JP2003005372A - 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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JP2003005372A
JP2003005372A JP2001185662A JP2001185662A JP2003005372A JP 2003005372 A JP2003005372 A JP 2003005372A JP 2001185662 A JP2001185662 A JP 2001185662A JP 2001185662 A JP2001185662 A JP 2001185662A JP 2003005372 A JP2003005372 A JP 2003005372A
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carbon atoms
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JP2001185662A
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Kimiyasu Sano
公康 佐野
Kenji Mishima
健司 三島
Toru Kajita
徹 梶田
Takashi Miyamatsu
隆 宮松
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Original Assignee
JSR Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特にArFエキシマレーザーに対する透明性
が高く、感度、解像度、パターン形状等のレジストとし
ての基本物性に優れた感放射線性樹脂組成物を提供す
る。 【解決手段】 感放射線性樹脂組成物は、(A)n−ブ
チルビニルエーテル、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン
等に代表される不飽和エーテルと無水マレイン酸と(メ
タ)アクリル酸2−メチル−2−アダマンチルとの共重
合体等の、酸の作用によりアルカリ可溶性となる酸解離
性基含有樹脂、並びに(B)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、4−(2−ノルボルニ
ルメトキシ)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、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
ート等に代表される感放射線性酸発生剤を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に、ArFエキ
シマレーザーに代表される遠紫外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
リソグラフィープロセス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K
rFエキシマレーザー(波長248nm)あるいはAr
F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レ
ジストとして、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成
分(以下、「酸発生剤」という。)とによる化学増幅効
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。化学増幅型レジス
トとしては、例えば、特公平2−27660号公報に
は、カルボン酸のt−ブチルエステル基またはフェノー
ルのt−ブチルカーボナート基を有する重合体と酸発生
剤とを含有するレジストが提案されている。このレジス
トは、露光により発生した酸の作用により、重合体中に
存在するt−ブチルエステル基あるいはt−ブチルカー
ボナート基が解離して、該重合体がカルボキシル基ある
いはフェノール性水酸基からなる酸性基を有するように
なり、その結果、レジスト被膜の露光領域がアルカリ現
像液に易溶性となる現象を利用したものである。
【0003】ところで、従来の化学増幅型レジストの多
くは、フェノール系樹脂をベースにするものであるが、
このような樹脂の場合、放射線として遠紫外線を使用す
ると、樹脂中の芳香族環に起因して遠紫外線が吸収され
るため、露光された遠紫外線がレジスト被膜の下層部ま
で十分に到達できないという欠点があり、そのため露光
量がレジスト被膜の上層部では多く、下層部では少なく
なり、現像後のレジストパターンが上部が細く下部にい
くほど太い台形状になってしまい、十分な解像度が得ら
れないなどの問題があった。その上、現像後のレジスト
パターンが台形状となった場合、次の工程、即ちエッチ
ングやイオンの打ち込みなどを行う際に、所望の寸法精
度が達成できず、問題となっていた。しかも、レジスト
パターン上部の形状が矩形でないと、ドライエッチング
によるレジストの消失速度が速くなってしまい、エッチ
ング条件の制御が困難になる問題もあった。一方、レジ
ストパターンの形状は、レジスト被膜の放射線透過率を
高めることにより改善することができる。例えば、ポリ
メチルメタクリレートに代表される(メタ)アクリレー
ト系樹脂は、遠紫外線に対しても透明性が高く、放射線
透過率の観点から非常に好ましい樹脂であり、例えば特
開平4−226461号公報には、メタクリレート系樹
脂を使用した化学増幅型レジストが提案されている。し
かしながら、この組成物は、微細加工性能の点では優れ
ているものの、芳香族環をもたないため、ドライエッチ
ング耐性が低いという欠点があり、この場合も高精度の
エッチング加工を行うことが困難であり、放射線に対す
る透明性とドライエッチング耐性とを兼ね備えたものと
は言えない。
【0004】また、化学増幅型レジストについて、放射
線に対する透明性を損なわないで、ドライエッチング耐
性を改善する方策の一つとして、レジスト中の樹脂成分
に、芳香族環に代えて脂肪族環を導入する方法が知られ
ており、例えば特開平7−234511号公報には、脂
肪族環を有する(メタ)アクリレート系樹脂を使用した
化学増幅型レジストが提案されている。しかしながら、
このレジストでは、樹脂成分が有する酸解離性官能基と
して、従来の酸により比較的解離し易い基(例えば、テ
トラヒドロピラニル基等のアセタール系官能基)や酸に
より比較的解離し難い基(例えば、t−ブチルエステル
基、t−ブチルカーボネート基等のt−ブチル系官能
基)が用いられており、前者の酸解離性官能基を有する
樹脂成分の場合、レジストの基本物性、特に感度やパタ
ーン形状は良好であるが、組成物としての保存安定性に
難点があり、また後者の酸解離性官能基を有する樹脂成
分では、逆に保存安定性は良好であるが、レジストの基
本物性、特に感度やパターン形状が損なわれるという欠
点がある。さらに、このレジスト中の樹脂成分には脂肪
族環が導入されているため、樹脂自体の疎水性が非常に
高くなり、基板に対する接着性の面でも問題があった。
【0005】一方、J. Photopolym. Sci. Technol., Vo
l.13, No.3, 2000に、樹脂成分として不飽和エーテル/
無水マレイン酸交互共重合体を用いたフォトレジスト
が、特にArFエキシマレーザーに適用されて、ドライ
エッチング耐性に優れ、酸化けい素層に対して高い選択
性を有し、露光から露光後の加熱処理までの引き置き時
間(PED)が変動しても解像度やパターン形状が損な
われることがなく、また基板への密着性も優れているこ
とが報告され、注目されている。
【0006】しかし、化学増幅型レジストにおいては、
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、高感度であるなどの理由から、例えば、
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ヘキサフルオロアンチ
モネート、トリフェニルスルホニウムナフタレンスルホ
ネート、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ネート等
のオニウム塩化合物が化学増幅レジストの酸発生剤とし
て広く使用されているが、これらの従来のオニウム塩化
合物は、一般に感度が不十分であり、また感度が比較的
高い場合でも、解像度、パターン形状等を総合したレジ
スト性能の点で満足できず、これらの欠点は前記不飽和
エーテル/無水マレイン酸交互共重合体を用いるレジス
トにおいても十分解決されない。このような状況の下、
集積回路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、不飽和エーテル系重合体を樹脂成分とす
るレジストについて、特に、ArFエキシマレーザーに
代表される遠紫外線に適用でき、放射線に対する透明性
が高く、かつ感度、解像度、パターン形状等のレジスト
としての基本物性に優れた化学増幅型レジストが求めら
れるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、遠紫
外線、特にArFエキシマレーザーに対する透明性が高
く、感度、解像度、パターン形状等のレジストとしての
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
射線性樹脂組成物を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によると、前記課
題は、(A)下記一般式(1)で表される繰返し単位を
有するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の樹脂であ
って、酸の作用によりアルカリ可溶性となる酸解離性基
含有樹脂、および(B)下記一般式(2)で表される化
合物を含む感放射線性酸発生剤を含有することを特徴と
する感放射線性樹脂組成物、
【0009】
【化6】
【0010】〔一般式(1)において、R1 は炭素数1
〜8の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基を示す
か、あるいはR2 、式中の酸素原子および主鎖を構成す
る炭素原子と共に環状構造を形成しており、該アルキル
基および該環状構造は置換されていてもよく、R1 、式
