JP2002221796A - ポジ型感光性樹脂組成物 - Google Patents

ポジ型感光性樹脂組成物

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JP2002221796A
JP2002221796A JP2001018868A JP2001018868A JP2002221796A JP 2002221796 A JP2002221796 A JP 2002221796A JP 2001018868 A JP2001018868 A JP 2001018868A JP 2001018868 A JP2001018868 A JP 2001018868A JP 2002221796 A JP2002221796 A JP 2002221796A
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hydrogen atom
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JP2001018868A
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Toru Fujimori
亨 藤森
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】露光光源として、遠紫外線、特にArFエキシ
マレーザー光を用いた場合、PED安定性及びプロファ
イルに優れ、現像欠陥の問題を著しく改善され、更にラ
インパターン端部(長手方向)のショートニングが生じ
ないポジ型感光性樹脂組成物を提供することにある。 【解決手段】(A)活性光線又は放射線の照射により酸
を発生する化合物、(B)特定の繰り返し単位を有する
酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増加
する樹脂、及び(C)特定の部分構造を分子内に有する
含窒素化合物を含有することを特徴とするポジ型感光性
樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超LSIや高容量
マイクロチップの製造などの超マイクロリソグラフィプ
ロセスやその他のフォトファブリケ−ションプロセスに
使用する遠紫外線露光用ポジ型感光性樹脂組成物に関す
るものである。更に詳しくは、エキシマレ−ザ−光を含
む遠紫外線領域、特に250nm以下の波長の光を使用
して高精細化したパターンを形成しうる遠紫外線露光用
ポジ型感光性樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ICやLSIなどの半導体デバイ
スの製造プロセスにおいては、フォトレジスト組成物を
用いたリソグラフィによる微細加工が行なわれている。
近年、集積回路の高集積化に伴い、サブミクロン領域や
クオーターミクロン領域の超微細パターン形成が要求さ
れるようになっている。それに伴い、露光波長もg線か
らi線に、さらにKrFエキシマレーザ光に、というよ
うに短波長化の傾向が見られる。現在では、エキシマレ
ーザ光を用いるリソグラフィがこの分野における重要な
加工技術となっており、かかるエキシマレーザリソグラ
フィプロセスに適したレジストとして化学増幅型レジス
トが採用されている。
【0003】化学増幅型レジスト組成物は、遠紫外光な
ど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ることにより基
板上にパターンを形成させる材料である。化学増幅型レ
ジストは、高い感度と解像性を有し、少量の放射線放射
により酸を発生する化合物(以下、「光酸発生剤」とい
う)で像形成できるという利点を有している。
【0004】化学増幅型ポジレジストの例として、光分
解により酸を発生する化合物と、アセタール又はO,N
−アセタール化合物との組合せ(特開昭48−8900
3号)、オルトエステル又はアミドアセタール化合物と
の組合せ(特開昭51−120714号)、主鎖にアセ
タール又はケタール基を有するポリマーとの組合せ(特
開昭53−133429号)、エノールエーテル化合物
との組合せ(特開昭55−12995号)、N−アシル
イミノ炭酸化合物との組合せ(特開昭55−12623
6号)、主鎖にオルトエステル基を有するポリマーとの
組合せ(特開昭56−17345号)、第3級アルキル
エステル化合物との組合せ(特開昭60−3625
号)、シリルエステル化合物との組合せ(特開昭60−
10247号)、及びシリルエーテル化合物との組合せ
(特開昭60−37549号、特開昭60−12144
6号)等を挙げることができる。
【0005】同様に、室温経時下では安定であるが、酸
存在下加熱することにより分解し、アルカリ可溶化する
系として、例えば、特開昭59−45439号、特開昭
60−3625号、特開昭62−229242号、特開
昭63−27829号、特開昭63−36240号、特
開昭63−250642号、Polym. Eng. Sci., 23巻,
1012頁(1983)、ACS. Sym., 242巻, 11頁(1984)、Se
miconductor World 1987年, 11月号, 91頁、Macromolec
ules, 21巻, 1475頁(1988)、SPIE, 920巻, 42頁(198
8)等に記載されている露光により酸を発生する化合物
と、第3級又は2級炭素(例えばt-ブチル、2-シクロヘ
キセニル)のエステル又は炭酸エステル化合物との組合
せ系が挙げられる。これらの系も高感度を有し、遠紫外
光領域での吸収が小さいことから、超微細加工が可能な
光源短波長化に有効な系となり得る。
【0006】上記ポジ型化学増幅レジストは、アルカ
リ可溶性樹脂、光酸発生剤、及び酸分解性基を有しアル
カリ可溶性樹脂に対する溶解阻止化合物から成る3成分
系と、酸との反応により分解しアルカリ可溶となる基
を有する樹脂と光酸発生剤からなる2成分系、さらに
酸との反応により分解しアルカリ可溶となる基を有する
樹脂、酸分解性基を有する低分子溶解阻止化合物、及び
光酸発生剤から成るハイブリッド系に大別できる。これ
ら2成分系、3成分系、ハイブリッド系のポジ型化学増
幅レジストにおいては、いずれも露光により光酸発生剤
からの酸を介在させて、熱処理後現像してレジストパタ
ーンを得るものである。
【0007】化学増幅型レジストを用いたリソグラフィ
においては、一般的に、感度、解像力、プロファィル、
塗布性、耐熱性、ドライエッチング耐性、密着性、基板
依存性、耐環境安定性(例えば、引き置き時間変動によ
るレジスト寸法安定性)、及び焦点深度(例えば、放射
線照射時の焦点ずれに対するパターン形成性)等の諸特
性に優れたフォトレジストが求められ、添加剤による性
能改良のための工夫がこれまでに多く開示されている。
【0008】化学増幅型ポジレジストは、その特有の反
応機構から、酸補足剤を添加することにより、発生した
酸の拡散性を防止してレジスト特性、特に環境安定性を
向上させる試みがなされている。例えば特開平5−12
7369号、同5−232706号、同5−24966
2号、同5−289322号、同6−317902号、
同7−92678号、同7−120929号等に開示さ
れている様に有機アミンを添加したものが提案されてい
る。しかしながらアミンを添加すると解像力は向上する
ものの感度が低下するという問題がある。
【0009】他方、感度向上、レジストパターン形状の
改善などを目的とし、化学増幅レジスト組成物に各種の
化合物を添加することが試みられている。例えば、特開
平5−181279号、同7−92679号、同9−6
001号、同6−6002号、同9−6003号、米国
特許5955240号、同5948589号、欧州特許
679951号等にはカルボン酸を添加することが開示
されており、また、特開平4−134345号、同4−
217251号、同7−181680号、同8−211
597号、米国特許5688628号、同597255
9号等には芳香族ポリヒドロキシ化合物を添加すること
が開示されており、特開平5−181263号、同7−
92680号にはスルホンアミド化合物を添加すること
が開示されている。
【0010】さらに、解像力、露光ラチチュード、密着
性、基板依存性などのレジスト特性を改良するための工
夫も開示されている。例えば特開平9−5987号、米
国特許5770343号、欧州特許749044号には
ホルムアミドやアセトアミド化合物の添加によりパター
ン倒れを防止する方法が開示されており、特開平11−
44950号にはコハク酸イミドやフタルイミドなどの
含窒素化合物を添加することにより基板依存性を改良す
ることが開示されている。特開平5−232706号、
同6−11835号、同6−242606号、同6−2
66100号、同7−333851号、同7−3338
44号、米国特許5663035号、欧州特許6777
88号には露光により塩基性が低下する化合物(フォト
べース)を添加することにより耐環境安定性(例えば、
引き置き時間変動によるレジスト寸法安定性)、解像
力、焦点深度などを改良する方法が開示されている。さ
らに、特開平9−297396号では2成分系化学増幅
レジストに特定の低分子酸分解性溶解阻止化合物を添加
し解像度、焦点深度を改良する工夫が開示されている。
【0011】特開平11−305444号公報には、ア
ダマンタン構造を側鎖に有する繰り返し構造単位と、無
水マレイン酸を繰り返し構造単位として含有する樹脂が
開示されている。EP1048983A1は、保存安定
性、透明性、ドライエッチング性、感度、解像度、パタ
ーン形状等の改良を目的として、特定の酸分解性基を有
するノルボルネンからなる繰り返し単位、無水物からな
る繰り返し単位、及び脂環式基を有する繰り返し単位を
有する樹脂を含有する組成物を開示している。
【0012】しかしながら、これまでの技術では、PE
D安定性、現像時の欠陥の低減、プロファイル形状など
の諸特性を満足することはできなかった。PED(Post
Exposure Delay)安定性とは、露光後に加熱操作を行
なうまでの間露光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。即ち、露光装置内の経時での安定
性が悪く、パターン寸法が変動してしまうという問題が
あった。さらには、ショートニング性能においても問題
があった。ショートニング性能とは、得られるラインア
ンドスペースパターンにおけるパターンの長手方向の長
さが短くなるという現象である。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、露光
光源として、遠紫外線、特にArFエキシマレーザー光
を用いた場合、PED安定性及びプロファイルに優れ、
現像欠陥、更にはラインパターン端部(長手方向)のシ
ョートニングの問題を著しく改善したポジ型感光性樹脂
組成物を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、ポジ型化
学増幅系におけるレジスト組成物の構成材料を鋭意検討
した結果、光酸発生剤、特定の樹脂、上記一般式(H
I)で表される部分構造を分子内に少なくとも一つ有す
る含窒素化合物を組み合わせることによって目的が達成
されることを見出し本発明に至った。即ち、上記目的は
下記構成によって達成される。
【0015】(1)(A)活性光線又は放射線の照射によ
り酸を発生する化合物、(B1)下記一般式(I)で示
される繰り返し構造単位、一般式(II)で示される繰り
返し構造単位、及び一般式(III)で示される繰り返し
構造を含み、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶
解速度が増加する樹脂、及び、(C)下記一般式(H
I)で表される部分構造を分子内に少なくとも一つ有す
る含窒素化合物を含有することを特徴とするポジ型感光
性樹脂組成物。
【0016】
【化17】
【0017】
【化18】
【0018】
【化19】
【0019】
【化20】
【0020】一般式(I)中:R11〜R14は、各々独立
に、酸の作用により分解する基、水素原子、ハロゲン原
子、シアノ基、−COOH、−COOR15、−C(=
O)−X−A−R16、又はアルキル基或いは環状炭化水
素基を表し、且つR11〜R14の内少なくとも1つは酸の
作用により分解する基を表す。また、R11〜R14のうち
少なくとも2つが結合して環を形成してもよい。nは0
又は1を表す。ここで、R15は、アルキル基、環状炭化
水素基又は下記の−Y基を表す。Xは、酸素原子、硫黄
原子、−NH−、−NHSO2−、又は−NHSO2NH
−を表す。Aは、単結合、アルキレン基、シクロアルキ
レン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、
エステル基よりなる群から選択される単独或いは2つ以
上の基の組み合わせを表す。R16は、−COOH、−C
OOR15、−CN、水酸基、アルコキシ基、−CO−N
H−R17、−CO−NH−SO2−R17又は下記の−Y
基を表す。R17は、アルキル基又は環状炭化水素基を表
す。−Y基;
【0021】
【化21】
【0022】−Y基中、R21〜R30は、各々独立に、水
素原子又はアルキル基を表す。a、bは、1又は2を表
す。 一般式(II)中:Z2は、−O−又は−N(R41)−
を表す。ここでR41は、水素原子、水酸基、アルキル
基、ハロアルキル基、又は−OSO2−R42を表す。R
42は、アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル基
又は樟脳残基を表す。 一般式(III)中:R91は、水素原子、低級アルキル
基、ハロゲン原子又は−CNを表す。X5は、−O−、
−S−、−NR93−、又は−NR93SO2−を表す。R
93は、水素原子、鎖状又は環状アルキル基を表す。B
は、単結合または連結基を表す。R92は、水素原子、鎖
状又は環状アルキル基、アルコキシ基、水酸基、カルボ
キシ基、シアノ基、−COOR94、又は下記一般式(I
V)〜(X)のいずれかで表される基を表す。R94は、
水素原子、または鎖状又は環状アルキル基を表す。
【0023】
【化22】
【0024】 −N+(R95)(R96)(R97)・X- (VIII) −R98−A50−R99 (IX) −SO3100 (X)
【0025】式(IV)において、Ra1、Rb1、R
1、Rd1、及びRe1は、各々独立に、水素原子又は
炭素数1〜4のアルキル基を表す。m、nは各々独立に
0〜3の整数を表し、m+nは、2以上6以下である。
式(V−1)〜(V−4)において、R1b〜R5bは、各
々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又
はアルケニル基を表す。R1b〜R5bの内の2つは、結合
して環を形成してもよい。式(VII)において、R1d
8dは、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
d0は、水素原子、鎖状または環状アルキル基、アリー
ル基又はアラルキル基を表す。mは、1〜10の整数を
表す。式(VIII)中、R95〜R97は、各々独立に、水
素原子、鎖状または環状アルキル基、アルケニル基、ア
リール基、又はアラルキル基を表す。但し、R95〜R 97
は互いに結合して非芳香環、芳香環を形成しても良い。
-は、R−SO3 -を表す。Rは脂肪族炭化水素基又は
芳香族炭化水素基を表す。式(IX)中、R98は、単結
合、アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを組み合
わせた2価の基を表す。A50は、下記に示す官能基のい
ずれかを表す。
【0026】
【化23】
【0027】R99は、水素原子またはアルキル基を表
す。式(X)中、R100は、鎖状又は環状アルキル基、
アリール基又はアラルキル基を表す。
【0028】(2)(A)成分の樹脂が、更に下記式
(XI)で表される繰り返し単位を含有することを特徴
とする(1)に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
【0029】
【化24】
【0030】一般式(XI)中:R91cは、水素原子、
低級アルキル基、ハロゲン原子又は−CNを表す。X5c
は、−O−、−S−、−NR93c−、又は−NR93cSO
2−を表す。R93cは、水素原子、鎖状又は環状アルキル
基を表す。Bcは、単結合または連結基を表す。R92cは
下記一般式(XI’)で表される基を表す。
【0031】
【化25】
【0032】一般式(XI’)において、R2c〜R4c
は、各々独立に水素原子又は水酸基を表す。ただし、R
2c〜R4cのうち少なくとも1つは水酸基を表す。
【0033】(3)(A)活性光線又は放射線の照射に
より酸を発生する化合物、(B2)下記一般式(NI)
で示される繰り返し構造単位、一般式(NII)で示され
る繰り返し構造単位、及び一般式(NIII)で示される
繰り返し構造を含み、酸の作用によりアルカリ現像液に
対する溶解速度が増加する樹脂、及び(C)下記一般式
(HI)で表される部分構造を分子内に少なくとも一つ
有する含窒素化合物を含有することを特徴とするポジ型
感光性樹脂組成物。
【0034】
【化26】
【0035】
【化27】
【0036】
【化28】
【0037】
【化29】
【0038】一般式(NI)中、Rn1〜Rn4は、各々
独立に水素原子又はアルキル基を表す。aは0または1
である。一般式(NII)中、Rn5は、水素原子又はメ
チル基を表す。Anは、単結合、アルキレン基、シクロ
アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニ
ル基、エステル基よりなる群から選択される単独あるい
は2つ以上の基の組み合わせを表す。Wは、−C(Rn
a)(Rnb)(Rnc)で表される基あるいは−CH
(Rnd)−O−Rneで表される基を表す。ここで、
Rna、Rnb、Rncは、各々、置換基としてハロゲ
ン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボ
ニル基、アシル基あるいはアシロキシ基を有していても
よい、炭素数1個〜20個の直鎖状あるいは分岐状アル
キル基又は脂環式炭化水素基を表す。ただし、Rnaと
Rnbは、互いに結合して共通に結合している炭素原子
とともに脂環式環を形成してもよい。この場合、Rnc
は炭素数1〜4のアルキル基である。Rndとしては、
水素原子又はアルキル基を表す。Rneとしては、置換
基としてハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ア
ルコキシカルボニル基、アシル基あるいはアシロキシ基
を有していてもよい、炭素数1〜20の直鎖状あるいは
分岐状アルキル基又は脂環式炭化水素基を表す。一般式
(NIII)中、Z1は、−O−又は−N(Rn6)−を表
す。ここでRn6は、水素原子、水酸基、アルキル基、
ハロアルキル基、又は−OSO2−Rn7を表す。Rn7
は、アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル基又
は樟脳残基を表す。
【0039】(4) 前記(C)の含窒素化合物が、下
記一般式(HIa)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感
光性樹脂組成物。
【0040】
【化30】
【0041】一般式(HIa)において、Raは、水素
原子、アルキル基、アルケニル基またはアリール基を表
す。Rbは、水素原子、アリール基、−C(=O)−R
a又は−N=N−Raを表す。Raは先のRaと同意で
ある。RaとRbとは互いに結合して環を形成してもよ
い。
【0042】(5) 前記(C)の含窒素化合物が、下
記一般式(HII−1)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
感光性樹脂組成物。
【0043】
【化31】
【0044】一般式(HII−1)において、Rは炭素数
1〜20の一価の有機残基を表す。
【0045】(6) 前記(C)の含窒素化合物が、下
記一般式(HII−2)で表される化合物であることを特
徴とする前記(1)〜(3)に記載のポジ型感光性樹脂
組成物。
【0046】
【化32】
【0047】[一般式(HII−2)においてR1〜R10
は、同一または異なり、水素原子、水酸基、ハロゲン原
子、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、
ヒドロキシアルキル基、シクロアルキル基、又はアリー
ル基を表す。] (7)220nm以下の波長の遠紫外光による露光用組
成物であることを特徴とする前記(1)〜(6)のいず
れかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
【0048】また、以下の態様が好ましい。 (8)分子量が2000以下であって、酸の作用により
分解し得る基を有し、アルカリ溶解性が酸の作用により
増大する低分子酸分解性化合物をさらに含有することを
特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載のポジ
型感光性樹脂組成物。
【0049】(9)(D)含窒素塩基性化合物をさらに
含有することを特徴とする前記(1)〜(8)のいずれ
かに記載のポジ型感光性樹脂組成物。 (10) (E)フッ素系及び/又はシリコン系界面活
性剤をさらに含有することを特徴とする前記(1)〜
(9)のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
【0050】
【発明の実施の形態】以下、本発明に使用する化合物に
ついて詳細に説明する。
【0051】(A)活性光線又は放射線の照射により酸
を発生する化合物 本発明の組成物は、(A)活性光線又は放射線の照射に
より酸を発生する化合物(光酸発生剤)を含有する。
【0052】光酸発生剤としては、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
ている公知の光(400〜200nm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、分子線又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。
【0053】また、その他の本発明に用いられる光酸発
生剤としては、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。
また、これらの光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を用いる
ことができる。
【0054】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。
【0055】上記併用可能な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。
【0056】
【化33】
【0057】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。
