有し、酸の作用により分解してアルカリ現
像液に対する溶解性が増大するポリマー、活性光線又は
放射線の照射により酸を発生する化合物、及び溶剤を含
有するポジ型フォトレジスト組成物。
Description
子、集積回路製造用マスク、プリント配線板、液晶パネ
ル等の製造に好適に用いることができるポジ型フォトレ
ジスト組成物に関する。
許第4,491,628号明細書、欧州特許第29,139号明細書等
に記載されている化学増幅系ポジレジスト組成物があ
る。化学増幅型ポジレジスト組成物は、遠紫外光等の放
射線の照射により露光部に酸を生成させ、この酸を触媒
とする反応によって、活性放射線の照射部と非照射部の
現像液に対する溶解性を変化させパターンを基板上に形
成させるパターン形成材料である。
−ヒドロキシスチレン)のフェノール性ヒドロキシル基
を全部あるいは部分的にテトラヒドロピラニル基で保護
した樹脂を含有することを特徴とするフォトレジスト組
成物が開示されている。
ポリ(p−ヒドロキシスチレン)のフェノール性ヒドロ
キシル基の20〜70%がアセタール基で置換された樹
脂を含有することを特徴とするフォトレジスト組成物が
開示されている。
同様のアセタール保護された樹脂を用いたフォトレジス
ト組成物が開示されている。
アセタール基で置換された基を含む三元共重合体を用い
たフォトレジスト組成物が示されている。
開平6−266112号公報、特開平6−289608
号公報、特開平7−209868号公報にはヒドロキシ
スチレンと(メタ)アクリレート共重合体よりなるフォ
トレジスト組成物が開示されている。
は、酸により分解し得る基を有する重合体、感放射線性
酸発生剤、フェノール性水酸基を有する分子量1000
未満の化合物中のフェノール性水酸基の水素原子をアセ
タール化した化合物、並びに酸拡散制御材を含有する感
光性樹脂組成物が記載されている。この組成物はコンタ
クトホールの解像力、断面形状、及びフォーカス許容性
に優れることが記載されている。
ポジ型フォトレジスト組成物は、限界解像力、現像欠
陥、リニアリティ及びドライエッチング耐性の4点で必
ずしも充分な成果は得られていなかった。
リニアリティ及びドライエッチング耐性の4点で良化し
たポジ型フォトレジスト組成物を提供することにある。
ジ型フォトレジスト組成物は下記構成である。 (1) (a)下記一般式(I)、(II)及び(II
I)で表される繰り返し単位を有し、酸の作用により分
解してアルカリ現像液に対する溶解性が増大するポリマ
ー、(b)活性光線又は放射線の照射により酸を発生す
る化合物、及び(c)溶剤を含有することを特徴とする
ポジ型フォトレジスト組成物。
てもよい、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル基、又は
置換されていてもよいアラルキル基を表す。Zは、置換
されていてもよい、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル
基、又は置換されていてもよいアラルキル基を表す。
L’は、Lと同義である。Wは、Zと同義である。Zと
L、WとL’は、互いに結合して5又は6員環を形成し
てもよい。ただし、ZとWが同一となることはない。
する基であることを特徴とする上記(1)記載のポジ型
フォトレジスト組成物。 (3) 更に、(d)シリコン系及び/またはフッ素系
界面活性剤を含むことを特徴とする上記(1)又は
(2)に記載のポジ型フォトレジスト組成物。 (4) 更に、(e)塩基性化合物を含むことを特徴と
する上記(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型フォ
トレジスト組成物。
本発明のポジ型フォトレジスト組成物は、上記一般式
(I)、(II)及び(III)で表される繰り返し単
位を有し、酸の作用により分解してアルカリ現像液に対
する溶解性が増大するポリマー(a)、活性光線または
放射線の照射により酸を発生する化合物(b)及び溶剤
(c)を少なくとも含有する。
物に配合される各成分につき説明する。 (a)上記一般式(I)、(II)及び(III)で表
される繰り返し単位を有し、酸の作用により分解してア
ルカリ現像液に対する溶解性が増大するポリマー(以
下、「酸分解性ポリマー(a)」ともいう)
(a)は、下記一般式(I)、(II)及び(III)
で表される繰り返し単位を有する。
てもよい、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル基、又は
置換されていてもよいアラルキル基を表す。Zは、置換
されていてもよい、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル
基、又は置換されていてもよいアラルキル基を表す。
L’は、Lと同義である。Wは、Zと同義である。Zと
L、WとL’は、互いに結合して5又は6員環を形成し
てもよい。ただし、ZとWが同一となることはない。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t
−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル
基、シクロヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などの
炭素数1〜20個の直鎖、分岐あるいは環状のものが挙
げられる。
る好ましい置換基としては、アルキル基、アルコキシ
基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、アシル基、アシ
ルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、ア
ルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基、チ
オフェンカルボニルオキシ基、チオフェンメチルカルボ
ニルオキシ基、ピロリドン残基等のヘテロ環残基などが
挙げられ、好ましくは、炭素数12以下である。
シクロヘキシルエチル基、アルキルカルボニルオキシメ
チル基、アルキルカルボニルオキシエチル基、アリール
カルボニルオキシエチル基、アラルキルカルボニルオキ
シエチル基、アルキルオキシメチル基、アリールオキシ
メチル基、アラルキルオキシメチル基、アルキルオキシ
エチル基、アリールオキシエチル基、アラルキルオキシ
エチル基、アルキルチオメチル基、アリールチオメチル
基、アラルキルチオメチル基、アルキルチオエチル基、
アリールチオエチル基、アラルキルチオエチル基等が挙
げられる。
れないが、鎖状、環状、分岐状のいずれでもよく、更に
前述のアルキル基、アルコキシ基等の置換基を有しても
よい。
例としては、シクロヘキシルカルボニルオキシエチル
基、t−ブチルシクロヘキシルカルボニルオキシエチル
基、n−ブチルシクロヘキシルカルボニルオキシエチル
基等を挙げることができる。
フェニル基、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ような炭素数6〜14の
ものが挙げられ、更に前述のアルキル基、アルコキシ基
等の置換基を有してもよい。上記アリールオキシエチル
基の例としては、フェニルオキシエチル基、シクロヘキ
