JP2003207895A - ポジ型感光性組成物 - Google Patents

ポジ型感光性組成物

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JP2003207895A
JP2003207895A JP2002003703A JP2002003703A JP2003207895A JP 2003207895 A JP2003207895 A JP 2003207895A JP 2002003703 A JP2002003703 A JP 2002003703A JP 2002003703 A JP2002003703 A JP 2002003703A JP 2003207895 A JP2003207895 A JP 2003207895A
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Kenichiro Sato
健一郎 佐藤
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遠紫外光、とくにArFエキシマレーザー光
を使用する上記ミクロフォトファブリケ−ション本来の
性能向上技術の課題を解決し、疎密依存性が小さく、サ
イドローブマージンが広い優れたポジ型感光性組成物を
提供する。 【解決手段】(A)活性光線又は放射線の照射により、
少なくとも1つのフッ素原子及び/又は少なくとも1つ
のフッ素原子を有する基で置換された芳香族スルホン酸
を発生する化合物、及び、(B)主鎖に無水マレイン酸
構造を有する繰り返し単位を有する、酸の作用により分
解しアルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂を含有
することを特徴とするポジ型感光性組成物。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、IC等の半導体製
造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さ
らにその他のフォトファブリケーション工程に使用され
るポジ型感光性組成物に関するものである。 【0002】 【発明の属する技術分野】ポジ型フォトレジストは、半
導体ウエハー、ガラス、セラミツクスもしくは金属等の
基板上にスピン塗布法もしくはローラー塗布法で0.5
〜2μmの厚みに塗布される。その後、加熱、乾燥し、
露光マスクを介して回路パターン等を紫外線照射等によ
り焼き付け、必要により露光後ベークを施してから現像
してポジ画像が形成される。更にこのポジ画像をマスク
としてエツチングすることにより、基板上にパターン状
の加工を施すことができる。代表的な応用分野にはIC
等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘツド等の回路基
板の製造、その他のフォトフアブリケーシヨン工程等が
ある。 【0003】従来、解像力を高め、パターン形状の良い
画像再現を得るには、高いコントラスト(γ値)を有す
るレジストの使用が有利とされ、このような目的に合う
レジスト組成物の技術開発が行われてきた。かかる技術
を開示する刊行物は極めて多数に上る。特にポジ型フオ
トレジストの主要部分である樹脂に関しては、そのモノ
マー組成、分子量分布、合成の方法等に関して多くの特
許出願がなされており、一定の成果を収めてきた。ま
た、もう一つの主要成分である感光物についても、高コ
ントラスト化に有効とされる多くの構造の化合物が開示
されてきている。これらの技術を利用してポジ型フオト
レジストを設計すれば、光の波長と同程度の寸法のパタ
ーンを解像できる超高解像力レジストを開発することも
可能となってきている。 【0004】しかし、集積回路はその集積度をますます
高めており、超LSIなどの半導体基板の製造において
は0.5μmあるいはそれ以下の線幅から成る超微細パ
ターンの加工が必要とされる様になってきている。 【0005】また一方、露光技術もしくはマスク技術等
の超解像技術により解像力をさらに上げようとする様々
な試みがなされている。超解像技術にも光源面、マスク
面、瞳面、像面それぞれに種々の超解像技術が研究され
ている。光源面では、変形照明法と呼ばれる光源、すな
わち従来の円形とは異なった形状にすることで解像力を
高めようとする技術がある。マスク面では、位相シフト
マスクを用い位相をも制御する、すなわちマスクを透過
する光に位相差を与え、その干渉をうまく利用すること
で高い解像力を得る技術が報告されている。(例えば、
伊藤徳久: ステッパーの光学(1)〜(4)、光技術コ
ンタクト,Vol.27,No.12,762(1988),Vol.28,No.1,59(199
0),Vol.28,No.2,108(1990),Vol,28,No.3,165(1990)や、
特開昭58-173744,同62-50811, 同62-67514, 特開平1-14
7458, 同1-283925, 同2-211451などに開示) 【0006】また特開平8-15851 号に記載されているよ
うに、ハーフトーン方式位相シフトマスクを用いたレジ
スト露光方式は、投影像の空間像およびコントラストを
向上させる実用的な技術として特に注目されているが、
レジストに到達する露光光の光強度分布には、主ピーク
の他にいわゆるサブピーク(サイドローブ光)が発生
し、本来露光されるべきでないレジストの部分まで露光
されてしまい、特にコヒーレンス度(σ) が高いほどサ
ブピークは大きくなる。このようなサブピークが発生す
ると、ポジ型レジストにおいて、露光・現像後のレジス
トにサブピークに起因した凹凸が形成され好ましくな
い。 【0007】このように光リソグラフィーの投影光学系
には様々な微細化の工夫がなされており、また各種超解
像技術を組み合わせることもさかんに研究されている
(例えばハーフトーン型位相シフトマスクと輪帯照明:
C.N.Ahnetal; SPIE,Vol.2440,222(1995) 、T.Ogawa et
al;SPIE, Vol.2726, 34(1996) 。 【0008】ところが、上記超解像技術を適用した場
合、従来のポジ型フォトレジストでは解像力が劣化した
り、露光マージン、露光ラチチュードが不十分になった
り、凹凸(膜減り) が生じ、むしろレジスト性能が劣化
してしまうケースがこれまでに報告されている。例え
ば、C.L.Lin らは変形照明法を用いると光近接効果の影
響でパターンの疎密依存性が劣化することを報告してい
るし、(SPIE, vol.2726,437(1996))、N.Samarakoneら
やI.B.Hur らは、ハーフトーン型位相シフトマスクを用
いコンタクトホールパターンを形成した際には、サイド
ローブ光による影響でホールパターンの周辺部が凹凸に
なってしまう問題を指摘している(SPIE, Vol.2440,61
(1995), SPIE, Vol. 2440,278 (1995)) 。サイドローブ
光の影響を低減するために、露光後にポジレジストをア
ルカリで表面処理するなどの工夫がなされているが(T.Y
asuzato etal;SPIE,Vol.2440,804(1995)) プロセスが煩
雑になるなどの問題がある。 【0009】特開2001−200016号は、下部膜
質に対する接着力及びドライエッチング耐性を改良する
ことを目的としてアルキルビニルエーテルモノマー及び
無水マレイン酸の共重合体含有する組成物を記載してい
る。特開平11−38628号では、感度、パターンプ
ロファイル、基板密着性を改良することを目的としてビ
ニルエーテルとマレイン酸エステルの共重合体を含有す
る組成物が記載されている。 【0010】しかしながら、これら従来のレジスト材料
を用いても、ハーフトーン型位相シフトマスクを用いコ
ンタクトホールパターンを形成した際のサイドローブ光
に対する耐性は不十分であり、また、疎密依存性におい
ても問題があった。疎密依存性とは、疎パターン部と密
パターン部とで、解像性が異なることを言う。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、遠紫外光、とくにArFエキシマレーザー光を使用
するミクロフォトファブリケ−ションの性能向上技術に
おける課題を解決することであり、疎密依存性が小さ
く、サイドローブマージンが広い優れたポジ型感光性組
成物を提供することにある。 【0012】 【課題を解決するための手段】上記課題は、下記構成の
ポジ型感光性組成物により達成される。 【0013】(1)(A)活性光線又は放射線の照射に
より、少なくとも1つのフッ素原子及び/又は少なくと
も1つのフッ素原子を有する基で置換された芳香族スル
ホン酸を発生する化合物、及び、(B)下記一般式
(I)で表される繰り返し単位及び一般式(II)で表
される繰り返し単位を有し、酸の作用により分解し、ア
ルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂(酸分解性樹
脂)を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。 【0014】 【化2】 【0015】一般式(I)において、R1aは水素原子又
は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、R2a
置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。尚、R1a
とR 2aとが互いに結合して環を形成してもよい。一般式
(II)において、Zは、−O−又は−N(R3a)−を
表す。ここでR 3aは、水素原子、水酸基、アルキル基、
ハロアルキル基又は−OSO2−R4aを表す。またR4a
は、アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル基又
は樟脳残基を表す。 【0016】更に、好ましい態様として以下の構成を挙
げることができる。 【0017】(2)酸分解性樹脂が一般式(pI)〜
(pV)で表される酸の作用により分解する基を有する
繰り返し単位を含有することを特徴とする上記(1)に
記載のポジ型感光性組成物。 【0018】 【化3】 【0019】式中、R11は、メチル基、エチル基、n−
プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチ
ル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とと
もに脂環式炭化水素基を形成するのに必要な原子団を表
す。R12〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直
鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表
す。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、及び
15、R16のいずれかは脂環式炭化水素基を表す。R17
〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、
直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を
表し、但し、R17〜R21のうち少なくとも1つは脂環式
炭化水素基を表す。また、R19、R21のいずれかは炭素
数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環
式炭化水素基を表す。R22〜R25は、各々独立に、炭素
数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環
式炭化水素基を表し、但し、R22〜R25のうち少なくと
も1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R23とR
24は、互いに結合して環を形成していてもよい。 【0020】(3)樹脂(B)が更にラクトン残基又は
脂環ラクトン残基を有する繰り返し単位を含有すること
を特徴とする上記(1)又は(2)に記載のポジ型感光
性組成物。 (4)化合物(A)が下記一般式(A1I)〜(A1II
I)で表される化合物であることを特徴とする上記
(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型感光性組成
物。 【0021】 【化4】 【0022】式中、R1〜R37は、同一又は異なって、
水素原子、直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基、直
鎖状、分岐状あるいは環状アルコキシ基、ヒドロキシル
基、ハロゲン原子、又は−S−R38基を表す。R38は、
直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基又はアリール基
を表す。また、R1〜R15、R16〜R27、R28〜R37
うち、2つ以上が結合して、単結合、炭素、酸素、イオ
ウ、及び窒素から選択される1種又は2種以上を含む環
を形成していてもよい。X-は、少なくとも1個のフッ
素原子、少なくとも1個のフッ素原子で置換された直鎖
状、分岐状あるいは環状アルキル基、少なくとも1個の
フッ素原子で置換された直鎖状、分岐状あるいは環状ア
ルコキシ基、少なくとも1個のフッ素原子で置換された
アシル基、少なくとも1個のフッ素原子で置換されたア
シロキシ基、少なくとも1個のフッ素原子を含有するア
ルキルまたはアリールスルホニル基、少なくとも1個の
フッ素原子を含有するアルキルまたはアリールスルホニ
ルオキシ基、少なくとも1個のフッ素原子を含有するア
ルキルまたはアリールスルホニルアミノ基、少なくとも
1個のフッ素原子で置換されたアリール基、少なくとも
1個のフッ素原子で置換されたアラルキル基、及び少な
くとも1個のフッ素原子で置換されたアルコキシカルボ
ニル基、から選択された少なくとも1種を有するベンゼ
ンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、アントラセンス
ルホン酸等の芳香族スルホン酸のアニオンを示す。 【0023】 【発明の実施の形態】 【0024】〔1〕(A)活性光線又は放射線の照射に
より酸を発生する化合物(光酸発生剤) 本発明に於いては、(A)活性光線又は放射線の照射に
より酸を発生する化合物(光酸発生剤)として、活性光
線又は放射線の照射により、少なくとも1つのフッ素原
子及び/又は少なくとも1つのフッ素原子を有する基で
置換された芳香族スルホン酸を発生する化合物を少なく
とも1種使用する。活性光線又は放射線の照射により、
少なくとも1つのフッ素原子及び/又は少なくとも1つ
のフッ素原子を有する基で置換された芳香族スルホン酸
を発生する化合物としては、少なくとも1つのフッ素原
子で置換された芳香族スルホン酸を発生する化合物、少
なくとも1つのフッ素原子を有する基で置換された芳香
族スルホン酸を発生する化合物及び少なくとも1つのフ
ッ素原子と少なくとも1つのフッ素原子を有する基との
両方で置換された芳香族スルホン酸を発生する化合物を
挙げることができる。また、芳香族スルホン酸として
は、例えば、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン
酸、アントラセンスルホン酸等を挙げることができる。 【0025】(A)成分として、特に下記一般式(A1
I)〜(A1III)で表される化合物が好ましい。 【0026】 【化5】【0027】式中、R1〜R37は、同一又は異なって、
水素原子、直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基、直
鎖状、分岐状あるいは環状アルコキシ基、ヒドロキシル
基、ハロゲン原子、又は−S−R38基を表す。R38は、
直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基又はアリール基
を表す。また、R1〜R15、R16〜R27、R28〜R37
うち、2つ以上が結合して、単結合、炭素、酸素、イオ
ウ、及び窒素から選択される1種又は2種以上を含む環
を形成していてもよい。X-は、少なくとも1個のフッ
素原子、少なくとも1個のフッ素原子で置換された直鎖
状、分岐状あるいは環状アルキル基、少なくとも1個の
フッ素原子で置換された直鎖状、分岐状あるいは環状ア