中の酸素原子および主鎖を構成する炭素原子と共に環状
構造を形成していないR2 は水素原子またはメチル基を
示し、R3 は水素原子またはメチル基を示す。〕
【0011】
【化7】
【0012】〔一般式(2)において、R4 は芳香族環
を有する炭素数6〜20の1価の基を示し、R5 は水素
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、複数存在するR5 は相互
に同一でも異なってもよく、aは0〜(6+2m)の整
数であり、mは0〜5の整数であり、nは0または1で
あり、X- はスルホン酸アニオンを示す。〕によって達
成される。
【0013】以下、本発明を詳細に説明する。樹脂(A) 本発明における(A)成分は、前記一般式(1)で表さ
れる繰返し単位(以下、「繰返し単位(1)」とい
う。)を有するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の
樹脂であって、酸の作用によりアルカリ可溶性となる酸
解離性基含有樹脂(以下、「樹脂(A)」という。)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(A)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(A)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。
【0014】繰返し単位(1)において、R1 の炭素数
1〜8の直鎖状、分岐状もしくは環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、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
シル基等を挙げることができる。これらのアルキル基の
うち、i−プロピル基、t−ブチル基、シクロペンチル
基、シクロヘキシル基等が好ましい。
【0015】また、R1 がR2 、酸素原子および主鎖を
構成する炭素原子と共に形成した環状構造としては、例
えば、テトラヒドロフラン環構造、テトラヒドロピラン
環構造等を挙げることができる。これらの環状構造のう
ち、特にテトラヒドロピラン環構造が好ましい。
【0016】また、R1 のアルキル基並びにR1
2 、酸素原子および主鎖を構成する炭素原子と共に形
成した環状構造における置換基としては、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を挙げることが
できる。これらの置換基は、アルキル基および各環状構
造中に1個以上あるいは1種以上存在することができ
る。繰返し単位(1)は、対応する不飽和エーテルに由
来する繰返し単位である。樹脂(A)において、繰返し
単位(1)は、単独でまたは2種以上が存在することが
できる。
【0017】樹脂(A)は、繰返し単位(1)以外の繰
返し単位(以下、「他の繰返し単位(α)」という。)
を1種以上有することができる。好ましい他の繰返し単
位(α)としては、下記式(4)で表される繰返し単位
(以下、「繰返し単位(4)」という。)、式(5)で
表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(5)」とい
う。)、式(6)で表される繰返し単位(以下、「繰返
し単位(6)」という。)、式(7)で表される繰返し
単位(以下、「繰返し単位(7)」という。)または式
(8)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位
(8)」という。)の群から選ばれる少なくとも1種
(以下、「他の繰返し単位(α)」という。)を挙げる
ことができる。
【0018】
【化8】 〔式(5)において、R9 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。〕
【0019】
【化9】 〔式(8)において、R10は水素原子またはメチル基を
示し、各R11は相互に独立に炭素数1〜6の直鎖状、分
岐状もしくは環状のアルキル基を示すか、あるいは何れ
か2つのR11が相互に結合してそれらが結合している炭
素原子と共に環状構造を形成しており、該アルキル基お
よび該環状構造は置換されていてもよい。〕
【0020】式(5)において、R9 は炭素数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、メチル基、エチル基等が好ま
しい。
【0021】式(8)において、R11の炭素数1〜6の
直鎖状、分岐状もしくは環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、n−ペンチル基、n−
ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等を
挙げることができる。これらのアルキル基のうち、メチ
ル基、エチル基等が好ましい。
【0022】また、何れか2つのR11が相互に結合して
それらが結合している炭素原子と共に形成した環状構造
としては、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環状構造を挙
げることができる。これらの環状構造のうち、ノルボル
ナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンまたは
アダマンタンに由来する環状構造が好ましい。
【0023】また、R11のアルキル基、および何れか2
つのR11が相互に結合して形成した環状構造における置
換基としては、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
アルキル基等を挙げることができる。これらの置換基
は、アルキル基および環状構造中に1個以上あるいは1
種以上存在することができる。
【0024】樹脂(A)は、他の繰返し単位(α)とし
て、繰返し単位(4)、繰返し単位(5)、繰返し単位
(6)および繰返し単位(7)の群から選ばれる少なく
とも1種と繰返し単位(8)とを有することがさらに好
ましく、特に、繰返し単位(4)と繰返し単位(8)と
を有することが好ましい。なお、繰返し単位(8)にお
ける基−C(R11)3は、酸の作用により解離する酸解離
性基をなしている。
【0025】樹脂(A)は、繰返し単位(1)および他
の繰返し単位(α)以外の他の繰返し単位(以下、「他
の繰返し単位(β)」という。)を1種以上有すること
もできる。他の繰返し単位(β)を与える重合性不飽和
単量体としては、例えば、(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4−メトキシシクロヘキシル、
(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−(4−メ
トキシシクロヘキシル)オキシカルボニルエチル等の
(メタ)アクリル酸エステル類;
【0026】(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等の不飽和カルボン酸の有橋式
炭化水素骨格を有するエステル類;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;(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、(メタ)アクリル酸カルボキシノルボルニル、(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
飽和カルボン酸のカルボキシル基含有エステル類;(メ
タ)アクリル酸、α−クロロアクリル酸、クロトン酸、
マレイン酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸等
の不飽和カルボン酸類;前記不飽和カルボン酸のカルボ
キシル基含有エステル類あるいは不飽和カルボン酸類の
カルボキシル基を下記する酸解離性基で置換した化合
物;
【0027】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、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;
【0028】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−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−(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−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、
【0029】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−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−(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−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;
【0030】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、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;
【0031】ノルボルネン(即ち、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−ブチルビシクロ[
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、
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 [4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−n−ブチルテト
ラシクロ [4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−
エン、8−n−ヘキシルテトラシクロ [4.4.0.1
2,5 .17,10 ]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.