シルフェニルオキシエチル基等を挙げることができる。
ル基などを挙げることができる。上記アラルキルカルボ
ニルオキシエチル基の例としては、ベンジルカルボニル
オキシエチル基等を挙げることができる。
ルキル基としては、例えば、置換又は未置換のベンジル
基、置換又は未置換のフェネチル基などの炭素数7〜1
5個のものを挙げることができる。
アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、アシ
ル基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、アルキル
チオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基等が挙げら
れ、置換基を有するアラルキル基としては、例えば、ア
ルコキシベンジル基、ヒドロキシベンジル基、フェニル
チオフェネチル基等を挙げることができる。L、L’、
ZまたはWとしてのアラルキル基が有しうる置換基の炭
素数の範囲は、好ましくは12以下である。
て形成する5又は6員環としては、テトラヒドロピラン
環、テトラヒドロフラン環等が挙げられる。本発明にお
ける酸分解性ポリマー(a)は、ZとWが同一となるこ
とはない。本発明において、好ましくはWが脂環式基又
は芳香族基を有する基であることが好ましい。この場
合、Zは、直鎖状あるいは分岐状のアルキル基であるこ
とが好ましい。これにより、本発明の効果が一層顕著に
なる。ここで、脂環式基としては、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、シクロノニル基、シクロデカニル基等の炭素数5個
〜12個のものが好ましい。また、芳香族基としては、
フェニル基、ナフチル基等の炭素数6個〜16個のもの
が好ましく、これらの基はたとえば、メチルフェニル
基、エチルフェニル基などのように更に置換基を有して
いてもよい。これらの脂環式基又は芳香族基は、そのも
のでWに相当する基として成り立ってもよいが、アルキ
レン基や他の連結基を有していてもよい。Wの脂環式基
又は芳香族基を有する基としては、フェノキシエチル
基、シクロヘキシルフェノキシエチル基、シクロヘキシ
ルチオエチル基、t−ブチルシクロヘキシルカルボニル
オキシエチル基、n−ブチルシクロヘキシルカルボニル
オキシエチル基、シクロヘキサノン−4−イル−フェノ
キシエチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルエチ
ル基、フェネチル基、ベンジル基が好ましい。Zの直鎖
状あるいは分岐状のアルキル基としては、エチル基、プ
ロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、i−ブチル
基、t−ブチル基等が好ましい。上記のように置換アル
キル基や置換アラルキル基は末端にフェニル基やシクロ
ヘキシル基のような嵩高い基を導入することで、更にエ
ッジラフネスの向上も認められる。
位中、一般式(I)で表される繰り返し単位を5〜60
モル%(好ましくは、5〜30モル%)、一般式(I
I)で表される繰り返し単位を5〜60モル%(好まし
くは、5〜30モル%)、一般式(III)で表される
繰り返し単位を20〜80モル%(好ましくは、40〜
80モル%)含有することが好ましく、必要に応じて併
せて他の繰り返し単位を含有してもよい。酸分解性ポリ
マー(a)中の、一般式(I)で表される繰り返し単位
と一般式(II)で表される繰り返し単位の含有比率
((I):(II))は、好ましくは 0.10:1
〜1:0.10であり、より好ましくは0.25:1〜
1:0.25である。
ばフェノール性水酸基を有するポリマーを、好ましくは
有機溶媒に溶解し、系中の水分を共沸蒸留等の手法で脱
水した後、2種以上のアルキルビニルエーテル化合物及
び酸触媒を添加してアセタール化反応を行い、フェノー
ル性水酸基に所望のアセタール基を導入することにより
得ることができる。
としては、ヒドロキシスチレン類の重合体が好ましく、
t−ブチルアクリレートもしくはt−ブチルメタクリレ
ート等の酸分解性の(メタ)アクリレートとの共重合体
であってもよい。
溶解性を調節する目的で、フェノール性水酸基を有する
ポリマーに非酸分解性基を導入することもできる。非酸
分解性基の導入方法としては、スチレン類、非酸分解性
の(メタ)アクリル酸エステル類、非酸分解性の(メ
タ)アクリル酸アミド類を共重合する方法や、ヒドロキ
シスチレン類の水酸基を非酸分解性の置換基で保護する
方法が好ましい。
チル基、メシル基、トルエンスルホニル基等が好ましい
が、これらに限定されるものではない。
ロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、ジブ
ロモスチレン、ヨードスチレン、メチルスチレン、ジメ
チルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレ
ン、メトキシスチレン、エトキシスチレン、フェニルス
チレン、t−ブチルスチレン、t−ブトキシスチレン等
があげられるが、スチレン、メチルスチレン、t−ブチ
ルスチレン、t−ブトキシスチレンが特に好ましい。
テル類としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)
アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メ
タ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸グリシジ
ル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸
ヒドロキシエチル等があげられる。
としては、(メタ)アクリル酸アミド、(メタ)アクリ
ル酸フェニルアミド、(メタ)アクリル酸イソプロピル
アミド等があげられる。
えば、マレイン酸誘導体、無水マレイン酸誘導体、(メ
タ)アクリロニトリル、ビニルピロリドン、ビニルピリ
ジン、酢酸ビニル等を挙げることができる。
のアルカリ溶解性を調節し、そのアルカリ現像性を損な
わない範囲で、上記フェノール性水酸基を有するポリマ
ーに共重合成分及び/又は非酸分解性基を導入すること
が可能であるが、一般的にはフェノール性水酸基を有す
るポリマーを構成する成分のうちヒドロキシスチレン類
成分が60モル%以上、好ましくは70モル%以上占め
ることがドライエッチング耐性や感度の点で望ましい。
するポリマー)の重量平均分子量は、ゲルバーミエーシ
ョンクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレ
ン換算分子量(Mw)として測定することができ、好ま
しくは2000〜200,000であり、2,500〜
30,000が特に好ましい。分子量が200,000
を超えると溶解性が劣り解像力が低下する傾向にある。
エーテル化合物としては、下記一般式(A)で表される
化合物が望ましい。R1−O−CH=CH2 一般
式(A)式中、R1は置換基を有してもよい鎖状アルキ
ル基、置換基を有してもよい環状アルキル基、置換基を
有してもよいアリール基、又は置換基を有してもよいア
ラルキル基を表す。
キル基としては、好ましくは炭素数1〜20、さらに好
