JP2003084438A - 高分子化合物、レジスト材料、及びパターン形成方法 - Google Patents

高分子化合物、レジスト材料、及びパターン形成方法

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JP2003084438A JP2001277156A JP2001277156A JP2003084438A JP 2003084438 A JP2003084438 A JP 2003084438A JP 2001277156 A JP2001277156 A JP 2001277156A JP 2001277156 A JP2001277156 A JP 2001277156A JP 2003084438 A JP2003084438 A JP 2003084438A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 下記一般式(1)で示される繰り返し単位と
下記一般式(2)で示される繰り返し単位とを含むこと
を特徴とする重量平均分子量1,000〜500,00
0の高分子化合物。 【化1】 (式中、R1、R3は水素原子又はメチル基を示す。
2、R4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。R5、R6、R7、R8は水素原子又は
5とR7、R6とR8でトリメチレンもしくは1,3−シ
クロペンチレンを形成する原子団を示す。) 【解決手段】 本発明の高分子化合物をベース樹脂とし
たレジスト材料は、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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、(1)特定の繰り
返し単位を含有する高分子化合物、(2)この高分子化
合物をベース樹脂として含有するレジスト材料、及び
(3)このレジスト材料を用いた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、A
rFエキシマレーザー光を光源としたフォトリソグラフ
ィーは、0.3μm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。
【0003】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明性とエッチング耐性を併せ持
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。一方、ArFエキシマレーザー用レジスト
材料では、例えば特開平9−73173号、特開平9−
90637号公報等に記載されているように、アダマン
タン構造を側鎖に含むポリアクリル酸又はポリメタクリ
ル酸の誘導体が比較的多く用いられているが、必ずしも
十分な性能を発揮しているとは言い難い。
【0004】即ち、ポリアクリル酸又はポリメタクリル
酸の誘導体をベース樹脂とするレジスト材料は、露光、
現像によるパターン形成には良好な感度、解像性を示す
ものの、そのドライエッチング耐性は極めて低い。2−
アルキル−2−アダマンチル基に代表されるアダマンタ
ン構造を含む酸分解性単位を多く導入して炭素密度を高
めることでドライエッチング耐性をいくらか改善するこ
とは可能だが、その際にはアダマンタン含有型酸分解性
単位の鈍重な反応性のために解像性能や使い勝手が犠牲
となり、好適でない。具体的には、パターンがT−トッ
プ形状となる、パターン側壁に荒れを生じる、基板上及
びパターン上に異物が生じる、加熱処理温度の微小なず
れによって感度が大きく変わる、等々の問題を引き起こ
すことがあり、実用的なものとならないのである。パタ
ーンルールのより一層の微細化が求められる中、実用に
足るエッチング耐性を有しながらも、感度、解像性にお
いて優れた性能を発揮し、更には処理条件の幅に余裕が
ある使い勝手のよいレジスト材料が必要とされている。
【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)高い解像性と実用レベルのエ
ッチング耐性を有し、加熱処理温度の幅に余裕があるレ
ジスト材料のベース樹脂として有用な高分子化合物、
(2)この高分子化合物をベース樹脂として含有するレ
ジスト材料、及び(3)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及び発明の実施の形態】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、後述する方法によって得られる下記一般式(1)で
示される繰り返し単位と下記一般式(2)で示される繰
り返し単位とを含む重量平均分子量1,000〜50
0,000の高分子化合物がレジスト材料用樹脂として
有用であり、この高分子化合物をベース樹脂とするレジ
スト材料が高い解像性と実用レベルのエッチング耐性を
有し、かつ加熱処理温度の幅に余裕があって使い勝手に
優れること、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た。
【0007】即ち、本発明は下記の高分子化合物を提供
する。 [I]下記一般式(1)で示される繰り返し単位と下記
一般式(2)で示される繰り返し単位とを含むことを特
徴とする重量平均分子量1,000〜500,000の
高分子化合物。
【化3】 (式中、R1、R3は水素原子又はメチル基を示す。
2、R4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。R5、R6、R7、R8は水素原子又は
5とR7、R6とR8でトリメチレンもしくは1,3−シ
クロペンチレンを形成する原子団を示す。) [II]更に下記一般式(3)で示される繰り返し単位
を含むことを特徴とする[I]に記載の高分子化合物。
【化4】 (式中、R9は水素原子又はメチル基を示す。R10は水
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。R11は水素原子又はCO21 2を示
す。R12は炭素数1〜15の直鎖状、分岐状又は環状の
アルキル基又は該アルキル基の任意の炭素−炭素結合間
に1個又は複数個の酸素原子が挿入された基を示す。X
はメチレン又は酸素原子を示す。) また、本発明は下記のレジスト材料を提供する。 [III][I]又は[II]に記載の高分子化合物を
含むことを特徴とするレジスト材料。更に、本発明は下
記のパターン形成方法を提供する。 [IV][III]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。
【0008】前述の通り、一般にアダマンタン構造を含
む酸分解性単位は反応性が鈍く、解像性能と使い勝手に
悪影響を及ぼしているものの、その一方で、エッチング
耐性に優れる、疎密依存性が小さい、等々の利点も有し
ている。本発明者等は、アダマンタン含有型酸分解性単
位の利点を生かしつつ、全体として酸分解反応性を高め
ることができれば好適なレジスト材料が得られると考
え、アダマンタン構造を含む上記一般式(1)で示され
る繰り返し単位に加えて、酸分解反応性に優れる上記一
般式(2)で示される繰り返し単位を併せて用いてみた
ところ、上記目的が達成されることを知見した。また、
上記一般式(3)で示される繰り返し単位は、レジスト
材料のベース樹脂に基板密着性、現像液親和性及び溶剤
溶解性を付与し、かつ極性構造導入に伴うエッチング耐
性低下を極力抑えたものであり、上記一般式(1)及び
(2)の単位に加えて用いると更に好ましい。以上のよ
うに、上記一般式(1)で示される繰り返し単位と上記
一般式(2)で示される繰り返し単位とを含む本発明の
高分子化合物、更に上記一般式(3)で示される繰り返
し単位を含む本発明の高分子化合物をベース樹脂とした
レジスト材料は、感度、解像性に優れた性能を有し、実
用レベルのドライエッチング耐性を備え、基板密着性、
現像液親和性、溶剤溶解性等の諸特性にも優れ、かつ加
熱処理温度の幅に余裕があって使い勝手にも優れた、微
細パターンの形成に極めて有用なものとなるのである。
【0009】以下、本発明につき更に詳細に説明する。
本発明の新規高分子化合物は、下記一般式(1)で示さ
れる繰り返し単位と下記一般式(2)で示される繰り返
し単位とを含むことを特徴とする重量平均分子量1,0
00〜500,000のものである。
【0010】
【化5】
【0011】ここで、R1、R3は水素原子又はメチル基
を示す。R2、R4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、s
ec−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、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。R5
6、R7、R8は水素原子又はR5とR7、R6とR8でト
リメチレンもしくは1,3−シクロペンチレンを形成す
る原子団を示す。
【0012】また、本発明の高分子化合物は、更に下記
一般式(3)で示される繰り返し単位を含むことが好ま
しい。
【0013】
【化6】
【0014】ここで、R9は水素原子又はメチル基を示
す。R10は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し、アルキル基として具体
的にはR2、R4で挙げたものと同様のものを例示でき
る。R11は水素原子又はCO212を示す。R12は炭素
数1〜15の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又は
該アルキル基の任意の炭素−炭素結合間に1個又は複数
個の酸素原子が挿入された基を示す。アルキル基として
具体的には、R2、R4で挙げたものと同様のものを例示
でき、炭素−炭素結合間に1個又は複数個の酸素原子が
挿入された基として具体的にはメトキシメチル基、メト
