JP2004149756A - Polymer compound, positive resist material, and method for forming pattern using the material - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a positive resist material, especially a chemically amplified positive resist material, having a high sensitivity, a high resolution, an exposure latitude, process adaptability which are superior to those of a conventional positive resist material, gives good-shaped pattern after exposure, and is small in, especially, line edge roughness, and is excellent in etching resistance. <P>SOLUTION: The polymer compound consists essentially of repeating units represented by formula (1) or formula (2) and has a weight-average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000. The positive resist material contains the polymer compound as a base resin. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

（ 式中、Ｒ^１は酸不安定基を表す。ｍは１から４の正の整数である。ａ、ｂは正数であり、０．１≦ａ≦０．９、０．１≦ｂ≦０．９、０＜ａ＋ｂ≦１の範囲である。）
【００１６】
また、本発明によれば、少なくとも、下記一般式（２）で示される繰り返し単位を有し、重量平均分子量が１，０００〜５００，０００の範囲である高分子化合物も提供される（請求項２）。
【化４】

（ 式中、Ｒ^１は酸不安定基を表す。Ｒ^２は炭素数１〜４のアルキル基、ハロゲン原子、アルコキシ基を表す。ｍは１から４の正の整数である。ｎは０から４の正の整数である。ａ、ｂ、ｃは正数であり、０．１≦ａ≦０．９、０．１≦ｂ≦０．９、０＜ｃ≦０．５、０＜ａ＋ｂ＋ｃ≦１の範囲である。）
【００１７】
このような、上記一般式（１）および／または（２）で示される繰り返し単位を有し、重量平均分子量が１，０００〜５００，０００である高分子化合物をベース樹脂として含むポジ型レジスト材料（請求項３）は、露光前後のレジスト膜の溶解コントラストが高く、高感度で高解像性を有し、露光余裕度があり、プロセス適応性に優れ、露光後のパターン形状が良好で、より優れたエッチング耐性を示すとともに、特にラインエッジラフネスが小さいものとなる。したがって、これらの優れた特性を有することから実用性がきわめて高く、超ＬＳＩ用レジスト材料として非常に有効である。
【００１８】
そして、本発明のポジ型レジスト材料では、さらに有機溶剤および酸発生剤を含有する化学増幅型のポジ型レジスト材料とするのが好ましい（請求項４）。
このように、前記高分子化合物をベース樹脂として用い、さらに有機溶剤および酸発生剤を配合することによって、露光部では前記高分子化合物が酸触媒反応により現像液に対する溶解速度が加速されるので、きわめて高感度のポジ型レジスト材料とすることができ、近年要求される高感度でラインエッジラフネスが小さいポジ型レジスト材料としてきわめて有用なものとなる。
【００１９】
この場合、本発明のポジ型レジスト材料では、さらに溶解阻止剤を含有するものとすることが出来る（請求項５）。
このように、ポジ型レジスト材料に溶解阻止剤を配合することによって、露光部と未露光部との溶解速度の差を一層大きくすることができ解像度を一層向上させることが出来る。
【００２０】
また、本発明では、さらに添加剤として塩基性化合物および／または界面活性剤が配合されたものとすることができる（請求項６）。
このように、塩基性化合物を添加することによって、例えばレジスト膜中での酸の拡散速度を抑制し解像度を一層向上させることが出来るし、界面活性剤を添加することによってレジスト材料の塗布性を一層向上あるいは制御することが出来る。
【００２１】
また、本発明では、さらに添加剤として分子内に≡Ｃ−ＣＯＯＨで示される基を有する化合物が配合されたものとすることができる。
このような化合物を添加することによって、ＰＥＤ（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｄｅｌａｙ）安定性が向上し、ラインエッジラフネスを一層改善することが出来る。
【００２２】
このような本発明のポジ型レジスト材料は、少なくとも、該レジスト材料を基板上に塗布する工程と、加熱処理後、高エネルギー線で露光する工程と、現像液を用いて現像する工程とを行うことによって、半導体基板やマスク基板等にパターンを形成する方法として用いることが出来る（請求項７）。
もちろん、露光後加熱処理を加えた後に現像してもよいし、エッチング工程、レジスト除去工程、洗浄工程等その他の各種の工程が行われてもよいことは言うまでもない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者らは、近年要望される高感度及び高解像度、露光余裕度等を有し、特にラインエッジラフネスが小さく、さらに優れたエッチング耐性を示すポジ型レジスト材料を得るべく鋭意検討を重ねた結果、これにはヒドロキシ基の水素原子を酸不安定基で置換したヒドロキシインデンのホモポリマーをポジ型レジスト材料、特に化学増幅ポジ型レジスト材料のベース樹脂として用いれば極めて有効であることを知見し本発明を完成させたものである。
【００２４】
すなわち、本発明者らは、エッチング耐性向上、ポリマーの低分子化と共に高Ｔｇ化を達成することを検討した。
通常、オレフィンポリマーのＴｇに比べてシクロオレフィンポリマーのＴｇが高いことが知られている。例えば、ポリメタクリル酸メチルに比べて、ノルボルネン／無水マレイン酸共重合の方がＴｇが１００℃以上も高い。シクロオレフィンポリマーは、主鎖の自由回転が無く剛直なため、Ｔｇが高いのである。
そして、ポリヒドロキシスチレンをシクロオレフィン構造にしたポリヒドロキシインデンは、同様にＴｇが高く、分子量が低くても、ＰＥＢ時に酸拡散が増大することもなく、ラインエッジラフネスを小さくすることができる期待される。
更に、ポリヒドロキシインデンはポリヒドロキシスチレンに比べて主鎖が環構造なため、エッチング耐性が高い。
【００２５】
以上のことから、本発明者らは、ヒドロキシ基の水素原子を酸不安定基で置換したヒドロキシインデンのホモポリマーをポジ型レジスト材料、特に化学増幅ポジ型レジスト材料のベース樹脂として用いることを発想した。
【００２６】
すなわち、本発明に係る高分子化合物は、少なくとも、下記一般式（１）または（２）で示される繰り返し単位を有し、重量平均分子量が１，０００〜５００，０００の範囲である高分子化合物である。
【００２７】
【化５】

（ 式中、Ｒ^１は酸不安定基を表す。ｍは１から４の正の整数である。ａ、ｂは正数であり、０．１≦ａ≦０．９、０．１≦ｂ≦０．９、０＜ａ＋ｂ≦１の範囲である。）
【００２８】
【化６】

（ 式中、Ｒ^１は酸不安定基を表す。Ｒ^２は炭素数１〜４のアルキル基、ハロゲン原子、アルコキシ基を表す。ｍは１から４の正の整数である。ｎは０から４の正の整数である。ａ、ｂ、ｃは正数であり、０．１≦ａ≦０．９、０．１≦ｂ≦０．９、０＜ｃ≦０．５、０＜ａ＋ｂ＋ｃ≦１の範囲である。）
【００２９】
このような高分子化合物をベース樹脂とし、これに有機溶剤、酸発生剤、溶解阻止剤、塩基性化合物、界面活性剤等を目的に応じ適宜組み合わせて配合してポジ型レジスト材料を構成することによって、レジスト膜の溶解コントラストおよび解像性が高く、露光余裕度があり、プロセス適応性に優れ、露光後のパターン形状が良好でありながら、より優れたエッチング耐性を示すとともに、特にラインエッジラフネスが小さく、これらのことから実用性が高く、超ＬＳＩ用レジスト材料として非常に有効なものとすることが出来る。特に、酸発生剤を含有させ、酸触媒反応を利用した化学増幅ポジ型レジスト材料とすると、より高感度のものとすることが出来るとともに、諸特性が一層優れたものとなりきわめて有用なものとなる。
【００３０】
ここで、一般式（１）および（２）で示される繰り返し単位ａは、置換ヒドロキシインデン誘導体を重合して得られるが、ヒドロキシインデン誘導体は具体的には下記一般式（３）に挙げることができる。
【化７】

【００３１】
ここで、Ｒ^５はＲ^１と同様の酸不安定基であっても、水素原子であって、重合後ヒドロキシ基の水素原子を酸不安定基で置換しても良い。また、Ｒ^５がアセチル基やピバロイル基であり、重合後アルカリ水で加水分解してヒドロキシ基にしてから、ヒドロキシ基の水素原子を酸不安定基で置換しても良い。
【００３２】
ヒドロキシインデンは下記に挙げられる。右から４−ヒドロキシインデン、５−ヒドロキシインデン、６−ヒドロキシインデン、７−ヒドロキシインデンである。このうち４−ヒドロキシインデンは、ヒドロキシ基が重合する２重結合に近く、ラジカル重合の場合、立体的に重合しづらい欠点があり、その他の５−ヒドロキシインデン、６−ヒドロキシインデン、７−ヒドロキシインデンを用いる方が好ましい。
【００３３】
【化８】

【００３４】
ヒドロキシインデンの合成法を下記に示す。
５−ヒドロキシ−１−インダノンを出発とした場合を示す。下記式に示すように、まず５−ヒドロキシ−１−インダノンのヒドロキシ基のピバロイル化し、白金あるいはパラジウム触媒による還元、ＫＨＳＯ_４による脱水オレフィン生成、ＮａＯＭｅメタノリシスによって６−ヒドロキシインデンを得ることができる。
【化９】

【００３５】
５−ヒドロキシインデンを得るためには４−ヒドロキシ−１−インダノン、７−ヒドロキシインデンを得るためには６−ヒドロキシ−１−インダノンを原料に用いる。
【００３６】
ここで、本発明の高分子化合物における酸不安定基は、一般式（１）又は（２）における繰り返し単位ａのＲ^１である。この酸不安定基としては、種々選定されるが、同一でも非同一でもよく、フェノール水酸基の水素原子が特に下記式（ＡＬ１０）、（ＡＬ１１）で示される基、下記式（ＡＬ１２）で示される炭素数４〜４０の３級アルキル基、炭素数１〜６のトリアルキルシリル基、炭素数４〜２０のオキソアルキル基等で置換されている構造のものが挙げられる。
【００３７】
【化１０】

【００３８】
式（ＡＬ１０）、（ＡＬ１１）においてＲ６、Ｒ９は炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状、環状のアルキル基であり、酸素、硫黄、窒素、フッ素などのヘテロ原子を含んでもよい。
Ｒ７，Ｒ８は水素原子、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状、環状のアルキル基であり、酸素、硫黄、窒素、フッ素などのヘテロ原子を含んでも良く、ｄは０〜１０の整数である。Ｒ７とＲ８、Ｒ７とＲ９，Ｒ８とＲ９はそれぞれ結合して環を形成しても良い。
【００３９】
式（ＡＬ１０）に示される化合物を具体的に例示すると、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチル基、ｔｅｒｔ−アミロキシカルボニル基、ｔｅｒｔ−アミロキシカルボニルメチル基、１−エトキシエトキシカルボニルメチル基、２−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルメチル基、２−テトラヒドロフラニルオキシカルボニルメチル基等、また下記一般式（ＡＬ１０）−１〜（ＡＬ１０）−９で示される置換基が挙げられる。
【００４０】
【化１１】

【００４１】
式（ＡＬ１０）−１〜（ＡＬ１０）−９中、Ｒ１４は同一又は非同一の炭素数１〜８の直鎖状、分岐鎖状、あるいは環状のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、アラルキル基を示す。Ｒ１５は存在しないか、または炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状あるいは環状のアルキル基を示す。Ｒ１６は炭素数６〜２０のアリール基、アラルキル基を示す。
【００４２】
式（ＡＬ１１）で示されるアセタール化合物を、下記（ＡＬ１１）−１〜（ＡＬ１１）−３０に例示する。
【化１２】

【化１３】

【００４３】
また、下記一般式（ＡＬ−１１ａ）あるいは（ＡＬ−１１ｂ）で表される酸不安定基によってベース樹脂が分子間あるいは分子内架橋されていてもよい。
【化１４】

【００４４】
上記式中、Ｒ^３３、Ｒ^３４は水素原子、又は炭素数１〜８の直鎖状、分岐状、あるいは環状のアルキル基を示す。また、Ｒ^３３とＲ^３４は結合して環を形成してもよく、環を形成する場合にはＲ^３３、Ｒ^３４は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。Ｒ^３５は炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルキレン基、ｅ、ｆは０又は１〜１０、好ましくは０又は１〜５の整数、ｇは１〜７の整数である。Ａは、（ｇ＋１）価の炭素数１〜５０の脂肪族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、これらの基はＯ、Ｓ、Ｎ等のヘテロ原子を介在してもよく、又はその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、カルボニル基又はフッ素原子によって置換されていてもよい。Ｂは−ＣＯ−Ｏ−、−ＮＨＣＯ−Ｏ−又は−ＮＨＣＯＮＨ−を示す。
【００４５】
この場合、好ましくは、Ａは２〜４価の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、アルキルトリイル基、アルキルテトライル基、又は炭素数６〜３０のアリーレン基であり、これらの基はＯ、Ｓ、Ｎ等のヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はハロゲン原子によって置換されていてもよい。また、ｇは好ましくは１〜３の整数である。
【００４６】
一般式（ＡＬ−１１ａ）、（ＡＬ−１１ｂ）で示される架橋型アセタール基は、具体的には下記式（ＡＬ−１１）−３１〜（ＡＬ−１１）−３８のものが挙げられる。
【化１５】

【００４７】
次に、前記式（ＡＬ１２）に示される３級アルキル基としては、ｔｅｒｔ−ブチル基、トリエチルカルビル基、１−エチルノルボニル基、１−メチルシクロヘキシル基、１−エチルシクロペンチル基、２−（２−メチル）アダマンチル基、２−（２−エチル）アダマンチル基、ｔｅｒｔ−アミル基等あるいは下記一般式（ＡＬ１２）−１〜（ＡＬ１２）−１８を挙げることができる。
【００４８】
【化１６】