ましくは炭素数1〜18の、直鎖状であっても分岐状で
あってもよく、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、i−ブチル
基、t−ブチル基、n−ペンチル基、i−ペンチル基、
t−ペンチル基、n−ヘキシル基、i−ヘキシル基、t
−ヘキシル基、n−ヘプチル基、i−ヘプチル基、t−
ヘプチル基、n−オクチル基、i−オクチル基、t−オ
クチル基、n−ノニル基、i−ノニル基、t−ノニル
基、n−デシル基、i−デシル基、t−デシル基、n−
ウンデシル基、i−ウンデシル基、n−ドデシル基、i
−ドデシル基、n−トリデシル基、i−トリデシル基、
n−テトラデシル基、i−テトラデシル基、n−ペンタ
デシル基、i−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、
i−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、i−ヘプタ
デシル基、n−オクタデシル基、i−オクタデシル基、
n−ノナデシル基、i−ノナデシル基等を挙げることが
できる。これらの置換基は、下記に示す置換基によって
置換されていてもよい。
キル基としては、好ましくは炭素数3〜20、さらに好
ましくは炭素数3〜18の、20までの炭素数で環を形
成する場合でも置換基を有した環状アルキルでもよく、
例えば、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、シクロノニル基、シクロデシル基、シク
ロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル
基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シク
ロペンタデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロヘプ
タデシル基、シクロオクタデシル基、シクロノナデシル
基、4−シクロヘキシルシクロヘキシル基、4−n−ヘ
キシルシクロヘキシル基、ペンタニルシクロヘキシル
基、ヘキシルオキシシクロヘキシル基、ペンタニルオキ
シシクロヘキシル基等を挙げることができる。ここに挙
げた以外の置換環状アルキル基も上記範囲内であれば使
用できることができる。これらの置換基は、下記に示す
置換基によって置換されていてもよい。
ール基としては、好ましくは炭素数6〜30、好ましく
は炭素数6〜25の、例えば、フェニル基、トリル基、
キシリル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、
メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、プロピルオ
キシフェニル基、4−シクロペンチルフェニル基、4−
シクロヘキシルフェニル基、4−シクロヘプテニルフェ
ニル基、4−シクロオクタニルフェニル基、2−シクロ
ペンチルフェニル基、2−シクロヘキシルフェニル基、
2−シクロヘプテニルフェニル基、2−シクロオクタニ
ルフェニル基、3−シクロペンチルフェニル基、3−シ
クロヘキシルフェニル基、3−シクロヘプテニルフェニ
ル基、3−シクロオクタニルフェニル基、4−シクロペ
ンチルオキシフェニル基、4−シクロヘキシルオキシフ
ェニル基、4−シクロヘプテニルオキシフェニル基、4
−シクロオクタニルオキシフェニル基、2−シクロペン
チルオキシフェニル基、2−シクロヘキシルオキシフェ
ニル基、2−シクロヘプテニルオキシフェニル基、2−
シクロオクタニルオキシフェニル基、3−シクロペンチ
ルオキシフェニル基、3−シクロヘキシルオキシフェニ
ル基、3−シクロヘプテニルオキシフェニル基、3−シ
クロオクタニルオキシフェニル基、4−n−ペンチルフ
ェニル基、4−n−ヘキシルフェニル基、4−n−ヘプ
テニルフェニル基、4−n−オクタニルフェニル基、2
−n−ペンチルフェニル基、2−n−ヘキシルフェニル
基、2−n−ヘプテニルフェニル基、2−n−オクタニ
ルフェニル基、3−n−ペンチルフェニル基、3−n−
ヘキシルフェニル基、3−n−ヘプテニルフェニル基、
3−n−オクタニルフェニル基、2,6−ジ−イソプロ
ピルフェニル基、2,3−ジ−イソプロピルフェニル
基、2,4−ジ−イソプロピルフェニル基、3,4−ジ
−イソプロピルフェニル基、3,6−ジ−t−ブチルフ
ェニル基、2,3−ジ−t−ブチルフェニル基、2,4
−ジ−t−ブチルフェニル基、3,4−ジ−t−ブチル
フェニル基、2,6−ジ−n−ブチルフェニル基、2,
3−ジ−n−ブチルフェニル基、2,4−ジ−n−ブチ
ルフェニル基、3,4−ジ−n−ブチルフェニル基、
2,6−ジ−i−ブチルフェニル基、2,3−ジ−i−
ブチルフェニル基、2,4−ジ−i−ブチルフェニル
基、3,4−ジ−i−ブチルフェニル基、2,6−ジ−
t−アミルフェニル基、2,3−ジ−t−アミルフェニ
ル基、2,4−ジ−t−アミルフェニル基、3,4−ジ
−t−アミルフェニル基、2,6−ジ−i−アミルフェ
ニル基、2,3−ジ−i−アミルフェニル基、2,4−
ジ−i−アミルフェニル基、3,4−ジ−i−アミルフ
ェニル基、2,6−ジ−n−ペンチルフェニル基、2,
3−ジ−n−ペンチルフェニル基、2,4−ジ−n−ペ
ンチルフェニル基、3,4−ジ−n−ペンチルフェニル
基、4−アダマンチルフェニル基、2−アダマンチルフ
ェニル基、4−イソボロニルフェニル基、3−イソボロ
ニルフェニル基、2−イソボロニルフェニル基、4−シ
クロペンチルオキシフェニル基、4−シクロヘキシルオ
キシフェニル基、4−シクロヘプテニルオキシフェニル
基、4−シクロオクタニルオキシフェニル基、2−シク
ロペンチルオキシフェニル基、2−シクロヘキシルオキ
シフェニル基、2−シクロヘプテニルオキシフェニル
基、2−シクロオクタニルオキシフェニル基、3−シク
ロペンチルオキシフェニル基、3−シクロヘキシルオキ
シフェニル基、3−シクロヘプテニルオキシフェニル
基、3−シクロオクタニルオキシフェニル基、4−n−
ペンチルオキシフェニル基、4−n−ヘキシルオキシフ
ェニル基、4−n−ヘプテニルオキシフェニル基、4−
n−オクタニルオキシフェニル基、2−n−ペンチルオ
キシフェニル基、2−n−ヘキシルオキシフェニル基、
2−n−ヘプテニルオキシフェニル基、2−n−オクタ
ニルオキシフェニル基、3−n−ペンチルオキシフェニ
ル基、3−n−ヘキシルオキシフェニル基、3−n−ヘ
プテニルオキシフェニル基、3−n−オクタニルオキシ
フェニル基、2,6−ジ−イソプロピルオキシフェニル
基、2,3−ジ−イソプロピルオキシフェニル基、2,
4−ジ−イソプロピルオキシフェニル基、3,4−ジ−
イソプロピルオキシフェニル基、2,6−ジ−t−ブチ
ルオキシフェニル基、2,3−ジ−t−ブチルオキシフ
ェニル基、2,4−ジ−t−ブチルオキシフェニル基、
3,4−ジ−t−ブチルオキシフェニル基、2,6−ジ
−n−ブチルオキシフェニル基、2,3−ジ−n−ブチ
ルオキシフェニル基、2,4−ジ−n−ブチルオキシフ
ェニル基、3,4−ジ−n−ブチルオキシフェニル基、
2,6−ジ−i−ブチルオキシフェニル基、2,3−ジ
−i−ブチルオキシフェニル基、2,4−ジ−i−ブチ
ルオキシフェニル基、3,4−ジ−i−ブチルオキシフ