キシエトキシメチル基、1−エトキシエチル基、2−テ
トラヒドロピラニル基等を例示できる。Xはメチレン又
は酸素原子を示す。
【0015】上記一般式(1)で示される繰り返し単位
の具体例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるも
のではない。
【0016】
【化7】
【0017】上記一般式(2)で示される繰り返し単位
の具体例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるも
のではない。
【0018】
【化8】
【0019】上記一般式(3)で示される繰り返し単位
の具体例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるも
のではない。
【0020】
【化9】
【0021】本発明の高分子化合物は、更に必要に応
じ、下記一般式(M1)〜(M9)で示される繰り返し
単位から選ばれる1種又は2種以上を含有するものであ
ってもよい。
【0022】
【化10】 (式中、R001は水素原子、メチル基又はCH2CO2
003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す。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
化水素基を示す。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。R005〜R008は互いに結合して環を形成してい
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単結合
又は炭素数1〜15の直鎖状、分岐状又は環状のアルキ
レン基を示す。R009は炭素数2〜15のエーテル、ア
ルデヒド、ケトン、エステル、カーボネート、酸無水
物、アミド、イミドから選ばれる少なくとも1種の部分
構造を含有する1価の炭化水素基を示す。R010〜R013
の少なくとも1個は炭素数2〜15のエーテル、アルデ
ヒド、ケトン、エステル、カーボネート、酸無水物、ア
ミド、イミドから選ばれる少なくとも1種の部分構造を
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。R010〜R013は互いに結合して
環を形成していてもよく、その場合にはR010〜R013
少なくとも1個は炭素数1〜15のエーテル、アルデヒ
ド、ケトン、エステル、カーボネート、酸無水物、アミ
ド、イミドから選ばれる少なくとも1種の部分構造を含
有する2価の炭化水素基を示し、残りはそれぞれ独立に
単結合又は炭素数1〜15の直鎖状、分岐状又は環状の
アルキレン基を示す。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
を示す。R015は酸不安定基を示す。XはCH2又は酸素
原子を示す。Yは−O−又は−(NR016)−を示し、
016は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。kは0又は1である。)
【0023】ここで、R001は水素原子、メチル基又は
CH2CO2003を示す。R003の具体例については後述
する。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、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、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。
【0024】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、具体的には水素原子、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。
【0025】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R3で例示したものと同様のものが例示できる。R
005〜R008は互いに結合して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単結合又は炭素数
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R3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。
【0026】R009は炭素数2〜15のエーテル、アル
デヒド、ケトン、エステル、カーボネート、酸無水物、
アミド、イミドから選ばれる少なくとも1種の部分構造
を含有する1価の炭化水素基を示し、具体的にはメトキ
シメチル、メトキシエトキシメチル、2−オキソオキソ
ラン−3−イル、2−オキソオキソラン−4−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。
【0027】R010〜R013の少なくとも1個は炭素数2
〜15のエーテル、アルデヒド、ケトン、エステル、カ
ーボネート、酸無水物、アミド、イミドから選ばれる少
なくとも1種の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1〜1
5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のエーテル、ケトン、エステル、カーボネー
ト、酸無水物、アミド、イミドから選ばれる少なくとも
1種の部分構造を含有する1価の炭化水素基としては、
具体的にはメトキシメチル、メトキシメトキシメチル、
ホルミル、メチルカルボニル、ホルミルオキシ、アセト
キシ、ピバロイルオキシ、ホルミルオキシメチル、アセ
トキシメチル、ピバロイルオキシメチル、メトキシカル
ボニル、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。R010〜R013
互いに結合して環を形成していてもよく、その場合には
010〜R013の少なくとも1個は炭素数1〜15のエー
テル、アルデヒド、ケトン、エステル、カーボネート、
酸無水物、アミド、イミドから選ばれる少なくとも1種
の部分構造を含有する2価の炭化水素基を示し、残りは
それぞれ独立に単結合又は炭素数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
エーテル、アルデヒド、ケトン、エステル、カーボネー
ト、酸無水物、アミド、イミドから選ばれる少なくとも
1種の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2−オキサプロパン−1,3−ジイル、1,
1−ジメチル−2−オキサプロパン−1,3−ジイル、
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、上記炭素数1〜15のエーテル、アルデヒド、
ケトン、エステル、カーボネート、酸無水物、アミド、
イミドから選ばれる少なくとも1種の部分構造を含有す
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1〜15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R
003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。
【0028】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。R015は酸不安定基を示し、具体例については後述
する。Yは−O−又は−(NR016)−を示し、R016
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、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、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。kは0又は
1である。
【0029】R015の酸不安定基としては、種々用いる
ことができるが、具体的には下記一般式(L1)〜(L
4)で示される基、炭素数4〜20、好ましくは4〜1
5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。
【0030】
【化11】
【0031】ここで、鎖線は結合手を示す(以下、同
様)。式中、RL01、RL02は水素原子又は炭素数1〜1
8、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、sec−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
が例示できる。RL03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、分岐状又は環状のアルキル
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に置換された
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。
【0032】
【化12】
【0033】RL01とRL02、RL01とRL03、RL02とR
L03とは互いに結合して環を形成してもよく、環を形成
する場合にはRL01、RL02、RL03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。
【0034】RL04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(L1)で示される基を示
し、三級アルキル基としては、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、2−シクロペンチルプロパン−2−イル基、2−
シクロヘキシルプロパン−2−イル基、2−(ビシクロ
