JP2003342306A - レジスト用ポリマーの製造方法、およびポジ型感放射線性組成物 - Google Patents

レジスト用ポリマーの製造方法、およびポジ型感放射線性組成物

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JP2003342306A
JP2003342306A JP2003064771A JP2003064771A JP2003342306A JP 2003342306 A JP2003342306 A JP 2003342306A JP 2003064771 A JP2003064771 A JP 2003064771A JP 2003064771 A JP2003064771 A JP 2003064771A JP 2003342306 A JP2003342306 A JP 2003342306A
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polymer
acid
carbon atoms
resist
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Application number
JP2003064771A
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English (en)
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Masahide Senoo
将秀 妹尾
Kazutaka Tamura
一貴 田村
Hiroyuki Nio
宏之 仁王
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高感度と高解像度の特性を併せ持つレジスト
用ポリマーの製造方法、および低露光量で微細なパター
ン加工が可能なポジ型感放射線性組成物を提供する。 【解決手段】エステル基、アルコール性水酸基、および
フェノール性水酸基のうち少なくとも1種を含有する連
鎖移動剤を添加してモノマーを重合することを特徴とす
るレジスト用ポリマーの製造方法、およびこの方法で製
造され、且つ酸の作用でアルカリ可溶となるポリマー
と、放射線の照射によって酸を発生する酸発生剤を含有
するポジ型感放射線性組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路、リ
ソグラフィー用マスクなどの製造に用いられるポジ型感
放射線性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路やリソグラフィー
用マスクなどを製造する分野では、集積度の向上に伴っ
てパターンの微細化が進んでいる。この微細化を実現す
るため、高感度、高解像度のレジストが必要となってき
た。さらに、従来のような比較的長波長の光源を用いる
リソグラフィーでは、このような微細な加工を行うこと
は困難であり、より波長の短い遠紫外線、真空紫外線、
X線および電子線を用いたリソグラフィーが検討されて
おり、このような光源に対応したレジストが求められて
いる。
【0003】従来、この分野のレジストとしては、アク
リル系ポリマーを用いた主鎖切断型レジストが知られて
いる。主鎖切断型レジストは露光によってポリマーの主
鎖が切断され、分子量が低下することによって現像液に
対する溶解速度が変化する機構を利用したレジストであ
る。
【0004】また、近年になって高感度、高解像度の特
性を持つ公知のレジスト材料として、化学増幅型レジス
トが盛んに検討されている。化学増幅型レジストは光酸
発生剤の作用によって露光部に酸が発生し、この酸の触
媒作用によって露光部の溶解性が変化する機構を持つレ
ジストである。このような化学増幅型レジストとして、
t−ブチル基、t−ブトキシカルボニル基、およびアセ
タール基などで、アルカリ可溶性ポリマー中のアルカリ
親和性基を保護したポリマーから成るレジストが知られ
ている。また、特定の構造の連鎖移動剤を使用して重合
を行いポリマーの分子量を低下させる、化学増幅レジス
ト用ポリマーの製造方法が示されている(例えば特許文
献1参照)。
【0005】
【特許文献1】特開2001−2735号公報(特許請
求の範囲)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の主鎖切
断型、化学増幅型のいずれのレジストにおいても、感度
と解像度は相反する関係にあり、微細なパターン加工を
行うための解像度を得るには、感度が十分ではないなど
の欠点があった。上記特許文献1に記載されているレジ
スト材料においても、感度が十分ではなかった。
【0007】本発明の目的は、高感度と高解像度の特性
を併せ持つレジスト用ポリマーの製造方法、およびこの
方法で製造されたポリマーを用いて、低露光量で微細な
パターン加工が可能なポジ型感放射線性組成物を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明はエステ
ル基、アルコール性水酸基、およびフェノール性水酸基
