JP2003345023A - 感放射線性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
し、LER特性及びドライエッチング耐性に優れた軟X
線用感放射線性組成物の提供。 【解決手段】(A)活性光線又は放射線の照射により酸
を発生する化合物及び(B)特定の基を有する繰り返し
単位を含有する、酸により分解しアルカリに対する溶解
性が増加する樹脂を含有することを特徴とする50nm
以下の波長を有する軟X線用感放射線性組成物。
Description
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。さらに詳し
くは50nm以下の軟X線を露光光源とする場合に好適
な感放射線性組成物に関するものである。
グラフィー工程でのレジストパターンの微細化、高精度
化が益々要求されてきている。これに対応すべく露光方
法も、従来のg線、i線等の近紫外光からKrF(24
8nm)、ArF(193nm)、F2(157nm)
等のエキシマレーザー光、更には究極の光源として波長
50nm以下の軟X線(例えば波長13.5nmのEU
V光)へと高解像化に向けた光源の短波長化技術開発が
進められようとしている。軟X線(例えばEUV光)を
光源とする場合、これまで用いられてきた屈折光学系に
適したレンズ材料が得られないため反射光学系となり、
複数の多層膜ミラー及び反射型マスクを用いた軟X線反
射型縮小投影露光法が適用される。この場合、多層膜ミ
ラーの反射率には自ずと限界があるため、複数のミラー
で反射されることにより、最終的にウェハー面に到達す
る光量は著しく低下する。従って、軟X線反射型縮小投
影露光法を適用する場合には、用いられるレジストの感
度を最大限に高める必要があった。しかしながら、現状
実用的な感度を有するレジストが存在しない問題点があ
った。
領域での吸収が大きいため、充分な光量がレジスト底部
に到達せず、矩形な形状を有するパターンが得られない
等の問題点があった。これに対してはレジスト膜を薄膜
化することによる対応が考えられるが、この場合、ドラ
イエッチング耐性が不足する別な問題点を誘起する。更
には今後益々、レジストパターンの微細化、高精度化が
要求される中でレジストパターンのラフネス(Line
Edge Roughness:LER)を如何に制
御するかが重要課題として挙がっている。
点に対して、3層レジスト法を適用したパターン形成法
(特開平5−121312号公報)、高濃度の光酸発生
剤を用いる方法(特開2002−55457号公報)、
電子を効率的に発生する物質からなる層を設けるパター
ン形成法(特開平5−136026号公報)、多環式不
飽和炭化水素誘導体を用いた材料(特開2001−32
8964号公報)、レジスト膜からの低分子量化合物の
発生を抑制することでパターン形状の乱れを制御するパ
ターン形成法(特開2000−347411号公報)、
また、装置側からの改良(特開平7−263322号公
報、特開2002−15970号公報)等が報告されて
いる。しかしながら、これらの方法では現状の問題点を
解決するには不充分であり、新たな解決法が切望されて
いる。
来技術の問題点を克服した軟X線(例えば波長13.5
nmのEUV光)用感放射線性組成物を提供するもので
ある。具体的には、高感度、高解像性で矩形なパターン
形状を有し、LER特性及びドライエッチング耐性に優
れた特性を有する軟X線用感放射線性組成物を提供する
ことである。
感放射線性組成物の構成材料を鋭意検討した結果、特定
の構造を有する酸分解性樹脂を用いることで、上記目的
が達成され、本発明を完成させるに至った。
れる。 (1)(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生
する化合物及び(B)下記一般式(I−1)〜(I−
4)の少なくともいずれかで表わされる基を有する繰り
返し単位及び下記一般式(XA)で表わされる基を有する
繰り返し単位を含有する、酸により分解しアルカリに対
する溶解性が増加する樹脂を含有することを特徴とす
る、感放射線性組成物。
R5は同じでも異なっていてもよく、水素原子、又は置
換基を有していてもよい、アルキル基、シクロアルキル
基もしくはアルケニル基を表す。R1〜R5の内の2つ
は、結合して環を形成してもよい。
でも異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜4のア
ルキル基を表し、R3b、R4bは、同一でも異なってい
てもよく、水素原子、又は置換基を有していてもよい、
直鎖、分岐、環状アルキル基を表し、R5bは、置換基
を有してもよい直鎖、分岐、環状アルキル基、置換基を
有してもよいアリール基、又は置換基を有してもよいア
ラルキル基を表す。mは1〜20の整数を表し、nは0
〜5の整数を表す。
(pI)〜(pVI)で表される脂環式炭化水素構造を
含む基のうちの少なくとも1種の基で保護されたアルカ
リ可溶性基を有する繰り返し単位を含有することを特徴
とする前記(1)に記載の感放射線性組成物。
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し、但し、R12〜R14の
うち少なくとも1つ、もしくはR15、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。
表される脂環式炭化水素構造を含む基が、下記一般式
(II)で表される基であることを特徴とする前記
(2)に記載の感放射線性組成物。
ていてもよいアルキル基を表す。R 29〜R31は、同じで
も異なっていてもよく、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、
カルボキシ基あるいは、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、アルケニル基、アルコキ
シ基、アルコキシカルボニル基又はアシル基を表す。
p、q、rは、各々独立に、0又は1〜3の整数を表
す。
(a)で表される繰り返し単位を含有することを特徴と
する前記(1)〜(3)の何れか1項に記載の感放射線
性組成物。
ン原子、又は炭素数1から4の置換もしくは非置換の直
鎖もしくは分岐のアルキル基を表す。R32〜R34は、同
じでも異なっていてもよく、水素原子又は水酸基を表
す。但し、R32〜R34のうち少なくとも1つは水酸基で
ある。
る繰り返し単位が、下記一般式(IA)、(IIA)及び(I
IIA)を含有することを特徴とする前記(1)記載の感
放射線性組成物。
子又はメチル基を表し、R22bは酸の作用により分解
しない基を表し、R23bは水素原子、ハロゲン原子、
アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基又は
アシロキシ基を表す。nは1〜3の整数を表す。Wは上
記一般式(XA)で示される基を表す。
表されることを特徴とする前記(1)〜(4)の何れか
1項に記載の感放射線性組成物。
なっていてもよく、水素原子、ニトロ基、ハロゲン原子
又は置換基を有していてもよい、アルキル基、アルコキ
シ基、アルキルオキシカルボニル基、アリール基もしく
はアシルアミノ基を表し、R1a〜R5aのうち少なくとも
2つが結合して環構造を形成してもよい。R6a及びR7a
は、同じでも異なっていてもよく、水素原子、シアノ基
又は置換基を有していてもよい、アルキル基もしくはア
リール基を表す。Y1a及びY2aは、同じでも異なってい
てもよく、置換基、エーテル連結基もしくはスルフィド
連結基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有し
ていてもよいアルケニル基を表す。但し、Y1a及びY2a
は、両方がアルキル基である場合に、Y1a及びY2aの少
なくとも一方のアルキル基が水酸基、エーテル連結基も
しくはスルフィド連結基を有しているか、或いはY1a及
びY2aの両方のアルキル基が炭素数2以上である。R1a
〜R5aの少なくとも1つとY1a又はY2aの少なくとも一
つが結合して環を形成してもよい。R1a〜R5aの少なく
とも1つとR6a又はR7aの少なくとも1つが結合して環
を形成してもよい。また、R1a〜R7aのいずれか又はY
1aもしくはY2aのいずれかの位置で、連結基を介して結
合し、式(IV)の構造を2つ以上有していてもよい。
X-は、非求核性アニオンを表す。
(D)フッ素及び/又はシリコン系界面活性剤を含有す
ることを特徴とする前記(1)〜(6)の何れか1項に
記載の感放射線性組成物。 (8)(C)塩基性化合物が、イミダゾール構造、ジア
ザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウム
カルボキシレート構造、トリアルキルアミン構造及びア
ニリン構造から選ばれる構造を有する化合物を少なくと
も1種含有することを特徴とする前記(7)記載の感放
射線性組成物。 (9)更に(F)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を含有することを特徴とす
る前記(1)〜(8)の何れか1項に記載の感放射線性
組成物。 (10)50nm以下の波長を有する軟X線露光に用い
ることを特徴とする前記(1)〜(9)の何れか1項に
記載の感放射線性組成物。 (11)波長13.5nmのEUV光露光に用いること
を特徴とする前記(1)〜(9)の何れか1項に記載の
感放射線性組成物。
ついて詳細に説明する。 <(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)>本発明で用いられる(A)光酸
発生剤は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生す
る化合物である。本発明で使用される光酸発生剤として
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(400〜200
nmの紫外線、遠紫外線、特に好ましくは、g線、h
線、i線、KrFエキシマレーザー光)、ArFエキシ
マレーザー光、電子線、軟X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およびそれらの混合
物を適宜に選択して使用することができる。
生剤としては、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。さらにV.N.R.Pillai,Sy
nthesis,(1),1(1980)、A.Aba
detal,TetrahedronLett.,(4
7)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号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。
して酸を発生する化合物の中で、特に有効に用いられる
ものについて以下に説明する。
生剤は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する
上記式(IV)に示す化合物である。式(IV)中、R
1a〜R5aは、同じでも異なっていてもよく、水素原子、
ニトロ基、ハロゲン原子又は置換基を有していてもよ
い、アルキル基、アルコキシ基、アルキルオキシカルボ
ニル基、アリール基もしくはアシルアミノ基を表し、R
1a〜R5aのうち少なくとも2つが結合して環構造を形成
してもよい。R6a及びR7aは、同じでも異なっていても
よく、水素原子、シアノ基又は置換基を有していてもよ
い、アルキル基もしくはアリール基を表す。
よく、置換基、エーテル連結基もしくはスルフィド連結
基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有してい
てもよいアルケニル基を表す。但し、Y1a及びY2aは、
両方がアルキル基である場合に、Y1a及びY2aの少なく
とも一方のアルキル基が水酸基、エーテル連結基もしく
はスルフィド連結基を有しているか、或いはY1a及びY
2aの両方のアルキル基が炭素数2以上である。R1a〜R
5aの少なくとも1つとY1a又はY2aの少なくとも一つが
結合して環を形成してもよい。R1a〜R5aの少なくとも
1つとR6a又はR7aの少なくとも1つが結合して環を形
成してもよい。また、R1a〜R7aのいずれか又はY1aも
しくはY2aのいずれかの位置で、連結基を介して結合
し、式(IV)の構造を2つ以上有していてもよい。X
-は、非求核性アニオンを表す。
基におけるアルキル基は、好ましくは炭素数1〜10の
アルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピ
ル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル
基、シクロブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、シ
クロペンチル基、へキシル基、シクロへキシル基、ヘプ
