JP2002303986A - レジスト材料及びパターン形成方法 - Google Patents

レジスト材料及びパターン形成方法

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JP2002303986A JP2002012410A JP2002012410A JP2002303986A JP 2002303986 A JP2002303986 A JP 2002303986A JP 2002012410 A JP2002012410 A JP 2002012410A JP 2002012410 A JP2002012410 A JP 2002012410A JP 2002303986 A JP2002303986 A JP 2002303986A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高感度かつ高解像性と十分なPED安定性を
併せ持つPED安定化剤を含有するレジスト材料、及び
該レジスト材料を用いたパターン形成方法を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 チオール誘導体、ジスルフィド誘導体、
チオールスルホナート誘導体から選ばれる少なくとも一
種類を含有することを特徴とするレジスト材料を提供す
る。このレジスト材料は、溶解制御剤及び/又は界面活
性剤を含有してもよい。上記レジスト材料を基板上に塗
布する工程と、加熱処理後フォトマスクを介して高エネ
ルギー線もしくは電子線で露光する工程と、必要に応じ
て加熱処理した後現像液を用いて現像する工程とを含む
ことを特徴とするパターン形成方法も提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】露光前後のアルカリ溶解コン
トラストが大幅に高く、高感度で高解像性を有し、特に
超LSI製造用の微細パターン形成材料として再現性に
優れた化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、LSIの高集積化と高速度化に伴
い、パターンルールの微細化が求められているなか、次
世代の微細加工技術として遠紫外線リソグラフィーが有
望視されている。中でもKrFエキシマレーザー光(波
長248nm)、ArFエキシマレーザー光(波長19
3nm)を光源としたフォトリソグラフィーは、0.3
μm以下の超微細加工に不可欠な技術としてその実現が
切望されている。KrFエキシマレーザー用レジスト材
料では、実用可能レベルの透過性とエッチング耐性を合
わせ持つポリヒドロキシスチレンが事実上の標準ベース
樹脂となっている。ArFエキシマレーザー用レジスト
材料では、ポリアクリル酸又はポリメタクリル酸の誘導
体や脂肪族環状化合物を主鎖に含有する高分子化合物等
の材料が検討されている。いずれの場合にも、アルカリ
可溶性樹脂のアルカリ易溶性部位の一部又は全部を適当
な酸脱離性基で保護するのをその基本形としており、酸
脱離性保護基を種々選択したり、あるいは樹脂とは別
に、相応の機能を有する低分子成分を必要に応じて1種
または複数種配合したりすることにより、レジスト材料
全体としての性能を調整している。
【0003】レジスト材料に配合する機能性低分子成分
の代表的なものとして、光酸発生剤と呼ばれる化合物群
がある。光酸発生剤の構造についてはKrFエキシマレ
ーザー用として種々の提案があるが、ArFエキシマレ
ーザー用としては光酸発生効率、発生酸強度及び遠紫外
線吸収即ち透過率の観点からの制限があるため、KrF
エキシマレーザー用で提案された発生酸強度が高いオニ
ウム塩(F. M. Houlihan et al., Proc.SPIE 3678, pp.
264-274, 1999.、Y. Uetani et al., Proc.SPIE 3678,
pp.510-517, 1999. 等に記載)、あるいは高透過率化を
施したオニウムあるいは非オニウム塩系の光酸発生剤の
提案が一般的である(特開平10−62995号公報、
特開平10−142777号公報、特開平10−319
581号公報、特開平10−133371号公報、特開
平10−73912号公報、特開平10−48814号
公報等に記載)。
【0004】ArFエキシマレーザー用レジストに求め
られる性質としては、量産を鑑みた場合、ArFエキシ
マレーザーが高エネルギー線であることからレンズ硝材
の劣化が懸念されるために、それを防止する上で高感度
であること、ArFエキシマレーザー(波長193n
m)領域で高透明性であること、更にはPED (Post E
xposure Delay)安定性が高いことが挙げられる。ここで
最も量産適用に対して障壁となっている性能に、PED
安定性が低いことが挙げられる。環境に対して不安定で
あったKrFエキシマレーザー用レジストに関するPE
D安定性低下のメカニズム[参考:W. Hinsberg, et a
l., J. Photopolym. Sci. Technol., 6(4),535-546(199
3)]及びPED安定化剤[特開平5−232706号、
特開平5−249683号、特開平7−252214
号、特開平10−20504号公報]の報告は多数ある
が、より環境に対して不安定なArFエキシマレーザー
用レジストのPED安定化剤の報告は殆どなく、この問
題を解決する手段が求められている。従って、パターン
ルールのより一層の微細化が進む中、PED安定性が高
く、高透過率、高感度かつ高解像性のレジスト材料が求
められているのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたもので、(1)高感度かつ高解像性と十分な
PED安定性を併せ持つPED安定化剤を含有するレジ
スト材料、及び(2)該レジスト材料を用いたパターン
形成方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成するため鋭意検討を重ねた結果、ラジカルトラップ剤
として機能するラジカル重合の際に用いられる連鎖移動
剤であるチオール誘導体、ジスルフィド誘導体、チオー
ルスルホナート誘導体から選ばれる少なくとも一種類が
レジスト材料に配合するPED安定化剤として有用であ
ること、特に炭素−炭素二重結合を有さないチオール誘
導体、ジスルフィド誘導体、チオールスルホナート誘導
体から選ばれる少なくとも一種類を含有するレジスト材
料が高透過率、高感度及び高解像性を有すること、そし
てこのレジスト材料が精密な微細加工に極めて有効であ
ることを知見し、本発明をなすに至った。
【0007】即ち、本発明は、チオール誘導体、ジスル
フィド誘導体、チオールスルホナート誘導体から選ばれ
る少なくとも一種類を含有することを特徴とするレジス
ト材料を提供する。このレジスト材料は、溶解制御剤及
び/又は界面活性剤を含有してもよい。また、本発明
は、上記レジスト材料を基板上に塗布する工程と、加熱
処理後フォトマスクを介して高エネルギー線もしくは電
子線で露光する工程と、必要に応じて加熱処理した後現
像液を用いて現像する工程とを含むことを特徴とするパ
ターン形成方法を提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明につき更に詳細に説
明する。本発明のレジスト材料は、好ましくは遠紫外線
(150〜250nm )用レジスト材料、特に好まし
くは190〜200nmの遠紫外線用レジスト材料とし
て用いることができる。
【0009】本発明のレジスト材料は、チオール誘導
体、ジスルフィド誘導体、チオールスルホナート誘導体
から選ばれる少なくとも一種類を含有することを特徴と
する。本発明のレジスト材料は、好ましくは、炭素−炭
素二重結合を有さないチオール誘導体、ジスルフィド誘
導体、チオールスルホナート誘導体から選ばれる少なく
とも一種類を含有する。ここで、チオール誘導体は、メ
ルカプト(−SH)基を有する化合物であり、ジスルフ
ィド誘導体はジスルフィド結合(−S−S−結合)を有
する化合物であり、チオールスルホナート誘導体はチオ
ールスルホナート結合(−S−SO2−結合)を有する
化合物である。炭素−炭素二重結合を有さないチオール
誘導体、ジスルフィド誘導体、チオールスルホナート誘
導体は、C=C結合を有さないチオール誘導体、ジスル
フィド誘導体、チオールスルホナート誘導体である。本
発明のレジスト材料に含有することができるチオール誘
導体、ジスルフィド誘導体、チオールスルホナート誘導
体の具体例を示すが、これに限定されるものではない。
【0010】
【化1】
【0011】本発明のレジスト材料のチオール誘導体、
ジスルフィド誘導体、チオールスルホナート誘導体から
選ばれる少なくとも一種類の配合量は、ベース樹脂10
0重量部に対して、好ましくは0.01〜20重量部、
より好ましくは0.1〜5重量部である。配合量が0.