ェニル基、2,6−ジ−t−アミルオキシフェニル基、
2,3−ジ−t−アミルオキシフェニル基、2,4−ジ
−t−アミルオキシフェニル基、3,4−ジ−t−アミ
ルオキシフェニル基、2,6−ジ−i−アミルオキシフ
ェニル基、2,3−ジ−i−アミルオキシフェニル基、
2,4−ジ−i−アミルオキシフェニル基、3,4−ジ
−i−アミルオキシフェニル基、2,6−ジ−n−ペン
チルオキシフェニル基、2,3−ジ−n−ペンチルオキ
シフェニル基、2,4−ジ−n−ペンチルオキシフェニ
ル基、3,4−ジ−n−ペンチルオキシフェニル基、4
−アダマンチルオキシフェニル基、3−アダマンチルオ
キシフェニル基、2−アダマンチルオキシフェニル基、
4−イソボロニルオキシフェニル基、3−イソボロニル
オキシフェニル基、2−イソボロニルオキシフェニル
基、等が挙げられこれらは上記範囲内であればさらに置
換してもよく上記例以外の置換基に限定されない。これ
らの置換基は、下記に示す置換基によって置換されてい
てもよい。
としては、好ましくは炭素数7〜30、さらに好ましく
は炭素数8〜25の、例えば、フェニルエチル基、トリ
ルフェニルエチル基、キシリルフェニルエチル基、エチ
ルフェニルエチル基、プロピルフェニルエチル基、4−
シクロペンチルフェニルエチル基、4−シクロヘキシル
フェニルエチル基、4−シクロヘプテニルフェニルエチ
ル基、4−シクロオクタニルフェニルエチル基、2−シ
クロペンチルフェニルエチル基、2−シクロヘキシルフ
ェニルエチル基、2−シクロヘプテニルフェニルエチル
基、2−シクロオクタニルフェニルエチル基、3−シク
ロペンチルフェニルエチル基、3−シクロヘキシルフェ
ニルエチル基、3−シクロヘプテニルフェニルエチル
基、3−シクロオクタニルフェニルエチル基、4−シク
ロペンチルオキシフェニルエチル基、4−シクロヘキシ
ルオキシフェニルエチル基、4−シクロヘプテニルオキ
シフェニルエチル基、4−シクロオクタニルオキシフェ
ニルエチル基、2−シクロペンチルオキシフェニルエチ
ル基、2−シクロヘキシルオキシフェニルエチル基、2
−シクロヘプテニルオキシフェニルエチル基、2−シク
ロオクタニルオキシフェニルエチル基、3−シクロペン
チルオキシフェニルエチル基、3−シクロヘキシルオキ
シフェニルエチル基、3−シクロヘプテニルオキシフェ
ニルエチル基、3−シクロオクタニルオキシフェニルエ
チル基、4−n−ペンチルフェニルエチル基、4−n−
ヘキシルフェニルエチル基、4−n−ヘプテニルフェニ
ルエチル基、4−n−オクタニルフェニルエチル基、2
−n−ペンチルフェニルエチル基、2−n−ヘキシルフ
ェニルエチル基、2−n−ヘプテニルフェニルエチル
基、2−n−オクタニルフェニルエチル基、3−n−ペ
ンチルフェニルエチル基、3−n−ヘキシルフェニルエ
チル基、3−n−ヘプテニルフェニルエチル基、3−n
−オクタニルフェニルエチル基、2,6−ジ−イソプロ
ピルフェニルエチル基、2,3−ジ−イソプロピルフェ
ニルエチル基、2,4−ジ−イソプロピルフェニルエチ
ル基、3,4−ジ−イソプロピルフェニルエチル基、
2,6−ジ−t−ブチルフェニルエチル基、2,3−ジ
−t−ブチルフェニルエチル基、2,4−ジ−t−ブチ
ルフェニルエチル基、3,4−ジ−t−ブチルフェニル
エチル基、2,6−ジ−n−ブチルフェニルエチル基、
2,3−ジ−n−ブチルフェニルエチル基、2,4−ジ
−n−ブチルフェニルエチル基、3,4−ジ−n−ブチ
ルフェニルエチル基、2,6−ジ−i−ブチルフェニル
エチル基、2,3−ジ−i−ブチルフェニルエチル基、
2,4−ジ−i−ブチルフェニルエチル基、3,4−ジ
−i−ブチルフェニルエチル基、2,6−ジ−t−アミ
ルフェニルエチル基、2,3−ジ−t−アミルフェニル
エチル基、2,4−ジ−t−アミルフェニルエチル基、
3,4−ジ−t−アミルフェニルエチル基、2,6−ジ
−i−アミルフェニルエチル基、2,3−ジ−i−アミ
ルフェニルエチル基、2,4−ジ−i−アミルフェニル
エチル基、3,4−ジ−i−アミルフェニルエチル基、
2,6−ジ−n−ペンチルフェニルエチル基、2,3−
ジ−n−ペンチルフェニルエチル基、2,4−ジ−n−
ペンチルフェニルエチル基、3,4−ジ−n−ペンチル
フェニルエチル基、4−アダマンチルフェニルエチル
基、3−アダマンチルフェニルエチル基、2−アダマン
チルフェニルエチル基、4−イソボロニルフェニルエチ
ル基、3−イソボロニルフェニルエチル基、2−イソボ
ロニルフェニルエチル基、4−シクロペンチルオキシフ
ェニルエチル基、4−シクロヘキシルオキシフェニルエ
チル基、4−シクロヘプテニルオキシフェニルエチル
基、4−シクロオクタニルオキシフェニルエチル基、2
−シクロペンチルオキシフェニルエチル基、2−シクロ
ヘキシルオキシフェニルエチル基、2−シクロヘプテニ
ルオキシフェニルエチル基、2−シクロオクタニルオキ
シフェニルエチル基、3−シクロペンチルオキシフェニ
ルエチル基、3−シクロヘキシルオキシフェニルエチル
基、3−シクロヘプテニルオキシフェニルエチル基、3
−シクロオクタニルオキシフェニルエチル基、4−n−
ペンチルオキシフェニルエチル基、4−n−へキシルオ
キシフェニルエチル基、4−n−ヘプテニルオキシフェ
ニルエチル基、4−n−オクタニルオキシフェニルエチ
ル基、2−n−ペンチルオキシフェニルエチル基、2−
n−ヘキシルオキシフェニルエチル基、2−n−ヘプテ
ニルオキシフェニルエチル基、2−n−オクタニルオキ
シフェニルエチル基、3−n−ペンチルオキシフェニル
エチル基、3−n−ヘキシルオキシフェニルエチル基、
3−n−ヘプテニルオキシフェニルエチル基、3−n−
オクタニルオキシフェニルエチル基、2,6−ジーイソ
プロピルオキシフェニルエチル基、2,3−ジ−イソプ
ロピルオキシフェニルエチル基、2,4−ジ−イソプロ
ピルオキシフェニルエチル基、3,4一ジーイソプロピ
ルオキシフェニルエチル基、2,6−ジ−t−ブチルオ
キシフェニルエチル基、2,3−ジ−t−ブチルオキシ
フェニルエチル基、2,4−ジ−t−ブチルオキシフェ
ニルエチル基、3,4−ジ−t−ブチルオキシフェニル
エチル基、2,6−ジ−n−ブチルオキシフェニルエチ
ル基、2,3−ジ−n−ブチルオキシフェニルエチル
基、2,4−ジ−n−ブチルオキシフェニルエチル基、
3,4−ジ−n−ブチルオキシフェニルエチル基、2,
6−ジ−i−ブチルオキシフェニルエチル基、2,3−
ジ−i−ブチルオキシフェニルエチル基、2,4−ジ−
i−ブチルオキシフェニルエチル基、3,4−ジ−i−
ブチルオキシフェニルエチル基、2,6−ジ−t−アミ
ルオキシフェニルエチル基、2,3−ジ−t−アミルオ
キシフェニルエチル基、2,4−ジ−t−アミルオキシ
フェニルエチル基、3,4−ジ−t−アミルオキシフェ
ニルエチル基、2,6−ジ−i−アミルオキシフェニル
エチル基、2,3−ジ−i−アミルオキシフェニルエチ
ル基、2,4−ジ−i−アミルオキシフェニルエチル
基、3,4−ジ−i−アミルオキシフェニルエチル基、
2,6−ジ−n−ペンチルオキシフェニルエチル基、
2,3−ジ−n−ペンチルオキシフェニルエチル基、
2,4−ジ−n−ペンチルオキシフェニルエチル基、
3,4−ジ−n−ペンチルオキシフェニルエチル基、4
−アダマンチルオキシフェニルエチル基、3−アダマン
チルオキシフェニルエチル基、2−アダマンチルオキシ