[2.2.1]ヘプタン−2−イル)プロパン−2−イ
ル基、2−(アダマンタン−1−イル)プロパン−2−
イル基、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、2−エチル−2−アダマンチ
ル基等が例示でき、トリアルキルシリル基としては、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例示でき、オキ
ソアルキル基としては、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
が例示できる。yは0〜6の整数である。
【0035】RL05は炭素数1〜8のヘテロ原子を含ん
でもよい1価の炭化水素基又は炭素数6〜20の置換さ
れていてもよいアリール基を示し、ヘテロ原子を含んで
もよい1価の炭化水素基としては、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、シクロヘキシル基等の直鎖状、分岐状又
は環状のアルキル基、これらの水素原子の一部が水酸
基、アルコキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニ
ル基、オキソ基、アミノ基、アルキルアミノ基、シアノ
基、メルカプト基、アルキルチオ基、スルホ基等に置換
されたもの等が例示でき、置換されていてもよいアリー
ル基としては、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
レニル基等が例示できる。mは0又は1、nは0、1、
2、3のいずれかであり、2m+n=2又は3を満足す
る数である。
【0036】RL06は炭素数1〜8のヘテロ原子を含ん
でもよい1価の炭化水素基又は炭素数6〜20の置換さ
れていてもよいアリール基を示し、具体的にはRL05
同様のもの等が例示できる。RL07〜RL16はそれぞれ独
立に水素原子又は炭素数1〜15のヘテロ原子を含んで
もよい1価の炭化水素基を示し、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、tert
−アミル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オ
クチル基、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、シクロペンチルメチル基、シ
クロペンチルエチル基、シクロペンチルブチル基、シク
ロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロ
ヘキシルブチル基等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキ
ル基、これらの水素原子の一部が水酸基、アルコキシ
基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、オキソ
基、アミノ基、アルキルアミノ基、シアノ基、メルカプ
ト基、アルキルチオ基、スルホ基等に置換されたもの等
が例示できる。RL07〜RL16は互いに結合して環を形成
していてもよく(例えば、RL07とRL08、RL07
L09、RL08とRL10、RL09とRL10、RL11とRL12
L13とRL14等)、その場合には炭素数1〜15のヘテ
ロ原子を含んでもよい2価の炭化水素基を示し、具体的
には上記1価の炭化水素基で例示したものから水素原子
を1個除いたもの等が例示できる。また、RL07〜RL16
は隣接する炭素に結合するもの同士で何も介さずに結合
し、二重結合を形成してもよい(例えば、RL07
L09、RL09とRL15、RL13とRL15等)。
【0037】上記式(L1)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。
【0038】
【化13】
【0039】上記式(L1)で示される酸不安定基のう
ち環状のものとしては、具体的にはテトラヒドロフラン
−2−イル基、2−メチルテトラヒドロフラン−2−イ
ル基、テトラヒドロピラン−2−イル基、2−メチルテ
トラヒドロピラン−2−イル基等が例示できる。
【0040】上記式(L2)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。
【0041】上記式(L3)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−シクロヘ
キシルシクロペンチル、1−(4−メトキシ−n−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。上記式(L4)の酸不安定基としては、具体的には
下記の基が例示できる。
【0042】
【化14】
【0043】また、炭素数4〜20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としては、
具体的にはRL04で挙げたものと同様のもの等が例示で
きる。
【0044】上記一般式(M1)〜(M9)で示される
繰り返し単位は、レジスト材料とした際の現像液親和
性、基板密着性、エッチング耐性等の諸特性を付与する
ものであり、これらの繰り返し単位の含有量を適宜調整
することにより、レジスト材料の性能を微調整すること
ができる。
【0045】なお、本発明の高分子化合物の重量平均分
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)を用いて測定した場合、1,
000〜500,000、好ましくは3,000〜10
0,000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。
【0046】本発明の高分子化合物の製造は、下記一般
式(1a)及び(2a)で示される化合物を第1及び第
2の単量体に、必要に応じて下記一般式(3a)で示さ
れる化合物を第3の単量体に、更に必要に応じて下記一
般式(M1a)〜(M9a)で示される化合物から選ば
れる1種又は2種以上をそれ以降の単量体に用いた共重
合反応により行うことができる。
【0047】
【化15】 (式中、R1〜R11、Xは上記と同様である。)
【0048】
【化16】 (式中、k、R001〜R015、X、Yは上記と同様であ
る。)共重合反応においては、各単量体の存在割合を適
宜調節することにより、レジスト材料とした時に好まし
い性能を発揮できるような高分子化合物とすることがで
きる。
【0049】この場合、本発明の高分子化合物は、 (i)上記式(1a)の単量体及び(2a)の単量体 (ii)上記式(3a)の単量体 (iii)上記式(M1a)〜(M9a)の単量体に加
え、更に、 (iv)上記(i)〜(iii)以外の炭素−炭素二重
結合を含有する単量体、例えば、メタクリル酸メチル、
クロトン酸メチル、マレイン酸ジメチル、イタコン酸ジ
メチル等の置換アクリル酸エステル類、マレイン酸、フ
マル酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸、ノルボルネ
ン、ノルボルネン−5−カルボン酸メチル等の置換ノル
ボルネン類、無水イタコン酸等の不飽和酸無水物、その
他の単量体を共重合しても差支えない。
【0050】本発明の高分子化合物において、各単量体
に基づく各繰り返し単位の好ましい含有割合としては、
例えば、 式(1a)の単量体に基づく式(1)で示される繰り
返し単位を1〜90モル%、好ましくは5〜80モル
%、より好ましくは10〜70モル%、 式(2a)の単量体に基づく式(1)で示される繰り
返し単位を1〜90モル%、好ましくは5〜80モル
%、より好ましくは10〜70モル%、 式(3a)の単量体に基づく式(3)で示される繰り
返し単位を0〜90モル%、好ましくは5〜80モル
%、より好ましくは10〜70モル%、 式(M1a)〜(M9a)の単量体に基づく式(M
1)〜(M9)で示される繰り返し単位を0〜60モル
%、好ましくは0〜40モル%、より好ましくは0〜3
0モル%、 その他の単量体に基づくその他の繰り返し単位を0〜
60モル%、好ましくは0〜40モル%、より好ましく
は0〜30モル% それぞれ含有することができるが、この範囲に限定され
るものではない。
【0051】本発明の高分子化合物に必須である一般式
(1)の単位の元となる一般式(1a)の単量体は、市
販のものをそのまま使用できる他、2−アダマンタノン
を原料に、公知の有機化学的手法を用いて種々製造する
ことができる。一般式(2)の単位の元となる一般式
(2a)の単量体は、特開2000−336121号公
報に記載の方法で製造できる。また、一般式(3)の単
位の元となる一般式(3a)の単量体は、特開2000
−159758号公報に記載の方法で製造できる。
【0052】本発明の高分子化合物を製造する共重合反
応は種々例示することができるが、好ましくはラジカル
重合である。
【0053】ラジカル重合反応の反応条件は、(ア)溶
剤としてベンゼン等の炭化水素類、テトラヒドロフラン
等のエーテル類、エタノール等のアルコール類、又はメ
チルイソブチルケトン等のケトン類を用い、(イ)重合
開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル等
のアゾ化合物、又は過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイ
ル等の過酸化物を用い、(ウ)反応温度を0℃から10
0℃程度に保ち、(エ)反応時間を0.5時間から48
時間程度とするのが好ましいが、この範囲を外れる場合
を排除するものではない。
【0054】本発明の高分子化合物は、レジスト材料の
ベースポリマーとして有効であり、本発明は、この高分
子化合物を含むことを特徴とするレジスト材料、特に化
学増幅ポジ型レジスト材料を提供する。
【0055】本発明のレジスト材料には、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)、有機溶剤、必要に応じてその他の成分