のうち少なくとも1種を含有する連鎖移動剤を添加して
モノマーを重合することを特徴とするレジスト用ポリマ
ーの製造方法であり、該製造方法で得られたポリマーと
放射線の照射によって酸を発生する酸発生剤を含有する
ポジ型感放射線性組成物に関する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明について、以下に詳細に説
明する。
【0010】本発明のレジスト用ポリマーの製造方法
は、エステル基、アルコール性水酸基、およびフェノー
ル性水酸基のうち少なくとも1種を含有する連鎖移動剤
を添加してモノマーを重合することを特徴とする。
【0011】ここで連鎖移動剤とは、ラジカル重合にお
いてポリマーの分子量を低下させる目的で添加される化
合物である。すなわち、モノマーと重合開始剤からなる
重合系に、連鎖移動剤を添加して重合を行うことによ
り、成長ポリマーラジカル(P・)と連鎖移動剤(A−
B)との間でラジカル移動反応が起こり、成長ポリマー
はP−Bとなり重合が停止し、ラジカルが移動した連鎖
移動剤(A・)から重合が再開始される。ポリマーは途
中で重合が停止されるので分子量が低下し、さらにポリ
マー末端には連鎖移動剤に由来する基(A、およびB)
が導入される。
【0012】本発明では、エステル基、アルコール性水
酸基、およびフェノール性水酸基のうち少なくとも1種
を含有する連鎖移動剤を添加して重合を行うので、ポリ
マー末端にエステル基、アルコール性水酸基、およびフ
ェノール性水酸基のうち少なくとも1種を導入すること
が出来る。つまり、ポリマー末端を親水性にすることが
出来るので、感度、解像度を向上できるとともに、現像
液との親和性、およびシリコンウェハなどの基板との密
着性も向上できる。
【0013】本発明の連鎖移動剤としては、エステル
基、アルコール性水酸基、およびフェノール性水酸基の
うち少なくとも1種を含有する化合物であれば特に限定
されないが、好ましくはチオール類、ジスルフィド類、
チオスルホン酸エステル類が挙げられる。
【0014】エステル基、アルコール性水酸基、および
フェノール性水酸基のうち少なくとも1種を含有するチ
オール類は、好ましくは一般式(1)で表される化合物
が挙げられる。
【0015】
【化4】
【0016】式中、R1はアルキル基、アリール基、ま
たはアラルキル基を表し、それらはエステル基、アルコ
ール性水酸基、およびフェノール性水酸基のうち少なく
とも1種で一部または全部を置換されている。
【0017】一般式(1)のR1で表されるアルキル基
は、好ましくはメトキシカルボニルメチル基、エトキシ
カルボニルメチル基、n−ブトキシカルボニルメチル
基、1−(メトキシカルボニル)エチル基、2−(メト
キシカルボニル)エチル基、1−(エトキシカルボニ
ル)エチル基、2−(エトキシカルボニル)エチル基、
2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピル基、
2,3−ジヒドロキシプロピル基が挙げられる。
【0018】一般式(1)のR1で表されるアリール基
は、好ましくはp−(メトキシカルボニル)フェニル
基、o−(メトキシカルボニル)フェニル基、p−(エ
トキシカルボニル)フェニル基、o−(エトキシカルボ
ニル)フェニル基、p−(ヒドロキシメチル)フェニル
基、o−(ヒドロキシメチル)フェニル基、p−(2−
ヒドロキシエチル)フェニル基、o−(2−ヒドロキシ
エチル)フェニル基、p−ヒドロキシフェニル基、o−
ヒドロキシフェニル基、6−ヒドキシナフチル基が挙げ
られる。
【0019】一般式(1)のR1で表されるアラルキル
基は、好ましくはp−(メトキシカルボニル)フェニル
メチル基、p−(エトキシカルボニル)フェニルメチル
基、p−(ヒドロキシメチル)フェニルメチル基、p−
(2−ヒドロキシエチル)フェニルメチル基、p−ヒド
ロキシフェニルメチル基、1−(p−ヒドロキシフェニ
ル)エチル基、2−(p−ヒドロキシフェニル)エチル
基が挙げられる。
【0020】チオール類の具体例としては、チオグリコ
ール酸メチル、チオグリコール酸エチル、チオグリコー
ル酸n−ブチル、2−メルカプトプロピオン酸メチル、
2−メルカプトプロピオン酸エチル、3−メルカプトプ
ロピオン酸メチル、3−メルカプトプロピオン酸エチ
ル、p−メルカプト安息香酸メチル、p−メルカプト安
息香酸エチル、p−(メルカプトメチル)安息香酸メチ
ル、p−(メルカプトメチル)安息香酸エチル、2−メ
ルカプトエタノール、3−メルカプト−1−プロパノー
ル、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール、p−
メルカプトフェニルメタノール、2−(p−メルカプト
フェニル)エタノール、p−(メルカプトメチル)フェ
ニルメタノール、2−(p−(メルカプトメチル)フェ
ニル)エタノール、p−メルカプトフェノール、p−
(メルカプトメチル)フェノール、p−(1−メルカプ
トエチル)フェノール、p−(2−メルカプトエチル)
フェノールが挙げられる。
【0021】エステル基、アルコール性水酸基、および
フェノール性水酸基のうち少なくとも1種を含有するジ