【００４９】
式中、Ｒ１０は同一又は非同一の炭素数１〜８の直鎖状、分岐鎖状あるいは環状のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、アラルキル基を示す。Ｒ１１、Ｒ１３は存在しないか炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状あるいは環状のアルキル基を示す。Ｒ１２は炭素数６〜２０のアリール基、アラルキル基を示す。
【００５０】
更に、下記式（ＡＬ１２）−１９、（ＡＬ１２）−２０に示すように、２価以上のアルキレン基、アリーレン基であるＲ１７を含んで、ポリマーの分子内あるいは分子間が架橋されていても良い。式（ＡＬ１２）−１９のＲ１０は前述と同様、Ｒ１７は炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状、環状のアルキレン基、アリーレン基を示し、酸素原子や硫黄原子、窒素原子などのヘテロ原子を含んでいてもよい。ｈは１〜３の整数である。
【００５１】
【化１７】

【００５２】
更にＲ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３は酸素、窒素、硫黄などのヘテロ原子を有していてもよく、具体的には下記（ＡＬ１３）−１〜（ＡＬ１３）−７に示すことができる。
【００５３】
【化１８】

【００５４】
本発明の高分子化合物の酸不安定基が炭素数１〜６のトリアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ジメチル−ｔｅｒｔ−ブチルシリル基等が挙げられる。
【００５５】
次に、一般式（１）において、ａ、ｂは、正数であり、０．１≦ａ≦０．９、０．１≦ｂ≦０．９、０＜ａ＋ｂ≦１、好ましくは０．２≦ａ≦０．７、０．３≦ｂ≦０．８、０．５≦ａ＋ｂ≦１の範囲である。一般式（２）において、ａ、ｂ、ｃは、正数であり、０．１≦ａ≦０．９、０．１≦ｂ≦０．９、０＜ｃ≦０．５、０＜ａ＋ｂ＋ｃ≦１の範囲である。すなわち、本発明の高分子化合物は、更に他の組成と共重合させたものとしてもよい。そして、上記のような範囲で繰り返し単位ａ、ｂ、あるいはｃを有することで、ラインエッジラフネスを改善する効果を発揮する。
【００５６】
本発明の高分子化合物は、それぞれ重量平均分子量（測定法は後述の通りである）が１，０００〜５００，０００、好ましくは１，５００〜３０，０００である必要がある。重量平均分子量が小さすぎるとレジスト材料が耐熱性に劣るものとなり、大きすぎるとアルカリ溶解性が低下し、パターン形成後に裾引き現象が生じ易くなってしまう。
【００５７】
更に、本発明の高分子化合物においては、一般式（１）あるいは（２）の高分子重合体の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が広い場合は低分子量や高分子量のポリマーが存在するために、露光後、パターン上に異物が見られたり、パターンの形状が悪化したりする。それ故、パターンルールが微細化するに従ってこのような分子量、分子量分布の影響が大きくなり易いことから、微細なパターン寸法に好適に用いられるレジスト材料を得るには、使用する多成分共重合体の分子量分布は１．０〜２．０、特に１．０〜１．５と狭分散であることが好ましい。
【００５８】
また、組成比率や分子量分布、分子量が異なる２つ以上のポリマーをブレンドすることも可能である。本発明は、少なくとも、一般式（１）または（２）に示される酸不安定基で置換されたヒドロキシインデンを用いることを特徴とするが、密着性やドライエッチング耐性、透明性を向上させるための他の成分を追加することも可能である。
【００５９】
追加成分としては、例えば、（メタ）アクリル誘導体、スチレン誘導体、ヒドロキシスチレン誘導体、ベンゾフラン、インドール、ベンゾチオフェン、メチレンインダン、ノルボルネン誘導体、アセナフテン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、ビニルアントラセン誘導体、酢酸ビニル、（メタ）アクリロニトリル、ビニルピロリドン、ジヒドロピラン、ビニルエーテル誘導体、ノルボルネン、ノルボルナジエン、メチレンノルボルネン、プロピレン、イソプロピレンなどが挙げられる。
【００６０】
インデンホモポリマーの重合方法としては、カチオン重合による方法が一般的である。
カチオン重合開始剤としては、硫酸、燐酸、塩酸、硝酸、次亜塩素酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、カンファースルホン酸、トシル酸等の酸、ＢＦ_３、ＡｌＣｌ_３、ＴｉＣｌ_４、ＳｎＣｌ_４などのフリーデルクラフツ触媒のほか、Ｉ_２、（Ｃ_６Ｈ_５）_３ＣＣｌのようにカチオンを生成しやすい物質が使用される。
【００６１】
これら高分子化合物を合成するには、１つの方法としては酸不安定基で置換されたヒドロキシインデンとヒドロキシインデンを有機溶剤中、カチオン重合開始剤を加え加熱重合を行い高分子化合物を得ることができる。重合時に使用する有機溶剤としはトルエン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン等が例示できる。好ましくは５０℃から８０℃に加熱して重合できる。反応時間としては２〜１００時間、好ましくは５〜２０時間である。酸不安定基は、モノマーに導入されたものをそのまま用いても良いが、カチオン重合触媒の酸性度により、酸不安定基が脱離してしまう場合があり、アセトキシインデンをモノマーとして重合し、重合後アルカリ加水分解によってヒドロキシインデンホモポリマーにしてから、ヒドロキシ基の水素原子を酸不安定基で置換する方法もある。
【００６２】
アルカリ加水分解時の塩基としては、アンモニア水、トリエチルアミン等が使用できる。また反応温度としては−２０〜１００℃、好ましくは０〜６０℃であり、反応時間としては０．２〜１００時間、好ましくは０．５〜２０時間である。
【００６３】
水酸基部分に対して酸不安定基を導入する方法は、例えば、高分子化合物のフェノール性水酸基をアルケニルエーテル化合物と酸触媒下反応させる。
この時、反応溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、酢酸エチル等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、単独でも２種以上混合して使用してもかまわない。触媒の酸としては、塩酸、硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩等が好ましく、その使用量は反応する高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子をその全水酸基の１モルに対して０．１〜１０モル％であることが好ましい。反応温度としては−２０〜１００℃、好ましくは０〜６０℃であり、反応時間としては０．２〜１００時間、好ましくは０．５〜２０時間である。
【００６４】
また、ハロゲン化アルキルエーテル化合物を用いて、塩基の存在下、高分子化合物と反応させることにより、部分的にフェノール性水酸基がアルコキシアルキル基で保護された高分子化合物を得ることも可能である。
この時、反応溶媒としては、アセトニトリル、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、単独でも２種以上混合して使用してもかまわない。塩基としては、トリエチルアミン、ピリジン、ジイソプロピルアミン、炭酸カリウム等が好ましく、その使用量は反応する高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子をその全水酸基の１モルに対して１０モル％以上であることが好ましい。反応温度としては−５０〜１００℃、好ましくは０〜６０℃であり、反応時間としては０．５〜１００時間、好ましくは１〜２０時間である。
【００６５】
上記式ＡＬ−１０の酸不安定基の導入は、二炭酸ジアルキル化合物または、アルコキシカルボニルアルキルハライドと高分子化合物を、溶媒中において塩基の存在下反応を行うことで可能である。
反応溶媒としては、アセトニトリル、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、単独でも２種以上混合して使用してもかまわない。
塩基としては、トリエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、ジイソプロピルアミン、炭酸カリウム等が好ましく、その使用量は元の高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子をその全水酸基の１モルに対して１０モル％以上であることが好ましい。
反応温度としては０〜１００℃、好ましくは０〜６０℃である。反応時間としては０．２〜１００時間、好ましくは１〜１０時間である。
【００６６】
二炭酸ジアルキル化合物としては二炭酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチル、二炭酸ジ−ｔｅｒｔ−アミル等が挙げられ、アルコキシカルボニルアルキルハライドとしてはｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルクロライド、ｔｅｒｔ−アミロキシカルボニルメチルクロライド、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルブロマイド、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルエチルクロライド等が挙げられる。
ただしこれら合成手法に限定されるものではない。
【００６７】
本発明のポジ型レジスト材料には、有機溶剤、高エネルギー線に感応して酸を発生する化合物（酸発生剤）、必要に応じて溶解阻止剤、塩基性化合物、界面活性剤、その他の成分を含有することができる。
【００６８】
本発明のポジ型レジスト材料、特には化学増幅ポジ型レジスト材料に使用される有機溶剤としては、ベース樹脂、酸発生剤、その他の添加剤等が溶解可能な有機溶剤であればいずれでもよい。このような有機溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、メチル−２−ｎ−アミルケトン等のケトン類、３−メトキシブタノール、３−メチル−３−メトキシブタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール等のアルコール類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、プロピオン酸ｔｅｒｔ―ブチル、プロピレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテルアセテート等のエステル類、γ―ブチルラクトン等のラクトン類が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６９】
これらの有機溶剤は、１種を単独で又は２種以上を混合して使用することができる。本発明では、これらの有機溶剤の中でもレジスト成分中の酸発生剤の溶解性が最も優れているジエチレングリコールジメチルエーテルや１−エトキシ−２−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びその混合溶剤が好ましく使用される。
有機溶剤の使用量は、ベース樹脂１００部に対して２００〜１，０００部、特に４００〜８００部が好適である。
【００７０】
本発明のポジ型レジスト材料に配合される酸発生剤としては、
ｉ） 下記一般式（Ｐ１ａ−１）、（Ｐ１ａ−２）又は（Ｐ１ｂ）のオニウム塩、
ｉｉ） 下記一般式（Ｐ２）のジアゾメタン誘導体、
ｉｉｉ） 下記一般式（Ｐ３）のグリオキシム誘導体、
ｉｖ） 下記一般式（Ｐ４）のビススルホン誘導体、
ｖ） 下記一般式（Ｐ５）のＮ−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル、
ｖｉ） β−ケトスルホン酸誘導体、
ｖｉｉ） ジスルホン誘導体、
ｖｉｉｉ） ニトロベンジルスルホネート誘導体、
ｉｘ） スルホン酸エステル誘導体
等が挙げられる。
【００７１】
【化１９】

（ 式中、Ｒ^１０１ａ、Ｒ^１０１ｂ、Ｒ^１０１ｃはそれぞれ炭素数１〜１２の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、アルケニル基、オキソアルキル基又はオキソアルケニル基、炭素数６〜２０のアリール基、又は炭素数７〜１２のアラルキル基又はアリールオキソアルキル基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部がアルコキシ基等によって置換されていてもよい。また、Ｒ^１０１ｂとＲ^１０１ｃとは環を形成してもよく、環を形成する場合には、Ｒ^１０１ｂ、Ｒ^１０１ｃはそれぞれ炭素数１〜６のアルキレン基を示す。Ｋ⁻は非求核性対向イオンを表す。）
【００７２】
上記Ｒ^１０１ａ、Ｒ^１０１ｂ、Ｒ^１０１ｃは互いに同一であっても異なっていてもよく、具体的にはアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロプロピルメチル基、４−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロぺニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。オキソアルキル基としては、２−オキソシクロペンチル基、２−オキソシクロヘキシル基等が挙げられ、２−オキソプロピル基、２−シクロペンチル−２−オキソエチル基、２−シクロヘキシル−２−オキソエチル基、２−（４−メチルシクロヘキシル）−２−オキソエチル基等を挙げることができる。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等や、ｐ−メトキシフェニル基、ｍ−メトキシフェニル基、ｏ−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル基、ｍ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、エチルフェニル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、４−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基等のアルキルナフチル基、メトキシナフチル基、エトキシナフチル基等のアルコキシナフチル基、ジメチルナフチル基、ジエチルナフチル基等のジアルキルナフチル基、ジメトキシナフチル基、ジエトキシナフチル基等のジアルコキシナフチル基等が挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル基、フェニルエチル基、フェネチル基等が挙げられる。アリールオキソアルキル基としては、２−フェニル−２−オキソエチル基、２−（１−ナフチル）−２−オキソエチル基、２−（２−ナフチル）−２−オキソエチル基等の２−アリール−２−オキソエチル基等が挙げられる。Ｋ⁻の非求核性対向イオンとしては、塩化物イオン、臭化物イオン等のハライドイオン、トリフレート、１，１，１−トリフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等のフルオロアルキルスルホネート、トシレート、ベンゼンスルホネート、４−フルオロベンゼンスルホネート、１，２，３，４，５−ペンタフルオロベンゼンスルホネート等のアリールスルホネート、メシレート、ブタンスルホネート等のアルキルスルホネートが挙げられる。
【００７３】
【化２０】

（ 式中、Ｒ^１０２ａ、Ｒ^１０２ｂはそれぞれ炭素数１〜８の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。Ｒ^１０３は炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を示す。Ｒ^１０４ａ、Ｒ^１０４ｂはそれぞれ炭素数３〜７の２−オキソアルキル基を示す。Ｋ⁻は非求核性対向イオンを表す。）
【００７４】
上記Ｒ^１０２ａ、Ｒ^１０２ｂとして具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチル基、４−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基等が挙げられる。Ｒ^１０３としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、１，４−シクロへキシレン基、１，２−シクロへキシレン基、１，３−シクロペンチレン基、１，４−シクロオクチレン基、１，４−シクロヘキサンジメチレン基等が挙げられる。Ｒ^１０４ａ、Ｒ^１０４ｂとしては、２−オキソプロピル基、２−オキソシクロペンチル基、２−オキソシクロヘキシル基、２−オキソシクロヘプチル基等が挙げられる。Ｋ⁻は式（Ｐ１ａ−１）及び（Ｐ１ａ−２）で説明したものと同様のものを挙げることができる。
【００７５】
【化２１】

