JP2002229192A - 感放射線性樹脂組成物 - Google Patents

感放射線性樹脂組成物

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JP2002229192A JP2001027408A JP2001027408A JP2002229192A JP 2002229192 A JP2002229192 A JP 2002229192A JP 2001027408 A JP2001027408 A JP 2001027408A JP 2001027408 A JP2001027408 A JP 2001027408A JP 2002229192 A JP2002229192 A JP 2002229192A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特にArFエキシマレーザー(波長193n
m)に代表される遠紫外線に対する透明性が高く、しか
も感度、解像度、パターン形状等に優れるポジ型および
ネガ型の感放射線性樹脂組成物をもたらしうる新規な感
放射線性酸発生剤、並びに該感放射線性酸発生剤を含有
するポジ型およびネガ型の感放射線性樹脂組成物を提供
する。 【解決手段】 感放射線性酸発生剤は、スルホニウムカ
チオンが下記式(1)、式(2)または式(3)で表さ
れ、カウンターアニオンがC4 9 SO3 - である化合
物等に代表される。ポジ型感放射線性樹脂組成物は、該
感放射線性酸発生剤および酸解離性基含有樹脂を含有
し、ポジ型感放射線性樹脂組成物は、該感放射線性酸発
生剤、アルカリ可溶性樹脂および架橋剤を含有する。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、KrFエキシマレ
ーザーあるいはArFエキシマレーザーに代表される遠
紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線等の荷
電粒子線の如き各種の放射線を使用する微細加工に有用
な化学増幅型レジストとして好適に使用することができ
るポジ型およびネガ型の感放射線性樹脂組成物に使用さ
れる感放射線性酸発生剤、並びに該感放射線性酸発生剤
を含有するポジ型およびネガ型の感放射線性樹脂組成物
に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路素子の製造に代表される微細加
工の分野においては、より高い集積度を得るために、最
近では0.20μm以下のレベルでの微細加工が可能な
リソグラフィー技術が必要とされている。しかし、従来
のリソグラフィープロセスでは、一般に放射線としてi
線等の近紫外線が用いられているが、この近紫外線で
は、サブクオーターミクロンレベルの微細加工が極めて
困難であると言われている。そこで、0.20μm以下
のレベルでの微細加工を可能とするために、より波長の
短い放射線の利用が検討されている。このような短波長
の放射線としては、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、
エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、電子線
等を挙げることができるが、これらのうち、特にKrF
エキシマレーザー(波長248nm)あるいはArFエ
キシマレーザー(波長193nm)が注目されている。
このようなエキシマレーザーによる照射に適した感放射
線性樹脂組成物として、酸解離性官能基を有する成分と
放射線の照射(以下、「露光」という。)により酸を発
生する感放射線性酸発生剤による化学増幅効果を利用し
たレジスト(以下、「化学増幅型レジスト」という。)
が数多く提案されている。このような化学増幅型レジス
トにおいては、感放射線性酸発生剤がレジストとしての
機能に大きな影響を及ぼすことが知られており、今日で
は、露光による酸発生の量子収率が高く、感度が比較的
高いなどの理由から、オニウム塩化合物が化学増幅レジ
ストの感放射線性酸発生剤として広く使用されている。
オニウム塩化合物からなる感放射線性酸発生剤は、オニ
ウムカチオンとカウンターアニオンとで構成されてお
り、その構造については既に幅広い検討がなされてきて
いる。ここで、代表的なオニウムカチオンを下記式(8
−1)〜(8−18) に示す。
【0003】
【化8】
【0004】
【化9】
【0005】
【化10】
【0006】
【化11】
【0007】
【化12】
【0008】
【化13】
【0009】
【化14】
【0010】
【化15】
【0011】
【化16】
【0012】また、オニウム塩化合物のカウンターアニ
オンとしては、CF3 SO3 - 、C4 9 SO3 - 、C
8 17SO3 - 等の超強酸性スルホン酸アニオン類のほ
か、無機酸アニオン類、芳香族スルホン酸アニオン類、
脂肪族スルホン酸アニオン類等を挙げることができる。
オニウムカチオンは、露光時の酸発生の量子効率を支配
するのみならず、オニウム塩化合物の性状、例えば、レ
ジスト用溶剤への溶解度、融点、熱分解温度、酸拡散制
御剤など種々のレジスト用添加剤に対する化学的安定
性、レジストの樹脂成分との親和性などを左右し、化学
増幅型レジストとしての機能に大きな影響を及ぼすこと
が知られている。しかしながら、前記公知のオニウム塩
化合物は、化学増幅型レジストに対する全ての要求を満
足できるわけではない。即ち、トリアリールスルホニウ
ム塩は、特にArFエキシマレーザー(波長193n
m)に代表される遠紫外線領域での吸収が大きく、解像
度が低下しやすいという欠点を有し、必ずしも量子効
率、感度の点で十分とはいえない。これらに加え、前記
公知のオニウム塩化合物は、結晶性および極性がともに
比較的高いため、レジスト溶液中でミクロ結晶を形成
し、レジスト溶液の保存時に異物が発生しやすい傾向も
ある。また、化学増幅型レジストでは、露光により発生
する酸のレジスト被膜中における拡散現象を制御し、非
露光領域における好ましくない化学反応を抑制する作用
を有する成分として、酸拡散制御剤を添加することが多
い。このような酸拡散制御剤としてはアミン、アミドな
どに代表される含窒素化合物が多く用いられているが、
前記公知のオニウム塩化合物は、非露光下でもレジスト
溶液中で該含窒素化合物と徐々に暗反応して分解するも
のが多く、レジスト溶液の保存時に次第に感度の低下を
招くなどの問題がある。さらに、ArFエキシマレーザ
ー(波長193nm)に感応するレジスト中に含まれる
樹脂成分としては、対応する遠紫外線領域での透明性の
観点から、主として酸解離性基で保護された脂環式樹脂
が用いられている。一般に、これらの脂環式樹脂は極性
の低いものが多く、感放射線性酸発生剤に比較的極性の
高いスルホニウム塩を使用した場合、樹脂成分との親和
性が乏しいため、レジスト被膜中で該スルホニウム塩の
分布に偏りを生じ、ひいてはパターン形状の不良化の一
因となることも指摘されている。そこで、半導体素子に
おける微細化の進行に対応しうる技術開発の観点から、
特にArFエキシマレーザー(波長193nm)に代表
される遠紫外線に適応可能であり、放射線に対する透明
性が高く、しかもレジストとしての基本物性に優れた化
学増幅型レジストとして有用な感放射線性樹脂組成物に
おける感放射線性酸発生剤の開発が重要な課題となって
いる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、特に
ArFエキシマレーザー(波長193nm)に代表され
る遠紫外線に対する透明性が高く、感度、解像度がとも
に優れるとともに、レジスト溶液の保存時に暗反応や異
物の発生を来たすことがなく、しかもパターン形状等の
レジストとしての基本物性に優れるポジ型およびネガ型
の感放射線性樹脂組成物をもたらしうる新規な感放射線
性酸発生剤、並びに該感放射線性酸発生剤を含有するポ
ジ型およびネガ型の感放射線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】本発明によると、前記課
題は、第一に、下記一般式(1)で表される化合物から
なる感放射線性酸発生剤
【0015】
【化17】
【0016】〔一般式(1)において、R1 は水酸基、
炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の
炭化水素基、−ORa 基または−COORa 基(但し、
a は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状の
アルキル基を示す。)を示し、pは0〜7の整数であ
り、各R2 は相互に独立に炭素数1〜10の直鎖状、分
岐状もしくは環状の1価の炭化水素基を示し、各R3
相互に独立に水素原子または炭素数1〜10の直鎖状、
分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基を示し、X-
スルホン酸アニオンを示す。〕によって達成される。
【0017】本発明によると、前記課題は、第二に、下
記一般式(2)で表される化合物からなる感放射線性酸
発生剤
【0018】
【化18】
【0019】〔一般式(2)において、R4 は−ORb
基または−COOb (但し、Rbは炭素数5〜20
の有橋脂環式骨格を有する1価の基を示す。)を示し、
qは0〜7の整数であり、各R5 および各R6 は相互に
独立に水素原子または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状
もしくは環状の1価の炭化水素基を示し、X- はスルホ
ン酸アニオンを示す。〕によって達成される。
【0020】本発明によると、前記課題は、第三に、下
記一般式(4)で表される化合物からなる感放射線性酸
発生剤
【0021】
【化19】
【0022】〔一般式(4)において、R8 は水酸基、
炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の
炭化水素基、−ORc 基または−COORc 基(但し、
c は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状の
1価の炭化水素基を示す。)を示し、rは0〜7の整数
であり、各R9 および各R10は相互に独立に水素原子ま
たは炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1
価の炭化水素基を示し、X- はスルホン酸アニオンを示
す。〕によって達成される。
【0023】本発明によると、前記課題は、第四に、下
記一般式(5)で表される化合物からなる感放射線性酸
発生剤
【0024】
【化20】
【0025】〔一般式(5)において、R11は水酸基、
炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の
炭化水素基、−ORd 基または−COORd 基(但し、
d は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状の
アルキル基を示す。)を示し、sは0〜5の整数であ
り、各R12は相互に独立に炭素数1〜10の直鎖状、分
岐状もしくは環状の1価の炭化水素基を示し、各R13
相互に独立に水素原子または炭素数1〜10の直鎖状、
分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基を示し、X-
スルホン酸アニオンを示す。〕によって達成される。
【0026】本発明によると、前記課題は、第五に、下
記一般式(6)で表される化合物からなる感放射線性酸
発生剤
【0027】
【化21】
【0028】〔一般式(6)において、R14は−ORe
基または−COORe 基(但し、Reは炭素数5〜20
の有橋脂環式骨格を有する1価の基を示す。)を示し、
tは0〜5の整数であり、各R15および各R16は相互に
独立に水素原子または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状
もしくは環状の1価の炭化水素基を示し、X- はスルホ
ン酸アニオンを示す。〕によって達成される。
【0029】本発明によると、前記課題は、第六に、下
記一般式(7)で表される化合物からなる感放射線性酸
発生剤。
【0030】
【化22】
【0031】〔一般式(7)において、R17は水酸基、
炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の
炭化水素基、−ORf 基または−COORf 基(但し、
f は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状の
1価の炭化水素基を示す。)を示し、uは0〜5の整数
であり、各R18および各R19は相互に独立に水素原子ま
たは炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1
価の炭化水素基を示し、X- はスルホン酸アニオンを示
す。〕によって達成される。
【0032】本発明によると、前記課題は、第七に、
(A)前記一般式(1)、一般式(2)、一般式
(4)、一般式(5)、一般式(6)または一般式
(7)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1
種からなる感放射線性酸発生剤、並びに(B)酸解離性
基で保護されたアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の
樹脂であって、該酸解離性基が解離したときにアルカリ
可溶性となる樹脂を含有することを特徴とするポジ型感
放射線性樹脂組成物によって達成される。
【0033】本発明によると、前記課題は、第八に、
(A)前記一般式(1)、一般式(2)、一般式
(4)、一般式(5)、一般式(6)または一般式
(7)で表される化合物の群から選ばれる少なくとも1
種からなる感放射線性酸発生剤、(C)アルカリ可溶性
樹脂、並びに(D)酸の存在下でアルカリ可溶性樹脂を
架橋しうる化合物を含有することを特徴とするネガ型感
放射線性樹脂組成物によって達成される。
【0034】以下、本発明を詳細に説明する。感放射線性酸発生剤 本発明の感放射線性酸発生剤は、前記一般式(1)で表
される化合物(以下、「酸発生剤(A1)」とい
う。)、前記一般式(2)で表される化合物(以下、
「酸発生剤(A2)」という。)、前記一般式(4)で
表される化合物(以下、「酸発生剤(A4)」とい
う。)、前記一般式(5)で表される化合物(以下、
「酸発生剤(A5)」という。)、前記一般式(6)で
表される化合物(以下、「酸発生剤(A6)」とい
う。)または前記一般式(7)で表される化合物(以
下、「酸発生剤(A7)」という。)からなる。以下、
これらの酸発生剤について説明する。
【0035】−酸発生剤(A1)− 一般式(1)において、R1 の炭素数1〜10の直鎖
状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基としては、
例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プ
ロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−
メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネ
オペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−
オクチル基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−ノニル
基、n−デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル
基等を挙げることができる。これらの炭化水素基のう
ち、n−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、
n−デシル基等が好ましい。
【0036】また、R1 の−ORa 基としては、例え
ば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−
プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ
基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基、n−ペ
ンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシル
オキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ
基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−ノニルオキシ
基、n−デシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−
テトラデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、n
−オクタデシルオキシ基、n−エイコシルオキシ基、シ
クロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等を挙
げることができる。これらの−ORa 基のうち、n−ブ
トキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−オクチルオキシ
基、n−デシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基等が好
ましい。
【0037】また、R1 の−COORa 基としては、例
えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、
n−プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニ
ル基、n−ブトキシカルボニル基、2−メチルプロポキ
シカルボニル基、1−メチルプロポキシカルボニル基、
t−ブトキシカルボニル基、n−ペンチルオキシカルボ
ニル基、ネオペンチルオキシカルボニル基、n−ヘキシ
ルオキシカルボニル基、n−ヘプチルオキシカルボニル
基、n−オクチルオキシカルボニル基、2−エチルヘキ
シルオキシカルボニル基、n−ノニルオキシカルボニル
基、n−デシルオキシカルボニル基、n−ドデシルオキ
シカルボニル基、n−テトラデシルオキシカルボニル
基、n−ヘキサデシルオキシカルボニル基、n−オクタ
デシルオキシカルボニル基、n−エイコシルオキシカル
ボニル基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロ
ヘキシルオキシカルボニル基等を挙げることができる。
これらの−COORa 基のうち、メトキシカルボニル
基、n−ブトキシカルボニル基、n−ヘキシルオキシカ
ルボニル基、n−オクチルオキシカルボニル基、n−デ
シルオキシカルボニル基、n−ドデシルオキシカルボニ
ル基等が好ましい。
【0038】一般式(1)におけるR1 としては、特
に、n−ブチル基、n−ブトキシ基、n−デシルオキシ
基等が好ましい。また、一般式(1)におけるpとして
は、1が好ましい。一般式(1)において、各R1 はナ
フタレン環の適宜の位置(但し、イオウ原子が結合して
いる炭素原子を除く。)に結合することができるが、1
個のR1 の結合位置は式中のイオウ原子に対して4−位
が好ましい。
【0039】一般式(1)において、R2 およびR3
炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の
炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n
−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メ
チルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル
基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル
基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキ
シル基、n−ノニル基、n−デシル基、シクロペンチル
基、シクロヘキシル基等を挙げることができる。一般式
(1)において、R2 としては、水素原子、メチル基、
i−プロピル基等が好ましく、またR3 としては、水素
原子が好ましい。また、一般式(1)におけるX- のス
ルホン酸アニオンとしては、超強酸性スルホン酸アニオ
ンが好ましく、その具体例としてはCF3 SO3 - 、C
4 9 SO3 - 、C8 17SO3 - 等を挙げることがで
き、特に好ましくはC4 9 SO3 - である。
【0040】本発明における好ましい酸発生剤(A1)
としては、例えば、一般式(1)において、R1 が炭素
数1〜6の直鎖状のアルキル基、pが1、X- がC4
9 SO3 - である化合物;R1 が炭素数1〜15の直鎖