スルフィド類は、好ましくは一般式(2)で表される化
合物が挙げられる。
【0022】
【化5】
【0023】式中、R2、R3はアルキル基、アリール
基、またはアラルキル基を表し、それらはエステル基、
アルコール性水酸基、およびフェノール性水酸基のうち
少なくとも1種で一部または全部を置換されている。R
2とR3は互いに同じでも異なっていてもよい。また、一
般式(2)のR2、R3は、具体的には一般式(1)のR
1と同様の基を表す。
【0024】ジスルフィド類の具体例としては、ジチオ
ジグリコール酸ジメチル、ジチオジグリコール酸ジエチ
ル、2,2’−ジチオジプロピオン酸ジメチル、2,
2’−ジチオジプロピオン酸ジエチル、3,3’−ジチ
オジプロピオン酸ジメチル、3,3’−ジチオジプロピ
オン酸ジエチル、2,2’−ジチオジ安息香酸ジメチ
ル、4,4’−ジチオジ安息香酸ジメチル、2,2’−
ジチオジ安息香酸ジエチル、4,4’−ジチオジ安息香
酸ジエチル、2,2’−ジチオジエタノール、2,2’
−ジチオジフェノール、4,4’−ジチオジフェノー
ル、2,2’−(6,6’−ジヒドロキシジナフチル)
ジスルフィドが挙げられる。
【0025】チオスルホン酸エステル類の具体例として
は、ベンゼンチオスルホン酸−p−(メトキシカルボニ
ル)ベンゼン、ベンゼンチオスルホン酸−p−(エトキ
シカルボニル)ベンゼン、ベンゼンチオスルホン酸−2
−ヒドロキシエチル、ベンゼンチオスルホン酸−p−ヒ
ドロキシベンゼン、p−ヒドロキシベンゼンチオスルホ
ン酸フェニル、p−ヒドロキシベンゼンチオスルホン酸
−p−ヒドロキシベンゼンが挙げられる。
【0026】さらに本発明のポジ型感放射線性組成物
は、前記連鎖移動剤を用いた方法で製造され、且つ酸の
作用でアルカリ可溶となるポリマー、および放射線の照
射によって酸を発生する酸発生剤を含有することを特徴
とする。
【0027】本発明のポリマーとしては、前記連鎖移動
剤を用いた方法で製造され、且つ酸の作用でアルカリ可
溶となるポリマーであれば特に限定されないが、好まし
くは一般式(3)で表される構造単位を含有するポリマ
ーが挙げられる。
【0028】
【化6】
【0029】式中、Xは水素原子、炭素数1から6のア
ルキル基、ハロゲン元素、またはシアノ基のいずれかを
表し、R4〜R6は炭素数1から6のアルキル基、炭素数
6から15のアリール基、炭素数7から16のアラルキ
ル基、または−(CH2n−COOR7(n=0〜6の
整数)のいずれかを表し、R7は炭素数1から6のアル
キル基、炭素数6から15のアリール基、または炭素数
7から16のアラルキル基のいずれかを表す。ただし、
4〜R6のうち少なくとも1つはアリール基またはアラ
ルキル基を表す。また、上記に挙げられたアルキル基、
アリール基、アラルキル基はいずれも無置換、置換のど
ちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。
【0030】一般式(3)のXは水素原子、炭素数1か
ら6のアルキル基、ハロゲン元素、またはシアノ基のの
いずれかを表している。一般式(3)のXで表されるア
ルキル基は、好ましくはメチル基、エチル基、n−プロ
ピル基、n−ブチル基、トリフルオロメチル基が挙げら
れる。一般式(3)のXで表されるハロゲン元素は、好
ましくはヨウ素、臭素、塩素、フッ素が挙げられる。
【0031】一般式(3)のR4〜R6で表されるアルキ
ル基は、好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル
基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、ト
リフルオロメチル基、トリクロロメチル基、2,2,2
−トリフルオロエチル基、2,2,2−トリクロロエチ
ル基、シクロヘキシル基が挙げられる。一般式(3)の
4〜R6で表されるアリール基は、好ましくはフェニル
基、トリル基、キシリル基、クロロフェニル基、ヒドロ
キシフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、メトキシフ
ェニル基、t−ブトキシカルボニルオキシフェニル基、
テトラヒドロピラニルオキシフェニル基、ナフチル基が
挙げられる。一般式(3)のR4〜R6で表されるアラル
キル基は、好ましくはベンジル基、フェネチル基が挙げ
られる。
【0032】一般式(3)のR4〜R6で表される−(C
2n−COOR7 (n=0〜6)におけるR7は、好
ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプ
ロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、トリフルオロ
メチル基、トリクロロメチル基、2,2,2−トリフル
オロエチル基、2,2,2−トリクロロエチル基、シク
ロヘキシル基、テトラヒドロピラニル基、フェニル基、
トリル基、キシリル基、クロロフェニル基、ヒドロキシ
フェニル基、ジヒドロキシフェニル基、メトキシフェニ
ル基、t−ブトキシカルボニルオキシフェニル基、テト
ラヒドロピラニルオキシフェニル基、ナフチル基、ベン
ジル基、フェネチル基が挙げられる。