チル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の直鎖状、
分岐状及び環状のアルキル基を挙げることができる。R
1a〜R5aのアルコキシ基及びアルキルオキシカルボニル
基におけるアルコキシ基は、好ましくは炭素数1〜10
のアルコキシ基であり、例えばメトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘ
キシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ヘプチルオ
キシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオ
キシ基等を挙げることができる。R1a〜R7aのアリール
基は、好ましくは炭素数6〜14のアリール基であり、
例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等を挙げる
ことができる。R1a〜R5aのハロゲン原子としては、例
えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子等を
挙げることができる。
炭素数1〜20のアルキル基、例えば、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、i
so−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シク
ロヘキシル基、オクチル基、ドデシル基等の直鎖状、分
岐状もしくは環状のアルキル基が挙げられ、更に好まし
くは炭素数3〜20のアルキル基、例えば、プロピル
基、イソプロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル
基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル
基、オクチル基、ドデシル基等の直鎖状、分岐状もしく
は環状のアルキル基が挙げられ、特に好ましくは炭素数
4〜12のアルキル基、例えば、n−ブチル基、iso
−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘ
キシル基、オクチル基、ドデシル基等の直鎖状、分岐状
もしくは環状のアルキル基が挙げられる。
は炭素数2〜6のアルケニル基であり、例えば、ビニル
基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基等を挙げ
ることができる。
て環構造を形成してもよい。この場合、R1a〜R5aの内
の少なくとも2つが結合して形成する基としては、炭素
数4〜10のアルキレン基が好ましく、例えばブチレン
基、ペンチレン基、ヘキシレン基等を挙げることができ
る。
キシカルボニル基、アリール基、アラルキル基、アルケ
ニル基の各々は、例えば、ニトロ基、ハロゲン原子、カ
ルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキ
シ基(好ましくは炭素数1〜5)、アルキルチオ基(好
ましくは炭素数1〜5)等で置換されていてもよい。更
にアリール基、アラルキル基については、アルキル基
(好ましくは炭素数1〜5)で置換されていてもよい。
また、アルキル基の置換基としては、ハロゲン原子が好
ましい。
場合に、Y1a及びY2aの少なくとも一方のアルキル基が
水酸基、エーテル連結基もしくはスルフィド連結基を有
しているか、或いはY1a及びY2aの両方のアルキル基が
炭素数2以上である。
有さないアルキル基である場合に、Y1a及びY2aの両方
が炭素数3以上であることが好ましく、炭素数4以上で
あることがより好ましい。
と、パターン倒れが発生して好ましくない。
しく、R1a〜R5aの全てが水素原子の場合が特に好まし
い。
ば、スルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、ビス
(アルキルスルホニル)イミドアニオン、トリス(アル
キルスルホニル)メチルアニオン等を挙げることができ
る。非求核性アニオンとは、求核反応を起こす能力が著
しく低いアニオンであり、分子内求核反応による経時分
解を抑制することができるアニオンである。これにより
レジストの経時安定性が向上する。スルホン酸アニオン
としては、例えば、アルキルスルホン酸アニオン、アリ
ールスルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオ
ンなどが挙げられる。カルボン酸アニオンとしては、例
えば、アルキルカルボン酸アニオン、アリールカルボン
酸アニオン、アラルキルカルボン酸アニオンなどが挙げ
られる。
キル基としては、好ましくは炭素数1〜30のアルキル
基、例えば、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、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプ
チル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル
基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペン
タデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタ
デシル基、ノナデシル基、エイコシル基、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、ノルボニル基、ボロニル基等を挙げることがで
きる。アリールスルホン酸アニオンにおけるアリール基
としては、好ましくは炭素数6〜14のアリール基、例
えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等を挙げるこ
とができる。
ールスルホン酸アニオンにおけるアルキル基及びアリー
ル基は、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、アルキル基、アルコキシ基、ア
ルキルチオ基等を挙げることができる。
子、臭素原子、弗素原子、沃素原子等を挙げることがで
きる。アルキル基としては、例えば、好ましくは炭素数
1〜15のアルキル基、例えば、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、ペンチル基、ネオペンチル
基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、
デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、
テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘ
プタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコ
シル基等を挙げることができる。アルコキシ基として
は、例えば、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基、
例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブト
キシ基等を挙げることができる。
くは炭素数1〜15のアルキルチオ基、例えば、メチル
チオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピル
チオ基、n−ブチルチオ基、イソブチルチオ基、sec
−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ネオペンチルチオ
基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ
基、ノニルチオ基、デシルチオ基、ウンデシルチオ基、
ドデシルチオ基、トリデシルチオ基、テトラデシルチオ
基、ペンタデシルチオ基、ヘキサデシルチオ基、ヘプタ
デシルチオ基、オクタデシルチオ基、ノナデシルチオ
基、エイコシルチオ基等を挙げることができる。尚、ア
ルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基は、更にハロ
ゲン原子(好ましくはフッ素原子)で置換されていても
よい。
キル基としては、アルキルスルホン酸アニオンにおける
アルキル基と同様のものを挙げることができる。アリー
ルカルボン酸アニオンにおけるアリール基としては、ア
リールスルホン酸アニオンにおけるアリール基と同様の
ものを挙げることができる。アラルキルカルボン酸アニ
オンにおけるアラルキル基としては、好ましくは炭素数
6〜12のアラルキル基、例えば、ベンジル基、フェネ
チル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチ
ルメチル基等を挙げることができる。
ルカルボン酸アニオン及びアラルキルカルボン酸アニオ
ンにおけるアルキル基、アリール基及びアラルキル基は
置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、
アリールスルホン酸アニオンにおけると同様のハロゲン
原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基等を
挙げることができる。
ン、トリス(アルキルスルホニル)メチルアニオンにお
けるアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好まし
く、例えば、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、ペンチ基、ネオペンチル基等を挙げることができ
る。これらのアルキル基は、置換基を有していてもよ
く、置換基としてはハロゲン原子、アルコキシ基、アル
キルチオ基等を挙げることができる。
ば、弗素化燐、弗素化硼素、弗素化アンチモン等を挙げ
ることができる。
フッ素置換されたスルホン酸が好ましく、更に好ましく
はパーフロロアルカンスルホン酸である。また、X-の
非求核性アニオンとしては、フッ素原子又はフッ素原子
を有する置換基で置換されたベンゼンスルホン酸も好ま
しい。
とも1つとY1a又はY2aの少なくとも一つが結合して環
を形成してもよいし、或いは、R1a〜R5aの少なくとも
1つとR6a又はR7aの少なくとも1つが結合して環を形
成してもよい。この場合に、R1a〜R5aの少なくとも1
つとY1a又はY2aの少なくとも1つが結合して形成する
基及びR1a〜R5aの少なくとも1つとR6a又はR7aの少
なくとも1つが結合して形成する基としては、炭素数2
〜10のアルキレン基が好ましく、例えばエチレン基、
プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン
基等を挙げることができる。式(IV)に示す化合物
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。また、R1a〜R7aのいずれか、もし
くは、Y1a又はY2aのいずれかの位置で、連結基を介し
て結合し、式(IV)の構造を2つ以上有していてもよ
い。
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。
は2種以上を組み合わせて使用することができる。
ロミド等のフェナシルハロゲニド誘導体とスルフィドと
を適当な溶剤中無触媒又は銀触媒の存在下で反応させ、
フェナシルジアルキルスルホニウム塩を得た後、これを
対応するアニオンと塩交換することによって得ることが
できる。
性組成物中の含量は、組成物の固形分を基準として、
0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.5
〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。本
発明においては、一般式(IV)で表わされる光酸発生
化合物以外の酸発生化合物を用いることができ、また、
一般式(IV)で表わされる酸発生化合物と一般式(I
V)以外の酸発生化合物を併用することもできる。
併用しうる光酸発生剤の使用量は、モル比(一般式(I
V)/その他の酸発生剤)で、通常100/0〜20/
80、好ましくは100/0〜40/60、更に好まし
くは100/0〜50/50である。一般式(IV)以
外の酸発生化合物あるいは一般式(IV)と併用可能な
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活性光線
又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及び
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。
塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネ
ート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジス
ルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げること
ができる。
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、たとえば、米国特許第
3,849,137号、独国特許第3914407号、
特開昭63−26653号、特開昭55−164824
号、特開昭62−69263号、特開昭63−1460
38号、特開昭63−163452号、特開昭62−1
53853号、特開昭63−146029号等に記載の
化合物を用いることができる。
州特許第126,712号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。
により分解して酸を発生する化合物の中で、特に好まし
いものの例を以下に挙げる。
対する溶解性が増加する樹脂>本発明の組成物に用いら
れる上記(B)酸の作用により分解しアルカリに対する
溶解性が増加する樹脂(以下、単に「(B)の樹脂」と
もいう)は、上記一般式(I−1)〜(I−4)で表さ
れる基を有する繰り返し単位を含有する。一般式(I−
1)〜(I−4)において、R1〜R5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。R1〜R5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。
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、R1〜R5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(I−1),(I−2)で、R1〜R5
は、環状骨格を構成している炭素原子7個のうちのいず
れに連結していてもよい。
基、アルケニ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。一般式
(I−1)〜(I−4)で表される基を有する繰り返し
単位として好ましいものとして、下記一般式(AI)で
表される繰り返し単位が挙げられる。
(a)のRと同義であり、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直鎖もしくは分岐
のアルキル基を表す。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。Bは、一般式(I−1)
〜(I−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。
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。r1は1〜10の整数
を表す。mは1〜3の整数を表す。以下に、一般式(A
I)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。
上記一般式(pI)〜(pVI)で表される脂環式炭化
水素構造を含む基のうちの少なくとも1種の基で保護さ
れたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位を含有する
ことが、本発明の効果をより顕著になる点で好ましい。
一般式(pI)〜(pVI)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、sec−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。
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、脂環式炭化水素構造を含む基のう
ち、脂環式部分の構造例を示す。
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である。
は、アルキル基、置換アルキル基、シクロアルキル基、
アルケニル基、アシル基、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、イソプロピル基である。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(アルコキシカル
ボニル基のアルコキシ基も含む)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。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
ヘキシル基等が挙げられる。アルケニル基としては、炭
素数2〜6個のアルケニル基が挙げられ、具体的にはビ
ニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテ
ニル基、ヘキセニル基等が挙げられる。アシル基として
は、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボ
ニル基等が挙げられる。ハロゲン原子としては、塩素原
子、臭素原子、沃素原子、フッ素原子等が挙げられる。
造のなかでも、好ましくは一般式(pI)であり、より
好ましくは上記一般式(II)で示される基である。一
般式(II)中のR28のアルキル基、R29〜R31におけ
るハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アル
ケニル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ア
シル基は、前記脂環式炭化水素基の置換基で挙げた例が
挙げられる。
I)で示される構造で保護されるアルカリ可溶性基とし
ては、この技術分野において公知の種々の基が挙げられ
る。具体的には、カルボン酸基、スルホン酸基、フェノ
ール基、チオール基等が挙げられ、好ましくはカルボン
酸基、スルホン酸基である。上記樹脂における一般式
(pI)〜(pVI)で示される構造で保護されたアル
カリ可溶性基としては、好ましくは下記一般式(pVI
I)〜(pXI)で表される基が挙げられる。
れ前記定義に同じである。上記樹脂を構成する、一般式
(pI)〜(pVI)で示される構造で保護されたアル
カリ可溶性基を有する繰り返し単位としては、下記一般
式(pA)で示される繰り返し単位が好ましい。
ゲン原子又は炭素数1〜4の置換もしくは非置換の直鎖
もしくは分岐のアルキル基を表す。複数のRは、各々同
じでも異なっていてもよい。このRのハロゲン原子、ア
ルキル基は、後述の一般式(a)のRと同様の例を挙げ
ることができる。A’は、前記と同義である。Raは、
上記式(pI)〜(pVI)のいずれかの基を表す。以
下、一般式(pA)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。
んでもよい。本発明における(B)樹脂は、他の共重合
成分として、前記一般式(a)で示される繰り返し単位
を含むことが好ましい。これにより、現像性や基板との
密着性が向上する。一般式(a)におけるRの置換基を
有していてもよいアルキルとしては、前記一般式(I−
1)〜(I−4)におけるR1と同じ例を挙げることが
できる。R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。一般
式(a)のR32〜R34のうち少なくとも1つは、水酸基
であり、好ましくはジヒドロキシ体、モノヒドロキシ体
であり、より好ましくはモノヒドロキシ体である。更
に、本発明における(B)樹脂は、他の共重合成分とし
て、下記一般式(III−a)〜(III−d)で示さ
れる繰り返し単位を含むことが好ましい。これにより、
コンタクトホールパターンの解像力が向上する。
R5〜R12は各々独立に水素原子又は置換基を有してい
てもよいアルキル基を表す。Rは、水素原子あるいは、
置換基を有していてもよい、アルキル基、環状アルキル
基、アリール基又はアラルキル基を表す。mは、1〜1
0の整数を表す。Xは、単結合又は、置換基を有してい
てもよい、アルキレン基、環状アルキレン基、アリーレ
ン基あるいは、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、ウレア基からなる群から選択される単独、あ
るいはこれらの基の少なくとも2つ以上が組み合わさ
れ、酸の作用により分解しない2価の基を表す。Zは、
単結合、エーテル基、エステル基、アミド基、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。R13
は、単結合、アルキレン基、アリーレン基、又はこれら
を組み合わせた2価の基を表す。R15は、アルキレン
基、アリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の基
を表す。R14は置換基を有していてもよい、アルキル
基、環状アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表
す。R 16は、水素原子あるいは、置換基を有していても
よい、アルキル基、環状アルキル基、アルケニル基、ア
リール基又はアラルキル基を表す。Aは、下記に示す官
能基のいずれかを表す。
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。R、R14、R
16の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。
素数6〜20個のものが挙げられ、置換基を有していて
もよい。具体的にはフェニル基、トリル基、ナフチル基
等が挙げられる。R、R14、R16の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。R16のアルケニル基としては、炭素数2
〜6個のアルケニル基が挙げられ、具体的にはビニル
基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル
基、ヘキセニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセ
ニル基、3−オキソシクロヘキセニル基、3−オキソシ
クロペンテニル基、3−オキソインデニル基等が挙げら
れる。これらのうち環状のアルケニル基は、酸素原子を
含んでいてもよい。
よい、アルキレン基、環状アルキレン基、アリーレン基
あるいは、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、ウレア基からなる群から選択される単独、ある
いはこれらの基の少なくとも2つ以上が組み合わされ、
酸の作用により分解しない2価の基が挙げられる。Z
は、単結合、エーテル基、エステル基、アミド基、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。
R13は、単結合、アルキレン基、アリーレン基、又はこ
れらを組み合わせた2価の基を表す。R15は、アルキレ
ン基、アリーレン基、又はこれらを組み合わせた2価の
基を表す。X、R13、R15においてアリーレン基として
は、炭素数6〜10個のものが挙げられ、置換基を有し
ていてもよい。具体的にはフェニレン基、トリレン基、
ナフチレン基等が挙げられる。Xの環状アルキレン基と
しては、前述の環状アルキル基が2価になったものが挙
げられる。X、Z、R13、R15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(Ra)(Rb)〕r1− 式中、Ra、Rb、r1は各々前記一般式(AI)の説
明におけるものと同義である。連結基Xの具体例を以下
に示すが本発明の内容がこれらに限定されるものではな
い。
ニル基、アリール基、アラルキル基、アルキレン基、環
状アルキレン基、アリーレン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、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。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。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。
の構造の具体例として、Xを除く末端の構造の具体例を
以下に示すが、本発明の内容がこれらに限定されるもの
ではない。
り返し単位に相当するモノマーの具体例を示すが、本発
明の内容がこれらに限定されるものではない。
り返し単位に相当するモノマーの具体例を示すが、本発
明の内容がこれらに限定されるものではない。
12としては、水素原子、メチル基が好ましい。Rとして
は、水素原子、炭素数1〜4個のアルキル基が好まし
い。mは、1〜6が好ましい。一般式(III−c)に
おいて、R13としては、単結合、メチレン基、エチレン
基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基が好ま
しく、R14としては、メチル基、エチル基等の炭素数1
〜10個のアルキル基、シクロプロピル基、シクロヘキ