01重量部未満であるとPED安定化剤としての効果が
十分に得られない場合があり、20重量部を越えると解
像度が低下する場合がある。
【0012】本発明のレジスト材料は、チオール誘導
体、ジスルフィド誘導体、チオールスルホナート誘導体
から選ばれる少なくとも一種類を含有するもので、ポジ
型でも、ネガ型でも、ポジ・ネガ兼用でも良いが、特に
化学増幅レジスト材料、とりわけ化学増幅ポジ型レジス
ト材料とすることが好ましい。ベース樹脂、高エネルギ
ー線もしくは電子線に感応して酸を発生する化合物、有
機溶剤を含む構成とすることができる。
【0013】本発明に使用される樹脂は、波長193n
mの透過率が30%/μm以上である、酸不安定基で保
護されたアルカリ不溶性樹脂またはアルカリ難溶性樹脂
であって、該酸不安定基が解離したときにアルカリ可溶
性となる−(CO)−O−(CO)k−基を有する脂環
式構造からなる樹脂(kは0または1を示す。)であ
る。波長193nmの透過率が30%/μm以上である
ことは、石英基板上に塗布したレジスト膜を透過率測定
器を用いて測定できる。アルカリ不溶性又はアルカリ難
溶性とは、2.38重量%TMAH(テトラメチルアン
モニウムヒドロキシド)水溶液に対する溶解度が0〜2
nm(0〜20Å)/sec未満であり、アルカリ可溶性
とは、20〜300Å/secである。
【0014】本発明で使用されるベース樹脂の具体的な
例としては、下記に示される単位を有する重量平均分子
量1,000〜500,000、好ましくは5,000
〜100,000の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。なお、重量平均分子量
は、ポリスチレン換算でのゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー(GPC)の測定に基づく。
【0015】
【化2】
【0016】
【化3】
【0017】ここで、R001は水素原子、メチル基又は
CH2CO2003を示す。R002は水素原子、メチル基又
はCO2003を示す。R003は炭素数1〜15の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、具体的にはメ
チル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−
ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、t
ert−アミル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、
シクロペンチル基、シクロヘキシル基、エチルシクロペ
ンチル基、ブチルシクロペンチル基、エチルシクロヘキ
シル基、ブチルシクロヘキシル基、アダマンチル基、エ
チルアダマンチル基、ブチルアダマンチル基等を例示で
きる。
【0018】R004は水素原子又は炭素数1〜15のカ
ルボキシ基又は水酸基を含有する1価の炭化水素基を示
し、具体的にはカルボキシエチル、カルボキシブチル、
カルボキシシクロペンチル、カルボキシシクロヘキシ
ル、カルボキシノルボルニル、カルボキシアダマンチ
ル、ヒドロキシエチル、ヒドロキシブチル、ヒドロキシ
シクロペンチル、ヒドロキシシクロヘキシル、ヒドロキ
シノルボルニル、ヒドロキシアダマンチル等が例示でき
る。
【0019】R005〜R008の少なくとも1個は炭素数1
〜15のカルボキシ基又は水酸基を含有する1価の炭化
水素基を示し、残りはそれぞれ独立に水素原子又は炭素
数1〜15の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示
す。炭素数1〜15のカルボキシ基又は水酸基を含有す
る1価の炭化水素基としては、具体的にはカルボキシ、
カルボキシメチル、カルボキシエチル、カルボキシブチ
ル、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、ヒドロキシ
ブチル、2−カルボキシエトキシカルボニル、4−カル
ボキシブトキシカルボニル、2−ヒドロキシエトキシカ
ルボニル、4−ヒドロキシブトキシカルボニル、カルボ
キシシクロペンチルオキシカルボニル、カルボキシシク
ロヘキシルオキシカルボニル、カルボキシノルボルニル
オキシカルボニル、カルボキシアダマンチルオキシカル
ボニル、ヒドロキシシクロペンチルオキシカルボニル、
ヒドロキシシクロヘキシルオキシカルボニル、ヒドロキ
シノルボルニルオキシカルボニル、ヒドロキシアダマン
チルオキシカルボニル等が例示できる。炭素数1〜15
の直鎖状、分岐状、環状のアルキル基としては、具体的
にはR003で例示したものと同様のものが例示できる。
【0020】R005〜R008は互いに環を形成していても
よく、その場合にはR005〜R008の少なくとも1個は炭
素数1〜15のカルボキシ基又は水酸基を含有する2価
の炭化水素基を示し、残りはそれぞれ独立に炭素数1〜
15の直鎖状、分岐状、環状のアルキレン基を示す。炭
素数1〜15のカルボキシ基又は水酸基を含有する2価
の炭化水素基としては、具体的には上記カルボキシ基又
は水酸基を含有する1価の炭化水素基で例示したものか
ら水素原子を1個除いたもの等を例示できる。炭素数1
〜15の直鎖状、分岐状、環状のアルキレン基として
は、具体的にはR003で例示したものから水素原子を1
個除いたもの等を例示できる。
【0021】R009は炭素数3〜15の−CO2−部分構
造を含有する1価の炭化水素基を示し、具体的には2−
オキソオキソラン−3−イル、4,4−ジメチル−2−
オキソオキソラン−3−イル、4−メチル−2−オキソ
オキサン−4−イル、2−オキソ−1,3−ジオキソラ
ン−4−イルメチル、5−メチル−2−オキソオキソラ
ン−5−イル等を例示できる。
【0022】R010〜R013の少なくとも1個は炭素数2
〜15の−CO2−部分構造を含有する1価の炭化水素
基を示し、残りはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1
〜15の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。
炭素数2〜15の−CO2−部分構造を含有する1価の
炭化水素基としては、具体的には2−オキソオキソラン
−3−イルオキシカルボニル、4,4−ジメチル−2−
オキソオキソラン−3−イルオキシカルボニル、4−メ
チル−2−オキソオキサン−4−イルオキシカルボニ
ル、2−オキソ−1,3−ジオキソラン−4−イルメチ
ルオキシカルボニル、5−メチル−2−オキソオキソラ
ン−5−イルオキシカルボニル等を例示できる。炭素数
1〜15の直鎖状、分岐状、環状のアルキル基として
は、具体的にはR003で例示したものと同様のものが例
示できる。
【0023】R010〜R013は互いに環を形成していても
よく、その場合にはR010〜R013の少なくとも1個は炭
素数1〜15の−CO2−部分構造を含有する2価の炭
化水素基を示し、残りはそれぞれ独立に炭素数1〜15
の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示す。炭素
数1〜15の−CO2−部分構造を含有する2価の炭化
水素基としては、具体的には1−オキソ−2−オキサプ
ロパン−1,3−ジイル、1,3−ジオキソ−2−オキ
サプロパン−1,3−ジイル、1−オキソ−2−オキサ
ブタン−1,4−ジイル、1,3−ジオキソ−2−オキ
サブタン−1,4−ジイル等の他、上記−CO2−部分
構造を含有する1価の炭化水素基で例示したものから水
素原子を1個除いたもの等を例示できる。炭素数1〜1
5の直鎖状、分岐状、環状のアルキレン基としては、具
体的にはR003で例示したものから水素原子を1個除い
たもの等を例示できる。
【0024】R014は炭素数7〜15の多環式炭化水素
基又は多環式炭化水素基を含有するアルキル基を示し、
具体的にはノルボルニル、ビシクロ[3.3.1]ノニ
ル、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル、アダマ
ンチル、エチルアダマンチル、ブチルアダマンチル、ノ
ルボルニルメチル、アダマンチルメチル等を例示でき
る。
【0025】R015は酸不安定基を示す。
【0026】k'は0又は1である。a1'、a2'、a
3'、b1'、b2'、b3'、c1'、c2'、c3'、d
1'、d2'、d3'、e'は0以上1未満の数であり、a
1'+a2'+a3'+b1'+b2'+b3'+c1'+c
2'+c3'+d1'+d2'+d3'+e'=1を満足す
る。f'、g'は0以上1未満の数であり、f'+g'=1
を満足する。
【0027】R015の酸不安定基としては、具体的には
下記一般式(A1)〜(A3)で示される基、炭素数4
〜20、好ましくは4〜15の三級アルキル基、各アル
キル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキルシリル
基、炭素数4〜20のオキソアルキル基等を挙げること
ができる。
【化4】
【0028】式中、R018、R019は水素原子又は炭素数
1〜18、好ましくは1〜10の直鎖状、分岐状又は環
状のアルキル基を示し、具体的にはメチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、se
c−ブチル基、tert−ブチル基、シクロペンチル
基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オ
クチル基等を例示できる。R020は炭素数1〜18、好
ましくは1〜10の酸素原子等のヘテロ原子を有しても
よい1価の炭化水素基を示し、直鎖状、分岐状、環状の
アルキル基、これらの水素原子の一部が水酸基、アルコ
キシ基、オキソ基、アミノ基、アルキルアミノ基等で置
換されたものを挙げることができ、具体的には下記の置
換アルキル基等が例示できる。
【0029】
【化5】
【0030】R018とR019、R018とR020、R019とR
020とは環を形成してもよく、環を形成する場合にはR
018、R019、R020はそれぞれ炭素数1〜18、好まし
くは1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示
す。
【0031】R021は炭素数4〜20、好ましくは4〜
15の三級アルキル基、各アルキル基がそれぞれ炭素数
1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキ
ソアルキル基又は上記一般式(A1)で示される基を示
し、三級アルキル基として具体的には、tert−ブチ
ル基、tert−アミル基、1,1−ジエチルプロピル
基、1−エチルシクロペンチル基、1−ブチルシクロペ
ンチル基、1−エチルシクロヘキシル基、1−ブチルシ
クロヘキシル基、1−エチル−2−シクロペンテニル
基、1−エチル−2−シクロヘキセニル基、2−メチル
−2−アダマンチル基等が挙げられ、トリアルキルシリ
ル基として具体的には、トリメチルシリル基、トリエチ
ルシリル基、ジメチル−tert−ブチルシリル基等が
挙げられ、オキソアルキル基として具体的には、3−オ
キソシクロヘキシル基、4−メチル−2−オキソオキサ
ン−4−イル基、5−メチル−2−オキソオキソラン−
5−イル基等が挙げられる。aは0〜6の整数である。
【0032】R022は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又
は環状のアルキル基又は炭素数6〜20の置換されてい
てもよいアリール基を示し、直鎖状、分岐状、環状のア
ルキル基として具体的には、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチ
ル基、tert−ブチル基、tert−アミル基、n−
ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロペンチル基、シク
ロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロペンチ
ルエチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシル
エチル基等を例示でき、置換されていてもよいアリール
基として具体的にはフェニル基、メチルフェニル基、ナ
フチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル
基等を例示できる。kは0又は1、mは0、1、2、3
のいずれかであり、2k+m=2又は3を満足する数で
ある。
【0033】上記式(A1)で示される酸不安定基のう
ち直鎖状又は分岐状のものとしては、具体的には下記の
基が例示できる。
【0034】
【化6】
【0035】上記式(A1)で示される酸不安定基のう
ち環状のものとしては、具体的には下記の基が例示でき