【0058】
【化34】
【0059】(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。
【0060】
【化35】
【0061】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。R203、R204
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。
【0062】Z-は、対アニオンを示し、例えばB
4 -、AsF6 -、PF6 -、SbF6 -、SiF6 2-、Cl
4 -、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。
【0063】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。
【0064】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。
【0065】
【化36】
【0066】
【化37】
【0067】
【化38】
【0068】
【化39】
【0069】
【化40】
【0070】
【化41】
【0071】
【化42】
【0072】
【化43】
【0073】
【化44】
【0074】上記において、Phはフェニル基を表す。
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、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。
【0075】(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。
【0076】
【化45】
【0077】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。
【0078】
【化46】
【0079】
【化47】
【0080】
【化48】
【0081】
【化49】
【0082】
【化50】
【0083】(4)下記一般式(PAG7)で表される
ジアゾジスルホン誘導体。
【0084】
【化51】
【0085】ここでRは、直鎖、分岐又は環状アルキル
基、あるいは置換していてもよいアリール基を表す。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。
【0086】
【化52】
【0087】
【化53】
【0088】光酸発生剤の添加量は、組成物中の固形分
を基準として、通常0.001〜30重量%の範囲で用
いられ、好ましくは0.3〜20重量%、更に好ましく
は0.5〜10重量%の範囲で使用される。光酸発生剤
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30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。
【0089】(B1)酸分解性樹脂 上記一般式(I)で示される繰り返し構造単位、上記一
般式(II)で示される繰り返し構造単位、及び上記一般
式(III)で示される繰り返し構造を含み、酸の作用に
よりアルカリ現像液に対する溶解速度が増加する樹脂
(以下、樹脂(B1))について説明する。
【0090】上記一般式(I)に於いて、R11〜R
14は、各々独立に、酸の作用により分解する基、水素原
子、ハロゲン原子、シアノ基、−COOH、−COOR
15、−C(=O)−X−A−R16、又はアルキル基或い
は環状炭化水素基を表し、且つR 11〜R14の内少なくと
も1つは酸の作用により分解する基を表す。また、R11
〜R14のうち少なくとも2つが結合して環を形成しても
よい。nは0又は1を表す。ここで、R15は、アルキル
基、環状炭化水素基又は上記の−Y基を表す。Xは、酸
素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2−、又は−
NHSO2NH−を表す。Aは、単結合、アルキレン
基、シクロアルキレン基、エーテル基、チオエーテル
基、カルボニル基、エステル基よりなる群から選択され
る単独或いは2つ以上の基の組み合わせを表す。R
16は、−COOH、−COOR15、−CN、水酸基、ア
ルコキシ基、−CO−NH−R17、−CO−NH−SO
2−R17又は上記の−Y基を表す。R17は、アルキル基
又は環状炭化水素基を表す。上記の−Y基に於いて、R
21〜R30は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表
す。a、bは、1又は2を表す。
【0091】酸の作用により分解する基の構造として
は、−C(=O)−X1−Rp で表される。式中、Rp
としては、t−ブチル基、t−アミル基等の3級アルキ
ル基、イソボロニル基、1−エトキシエチル基、1−ブ
トキシエチル基、1−イソブトキシエチル基、1−シク
ロヘキシロキシエチル基等の1−アルコキシエチル基、
1−メトキシメチル基、1−エトキシメチル基等のアル
コキシメチル基、3−オキソアルキル基、テトラヒドロ
ピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキルシ
リルエステル基、3−オキソシクロヘキシルエステル
基、2−メチル−2−アダマンチル基、メバロニックラ
クトン残基、2−(γ−ブチロラクトニルオキシカルボ
ニル)−2−プロピル基等を挙げることができる。X1
は、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2 −又
は−NHSO2 NH−を表す。
【0092】上記R11〜R14におけるハロゲン原子とし
ては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を
挙げることができる。上記R11〜R14におけるアルキル
基としては、炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状
アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜6個
の直鎖状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好まし
くはメチル基、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、sec−ブチル基、
t−ブチル基である。上記R11〜R14における環状炭化
水素基としては、例えば環状アルキル基、有橋式炭化水
素であり、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シク
ロヘキシル基、アダマンチル基、2−メチル−2−アダ
マンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、イソボロニ
ル基、トリシクロデカニル基、ジシクロペンテニル基、
ノボルナンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル基、
ネオメンチル基、テトラシクロドデカニル基等を挙げる
ことができる。
【0093】上記R11〜R14のうち少なくとも2つが結
合して形成する環としては、シクロペンテン、シクロヘ
キセン、シクロヘプタン、シクロオクタン等の炭素数5
〜12の環が挙げられる。上記R16におけるアルコキシ
基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、
ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げることがで
きる。上記各々のアルキル基、環状炭化水素基、アルコ
キシ基は、更に置換基を有していてもよく、置換基とし
て、例えば、水酸基、カルボキシル基、シアノ基、ハロ
ゲン原子(例えば塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃
素原子等)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4、
例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブト
キシ基等)、アシル基(例えばホルミル基、アセチル基
等)、アシルオキシ基(例えばアセトキシ基等)等を挙
げることができる。
【0094】上記Aにおけるアルキレン基としては、下
記式で表される基を挙げることができる。 −〔C(Rb )(Rc )〕r − 式中、Rb 、Rc は、水素原子、アルキル基、置換アル
キル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、
両者は同一でも異なっていてもよい。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、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ま
しくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基から選択される。置換アルキル基の置換基としては、
水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素
数1〜4)を挙げることができる。アルコキシ基として
は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。ハ
ロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原
子、沃素原子等を挙げることができる。rは1〜10の
整数を表す。
【0095】上記−Y基に於いて、R21〜R30は、各々
独立に、水素原子又はアルキル基を表す。a、bは、1
又は2を表す。上記R21〜R30に於けるアルキル基とし
ては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプ
ロピル基、ブチル基等を挙げることができる。R21〜R
30としてのアルキル基は置換基を有していてもよい。こ
の置換基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、
シアノ基、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原
子、フッソ素原子、沃素原子)、アルコキシ基(好まし
くは炭素数1〜4、例えばメトキシ基、エトキシ基、プ
ロポキシ基、ブトキシ基等)、アシル基(好ましくは炭
素数2〜5、例えば、ホルミル基、アセチル基等)、ア
シルオキシ基(好ましくは炭素数2〜5、例えばアセト
キシ基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14、例
えばフェニル基)等を挙げることができる。
【0096】上記一般式(I)で表される繰り返し単位
の具体例として次の下記のものが挙げられるが、本発明
はこれらの具体例に限定されるものではない。
【0097】
【化54】
【0098】
【化55】
【0099】上記一般式(II)に於いて、Z2は、−
O−又は−N(R41)−を表す。ここでR41は、水素原
子、水酸基、アルキル基、ハロアルキル基、又は−OS
2−R42を表す。R42は、アルキル基、ハロアルキル
基、シクロアルキル基又は樟脳残基を表す。
【0100】上記R41及びR42におけるアルキル基とし
ては、炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキ
ル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜6個の直鎖
状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好ましくはメ
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、sec−ブチル基、t−ブチ
ル基である。上記R41及びR42 におけるハロアルキル
基としてはトリフルオロメチル基、ナノフルオロブチル
基、ペンタデカフルオロオクチル基、トリクロロメチル
基等を挙げることができる。上記R42 におけるシクロ
アルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシ
ル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。
【0101】R41及びR42としてのアルキル基及びハロ
アルキル基、R42としてのシクロアルキル基又は樟脳残
基は置換基を有していてもよい。このような置換基とし
ては、例えば、水酸基、カルボキシル基、シアノ基、ハ
ロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッソ素原
子、沃素原子)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜
4、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブ
トキシ基等)、アシル基(好ましくは炭素数2〜5、例
えば、ホルミル基、アセチル基等)、アシルオキシ基
(好ましくは炭素数2〜5、例えばアセトキシ基)、ア
リール基(好ましくは炭素数6〜14、例えばフェニル
基)等を挙げることができる。
【0102】上記一般式(II)で表される繰り返し単
位の具体例として次の[I'−1]〜[I'−7]が挙げ
られるが、本発明はこれらの具体例に限定されるもので
はない。
【0103】
【化56】
【0104】
【化57】
【0105】次に、一般式(III)で表される繰り返し
単位について説明する。式(III)において、R91は、
水素原子、低級アルキル基、ハロゲン原子、又はシアノ
基を表す。R91の低級アルキル基としては、炭素数1〜
5のものが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基、ペンチル基などが挙げられる。この低級
アルキル基は、更に置換基を有していてもよい。このよ
うな置換基としては、例えば、水酸基、カルボキシル
基、シアノ基、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素
原子、フッソ素原子、沃素原子)、アルコキシ基(好ま
しくは炭素数1〜4、例えばメトキシ基、エトキシ基、
プロポキシ基、ブトキシ基等)、アシル基(好ましくは
炭素数2〜5、例えば、ホルミル基、アセチル基等)、
アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜5、例えばアセ
トキシ基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14、
例えばフェニル基)等を挙げることができる。
【0106】X5は、−O−、−S−、−NR93−、又
は−NR93SO2−を表す。R93は、水素原子、鎖状又
は環状アルキル基を表す。R93としての鎖状アルキル基
としては、低級アルキル基であり、炭素数1〜5のもの
が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ペンチル基などが挙げられる。環状アルキル基とし
ては、例えば炭素数3〜12のものが挙げられる。これ
らは更に置換基を有していてもよく、置換基としては、
例えば、水酸基、カルボキシル基、シアノ基、ハロゲン
原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッソ素原子、沃
素原子)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4、例
えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基等)、アシル基(好ましくは炭素数2〜5、例えば、
ホルミル基、アセチル基等)、アシルオキシ基(好まし
くは炭素数2〜5、例えばアセトキシ基)、アリール基
(好ましくは炭素数6〜14、例えばフェニル基)等を
挙げることができる。
【0107】Bは、単結合または連結基を表す。Bの連
結基としては、例えばアルキレン基、シクロアルキレン
基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エス
テル基よりなる群から選択される単独或いは2つ以上の
基の組み合わせを挙げることができる。Bのシクロアル
キレン基としては、好ましくは炭素数3〜10のものが
挙げられ、例えばシクロペンチレン基、シクロヘキシレ
ン基、シクロオクチレン基を挙げることができる。Bの
アルキレン基としては、下記式で表される基を挙げるこ
とができる。 −〔C(RX )(RY )〕Z − Rx及びRyは、各々独立に、水素原子、水酸基、ハロゲ
ン原子、置換基を有していても良い、鎖状又は環状アル
キル基、アルコキシ基、アルケニル基、アリール基、又
はアラルキル基を表す。但し、Rx及びRyは互いに結合
して環状アルキル環を形成しても良い。Rx又はRyの鎖
状アルキル基としては、直鎖状あるいは分岐状のアルキ
ル基が挙げられ、置換基を有していてもよい。直鎖状、
分岐状のアルキル基としては、炭素数1〜12個の直鎖
状あるいは分岐状アルキル基が好ましく、より好ましく
は炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基
であり、更に好ましくはメチル基、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、s
ec−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシ
ル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基で
ある。環状のアルキル基としては、炭素数3〜30個の
ものが挙げられ、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子を
含んでいてもよい。具体的には、シクロプロピル基、シ
クロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、
ノルボルニル基、ボロニル基、トリシクロデカニル基、
ジシクロペンテニル基、ノボルナンエポキシ基、メンチ
ル基、イソメンチル基、ネオメンチル基、テトラシクロ
ドデカニル基、ステロイド残基、テトラヒドロピラニル
基、モルホリノ基等を挙げることができる。アルコキシ
基としては、一般的には炭素数1〜12個、好ましくは
炭素数1〜10個、更に好ましくは1〜4個のものが挙
げられ、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基等を挙げることができる。アルケニル基
としては、炭素数2〜6個のアルケニル基が挙げられ、
置換基を有していてもよい。具体的にはビニル基、プロ
ペニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキ
セニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、
3−オキソシクロヘキセニル基、3−オキソシクロペン
テニル基、3−オキソインデニル基等が挙げられる。こ
れらのうち環状のアルケニル基は酸素原子を含んでいて
もよい。アリール基としては、炭素数6〜10個のもの
が挙げられ、置換基を有していてもよい。具体的にはフ
ェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられる。アラ
ルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフチ
ルメチル基、ナフチルエチル基、メシチルメチル基を挙
げることができる。上記鎖状又は環状アルキル基、アル
コキシ基、アルケニル基、アリール基、又はアラルキル
基が有していてもよい置換基としては、例えば、カルボ
キシル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン原子(塩素原
子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等)、アルコキシ
基(好ましくは炭素数1〜4、例えばメトキシ基、エト
キシ基、プロポキシ基、ブトキシ基)、アセチルアミド
基、アルコキシカルボニル基、アシル基(好ましくは炭
素数2〜10、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロ
ピオニル基)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜
10、例えばアセトキシ基)、アリール基(好ましくは
炭素数6〜14、例えばフェニル基)が挙げられる。R
x又はRyとしてアリール基又はアラルキル基について
は、置換基として、更にアルキル基(好ましくは炭素数
1〜5、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソ
プロピル基、ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチ
ル基、シクロペンチル基等)を有していてもよい。この
置換基としてのアルキル基は、更に水酸基、ハロゲン原
子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4、例えばメ
トキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基)等
の置換基を有していてもよい。Zは1〜10の整数であ
り、好ましくは、1〜4である。
【0108】R92は、水素原子、鎖状又は環状アルキル
基、アルコキシ基、水酸基、カルボキシ基、シアノ基、
−COOR94、又は上記一般式(IV)〜(X)のいず
れかで表される基を表す。R92及びR94としての鎖状ア
ルキル基としては、一般的には炭素数1〜30、好まし
くは6〜20のものが挙げられる。例えば、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、sec−ブチル基、ペンチル基、ネ
オペンチル基、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、エイコシル基等を挙げることができる。R92及びR
94としての環状アルキル基としては、一般的に炭素数3
〜40、好ましくは6〜20のものが挙げられる。例え
ば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキ
シル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル
基、トリシクロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ノ
ボルナンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル基、ネ
オメンチル基、テトラシクロドデカニル基、ステロイド