を含有することができる。
【0056】本発明で使用される酸発生剤としては、 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(P4)のビススルホン誘導体、 v.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、 vi.β−ケトスルホン酸誘導体、 vii.ジスルホン誘導体、 viii.ニトロベンジルスルホネート誘導体、 ix.スルホン酸エステル誘導体 等が挙げられる。
【0057】
【化17】 (式中、R101a、R101b、R101cはそれぞれ炭素数1〜
12の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、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とは互い
に結合して環を形成してもよく、環を形成する場合に
は、R101b、R101c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。)
【0058】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。
【0059】
【化18】 (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。)
【0060】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。
【0061】
【化19】 (式中、R105、R106は炭素数1〜12の直鎖状、分岐
状又は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。)
【0062】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。
【0063】
【化20】 (式中、R107、R108、R109は炭素数1〜12の直鎖
状、分岐状又は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の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示
す。)
【0064】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。
【0065】
【化21】 (式中、R101a、R101bは上記と同じである。)
【0066】
【化22】 (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、分岐状又は置換のアルキル基、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。)
【0067】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、エチレン基、トリメ
チレン基、テトラメチレン基、フェニルエチレン基、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〜R
101c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。
【0068】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。
【0069】具体的には、例えば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−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−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
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−ter
t−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(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(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、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−(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−(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の
グリオキシム誘導体、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のビススルホン誘導体、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)プロパン等のβ−ケトスル
ホン誘導体、ジフェニルジスルホン、ジシクロヘキシル
ジスルホン等のジスルホン誘導体、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のニトロベンジルスルホ
ネート誘導体、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)ベンゼン等のスル
ホン酸エステル誘導体、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
等が挙げられるが、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−t
ert−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
エステル誘導体が好ましく用いられる。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。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。
【0070】酸発生剤の添加量は、ベース樹脂100部
(重量部、以下同様)に対して好ましくは0.1〜15
部、より好ましくは0.5〜8部である。0.1部より
少ないと感度が悪い場合があり、15部より多いと透明
性が低くなり解像性が低下する場合がある。
【0071】本発明で使用される有機溶剤としては、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ter
t−ブチルエーテルアセテート等のエステル類、γ−ブ
チロラクトン等のラクトン類が挙げられ、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。
【0072】有機溶剤の使用量は、ベース樹脂100部
に対して200〜1,000部、特に400〜800部
が好適である。
【0073】本発明のレジスト材料には、本発明の高分
子化合物とは別の高分子化合物を添加することができ
る。
【0074】該高分子化合物の具体的な例としては下記
式(R1)及び/又は下記式(R2)で示される重量平
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。
【0075】
【化23】 (式中、R001は水素原子、メチル基又はCH2CO2
003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す。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
化水素基を示す。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。R005〜R008は互いに結合して環を形成してい
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単結合
又は炭素数1〜15の直鎖状、分岐状又は環状のアルキ
レン基を示す。R009は炭素数2〜15のエーテル、ア
ルデヒド、ケトン、エステル、カーボネート、酸無水
物、アミド、イミドから選ばれる少なくとも1種の部分
構造を含有する1価の炭化水素基を示す。R010〜R013
の少なくとも1個は炭素数2〜15のエーテル、アルデ
ヒド、ケトン、エステル、カーボネート、酸無水物、ア
ミド、イミドから選ばれる少なくとも1種の部分構造を
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。R010〜R013は互いに結合して
環を形成していてもよく、その場合にはR010〜R013
少なくとも1個は炭素数1〜15のエーテル、アルデヒ
ド、ケトン、エステル、カーボネート、酸無水物、アミ
ド、イミドから選ばれる少なくとも1種の部分構造を含
有する2価の炭化水素基を示し、残りはそれぞれ独立に
単結合又は炭素数1〜15の直鎖状、分岐状又は環状の
アルキレン基を示す。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
を示す。R015は酸不安定基を示す。R016は水素原子又
はメチル基を示す。R017は炭素数1〜8の直鎖状、分
岐状又は環状のアルキル基を示す。XはCH2又は酸素
原子を示す。k’は0又は1である。a1’、a2’、
a3’、b1’、b2’、b3’、c1’、c2’、c
3’、d1’、d2’、d3’、e’は0以上1未満の
数であり、a1’+a2’+a3’+b1’+b2’+
b3’+c1’+c2’+c3’+d1’+d2’+d
3’+e’=1を満足する。f’、g’、h’、i’、
j’は0以上1未満の数であり、f’+g’+h’+
i’+j’=1を満足する。x’、y’、z’は0〜3
の整数であり、1≦x’+y’+z’≦5、1≦y’+
z’≦3を満足する。)なお、それぞれの基の具体例に
ついては、先の説明と同様である。
【0076】本発明の高分子化合物と別の高分子化合物