シル基、樟脳残基等の環状アルキル基、ナフチル基、ナ
フチルメチル基が好ましい。Zは、単結合、エーテル結
合、エステル結合、炭素数1〜6個のアルキレン基、あ
るいはそれらの組み合わせが好ましく、より好ましくは
単結合、エステル結合である。
ては、炭素数1〜4個のアルキレン基が好ましい。R16
としては、置換基を有していてもよい、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ネオペ
ンチル基、オクチル基等の炭素数1〜8個のアルキル
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、イソボロニル基、メンチル基、モルホ
リノ基、4−オキソシクロヘキシル基、置換基を有して
いてもよい、フェニル基、トルイル基、メシチル基、ナ
フチル基、樟脳残基が好ましい。これらの更なる置換基
としては、フッ素原子等のハロゲン原子、炭素数1〜4
個のアルコキシ基等が好ましい。本発明においては一般
式(III−a)〜一般式(III−d)の中でも、一
般式(III−b)、一般式(III−d)で示される
繰り返し単位が好ましい。本発明において、(B)の樹
脂は、上記一般式(I−1)〜(I−4)の少なくとも
いずれかで表される基を有する繰り返し単位の他に、一
般式(XA)で表される基を有する繰り返し単位を必須
成分として含有する。
ルキル基としては、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、s
ec−ブチル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4個のア
ルキル基が挙げられる。R3b、R4bは、同一でも異な
っていてもよく、水素原子、又は置換基を有してもよ
い、直鎖、分岐、環状アルキル基を表す。直鎖アルキル
基としては、好ましくは炭素数1〜30、さらに好まし
くは1〜20であり、例えば、メチル基、エチル基、n
−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘ
キシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニ
ル基、n−デカニル基等が挙げられる。分岐アルキル基
としては、好ましくは炭素数1〜30、さらに好ましく
は1〜20であり、例えば、i−プロピル基、i−ブチ
ル基、t−ブチル基、i−ペンチル基、t−ペンチル
基、i−ヘキシル基、t−ヘキシル基、i−ヘプチル
基、t−ヘプチル基、i−オクチル基、t−オクチル
基、i−ノニル基、t−デカノイル基等が挙げられる。
環状アルキル基としては、好ましくは炭素数3〜30、
さらに好ましくは3〜20であり、例えば、シクロプロ
ピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘ
キシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シク
ロノニル基、シクロデカノイル基等が挙げられる。
岐、環状アルキル基、置換基を有してもよいアリール
基、又は置換基を有してもよいアラルキル基を表す。R
5bの直鎖又は分岐状アルキル基としては、好ましくは
炭素数1〜30、さらに好ましくは炭素数1〜20であ
り、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i
−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチ
ル基、n−ペンチル基、i−ペンチル基、t−ペンチル
基、n−ヘキシル基、i−ヘキシル基、t−ヘキシル
基、n−ヘプチル基、i−ヘプチル基、t−ヘプチル
基、n−オクチル基、i−オクチル基、t−オクチル
基、n−ノニル基、i−ノニル基、t−ノニル基、n−
デカニル基、i−デカニル基、t−デカニル基、n−ウ
ンデシル基、i−ウンデシル基、n−ドデシル基、i−
ドデシル基、n−トリデシル基、i−トリデシル基、n
−テトラデシル基、i−テトラデシル基、n−ペンタデ
シル基、i−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、i
−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、i−ヘプタデ
シル基、n−オクタデシル基、i−オクタデシル基、n
−ノナデシル基、i−ノナデシル基等を挙げることがで
きる。
くは炭素数1〜30、さらに好ましくは炭素数1〜20
であり、20までの炭素数で環を形成する場合でも置換
基を有した環状アルキルでもよく、例えば、シクロプロ
ピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘ
キシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シク
ロノニル基、シクロデカニル基、シクロウンデシル基、
シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロトリデ
シル基、シクロテトラデシル基、シクロペンタデシル
基、シクロヘキサデシル基、シクロヘプタデシル基、シ
クロオクタデシル基、シクロノナデシル基、4−シクロ
ヘキシルシクロヘキシル基、4−n−ヘキシルシクロヘ
キシル基、ペンタニルシクロヘキシル基、ヘキシルオキ
シシクロヘキシル基、ペンタニルオキシシクロヘキシル
基等を挙げることができる。ここに挙げた以外の置換環
状アルキル基も上記範囲内であれば使用できることがで
きる。
炭素数6〜30、さらに好ましくは炭素数6〜20であ
り、例えば、フェニル基、4−メチルフェニル基、3−
メチルフェニル基、2−メチルフェニル基、4−エチル
フェニル基、3−エチルフェニル基、2−エチルフェニ
ル基、4−n−プロピルフェニル基、3−n−プロピル
フェニル基、2−n−プロピルフェニル基、4−i−プ
ロピルフェニル基、3−i−プロピルフェニル基、2−
i−プロピルフェニル基、4−シクロプロピルフェニル
基、3−シクロプロピルフェニル基、2−シクロプロピ
ルフェニル基、4−n−ブチルフェニル基、3−n−ブ
チルフェニル基、2−n−ブチルフェニル基、4−i−
ブチルフェニル基、3−i−ブチルフェニル基、2−i
−ブチルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、3−
t−ブチルフェニル基、2−t−ブチルフェニル基、4
−シクロブチルフェニル基、3−シクロブチルフェニル
基、2−シクロブチルフェニル基、4−シクロペンチル
フェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基、4−シク
ロヘプテニルフェニル基、4−シクロオクタニルフェニ
ル基、2−シクロペンチルフェニル基、2−シクロヘキ
シルフェニル基、2−シクロヘプテニルフェニル基、2
−シクロオクタニルフェニル基、3−シクロペンチルフ
ェニル基、3−シクロヘキシルフェニル基、3−シクロ
ヘプテニルフェニル基、3−シクロオクタニルフェニル
基、4−シクロペンチルオキシフェニル基、4−シクロ
ヘキシルオキシフェニル基、4−シクロヘプテニルオキ
シフェニル基、4−シクロオクタニルオキシフェニル
基、2−シクロペンチルオキシフェニル基、2−シクロ
ヘキシルオキシフェニル基、2−シクロヘプテニルオキ
シフェニル基、2−シクロオクタニルオキシフェニル
基、3−シクロペンチルオキシフェニル基、3−シクロ
ヘキシルオキシフェニル基、3−シクロヘプテニルオキ
シフェニル基、3−シクロオクタニルオキシフェニル
基、4−n−ペンチルフェニル基、4−n−ヘキシルフ
ェニル基、4−n−ヘプテニルフェニル基、4−n−オ
クタニルフェニル基、2−n−ペンチルフェニル基、2
−n−ヘキシルフェニル基、2−n−ヘプテニルフェニ
ル基、2−n−オクタニルフェニル基、3−n−ペンチ
ルフェニル基、3−n−ヘキシルフェニル基、3−n−
ヘプテニルフェニル基、3−n−オクタニルフェニル
基、2,6−ジ−イソプロピルフェニル基、2,3−ジ
−イソプロピルフェニル基、2,4−ジ−イソプロピル
フェニル基、3,4−ジ−イソプロピルフェニル基、
3,6−ジ−t−ブチルフェニル基、2,3−ジ−t−
ブチルフェニル基、2,4−ジ−t−ブチルフェニル
基、3,4−ジ−t−ブチルフェニル基、2,6−ジ−
n−ブチルフェニル基、2,3−ジ−n−ブチルフェニ
ル基、2,4−ジ−n−ブチルフェニル基、3,4−ジ
−n−ブチルフェニル基、2,6−ジ−i−ブチルフェ
ニル基、2,3−ジ−i−ブチルフェニル基、2,4−
ジ−i−ブチルフェニル基、3,4−ジ−i−ブチルフ
ェニル基、2,6−ジ−t−アミルフェニル基、2,3
−ジ−t−アミルフェニル基、2,4−ジ−t−アミル
フェニル基、3,4−ジ−t−アミルフェニル基、2,
6−ジ−i−アミルフェニル基、2,3−ジ−i−アミ
ルフェニル基、2,4−ジ−i−アミルフェニル基、
3,4−ジ−i−アミルフェニル基、2,6−ジ−n−
ペンチルフェニル基、2,3−ジ−n−ペンチルフェニ
ル基、2,4−ジ−n−ペンチルフェニル基、3,4−
ジ−n−ペンチルフェニル基、4−アダマンチルフェニ
ル基、2−アダマンチルフェニル基、4−イソボロニル
フェニル基、3−イソボロニルフェニル基、2−イソボ
ロニルフェニル基、4−シクロペンチルオキシフェニル
基、4−シクロヘキシルオキシフェニル基、4−シクロ
ヘプテニルオキシフェニル基、4−シクロオクタニルオ
キシフェニル基、2−シクロペンチルオキシフェニル
基、2−シクロヘキシルオキシフェニル基、2−シクロ
ヘプテニルオキシフェニル基、2−シクロオクタニルオ
キシフェニル基、3−シクロペンチルオキシフェニル
基、3−シクロヘキシルオキシフェニル基、3−シクロ
ヘプテニルオキシフェニル基、3−シクロオクタニルオ
キシフェニル基、4−n−ペンチルオキシフェニル基、
4−n−ヘキシルオキシフェニル基、4−n−ヘプテニ
ルオキシフェニル基、4−n−オクタニルオキシフェニ
ル基、2−n−ペンチルオキシフェニル基、2−n−ヘ
キシルオキシフェニル基、2−n−ヘプテニルオキシフ
ェニル基、2−n−オクタニルオキシフェニル基、3−
n−ペンチルオキシフェニル基、3−n−ヘキシルオキ
シフェニル基、3−n−ヘプテニルオキシフェニル基、
3−n−オクタニルオキシフェニル基、2,6−ジ−イ
ソプロピルオキシフェニル基、2,3−ジ−イソプロピ
ルオキシフェニル基、2,4−ジ−イソプロピルオキシ
フェニル基、3,4−ジ−イソプロピルオキシフェニル
基、2,6−ジ−t−ブチルオキシフェニル基、2,3
−ジ−t−ブチルオキシフェニル基、2,4−ジ−t−
ブチルオキシフェニル基、3,4−ジ−t−ブチルオキ
シフェニル基、2,6−ジ−n−ブチルオキシフェニル
基、2,3−ジ−n−ブチルオキシフェニル基、2,4
−ジ−n−ブチルオキシフェニル基、3,4−ジ−n−
ブチルオキシフェニル基、2,6−ジ−i−ブチルオキ
シフェニル基、2,3−ジ−i−ブチルオキシフェニル
基、2,4−ジ−i−ブチルオキシフェニル基、3,4
−ジ−i−ブチルオキシフェニル基、2,6−ジ−t−
アミルオキシフェニル基、2,3−ジ−t−アミルオキ
シフェニル基、2,4−ジ−t−アミルオキシフェニル
基、3,4−ジ−t−アミルオキシフェニル基、2,6
−ジ−i−アミルオキシフェニル基、2,3−ジ−i−
アミルオキシフェニル基、2,4−ジ−i−アミルオキ
シフェニル基、3,4−ジ−i−アミルオキシフェニル
基、2,6−ジ−n−ペンチルオキシフェニル基、2,
3−ジ−n−ペンチルオキシフェニル基、2,4−ジ−
n−ペンチルオキシフェニル基、3,4−ジ−n−ペン
チルオキシフェニル基、4−アダマンチルオキシフェニ
ル基、3−アダマンチルオキシフェニル基、2−アダマ
ンチルオキシフェニル基、4−イソボロニルオキシフェ
ニル基、3−イソボロニルオキシフェニル基、2−イソ
ボロニルオキシフェニル基、等が挙げられこれらは上記
範囲内であればさらに置換してもよく上記例以外の置換
基に限定しない。
は炭素数7〜30、さらに好ましくは炭素数7〜20で
あり、例えば、フェニルエチル基、4−メチルフェニル
エチル基、3−メチルフェニルエチル基、2−メチルフ
ェニルエチル基、4−エチルフェニルエチル基、3−エ
チルフェニルエチル基、2−エチルフェニルエチル基、
4−n−プロピルフェニルエチル基、3−n−プロピル
フェニルエチル基、2−n−プロピルフェニルエチル
基、4−i−プロピルフェニルエチル基、3−i−プロ
ピルフェニルエチル基、2−i−プロピルフェニルエチ
ル基、4−シクロプロピルフェニルエチル基、3−シク
ロプロピルフェニルエチル基、2−シクロプロピルフェ
ニルエチル基、4−n−ブチルフェニルエチル基、3−
n−ブチルフェニルエチル基、2−n−ブチルフェニル
エチル基、4−i−ブチルフェニルエチル基、3−i−
ブチルフェニルエチル基、2−i−ブチルフェニルエチ
ル基、4−t−ブチルフェニルエチル基、3−t−ブチ
ルフェニルエチル基、2−t−ブチルフェニルエチル
基、4−シクロブチルフェニルエチル基、3−シクロブ
チルフェニルエチル基、2−シクロブチルフェニルエチ