0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン等の有橋式炭化
水素骨格を有する単官能性単量体等の単官能性単量体
や、
【0032】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、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
等の多官能性単量体を挙げることができる。
【0033】他の繰返し単位(β)を与える重合性不飽
和単量体における前記酸解離性基としては、例えば、置
換メチル基、1−置換エチル基、1−分岐アルキル基、
シリル基、ゲルミル基、アルコキシカルボニル基、アシ
ル基、環式酸解離性基等を挙げることができる。前記置
換メチル基としては、例えば、メトキシメチル基、メチ
ルチオメチル基、エトキシメチル基、エチルチオメチル
基、メトキシエトキシメチル基、ベンジルオキシメチル
基、ベンジルチオメチル基、フェナシル基、ブロモフェ
ナシル基、メトキシフェナシル基、メチルチオフェナシ
ル基、α−メチルフェナシル基、シクロプロピルメチル
基、ベンジル基、ジフェニルメチル基、トリフェニルメ
チル基、p−ブロモベンジル基、p−ニトロベンジル
基、p−メトキシベンジル基、p−メチルチオベンジル
基、p−エトキシベンジル基、p−エチルチオベンジル
基、ピペロニル基、メトキシカルボニルメチル基、エト
キシカルボニルメチル基、n−プロポキシカルボニルメ
チル基、i−プロポキシカルボニルメチル基、n−ブト
キシカルボニルメチル基、t−ブトキシカルボニルメチ
ル基、アダマンチルメチル基等を挙げることができる。
また、前記1−置換エチル基としては、例えば、1−メ
トキシエチル基、1−メチルチオエチル基、1,1−ジ
メトキシエチル基、1−エトキシエチル基、1−エチル
チオエチル基、1,1−ジエトキシエチル基、1−フェ
ノキシエチル基、1−フェニルチオエチル基、1,1−
ジフェノキシエチル基、1−ベンジルオキシエチル基、
1−ベンジルチオエチル基、1−シクロプロピルエチル
基、1−フェニルエチル基、1,1−ジフェニルエチル
基、1−メトキシカルボニルエチル基、1−エトキシカ
ルボニルエチル基、1−n−プロポキシカルボニルエチ
ル基、1−i−プロポキシカルボニルエチル基、1−n
−ブトキシカルボニルエチル基、1−t−ブトキシカル
ボニルエチル基等を挙げることができる。
【0034】また、前記1−分岐アルキル基としては、
例えば、i−プロピル基、sec−ブチル基、t−ブチ
ル基等を挙げることができる。また、前記シリル基とし
ては、例えば、トリメチルシリル基、エチルジメチルシ
リル基、メチルジエチルシリル基、トリエチルシリル
基、i−プロピルジメチルシリル基、メチルジ−i−プ
ロピルシリル基、トリ−i−プロピルシリル基、t−ブ
チルジメチルシリル基、メチルジ−t−ブチルシリル
基、トリ−t−ブチルシリル基、フェニルジメチルシリ
ル基、メチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル
基等を挙げることができる。また、前記ゲルミル基とし
ては、例えば、トリメチルゲルミル基、エチルジメチル
ゲルミル基、メチルジエチルゲルミル基、トリエチルゲ
ルミル基、i−プロピルジメチルゲルミル基、メチルジ
−i−プロピルゲルミル基、トリ−i−プロピルゲルミ
ル基、t−ブチルジメチルゲルミル基、メチルジ−t−
ブチルゲルミル基、トリ−t−ブチルゲルミル基、フェ
ニルジメチルゲルミル基、メチルジフェニルゲルミル
基、トリフェニルゲルミル基等を挙げることができる。
また、前記アルコキシカルボニル基としては、例えば、
メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、i−プ
ロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基等を
挙げることができる。
【0035】また、前記アシル基としては、例えば、ア
セチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ヘプタノイル
基、ヘキサノイル基、バレリル基、ピバロイル基、イソ
バレリル基、ラウリロイル基、ミリストイル基、パルミ
トイル基、ステアロイル基、オキサリル基、マロニル
基、スクシニル基、グルタリル基、アジポイル基、ピペ
ロイル基、スベロイル基、アゼラオイル基、セバコイル
基、アクリロイル基、プロピオロイル基、メタクリロイ
ル基、クロトノイル基、オレオイル基、マレオイル基、
フマロイル基、メサコノイル基、カンホロイル基、ベン
ゾイル基、フタロイル基、イソフタロイル基、テレフタ
ロイル基、ナフトイル基、トルオイル基、ヒドロアトロ
ポイル基、アトロポイル基、シンナモイル基、フロイル
基、テノイル基、ニコチノイル基、イソニコチノイル
基、p−トルエンスルホニル基、メシル基等を挙げるこ
とができる。さらに、前記環式酸解離性基としては、例
えば、3−オキソシクロヘキシル基、テトラヒドロピラ
ニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロチオピ
ラニル基、テトラヒドロチオフラニル基、3−ブロモテ
トラヒドロピラニル基、4−メトキシテトラヒドロピラ
ニル基、2−オキソ−4−メチル−4−テトラヒドロピ
ラニル基、4−メトキシテトラヒドロチオピラニル基、
3−テトラヒドロチオフェン−1,1−ジオキシド基等
を挙げることができる。
【0036】これらの酸解離性基(i)のうち、t−ブ
チル基、メトキシメチル基、t−ブトキシカルボニルメ
チル基、1−メトキシエチル基、1−エトキシエチル
基、1−n−プロポキシエチル基、1−シクロヘキシル
オキシエチル基、1−エトキシプロピル基、トリメチル
シリル基、t−ブトキシカルボニル基、テトラヒドロピ
ラニル基、テトラヒドロフラニル基等が好ましい。な
お、前記不飽和カルボン酸の有橋式炭化水素骨格を有す
るエステル類中のエステル部分も、酸の作用により解離
する酸解離性基をなしている。
【0037】樹脂(A)において、繰返し単位(1)の
含有率は、全繰返し単位に対して、通常、5〜45モル
%、好ましくは10〜40モル%、さらに好ましくは2
5〜40モル%である。この場合、繰返し単位(1)の
含有率が5モル%未満では、レジストパターンが基板か
ら剥離しやすくなる傾向があり、一方45モル%を超え
ると、現像時にレジストパターンが膨潤しやすくなる傾
向がある。また、酸解離性基を有する繰返し単位の含有
率は、通常、10〜80モル%、好ましくは20〜60
モル%、さらに好ましくは25〜45モル%である。こ
の場合、酸解離性基を有する繰返し単位の含有率が10
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80モル%を超えると、得られるレジス
トパターンの形状が逆テーパー状になりやすい傾向があ
る。また、他の繰返し単位(α)の含有率は、全繰返し
単位に対して、通常、5〜45モル%、好ましくは10
〜40モル%、さらに好ましくは25〜40モル%であ
る。この場合、他の繰返し単位(α)の含有率が5モル
%未満では、レジストパターンが基板から剥離しやすく
なる傾向があり、一方45モル%を超えると、現像時に
レジストパターンが膨潤しやすくなる傾向がある。さら
に、他の繰返し単位(β)の含有率は、全繰返し単位に
対して、通常、50モル%以下、好ましくは30モル%
以下、さらに好ましくは15モル%以下である。この場
合、他の繰返し単位(β)の含有率が50モル%を超え
ると、レジストとしての解像度が低下する傾向がある。
【0038】樹脂(A)は、例えば、その各繰返し単位
に対応する重合性不飽和単量体を、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、50〜150℃、好ましくは60〜90℃であり、
反応時間は、通常、4〜24時間、好ましくは4〜10
時間である。
【0039】樹脂(A)のゲルパーミエーションクロマ
トグラフィ(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、1,00
0〜100,000、好ましくは2,000〜50,0
00、さらに好ましくは3,000〜20,000であ
る。この場合、樹脂(A)のMwが1,000未満で
は、レジストパターンに欠陥を生じやすくなる傾向があ
り、一方100,000を超えると、レジストパターン
の倒れが生じやすくなる傾向がある。また、樹脂(A)
のMwとゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GP
C)によるポリスチレン換算数平均分子量(以下、「M
n」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(A)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、レジストとしたときの感度、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(A)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。
【0040】酸発生剤(B) 本発明における(B)成分は、前記一般式(2)で表さ