フェニルエチル基、4−イソボロニルオキシフェニルエ
チル基、3−イソボロニルオキシフェニルエチル基、2
−イソボロニルオキシフェニルエチル基、あるいは、上
記アルキルがメチル基、プロピル基、ブチル基等に置き
換えたもの等が挙げられる。これらの置換基は、下記に
示す置換基によって置換されていてもよい。
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、sec−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。
よく、置換アリール基や置換アラルキル基の炭素数がこ
の範囲内であればよい。
しては、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエ
ーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニ
ルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、シクロヘキシ
ルビニルエーテル、n−ヘキシルビニルエーテル、ベン
ジルビニルエーテル、シクロヘキシルエチルビニルエー
テル、フェノキシエチルビニルエーテル、シクロヘキシ
ルフェノキシエチルビニルエーテル、4−カルボニルシ
クロヘキシルフェノキシエチルビニルエーテル、t−ブ
チルシクロヘキシルカルボニルオキシエチルビニルエー
テル、シクロヘキシルチオエチルビニルエーテル、n−
ブチルシクロヘキシルカルボニルオキシエチルビニルエ
ーテル等があげられるが、実質的にポリマー中のフェノ
ール性水酸基との間でアセタール化反応をおこすもので
あればよく、上記のものに限定されない。上記の中で
は、t−ブチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエ
ーテル、シクロヘキシルビニルエーテルが好ましく、t
−ブチルビニルエーテルがより好ましい。
キルビニルエーテル化合物の使用量は、フェノール性水
酸基を有するポリマー中のフェノール性水酸基に対し
て、5モル%〜95モル%を用いることが好ましく、よ
り好ましくは10モル%〜60モル%であり、更に好ま
しくは15モル%〜50モル%である。
性溶媒であれば特に制限されないが、プロピレングリコ
ールメチルエーテルアセテート(PGMEA)、2−ヘ
プタノン、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、テトラヒドロフラン等を挙げ
ることができる。なかでも、PGMEA、2−ヘプタノ
ンが好ましい。
ポリマー100重量部に対して、通常100〜1000
重量部用いられる。
たは2種以上を組み合わせて使用することができる。ま
た、フェノール性水酸基を有するポリマーの分子量、組
成比の異なる2種以上のフェノール性水酸基を有するポ
リマーから合成された酸分解性ポリマー(a)の組合
せ、アセタール保護率の異なる2種以上の酸分解性ポリ
マーの組合せ等も感度、解像力、プロファイルその他の
レジスト特性を発揮させるために選択することができ
る。
した有機溶媒(アセタール化反応に対して不活性な溶
媒)にフェノール性水酸基を有するポリマーを溶解し、
必要に応じて減圧蒸留等で系中の水分を除去し、2種以
上のアルキルビニルエーテル化合物を添加する。2種以
上のアルキルビニルエーテル化合物は、同時に添加して
もよいし、順次に添加してもよい。アセタール化反応
は、酸性触媒の添加により進行する。
いることができる。有機酸は残留金属不純物が無いこと
から好ましく、p−トルエンスルホン酸、p−トルエン
スルホン酸ピリジニウム塩等がより好ましい。
基化合物による中和を行うことが好ましい。この中和を
行わないと、酸が残存しレジストの貯蔵安定性を損なう
恐れがある。用いる塩基化合物としては、添加した触媒
としての酸を中和し、水洗工程で塩が除去されればよ
く、特に限定されない。なかでも、有機塩基化合物は残
留金属不純物が無いことから好ましく、具体的にはトリ
エチルアミン、トリメチルアミン、ピリジン、アミノピ
リジン、ピペラジン、イミダゾール等があげられ、トリ
エチルアミン、ピリジンが特に好ましい。
は、超純水等を用いて系中に残存している塩を除去する
ことが好ましい。
表される繰り返し単位を有する酸分解性樹脂(a)具体
例としては、以下のものが挙げられる。
量としては、該組成物の全固形分の重量に対して通常7
0〜98重量%であり、好ましくは75〜96重量%で
あり、より好ましくは80〜96重量%である。(b)
活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物
(以下、「光酸発生剤(b)」ともいう)
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公知の光(400〜20
0nmの紫外線、遠紫外線、特に好ましくは、g線、h
線、i線、KrFエキシマレーザー光)、ArFエキシ
マレーザー光、電子線、X線、分子線またはイオンビー
ムにより酸を発生する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。
線または放射線の照射により酸を発生する化合物として
は、たとえばジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホ
ニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレノニ
ウム塩、アルソニウム塩等のオニウム塩、有機ハロゲン
化合物、有機金属/有機ハロゲン化物、o−ニトロベン
ジル型保護基を有する光酸発生剤、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、ジスルホン化合物、ジアゾケトスルホン、ジアゾジ
スルホン化合物等を挙げることができる。
あるいは化合物をポリマーの主鎖または側鎖に導入した
化合物を用いることができる。
80)、A.Abad etal,Tetrahedron Lett.,(47)4555(197
1)、D.H.R.Barton etal,J.Chem.Soc.,(C),329(1970)、
米国特許第3,779,778号明細書、欧州特許第126,712号明
細書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。
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または一般式(PA
G2)で表されるS−トリアジン誘導体。
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は塩素原子または臭素原子を示す。
きるがこれらに限定されるものではない。
るヨードニウム塩、または一般式(PAG4)で表され
るスルホニウム塩。
しくは未置換のアリール基を示す。R203、R204、R
205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。
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。
びAr1、Ar2はそれぞれの単結合または置換基を介し