状のアルコキシル基、pが1、X- がC4 9 SO3 -
である化合物;R1 が炭素数1〜6の直鎖状のアルコキ
シカルボニル基、pが1、X- がC4 9 SO3 - であ
る化合物等を挙げることができる
【0041】好ましい酸発生剤(A1)の具体例として
は、スルホニウムカチオンが下記(1-1) 〜式(1-4
0)で表され、X- (カウンターアニオン)が何れもC4
9 SO3 - である化合物等を挙げることができる。
【0042】
【化23】
【0043】
【化24】
【0044】
【化25】
【0045】
【化26】
【0046】
【化27】
【0047】
【化28】
【0048】
【化29】
【0049】
【化30】
【0050】
【化31】
【0051】
【化32】
【0052】
【化33】
【0053】
【化34】
【0054】
【化35】
【0055】
【化36】
【0056】
【化37】
【0057】
【化38】
【0058】
【化39】
【0059】本発明における酸発生剤(A1)として
は、特に、スルホニウムカチオンが式(1-9) 、式(1
-10)、式(1-21)または式(1-22)で表され、X- が何
れもC4 9 SO3 - である化合物等が好ましい。酸発
生剤(A1)は、露光により超強酸性のスルホン酸を形
成する作用を有するものであり、特に、ポジ型およびネ
ガ型の感放射線性樹脂組成物における感放射線性酸発生
剤として極めて好適に使用することができる。
【0060】−酸発生剤(A2)− 一般式(2)において、R4 の−ORb 基としては、例
えば、下記一般式(3)で表される基、トリシクロデカ
ニルオキシ基、テトラシクロドデカニルオキシ基、アダ
マンチルオキシ基等を挙げることができる。
【0061】
【化40】 〔一般式(3)において、各R7 は相互に独立に水素原
子または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状
の1価の炭化水素基を示し、mは0〜6の整数であ
る。〕 これらの−ORb 基のうち、一般式(3)で表される基
が好ましい。
【0062】一般式(3)において、R7 の炭素数1〜
10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基
としては、例えば、一般式(1)におけるR1 の炭化水
素基と同様の基等を挙げることができる。一般式(3)
において、R7 としては、水素原子、メチル基等が好ま
しく、またmとしては、1〜5が好ましい。
【0063】また、R4 の−COORb 基としては、例
えば、下記一般式(8)で表される基、トリシクロデカ
ニルオキシカルボニル基、テトラシクロドデカニルオキ
シカルボニル基、アダマンチルオキシカルボニル基等を
挙げることができる。
【0064】
【化41】 〔一般式(8)において、各R20は相互に独立に水素原
子または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状
の1価の炭化水素基を示し、nは0〜6の整数であ
る。〕 これらの−COORb 基のうち、一般式(8)で表され
る基が好ましい。
【0065】一般式(8)において、R20の炭素数1〜
10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基
としては、例えば、一般式(1)におけるR1 の炭化水
素基と同様の基等を挙げることができる。一般式(8)
において、R20としては、水素原子、メチル基等が好ま
しく、またnとしては、1、3または5が好ましい。一
般式(2)におけるR4 としては、一般式(3)で表さ
れる基が好ましい。また、一般式(2)におけるqとし
ては、1が好ましい。一般式(2)において、各R4
ナフタレン環の適宜の位置(但し、イオウ原子が結合し
ている炭素原子を除く。)に結合することができるが、
1個のR4 の結合位置は式中のイオウ原子に対して4−
位が好ましい。
【0066】一般式(2)において、R5 およびR6
炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の
炭化水素基としては、例えば、一般式(1)におけるR
2 およびR3 の炭化水素基と同様の基等を挙げることが
できる。これらの炭化水素基のうち、n−ブチル基、n
−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基等が好ま
しい。一般式(2)において、R5 としては、水素原
子、メチル基、i−プロピル基等が好ましく、またR6
としては、水素原子が好ましい。また、一般式(2)に
おけるX- のスルホン酸アニオンとしては、超強酸性ス
ルホン酸アニオンが好ましく、その具体例としてはCF
3 SO3 - 、C4 9 SO3 - 、C8 17SO3 - 等を
挙げることができ、特に好ましくはC4 9 SO3 -
ある。
【0067】本発明における好ましい酸発生剤(A2)
としては、例えば、一般式(2)において、R4 が一般
式(3)で表される基、qが1、X- がC4 9 SO3
- である化合物等を挙げることができる
【0068】好ましい酸発生剤(A2)の具体例として
は、スルホニウムカチオンが下記式(2-1) 〜式(2-
3) で表され、X- (カウンターアニオン)が何れもC
4 9 SO3 - である化合物等を挙げることができる。
【0069】
【化42】
【0070】酸発生剤(A2)は、露光により超強酸性
のスルホン酸を形成する作用を有するものであり、特
に、ポジ型およびネガ型の感放射線性樹脂組成物におけ
る感放射線性酸発生剤として極めて好適に使用すること
ができる。
【0071】−酸発生剤(A4)− 一般式(4)において、R8 の炭素数1〜10の直鎖
状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基としては、
例えば、一般式(1)におけるR1 の炭化水素基と同様
の基等を挙げることができる。これらの炭化水素基のう
ち、n−ブチル基、n−デシル基等が好ましい。
【0072】また、R8 の−ORc 基としては、例え
ば、一般式(1)における−ORa 基や一般式(2)に
おける−ORb 基と同様の基等を挙げることができる。
これらの−ORc 基のうち、n−ブトキシ基、n−デシ
ルオキシ基等が好ましい。
【0073】また、R8 の−COORc 基としては、例
えば、一般式(1)における−COORa 基や一般式
(2)における−COORb 基と同様の基等を挙げるこ
とができる。これらの−COORc 基のうち、n−ブト
キシカルボニル基、n−デシルオキシカルボニル基等が
好ましい。
【0074】一般式(4)におけるR8 としては、特
に、n−ブチル基、n−ブトキシ基等が好ましい。ま
た、一般式(4)におけるrとしては、1が好ましい。
一般式(4)において、各R8 はナフタレン環の適宜の
位置(但し、イオウ原子が結合している炭素原子を除
く。)に結合することができるが、1個のR8 の結合位
置は式中のイオウ原子に対して4−位にあるのが好まし
い。
【0075】一般式(4)において、R9 およびR10
炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の
炭化水素基としては、例えば、一般式(1)におけるR
2 およびR3 の炭化水素基と同様の基等を挙げることが
できる。一般式(4)において、R9 としては、水素原
子、メチル基等が好ましく、またR10としては、水素原
子が好ましい。また、一般式(4)におけるX- のスル
ホン酸アニオンとしては、超強酸性スルホン酸アニオン
が好ましく、その具体例としてはCF3 SO3 - 、C4
9 SO3 - 、C8 17SO3 - 等を挙げることがで
き、特に好ましくはC4 9 SO3 - である。
【0076】本発明における好ましい酸発生剤(A4)
としては、例えば、一般式(4)において、R8 が炭素
数1〜15の直鎖状のアルキル基、rが1、X- がC4
9 SO3 -である化合物;R8 が炭素数1〜6の直鎖
状のアルコキシル基、rが1、X- がC4 9 SO3 -
である化合物;R8 が炭素数1〜6の直鎖状のアルコキ
シカルボニル基、rが1、X- がC4 9 SO3 - であ
る化合物等を挙げることができる。
【0077】好ましい酸発生剤(A4)の具体例として
は、スルホニウムカチオンが下記式(4-1) 〜式(4-6
3)で表され、X- (カウンターアニオン)が何れもC4
9 SO3 - であるる化合物等を挙げることができる。
【0078】
【化43】
【0079】
【化44】
【0080】
【化45】
【0081】
【化46】
【0082】
【化47】
【0083】
【化48】
【0084】
【化49】
【0085】
【化50】
【0086】
【化51】
【0087】
【化52】
【0088】
【化53】
【0089】
【化54】
【0090】
【化55】
【0091】
【化56】
【0092】
【化57】
【0093】
【化58】
【0094】
【化59】
【0095】
【化60】
【0096】
【化61】
【0097】
【化62】
【0098】
【化63】
【0099】
【化64】
【0100】
【化65】
【0101】本発明における酸発生剤(A4)として
は、特に、スルホニウムカチオンが式(4-13)、式(4
-14)、、式(4-15)、式(4-31)、式(4-32)または式
(4-33)で表され、X- が何れもC4 9 SO3 - であ
る化合物等が好ましい。酸発生剤(A4)は、露光によ
り超強酸性のスルホン酸を形成する作用を有するもので
あり、特に、ポジ型およびネガ型の感放射線性樹脂組成
物における感放射線性酸発生剤として極めて好適に使用
することができる。
【0102】−酸発生剤(A5)− 一般式(5)において、R11の炭素数1〜10の直鎖
状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基としては、
例えば、一般式(1)におけるR1 の炭化水素基と同様
の基等を挙げることができる。これらの炭化水素基のう
ち、メチル基、n−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オ
クチル基、n−デシル基等が好ましい。
【0103】また、R11の−ORd 基としては、例え
ば、一般式(1)における−ORa 基と同様の基等を挙
げることができる。これらの−ORd 基のうち、メトキ
シ基、n−ブトキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−オ
クチルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ドデシルオ
キシ基等が好ましい。
【0104】また、R11の−COORd 基としては、例
えば、一般式(1)における−COORa 基と同様の基
等を挙げることができる。これらの−COORd 基のう
ち、メトキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル
基、n−ヘキシルオキシカルボニル基、n−オクチルオ
キシカルボニル基、n−デシルオキシカルボニル基、n
−ドデシルオキシカルボニル基等が好ましい。
【0105】一般式(5)におけるR11としては、特
に、水酸基、メチル基、メトキシ基、n−ブトキシ基等
が好ましい。また、一般式(5)におけるsとしては、
1〜3が好ましい。一般式(5)において、各R11はベ
ンゼン環の適宜の位置(但し、イオウ原子が結合してい
る炭素原子を除く。)に結合することができるが、1個
のR11の結合位置は式中のイオウ原子に対して4−位に
あるのが好ましい。
【0106】一般式(5)において、R12およびR13
炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の
炭化水素基としては、例えば、一般式(1)におけるR
2 およびR3 について例示した炭化水素基と同様の基等
を挙げることができる。一般式(5)において、R12
しては、水素原子、メチル基、i−プロピル基等が好ま
しく、またR13としては、水素原子が好ましい。また、
一般式(5)におけるX- のスルホン酸アニオンとして
は、超強酸性スルホン酸アニオンが好ましく、その具体
例としてはCF3 SO3 - 、C4 9 SO3 - 、C8
17SO3 - 等を挙げることができ、特に好ましくはC4
9 SO3 - である。
【0107】本発明における好ましい酸発生剤(A5)
としては、例えば、一般式(5)において、R11が水酸
基、sが1、X- がC4 9 SO3 - である化合物;ス
ルホニウムカチオンが下記一般式(9)で表され、x-
がC4 9 SO3 - である化合物
【0108】
【化66】 〔一般式(9)において、R12およびR13は一般式
(5)におけるそれぞれR12およびR13と同義であ
る。〕;
【0109】R11が炭素数1〜15の直鎖状のアルキル
基、sが1、X- がC4 9 SO3 -である化合物;R
11が炭素数1〜6の直鎖状のアルコキシル基、sが1、
- がC4 9 SO3 - である化合物;R11が炭素数1
〜6の直鎖状のアルコキシカルボニル基、sが1、X-
がC4 9 SO3 - である化合物等を挙げることができ
る。
【0110】好ましい酸発生剤(A5)の具体例として
は、スルホニウムカチオンが下記式(5-1) 〜式(5-4
2)で表され、X- (カウンターアニオン)が何れもC4
9 SO3 - である化合物等を挙げることができる。
【0111】
【化67】
【0112】
【化68】
【0113】
【化69】
【0114】
【化70】
【0115】
【化71】
【0116】
【化72】
【0117】
【化73】
【0118】
【化74】
【0119】
【化75】
【0120】
【化76】
【0121】
【化77】
【0122】
【化78】
【0123】
【化79】
【0124】
【化80】
【0125】
【化81】
【0126】
【化82】
【0127】
【化83】
【0128】本発明における酸発生剤(A5)として
は、特に、スルホニウムカチオンが式(5-1) 、式(5
-2) 、式(5-3) 、式(5-4) 、式(5-5) 、式(5-
6) 、式(5-17)、式(5-18)、式(5-23)または式
(5-24)で表され、X- が何れもC4 9 SO3 - であ
る化合物等が好ましい。酸発生剤(A5)は、露光によ
り超強酸性のスルホン酸を形成する作用を有するもので
あり、特に、ポジ型およびネガ型の感放射線性樹脂組成
物における感放射線性酸発生剤として極めて好適に使用
することができる。
【0129】−酸発生剤(A6)− 一般式(6)において、R14の−ORe 基としては、例
えば、前記一般式(2)における−ORb 基と同様の基
等を挙げることができる。これらの−ORe 基のうち、
前記一般式(3)で表される基が好ましい。また、R14
の−COORe 基としては、例えば、前記一般式(2)
における−COORb 基と同様の基等を挙げることがで
きる。これらの−COORe 基のうち、前記一般式
(8)で表される基が好ましい。一般式(6)における
14としては、前記一般式(3)で表される基が好まし
い。
【0130】また、一般式(6)におけるtとしては、
1が好ましい。一般式(6)において、各R14はベンゼ
ン環の適宜の位置(但し、イオウ原子が結合している炭
素原子を除く。)に結合することができるが、1個のR
14の結合位置は式中のイオウ原子に対して4−位が好ま
しい。
【0131】一般式(6)において、R15およびR16
炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の
炭化水素基としては、例えば、一般式(1)におけるR
2 およびR3 の炭化水素基と同様の基等を挙げることが
できる。これらの炭化水素基のうち、n−ブチル基、n
−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基等が好ま
しい。一般式(6)において、R15としては、水素原
子、メチル基、i−プロピル基等が好ましく、またR16
としては、水素原子が好ましい。また、一般式(6)に
おけるX- のスルホン酸アニオンとしては、超強酸性ス
ルホン酸アニオンが好ましく、その具体例としてはCF
3 SO3 - 、C4 9 SO3 - 、C8 17SO3 - 等を
挙げることができ、特に好ましくはC4 9 SO3 -
ある。
【0132】本発明における好ましい酸発生剤(A6)
としては、例えば、一般式(6)において、R14が前記
一般式(3)で表される基、tが1、X- がC4 9
3 - である化合物等を挙げることができる
【0133】好ましい酸発生剤(A6)の具体例として
は、スルホニウムカチオンが下記式(6-1) 〜式(6-
3) で表され、X- (カウンターアニオン)が何れもC
4 9 SO3 - である化合物等を挙げることができる。
【0134】
【化84】
【0135】酸発生剤(A6)は、露光により超強酸性
のスルホン酸を形成する作用を有するものであり、特
に、ポジ型およびネガ型の感放射線性樹脂組成物におけ
る感放射線性酸発生剤として極めて好適に使用すること
ができる。
【0136】−酸発生剤(A7)− 一般式(7)において、R17の炭素数1〜10の直鎖
状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基としては、
例えば、一般式(1)におけるR1 について例示した炭
化水素基と同様の基等を挙げることができる。これらの
炭化水素基のうち、n−ブチル基、n−デシル基等が好
ましい。
【0137】また、R17の−ORf 基としては、例え
ば、一般式(1)における−ORa 基や一般式(2)に
おける−ORb 基と同様の基等を挙げることができる。
これらの−ORf 基のうち、n−ブトキシ基、n−デシ
ルオキシ基等が好ましい。
【0138】また、R17の−COORf 基としては、例
えば、一般式(1)における−COORa 基や一般式
(2)における−COORb 基と同様の基等を挙げるこ
とができる。これらの−COORf 基のうち、n−ブト
キシカルボニル基、n−デシルオキシカルボニル基等が
好ましい。
【0139】一般式(7)におけるR17としては、特
に、n−ブチル基、n−ブトキシ基等が好ましい。ま
た、一般式(7)におけるuとしては、1が好ましい。
一般式(7)において、各R17はベンゼン環の適宜の位
置(但し、イオウ原子が結合している炭素原子を除
く。)に結合することができるが、1個のR17の結合位
置は式中のイオウ原子に対して4−位にあるのが好まし
い。
【0140】一般式(7)において、R18およびR19
炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の
炭化水素基としては、例えば、一般式(1)におけるR
2 およびR3 の炭化水素基と同様の基等を挙げることが
できる。一般式(7)において、R18としては、水素原
子、メチル基等が好ましく、またR19としては、水素原
子が好ましい。また、一般式(7)におけるX- のスル
ホン酸アニオンとしては、超強酸性スルホン酸アニオン
が好ましく、その具体例としてはCF3 SO3 - 、C4
9 SO3 - 、C8 17SO3 - 等を挙げることがで
き、特に好ましくはC4 9 SO3 - である。
【0141】本発明における好ましい酸発生剤(A7)
としては、例えば、一般式(7)において、R17が炭素
数1〜15の直鎖状のアルキル基、uが1、X- がC4
9 SO3 -である化合物;R17が炭素数1〜6の直鎖
状のアルコキシル基、uが1、X- がC4 9 SO3 -
である化合物;R17が炭素数1〜6の直鎖状のアルコキ
シカルボニル基、uが1、X- がC4 9 SO3 - であ
る化合物等を挙げることができる。
【0142】好ましい酸発生剤(A7)の具体例として
は、スルホニウムカチオンが下記式(7-1) 〜式(7-6
3)で表され、X- (カウンターアニオン)が何れもC4
9 SO3 - であるる化合物等を挙げることができる。
【0143】
【化85】
【0144】
【化86】
【0145】
【化87】
【0146】
【化88】
【0147】
【化89】
【0148】
【化90】
【0149】
【化91】
【0150】
【化92】
【0151】
【化93】
【0152】
【化94】
【0153】
【化95】
【0154】
【化96】
【0155】
【化97】
【0156】
【化98】
【0157】
【化99】
【0158】
【化100】
【0159】
【化101】
【0160】
【化102】
【0161】
【化103】
【0162】
【化104】
【0163】
【化105】
【0164】本発明における酸発生剤(A7)として
は、特に、スルホニウムカチオンが式(7-13)、式(7
-14)、式(7-15)、式(7-31)、式(7-32)または式
(7-33)で表され、X- が何れもC4 9 SO3 - であ
る化合物等が好ましい。酸発生剤(A7)は、露光によ
り超強酸性のスルホン酸を形成する作用を有するもので
あり、特に、ポジ型およびネガ型の感放射線性樹脂組成