【0033】一般式(3)で表される構造単位を含有す
るポリマーを得るためのモノマーの具体例としては、1
−メチル−1−フェニルエチル(メタ)アクリレート、
1−メチル−1−フェニルエチル−α−トリフルオロメ
チルアクリレート、1−メチル−1−フェニルエチル−
α−クロロアクリレート、1−メチル−1−フェニルエ
チル−α−ブロモアクリレート、1−メチル−1−フェ
ニルエチル−α−シアノアクリレート、1−メチル−1
−(p−メチル)フェニルエチル(メタ)アクリレー
ト、1−メチル−1−(p−クロロ)フェニルエチル
(メタ)アクリレート、1−メチル−1−(p−メトキ
シ)フェニルエチル(メタ)アクリレート、1−メチル
−1−(p−ヒドロキシ)フェニルエチル(メタ)アク
リレート、1−メチル−1−(p−テトラヒドロピラニ
ルオキシ)フェニルエチル(メタ)アクリレート、1−
メチル−1−ナフチルエチル(メタ)アクリレート、1
−メチル−1−フェニルプロピル(メタ)アクリレー
ト、1−トリフルオロメチル−1−フェニルエチル(メ
タ)アクリレート、1,1−ジメチル−2−フェニルエ
チル(メタ)アクリレート、1,1−ジメチル−2−フ
ェニルエチル−α−ブロモアクリレート、1,1−ジフ
ェニルエチル(メタ)アクリレート、1,1−ジフェニ
ルエチル−α−クロロアクリレート、1−フェニル−1
−(p−メチル)フェニル(メタ)アクリレート、1−
(フェニルメチル)−1−フェニルエチル(メタ)アク
リレートトリフェニルメチル(メタ)アクリレート、
1,1,2−トリフェニルエチル(メタ)アクリレー
ト、1−(t−ブトキシカルボニルメチル)−1−フェ
ニルエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0034】一般式(3)で表される構造単位がポリマ
ー中に占める共重合比率は特に限定されるものではない
が、20モル%〜99モル%が好ましく、より好ましく
は30モル%〜90モル%である。
【0035】本発明のポリマーは、一般式(3)で表さ
れる構造単位のみを含むポリマーであってもよいが、化
学増幅型レジストとしての特性を損なわない限り、他の
モノマー単位を含んでいてもよい。
【0036】他のモノマー単位としては、(メタ)アク
リル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル
酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)
アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチ
ル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メ
タ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリ
ル酸2−(p−ヒドロキシフェニル)エチル、β−メタ
クリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、β−メタクリ
ロイルオキシ−β−メチル−γ−ブチロラクトン、α−
メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−クロ
ロアクリル酸メチル、α−クロロアクリル酸エチル、α
−クロロアクリル酸t−ブチル、α−シアノアクリル酸
メチル、α−シアノアクリル酸エチル、α−シアノアク
リル酸t−ブチル、スチレン、p−ヒドロキシスチレ
ン、p−アセトキシスチレン、α−メチルスチレン、α
−メチル−p−ヒドロキシスチレン、α−メチル−p−
アセトキシスチレン、マレイン酸、無水マレイン酸、イ
タコン酸、無水イタコン酸、ビニルアニリン、ビニルピ
ロリドン、ビニルイミダゾールが挙げられる。
【0037】本発明のポリマーの重量平均分子量(M
w)は、GPCで測定されるポリスチレン換算で300
0〜100000、好ましくは4000〜50000で
ある。Mwが前記範囲より小さいと被膜性が悪くなり、
また前記範囲より大きいと現像液への溶解性が悪くな
る。
【0038】本発明のポジ型感放射線性組成物には、放
射線の照射によって酸を発生する酸発生剤が含まれる。
酸発生剤の具体例としては、オニウム塩、ハロゲン含有
化合物、ジアゾケトン化合物、ジアゾメタン化合物、ス
ルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、スルホンイ
ミド化合物等が挙げられる。
【0039】オニウム塩の具体例としては、ジアゾニウ
ム塩、アンモニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム
塩、ホスホニウム塩、オキソニウム塩等が挙げられる。
好ましいオニウム塩としては、ジフェニルヨードニウム
トリフレート、ジフェニルヨードニウムピレンスルホネ
ート、ジフェニルヨードニウムドデシルベンゼンスルホ
ネート、トリフェニルスルホニウムトリフレート、トリ
フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、