て結合してもよい。
れるが、これらに限定されるものではない。
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.
Ame.Chem.Soc.,51,3587(1929)、J.V.Crivello etal,J.P
olym.Chem.Ed.,18,2677(1980)、米国特許第2,807,648号
明細書及び同4,247,473号明細書、特開昭53-101,331号
公報等に記載の方法により合成することができる。
ジスルホン誘導体または一般式(PAG6)で表される
イミノスルホネート誘導体。
くは未置換のアリール基を示す。R 206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。
れるが、これらに限定されるものではない。
ジアゾジスルホン誘導体。
ル基、あるいは置換していてもよいアリール基を表す。
れるが、これらに限定されるものではない。
り分解して酸を発生する化合物の添加量は、組成物中の
固形分を基準として、通常0.001〜40重量%の範
囲で用いられ、好ましくは0.01〜20重量%、更に
好ましくは0.1〜5重量%の範囲で使用される。活性
光線または放射線の照射により分解して酸を発生する化
合物の添加量が、0.001重量%より少ないと感度が
低くなり、また添加量が40重量%より多いとレジスト
の光吸収が高くなりすぎ、プロファイルの悪化や、プロ
セス(特にベーク)マージンが狭くなり好ましくない。
溶解する機溶剤に溶かして支持体上に塗布する。ここで
使用する溶剤としては、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、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い。こ
れらの有機溶剤は、1種単独でまたは2種以上を組み合
わせて使用することができる。
2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、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、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エチルエーテルアセテート、
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、N−メチルピロリド
ン、テトラヒドロフランを挙げることができる。
明のポジ型フォトレジスト組成物には、樹脂成分として
前記酸分解性ポリマー(a)以外に酸分解性基を含有し
ていないアルカリ可溶性樹脂を配合することができ、こ
れにより感度が向上する。
樹脂(以下単に「アルカリ可溶性樹脂」という)は、ア
ルカリに可溶な樹脂であり、ポリヒドロキシスチレン、
ノボラック樹脂及びこれらの誘導体を好ましくあげるこ
とができる。またp−ヒドロキシスチレン単位を含有す
る共重合樹脂もアルカリ可溶性であれば用いることがで
きる。
ン)、ポリ(p−/m−ヒドロキシスチレン)共重合
体、ポリ(p−/o−ヒドロキシスチレン)共重合体、
ポリ(p-ヒドロキシスチレン/スチレン)共重合体が好
ましく用いられる。更にポリ(4−ヒドロキシ−3−メ
チルスチレン)、ポリ(4−ヒドロキシ−3,5−ジメ
チルスチレン)の様なポリ(アルキル置換ヒドロキシス
チレン)樹脂、上記樹脂のフェノール性水酸基の一部が
アルキル化またはアセチル化された樹脂もアルカリ可溶
性であれば好ましく用いられる。
フェノール核の30mol%以下)が水素添加されてい
る場合は、樹脂の透明性が向上し、感度、解像力、プロ
ファイルの矩形形成の点で好ましい。
ないアルカリ可溶性樹脂の組成物中の添加量としては、
組成物の固形分の全重量に対して、好ましくは2〜60
重量%であり、より好ましくは5〜30重量%である。
は、必要に応じて更に酸分解性溶解促進化合物、染料、
可塑剤、界面活性剤、光増感剤、塩基性化合物、及び現
像液に対する溶解性を促進させる化合物等を含有させる
ことができる。
は、(d)フッ素系及び/またはシリコン系界面活性剤
(フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤及びフッ
素原子、シリコン原子の両方を含む界面活性剤)を含有
することができる。
62-36663号公報、特開昭61-226746号公報、特開昭61-22
6745号公報、特開昭62-170950号公報、特開昭63-34540
号公報、特開平7-230165号公報、特開平8-62834号公
報、特開平9-54432号公報、特開平9-5988号、米国特許
第5405720, 5360692, 5529881, 5296330, 5436098, 557
6143, 5294511, 5824451号公報記載の界面活性剤を挙げ
ることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いる
こともできる。
ばエフトップEF301、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、F189、R08(大日本インキ化学工
業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、1
04、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−36
6(トロイケミカル社製)等のフッ素系界面活性剤また
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。
組成物中の固形分100重量%当たり、通常0.01重
量%〜2重量%、好ましくは0.01重量%〜1重量%
である。
2種以上を組み合わせて用いることができる。
は、(e)塩基性化合物、より好ましくは有機塩基性化
合物を用いることができる。これにより、保存時の安定
性向上及びPED(Post Exposure Delay)による線巾変
化が少なくなるため好ましい。
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。
または異なり、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、
炭素数1〜6のアミノアルキル基、炭素数1〜6のヒド
ロキシアルキル基または炭素数6〜20の置換もしくは
非置換のアリール基であり、ここでR251とR252は互い
に結合して環を形成してもよい。
同一または異なり、炭素数1〜6のアルキル基を示す。
物あるい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る。
あることがより好ましい。窒素含有多環環状化合物の好
ましい具体例としては、下記一般式(F)で表される化
合物が挙げられる。
ロ原子を含んでいてもよく、置換してもよい直鎖、分
岐、環状アルキレン基を表す。
硫黄原子、酸素原子が挙げられる。アルキレン基として
は、炭素数2〜10個が好ましく、より好ましくは2〜
5個のものである。アルキレン基の置換基としては、炭
素数1〜6個のアルキル基、アリール基、アルケニル基
の他、ハロゲン原子、ハロゲン置換アルキル基が挙げら