ル基、4−シクロペンチルフェニルエチル基、4−シク
ロヘキシルフェニルエチル基、4−シクロヘプテニルフ
ェニルエチル基、4−シクロオクタニルフェニルエチル
基、2−シクロペンチルフェニルエチル基、2−シクロ
ヘキシルフェニルエチル基、2−シクロヘプテニルフェ
ニルエチル基、2−シクロオクタニルフェニルエチル
基、3−シクロペンチルフェニルエチル基、3−シクロ
ヘキシルフェニルエチル基、3−シクロヘプテニルフェ
ニルエチル基、3−シクロオクタニルフェニルエチル
基、4−シクロペンチルオキシフェニルエチル基、4−
シクロヘキシルオキシフェニルエチル基、4−シクロヘ
プテニルオキシフェニルエチル基、4−シクロオクタニ
ルオキシフェニルエチル基、2−シクロペンチルオキシ
フェニルエチル基、2−シクロヘキシルオキシフェニル
エチル基、2−シクロヘプテニルオキシフェニルエチル
基、2−シクロオクタニルオキシフェニルエチル基、3
−シクロペンチルオキシフェニルエチル基、3−シクロ
ヘキシルオキシフェニルエチル基、3−シクロヘプテニ
ルオキシフェニルエチル基、3−シクロオクタニルオキ
シフェニルエチル基、4−n−ペンチルフェニルエチル
基、4−n−ヘキシルフェニルエチル基、4−n−ヘプ
テニルフェニルエチル基、4−n−オクタニルフェニル
エチル基、2−n−ペンチルフェニルエチル基、2−n
−ヘキシルフェニルエチル基、2−n−ヘプテニルフェ
ニルエチル基、2−n−オクタニルフェニルエチル基、
3−n−ペンチルフェニルエチル基、3−n−ヘキシル
フェニルエチル基、3−n−ヘプテニルフェニルエチル
基、3−n−オクタニルフェニルエチル基、2,6−ジ
−イソプロピルフェニルエチル基、2,3−ジ−イソプ
ロピルフェニルエチル基、2,4−ジ−イソプロピルフ
ェニルエチル基、3,4−ジ−イソプロピルフェニルエ
チル基、2,6−ジ−t−ブチルフェニルエチル基、
2,3−ジ−t−ブチルフェニルエチル基、2,4−ジ
−t−ブチルフェニルエチル基、3,4−ジ−t−ブチ
ルフェニルエチル基、2,6−ジ−n−ブチルフェニル
エチル基、2,3−ジ−n−ブチルフェニルエチル基、
2,4−ジ−n−ブチルフェニルエチル基、3,4−ジ
−n−ブチルフェニルエチル基、2,6−ジ−i−ブチ
ルフェニルエチル基、2,3−ジ−i−ブチルフェニル
エチル基、2,4−ジ−i−ブチルフェニルエチル基、
3,4−ジ−i−ブチルフェニルエチル基、2,6−ジ
−t−アミルフェニルエチル基、2,3−ジ−t−アミ
ルフェニルエチル基、2,4−ジ−t−アミルフェニル
エチル基、3,4−ジ−t−アミルフェニルエチル基、
2,6−ジ−i−アミルフェニルエチル基、2,3−ジ
−i−アミルフェニルエチル基、2,4−ジ−i−アミ
ルフェニルエチル基、3,4−ジ−i−アミルフェニル
エチル基、2,6−ジ−n−ペンチルフェニルエチル
基、2,3−ジ−n−ペンチルフェニルエチル基、2,
4−ジ−n−ペンチルフェニルエチル基、3,4−ジ−
n−ペンチルフェニルエチル基、4−アダマンチルフェ
ニルエチル基、3−アダマンチルフェニルエチル基、2
−アダマンチルフェニルエチル基、4−イソボロニルフ
ェニルエチル基、3−イソボロニルフェニルエチル基、
2−イソボロニルフェニルエチル基、4−シクロペンチ
ルオキシフェニルエチル基、4−シクロヘキシルオキシ
フェニルエチル基、4−シクロヘプテニルオキシフェニ
ルエチル基、4−シクロオクタニルオキシフェニルエチ
ル基、2−シクロペンチルオキシフェニルエチル基、2
−シクロヘキシルオキシフェニルエチル基、2−シクロ
ヘプテニルオキシフェニルエチル基、2−シクロオクタ
ニルオキシフェニルエチル基、3−シクロペンチルオキ
シフェニルエチル基、3−シクロヘキシルオキシフェニ
ルエチル基、3−シクロヘプテニルオキシフェニルエチ
ル基、3−シクロオクタニルオキシフェニルエチル基、
4−n−ペンチルオキシフェニルエチル基、4−n−へ
キシルオキシフェニルエチル基、4−n−ヘプテニルオ
キシフェニルエチル基、4−n−オクタニルオキシフェ
ニルエチル基、2−n−ペンチルオキシフェニルエチル
基、2−n−ヘキシルオキシフェニルエチル基、2−n
−ヘプテニルオキシフェニルエチル基、2−n−オクタ
ニルオキシフェニルエチル基、3−n−ペンチルオキシ
フェニルエチル基、3−n−ヘキシルオキシフェニルエ
チル基、3−n−ヘプテニルオキシフェニルエチル基、
3−n−オクタニルオキシフェニルエチル基、2,6−
ジーイソプロピルオキシフェニルエチル基、2,3−ジ
−イソプロピルオキシフェニルエチル基、2,4−ジ−
イソプロピルオキシフェニルエチル基、3,4一ジーイ
ソプロピルオキシフェニルエチル基、2,6−ジ−t−
ブチルオキシフェニルエチル基、2,3−ジ−t−ブチ
ルオキシフェニルエチル基、2,4−ジ−t−ブチルオ
キシフェニルエチル基、3,4−ジ−t−ブチルオキシ
フェニルエチル基、2,6−ジ−n−ブチルオキシフェ
ニルエチル基、2,3−ジ−n−ブチルオキシフェニル
エチル基、2,4−ジ−n−ブチルオキシフェニルエチ
ル基、3,4−ジ−n−ブチルオキシフェニルエチル
基、2,6−ジ−i−ブチルオキシフェニルエチル基、
2,3−ジ−i−ブチルオキシフェニルエチル基、2,
4−ジ−i−ブチルオキシフェニルエチル基、3,4−
ジ−i−ブチルオキシフェニルエチル基、2,6−ジ−
t−アミルオキシフェニルエチル基、2,3−ジ−t−
アミルオキシフェニルエチル基、2,4−ジ−t−アミ
ルオキシフェニルエチル基、3,4−ジ−t−アミルオ
キシフェニルエチル基、2,6−ジ−i−アミルオキシ
フェニルエチル基、2,3−ジ−i−アミルオキシフェ
ニルエチル基、2,4−ジ−i−アミルオキシフェニル
エチル基、3,4−ジ−i−アミルオキシフェニルエチ
ル基、2,6−ジ−n−ペンチルオキシフェニルエチル
基、2,3−ジ−n−ペンチルオキシフェニルエチル
基、2,4−ジ−n−ペンチルオキシフェニルエチル
基、3,4−ジ−n−ペンチルオキシフェニルエチル
基、4−アダマンチルオキシフェニルエチル基、3−ア
ダマンチルオキシフェニルエチル基、2−アダマンチル
オキシフェニルエチル基、4−イソボロニルオキシフェ
ニルエチル基、3−イソボロニルオキシフェニルエチル
基、2−イソボロニルオキシフェニルエチル基、あるい
は、上記アルキルがメチル基、プロピル基、ブチル基等
に置き換えたもの等が挙げられる。
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。
は、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のア
リール基又は炭素数7〜20のアラルキル基である。こ
れらの置換基はさらに置換基を有してもよい。
下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
基を有し、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対
する溶解性が増大する樹脂(以下、一般式(XA)で示
される基を有する樹脂ともいう)は、モノマ−を重合し
て得られる、分子量分布を有する化合物に、一般式(X
A)で示される酸分解性基を導入した構造を有し、酸の
作用によりアルカリ可溶性となる化合物のことである。
一般式(XA)で示される基を有する樹脂としては、樹
脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、
一般式(XA)で示される基を有する樹脂である。この
内、一般式(XA)で示される基を側鎖に有する樹脂が
より好ましい。次に、一般式(XA)で示される基が側
鎖として結合する場合の母体樹脂としては、側鎖に−O
Hもしくは−COOH、好ましくは−R0−COOHも
しくは−Ar−OH基を有するアルカリ可溶性樹脂であ
る。例えば、後述する酸分解性基を含有していないアル
カリ可溶性樹脂を挙げることができる。ここで、−R0
−は置換基を有してもよい2価以上の脂肪族もしくは芳
香族炭化水素を表し、−Ar−は単環もしくは多環の置
換基を有してもよい2価以上の芳香族基を表す。
は、フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂で
ある。本発明に用いられるフェノール性水酸基を有する
アルカリ可溶性樹脂は、o−、m−又はp−ヒドロキシ
スチレン(これらを総称してヒドロキシスチレンと言
う)、あるいはo−、m−又はp−ヒドロキシ−α−メ
チルスチレン(これらを総称してヒドロキシ−α−メチ
ルスチレンと言う)に相当する繰り返し単位を少なくと
も30モル%、好ましくは50モル%以上含有する共重
合体又はそのホモポリマー、あるいは該単位のベンゼン
核が部分的に水素添加された樹脂であることが好まし
く、p−ヒドロキシスチレンホモポリマーがより好まし
い。上記共重合体を共重合により調製するためのヒドロ
キシスチレン及びヒドロキシ−α−メチルスチレン以外
のモノマーとしては、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、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレ
イン酸、スチレン、α−メチルスチレン、アセトキシス
チレン、アルコキシスチレン類が好ましく、スチレン、
アセトキシスチレン、t−ブトキシスチレンがより好ま
しい。
般式(XA)で示される基を有する繰り返し単位(構造
単位)の含有量としては、全繰り返し単位に対して5〜
50モル%であり、好ましくは10〜45モル%、更に
好ましくは15〜40モル%である。
基を有する樹脂中には、上記一般式(XA)で示される
基以外に、他の酸分解性基を含んでいてもよい。
る樹脂は、対応するビニルエーテルを合成し、テトラヒ
ドロフラン等の適当な溶媒に溶解したフェノール性水酸
基含有アルカリ可溶性樹脂と既知の方法により反応させ
ることで得ることができる。反応は、通常酸性の触媒、
好ましくは、酸性イオン交換樹脂や、塩酸、p−トルエ
ンスルホン酸あるいは、ピリジニウムトシレートのよう
な塩の存在下実施される。対応する上記ビニルエーテル
は、クロロエチルビニルエーテルのような活性な原料か
ら、求核置換反応等の方法により合成することができ、
また水銀やパラジウム触媒を用いて合成することができ
る。また、別の方法として、対応するアルコールとビニ
ルエーテルを用いてアセタール交換する方法によっても
合成することができる。この場合、導入したい置換基を
アルコールに持たせ、ビニルエーテルはt−ブチルビニ
ルエーテルのような比較的不安定なビニルエーテルを混
在させ、p−トルエンスルホン酸やピリジニウムトシレ
ートのような酸存在下実施される。
る樹脂の質量平均分子量Mwは、ゲルパーミエーション
クロマトグラフィー(GPC)法により、ポリスチレン
標準で、好ましくは1,000〜1,000,000、
より好ましくは1,500〜500,000、更に好ま
しくは2,000〜200,000、特に好ましくは
2,500〜100,000の範囲であり、質量平均分
子量Mwは大きい程、耐熱性等が向上する一方で、現像
性等が低下し、これらのバランスにより好ましい範囲に
調整される。分子量分布(Mw/Mn)の範囲は、1.
01〜4.0であり、好ましくは1.05〜3.00と
である。このような分子量分布のポリマーを得るにはア
ニオン重合、ラジカル重合等の手法を用いることが好ま
しい。
含有する繰り返し単位の具体的構造を以下に例示する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
し単位は、一般式(IA)、一般式(IIA)及び一般式(I
IIA)で示される繰り返し単位を含有することができる。
一般式(IA)〜(IIIA)において、R21bは、水素原
子又はメチル基を表す。R22bにおける酸の作用によ
り分解しない基(酸安定基ともいう)としては、水素原
子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、ア
ルケニル基、アリール基、アルキルオキシ基(但し、−
O−第3級アルキルは除く)、アシル基、シクロアルキ
ルオキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、
アルキルカルボニルオキシ基、アルキルアミドメチルオ
キシ基、アルキルアミド基、アリールアミドメチル基、
アリールアミド基等が挙げられる。酸安定基としては、
好ましくはアシル基、アルキルカルボニルオキシ基、ア
ルキルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アリールオ
キシ基、アルキルアミドオキシ基、アルキルアミド基で
あり、より好ましくはアシル基、アルキルカルボニルオ
キシ基、アルキルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、
アリールオキシ基である。
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3〜10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6〜14個のものが好ましい。アルコキ