物における感放射線性酸発生剤として極めて好適に使用
することができる。
【0165】ここで、本発明の各酸発生剤の合成方法に
ついて説明する。酸発生剤(A1)および酸発生剤(A
2)は、例えば、下記式に示すように(但し、各反応原
料中の反応に関与しない置換基は記載を省略する。)、
対応するナフタレン系化合物と対応する5員環スルホキ
シド系化合物とを、5酸化リン−メタンスルホン酸の如
き強酸性化合物の共存下で求電子置換反応させることに
より、メタンスルホン酸スルホニウム塩を得たのち、対
応するオニウム塩化合物Z+ - とイオン交換反応を行
うことにより、合成することができる。また、酸発生剤
(A5)および酸発生剤(A6)は、前記ナフタレン系
化合物に代えて、対応するベンゼン系化合物を用いるこ
とにより、前記と同様にして合成することができる。
【0166】
【化106】
【0167】酸発生剤(A4)は、例えば、下記式に示
すように(但し、各反応原料中の反応に関与しない置換
基は記載を省略する。)、ノルボルナン−2,3−ジメ
タノール系化合物に脱離性置換基Yを導入した中間体
を、有機溶媒中、加熱下で、硫化ナトリウムで処理する
ことにより環化させて、5員環スルフィド系化合物とし
たのち、過酸化水素の如き酸化剤を作用させることによ
り、対応する5員環スルホキシド系化合物を得る。その
後、該5員環スルホキシド系化合物と対応するナフタレ
ン系化合物とを、5酸化リン−メタンスルホン酸の如き
強酸性化合物の共存下で求電子置換反応させることによ
り、メタンスルホン酸スルホニウム塩を得たのち、対応
するオニウム塩化合物Z+ - とイオン交換反応を行う
ことにより、合成することができる。また、酸発生剤
(A7)は、前記ナフタレン系化合物に代えて、対応す
るベンゼン系化合物を用いることにより、前記と同様に
して合成することができる。
【0168】
【化107】
【0169】ポジ型感放射線性樹脂組成物 本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物は、(A)酸発生
剤(A1)、酸発生剤(A2)、酸発生剤(A4)、酸
発生剤(A5)、酸発生剤(A6)および酸発生剤(A
7)の群から選ばれる少なくとも1種からなる感放射線
性酸発生剤(以下、「酸発生剤(A)」ともいう。)、
並びに(B)酸解離性基で保護されたアルカリ不溶性ま
たはアルカリ難溶性の樹脂であって、該酸解離性基が解
離したときにアルカリ可溶性となる樹脂(以下、「樹脂
(B)」という。)を含有することを特徴とするポジ型
感放射線性樹脂組成物、からなる。ここでいう「アルカ
リ不溶性またはアルカリ難溶性」とは、樹脂(B)を含
有する感放射線性樹脂組成物から形成されたレジスト被
膜からレジストパターンを形成する際に採用されるアル
カリ現像条件下で、当該レジスト被膜の代わりに樹脂
(B)のみを用いた被膜を現像した場合に、当該被膜の
初期膜厚の50%以上が現像後に残存する性質を意味す
る。
【0170】−樹脂(B)− 以下、樹脂(B)について説明する。樹脂(B)におけ
る酸解離性基としては、酸の存在下で解離して酸性官能
基、好ましくはカルボキシル基を生じる炭素数20以下
の有機基が望ましい。好ましい酸解離性基としては、例
えば、下記一般式(10)で表される基(以下、「酸解
離性基(I)」という。)、下記一般式(11)で表さ
れる基(以下、「酸解離性基(II)」という。)等を挙
げることができる。
【0171】
【化108】 〔一般式(10)において、各R21は相互に独立に炭素
数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または脂
環族構造を有する炭素数4〜20の1価の炭化水素基も
しくはその誘導体を示すか、あるいは何れか2つのR21
が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と
共に脂環族構造を有する炭素数4〜20の2価の炭化水
素基もしくはその誘導体を形成し、残りのR21が炭素数
1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基または脂環
族構造を有する炭素数4〜20の1価の炭化水素基もし
くはその誘導体である。〕
【0172】
【化109】 〔一般式(11)において、R22は主鎖炭素数1〜4の
直鎖状もしくは分岐状の2価の炭化水素基または脂環族
構造を有する炭素数3〜15の2価の炭化水素基を示
す。〕
【0173】酸解離性基(I)においては、そのカルボ
ニルオキシ基と−C(R21)3基との間が酸の存在下で解
離し、また酸解離性有機基(II)においては、そのt−
ブトキシカルボニル基中のカルボニルオキシ基とt−ブ
チル基との間が酸の存在下で解離する。
【0174】一般式(10)において、R21の炭素数1
〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基としては、例
えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロ
ピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メ
チルプロピル基、t−ブチル基等を挙げることができ
る。これらのアルキル基のうち、特に、メチル基、エチ
ル基等が好ましい。
【0175】また、R21の脂環族構造を有する炭素数4
〜20の1価の炭化水素基(以下、「1価の脂環式炭化
水素基」という。)、および何れか2つのR21が相互に
結合して形成した脂環族構造を有する炭素数4〜20の
2価の炭化水素基(以下、「2価の脂環式炭化水素基」
という。)としては、例えば、ノルボルナン、トリシク
ロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタンや、シ
クロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロ
ヘプタン、シクロオクタン等のシクロアルカン類等に由
来する脂肪族環からなる基;これらの脂肪族環からなる
基を、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、
i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル
基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1
〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基の1種以上あ
るいは1個以上で置換した基等を挙げることができる。
これらの1価または2価の脂環式炭化水素基のうち、特
に、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロド
デカン、アダマンタンまたはシクロヘキサンに由来する
脂肪族環からなる基や、これらの脂肪族環からなる基を
前記アルキル基で置換した基等が好ましい。
【0176】また、前記1価または2価の脂環式炭化水
素基の誘導体としては、例えば、ヒドロキシル基;カル
ボキシル基;ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチ
ル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシ−n−
プロピル基、2−ヒドロキシ−n−プロピル基、3−ヒ
ドロキシ−n−プロピル基、1−ヒドロキシ−n−ブチ
ル基、2−ヒドロキシ−n−ブチル基、3−ヒドロキシ
−n−ブチル基、4−ヒドロキシ−n−ブチル基等の炭
素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のヒドロキシアルキ
ル基;メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i
−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキ
シ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ基等の炭
素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基;
シアノ基;シアノメチル基、1−シアノエチル基、2−
シアノエチル基、1−シアノプロピル基、2−シアノプ
ロピル基、3−シアノプロピル基、1−シアノブチル
基、2−シアノブチル基、3−シアノブチル基、4−シ
アノブチル基等の炭素数2〜5の直鎖状もしくは分岐状
のシアノアルキル基等の置換基を1種以上あるいは1個
以上有する基を挙げることができる。これらの置換基の
うち、特に、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ヒドロ
キシメチル基、シアノ基、シアノメチル基等が好まし
い。
【0177】次に、一般式(11)において、R22の主
鎖炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状の2価の炭化水
素基としては、例えば、メチレン基、1−メチル−1,
1−エチレン基、エチレン基、プロピレン基、1,1−
ジメチルエチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン
基等を挙げることができる。また、R22の脂環族構造を
有する炭素数3〜15の2価の炭化水素基(以下、「2
価の脂環式炭化水素基」という。)としては、例えば、
ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカ
ン、アダマンタンや、シクロプロパン、シクロブタン、
シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シ
クロオクタン等のシクロアルカン類等に由来する脂肪族
環からなる基;これらの脂肪族環からなる基を、例え
ば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピ
ル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチ
ルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖状
もしくは分岐状のアルキル基の1種以上あるいは1個以
上で置換した基等を挙げることができる。これらの2価
の脂環式炭化水素基のうち、特に、ノルボルナン、トリ
シクロデカン、テトラシクロドデカン、アダマンタンま
たはシクロヘキサンに由来する脂肪族環からなる基や、
これらの脂肪族環からなる基を前記アルキル基で置換し
た基等が好ましい。
【0178】酸解離性基(I)の好ましい具体例として
は、t−ブトキシカルボニル基や、下記式(I-1) 〜
(I-49)で表される基等を挙げることができる。
【0179】
【化110】
【0180】
【化111】
【0181】
【化112】
【0182】
【化113】
【0183】
【化114】
【0184】
【化115】
【0185】
【化116】
【0186】
【化117】
【0187】
【化118】
【0188】
【化119】
【0189】
【化120】
【0190】
【化121】
【0191】
【化122】
【0192】
【化123】
【0193】
【化124】
【0194】
【化125】
【0195】これらの酸解離性基(I)のうち、t−ブ
トキシカルボニル基や、式(I-1)、式(I-2) 、式
(I-10)、式(I-11)、式(I-13)、式(I-14)、式
(I-16)、式(I-17)、式(I-34)、式(I-35)、式
(I-40)、式(I-41)、式(I-48)または式(I-49)で
表される基等が好ましい。
【0196】樹脂(B)の構造は、前述した要件を満た
す限り特に限定されるものではなく、イオン重合あるい
はラジカル重合による付加重合系樹脂、重縮合系樹脂、
重付加系樹脂、開環重合系樹脂等の何れでもよいが、好
ましくはイオン重合あるいはラジカル重合による付加重
合系樹脂である。樹脂(B)において、酸解離性基
(I) および酸解離性基(II) の群から選ばれる基を有
する好ましい繰返し単位としては、例えば、下記一般式
(12)で表される単位(以下、「(メタ)アクリル系
繰返し単位(α1)」という。)、下記一般式(13)
で表される単位(以下、「(メタ)アクリル系繰返し単
位(α2)」という。)、下記一般式(12)で表され
る単位(以下、「ノルボルネン系繰返し単位(β)」と
いう。)等を挙げることができる。
【0197】
【化126】 〔一般式(12)において、R21は一般式(10)のR
21と同義であり、R23は水素原子またはメチル基を示
す。〕
【0198】
【化127】 〔一般式(13)において、R22は一般式(11)のR
22と同義であり、R24は水素原子またはメチル基を示
す。〕
【0199】
【化128】 〔一般式(14)において、AおよびBは相互に独立に
水素原子または酸解離性基(I) 、酸解離性基(II) お
よび酸解離性基(III) の群から選ばれる酸解離性基を示
し、かつAおよびBの少なくとも1つが該酸解離性基で
あり、DおよびEは相互に独立に水素原子または炭素数
1〜4の直鎖状もしくは分岐状の1価のアルキル基を示
し、iは0〜2の整数である。〕
【0200】一般式(14)において、AおよびBの酸
解離性基としては、t−ブトキシカルボニル基、t−ブ
トキシカルボニルメトキシカルボニル基や、式(I-1)
、式(I-2) 、式(I-10)、式(I-11)、式(I-1
3)、式(I-14)、式(I-16)、式(I-17)、式(I-3
4)、式(I-35)、式(I-40)、式(I-41)、式(I-48)
または式(I-49)で表される基に相当するものが好まし
い。
【0201】また、DおよびEの炭素数1〜4の直鎖状
もしくは分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル
基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−
ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル
基、t−ブチル基等を挙げることができる。これらのア
ルキル基のうち、特に、メチル基、エチル基等が好まし
い。また、一般式(12)におけるiとしては、0また
は1が好ましい。
【0202】樹脂(B)において、(メタ)アクリル系
繰返し単位(α1)、(メタ)アクリル系繰返し単位
(α2)およびノルボルネン系繰返し単位(β)はそれ
ぞれ、単独でまたは2種以上が存在することができ、ま
た(メタ)アクリル系繰返し単位(α1)、(メタ)ア
クリル系繰返し単位(α2)およびノルボルネン系繰返
し単位(β)の群の2種以上が存在することができる。
【0203】(メタ)アクリル系繰返し単位(α1)を
与える単量体は、(メタ)アクリル酸中のカルボキシル
基を酸解離性基(I)に変換した化合物である。また、
(メタ)アクリル系繰返し単位(α2)を与える単量体
は、(メタ)アクリル酸中のカルボキシル基を酸解離性
基(II)に変換した化合物である。さらに、ノルボルネ
ン系繰返し単位(β)を与える単量体としては、例え
ば、下記一般式(15)で表される化合物(以下、「酸
解離性基含有ノルボルネン誘導体」という。)を挙げる
ことができる。
【0204】
【化129】 〔一般式(15)において、A、B、D、Eおよびiは
一般式(14)のそれぞれA、B、D、Eおよびiと同
義である。〕
【0205】酸解離性基含有ノルボルネン誘導体として
は、例えば、Aが式(I-1) 、式(I-2) 、式(I-1
0)、式(I-11)、式(I-13)、式(I-14)、式(I-1
6)、式(I-17)、式(I-34)、式(I-35)、式(I-4
0)、式(I-41)、式(I-48)または式(I-49)で表され
る基の群から選ばれる基であり、B、DおよびEが水素
原子であり、iが0である化合物や、
【0206】5−t−ブトキシカルボニルビシクロ[
2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−(1−エトキシエ
トキシカルボニル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2
−エン、5−(1−シクロヘキシルオキシエトキシカル
ボニル)ビシクロ[ 2.2.1]ヘプト−2−エン、5
−t−ブトキシカルボニルメトキシカルボニルビシクロ
[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−テトラヒドロフ
ラニルオキシカルボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト
−2−エン、5−テトラヒドロピラニルオキシカルボニ
ルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、
【0207】5−メチル−5−t−ブトキシカルボニル
ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−メチル
−5−(1−エトキシエトキシカルボニル)ビシクロ[
2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メチル−5−(1
−シクロヘキシルオキシエトキシカルボニル)ビシクロ
[2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−メチル−5−t
−ブトキシカルボニルメトキシカルボニルビシクロ[
2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−メチル−5−テト
ラヒドロフラニルオキシカルボニルビシクロ[ 2.2.
1] ヘプト−2−エン、5−メチル−5−テトラヒドロ
ピラニルオキシカルボニルビシクロ[ 2.2.1] ヘプ
ト−2−エン、
【0208】5,6−ジ(t−ブトキシカルボニル)ビ
シクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ
(t−ブトキシカルボニルメトキシカルボニル)ビシク
ロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(1−
シクロヘキシルオキシエトキシカルボニル)ビシクロ[
2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(t−ブト
キシカルボニルメトキシカルボニル)ビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(テトラヒドロ
フラニルオキシカルボニル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘ
プト−2−エン、5,6−ジ(テトラヒドロピラニルオ
キシカルボニル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−
エン等のビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン誘導
体類;
【0209】Aが式(I-1) 、式(I-2) 、式(I-1
0)、式(I-11)、式(I-13)、式(I-14)、式(I-1
6)、式(I-17)、式(I-34)、式(I-35)、式(I-4
0)、式(I-41)、式(I-48)または式(I-49)で表され
る基の群から選ばれる基であり、B、DおよびEが水素
原子であり、iが1である化合物や、
【0210】8−t−ブトキシカルボニルテトラシクロ
[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8
−(1−エトキシエトキシカルボニル)テトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−
(1−シクロヘキシルオキシエトキシカルボニル)テト
ラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−
エン、8−t−ブトキシカルボニルメトキシカルボニル
テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−
3−エン、8−テトラヒドロフラニルオキシカルボニル
テトラシクロ[ 4.4.0.12,5.17,10 ]ドデカ−
3−エン、8−テトラヒドロピラニルオキシカルボニル
テトラシクロ[ 4.4.0.12,5.17,10 ]ドデカ−
3−エン、
【0211】8−メチル−8−t−ブトキシカルボニル
テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−
3−エン、8−メチル−8−(1−エトキシエトキシカ
ルボニル)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10
]ドデカ−3−エン、8−メチル−8−(1−シクロヘ
キシルオキシエトキシカルボニル)テトラシクロ[ 4.