る。
【化7】
【0036】上記式(A2)の酸不安定基としては、具
体的にはtert−ブトキシカルボニル基、tert−
ブトキシカルボニルメチル基、tert−アミロキシカ
ルボニル基、tert−アミロキシカルボニルメチル
基、1,1−ジエチルプロピルオキシカルボニル基、
1,1−ジエチルプロピルオキシカルボニルメチル基、
1−エチルシクロペンチルオキシカルボニル基、1−エ
チルシクロペンチルオキシカルボニルメチル基、1−エ
チル−2−シクロペンテニルオキシカルボニル基、1−
エチル−2−シクロペンテニルオキシカルボニルメチル
基、1−エトキシエトキシカルボニルメチル基、2−テ
トラヒドロピラニルオキシカルボニルメチル基、2−テ
トラヒドロフラニルオキシカルボニルメチル基等が例示
できる。
【0037】上記式(A3)の酸不安定基としては、具
体的には1−メチルシクロペンチル、1−エチルシクロ
ペンチル、1−n−プロピルシクロペンチル、1−イソ
プロピルシクロペンチル、1−n−ブチルシクロペンチ
ル、1−sec−ブチルシクロペンチル、1−メチルシ
クロヘキシル、1−エチルシクロヘキシル、3−メチル
−1−シクロペンテン−3−イル、3−エチル−1−シ
クロペンテン−3−イル、3−メチル−1−シクロヘキ
セン−3−イル、3−エチル−1−シクロヘキセン−3
−イル等が例示できる。
【0038】ベース樹脂の重量平均分子量は1,000
〜500,000、好ましくは5,000〜100,0
00である。この範囲を外れると、エッチング耐性が極
端に低下したり、露光前後の溶解速度差が確保できなく
なって解像性が低下したりすることがある。
【0039】本発明で使用される高エネルギー線もしく
は電子線に感応して酸を発生する化合物(以下、酸発生
剤という)の具体的な例としては、 i.下記一般式(P1a−1)、(P1a−2)又は
(P1b)のオニウム塩、 ii.下記一般式(P2)のジアゾメタン誘導体、 iii.下記一般式(P3)のグリオキシム誘導体、 iv.下記一般式(P5)のN−ヒドロキシイミド化合物
のスルホン酸エステル、 v.β−ケトスルホン酸誘導体、 vi.ジスルホン誘導体、 vii.ニトロベンジルスルホネート誘導体、 viii.スルホン酸エステル誘導体 等が挙げられる。
【0040】
【化8】 (上式中、R101a、R101b、R101cはそれぞれ炭素数1
〜12の直鎖状、分岐状、環状のアルキル基、アルケニ
ル基、オキソアルキル基又はオキソアルケニル基、炭素
数6〜20のアリール基、又は炭素数7〜12のアラル
キル基又はアリールオキソアルキル基を示し、これらの
基の水素原子の一部又は全部がアルコキシ基等によって
置換されていてもよい。また、R101bとR101cとは環を
形成してもよく、環を形成する場合には、R101b、R
101cはそれぞれ炭素数1〜6のアルキレン基を示す。K
-は非求核性対向イオンを表す。)
【0041】上記R101a、R101b、R101cは互いに同一
であっても異なっていてもよく、具体的にはアルキル基
として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピ
ル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブ
チル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチ
ル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘ
プチル基、シクロプロピルメチル基、4−メチルシクロ
ヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ノルボルニル
基、アダマンチル基等が挙げられる。アルケニル基とし
ては、ビニル基、アリル基、プロぺニル基、ブテニル
基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられ
る。オキソアルキル基としては、2−オキソシクロペン
チル基、2−オキソシクロヘキシル基等が挙げられ、2
−オキソプロピル基、2−シクロペンチル−2−オキソ
エチル基、2−シクロヘキシル−2−オキソエチル基、
2−(4−メチルシクロヘキシル)−2−オキソエチル
基等を挙げることができる。アリール基としては、フェ
ニル基、ナフチル基等や、p−メトキシフェニル基、m
−メトキシフェニル基、o−メトキシフェニル基、エト
キシフェニル基、p−tert−ブトキシフェニル基、
m−tert−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェ
ニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル
基、4−メチルフェニル基、エチルフェニル基、4−t
ert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェニル基、ジ
メチルフェニル基等のアルキルフェニル基、メチルナフ
チル基、エチルナフチル基等のアルキルナフチル基、メ
トキシナフチル基、エトキシナフチル基等のアルコキシ
ナフチル基、ジメチルナフチル基、ジエチルナフチル基
等のジアルキルナフチル基、ジメトキシナフチル基、ジ
エトキシナフチル基等のジアルコキシナフチル基等が挙
げられる。アラルキル基としてはベンジル基、フェニル
エチル基、フェネチル基等が挙げられる。アリールオキ
ソアルキル基としては、2−フェニル−2−オキソエチ
ル基、2−(1−ナフチル)−2−オキソエチル基、2
−(2−ナフチル)−2−オキソエチル基等の2−アリ
ール−2−オキソエチル基等が挙げられる。K-の非求
核性対向イオンとしては塩化物イオン、臭化物イオン等
のハライドイオン、トリフレート、1,1,1−トリフ
ルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホ
ネート等のフルオロアルキルスルホネート、トシレー
ト、ベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスル
ホネート、1,2,3,4,5−ペンタフルオロベンゼ
ンスルホネート等のアリールスルホネート、メシレー
ト、ブタンスルホネート等のアルキルスルホネートが挙
げられる。
【0042】
【化9】 (上式中、R102a、R102bはそれぞれ炭素数1〜8の直
鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。R103は炭
素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基
を示す。R104a、R104bはそれぞれ炭素数3〜7の2−
オキソアルキル基を示す。K-は非求核性対向イオンを
表す。)
【0043】上記R102a、R102bとして具体的には、メ
チル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−
ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペ
ンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シク
ロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチ
ル基、4−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメ
チル基等が挙げられる。R103としては、メチレン基、
エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン
基、へキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニ
レン基、1,4−シクロへキシレン基、1,2−シクロ
へキシレン基、1,3−シクロペンチレン基、1,4−
シクロオクチレン基、1,4−シクロヘキサンジメチレ
ン基等が挙げられる。R104a、R104bとしては、2−オ
キソプロピル基、2−オキソシクロペンチル基、2−オ
キソシクロヘキシル基、2−オキソシクロヘプチル基等
が挙げられる。K-は式(P1a−1)及び(P1a−
2)で説明したものと同様のものを挙げることができ
る。
【0044】
【化10】 (上式中、R105、R106は炭素数1〜12の直鎖状、分
岐状、環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭
素数6〜20のアリール基又はハロゲン化アリール基、
又は炭素数7〜12のアラルキル基を示す。)
【0045】R105、R106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、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチ
ル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、アミル
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、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられ
る。ハロゲン化アルキル基としてはトリフルオロメチル
基、1,1,1−トリフルオロエチル基、1,1,1−
トリクロロエチル基、ノナフルオロブチル基等が挙げら
れる。アリール基としてはフェニル基、p−メトキシフ
ェニル基、m−メトキシフェニル基、o−メトキシフェ
ニル基、エトキシフェニル基、p−tert−ブトキシ
フェニル基、m−tert−ブトキシフェニル基等のア
ルコキシフェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチ
ルフェニル基、4−メチルフェニル基、エチルフェニル
基、4−tert−ブチルフェニル基、4−ブチルフェ
ニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基が
挙げられる。ハロゲン化アリール基としてはフルオロフ
ェニル基、クロロフェニル基、1,2,3,4,5−ペ
ンタフルオロフェニル基等が挙げられる。アラルキル基
としてはベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
【0046】
【化11】 (上式中、R107、R108、R109は炭素数1〜12の直
鎖状、分岐状、環状のアルキル基又はハロゲン化アルキ
ル基、炭素数6〜20のアリール基又はハロゲン化アリ
ール基、又は炭素数7〜12のアラルキル基を示す。R
108、R109は互いに結合して環状構造を形成してもよ
く、環状構造を形成する場合、R108、R109はそれぞれ
炭素数1〜6の直鎖状、分岐状のアルキレン基を示
す。)
【0047】R107、R108、R109のアルキル基、ハロ
ゲン化アルキル基、アリール基、ハロゲン化アリール
基、アラルキル基としては、R105、R106で説明したも
のと同様の基が挙げられる。なお、R108、R109のアル
キレン基としてはメチレン基、エチレン基、プロピレン
基、ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。
【0048】
【化12】 (上式中、R110は炭素数6〜10のアリーレン基、炭
素数1〜6のアルキレン基又は炭素数2〜6のアルケニ
レン基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部は
更に炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキル基又は
アルコキシ基、ニトロ基、アセチル基、又はフェニル基
で置換されていてもよい。R111は炭素数1〜8の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基、アルケニル基又はア
ルコキシアルキル基、フェニル基、又はナフチル基を示
し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数
1〜4のアルキル基又はアルコキシ基;炭素数1〜4の
アルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で
置換されていてもよいフェニル基;炭素数3〜5のヘテ
ロ芳香族基;又は塩素原子、フッ素原子で置換されてい
てもよい。)
【0049】ここで、R110のアリーレン基としては、
1,2−フェニレン基、1,8−ナフチレン基等が、ア
ルキレン基としては、メチレン基、1,2−エチレン
基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基、1−
フェニル−1,2−エチレン基、ノルボルナン−2,3
−ジイル基等が、アルケニレン基としては、1,2−ビ