（ 式中、Ｒ^１０５、Ｒ^１０６は、炭素数１〜１２の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数６〜２０のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数７〜１２のアラルキル基を示す。）
【００７６】
Ｒ^１０５、Ｒ^１０６のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、アミル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基としては、トリフルオロメチル基、１，１，１−トリフルオロエチル基、１，１，１−トリクロロエチル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。アリール基としては、フェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ｍ−メトキシフェニル基、ｏ−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル基、ｍ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、エチルフェニル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、４−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基が挙げられる。ハロゲン化アリール基としては、フルオロフェニル基、クロロフェニル基、１，２，３，４，５−ペンタフルオロフェニル基等が挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
【００７７】
【化２２】

（ 式中、Ｒ^１０７、Ｒ^１０８、Ｒ^１０９は、炭素数１〜１２の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素数６〜２０のアリール基又はハロゲン化アリール基、又は炭素数７〜１２のアラルキル基を示す。Ｒ^１０８、Ｒ^１０９は互いに結合して環状構造を形成してもよく、環状構造を形成する場合、Ｒ^１０８、Ｒ^１０９はそれぞれ炭素数１〜６の直鎖状、分岐状のアルキレン基を示す。Ｒ^{１０ ５}は、Ｐ２式のものと同様である。）
【００７８】
Ｒ^１０７、Ｒ^１０８、Ｒ^１０９のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、アラルキル基としては、Ｒ^１０５、Ｒ^１０６で説明したものと同様の基が挙げられる。なお、Ｒ^１０８、Ｒ^１０９のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。
【００７９】
【化２３】

（ 式中、Ｒ^１０１ａ、Ｒ^１０１ｂは前記と同様である。）
【００８０】
【化２４】

（ 式中、Ｒ^１１０は、炭素数６〜１０のアリーレン基、炭素数１〜６のアルキレン基又は炭素数２〜６のアルケニレン基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数１〜４の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルコキシ基、ニトロ基、アセチル基、又はフェニル基で置換されていてもよい。Ｒ^１１１は、炭素数１〜８の直鎖状、分岐状又は置換のアルキル基、アルケニル基又はアルコキシアルキル基、フェニル基、又はナフチル基を示し、これらの基の水素原子の一部又は全部は更に炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基；炭素数１〜４のアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基；炭素数３〜５のヘテロ芳香族基；又は塩素原子、フッ素原子で置換されていてもよい。）
【００８１】
ここで、Ｒ^１１０のアリーレン基としては、１，２−フェニレン基、１，８−ナフチレン基等が、アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、フェニルエチレン基、ノルボルナン−２，３−ジイル基等が、アルケニレン基としては、１，２−ビニレン基、１−フェニル−１，２−ビニレン基、５−ノルボルネン−２，３−ジイル基等が挙げられる。Ｒ^１１１のアルキル基としては、Ｒ^１０１ａ〜Ｒ^１０１ｃと同様のものが、アルケニル基としては、ビニル基、１−プロペニル基、アリル基、１−ブテニル基、３−ブテニル基、イソプレニル基、１−ペンテニル基、３−ペンテニル基、４−ペンテニル基、ジメチルアリル基、１−ヘキセニル基、３−ヘキセニル基、５−ヘキセニル基、１−ヘプテニル基、３−ヘプテニル基、６−ヘプテニル基、７−オクテニル基等が、アルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、ペンチロキシメチル基、ヘキシロキシメチル基、ヘプチロキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、ペンチロキシエチル基、ヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、プロポキシプロピル基、ブトキシプロピル基、メトキシブチル基、エトキシブチル基、プロポキシブチル基、メトキシペンチル基、エトキシペンチル基、メトキシヘキシル基、メトキシヘプチル基等が挙げられる。
なお、更に置換されていてもよい炭素数１〜４のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が、炭素数１〜４のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基等が、炭素数１〜４のアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基としては、フェニル基、トリル基、ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル基、ｐ−アセチルフェニル基、ｐ−ニトロフェニル基等が、炭素数３〜５のヘテロ芳香族基としては、ピリジル基、フリル基等が挙げられる。
【００８２】
酸発生剤は、具体的には、オニウム塩としては、例えばトリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルヨードニウム、ｐ−トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、ｐ−トルエンスルホン酸（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸ビス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸トリス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸シクロヘキシルメチル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸（２−ノルボニル）メチル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウム、エチレンビス［メチル（２−オキソシクロペンチル）スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート］、１，２’−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩を挙げることができる。
【００８３】
ジアゾメタン誘導体としては、ビス（ベンゼンスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｐ−トルエンスルホニル）ジアゾメタン、ビス（キシレンスルホニル）ジアゾメタン、ビス（シクロヘキシルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（シクロペンチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｎ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（イソブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｓｅｃ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｎ−プロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（イソプロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｎ−アミルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（イソアミルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｓｅｃ−アミルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｔｅｒｔ−アミルスルホニル）ジアゾメタン、１−シクロヘキシルスルホニル−１−（ｔｅｒｔ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン、１−シクロヘキシルスルホニル−１−（ｔｅｒｔ−アミルスルホニル）ジアゾメタン、１−ｔｅｒｔ−アミルスルホニル−１−（ｔｅｒｔ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体を挙げることができる。
【００８４】
グリオキシム誘導体としては、ビス−Ｏ−（ｐ−トルエンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｐ−トルエンスルホニル）−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｐ−トルエンスルホニル）−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｐ−トルエンスルホニル）−２，３−ペンタンジオングリオキシム、ビス−Ｏ−（ｐ−トルエンスルホニル）−２−メチル−３，４−ペンタンジオングリオキシム、ビス−Ｏ−（ｎ−ブタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｎ−ブタンスルホニル）−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｎ−ブタンスルホニル）−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｎ−ブタンスルホニル）−２，３−ペンタンジオングリオキシム、ビス−Ｏ−（ｎ−ブタンスルホニル）−２−メチル−３，４−ペンタンジオングリオキシム、ビス−Ｏ−（メタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（トリフルオロメタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（１，１，１−トリフルオロエタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｔｅｒｔ−ブタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（パーフルオロオクタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（シクロヘキサンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ベンゼンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｐ−フルオロベンゼンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（キシレンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（カンファースルホニル）−α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体を挙げることができる。
【００８５】
ビススルホン誘導体としては、ビスナフチルスルホニルメタン、ビストリフルオロメチルスルホニルメタン、ビスメチルスルホニルメタン、ビスエチルスルホニルメタン、ビスプロピルスルホニルメタン、ビスイソプロピルスルホニルメタン、ビス−ｐ−トルエンスルホニルメタン、ビスベンゼンスルホニルメタン等のビススルホン誘導体を挙げることができる。
【００８６】
β−ケトスルホン誘導体としては、２−シクロヘキシルカルボニル−２−（ｐ−トルエンスルホニル）プロパン、２−イソプロピルカルボニル−２−（ｐ−トルエンスルホニル）プロパン等のβ−ケトスルホン誘導体を挙げることができる。
ジスルホン誘導体としては、ジフェニルジスルホン誘導体、ジシクロヘキシルジスルホン誘導体等のジスルホン誘導体を挙げることができる。
【００８７】
ニトロベンジルスルホネート誘導体としては、ｐ−トルエンスルホン酸２，６−ジニトロベンジル、ｐ−トルエンスルホン酸２，４−ジニトロベンジル等のニトロベンジルスルホネート誘導体を挙げることができる。
【００８８】
スルホン酸エステル誘導体としては、１，２，３−トリス（メタンスルホニルオキシ）ベンゼン、１，２，３−トリス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）ベンゼン、１，２，３−トリス（ｐ−トルエンスルホニルオキシ）ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体を挙げることができる。
また、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド１−プロパンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド２−プロパンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド１−ペンタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド１−オクタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドｐ−トルエンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドｐ−メトキシベンゼンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド２−クロロエタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドベンゼンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド−２，４，６−トリメチルベンゼンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド１−ナフタレンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド２−ナフタレンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシ−２−フェニルスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシマレイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシマレイミドエタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシ−２−フェニルマレイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシグルタルイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシグルタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミドｐ−トルエンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシ−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボキシイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシ−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボキシイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシ−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボキシイミドｐ−トルエンスルホン酸エステル等のＮ−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体を挙げることができる。
【００８９】
特に、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸トリス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸（２−ノルボニル）メチル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウム、１，２’−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩、
ビス（ベンゼンスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｐ−トルエンスルホニル）ジアゾメタン、ビス（シクロヘキシルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｎ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（イソブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｓｅｃ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｎ−プロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（イソプロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、
ビス−Ｏ−（ｐ−トルエンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｎ−ブタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、
ビスナフチルスルホニルメタン等のビススルホン誘導体、
Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド１−プロパンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド２−プロパンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド１−ペンタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドｐ−トルエンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル等のＮ−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体が好ましく用いられる。
【００９０】
なお上記酸発生剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。オニウム塩は矩形性向上効果に優れ、ジアゾメタン誘導体及びグリオキシム誘導体は定在波低減効果に優れるため、両者を組み合わせることによりプロファイルの微調整を行うことが可能である。
酸発生剤の添加量は、ベース樹脂１００部（重量部、以下同様）に対して好ましくは０．１〜５０部、より好ましくは０．５〜４０部である。０．１部より少ないと露光時の酸発生量が少なく、感度及び解像力が劣る場合があり、５０部を超えるとレジストの透過率が低下し、解像力が劣る場合がある。
【００９１】
次に、本発明のポジ型レジスト材料、特には化学増幅ポジ型レジスト材料に配合される溶解阻止剤（溶解制御剤）としては、平均分子量が１００〜１，０００、好ましくは１５０〜８００で、かつ分子内にフェノール性水酸基を２つ以上有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不安定基により全体として平均０〜１００モル％の割合で置換した化合物又は分子内にカルボキシ基を有する化合物の該カルボキシ基の水素原子を酸不安定基により全体として平均５０〜１００モル％の割合で置換した化合物が好ましい。
【００９２】
なおフェノール性水酸基の水素原子の酸不安定基による置換率は、平均でフェノール性水酸基全体の０モル％以上、好ましくは３０モル％以上であり、その上限は１００モル％、より好ましくは８０モル％である。カルボキシ基の水素原子の酸不安定基による置換率は、平均でカルボキシ基全体の５０モル％以上、好ましくは７０モル％以上であり、その上限は１００モル％である。
この場合、かかるフェノール性水酸基を２つ以上有する化合物又はカルボキシ基を有する化合物としては、下記式（Ｄ１）〜（Ｄ１４）で示されるものが好ましい。
【００９３】
【化２５】