4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−メチ
ル−8−t−ブトキシカルボニルメトキシカルボニルテ
トラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3
−エン、8−メチル−8−テトラヒドロフラニルオキシ
カルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10
]ドデカ−3−エン、8−メチル−8−テトラヒドロピ
ラニルオキシカルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、
【0212】8,9−ジ(t−ブトキシカルボニル)テ
トラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3
−エン、8,9−ジ(1−エトキシエトキシカルボニ
ル)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデ
カ−3−エン、8,9−ジ(1−シクロヘキシルオキシ
エトキシカルボニル)テトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,9−ジ(t−ブ
トキシカルボニルメトキシカルボニル)テトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,
9−ジ(テトラヒドロフラニルオキシカルボニル)テト
ラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−
エン、8,9−ジ(テトラヒドロピラニルオキシカルボ
ニル)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ド
デカ−3−エン等のテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン誘導体類等を挙げるこ
とができる。
【0213】これらの酸解離性基含有ノルボルネン誘導
体のうち、Aが式(I-1) 、式(I-2) 、式(I-10)、
式(I-11)、式(I-13)、式(I-14)、式(I-16)、式
(I-17)、式(I-34)、式(I-35)、式(I-40)、式
(I-41)、式(I-48)または式(I-49)で表される基の
群から選ばれる基であり、B、DおよびEが水素原子で
あり、iが0である化合物や、5−t−ブトキシカルボ
ニルビシクロ[ 2.2.1] ヘプト−2−エン、5,6
−ジ(t−ブトキシカルボニル)ビシクロ[ 2.2.
1] ヘプト−2−エン、5,6−ジ(t−ブトキシカル
ボニルメトキシカルボニル)ビシクロ[ 2.2.1] ヘ
プト−2−エン、Aが式(I-1) 、式(I-2) 、式(I
-10)、式(I-11)、式(I-13)、式(I-14)、式(I-1
6)、式(I-17)、式(I-34)、式(I-35)、式(I-4
0)、式(I-41)、式(I-48)または式(I-49)で表され
る基の群から選ばれる基であり、B、DおよびEが水素
原子であり、iが1である化合物や、8−t−ブトキシ
カルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10
]ドデカ−3−エン、8−メチル−8−t−ブトキシカ
ルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]
ドデカ−3−エン、8−メチル−8−t−ブトキシカル
ボニルメトキシカルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン等が好ましい。
【0214】樹脂(B)は、(メタ)アクリル系繰返し
単位(α1)、(メタ)アクリル系繰返し単位(α2)
およびノルボルネン系繰返し単位(β)以外の繰返し単
位(以下、「他の繰返し単位(i) 」という。)を1種
以上有することもできる。他の繰返し単位(i) を与え
る単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸ノルボ
ルニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)ア
クリル酸トリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸テト
ラシクロデカニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテ
ニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アク
リル酸3−ヒドロキシアダマンチル、(メタ)アクリル
酸アダマンチルメチル等の有橋式炭化水素骨格を有する
(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸カ
ルボキシトリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸カル
ボキシテトラシクロデカニル等の不飽和カルボン酸の有
橋式炭化水素骨格を有するカルボキシル基含有エステル
類;
【0215】ノルボルネン(即ち、ビシクロ[ 2.2.
1] ヘプト−2−エン)、5−メチルビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5−エチルビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5−n−プロピルビシクロ
[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−n−ブチルビシ
クロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−n−ペンチ
ルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−n−
ヘキシルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5
−ヒドロキシビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エ
ン、5−ヒドロキシメチルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプ
ト−2−エン、5−フルオロビシクロ[ 2.2.1 ]ヘ
プト−2−エン、5−フルオロメチルビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5−ジフルオロメチルビシ
クロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−トリフルオ
ロメチルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5
−ペンタフルオロエチルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト
−2−エン、5−(2−ヒドロキシ−2−トリフルオロ
メチルエチル)ビシクロ[ 2.2.1]ヘプト−2−エ
ン、5−{2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオ
ロメチル)エチル}ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2
−エン、5,5−ジフルオロビシクロ[ 2.2.1 ]ヘ
プト−2−エン、5,6−ジフルオロビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5,5−ビス(トリフルオ
ロメチル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、
5,6−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5−メチル−5−トリフル
オロメチルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、
【0216】5,5,6−トリフルオロビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5,5,6−トリス(トリ
フルオロメチル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−
エン、5,5,6,6−テトラフルオロビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5,5,6,6−テトラキ
ス(トリフルオロメチル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプ
ト−2−エン、5,5−ジフルオロ−6,6−ビス(ト
リフルオロメチル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2
−エン、5,6−ジフルオロ−5,6−ビス(トリフル
オロメチル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エ
ン、5,5,6−トリフルオロ−6−トリフルオロメチ
ルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6,
7−トリフルオロ−6−トリフルオロメトキシビシクロ
[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,5,6−トリフ
ルオロ−9−ペンタフルオロプロポキシビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5−フルオロ−5−ペンタ
フルオロエチル−6,6−ビス(トリフルオロメチル)
ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ
フルオロ−5−ヘプタフルオロイソプロピル−6−トリ
フルオロメチルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エ
ン、5−クロロ−5,6,6−トリフルオロビシクロ[
2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジクロロ−
5,6−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[ 2.
2.1]ヘプト−2−エン、5−(2,2,2−トリフ
ルオロカルボエトキシ)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト
−2−エン、5−メチル−5−(2,2,2−トリフル
オロカルボエトキシ)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−
2−エン、
【0217】テトラシクロ [4.4.0.12,5 .1
7,10 ]ドデカ−3−エン、8−メチルテトラシクロ
[4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8
−エチルテトラシクロ [4.4.0.12,5 .17,10 ]
ドデカ−3−エン、8−n−プロピルテトラシクロ
[4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8
−n−ブチルテトラシクロ [4.4.0.12,5 .1
7,10 ]ドデカ−3−エン、8−n−ペンチルテトラシク
ロ [4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、
8−n−ヘキシルテトラシクロ [4.4.0.12,5
7,10 ]ドデカ−3−エン、8−ヒドロキシテトラシク
ロ [4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、
8−ヒドロキシメチルテトラシクロ [4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−フルオロテトラ
シクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エ
ン、8−フルオロメチルテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−ジフルオロメチ
ルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ
−3−エン、8−トリフルオロメチルテトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−
ペンタフルオロエチルテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−(2−ヒドロキ
シ−2−トリフルオロメチルエチル)テトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−
{2−ヒドロキシ−2,2−ビス(トリフルオロメチ
ル)エチル}テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .1
7,10 ]ドデカ−3−エン、
【0218】8,8−ジフルオロテトラシクロ[ 4.
4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,9−
ジフルオロテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10
]ドデカ−3−エン、8,8−ビス(トリフルオロメチ
ル)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデ
カ−3−エン、8,9−ビス(トリフルオロメチル)テ
トラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3
−エン、8−メチル−8−トリフルオロメチルテトラシ
クロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エ
ン、8,8,9−トリフルオロテトラシクロ[ 4.4.
0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,8,9−
トリス(トリフルオロメチル)テトラシクロ[ 4.4.
0.12,5.17,10 ]ドデカ−3−エン、8,8,9,
9−テトラフルオロテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,8,9,9−テ
トラキス(トリフルオロメチル)テトラシクロ[ 4.
4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,8−
ジフルオロ−9,9−ビス(トリフルオロメチル)テト
ラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−
エン、8,9−ジフルオロ−8,9−ビス(トリフルオ
ロメチル)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10
]ドデカ−3−エン、
【0219】8,8,9−トリフルオロ−9−トリフル
オロメチルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10
]ドデカ−3−エン、8,8,9−トリフルオロ−9−
トリフルオロメトキシテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,8,9−トリフ
ルオロ−9−ペンタフルオロプロポキシテトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−
フルオロ−8−ペンタフルオロエチル−9,9−ビス
(トリフルオロメチル)テトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,9−ジフルオロ
−8−ヘプタフルオロイソプロピル−9−トリフルオロ
メチルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ド
デカ−3−エン、8−クロロ−8,9,9−トリフルオ
ロテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ
−3−エン、8,9−ジクロロ−8,9−ビス(トリフ
ルオロメチル)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .1
7,10 ]ドデカ−3−エン、8−(2,2,2−トリフル
オロカルボエトキシ)テトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−メチル−8−
(2,2,2−トリフルオロカルボエトキシ)テトラシ
クロ[4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エ
ン、
【0220】ジシクロペンタジエン、トリシクロ[ 5.
2.1.02,6 ] デカ−8−エン、トリシクロ[ 5.
2.1.02,6 ] デカ−3−エン、トリシクロ[ 4.
4.0.12,5 ] ウンデカ−3−エン、トリシクロ[
6.2.1.01,8 ] ウンデカ−9−エン、トリシクロ
[ 6.2.1.01,8 ] ウンデカ−4−エン、テトラシ
クロ[ 4.4.0.12,5 .17,10.01,6 ] ドデカ−
3−エン、8−メチルテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10.01,6 ] ドデカ−3−エン、8−エチリ
デンテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,12 ]ドデ
カ−3−エン、8−エチリデンテトラシクロ[ 4.4.
0.12,5 .17,10.01,6 ] ドデカ−3−エン、ペン
タシクロ[ 6.5.1.13,6 .02,7 .09,13 ]ペン
タデカ−4−エン、ペンタシクロ[ 7.4.0.1
2,5 .19,12.08,13 ]ペンタデカ−3−エン等の他の
ノルボルネン系誘導体;
【0221】(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アク
リル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メ
タ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸2−メ
チルプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチ
ル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メ
タ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アク
リル酸シクロプロピル、(メタ)アクリル酸シクロペン
チル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)ア
クリル酸シクロヘキセニル、(メタ)アクリル酸4−メ
トキシシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−シクロ
プロピルオキシカルボニルエチル、(メタ)アクリル酸
2−シクロペンチルオキシカルボニルエチル、(メタ)
アクリル酸2−シクロヘキシルオキシカルボニルエチ
ル、(メタ)アクリル酸2−シクロヘキセニルオキシカ
ルボニルエチル、(メタ)アクリル酸2−(4−メトキ
シシクロヘキシル)オキシカルボニルエチル、下記式
(16)で表される化合物
【0222】
【化130】 〔式(16)において、R25は水素原子またはメチル基
を示し、R26は水素原子または炭素数1〜4の直鎖状も
しくは分岐状のアルキル基を示す。〕等の有橋式炭化水
素骨格をもたない(メタ)アクリル酸エステル類;
【0223】α−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、
α−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル、α−ヒドロキ
シメチルアクリル酸n−プロピル、α−ヒドロキシメチ
ルアクリル酸n−ブチル等のα−ヒドロキシメチルアク
リル酸エステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、
酪酸ビニル等のビニルエステル類;(メタ)アクリロニ
トリル、α−クロロアクリロニトリル、クロトンニトリ
ル、マレインニトリル、フマロニトリル、メサコンニト
リル、シトラコンニトリル、イタコンニトリル等の不飽
和ニトリル化合物;(メタ)アクリルアミド、N,N−
ジメチル(メタ)アクリルアミド、クロトンアミド、マ
レインアミド、フマルアミド、メサコンアミド、シトラ
コンアミド、イタコンアミド等の不飽和アミド化合物;
N−ビニル−ε−カプロラクタム、N−ビニルピロリド
ン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の他の含窒
素ビニル化合物;(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マ
レイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無
水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサ
コン酸等の不飽和カルボン酸(無水物)類;(メタ)ア
クリル酸2−カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸2
−カルボキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−カルボ
キシプロピル、(メタ)アクリル酸4−カルボキシブチ
ル、(メタ)アクリル酸4−カルボキシシクロヘキシル
等の不飽和カルボン酸の有橋式炭化水素骨格をもたない
カルボキシル基含有エステル類;
【0224】α−(メタ)アクリロイルオキシ−β−メ
トキシカルボニル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)
アクリロイルオキシ−β−エトキシカルボニル−γ−ブ
チロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−β−
n−プロポキシカルボニル−γ−ブチロラクトン、α−
(メタ)アクリロイルオキシ−β−i−プロポキシカル
ボニル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイ
ルオキシ−β−n−ブトキシカルボニル−γ−ブチロラ
クトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−β−(2−
メチルプロポキシ)カルボニル−γ−ブチロラクトン、
α−(メタ)アクリロイルオキシ−β−(1−メチルプ
ロポキシ)カルボニル−γ−ブチロラクトン、α−(メ
タ)アクリロイルオキシ−β−t−ブトキシカルボニル
−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキ
シ−β−シクロヘキシルオキシカルボニル−γ−ブチロ
ラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−β−(4
−t−ブチルシクロヘキシルオキシ)カルボニル−γ−
ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−β
−フェノキシカルボニル−γ−ブチロラクトン、α−
(メタ)アクリロイルオキシ−β−(1−エトキシエト
キシ)カルボニル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)
アクリロイルオキシ−β−(1−シクロヘキシルオキシ
エトキシ)カルボニル−γ−ブチロラクトン、α−(メ
タ)アクリロイルオキシ−β−t−ブトキシカルボニル
メトキシカルボニル−γ−ブチロラクトン、α−(メ
タ)アクリロイルオキシ−β−テトラヒドロフラニルオ
キシカルボニル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)ア
クリロイルオキシ−β−テトラヒドロピラニルオキシカ
ルボニル−γ−ブチロラクトン、
【0225】α−メトキシカルボニル−β−(メタ)ア
クリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−エトキシ
カルボニル−β−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブ
チロラクトン、α−n−プロポキシカルボニル−β−
(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α
−i−プロポキシカルボニル−β−(メタ)アクリロイ
ルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−n−ブトキシカル
ボニル−β−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロ
ラクトン、α−(2−メチルプロポキシ)カルボニル−
β−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクト
ン、α−(1−メチルプロポキシ)カルボニル−β−
(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α
−t−ブトキシカルボニル−β−(メタ)アクリロイル
オキシ−γ−ブチロラクトン、α−シクロヘキシルオキ
シカルボニル−β−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−
ブチロラクトン、α−(4−t−ブチルシクロヘキシル
オキシ)カルボニル−β−(メタ)アクリロイルオキシ
−γ−ブチロラクトン、α−フェノキシカルボニル−β
−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、
α−(1−エトキシエトキシ)カルボニル−β−(メ
タ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−
(1−シクロヘキシルオキシエトキシ)カルボニル−β
−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、
α−t−ブトキシカルボニルメトキシカルボニル−β−
(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α
−テトラヒドロフラニルオキシカルボニル−β−(メ
タ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−テ
トラヒドロピラニルオキシカルボニル−β−(メタ)ア
クリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン等の酸解離性基
を有する(メタ)アクリロイルオキシラクトン化合物;
【0226】α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブ
チロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−β−
フルオロ−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロ
イルオキシ−β−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン、α
−(メタ)アクリロイルオキシ−β−メチル−γ−ブチ
ロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−β−エ
チル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイル
オキシ−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−
(メタ)アクリロイルオキシ−β−メトキシ−γ−ブチ
ロラクトン、β−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブ
チロラクトン、α−フルオロ−β−(メタ)アクリロイ
ルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−ヒドロキシ−β−
(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α
−メチル−β−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチ
ロラクトン、α−エチル−β−(メタ)アクリロイルオ
キシ−γ−ブチロラクトン、α,α−ジメチル−β−
(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α
−メトキシ−β−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブ
チロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−δ−
メバロノラクトン等の酸解離性基をもたない(メタ)ア
クリロイルオキシラクトン化合物等の単官能性単量体
や、
【0227】1,2−アダマンタンジオールジ(メタ)
アクリレート、1,3−アダマンタンジオールジ(メ
タ)アクリレート、1,4−アダマンタンジオールジ
(メタ)アクリレート、トリシクロデカニルジメチロー
ルジ(メタ)アクリレート等の有橋式炭化水素骨格を有
する多官能性単量体;
【0228】メチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロ
ピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘ
キサンジオールジ(メタ)アクリレート、2,5−ジメ
チル−2,5−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレー
ト、1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレー
ト、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、
1,4−ビス(2−ヒドロキシプロピル)ベンゼンジ
(メタ)アクリレート、1,3−ビス(2−ヒドロキシ
プロピル)ベンゼンジ(メタ)アクリレート等の有橋式