残基、テトラヒドロピラニル基、モルホリノ基等を挙げ
ることができる。
【0109】R92及びR94としての鎖状アルキル基は置
換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、水
酸基、カルボキシル基、シアノ基、ハロゲン原子(例え
ば、塩素原子、臭素原子、フッソ素原子、沃素原子)、
アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4、例えばメトキ
シ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、ア
ルコキシカルボニル基、アシル基(好ましくは炭素数2
〜5、例えば、ホルミル基、アセチル基等)、アシルオ
キシ基(好ましくは炭素数2〜5、例えばアセトキシ
基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14、例えば
フェニル基)、アセチルアミド基等を挙げることができ
る。ここでアルコキシカルボニル基におけるアルコキシ
基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキ
シ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げるこ
とができる。R92及びR94としての環状アルキル基は、
置換基として、カルボキシル基、シアノ基、ハロゲン原
子(塩素原子、臭素原子、フッソ素原子、沃素原子)、
アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4、例えばメトキ
シ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、ア
ルコキシカルボニル基、アシル基(好ましくは炭素数2
〜5、例えば、ホルミル基、アセチル基等)、アシルオ
キシ基(好ましくは炭素数2〜5、例えばアセトキシ
基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14、例えば
フェニル基)、アセチルアミド基を有していてもよい。
ここでアルコキシカルボニル基におけるアルコキシ基と
しては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げること
ができる。
【0110】R92が環状アルキル基である上記一般式
(III)で表される繰り返し単位として、下記の一般
式(IIIa)又は上記一般式(IIIb)で表される
繰り返し単位が好ましい。
【0111】
【化58】
【0112】一般式(IIIa)及び一般式(III
b)中、R0は、水素原子、低級アルキル基、ハロゲン
原子、シアノ基を表す。R61及びR62は、低級アルキル
基を表す。R63〜R68は、各々独立に水素原子、低級ア
ルキル基、低級アルコキシ基又はハロゲン原子を表す。
63とR64或いはR65とR66は、一緒になってカルボニ
ル基を形成してもよい。R63とR65は、連結してアルキ
レン鎖を形成してもよい。k及びlは、2〜5の整数で
ある。
【0113】上記一般式(IIIa)及び(IIIb)
で表される繰り返し単位においては、R61が結合してい
る3級炭素原子の存在により酸分解性を示す。R0は好
ましくは水素原子である。R0、R61〜R68としての低
級アルキル基は、炭素数1〜6であり、好ましくは炭素
数1〜4である。具体例として、例えば、メチル基、エ
チル基、直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル
基を挙げることができる。R63〜R68としての低級アル
コキシ基は、炭素数1〜6であり、好ましくは炭素数1
〜4である。具体例として、例えば、メトキシ基、エト
キシ基、直鎖又は分岐プロポキシ基、直鎖又は分岐ブト
キシ基を挙げることができる。R0、R61〜R68として
の低級アルキル基及びR63〜R68としての低級アルコキ
シ基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、
例えば、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、メトキ
シ基、エトキシ基等のアルコキシ基(好ましくは炭素数
1〜3)等を挙げることができる。
【0114】R63とR64、又はR65とR66とは、一緒に
なってカルボニル基を形成してもよい。kとlは、好ま
しくは2〜4、更に好ましくは2又は3である。R63
65とが連結して形成してもよいアルキレン鎖として
は、メチレン鎖、エチレン鎖、プロピレン鎖等好ましく
は炭素数3以下である。
【0115】R92のアルコキシ基としては、一般的には
炭素数1〜30、好ましくは3〜20、更に好ましくは
4〜15のものであり、例えば、メトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、ブトキシ基等を挙げることができ
る。R92のアルコキシ基は、更に置換基を有していても
よく、置換基としては、例えば、R92としての鎖状又は
環状アルキル基への置換基として説明したものと同様で
ある。
【0116】以下、R92がアルキル基、アルコキシ基、
水素原子である一般式(III)で表される繰り返し単位、
及び一般式(IIIa)及び一般式(IIIb)で表さ
れる繰り返し単位の具体例を挙げるが、これらに限定さ
れるものではない。
【0117】
【化59】
【0118】
【化60】
【0119】
【化61】
【0120】
【化62】
【0121】
【化63】
【0122】
【化64】
【0123】*)括弧内の基の数が異なる単位の混合で
あり、平均で括弧内の基を1.4個有していることを表
す。
【0124】さらに、式(III)におけるR92が下記の
一般式(IV)で表される構造である繰り返し構造単位
について説明する。
【0125】
【化65】
【0126】Ra1,Rb1,Rc1,Rd1,Re1は各
々独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表
す。m,nは各々独立に0〜3の整数を表し、m+n
は、2以上6以下である。Ra1〜Re1の炭素数1〜4
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、イソブチル基、s
ec−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができ
る。これらのアルキル基はアルコキシ基(好ましくは炭
素数1〜4)などの置換基で置換されていてもよい。
【0127】以下、一般式(IV)の構造を有する繰り返
し構造単位の具体例を示すが、これらに限定されるもの
ではない。
【0128】
【化66】
【0129】
【化67】
【0130】
【化68】
【0131】上記一般式(IV)の構造を有する繰り返
し単位の具体例において、露光マージンがより良好にな
るという点から(IV−17)〜(IV−36)が好ま
しい。更に一般式(IV)の構造としては、エッジラフ
ネスが良好になるという点からアクリレート構造を有す
るものが好ましい。
【0132】さらに下記の一般式(V−1)〜(V−
4)のいずれかで表される基を有する繰り返し単位構造
について説明する。
【0133】
【化69】
【0134】一般式(V−1)〜(V−4)において、
1b〜R5bは、各々独立に水素原子、アルキル基、シク
ロアルキル基又はアルケニル基を表す。R1b〜R5bの内
の2つは、結合して環を形成してもよい。
【0135】一般式(V−1)〜(V−4)において、
1b〜R5bにおけるアルキル基としては、直鎖状、分岐
状のアルキル基が挙げられる。直鎖状、分岐状のアルキ
ル基としては、炭素数1〜12個の直鎖状あるいは分岐
状アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜1
0個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好
ましくはメチル基、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、sec−ブチル
基、t−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、デシル基である。R1b〜R
5bにおけるシクロアルキル基としては、シクロプロピル
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、シクロオクチル基等の炭素数3〜8個のものが
好ましい。R1b〜R5bにおけるアルケニル基としては、
例えばビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニ
ル基等の炭素数2〜6個のものが好ましい。また、R1b
〜R5bの内の2つが結合して形成する環としては、シク
ロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シ
クロヘキサン環、シクロオクタン環等の3〜8員環が挙
げられる。
【0136】また、R1b〜R5bとしてのアルキル基、シ
クロアルキル基、アルケニル基及びR1b〜R5bの内の2
つが結合して形成する環は、それぞれ置換基を有してい
てもよい。好ましい置換基としては、水酸基、カルボキ
シ基、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子(フッ素原
子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、炭素数1〜4
個のアルコキシ基、炭素数2〜5個のアルコキシカルボ
ニル基、炭素数2〜5個のアシル基、炭素数2〜5個の
アシロキシ基等を挙げることができる。なお、一般式
(V−1)〜(V−4)におけるR1b〜R5bは、環状骨
格を構成している炭素原子のいずれに連結していてもよ
い。
【0137】一般式(V−1)〜(V−4)で表される
基を有する繰り返し単位として好ましいものとして、下
記一般式(AI)で表される繰り返し単位が挙げられ
る。
【0138】
【化70】
【0139】一般式(AI)中、Rb0は、水素原子、ハ
ロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。R
b0のアルキル基は置換基を有していてもよく、好ましい
置換基としては、前記一般式(V−1)〜(V−4)に
おけるR1bとしてのアルキル基が有していてもよい好ま
しい置換基として先に例示したものが挙げられる。Rb0
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。Rb0は水素原子
が好ましい。B2は、一般式(V−1)〜(V−4)の
うちのいずれかで示される基を表す。A’は、式(II
I)におけるBの定義と同様である。A’において、該
組み合わせた2価の基としては、例えば下記式のものが
挙げられる。
【0140】
【化71】
【0141】上記式において、Rab、Rbbは、水素原
子、アルキル基、置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸
基、アルコキシ基を表し、両者は同一でも異なっていて
もよい。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、ブチル基等の低級アルキル
基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プ
ロピル基、イソプロピル基から選択される。置換アルキ
ル基の置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、炭素数
1〜4のアルコキシ基を挙げることができる。アルコキ
シ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げること
ができる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原
子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。r
1は1〜10の整数、好ましくは1〜4の整数を表す。
mは1〜3の整数、好ましくは1又は2を表す。
【0142】以下に、一般式(AI)で表される繰り返
し単位の具体例を挙げるが、本発明の内容がこれらに限
定されるものではない。
【0143】
【化72】
【0144】
【化73】
【0145】
【化74】
【0146】
【化75】
【0147】
【化76】
【0148】
【化77】
【0149】
【化78】
【0150】次に、下記の一般式(VI)で表される構
造を有する繰り返し構造単位について説明する。
【0151】
【化79】
【0152】Zを含む有橋式脂環式環は、置換基を有し
ていてもよい。置換基としては、例えば、カルボキシル
基、水酸基、ハロゲン原子、アルキル基(好ましくは炭
素数1〜4)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜
4)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜
5)、アシル基(例えば、ホルミル基、ベンゾイル
基)、アシロキシ基(例えば、プロピルカルボニルオキ
シ基、ベンゾイルオキシ基)、アルキルスルホニルスル
ファモイル基(-CONHSO2CH3等)が挙げられ
る。尚、置換基としてのアルキル基は、更に水酸基、ハ
ロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)
等で置換されていてもよい。
【0153】一般式(III)におけるBは、一般式(V
I)におけるZを含む有橋式脂環式環構造を構成する炭
素原子のいずれの位置で結合してもよい。
【0154】以下に、一般式(VI)で表される構造を
有する繰り返し単位の具体例を挙げるが、これらに限定
されるものではない。
【0155】
【化80】
【0156】
【化81】
【0157】さらに、式(III)におけるR92が下記の
一般式(VII)で表される構造を有する繰り返し構造単
位について説明する。
【0158】
【化82】
【0159】一般式(VII)において、R1d〜R8dは、
各々独立に、水素原子または鎖状アルキル基を表す。R
d0は、水素原子あるいは、鎖状又は環状アルキル基、ア
リール基又はアラルキル基を表す。mは、1〜10の整
数を表す。
【0160】一般式(VII)におけるR1d〜R8d、Rd0
の鎖状アルキル基としては、直鎖状、分岐状あるいは環
状のアルキル基が挙げられ、置換基を有していてもよ
い。直鎖状、分岐状のアルキル基としては、炭素数1〜
12個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基が好ましく、
より好ましくは炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐
状アルキル基であり、更に好ましくはメチル基、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、sec−ブチル基、t−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、
デシル基である。Rd0の環状のアルキル基としては、炭
素数3〜30個のものが挙げられ、具体的には、シクロ
プロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ア
ダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、トリシク
ロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ノボルナンエポ
キシ基、メンチル基、イソメンチル基、ネオメンチル
基、テトラシクロドデカニル基、ステロイド残基等を挙
げることができる。
【0161】Rd0のアリール基としては、炭素数6〜2
0個のものが挙げられ、置換基を有していてもよい。具
体的にはフェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げら
れる。Rd0のアラルキル基としては、炭素数7〜20個
のものが挙げられ、置換基を有していてもよい。ベンジ
ル基、フェネチル基、クミル基等が挙げられる。本発明
において、R1d〜R8dとしては、水素原子、メチル基が
好ましい。Rd0としては、水素原子、炭素数1〜4個の
アルキル基が好ましい。mは、1〜6が好ましい。
【0162】上記鎖状又は環状アルキル基、アリール
基、アラルキル基、アルキレン基、環状アルキレン基、
アリーレン基における更なる置換基としては、カルボキ
シル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン原子(例えば塩素
原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等)、アルキル
基、置換アルキル基、アルコキシ基(好ましくは炭素数
1〜4、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基等)、アルコキシカルボニル基、アシル
基、アシルオキシ基(例えばアセトキシ基)、アセチル
アミド基が挙げられる。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、イソプロピル基、ブチ
ル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペン
チル基等の低級アルキル基を挙げることができる。置換
アルキル基の置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、
アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)を挙げること
ができる。
【0163】以下に、一般式(VII)で表される構造を
有する繰り返し単位の具体例を挙げるが、これらに限定
されるものではない。
【0164】
【化83】
【0165】
【化84】
【0166】
【化85】
【0167】
【化86】
【0168】
【化87】
【0169】
【化88】
【0170】次に、式(III)におけるR92が下記の一
般式(VIII)で表される構造を有する繰り返し構造単
位について説明する。 −N+(R95)(R96)(R97)・X- (VIII)
【0171】一般式(VIII)中:R95〜R97は、各々
独立に、水素原子、鎖状または環状アルキル基、アルケ
ニル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。但し、
95〜R97は互いに結合して非芳香環、芳香環を形成し
ても良い。鎖状アルキル基としては、直鎖状あるいは分
岐状のアルキル基が挙げられ、置換基を有していてもよ
い。炭素数1〜12個の直鎖状あるいは分岐状アルキル
基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜10個の直鎖
状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好ましくはメ
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、sec−ブチル基、ペンチル
基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチ
ル基、ノニル基、デシル基である。
【0172】環状のアルキル基としては、炭素数3〜3
0個のものが挙げられ、酸素原子、窒素原子等のヘテロ
原子を含んでいてもよい。具体的には、シクロプロピル
基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチ
ル基、ノルボルニル基、ボロニル基、トリシクロデカニ
ル基、ジシクロペンテニル基、ノボルナンエポキシ基、
メンチル基、イソメンチル基、ネオメンチル基、テトラ
シクロドデカニル基、ステロイド残基、テトラヒドロピ
ラニル基、モルホリノ基等を挙げることができる。
【0173】アルケニル基としては、炭素数2〜6個の
アルケニル基が挙げられ、置換基を有していてもよい。
具体的にはビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニ
ル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、シクロペンテニル
基、シクロヘキセニル基、3−オキソシクロヘキセニル
基、3−オキソシクロペンテニル基、3−オキソインデ
ニル基等が挙げられる。これらのうち環状のアルケニル
基は酸素原子を含んでいてもよい。アリール基として
は、炭素数6〜10個のものが挙げられ、置換基を有し
ていてもよい。具体的にはフェニル基、トリル基、ナフ
チル基等が挙げられる。
【0174】アラルキル基としては、ベンジル基、フェ
ネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、メシ
チルメチル基を挙げることができる。
【0175】R95〜R97としての鎖状又は環状アルキル
基、アルケニル基、アリール基、又はアラルキル基、及
びR95〜R97が結合して形成してもよい非芳香環、芳香
環が有していてもよい置換基としては、例えば、カルボ
キシル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン原子(塩素原
子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等)、アルコキシ
基(好ましくは炭素数1〜4、例えばメトキシ基、エト
キシ基、プロポキシ基、ブトキシ基)、アセチルアミド
基、アルコキシカルボニル基、アシル基(好ましくは炭
素数2〜10、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロ
ピオニル基)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜
10、例えばアセトキシ基)、アリール基(好ましくは
炭素数6〜14、例えばフェニル基)が挙げられる。R
95〜R97としてのアリール基又はアラルキル基及びR95
〜R97が結合して形成してもよい非芳香環、芳香環につ
いては、置換基として、アルキル基(好ましくは炭素数
1〜5、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソ
プロピル基、ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチ
ル基、シクロペンチル基等)を有していてもよい。この
置換基としてのアルキル基は、更に水酸基、ハロゲン原
子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4、例えばメ
トキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基)等
の置換基を有していてもよい。
【0176】X-は、上記のように特定の構造R−SO3