【００９４】
但し、上記式中Ｒ^２０１、Ｒ^２０２は、それぞれ水素原子、又は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基を示す。Ｒ^２０３は水素原子、又は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基、あるいは−（Ｒ^２０７）_ｈＣＯＯＨを示す。Ｒ^２０４は−（ＣＨ_２）_ｉ−（ｉ＝２〜１０）、炭素数６〜１０のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子を示す。Ｒ^２０５は、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数６〜１０のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子を示す。Ｒ^２０６は、水素原子、炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アルケニル基又はそれぞれ水酸基で置換されたフェニル基又はナフチル基を示す。Ｒ^２０７は、炭素数１〜１０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。Ｒ^２０８は、水素原子又は水酸基を示す。ｊは０〜５の整数である。ｕ、ｈは０又は１である。ｓ、ｔ、ｓ´、ｔ´、ｓ´´、ｔ´´はそれぞれｓ＋ｔ＝８、ｓ´＋ｔ´＝５、ｓ´´＋ｔ´´＝４を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも１つの水酸基を有するような数である。αは式（Ｄ８）、（Ｄ９）の化合物の分子量を１００〜１，０００とする数である。
【００９５】
なお上記化合物の重量平均分子量は１００〜１，０００、好ましくは１５０〜８００である。溶解阻止剤の配合量は、ベース樹脂１００重量部に対して０〜５０重量部、好ましくは５〜５０重量部、より好ましくは１０〜３０重量部であり、単独又は２種以上を混合して使用できる。配合量が少ないと解像性の向上がない場合があり、多すぎるとパターンの膜減りが生じ、解像度が低下する傾向がある。
【００９６】
更に、本発明のポジ型レジスト材料、特には化学増幅ポジ型レジスト材料には、塩基性化合物を配合することができる。
塩基性化合物としては、酸発生剤より発生する酸がレジスト膜中に拡散する際の拡散速度を抑制することができる化合物が適している。塩基性化合物の配合により、レジスト膜中での酸の拡散速度が抑制されて解像度が向上し、露光後の感度変化を抑制したり、基板や環境依存性を少なくし、露光余裕度やパターンプロファイル等を向上することができる。
【００９７】
このような塩基性化合物としては、第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられる。
【００９８】
具体的には、第一級の脂肪族アミン類として、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、イソブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、ペンチルアミン、ｔｅｒｔ−アミルアミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、セチルアミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラエチレンペンタミン等が例示され、第二級の脂肪族アミン類として、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジシクロペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジドデシルアミン、ジセチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルテトラエチレンペンタミン等が例示され、第三級の脂肪族アミン類として、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ−ｓｅｃ−ブチルアミン、トリペンチルアミン、トリシクロペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、トリドデシルアミン、トリセチルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルテトラエチレンペンタミン等が例示される。
【００９９】
また、混成アミン類としては、例えばジメチルエチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミン等が例示される。
【０１００】
芳香族アミン類及び複素環アミン類の具体例としては、アニリン誘導体（例えばアニリン、Ｎ−メチルアニリン、Ｎ−エチルアニリン、Ｎ−プロピルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、２−メチルアニリン、３−メチルアニリン、４−メチルアニリン、エチルアニリン、プロピルアニリン、トリメチルアニリン、２−ニトロアニリン、３−ニトロアニリン、４−ニトロアニリン、２，４−ジニトロアニリン、２，６−ジニトロアニリン、３，５−ジニトロアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルトルイジン等）、ジフェニル（ｐ−トリル）アミン、メチルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、フェニレンジアミン、ナフチルアミン、ジアミノナフタレン、ピロール誘導体（例えばピロール、２Ｈ−ピロール、１−メチルピロール、２，４−ジメチルピロール、２，５−ジメチルピロール、Ｎ−メチルピロール等）、オキサゾール誘導体（例えばオキサゾール、イソオキサゾール等）、チアゾール誘導体（例えばチアゾール、イソチアゾール等）、イミダゾール誘導体（例えばイミダゾール、４−メチルイミダゾール、４−メチル−２−フェニルイミダゾール等）、ピラゾール誘導体、フラザン誘導体、ピロリン誘導体（例えばピロリン、２−メチル−１−ピロリン等）、ピロリジン誘導体（例えばピロリジン、Ｎ−メチルピロリジン、ピロリジノン、Ｎ−メチルピロリドン等）、イミダゾリン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ピリジン誘導体（例えばピリジン、メチルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピリジン、４−（１−ブチルペンチル）ピリジン、ジメチルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジン、フェニルピリジン、３−メチル−２−フェニルピリジン、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン、ジフェニルピリジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシピリジン、ジメトキシピリジン、１−メチル−２−ピリドン、４−ピロリジノピリジン、１−メチル−４−フェニルピリジン、２−（１−エチルプロピル）ピリジン、アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等）、ピリダジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾリジン誘導体、ピペリジン誘導体、ピペラジン誘導体、モルホリン誘導体、インドール誘導体、イソインドール誘導体、１Ｈ−インダゾール誘導体、インドリン誘導体、キノリン誘導体（例えばキノリン、３−キノリンカルボニトリル等）、イソキノリン誘導体、シンノリン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキサリン誘導体、フタラジン誘導体、プリン誘導体、プテリジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントリジン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、１，１０−フェナントロリン誘導体、アデニン誘導体、アデノシン誘導体、グアニン誘導体、グアノシン誘導体、ウラシル誘導体、ウリジン誘導体等が例示される。
【０１０１】
更に、カルボキシ基を有する含窒素化合物としては、例えばアミノ安息香酸、インドールカルボン酸、アミノ酸誘導体（例えばニコチン酸、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、グリシルロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、リジン、３−アミノピラジン−２−カルボン酸、メトキシアラニン）等が例示され、スルホニル基を有する含窒素化合物として３−ピリジンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム等が例示され、水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物としては、２−ヒドロキシピリジン、アミノクレゾール、２，４−キノリンジオール、３−インドールメタノールヒドレート、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、２，２’−イミノジエタノール、２−アミノエタノ−ル、３−アミノ−１−プロパノール、４−アミノ−１−ブタノール、４−（２−ヒドロキシエチル）モルホリン、２−（２−ヒドロキシエチル）ピリジン、１−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、１−［２−（２−ヒドロキシエトキシ）エチル］ピペラジン、ピペリジンエタノール、１−（２−ヒドロキシエチル）ピロリジン、１−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリジノン、３−ピペリジノ−１，２−プロパンジオール、３−ピロリジノ−１，２−プロパンジオール、８−ヒドロキシユロリジン、３−クイヌクリジノール、３−トロパノール、１−メチル−２−ピロリジンエタノール、１−アジリジンエタノール、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）フタルイミド、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）イソニコチンアミド等が例示される。
【０１０２】
アミド誘導体としては、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド等が例示される。
イミド誘導体としては、フタルイミド、サクシンイミド、マレイミド等が例示される。
【０１０３】
更に、下記一般式（Ｂ）−１で示される塩基性化合物から選ばれる１種または２種以上を添加することもできる。
Ｎ（Ｘ）_ｎ（Ｙ）_３−ｎ （Ｂ）−１
式中、ｎ＝１、２、３である。側鎖Ｘは同一でも異なっていても良く、下記一般式（Ｘ）−１ 〜 （Ｘ）−３で表すことができる。側鎖Ｙは同一または異種の、水素原子もしくは直鎖状、分岐状または環状の炭素数１〜２０のアルキル基を示し、エーテル基もしくはヒドロキシル基を含んでもよい。また、Ｘ同士が結合して環を形成しても良い。
【０１０４】
【化２６】

【０１０５】
ここでＲ^３００、Ｒ^３０２、Ｒ^３０５は、炭素数１〜４の直鎖状、分岐状のアルキレン基であり、Ｒ^３０１、Ｒ^３０４は、水素原子、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状、環状のアルキル基であり、ヒドロキシ基、エーテル基、エステル基、ラクトン環を１あるいは複数含んでいても良い。
Ｒ^３０３は、単結合、炭素数１〜４の直鎖状、分岐状のアルキレン基であり、Ｒ^３０６は、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状、環状のアルキル基であり、ヒドロキシ基、エーテル基、エステル基、ラクトン環を１あるいは複数含んでいても良い。
【０１０６】
一般式（Ｂ）−１で表される化合物は具体的には下記に例示される。
トリス（２−メトキシメトキシエチル）アミン、トリス｛２−（２−メトキシエトキシ）エチル｝アミン、トリス｛２−（２−メトキシエトキシメトキシ）エチル｝アミン、トリス｛２−（１−メトキシエトキシ）エチル｝アミン、トリス｛２−（１−エトキシエトキシ）エチル｝アミン、トリス｛２−（１−エトキシプロポキシ）エチル｝アミン、トリス［２−｛２−（２−ヒドロキシエトキシ）エトキシ｝エチル］アミン、４，７，１３，１６，２１，２４−ヘキサオキサ−１，１０−ジアザビシクロ［８．８．８］ヘキサコサン、４，７，１３，１８−テトラオキサ−１，１０−ジアザビシクロ［８．５．５］エイコサン、１，４，１０，１３−テトラオキサ−７，１６−ジアザビシクロオクタデカン、１−アザ−１２−クラウン−４、１−アザ−１５−クラウン−５、１−アザ−１８−クラウン−６、トリス（２−フォルミルオキシエチル）アミン、トリス（２−ホルミルオキシエチル）アミン、トリス（２−アセトキシエチル）アミン、トリス（２−プロピオニルオキシエチル）アミン、トリス（２−ブチリルオキシエチル）アミン、トリス（２−イソブチリルオキシエチル）アミン、トリス（２−バレリルオキシエチル）アミン、トリス（２−ピバロイルオキシエチル）アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（アセトキシアセトキシ）エチルアミン、トリス（２−メトキシカルボニルオキシエチル）アミン、トリス（２−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシエチル）アミン、トリス［２−（２−オキソプロポキシ）エチル］アミン、トリス［２−（メトキシカルボニルメチル）オキシエチル］アミン、トリス［２−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシ）エチル］アミン、トリス［２−（シクロヘキシルオキシカルボニルメチルオキシ）エチル］アミン、トリス（２−メトキシカルボニルエチル）アミン、トリス（２−エトキシカルボニルエチル）アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（メトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（メトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（エトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（エトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（２−メトキシエトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（２−メトキシエトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（２−ヒドロキシエトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（２−アセトキシエトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−［（メトキシカルボニル）メトキシカルボニル］エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−［（メトキシカルボニル）メトキシカルボニル］エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（２−オキソプロポキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（２−オキソプロポキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（テトラヒドロフルフリルオキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（テトラヒドロフルフリルオキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−［（２−オキソテトラヒドロフラン−３−イル）オキシカルボニル］エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−［（２−オキソテトラヒドロフラン−３−イル）オキシカルボニル］エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（４−ヒドロキシブトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ホルミルオキシエチル）２−（４−ホルミルオキシブトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ホルミルオキシエチル）２−（２−ホルミルオキシエトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−メトキシエチル）２−（メトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ビス［２−（メトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−（２−アセトキシエチル）ビス［２−（メトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ビス［２−（エトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−（２−アセトキシエチル）ビス［２−（エトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−（３−ヒドロキシ−１−プロピル）ビス［２−（メトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−（３−アセトキシ−１−プロピル）ビス［２−（メトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−（２−メトキシエチル）ビス［２−（メトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−ブチルビス［２−（メトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−ブチルビス［２−（２−メトキシエトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−メチルビス（２−アセトキシエチル）アミン、Ｎ−エチルビス（２−アセトキシエチル）アミン、Ｎ−メチルビス（２−ピバロイルオキシエチル）アミン、Ｎ−エチルビス［２−（メトキシカルボニルオキシ）エチル］アミン、Ｎ−エチルビス［２−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシ）エチル］アミン、トリス（メトキシカルボニルメチル）アミン、トリス（エトキシカルボニルメチル）アミン、Ｎ−ブチルビス（メトキシカルボニルメチル）アミン、Ｎ−ヘキシルビス（メトキシカルボニルメチル）アミン、β−（ジエチルアミノ）−δ−バレロラクトンを例示できるが、これらに制限されない。
【０１０７】
更に下記一般式（Ｂ）−２に示される環状構造を持つ塩基性化合物の１種あるいは２種以上を添加することもできる。
【化２７】

（ 式中、Ｘは前述の通り、Ｒ３０７は炭素数２〜２０の直鎖状、分岐状のアルキレン基であり、カルボニル基、エーテル基、エステル基、スルフィドを１個あるいは複数個含んでいても良い。）
【０１０８】
（Ｂ）−２は具体的には、１−［２−（メトキシメトキシ）エチル］ピロリジン、１−［２−（メトキシメトキシ）エチル］ピペリジン、４−［２−（メトキシメトキシ）エチル］モルホリン、１−［２−［（２−メトキシエトキシ）メトキシ］エチル］ピロリジン、１−［２−［（２−メトキシエトキシ）メトキシ］エチル］ピペリジン、４−［２−［（２−メトキシエトキシ）メトキシ］エチル］モルホリン、酢酸２−（１−ピロリジニル）エチル、酢酸２−ピペリジノエチル、酢酸２−モルホリノエチル、ギ酸２−（１−ピロリジニル）エチル、プロピオン酸２−ピペリジノエチル、アセトキシ酢酸２−モルホリノエチル、メトキシ酢酸２−（１−ピロリジニル）エチル、４−［２−（メトキシカルボニルオキシ）エチル］モルホリン、１−［２−（ｔ−ブトキシカルボニルオキシ）エチル］ピペリジン、４−［２−（２−メトキシエトキシカルボニルオキシ）エチル］モルホリン、３−（１−ピロリジニル）プロピオン酸メチル、３−ピペリジノプロピオン酸メチル、３−モルホリノプロピオン酸メチル、３−（チオモルホリノ）プロピオン酸メチル、２−メチル−３−（１−ピロリジニル）プロピオン酸メチル、３−モルホリノプロピオン酸エチル、３−ピペリジノプロピオン酸メトキシカルボニルメチル、３−（１−ピロリジニル）プロピオン酸２−ヒドロキシエチル、３−モルホリノプロピオン酸２−アセトキシエチル、３−（１−ピロリジニル）プロピオン酸２−オキソテトラヒドロフラン−３−イル、３−モルホリノプロピオン酸テトラヒドロフルフリル、３−ピペリジノプロピオン酸グリシジル、３−モルホリノプロピオン酸２−メトキシエチル、３−（１−ピロリジニル）プロピオン酸２−（２−メトキシエトキシ）エチル、３−モルホリノプロピオン酸ブチル、３−ピペリジノプロピオン酸シクロヘキシル、α−（１−ピロリジニル）メチル−γ−ブチロラクトン、β−ピペリジノ−γ−ブチロラクトン、β−モルホリノ−δ−バレロラクトン、１−ピロリジニル酢酸メチル、ピペリジノ酢酸メチル、モルホリノ酢酸メチル、チオモルホリノ酢酸メチル、１−ピロリジニル酢酸エチル、モルホリノ酢酸２−メトキシエチル等を挙げることができる。
【０１０９】
更に、下記一般式（Ｂ）−３ 〜 （Ｂ）−６で表されるシアノ基を含む塩基性化合物を添加することができる。
【化２８】