炭化水素骨格をもたない多官能性単量体等の多官能性単
量体を挙げることができる。
【0229】本発明におけるさらに好ましい樹脂(B)
としては、例えば、その酸解離性基(I)が前記式(I
-1) 〜(I-49)で表される基である(メタ)アクリル系
繰返し単位(α1)およびその酸解離性基(I)が前記
式(I-1) 〜(I-49)で表される基であるノルボルネン
系繰返し単位(β)の群から選ばれる脂環族構造を有す
る繰返し単位を含有し、また場合により含有される他の
繰返し単位(i)も、ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−
2−エンやその誘導体、テトラシクロ [4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エンやその誘導体、有橋式
炭化水素骨格を有する他の単官能性単量体、有橋式炭化
水素骨格を有する多官能性単量体等の脂環族構造を有す
る単量体に由来する単位、あるいは前記式(16)で表
される化合物に由来する単位である樹脂等である。
【0230】樹脂(B)において、(メタ)アクリル系
繰返し単位(α1)、(メタ)アクリル系繰返し単位
(α2)およびノルボルネン系繰返し単位(β)の合計
含有率は、全繰返し単位に対して、通常、5〜60モル
%、好ましくは10〜50モル%、さらに好ましくは1
5〜40モル%である。この場合、前記合計含有率が5
モル%未満では、レジストとしての解像度が低下する傾
向があり、一方60モル%を超えると、現像性が低下し
て、スカム(現像残り)が発生しやすくなる傾向があ
る。さらに、他の繰返し単位(i)の含有率は、全繰返
し単位に対して、通常、60モル%以下、好ましくは5
0モル%以下である。
【0231】樹脂(B)は、例えば、その各繰返し単位
を与える単量体(混合物)を、ヒドロパーオキシド類、
ジアルキルパーオキシド類、ジアシルパーオキシド類、
アゾ化合物等のラジカル重合開始剤を使用し、必要に応
じて連鎖移動剤の存在下、適当な溶媒中で(共)重合す
ることにより製造することができる。前記重合に使用さ
れる溶媒としては、例えば、n−ペンタン、n−ヘキサ
ン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デ
カン等のアルカン類;シクロヘキサン、シクロヘプタ
ン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシク
ロアルカン類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチル
ベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;クロロブタン
類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチ
レンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水
素類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、
プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;テ
トラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエ
タン類等のエーエル類等を挙げることができる。これら
の溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用するこ
とができる。また、前記重合における反応温度は、通
常、40〜120℃、好ましくは50〜90℃であり、
反応時間は、通常、1〜48時間、好ましくは1〜24
時間である。
【0232】樹脂(B)のゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平
均分子量(以下、「Mw」という。)は、通常、3,0
00〜300,000、好ましくは4,000〜20
0,000、さらに好ましくは5,000〜100,0
00である。この場合、樹脂(B)のMwが3,000
未満では、レジストとしての耐熱性が低下する傾向があ
り、一方300,000を超えると、レジストとしての
現像性が低下する傾向がある。また、樹脂(B)のMw
とゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)
によるポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」
という。)との比(Mw/Mn)は、通常、1〜5、好
ましくは1〜3である。なお、樹脂(B)は、ハロゲ
ン、金属等の不純物が少ないほど好ましく、それによ
り、レジストとしての感度、解像度、プロセス安定性、
パターン形状等をさらに改善することができる。樹脂
(B)の精製法としては、例えば、水洗、液々抽出等の
化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠
心分離等の物理的精製法との組み合わせ等を挙げること
ができる。本発明において、樹脂(B)は、単独でまた
は2種以上を混合して使用することができる。
【0233】−添加剤− 本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物には、必要に応じ
て、酸発生剤(A)以外の感放射線性酸発生剤(以下、
「他の酸発生剤」という。)、酸拡散制御剤、酸解離性
基を有する脂環族添加剤、界面活性剤、増感剤等の各種
の添加剤を配合することができる。
【0234】他の酸発生剤としては、例えば、他のオニ
ウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合
物、スルホン化合物、スルホン酸化合物等を挙げること
ができる。好ましい他の酸発生剤としては、例えば、ジ
フェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネー
ト、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタン
スルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロ−
n−オクタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェ
ニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、
ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフル
オロ−n−ブタンスルホネート、ビス(4−t−ブチル
フェニル)ヨードニウムパーフルオロ−n−オクタンス
ルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメ
タンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフル
オロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニ
ウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、シクロ
ヘキシル・2−オキソシクロヘキシル・メチルスルホニ
ウムトリフルオロメタンスルホネート、ジシクロヘキシ
ル・2−オキソシクロヘキシルスルホニウムトリフルオ
ロメタンスルホネート、2−オキソシクロヘキシルジメ
チルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4
−ヒドロキシ−1−ナフチルジメチルスルホニウムトリ
フルオロメタンスルホネート、
【0235】4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒド
ロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4
−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウ
ムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、4−ヒドロ
キシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムパーフ
ルオロ−n−オクタンスルホネート、4−n−ブトキシ
−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオ
ロメタンスルホネート、4−n−ブトキシ−1−ナフチ
ルテトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタ
ンスルホネート、4−n−ブトキシ−1−ナフチルテト
ラヒドロチオフェニウムパーフルオロ−n−オクタンス
ルホネート、1−(1−ナフチルアセトメチル)テトラ
ヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネー
ト、1−(1−ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチ
オフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、
1−(1−ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフ
ェニウムパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1
−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テト
ラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネー
ト、1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)テトラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブ
タンスルホネート、1−(3,5−ジメチル−4−ヒド
ロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムパーフル
オロ−n−オクタンスルホネート、
【0236】トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[
2.2.1 ]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイ
ミド、ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルビシクロ[
2.2.1 ]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイ
ミド、パーフルオロ−n−オクタンスルホニルビシクロ
[ 2.2.1 ]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジ
イミド、N−ヒドロキシスクシイミドトリフルオロメタ
ンスルホネート、N−ヒドロキシスクシイミドノナフル
オロ−n−ブタンスルホネート、N−ヒドロキシスクシ
イミドパーフルオロ−n−オクタンスルホネート、1,
8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタン
スルホネート等を挙げることができる。前記他の酸発生
剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することが
できる。
【0237】他の酸発生剤の使用割合は、各酸発生剤の
種類に応じて適宜選定されるが、酸発生剤(A)と他の
酸発生剤との合計に対して、好ましくは70重量%以
下、さらに好ましくは50重量%以下である。この場
合、他の酸発生剤の使用割合が70重量%を超えると、
本発明における所期の効果が低下する傾向がある。
【0238】また、前記酸拡散制御剤は、露光により酸
発生剤(B)から生じる酸のレジスト被膜中における拡
散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学
反応を抑制する作用を有する成分である。このような酸
拡散制御剤を配合することにより、得られる感放射線性
樹脂組成物の貯蔵安定性が向上し、またレジストとして
の解像度がさらに向上するとともに、露光から現像処理
までの引き置き時間(PED)の変動によるレジストパ
ターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性
に極めて優れた組成物が得られる。酸拡散制御剤として
は、レジストパターンの形成工程中の露光や加熱処理に
より塩基性が変化しない含窒素有機化合物が好ましい。
このような含窒素有機化合物としては、例えば、下記一
般式(17)
【0239】
【化131】 〔一般式(17)において、各R27は相互に独立に水素
原子、置換もしくは非置換の直鎖状、分岐状もしくは環
状のアルキル基、置換もしくは非置換のアリール基また
は置換もしくは非置換のアラルキル基を示す。〕
【0240】で表される化合物(以下、「含窒素化合物
(イ)」という。)、同一分子内に窒素原子を2個有す
る化合物(以下、「含窒素化合物(ロ)」という。)、
窒素原子を3個以上有するポリアミノ化合物や重合体
(以下、これらをまとめて「含窒素化合物(ハ)」とい
う。)、アミド基含有化合物、ウレア化合物、含窒素複
素環化合物等を挙げることができる。
【0241】含窒素化合物(イ)としては、例えば、n
−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチル
アミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、シクロ
ヘキシルアミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン類;
ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−
n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n
−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デ
シルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘ
キシルアミン等のジ(シクロ)アルキルアミン類;トリ
エチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−
ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−
ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n
−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n
−デシルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、メチ
ルジシクロヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン
等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;アニリン、N−
メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチ
ルアニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリ
ン、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェ
ニルアミン、ナフチルアミン等の芳香族アミン類を挙げ
ることができる。
【0242】含窒素化合物(ロ)としては、例えば、エ
チレンジアミン、N,N,N',N’−テトラメチルエチ
レンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレ
ンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、
4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジ
アミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニル
アミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパ
ン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフ
ェニル)プロパン、2−(4−アミノフェニル)−2−
(3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−アミ
ノフェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ン、1,4−ビス〔1−(4−アミノフェニル)−1−
メチルエチル〕ベンゼン、1,3−ビス〔1−(4−ア
ミノフェニル)−1−メチルエチル〕ベンゼン、ビス
(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ビス(2−ジ
エチルアミノエチル)エーテル等を挙げることができ
る。含窒素化合物(ハ)としては、例えば、ポリエチレ
ンイミン、ポリアリルアミン、2−ジメチルアミノエチ
ルアクリルアミドの重合体等を挙げることができる。
【0243】前記アミド基含有化合物としては、例え
ば、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−オクチルアミ
ン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−ノニルアミ
ン、N−t−ブトキシカルボニルジ−n−デシルアミ
ン、N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルアミ
ン、N−t−ブトキシカルボニル−1−アダマンチルア
ミン、N−t−ブトキシカルボニル−N−メチル−1−
アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブトキシカルボ
ニル−1−アダマンチルアミン、N,N−ジ−t−ブト
キシカルボニル−N−メチル−1−アダマンチルアミ
ン、N−t−ブトキシカルボニル−4,4’−ジアミノ
ジフェニルメタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボ
ニルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’N’−テト
ラ−t−ブトキシカルボニルヘキサメチレンジアミン、
N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,7−ジア
ミノヘプタン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル
−1,8−ジアミノオクタン、N,N’−ジ−t−ブト
キシカルボニル−1,9−ジアミノノナン、N,N’−
ジ−t−ブトキシカルボニル−1,10−ジアミノデカ
ン、N,N’−ジ−t−ブトキシカルボニル−1,12
−ジアミノドデカン、N,N’−ジ−t−ブトキシカル
ボニル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、N−t
−ブトキシカルボニルベンズイミダゾール、N−t−ブ
トキシカルボニル−2−メチルベンズイミダゾール、N
−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベンズイミダ
ゾール等のN−t−ブトキシカルボニル基含有アミノ化
合物のほか、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、
N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メ
チルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プ
ロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、N−メチ
ルピロリドン等を挙げることができる。
【0244】前記ウレア化合物としては、例えば、尿
素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレア、1,3−
ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラメチルウレ
ア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−ブチルチオ
ウレア等を挙げることができる。前記含窒素複素環化合
物としては、例えば、イミダゾール、ベンズイミダゾー
ル、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニ
ルイミダゾール、N−t−ブトキシカルボニル−2−フ
ェニルベンズイミダゾール等のイミダゾール類;ピリジ
ン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エ
チルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリ
ジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニ
ルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミ
ド、キノリン、4−ヒドロキシキノリン、8−オキシキ
ノリン、アクリジン等のピリジン類;ピペラジン、1−
(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン類
のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザリ
ン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、3−ピペリジノ
−1,2−プロパンジオール、モルホリン、4−メチル
モルホリン、1,4−ジメチルピペラジン、1,4−ジ
アザビシクロ [2.2.2] オクタン等を挙げることが
できる。
【0245】これらの含窒素有機化合物のうち、含窒素
化合物(イ)、含窒素化合物(ロ)、含窒素複素環化合
物が好ましい。前記酸拡散制御剤は、単独でまたは2種
以上を混合して使用することができる。
【0246】また、前記酸解離性基を有する脂環族添加
剤は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との
接着性等をさらに改善する作用を示す成分である。この
ような脂環族添加剤としては、例えば、1−アダマンタ
ンカルボン酸t−ブチル、1−アダマンタンカルボン酸
t−ブトキシカルボニルメチル、1,3−アダマンタン
ジカルボン酸ジ−t−ブチル、1−アダマンタン酢酸t
−ブチル、1−アダマンタン酢酸t−ブトキシカルボニ
ルメチル、1,3−アダマンタンジ酢酸ジ−t−ブチル
等のアダマンタン誘導体類;デオキシコール酸t−ブチ
ル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル、
デオキシコール酸2−エトキシエチル、デオキシコール
酸2−シクロヘキシルオキシエチル、デオキシコール酸
3−オキソシクロヘキシル、デオキシコール酸テトラヒ
ドロピラニル、デオキシコール酸メバロノラクトンエス
テル等のデオキシコール酸エステル類;リトコール酸t
−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボニルメチ
ル、リトコール酸2−エトキシエチル、リトコール酸2
−シクロヘキシルオキシエチル、リトコール酸3−オキ
ソシクロヘキシル、リトコール酸テトラヒドロピラニ
ル、リトコール酸メバロノラクトンエステル等のリトコ
ール酸エステル類等を挙げることができる。これらの脂
環族添加剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用す
ることができる。
【0247】また、前記界面活性剤は、塗布性、ストリ
エーション、現像性等を改良する作用を示す成分であ
る。このような界面活性剤としては、例えば、ポリオキ
シエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステ
アリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテ
ル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテ
ル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、
ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレング
リコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤のほ
か、以下商品名で、KP341(信越化学工業(株)
製)、ポリフローNo.75,同No.95(共栄社化
学(株)製)、エフトップEF301,同EF303,
同EF352(トーケムプロダクツ(株)製)、メガフ
ァックスF171,同F173(大日本インキ化学工業
(株)製)、フロラードFC430,同FC431(住
友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710,サ
ーフロンS−382,同SC−101,同SC−10
2,同SC−103,同SC−104,同SC−10
5,同SC−106(旭硝子(株)製)等を挙げること
ができる。これらの界面活性剤は、単独でまたは2種以
上を混合して使用することができる。
【0248】また、前記増感剤は、放射線のエネルギー
を吸収して、そのエネルギーを酸発生剤(A)あるいは
他の酸発生剤に伝達し、それにより酸の生成量を増加す
る作用を示すもので、感放射線性樹脂組成物のみかけの
感度を向上させる効果を有する。このような増感剤とし
ては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ナフタレ
ン類、ビアセチル、エオシン、ローズベンガル、ピレン
類、アントラセン類、フェノチアジン類等を挙げること
ができる。これらの増感剤は、単独でまたは2種以上を
混合して使用することができる。また、染料あるいは顔
料を配合することにより、露光部の潜像を可視化させ
て、露光時のハレーションの影響を緩和でき、接着助剤
を配合することにより、基板との接着性を改善すること
ができる。さらに、前記以外の添加剤としては、後述す
るアルカリ可溶性樹脂、酸解離性の保護基を有する低分
子のアルカリ溶解性制御剤、ハレーション防止剤、保存
安定化剤、消泡剤等を挙げることができる。
【0249】−組成− 以下に、本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物における
主な成分の使用量ないし配合量を示す。酸発生剤(A)
と他の酸発生剤との合計使用量は、レジストとしての感
度および現像性を確保する観点から、樹脂(B)100
重量部に対して、通常、0.1〜10重量部、好ましく
は0.5〜8重量部である。この場合、酸発生剤(A)
の使用量が0.1重量部未満では、感度および現像性が
低下する傾向があり、一方10重量部を超えると、放射
線に対する透明性が低下して、矩形のレジストパターン
を得られ難くなる傾向がある。また、酸拡散制御剤の配
合量は、樹脂(B)100重量部に対して、通常、15
重量部以下、好ましくは10重量部以下、さらに好まし
くは5重量部以下である。この場合、酸拡散制御剤の配
合量が15重量部を超えると、レジストとしての感度や
露光部の現像性が低下する傾向がある。なお、酸拡散制
御剤の配合量が0.001重量部未満であると、プロセ
ス条件によっては、レジストとしてのパターン形状や寸
法忠実度が低下するおそれがある。また、脂環族添加剤
の配合量は、樹脂(B)100重量部に対して、通常、
50重量部以下、好ましくは30重量部以下である。こ
の場合、脂環族添加剤の配合量が50重量部を超える
と、レジストとしての耐熱性が低下する傾向がある。ま
た、界面活性剤の配合量は、全酸発生剤成分と樹脂
(B)との合計100重量部に対して、通常、2重量部
以下である。また、増感剤の配合量は、感放射線性樹脂
組成物中の全樹脂成分100重量部に対して、通常、5
0重量部以下、好ましくは30重量部以下である。本発
明のポジ型感放射線性樹脂組成物は、特に化学増幅型ポ
ジ型レジストとして有用である。
【0250】ネガ型感放射線性樹脂組成物 本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物は、(A)酸発生
剤(A1)、酸発生剤(A2)および酸発生剤(A3)
の群から選ばれる感放射線性酸発生剤(以下、「酸発生
剤(A)」ともいう。)、並びに(C)アルカリ可溶性
樹脂(以下、「樹脂(C)」という。)および(D)酸
の存在下でアルカリ可溶性樹脂を架橋しうる化合物(以
下、「架橋剤(D)」という。)を含有することを特徴
とするネガ型感放射線性樹脂組成物、からなる。
【0251】−樹脂(C)− 以下、樹脂(C)について説明する。樹脂(C)は、ア
ルカリ現像液と親和性を示す酸性官能基、好ましくはカ
ルボキシル基および/またはフェノール性水酸基を有す
る、アルカリ現像液に可溶な樹脂である。樹脂(C)と
しては、5−カルボキシビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト
−2−エン、5−カルボキシメトキシカルボニルビシク
ロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジカルボ
キシビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6
−ジ(カルボキシメトキシカルボニル)ビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、8−カルボキシテトラシク
ロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、
8−カルボキシメトキシカルボニルテトラシクロ[ 4.