との配合比率は、100:0〜10:90、特に10
0:0〜20:80の重量比の範囲内にあることが好ま
しい。本発明の高分子化合物の配合比がこれより少ない
と、レジスト材料として好ましい性能が得られないこと
がある。上記の配合比率を適宜変えることにより、レジ
スト材料の性能を調整することができる。
【0077】なお、上記高分子化合物は1種に限らず2
種以上を添加することができる。複数種の高分子化合物
を用いることにより、レジスト材料の性能を調整するこ
とができる。
【0078】本発明のレジスト材料には、更に溶解制御
剤を添加することができる。溶解制御剤としては、平均
分子量が100〜1,000、好ましくは150〜80
0で、かつ分子内にフェノール性水酸基を2つ以上有す
る化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不安定
基により全体として平均0〜100モル%の割合で置換
した化合物又は分子内にカルボキシ基を有する化合物の
該カルボキシ基の水素原子を酸不安定基により全体とし
て平均50〜100モル%の割合で置換した化合物を配
合する。
【0079】なお、フェノール性水酸基の水素原子の酸
不安定基による置換率は、平均でフェノール性水酸基全
体の0モル%以上、好ましくは30モル%以上であり、
その上限は100モル%、より好ましくは80モル%で
ある。カルボキシ基の水素原子の酸不安定基による置換
率は、平均でカルボキシ基全体の50モル%以上、好ま
しくは70モル%以上であり、その上限は100モル%
である。
【0080】この場合、かかるフェノール性水酸基を2
つ以上有する化合物又はカルボキシ基を有する化合物と
しては、下記式(D1)〜(D14)で示されるものが
好ましい。
【0081】
【化24】 (但し、式中R201、R202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。R203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、ある
いは−(R207hCOOHを示す。R204は−(CH2
i−(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。R 205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。R206は水素原
子、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、又は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。R207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。R208は水素原
子又は水酸基を示す。jは0〜5の整数である。u、h
は0又は1である。s、t、s’、t’、s’’、
t’’はそれぞれs+t=8、s’+t’=5、s’’
+t’’=4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。αは式(D
8)、(D9)の化合物の分子量を100〜1,000
とする数である。)
【0082】上記式中R201、R202としては、例えば水
素原子、メチル基、エチル基、ブチル基、プロピル基、
エチニル基、シクロヘキシル基、R203としては、例え
ばR2 01、R202と同様なもの、あるいは−COOH、−
CH2COOH、R204としては、例えばエチレン基、フ
ェニレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子、
硫黄原子等、R205としては、例えばメチレン基、ある
いはR204と同様なもの、R206としては例えば水素原
子、メチル基、エチル基、ブチル基、プロピル基、エチ
ニル基、シクロヘキシル基、それぞれ水酸基で置換され
たフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
【0083】溶解制御剤の酸不安定基としては、種々用
いることができるが、具体的には下記一般式(L1)〜
(L4)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル
基、各アルキル基の炭素数がそれぞれ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。
【0084】
【化25】 (式中、RL01、RL02は水素原子又は炭素数1〜18の
直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。RL03
炭素数1〜18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す。RL01とRL02、RL01とR
L03、RL02とRL03とは互いに結合して環を形成しても
よく、環を形成する場合にはRL01、RL02、RL03はそ
れぞれ炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のアルキレン
基を示す。RL 04は炭素数4〜20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(L1)で示される基を示す。RL05は炭素数1〜
8のヘテロ原子を含んでもよい1価の炭化水素基又は炭
素数6〜20の置換されていてもよいアリール基を示
す。RL06は炭素数1〜8のヘテロ原子を含んでもよい
1価の炭化水素基又は炭素数6〜20の置換されていて
もよいアリール基を示す。RL07〜RL16はそれぞれ独立
に水素原子又は炭素数1〜15のヘテロ原子を含んでも
よい1価の炭化水素基を示す。RL07〜RL16は互いに結
合して環を形成していてもよく、その場合には炭素数1
〜15のヘテロ原子を含んでもよい2価の炭化水素基を
示す。また、R L07〜RL16は隣接する炭素に結合するも
の同士で何も介さずに結合し、二重結合を形成してもよ
い。yは0〜6の整数である。mは0又は1、nは0、
1、2、3のいずれかであり、2m+n=2又は3を満
足する数である。)なお、それぞれの基の具体例につい
ては、先の説明と同様である。
【0085】上記溶解制御剤の配合量は、ベース樹脂1
00部に対し、0〜50部、好ましくは0〜40部、よ
り好ましくは0〜30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50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。
【0086】なお、上記のような溶解制御剤は、フェノ
ール性水酸基又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。
【0087】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。
【0088】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。
【0089】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、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、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。
【0090】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。
【0091】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。
【0092】更に、下記一般式(B1)で示される塩基
性化合物から選ばれる1種又は2種以上を配合すること
もできる。
【0093】
【化26】 (式中、n=1、2又は3である。Yは各々独立に水素
原子又は直鎖状、分岐状又は環状の炭素数1〜20のア
ルキル基を示し、水酸基又はエーテル構造を含んでもよ
い。Xは各々独立に下記一般式(X1)〜(X3)で表
される基を示し、2個又は3個のXが結合して環を形成
してもよい。)
【0094】
【化27】 (式中R300、R302、R305は炭素数1〜4の直鎖状又
は分岐状のアルキレン基を示す。R301、R304は水素原
子、又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状
のアルキル基を示し、ヒドロキシ基、エーテル構造、エ
ステル構造又はラクトン環を1個又は複数個含んでいて
もよい。R303は単結合又は炭素数1〜4の直鎖状又は
分岐状のアルキレン基を示す。)
【0095】上記一般式(B1)で示される塩基性化合
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−(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−(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
−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}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、トリス(2−フォルミルオキシエチル)アミン、ト
リス(2−ホルミルオキシエチル)アミン、トリス(2
−アセトキシエチル)アミン、トリス(2−プロピオニ
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−イソブチリルオキシエチ
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−ピバロイルオキシキシエチル)アミ
ン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(アセ