（ 式中、Ｘ、Ｒ３０７、ｎは前述の通り、Ｒ３０８、Ｒ３０９は同一又は異種の炭素数１〜４の直鎖状、分岐状のアルキレン基である。）
【０１１０】
シアノ基を含む塩基は、具体的には３−（ジエチルアミノ）プロピオノニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ホルミルオキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−メトキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス［２−（メトキシメトキシ）エチル］−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（２−メトキシエチル）−３−アミノプロピオン酸メチル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピオン酸メチル、Ｎ−（２−アセトキシエチル）−Ｎ−（２−シアノエチル）−３−アミノプロピオン酸メチル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−エチル−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−アセトキシエチル）−Ｎ−（２−シアノエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（２−ホルミルオキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（２−メトキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−［２−（メトキシメトキシ）エチル］−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（３−ヒドロキシ−１−プロピル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（３−アセトキシ−１−プロピル）−Ｎ−（２−シアノエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（３−ホルミルオキシ−１−プロピル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−テトラヒドロフルフリル−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−シアノエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、ジエチルアミノアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ホルミルオキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−メトキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス［２−（メトキシメトキシ）エチル］アミノアセトニトリル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）−３−アミノプロピオン酸メチル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピオン酸メチル、Ｎ−（２−アセトキシエチル）−Ｎ−シアノメチル−３−アミノプロピオン酸メチル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ−（２−アセトキシエチル）−Ｎ−（シアノメチル）アミノアセトニトリル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−（２−ホルミルオキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−［２−（メトキシメトキシ）エチル］アミノアセトニトリル、Ｎ−（シアノメチル）−Ｎ−（３−ヒドロキシ−１−プロピル）アミノアセトニトリル、Ｎ−（３−アセトキシ−１−プロピル）−Ｎ−（シアノメチル）アミノアセトニトリル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−（３−ホルミルオキシ−１−プロピル）アミノアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（シアノメチル）アミノアセトニトリル、１−ピロリジンプロピオノニトリル、１−ピペリジンプロピオノニトリル、４−モルホリンプロピオノニトリル、１−ピロリジンアセトニトリル、１−ピペリジンアセトニトリル、４−モルホリンアセトニトリル、３−ジエチルアミノプロピオン酸シアノメチル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピオン酸シアノメチル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）−３−アミノプロピオン酸シアノメチル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ホルミルオキシエチル）−３−アミノプロピオン酸シアノメチル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−メトキシエチル）−３−アミノプロピオン酸シアノメチル、Ｎ，Ｎ−ビス［２−（メトキシメトキシ）エチル］−３−アミノプロピオン酸シアノメチル、３−ジエチルアミノプロピオン酸（２−シアノエチル）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピオン酸（２−シアノエチル）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）−３−アミノプロピオン酸（２−シアノエチル）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ホルミルオキシエチル）−３−アミノプロピオン酸（２−シアノエチル）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−メトキシエチル）−３−アミノプロピオン酸（２−シアノエチル）、Ｎ，Ｎ−ビス［２−（メトキシメトキシ）エチル］−３−アミノプロピオン酸（２−シアノエチル）、１−ピロリジンプロピオン酸シアノメチル、１−ピペリジンプロピオン酸シアノメチル、４−モルホリンプロピオン酸シアノメチル、１−ピロリジンプロピオン酸（２−シアノエチル）、１−ピペリジンプロピオン酸（２−シアノエチル）、４−モルホリンプロピオン酸（２−シアノエチル）等が例示される。
【０１１１】
なお、本発明における塩基性化合物の配合量は、全ベース樹脂１００部に対して０．００１〜２部、特に０．０１〜１部が好適である。配合量が０．００１部より少ないと配合効果がなく、２部を超えると感度が低下しすぎる場合がある。
【０１１２】
本発明のポジ型レジスト材料に添加することができる分子内に≡Ｃ−ＣＯＯＨで示される基を有する化合物としては、例えば下記Ｉ群及びＩＩ群から選ばれる１種又は２種以上の化合物を使用することができるが、これらに限定されるものではない。本成分の配合により、レジストのＰＥＤ安定性が向上し、窒化膜基板上でのエッジラフネスが改善される。
【０１１３】
〔Ｉ群〕
下記一般式（Ａ１）〜（Ａ１０）で示される化合物のフェノール性水酸基の水素原子の一部又は全部を−Ｒ^４０１−ＣＯＯＨ（Ｒ^４０１は炭素数１〜１０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基）により置換してなり、かつ分子中のフェノール性水酸基（Ｃ）と≡Ｃ−ＣＯＯＨで示される基（Ｄ）とのモル比率がＣ／（Ｃ＋Ｄ）＝０．１〜１．０である化合物。
【０１１４】
【化２９】

【０１１５】
但し、式中Ｒ^４０８は、水素原子又はメチル基を示す。Ｒ^４０２、Ｒ^４０３は、それぞれ水素原子又は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基を示す。Ｒ^４０４は、水素原子又は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基、あるいは−（Ｒ^４０９）ｈ−ＣＯＯＲ´基（Ｒ´は水素原子又は−Ｒ^４０９−ＣＯＯＨ）を示す。Ｒ^４０５は、−（ＣＨ２）_ｉ−（ｉ＝２〜１０）、炭素数６〜１０のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子を示す、Ｒ^４０６は、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数６〜１０のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子を示す。Ｒ^４０７は、水素原子又は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アルケニル基、それぞれ水酸基で置換されたフェニル基又はナフチル基を示す。Ｒ^４０９は、炭素数１〜１０の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基又は−Ｒ^４１１−ＣＯＯＨ基を示す。Ｒ^４１０は、水素原子、炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基又は−Ｒ^４１１−ＣＯＯＨ基を示す。Ｒ^４１１は、炭素数１〜１０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。ｈは１〜４の整数である。ｊは０〜３、ｓ、ｔは、それぞれｓ１＋ｔ１＝８、ｓ２＋ｔ２＝５、ｓ３＋ｔ３＝４、ｓ４＋ｔ４＝６を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも１つの水酸基を有するような数である。ｕは１〜４の整数である。κは式（Ａ６）の化合物を重量平均分子量１，０００〜５，０００とする数である。λは式（Ａ７）の化合物を重量平均分子量１，０００〜１０，０００とする数である。
【０１１６】
〔ＩＩ群〕
下記一般式（Ａ１１）〜（Ａ１５）で示される化合物。
【化３０】

【０１１７】
Ｒ^４０２、Ｒ^４０３、Ｒ^４１１は、上記と同様の意味を示す。Ｒ^４１２は、水素原子又は水酸基を示す。ｓ５、ｔ５は、ｓ５≧０、ｔ５≧０で、ｓ５＋ｔ５＝５を満足する数である。ｈ´は０又は１である。
【０１１８】
本成分として、具体的には下記一般式ＡＩ−１〜１４及びＡＩＩ―１〜１０で示される化合物を挙げることができる。ただし、これらに限定されるものではない。
【０１１９】
【化３１】

【０１２０】
【化３２】

【０１２１】
上記式中、Ｒ´´は水素原子又はＣＨ_２ＣＯＯＨ基を示し、各化合物においてＲ´´の１０〜１００モル％はＣＨ_２ＣＯＯＨ基である。λ、κは、上記と同様の意味を示す。
【０１２２】
なお、上記分子内に≡Ｃ−ＣＯＯＨで示される基を有する化合物の添加量は、ベース樹脂１００部に対して０〜５部、好ましくは０．１〜５部、より好ましくは０．１〜３部、更に好ましくは０．１〜２部である。５部より多いとレジスト材料の解像度が低下する場合がある。
【０１２３】
本発明のポジ型レジスト材料、特には化学増幅ポジ型レジスト材料中には、更に、塗布性を向上させる等のための界面活性剤を加えることができる。
【０１２４】
界面活性剤の例としては、特に限定されるものではないが、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリ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ン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、ソルビタンモノバルミテート、ソルビタンモノ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バルミテート、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のノニオン系界面活性剤、エフトップＥＦ３０１、ＥＦ３０３、ＥＦ３５２（トーケムプトダクツ）、メガファックＦ１７１、Ｆ１７２、Ｆ１７３（大日本インキ化学工業）、フロラードＦＣ４３０、ＦＣ４３１（住友スリーエム）、アサヒガードＡＧ７１０、サーフロンＳ−３８１、Ｓ―３８２、ＳＣ１０１、ＳＣ１０２，ＳＣ１０３、ＳＣ１０４、ＳＣ１０５、ＳＣ１０６、サーフィノールＥ１００４、ＫＨ−１０、ＫＨ−２０、ＫＨ−３０、ＫＨ−４０（旭硝子）等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマ−ＫＰ−３４１、Ｘ−７０−０９２、Ｘ−７０−０９３（信越化学工業）、アクリル酸系又はメタクリル酸系ポリフローＮｏ．７５，Ｎｏ．９５（共栄社油脂化学工業）が挙げられ、中でもＦＣ４３０、サーフロンＳ−３８１、サーフィノールＥ１００４、ＫＨ−２０、ＫＨ−３０が好適である。これらは単独あるいは２種以上の組み合わせで用いることができる。
【０１２５】
本発明のポジ型レジスト材料、特には化学増幅ポジ型レジスト材料中の界面活性剤の添加量としては、レジスト材料組成物中の固形分１００重量部に対して２重量部以下、好ましくは１重量部以下である。
【０１２６】
本発明のポジ型レジスト材料、例えば有機溶剤と、一般式（１）及び／または一般式（２）で示される高分子化合物と、酸発生剤、塩基性化合物を含む化学増幅ポジ型レジスト材料を種々の集積回路製造に用いる場合は、特に限定されないが公知のリソグラフィー技術に適用することができる。
【０１２７】
例えば、本発明のポジ型レジスト材料を、集積回路製造用の基板（Ｓｉ，ＳｉＯ２，ＳｉＮ，ＳｉＯＮ，ＴｉＮ，ＷＳｉ，ＢＰＳＧ，ＳＯＧ，有機反射防止膜、Ｃｒ、ＣｒＯ、ＣｒＯＮ、ＭｏＳｉ等）上にスピンコート、ロールコート、フローコート、ディップコート、スプレーコート、ドクターコート等の適当な塗布方法により塗布膜厚が０．１〜２．０μｍとなるように塗布する。これをホットプレート上で６０〜１５０℃、１〜１０分間、好ましくは８０〜１２０℃、１〜５分間プリベークする。次いで、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線、エキシマレーザー、γ線、シンクロトロン放射線等の高エネルギー線から選ばれる光源、好ましくは３００ｎｍ以下の露光波長で目的とするパターンを、所定のマスクを通じてもしくは直接露光を行う。露光量は１〜２００ｍＪ／ｃｍ２程度、好ましくは１０〜１００ｍＪ／ｃｍ２程度となるように露光することが好ましい。次に、ホットプレート上で６０〜１５０℃、１〜５分間、好ましくは８０〜１２０℃、１〜３分間ポストエクスポージャベーク（ＰＥＢ）する。
【０１２８】
更に、０．１〜５％、好ましくは２〜３％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）等のアルカリ水溶液の現像液を用い、０．１〜３分間、好ましくは０．５〜２分間、浸漬（ｄｉｐ）法、パドル（ｐｕｄｄｌｅ）法、スプレー（ｓｐｒａｙ）法等の常法により現像することにより、光を照射した部分は現像液に溶解し、露光されなかった部分は溶解せず、基板上に目的のポジ型のパターンが形成される。なお、本発明のレジスト材料は、特に高エネルギー線の中でも２５４〜１９３ｎｍの遠紫外線、１５７ｎｍの真空紫外線、電子線、軟Ｘ線、Ｘ線、エキシマレーザー、γ線、シンクロトロン放射線による微細パターニングに最適である。
【０１２９】
【実施例】
以下、合成例、比較合成例、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例等に制限されるものではない。
【０１３０】
（合成例１）
２Ｌのフラスコに７−アセトキシインデン４５ｇ、溶媒としてテトラヒドロフランを８０ｇ添加した。この反応容器を窒素雰囲気下、重合開始剤として硫酸１ｇ加え、６０℃まで昇温後、１５時間反応させた。この反応溶液を１／２まで濃縮し、メタノール２．５Ｌ、水０．２Ｌの混合溶液中に沈殿させ、得られた白色固体を濾過後、６０℃で減圧乾燥し、白色重合体３５ｇを得た。このポリマーをメタノール０．３Ｌ、テトラヒドロフラン０．７Ｌに再度溶解し、トリエチルアミン３０ｇ、水１０ｇを加え、脱保護反応を行い、酢酸を用いて中和した。反応溶液を濃縮後、アセトン０．５Ｌに溶解し、上記と同様の沈殿、濾過、乾燥を行い、白色重合体３０ｇを得た。
【０１３１】
得られた重合体を１３Ｃ，１Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
７−ヒドロキシインデン
重量平均分子量（Ｍｗ）＝４２００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．８８
この高分子化合物を（ポリマー１）とする。
【０１３２】
（合成例２）
２Ｌのフラスコに７−アセトキシインデン３８ｇ、インデン１２ｇ、溶媒としてテトラヒドロフランを８０ｇ添加した。この反応容器を窒素雰囲気下、重合開始剤として硫酸１ｇ加え、６０℃まで昇温後、１５時間反応させた。この反応溶液を１／２まで濃縮し、メタノール２．５Ｌ、水０．２Ｌの混合溶液中に沈殿させ、得られた白色固体を濾過後、６０℃で減圧乾燥し、白色重合体３８ｇを得た。このポリマーをメタノール０．３Ｌ、テトラヒドロフラン０．７Ｌに再度溶解し、トリエチルアミン３０ｇ、水１０ｇを加え、脱保護反応を行い、酢酸を用いて中和した。反応溶液を濃縮後、アセトン０．５Ｌに溶解し、上記と同様の沈殿、濾過、乾燥を行い、白色重合体３４ｇを得た。
【０１３３】
得られた重合体を１３Ｃ，１Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
７−ヒドロキシインデン：インデン＝８８：１２
重量平均分子量（Ｍｗ）＝４６００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．７７
この高分子化合物を（ポリマー２）とする。
【０１３４】
（合成例３）
２Ｌのフラスコに６−アセトキシインデン３３ｇ、インデン１８ｇ、溶媒としてテトラヒドロフランを８０ｇ添加した。この反応容器を窒素雰囲気下、重合開始剤として硫酸１ｇ加え、６０℃まで昇温後、１５時間反応させた。この反応溶液を１／２まで濃縮し、メタノール２．５Ｌ、水０．２Ｌの混合溶液中に沈殿させ、得られた白色固体を濾過後、６０℃で減圧乾燥し、白色重合体３９ｇを得た。このポリマーをメタノール０．３Ｌ、テトラヒドロフラン０．７Ｌに再度溶解し、トリエチルアミン３０ｇ、水１０ｇを加え、脱保護反応を行い、酢酸を用いて中和した。反応溶液を濃縮後、アセトン０．５Ｌに溶解し、上記と同様の沈殿、濾過、乾燥を行い、白色重合体３６ｇを得た。
【０１３５】
得られた重合体を１３Ｃ，１Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
６−ヒドロキシインデン：インデン＝７８：２２
重量平均分子量（Ｍｗ）＝４９００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．７８
この高分子化合物を（ポリマー３）とする。
【０１３６】
（合成例４）
ポリマー１の４０ｇをテトラヒドロフラン４００ｍＬに溶解し、メタンスルホン酸１．４ｇ、エチルビニルエーテル１２．３ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）２．５ｇを加え反応を停止させ、この反応溶液を酢酸水５Ｌを用いて晶出沈殿させ、さらに２回の水洗を行ない、得られた白色固体を濾過後、４０℃で減圧乾燥し、白色重合体４７ｇを得た。
【０１３７】
得られた重合体を１３Ｃ，１Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
７−ヒドロキシインデン：７−エトキシエトキシインデン＝６０．２：３９．８
重量平均分子量（Ｍｗ）＝４６００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．８８
この高分子化合物を（ポリマー４）とする。
【０１３８】
（合成例５）
ポリマー２の４０ｇをテトラヒドロフラン４００ｍＬに溶解し、メタンスルホン酸１．４ｇ、エチルビニルエーテル１０．１ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）２．５ｇを加え反応を停止させ、この反応溶液を酢酸水５Ｌを用いて晶出沈殿させ、さらに２回の水洗を行ない、得られた白色固体を濾過後、４０℃で減圧乾燥し、白色重合体４４ｇを得た。
【０１３９】
得られた重合体を１３Ｃ，１Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
７−ヒドロキシインデン：インデン：７−エトキシエトキシインデン＝６５．５：１２．０：２２．５
重量平均分子量（Ｍｗ）＝５１００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．７８
この高分子化合物を（ポリマー５）とする。
【０１４０】
［合成例６］
ポリマー３の４０ｇをテトラヒドロフラン４００ｍＬに溶解し、メタンスルホン酸１．４ｇ、エチルビニルエーテル１１．１ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）２．５ｇを加え反応を停止させ、この反応溶液を酢酸水５Ｌを用いて晶出沈殿させ、さらに２回の水洗を行ない、得られた白色固体を濾過後、４０℃で減圧乾燥し、白色重合体４２ｇを得た。
【０１４１】
得られた重合体を１３Ｃ，１Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
６−ヒドロキシインデン：インデン：６−エトキシエトキシインデン＝５９．９：２２．３：１７．８
重量平均分子量（Ｍｗ）＝４８００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．７８
この高分子化合物を（ポリマー６）とする。
【０１４２】
（合成例７）
ポリマー２の４０ｇをピリジン４００ｍｌに溶解させ、４５℃で撹拌しながら二炭酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチル２２．６ｇを添加した。１時間反応させた後、水３Ｌに反応液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン１００ｍｌに溶解させ、水５Ｌに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、ポリマーを得た。
【０１４３】
得られた重合体を１３Ｃ，１Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
７−ヒドロキシインデン：インデン：７−ｔブトキシカルボニルインデン＝７０．９：１２．０：１７．１
重量平均分子量（Ｍｗ）＝５５００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．７８
この高分子化合物を（ポリマー７）とする。
【０１４４】
（比較合成例１）
２Ｌのフラスコを用いて、ポリヒドロキシスチレン（Ｍｗ＝１１０００，Ｍｗ／Ｍｎ＝１．０８）４０ｇをテトラヒドロフラン４００ｍＬに溶解し、メタンスルホン酸１．４ｇ、エチルビニルエーテル１２．３ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）２．５ｇを加え反応を停止させ、この反応溶液を酢酸水５Ｌを用いて晶出沈殿させ、さらに２回の水洗を行ない、得られた白色固体を濾過後、４０℃で減圧乾燥し、白色重合体４７ｇを得た。
【０１４５】
得られた重合体を１３Ｃ，１Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
ヒドロキシスチレン：ｐ−エトキシエトキシスチレン＝６３．５：３６．５
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１３０００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．１０
この高分子化合物を（比較ポリマー１）とする。
【０１４６】
（比較合成例２）
２Ｌのフラスコにメタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル４３．０ｇ、４−アセトキシスチレン１１３．８ｇ、溶媒としてトルエンを１３０ｇ添加した。この反応容器を窒素雰囲気下、−７０℃まで冷却し、減圧脱気、窒素フローを３回繰り返した。室温まで昇温後、重合開始剤としてＡＩＢＮを４．１ｇ加え、６０℃まで昇温後、１５時間反応させた。この反応溶液を１／２まで濃縮し、メタノール４．５Ｌ、水０．５Ｌの混合溶液中に沈殿させ、得られた白色固体を濾過後、６０℃で減圧乾燥し、白色重合体１２５ｇを得た。このポリマーをメタノール０．５Ｌ、テトラヒドロフラン１．０Ｌに再度溶解し、トリエチルアミン７０ｇ、水１５ｇを加え、脱保護反応を行い、酢酸を用いて中和した。反応溶液を濃縮後、アセトン０．５Ｌに溶解し、上記と同様の沈殿、濾過、乾燥を行い、白色重合体１１２ｇを得た。
【０１４７】
得られた重合体を１３Ｃ，１Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
メタクリル酸ｔ−ブチル：４−ヒドロキシスチレン＝３２：６８
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１２４００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．７５
この高分子化合物を（比較ポリマー２）とする
【０１４８】
（実施例、比較例）
上記で合成した高分子化合物を用いて、下記表１に示される組成で溶解させた溶液を、０．２μｍサイズのフィルターでろ過してポジ型レジスト材料を調整した。
表１中の各組成は次の通りである。
【０１４９】
ポリマー４〜ポリマー７：合成例４〜７より、
比較ポリマー１、比較ポリマー２：比較合成例１、比較合成例２より、
有機溶剤：ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールメチルエーテルアセテート）
酸発生剤：ＰＡＧ１、ＰＡＧ２、ＰＡＧ３（下記構造式参照）
【化３３】