ルコキシ基、少なくとも1個のフッ素原子で置換された
アシル基、少なくとも1個のフッ素原子で置換されたア
シロキシ基、少なくとも1個のフッ素原子を含有するア
ルキルまたはアリールスルホニル基、少なくとも1個の
フッ素原子を含有するアルキルまたはアリールスルホニ
ルオキシ基、少なくとも1個のフッ素原子を含有するア
ルキルまたはアリールスルホニルアミノ基、少なくとも
1個のフッ素原子で置換されたアリール基、少なくとも
1個のフッ素原子で置換されたアラルキル基、及び少な
くとも1個のフッ素原子で置換されたアルコキシカルボ
ニル基、から選択された少なくとも1種を有するベンゼ
ンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、アントラセンス
ルホン酸等の芳香族スルホン酸のアニオンを示す。 【0028】一般式(A1I)〜(A1III)におい
て、R1〜R38の直鎖状、分岐状アルキル基としては、
置換基を有してもよい、メチル基、エチル基、プロピル
基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基の
ような炭素数1〜4個のものが挙げられる。環状アルキ
ル基としては、置換基を有してもよい、シクロプロピル
基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素
数3〜8個のものが挙げられる。R1〜R37の直鎖状、
分岐状アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エ
トキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、n−
ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、t
−ブトキシ基のような炭素数1〜4個のものが挙げられ
る。環状アルコキシ基としては、シクロペンチルオキシ
基、例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシル
オキシ基が挙げられる。 【0029】R1〜R37のハロゲン原子としては、フッ
素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることが
できる。R38のアリール基としては、例えば、フェニル
基、トリル基、メトキシフェニル基、ナフチル基のよう
な置換基を有してもよい炭素数6〜14個のものが挙げ
られる。これらの置換基として好ましくは、炭素数1〜
4個のアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素
原子、沃素原子)、炭素数6〜10個のアリール基、炭
素数2〜6個のアルケニル基、シアノ基、ヒドロキシ
基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基
等が挙げられる。 【0030】また、R1〜R15、R16〜R27、R28〜R
37のうち、2つ以上が結合して形成する、単結合、炭
素、酸素、イオウ、及び窒素から選択される1種又は2
種以上を含む環としては、例えば、フラン環、ジヒドロ
フラン環、ピラン環、トリヒドロピラン環、チオフェン
環、ピロール環等を挙げることができる。 【0031】一般式(A1I)〜(A1III)におい
て、X-は下記基から選択される少なくとも1種を有す
るベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、アント
ラセンスルホン酸等の芳香族スルホン酸のアニオンであ
る。 少なくとも1個のフッ素原子 少なくとも1個のフッ素原子で置換された直鎖状、分岐
状あるいは環状アルキル基 少なくとも1個のフッ素原子で置換された直鎖状、分岐
状あるいは環状アルコキシ基 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアシル基 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアシロキシ基 少なくとも1個のフッ素原子を含有するアルキルまたは
アリールスルホニル基 少なくとも1個のフッ素原子を含有するアルキルまたは
アリールスルホニルオキシ基 少なくとも1個のフッ素原子を含有するアルキルまたは
アリールスルホニルアミノ基 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアリール基 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアラルキル基
及び 少なくとも1個のフッ素原子で置換されたアルコキシカ
ルボニル基 【0032】上記直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル
基としては、炭素数が1〜12であって、1〜25個の
フッ素原子で置換されているものが好ましい。具体的に
はフロロメチル基、ジフロロメチル基、トリフロロメチ
ル基、ペンタフロロエチル基、2,2,2−トリフロロ
エチル基、ヘプタフロロプロピル基、ヘプタフロロイソ
プロピル基、パーフロロブチル基、パーフロロオクチル
基、パーフロロドデシル基、パーフロロシクロヘキシル
基等を挙げることができる。なかでも、全てフッ素で置
換された炭素数1〜4のパーフロロアルキル基が好まし
い。 【0033】上記直鎖状、分岐状あるいは環状アルコキ
シ基としては、炭素数が1〜12であって、1〜25個
のフッ素原子で置換されているものが好ましい。具体的
にはトリフロロメトキシ基、ペンタフロロエトキシ基、
ヘプタフロロイソプロピルオキシ基、パーフロロブトキ
シ基、パーフロロオクチルオキシ基、パーフロロドデシ
ルオキシ基、パーフロロシクロヘキシルオキシ基等を挙
げることができる。なかでも、全てフッ素で置換された
炭素数1〜4のパーフロロアルコキシ基が好ましい。 【0034】上記アシル基としては、炭素数が2〜12
であって、1〜23個のフッ素原子で置換されているも
のが好ましい。具体的にはトリフロロアセチル基、フロ
ロアセチル基、ペンタフロロプロピオニル基、ペンタフ
ロロベンゾイル基等を挙げることができる。 【0035】上記アシロキシ基としては、炭素数が2〜
12であって、1〜23個のフッ素原子で置換されてい
るものが好ましい。具体的にはトリフロロアセトキシ
基、フロロアセトキシ基、ペンタフロロプロピオニルオ
キシ基、ペンタフロロベンゾイルオキシ基等を挙げるこ
とができる。 【0036】上記アルキルまたはアリールスルホニル基
としては、炭素数が1〜12であって、1〜25個のフ
ッ素原子を含有するものが好ましい。具体的にはトリフ
ロロメタンスルホニル基、ペンタフロロエタンスルホニ
ル基、パーフロロブタンスルホニル基、パーフロロオク
タンスルホニル基、ペンタフロロベンゼンスルホニル
基、4−トリフロロメチルベンゼンスルホニル基等を挙
げることができる。 【0037】上記アルキルまたはアリールスルホニルオ
キシ基としては、炭素数が1〜12であって、1〜25
個のフッ素原子を含有するものが好ましい。具体的には
トリフロロメタンスルホニルオキシ、パーフロロブタン
スルホニルオキシ基、4−トリフロロメチルベンゼンス
ルホニルオキシ基等を挙げることができる。 【0038】上記アルキルまたはアリールスルホニルア
ミノ基としては、炭素数が1〜12であって、1〜25
個のフッ素原子を含有するものが好ましい。具体的には
トリフロロメタンスルホニルアミノ基、パーフロロブタ
ンスルホニルアミノ基、パーフロロオクタンスルホニル
アミノ基、ペンタフロロベンゼンスルホニルアミノ基等
を挙げることができる。 【0039】上記アリール基としては、炭素数が6〜1
4であって、1〜9個のフッ素原子で置換されているも
のが好ましい。具体的にはペンタフロロフェニル基、4
−トリフロロメチルフェニル基、ヘプタフロロナフチル
基、ノナフロロアントラニル基、4−フロロフェニル
基、2,4−ジフロロフェニル基等を挙げることができ
る。 【0040】上記アラルキル基としては、炭素数が7〜
10であって、1〜15個のフッ素原子で置換されてい
るものが好ましい。具体的にはペンタフロロフェニルメ
チル基、ペンタフロロフェニルエチル基、パーフロロベ
ンジル基、パーフロロフェネチル基等を挙げることがで
きる。 【0041】上記アルコキシカルボニル基としては、炭
素数が2〜13であって、1〜25個のフッ素原子で置
換されているものが好ましい。具体的にはトリフロロメ
トキシカルボニル基、ペンタフロロエトキシカルボニル
基、ペンタフロロフェノキシカルボニル基、パーフロロ
ブトキシカルボニル基、パーフロロオクチルオキシカル
ボニル基等を挙げることができる。 【0042】最も好ましいX-としてはフッ素原子で置
換されたベンゼンスルホン酸アニオン、トリフロロメチ
ル基で置換されたベンゼンスルホン酸アニオンであり、
中でもペンタフロロベンゼンスルホン酸アニオン、2−
または3−または4−トリフロロメチルベンゼンスルホ
ン酸アニオン、3,5−ビストリフロロメチルベンゼン
スルホン酸アニオンが特に好ましい。 【0043】また、上記含フッ素置換基を有する芳香族
スルホン酸は、さらに直鎖状、分岐状あるいは環状アル
コキシ基、アシル基、アシロキシ基、スルホニル基、ス
ルホニルオキシ基、スルホニルアミノ基、アリール基、
アラルキル基、アルコキシカルボニル基(これらの炭素
数範囲は前記のものと同様)、ハロゲン(フッ素を除
く)、水酸基、ニトロ基等で置換されてもよい。 【0044】一般式(A1I)で表される成分(A)の
好ましい具体例を以下に示す。 【0045】 【化6】【0046】 【化7】【0047】 【化8】 【0048】 【化9】【0049】 【化10】 【0050】一般式(A1II)で表される成分(A)の
好ましい具体例を以下に示す。 【0051】 【化11】【0052】一般式(A1III)で表される成分(A)
の好ましい具体例を以下に示す。 【0053】 【化12】【0054】また、一般式(A1IV)〜(A1VI
I)で表される化合物も本発明の成分(A)として好ま
しい。 【0055】 【化13】 【0056】式中、Ra,Rbは、同一でも異なってい
てもよく、置換していてもよい直鎖、分岐、または環状
アルキル基、置換していてもよいアリール基、置換して
いてもよいヘテロアリール基、置換していてもよいアラ
ルキル基を示す。ただしRa,Rbのうちの少なくとも
一方は少なくとも1つのフッ素原子及び/又は少なくと
も1つのフッ素原子を有する基で置換されたフェニル
基、ナフタレン基、またはアントラセン基を示す。 【0057】Rcは、少なくとも1つのフッ素原子及び
/又は少なくとも1つのフッ素原子を有する基で置換さ
れたフェニル基、ナフタレン基、またはアントラセン基
を示す。Rdは、置換していてもよい直鎖、分岐、環状
アルキル基、置換していてもよいアリール基、置換して
いてもよいヘテロアリール基、置換していてもよいアラ
ルキル基を示す。Rは、水素原子、置換していてもよい
直鎖、分岐、環状アルキル基、ニトロ基、アルコキシ基
を示す。Aは置換または無置換のアルキレン基、アリー
レン基、またはアルケニレン基を表す。 【0058】一般式(A1IV)〜(A1VII)で表さ
れる成分(A)の好ましい具体例を以下に示す。 【0059】 【化14】【0060】 【化15】 【0061】 【化16】【0062】また、下記一般式(A1VIII)で表さ
れる化合物も本発明の成分(A)として好ましい。 【0063】 【化17】 【0064】一般式(A1VIII)に於けるR1c〜R
7c、Rx及びRyは、それぞれ後述する一般式(A2I)
に於けるR1c〜R7c、Rx及びRyと同義である。また、
一般式(A1VIII)に於けるX-は、前記一般式
(A1I)〜(A1III)に於けるX-と同義であ
る。 【0065】一般式(A1VIII)で表される成分
(A)の好ましい具体例を以下に示す。 【0066】 【化18】 【0067】 【化19】 【0068】 【化20】 【0069】一般式(A1I)〜(A1VIII)で表さ
れる成分(A)は、1種あるいは2種以上を併用して用
いてもよい。成分(A)の含量は、本発明のポジ型感光
性組成物の固形分に対し、通常0.1〜20重量%、好
ましくは0.3〜15重量%、更に好ましくは0.5〜
10重量%である。 【0070】一般式(A1I)、(A1II)の化合物
は、例えばアリールマグネシウムブロミド等のアリール
グリニャール試薬と、置換又は無置換のフェニルスルホ
キシドとを反応させ、得られたトリアリールスルホニウ
ムハライドを対応するスルホン酸と塩交換する方法、置
換あるいは無置換のフェニルスルホキシドと対応する芳
香族化合物とをメタンスルホン酸/五酸化二リンあるい
は塩化アルミニウム等の酸触媒を用いて縮合、塩交換す
る方法、又はジアリールヨードニウム塩とジアリールス
ルフィドを酢酸銅等の触媒を用いて縮合、塩交換する方
法等によって合成することができる。式(A1III)の
化合物は過ヨウ素酸塩を用いて芳香族化合物を反応させ
ることにより合成することができる。また、塩交換に用
いるスルホン酸あるいはスルホン酸塩は、市販のスルホ
ン酸クロリドを加水分解する方法、芳香族化合物とクロ
ロスルホン酸とを反応する方法、芳香族化合物とスルフ
ァミン酸とを反応する方法等によって得ることができ
る。 【0071】以下、代表的な光酸発生剤の合成例を記載
する。他の光酸発生剤は、これらと同様の方法により合
成することができる。 【0072】(ぺンタフロロベンゼンスルホン酸テトラ
メチルアンモニウム塩の合成)ペンタフロロペンセンス
ルホニルクロリド25gを氷冷下メタノール100m1
に溶解させ、これに25%テトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシド水溶液100gをゆっくり加えた。室温で3
時間撹伴するとペンタフロロベンゼンスルホン酸テトラ
メチルアンモニウム塩の溶液が得られた。この溶液をス
ルホニウム塩、ヨードニウム塩との塩交換に用いた。 【0073】(トリフェニルスルホニウムペンタフロロ
ベンセンスルホネートの合成:具体例(A1I−1)の
合成)ジフェニルスルホキシド50gをベンゼン800
m1に溶解させ、これに塩化アルミニウム200gを加
え、24時間還流した。反応液を水2Lにゆっくりと注
ぎ、これに濃塩酸400m1を加えて70℃で10分加
熱した。この水溶液を酢酸エチル500m1で洗浄し、
ろ過した後にヨウ化アンモニウム200gを水400m
1に溶解したものを加えた。析出した粉体をろ取、水洗
した後酢酸エチルで洗浄、乾燥するとトリフェニルスル
ホニウムヨージドが70g得られた。トリフェニルスル
ホニウムヨージド30.5gをメタノール1000m1
に溶解させ、この溶液に酸化銀19.1gを加え、室温
で4時間撹伴した。溶液をろ過し、これに過剰量の上記
で合成したペンタフロロベンゼンスルホン酸テトラメチ
ルアンモニウム塩の溶液を加えた。反応液を濃縮し、こ
れをジクロロメタン500m1に溶解し、この溶液を5
%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、及び
水で洗浄した。有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、
濃縮するとトリフェニルスルホニウムペンタフロロベン
センスルホネートが得られた。 【0074】(トリアリールスルホニウムペンタフロロ
ベンセンスルホネートの合成:具体例(A1I−9)と
(A1II−1)との混合物の合成)トリアリールスルホ
ニウムクロリド50g(Fluka製、トリフェニルスルホ
ニウムクロリド50%水溶液)を水500m1に溶解さ
せこれに過剰量のペンタフロロベンゼンスルホン酸テト
ラメチルアンモニウム塩の溶液を加えると油状物質が析
出してきた。上澄みをデカントで除き、得られた油状物
質を水洗、乾燥するとトリアリールスルホニウムペンタ
フロロべンセンスルホネート(具体例(A1I−9)、
(A1II−1)を主成分とする)が得られた。 【0075】(ジ(4−t−アミルフェニル)ヨードニ
ウムペンタフロロベンセンスルホネートの合成:具体例
(A1III−1)の合成)t−アミルベンゼン60g、
ヨウ素酸カリウム39.5g、無水酢酸81g、ジクロ
ロメタン170m1を混合し、これに氷冷下濃硫酸6
6.8gをゆっくり滴下した。氷冷下2時間撹伴した