-を有する。Rの脂肪族炭化水素基は、好ましくは炭素
数1〜20個の直鎖あるいは分岐アルキル基又は環状の
アルキル基であり、置換基を有していてもよい。また、
Rの芳香族炭化水素基は、好ましくは炭素数6〜14の
芳香族基であり、置換基を有していてもよい。
【0177】上記のRの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、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オク
チル基、2−エチルヘキシル基、デシル基、ドデシル基
等が挙げられ、環状アルキル基としては、置換基を有し
てもよい、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シク
ロオクチル基、シクロドデシル基、アダマンチル基、ノ
ルボルニル基、樟脳基、トリシクロデカニル基、メンチ
ル基等を挙げることができる。芳香族基としては、置換
基を有してもよい、フェニル基、ナフチル基等を挙げる
ことができる。
【0178】上記脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基
が有してもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原
子、水酸基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、
樟脳基等が挙げられ、具体的には、メチル基、t-ブチル
基、メトキシ基、エトキシ基、t−ブトキシ基、フッ素
原子、塩素原子、臭素原子、シアノ基、水酸基、メトキ
シカルボニル基、エトキシカルボニル基、t−ブトキシ
カルボニル基、t−アミロキシカルボニル基等が挙げら
れる。更に、脂肪族炭化水素基については、アリール基
(好ましくは炭素数6〜14)、芳香族炭化水素基につ
いてはアルキル基(炭素数1〜15)を置換基として挙
げることができる。
【0179】以下、一般式(VIII)で表される構造を
有する繰り返し単位の具体例を示す。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。
【0180】
【化89】
【0181】
【化90】
【0182】
【化91】
【0183】
【化92】
【0184】
【化93】
【0185】さらに、式(III)におけるR92が下記の
一般式(IX)又は(X)で表される構造を有する繰り
返し構造単位について説明する。 −R98−A50−R99 (IX) −SO3100 (X)
【0186】一般式(IX)中、R98は、単結合、アル
キレン基、アリーレン基、又はこれらを組み合わせた2
価の基を表す。アリーレン基としては、炭素数6〜10
のものが挙げられ、置換基を有していてもよい。具体的
にはフェニレン基、トリレン基、ナフチレン基等が挙げ
られる。
【0187】アルキレン基としては、下記で示される基
を挙げることができる。 −〔C(Rf)(Rg)〕r− 式中、Rf、Rg:水素原子、アルキル基、置換アルキ
ル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、両
者は同一でも異なっていてもよく、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
チル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくは
メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基より
なる群から選択された置換基を表す。置換アルキル基の
置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基
を挙げることができる。アルコキシ基としてはメトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数
1〜4個のものを挙げることができる。rは1〜10の
整数を表す。上記において、ハロゲン原子としては塩素
原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げること
ができる。
【0188】A50は、下記に示す官能基のいずれかを表
す。
【0189】
【化94】
【0190】R99は、水素原子又はアルキル基を表す。
99の鎖状アルキル基は、直鎖状、分岐状いずれでもよ
く、また置換基を有していてもよい。直鎖状あるいは分
岐状のアルキル基としては、炭素数1〜12のものが好
ましく、より好ましくは炭素数1〜10のものであり、
具体的にメチル基、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、sec−ブチル
基、t−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、デシル基を好ましく挙げる
ことができる。
【0191】一般式(X)におけるR100は、鎖状又は
環状アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表し、
置換基を有していてもよい。R100の鎖状アルキル基
は、直鎖状、分岐状いずれでもよく、置換基を有してい
てもよい。直鎖状あるいは分岐状のアルキル基として
は、炭素数1〜12のものが好ましく、より好ましくは
炭素数1〜10のものであり、具体的にメチル基、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、sec−ブチル基、t−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、デシル基を好ましく挙げることができる。R100
環状のアルキル基としては、炭素数3〜30のものが挙
げられ、具体的には、シクロプロピル基、シクロペンチ
ル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基、ノルボルニ
ル基、ボロニル基、トリシクロデカニル基、ジシクロペ
ンテニル基、ノボルナンエポキシ基、メンチル基、イソ
メンチル基、ネオメンチル基、テトラシクロドデカニル
基、ステロイド残基等を挙げることができる。環構造
は、ヘテロ原子、2重結合を有していてもよい。このよ
うな例として、テトラヒドロピラン、ペンテン環を挙げ
ることができる。
【0192】R100のアリール基としては、炭素数6〜
20のものが挙げられ、置換基を有していてもよい。具
体的にはフェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げら
れる。R100のアラルキル基としては、炭素数7〜20
のものが挙げられ、置換基を有していてもよい。具体的
には、ベンジル基、フェネチル基、クミル基等が挙げら
れる。
【0193】R99の鎖状アルキル基、R100の鎖状又は
環状アルキル基、アルコキシ基、アリール基、又はアラ
ルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、
カルボキシル基、シアノ基、水酸基、ハロゲン原子(塩
素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等)、アルコ
キシ基(好ましくは炭素数1〜4、例えばメトキシ基、
エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基)、アセチルア
ミド基、アルコキシカルボニル基、アシル基(好ましく
は炭素数2〜10、例えば、ホルミル基、アセチル基、
プロピオニル基)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数
2〜10、例えばアセトキシ基)、アリール基(好まし
くは炭素数6〜14、例えばフェニル基)が挙げられ
る。R100としてアリール基又はアラルキル基について
は、置換基として、更にアルキル基(好ましくは炭素数
1〜5、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソ
プロピル基、ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチ
ル基、シクロペンチル基等)を有していてもよい。この
置換基としてのアルキル基は、更に水酸基、ハロゲン原
子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4、例えばメ
トキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基)等
の置換基を有していてもよい。尚環構造は、縮合環を形
成してもよい。
【0194】以下、−NH−SO2−を含有する一般式
(III)で表される繰り返し単位に対応するモノマーの具
体例(2)〜(5)、及び、一般式(IX)で示される
構造を有する繰り返し構造単位に相当するモノマーの具
体例(6)〜(15)を示すが、これらに限定されるも
のではない。
【0195】
【化95】
【0196】
【化96】
【0197】
【化97】
【0198】以下、一般式(X)で表される構造を有す
る繰り返し構造単位に相当するモノマーの具体例を示す
が、これらに限定されるものではない。
【0199】
【化98】
【0200】
【化99】
【0201】
【化100】
【0202】本発明で使用される樹脂(B1)は、更
に、下記式(XI)で表される繰り返し単位を含有する
こともできる。
【0203】
【化101】
【0204】一般式(XI)に関して、R91c、X5c、
93c、Bcは、各々、上記一般式(III)についての
91、X5、R93、Bと同様である。R92cは下記一般式
(XI’)で表される基を表す。
【0205】
【化102】
【0206】一般式(XI’)において、R2c〜R4c
は、各々独立に水素原子又は水酸基を表す。ただし、R
2c〜R4cのうち少なくとも1つは水酸基を表す。
【0207】一般式(XI)で表される構造は、好まし
くはジヒドロキシ体、モノヒドロキシ体であり、より好
ましくはジヒドロキシ体である。
【0208】以下に、一般式(XI)で表される構造を
有する繰り返し単位の具体例を挙げるが、これらに限定
されるものではない。
【0209】
【化103】
【0210】
【化104】
【0211】本発明に係る樹脂(B1)中には、更に下
記の一般式(XI−A)又は(XI−B)で表される繰
り返し単位を含有させることができる。
【0212】
【化105】
【0213】上記一般式(XI−A)中、 R13h〜R16h
は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、
−COOH、−COOR17h、−C(=O)−Xh−Ah
−R1 8h、又は置換基を有していてもよいアルキル基あ
るいは環状炭化水素基を表す。また、Rl3h〜R16hのう
ち少なくとも2つが結合して環を形成してもよい。nは
0又は1を表す。ただし、R13h〜R16hはいずれも酸に
より分解する基を有しない。R17hは、置換基を有して
いてもよい、アルキル基、環状炭化水素基又は前記−Y
基を表す。Xhは、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−
NHSO2−又は−NHSO2NH−を表す。Ahは単結
合又は2価の連結基を表す。R18hは、−COOH、−
COOR17h、−CN、水酸基、置換基を有していても
よいアルコキシ基、−CO−NH−R19h、−CO−N
H−SO2−R19h又は前記の−Y基を表す。R19hは、
置換基を有していてもよい、アルキル基又は環状炭化水
素基を表す。
【0214】上記R13h〜R16hにおけるハロゲン原子と
しては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等
を挙げることができる。
【0215】上記R13h〜R16hにおけるアルキル基とし
ては、炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキ
ル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜6個の直鎖
状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好ましくはメ
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、sec−ブチル基、t−ブチ
ル基である。
【0216】上記R13h〜R16hにおける環状炭化水素基
としては、例えば環状アルキル基、有橋式炭化水素であ
り、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキ
シル基、アダマンチル基、2−メチル−2−アダマンチ
ル基、ノルボルニル基、ボロニル基、イソボロニル基、
トリシクロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ノボル
ナンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル基、ネオメ
ンチル基、テトラシクロドデカニル基等を挙げることが
できる。上記R13h〜R16hのうち少なくとも2つが結合
して形成する環としては、シクロペンテン、シクロヘキ
セン、シクロヘプタン、シクロオクタン等の炭素数5〜
12の環が挙げられる。
【0217】上記R18hにおけるアルコキシ基として
は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。
【0218】上記アルキル基、環状炭化水素基、アルコ
キシ基における更なる置換基としては、水酸基、ハロゲ
ン原子、カルボキシル基、アルコキシ基、アシル基、シ
アノ基、アシルオキシ基等を挙げることができる。ハロ
ゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、
沃素原子等を挙げることができる。アルコキシ基として
は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基等の炭素数1〜4個のものが挙げることができ、アシ
ル基としてはホルミル基、アセチル基等を挙げることが
でき、アシルオキシ基としてはアセトキシ基等を挙げる
ことができる。
【0219】上記Ahの2価の連結基としては、単結
合、アルキレン基、置換アルキレン基、エーテル基、チ
オエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、
スルフォンアミド基、ウレタン基、ウレア基よりなる群
から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせ
が挙げられる。
【0220】上記Ahにおけるアルキレン基、置換アル
キレン基としては、下記式で表される基を挙げることが
できる。 −〔C(Rbh )(Rch )〕r − 式中、Rbh、Rchは、水素原子、アルキル基、置換アル
キル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、
両者は同一でも異なっていてもよい。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、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ま
しくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基から選択される。置換アルキル基の置換基としては、
水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることがで
きる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のも
のを挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素
原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げること
ができる。rは1〜10の整数を表す。
【0221】一般式(XI−B)中、 R13i〜R16iは、
各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、−C
OOH、−COOR17i、酸の作用により分解する基、
−C(=O)−Xi−Ai−R18i、又は置換基を有して
いてもよいアルキル基あるいは環状炭化水素基を表す。
また、Rl3i〜R16iのうち少なくとも2つが結合して環
を形成してもよい。nは0又は1を表す。R17iは、置
換基を有していてもよい、アルキル基、環状炭化水素基
又は前記の−Y基を表す。Xiは、酸素原子、硫黄原
子、−NH−、−NHSO2−又は−NHSO2NH−を
表す。Aiは単結合又は2価の連結基を表す。R18iは、
−COOH、−COOR17i、−CN、水酸基、置換基
を有していてもよいアルコキシ基、−CO−NH−R
19i、−CO−NH−SO2−R19i又は前記の−Y基を
表す。R19iは、置換基を有していてもよい、アルキル
基又は環状炭化水素基を表す。上記−Y基中、R21〜R
30は、各々独立に、水素原子又は置換基を有していても
よいアルキル基を表す。a,bは1又は2を表す。
【0222】酸の作用により分解する基の構造として
は、−C(=O)−X1i−Rpiで表される。式中、Rpi
としては、t−ブチル基、t−アミル基等の3級アルキ
ル基、イソボロニル基、1−エトキシエチル基、1−ブ
トキシエチル基、1−イソブトキシエチル基、1−シク
ロヘキシロキシエチル基等の1−アルコキシエチル基、
1−メトキシメチル基、1−エトキシメチル基等のアル
コキシメチル基、3−オキソアルキル基、テトラヒドロ
ピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキルシ
リルエステル基、3−オキソシクロヘキシルエステル
基、2−メチル−2−アダマンチル基、メバロニックラ
クトン残基、2−(γ−ブチロラクトニルオキシカルボ
ニル)−2−プロピル基等を挙げることができる。X1i
は、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2−又
は−NHSO2NH−を表す。
【0223】上記R13i〜R16iにおけるハロゲン原子と
しては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等
を挙げることができる。
【0224】上記R13i〜R16iにおけるアルキル基とし
ては、炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキ
ル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜6個の直鎖
状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好ましくはメ
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、sec−ブチル基、t−ブチ
ル基である。
【0225】上記R13i〜R16iにおける環状炭化水素基
としては、例えば環状アルキル基、有橋式炭化水素であ
り、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキ
シル基、アダマンチル基、2−メチル−2−アダマンチ
ル基、ノルボルニル基、ボロニル基、イソボロニル基、
トリシクロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ノボル
ナンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル基、ネオメ
ンチル基、テトラシクロドデカニル基等を挙げることが
できる。上記R13i〜R16iのうち少なくとも2つが結合
して形成する環としては、シクロペンテン、シクロヘキ
セン、シクロヘプタン、シクロオクタン等の炭素数5〜
12の環が挙げられる。
【0226】上記R18iにおけるアルコキシ基として
は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。
【0227】上記アルキル基、環状炭化水素基、アルコ
キシ基における更なる置換基としては、水酸基、ハロゲ
ン原子、カルボキシル基、アルコキシ基、アシル基、シ
アノ基、アシルオキシ基等を挙げることができる。ハロ
ゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、
沃素原子等を挙げることができる。アルコキシ基として
は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基等の炭素数1〜4個のものが挙げることができ、アシ
ル基としてはホルミル基、アセチル基等を挙げることが
でき、アシルオキシ基としてはアセトキシ基等を挙げる
ことができる。
【0228】上記Aiの2価の連結基としては、単結
合、アルキレン基、置換アルキレン基、エーテル基、チ
オエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、
スルフォンアミド基、ウレタン基、ウレア基よりなる群
から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせ
が挙げられる。
【0229】上記Aiにおけるアルキレン基、置換アル
キレン基としては、下記式で表される基を挙げることが
できる。 −〔C(Rbi )(Rci )〕r − 式中、Rbi、Rciは、水素原子、アルキル基、置換アル
キル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、
両者は同一でも異なっていてもよい。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、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ま
しくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基から選択される。置換アルキル基の置換基としては、
水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げることがで
きる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のも
のを挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素
原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げること
ができる。rは1〜10の整数を表す。
【0230】上記一般式(XI−A)又は(XI−B)で表
される繰り返し単位の具体例としては、次の下記のもの
が挙げられるが、本発明はこれらの具体例に限定される
ものではない。
【0231】
【化106】
【0232】
【化107】