【０１５０】
塩基性化合物：トリブチルアミン、トリエタノールアミン、
ＴＭＭＥＡ、ＡＡＡ、ＡＡＣＮ（下記構造式参照）
【化３４】

【０１５１】
溶解阻止剤：ＤＲＩ１（下記構造式参照）
【化３５】

【０１５２】
得られたポジ型レジスト材料をシリコンウエーハにＤＵＶ−３０（日産化学製）を５５ｎｍの膜厚で製膜した基板上にスピンコーティングし、ホットプレートを用いて１１０℃で９０秒間ベークし、レジストの厚みを３００ｎｍにした。
これをエキシマレーザーステッパー（ニコン社、ＮＳＲ−Ｓ２０３Ｂ，ＮＡ−０．６８、σ０．７５、２／３輪帯照明）を用いて露光し、露光後直ちに１１０℃で９０秒間ベークし、２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液で６０秒間現像を行って、ポジ型のパターンを得た。
【０１５３】
得られたレジストパターンを次のように評価した。
０．１５μｍのラインアンドスペースを１：１で解像する露光量をレジストの感度として、この露光量において分離しているラインアンドスペースの最小線幅を評価レジストの解像度とした。
また、測長ＳＥＭ（日立製作所製Ｓ−９２２０）を用いて、０．１５μｍのラインアンドスペースのラインエッジラフネスを測定した。
結果を表１に併記した。
【０１５４】
耐ドライエッチング性の試験では、上記各ポリマー２ｇにＰＧＭＥＡ１０ｇを溶解させて０．２μｍサイズのフィルターで濾過したポリマー溶液をＳｉ基板にスピンコートで製膜し、３００ｎｍの厚さの膜にし、以下のような２系統の条件で評価した。
【０１５５】
（１）ＣＨＦ_３／ＣＦ_４系ガスでのエッチング試験
東京エレクトロン株式会社製ドライエッチング装置ＴＥ−８５００Ｐを用い、エッチング前後のポリマー膜の膜厚差を求めた。
エッチング条件は下記に示す通りである。
チャンバー圧力 ４０．０Ｐａ
ＲＦパワー １，３００Ｗ
ギャップ ９ｍｍ
ＣＨＦ_３ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
ＣＦ_４ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
Ａｒガス流量 １００ｍｌ／ｍｉｎ
時間 ６０ｓｅｃ
【０１５６】
（２）Ｃｌ_２／ＢＣｌ_３系ガスでのエッチング試験
日電アネルバ株式会社製ドライエッチング装置Ｌ−５０７Ｄ−Ｌを用い、エッチング前後のポリマー膜の膜厚差を求めた。
エッチング条件は下記に示す通りである。
チャンバー圧力 ４０．０Ｐａ
ＲＦパワー ３００Ｗ
ギャップ ９ｍｍ
Ｃｌ_２ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
ＢＣｌ_３ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
ＣＨＦ_３ガス流量 １００ｍｌ／ｍｉｎ
Ｏ_２ガス流量 ２ｍｌ／ｍｉｎ
時間 ６０ｓｅｃ
【０１５７】
この評価では、膜厚差の少ないもの、すなわち減少量が少ないものがエッチング耐性があることを示している。
結果を表２に示した。
【０１５８】
【表１】

【０１５９】
【表２】

【０１６０】
表１、２の結果より、本発明の高分子化合物を用いたポジ型レジスト材料は、十分な解像力と感度を満たしている上に、ラインエッジラフネスが小さく、エッチング後の膜厚差が小さいことから、非常に優れた耐ドライエッチング性を有していることがわかる。
【０１６１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１６２】
例えば、上記ではポジ型レジスト材料に酸発生剤、塩基性化合物、溶解阻止剤、有機溶剤を配合して化学増幅ポジ型レジスト材料を構成する場合について例を挙げて説明したが、本発明はこれには限定されず、これらの添加剤等を配合するのは任意であり、必要に応じ界面活性剤その他の添加剤等を配合してもよいし、一部組成の省略等も有り得る。
【０１６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、酸不安定基で置換されたヒドロキシインデンを重合させて得られる高分子化合物をベース樹脂としてポジ型レジスト材料に配合することにより、露光前後のアルカリ溶解速度コントラストが大幅に高く、高感度で高解像性を有し、ラインエッジラフネスが小さく、その上優れたエッチング耐性を示す。したがって、特に超ＬＳＩ製造用の微細パターン形成材料として好適なポジ型レジスト材料、特には化学増幅ポジ型レジスト材料を得ることができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, by blending a homopolymer of hydroxyindene substituted with an acid labile group into a resist material as a base resin, the alkali dissolution rate contrast before and after exposure is significantly high, and high sensitivity and high resolution are obtained. The present invention relates to a positive resist material having a small line edge roughness and exhibiting excellent etching resistance, and particularly suitable as a material for manufacturing an ultra LSI or for forming a fine pattern of a photomask, particularly a chemically amplified positive resist material.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as the integration and speed of LSIs have been increased and the pattern rules have been required to be finer, far-ultraviolet lithography has been regarded as a promising next-generation fine processing technology. Deep-UV lithography can also process 0.5 μm or less, and when a resist material with low light absorption is used, a pattern having side walls nearly perpendicular to the substrate can be formed.
[0003]
A recently developed acid-catalyzed chemically amplified positive resist material (see Japanese Patent Publication No. 2-27660 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-27829) utilizes a high-brightness KrF excimer laser as a light source for far ultraviolet rays. It is used as a resist material particularly promising for deep ultraviolet lithography, which has high sensitivity, resolution, dry etching resistance, and excellent characteristics.
[0004]
As such a chemically amplified positive resist material, a two-component system comprising a base polymer and an acid generator, and a three-component system comprising a base polymer, an acid generator and a dissolution inhibitor having an acid labile group are known. .
[0005]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-115440 proposes a resist material comprising poly-p-tert-butoxystyrene and an acid generator. A two-component resist material comprising a resin having a tert-butoxy group and an acid generator. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-21258 discloses a polymethacrylate containing a methyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a tetrahydropyranyl group and a trimethylsilyl group. A two-component resist material comprising hydroxystyrene and an acid generator has been proposed.
[0006]
Further, JP-A-6-100488 discloses poly [3,4-bis (2-tetrahydropyranyloxy) styrene], poly [3,4-bis (tert-butoxycarbonyloxy) styrene], and poly [3,4-bis (tert-butoxycarbonyloxy) styrene]. A resist material comprising a polydihydroxystyrene derivative such as 5-bis (2-tetrahydropyranyloxy) styrene] and an acid generator has been proposed.
[0007]
However, the base resin of these resist materials has an acid labile group in a side chain, and the acid labile group is decomposed by a strong acid such as a tert-butyl group and a tert-butoxycarbonyl group. However, the pattern shape of the resist material tends to be a T-top shape, while the alkoxyalkyl group such as an ethoxyethyl group is decomposed by a weak acid, so that the pattern shape increases with time from exposure to heat treatment. All of them have problems, such as having a disadvantage of being extremely thin and having a bulky group in a side chain, such as a decrease in heat resistance and an unsatisfactory sensitivity and resolution.
[0008]
Also, a resist material using a copolymer of hydroxystyrene and (meth) acrylic acid tertiary ester to achieve higher transparency and adhesion to the substrate, to improve tailing to the substrate, and to improve etching resistance. (See JP-A-3-275149 and JP-A-6-289608), however, this type of resist material has problems such as heat resistance and poor pattern shape after exposure. The resistance was not satisfactory either.
At present, as the resolution increases, the pattern becomes thinner at the same time, and accordingly, a resist material having higher etching resistance is desired.
[0009]
In recent years, the importance of controlling line edge roughness in forming fine patterns has been pointed out. Particularly, in electron beam exposure, the size of the line edge roughness when a pattern having a line width of 100 nm or less is formed is a problem. In electron beam exposure, a chemically amplified resist is a promising material that can achieve high sensitivity, but has a problem that line edge roughness is larger than that of a non-chemically amplified resist.
[0010]
The following method is effective for reducing line edge roughness. That is, in the case of light exposure, the optical contrast of the mask edge is increased. For example, a phase shift mask has higher optical contrast and lower line edge roughness than a normal mask having a chromium light-shielding region arranged on a quartz substrate. The modified illumination has higher optical contrast and lower line edge roughness than the normal illumination. In electron beam exposure, the higher the acceleration voltage, the lower the line edge roughness. Also, the thicker the line size, the higher the optical contrast and the smaller the line edge roughness, and the larger the pattern pitch, the higher the optical contrast and the smaller the line edge roughness.
[0011]
In a chemically amplified resist, the lower the sensitivity of the resist, the larger the amount of quencher added, the lower the roughness. The longer the diffusion distance of the acid, the lower the roughness. The roughness of the pattern side wall due to the standing wave in the photolithography increases as the acid generator that generates a bulky acid having a large molecular weight is added, and the pattern side wall is smoothed by the acid generator that generates an acid having a small molecular weight. However, increasing the acid diffusion distance blurs the contrast of the image, and in particular, degrades the resolution of a pattern of 100 nm or less. Therefore, development of a base polymer having a small roughness even if the acid diffusion distance is small is desired.
[0012]
Here, the line edge roughness can be reduced by a monodisperse polymer having a reduced molecular weight distribution of the base polymer, particularly a monodisperse polymer having a reduced molecular weight. However, if the molecular weight is too small, the glass transition point (Tg) of the polymer becomes low, which is lower than the temperature of pre-bake for the purpose of evaporating the solvent and post-exposure bake (PEB) for the elimination reaction. Tg becomes low, and especially when PEB is performed at a temperature higher than Tg, the acid diffusion distance increases, and the resolution decreases. For these reasons, when polyhydroxystyrene is used, it is difficult to lower the molecular weight and significantly improve line edge roughness. Therefore, a polymer that has a small decrease in Tg even when the molecular weight is reduced is desired.
[0013]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 27660/1990
[Patent Document 2]
JP-A-63-27829
[Patent Document 3]
JP-A-62-115440
[Patent Document 4]
JP-A-3-223858
[Patent Document 5]
JP-A-4-21258
[Patent Document 6]
JP-A-6-100488
[Patent Document 7]
JP-A-3-275149
[Patent Document 8]
JP-A-6-289608
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
Against this background, the present invention has higher sensitivity and higher resolution than conventional positive resist materials, exposure latitude, process adaptability, good pattern shape after exposure, especially line edge roughness. It is an object of the present invention to provide a positive resist material which is small and has excellent etching resistance, in particular, a chemically amplified positive resist material.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, there is provided a polymer compound having at least a repeating unit represented by the following general formula (1) and having a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000. (Claim 1).
Embedded image