後、室温で10時間撹伴した。反応液に氷冷下、水50
0m1を加え、これをジクロロメタンで抽出、有機相を
炭酸水素ナトリウム、水で洗浄した後濃縮するとジ(4
−t−アミルフェニル)ヨードニウム硫酸塩が得られ
た。この硫酸塩を、過剰量のペンタフロロベンゼンスル
ホン酸テトラメチルアンモニウム塩の溶液に加えた。こ
の溶液に水500m1を加え、これをジクロロメタンで
抽出、有機相を5%テトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド水溶液、及び水で洗浄した後濃縮するとジ(4−t
−アミルフェニル)ヨードニウムペンタフロロベンセン
スルホネートが得られた。 【0076】また、活性光線又は放射線の照射により、
酸を発生する、フェナシルスルホニウム塩構造を有する
化合物及び芳香環を有さないスルホニウム塩構造を有す
る化合物((A')成分)を併用することが好ましい。
尚、フェナシルスルホニウム塩構造若しくは芳香環を有
さないスルホニウム塩構造を有する化合物であって、少
なくとも1つのフッ素原子及び/又は少なくとも1つの
フッ素原子を有する基で置換された芳香族スルホン酸を
発生する化合物は、(A)成分に含めることとし、
(A')成分から除くものとする。 【0077】(A')成分である活性光線又は放射線の
照射により酸を発生する、フェナシルスルフォニウム塩
構造を有する化合物としては、例えば、以下の一般式
(A2I)で表される化合物を挙げることができる。 【0078】 【化21】【0079】R1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、ア
ルキル基、アルコキシ基、又はハロゲン原子を表す。R
6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、又
はアリール基を表す。Rx及びRyは、各々独立に、アル
キル基、2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニル
メチル基、アリル基、又はビニル基を表す。R1c〜R7c
中のいずれか2つ以上、及びRxとRyは、それぞれ結合
して環構造を形成しても良く、この環構造は、酸素原
子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいて
もよい。X-は、スルホン酸、カルボン酸、又はスルホ
ニルイミドのアニオンを表す。 【0080】R1c〜R5cとしてのアルキル基は、直鎖、
分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜
10のアルキル基、好ましくは、炭素数1〜5の直鎖及
び分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、直鎖
又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基、直鎖又は
分岐ペンチル基)、炭素数3〜8の環状アルキル基(例
えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)を挙げる
ことができる。R1c〜R5cとしてのアルコキシ基は、直
鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数
1〜10のアルコキシ基、好ましくは、炭素数1〜5の
直鎖及び分岐アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エト
キシ基、直鎖又は分岐プロポキシ基、直鎖又は分岐ブト
キシ基、直鎖又は分岐ペントキシ基)、炭素数3〜8の
環状アルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、
シクロヘキシルオキシ基)を挙げることができる。好ま
しくはR1c〜R5cのうちいずれかが直鎖、分岐、環状ア
ルキル基、又は直鎖、分岐、環状アルコキシ基であり、
更に好ましくはR1cからR5cの炭素数の和が2〜15で
ある。これにより、より溶剤溶解性が向上し、保存時に
パーティクルの発生が抑制される。 【0081】R6c及びR7cとしてアルキル基について
は、R1c〜R5cとしてのアルキル基と同様のものを挙げ
ることができる。アリール基としては、例えば、炭素数
6〜14のアリール基(例えば、フェニル基)を挙げる
ことができる。Rx及びRyとしてのアルキル基は、R1c
〜R5cとしてのアルキル基と同様のものを挙げることが
できる。2−オキソアルキル基は、R1c〜R5cとしての
アルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることが
できる。アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコ
キシ基については、R1c〜R5cとしてのアルコキシ基と
同様のものを挙げることができる。Rx及びRyが結合し
て形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を
挙げることができる。Rx及びRyとしての上記の各基は
水酸基などの置換基を有していてもよい。 【0082】式(A2I)の化合物は、環を形成すること
により立体構造が固定され、光分解能が向上する。R1c
〜R7c中のいずれか2つが結合して環構造を形成する場
合については、R1c〜R5cのいずれか1つとR6c及びR
7cのいずれか1つが結合して単結合または連結基とな
り、環を形成する場合が好ましく、特にR5cとR6c又は
7cが結合して単結合または連結基となり環を形成する
場合が好ましい。連結基としては、置換基を有していて
もよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアルケ
ニレン基、−O−、−S−、−CO−、−CONR−
(Rは水素原子、アルキル基、アシル基である)、及び
これらを2つ以上組み合わせてなる基を挙げることがで
き、更に、置換基を有していてもよい、アルキレン基、
酸素原子を含むアルキレン基、硫黄原子を含むアルキレ
ン基が好ましい。置換基としては、アルキル基(好まし
くは炭素数1〜5)、アリール基(好ましくは炭素数6
〜10、例えばフェニル基)、アシル基(例えば、炭素
数2〜11)などを挙げることができる。また、メチレ
ン基、エチレン基、プロピレン基、−CH2−O−、−
CH2−S−のように5〜7員環を形成する連結基が好
ましく、エチレン基、−CH2−O−、−CH2−S−な
どのように6員環を形成する連結基が特に好ましい。6
員環を形成することによりカルボニル平面とC−S+シ
グマ結合がより垂直に近くなり、軌道相互作用により光
分解能が向上する。また、R1c〜R7c及びRxとRyのい
ずれかの位置で、単結合または連結基を介して結合し、
式(III)の構造を2つ以上有する化合物であってもよ
い。 【0083】X-は、好ましくはスルホン酸アニオンで
あり、より好ましくは1位がフッ素原子によって置換さ
れたアルカンスルホン酸アニオン、又は電子吸引性基で
置換されたベンゼンスルホン酸である。アルカンスルホ
ン酸アニオンのアルカン部分は、アルコキシ基(例えば
炭素数1〜8)、パーフルオロアルコキシ基(例えば炭
素数1〜8)等の置換基で置換されていてもよい。ま
た、電子吸引性基としては、塩素原子、臭素原子、ニト
ロ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、アシロキシ
基、アシル基等を挙げることができる。X-は、さらに
好ましくは炭素数1〜8のパーフロロアルカンスルホン
酸アニオンであり、特に好ましくはパーフロロオクタン
スルホン酸アニオン、最も好ましくはパーフロロブタン
スルホン酸アニオン、トリフロロメタンスルホン酸アニ
オンである。これら用いることにより酸分解性基の分解
速度が向上し、感度が優れ、また発生酸の拡散性が制御
され解像力が向上する。以下に、本発明で使用できるフ
ェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物の具体例
を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。 【0084】 【化22】【0085】 【化23】 【0086】 【化24】 【0087】 【化25】【0088】 【化26】【0089】 【化27】 【0090】 【化28】【0091】 【化29】 【0092】 【化30】 【0093】 【化31】 【0094】(A')成分である活性光線又は放射線の
照射により酸を発生する、芳香環を有さないスルホニウ
ム塩構造を有する化合物としては、例えば、以下の一般
式(A2II)で表されるアルキルスルホニウム塩化合
物が好ましい。 【0095】 【化32】 【0096】式中、R1b〜R3bは、各々独立に、アルキ
ル基を表す。アルキル基は、2位に>C=Oを有する2
−オキソアルキル基であってもよい。R1b〜R3bは、そ
の内の2つが互いに結合して環構造を形成してもよい。
-は、アニオンを表す。R1b〜R3bとしてのアルキル
基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ま
しくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例
えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペ
ンチル基)、炭素数3〜10の環状アルキル基(シクロ
ペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基)を挙
げることができる。R1b〜R3bとしての2−オキソアル
キル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、
好ましくは、上記のアルキル基の2位に>C=Oを有す
る基を挙げることができる。R1b〜R3bは、ハロゲン原
子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、水酸基、シ
アノ基、ニトロ基によって更に置換されていてもよい。
1b〜R3bのうち2つが結合して環構造を形成してもよ
く、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド
結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R1b〜R3b
内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基
(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることが
できる。光反応性の観点から、R1b〜R3bのうちいずれ
か1つのアルキル鎖中に炭素−炭素2重結合、あるいは
炭素−酸素2重結合を有する基が存在してもよい。X-
のアニオンとしては、スルホン酸アニオンであり、好ま
しくは1位がフッ素原子によって置換されたアルカンス
ルホン酸アニオン、電子吸引性基で置換されたベンゼン
スルホン酸であり、さらに好ましくは炭素数1〜8のパ
ーフロロアルカンスルホン酸アニオンであり、最も好ま
しくはパーフロロブタンスルホン酸アニオン、パーフロ
ロオクタンスルホン酸アニオンである。これら用いるこ
とにより酸分解性基の分解速度が向上し、感度が優れ、
また発生酸の拡散性が制御され解像力が向上する。尚、
電子吸引性基としては、塩素原子、臭素原子、ニトロ
基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、アシロキシ
基、アシル基等を挙げることができる。一般式(A2II)
で表される化合物のR1b〜R3bの少なくともひとつが、
一般式(A2II)で表される他の化合物のR1b〜R3bの少
なくともひとつと結合する構造をとってもよい。以下
に、本発明で使用できるアルキルスルホニウム塩構造を
有する化合物の好ましい具体例を示すが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。 【0097】 【化33】 【0098】 【化34】 【0099】 【化35】【0100】本発明に係わるポジ型感光性組成物に於い
ては、光酸発生剤として、(A')成分を併用すること
により、エッジラフネス、現像欠陥をも改善することが
できる。 【0101】活性光線又は放射線の照射により酸を発生
する、芳香環を有さないスルホニウム塩及び/又はフェ
ナシルスルホニウム塩(A'成分)の添加量(合計量)
は、(A成分)/(A'成分)の重量比率として、通常
1/99〜99/1、好ましくは5/95〜95/5、
特に好ましくは10/90〜90/10である。 【0102】(フェナシルテトラヒドロチオフェニウム
パーフロロブタンスルホネート:具体例(A2I−1)
の合成)テトラヒドロチオフェン53.2gをアセトニ
トリル400mlに溶解させ、この溶液にフェナシルブ
ロミド100gをアセトニトリル300mlに溶解させ
たものをゆっくり加えた。室温で3時間撹拌すると粉体
が析出した。反応液を酢酸エチル1500mlに注ぎ、
粉体をろ取乾燥するとフェナシルテトラヒドロチオフェ
ニウムブロミド137gが得られた。パーフロロブタン
スルホン酸カリウム60gを水200ml、メタノール
200mlの混合溶剤に溶解させ、これにフェナシルテ
トラヒドロチオフェニウムブロミド49.5gを水30
0mlに溶解させたものを加えた。この水溶液をクロロ
ホルム200mlで2回抽出し、有機相を水洗、濃縮す
ると粗生成物が得られた。これに蒸留水300mlを加
え、100℃で30分加熱した後冷却すると固体が析出
した。固体をろ取、ジイソプロピルエーテルでリスラリ
ーするとフェナシルテトラヒドロチオフェニウムパーフ
ロロブタンスルホネート77gが得られた。 【0103】(フェナシルテトラヒドロチオフェニウム
パーフロロオクタンスルホネート:具体例(A2I−
3)の合成)フェナシルテトラヒドロチオフェニウムブ
ロミドを上記と同様の操作を行ってパーフロロオクタン
スルホン酸と塩交換することによって合成した。 【0104】(フェナシルテトラヒドロチオフェニウム
トリフロロメタンスルホネート:具体例(A2I−2)
の合成)フェナシルテトラヒドロチオフェニウムブロミ
ドを上記と同様の操作を行ってトリフロロメタンスルホ
ン酸と塩交換することによって合成した。 【0105】(具体例(A2II−11)の合成)テト
ラヒドロチオフェン11.8gをアセトニトリル100
mlに溶解させ、この溶液に1−ブロモ−3,3−ジメ
チル−2−ブタノン20gをゆっくり加えた。室温で2
日間撹拌すると粉体が析出した。反応液に酢酸エチル1
00mlを加えた後、粉体をろ取し、酢酸エチルで洗
浄、乾燥すると2−オキソ−3,3−ジメチルブチルテ
トラヒドロチオフェニウムブロミド24gが得られた。
パーフロロブタンスルホン酸カリウム10gを水500
ml、メタノール100mlの混合溶剤に溶解させ、こ
れに2−オキソ−3,3−ジメチルブチルテトラヒドロ
チオフェニウムブロミド7.75gをメタノール50m
lに溶解させたものを加えた。この水溶液をクロロホル
ム100mlで2回抽出し、有機相を水洗、濃縮すると
油状物が得られた。これに酢酸エチルを加えて再濃縮す
ると固体状物が得られ、これををろ取、ジイソプロピル
エーテルでリスラリーすると2−オキソ−3,3−ジメ
チルブチルテトラヒドロチオフェニウムパーフロロブタ
ンスルホネート9gが得られた。 【0106】2−オキソシクロヘキシルメチル(2−ノ
ルボルニル)スルホニウムトリフロロメタンスルホネー
ト(A2II−1)は、特開平8−27102号公報、
合成例1の方法を用いて合成できる。 【0107】本発明においては、上記の特定の(A)成
分及び(A')成分以外の活性光線又は放射線の照射に
より分解して酸を発生する化合物を併用してもよい。併
用しうる光酸発生剤の使用量は、モル比((A)成分と
(A')成分の合計量)/その他の酸発生剤)で、通常
100/0〜5/95、好ましくは95/5〜7/9
3、更に好ましくは90/10〜10/90である。 【0108】併用可能な光酸発生剤としては、光カチオ
ン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類
の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に