4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,9−
ジカルボキシテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .1
7,10 ]ドデカ−3−エン、8,9−ジ(カルボキシメト
キシカルボニル)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5
7,10 ]ドデカ−3−エン等のカルボキシル基含有ノル
ボルネン誘導体類;o−ヒドロキシスチレン、m−ヒド
ロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロ
キシ−α−メチルスチレン、m−ヒドロキシ−α−メチ
ルスチレン、p−ヒドロキシ−α−メチルスチレン等の
フェノール性水酸基含有芳香族ビニル化合物類;(メ
タ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸等
の不飽和カルボン酸類;前記樹脂(B)について例示し
た有橋式炭化水素骨格を有していてもよい不飽和カルボ
ン酸のカルボキシル基含有エステル類等のカルボキシル
基含有単量体に由来する繰返し単位を1種以上有するカ
ルボキシル基含有付加重合系樹脂のほか、ノボラック樹
脂等のフェノール性水酸基含有重縮合系樹脂等を挙げる
ことができる。
【0252】これらの樹脂(C)のうち、カルボキシル
基含有ノルボルネン誘導体類、不飽和カルボン酸類およ
び有橋式炭化水素骨格を有していてもよい不飽和カルボ
ン酸のカルボキシル基含有エステル類の群から選ばれる
カルボキシル基含有単量体に由来する繰返し単位を1種
以上有する樹脂(以下、「樹脂(C1)」という。)等
が好ましい。樹脂(C1)は、カルボキシル基含有ノル
ボルネン誘導体類、不飽和カルボン酸類および有橋式炭
化水素骨格を有していてもよい不飽和カルボン酸のカル
ボキシル基含有エステル類に由来する繰返し単位以外の
繰返し単位(以下、「他の繰返し単位(ii) 」とい
う。)を1種以上有することもできる。他の繰返し単位
(ii) を与える単量体としては、例えば、前記樹脂
(B)について例示した他の繰返し単位(i)を与える
単量体と同様の化合物等を挙げることができる。これら
の他の繰返し単位(ii)のうち、ビシクロ[ 2.2.1
]ヘプト−2−エンやその誘導体、テトラシクロ [4.
4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エンやその誘導
体、有橋式炭化水素骨格を有する単官能性単量体、有橋
式炭化水素骨格を有する多官能性単量体等の有橋式炭化
水素骨格を有する単量体、前記式(14)で表される化
合物に由来する単位等が好ましい。
【0253】樹脂(C1)において、カルボキシル基を
含有する繰返し単位の含有率は、常、10〜100モ
ル%、好ましくは20〜100モル%である。樹脂
(C)のMwは、通常、1,000〜150,000、
好ましくは3,000〜100,000である。また、
樹脂(C)のMw/Mnは、通常、1〜10、好ましく
は1〜5である。樹脂(C)は、フェノール性水酸基含
有芳香族ビニル化合物類に由来する繰返し単位を含有す
る樹脂や、ノボラック樹脂のように、炭素−炭素不飽和
結合を含有する場合、水素添加物として用いることもで
きる。この場合の水素添加率は、炭素−炭素不飽和結合
の、通常、70%以下、好ましくは50%以下、さらに
好ましくは40%以下である。この場合、水素添加率が
70%を超えると、アルカリ可溶性樹脂のアルカリ現像
液による現像特性が低下するおそれがある。本発明にお
いて、樹脂(C)は、単独でまたは2種以上を混合して
使用することができる。
【0254】−架橋剤(D)− 以下、架橋剤(D)について説明する。本発明における
架橋剤(D)は、酸、例えば露光により生じた酸の存在
下で、樹脂(C)を架橋しうる化合物である。架橋剤
(D)としては、例えば、樹脂(C)との架橋反応性を
有する1種以上の置換基(以下、「架橋性置換基」とい
う。)を有する化合物を挙げることができる。前記架橋
性置換基としては、例えば、グリシジルエーテル基、グ
リシジルエステル基、グリシジルアミノ基、メトキシメ
チル基、エトキシメチル基、ベンジルオキシメチル基、
ジメチルアミノメチル基、ジエチルアミノメチル基、ジ
メチロールアミノメチル基、ジエチロールアミノメチル
基、モルホリノメチル基、アセトキシメチル基、ベンゾ
イロキシメチル基、ホルミル基、アセチル基、ビニル
基、イソプロペニル基等を挙げることができる。
【0255】架橋剤(D)としては、例えば、ビスフェ
ノールA系エポキシ化合物、ビスフェノールF系エポキ
シ化合物、ビスフェノールS系エポキシ化合物、ノボラ
ック樹脂系エポキシ化合物、レゾール樹脂系エポキシ化
合物、ポリ(ヒドロキシスチレン)系エポキシ化合物、
メチロール基含有メラミン化合物、メチロール基含有ベ
ンゾグアナミン化合物、メチロール基含有尿素化合物、
メチロール基含有フェノール化合物、アルコキシアルキ
ル基含有メラミン化合物、アルコキシアルキル基含有ベ
ンゾグアナミン化合物、アルコキシアルキル基含有尿素
化合物、アルコキシアルキル基含有フェノール化合物、
カルボキシメチル基含有メラミン樹脂、カルボキシメチ
ル基含有ベンゾグアナミン樹脂、カルボキシメチル基含
有尿素樹脂、カルボキシメチル基含有フェノール樹脂、
カルボキシメチル基含有メラミン化合物、カルボキシメ
チル基含有ベンゾグアナミン化合物、カルボキシメチル
基含有尿素化合物、カルボキシメチル基含有フェノール
化合物等を挙げることができる。
【0256】これらの架橋剤(D)のうち、メチロール
基含有フェノール化合物、メトキシメチル基含有メラミ
ン化合物、メトキシメチル基含有フェノール化合物、メ
トキシメチル基含有グリコールウリル化合物、メトキシ
メチル基含有ウレア化合物およびアセトキシメチル基含
有フェノール化合物が好ましく、さらに好ましくはメト
キシメチル基含有メラミン化合物(例えばヘキサメトキ
シメチルメラミン等)、メトキシメチル基含有グリコー
ルウリル化合物、メトキシメチル基含有ウレア化合物等
である。メトキシメチル基含有メラミン化合物は、CY
MEL300、CYMEL301、CYMEL303、
CYMEL305(三井サイアナミッド(株)製)等の
商品名で、メトキシメチル基含有グリコールウリル化合
物はCYMEL1174(三井サイアナミッド(株)
製)等の商品名で、またメトキシメチル基含有ウレア化
合物は、MX290(三和ケミカル(株)製)等の商品
名で市販されている。
【0257】架橋剤(D)としては、さらに、樹脂
(C)中の酸性官能基に前記架橋性置換基を導入し、架
橋剤としての性質を付与した化合物も好適に使用するこ
とができる。その場合の架橋性官能基の導入率は、架橋
性官能基や該基が導入される樹脂(C)の種類により一
概には規定できないが、樹脂(C)中の全酸性官能基に
対して、通常、5〜60モル%、好ましくは10〜50
モル%、さらに好ましくは15〜40モル%である。こ
の場合、架橋性官能基の導入率が5モル%未満では、残
膜率の低下、パターンの蛇行や膨潤等を来しやすくなる
傾向があり、一方60モル%を超えると、現像性が悪化
する傾向がある。
【0258】−添加剤− 本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物には、必要に応じ
て、前記他の酸発生剤のほか、酸拡散制御剤、酸解離性
基を有する脂環族添加剤、界面活性剤、増感剤等の各種
の添加剤を配合することができる。これらの酸拡散制御
剤、酸解離性基を有する脂環族添加剤、界面活性剤、増
感剤としては、例えば、前記ポジ型感放射線性樹脂組成
物について例示した各成分と同様のものを挙げることが
できる。また、染料あるいは顔料を配合することによ
り、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーショ
ンの影響を緩和でき、接着助剤を配合することにより、
基板との接着性を改善することができる。さらに、前記
以外の添加剤としては、前記樹脂(B)等の酸解離性基
含有樹脂、ハレーション防止剤、保存安定化剤、消泡剤
等を挙げることができる。
【0259】−組成− 以下に、本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物における
主な成分の使用量ないし配合量を示す。酸発生剤(A)
と他の酸発生剤との合計使用量は、レジストとしての感
度および現像性を確保する観点から、樹脂(C)100
重量部に対して、通常、0.1〜15重量部、好ましく
は0.1〜10重量部である。この場合、前記合計使用
量が0.1重量部未満では、感度および現像性が低下す
る傾向があり、一方15重量部を超えると、放射線に対
する透明性が低下して、矩形のレジストパターンを得ら
れ難くなる傾向がある。また、架橋剤(D)の配合量
は、樹脂(C)100重量部に対して、通常、5〜95
重量部、好ましくは15〜85重量部、特に好ましくは
20〜75重量部である。この場合、架橋剤(D)の配
合量が5重量部未満では、残膜率の低下、パターンの蛇
行や膨潤等を来しやすくなる傾向があり、一方95重量
部を超えると、現像性が低下する傾向がある。また、酸
拡散制御剤の配合量は、樹脂(C)100重量部に対し
て、通常、15重量部以下、好ましくは10重量部以
下、さらに好ましくは5重量部以下である。この場合、
酸拡散制御剤の配合量が15重量部を超えると、レジス
トとしての感度や露光部の現像性が低下する傾向があ
る。なお、酸拡散制御剤の配合量が0.001重量部未
満であると、プロセス条件によっては、レジストとして
のパターン形状や寸法忠実度が低下するおそれがある。
また、脂環族添加剤の配合量は、樹脂(C)100重量
部に対して、通常、50重量部以下、好ましくは30重
量部以下である。この場合、脂環族添加剤の配合量が5
0重量部を超えると、レジストとしての耐熱性が低下す
る傾向がある。また、界面活性剤の配合量は、全酸発生
剤成分と樹脂(C)との合計100重量部に対して、通
常、2重量部以下である。また、増感剤の配合量は、感
放射線性樹脂組成物中の全樹脂成分100重量部に対し
て、通常、50重量部以下、好ましくは30重量部以下
である。本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物は、特に
化学増幅型ネガ型レジストとして有用である。
【0260】組成物溶液の調製 本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物およびネガ型感放
射線性樹脂組成物は、普通、その使用に際して、全固形
分濃度が、通常、5〜50重量%、好ましくは10〜2
5重量%となるように、溶剤に溶解したのち、例えば孔
径0.2μm程度のフィルターでろ過することによっ
て、組成物溶液として調製される。前記組成物溶液の調
製に使用される溶剤としては、例えば、2−ブタノン、
2−ペンタノン、3−メチル−2−ブタノン、2−ヘキ
サノン、4−メチル−2−ペンタノン、3−メチル−2
−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、2−
ヘプタノン、2−オクタノン等の直鎖状もしくは分岐状
のケトン類;シクロペンタノン、3−メチルシクロペン
タノン、シクロヘキサノン、2−メチルシクロヘキサノ
ン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、イソホロン等
の環状のケトン類;プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエ
ーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−n−プ
ロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ
−i−プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコ
ールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、プロピレン
グリコールモノ−i−ブチルエーテルアセテート、プロ
ピレングリコールモノ−sec−ブチルエーテルアセテ
ート、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテル
アセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエー
テルアセテート類;2−ヒドロキシプロピオン酸メチ
ル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキ
シプロピオン酸n−プロピル、2−ヒドロキシプロピオ
ン酸i−プロピル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−ブ
チル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−ブチル、2−ヒ
ドロキシプロピオン酸sec−ブチル、2−ヒドロキシ
プロピオン酸t−ブチル等の2−ヒドロキシプロピオン
酸アルキル類;3−メトキシプロピオン酸メチル、3−
メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン
酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等の3−ア
ルコキシプロピオン酸アルキル類のほか、
【0261】n−プロピルアルコール、i−プロピルア
ルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコー
ル、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチ
ルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、
エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチ
レングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレン
グリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジ
エチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピ
ルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエー
テル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルア
セテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、
プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレン
グリコールモノ−n−プロピルエーテル、トルエン、キ
シレン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチ
ル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−
ヒドロキシ−3−メチル酪酸メチル、3−メトキシブチ
ルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテ
ート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネー
ト、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、酢酸
エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、アセト酢
酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピル
ビン酸エチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチ
ルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ベン
ジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノエチルエーテル、カプロン酸、カプリル酸、
1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコー
ル、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチ
ル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エ
チレン、炭酸プロピレン等を挙げることができる。
【0262】これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を
混合して使用することができるが、就中、直鎖状もしく
は分岐状のケトン類、環状のケトン類、プロピレングリ
コールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロ
キシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオ
ン酸アルキル類等が好ましい。
【0263】レジストパターンの形成方法 本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物を用いた化学増幅
型ポジ型レジストにおいては、露光により酸発生剤
(A)等から発生した酸の作用によって、樹脂(B)中
の酸解離性基が解離して、酸性官能基、好ましくはカル
ボキシル基を生じ、その結果、レジストの露光部がアル
カリ現像液に対して可溶性となり、該露光部がアルカリ
現像液によって溶解、除去されて、ポジ型のレジストパ
ターンが得られる。また、本発明のネガ型感放射線性樹
脂組成物を用いた化学増幅型ポジ型レジストにおいて
は、露光により酸発生剤(A)等から発生した酸の作用
によって、架橋剤(D)による樹脂(C)の架橋反応が
生じ、その結果、レジストの露光部がアルカリ現像液に
対して不溶性となり、未露光部がアルカリ現像液によっ
て溶解、除去されて、ネガ型のレジストパターンが得ら
れる。
【0264】本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物およ
びネガ型感放射線性樹脂組成物からレジストパターンを
形成する際には、組成物溶液を、回転塗布、流延塗布、
ロール塗布等の適宜の塗布手段によって、例えば、シリ
コンウエハー、アルミニウムで被覆されたウエハー等の
基板上に塗布することにより、レジスト被膜を形成し、
場合により予め加熱処理(以下、「PB」という。)を
行ったのち、所定のレジストパターンを形成するように
該レジスト被膜に露光する。その際に使用される放射線
としては、可視光線、紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒
子線等を適宜選定して使用されるが、特にArFエキシ