トリフェニルスルホニウムナフタレンスルホネート、
(ヒドロキシフェニル)ベンジルメチルスルホニウムト
ルエンスルホネート等が挙げられる。
【0040】ハロゲン含有化合物の具体例としては、ハ
ロアルキル基含有炭化水素化合物、ハロアルキル基含有
ヘテロ環状化合物等が挙げられる。好ましいハロゲン含
有化合物としては、1,1−ビス(4−クロロフェニ
ル)−2,2,2−トリクロロエタン、2−フェニル−
4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、
2−ナフチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s
−トリアジン等が挙げられる。
【0041】ジアゾケトン化合物の具体例としては、
1,3−ジケト−2−ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノ
ン化合物、ジアゾナフトキノン化合物等が挙げられる。
好ましいジアゾケトン化合物は、1,2−ナフトキノン
ジアジド−4−スルホン酸と2,2,3,4,4’−テ
トラヒドロキシベンゾフェノンとのエステル、1,2−
ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸と1,1,1−
トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンとのエステル
等が挙げられる。
【0042】ジアゾメタン化合物の具体例としては、ビ
ス(トリフルオロメチルスルホニル)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
(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トリ
ルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−キシリル
スルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−クロロフェニル
スルホニル)ジアゾメタン、メチルスルホニル−p−ト
ルエンスルホニルジアゾメタン、シクロヘキシルスルホ
ニル(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾ
メタン、フェニルスルホニル(ベンゾイル)ジアゾメタ
ン等が挙げられる。
【0043】スルホン化合物の具体例としては、β−ケ
トスルホン化合物、β−スルホニルスルホン化合物等が
挙げられる。好ましいスルホン化合物としては、4−ト
リスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホ
ン、ビス(フェニルスルホニル)メタン等が挙げられ
る。
【0044】スルホン酸エステル化合物の具体例として
は、アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホ
ン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノス
ルホネート等が挙げられる。好ましいスルホン酸エステ
ル化合物としては、ベンゾイントシレート、ピロガロー
ルトリメシレート、ニトロベンジル−9,10−ジエト
キシアントラセン−2−スルホネート等が挙げられる。
【0045】スルホンイミド化合物の具体例としては、
N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシン
イミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)
フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオ
キシ)ジフェニルマレイミド、N−(トリフルオロメチ
ルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−
5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(トリ
フルオロメチルスルホニルオキシ)−7−オキサビシク
ロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボ
キシルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオ
キシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキ
シ−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(トリフルオ
ロメチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイ
ミド、N−(カンファスルホニルオキシ)スクシンイミ
ド、N−(カンファスルホニルオキシ)フタルイミド、
N−(カンファスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミ
ド、N−(カンファスルホニルオキシ)ビシクロ[2.