使用されている公知の光(400〜200nmの紫外
線、遠紫外線、特に好ましくは、g線、h線、i線、K
rFエキシマレーザー光)、ArFエキシマレーザー
光、電子線、X線、分子線又はイオンビームにより酸を
発生する化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使
用することができる。 【0109】たとえば、ジアゾニウム塩、アンモニウム
塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム
塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩等のオニウム塩、
有機ハロゲン化合物、有機金属/有機ハロゲン化物、o
−ニトロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、イミノ
スルフォネ−ト等に代表される光分解してスルホン酸を
発生する化合物、ジスルホン化合物、ジアゾケトスルホ
ン、ジアゾジスルホン化合物等を挙げることができる。
また、これらの光により酸を発生する基、あるいは化合
物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物を用いる
ことができる。 【0110】さらにV.N.R.Pillai,Synthesis,(1),1(198
0)、A.Abad etal,Tetrahedron Lett.,(47)4555(1971)、
D.H.R.Barton etal,J.Chem.Soc.,(C),329(1970)、米国
特許第3,779,778号、欧州特許第126,712
等に記載の光により酸を発生する化合物も使用すること
ができる。 【0111】上記活性光線又は放射線の照射により分解
して酸を発生する化合物の中で、特に有効に併用される
他の光酸発生剤について以下に説明する。 (1)トリハロメチル基が置換した下記一般式(PAG
1)で表されるオキサゾール誘導体又は一般式(PAG
2)で表されるS−トリアジン誘導体。 【0112】 【化36】 【0113】式中、R201は置換もしくは未置換のアリ
ール基、アルケニル基、R202は置換もしくは未置換の
アリール基、アルケニル基、アルキル基、−C(Y)3
を示す。Yは塩素原子又は臭素原子を示す。 【0114】(2)下記の一般式(PAG3)で表され
るヨードニウム塩、又は一般式(PAG4)で表される
スルホニウム塩。 【0115】 【化37】 【0116】ここで式Ar1、Ar2は、各々独立に、置
換もしくは未置換のアリール基を示す。R203、R204
205は、各々独立に、置換もしくは未置換のアルキル
基、アリール基を示す。 【0117】Z-は、対アニオンを示し、例えばB
4 -、AsF6 -、PF6 -、SbF6 -、SiF6 2-、Cl
4 -、CF3SO3 -等のパーフルオロアルカンスルホン
酸アニオン、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオ
ン、ナフタレン−1−スルホン酸アニオン等の縮合多核
芳香族スルホン酸アニオン、アントラキノンスルホン酸
アニオン、スルホン酸基含有染料等を挙げることがで
きるがこれらに限定されるものではない。 【0118】またR203、R204、R205のうちの2つ及
びAr1、Ar2はそれぞれの単結合又は置換基を介して
結合してもよい。 【0119】具体例としては以下に示す化合物が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。 【0120】 【化38】【0121】 【化39】【0122】 【化40】 【0123】 【化41】【0124】 【化42】 【0125】 【化43】 【0126】 【化44】 【0127】 【化45】 【0128】 【化46】【0129】 【化47】 【0130】 【化48】 【0131】 【化49】 【0132】 【化50】 【0133】 【化51】 【0134】 【化52】【0135】 【化53】 【0136】上記において、Phはフェニル基を表す。
一般式(PAG3)、(PAG4)で示される上記オニ
ウム塩は公知であり、例えば、米国特許第2,807,6
48 号及び同4,247,473号、特開昭53−10
1,331号等に記載の方法により合成することができ
る。 【0137】(3)下記一般式(PAG5)で表される
ジスルホン誘導体又は一般式(PAG6)で表されるイ
ミノスルホネート誘導体。 【0138】 【化54】 【0139】式中、Ar3、Ar4は、各々独立に、置換
もしくは未置換のアリール基を示す。R206は置換もし
くは未置換のアルキル基、アリール基を示す。Aは置換
もしくは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリ
ーレン基を示す。 【0140】具体例としては以下に示す化合物が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。 【0141】 【化55】 【0142】 【化56】【0143】 【化57】 【0144】 【化58】 【0145】 【化59】 【0146】 【化60】 【0147】 【化61】 【0148】 【化62】 【0149】 【化63】 【0150】 【化64】 【0151】 【化65】 【0152】 【化66】 【0153】(4)下記一般式(PAG7)で表される
ジアゾジスルホン誘導体。 【0154】 【化67】 【0155】ここでRは、直鎖、分岐又は環状アルキル
基、あるいは置換していてもよいアリール基を表す。具
体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これら
に限定されるものではない。 【0156】 【化68】 【0157】 【化69】 【0158】〔2〕酸分解性樹脂((B)成分) (B)本発明で使用される樹脂は、一般式(I)で表さ
れる繰り返し単位及び一般式(II)で表される繰り返
し単位を有し、酸の作用により分解し、アルカリ現像液
中での溶解度が増大する樹脂(以下「酸分解性樹脂」と
略称する)である。 【0159】 【化70】 【0160】一般式(I)において、R1aは水素原子又
は置換基を有していてもよい炭化水素基を表し、R2a
置換基を有していてもよい炭化水素基を表す。尚、R1a
とR 2aとが互いに結合して環を形成してもよい。 【0161】R1aとしての炭化水素基は、好ましくは炭
素数1〜10、特に好ましくは1〜5であり、例えばア
ルキル基(好ましくはメチル基)を挙げることができ
る。R 1aは水素原子又はメチル基が好ましい。 【0162】R2aとしての炭化水素基は、好ましくは炭
素数1〜20、特に好ましくは1〜10であり、例えば
アルキル基、シクロアルキル基を挙げることができる。
1a及びR2aとしての炭化水素基は置換基を有していて
もよい。置換基の炭素数は1〜30が好ましい。置換基
としては、例えば、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ
基、アシル基、アシルカルボニル基、アシロキシ基など
を挙げることができる。これらの置換基における環構造
は、ヘテロ原子を含有していてもよいし、水酸基、アル
キル基(好ましくは炭素数1〜5)、アルコキシ基(好
ましくは炭素数1〜5)などの置換基を有していてもよ
い。 【0163】R1aとR2aとが結合して環を形成する場合
の環としては、例えば、テトラヒドロフラン環、テトラ
ヒドロピラン環等の4〜8員環を挙げることができる。
この環構造も上記と同様に置換基を有していてもよい。 【0164】以下に、一般式(I)で表される繰り返し
単位の具体例を挙げるが、これらに限定するものではな
い。 【0165】 【化71】【0166】本発明の酸分解性樹脂は、更に式(II)
で表される繰り返し単位を含有する。 【0167】 【化72】 【0168】一般式(II)において、Zは、−O−又
は−N(R3a)−を表す。ここでR 3aは、水素原子、水
酸基、アルキル基、ハロアルキル基又は−OSO2−R
4aを表す。またR4aは、アルキル基、ハロアルキル基、
シクロアルキル基又は樟脳残基を表す。 【0169】上記R3a及びR4aにおけるアルキル基とし
ては、炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキ
ル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜6個の直鎖
状あるいは分岐状アルキル基であり、更に好ましくはメ
チル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−
ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチ
ル基である。上記R3a及びR4aにおけるハロアルキル基
としてはトリフルオロメチル基、ナノフルオロブチル
基、ペンタデカフルオロオクチル基、トリクロロメチル
基等を挙げることができる。上記R4aにおけるシクロア
ルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル
基、シクロオクチル基等を挙げることができる。 【0170】R3a及びR4aとしてのアルキル基、ハロア
ルキル基、R4aとしてのシクロアルキル基又は樟脳残基
は置換基を有していてもよい。このような置換基として
は、例えば、水酸基、カルボキシル基、シアノ基、ハロ
ゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子、フッソ素原
子、沃素原子)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜
4、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブ
トキシ基等)、アシル基(好ましくは炭素数2〜5、例
えば、ホルミル基、アセチル基等)、アシルオキシ基
(好ましくは炭素数2〜5、例えばアセトキシ基)、ア
リール基(好ましくは炭素数6〜14、例えばフェニル
基)等を挙げることができる。 【0171】以下に、上記一般式(II)で表される繰
り返し単位の具体例を挙げるが、これらに限定するもの
ではない。 【0172】 【化73】【0173】 【化74】 【0174】本発明の酸分解性樹脂は、酸の作用により
分解し、アルカリ可溶性となる基を、上記の一般式
(I)又は(II)の繰り返し単位に有していてもよい
し、他の繰り返し単位中に含有していてもよい。酸の作
用により分解する基としては、−COOA0 、−O−B
0 基で示される基を挙げることができる。更にこれらを
含む基としては、−R0 −COOA0 、又は−Ar −O
−B0 で示される基が挙げられる。ここでA0 は、−C
(R01)(R02)(R03)、−Si(R01)(R02
(R 03)、−C(R04)(R05)−O−R06基もしくは
ラクトン基を示す。B0 は、−A0 又は−CO−O−A
0 基を示す。R01、R02、R03、R04及びR05は、それ
ぞれ同一でも相異していても良く、水素原子、アルキル
基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基も
しくはアリール基を示し、R06はアルキル基、環状アル
キル基もしくはアリール基を示す。但し、R01〜R03
内少なくとも2つは水素原子以外の基であり、又、R 01
〜R03、及びR04〜R06の内の2つの基が結合して環を
形成してもよい。R0は単結合もしくは、置換基を有し
ていても良い2価以上の脂肪族もしくは芳香族炭化水素
基を示し、−Ar−は単環もしくは多環の置換基を有し
ていても良い2価以上の芳香族基を示す。 【0175】ここで、アルキル基としてはメチル基、エ
チル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル
基、t−ブチル基の様な炭素数1〜4個のものが好まし
く、シクロアルキル基としてはシクロプロピル基、シク
ロブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基の様な
炭素数3〜30個のものが好ましく、アルケニル基とし
てはビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基の
様な炭素数2〜4個のものが好ましく、アリール基とし
てはフエニル基、キシリル基、トルイル基、クメニル
基、ナフチル基、アントラセニル基の様な炭素数6〜1
4個のものが好ましい。環状のアルキル基としては、炭
素数3〜30個のものが挙げられ、具体的には、シクロ
プロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ア
ダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、トリシク
ロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ノボルナンエポ
キシ基、メンチル基、イソメンチル基、ネオメンチル
基、テトラシクロドデカニル基、ステロイド残基等を挙
げることができる。アラルキル基としては、炭素数7〜
20個のものが挙げられ、置換基を有していてもよい。
ベンジル基、フェネチル基、クミル基等が挙げられる。 【0176】また、置換基としては水酸基、ハロゲン原
子(フツ素、塩素、臭素、ヨウ素)、ニトロ基、シアノ
基、上記のアルキル基、メトキシ基・エトキシ基・ヒド
ロキシエトキシ基・プロポキシ基・ヒドロキシプロポキ
シ基・n−ブトキシ基・イソブトキシ基・sec−ブト
キシ基・t−ブトキシ基等のアルコキシ基、メトキシカ
ルボニル基・エトキシカルボニル基等のアルコキシカル
ボニル基、ベンジル基・フエネチル基・クミル基等のア
ラルキル基、アラルキルオキシ基、ホルミル基・アセチ
ル基・ブチリル基・ベンゾイル基・シアナミル基・バレ
リル基等のアシル基、ブチリルオキシ基等のアシロキシ
基、上記のアルケニル基、ビニルオキシ基・プロペニル
オキシ基・アリルオキシ基・ブテニルオキシ基等のアル
ケニルオキシ基、上記のアリール基、フエノキシ基等の
アリールオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアリールオ
キシカルボニル基を挙げることができる。また、上記ラ
クトン基としては、下記構造のものが挙げられる。 【0177】 【化75】 【0178】上記式中、Ra 、Rb、Rcは各々独立に、
水素原子、炭素数1〜4個のアルキル基を表す。nは、
2から4の整数を表す。 【0179】露光用の光源としてArFエキシマレーザ
ーを使用する場合には、酸の作用により分解する基とし
て、−C(=O)−X1−R0で表される基を用いること
が好ましい。ここで、R0 としては、t−ブチル基、t
−アミル基等の3級アルキル基、イソボロニル基、1−
エトキシエチル基、1−ブトキシエチル基、1−イソブ
トキシエチル基、1−シクロヘキシロキシエチル基等の
1−アルコキシエチル基、1−メトキシメチル基、1−
エトキシメチル基等のアルコキシメチル基、テトラヒド
ロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキル
シリル基、3−オキソシクロヘキシル基、上記ラクトン
基等を挙げることができる。X1は、酸素原子、硫黄原
子を表すが、好ましくは酸素原子である。 【0180】特に一般式(pI)〜一般式(pV)のい
ずれかで表される酸分解性基を有する繰り返し単位を含
有することが好ましい。この繰り返し単位を含有するこ
とにより画像形成性、耐ドライエッチング性が良好とな
る。 【化76】 【0181】式中、R11は、メチル基、エチル基、n−
プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチ
ル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子とと
もに脂環式炭化水素基を形成するのに必要な原子団を表
す。R12〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4個の、直
鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を表