マレーザー(波長193nm)に代表される遠紫外線が
好ましい。本発明においては、露光後に加熱処理(以
下、「PEB」という。)を行うことが好ましい。この
PEBにより、樹脂(B)中の酸解離性基の解離反応お
よび樹脂(C)の架橋反応が円滑に進行する。PEBの
加熱条件は、感放射線性樹脂組成物の配合組成によって
変わるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜1
70℃である。
【0265】本発明においては、感放射線性樹脂組成物
の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば特公平6−
12452号公報等に開示されているように、使用され
る基板上に有機系あるいは無機系の反射防止膜を形成し
ておくこともでき、また環境雰囲気中に含まれる塩基性
不純物等の影響を防止するため、例えば特開平5−18
8598号公報等に開示されているように、レジスト被
膜上に保護膜を設けることもでき、あるいはこれらの技
術を併用することもできる。次いで、露光されたレジス
ト被膜を現像することにより、所定のレジストパターン
を形成する。現像に使用される現像液としては、例え
ば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウ
ム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモ
ニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチル
アミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、
メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエ
タノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビ
シクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジ
アザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカ
リ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ性水溶
液が好ましい。前記アルカリ性水溶液の濃度は、通常、
10重量%以下である。この場合、アルカリ性水溶液の
濃度が10重量%を超えると、非露光部も現像液に溶解
するおそれがあり好ましくない。
【0266】また、前記アルカリ性水溶液からなる現像
液には、例えば有機溶媒を添加することもできる。前記
有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケ
トン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シ
クロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6
−ジメチルシクロヘキサノン等の直鎖状、分岐状もしく
は環状のケトン類;メチルアルコール、エチルアルコー
ル、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコー
ル、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、シ
クロペンタノール、シクロヘキサノール、1,4−ヘキ
サンジオール、1,4−ヘキサンジメチロール等のアル
コール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテ
ル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−アミル等
のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素
類や、フェノール、アセトニルアセトン、ジメチルホル
ムアミド等を挙げることができる。これらの有機溶媒
は、単独でまたは2種以上を混合して使用することがで
きる。有機溶媒の使用量は、アルカリ性水溶液に対し
て、100容量%以下が好ましい。この場合、有機溶媒
の使用量が100容量%を超えると、現像性が低下する
傾向がある。また、アルカリ性水溶液からなる現像液に
は、界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、
アルカリ性水溶液からなる現像液で現像したのちは、一
般に、水で洗浄して乾燥する。
【0267】
【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて、本発明の
実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明
は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。こ
こで、部は、特記しない限り重量基準である。実施例お
よび比較例における各測定・評価は、下記の要領で行っ
た。 Mw:東ソー(株)製GPCカラム(G2000HXL 2
本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用
い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶媒テトラヒド
ロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリ
スチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグ
ラフィー(GPC)により測定した。 放射線透過率:組成物溶液を石英ガラス上にスピンコー
トにより塗布し、90℃に保持したホットプレート上で
60秒間PBを行って形成した膜厚1μmのレジスト被
膜について、波長193nmにおける吸光度から、放射
線透過率を算出して、遠紫外線領域における透明性の尺
度とした。 感度:基板として、表面に膜厚520ÅのDeepUV30(ブ
ルワー・サイエンス(BrewerScience)社製)膜を形成
したシリコーンウエハー(ARC)を用い、組成物溶液
を、各基板上にスピンコートにより塗布し、ホットプレ
ート上にて、表2に示す条件でPBを行って形成した膜
厚0.4μmのレジスト被膜に、(株)ニコン製ArF
エキシマレーザー露光装置(レンズ開口数0.55、露
光波長193nm)により、マスクパターンを介して露
光した。その後、表2に示す条件でPEBを行ったの
ち、2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド水溶液(実施例1〜6)または2.38×1/50%
のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(比較
例1)により、25℃で1分間現像し、水洗し、乾燥し
て、ポジ型のレジストパターンを形成した。このとき、
線幅0.18μmのライン・アンド・スペースパターン
(1L1S)を1対1の線幅に形成する露光量を最適露
光量とし、この最適露光量を感度とした。
【0268】解像度:最適露光量で解像される最小のレ
ジストパターンの寸法を、解像度とした。 パターン形状:線幅0.20μmのライン・アンド・ス
ペースパターン(1L1S)の方形状断面の下辺寸法L
1 と上辺寸法L2 とを走査型電子顕微鏡により測定し、
0.85≦L2 /L1 ≦1を満足し、かつパターン形状
が裾を引いていない場合を、パターン形状が“良好”で
あるとし、0.85>L2 /L1 の場合を、パターン形
状が“テーパー状”とした。 保存安定性:調製後23℃で保存した組成物溶液を用い
上記条件でレジスト被膜を形成して評価を行った際、調
製直後の組成物溶液を用いた場合と比較して、解像度
およびパターン形状に変化が認められず、感度の変化
率が5%未満であり、かつ調製直後の組成物溶液を用
いたときと同じ条件で塗布および乾燥を行って形成した
レジスト被膜の膜厚増加量が50Å未満であるという状
態を保持している最長保存日数により、保存安定性を評
価した。
【0269】〔酸発生剤(A)の合成〕 合成例1−1 還流冷却器および滴下ロートを備え、攪拌子を入れて十
分窒素置換した容量2リットルの3つ口フラスコに、硫
化ナトリウム9水和物84.5gとエタノール800ミ
リリットルを仕込み、加熱還流した。その後窒素気流
下、同温度にてよく攪拌しつつ、滴下ロートより、2,
5−ジブロモ−n−ヘキサン78gとエタノール100
ミリリットルとの混合物を、1時間以上かけて徐々に滴
下したのち、同温度にてさらに12時間攪拌を続けた。
その後、ガスクロマトグラフィーにより反応終了を確認
してから、反応混合物を室温まで冷却して、飽和食塩水
2.5リットル中に注ぎ、n−ペンタン200ミリリッ
トルで5回抽出した。その後、有機層を一緒にして、無
水硫酸マグネシウム13gにより乾燥したのち、ビグル
ー管を備えた容量2リットルのナス型フラスコに移し、
n−ペンタンを常圧蒸留して濃縮した。次いで、濃縮残
渣に、メタノール930ミリリットル、ダングステン酸
二ナトリウム2水和物0.37gを加え、氷浴により0
℃に冷却したのち、同温度にてよく攪拌しつつ、滴下ロ
ートより、31重量%過酸化水素水35.1gを1時間
以上かけて徐々に滴下した。滴下終了後、同温度にてさ
らに2時間攪拌を続け、薄層クロマトグラフィーにより
反応終了を確認してから、同温度にてよく攪拌しつつ、
反応混合物に対して、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液25
0ミリリットルを30分以上かけて滴下して、さらに1
時間攪拌を続けた。その後、過酸化物の消失を確認して
から、反応混合物をロータリーエバポレーターにより減
圧濃縮して、大部分のメタノールを留去した。その後、
水層をクロロホルム230ミリリットルで3回抽出し、
有機層を一緒にして、飽和食塩水200ミリリットルで
洗浄したのち、無水硫酸マグネシウム18gで乾燥し
た。その後、ロータリーエバポレーターにより減圧濃縮
したのち、濃縮残渣を減圧蒸留して、2,5−ヘキシレ
ンスルホキシド32.3gを得た。
【0270】合成例1−2 十分乾燥した容量100ミリリットルのナス型フラスコ
に攪拌子を入れ、2,6−ジメチルフェノール1.22
gと五酸化二リン−メタンスルホン酸6.00gを仕込
んで、氷浴により0℃に冷却して攪拌した。その後、反
応混合物に対して、合成例1−1で得た2,5−ヘキシ
レンスルホキシド1.52gを、5分以上かけて滴下
し、同温度にて10分間攪拌したのち、氷浴を除去し、
反応温度を45℃として、さらに4時間攪拌を続けた。
その後、反応混合物を再度氷浴により0℃に冷却し、イ
オン交換水15ミリリットルおよび25重量%アンモニ
ア水4.21gを順次滴下して、反応混合物のpHを7
に調整したのち、氷浴を除去して、25℃にて1時間攪
拌を続け、その後不溶成分をろ別した。次いで、得られ
たろ液に対して、別途ノナフルオロ−n−ブタンスルホ
ン酸3.6g、25重量%アンモニア水0.87gおよ
びイオン交換水10ミリリットルを混合して調製したノ
ナフルオロ−n−ブタンスルホン酸アンモニウム水溶液
を室温にて加えて、25℃にて5時間攪拌を続けた。そ
の後、生成した白色沈殿をろ別して、イオン交換水で洗
浄し、さらにジエチルエーテルで十分洗浄したのち、沈
殿を真空乾燥して、スルホニウムカチオンが前記式(5
-4) で表される2,5−ヘキシレン−(1−ヒドロキシ
−2,6−ジメチルフェン−4−イル)スルホニウムノ
ナフルオロ−n−ブタンスルホネート2.91gを得
た。この化合物の 1H−NMRスペクトルを、図1に示
す。この化合物を、酸発生剤(A-1) とする。
【0271】合成例2 十分乾燥した容量100ミリリットルのナス型フラスコ
に攪拌子を入れ、1−n−ブトキシナフタレン3.00
gと五酸化二リン−メタンスルホン酸8.9gを仕込ん
で、氷浴により0℃に冷却して攪拌した。その後、反応
混合物に対して、合成例1−1で得た2,5−ヘキシレ
ンスルホキシド2.28gを5分以上かけて滴下し、同
温度にて10分間攪拌したのち、氷浴を除去し、反応温
度を45℃として、さらに4時間攪拌を続けた。その
後、反応混合物を再度氷浴により0℃に冷却し、イオン
交換水25ミリリットルおよび25重量%アンモニア水
6.85gを順次滴下して、反応混合物のpHを7に調
整したのち、氷浴を除去して、25℃にて1時間攪拌を
続け、その後不溶成分をろ別した。次いで、得られたろ
液に対して、別途ノナフルオロ−n−ブタンスルホン酸
5.39g、25重量%アンモニア水1.30gおよび
イオン交換水15ミリリットルを混合して調製したノナ
フルオロ−n−ブタンスルホン酸アンモニウム水溶液を
室温にて加えて、25℃にて5時間攪拌を続けた。その
後、生成した白色沈殿をろ別して、イオン交換水で十分
洗浄したのち、沈殿を真空乾燥して、スルホニウムカチ
オンが前記式(1-24)で表される2,5−ヘキシレン−
(1−n−ブトキシナフタ−4−イル)スルホニウムノ
ナフルオロ−n−ブタンスルホネート4.15gを得
た。この化合物の 1H−NMRスペクトルを、図2に示
す。この化合物を、酸発生剤(A-2) とする。
【0272】合成例3−1 滴下ロートを備え、十分乾燥した容量500ミリリット
ルのナス型フラスコに攪拌子を入れ、2−ノルボルナン
メタノール10g、乾燥ジクロロメタン150ミリリッ
トルおよびトリエチルアミン24gを仕込み、氷浴によ
り0℃に冷却して攪拌した。その後同温度にて、反応混
合物にメタンスルホニルクロリド12gを15分以上か
けて滴下し、同温度にて20分間攪拌したのち、氷浴を
除去して、25℃にて1時間攪拌を続けた。その後、薄
層クロマトグラフィーにより反応終了を確認してから、
反応混合物を再度氷浴により0℃に冷却し、激しく攪拌
しつつ、氷80gと1M塩酸70ミリリットルを加え
て、さらに10分間攪拌したのち、有機層を分離した。
その後、水層をジクロロメタン80ミリリットルで2回
抽出し、有機層を一緒にして、飽和炭酸水素ナトリウム
水溶液120ミリリットルで洗浄し、さらに飽和食塩水
170ミリリットルで洗浄したのち、無水硫酸マグネシ
ウム11gで乾燥した。その後、ロータリーエバポレー
ターにより減圧濃縮したのち、濃縮残渣を減圧蒸留し
て、ノルボルナン−2−メシルメチル17gを得た。
【0273】次いで、還流冷却器を備え、攪拌子を入れ
た容量1リットルのナス型フラスコに、ノルボルナン−
2−メシルメチル17g、1−ナフトール11g、無水
炭酸カリウム30gおよびN,N−ジメチルホルムアミ
ド500ミリリットルを仕込み、135℃にて3時間攪
拌を続けた。その後、薄層クロマトグラフィーにより反
応終了を確認してから、反応混合物を25℃まで冷却
し、飽和食塩水3リットルを注いだのち、水層をn−ヘ
キサン250ミリリットルで5回抽出した。その後、有
機層を一緒にして、飽和食塩水300ミリリットルで洗
浄したのち、無水硫酸マグネシウム15gで乾燥した。
その後、ロータリーエバポレーターにより減圧濃縮した
のち、濃縮残渣をカラムクロマトグラフィーにより精製
して、1−(2−ノルボルニルメトキシ)ナフタレン1
2.6gを得た。
【0274】合成例3−2 十分乾燥した容量100ミリリットルのナス型フラスコ
に攪拌子を入れ、合成例3−1で得た1−(2−ノルボ
ルニルメトキシ)ナフタレン2.52gと五酸化二リン
−メタンスルホン酸6.00gを仕込んで、氷浴により
0℃に冷却して攪拌した。その後、反応混合物に対し
て、テトラメチレンスルホキド1.20gを5分以上か
けて滴下し、同温度にて20分間攪拌したのち、氷浴を
除去し、反応温度を25℃として、さらに1時間攪拌を
続けた。その後、反応混合物を再度氷浴により0℃に冷
却し、イオン交換水20ミリリットルおよび25重量%
アンモニア水4.21gを順次滴下して、反応混合物の
pHを7に調整したのち、氷浴を除去して、25℃にて
1時間攪拌を続け、その後不溶成分をろ別した。次い
で、得られたろ液に対して、別途ノナフルオロ−n−ブ
タンスルホン酸3.60g、25重量%アンモニア水
0.87gおよびイオン交換水10ミリリットルを混合
して調製したノナフルオロ−n−ブタンスルホン酸アン
モニウム水溶液を室温にて加えて、25℃にて5時間攪
拌を続けた。その後、生成した白色沈殿をろ別して、イ
オン交換水で洗浄し、さらにn−ヘキサンで十分洗浄し
たのち、沈殿を真空乾燥して、スルホニウムカチオンが
前記式(1-27)で表される1,4−ブチレン〔1−(2
−ノルボルニルメトキシ)ナフタ−4−イル)スルホニ
ウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート3.17g
を得た。この化合物の1H−NMRスペクトルを、図3
に示す。この化合物を、酸発生剤(A-3) とする。
【0275】合成例4−1 容量500ミリリットルのナス型フラスコに攪拌子を入
れ、10重量%のパラジウムを含むカーボンブラック1
g、5−ノルボルネン−2−エキソ−3−エキソジメタ
ノール10g、メタノール260ミリリットルおよびギ
酸アンモニウム17.5gを仕込み、室温にて3時間攪
拌したのち、反応混合物をセライトを敷いたガラスフィ
ルターを用いて吸引ろ過し、さらにろ過残渣を酢酸エチ
ル100ミリリットルで洗浄した。その後、ろ液と洗液
を一緒にして、ロータリーエバポレーターにより減圧濃
縮したのち、濃縮残渣を減圧乾燥して、ノルボルナン−
2,3−ジメタノール10gを得た。
【0276】合成例4−2 滴下ロートを備え、十分乾燥した容量500ミリリット
ルのナス型フラスコに攪拌子を入れ、合成例4−1で得
たノルボルナン−2,3−ジメタノール9g、乾燥ジク
ロロメタン300ミリリットルおよびトリエチルアミン
17.5gを仕込み、氷浴により0℃に冷却して攪拌し
た。その後同温度にて、反応混合物にメタンスルホニル
クロリド15.8gを20分以上かけて滴下し、同温度
にて20分間攪拌したのち、氷浴を除去して、25℃に
て2時間攪拌を続けた。その後、薄層クロマトグラフィ
ーにより反応終了を確認してから、反応混合物を再度氷
浴により0℃に冷却し、激しく攪拌しつつ、氷100g
と1M塩酸100ミリリットルを加えて、さらに10分
間攪拌したのち、有機層を分離した。その後、水層をジ
クロロメタン100ミリリットルで2回抽出し、有機層
を一緒にして、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液150ミ
リリットルで洗浄し、さらに飽和食塩水200ミリリッ
トルで洗浄したのち、無水硫酸マグネシウム20gで乾
燥した。その後、ロータリーエバポレーターにより減圧
濃縮したのち、濃縮残渣を減圧蒸留して、ノルボルナン
−2,3−ジ(メシルメチル)17.4gを得た。
【0277】合成例4−3 還流冷却器および滴下ロートを備え、攪拌子を入れて十
分窒素置換した容量500ミリリットルの3つ口フラス
コに、硫化ナトリウム9水和物16.1gとN−メチル
ピロリドン200ミリリットルを仕込み、110℃に加
熱した。その後窒素気流下、同温度にてよく攪拌しつ
つ、滴下ロートより、合成例4−2で得たノルボルナン
−2,3−ジ(メシルメチル)17.4gをN−メチル
ピロリドン150ミリリットルに溶解した溶液を、1.