ニレン基、1−フェニル−1,2−ビニレン基、5−ノ
ルボルネン−2,3−ジイル基等が挙げられる。R111
のアルキル基としては、R101a〜R101cと同様のもの
が、アルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル
基、アリル基、1−ブテニル基、3−ブテニル基、イソ
プレニル基、1−ペンテニル基、3−ペンテニル基、4
−ペンテニル基、ジメチルアリル基、1−ヘキセニル
基、3−ヘキセニル基、5−ヘキセニル基、1−ヘプテ
ニル基、3−ヘプテニル基、6−ヘプテニル基、7−オ
クテニル基等が、アルコキシアルキル基としては、メト
キシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル
基、ブトキシメチル基、ペンチロキシメチル基、ヘキシ
ロキシメチル基、ヘプチロキシメチル基、メトキシエチ
ル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキ
シエチル基、ペンチロキシエチル基、ヘキシロキシエチ
ル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、プロ
ポキシプロピル基、ブトキシプロピル基、メトキシブチ
ル基、エトキシブチル基、プロポキシブチル基、メトキ
シペンチル基、エトキシペンチル基、メトキシヘキシル
基、メトキシヘプチル基等が挙げられる。
【0050】なお、更に置換されていてもよい炭素数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、tert−ブチル基等が、炭素数1〜4のアルコキ
シ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ
基、tert−ブトキシ基等が、炭素数1〜4のアルキ
ル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換さ
れていてもよいフェニル基としては、フェニル基、トリ
ル基、p−tert−ブトキシフェニル基、p−アセチ
ルフェニル基、p−ニトロフェニル基等が、炭素数3〜
5のヘテロ芳香族基としては、ピリジル基、フリル基等
が挙げられる。
【0051】具体的には、オニウム塩、ジアゾメタン誘
導体、グリオキシム誘導体、β−ケトスルホン誘導体、
ニトロベンジルスルホネート誘導体、スルホン酸エステ
ル誘導体、N−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エ
ステル誘導体等が挙げられる。
【0052】より具体的には、オニウム塩としては、ト
リフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、
トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキ
シフェニル)フェニルヨードニウム、p−トルエンスル
ホン酸ジフェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン
酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨード
ニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルス
ルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−te
rt−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、ト
リフルオロメタンスルホン酸ビス(p−tert−ブト
キシフェニル)フェニルスルホニウム、トリフルオロメ
タンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニ
ル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニ
ルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−ter
t−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−
トルエンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェ
ニル)フェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸
トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウ
ム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホ
ニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、
トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルスルホニウ
ム、p−トルエンスルホン酸トリメチルスルホニウム、
トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル
(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、p−トル
エンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシク
ロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホ
ン酸ジメチルフェニルスルホニウム、p−トルエンスル
ホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメ
タンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウ
ム、p−トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニル
スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフ
チルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シク
ロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホ
ニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニ
ル)メチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウ
ム、エチレンビス[メチル(2−オキソシクロペンチ
ル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート]、
1,2'−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオ
フェニウムトリフレート等が挙げられる。
【0053】ジアゾメタン誘導体としては、ビス(ベン
ゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンス
ルホニル)ジアゾメタン、ビス(キシレンスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(シクロペンチルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビ
ス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(se
c−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロ
ピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルス
ルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスル
ホニル)ジアゾメタン、ビス(n−アミルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(イソアミルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(sec−アミルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(tert−アミルスルホニル)ジアゾメタ
ン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−
ブチルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシル
スルホニル−1−(tert−アミルスルホニル)ジア
ゾメタン、1−tert−アミルスルホニル−1−(t
ert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられ
る。
【0054】グリオキシム誘導体としては、ビス−O−
(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシ
ム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジフ
ェニルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホ
ニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−O
−(p−トルエンスルホニル)−2,3−ペンタンジオ
ングリオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニ
ル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシ
ム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチ
ルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)
−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−O−(n−ブタ
ンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、
ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−2,3−ペンタ
ンジオングリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホ
ニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキ
シム、ビス−O−(メタンスルホニル)−α−ジメチル
グリオキシム、ビス−O−(トリフルオロメタンスルホ
ニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(1,
1,1−トリフルオロエタンスルホニル)−α−ジメチ
ルグリオキシム、ビス−O−(tert−ブタンスルホ
ニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(パー
フルオロオクタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキ
シム、ビス−O−(シクロヘキサンスルホニル)−α−
ジメチルグリオキシム、ビス−O−(ベンゼンスルホニ
ル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(p−フ
ルオロベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシ
ム、ビス−O−(p−tert−ブチルベンゼンスルホ
ニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(キシ
レンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−
O−(カンファースルホニル)−α−ジメチルグリオキ
シム等が挙げられる。
【0055】ビススルホン誘導体としては、ビスナフチ
ルスルホニルメタン、ビストリフルオロメチルスルホニ
ルメタン、ビスメチルスルホニルメタン、ビスエチルス
ルホニルメタン、ビスプロピルスルホニルメタン、ビス
イソプロピルスルホニルメタン、ビス−p−トルエンス
ルホニルメタン、ビスベンゼンスルホニルメタン等が挙
げられる。
【0056】β−ケトスルホン誘導体としては、2−シ
クロヘキシルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニ
ル)プロパン、2−イソプロピルカルボニル−2−(p
−トルエンスルホニル)プロパン等が挙げられる。ジス
ルホン誘導体として、ジフェニルジスルホン、ジシクロ
ヘキシルジスルホン等が挙げられる。
【0057】ニトロベンジルスルホネート誘導体として
は、p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジ
ル、p−トルエンスルホン酸2,4−ジニトロベンジル
等が挙げられる。
【0058】スルホン酸エステル誘導体としては、1,
2,3−トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、
1,2,3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオ
キシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(p−トルエンス
ルホニルオキシ)ベンゼン等が挙げられる。
【0059】N−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸
エステル誘導体としては、N−ヒドロキシスクシンイミ
ドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシン
イミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、N−ヒ
ドロキシスクシンイミドエタンスルホン酸エステル、N
−ヒドロキシスクシンイミド1−プロパンスルホン酸エ
ステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−プロパンス
ルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−
ペンタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシン
イミド1−オクタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキ
シスクシンイミドp−トルエンスルホン酸エステル、N
−ヒドロキシスクシンイミドp−メトキシベンゼンスル
ホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド2−ク
ロロエタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシ
ンイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ
スクシンイミド−2,4,6−トリメチルベンゼンスル
ホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1−ナ
フタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシン
イミド2−ナフタレンスルホン酸エステル、N−ヒドロ
キシ−2−フェニルスクシンイミドメタンスルホン酸エ
ステル、N−ヒドロキシマレイミドメタンスルホン酸エ
ステル、N−ヒドロキシマレイミドエタンスルホン酸エ
ステル、N−ヒドロキシ−2−フェニルマレイミドメタ
ンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイミド
メタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシグルタルイ
ミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフタ
ルイミドメタンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシフ
タルイミドベンゼンスルホン酸エステル、N−ヒドロキ
シフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステ
ル、N−ヒドロキシフタルイミドp−トルエンスルホン
酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスル
ホン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼ
ンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボル
ネン−2,3−ジカルボキシイミドメタンスルホン酸エ
ステル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−
ジカルボキシイミドトリフルオロメタンスルホン酸エス
テル、N−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジ
カルボキシイミドp−トルエンスルホン酸エステル等が
挙げられる。
【0060】好ましくは、トリフルオロメタンスルホン
酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスル
ホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニル
スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス
(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p
−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−
トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニ
ル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸
トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウ
ム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホ
ニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシル
メチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、ト
リフルオロメタンスルホン酸(2−ノルボニル)メチル
(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、1,2'
−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウ
ムトリフレート等のオニウム塩、ビス(ベンゼンスルホ
ニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n
−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロ
ピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチ
ルスルホニル)ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、
ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチル
グリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−
α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、ビ
スナフチルスルホニルメタン等のビススルホン誘導体、
N−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステ
ル、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタン
スルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド1
−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロキシスクシ
ンイミド2−プロパンスルホン酸エステル、N−ヒドロ
キシスクシンイミド1−ペンタンスルホン酸エステル、
N−ヒドロキシスクシンイミドp−トルエンスルホン酸
エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホ
ン酸エステル、N−ヒドロキシナフタルイミドベンゼン
スルホン酸エステル等のN−ヒドロキシイミド化合物の
スルホン酸エステル誘導体が用いられる。なお、上記酸
発生剤は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用い
ることができる。一般に、オニウム塩は矩形性向上効果
に優れ、ジアゾメタン誘導体及びグリオキシム誘導体は
定在波低減効果に優れるため、両者を組み合わせること
によりプロファイルの微調整を行うことが可能である。
【0061】酸発生剤の添加量は、ベース樹脂100重
量部に対して好ましくは0.1〜15重量部、より好ま
しくは0.5〜8重量部である。酸発生剤の添加量が上
記範囲を下回ると許容限界以下の低感度となる場合があ
り、上回ると透過率低下等のために解像性が低下した
り、また、低分子成分過剰により耐熱性が低下する場合
がある。
【0062】本発明で使用される有機溶剤としては、チ
オール誘導体、ジスルフィド誘導体、チオールスルホナ
ート誘導体、ベース樹脂、酸発生剤、その他の添加剤等
が溶解可能な有機溶剤であればいずれでもよい。このよ
うな有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、メチ
ル−2−n−アミルケトン等のケトン類、3−メトキシ
ブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、1
−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プ
ロパノール等のアルコール類、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエー
テル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコ
ールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチル
エーテル等のエーテル類、プロピレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート、乳酸エチル、ピルビン酸エチ
ル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3
−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert−ブチ
ル、プロピオン酸tert−ブチル、プロピレングリコ
ールモノtert−ブチルエーテルアセテート等のエス
テル類が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上
を混合して使用することができるが、これらに限定され
るものではない。本発明では、これらの有機溶剤の中で
もレジスト成分中の酸発生剤の溶解性が最も優れている
ジエチレングリコールジメチルエーテルや1−エトキシ
−2−プロパノールの他、安全溶剤であるプロピレング
リコールモノメチルエーテルアセテート及びその混合溶
剤が好ましく使用される。
【0063】有機溶剤の使用量は、ベース樹脂100重
量部に対して200〜1,000重量部、特に400〜
800重量部が好適である。
【0064】本発明のレジスト材料は、溶解制御剤とし
て下記一般式(1)で示されるエステル化合物を添加す
ることもできる。
【化13】 ここで、R1は炭素数4〜40の直鎖状、分岐状又は環
状のヘテロ原子を含んでも良いn価(nは1〜8)の飽
和又は不飽和の炭化水素基を示す。
【0065】具体的な例としては、(i)炭素数4〜3
0、好ましくは6〜25、更に好ましくは8〜20の直
鎖状又は分岐状の脂肪族飽和炭化水素又は下記式Group
Aに示す脂環式飽和炭化水素、(ii)(i)の任意の
位置の1個又は複数個の水素原子を直鎖状、分岐状又は
環状の好ましくは炭素数1〜20、特に1〜10のアル
キル基で置換した炭化水素、(iii)(i)又は(i
i)の任意の位置の炭素−炭素結合を不飽和化して1個
又は複数個の二重結合又は三重結合を導入した炭化水
素、(iv)(i)〜(iii)の任意の位置の1個又
は複数個のCH2、CH又はCをO、N、NH、S、S
O又はSO2に置換した炭化水素、又は(v)(i)〜
(iv)の任意の位置の1個又は複数個の水素原子を下
記のヘテロ原子(酸素、窒素、硫黄、ハロゲン等)を含