トキシアセトキシ)エチルアミン、トリス(2−メトキ
シカルボニルオキシエチル)アミン、トリス(2−te
rt−ブトキシカルボニルオキシエチル)アミン、トリ
ス[2−(2−オキソプロポキシ)エチル]アミン、ト
リス[2−(メトキシカルボニルメチル)オキシエチ
ル]アミン、トリス[2−(tert−ブトキシカルボ
ニルメチルオキシ)エチル]アミン、トリス[2−(シ
クロヘキシルオキシカルボニルメチルオキシ)エチル]
アミン、トリス(2−メトキシカルボニルエチル)アミ
ン、トリス(2−エトキシカルボニルエチル)アミン、
N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(メトキシ
カルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセト
キシエチル)2−(メトキシカルボニル)エチルアミ
ン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(エト
キシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ア
セトキシエチル)2−(エトキシカルボニル)エチルア
ミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(2
−メトキシエトキシカルボニル)エチルアミン、N,N
−ビス(2−アセトキシエチル)2−(2−メトキシエ
トキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−
ヒドロキシエチル)2−(2−ヒドロキシエトキシカル
ボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシ
エチル)2−(2−アセトキシエトキシカルボニル)エ
チルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2
−[(メトキシカルボニル)メトキシカルボニル]エチ
ルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−
[(メトキシカルボニル)メトキシカルボニル]エチル
アミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−
(2−オキソプロポキシカルボニル)エチルアミン、
N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(2−オキ
ソプロポキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス
(2−ヒドロキシエチル)2−(テトラヒドロフルフリ
ルオキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2
−アセトキシエチル)2−(テトラヒドロフルフリルオ
キシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒ
ドロキシエチル)2−[(2−オキソテトラヒドロフラ
ン−3−イル)オキシカルボニル]エチルアミン、N,
N−ビス(2−アセトキシエチル)2−[(2−オキソ
テトラヒドロフラン−3−イル)オキシカルボニル]エ
チルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2
−(4−ヒドロキシブトキシカルボニル)エチルアミ
ン、N,N−ビス(2−ホルミルオキシエチル)2−
(4−ホルミルオキシブトキシカルボニル)エチルアミ
ン、N,N−ビス(2−ホルミルオキシエチル)2−
(2−ホルミルオキシエトキシカルボニル)エチルアミ
ン、N,N−ビス(2−メトキシエチル)2−(メトキ
シカルボニル)エチルアミン、N−(2−ヒドロキシエ
チル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミ
ン、N−(2−アセトキシエチル)ビス[2−(メトキ
シカルボニル)エチル]アミン、N−(2−ヒドロキシ
エチル)ビス[2−(エトキシカルボニル)エチル]ア
ミン、N−(2−アセトキシエチル)ビス[2−(エト
キシカルボニル)エチル]アミン、N−(3−ヒドロキ
シ−1−プロピル)ビス[2−(メトキシカルボニル)
エチル]アミン、N−(3−アセトキシ−1−プロピ
ル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミ
ン、N−(2−メトキシエチル)ビス[2−(メトキシ
カルボニル)エチル]アミン、N−ブチルビス[2−
(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−ブチルビ
ス[2−(2−メトキシエトキシカルボニル)エチル]
アミン、N−メチルビス(2−アセトキシエチル)アミ
ン、N−エチルビス(2−アセトキシエチル)アミン、
N−メチルビス(2−ピバロイルオキシキシエチル)ア
ミン、N−エチルビス[2−(メトキシカルボニルオキ
シ)エチル]アミン、N−エチルビス[2−(tert
−ブトキシカルボニルオキシ)エチル]アミン、トリス
(メトキシカルボニルメチル)アミン、トリス(エトキ
シカルボニルメチル)アミン、N−ブチルビス(メトキ
シカルボニルメチル)アミン、N−ヘキシルビス(メト
キシカルボニルメチル)アミン、β−(ジエチルアミ
ノ)−δ−バレロラクトン等が例示できる。
【0096】更に、下記一般式(B2)で示される環状
構造を有する塩基性化合物から選ばれる1種又は2種以
上を配合することもできる。
【0097】
【化28】 (式中、Xは上記と同様である。R307は炭素数2〜2
0の直鎖状又は分岐状のアルキレン基であり、カルボニ
ル基、エーテル構造、エステル構造又はスルフィド構造
を1個あるいは複数個含んでいてもよい。)
【0098】上記一般式(B2)で示される環状構造を
有する塩基性化合物として具体的には、1−[2−(メ
トキシメトキシ)エチル]ピロリジン、1−[2−(メ
トキシメトキシ)エチル]ピペリジン、4−[2−(メ
トキシメトキシ)エチル]モルホリン、1−[2−
[(2−メトキシエトキシ)メトキシ]エチル]ピロリ
ジン、1−[2−[(2−メトキシエトキシ)メトキ
シ]エチル]ピペリジン、4−[2−[(2−メトキシ
エトキシ)メトキシ]エチル]モルホリン、酢酸2−
(1−ピロリジニル)エチル、酢酸2−ピペリジノエチ
ル、酢酸2−モルホリノエチル、ギ酸2−(1−ピロリ
ジニル)エチル、プロピオン酸2−ピペリジノエチル、
アセトキシ酢酸2−モルホリノエチル、メトキシ酢酸2
−(1−ピロリジニル)エチル、4−[2−(メトキシ
カルボニルオキシ)エチル]モルホリン、1−[2−
(t−ブトキシカルボニルオキシ)エチル]ピペリジ
ン、4−[2−(2−メトキシエトキシカルボニルオキ
シ)エチル]モルホリン、3−(1−ピロリジニル)プ
ロピオン酸メチル、3−ピペリジノプロピオン酸メチ
ル、3−モルホリノプロピオン酸メチル、3−(チオモ
ルホリノ)プロピオン酸メチル、2−メチル−3−(1
−ピロリジニル)プロピオン酸メチル、3−モルホリノ
プロピオン酸エチル、3−ピペリジノプロピオン酸メト
キシカルボニルメチル、3−(1−ピロリジニル)プロ
ピオン酸2−ヒドロキシエチル、3−モルホリノプロピ
オン酸2−アセトキシエチル、3−(1−ピロリジニ
ル)プロピオン酸2−オキソテトラヒドロフラン−3−
イル、3−モルホリノプロピオン酸テトラヒドロフルフ
リル、3−ピペリジノプロピオン酸グリシジル、3−モ
ルホリノプロピオン酸2−メトキシエチル、3−(1−
ピロリジニル)プロピオン酸2−(2−メトキシエトキ
シ)エチル、3−モルホリノプロピオン酸ブチル、3−
ピペリジノプロピオン酸シクロヘキシル、α−(1−ピ
ロリジニル)メチル−γ−ブチロラクトン、β−ピペリ
ジノ−γ−ブチロラクトン、β−モルホリノ−δ−バレ
ロラクトン、1−ピロリジニル酢酸メチル、ピペリジノ
酢酸メチル、モルホリノ酢酸メチル、チオモルホリノ酢
酸メチル、1−ピロリジニル酢酸エチル、モルホリノ酢
酸2−メトキシエチル等が例示できる。
【0099】更に、下記一般式(B3)〜(B6)で示
されるシアノ基を有する塩基性化合物から選ばれる1種
又は2種以上を配合することもできる。
【0100】
【化29】 (式中、X、R307、nは上記と同様である。R308、R
309は各々独立に炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のア
ルキレン基である。)
【0101】上記一般式(B3)〜(B6)で示される
シアノ基を有する塩基性化合物として具体的には、具体
的には3−(ジエチルアミノ)プロピオノニトリル、
N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプ
ロピオノニトリル、N,N−ビス(2−アセトキシエチ
ル)−3−アミノプロピオノニトリル、N,N−ビス
(2−ホルミルオキシエチル)−3−アミノプロピオノ
ニトリル、N,N−ビス(2−メトキシエチル)−3−
アミノプロピオノニトリル、N,N−ビス[2−(メト
キシメトキシ)エチル]−3−アミノプロピオノニトリ
ル、N−(2−シアノエチル)−N−(2−メトキシエ
チル)−3−アミノプロピオン酸メチル、N−(2−シ
アノエチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)−3−ア
ミノプロピオン酸メチル、N−(2−アセトキシエチ
ル)−N−(2−シアノエチル)−3−アミノプロピオ
ン酸メチル、N−(2−シアノエチル)−N−エチル−
3−アミノプロピオノニトリル、N−(2−シアノエチ
ル)−N−(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロ
ピオノニトリル、N−(2−アセトキシエチル)−N−
(2−シアノエチル)−3−アミノプロピオノニトリ
ル、N−(2−シアノエチル)−N−(2−ホルミルオ