(Where R¹Represents an acid labile group. m is a positive integer from 1 to 4. a and b are positive numbers, and are in the range of 0.1 ≦ a ≦ 0.9, 0.1 ≦ b ≦ 0.9, and 0 <a + b ≦ 1. )
[0016]
According to the present invention, there is also provided a polymer compound having at least a repeating unit represented by the following general formula (2) and having a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000 (claim) 2).
Embedded image

(Where R¹Represents an acid labile group. R²Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, or an alkoxy group. m is a positive integer from 1 to 4. n is a positive integer from 0 to 4. a, b, and c are positive numbers, and are in the ranges of 0.1 ≦ a ≦ 0.9, 0.1 ≦ b ≦ 0.9, 0 <c ≦ 0.5, and 0 <a + b + c ≦ 1. )
[0017]
A positive resist material containing such a polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1) and / or (2) and having a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000 as a base resin. (Claim 3) has a high dissolution contrast of the resist film before and after exposure, a high sensitivity and a high resolution, an exposure margin, an excellent process adaptability, a good pattern shape after exposure, In addition to exhibiting better etching resistance, the line edge roughness is particularly small. Accordingly, these materials have very high practicality due to having these excellent characteristics, and are very effective as resist materials for VLSI.
[0018]
The positive resist material of the present invention is preferably a chemically amplified positive resist material further containing an organic solvent and an acid generator.
As described above, by using the polymer compound as a base resin, and further blending an organic solvent and an acid generator, the polymer compound is dissolved in a developing solution by an acid-catalyzed reaction in an exposed portion, so that the dissolution rate is increased. An extremely high-sensitivity positive resist material can be obtained, which is extremely useful as a high-sensitivity positive resist material with low line edge roughness required in recent years.
[0019]
In this case, the positive resist material of the present invention can further contain a dissolution inhibitor.
As described above, by adding the dissolution inhibitor to the positive resist material, the difference in dissolution rate between the exposed part and the unexposed part can be further increased, and the resolution can be further improved.
[0020]
Further, in the present invention, a basic compound and / or a surfactant may be further blended as an additive (claim 6).
As described above, by adding the basic compound, for example, the acid diffusion rate in the resist film can be suppressed to further improve the resolution, and by adding the surfactant, the coating property of the resist material can be improved. It can be further improved or controlled.
[0021]
Further, in the present invention, a compound having a group represented by ΔC-COOH in the molecule may be further blended as an additive.
By adding such a compound, the stability of PED (Post Exposure Delay) is improved, and the line edge roughness can be further improved.
[0022]
Such a positive resist material of the present invention includes at least a step of applying the resist material on a substrate, a step of exposing with a high energy beam after a heat treatment, and a step of developing with a developer. Thereby, it can be used as a method of forming a pattern on a semiconductor substrate, a mask substrate, or the like (claim 7).
Needless to say, development may be performed after the post-exposure bake, and various other steps such as an etching step, a resist removing step, and a cleaning step may be performed.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.
The present inventors have conducted intensive studies in order to obtain a positive resist material having high sensitivity and high resolution, exposure latitude, and the like, which are required in recent years, particularly having a small line edge roughness, and further exhibiting excellent etching resistance. As a result, they found that it was extremely effective to use a hydroxy indene homopolymer in which the hydrogen atom of the hydroxy group was replaced by an acid labile group as the base resin for positive resist materials, especially for chemically amplified positive resist materials. The present invention has been completed.
[0024]
That is, the present inventors have studied to achieve an increase in Tg as well as an improvement in etching resistance and a reduction in the molecular weight of the polymer.
Generally, it is known that the Tg of a cycloolefin polymer is higher than the Tg of an olefin polymer. For example, the norbornene / maleic anhydride copolymer has a higher Tg by 100 ° C. or more than polymethyl methacrylate. The cycloolefin polymer has a high Tg because it is rigid without free rotation of the main chain.
Also, polyhydroxyindene having a polyolefin having a cycloolefin structure is expected to have a high Tg and a low molecular weight, without increasing acid diffusion during PEB and reducing line edge roughness. You.
Furthermore, polyhydroxyindene has a higher etching resistance because its main chain has a ring structure than polyhydroxystyrene.
[0025]
From the above, the present inventors have conceived of using a homopolymer of hydroxyindene in which a hydrogen atom of a hydroxy group has been substituted with an acid labile group as a base resin for a positive resist material, particularly a chemically amplified positive resist material. did.
[0026]
That is, the polymer compound according to the present invention has at least a repeating unit represented by the following general formula (1) or (2), and has a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000. It is.
[0027]
Embedded image

(Where R¹Represents an acid labile group. m is a positive integer from 1 to 4. a and b are positive numbers, and are in the range of 0.1 ≦ a ≦ 0.9, 0.1 ≦ b ≦ 0.9, and 0 <a + b ≦ 1. )
[0028]
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(Where R¹Represents an acid labile group. R²Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, or an alkoxy group. m is a positive integer from 1 to 4. n is a positive integer from 0 to 4. a, b, and c are positive numbers, and are in the ranges of 0.1 ≦ a ≦ 0.9, 0.1 ≦ b ≦ 0.9, 0 <c ≦ 0.5, and 0 <a + b + c ≦ 1. )
[0029]
Such a polymer compound is used as a base resin, and an organic solvent, an acid generator, a dissolution inhibitor, a basic compound, a surfactant and the like are appropriately combined and compounded according to the purpose to form a positive resist material. In addition to high dissolution contrast and resolution of the resist film, high exposure latitude, excellent process adaptability, and good pattern shape after exposure, while exhibiting better etching resistance, especially line edge roughness Therefore, these materials have high practicability and can be very effective as a resist material for VLSI. In particular, when a chemically amplified positive resist material containing an acid generator and containing an acid catalyst reaction is used, it is possible to obtain a more highly sensitive one, and furthermore various characteristics are further improved, which is extremely useful. .
[0030]
Here, the repeating unit a represented by the general formulas (1) and (2) is obtained by polymerizing a substituted hydroxyindene derivative, and the hydroxyindene derivative is specifically exemplified by the following general formula (3). it can.
Embedded image

[0031]
Where R⁵Is R¹The acid labile group may be a hydrogen atom, and the hydrogen atom of the hydroxy group after polymerization may be replaced with an acid labile group. Also, R⁵Is an acetyl group or a pivaloyl group, and after polymerization, it may be hydrolyzed with alkaline water to form a hydroxy group, and then the hydrogen atom of the hydroxy group may be substituted with an acid labile group.
[0032]
Hydroxyindene is listed below. From right, 4-hydroxyindene, 5-hydroxyindene, 6-hydroxyindene, and 7-hydroxyindene. Among them, 4-hydroxyindene is close to a double bond in which a hydroxyl group is polymerized, and has a disadvantage that it is difficult to sterically polymerize in the case of radical polymerization, and other 5-hydroxyindene, 6-hydroxyindene, and 7-hydroxyindene It is preferable to use
[0033]
Embedded image