れる化合物(以下、「チオフェニウム化合物(2)」と
いう。)を含む感放射線性酸発生剤(以下、「酸発生剤
(B)」という。)からなる。チオフェニウム化合物
(2)は、露光により発生した酸の作用によって、樹脂
(A)中に存在する酸解離性基を解離させ、その結果レ
ジスト被膜の露光部がアルカリ現像液に易溶性となり、
ポジ型のレジストパターンを形成する作用を有するもの
である。
【0041】一般式(2)において、R4 の芳香族環を
有する炭素数6〜20の1価の基としては、例えば、フ
ェニル基、1−ナフチル基や、これらの基を下記置換基
で置換した誘導体等を挙げることができる。
【0042】前記置換基としては、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の炭素数1〜20の直
鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基;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、3−ヒドロキ
シプロピル基、4−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキ
シシクロペンチル基、4−ヒドロキシシクロヘキシル基
等の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のヒ
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、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオ
キシ基等の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環
状のアルコキシル基;
【0043】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、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等の
炭素数2〜21の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルコ
キシカルボニル基;メトキシカルボニルオキシ基、エト
キシカルボニルオキシ基、n−プロポキシカルボニルオ
キシ基、i−プロポキシカルボニルオキシ基、n−ブト
キシカルボニルオキシ基、t−ブトキシカルボニルオキ
シ基、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等の炭素数2〜21の直鎖状、分
岐状もしくは環状のアルコキシカルボニルオキシ基;
【0044】式−OR12(但し、R12はノルボルナン、
トリシクロデカン、テトラシクロデカン、アダマンタン
等に由来する炭素数7〜20の有橋式炭素環を有する1
価の基を示す。)で表される基;式−COOR12(但
し、R12はノルボルナン、トリシクロデカン、テトラシ
クロデカン、アダマンタン等に由来する炭素数7〜20
の有橋式炭素環を有する1価の基を示す。)で表される
基等を挙げることができる。
【0045】また、R5 の炭素数1〜10の直鎖状、分
岐状もしくは環状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。
【0046】また、X- は、スルホン酸アニオンであ
り、その例としては、炭素数1〜8の直鎖状もしくは分
岐状のアルキルスルホン酸アニオン、炭素数1〜8の直
鎖状もしくは分岐状のモノフルオロアルキルスルホン酸
アニオン、炭素数1〜8の直鎖状もしくは分岐状のパー
フルオロアルキルスルホン酸アニオン等を挙げることが
でき、これらのうち特に、炭素数1〜8の直鎖状もしく
は分岐状のパーフルオロアルキルスルホン酸アニオンが
好ましい。
【0047】チオフェニウム化合物(2)としては、特
に下記一般式(3)で表される化合物が好ましい。
【0048】
【化10】
【0049】〔一般式(3)において、R6 はヒドロキ
シル基、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状
のアルキル基、−OR8 基または−COOR8 (但し、
各R8は相互に独立に炭素数1〜20の直鎖状、分岐状
もしくは環状のアルキル基または炭素数7〜20の有橋
式炭素環を有する1価の基である。)を示し、複数存在
するR6 は相互に同一でも異なってもよく、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アルキル基を示し、bは0〜7の整
数であり、nは0または1であり、X- はスルホン酸ア
ニオンを示す。〕
【0050】一般式(3)で表される化合物としては、
より具体的には、下記一般式(9)で表される化合物
(以下、「チオフェニウム化合物(2-I) 」という。)
および下記一般式(10)で表される化合物(以下、
「チオフェニウム化合物(2-II)」という。)を挙げる
ことができる。
【0051】
【化11】 〔一般式(9)において、R6 、R7 、bおよびX-
一般式(3)で定義したとおりである。〕
【0052】
【化12】 〔一般式(10)において、R6 、R7 、bおよびX-
は一般式(3)で定義したとおりである。〕
【0053】また、他のチオフェニウム化合物(2)と
しては、例えば、下記一般式(11)で表される化合物
(以下、「チオフェニウム化合物(2-III) 」とい
う。)、下記一般式(12)で表される化合物(以下、
「チオフェニウム化合物(2-IV)」という。)等を挙げ
ることができる。
【0054】
【化13】 〔一般式(11)において、R13はヒドロキシル基、炭
素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル
基、−OR15基または−COOR15基(但し、各R15
炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキ
ル基または炭素数7〜20の有橋式炭素環を有する1価
の基を示す。)を示し、複数存在するR13は相互に同一
でも異なってもよく、cは0〜5の整数であり、各R14
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アルキル基を示し、X- はス
ルホン酸アニオンを示す。〕
【0055】
【化14】 〔一般式(12)において、R16はヒドロキシル基、炭
素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル
基、−OR18基または−COOR18基(但し、各R18
炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキ
ル基または炭素数7〜20の有橋式炭素環を有する1価
の基を示す。)を示し、複数存在するR16は相互に同一
でも異なってもよく、cは0〜5の整数であり、各R17
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アルキル基を示し、X- はス
ルホン酸アニオンを示す。〕
【0056】一般式(3)において、R6 の炭素数1〜
20の直鎖状、分岐状もしくは環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、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。
【0057】また、R6 の−OR8 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、シク
ロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、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、下記式(i)で表される基
等を挙げることができる。
【0058】
【化15】 〔式(i)において、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ア
ルキル基を示し、jは0〜6の整数である。〕
【0059】式(i)において、R19の炭素数1〜10
の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基としては、
例えば、一般式(3)におけるR6 のアルキル基と同様
の基等を挙げることができる。
【0060】また、R6 の−COOR8 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、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、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、下記
式(ii)で表される基等を挙げることができる。
【0061】
【化16】 〔式(ii)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ア
ルキル基を示し、kは0〜6の整数である。〕
【0062】式(ii)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アルキル基としては、