【0233】本発明に係る樹脂(B1)が更に含んでも
よい好ましい共重合成分として、下記一般式(XII−
A)叉は(XII−B)で表される繰り返し単位を挙げる
ことができる。
【0234】
【化108】
【0235】ここで式中、Zjは酸素原子、−NH−、
−N(−R50j)−、−N(−OSO 250j)−を表
し、R50jは(置換)アルキル基、(置換)環状炭化水
素基を意味を有する。
【0236】上記R50jにおけるアルキル基としては、
炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基が
好ましく、より好ましくは炭素数1〜6個の直鎖状ある
いは分岐状アルキル基であり、更に好ましくはメチル
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、sec−ブチル基、t−ブチル基
である。
【0237】上記R50jにおける環状炭化水素基として
は、例えば環状アルキル基、有橋式炭化水素であり、シ
クロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル
基、アダマンチル基、2−メチル−2−アダマンチル
基、ノルボルニル基、ボロニル基、イソボロニル基、ト
リシクロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ノボルナ
ンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル基、ネオメン
チル基、テトラシクロドデカニル基等を挙げることがで
きる。上記一般式(XII−A)叉は(XII−B)で表さ
れる繰り返し単位の具体例として次の[XII−A−9]
〜[XII−A−16]、[XII−B−9]〜[XII−B
−16]が挙げられるが、これらの具体例に限定される
ものではない。
【0238】
【化109】
【0239】
【化110】
【0240】本発明に係る樹脂(B1)は、本発明の効
果が有効に得られる範囲内で、更に以下のような単量体
が該樹脂を構成する繰り返し単位を与えるものとして共
重合されていてもよいが、下記単量体に限定されるもの
ではない。これにより、前記樹脂に要求される性能、特
に(1)塗布溶剤に対する溶解性、(2)製膜性(ガラ
ス転移点)、(3)アルカリ現像性、(4)膜べり(親
疎水性、アルカリ可溶性基選択)、(5)未露光部の基
板への密着性、(6)ドライエッチング耐性、の微調整
が可能となる。このような共重合単量体としては、例え
ば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、
アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合
物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれ
る付加重合性不飽和結合を1個有する化合物などを挙げ
ることができる。
【0241】具体的には、例えばアクリル酸エステル
類、例えばアルキル(アルキル基の炭素原子数は1〜1
0のものが好ましい)アクリレート(例えば、アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、ア
クリル酸アミル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル
酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−
t−オクチル、クロルエチルアクリレート、2−ヒドロ
キシエチルアクリレート2,2−ジメチルヒドロキシプ
ロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレ
ート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペン
タエリスリトールモノアクリレート、ベンジルアクリレ
ート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリルアク
リレート、テトラヒドロフルフリルアクリレートな
ど);
【0242】メタクリル酸エステル類、例えばアルキル
(アルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好まし
い。)メタクリレート(例えばメチルメタクリレート、
エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソ
プロピルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキ
シルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、
ベンジルメタクリレート、クロルベンジルメタクリレー
ト、オクチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、
5−ヒドロキシペンチルメタクリレート、2,2−ジメ
チル−3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、トリメ
チロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリ
トールモノメタクリレート、フルフリルメタクリレー
ト、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなど);
【0243】アクリルアミド類、例えばアクリルアミ
ド、N−アルキルアクリルアミド、(アルキル基として
は炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘプチル
基、オクチル基、シクロヘキシル基、ヒドロキシエチル
基などがある。)、N,N−ジアルキルアクリルアミド
(アルキル基としては炭素原子数1〜10のもの、例え
ばメチル基、エチル基、ブチル基、イソブチル基、エチ
ルヘキシル基、シクロヘキシル基などがある。)、N−
ヒドロキシエチル−N−メチルアクリルアミド、N−2
−アセトアミドエチル−N−アセチルアクリルアミドな
ど;
【0244】メタクリルアミド類、例えばメタクリルア
ミド、N−アルキルメタクリルアミド(アルキル基とし
ては炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチ
ル基、t−ブチル基、エチルヘキシル基、ヒドロキシエ
チル基、シクロヘキシル基などがある。)、N,N−ジ
アルキルメタクリルアミド(アルキル基としてはエチル
基、プロピル基、ブチル基などがある。)、N−ヒドロ
キシエチル−N−メチルメタクリルアミドなど;
【0245】アリル化合物、例えばアリルエステル類
(例えば酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸ア
リル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステア
リン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳
酸アリルなど)、アリルオキシエタノールなど;
【0246】ビニルエーテル類、例えばアルキルビニル
エーテル(例えばヘキシルビニルエーテル、オクチルビ
ニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシル
ビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エト
キシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテ
ル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニルエー
テル、2−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエ
チルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエー
テル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチル
アミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニ
ルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフ
ルフリルビニルエーテルなど);
【0247】ビニルエステル類、例えばビニルブチレー
ト、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテー
ト、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニ
ルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジク
ロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブ
トキシアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラ
クテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシ
クロヘキシルカルボキシレートなど;
【0248】イタコン酸ジアルキル類(例えばイタコン
酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル
など);アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタ
コン酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等があ
る。
【0249】各繰り返し単位の割合は、所望のレジスト
のドライエッチング耐性、感度、パターンのクラッキン
グ防止、基板密着性、レジストプロファイル、さらには
一般的なレジストの必要要件である解像力、耐熱性、等
を勘案して適宜設定することができる。
【0250】樹脂(B1)中の一般式(I)で示される
繰り返し構造単位の含有量は、全繰り返し構造単位中、
10〜60モル%が好ましく、より好ましくは15〜5
5モル%、更に好ましくは20〜50モル%である。樹
脂(B1)中、一般式(II)で示される繰り返し構造単
位の含有量は、全繰り返し構造単位中10〜70モル%
が好ましく、より好ましくは15〜60モル%、更に好
ましくは20〜50モル%である。樹脂(B1)中、一
般式(III)で示される繰り返し構造単位の含有量は、
全繰り返し構造単位中、2〜50モル%が好ましく、よ
り好ましくは4〜45モル%、更に好ましくは6〜40
モル%である。
【0251】樹脂(B1)中、一般式(I)及び(II
I)で示される繰り返し構造単位等の酸分解性基を有す
る繰り返し単位の合計は、15〜90モル%が好まし
く、より好ましくは15〜85モル%であり、さらに好
ましくは20〜80モル%である。
【0252】また、上記(I)、(II)又は(III)で示され
る繰り返し構造単位以外の更なる共重合成分の単量体に
基づく繰り返し構造単位の樹脂中の含有量も、所望のレ
ジストの性能に応じて適宜設定することができるが、一
般的に、一般式(I)、(II)、及び(III)で示され
る繰り返し構造単位を合計した総モル数に対して、他の
更なる繰り返し構造単位を合計したモル数が、99モル
%以下が好ましく、より好ましくは90モル%以下、さ
らに好ましくは80モル%以下である。
【0253】(B2)酸分解性樹脂 次に、(B2)上記一般式(NI)で示される繰り返し
構造単位、上記一般式(NII)で示される繰り返し構造
単位、及び上記一般式(NIII)で示される繰り返し構
造を含み、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解
速度が増加する樹脂(以下、樹脂(B2)と呼ぶ)につ
いて説明する。一般式(NI)において、Rn1〜Rn4
は、水素原子又はアルキル基を表す。Rn1〜Rn4のア
ルキル基としては、炭素数1〜12のものが好ましく、
より好ましくは炭素数1〜10のものであり、具体的に
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、sec−ブチル基、t−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、デシル基を好ましく挙げることができ
る。Rn1〜Rn4としてのアルキル基は置換基を有して
いてもよく、置換基としては、ヒドロキシ基、アルコキ
シ基、アルコキシアルコキシ基等が挙げられる。置換基
は好ましくは炭素数8以下である。一般式(NI)中、
aは0または1である。
【0254】一般式(NII)中、Rn5は、水素原子又
はメチル基を表す。一般式(NII)において、Anのア
ルキレン基としては、下記式で表される基を挙げること
ができる。 −〔C(Rnf)(Rng)〕r− 上記式中、Rnf、Rngは、水素原子、アルキル基、
置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基
を表し、両者は同一でも異なっていてもよい。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、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更
に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプ
ロピル基から選択される。置換アルキル基の置換基とし
ては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げるこ
とができる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エト
キシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4の
ものを挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩
素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げるこ
とができる。rは1〜10の整数である。一般式(NI
I)において、Anのシクロアルキレン基としては、炭
素数3から10個のものが挙げられ、シクロペンチレン
基、シクロヘキシレン基、シクロオクチレン基等を挙げ
ることができる。
【0255】一般式(NII)におけるWは、エステル構
造(−COO−)と一緒になって酸の作用により分解す
る基を構成する基であり、−C(Rna)(Rnb)
(Rnc)で表される基あるいは−CH(Rnd)−O
−Rneで表される基を表す。ここで、Rna、Rn
b、Rncは、各々、置換基としてハロゲン原子、アル
キル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシ
ル基あるいはアシロキシ基を有していてもよい、炭素数
1個〜20個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基又は脂
環式炭化水素基を表す。ただし、RnaとRnbは、互
いに結合して共通に結合している炭素原子とともに脂環
式環を形成してもよい。この場合、Rncは炭素数1〜
4のアルキル基である。Rndとしては、水素原子又は
アルキル基を表す。Rneとしては、置換基としてハロ
ゲン原子、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ア
シル基あるいはアシロキシ基を有していてもよい、炭素
数1個〜20個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基又は
脂環式炭化水素基を表す。
【0256】Rna、Rnb、Rnc、Rneの炭素数
1個〜20個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基として
は、炭素数1〜12のものが好ましく、より好ましくは
炭素数1〜10のものであり、具体的にメチル基、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、sec−ブチル基、t−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、デシル基を好ましく挙げることができる。 Rnd
のアルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基が好
ましく、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、イソブチル基、sec
−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。R
na、Rnb、Rnc、Rneとしての脂環式炭化水素
基、及び、RnaとRnbとが互いに結合して形成する
脂環式環は、炭素数3〜30が好ましく、更に4〜25
が好ましく、特に5〜20個が好ましい。これらは置換
基を有していてもよい。
【0257】以下、これらの脂環式環の構造例を示す。
【0258】
【化111】
【0259】
【化112】
【0260】本発明においては、上記脂環式部分の好ま
しいものとしては、シクロペンチル基、シクロヘキシル
基、シクロオクチル基、アダマンチル基、ノルアダマン
チル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラ
シクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、
シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル
基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げるこ
とができる。より好ましくは、アダマンチル基、デカリ
ン残基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシ
ル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデ
カニル基、シクロドデカニル基である。
【0261】Rna、Rnb、Rnc、Rneとしての
炭素数1個〜20個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基
及び脂環式炭化水素基、及びRnaとRnbとが互いに
結合して形成する脂環式環が有しうる置換基については
以下のものが挙げられる。アルコキシ基、アルコキシカ
ルボニル基におけるアルコキシ基としては、メトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数
1〜4のものを挙げることができる。ハロゲン原子とし
ては、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を
挙げることができる。アシル基としてはホルミル基、べ
ンゾイル基等が挙げられる。アシロキシ基としては、プ
ロピルカルボニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等が挙
げられる。Rna、Rnb、Rnc、Rneとして脂環
式炭化水素基、及びRnaとRnbとが互いに結合して
形成する脂環式環については、上記置換基に加えて、ア
ルキル基を置換基として有してもよい。 例えば、メチ
ル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜
4のものがを挙げることができる。
【0262】一般式(NII)のWとして好ましくは、t
−ブチル基、t−アミル基、2−シクロヘキシル−2−
プロピル基、1−メチルシクロヘキシル基等の3級アル
キル基、エトキシメチル基、エトキシエトキシメチル基
等のアルコキシメチル基、1−エトキシエチル基、1−
イソプロポキシエチル基等の1−アルコキシエチル基、
アダマンチル基、デカリン残基、ノルボルニル基、セド
ロール基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シク
ロオクチル基、シクロデカニル基、シクロドデカニル基
を挙げることができる。
【0263】以下、一般式(NI)で示される繰り返し
構造単位に相当するモノマーの具体例を示すが、これら
に限定されるものではない。
【0264】
【化113】
【0265】以下、一般式(NII)で示される繰り返し
構造単位に相当するモノマーの具体例を示すが、これら
に限定されるものではない。
【0266】
【化114】
【0267】
【化115】
【0268】
【化116】
【0269】
【化117】
【0270】樹脂(B2)は、更に上記一般式(NII
I)で示される繰り返し単位を含有する。
【0271】一般式(NIII)において、Z1は、−O−
又は−N(Rn6)−を表す。ここでRn6は、水素原
子、水酸基、アルキル基、ハロアルキル基又は−O−S
2−Rn7を表す。Rn7は、アルキル基、ハロアルキ
ル基、シクロアルキル基又は樟脳残基を表す。
【0272】上記Rn6及びRn7におけるアルキル基と
しては、炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アル
キル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜6個の直
鎖状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好ましくは
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、sec−ブチル基、t−ブ
チル基である。
【0273】上記Rn6及びRn7 におけるハロアルキ
ル基としてはトリフルオロメチル基、ナノフルオロブチ
ル基、ペンタデカフルオロオクチル基、トリクロロメチ
ル基等を挙げることができる。上記Rn7におけるシク
ロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキ
シル基、シクロオクチル基等を挙げることができる。
【0274】以下、一般式(NIII)で示される繰り返
し構造単位に相当するモノマーの具体例を示すが、これ
らに限定されるものではない。
【0275】
【化118】
【0276】
【化119】
【0277】樹脂(B2)は、更に下記一般式(Ib)
で表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を含むこ
ともできる。
【0278】
【化120】
【0279】一般式(Ib)において、Aは単結合、ア
ルキレン基、シクロアルキレン基、エーテル基、チオエ
ーテル基、カルボニル基、エステル基よりなる群から選
択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表