シ基としては、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−ブトキシ基等
の炭素数1〜4個のアルコキシ基が好ましい。
は、フッ素、塩素、臭素、沃素が好ましく、アルキル基
としては、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、s
ec−ブチル、t−ブチル、ヘキシル、オクチル等のよ
うな炭素数1〜8個のものが好ましく、アリール基とし
ては、フェニル、キシリル、トルイル、クメニル、ナフ
チル、アントラセニル等のような炭素数6〜14のもの
が好ましい。アルコキシ基としては、メトキシ、エトキ
シ、ヒドロキシエトキシ、プロポキシ、ヒドロキシプロ
ポキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキ
シ、t−ブトキシ等のような炭素数1〜4個のものが好
ましく、アシル基としては、ホルミル、アセチル、プロ
パノイル、ブタノイル、ベンゾイル等の炭素数1〜7の
ものが好ましく、アシロキシ基としては、アセトキシ、
プロプノイルオキシ、ブタノイルオキシ、ベンゾイルオ
キシ等の炭素数2〜7個のものが好ましい。
一般式(XA)のことであり、一般式(XA)は前述の通
りである。
単位の具体的構造を以下に例示するが、本発明はこれら
に限定されるものではない。
に含有させることにより、該樹脂が酸の作用により分解
し、アルカリ現像液中での溶解度を制御することができ
る。また、この構造単位を導入することによって矩形性
の優れたプロファイルを達成できる。さらには、一般式
(IA)で表される構造単位の量を調整するのに有効であ
る。
位の重合性モノマーの具体例としては、以下のものが挙
げられるが、これらに限定されるものではない。
に含有させることにより、現像残渣、現像欠陥(defect)
を低減させることができる。
単位の重合性モノマーの具体例としては、以下のものが
挙げられるが、これらに限定されるものではない。
で示される繰り返し単位を含有する場合の各繰り返し単
位の組成モル比としては、下記式(i)、(ii)及び(iii)を
全て満足することが好ましい。 (i) 0.07<(IA)/[(IA)+(IIA)+(IIIA)]<0.30 (ii) 0.01<(IIA)/[(IA)+(IIA)+(IIIA)]<0.1
7 (iii) 0.05<(IIIA)/[(IA)+(IIA)+(IIIA)]<0.4
0
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要件である
解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な単量体
繰り返し単位との共重合体として使用することができ
る。
ような単量体に相当する繰り返し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、前記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、の微調整が可能となる。
このような共重合単量体としては、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。
類、例えばアルキル(アルキル基の炭素原子数は1〜1
0のものが好ましい)アクリレート(例えば、アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、ア
クリル酸アミル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル
酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−
t−オクチル、クロルエチルアクリレート、2−ヒドロ
キシエチルアクリレート2,2−ジメチルヒドロキシプ
ロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレ
ート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペン
タエリスリトールモノアクリレート、ベンジルアクリレ
ート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリルアク
リレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等);
(アルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好まし
い。)メタクリレート(例えばメチルメタクリレート、
エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソ
プロピルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキ
シルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、
ベンジルメタクリレート、クロルベンジルメタクリレー
ト、オクチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、
5−ヒドロキシペンチルメタクリレート、2,2−ジメ
チル−3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、トリメ
チロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリ
トールモノメタクリレート、フルフリルメタクリレー
ト、テトラヒドロフルフリルメタクリレート等);
ド、N−アルキルアクリルアミド、(アルキル基として
は炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘプチル
基、オクチル基、シクロヘキシル基、ヒドロキシエチル
基等がある。)、N,N−ジアルキルアクリルアミド
(アルキル基としては炭素原子数1〜10のもの、例え
ばメチル基、エチル基、ブチル基、イソブチル基、エチ
ルヘキシル基、シクロヘキシル基等がある。)、N−ヒ
ドロキシエチル−N−メチルアクリルアミド、N−2−
アセトアミドエチル−N−アセチルアクリルアミド等;
ミド、N−アルキルメタクリルアミド(アルキル基とし
ては炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチ
ル基、t−ブチル基、エチルヘキシル基、ヒドロキシエ
チル基、シクロヘキシル基等がある。)、N,N−ジア
ルキルメタクリルアミド(アルキル基としてはエチル
基、プロピル基、ブチル基等)、N−ヒドロキシエチル
−N−メチルメタクリルアミド等;アリル化合物、例え
ばアリルエステル類(例えば酢酸アリル、カプロン酸ア
リル、カプリル酸アリル、ラウリン酸アリル、パルミチ
ン酸アリル、ステアリン酸アリル、安息香酸アリル、ア
セト酢酸アリル、乳酸アリル等)、アリルオキシエタノ
ール等;
エーテル(例えばヘキシルビニルエーテル、オクチルビ
ニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシル
ビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エト
キシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテ
ル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニルエー
テル、2−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエ
チルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエー
テル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチル
アミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニ
ルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフ
ルフリルビニルエーテル等);
ト、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテー
ト、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニ
ルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジク
ロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブ
トキシアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラ
クテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシ
クロヘキシルカルボキシレート等;
酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル
等);フマール酸のジアルキルエステル類(例えばジブ
チルフマレート等)又はモノアルキルエステル類;その
他アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン
酸、無水マレイン酸、マレイミド、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル、マレイロニトリル等を挙げること
ができる。その他にも、上記種々の繰り返し単位と共重
合可能である付加重合性の不飽和化合物であればよい。
(B)の樹脂において、各繰り返し単位構造の含有モル
比は、酸価、レジストのドライエッチング耐性、標準現
像液適性、基板密着性、レジストプロファイルの粗密依
存性、さらにはレジストに一般的に要請される解像力、
耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。
−4)で表される基を有する繰り返し単位の含有量は、
全繰り返し単位中20〜60モル%であり、好ましくは
25〜55モル%、更に好ましくは30〜50モル%で
ある。また、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、全繰り返し単位中、
通常15〜70モル%であり、好ましくは20〜65モ
ル%、更に好ましくは25〜60モル%である。
り返し単位の含有量は、通常全単量体繰り返し単位中0
モル%〜60モル%であり、好ましくは5〜35モル
%、更に好ましくは10〜25モル%である。また、
(B)樹脂中、一般式(III−a)〜一般式(III
−d)で表される繰り返し単位の含有量は、通常全単量
体繰り返し単位中0.1モル%〜25モル%であり、好
ましくは0.5〜20モル%、更に好ましくは1〜15
モル%である。また、(B)の樹脂中、一般式(XA)
で表される繰り返し単位の含有量は、通常全単量体繰り
返し単位中5〜50モル%であり、好ましくは10〜4
5モル%、更に好ましくは15〜40モル%である。
分の単量体に基づく繰り返し単位の含有量も、所望のレ
ジストの性能に応じて適宜設定することができるが、一
般的には、一般式(I−1)〜(I−4)のいずれかで
表される基を含有する繰り返し単位、一般式(pI)〜
(pVI)で表される基を有する繰り返し単位、及び一
般式(XA)で表される基を有する繰り返し単位を合計
した総モル数に対して99モル%以下が好ましく、より
好ましくは90モル%以下、さらに好ましくは80モル
%以下である。(B)の樹脂の質量平均分子量Mwは、
GPC法により、ポリスチレン標準で、好ましくは1,
000〜1,000,000、より好ましくは1,50
0〜500,000、更に好ましくは2,000〜20
0,000、特に好ましくは2,500〜100,00
0の範囲であり、質量平均分子量Mwは大きい程、耐熱
性等が向上する一方で、現像性等が低下し、これらのバ
ランスにより好ましい範囲に調整される。本発明に用い
られる(B)の樹脂は、常法に従って、例えばラジカル
重合法によって、合成することができる。本発明の
(B)の樹脂の具体例を以下に挙げるが、本発明の内容
がこれらに限定されるものではない。
3,n1,n2,及びn3はいずれも繰り返し数のモル
比を示す。(I−1)〜(I−4)のいずれかで表され
る基を有する繰り返し単位をnで示し、2種以上組み合
わせた場合をn1,n2などで区別した。(pI)〜
(pVI)で表される脂環式炭化水素構造を含む基を有
する繰り返し単位は、mで示した。一般式(a)及び
(III−a)〜(III−d)で示される繰り返し単
位は、pで示した。一般式(IA)〜(IIIA)で示
される繰り返し単位は、それぞれq1〜q3で示した。
一般式(III−a)〜(III−d)で示される繰り
返し単位を含む場合、m/n/p/qは、(20〜6