例えば、一般式(3)におけるR6 のアルキル基と同様
の基等を挙げることができる。
【0063】一般式(3)におけるR6 としては、特
に、n−ブチル基、n−ブトキシ基、式(i)で表され
る基のうち、R19が水素原子でjが1である基等が好ま
しい。一般式(3)におけるbとしては、1が好まし
い。一般式(3)において、各R6 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R6 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。
【0064】また、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、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。一般式(3)に
おけるR7 としては、水素原子、メチル基、i−プロピ
ル基等が好ましい。
【0065】好ましいチオフェニウム化合物(2-I) の
具体例としては、チオフェニウムカチオンが下記式(9
-1) 〜式(9-63)で表され、スルホン酸アニオンが何れ
もC4 9 SO3 - である化合物等を挙げることができ
る。
【0066】
【化17】
【0067】
【化18】
【0068】
【化19】
【0069】
【化20】
【0070】
【化21】
【0071】
【化22】
【0072】
【化23】
【0073】
【化24】
【0074】
【化25】
【0075】
【化26】
【0076】
【化27】
【0077】
【化28】
【0078】
【化29】
【0079】
【化30】
【0080】
【化31】
【0081】
【化32】
【0082】
【化33】
【0083】
【化34】
【0084】
【化35】
【0085】
【化36】
【0086】
【化37】
【0087】
【化38】
【0088】
【化39】
【0089】チオフェニウム化合物(2-I) としては、
特に、チオフェニウムカチオンが式(9-13)、式(9-1
4)、、式(9-15)、式(9-31)、式(9-32)または式
(9-33)で表され、スルホン酸アニオンが何れもC4
9 SO3 - である化合物等が好ましい。
【0090】次に、好ましいチオフェニウム化合物(2
-II)の具体例としては、チオフェニウムカチオンが下記
式(10-1) 〜式(10-63)で表され、スルホン酸アニオン
が何れもC4 9 SO3 - である化合物等を挙げること
ができる。
【0091】
【化40】
【0092】
【化41】
【0093】
【化42】
【0094】
【化43】
【0095】
【化44】
【0096】
【化45】
【0097】
【化46】
【0098】
【化47】
【0099】
【化48】
【0100】
【化49】
【0101】
【化50】
【0102】
【化51】
【0103】
【化52】
【0104】
【化53】
【0105】
【化54】
【0106】
【化55】
【0107】
【化56】
【0108】
【化57】
【0109】
【化58】
【0110】
【化59】
【0111】
【化60】
【0112】
【化61】
【0113】
【化62】
【0114】チオフェニウム化合物(2-II)としては、
特に、スルホニウムカチオンが式(10-14)、式(10-1
5)、式(10-32)、式(10-33)または式(10-40)で表さ
れ、スルホン酸アニオンが何れもC4 9 SO3 - であ
る化合物等が好ましい。
【0115】次に、好ましいチオフェニウム化合物(2
-111) の具体例としては、チオフェニウムカチオンが下
記式(11-1) 〜式(11-45)で表され、スルホン酸アニオ
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。
【0116】
【化63】
【0117】
【化64】
【0118】
【化65】
【0119】
【化66】
【0120】
【化67】
【0121】
【化68】
【0122】
【化69】
【0123】
【化70】
【0124】
【化71】
【0125】
【化72】
【0126】
【化73】
【0127】
【化74】
【0128】
【化75】
【0129】
【化76】
【0130】
【化77】
【0131】
【化78】
【0132】
【化79】
【0133】
【化80】
【0134】チオフェニウム化合物(2-III) として
は、特に、チオフェニウムカチオンが式(11-1) 、式
(11-2) 、式(11-3) 、式(11-4) 、式(11-5) 、式
(11-6) 、式(11-17)、式(11-18)、式(11-23)、式
(11-24)または式(11-43)で表され、スルホン酸アニオ
ンが何れもC4 9 SO3 - である化合物等が好まし
い。
【0135】次に、好ましいチオフェニウム化合物(2
-IV)の具体例としては、チオフェニウムカチオンが下記
式(12-1) 〜式(12-63)で表され、スルホン酸アニオン
が何れもC4 9 SO3 - である化合物等を挙げること
ができる。
【0136】
【化81】
【0137】
【化82】
【0138】
【化83】
【0139】
【化84】
【0140】
【化85】
【0141】
【化86】
【0142】
【化87】
【0143】
【化88】
【0144】
【化89】
【0145】
【化90】
【0146】
【化91】
【0147】
【化92】
【0148】
【化93】
【0149】
【化94】
【0150】
【化95】
【0151】
【化96】
【0152】
【化97】
【0153】
【化98】
【0154】
【化99】
【0155】
【化100】
【0156】
【化101】
【0157】チオフェニウム化合物(2-IV)としては、
特に、チオフェニウムカチオンが式(12-13)、式(12-1
4)、式(12-15)、式(12-31)、式(12-32)または式(12
-33)で表され、スルホン酸アニオンが何れもC4 9
3 - である化合物等が好ましい。本発明において、チ
オフェニウム化合物(2)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。
【0158】また、本発明においては、チオフェニウム
化合物(2)と共に、他の感放射線性酸発生剤(以下、
「他の酸発生剤」という。)を併用することができる。
他の酸発生剤としては、例えば、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。これら
の他の酸発生剤の例としては、下記のものを挙げること
ができる。
【0159】オニウム塩化合物:オニウム塩化合物とし
ては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホス
ホニウム塩、ジアゾニウム塩、ピリジニウム塩等を挙げ
ることができる。好ましいオニウム塩化合物としては、
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、トリフェニルスルホニウム 10−カンファースル
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、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、1−ナフチルジエチル
スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−シ
アノ−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、4−ニトロ−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、4−
メチル−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、4−シアノ−1−ナフチルジエ
チルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4
−ニトロ−1−ナフチルジエチルスルホニウムトリフル
オロメタンスルホネート、4−メチル−1−ナフチルジ
エ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等を挙げることができ
る。
【0160】ハロゲン含有化合物:ハロゲン含有化合物
としては、例えば、ハロアルキル基含有炭化水素化合
物、ハロアルキル基含有複素環式化合物等を挙げること
ができる。好ましいハロゲン含有化合物としては、例え
ば、フェニルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジ
ン、4−メトキシフェニルビス(トリクロロメチル)−
s−トリアジン、1−ナフチルビス(トリクロロメチ
ル)−s−トリアジン等の(トリクロロメチル)−s−
トリアジン誘導体や、1,1−ビス(4−クロロフェニ
ル)−2,2,2−トリクロロエタン等を挙げることが
できる。 ジアゾケトン化合物:ジアゾケトン化合物としては、例
えば、1,3−ジケト−2−ジアゾ化合物、ジアゾベン
ゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物等を挙げる