れる。更に、一般式(F)で示される化合物の具体例と
しては、下記に示す化合物が挙げられる。
〔5.4.0〕ウンデカ−7−エン、1,5−ジアザビ
シクロ〔4.3.0〕ノナ−5−エンが特に好ましい。
2個以上有する含窒素塩基性化合物としては、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。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、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、トリメチ
ルイミダゾール、トリフェニルイミダゾール、メチルジ
フェニルイミダゾール等が挙げられるがこれに限定され
るものではない。
2種以上一緒に用いられる。塩基性化合物の使用量は、
組成物(固形分)100重量部に対し、通常、0.00
1〜10重量部、好ましくは0.01〜5重量部であ
る。0.001重量部未満では上記効果が得られない。
一方、10重量部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。
進性化合物としては、フェノール性水酸基を2個以上、
またはカルボキシ基を1個以上有する分子量1,000
以下の低分子化合物である。カルボキシ基を有する場合
は上記と同じ理由で脂環族または脂肪族化合物が好まし
い。
は、本発明におけるポリマーに対して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。
ル化合物は、例えば、特開平4−122938号公報、
特開平2−28531号公報、米国特許第491621
0号明細書、欧州特許第219294号明細書等に記載
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。
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。
−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。
料がある。具体的にはオイルイエロー#101、オイル
イエロー#103、オイルピンク#312、オイルグリ
ーンBG、オイルブルーBOS,オイルブルー#60
3、オイルブラックBY、オイルブラックBS、オイル
ブラックT−505(以上オリエント化学工業株式会社
製)、クリスタルバイオレット(CI42555)、メ
チルバイオレット(CI42535)、ローダミンB
(CI45170B)、マラカイトグリーン(CI42
000)、メチレンブルー(CI52015)等を挙げ
ることができる。
に下記に挙げるような光増感剤を添加することができ
る。好適な光増感剤としては、具体的にはベンゾフェノ
ン、p,p’−テトラメチルジアミノベンゾフェノン、
p,p’−テトラエチルエチルアミノベンゾフェノン、
2−クロロチオキサントン、アントロン、9−エトキシ
アントラセン、アントラセン、ピレン、ペリレン、フェ
ノチアジン、ベンジル、アクリジンオレンジ、ベンゾフ
ラビン、セトフラビン−T、9,10−ジフェニルアン
トラセン、9−フルオレノン、アセトフェノン、フェナ
ントレン、2−ニトロフルオレン、5−ニトロアセナフ
テン、ベンゾキノン、2−クロロ−4−ニトロアニリ
ン、N−アセチル−p−ニトロアニリン、p−ニトロア
ニリン、、N−アセチル−4−ニトロ−1−ナフチルア
ミン、ピクラミド、アントラキノン、2−エチルアント
ラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン1,2−ベ
ンズアンスラキノン、3−メチル−1,3−ジアザ−
1,9−ベンズアンスロン、ジベンザルアセトン、1,
2−ナフトキノン、3,3’−カルボニル−ビス(5,
7−ジメトキシカルボニルクマリン)及びコロネン等で
あるが、これらに限定されるものではない。
光の吸光剤としても使用可能である。この場合、吸光剤
は基板からの反射光を低減し、レジスト膜内の多重反射
の影響を少なくさせることで、定在波改良の効果を発現
する。
はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を加える
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等を
挙げることができる。
組成物中の固形分100重量%当たり、通常、2重量%
以下、好ましくは1重量%以下である。
いし、また、いくつかの組み合わせで添加することもで
きる。
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)上にスピナー、
コーター等の適当な塗布方法により塗布した後プリベー
クを行い、所定のマスクを通して露光し、ポストベーク
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。ここで露光光としては、好ましくは2
50nm以下の波長の遠紫外線である。具体的には、K
rFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマ
レーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(15
7nm)、X線、電子ビーム等が挙げられる。
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、ピヘ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。
類、界面活性剤を適当量添加して使用することもでき
る。
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
リマー:樹脂R−1の合成) p−アセトキシスチレン32.4g(0.2モル)をメ
タノール120m1に溶解し、窒素気流下撹拌し、60
℃にてアゾビスイソブチルニトリル(AIBN)0.0
33gを添加し、12時間撹拌を続けて重合を行った。
反応液に希塩酸を添加してアセトキシ基を切断した後減
圧蒸留により揮発分を留去した。得られた樹脂を再度メ
タノール150m1に溶解し、大量の水に添加して白色
のポリマーを得た。このポリマーを再度メタノールに溶
解し大量の水に添加する操作を3回繰り返し、得られた
樹脂を真空乾燥器中60℃で24時間乾燥し、ポリ(p
−ヒドロキシスチレン)(樹脂R−1)を得た。得られ
た樹脂の重量平均分子量は15,000であった。
リマー:樹脂R−2の合成) 定法に従って、脱水、蒸留精製したp−tert−ブト
キシスチレンモノマー35.25g(0.2モル)及び
p−tert−ブチルスチレン2.42g(0.015
1モル)をテトラヒドロフラン100m1に溶解した。
窒素気流及び撹拌下、83℃にてアゾビスイソブチルニ
トリル(AIBN)0.033gを3時間おきに3回添
加し、最後に更に6時間撹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1200m1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150m1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、乾燥した。更にテトラヒドロフラン200m1に