0)/(20〜55)/(3〜30)/(5〜45)で
ある。一般式(III−a)〜(III−d)で示され
る繰り返し単位を含まない場合、m/n/qは、(20
〜60)/(15〜55)/(20〜60)である。ブ
ロック共重合体でもランダム共重合体でもよい。規則的
重合体でもよく、不規則的重合体でもよい。本発明の樹
脂組成物において、(B)の樹脂の組成物全体中の添加
量は、全レジスト固形分中40〜99.99質量%が好
ましく、より好ましくは50〜99.97質量%であ
る。
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質量%
以上であり、好ましくは30質量%以上、さらに好まし
くは40質量%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。
物には、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、更に(C)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。
立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数
1〜20のアミノアルキル基、炭素数1〜20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。また、これらはアルキル鎖
中に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を含んでも良い。
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。
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。
未置換のグアニジン、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ピラゾール、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ホリン、置換もし
くは未置換のアミノアルキルモルフォリン、置換もしく
は未置換のピペリジン、更に、イミダゾール構造、ジア
ザビシクロ構造、オニウムヒドロキシド構造、オニウム
カルボキシレート構造、又はアニリン構造を有する化合
物を挙げることができる。
イミダゾール、2、4、5−トリフェニルイミダゾー
ル、ベンズイミダゾール等があげられる。ジアザビシク
ロ構造を有する化合物としては1、4−ジアザビシクロ
[2,2,2]オクタン、1、5−ジアザビシクロ
[4,3,0]ノナー5−エン、1、8−ジアザビシク
ロ[5,4,0]ウンデカー7−エンなどがあげられ
る。オニウムヒドロキシド構造を有する化合物としては
トリアリールスルホニウムヒドロキシド、フェナシルス
ルホニウムヒドロキシド、2−オキソアルキル基を有す
るスルホニウムヒドロキシド、具体的にはトリフェニル
スルホニウムヒドロキシド、トリス(t−ブチルフェニ
ル)スルホニウムヒドロキシド、ビス(t−ブチルフェ
ニル)ヨードニウムヒドロキシド、フェナシルチオフェ
ニウムヒドロキシド、2−オキソプロピルチオフェニウ
ムヒドロキシドなどがあげられる。オニウムカルボキシ
レート構造を有する化合物としてはオニウムヒドロキシ
ド構造を有する化合物のアニオン部がカルボキシレート
になったものであり、例えばアセテート、アダマンタン
ー1−カルボキシレート、パーフロロアルキルカルボキ
シレート等があげられる。アニリン化合物としては、
2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N−ジメチルア
ニリン等を挙げることができる。いずれも例示の具体例
に限定されるものではない。
るいは2種以上で用いられる。(C)塩基性化合物の使
用量は、組成物の固形分を基準として、通常、0.00
1〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%であ
る。0.001質量%未満では上記塩基性化合物の添加
の効果が得られない。一方、10質量%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。
面活性剤≫本発明の組成物には、更に(D)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。本発明の組成物が上記
(D)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
(D)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62-17095
0号、特開昭63-34540号、特開平7-230165号、特開平8-6
2834号、特開平9-54432号、特開平9-5988号、米国特許5
405720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FC430、431(住友スリ
ーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F18
9、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。
(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.0001〜2
質量%、より好ましくは0.001〜1質量%である。
記の成分を所定の有機溶剤に溶解して用いることができ
る。使用し得る有機溶剤としては、例えば、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
を挙げることができる。
で用いても混合して用いても良いが、構造中に水酸基を
含有する溶剤と、水酸基を含有しない溶剤とを混合した
混合溶剤を使用することが好ましい。これによりレジス
ト液保存時のパーティクル発生を軽減することができ
る。水酸基を含有する溶剤としては、例えば、エチレン
グリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、
エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレング
リコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、
プロピレングリコールモノエチルエーテル、乳酸エチル
等を挙げることができ、これらの内でプロピレングリコ
ールモノメチルエーテル、乳酸エチルが特に好ましい。
水酸基を含有しない溶剤としては、例えば、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルエト
キシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラク
トン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、N−メチルピロ
リドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスル
ホキシド等を挙げることができ、これらの内で、プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチル
エトキシプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロ
ラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチルが特に好まし
く、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、エチルエトキシプロピオネート、2−ヘプタノンが
最も好ましい。
い溶剤との混合比(質量)は、1/99〜99/1、好
ましくは10/90〜90/10、更に好ましくは20
/80〜60/40である。水酸基を含有しない溶剤を
50質量%以上含有する混合溶剤が塗布均一性の点で特
に好ましい。
の組成物には、更に(F)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、「(F)
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(F)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。本発明における酸分解
性溶解阻止化合物の分子量は、3000以下であり、好
ましくは300〜3000、更に好ましくは500〜2
500である。
は、組成物の全組成物の固形分に対し、好ましくは3〜
50質量%であり、より好ましくは5〜40質量%であ
る。
体例を示すが、これらに限定されない。
成物は、酸分解性基を含有していない、(G)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質量%
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。
組成物には、必要に応じてさらに染料、可塑剤、上記
(D)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質量%であり、さらに好ましくは5〜
30質量%である。50質量%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。
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。
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。
は、上記の成分を所定の有機溶剤、好ましくは前記混合
溶剤に溶解し、次のように所定の支持体上に塗布して用
いる。すなわち、上記ポジ型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100nm以下、より好
ましくは50nm以下、特に好ましくは20nm以下の
波長の軟X線である。具体的には、EUV光(13.5
nm)が最も好ましい。
る。ポジ型感光性組成物の現像液としては、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。
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。本発明の樹脂の合成において、アセタール
化に関してはビニルエーテルを用いる方法、アルコール
とアルキルビニルエーテルを用いたアセタール交換法の
いずれを用いても合成することができる。 〔合成例I−1 ビニルエーテルの合成〕フェネチルア
ルコール中にエチルビニルエーテルを混合し、そこへ酢
酸水銀を添加して室温にて12時間攪拌した。酢酸エチ
ル、水により抽出、水洗した後、減圧蒸留により目的物
であるフェネチルビニルエーテル(X−1)を得た。 〔合成例I−2 ビニルエーテルの合成〕フェネチルア
ルコール中にエチルビニルエーテルを混合し、そこへパ
ラジウム−1,10フェナントロリン錯体を混合させ、
室温で20時間攪拌した。酢酸エチル、水により抽出、
水洗した後、減圧蒸留により目的物であるフェネチルビ
ニルエーテル(X−1)を得た。 〔合成例I−3 ビニルエーテルの合成〕フェニルマグ
ネシウムブロミド又はフェニルリチウムのTHF溶液に
2−クロロエチルビニルエーテルを加え、16時間加熱
還流した。酢酸エチル、水により抽出、水洗した後、減
圧蒸留により目的物であるフェネチルビニルエーテル
(X−1)を得た。 〔合成例I−4〜10〕合成例I−1と同様の方法を適
宜選択し、X−2〜X−6のビニルエーテルをそれぞれ
得た。
6−endo−ヒドロキシ ビシクロ[2.2.1]ヘプ
タン−2−endo−カルボン酸−Y−ラクトンの5−
exo−メタクリレート6.7gとP−アセトキシスチ
レン6.5gを酢酸ブチル100mlに溶解し、窒素気
流及び攪拌下、80℃にてアゾビスイソブチロニトリル
(AIBN)0.025gを2.5時間おきに3回添加
し、最後に更に5時間攪拌を続けることにより、重合反
応を行った。反応液をヘキサン900mlに投入し、白
色の樹脂を析出させた。得られた樹脂を乾燥後、メタノ
ール120mlに溶解した。これに水酸化ナトリウム
5.1g(0.13モル)/水40mlの水溶液を添加
し、3時間加熱還流することにより加水分解させた。そ
の後、水150mlを加えて希釈し、塩酸にて中和し白
色の樹脂を析出させた。この樹脂を濾別し、水洗・乾燥
させた。更にテトラヒドロフラン150mlに溶解し、
4Lの超純水中に激しく攪拌しながら滴下、再沈を行っ
た。この再沈操作を3回繰り返した。得られた樹脂を真
空乾燥器中で120℃、12時間乾燥し、樹脂例(6
0)の前駆体(60’)を得た。得られた樹脂(6
0’)の質量平均分子量Mwは11,000であった。
Aを共沸留去した。含水が十分低くなったことを確認し
た後、合成例Iで得られたビニルエーテルX−6を4.