む原子団又はこの原子団を含有するアルキル基もしくは
アリール基で置換した炭化水素において、これら(i)
〜(v)の炭化水素の任意の位置のn個の水素原子を除
いて結合手を導入した炭化水素基で、基全体としての炭
素数が4〜40のものが挙げられる。
【0066】この場合、このヘテロ原子を含む原子団と
しては、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、水酸
基、メトキシ、エトキシ、ブトキシ、tert−ブトキ
シ等のアルコキシ基、フェニルオキシ等のアリーロキシ
基、ホルミル基、メチルカルボニル,tert−ブチル
カルボニル等のアルキルカルボニル基、フェニルカルボ
ニル等のアリールカルボニル基、カルボキシ基、メトキ
シカルボニル,tert−ブトキシカルボニル等のアル
コキシカルボニル基、フェニルオキシカルボニル等のア
リーロキシカルボニル基、シアノ基、アミノ基、メチル
アミノ,ジメチルアミノ等のアルキルアミノ基、フェニ
ルアミノ、ジフェニルアミノ等のアリールアミノ基、メ
ルカプト基、メチルチオ等のアルキルチオ基、フェニル
チオ等のアリールチオ基、カルバモイル基、ジメチルカ
ルバモイル等のアルキルカルバモイル基、ジフェニルカ
ルバモイル等のアリールカルバモイル基、メチルカルボ
ニルアミノ等のアルキルカルボニルアミノ基、フェニル
カルボニルアミノ等のアリールカルボニルアミノ基、ス
ルホ基、オキソ基、イミノ基等の他、上記原子団を含有
するメチル、エチル、ブチル等のアルキル基やフェニル
等のアリール基等が挙げられる。
【0067】なお、R1は、基全体としての炭素数が4
〜40、好ましくは6〜35、更に好ましくは8〜30
である。
【0068】
【化14】
【0069】R2は、炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又
は環状のアルキル基又は炭素数6〜20のアルキル基等
で置換されていてもよいアリール基を示す。直鎖状、分
岐状、環状のアルキル基として、具体的には、メチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチ
ル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ter
t−アミル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シク
ロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチ
ル基、シクロペンチルエチル基、シクロヘキシルメチル
基、シクロヘキシルエチル基等を例示できる。アルキル
基等で置換されていてもよいアリール基として、具体的
には、フェニル基、メチルフェニル基、ナフチル基、ア
ンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基等を例示で
きる。
【0070】R3〜R12は、それぞれ独立に水素原子、
又は炭素数1〜15の非置換又はハロゲン原子、水酸
基、アルコキシ基、アリーロキシ基、ホルミル基、アル
キルカルボニル基、アリールカルボニル基、カルボキシ
基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル
基、シアノ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリール
アミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチ
オ基、カルバモイル基、アルキルカルバモイル基、アリ
ールカルバモイル基、アルキルカルボニルアミノ基、ア
リールカルボニルアミノ基、スルホ基、オキソ基、イミ
ノ基から選ばれる原子団で置換された直鎖状、分岐状又
は環状のアルキル基である。R3とR4、R 3とR5、R4
とR6、R5とR6、R5とR7、R5とR10、R5とR11
6とR8、R 6とR11、R7とR8、R7とR9、R7
11、R8とR11、R9とR10、R9とR11、R10とR11
は、それぞれ環を形成してもよく、この場合各基はそれ
ぞれ独立に炭素数1〜15の非置換又はハロゲン原子、
水酸基、アルコキシ基、アリーロキシ基、ホルミル基、
アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、カルボ
キシ基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボ
ニル基、シアノ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリ
ールアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリー
ルチオ基、カルバモイル基、アルキルカルバモイル基、
アリールカルバモイル基、アルキルカルボニルアミノ
基、アリールカルボニルアミノ基、スルホ基、オキソ
基、イミノ基から選ばれる原子団で置換された直鎖状、
分岐状又は環状のアルキレン基である。R3とR5、R5
とR11、R7とR11、R9とR11は、単結合して、これら
の基が結合している炭素−炭素間で二重結合を形成して
いてもよい。なお、上記原子団の具体例としては、R1
で説明したものと同様のものを例示することができる。
また、一般式(1)において、nは1〜8、好ましくは
1〜6の整数、更に好ましくはn=1、2、3又は4で
ある。
【0071】一般式(1)で示されるエステル化合物の
具体例としては、下記に示すもの及び後述する実施例に
示すものが挙げられるが、これに限定されるものではな
い。
【0072】
【化15】
【0073】
【化16】
【0074】上記溶解制御剤の配合量は、ベース樹脂1
00重量部に対し、0〜50重量部、好ましくは5〜5
0重量部、より好ましくは10〜30重量部であり、単
独又は2種以上を混合して使用できる。配合量が5重量
部に満たないと解像性の向上がない場合があり、50重
量部を超えるとパターンの膜減りが生じ、解像度が低下
する場合がある。
【0075】なお、上記のような溶解制御剤は、カルボ
キシ基を有する化合物に対し、有機化学的処方を用いて
酸不安定基を導入することにより合成される。
【0076】更に、本発明のレジスト材料には、塩基性
化合物を配合することができる。塩基性化合物として
は、酸発生剤より発生する酸がレジスト膜中に拡散する
際の拡散速度を抑制することができる化合物が適してい
る。塩基性化合物の配合により、レジスト膜中での酸の
拡散速度が抑制されて解像度が向上し、露光後の感度変
化を抑制したり、基板や環境依存性を少なくし、露光余
裕度やパターンプロファイル等を向上することができ
る。
【0077】このような塩基性化合物としては、第一
級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、
芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有す
る含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、
水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を
有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミ
ド誘導体、イミド誘導体等が挙げられる。
【0078】具体的には、第一級の脂肪族アミン類とし
て、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n−プ
ロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミ
ン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、ter
t−ブチルアミン、ペンチルアミン、tert−アミル
アミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シク
ロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、
ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、セチル
アミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラ
エチレンペンタミン等が例示される。
【0079】第二級の脂肪族アミン類として、ジメチル
アミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ
イソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブ
チルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジペンチルア
ミン、ジシクロペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジ
シクロヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチル
アミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジドデシル
アミン、ジセチルアミン、N,N−ジメチルメチレンジ
アミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−
ジメチルテトラエチレンペンタミン等が例示される。
【0080】第三級の脂肪族アミン類として、トリメチ
ルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミ
ン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−ブチルアミ
ン、トリイソブチルアミン、トリ−sec−ブチルアミ
ン、トリペンチルアミン、トリシクロペンチルアミン、
トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリ
ヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミ
ン、トリデシルアミン、トリドデシルアミン、トリセチ
ルアミン、N,N,N',N'−テトラメチルメチレンジ
アミン、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジア
ミン、N,N,N',N'−テトラメチルテトラエチレン
ペンタミン等が例示される。
【0081】また、混成アミン類としては、例えばジメ
チルエチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、ベン
ジルアミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミ
ン等が例示される。芳香族アミン類及び複素環アミン類
の具体例としては、アニリン誘導体(例えばアニリン、
N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−プロピ
ルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルア
ニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、エ
チルアニリン、プロピルアニリン、トリメチルアニリ
ン、2−ニトロアニリン、3−ニトロアニリン、4−ニ
トロアニリン、2,4−ジニトロアニリン、2,6−ジ
ニトロアニリン、3,5−ジニトロアニリン、N,N−
ジメチルトルイジン等)、ジフェニル(p−トリル)ア
ミン、メチルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、
フェニレンジアミン、ナフチルアミン、ジアミノナフタ
レン、ピロール誘導体(例えばピロール、2H−ピロー
ル、1−メチルピロール、2,4−ジメチルピロール、
2,5−ジメチルピロール、N−メチルピロール等)、
オキサゾール誘導体(例えばオキサゾール、イソオキサ
ゾール等)、チアゾール誘導体(例えばチアゾール、イ
ソチアゾール等)、イミダゾール誘導体(例えばイミダ
ゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フ
ェニルイミダゾール等)、ピラゾール誘導体、フラザン
誘導体、ピロリン誘導体(例えばピロリン、2−メチル
−1−ピロリン等)、ピロリジン誘導体(例えばピロリ
ジン、N−メチルピロリジン、ピロリジノン、N−メチ
ルピロリドン等)、イミダゾリン誘導体、イミダゾリジ
ン誘導体、ピリジン誘導体(例えばピリジン、メチルピ
リジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピ
リジン、4−(1−ブチルペンチル)ピリジン、ジメチ
ルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジ
ン、フェニルピリジン、3−メチル−2−フェニルピリ
ジン、4−tert−ブチルピリジン、ジフェニルピリ
ジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシ
ピリジン、ジメトキシピリジン、1−メチル−2−ピリ
ドン、4−ピロリジノピリジン、1−メチル−4−フェ
ニルピリジン、2−(1−エチルプロピル)ピリジン、
アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等)、ピリダ
ジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピラ
ゾリン誘導体、ピラゾリジン誘導体、ピペリジン誘導
体、ピペラジン誘導体、モルホリン誘導体、インドール
誘導体、イソインドール誘導体、1H−インダゾール誘
導体、インドリン誘導体、キノリン誘導体(例えばキノ
リン、3−キノリンカルボニトリル等)、イソキノリン
誘導体、シンノリン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキ
サリン誘導体、フタラジン誘導体、プリン誘導体、プテ
リジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントリジン
誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、1,1
0−フェナントロリン誘導体、アデニン誘導体、アデノ
シン誘導体、グアニン誘導体、グアノシン誘導体、ウラ
シル誘導体、ウリジン誘導体等が例示される。
【0082】更に、カルボキシ基を有する含窒素化合物
としては、例えばアミノ安息香酸、インドールカルボン
酸、アミノ酸誘導体(例えばニコチン酸、アラニン、ア
ルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、
ヒスチジン、イソロイシン、グリシルロイシン、ロイシ
ン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、リジ
ン、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、メトキシア
ラニン)等が例示され、スルホニル基を有する含窒素化
合物として3−ピリジンスルホン酸、p−トルエンスル
ホン酸ピリジニウム等が例示され、水酸基を有する含窒
素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合
物、アルコール性含窒素化合物としては、2−ヒドロキ
シピリジン、アミノクレゾール、2,4−キノリンジオ
ール、3−インドールメタノールヒドレート、モノエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン、N−エチルジエタノールアミン、N,N−ジエチ
ルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、
2,2'−イミノジエタノール、2−アミノエタノ−
ル、3−アミノ−1−プロパノール、4−アミノ−1−
ブタノール、4−(2−ヒドロキシエチル)モルホリ
ン、2−(2−ヒドロキシエチル)ピリジン、1−(2
−ヒドロキシエチル)ピペラジン、1−[2−(2−ヒ
ドロキシエトキシ)エチル]ピペラジン、ピペリジンエ
タノール、1−(2−ヒドロキシエチル)ピロリジン、
1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリジノン、3
−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、3−ピロリ
ジノ−1,2−プロパンジオール、8−ヒドロキシユロ
リジン、3−クイヌクリジノール、3−トロパノール、
1−メチル−2−ピロリジンエタノール、1−アジリジ
ンエタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)フタルイ
ミド、N−(2−ヒドロキシエチル)イソニコチンアミ
ド等が例示される。アミド誘導体としては、ホルムアミ
ド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルム
アミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,
N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズ
アミド等が例示される。イミド誘導体としては、フタル
イミド、サクシンイミド、マレイミド等が例示される。
【0083】更に、下記一般式(B1)及び(B2)で
示される塩基性化合物を配合することもできる。
【化17】 (上式中、R301、R302、R303、R307、R308はそれ
ぞれ独立して直鎖状、分岐鎖状又は環状の炭素数1〜2
0のアルキレン基、R304、R305、R306、R309、R
310は水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、アルキ
ルカルボニル基又はアミノ基を示し、R304とR305、R
304とR306、R305とR307、R304とR305とR306、R
309とR310はそれぞれ結合して環を形成してもよい。
S、T、Uはそれぞれ0〜20の整数である。但し、
S、T、U=0のとき、R304、R305、R 306、R309
310は水素原子を含まない。)
【0084】ここで、R301、R302、R303、R307、R
308のアルキレン基としては、炭素数1〜20、好まし
くは1〜10、更に好ましくは1〜8のものであり、具
体的には、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン
基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン
基、n−ペンチレン基、イソペンチレン基、ヘキシレン
基、ノニレン基、デシレン基、シクロペンチレン基、シ
クロへキシレン基等が挙げられる。
【0085】また、R304、R305、R306、R309、R
310のアルキル基としては、炭素数1〜20、好ましく
は1〜8、更に好ましくは1〜6のものであり、これら
は直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。具体
的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプ
ロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブ
チル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル
基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、
シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
【0086】更に、R304とR305、R304とR306、R
305とR306、R304とR305とR306、R309とR310が環
を形成する場合、その環の炭素数は1〜20、より好ま
しくは1〜8、更に好ましくは1〜6であり、またこれ
らの環は炭素数1〜6、特に1〜4のアルキル基が分岐
していてもよい。
【0087】S、T、Uはそれぞれ0〜20の整数であ
り、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜8の
整数である。
【0088】上記(B1)、(B2)の化合物として具
体的には、トリス{2−(メトキシメトキシ)エチル}
アミン、トリス{2−(メトキシエトキシ)エチル}ア
ミン、トリス[2−{(2−メトキシエトキシ)メトキ
シ}エチル]アミン、トリス{2−(2−メトキシエト
キシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メトキシエ
トキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシ
エトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキ
シプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−{(2−
ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミン、トリ
ス(2−アセトキシエチル)アミン、トリス(2−イソ
ブテリルオキシエチル)アミン、トリス(2−プロピオ
ニルオキシエチル)アミン、トリス(2−バレリルオキ
シエチル)アミン、トリス(2−ブチリルオキシエチ
ル)アミン、トリス(2−ピバロイルオキシエチル)ア
ミン、4,7,13,16,21,24−ヘキサオキサ
−1,10−ジアザビシクロ[8.8.8]ヘキサコサ
ン、4,7,13,18−テトラオキサ−1,10−ジ
アザビシクロ[8.5.5]エイコサン、1,4,1
0,13−テトラオキサ−7,16−ジアザビシクロオ
クタデカン、1−アザ−12−クラウン−4、1−アザ
−15−クラウン−5、1−アザ−18−クラウン−6
等が挙げられる。特に第三級アミン、アニリン誘導体、
ピロリジン誘導体、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、
アミノ酸誘導体、水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロ
キシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含
窒素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体、トリス{2
−(メトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{2−
(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス[2
−{(2−メトキシエトキシ)メチル}エチル]アミ
ン、1−アザ−15−クラウン−5等が好ましい。
【0089】上記塩基性化合物の配合量は、酸発生剤1
重量部に対して0.001〜10重量部、好ましくは
0.01〜1重量部である。配合量が0.001重量部
未満であると添加剤としての効果が十分に得られない場
合があり、10重量部を超えると解像度や感度が低下す
る場合がある。
【0090】更に、本発明のレジスト材料には、分子内
に≡C−COOHで示される基を有する化合物を配合す
ることができる。
【0091】分子内に≡C−COOHで示される基を有
する化合物としては、例えば下記I群及びII群から選
ばれる1種又は2種以上の化合物を使用することができ
るが、これらに限定されるものではない。本成分の配合
により、レジストのPED安定性が向上し、窒化膜基板
上でのエッジラフネスが改善される。 [I群]下記一般式(A1)〜(A10)で示される化
合物のフェノール性水酸基の水素原子の一部又は全部を
−R401−COOH(R401は炭素数1〜10の直鎖状又
は分岐状のアルキレン基)により置換してなり、かつ分
子中のフェノール性水酸基(C)と≡C−COOHで示
される基(D)とのモル比率がC/(C+D)=0.1
〜1.0である化合物。 [II群]下記一般式(A11)〜(A15)で示され
る化合物。
【0092】
【化18】 (但し、式中R408は水素原子又はメチル基を示す。R
402、R403はそれぞれ水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基を示す。
404は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状
のアルキル基又はアルケニル基、或いは−(R409h
COOR'基(R'は水素原子又は−R409−COOH)
を示す。R405は−(CH2i−(i=2〜10)、炭
素数6〜10のアリーレン基、カルボニル基、スルホニ
ル基、酸素原子又は硫黄原子を示す。R406は炭素数1
〜10のアルキレン基、炭素数6〜10のアリーレン
基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原
子を示す。R407は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状
又は分岐状のアルキル基、アルケニル基、それぞれ水酸
基で置換されたフェニル基又はナフチル基を示す。R