ことができる。好ましいジアゾケトンとしては、例え
ば、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルク
ロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニ
ルクロリド、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベン
ゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−4−スル
ホン酸エステルまたは1,2−ナフトキノンジアジド−
5−スルホン酸エステル、1,1,1−トリス(4−ヒ
ドロキシフェニル)エタンの1,2−ナフトキノンジア
ジド−4−スルホン酸エステルまたは1,2−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホン酸エステル等を挙げること
ができる。
【0161】スルホン化合物:スルホン化合物として
は、例えば、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホ
ンや、これらの化合物のα−ジアゾ化合物等を挙げるこ
とができる。好ましいスルホン化合物としては、例え
ば、4−トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシ
ルスルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン等を挙
げることができる。 スルホン酸化合物:スルホン酸化合物としては、例え
ば、アルキルスルホン酸エステル、アルキルスルホン酸
イミド、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールス
ルホン酸エステル、イミノスルホネート等を挙げること
ができる。好ましいスルホン酸化合物としては、例え
ば、ベンゾイントシレート、ピロガロールのトリス(ト
リフルオロメタンスルホネート)、ニトロベンジル−
9,10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネー
ト、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、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドノナ
フルオロ−n−ブタンスルホネート、1,8−ナフタレ
ンジカルボン酸イミドパーフルオロ−n−オクタンスル
ホネート等を挙げることができる。
【0162】これらの他の酸発生剤のうち、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、
【0163】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
スルホネート等が好ましい。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。
【0164】本発明において、酸発生剤(B)の使用量
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(A)100重量部に対して、通常、0.1
〜20重量部、好ましくは0.5〜10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20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、
他の酸発生剤の使用割合は、チオフェニウム化合物
(2)と他の酸発生剤との合計に対して、通常、80重
量%以下、好ましくは60重量%以下である。この場
合、他の酸発生剤の使用割合が80重量%を超えると、
本発明の所期の効果が損なわれるおそれがある。
【0165】添加剤 本発明の感放射線性樹脂組成物には、必要に応じて、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。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、露光から露光後の加熱処理まで
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
(13)
【0166】
【化102】 〔一般式(13)において、各R21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。〕
【0167】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。
【0168】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。
【0169】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。
【0170】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。
【0171】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。
【0172】これらの含窒素有機化合物のうち、アミド
基含有化合物、含窒素複素環化合物が好ましく、特に、
アミド基含有化合物のうちのN−t−ブトキシカルボニ
ル基含有アミノ化合物が好ましい。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。酸拡散制御剤の配合量は、樹脂(A)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
部未満では、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。
【0173】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。脂環族添加剤の配合量は、樹脂(A)
100重量部に対して、通常、20重量部以下、好まし
くは15重量部以下、さらに好ましくは10重量部以下
である。
【0174】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。界面活性剤の配合
量は、樹脂(A)と酸発生剤(B)との合計100重量
部に対して、通常、2重量部以下である。
【0175】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(B)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。
【0176】組成物溶液の調製 本発明の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10〜25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、
【0177】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。
【0178】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
ン酸アルキル類が好ましい。
【0179】レジストパターンの形成方法 本発明の感放射線性樹脂組成物は、特に化学増幅型レジ
ストとして有用である。前記化学増幅型レジストにおい
ては、露光により酸発生剤(B)から発生した酸の作用
によって、樹脂(A)中の酸解離性基が解離して、カル
ボキシル基を生じ、その結果、レジストの露光部のアル
カリ現像液に対する溶解性が高くなり、該露光部がアル
カリ現像液によって溶解、除去され、ポジ型のレジスト
パターンが得られる。本発明の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、使用される酸発生剤
(B)の種類に応じて、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、Ar
Fエキシマレーザー(波長193nm)あるいはKrF
エキシマレーザー(波長248nm)で代表される遠紫
外線が好ましく、特にArFエキシマレーザー(波長1
93nm)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(A)中の酸解離性基の
解離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50〜170℃である。
【0180】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。
【0181】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、現像性が低下して、露光部の現像残りが多くなるお
それがある。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。
【0182】
【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、各組成物溶
液を、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0.34μmのレジスト被膜に、(株)ニコン製Ar