5gとp−トルエンスルホン酸25mgを加え、室温に
て1時間攪拌し、トリエチルアミンを添加して反応を終
了した。反応液に酢酸エチルを添加、さらに水洗した
後、減圧留去によって酢酸エチル、水、共沸分のPGM
EAを留去し、本発明の樹脂例(60)を得た。得られ
た樹脂の質量平均分子量Mwは12,000であった。
Aを共沸留去した。含水が十分低くなったことを確認し
た後、シクロヘキシルエチルアルコールを4.5gとt
−ブチルビニルエーテル4.1gおよびp−トルエンス
ルホン酸25mgを加え、室温にて1時間攪拌し、トリ
エチルアミンを添加して反応を終了した。反応液に酢酸
エチルを添加、さらに水洗した後、減圧留去によって酢
酸エチル、水、共沸分のPGMEAを留去し、本発明に
係る置換基を有する本発明の樹脂例(60)を得た。得
られた樹脂の質量平均分子量Mwは12,000であっ
た。
を合成した。
合し、これにフェナシルブロミド16.0gとジn−ブ
チルスルフィド12.4gをアセトニトリル50mlに
溶解させたものを30分間かけて加えた。室温で一晩攪
拌し、反応液を濃縮すると粉体が析出した。これをジイ
ソプロピルエーテルで洗浄すると、フェナシルジn−ブ
チルスルホニウムテトラフロロボレートが27g得られ
た。フェナシルジn−ブチルスルホニウムテトラフロロ
ボレート10gをメタノール200mlに溶解させ、こ
れにノナフロロブタンスルホン酸カリウム10.1gを
加え、室温で1時間攪拌した。反応液にクロロホルム5
00mlを加えた後、蒸留水300mlで2回洗浄し
た。有機層を濃縮すると、酸発生剤(I−1)が9.8
g得られた。他の化合物も同様の方法を用いて合成し
た。
1に、用いた樹脂の組成比、分子量を示す。
を溶解させ固形分濃度7質量%の溶液を調整し、これを
0.1μmのテフロンフィルター又はポリエチレンフィ
ルターでろ過して感光性組成物を調製した。調製した組
成物を下記方法で評価を行い、結果を表−3に示した。
る。 C−1:DBN;1,5−ジアザビシクロ[4.3.
0]ノナ−5−エン C−2:TPI;2,4,5−トリフェニルイミダゾー
ル C−3:TPSA;トリフェニルスルホニウムアセテー
ト C−4:HEP;N−ヒドロキシエチルピペリジン C−5:DIA;2,6−ジイソプロピルアニリン C−6:DCMA;ジシクロヘキシルメチルアミン C−7:TPA;トリペンチルアミン
ンキ(株)製)(フッ素系) W−2;メガファックR08(大日本インキ(株)製)
(フッ素及びシリコン系) W−3;ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化
学工業(株)製)(シリコン系) W‐4;トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)
製)
る。尚、表−2における複数使用の場合の比は質量比で
ある。 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;シクロヘキサノン B1;プロピレングリコールメチルエーテル B2;乳酸エチル
評価 スピンコーターにてヘキサメチルジシラザン処理を施し
たシリコン基板上にブリューワーサイエンス社製反射防
止膜DUV−42を600オングストローム均一に塗布
し、100℃で90秒間ホットプレート上で乾燥した
後、190℃で240秒間加熱乾燥を行った。その後、
各感光性樹脂組成物をスピンコーターで塗布し120℃
で90秒乾燥を行い0.15μmのレジスト膜を形成さ
せた。このレジスト膜に対し、反射型マスクを用いてE
UV光(波長13.5nm、NA=0.1)で露光し、
露光後直ぐに120℃で90秒間ホットプレート上で加
熱した。さらに2.38%テトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシド水溶液で23℃で60秒間現像し、30秒間
純水にてリンスした後、乾燥し、ラインパターンを得
た。70nmの1/1ラインアンドスペースパターンを
再現する最低露光量を感度とし、またその露光量で解像
する限界の線幅を限界解像として表した。70nmの1
/1ラインアンドスペースのラインのプロファイルを走
査型顕微鏡で観察し、矩形なプロファイルを○、僅かな
テーパー形状や少し裾引き形状のプロファイルを△、完
全なテーパー形状や完全な裾引き形状のプロファイルを
×と評価した。
価 シリコンウェハー面内の異なった位置(50箇所)にお
いて70nmのライン(ライン/スペース=1/1)の
寸法(測定点;30ポイント)を測定し(日立製S−9
200)、実測値−70nmの分散を求め、3σを算出
した。値が小さいほど、LERが良好である。
1〜21の組成物は、高感度、高解性で、LER特性に
優れる。また、ドライエッチング耐性についても充分な
特性を有していることが判明した。さらに、実施例1〜
21のポジ型感光性組成物は、パターン倒れが発生しな
かったが、比較例1〜4のポジ型感光性組成物は、パタ
ーン倒れによって解像力が低下した。
えば波長13.5nmのEUV光)用感放射線性組成物
は、高感度、高解性で矩形なパターン形状を有し、LE
R特性及びドライエッチング耐性に優れている。
Claims (3)
- 【請求項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及び(B)下記一般式(I−1)〜
(I−4)の少なくともいずれかで表わされる基を有す
る繰り返し単位及び下記一般式(XA)で表わされる基を
有する繰り返し単位を含有する、酸により分解しアルカ
リに対する溶解性が増加する樹脂を含有することを特徴
とする、感放射線性組成物。 【化1】 一般式(I−1)〜(I−4)中;R1〜R5は同じでも
異なっていてもよく、水素原子、又は置換基を有してい
てもよい、アルキル基、シクロアルキル基もしくはアル
ケニル基を表す。R1〜R5の内の2つは、結合して環を
形成してもよい。 【化2】 一般式(XA)中、R1b、R2bは、同一でも異なって
いてもよく、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基を表
し、R3b、R4bは、同一でも異なっていてもよく、水
素原子、又は置換基を有していてもよい、直鎖、分岐、
環状アルキル基を表し、R5bは、置換基を有してもよ
い直鎖、分岐、環状アルキル基、置換基を有してもよい
アリール基、又は置換基を有してもよいアラルキル基を
表す。mは1〜20の整数を表し、nは0〜5の整数を
表す。 - 【請求項2】 (B)の樹脂が、更に下記一般式(p
I)〜(pVI)で表される脂環式炭化水素構造を含む
基のうちの少なくとも1種の基で保護されたアルカリ可
溶性基を有する繰り返し単位を含有することを特徴とす
る請求項1に記載の感放射線性組成物。 【化3】 一般式(pI)〜(pVI)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
式炭化水素基を表し、但し、R12〜R14のうち少なくと
も1つ、もしくはR15、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〜R
25のうち少なくとも1つは脂環式炭化水素基を表す。 - 【請求項3】 前記一般式(pI)〜(pVI)で表さ
れる脂環式炭化水素構造を含む基が、下記一般式(I
I)で表される基であることを特徴とする請求項2に記
載の感放射線性組成物。 【化4】 一般式(II)中、R28は、置換基を有していてもよい
アルキル基を表す。R 29〜R31は、同じでも異なってい
てもよく、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、カルボキシ基
あるいは、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、アルケニル基、アルコキシ基、アルコ
キシカルボニル基又はアシル基を表す。p、q、rは、
各々独立に、0又は1〜3の整数を表す。
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