2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイ
ミド、N−(カンファスルホニルオキシ)−7−オキサ
ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジ
カルボキシルイミド、N−(カンファスルホニルオキ
シ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ
−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(カンファスル
ホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−
(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミ
ド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)フタ
ルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキ
シ)ジフェニルマレイミド、N−(4−メチルフェニル
スルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5
−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(4−メ
チルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキ
シ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ
−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(4−メチルフ
ェニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミ
ド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニル
オキシ)スクシンイミド、N−(2−トリフルオロメチ
ルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(2
−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ジフ
ェニルマレイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェ
ニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト
−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(2
−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)−7
−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボキシルイミド、N−(2−トリフルオ
ロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.
2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボ
キシミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスル
ホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−
(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイ
ミド、N−(2−フルオロフェニルスルホニルオキシ)
フタルイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニル
オキシ)ジフェニルマレイミド、N−(4−フルオロフ
ェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプ
ト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−
(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)−7−オキ
サビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−
ジカルボキシルイミド、N−(4−フルオロフェニルス
ルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−
5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシルイミド、N−
(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ナフチルジ
カルボキシルイミド等が挙げられる。
【0046】これらの酸発生剤は単独あるいは2種以上
を混合して用いることができる。酸発生剤の添加量は通
例重合体に対して0.01〜50重量%であり、より好
ましくは0.5〜30重量%である。0.01重量%よ
り少ないとパターン形成が不可能となり、50重量%よ
り多いと現像液との親和性が低下し、現像不良などが発
生する。
【0047】本発明のポジ型感放射線性組成物には必要
に応じて、溶解促進剤、溶解抑止剤、界面活性剤、増感
剤、安定剤、消泡剤、酸拡散抑制剤などの添加剤を加え
ることもできる。
【0048】本発明のポジ型感放射線性組成物は上記の
成分を溶媒に溶解することにより得られる。溶媒の使用
量としては特に限定されないが、固形分が5〜30重量
%となるように調整される。好ましく用いられる溶媒と
しては酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピオ
ン酸エチル、酪酸メチル、安息香酸メチル、乳酸メチ
ル、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、β−イソブチル酸
メチル、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、γ−ブチロラクトン等のエステ