409は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン
基を示す。R410は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状
又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基又は−R411
−COOH基を示す。R411は炭素数1〜10の直鎖状
又は分岐状のアルキレン基を示す。jは0〜5の整数で
ある。u、hは0又は1である。s1、t1、s2、t
2、s3、t3、s4、t4はそれぞれs1+t1=
8、s2+t2=5、s3+t3=4、s4+t4=6
を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも1つの水
酸基を有するような数である。κは式(A6)の化合物
を重量平均分子量1,000〜5,000とする数であ
る。λは式(A7)の化合物を重量平均分子量1,00
0〜10,000とする数である。)
【0093】
【化19】 (上式中、R402、R403、R411は上記と同様の意味を
示す。R412は水素原子又は水酸基を示す。s5、t5
は、s5≧0、t5≧0で、s5+t5≦5を満足する
数である。h'は0又は1である。)
【0094】本成分として、具体的には下記一般式AI
−1〜14及びAII−1〜10で示される化合物を挙
げることができるが、これらに限定されるものではな
い。
【0095】
【化20】
【0096】(上式中、R''は水素原子又はCH2CO
OH基を示し、各化合物においてR''の10〜100モ
ル%はCH2COOH基である。α、κは上記と同様の
意味を示す。)
【0097】
【化21】
【0098】なお、上記分子内に≡C−COOHで示さ
れる基を有する化合物は、1種を単独で又は2種以上を
組み合わせて用いることができる。
【0099】上記分子内に≡C−COOHで示される基
を有する化合物の添加量は、ベース樹脂100重量部に
対して0〜5重量部、好ましくは0.1〜5重量部、よ
り好ましくは0.1〜3重量部、更に好ましくは0.1
〜2重量部である。5重量部より多いとレジスト材料の
解像性が低下する場合がある。
【0100】更に、本発明のレジスト材料には、添加剤
としてアセチレンアルコール誘導体を配合することがで
き、これにより保存安定性を更に向上させ、また、塗布
性を向上させることができる。
【0101】アセチレンアルコール誘導体としては、下
記一般式(S1)、(S2)で示されるものを好適に使
用することができる。
【化22】 (上式中、R501、R502、R503、R504、R505はそれ
ぞれ水素原子、又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は
環状のアルキル基であり、X、Yは0又は正数を示し、
下記値を満足する。0≦X≦30、0≦Y≦30、0≦
X+Y≦40である。)
【0102】アセチレンアルコール誘導体として好まし
くは、サーフィノール61、サーフィノール82、サー
フィノール104、サーフィノール104E、サーフィ
ノール104H、サーフィノール104A、サーフィノ
ールTG、サーフィノールPC、サーフィノール44
0、サーフィノール465、サーフィノール485(A
ir Products and Chemicals
Inc.製)、サーフィノールE1004(日信化学
工業社製)等が挙げられる。
【0103】上記アセチレンアルコール誘導体の添加量
は、レジスト組成物100重量%中0.01〜2重量
%、より好ましくは0.02〜1重量%である。0.0
1重量%より少ないと塗布性及び保存安定性の改善効果
が十分に得られない場合があり、2重量%より多いとレ
ジスト材料の解像性が低下する場合がある。
【0104】本発明のレジスト材料には、上記成分以外
に任意成分として、好ましくは、塗布性を向上させるた
めに慣用されている界面活性剤を添加することができ
る。なお、任意成分の添加量は、本発明の効果を妨げな
い範囲で通常量とすることができる。
【0105】ここで、界面活性剤としては非イオン性の
ものが好ましく、パーフルオロアルキルポリオキシエチ
レンエタノール、フッ素化アルキルエステル、パーフル
オロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキル
EO付加物、含フッ素オルガノシロキサン系化合物等が
挙げられる。例えばフロラード「FC−430」、「F
C−431」(いずれも住友スリーエム社製)、サーフ
ロン「S−141」、「S−145」(いずれも旭硝子
社製)、ユニダイン「DS−401」、「DS−40
3」、「DS−451」(いずれもダイキン工業社
製)、メガファック「F−8151」(大日本インキ工
業社製)、「X−70−092」、「X−70−09
3」(いずれも信越化学工業社製)等を挙げることがで
きる。好ましくは、フロラード「FC−430」(住友
スリーエム社製)、「X−70−093」(信越化学工
業社製)が挙げられる。
【0106】本発明のレジスト材料を使用してパターン
を形成するには、公知のリソグラフィー技術を採用して
行うことができ、例えばシリコンウエハー等の基板上に
スピンコーティング等の手法で膜厚が0.2〜2.0μ
mとなるように塗布し、これをホットプレート上で60
〜150℃、1〜10分間、好ましくは80〜130
℃、1〜5分間プリベークする。次いで目的のパターン
を形成するためのマスクを上記のレジスト膜上にかざ
し、遠紫外線、エキシマレーザー、X線等の高エネルギ
ー線もしくは電子線を露光量1〜200mJ/cm2
度、好ましくは5〜100mJ/cm2程度となるよう
に照射した後、ホットプレート上で60〜150℃、1
〜5分間、好ましくは80〜130℃、1〜3分間ポス
トエクスポージャベーク(PEB)する。更に、0.1
〜5%、好ましくは2〜3%テトラメチルアンモニウム
ヒドロキシド(TMAH)等のアルカリ水溶液の現像液
を用い、0.1〜3分間、好ましくは0.5〜2分間、
浸漬(dip)法、パドル(puddle)法、スプレ
ー(spray)法等の常法により現像することにより
基板上に目的のパターンが形成される。なお、本発明材
料は、特に高エネルギー線の中でも193〜248nm
の遠紫外線又はエキシマレーザー、X線及び電子線によ
る微細パターンニングに最適である。また、上記範囲を
上限及び下限から外れる場合は、目的のパターンを得る
ことができない場合がある。
【0107】
【実施例】以下、実施例を示して本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記実施例に制限されるものではな
い。 実施例及び比較例 チオール誘導体(PEDS1〜4)、ジスルフィド誘導
体(PEDS5)、チオールスルホナート誘導体(PE
DS6)ついて、レジスト材料にした際の性能を評価し
た。また、比較のため、上記ビス(アルキルスルホニ
ル)メタン誘導体を用いないレジスト材料も調製し、同
様な性能評価を行った。各成分については、下記式で示
されるポリマー(Polymer1〜7)、酸発生剤
(PAG1〜4)、溶解制御剤(DRR1、2)、分子
内に≡C−COOHで示される基を有する化合物(AC
C1)より適当なものを選択し、表1と表3に示す通り
配合した。溶剤は、FC−430(住友スリーエム社
製)を0.05重量%含むものを用いた。なお、各レジ
スト材料に用いる溶剤及び塩基性化合物は、下記の通り
である。 PGMEA:プロピレングリコールメチルエーテルアセ
テート CyHo:シクロヘキサノン TEA:トリエタノールアミン TMMEA:トリス(2−メトキシメトキシエチル)ア
ミン TAEA:トリス(2−アセトキシエチル)アミン
【0108】実施例1〜21 下記表に示す組成でレジスト材料を調合した後、孔径
0.2μmのテフロン(登録商標)製フィルターで濾過
し、レジスト液とした。レジスト液をARC25−8
(日産化学製)77nmで被膜されたシリコンウエハー
上へスピンコーティングし、0.4μmの厚さに塗布し
た。次いで、このシリコンウエハーをホットプレートを
用いて110℃で90秒間ベークした。これをArFエ
キシマレーザーステッパー(ニコン社製、NA=0.5
5)を用いて露光し、110℃で90秒間ベーク(PE
B)を施し、2.38%のテトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシドの水溶液で現像を行ったところ、ポジ型のパ
ターンを得ることができた。レジスト材料の評価は以下
の項目について行った。まず、0.20μmのラインア
ンドスペースを1:1で解像する露光量を求め、感度
( mJ/cm2)とした。次に、この露光量における分
離しているラインアンドスペースの最小線幅(μm)を
評価レジストの解像度とした。解像したレジストパター
ンの形状は、走査型電子顕微鏡を用いて観察した。PE
D安定性評価に関しては、上記で求めた露光量にて、ケ
ミカルフィルター装着のステッパー内で、露光からPE
Bまでの引き置き時間を5、10、15、30、45、
60分と変え、解像できなくなる時間をPED安定性の
指標とした。各レジスト材料の組成及び評価結果を表1
と表2に示す。なお、使用した樹脂の構造をその重量平
均分子量(Mw)とともに記載する。
【0109】比較例1〜7 下記表に示す組成でレジスト材料を調合した後、上記と
同様の方法で性能の評価を行った。各レジスト材料の組
成及び評価結果を表3と表4に示す。
【0110】表1〜4の結果より、本発明のレジスト材
料が、従来型のレジスト材料に比べ、高いPED安定性
を有することが確認された。
【0111】
【発明の効果】本発明のレジスト材料は、高エネルギー
線に感応し、感度、解像性、エッチング耐性、保存安定
性に優れているため、電子線や遠紫外線による微細加工
に有用である。特にArFエキシマレーザー、KrFエ
キシマレーザーの露光波長での吸収が小さいため、微細
でしかも基板に対して垂直なパターンを容易に形成する
ことができるという特徴を有する。
【0112】
【化23】
【0113】
【化24】
【0114】
【表1】
【0115】
【表2】
【0116】
【表3】
【0117】
【表4】
───────────────────────────────────────────────────── 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 AA01 AA02 AA04 AB16 AC04 AC06 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 CB08 CB14 CB41 CC04 CC20 FA01 FA12 FA17 4J032 CA32 CA33 CA34 CA68 CG00 4J100 AK32Q AL08P AR11P BA02P BA05P BA10P BA11P BA15P BC03P BC04P BC08P BC09P BC53P CA01 CA04 JA38

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)有機溶剤、(B)波長193nm
    の透過率が30%/μm以上である、酸不安定基で保護
    されたアルカリ不溶性樹脂またはアルカリ難溶性樹脂で
    あって、該酸不安定基が解離したときにアルカリ可溶性
    となる−(CO)−O−(CO)k−基(式中、kは0
    または1を示す。)を有する脂環式構造からなる樹脂、
    (C)酸発生剤、(D)塩基性化合物、(E)チオール
    誘導体、ジスルフィド誘導体、チオールスルホナート誘
    導体から選ばれる少なくとも一種類を含有することを特
    徴とするレジスト材料。
  2. 【請求項2】 上記チオール誘導体が、炭素−炭素二重
    結合を有さないチオール誘導体であることを特徴とする
    請求項1記載のレジスト材料。
  3. 【請求項3】 更に、(F)溶解制御剤を配合したこと
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のレジスト材
    料。
  4. 【請求項4】 更に、(G)界面活性剤を配合したこと
    を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のレジス
    ト材料。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のレジス
    ト材料を基板上に塗布する工程と、加熱処理後フォトマ
    スクを介して高エネルギー線もしくは電子線で露光する
    工程と、必要に応じて加熱処理した後現像液を用いて現
    像する工程とを含むことを特徴とするパターン形成方
    法。
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