す。但し、R12〜R14のうち少なくとも1つ、及び
15、R16のいずれかは脂環式炭化水素基を表す。R17
〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4個の、
直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環式炭化水素基を
表し、但し、R17〜R21のうち少なくとも1つは脂環式
炭化水素基を表す。また、R19、R21のいずれかは炭素
数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環
式炭化水素基を表す。R22〜R25は、各々独立に、炭素
数1〜4個の、直鎖もしくは分岐のアルキル基又は脂環
式炭化水素基を表し、但し、R22〜R25のうち少なくと
も1つは脂環式炭化水素基を表す。また、R23とR
24は、互いに結合して環を形成していてもよい。 【0182】上記一般式(pI)〜一般式(pV)にお
いて、Aの連結基は、アルキレン基、置換アルキレン
基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エス
テル基、アミド基、スルフォンアミド基、ウレタン基、
又はウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2
つ以上の基の組み合わせを表す。上記Aにおけるアルキ
レン基としては、下記式で表される基を挙げることがで
きる。 −〔C(Rb )(Rc )〕r − 式中、Rb 、Rc は、水素原子、アルキル基、置換アル
キル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、
両者は同一でも異なっていてもよい。アルキル基として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ま
しくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基から選択される。置換アルキル基の置換基としては、
水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素
数1〜4)を挙げることができる。アルコキシ基として
は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。ハ
ロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原
子、沃素原子等を挙げることができる。rは1〜10の
整数を表す。 【0183】一般式(pI)〜(pV)において、R12
〜R25におけるアルキル基としては、置換もしくは非置
換のいずれであってもよい、1〜4個の炭素原子を有す
る直鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。そのアルキル
基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル
基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s
ec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。また、
上記アルキル基の更なる置換基としては、炭素数1〜4
個のアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原
子、臭素原子、ヨウ素原子)、アシル基、アシロキシ
基、シアノ基、水酸基、カルボキシ基、アルコキシカル
ボニル基、ニトロ基等を挙げることができる。 【0184】R11〜R25における脂環式炭化水素基ある
いはZと炭素原子が形成する脂環式炭化水素基として
は、単環式でも、多環式でもよい。具体的には、炭素数
5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシ
クロ構造等を有する基を挙げることができる。その炭素
数は6〜30個が好ましく、特に炭素数7〜25個が好
ましい。これらの脂環式炭化水素基は置換基を有してい
てもよい。以下に、脂環式炭化水素基のうち、脂環式部
分の構造例を示す。 【0185】 【化77】 【0186】 【化78】【0187】 【化79】 【0188】本発明においては、上記脂環式部分の好ま
しいものとしては、アダマンチル基、ノルアダマンチル
基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシク
ロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シク
ロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、
シクロデカニル基、シクロドデカニル基を挙げることが
できる。より好ましくは、アダマンチル基、デカリン残
基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロヘキシル
基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカ
ニル基、シクロドデカニル基、トリシクロデカニル基で
ある。 【0189】これらの脂環式炭化水素基の置換基として
は、アルキル基、置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸
基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボ
ニル基が挙げられる。アルキル基としてはメチル基、エ
チル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低
級アルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エ
チル基、プロピル基、イソプロピル基よりなる群から選
択された置換基を表す。置換アルキル基の置換基として
は、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げること
ができる。上記アルコキシ基としてはメトキシ基、エト
キシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個
のものを挙げることができる。 【0190】以下に、上記一般式(pI)〜(pV)の
いずれかで表される基を有する繰り返し単位に相当する
モノマーの具体例を示す。 【0191】 【化80】【0192】 【化81】 【0193】 【化82】【0194】 【化83】 【0195】 【化84】【0196】 【化85】 【0197】また、コンタクトホール解像性、デフォー
カスラチチュードを向上させる上で、ラクトン残基を有
する繰り返し単位を含有することが好ましく、現像欠陥
を低減する上で、脂環ラクトン残基を有する繰り返し単
位を含有することが好ましい。脂環ラクトンとは、環状
炭化水素基とラクトン環が縮環した構造、あるいは、多
環環状炭化水素基(シクロアルカン環が2つ以上組み合
わせられた環状炭化水素環)のシクロアルカン環のひと
つがラクトン環に置換された構造を意味する。ラクトン
残基としては、ブチロラクトン(a1)、脂環ラクトン
としては、(a2)ノルボルナンラクトン、(a3)シ
クロヘキサンラクトン、及び(a4)アダマンタンラク
トン等を挙げることができる。 【0198】ラクトン残基を有する繰り返し単位(a
1)としては、下記一般式(BL)で表される繰り返し
単位を挙げることができる。 【化86】【0199】一般式(BL)中、R1は、水素原子又は
メチル基を表す。Wは、単結合、アルキレン基、エーテ
ル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基より
なる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み
合わせを表す。Ra,Rb,Rc,Rd,Reは各々独
立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
m,nは各々独立に0〜3の整数を表し、m+nは、2
以上6以下である。 【0200】一般式(BL)において、Ra〜Reの炭
素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソ
ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等を挙げる
ことができる。Wのアルキレン基としては、下記式で表
される基を挙げることができる。 −〔C(Rf)(Rg)〕r− 上記式中、Rf、Rgは、水素原子、アルキル基、置換
アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表
し、両者は同一でも異なっていてもよい。アルキル基と
しては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピ
ル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好
ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピ
ル基から選択される。置換アルキル基の置換基として
は、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げること
ができる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキ
シ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4のも
のを挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩素
原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げること
ができる。rは1〜10の整数である。 【0201】上記アルキル基における更なる置換基とし
ては、カルボキシル基、アシルオキシ基、シアノ基、ア
ルキル基、置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、ア
ルコキシ基、置換アルコキシ基、アセチルアミド基、ア
ルコキシカルボニル基、アシル基が挙げられる。ここで
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基、ブチル基、シクロプロピル基、シ
クロブチル基、シクロペンチル基等の低級アルキル基を
挙げることができる。置換アルキル基の置換基として
は、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げること
ができる。置換アルコキシ基の置換基としては、アルコ
キシ基等を挙げることができる。アルコキシ基として
は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基等の炭素数1〜4のものを挙げることができる。アシ
ルオキシ基としては、アセトキシ基等が挙げられる。ハ
ロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原
子、沃素原子等を挙げることができる。 【0202】以下、一般式(BL)で示される繰り返し
単位に相当するモノマーの具体例を示すが、これらに限
定されるものではない。 【0203】 【化87】【0204】 【化88】【0205】 【化89】 【0206】本発明の酸分解性樹脂中、(a2)のノル
ボルナンラクトン類モノマー及び(a3)のシクロヘキ
サンラクトン類モノマーとしては、各々上記一般式(V
−1)〜(V−2)及び(V−3)〜(V−4)で表さ
れる基を有する繰り返し単位が好ましい。 【0207】ノルボルナンラクトン(a2)を有する繰
り返し単位としては、下記一般式(V−1)又は(V−
2)で示される基を有する繰り返し単位を挙げることが
できる。 【0208】 【化90】【0209】一般式(V−1)〜(V−2)において、
1b〜R5bは、各々独立に水素原子、置換基を有してい
てもよい、アルキル基、シクロアルキル基又はアルケニ
ル基を表す。R1b〜R5bの内の2つは、結合して環を形
成してもよい。 【0210】シクロヘキサンラクトン(a3)として
は、下記一般式(V−3)又は(V−4)で示される基
を有する繰り返し単位を挙げることができる。 【0211】 【化91】 【0212】一般式(V−3)〜(V−4)において、
1b〜R5bは、各々独立に水素原子、置換基を有してい
てもよい、アルキル基、シクロアルキル基又はアルケニ
ル基を表す。R1b〜R5bの内の2つは、結合して環を形
成してもよい。 【0213】一般式(V−1)〜(V−4)において、
1b〜R5bにおけるアルキル基としては、直鎖状、分岐
状のアルキル基が挙げられ、置換基を有していてもよ
い。直鎖状、分岐状のアルキル基としては、炭素数1〜
12個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基が好ましく、
より好ましくは炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐
状アルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソ
ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、
デシル基である。 【0214】R1b〜R5bにおけるシクロアルキル基とし
ては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘ
キシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等の炭
素数3〜8個のものが好ましい。R1b〜R5bにおけるア
ルケニル基としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニ
ル基、ヘキセニル基等の炭素数2〜6個のものが好まし
い。また、R1b〜R5bの内の2つが結合して形成する環
としては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロ
ペンタン環、シクロヘキサン環、シクロオクタン環等の
3〜8員環が挙げられる。なお、一般式(V−1)〜
(V−4)におけるR1b〜R5bは、環状骨格を構成して
いる炭素原子のいずれに連結していてもよい。 【0215】また、上記アルキル基、シクロアルキル
基、アルケニル基が有してもよい好ましい置換基として
は、炭素数1〜4個のアルコキシ基、ハロゲン原子(フ
ッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、炭素数
2〜5のアシル基、炭素数2〜5のアシロキシ基、シア
ノ基、水酸基、カルボキシ基、炭素数2〜5のアルコキ
シカルボニル基、ニトロ基等を挙げることができる。 【0216】一般式(V−1)〜(V−4)で表される
基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(AI)
で表される繰り返し単位等を挙げることができる。 【0217】 【化92】 【0218】一般式(AI)中、Rb0は、水素原子、ハ
ロゲン原子、又は炭素数1〜4の置換もしくは非置換の
アルキル基を表す。Rb0のアルキル基が有していてもよ
い好ましい置換基としては、前記一般式(V−1)〜
(V−4)におけるR1bとしてのアルキル基が有してい
てもよい好ましい置換基として先に例示したものが挙げ
られる。Rb0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩
素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。R
b0は水素原子が好ましい。A’は、単結合、エーテル
基、エステル基、カルボニル基、アルキレン基、又はこ
れらを組み合わせた2価の基を表す。B2は、一般式
(V−1)〜(V−4)のうちのいずれかで示される基
を表す。A’において、該組み合わせた2価の基として