す。Rは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、シアノ
基、又はハロゲン原子を表す。一般式(Ib)におい
て、Aのアルキレン基及びシクロアルキレン基として
は、式(NII)のAnとして挙げたものと同様であ
る。Zを含む有橋式脂環式環は、置換基を有していても
よい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコ
キシ基(好ましくは炭素数1〜4)、アルコキシカルボニ
ル基(好ましくは炭素数1〜5)、アシル基(例えば、
ホルミル基、ベンゾイル基)、アシロキシ基(例えば、
プロピルカルボニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基)、
アルキル基(好ましくは炭素数1〜4)、カルボキシル
基、水酸基、アルキルスルホニルスルファモイル基(-
CONHSO2CH3等)が挙げられる。尚、置換基とし
てのアルキル基は、更に水酸基、ハロゲン原子、アルコ
キシ基(好ましくは炭素数1〜4)等で置換されていて
もよい。一般式(Ib)において、Aに結合しているエ
ステル基の酸素原子は、Zを含む有橋式脂環式環構造を
構成する炭素原子のいずれの位置で結合してもよい。以
下に、一般式(Ib)で表される繰り返し単位の具体例
としては、先に樹脂(B1)に関して、一般式(VI)
で表される構造を有する繰り返し単位の具体例として挙
げたものを挙げることができるが、それらに限定される
ものではない。
【0280】また、下記一般式(IIb)で示される繰り
返し構造単位を含有していてもよい。
【0281】
【化121】
【0282】一般式(IIb)中、R1は、水素原子又はメ
チル基を表す。Wは、単結合、アルキレン基、エーテル
基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基よりな
る群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合
わせを表す。Ra,Rb,Rc,Rd,Reは各々独立
に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
m,nは各々独立に0〜3の整数を表し、m+nは、2
以上6以下である。Ra〜Reの炭素数1〜4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、イソブチル基、sec−ブ
チル基、t−ブチル基等を挙げることができる。
【0283】一般式(IIb)において、Wのアルキレン
基としては、下記式で表される基を挙げることができ
る。 −〔C(Rf)(Rg)〕r− 上記式中、Rf、Rgは、水素原子、アルキル基、置換
アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表
し、両者は同一でも異なっていてもよい。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、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好
ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピ
ル基から選択される。置換アルキル基の置換基として
は、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げること
ができる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキ
シ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4のも
のを挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素
原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げること
ができる。rは1〜10の整数である。
【0284】上記アルキル基における更なる置換基とし
ては、カルボキシル基、アシルオキシ基、シアノ基、ア
ルキル基、置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、ア
ルコキシ基、置換アルコキシ基、アセチルアミド基、ア
ルコキシカルボニル基、アシル基が挙げられる。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、イソプロピル基、ブチル基、シクロプロピル基、シ
クロブチル基、シクロペンチル基等の低級アルキル基を
挙げることができる。置換アルキル基の置換基として
は、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げること
ができる。置換アルコキシ基の置換基としては、アルコ
キシ基等を挙げることができる。アルコキシ基として
は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基等の炭素数1〜4のものを挙げることができる。アシ
ルオキシ基としては、アセトキシ基等が挙げられる。ハ
ロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原
子、沃素原子等を挙げることができる。
【0285】以下、一般式(IIb)で示される繰り返し
構造単位に相当するモノマーの具体例としては、先に樹
脂(B1)に関して一般式(IV)の構造を有する繰り
返し単位の具体例として挙げたもの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。
【0286】樹脂(B1)におけるのと同様、露光マー
ジンがより良好になるという点から(IV−17)〜(I
V−36)が好ましい。更に一般式(IIb)の構造とし
ては、エッジラフネスが良好になるという点からアクリ
レート構造を有するものが好ましい。
【0287】また、下記一般式(Ib−1)〜(Ib−
4)のいずれかで表される基を有する繰り返し構造単位
を含有してもよい。
【化122】
【0288】一般式(Ib−1)〜(Ib−4)におい
て、R1〜R5は、各々独立に水素原子、置換基を有して
いてもよい、アルキル基、シクロアルキル基又はアルケ
ニル基を表す。R1〜R5の内の2つは、結合して環を形
成してもよい。
【0289】一般式(Ib−1)〜(Ib−4)におい
て、R1〜R5におけるアルキル基としては、直鎖状、分
岐状のアルキル基が挙げられ、置換基を有していてもよ
い。直鎖状、分岐状のアルキル基としては、炭素数1〜
12個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基が好ましく、
より好ましくは炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐
状アルキル基であり、更に好ましくはメチル基、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、sec−ブチル基、t−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、
デシル基である。R1〜R5におけるシクロアルキル基と
しては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロ
ヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等の
炭素数3〜8個のものが好ましい。R1〜R5におけるア
ルケニル基としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニ
ル基、ヘキセニル基等の炭素数2〜6個のものが好まし
い。また、R1〜R5の内の2つが結合して形成する環と
しては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペ
ンタン環、シクロヘキサン環、シクロオクタン環等の3
〜8員環が挙げられる。なお、一般式(Ib−1)〜
(Ib−4)におけるR1〜R5は、環状骨格を構成して
いる炭素原子のいずれに連結していてもよい。
【0290】また、上記アルキル基、シクロアルキル
基、アルケニル基が有してもよい好ましい置換基として
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、臭素原子、ヨウ素原子)、炭素数
2〜5のアシル基、炭素数2〜5のアシロキシ基、シア
ノ基、水酸基、カルボキシ基、炭素数2〜5のアルコキ
シカルボニル基、ニトロ基等を挙げることができる。一
般式(Ib−1)〜(Ib−4)で表される基を有する繰
り返し単位として好ましいものとして、下記一般式(A
Ib)で表される繰り返し単位が挙げられる。
【0291】
【化123】
【0292】一般式(AIb)中、Rは、水素原子、ハ
ロゲン原子、又は炭素数1〜4の置換もしくは非置換の
アルキル基を表す。Rのアルキル基が有していてもよい
好ましい置換基としては、前記一般式(Ib−1)〜
(Ib−4)におけるR1としてのアルキル基が有してい
てもよい好ましい置換基として先に例示したものが挙げ
られる。R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。Rは
水素原子が好ましい。A’は、単結合、エーテル基、エ
ステル基、カルボニル基、アルキレン基、又はこれらを
組み合わせた2価の基を表す。Bは、一般式(Ib−
1)〜(Ib−4)のうちのいずれかで示される基を表
す。A’において、該組み合わせた2価の基としては、
例えば下記式のものが挙げられる。
【0293】
【化124】
【0294】上記式において、Ra、Rbは、水素原
子、アルキル基、置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸
基、アルコキシ基を表し、両者は同一でも異なっていて
もよい。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、ブチル基等の低級アルキル
基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プ
ロピル基、イソプロピル基から選択される。置換アルキ
ル基の置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、炭素数
1〜4のアルコキシ基を挙げることができる。アルコキ
シ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げること
ができる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原
子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。r
1は1〜10の整数、好ましくは1〜4の整数を表す。
mは1〜3の整数、好ましくは1又は2を表す。以下
に、一般式(AIb)で表される繰り返し単位の具体例
として、一般式(AI)の具体例として挙げたものを挙
げることができるが、本発明の内容がこれらに限定され
るものではない。
【0295】更に、下記一般式(IIb−2)で示される
繰り返し構造単位を含有を含有してもよい。
【0296】
【化125】 一般式(II−2)中、R1は、水素原子又はメチル基を
表す。R2〜R4は、各々独立に水素原子又は水酸基を表
す。ただし、R2〜R4のうち少なくとも1つは水酸基を
表す。一般式(II−2)で示される繰り返し構造単位
は、好ましくはジヒドロキシ体、モノヒドロキシ体であ
り、より好ましくはジヒドロキシ体である。
【0297】以下に、一般式(II-2)で表される構造
を有する繰り返し単位の具体例としては、樹脂(B2)
に関して一般式(IX)で表される構造を有する繰り返
し単位として挙げた具体例を挙げることができるが、そ
れらに限定されるものではない。
【0298】樹脂(B2)は、先に説明した樹脂(B
1)と同様に、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライ
エッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジス
トプロファイル、さらにレジストの一般的な必要な特性
である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な
繰り返し構造単位を含有することができる。
【0299】樹脂(B2)中の一般式(NI)で示され
る繰り返し構造単位の含有量は、全繰り返し構造単位
中、10〜60モル%が好ましく、より好ましくは15
〜55モル%、更に好ましくは20〜50モル%であ
る。また、樹脂(B2)中、一般式(NII)で示される
繰り返し構造単位の含有量は、全繰り返し構造単位中、
2〜50モル%が好ましく、より好ましくは4〜45モ
ル%、更に好ましくは6〜40モル%である。樹脂(B
2)中、一般式(NIII)で示される繰り返し構造単位
の含有量は、全繰り返し構造単位中20〜80モル%が
好ましく、より好ましくは25〜70モル%、更に好ま
しくは30〜60モル%である。樹脂(B2)中、一般
式(I)、(II)、(I−1)〜(I−4)、及び
(II−2)で表される基を有する繰り返し構造単位の
含有量は、全繰り返し構造単位中、合計で、1〜40モ
ル%が好ましく、より好ましくは3〜30モル%、更に
好ましくは5〜20モル%である。樹脂(B2)は、側
鎖に脂環構造を有する繰り返し単位を含有することが好
ましい。
【0300】また、上記更なる他の共重合成分の単量体
に基づく繰り返し構造単位の樹脂中の含有量も、所望の
レジストの性能に応じて適宜設定することができるが、
一般的に、一般式(NI)、(NII)及び(NIII)で
示される繰り返し構造単位を合計した総モル数に対して
99モル%以下が好ましく、より好ましくは90モル%
以下、さらに好ましくは80モル%以下である。
【0301】尚、本発明の組成物がArF露光用である
とき、ArF光に対する透明性の観点から、(B1)及
び(B2)樹脂は芳香族環を含まないことが好ましい。
上記の(B1)及び(B2)樹脂の分子量は、重量平均
(Mw:GPC法によるポリスチレン換算値)で、好ま
しくは1,000〜1,000,000、より好ましく
は1,500〜500,000、更に好ましくは2,0
00〜200,000、より更に好ましくは2,500
〜100,000の範囲であり、大きい程、耐熱性等が
向上する一方で、現像性等が低下し、これらのバランス
により好ましい範囲に調整される。
【0302】本発明に用いる(B1)及び(B2)樹脂
は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成すること
ができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー
種を、一括であるいは反応途中で反応容器に仕込み、こ
れを必要に応じ反応溶媒、例えばテトラヒドロフラン、
1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエ
ーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶
媒、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテートのような本発明の組成物を溶解する溶
媒に溶解させ均一とした後、窒素やアルゴンなど不活性
ガス雰囲気下で必要に応じ加熱、市販のラジカル開始剤
(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を
開始させる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で
添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形
回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度
は20重量%以上であり、好ましくは30重量%以上、
さらに好ましくは40重量%以上である。反応温度は1
0℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、
さらに好ましくは50〜100℃である。
【0303】本発明に係る樹脂の重量平均分子量は、G
PC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは
1,000〜200,000である。重量平均分子量が
1,000未満では耐熱性やドライエッチング耐性の劣
化が見られるため余り好ましくなく、200,000を
越えると現像性が劣化したり、粘度が極めて高くなるた
め製膜性が劣化するなど余り好ましくない結果を生じ
る。
【0304】本発明のポジ型感光性樹脂組成物におい
て、本発明に係わる樹脂の組成物全体中の配合量は、全
レジスト固形分中40〜99.99重量%が好ましく、
より好ましくは50〜99.97重量%である。
【0305】上記(A)光酸発生剤や(B1)及び(B
2)樹脂等の固形分を、上記溶剤に固形分濃度として、
3〜25重量%溶解することが好ましく、より好ましく
は5〜22重量%、更に好ましくは7〜20重量%であ
る。
【0306】(C)含窒素化合物 本発明で用いられる前記(C)の含窒素化合物は、下記
一般式(HI)で表される部分構造を分子内に少なくと
も一つ有する含窒素化合物である。
【0307】
【化126】
【0308】一般式(HI)の部分構造を含む化合物と
して下記一般式(HIa)で表される化合物が好まし
い。
【0309】
【化127】
【0310】ここで、Raは、水素原子、アルキル基、
アルケニル基またはアリール基を表す。Rbは、水素原
子、アリール基、−C(=O)−Ra又は−N=N−R
aを表す。RaとRbとは互いに結合して環を形成して
もよい。これらのアルキル基としては炭素数1〜10個
のものが挙げられ、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個のものが好ましい。
【0311】アリール基としては炭素数6〜20個のも
のが挙げられ、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様な炭素
数6〜14個のものが好ましい。アルケニル基として
は、炭素数1〜4個のものが挙げられ、具体的にはビニ
ル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基等が挙げら
れる。
【0312】Raとしてのアルキル基、アルケニル基ま
たはアリール基は置換基を有していてもよく、置換基と
しては、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、水酸基等
が挙げられる。RaとRbとが互いに結合して形成する
環としては、後述の(C−4)〜(C−7)の構造のも
のが挙げられる。
【0313】前記(C)の含窒素化合物は、下記一般式
(HII−1)で表される化合物であることが好ましい。
【0314】
【化128】
【0315】一般式(HII−1)において、Rは炭素数
1から20の一価の有機残基を表す。炭素数1から20
の一価の有機残基としては、例えば、置換基を有してい
てもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロ
アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置
換基を有していてもよいアラルキル基を表す。
【0316】アルキル基としては炭素数1〜10個のも
のが挙げられるが、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個のものが好ましい。シクロアルキル基と
しては炭素数3〜15個のものが挙げられるが、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個のものが好ましい。
【0317】アリール基としては炭素数6〜20個のも
のが挙げられるが、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様な
炭素数6〜14個のものが好ましい。アラルキル基とし
ては、炭素数7〜20個のものが挙げられるが、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7〜15個のものが挙げられる。
【0318】これらのアルキル基、シクロアルキル基、
アリール基、アラルキル基の置換基としては、アルキル
基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、
アシル基等が挙げられる。
【0319】また、前記(C)の含窒素化合物は、下記
一般式(HII−2)で表される化合物であることが好ま
しい。
【0320】
【化129】
【0321】[一般式(HII−2)においてR1〜R10
は、同一または異なり、水素原子、水酸基、ハロゲン原
子、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、
ヒドロキシアルキル基、シクロアルキル基、又はアリー
ル基を表す。]
【0322】前記一般式(HII−2)におけるR1〜R
10の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、アリール基としてはフェニル基、キシ
リル基、トルイル基、クメニル基、ナフチル基、アント
ラセニル基の様な炭素数6〜14個のものが好ましい。
【0323】アルコキシ基としてはメトキシ基、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−ブトキシ基の様な炭素数1〜4
個のものが好ましい。ハロゲン原子としては、フッ素、
塩素、臭素、ヨウ素原子が挙げられる。ヒドロキシアル
キル基としてはヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル
基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基の様な
炭素数1〜4個のものが好ましい。
【0324】本発明で用いられる前記(C)の含窒素化
合物としては、以下に示す化合物(I−1)〜(I−1
1)、(C−1)〜(C−9)を具体例として挙げるこ
とができるが、これらに限定されるものではない。
【0325】
【化130】
【0326】
【化131】
【0327】
【化132】
【0328】本発明において、上記含窒素化合物(C)
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0.05〜15重量
%の範囲で使用される。本発明の含窒素化合物(C)の
添加量が、0.001重量%より少ないとPED安定性
及びショートニング性能の改良に十分効果がない場合が
ある。また添加量が40重量%より多いとレジストのプ
ロファイルが悪化したり、プロセスマージンが狭くなる
場合がある。