ル類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセ
ロソルブ等のセロソルブ類、メチルセロソルブアセテー
ト、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブア
セテート等のセロソルブエステル類、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等のプロピレングリ
コールエステル類、1,2−ジメトキシエタン、1,2
−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,4−ジ
オキサン、アニソールなどのエーテル類、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、5
−メチル−3−ヘプタノン、メチル−n−アミルケト
ン、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケトン類、N
−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、スルホラ
ンなどの非プロトン性極性溶媒から選ばれる溶媒、また
はこれらの複合溶媒等が挙げられる。
【0049】本発明のポジ型感放射線性組成物は被加工
基板上に塗布、乾燥され、通例、0.2μm〜2μmの
膜厚の薄膜にして使用される。この薄膜に、紫外線、遠
紫外線、真空紫外線、電子線、X線等の放射線を用いて
パターン露光し、現像を行うことによって微細パターン
を得ることができる。特に電子線、X線を用いたパター
ン露光の場合に効果が大きく、さらに電子線を用いた場
合がより効果が顕著となる。
【0050】本発明のポジ型感放射線性組成物の現像
は、公知の現像液を用いて行うことができる。具体例と
しては、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、
ケイ酸塩、ホウ酸塩などの無機アルカリ、2−ジエチル
アミノエタノール、モノエタノールアミン、ジエタノー
ルアミン等のアミン類、水酸化テトラメチルアンモニウ
ム、コリン等の4級アンモニウムを1種あるいは2種以
上含む水溶液等が挙げられる。
【0051】
【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されな
い。なお、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)
は、GPCを用いてポリスチレン換算で求めたものであ
る。
【0052】実施例1 フラスコに窒素雰囲気下で、モノマーとして1,1−ジ
フェニルエチルメタクリレート(50mmol)とα−
メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン(50mm
ol)を仕込み、重合開始剤として2,2’−アゾビス
(イソ酪酸)ジメチル(5mmol)、連鎖移動剤とし
てチオグリコール酸メチル(10mmol)、溶媒とし
て1,4−ジオキサン(100ml)を添加し、70℃
で10時間加熱攪拌して重合を行った。得られた重合溶
液を多量のヘキサンに攪拌しながら滴下し、ポリマーを
沈殿させた。得られた沈殿物を濾別し、減圧下で10時
間乾燥し、下記化学式で表されるポリマー(A−1)を
得た。得られたポリマーの重量平均分子量は9000、
共重合組成比はm/n=50/50mol%であった。
【0053】
【化7】
【0054】実施例2 モノマーの仕込みを1,1−ジフェニルエチル−α−ク
ロロアクリレート(50mmol)とα−メタクリロイ
ルオキシ−γ−ブチロラクトン(50mmol)、連鎖
移動剤の添加を2−メルカプトエタノール(10mmo
l)に変更した以外は、実施例1と同様に合成を行い、
下記化学式で表されるポリマー(A−2)を得た。得ら
れたポリマーの重量平均分子量は8500、共重合組成
比はm/n=48/52mol%であった。
【0055】
【化8】
【0056】実施例3 モノマーの仕込みを1,1−ジフェニルエチル−α−ブ
ロモアクリレート(50mmol)とα−メタクリロイ
ルオキシ−γ−ブチロラクトン(50mmol)、連鎖
移動剤の添加をp−(メルカプトメチル)フェノール
(15mmol)に変更した以外は、実施例1と同様に
合成を行い、下記化学式で表されるポリマー(A−3)
を得た。得られたポリマーの重量平均分子量は1000
0、共重合組成比はm/n=50/50mol%であっ
た。
【0057】
【化9】
【0058】実施例4 モノマーの仕込みを1,1−ジフェニルエチル−α−シ
アノアクリレート(50mmol)とα−メタクリロイ
ルオキシ−γ−ブチロラクトン(50mmol)、連鎖
移動剤の添加を2,2’−ジチオジ安息香酸ジエチル
(40mmol)に変更した以外は、実施例1と同様に
合成を行い、下記化学式で表されるポリマー(A−4)
を得た。得られたポリマーの重量平均分子量は1000
0、共重合組成比はm/n=49/51mol%であっ
た。
【0059】
【化10】
【0060】実施例5 モノマーの仕込みを1−(フェニルメチル)−1−フェ
ニルエチルメタクリレート(50mmol)とα−メタ
クリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン(50mmo
l)、連鎖移動剤の添加を2,2’−ジチオジエタノー
ル(50mmol)に変更した以外は、実施例1と同様
に合成を行い、下記化学式で表されるポリマー(A−
5)を得た。得られたポリマーの重量平均分子量は12
000、共重合組成比はm/n=45/55mol%で
あった。
【0061】
【化11】
【0062】実施例6 モノマーの仕込みを1−(t−ブトキシカルボニルメチ
ル)−1−フェニルエチルアクリレート(50mmo
l)とα−メタクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン
(50mmol)、連鎖移動剤の添加を2,2’−
(6,6’−ジヒドロキシジナフチル)ジスルフィド
(40mmol)に変更した以外は、実施例1と同様に
合成を行い、下記化学式で表されるポリマー(A−6)
を得た。得られたポリマーの重量平均分子量は1000
0、共重合組成比はm/n=48/52mol%であっ
た。
【0063】
【化12】