は、例えば下記式のものが挙げられる。 【0219】 【化93】【0220】上記式において、Rab、Rbbは、水素原
子、アルキル基、置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸
基、アルコキシ基を表し、両者は同一でも異なっていて
もよい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プ
ロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル
基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プ
ロピル基、イソプロピル基から選択される。置換アルキ
ル基の置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、炭素数
1〜4のアルコキシ基を挙げることができる。アルコキ
シ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げること
ができる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原
子、フッ素原子、沃素原子等を挙げることができる。r
1は1〜10の整数、好ましくは1〜4の整数を表す。
mは1〜3の整数、好ましくは1又は2を表す。 【0221】以下に、一般式(AI)で表される繰り返
し単位の具体例を挙げるが、本発明の内容がこれらに限
定されるものではない。 【0222】 【化94】【0223】 【化95】【0224】 【化96】【0225】 【化97】【0226】 【化98】【0227】 【化99】【0228】 【化100】【0229】アダマンタンラクトン(a4)としては、
下記一般式(AL)で表される繰り返し単位が好まし
い。 【0230】 【化101】 【0231】一般式(AL)において、Aは単結合、ア
ルキレン基、シクロアルキレン基、エーテル基、チオエ
ーテル基、カルボニル基、エステル基よりなる群から選
択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを表
す。Rは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、シアノ
基、又はハロゲン原子を表す。 【0232】一般式(AL)において、Aのアルキレン
基としては、下記式で表される基を挙げることができ
る。 −〔C(Rnf)(Rng)〕r− 上記式中、Rnf、Rngは、水素原子、アルキル基、
置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基
を表し、両者は同一でも異なっていてもよい。アルキル
基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプ
ロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更
に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプ
ロピル基から選択される。置換アルキル基の置換基とし
ては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げるこ
とができる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エト
キシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4の
ものを挙げることができる。ハロゲン原子としては、塩
素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙げるこ
とができる。rは1〜10の整数である。 【0233】一般式(AL)において、Aのシクロアル
キレン基としては、炭素数3から10個のものが挙げら
れ、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロ
オクチレン基等を挙げることができる。 【0234】Zを含む有橋式脂環式環は、置換基を有し
ていてもよい。置換基としては、例えば、ハロゲン原
子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)、アルコキ
シカルボニル基(好ましくは炭素数1〜5)、アシル基
(例えば、ホルミル基、ベンゾイル基)、アシロキシ基
(例えば、プロピルカルボニルオキシ基、ベンゾイルオ
キシ基)、アルキル基(好ましくは炭素数1〜4)、カ
ルボキシル基、水酸基、アルキルスルホニルスルファモ
イル基(-CONHSO2CH3等)が挙げられる。尚、
置換基としてのアルキル基は、更に水酸基、ハロゲン原
子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)等で置換
されていてもよい。一般式(AL)において、Aに結合
しているエステル基の酸素原子は、Zを含む有橋式脂環
式環構造を構成する炭素原子のいずれの位置で結合して
もよい。以下に、一般式(AL)で表される繰り返し単
位の具体例を挙げるが、これらに限定されるものではな
い。 【0235】 【化102】 【0236】 【化103】【0237】また、本発明の酸分解性樹脂は、特にエッ
ジラフネスを改善する上で下記一般式(III)で表される
繰り返し単位を含有することも好ましい。 【0238】 【化104】 【0239】一般式(III)中、R30は、水素原子又は
メチル基を表す。R31〜R33は、各々独立に、水素原
子、水酸基又はアルキル基を表し、但し少なくとも一つ
は水酸基を表す。 【0240】また、アンダー露光によるホールパターン
形成の際、広い露光マージンが得られる点で、一般式(I
II)で表される繰り返し単位において、R31〜R33のう
ちの二つが水酸基であることが更に好ましい。 【0241】以下に具体例を挙げるが、これらに限定す
るものではない。 【0242】 【化105】 【0243】更に、特に耐熱性、エッチング耐性を向上
させる上で、一般式(IV)で表される繰り返し単位を
含有することが好ましい。 【0244】 【化106】【0245】一般式(IV)中:R1〜R4は、各々独立
に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、−COOH、
置換基を有していてもよい炭化水素基、−COOR5
−C(=O)−X−A−R6、又は酸の作用により分解
する基、また、R1〜R4のうち少なくとも2つが結合し
て環を形成してもよい。ここで、R5は、置換基を有し
ていてもよい炭化水素基又はラクトン残基を表す。R6
は、水素原子、−COOH、−COOR5、−CN、水
酸基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基
を有していてもよい炭化水素基、又はラクトン残基を表
す。Xは、酸素原子、硫黄原子、−NHSO2−、又は
−NHSO2NH−を表す。Aは、単結合、アルキレン
基、シクロアルキレン基、エーテル基、チオエーテル
基、カルボニル基、エステル基、スルホンアミド基、及
びN−スルフォニルアミド基よりなる群から選択される
単独或いは2つ以上の基の組み合わせを表す。nは0又
は1を表す。 【0246】酸の作用により分解する基の構造として
は、−C(=O)−X1−Rp で表される。式中、Rp
としては、t−ブチル基、t−アミル基等の3級アルキ
ル基、イソボロニル基、1−エトキシエチル基、1−ブ
トキシエチル基、1−イソブトキシエチル基、1−シク
ロヘキシロキシエチル基等の1−アルコキシエチル基、
1−メトキシメチル基、1−エトキシメチル基等のアル
コキシメチル基、3−オキソアルキル基、テトラヒドロ
ピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキルシ
リルエステル基、3−オキソシクロヘキシルエステル
基、2−メチル−2−アダマンチル基、メバロニックラ
クトン残基、2−(γ−ブチロラクトニルオキシカルボ
ニル)−2−プロピル基等を挙げることができる。X1
は、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2 −又
は−NHSO2 NH−を表す。 【0247】上記R1〜R4におけるハロゲン原子として
は、塩素原子、臭素原子、フッ素原子、沃素原子等を挙
げることができる。上記R1〜R4、R5、R6における炭
化水素基としては、好ましくは直鎖、分岐、環状アルキ
ル基、有橋式炭化水素基を挙げることができる。直鎖状
あるいは分岐状アルキル基としては、炭素数1〜10個
の直鎖状あるいは分岐状アルキル基が好ましく、より好
ましくは炭素数1〜6個の直鎖状あるいは分岐状アルキ
ル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル
基、sec−ブチル基、t−ブチル基である。環状アル
キル基、有橋式炭化水素基としては、例えばシクロプロ
ピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマ
ンチル基、2−メチル−2−アダマンチル基、ノルボル
ニル基、ボロニル基、イソボロニル基、トリシクロデカ
ニル基、ジシクロペンテニル基、ノボルナンエポキシ
基、メンチル基、イソメンチル基、ネオメンチル基、テ
トラシクロドデカニル基等を挙げることができる。 【0248】上記R1〜R4のうち少なくとも2つが結合
して形成する環としては、例えば、ラクトン環、シクロ
ペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプタン、シクロオ
クタン等の炭素数5〜12の環が挙げられる。上記R6
におけるアルコキシ基としては、好ましくはメトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数
1〜4個のものを挙げることができる。上記炭化水素
基、アルコキシ基は、更に置換基を有していてもよく、
置換基として、例えば、水酸基、カルボキシル基、シア
ノ基、ハロゲン原子(例えば塩素原子、臭素原子、フッ
素原子、沃素原子等)、アルコキシ基(好ましくは炭素
数1〜4、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキ
シ基、ブトキシ基等)、アシル基(例えばホルミル基、
アセチル基等)、アシルオキシ基(例えばアセトキシ基
等)等を挙げることができる。 【0249】上記Aにおけるアルキレン基としては、下
記式で表される基を挙げることができる。 −〔C(Rb )(Rc )〕r − 式中、Rb 、Rc は、水素原子、アルキル基、置換アル
キル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、
両者は同一でも異なっていてもよい。アルキル基として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ま
しくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基から選択される。置換アルキル基の置換基としては、
水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素
数1〜4)を挙げることができる。アルコキシ基として
は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基等の炭素数1〜4個のものを挙げることができる。ハ
ロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、フッ素原
子、沃素原子等を挙げることができる。rは1〜10の
整数を表す。 【0250】R5及びR6としてのラクトン残基として
は、例えば、以下の−Yで表されるものを挙げることが
できる。−Y基; 【0251】 【化107】 【0252】上記−Y基に於いて、R21〜R30は、各々
独立に、水素原子又はアルキル基を表す。a、bは、1
又は2を表す。上記R21〜R30に於けるアルキル基とし
ては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプ
ロピル基、ブチル基等を挙げることができる。R21〜R
30としてのアルキル基は置換基を有していてもよい。こ
の置換基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、
シアノ基、ハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原
子、フッソ素原子、沃素原子)、アルコキシ基(好まし
くは炭素数1〜4、例えばメトキシ基、エトキシ基、プ
ロポキシ基、ブトキシ基等)、アシル基(好ましくは炭
素数2〜5、例えば、ホルミル基、アセチル基等)、ア
シルオキシ基(好ましくは炭素数2〜5、例えばアセト
キシ基)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14、例
えばフェニル基)等を挙げることができる。 【0253】以下に一般式(IV)で表される繰り返し
単位の具体例を挙げるが、これらに限定されるものでは
ない。 【0254】 【化108】 【0255】 【化109】 【化110】 【0256】 【化111】 【0257】 【化112】 【0258】 【化113】 【0259】 【化114】【0260】 【化115】 【0261】 【化116】 【0262】 【化117】【0263】 【化118】【0264】 【化119】【0265】 【化120】【0266】 【化121】【0267】 【化122】【0268】 【化123】【0269】 【化124】 【0270】 【化125】【0271】 【化126】 【0272】 【化127】【0273】 【化128】【0274】 【化129】 【0275】 【化130】 【0276】(B)成分である酸分解性樹脂は、上記の
繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準
現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さら
にレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱
性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を
含有することができる。 【0277】このような繰り返し構造単位としては、下
記の単量体に相当する繰り返し構造単位を挙げることが
できるが、これらに限定されるものではない。これによ
り、酸分解性樹脂に要求される性能、特に、(1)塗布
溶剤に対する溶解性、(2)製膜性(ガラス転移点)、
(3)アルカリ現像性、(4)膜べり(親疎水性、アル
カリ可溶性基選択)、(5)未露光部の基板への密着
性、(6)ドライエッチング耐性、等の微調整が可能と
なる。このような単量体として、例えばアクリル酸エス
テル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、
メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル
類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和
結合を1個有する化合物等を挙げることができる。 【0278】酸分解性樹脂中、一般式(I)で表される
繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中2〜5
0モル%が好ましく、より好ましくは4〜45モル%、
更に好ましくは6〜40モル%である。一般式(II)
で表される繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単
位中15〜60モル%が好ましく、より好ましくは20
〜55モル%、更に好ましくは25〜50モル%であ
る。酸分解性基を有する繰り返し単位の総量は、全繰り
返し構造単位中20〜70モル%が好ましく、より好ま
しくは25〜65モル%、更に好ましくは30〜60モ
ル%である。一般式(pI)〜(pVI)で表される基を
有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中