【0329】(D)含窒素塩基性化合物 次に本発明のポジ型感光性樹脂組成物に好ましく使用す
ることができる(D)含窒素塩基性化合物について説明
する。(D)含窒素塩基性化合物としては、有機アミ
ン、塩基性のアンモニウム塩、塩基性のスルホニウム塩
などが用いられ、昇華やレジスト性能を劣化させないも
のであればよい。これらの含窒素塩基性化合物の中で
も、有機アミンが画像性能が優れる点で好ましい。例え
ば特開昭63-149640号、特開平5-249662号、特開平5-127
369号、特開平5-289322号、特開平5-249683号、特開平5
-289340号、特開平5-232706号、特開平5-257282号、特
開平6-242605号、特開平6-242606号、特開平6-266100
号、特開平6-266110 号、特開平6-317902号、特開平7-1
20929号、特開平7-146558号、特開平7-319163号、特開
平7-508840号、特開平7-333844号、特開平7-219217号、
特開平7-92678号、 特開平7-28247号、特開平8-22120
号、特開平8-110638号、特開平8-123030号、特開平9-27
4312号、特開平9-166871号、特開平9-292708号、特開平
9-325496号、特表平7-508840号、USP5525453号、USP562
9134号、USP5667938号等に記載の塩基性化合物を用いる
ことができる。
【0330】含窒素塩基性化合物としては、好ましく
は、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネ
ン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウン
デセン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタ
ン、4−ジメチルアミノピリジン、1−ナフチルアミ
ン、ピペリジン、ヘキサメチレンテトラミン、イミダゾ
ール類、ヒドロキシピリジン類、ピリジン類、4,4’
−ジアミノジフェニルエーテル、ピリジニウムp−トル
エンスルホナート、2,4,6−トリメチルピリジニウ
ムp−トルエンスルホナート、テトラメチルアンモニウ
ムp−トルエンスルホナート、及びテトラブチルアンモ
ニウムラクテート、トリエチルアミン、トリブチルアミ
ン等が挙げられる。これらの中でも、1,5−ジアザビ
シクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビ
シクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,4−ジア
ザビシクロ[2.2.2]オクタン、4−ジメチルアミ
ノピリジン、1−ナフチルアミン、ピペリジン、ヘキサ
メチレンテトラミン、イミダゾール類、ヒドロキシピリ
ジン類、ピリジン類、4,4’−ジアミノジフェニルエ
ーテル、トリエチルアミン、トリブチルアミン等の有機
アミンが好ましい。
【0331】(D)含窒素塩基性化合物の含有量は、感
光性樹脂組成物(固形分)100重量部に対し、通常、
0.001〜10重量部、好ましくは0.001〜5重
量部、より好ましくは0.001〜0.5重量部であ
る。0.001重量部未満では(D)成分の添加効果が
十分得られない。一方、10重量部を越えると感度の低
下や非露光部の現像性が著しく悪化する傾向がある。
(D)塩基性化合物は、1種単独であるいは2種以上を
組み合わせて用いることができる。
【0332】(E)フッ素系及び/又はシリコン系界面
活性剤 次に本発明のポジ型感光性樹脂組成物に好ましく使用す
ることができる(E)フッ素系及び/又はシリコン系界
面活性剤について説明する。本発明の感光性樹脂組成物
には、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤及び
フッ素原子とケイ素原子含有界面活性剤のいずれか、あ
るいはこれらを二種以上を含有することができる。これ
らの界面活性剤として、例えば特開昭62-36663号、特開
昭61-226746号、特開昭61-226745号、特開昭62-170950
号、特開昭63-34540号、特開平7-230165号、特開平8-62
834号、特開平9-54432号、特開平9-5988号、米国特許54
05720号、同5360692号、同5529881号、同5296330号、同
5436098号、同5576143号、同5294511号、同5824451号記
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。使用できる市販の
界面活性剤として、例えばエフトップ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、F18
9、R08(大日本インキ(株)製)、サーフロンS−382、
SC101、102、103、104、105、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
素系及び/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。
【0333】(E)界面活性剤の配合量は、本発明の組
成物中の固形分100重量部当たり、通常0.001重
量部〜2重量部、好ましくは0.003重量部〜0.1
0重量部である。これらの界面活性剤は1種単独である
いは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0334】本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、必要
に応じて、分子量が2000以下であって、酸の作用に
より分解し得る基を有し、アルカリ溶解性が酸の作用に
より増大する低分子酸分解性化合物を含むことができ
る。例えばProc.SPIE,2724, 355(1996)、特開平8-15865
号、USP5310619号、USP−5372912号、J.Photopolym.Sc
i.,Tech.,Vol.10,No.3,511(1997))に記載されている酸
分解性基を含有する、コール酸誘導体、デヒドロコール
酸誘導体、デオキシコール酸誘導体、リトコール酸誘導
体、ウルソコール酸誘導体、アビエチン酸誘導体等の脂
環族化合物、酸分解性基を含有するナフタレン誘導体な
どの芳香族化合物を上記低分子酸分解性化合物として用
いることができる。さらに、特開平6-51519号記載の低
分子の酸分解性溶解阻止化合物も220nmの透過性を
悪化させないレベルの添加範囲で用いることもできる
し、1,2−ナフトキノンジアジト化合物も使用でき
る。
【0335】本発明の感光性樹脂組成物に上記低分子酸
分解性溶解阻止化合物を使用する場合、その含有量は感
光性樹脂組成物の100重量部(固形分)を基準として、
通常0.5〜50重量部の範囲で用いられ、好ましくは
0.5〜40重量部、更に好ましくは0.5〜30重量
部、特に好ましくは0.5〜20.0重量部の範囲で使
用される。これらの低分子酸分解性溶解阻止化合物を添
加すると、前記現像欠陥がさらに改良されるばかりか耐
ドライエッチング性が改良される。
【0336】本発明のポジ型感光性樹脂組成物には、必
要に応じて、さらに現像液に対する溶解促進性化合物、
ハレーション防止剤、可塑剤、界面活性剤、光増感剤、
接着助剤、架橋剤、光塩基発生剤等を含有することがで
きる。
【0337】本発明で使用できる現像液に対する溶解促
進性化合物の例としては、例えば特開平3-206458号記載
のフェノール性水酸基を2個以上含有する化合物、1−
ナフトールなどのナフトール類又はカルボキシル基を1
個以上有する化合物、カルボン酸無水物、スルホンアミ
ド化合物やスルホニルイミド化合物などの分子量100
0以下の低分子化合物等を挙げることができる。これら
の溶解促進性化合物の配合量としては、組成物全重量
(固形分)に対して、好ましくは30重量%以下、より好
ましくは20重量%以下である。
【0338】好適なハレーション防止剤としては、照射
する放射線を効率よく吸収する化合物が好ましく、フル
オレン、9−フルオレノン、ベンゾフェノンのような置
換ベンゼン類;アントラセン、アントラセン−9−メタ
ノール、アントラセン−9−カルボキシエチル、フェナ
ントレン、ペリレン、アジレンのような多環式芳香族化
合物などが挙げられる。なかでも、多環式芳香族化合物
が特に好ましい。これらのハレーション防止剤は基板か
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。
【0339】本発明の感光性樹脂組成物の塗布性を改良
したり、現像性を改良する目的で、ノニオン系界面活性
剤を併用することができる。併用できるノニオン系界面
活性剤として、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、
ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエ
チレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラ
ウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポ
リオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ソルビ
タンモノラウレート等が挙げられる。
【0340】また露光による酸発生率を向上させるため
に、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、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、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、ピレン、フェノチア
ジン、ベンジル、ベンゾフラビン、アセトフェノン、フ
ェナントレン、ベンゾキノン、アントラキノン、1,2
−ナフトキノン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。これらの光増感剤は前記ハレー
ション防止剤としても使用可能である。
【0341】本発明の感光性樹脂組成物は、上記各成分
を溶解する溶媒に溶解した後、通常例えば孔径0.05
μm〜0.2μm程度のフィルターで濾過することによ
って溶液として調製される。ここで使用される溶媒とし
ては、例えばエチレングリコールモノエチルエーテルア
セテート、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、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、プロピレング
リコールモノエチルエーテルアセテート、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、β−メトキシイソ酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プ
ロピル、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸イ
ソアミル、乳酸エチル、トルエン、キシレン、酢酸シク
ロヘキシル、ジアセトンアルコール、N−メチルピロリ
ドン、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラク
トン、N,N−ジメチルアセトアミドなどが挙げられ
る。これらの溶媒は単独もしくは組み合わせて用いられ
る。これらの溶剤のうち、前記組成物に対する溶解性や
基板への塗布性、保存安定性などの観点より、特に乳酸
エチル、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
ロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネ ー
ト、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、2-ヘプタノンから選択される少なくとも
1種の溶剤を全溶剤中70重量%以上含有することが好
ましい。また、溶媒に含まれる水分はレジスト性能に影
響するため、少ない方が好ましい。
【0342】さらに本発明の感光性樹脂組成物は、メタ
ル等の金属不純物やクロルイオンなどの不純物成分を1
00ppb以下に低減しておくことが好ましい。これら
の不純物が多く存在すると、半導体デバイスを製造する
上で動作不良、欠陥、収率低下を招いたりするので好ま
しくない。
【0343】本発明の感光性樹脂組成物を基板上にスピ
ナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布後、プリ
ベーク(露光前加熱)し、所定のマスクを通して220
nm以下の波長の露光光で露光し、PEB(露光後ベー
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。ここで用いられる基板としては半
導体装置その他の製造装置において通常用いられる基板
であればよく、例えばシリコン基板、ガラス基板、非磁
性セラミックス基板などが挙げられる。また、これらの
基板上にさらに必要に応じて追加の層、例えばシリコン
酸化物層、配線用金属層、層間絶縁膜、磁性膜、反射防
止膜層などが存在してもよく、また各種の配線、回路な
どが作り込まれていてもよい。さらにまた、これらの基
板はレジスト膜の密着性を高めるために、常法に従って
疎水化処理されていてもよい。適当な疎水化処理剤とし
ては、例えば1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジ
シラザン(HMDS)などが挙げられる。
【0344】基板上に塗布されるレジスト膜厚は、約
0.1〜10μmの範囲が好ましく、ArF露光の場合
は、約0.1〜1.5μm厚が推奨される。基板上に塗
布されたレジスト膜は、約60〜160℃の温度で約3
0〜300秒間プリベークするのが好ましい。プリベー
クの温度が低く、時間が短かければレジスト膜中の残留
溶剤が相対的に多くなり、密着性が劣化するなどの弊害
を生じるので好ましくない。また、逆にプリベークの温
度が高く、時間が長ければ、感光性樹脂組成物のバイン
ダー、光酸発生剤などの構成成分が分解するなどの弊害
が生じるので好ましくない。
【0345】プリベーク後のレジスト膜を露光する装置
としては市販の紫外線露光装置、X線露光装置、電子ビ
ーム露光装置、KrFエキシマ露光装置、ArFエキシ
マ露光装置、F2エキシマ露光装置等が用いられ、特に
本発明ではArFエキシマレーザーを露光光源とする装
置が好ましい。露光後ベークは酸を触媒とする保護基の
脱離を生じさせる目的や定在波を消失させる目的、酸発
生剤などを膜中に拡散させる目的等で行われる。この露
光後ベークは先のプリベークと同様にして行うことがで
きる。例えば、ベーキング温度は約60〜160℃、好
ましくは約90〜150℃である。
【0346】本発明の感光性樹脂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、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2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3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、水酸化テトラメチ
ルアンモニウム(TMAH)、水酸化テトラエチルアン
モニウム(TEAH)、トリメチルヒドロキシメチルア
ンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチル
アンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチ
ルアンモニウムヒドロキシド等の第4級アンモニウム
塩、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−
[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシ
クロ−[4.3.0]−5−ノナン等の環状アミン類等
のアルカリ水溶液を使用することができる。
【0347】更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール
類やケトン類などの親水性の有機溶剤やノニオン系や陰
イオン性界面活性剤及び陽イオン性界面活性剤や消泡剤
等を適当量添加しても使用することができる。これらの
添加剤は、レジストの性能を向上させる目的以外にも基
板との密着性を高めたり、現像液の使用量を低減させた
り、現像時の気泡に起因する欠陥を低減させる目的等で
アルカリ性水溶液に添加される。
【0348】
【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、本発明がこれにより限定されるものではない。 〔樹脂(B1−1)の合成〕ノルボルネンカルボン酸t
ブチルエステル、無水マレイン酸、2−メチル−2−ア
ダマンチルアクリレート、ノルボルネンラクトンアクリ
レートをモル比で20/20/35/25で反応容器に
仕込み、メチルエチルケトン/テトラヒドロフラン=1
/1溶媒に溶解し、固形分60%の溶液を調製した。こ
れを窒素気流下65℃で加熱した。反応温度が安定した
ところで和光純薬社製ラジカル開始剤V−601を3m
ol%加え反応を開始させた。12時間加熱した後、反
応混合物を5倍量のヘキサンに投入し白色粉体を析出さ
せた。析出した粉体を再度メチルエチルケトン/テトラ
ヒドロフラン=1/1溶媒に溶解させ5倍量のヘキサン
/メチルtBuエ−テルに投入し白色粉体を析出させ、
濾過取り出した。この作業を再度繰り返し、乾燥、目的
物である樹脂(B1−1)を得た。得られた樹脂(B1
−1)のGPCによる分子量分析(RI分析)を試みた
ところ、ポリスチレン換算で11600(重量平均)、
残留モノマーの量は0.4%であった。また、NMRス
ペクトルより樹脂(B1−1)の組成は本発明のノルボ
ルネン/無水マレイン酸/2−メチル−2−アダマンチ
ルアクリレート/ノルボルネンラクトンアクリレートを
モル比で18/23/34/25であった。以下同様の
方法で樹脂(B1−2)〜(B1−25)を合成した。
以下に上記酸分解性樹脂(B1−1)〜(B1−25)
の構造を示す。
【0349】
【化133】
【0350】
【化134】
【0351】
【化135】
【0352】
【化136】
【0353】
【化137】
【0354】また、上記酸分解性樹脂(B1−1)〜
(B1−25)の各繰り返し単位のモル比率と重量平均
分子量を表1に示す。
【0355】
【表1】
【0356】〔樹脂(B2−1)の合成〕ノルボルネ
ン、無水マレイン酸、tブチルアクリレート、2−メチ
ルシクロヘキシル−2−プロピルアクリレートをモル比
で35/35/20/10で反応容器に仕込み、テトラ
ヒドロフランに溶解し、固形分60%の溶液を調製し
た。これを窒素気流下65℃で加熱した。反応温度が安
定したところで和光純薬社製ラジカル開始剤V−601
を1mol%加え反応を開始させた。8時間加熱した
後、反応混合物をテトラヒドロフランで2倍に稀釈した
後、反応混合液の5倍容量のヘキサンに投入し白色粉体
を析出させた。析出した粉体を濾過取り出しし、これを
メチルエチルケトンに溶解し、5倍容量のヘキサン/t
−ブチルメチルエーテル=1/1混合溶媒に再沈し、析
出した白色粉体を濾取、乾燥、目的物である樹脂(B2
−1)を得た。得られた樹脂(B2−1)のGPCによ
る分子量分析を試みたところ、ポリスチレン換算で12
100(重量平均)であった。また、NMRスペクトル
より樹脂(1)の組成は本発明のノルボルネン/無水マ
レイン酸/tブチルアクリレート/2−メチルシクロヘ
キシル−2−プロピルアクリレートをモル比で32/3
9/19/10であった。同様の方法で以下、樹脂(B
2−2)〜(B2−14)を合成した。
【0357】
【化138】
【0358】
【化139】
【0359】
【化140】
【0360】
【化141】
【0361】また、上記酸分解性樹脂(B2−2)〜
(B1−14)の各繰り返し単位のモル比率と重量平均
分子量を表2に示す。
【0362】
【表2】
【0363】実施例1〜39、比較例1〜2 (感光性樹脂組成物の調製)下記表3に示すした樹脂9
8重量部、光酸発生剤1.0重量部、(C)成分0.5
0重量、界面活性剤0.02重量部、有機塩基性化合物
0.10重量部及び溶剤700.38重量部を固形分濃
度が約12重量%になるように混合し、0.1μmのミ
クロフィルターで濾過し、実施例1〜39のポジ型感光
性樹脂組成物を調製した。(C)成分を添加しない比較
例1及び2の組成物を、表3に示す成分を実施例におけ
るのと同様の添加量で添加し、同様にして調製した。表
3において各成分の複数使用により示されている比は、
重量比である。
【0364】(画像評価法)感光性樹脂組成物をスピン
コーターを利用して、ブリューワーサイエンス製DUV
−30が550nm塗布してある6インチシリコンウエ
ハー上に塗布し、120℃で90秒間ホットプレート上
で加熱、乾燥を行い、0.40μmのレジスト膜を形成
した。このレジスト膜を、マスクを通してArFエキシ
マレーザー光(NA=0.60)でパターン露光し、露
光後直ぐに110℃で90秒間ホットプレート上で加熱
し、直ちに2.38%のテトラメチルアンモニウムヒド
ロキシド水溶液で現像し、続いて純水でリンス後、スピ
ン乾燥を行いレジストパターンを得た。
【0365】得られたレジストパターンについて、PE
D安定性、形状、現像欠陥数、ショートニングを下記手
法により評価し、結果を表4に示した。
【0366】〔PED安定性〕まず、0.18μmライ
ン(ライン:スペース=1:1)を再現する最小照射量
を求めた。その最小露光量での露光後、露光装置内で1
20分放置する工程を加え、そのときの0.18μmラ
イン(ライン:スペース=1:1)の幅を測定した。ま
た、その最小露光量で露光後放置しない場合の0.18
μmライン(ライン:スペース=1:1)の幅を測定し
た。そして、(露光後放置した場合の0.18μmの線
幅)/(放置しない場合の0.18μmの線幅)×10
0が、100±5%以内であるものをPED安定性合格
○とした。他を不合格×とした。
【0367】〔プロファイル〕マスクにおける0.18
μmのラインパターンを再現する最小露光量により得ら
れた0.18μmライン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。矩形状のものを○とし、テー
パー形状のものを×で示した。ややテーパー状のものを
△で示した。
【0368】〔現像欠陥数〕感光性樹脂組成物をスピン
コーターによりヘキサメチルジシラザン処理を施したシ
リコン基板上に均一に塗布し、120℃で90秒間ホッ
トプレート上で加熱、乾燥を行い、0.50μmのレジ
スト膜を形成した。このレジスト膜を、マスクを通して
ArFエキシマレーザー光で露光し、露光後直ぐに11
0℃で90秒間ホットプレート上で加熱した。更に2.