5時間以上かけて徐々に滴下したのち、同温度にてさら
に10時間攪拌を続けた。その後、薄層クロマトグラフ
ィーにより反応終了を確認してから、反応混合物を室温
まで冷却して、飽和食塩水700ミリリットル中に注
ぎ、n−ヘキサン150ミリリットルで4回抽出した。
その後、有機層を一緒にして、飽和食塩水200ミリリ
ットルで洗浄して、無水硫酸マグネシウム15gにより
乾燥したのち、ロータリーエバポレーターにより減圧濃
縮した。
【0278】次いで、濃縮残渣を、滴下ロートを備え、
攪拌子を入れた容量500ミリリットルのナス型フラス
コに移し、メタノール250ミリリットルとダングステ
ン酸二ナトリウム2水和物0.11gを加え、氷浴によ
り0℃に冷却したのち、同温度にてよく攪拌しつつ、滴
下ロートより、31重量%過酸化水素水7.3gを20
分以上かけて滴下した。滴下終了後、同温度にてさらに
1時間攪拌を続け、薄層クロマトグラフィーにより反応
終了を確認してから、同温度にてよく攪拌しつつ、反応
混合物に対して、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液150ミ
リリットルを30分以上かけて滴下して、さらに1時間
攪拌を続けた。その後、過酸化物の消失を確認してか
ら、反応混合物をロータリーエバポレーターにより減圧
濃縮して、大部分のメタノールを留去した。その後、水
層をクロロホルム100ミリリットルで3回抽出し、有
機層を一緒にして、飽和食塩水150ミリリットルで洗
浄したのち、無水硫酸マグネシウム14gで乾燥した。
その後、ロータリーエバポレーターにより減圧濃縮した
のち、蒸留残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲ
ル充填、展開液:酢酸エチル)により精製して、対応す
るノルボルナン−2,3−ジメチレンスルホキシド6.
6gを得た。
【0279】合成例4−4 十分乾燥した容量50ミリリットルのナス型フラスコに
攪拌子を入れ、1−n−ブトキシナフタレン1.00g
と五酸化二リン−メタンスルホン酸3.00gを仕込ん
で、氷浴により0℃に冷却して攪拌した。その後、反応
混合物に対して、合成例4−3で得たノルボルナン−
2,3−ジメチレンスルホキシド0.94gを、5分以
上かけて滴下し、同温度にて20分間攪拌したのち、氷
浴を除去し、反応温度を25℃として、さらに1時間攪
拌を続けた。その後、反応混合物を再度氷浴により0℃
に冷却し、イオン交換水15ミリリットルおよび25重
量%アンモニア水2.12gを順次滴下して、反応混合
物のpHを7に調整したのち、氷浴を除去して、25℃
にて1時間攪拌を続け、その後不溶成分をろ別した。次
いで、得られたろ液に対して、別途ノナフルオロ−n−
ブタンスルホン酸1.80、25重量%アンモニア水
0.435gおよびイオン交換水7ミリリットルを混合
して調製したノナフルオロ−n−ブタンスルホン酸アン
モニウム水溶液を室温にて加えて、25℃にて5時間攪
拌を続けた。その後、生成した白色沈殿をろ別して、イ
オン交換水で洗浄し、さらにn−ヘキサンで十分洗浄し
たのち、沈殿を真空乾燥して、スルホニウムカチオンが
前記式(4-21)で表されるノナフルオロ−n−ブタンス
ルホネート0.585gを得た。この化合物の 1H−N
MRスペクトルを、図4に示す。この化合物を、酸発生
剤(A-4) とする。
【0280】〔樹脂(B)の製造〕 合成例5 ノルボルネン4.5g、無水マレイン酸9g、8−ヒド
ロキシテトラシクロ[4.4.0.12,5 .17,10 ]ド
デカ−3−エン14gおよびメタクリル酸2−メチル−
2−アダマンチル22gをテトラヒドロフラン50gに
溶解して均一溶液とし、窒素を30分間吹き込んだの
ち、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル3g
加えて、65℃に加熱した。その後、同温度にて6時間
攪拌して重合した。重合終了後、反応溶液を室温まで冷
却し、テトラヒドロフラン50gを加えて希釈したの
ち、n−ヘキサン1,000ミリリットル中に投入し
て、樹脂を白色の粉体として析出させて、回収した。こ
の樹脂は、ノルボルネン、無水マレイン酸、8−ヒドロ
キシテトラシクロ[4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデ
カ−3−エンおよびメタクリル酸2−メチル−2−アダ
マンチルの共重合モル比が15/30/25/30、M
wが6,600の共重合体であった。この樹脂を、樹脂
(B-1) とする。
【0281】合成例6 5−(2−ノルボルニル−2−n−プロポキシカルボニ
ル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン15g、
無水マレイン酸8g、8−ヒドロキシテトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン14.
5gおよびアクリル酸3−ヒドロキシアダマンチル12
gをテトラヒドロフラン50gに溶解して均一溶液と
し、窒素を30分間吹き込んだのち、重合開始剤として
アゾビスイソブチロニトリル2.6g加えて、65℃に
加熱した。その後、同温度にて6時間攪拌して重合し
た。重合終了後、反応溶液を室温まで冷却し、テトラヒ
ドロフラン50gを加えて希釈したのち、n−ヘキサン
1,000ミリリットル中に投入して、樹脂を白色の粉
体として析出させて、回収した。この樹脂は、5−(2
−ノルボルニル−2−プロポキシカルボニル)ビシクロ
[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、無水マレイン酸、8
−ヒドロキシテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .1
7,10 ]ドデカ−3−エンおよびアクリル酸3−ヒドロキ
シ−1−アダマンチルの共重合モル比が20/30/3
0/20、Mwが6,800の共重合体であった。この
樹脂を、樹脂(B-2) とする。
【0282】合成例7 窒素置換した容量100ミリリットルの耐圧重合瓶中
で、ノルボルネン5g、5−t−ブトキシカルボニルビ
シクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン5gおよび5−
〔2−ヒドロキシ−2,2−ジ(トリフルオロメチル)
エチル〕ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン5g
を1,2−ジクロロエタン15ミリリットルに溶解して
均一溶液とした。その後、下記式(18)で表されるP
d錯体27mgおよびヘキサフルオロアンチモン酸銀4
0mgを1,2−ジクロロエタン1ミリリットルに溶解
して調製した触媒溶液を加え、30℃で6時間重合し
た。重合終了後、反応溶液を室温まで冷却したのち、多
量のメタノール中に投入して、樹脂を白色の粉体として
析出させて、回収した。この樹脂は、ノルボルネン5
g、5−t−ブトキシカルボニルビシクロ[ 2.2.1
]ヘプト−2−エンおよび5−〔2−ヒドロキシ−2,
2−ジ(トリフルオロメチル)エチル〕ビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エンの共重合モル比が30/40
/30、Mwが5,800の共重合体であった。この樹
脂を、樹脂(B-3) とする。
【0283】
【化132】
【0284】合成例8 下記式(19)で表される化合物14.5g、メタクリ
ル酸2−メチル−2−アダマンチル20.5gおよびア
クリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル14.5g
をテトラヒドロフラン50gに溶解して均一溶液とし、
窒素を30分間吹き込んだのち、重合開始剤としてアゾ
ビスイソブチロニトリル2g加えて、65℃に加熱し
た。その後、同温度にて6時間攪拌して重合した。重合
終了後、反応溶液を室温まで冷却し、テトラヒドロフラ
ン50gを加えて希釈したのち、n−ヘキサン1,00
0ミリリットル中に投入して、樹脂を白色の粉体として
析出させて、回収した。この樹脂は、式(19)で表さ
れる化合物、メタクリル酸2−メチル−2−アダマンチ
ルおよびアクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル
の共重合モル比が30/40/30、Mwが5,900
の共重合体であった。この樹脂を、樹脂(B-4) とす
る。
【0285】
【化133】
【0286】合成例9 5−カルボキシビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エ
ン29.2gおよび無水マレイン酸20.8gをテトラ
ヒドロフラン50gに溶解して均一溶液とし、窒素を3
0分間吹き込んだのち、重合開始剤としてアゾビスイソ
ブチロニトリル4.1g加えて、65℃に加熱した。そ
の後、同温度にて6時間攪拌して重合した。重合終了
後、反応溶液を室温まで冷却し、テトラヒドロフラン5
0gを加えて希釈したのち、n−ヘキサン1,000ミ
リリットル中に投入して、樹脂を白色の粉体として析出
させて、回収した。この樹脂は、5−カルボキシビシク
ロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エンおよび無水マレイン
酸の共重合モル比が50/50、Mwが3,000の共
重合体であった。この樹脂を、樹脂(B-5) とする。
【0287】実施例1〜7および比較例1 表1(但し、部は重量基準である。)に示す成分からな
る各組成物溶液について、各種評価を行った。評価結果
を、表3に示す。表1における酸発生剤(A-1) 〜(A
-4) および樹脂(B-1) 〜(B-5) 以外の成分は、下記
の通りである。他の酸発生剤 a-1: トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタン
スルホネート a-2: ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム
パーフルオロ−n−オクタンスルホネート a-3: ノナフルオロ−n−ブタンスルホニルビシクロ
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジ
イミド
【0288】酸拡散制御剤 α-1: トリ−n−オクチルアミン α-2: ジシクロヘキシルメチルアミン α-3: 3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール α-4: N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシル
アミン α-5: N−t−ブトキシカルボニル−2−フェニルベ
ンズイミダゾール他の添加剤 β-1: デオキシコール酸t−ブチル β-2: 1,3−アダマンタンジカルボン酸ジ−t−ブ
チル β-3: デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチ
溶剤 γ-1: 2−ヘプタノン γ-2: シクロヘキサノン γ-3: プロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート γ-4: 3−エトキシプロピオン酸エチル
【0289】
【表1】
【0290】
【表2】
【0291】
【表3】
【0292】
【発明の効果】本発明の酸発生剤(A1)、酸発生剤
(A2)、酸発生剤(A4)、酸発生剤(A5)、酸発
生剤(A6)および酸発生剤(A7)は、特に、ポジ型
およびネガ型の感放射線性樹脂組成物における感放射線
性酸発生剤として極めて有用である。本発明のポジ型お
よびネガ型の感放射線性樹脂組成物は、活性放射線、特
にArFエキシマレーザー(波長193nm)に代表さ
れる遠紫外線に感応する化学増幅型レジストとして、放
射線に対する透明性が高く、感度、解像度がともに優れ
るとともに、組成物溶液としての保存時に暗反応や異物
の発生を来たすことがなく、しかもパターン形状等のレ
ジストとしての基本物性に優れており、今後さらに微細
化が進行すると予想される半導体素子の製造に極めて好
適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】合成例1−2で得た酸発生剤(A-1) の 1H−
NMRスペクトルを示す図である。
【図2】合成例2で得た酸発生剤(A-2) の 1H−NM
Rスペクトルを示す図である。
【図3】合成例3−2で得た酸発生剤(A-3) の 1H−
NMRスペクトルを示す図である。
【図4】合成例4−4で得た酸発生剤(A-4) の 1H−
NMRスペクトルを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C07D 333/16 // C07D 333/16 H01L 21/30 502R (72)発明者 石井 寛之 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 (72)発明者 片岡 敦子 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 (72)発明者 梶田 徹 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 Fターム(参考) 2H025 AA01 AA02 AA03 AA11 AB16 AC04 AC08 AD01 AD03 BE07 BE10 BG00 CB41 CC17 4C023 BA07 4J002 BG071 BK001 EV306 FD200 FD206 GP03

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で表される化合物から
    なる感放射線性酸発生剤。 【化1】 〔一般式(1)において、R1 は水酸基、炭素数1〜1
    0の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基、
    −ORa 基または−COORa 基(但し、Ra は炭素数
    1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を
    示す。)を示し、pは0〜7の整数であり、各R2 は相
    互に独立に炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環
    状の1価の炭化水素基を示し、各R3 は相互に独立に水
    素原子または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは
    環状の1価の炭化水素基を示し、X- はスルホン酸アニ
    オンを示す。〕
  2. 【請求項2】 請求項1記載の一般式(1)で表される
    化合物であって、かつR1 がn−ブトキシ基であり、p
    が1であり、2個のR2 がメチル基であり、6個のR3
    が水素原子であり、X- がC4 9 SO3 - である化合
    物からなる感放射線性酸発生剤。
  3. 【請求項3】 下記一般式(2)で表される化合物から
    なる感放射線性酸発生剤。 【化2】 〔一般式(2)において、R4 は−ORb 基または−C
    OORb 基(但し、Rbは炭素数5〜20の有橋脂環式
    骨格を有する1価の基を示す。)を示し、qは0〜7の
    整数であり、各R5 および各R6 は相互に独立に水素原
    子または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状
    の1価の炭化水素基を示し、X- はスルホン酸アニオン
    を示す。〕
  4. 【請求項4】 請求項3記載の一般式(2)で表される
    化合物であって、かつR4 が下記一般式(3)で表され
    る基であり、qが1であり、2個のR5 および6個のR
    6 が水素原子であり、X- がC4 9 SO3 - である化
    合物からなる感放射線性酸発生剤。 【化3】 〔一般式(3)において、各R7 は相互に独立に水素原
    子または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状
    の1価の炭化水素基を示し、mは0〜6の整数であ
    る。〕
  5. 【請求項5】 下記一般式(4)で表される化合物から
    なる感放射線性酸発生剤。 【化4】 〔一般式(4)において、R8 は水酸基、炭素数1〜1
    0の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基、
    −ORc 基または−COORc 基(但し、Rc は炭素数
    1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水
    素基を示す。)を示し、rは0〜7の整数であり、各R
    9 および各R10は相互に独立に水素原子または炭素数1
    〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素
    基を示し、X- はスルホン酸アニオンを示す。〕
  6. 【請求項6】 請求項5記載の一般式(4)で表される
    化合物であって、かつR8 がn−ブトキシ基であり、r
    が1であり、2個のR9 および10個のR10が水素原子
    であり、X- がC4 9 SO3 - である化合物からなる
    感放射線性酸発生剤。
  7. 【請求項7】 下記一般式(5)で表される化合物から
    なる感放射線性酸発生剤。 【化5】 〔一般式(5)において、R11は水酸基、炭素数1〜1
    0の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基、
    −ORd 基または−COORd 基(但し、Rd は炭素数
    1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を
    示す。)を示し、sは0〜5の整数であり、各R12は相
    互に独立に炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環
    状の1価の炭化水素基を示し、各R13は相互に独立に水
    素原子または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは
    環状の1価の炭化水素基を示し、X- はスルホン酸アニ
    オンを示す。〕
  8. 【請求項8】 請求項7記載の一般式(5)で表される
    化合物であって、かつR11が水酸基であり、sが1であ
    り、2個のR12がメチル基であり、6個のR 13が水素原
    子であり、X- がC4 9 SO3 - である化合物からな
    る感放射線性酸発生剤。
  9. 【請求項9】 下記一般式(6)で表される化合物から
    なる感放射線性酸発生剤。 【化6】 〔一般式(6)において、R14は−ORe 基または−C
    OORe 基(但し、Reは炭素数5〜20の有橋脂環式
    骨格を有する1価の基を示す。)を示し、tは0〜5の
    整数であり、各R15および各R16は相互に独立に水素原
    子または炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状
    の1価の炭化水素基を示し、X- はスルホン酸アニオン
    を示す。〕
  10. 【請求項10】 下記一般式(7)で表される化合物か
    らなる感放射線性酸発生剤。 【化7】 〔一般式(7)において、R17は水酸基、炭素数1〜1
    0の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素基、
    −ORf 基または−COORf 基(但し、Rf は炭素数
    1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水
    素基を示す。)を示し、uは0〜5の整数であり、各R
    18および各R19は相互に独立に水素原子または炭素数1
    〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状の1価の炭化水素
    基を示し、X- はスルホン酸アニオンを示す。〕
  11. 【請求項11】 (A)請求項1〜10の何れかに記載
    の化合物の群から選ばれる少なくとも1種からなる感放
    射線性酸発生剤、並びに(B)酸解離性基で保護された
    アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の樹脂であって、
    該酸解離性基が解離したときにアルカリ可溶性となる樹
    脂を含有することを特徴とするポジ型感放射線性樹脂組
    成物。
  12. 【請求項12】 (A)請求項1〜10の何れかに記載
    の化合物の群から選ばれる少なくとも1種からなる感放
    射線性酸発生剤、(C)アルカリ可溶性樹脂、並びに
    (D)酸の存在下でアルカリ可溶性樹脂を架橋しうる化
    合物を含有することを特徴とするネガ型感放射線性樹脂
    組成物。
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