F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重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド水溶液により、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0.16μm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。 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0.16μm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。
【0183】〔樹脂(A)の製造〕 合成例1 n−ブチルエーテル4.08g、無水マレイン酸3.9
8g、アクリル酸2−メチル−2−アダマンチル11.
94gを酢酸n−ブチル50gに溶解して均一溶液と
し、窒素ガスを15分吹き込んだのち、重合開始剤とし
てジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオ
ネート)1.24gを加えて、65℃に加熱し、同温度
で5時間攪拌した。その後、反応溶液を室温に冷却し
て、i−プロピルアルコール400g中に滴下し、析出
した白色固体をi−プロピルアルコール280gで洗浄
した。その後、白色固体をろ別して、樹脂16.5g
(収率82.5重量%)を得た。この樹脂は、Mwが6
5,000であり、n−ブチルエーテル、無水マレイン
酸およびアクリル酸2−メチル−2−アダマンチルの共
重合モル比が、30/30/40であった。この樹脂
を、樹脂(A-1) とする。
【0184】合成例2 3,4−ジヒドロ−2H−ピラン3.53g、無水マレ
イン酸4.12g、アクリル酸2−メチル−2−アダマ
ンチル12.34gを酢酸n−ブチル50gに溶解して
均一溶液とし、窒素ガスを15分吹き込んだのち、重合
開始剤としてジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチ
ルプロピオネート)1.29gを加えて、65℃に加熱
し、同温度で5時間攪拌した。その後、反応溶液を室温
に冷却して、i−プロピルアルコール400g中に滴下
し、析出した白色固体をi−プロピルアルコール280
gで洗浄した。その後、白色固体をろ別して、樹脂1
6.2g(収率80.6重量%)を得た。この樹脂は、
Mwが10,400であり、3,4−ジヒドロ−2H−
ピラン、無水マレイン酸およびアクリル酸2−メチル−
2−アダマンチルの共重合モル比が、30/30/40
であった。この樹脂を、樹脂(A-2) とする。
【0185】合成例3 2−エトキシ−3,4−ジヒドロ−2H−ピラン4.9
2g、無水マレイン酸3.78g、アクリル酸2−メチ
ル−2−アダマンチル11.30gを酢酸n−ブチル5
0gに溶解して均一溶液とし、窒素ガスを15分吹き込
んだのち、重合開始剤としてジメチル−2,2’−アゾ
ビス(2−メチルプロピオネート)1.18gを加え
て、65℃に加熱し、同温度で5時間攪拌した。その
後、反応溶液を室温に冷却して、i−プロピルアルコー
ル400g中に滴下し、析出した白色固体をi−プロピ
ルアルコール280gで洗浄した。その後、白色固体を
ろ別して、樹脂14.4g(収率72.0重量%)を得
た。この樹脂は、Mwが10,600であり、2−エト
キシ−3,4−ジヒドロ−2H−ピラン、無水マレイン
酸およびアクリル酸2−メチル−2−アダマンチルの共
重合モル比が、30/30/40であった。この樹脂
を、樹脂(A-3) とする。
【0186】〔チオフェニウム化合物(2)の合成〕 合成例4 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、チオフェニウムカ
チオンが前記式(10-32)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。この化合物を、酸発生剤(B-1) とする。
【0187】合成例5−1 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。
【0188】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。
【0189】合成例5−2 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、チオフェニウムカチオン
が前記式(10-40)で表される4−(2−ノルボルニルメ
トキシ)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3.17gを得た。この
化合物を、酸発生剤(B-2) とする。
【0190】合成例6−1 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。
【0191】合成例6−2 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。
【0192】合成例6−3 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。
【0193】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ミリリットルとタングステ
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。
【0194】合成例6−4 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、チオフェニウムカチオン
が前記式(9-31)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。この化合物を、酸発
生剤(B-3) とする。
【0195】合成例7−1 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。
【0196】次いで、濃縮残渣に、メタノール930ミ
リリットル、タ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250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2
30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32.3
gを得た。
【0197】合成例7−2 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、チオフェニウムカチオンが前記式
(11-3) 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。この化合物を、酸発生剤(B-4) とする。
【0198】実施例1〜6および比較例1 表1に示す成分(但し、部は重量基準である。)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における樹脂(A-1) 〜(A-3)
および酸発生剤(B-1) 〜(B-4) 以外の成分は、下記
のとおりである。 酸発生剤(B) B-5:4−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 B-6:1−(3,5−ジメチルー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 他の酸発生剤 b-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
【0199】酸拡散制御剤 C-1:3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール C-2:N−t−ブトキシカルボニルジシクロヘキシルア
ミン C-3: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 D-1:デオキシコール酸t−ブチル D-2:1,3−アダマンタンジカルボン酸ジ−t−ブチ
ル D-3:デオキシコール酸t−ブトキシカルボニルメチル 溶剤 E-1:2−ヘプタノン E-2:シクロヘキサノン E-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
【0200】
【表1】
【0201】
【表2】
【0202】
【表3】
【0203】
【発明の効果】本発明の感放射線性樹脂組成物は、遠紫
外線、特にArFエキシマレーザーに対する透明性およ
び感度が高く、かつ解像度およびパターン形状等にも優
れており、今後さらに微細化が進行すると予想される集
積回路素子の製造に極めて好適に使用することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 宮松 隆 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 AC04 AC08 AD03 BE00 BE07 BG00 FA03 FA12 FA17