38重量%濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド水溶液で23℃で60秒間現像し、30秒間純水にて
リンスした後、乾燥した。このようにして得られたコン
タクトホールパターンの形成されたサンプルを、KLA
2112機(KLAテンコール(株)製)により現像欠陥
数を測定した(Threshold12、Pixcel Size=0.3
9)。
【0369】〔ショートニングの評価方法〕得られたポ
ジ型感光性樹脂組成物液をスピンコーターを利用してブ
リューワーサイエンス社製有機BARC(DUV−3
2)を70nm塗膜形成したシリコンウエハー上に塗布
し、120℃で90秒間乾燥し、約0.40μmのレジ
スト膜を形成し、それにArFエキシマレーザー(波長
193nm、NA=0.60)で露光した。露光後に1
10℃で90秒間加熱処理を行い、2.38%のテトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像、続いて
純水でリンス後、スピン乾燥を行いレジストパターンを
得た。この際、上記プロセスにより基板上に転写したレ
ジストパターンは、0.25μmのライン幅とスペース
幅との比が1対1の周期性を有する5本ラインよりな
り、その各ラインの長さは1.8μmである(図1)。
ショートニング評価では、この5本ラインのうち中央部
にある左右より3本目のラインに着目した。ここでショ
ートニングの定義をする。まず、上記5本ラインのライ
ン幅とスペース幅との比が1対1を再現する露光量を求
め、その露光量における左右から3本目にあるラインの
長手方向の長さを日立社製CD−SEM(側長SEM)
S−8840により測定し、L(μm)の値を得た場
合、下記計算式による長手方向の縮み率をショートニン
グと定義した。 ショートニング(%)=((1.8−L)/1.8)×
100(%)
【0370】下記の表3における記号は、下記の通りで
ある。 PAG−1:トリフェニルスルホニウムトリフレート PAG−2:トリフェニルスルフォニウム パーフルオ
ロブタンスルフォネート PAG−3:トリフェニルスルフォニウム パーフルオ
ロオクタンスルフォネート
【0371】N−1:1,5−ジアザビシクロ[4.
3.0]−5−ノネン N−2:1.8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−
ウンデセン N−3:4−DMAP(4−ジメチルアミノピリジン) N−4:TPI(2,4,5−トリフェニルイミダゾー
ル) N−5:2,6−ジイソプロピルアニリン N−6:アンチピリン
【0372】W−1:メガファックF−176(大日本
インキ化学工業(株)製)(フッ素系) W−2:メガファックR−08(大日本インキ化学工業
(株)製)(フッ素およびシリコン系) W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化
学工業(株)製)(シリコン系) W−4:ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル W−5:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)
製)
【0373】S−1:プロピレングリコールモノメチル
エーテルアセテート S−2:プロピレングリコールモノメチルエーテル S−3:乳酸エチル S−4:エトキシエチルプロピオネート S−5:γ−ブチロラクトン
【0374】
【表3】
【0375】
【表4】
【0376】
【表5】
【0377】
【表6】
【0378】上記表4に示すように、本発明のレジスト
組成物は、PED安定性、形状、現像欠陥、ショートニ
ングのいずれにおいても満足のいく結果が得られた。
【0379】
【発明の効果】本発明は、露光光源として、遠紫外線、
特にArFエキシマレーザー光を用いた場合、PED安
定性及びプロファイルに優れ、現像欠陥及びショートニ
ングの問題が改善されたポジ型感光性樹脂組成物を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ショートニングを説明するための図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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) H01L 21/027 H01L 21/30 502R Fターム(参考) 2H025 AA03 AA04 AA11 AB16 AC04 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 CB08 CB10 CB14 CB15 CB41 CB42 CB45 CB48 CC20 FA17 4J002 AA031 BG071 BH021 BK001 EB006 EN136 EQ036 ES017 EU186 EU226 EV216 EV236 EV296 EW176 EY006 EZ006 FD206 GP03

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)活性光線又は放射線の照射により酸
    を発生する化合物、(B1)下記一般式(I)で示され
    る繰り返し構造単位、一般式(II)で示される繰り返し
    構造単位、及び一般式(III)で示される繰り返し構造
    を含み、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解速
    度が増加する樹脂、及び、(C)下記一般式(HI)で
    表される部分構造を分子内に少なくとも一つ有する含窒
    素化合物を含有することを特徴とするポジ型感光性樹脂
    組成物。 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 一般式(I)中:R11〜R14は、各々独立に、酸の作用
    により分解する基、水素原子、ハロゲン原子、シアノ
    基、−COOH、−COOR15、−C(=O)−X−A
    −R16、又はアルキル基或いは環状炭化水素基を表し、
    且つR11〜R14の内少なくとも1つは酸の作用により分
    解する基を表す。また、R11〜R14のうち少なくとも2
    つが結合して環を形成してもよい。nは0又は1を表
    す。ここで、R15は、アルキル基、環状炭化水素基又は
    下記の−Y基を表す。Xは、酸素原子、硫黄原子、−N
    H−、−NHSO2−、又は−NHSO2NH−を表す。
    Aは、単結合、アルキレン基、シクロアルキレン基、エ
    ーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基
    よりなる群から選択される単独或いは2つ以上の基の組
    み合わせを表す。R16は、−COOH、−COOR15
    −CN、水酸基、アルコキシ基、−CO−NH−R17
    −CO−NH−SO2−R17又は下記の−Y基を表す。
    17は、アルキル基又は環状炭化水素基を表す。−Y
    基; 【化5】 −Y基中、R21〜R30は、各々独立に、水素原子又はア
    ルキル基を表す。a、bは、1又は2を表す。 一般式(II)中:Z2は、−O−又は−N(R41)−
    を表す。ここでR41は、水素原子、水酸基、アルキル
    基、ハロアルキル基、又は−OSO2−R42を表す。R
    42は、アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル基
    又は樟脳残基を表す。 一般式(III)中:R91は、水素原子、低級アルキル
    基、ハロゲン原子又は−CNを表す。X5は、−O−、
    −S−、−NR93−、又は−NR93SO2−を表す。R
    93は、水素原子、鎖状又は環状アルキル基を表す。B
    は、単結合または連結基を表す。R92は、水素原子、鎖
    状又は環状アルキル基、アルコキシ基、水酸基、カルボ
    キシ基、シアノ基、−COOR94、又は下記一般式(I
    V)〜(X)のいずれかで表される基を表す。R94は、
    水素原子、または鎖状又は環状アルキル基を表す。 【化6】 −N+(R95)(R96)(R97)・X- (VIII) −R98−A50−R99 (IX) −SO3100 (X) 式(IV)において、Ra1、Rb1、Rc1、Rd1、及
    びRe1は、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜4の
    アルキル基を表す。m、nは各々独立に0〜3の整数を
    表し、m+nは、2以上6以下である。式(V−1)〜
    (V−4)において、R1b〜R5bは、各々独立に、水素
    原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアルケニル基
    を表す。R1b〜R5bの内の2つは、結合して環を形成し
    てもよい。式(VII)において、R1d〜R8dは、各々独
    立に、水素原子又はアルキル基を表す。Rd0は、水素原
    子、鎖状または環状アルキル基、アリール基又はアラル
    キル基を表す。mは、1〜10の整数を表す。式(VII
    I)中、R95〜R97は、各々独立に、水素原子、鎖状ま
    たは環状アルキル基、アルケニル基、アリール基、又は
    アラルキル基を表す。但し、R95〜R 97は互いに結合し
    て非芳香環、芳香環を形成しても良い。X-は、R−S
    3 -を表す。Rは脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素
    基を表す。式(IX)中、R98は、単結合、アルキレン
    基、アリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基
    を表す。A50は、下記に示す官能基のいずれかを表す。 【化7】 99は、水素原子またはアルキル基を表す。式(X)
    中、R100は、鎖状又は環状アルキル基、アリール基又
    はアラルキル基を表す。
  2. 【請求項2】(B)成分の樹脂が、更に下記式(XI)
    で表される繰り返し単位を含有することを特徴とする請
    求項1に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 【化8】 一般式(XI)中:R91cは、水素原子、低級アルキル
    基、ハロゲン原子又は−CNを表す。X5cは、−O−、
    −S−、−NR93c−、又は−NR93cSO2−を表す。
    93cは、水素原子、鎖状又は環状アルキル基を表す。
    Bcは、単結合または連結基を表す。R92cは下記一般式
    (XI’)で表される基を表す。 【化9】 一般式(XI’)において、R2c〜R4cは、各々独立に
    水素原子又は水酸基を表す。ただし、R2c〜R4cのうち
    少なくとも1つは水酸基を表す。
  3. 【請求項3】(A)活性光線又は放射線の照射により酸
    を発生する化合物、(B2)下記一般式(NI)で示さ
    れる繰り返し構造単位、一般式(NII)で示される繰り
    返し構造単位、及び一般式(NIII)で示される繰り返
    し構造を含み、酸の作用によりアルカリ現像液に対する
    溶解速度が増加する樹脂、及び(C)下記一般式(H
    I)で表される部分構造を分子内に少なくとも一つ有す
    る含窒素化合物を含有することを特徴とするポジ型感光
    性樹脂組成物。 【化10】 【化11】 【化12】 【化13】 一般式(NI)中、Rn1〜Rn4は、各々独立に水素原
    子又はアルキル基を表す。aは0または1である。一般
    式(NII)中、Rn5は、水素原子又はメチル基を表
    す。Anは、単結合、アルキレン基、シクロアルキレン
    基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エス
    テル基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上
    の基の組み合わせを表す。Wは、−C(Rna)(Rn
    b)(Rnc)で表される基あるいは−CH(Rnd)
    −O−Rneで表される基を表す。ここで、Rna、R
    nb、Rncは、各々、置換基としてハロゲン原子、ア
    ルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ア
    シル基あるいはアシロキシ基を有していてもよい、炭素
    数1個〜20個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基又は
    脂環式炭化水素基を表す。ただし、RnaとRnbは、
    互いに結合して共通に結合している炭素原子とともに脂
    環式環を形成してもよい。この場合、Rncは炭素数1
    〜4のアルキル基である。Rndとしては、水素原子又
    はアルキル基を表す。Rneとしては、置換基としてハ
    ロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカ
    ルボニル基、アシル基あるいはアシロキシ基を有してい
    てもよい、炭素数1〜20の直鎖状あるいは分岐状アル
    キル基又は脂環式炭化水素基を表す。一般式(NIII)
    中、Z1は、−O−又は−N(Rn6)−を表す。ここで
    Rn6は、水素原子、水酸基、アルキル基、ハロアルキ
    ル基、又は−OSO2−Rn7を表す。Rn7は、アルキ
    ル基、ハロアルキル基、シクロアルキル基又は樟脳残基
    を表す。
  4. 【請求項4】 前記(C)の含窒素化合物が、下記一般
    式(HIa)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感光性樹脂組成
    物。 【化14】 一般式(HIa)において、Raは、水素原子、アルキ
    ル基、アルケニル基またはアリール基を表す。Rbは、
    水素原子、アリール基、−C(=O)−Ra又は−N=
    N−Raを表す。RaとRbとは互いに結合して環を形
    成してもよい。
  5. 【請求項5】 前記(C)の含窒素化合物が、下記一般
    式(HII−1)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感光性樹脂組
    成物。 【化15】 一般式(HII−1)において、Rは炭素数1から20の
    一価の有機残基を表す。
  6. 【請求項6】 前記(C)の含窒素化合物が、下記一般
    式(HII−2)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感光性樹脂組
    成物。 【化16】 [一般式(HII−2)においてR1〜R10は、同一また
    は異なり、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ
    基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ
    アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表
    す。]
  7. 【請求項7】220nm以下の波長の遠紫外光による露
    光用組成物であることを特徴とする請求項1〜6のいず
    れかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
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