キシエチル)−3−アミノプロピオノニトリル、N−
(2−シアノエチル)−N−(2−メトキシエチル)−
3−アミノプロピオノニトリル、N−(2−シアノエチ
ル)−N−[2−(メトキシメトキシ)エチル]−3−
アミノプロピオノニトリル、N−(2−シアノエチル)
−N−(3−ヒドロキシ−1−プロピル)−3−アミノ
プロピオノニトリル、N−(3−アセトキシ−1−プロ
ピル)−N−(2−シアノエチル)−3−アミノプロピ
オノニトリル、N−(2−シアノエチル)−N−(3−
ホルミルオキシ−1−プロピル)−3−アミノプロピオ
ノニトリル、N−(2−シアノエチル)−N−テトラヒ
ドロフルフリル−3−アミノプロピオノニトリル、N,
N−ビス(2−シアノエチル)−3−アミノプロピオノ
ニトリル、ジエチルアミノアセトニトリル、N,N−ビ
ス(2−ヒドロキシエチル)アミノアセトニトリル、
N,N−ビス(2−アセトキシエチル)アミノアセトニ
トリル、N,N−ビス(2−ホルミルオキシエチル)ア
ミノアセトニトリル、N,N−ビス(2−メトキシエチ
ル)アミノアセトニトリル、N,N−ビス[2−(メト
キシメトキシ)エチル]アミノアセトニトリル、N−シ
アノメチル−N−(2−メトキシエチル)−3−アミノ
プロピオン酸メチル、N−シアノメチル−N−(2−ヒ
ドロキシエチル)−3−アミノプロピオン酸メチル、N
−(2−アセトキシエチル)−N−シアノメチル−3−
アミノプロピオン酸メチル、N−シアノメチル−N−
(2−ヒドロキシエチル)アミノアセトニトリル、N−
(2−アセトキシエチル)−N−(シアノメチル)アミ
ノアセトニトリル、N−シアノメチル−N−(2−ホル
ミルオキシエチル)アミノアセトニトリル、N−シアノ
メチル−N−(2−メトキシエチル)アミノアセトニト
リル、N−シアノメチル−N−[2−(メトキシメトキ
シ)エチル]アミノアセトニトリル、N−(シアノメチ
ル)−N−(3−ヒドロキシ−1−プロピル)アミノア
セトニトリル、N−(3−アセトキシ−1−プロピル)
−N−(シアノメチル)アミノアセトニトリル、N−シ
アノメチル−N−(3−ホルミルオキシ−1−プロピ
ル)アミノアセトニトリル、N,N−ビス(シアノメチ
ル)アミノアセトニトリル、1−ピロリジンプロピオノ
ニトリル、1−ピペリジンプロピオノニトリル、4−モ
ルホリンプロピオノニトリル、1−ピロリジンアセトニ
トリル、1−ピペリジンアセトニトリル、4−モルホリ
ンアセトニトリル、3−ジエチルアミノプロピオン酸シ
アノメチル、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−
3−アミノプロピオン酸シアノメチル、N,N−ビス
(2−アセトキシエチル)−3−アミノプロピオン酸シ
アノメチル、N,N−ビス(2−ホルミルオキシエチ
ル)−3−アミノプロピオン酸シアノメチル、N,N−
ビス(2−メトキシエチル)−3−アミノプロピオン酸
シアノメチル、N,N−ビス[2−(メトキシメトキ
シ)エチル]−3−アミノプロピオン酸シアノメチル、
3−ジエチルアミノプロピオン酸(2−シアノエチ
ル)、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−ア
ミノプロピオン酸(2−シアノエチル)、N,N−ビス
(2−アセトキシエチル)−3−アミノプロピオン酸
(2−シアノエチル)、N,N−ビス(2−ホルミルオ
キシエチル)−3−アミノプロピオン酸(2−シアノエ
チル)、N,N−ビス(2−メトキシエチル)−3−ア
ミノプロピオン酸(2−シアノエチル)、N,N−ビス
[2−(メトキシメトキシ)エチル]−3−アミノプロ
ピオン酸(2−シアノエチル)、1−ピロリジンプロピ
オン酸シアノメチル、1−ピペリジンプロピオン酸シア
ノメチル、4−モルホリンプロピオン酸シアノメチル、
1−ピロリジンプロピオン酸(2−シアノエチル)、1
−ピペリジンプロピオン酸(2−シアノエチル)、4−
モルホリンプロピオン酸(2−シアノエチル)等が例示
できる。
【0102】上記塩基性化合物の配合量は、酸発生剤1
部に対して0.001〜10部、好ましくは0.01〜
1部である。配合量が0.001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部を
超えると解像度や感度が低下する場合がある。
【0103】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。
【0104】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のである。 [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。
【0105】
【化30】 (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。R
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、あるいは−(R409h
COOR’基(R’は水素原子又は−R40 9−COO
H)を示す。R405は−(CH2i−(i=2〜1
0)、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
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。R409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−
411−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、s
2、t2、s3、t3、s4、t4はそれぞれs1+t
1=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,
000〜10,000とする数である。)
【0106】
【化31】 (R402、R403、R411は上記と同様の意味を示す。R
412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。)
【0107】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。
【0108】
【化32】 (R’’は水素原子又はCH2COOH基を示し、各化
合物においてR’’の10〜100モル%はCH2CO
OH基である。α、κは上記と同様の意味を示す。)
【0109】
【化33】
【0110】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。
【0111】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部に対し
て0〜5部、好ましくは0.1〜5部、より好ましくは
0.1〜3部、更に好ましくは0.1〜2部である。5
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。
【0112】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向上させることができる。
【0113】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。
【0114】
【化34】 (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。)
【0115】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(株)製)等が挙げられる。
【0116】上記アセチレンアルコール誘導体の添加量
は、レジスト材料100重量%中0.01〜2重量%、
より好ましくは0.02〜1重量%である。0.01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。
【0117】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。
【0118】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(株)製)、サ
ーフロン「S−141」、「S−145」、「KH−1
0」、「KH−20」、「KH−30」、「KH−4
0」(いずれも旭硝子(株)製)、ユニダイン「DS−
401」、「DS−403」、「DS−451」(いず
れもダイキン工業(株)製)、メガファック「F−81
51」(大日本インキ工業(株)製)、「X−70−0
92」、「X−70−093」(いずれも信越化学工業
(株)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(株)製)、
「KH−20」、「KH−30」(いずれも旭硝子
(株)製)、「X−70−093」(信越化学工業
(株)製)が挙げられる。
【0119】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248〜193nm
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。
【0120】
【発明の効果】本発明の高分子化合物をベース樹脂とし
たレジスト材料は、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。
【0121】
【実施例】以下、合成例及び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。
【0122】[合成例]本発明の高分子化合物を、以下
に示す処方で合成した。 [合成例1]Polymer1の合成 70.2gのメタクリル酸2−メチル−2−アダマンチ
ル、62.4gのメタクリル酸2−エチルビシクロ
[2.2.1]ヘプタン−2−イル(但し、エステル結
合はビシクロ[2.2.1]ヘプタン環に対してexo
−側)、112.0gのメタクリル酸5−メトキシカル
ボニル−3−オキソ−2−オキサトリシクロ[4.2.