溶解し、5Lの超純水に激しく撹拌しながら滴下、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60℃、24時間乾燥し、ポリ(p
−ヒドロキシスチレン/p−tert−ブチルスチレ
ン)共重合体(樹脂R−2)を得た。得られた樹脂の重
量平均分子量は10,000であった。
リマー:樹脂R−3の合成) p−ヒドロキシスチレン40g(0.33モル)、アク
リル酸tert−ブチル10.7g(0.08モル)を
ジオキサン50gに溶解しアゾビスイソブチルニトリル
(AIBN)8gを加えて、窒素気流下60℃にて8時
間加熱撹拌を行った。反応液を1200m1のヘキサン
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、アセトンに溶解し、5Lの超純水に激しく撹拌し
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60℃、24時間
乾燥し、ポリ(p−ヒドロキシスチレン/tert−ブ
チルアクリレート)共重合体(樹脂R−3)を得た。得
られた樹脂の重量平均分子量は21,000であった。
マーB−1の合成) 日本曹達(株)製のポリ(p−ヒドロキシスチレン)
(樹脂R−4)(分子量10000)50g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(PGME
A)240gに溶解し、この溶液を60℃、20mmH
gまで減圧して約40gの溶剤を系中に残存している水
と共に留去した。20℃まで冷却し、エチルビニルエー
テル6.1g、別途合成したシクロヘキシルフェノキシ
エチルビニルエーテル4.0gとパラトルエンスルホン
酸0.02gを添加し、室温にて1時間撹拌した。その
後、トリエチルアミン0.02gを添加して中和し、酢
酸エチル240g、水140gにより抽出操作を3回行
った。得られたポリマーをB−1とした。
(a):ポリマーB−2〜B−10の合成) 表1に示すフェノール性水酸基を有するポリマー(幹ポ
リマー)、2種の各各のアルキルビニルエーテルを用い
た以外は合成例4と同様にして酸分解性ポリマーを合成
し、得られたポリマーをB−2〜B−10とした。ま
た、比較例用樹脂(C−1)を、アルキルビニルエーテ
ルを表1に記載の1種のみを用いる以外は、上記と同様
にして合成した。
びC−1の各溶液を、PGMEA中の固形分濃度が20
重量%となるように調整して、下記実施例及び比較例に
用いた。
レジスト組成物の調製と評価) 下記表2に示す各成分をPGMEA8.4gに溶解し、
0.1μmのフィルターで濾過してポジ型フォトレジス
ト組成物を調製した。酸分解性ポリマーは全てPGME
A30%溶液をそれぞれ7.66g用いた。
ファックR08(大日本インキ化学工業(株)製)、
「F−2」はトロイゾルS−366(トロイケミカル
(株)製)を示す。
N」は1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5
−エン、「DMAP」は4−N,N−ジメチルアミノピ
リジンを示す。
ンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施
したシリコンウエハー上に均一に塗布し、120℃で9
0秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行い、0.4μm
のレジスト膜を形成させた。このレジスト膜に対し、K
rFエキシマレーザーステッパー(NA:0.63)を
用い透過率6%のハーフトーンコンタクトホール用マス
クを使用してパターン露光し、露光後すぐに90℃で9
0秒間ホットプレート上で加熱した。更に2.38%テ
トラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液で23
℃、60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後乾
燥した。
観察し、下記のようにレジストの性能を評価した。
タクトホールが径0.18μmのパターンを与える最小
露光エネルギー(最小露光量)で決定した。
る限界解像力(コンタクトホール径:μm)で表した。
エハー上にポジ型フォトレジスト組成物を塗布し、上記
と同様に露光、現像し、得られたパターン上の現像欠陥
に対応する異物の数を測定し、現像欠陥の数が非常に少
ないものを◎、少ないものを○、多いものを×とした。
度忠実に転写されるかを表す。マスクパターン(マスク
上のコンタクトホール径)を横軸に、パターン転写サイ
ズ(得られたコンタクトホール径)を縦軸にした場合、
傾きが1に近いほどリニアリティが高いことを表す。
上にポジ型フォトレジスト組成物を塗布し、ベイクし、
DES−215R活性イオンエッチャーをプラズマシス
テムとして用いてエッチングした。エッチング条件は、
150W、10℃、20mmTorr、使用ガスは10
sccm酸素ガスと40sccmCF4ガスの混合ガス
であった。エッチング速度は、同条件下でエッチングし
たノボラックベースのレジストの値を1.00とし、そ
の相対値にて評価した。数値が1.0に近づいているも
のが良好なものとなる。結果を表3に示した。
ジ型フォトレジスト組成物は、限界解像力に優れ、現像
欠陥が非常に少なく、且つリニアリティ、ドライエッチ
ング耐性が良好である。
成物は、上記一般式(I)、(II)及び(III)で
表される繰り返し単位を有する酸分解性ポリマー(a)
を含有することにより、優れた限界解像力を有し、現像
欠陥が非常に少なく、且つリニアリティ、ドライエッチ
ング耐性が良好である。
Claims (4)
- 【請求項1】 (a)下記一般式(I)、(II)及び
(III)で表される繰り返し単位を有し、酸の作用に
より分解してアルカリ現像液に対する溶解性が増大する
ポリマー、(b)活性光線又は放射線の照射により酸を
発生する化合物、及び(c)溶剤を含有することを特徴
とするポジ型フォトレジスト組成物。 【化1】 上記式中、Lは、水素原子、置換されていてもよい、直
鎖、分岐もしくは環状のアルキル基、又は置換されてい
てもよいアラルキル基を表す。Zは、置換されていても
よい、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル基、又は置換
されていてもよいアラルキル基を表す。L’は、Lと同
義である。Wは、Zと同義である。ZとL、WとL’
は、互いに結合して5又は6員環を形成してもよい。た
だし、ZとWが同一となることはない。 - 【請求項2】 Wが、脂環式基又は芳香族基を有する基
であることを特徴とする請求項1記載のポジ型フォトレ
ジスト組成物。 - 【請求項3】 更に、(d)シリコン系及び/またはフ
ッ素系界面活性剤を含むことを特徴とする請求項1又は
2に記載のポジ型フォトレジスト組成物。 - 【請求項4】 更に、(e)塩基性化合物を含むことを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポジ型フォ
トレジスト組成物。
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