10〜60モル%が好ましく、より好ましくは15〜5
0モル%、更に好ましくは20〜40モル%である。一
般式(III)で表される繰り返し単位の含有量は、全
繰り返し構造単位中3〜40モル%が好ましく、より好
ましくは5〜35モル%、更に好ましくは8〜40モル
%である。一般式(IV)で表される繰り返し単位の含
有量は、全繰り返し構造単位中3〜40モル%が好まし
く、より好ましくは5〜35モル%、更に好ましくは8
〜40モル%である。ラクトン残基又は脂環ラクトンを
有する繰り返し単位の含有量は、全繰り返し構造単位中
5〜50モル%が好ましく、より好ましくは10〜40
モル%、更に好ましくは12〜30モル%である。尚、
本発明の組成物がArF露光用であるとき、ArF光へ
の透明性の点から樹脂は芳香族基を有さないことが好ま
しい。 【0279】本発明に用いる酸分解性樹脂は、常法に従
って(例えばラジカル重合)合成することができる。例
えば、一般的合成方法としては、モノマー種を、一括で
あるいは反応途中で反応容器に仕込み、これを必要に応
じ反応溶媒、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオ
キサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケ
トン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、さらには後
述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
トのような本発明の組成物を溶解する溶媒に溶解させ均
一とした後、窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で
必要に応じ加熱、市販のラジカル開始剤(アゾ系開始
剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。
所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応
終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法
で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は20重量%
以上であり、好ましくは30重量%以上、さらに好まし
くは40重量%以上である。反応温度は10℃〜150
℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好まし
くは50〜100℃である。 【0280】本発明に係る酸分解性樹脂の重量平均分子
量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ま
しくは1,000〜200,000、好ましくは3,0
00〜50,000、より好ましくは5,000〜3
0,000である。重量平均分子量が1,000未満で
は耐熱性やドライエッチング耐性の劣化が見られるため
余り好ましくなく、200,000を越えると現像性が
劣化したり、粘度が極めて高くなるため製膜性が劣化す
るなど余り好ましくない結果を生じる。 【0281】本発明の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジ
スト組成物において、本発明に係わる酸分解性樹脂の組
成物全体中の配合量は、全レジスト固形分中40〜9
9.99重量%が好ましく、より好ましくは50〜9
9.97重量%である。 【0282】上記(A)光酸発生剤や(B)樹脂等の固
形分を、溶剤に固形分濃度として、3〜25重量%溶解
することが好ましく、より好ましくは5〜22重量%、
更に好ましくは7〜20重量%である。 【0283】≪(C)酸分解性溶解阻止化合物≫本発明
のポジ型感光性組成物は、(C)酸の作用により分解し
てアルカリ現像液中での溶解性を増大させる基を有し、
分子量3000以下の溶解阻止低分子化合物(以下、
「(C)酸分解性溶解阻止化合物」ともいう)を含有す
ることが好ましい。特に220nm以下の透過性を低下
させないため、Proceeding of SPIE, 2724,355 (1996)
に記載されている酸分解性基を含むコール酸誘導体の様
な、酸分解性基を含有する脂環族又は脂肪族化合物が
(C)酸分解性溶解阻止化合物として好ましい。酸分解
性基、脂環式構造としては、上記酸分解性樹脂のところ
で説明したものと同様のものが挙げられる。(C)酸分
解性溶解阻止化合物の添加量は、ポジ型感光性組成物の
全組成物の固形分に対し、好ましくは3〜50重量%で
あり、より好ましくは5〜40重量%である。以下に
(C)酸分解性溶解阻止化合物の具体例を示すが、これ
らに限定されない。 【0284】 【化131】【0285】≪(E)含窒素塩基性化合物≫本発明のポ
ジ型感光性組成物は、露光から加熱までの経時による性
能変化を低減するために、(E)含窒素塩基性化合物を
含有することが好ましい。好ましい構造として、下記式
(A)〜(E)で示される構造を挙げることができる。 【0286】 【化132】 【0287】ここでR250、R251及びR252は、各々独
立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1
〜6アミノアルキル基、炭素数1〜6のヒドロキシアル
キル基又は炭素数6〜20の置換もしくは非置換のアリ
ール基であり、ここでR250とR251は互いに結合して環
を形成してもよい。 【0288】 【化133】 【0289】(式中、R253、R254、R255及びR
256は、各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基を示
す)。好ましい具体例としては、置換もしくは未置換の
グアニジン、置換もしくは未置換のアミノピリジン、置
換もしくは未置換のアミノアルキルピリジン、置換もし
くは未置換のアミノピロリジン、置換もしくは未置換の
インダーゾル、置換もしくは未置換のピラゾール、置換
もしくは未置換のピラジン、置換もしくは未置換のピリ
ミジン、置換もしくは未置換のプリン、置換もしくは未
置換のイミダゾリン、置換もしくは未置換のピラゾリ
ン、置換もしくは未置換のピペラジン、置換もしくは未
置換のアミノモルフォリン、置換もしくは未置換のアミ
ノアルキルモルフォリン等が挙げられ、モノ、ジ、トリ
アルキルアミン、置換もしくは未置換のアニリン、置換
もしくは未置換のピペリジン、モノあるいはジエタノー
ルアミン等が挙げられる。好ましい置換基は、アミノ
基、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリ
ール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ
基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオ
キシ基、ニトロ基、水酸基、シアノ基である。 【0290】特に好ましい化合物として、グアニジン、
1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3,−テト
ラメチルグアニジン、2−アミノピリジン、3−アミノ
ピリジン、4−アミノピリジン、2−ジメチルアミノピ
リジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−ジエチルア
ミノピリジン、2−(アミノメチル)ピリジン、2−ア
ミノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−4−メチルピ
リジン、2−アミノ−5−メチルピリジン、2−アミノ
−6−メチルピリジン、3−アミノエチルピリジン、4
−アミノエチルピリジン、3−アミノピロリジン、ピペ
ラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−
(2−アミノエチル)ピペリジン、4−アミノ−2,
2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ピペリジノ
ピペリジン、2−イミノピペリジン、1−(2−アミノ
エチル)ピロリジン、ピラゾール、3−アミノ−5−メ
チルピラゾール、5−アミノ−3−メチル−1−p−ト
リルピラゾール、ピラジン、2−(アミノメチル)−5
−メチルピラジン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリ
ミジン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾ
リン、3−ピラゾリン、N−アミノモルフォリン、N−
(2−アミノエチル)モルフォリン、1,5−ジアザビ
シクロ〔4.3.0〕ノナ−5−エン、1,8−ジアザ
ビシクロ〔5.4.0〕ウンデカ−7−エン、2,4,
5−トリフェニルイミダゾール、トリ(n−ブチル)ア
ミン、トリ(n−オクチル)アミン、N−フェニルジエ
タノールアミン、N−ヒドロキシエチルピペリジン、
2,6−ジイソプロピルアニリン、N−シクロヘキシル
−N’−モルホリノエチルチオ尿素等が挙げられるがこ
れに限定されるものではない。 【0291】これらの(E)含窒素塩基性化合物は、単
独であるいは2種以上一緒に用いられる。(E)含窒素
塩基性化合物の使用量は、感光性樹脂組成物の固形分を
基準として、通常、0.001〜10重量%、好ましく
は0.01〜5重量%である。0.001重量%未満で
は上記含窒素塩基性化合物の添加の効果が得られない。
一方、10重量%を超えると感度の低下や非露光部の現
像性が悪化する傾向がある。 【0292】≪(F)フッ素系及び/又はシリコン系界
面活性剤≫本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、フッ素
系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性
剤及びシリコン系界面活性剤、フッソ原子と珪素原子の
両方を含有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種
以上を含有することが好ましい。本発明のポジ型感光性
組成物が上記(F)界面活性剤とを含有することによ
り、250nm以下、特に220nm以下の露光光源の
使用時に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠
陥の少ないレジストパターンを与えることが可能とな
る。これらの(F)界面活性剤として、例えば特開昭62
-36663号、特開昭61- 226746号、特開昭61-226745号、
特開昭62-170950号、特開昭63-34540号、特開平7-23016
5号、特開平8-62834号、特開平9-54432号、特開平9-598
8号、米国特許5405720号、同5360692号、同5529881号、
同5296330号、同5436098号、同5576143号、同 5294511
号、同5824451号記載の界面活性剤を挙げることがで
き、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもでき
る。使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフト
ップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC
430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、
F173、F176、F189、R08(大日本インキ(株)製)、サ
ーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭
硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカ
ル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界
面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポ
リマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系
界面活性剤として用いることができる。 【0293】界面活性剤の使用量は、ポジ型感光性組成
物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.000
1〜2重量%、より好ましくは0.001〜1重量%で
ある。 【0294】<(D)アルカリ可溶性樹脂>本発明のポ
ジ型フォトレジスト組成物は、酸分解性基を含有してい
ない、(D)水に不溶でアルカリ現像液に可溶な樹脂を
含有することができ、これにより感度が向上する。本発
明においては、分子量1000〜20000程度のノボ
ラック樹脂類、分子量3000〜50000程度のポリ
ヒドロキシスチレン誘導体をこのような樹脂として用い
ることができるが、これらは250nm以下の光に対し
て吸収が大きいため、一部水素添加して用いるか、又は
全樹脂量の30重量%以下の量で使用するのが好まし
い。また、カルボキシル基をアルカリ可溶性基として含
有する樹脂も用いることができる。カルボキシル基を含
有する樹脂中にはドライエッチング耐性向上のために単
環、又は多環の脂環炭化水素基を有していることが好ま
しい。具体的には酸分解性を示さない脂環式炭化水素構
造を有するメタクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸
の共重合体あるいは末端にカルボキシル基を有する脂環
炭化水素基の(メタ)アクリル酸エステルの樹脂などを
挙げることができる。 【0295】≪その他の物質≫本発明のポジ型感光性組
成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、上記
(F)成分以外の界面活性剤、光増感剤、及び現像液に
対する溶解性を促進させる化合物等を含有させることが
できる。本発明で使用できる現像液に対する溶解促進性
化合物は、フェノール性OH基を2個以上、又はカルボ
キシ基を1個以上有する分子量1,000以下の低分子
化合物である。カルボキシ基を有する場合は上記と同じ
理由で脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。これら溶解
促進性化合物の好ましい添加量は、(B)酸の作用によ
り分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂
に対して2〜50重量%であり、さらに好ましくは5〜
30重量%である。50重量%を越えた添加量では、現
像残渣が悪化し、また現像時にパターンが変形するとい
う新たな欠点が発生して好ましくない。 【0296】このような分子量1000以下のフェノー
ル化合物は、例えば、特開平4−122938、特開平
2−28531、米国特許第4916210、欧州特許
第219294等に記載の方法を参考にして、当業者に
おいて容易に合成することができる。カルボキシル基を
有する脂環族、又は脂肪族化合物の具体例としてはコー
ル酸、デオキシコール酸、リトコール酸などのステロイ
ド構造を有するカルボン酸誘導体、アダマンタンカルボ
ン酸誘導体、アダマンタンジカルボン酸、シクロヘキサ
ンカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げ
られるがこれらに限定されるものではない。 【0297】本発明においては、上記(D)フッ素系及
び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を
加えることもできる。具体的には、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セチルエーテル、ポリオキシ
エチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアル
キルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノー
ルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエー
テル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル
類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロッ
クコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタ
ンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソ
ルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、
ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エス
テル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレー
ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、
ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリ
オキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシ
エチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエ
チレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面
活性剤等を挙げることができる。これらの界面活性剤は
単独で添加してもよいし、また、いくつかの組み合わせ
で添加することもできる。 【0298】≪使用方法≫本発明の感光性組成物は、上
記の成分を所定の溶媒に混合状態で溶解してなる。所定
の支持体上に塗布して用いる。ここで使用する溶媒とし
ては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シク
ロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、
メチルエチルケトン、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、2−
メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメ
チルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳
酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロ
ピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチ
ル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テ
トラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶媒を単独あ
るいは混合して使用する。これらの中でもシクロヘキサ
ノン、2−ヘプタノン、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、乳酸エチル、エトキシプロピオン酸エチル
を単独あるいは2種を1/9〜9/1の重量割合で混合
して使用するのが好ましい。 【0299】溶媒に溶解したポジ型感光性組成物は、所
定の基板上に次のようにして塗布する。すなわち、上記
感光性組成物を精密集積回路素子の製造に使用されるよ
うな基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆)上にス
ピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布する。
塗布後、所定のマスクを通して露光し、ベークを行い現
像する。このようにすると、良好なレジストパターンを
得ることができる。ここで露光光としては、好ましくは
250nm以下、より好ましくは220nm以下の波長
の遠紫外線である。具体的には、KrFエキシマレーザ
ー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193n
m)、F2エキシマレーザー(157nm)、X線、電
子ビーム等が挙げられる。 【0300】現像工程における現像液としては、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸
ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の
無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等
の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミ
ン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチ
ルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルア
ンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピ
ロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水
溶液を使用することができる。さらに、上記アルカリ性
水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使
用することもできる。 【0301】 【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明の範囲は実施例によっていささかも制
限されない。 【0302】樹脂(1)の合成 アセトキシエチルビニルエーテル、無水マレイン酸、ノ
ルボルネンカルボン酸tBuエステルをモル比で10/
50/40で反応容器に仕込み、テトラヒドロフランに
溶解し、固形分40%の溶液を調製した。これを窒素気
流下65℃で加熱した。反応温度が安定したところで和
光純薬社製ラジカル開始剤V−601を1mol%加え
反応を開始させた。14時間加熱した後、反応混合物を
テトラヒドロフランで2倍に希釈した後、反応混合液の
10倍容量のヘキサン/酢酸エチル=9/1合溶液に投
入し白色粉体を析出させた。析出した粉体を濾過取り出
しし、これをテトラヒドロフランに溶解し、10倍容量
のヘキサン/酢酸エチル=9/1混合溶媒に再沈し、析
出した白色粉体を濾取、乾燥、目的物である樹脂(1)
を得た。得られた樹脂(1)のGPCによる分子量分析
を試みたところ、ポリスチレン換算で9200(重量平
均)であった。また、NMRスペクトルより樹脂(1)
の組成はアセトキシエチルビニルエーテル/無水マレイ
ン酸/ノルボルネンカルボン酸tBuエステル=12/
51/37(モル比)であった。合成例(1)と同様の
方法で以下、樹脂(2)〜(12)を合成した。(繰り
返し単位は構造式の左からの順である。) 【0303】 【表1】 【0304】以下に上記樹脂(1)〜(12)の構造を
示す。 【0305】 【化134】【0306】 【化135】【0307】 【化136】【0308】<レジスト調製> 実施例1〜12及び比較例1及び2 (ポジ型レジスト組成物組成物の調製と評価)表2に示
したように上記合成例で合成した樹脂(表2中に示した
量)、光酸発生剤(表2中に示した量)、有機塩基性化合
物(4mg)、必要により界面活性剤(5mg)を配合
し、固形分12重量%となるように表2に示した溶剤に
溶解した後、0.1μmのミクロフィルターで濾過し、
実施例1〜12と比較例1及び2のポジ型レジスト組成
物を調製した。尚、表2における溶剤について複数使用
の際の比率は重量比である。 【0309】 【表2】【0310】(表2の説明)樹脂R1は、特開2001
−200016号の合成例6(サンプル番号2)に従っ
て調製した下記の繰り返し単位を有する樹脂である。 【0311】 【化137】 【0312】界面活性剤についての記号は下記を示す。 W1:メガファックF176(大日本インキ(株)製)
(フッ素系) W2:メガファックR08(大日本インキ(株)製)
(フッ素及びシリコーン系) W3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学
工業(株)製) W4:ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル W5:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)
製) 【0313】塩基性化合物についての記号は下記を示
す。 E1:1,5−ジアザビシクロ〔4.3.0〕−5−ノ
ネン(DBN) E2:ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−
ピペリジル)セバゲート E3:トリオクチルアミン E4:トリフェニルイミダゾール E5:アンチピリン E6:2,6−ジイソプロピルアニリン E7:トリイソブチルアミン E8:トリイソデシルアミン 【0314】溶剤についての記号は下記を示す。 A1:プロピレングリコールメチルエーテルアセテート A2:2−ヘプタノン A3:エチルエトキシプロピオネート A4:γ−ブチロラクトン A5:酢酸ブチル その他添加剤 C1:t−ブチルリトコレート C2:t−ブチルコレート C3:ヒドロキシアダマンタンカルボン酸−t−ブチル 【0315】(評価試験) 〔疎密依存性〕初めに Brewer Science
社製ARC−29をスピンコーターを利用してシリコン
ウエハー上に85nm塗布、乾燥した後、その上に得ら
れたポジ型フォトレジスト組成物を塗布し、130℃で
90秒間乾燥、300nmのポジ型フォトレジスト膜を
作製し、ArFエキシマレーザー(波長193nm、N
A=0.6のISI社製ArFステッパー)にて露光し
た。露光後の加熱処理を130℃で90秒間行い、2.
38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液で現像、蒸留水でリンスし、レジストパターンプロ
ファイルを得た。得られたレジストパターンを走査型電
子顕微鏡で観察し、下記のような評価を行った。0.1
25μm(ライン/スペース=1/1)のマスクパター
ンを再現する露光量と同じ露光量で、0.125μmの
孤立パターンの線幅を側長(L1)し、0.125μm
からの変動率(0.125−L1)×100/0.12
5(%)を疎密依存性の指標とした。値が小さいほど疎
密依存性が小さく良好であることを示す。 【0316】〔ハーフトーンマスク露光によるサイドロ
ープ光耐性の評価方法〕Brewer Science
社製ARC−29をスピンコーターを利用してシリコン
ウエハー上に85nm塗布、乾燥した後、その上に得ら
れたポジ型フォトレジスト組成物を塗布し、130℃で
90秒間乾燥、300nmのポジ型フォトレジスト膜を
作製した。次に、0.165μmコンタクトホールパタ
ーン(Hole Duty比=1:3)のハーフトーン
マスク(透過率80%)を介してISI社製ArFステ
ッパーにより露光した。露光後、130℃、60秒間の
加熱処理を行い、引き続き2.38%TMAHで60秒
間のパドル現像後、純水で30秒間水洗しスピン乾燥に
より画像を得た。この際、0.165μmの直径を有す
る孤立コンタクトホール(マスク)が0.140μmに
再現する露光量を最適露光量をEopt とし、更にサイド
ロープ光がレジスト基板上に転写される最低露光量をE
limit と定義し、それらの比Elimit /Eopt をサイド
ロープ光耐性の指標とした。この際、比較例1の値を1
と規格化し、それとの相対評価により他のサイドロープ
光耐性を示した。この値は大きい程サイドロープ光耐性
が優れ、小さい程劣ることを示す。 評価結果を下記表
に示す。 【0317】 【表3】 【0318】表3に示される結果より、本発明の組成物
は上記諸特性に優れていることがわかる。 【0319】 【発明の効果】本発明は、疎密依存性が小さく、サイド
ローブマージンが広く改善されたポジ型感光性組成物を
提供することができる。従って、本発明のポジ型感光性
組成物は、遠紫外光、特にArFエキシマレーザー光を
使用するミクロフォトファブリケ−ションに好適に使用
される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03F 7/004 503 G03F 7/004 503A H01L 21/027 H01L 21/30 502R Fターム(参考) 2H025 AA02 AA03 AA04 AB16 AC04 AC08 AD03 BE00 BE07 BE10 BG00 CB08 CB10 CB41 FA17 4J100 AE02P AE04P AE06P AE09P AE10P AK32Q AM43Q AM45Q AM47Q AR32P BA03P BA03Q BA04P BA10P BA55Q BB01P BB18Q BC04P BC08P BC09P BC12P BC52P CA04 DA61 JA32

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】(A)活性光線又は放射線の照射により、
    少なくとも1つのフッ素原子及び/又は少なくとも1つ
    のフッ素原子を有する基で置換された芳香族スルホン酸
    を発生する化合物、及び、(B)下記一般式(I)で表
    される繰り返し単位及び一般式(II)で表される繰り
    返し単位を有し、酸の作用により分解し、アルカリ現像
    液中での溶解度が増大する樹脂を含有することを特徴と
    するポジ型感光性組成物。 【化1】 一般式(I)において、R1aは水素原子又は置換基を有
    していてもよい炭化水素基を表し、R2aは置換基を有し
    ていてもよい炭化水素基を表す。尚、R1aとR 2aとが互
    いに結合して環を形成してもよい。一般式(II)にお
    いて、Zは、−O−又は−N(R3a)−を表す。ここで
    3aは、水素原子、水酸基、アルキル基、ハロアルキル
    基又は−OSO2−R4aを表す。またR4aは、アルキル
    基、ハロアルキル基、シクロアルキル基又は樟脳残基を
    表す。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011209660A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Fujifilm Corp 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いたレジスト膜及びパターン形成方法
JP2011253017A (ja) * 2010-06-01 2011-12-15 Fujifilm Corp 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いたレジスト膜及びパターン形成方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011209660A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Fujifilm Corp 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いたレジスト膜及びパターン形成方法
JP2011253017A (ja) * 2010-06-01 2011-12-15 Fujifilm Corp 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いたレジスト膜及びパターン形成方法
US8715903B2 (en) 2010-06-01 2014-05-06 Fujifilm Corporation Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition, and resist film and pattern forming method using the same

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