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)下記一般式(1)で表される繰返
    し単位を有するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の
    樹脂であって、酸の作用によりアルカリ可溶性となる酸
    解離性基含有樹脂、および(B)下記一般式(2)で表
    される化合物を含む感放射線性酸発生剤を含有すること
    を特徴とする感放射線性樹脂組成物。 【化1】 〔一般式(1)において、R1 は炭素数1〜8の直鎖
    状、分岐状もしくは環状のアルキル基を示すか、あるい
    はR2 、式中の酸素原子および主鎖を構成する炭素原子
    と共に環状構造を形成しており、該アルキル基および該
    環状構造は置換されていてもよく、R1 、式中の酸素原
    子および主鎖を構成する炭素原子と共に環状構造を形成
    していないR2 は水素原子またはメチル基を示し、R3
    は水素原子またはメチル基を示す。〕 【化2】 〔一般式(2)において、R4 は芳香族環を有する炭素
    数6〜20の1価の基を示し、R5 は水素原子または炭
    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、複数存在するR5 は相互に同一でも異
    なってもよく、aは0〜(6+2m)の整数であり、m
    は0〜5の整数であり、nは0または1であり、X-
    スルホン酸アニオンを示す。〕
  2. 【請求項2】 (B)成分が下記一般式(3)で表され
    る化合物を含む請求項1に記載の感放射線性樹脂組成
    物。 【化3】 〔一般式(3)において、R6 はヒドロキシル基、炭素
    数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル
    基、−OR8 基または−COOR8 (但し、各R8は相
    互に独立に炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環
    状のアルキル基または炭素数7〜20の有橋式炭素環を
    有する1価の基である。)を示し、複数存在するR6
    相互に同一でも異なってもよく、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
    は環状のアルキル基を示し、bは0〜7の整数であり、
    nは0または1であり、X- はスルホン酸アニオンを示
    す。〕
  3. 【請求項3】 (A)成分がさらに下記式(4)、式
    (5)、式(6)、式(7)または式(8)で表される
    繰返し単位の群から選ばれる少なくとも1種を有する請
    求項1または請求項2に記載の感放射線性樹脂組成物。 【化4】 〔式(5)において、R9 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。〕 【化5】 〔式(8)において、R10は水素原子またはメチル基を
    示し、各R11は相互に独立に炭素数1〜6の直鎖状、分
    岐状もしくは環状のアルキル基を示すか、あるいは何れ
    か2つのR11が相互に結合してそれらが結合している炭
    素原子と共に環状構造を形成しており、該アルキル基お
    よび該環状構造は置換されていてもよい。〕
  4. 【請求項4】 (A)成分が請求項3に記載の式
    (4)、式(5)、式(6)または式(7)で表される
    繰返し単位の群から選ばれる少なくとも1種と請求項3
    に記載の式(8)で表される繰返し単位とを有する請求
    項3に記載の感放射線性樹脂組成物。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006115017A1 (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. ポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法
WO2006115010A1 (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. ネガ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法
EP1767539A1 (en) * 2004-06-23 2007-03-28 Otsuka Chemical Company, Ltd. Organic antimony compound, process for producing the same, living radical polymerization initiator, process for producing polymer using the same, and polymer
US7198880B2 (en) * 2002-04-26 2007-04-03 Fujifilm Corporation Positive resist composition
WO2011104127A1 (en) 2010-02-24 2011-09-01 Basf Se Latent acids and their use
WO2016124493A1 (en) 2015-02-02 2016-08-11 Basf Se Latent acids and their use

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7198880B2 (en) * 2002-04-26 2007-04-03 Fujifilm Corporation Positive resist composition
US8008414B2 (en) 2004-06-23 2011-08-30 Otsuka Chemical Co., Ltd. Organic antimony compound, process for producing the same, living radical polymerization initiator, process for producing polymer using the same, and polymer
EP1767539A1 (en) * 2004-06-23 2007-03-28 Otsuka Chemical Company, Ltd. Organic antimony compound, process for producing the same, living radical polymerization initiator, process for producing polymer using the same, and polymer
EP1767539A4 (en) * 2004-06-23 2008-04-09 Otsuka Chemical Co Ltd ORGANIC ANTIMONIC COMPOUND, PROCESS FOR THE PRODUCTION THEREOF, INITIATOR FOR LIVING RADICAL POLYMERIZATION, METHOD FOR PRODUCING A POLYMER USING THEREOF, AND POLYMER
WO2006115010A1 (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. ネガ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法
KR100888570B1 (ko) * 2005-04-20 2009-03-12 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 포지티브형 레지스트 조성물 및 레지스트 패턴 형성 방법
US7709179B2 (en) 2005-04-20 2010-05-04 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Negative resist composition and method for forming resist pattern
US7816066B2 (en) 2005-04-20 2010-10-19 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and method for forming resist pattern
CN101198905B (zh) * 2005-04-20 2011-04-06 东京应化工业株式会社 正型抗蚀剂组合物以及抗蚀剂图案形成方法
WO2006115017A1 (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. ポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法
WO2011104127A1 (en) 2010-02-24 2011-09-01 Basf Se Latent acids and their use
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