1.04,8]ノナン−9−イル、1.40gの2−メル
カプトエタノール及び611.5gのテトラヒドロフラ
ンを混合した。この反応混合物を60℃まで加熱し、
3.28gの2,2’−アゾビスイソブチルニトリルを
加え、60℃を保ちながら15時間攪拌した。室温まで
冷却した後、500mlのアセトンに溶解し、10Lの
イソプロピルアルコールに激しく攪拌しながら滴下し
た。生じた固形物を濾過して取り、40℃で15時間真
空乾燥したところ、下記式Polymer1で示される
白色粉末固体状の高分子化合物が得られた。収量は21
7.2g、収率は88.8%であった。なお、Mwは、
ポリスチレン換算でのGPCを用いて測定した重量平均
分子量を表す。
【0123】[合成例2〜8]Polymer2〜8の
合成 上記と同様にして、又は公知の処方で、Polymer
2〜8を合成した。
【0124】
【化35】
【0125】
【化36】
【0126】[実施例]本発明の高分子化合物につい
て、ベース樹脂としてレジスト材料に配合した際の解像
性の評価を行った。
【0127】[実施例1〜20及び比較例1〜8]上記
式で示されるポリマー(Polymer1〜8)及び比
較として下記式で示されるポリマー(Polymer9
〜12)をベース樹脂とし、酸発生剤、塩基性化合物、
及び溶剤を、表1及び表2に示す組成で混合した。次に
それらをポリテトラフルオロエチレン製フィルター(孔
径0.2μm)で濾過し、レジスト材料とした。
【0128】
【化37】
【0129】レジスト液を反射防止膜(日産化学社製A
RC25、77nm)を塗布したシリコンウエハー上へ
回転塗布し、130℃、60秒間の熱処理を施して、厚
さ375nmのレジスト膜を形成した。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、100℃〜140℃、60秒間の
熱処理を施した後、2.38%のテトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド水溶液を用いて60秒間パドル現像を
行い、1:1のラインアンドスペースパターンを形成し
た。現像済ウエハーを割断したものを断面SEM(走査
型電子顕微鏡)で観察し、0.20μmのラインアンド
スペースを1:1で解像する露光量(最適露光量=Eo
p、mJ/cm2)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。また、その際のパターンの形状を矩形、頭丸、T
−トップ、順テーパー、逆テーパーのいずれかに分類し
た。また側壁荒れを観察し、その良否を○及び×で表し
た。
【0130】実施例の各レジストの組成及び評価結果を
表1に示す。また、比較例の各レジストの組成及び評価
結果を表2に示す。なお、表1及び表2において、酸発
生剤、塩基性化合物及び溶剤は下記の通りである。ま
た、溶剤はすべてKH−20(旭硝子(株)製)を0.
01重量%含むものを用いた。 TPSNf: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 TPSTf: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 TMMEA:トリスメトキシメトキシエチルアミン TAEA:トリスアセトキシエチルアミン 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
【0131】
【表1】
【0132】
【表2】
【0133】表1及び表2の結果より、本発明のレジス
ト材料が、ArFエキシマレーザー露光において、感
度、解像性に優れ、側壁荒れがなく、また加熱処理温度
の幅に余裕があることが確認された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金生 剛 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社新機能材料技術研究 所内 (72)発明者 長谷川 幸士 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社新機能材料技術研究 所内 (72)発明者 渡邊 聡 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社新機能材料技術研究 所内 (72)発明者 名倉 茂広 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社新機能材料技術研究 所内 Fターム(参考) 2H025 AA02 AA09 AA10 AB16 AC04 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 CB08 CB14 CB41 FA17 4J100 AL08P AL08Q AL08R BA11R BA15R BC08Q BC09P BC58R CA04 CA05 JA38

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で示される繰り返し単
    位と下記一般式(2)で示される繰り返し単位とを含む
    ことを特徴とする重量平均分子量1,000〜500,
    000の高分子化合物。 【化1】 (式中、R1、R3は水素原子又はメチル基を示す。
    2、R4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。R5、R6、R7、R8は水素原子又は
    5とR7、R6とR8でトリメチレンもしくは1,3−シ
    クロペンチレンを形成する原子団を示す。)
  2. 【請求項2】 更に下記一般式(3)で示される繰り返
    し単位を含むことを特徴とする請求項1記載の高分子化
    合物。 【化2】 (式中、R9は水素原子又はメチル基を示す。R10は水
    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。R11は水素原子又はCO21 2を示
    す。R12は炭素数1〜15の直鎖状、分岐状又は環状の
    アルキル基又は該アルキル基の任意の炭素−炭素結合間
    に1個又は複数個の酸素原子が挿入された基を示す。X
    はメチレン又は酸素原子を示す。)
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の高分子化合物を
    ベース樹脂として含有することを特徴とするレジスト材
    料。
  4. 【請求項4】 請求項3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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