【0064】実施例7 モノマーの仕込みを2−メタクリロイルオキシ−2−メ
チルアダマンタン(50mmol)とα−メタクリロイ
ルオキシ−γ−ブチロラクトン(50mmol)に変更
した以外は、実施例1と同様に合成を行い、下記化学式
で表されるポリマー(A−7)を得た。得られたポリマ
ーの重量平均分子量は10500、共重合組成比はm/
n=48/52mol%であった。
【0065】
【化13】
【0066】実施例8 モノマーの仕込みを1,1−ジフェニルエチルメタクリ
レート(45mmol)とα−メタクリロイルオキシ−
γ−ブチロラクトン(40mmol)とメタクリル酸2
−(p−ヒドロキシフェニル)エチル(15mmol)
に変更した以外は、実施例1と同様に合成を行い、下記
化学式で表されるポリマー(A−8)を得た。得られた
ポリマーの重量平均分子量は9500、共重合組成比は
l/m/n=43/41/16mol%であった。
【0067】
【化14】
【0068】比較例1 連鎖移動剤の添加を無添加に変更した以外は、実施例1
と同様に合成を行い、下記化学式で表されるポリマー
(A−9)を得た。得られたポリマーの重量平均分子量
は35000、共重合組成比はm/n=50/50mo
l%であった。
【0069】
【化15】
【0070】比較例2 連鎖移動剤の添加をシクロヘキサンチオール(20mm
ol)に変更した以外は、実施例1と同様に合成を行
い、下記化学式で表されるポリマー(A−10)を得
た。得られたポリマーの重量平均分子量は9500、共
重合組成比はm/n=50/50mol%であった。
【0071】
【化16】
【0072】実施例9〜17および比較例3〜5 A−1〜A−10の各ポリマー(10g)に、酸発生剤
としてトリフェニルスルホニウムトリフレート(1.5
g)、添加物としてトリエチルアミン(0.01g)、
溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルア
セテート(103.5g)を加えて均一溶液とした後、
孔径0.1μmのフィルターで濾過し、レジスト組成物
を調製した。その後、各レジスト組成物をシリコンウエ
ハ上にスピンコートした後、ホットプレートを用いて1
30℃で1分間プリベークし、膜厚0.4μmのレジス
ト膜を形成した。これら各レジスト膜を電子線露光装置
(加速電圧20kV)、もしくはKrFエキシマレーザ
ーステッパーを用いてパターン状に露光を行った後、ホ
ットプレートを用いて90℃で2分間露光後ベークし、
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像を
行った。得られたレジストパターンの評価結果を表1に
示す。
【0073】
【表1】
【0074】実施例17と比較例5はKrFエキシマレ
ーザーステッパーで露光した。それ以外は電子線露光装
置(加速電圧20kV)で露光した。
【0075】
【発明の効果】本発明の製造方法によって得られたレジ
スト用ポリマーを用いると、高感度、高解像度のポジ型
感放射線性組成物を得ることができる。このポジ型感放
射線性組成物を用いることによって、低露光量で微細な
パターンが形成できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA01 AA02 AB16 AC05 AC06 AD03 BE00 BE10 BG00 CB14 CB41 4J011 AA05 AA06 NA24 NA25 NA30 NB06 4J100 AB02Q AB07Q AJ02Q AL03Q AL08P AL08Q AL08R BA03Q BA03R BA04P BA15P BA40P BB01P BB03P BB18P BC09P BC43P BC43Q BC43R BC49P BC53Q CA04 CA05 FA04 JA37

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エステル基、アルコール性水酸基、および
    フェノール性水酸基のうち少なくとも1種を含有する連
    鎖移動剤を添加してモノマーを重合することを特徴とす
    るレジスト用ポリマーの製造方法。
  2. 【請求項2】連鎖移動剤が一般式(1)、一般式(2)
    で表される化合物のうち少なくとも1種であることを特
    徴とする請求項1記載のレジスト用ポリマーの製造方
    法。 【化1】 (式中、R1はアルキル基、アリール基、またはアラル
    キル基を表し、それらはエステル基、アルコール性水酸
    基、およびフェノール性水酸基のうち少なくとも1種で
    一部または全部を置換されている。) 【化2】 (式中、R2、R3はアルキル基、アリール基、またはア
    ラルキル基を表し、それらはエステル基、アルコール性
    水酸基、およびフェノール性水酸基のうち少なくとも1
    種で一部または全部を置換されている。R2とR3は互い
    に同じでも異なっていてもよい。)
  3. 【請求項3】(a)請求項1もしくは2記載の方法で製
    造され、且つ酸の作用でアルカリ可溶となるポリマー、
    および(b)放射線の照射によって酸を発生する酸発生
    剤を含有するポジ型感放射線性組成物。
  4. 【請求項4】(a)が一般式(3)で表される構造単位
    を含有するポリマーであることを特徴とする請求項3記
    載のポジ型感放射線性組成物。 【化3】 (式中、Xは水素原子、炭素数1から6のアルキル基、
    ハロゲン元素、またはシアノ基のいずれかを表し、R4
    〜R6は各々同じでも異なっていてもよく、炭素数1か
    ら6のアルキル基、炭素数6から15のアリール基、炭
    素数7から16のアラルキル基、または−(CH2n
    COOR7(n=0〜6の整数)のいずれかを表し、R7
    は炭素数1から6のアルキル基、炭素数6から15のア
    リール基、または炭素数7から16のアラルキル基のい
    ずれかを表す。ただし、R4〜R6のうち少なくとも1つ
    はアリール基またはアラルキル基を表す。)
  5. 【請求項5】照射する放射線が電子線、またはX線であ
    ることを特徴とする請求項3または4記載のポジ型感放
    射線性組成物。
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