[0034]
The method for synthesizing hydroxyindene is shown below.
The case where 5-hydroxy-1-indanone is started is shown. As shown in the following formula, first, the hydroxy group of 5-hydroxy-1-indanone is pivaloyylated, reduced with a platinum or palladium catalyst, and KHSO₄6-hydroxyindene can be obtained by the production of dehydrated olefins by NaOMe methanolysis.
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[0035]
To obtain 5-hydroxyindene, 4-hydroxy-1-indanone is used as a raw material, and to obtain 7-hydroxyindene, 6-hydroxy-1-indanone is used as a raw material.
[0036]
Here, the acid labile group in the polymer compound of the present invention is represented by R 1 of the repeating unit a in the general formula (1) or (2).¹It is. The acid labile group may be variously selected, but may be the same or non-identical, and the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is particularly a group represented by the following formula (AL10) or (AL11), or represented by the following formula (AL12). Examples thereof include those substituted by a tertiary alkyl group having 4 to 40 carbon atoms, a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms, and an oxoalkyl group having 4 to 20 carbon atoms.
[0037]
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[0038]
In the formulas (AL10) and (AL11), R6 and R9 are a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may contain a hetero atom such as oxygen, sulfur, nitrogen, or fluorine.
R7 and R8 are a hydrogen atom, a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may contain a hetero atom such as oxygen, sulfur, nitrogen, or fluorine, and d is an integer of 0 to 10. It is. R7 and R8, R7 and R9, and R8 and R9 may be respectively bonded to form a ring.
[0039]
Specific examples of the compound represented by the formula (AL10) include a tert-butoxycarbonyl group, a tert-butoxycarbonylmethyl group, a tert-amyloxycarbonyl group, a tert-amyloxycarbonylmethyl group, and a 1-ethoxyethoxycarbonylmethyl group. , 2-tetrahydropyranyloxycarbonylmethyl group, 2-tetrahydrofuranyloxycarbonylmethyl group, and the like, and substituents represented by the following general formulas (AL10) -1 to (AL10) -9.
[0040]
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[0041]
In the formulas (AL10) -1 to (AL10) -9, R14 is the same or non-identical linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, Represents an aralkyl group. R15 is absent or represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R16 represents an aryl group or an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms.
[0042]
Acetal compounds represented by the formula (AL11) are exemplified by the following (AL11) -1 to (AL11) -30.
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[0043]
In addition, the base resin may be cross-linked intramolecularly or intramolecularly by an acid labile group represented by the following general formula (AL-11a) or (AL-11b).
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[0044]
In the above formula, R³³, R³⁴Represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Also, R³³And R³⁴May combine with each other to form a ring, and when forming a ring, R³³, R³⁴Represents a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms. R³⁵Is a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, e and f are 0 or 1 to 10, preferably 0 or 1 to 5 and g is an integer of 1 to 7. A represents a (g + 1) -valent aliphatic or alicyclic saturated hydrocarbon group having 1 to 50 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group or a heterocyclic group, and these groups are a heteroatom such as O, S, N, etc. Or a part of the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be replaced by a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonyl group or a fluorine atom. B represents -CO-O-, -NHCO-O- or -NHCONH-.
[0045]
In this case, A is preferably a divalent, tetravalent, linear or branched or cyclic alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyltriyl group, an alkyltetrayl group, or an arylene group having 6 to 30 carbon atoms. These groups may have a hetero atom such as O, S or N interposed therebetween, and a part of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom is replaced by a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyl group or a halogen atom. May be. G is preferably an integer of 1 to 3.
[0046]
Specific examples of the crosslinked acetal group represented by the general formulas (AL-11a) and (AL-11b) include those of the following formulas (AL-11) -31 to (AL-11) -38.
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[0047]
Next, the tertiary alkyl group represented by the formula (AL12) includes a tert-butyl group, a triethylcarbyl group, a 1-ethylnorbonyl group, a 1-methylcyclohexyl group, a 1-ethylcyclopentyl group, and a 2- ( Examples thereof include a 2-methyl) adamantyl group, a 2- (2-ethyl) adamantyl group, a tert-amyl group, and the following general formulas (AL12) -1 to (AL12) -18.
[0048]
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[0049]
In the formula, R10 represents the same or non-identical linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an aralkyl group. R11 and R13 do not exist or represent a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R12 represents an aryl group or an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms.
[0050]
Further, as shown in the following formulas (AL12) -19 and (AL12) -20, the polymer may be crosslinked in the molecule or between the molecules, including a divalent or higher valent alkylene group and an arylene group R17. . R10 in the formula (AL12) -19 is the same as described above, and R17 represents a linear, branched, or cyclic alkylene group or arylene group having 1 to 20 carbon atoms, and a hetero atom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom May be included. h is an integer of 1 to 3.
[0051]
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[0052]
Further, R10, R11, R12, and R13 may have a hetero atom such as oxygen, nitrogen, or sulfur, and specific examples thereof are shown in (AL13) -1 to (AL13) -7 below.
[0053]
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[0054]
Examples of the trialkylsilyl group in which the acid labile group of the polymer compound of the present invention has 1 to 6 carbon atoms include a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, and a dimethyl-tert-butylsilyl group.
[0055]
Next, in the general formula (1), a and b are positive numbers, and 0.1 ≦ a ≦ 0.9, 0.1 ≦ b ≦ 0.9, 0 <a + b ≦ 1, and preferably 0.1. The ranges are 2 ≦ a ≦ 0.7, 0.3 ≦ b ≦ 0.8, and 0.5 ≦ a + b ≦ 1. In the general formula (2), a, b, and c are positive numbers, and 0.1 ≦ a ≦ 0.9, 0.1 ≦ b ≦ 0.9, 0 <c ≦ 0.5, and 0 <a + b + c. ≦ 1. That is, the polymer compound of the present invention may be further copolymerized with another composition. By having the repeating unit a, b, or c in the above range, the effect of improving the line edge roughness is exhibited.
[0056]
The polymer compound of the present invention needs to have a weight average molecular weight (the measuring method is described later) of 1,000 to 500,000, preferably 1,500 to 30,000. If the weight average molecular weight is too small, the resist material will be inferior in heat resistance, and if it is too large, alkali solubility will be reduced, and a tailing phenomenon will easily occur after pattern formation.
[0057]
Further, in the high molecular compound of the present invention, when the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the high molecular polymer of the general formula (1) or (2) is wide, a low molecular weight or high molecular weight polymer is present. After exposure, foreign matter is seen on the pattern, or the shape of the pattern is deteriorated. Therefore, as the pattern rule becomes finer, the influence of such molecular weight and molecular weight distribution tends to increase, so that in order to obtain a resist material suitably used for fine pattern dimensions, a multi-component copolymer to be used is used. It is preferable that the molecular weight distribution is as narrow as 1.0 to 2.0, particularly 1.0 to 1.5.
[0058]
It is also possible to blend two or more polymers having different composition ratios, molecular weight distributions and molecular weights. The present invention is characterized by using at least a hydroxyindene substituted with an acid labile group represented by the general formula (1) or (2), in order to improve adhesion, dry etching resistance and transparency. It is also possible to add other components.
[0059]
Additional components include, for example, (meth) acryl derivatives, styrene derivatives, hydroxystyrene derivatives, benzofurans, indoles, benzothiophenes, methylene indanes, norbornene derivatives, acenaphthene derivatives, vinyl naphthalene derivatives, vinyl anthracene derivatives, vinyl acetate, (meth) Examples include acrylonitrile, vinylpyrrolidone, dihydropyran, vinyl ether derivatives, norbornene, norbornadiene, methylene norbornene, propylene, and isopropylene.
[0060]
As a polymerization method of the indene homopolymer, a method by cationic polymerization is generally used.
Examples of the cationic polymerization initiator include acids such as sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hypochlorous acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, camphorsulfonic acid, and tosylic acid;₃, AlCl₃, TiCl₄, SnCl₄In addition to Friedel Crafts catalysts such as₂, (C₆H₅)₃A substance that easily generates cations, such as CCl, is used.
[0061]
One method for synthesizing these high molecular compounds is to obtain a high molecular compound by adding a cationic polymerization initiator to hydroxyindene substituted with an acid labile group and a hydroxyindene in an organic solvent and subjecting the mixture to heat polymerization. it can. Examples of the organic solvent used during the polymerization include toluene, benzene, tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane and the like. Preferably, the polymerization can be carried out by heating to 50 to 80 ° C. The reaction time is 2 to 100 hours, preferably 5 to 20 hours. As the acid labile group, the one introduced into the monomer may be used as it is, but the acid labile group may be eliminated due to the acidity of the cationic polymerization catalyst. There is also a method in which a hydroxyindene homopolymer is formed by post-alkali hydrolysis, and then the hydrogen atom of the hydroxy group is replaced with an acid labile group.
[0062]
Ammonia water, triethylamine and the like can be used as the base at the time of alkali hydrolysis. The reaction temperature is -20 to 100C, preferably 0 to 60C, and the reaction time is 0.2 to 100 hours, preferably 0.5 to 20 hours.
[0063]
As a method for introducing an acid labile group into a hydroxyl group portion, for example, a phenolic hydroxyl group of a polymer compound is reacted with an alkenyl ether compound under an acid catalyst.
At this time, the reaction solvent is preferably an aprotic polar solvent such as dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, and ethyl acetate, and may be used alone or as a mixture of two or more. As the acid of the catalyst, hydrochloric acid, sulfuric acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonate and the like are preferable. It is preferable that the amount of hydrogen atoms is 0.1 to 10 mol% based on 1 mol of all the hydroxyl groups. The reaction temperature is −20 to 100 ° C., preferably 0 to 60 ° C., and the reaction time is 0.2 to 100 hours, preferably 0.5 to 20 hours.
[0064]
Further, by reacting a halogenated alkyl ether compound with a polymer compound in the presence of a base, it is possible to obtain a polymer compound in which a phenolic hydroxyl group is partially protected by an alkoxyalkyl group.
At this time, the reaction solvent is preferably an aprotic polar solvent such as acetonitrile, acetone, dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, etc., and may be used alone or as a mixture of two or more. As the base, triethylamine, pyridine, diisopropylamine, potassium carbonate and the like are preferable, and the amount of the base used is such that the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the polymer compound to be reacted is at least 10 mol% with respect to 1 mol of all the hydroxyl groups. Is preferred. The reaction temperature is -50 to 100C, preferably 0 to 60C, and the reaction time is 0.5 to 100 hours, preferably 1 to 20 hours.
[0065]
The acid labile group of formula AL-10 can be introduced by reacting a dialkyl dicarbonate compound or an alkoxycarbonylalkyl halide with a polymer compound in a solvent in the presence of a base.
The reaction solvent is preferably an aprotic polar solvent such as acetonitrile, acetone, dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, etc., and may be used alone or as a mixture of two or more.
As the base, triethylamine, pyridine, imidazole, diisopropylamine, potassium carbonate and the like are preferred. Preferably, there is.
The reaction temperature is 0-100 ° C, preferably 0-60 ° C. The reaction time is 0.2 to 100 hours, preferably 1 to 10 hours.
[0066]
Examples of the dialkyl dicarbonate compound include di-tert-butyl dicarbonate and di-tert-amyl dicarbonate. Examples of the alkoxycarbonylalkyl halide include tert-butoxycarbonylmethyl chloride, tert-amyloxycarbonylmethyl chloride, and tert-butoxy. Carbonylmethyl bromide, tert-butoxycarbonylethyl chloride and the like.
However, it is not limited to these synthesis methods.
[0067]
The positive resist composition of the present invention includes an organic solvent, a compound capable of generating an acid in response to high energy rays (an acid generator), a dissolution inhibitor, a basic compound, a surfactant, and other components as required. Can be contained.
[0068]
The organic solvent used in the positive resist material of the present invention, in particular, the chemically amplified positive resist material, may be any organic solvent that can dissolve the base resin, the acid generator, and other additives. Examples of such an organic solvent include ketones such as cyclohexanone and methyl-2-n-amyl ketone, 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy- Alcohols such as 2-propanol, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl Ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxy Ethyl propionate, acetate tert- butyl, tert- butyl propionate, and propylene glycol monobutyl tert- butyl ether acetate, although lactones such as γ- butyl lactone, not being limited thereto.
[0069]
These organic solvents can be used alone or in combination of two or more. In the present invention, among these organic solvents, diethylene glycol dimethyl ether, 1-ethoxy-2-propanol, propylene glycol monomethyl ether acetate, and a mixed solvent thereof, in which the solubility of the acid generator in the resist component is the most excellent, are preferably used. .
The amount of the organic solvent to be used is preferably 200 to 1,000 parts, more preferably 400 to 800 parts, per 100 parts of the base resin.
[0070]
As the acid generator to be blended in the positive resist composition of the present invention,
i) an onium salt of the following general formula (P1a-1), (P1a-2) or (P1b);
ii) a diazomethane derivative represented by the following general formula (P2),
iii) a glyoxime derivative of the following general formula (P3),
iv) a bissulfone derivative represented by the following general formula (P4),
v) a sulfonic acid ester of an N-hydroxyimide compound represented by the following general formula (P5),
vi) β-ketosulfonic acid derivative,
vii) disulfone derivatives,
viii) nitrobenzylsulfonate derivatives,
ix) Sulfonate derivative
And the like.
[0071]
Embedded image

(Where R^101a, R^101b, R^101cIs a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group, an oxoalkyl group or an oxoalkenyl group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms or It represents an aryloxoalkyl group, and a part or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with an alkoxy group or the like. Also, R^101bAnd R^101cMay form a ring, and when forming a ring, R^101b, R^101cRepresents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. K⁻Represents a non-nucleophilic counter ion. )
[0072]
R above^101a, R^101b, R^101cMay be the same or different from each other, and specifically, as an alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group , Hexyl, heptyl, octyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclopropylmethyl, 4-methylcyclohexyl, cyclohexylmethyl, norbornyl, adamantyl and the like. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, and a cyclohexenyl group. Examples of the oxoalkyl group include a 2-oxocyclopentyl group, a 2-oxocyclohexyl group, and the like. A 2-oxopropyl group, a 2-cyclopentyl-2-oxoethyl group, a 2-cyclohexyl-2-oxoethyl group, a 2- (4 -Methylcyclohexyl) -2-oxoethyl group and the like. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a p-methoxyphenyl group, an m-methoxyphenyl group, an o-methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, and an m-tert-butoxyphenyl group. Alkylphenyl groups such as alkoxyphenyl group, 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-butylphenyl group and dimethylphenyl group Alkyl naphthyl groups such as methylnaphthyl group and ethylnaphthyl group, methoxynaphthyl group, alkoxynaphthyl group such as ethoxynaphthyl group, dimethylnaphthyl group, dialkylnaphthyl group such as diethylnaphthyl group, dimethoxynaphthyl group, diethoxynaphthyl group and the like. Dialkoxynaphthyl group And the like. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenylethyl group, and a phenethyl group. Examples of the aryloxoalkyl group include 2-aryl-2-oxoethyl groups such as a 2-phenyl-2-oxoethyl group, a 2- (1-naphthyl) -2-oxoethyl group, and a 2- (2-naphthyl) -2-oxoethyl group. And the like. K⁻Examples of the non-nucleophilic counter ion include chloride ion, halide ion such as bromide ion, triflate, 1,1,1-trifluoroethane sulfonate, fluoroalkyl sulfonate such as nonafluorobutane sulfonate, tosylate, benzene sulfonate, Examples include arylsulfonates such as 4-fluorobenzenesulfonate and 1,2,3,4,5-pentafluorobenzenesulfonate, and alkylsulfonates such as mesylate and butanesulfonate.
[0073]
Embedded image

(Where R^102a, R^102bRepresents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. R¹⁰³Represents a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. R^104a, R^104bRepresents a 2-oxoalkyl group having 3 to 7 carbon atoms. K⁻Represents a non-nucleophilic counter ion. )
[0074]
R above^102a, R^102bSpecifically, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, cyclopentyl, cyclohexyl , Cyclopropylmethyl group, 4-methylcyclohexyl group, cyclohexylmethyl group and the like. R¹⁰³As the methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,2-cyclohexylene group, Examples thereof include a 1,3-cyclopentylene group, a 1,4-cyclooctylene group, and a 1,4-cyclohexanedimethylene group. R^104a, R^104bExamples thereof include a 2-oxopropyl group, a 2-oxocyclopentyl group, a 2-oxocyclohexyl group, and a 2-oxocycloheptyl group. K⁻Are the same as those described in the formulas (P1a-1) and (P1a-2).
[0075]
Embedded image

(Where R¹⁰⁵, R¹⁰⁶Represents a linear, branched or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group or a halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms. . )
[0076]
R¹⁰⁵, R¹⁰⁶Examples of the alkyl group of methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, amyl, cyclopentyl , Cyclohexyl, cycloheptyl, norbornyl, adamantyl and the like. Examples of the halogenated alkyl group include a trifluoromethyl group, a 1,1,1-trifluoroethyl group, a 1,1,1-trichloroethyl group, a nonafluorobutyl group, and the like. Examples of the aryl group include alkoxyphenyl groups such as phenyl, p-methoxyphenyl, m-methoxyphenyl, o-methoxyphenyl, ethoxyphenyl, p-tert-butoxyphenyl, and m-tert-butoxyphenyl. And alkylphenyl groups such as 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-butylphenyl group and dimethylphenyl group. Examples of the halogenated aryl group include a fluorophenyl group, a chlorophenyl group, a 1,2,3,4,5-pentafluorophenyl group, and the like. Examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group.
[0077]
Embedded image

(Where R¹⁰⁷, R¹⁰⁸, R¹⁰⁹Represents a linear, branched or cyclic alkyl group or halogenated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group or a halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms. . R¹⁰⁸, R¹⁰⁹May combine with each other to form a cyclic structure, and when forming a cyclic structure, R¹⁰⁸, R¹⁰⁹Represents a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. R^{10 5}Is the same as that of the P2 type. )
[0078]
R¹⁰⁷, R¹⁰⁸, R¹⁰⁹Examples of the alkyl group, halogenated alkyl group, aryl group, halogenated aryl group and aralkyl group include R¹⁰⁵, R¹⁰⁶And the same groups as described in the above. Note that R¹⁰⁸, R¹⁰⁹Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a hexylene group.
[0079]
Embedded image

(Where R^101a, R^101bIs the same as above. )
[0080]
Embedded image

(Where R¹¹⁰Represents an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms of these groups further have 1 to 4 carbon atoms. It may be substituted with a linear or branched alkyl or alkoxy group, a nitro group, an acetyl group, or a phenyl group. R¹¹¹Represents a linear, branched or substituted alkyl group, alkenyl group or alkoxyalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a phenyl group, or a naphthyl group, and a part or all of the hydrogen atoms of these groups further have carbon atoms. An alkyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; a phenyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group, a nitro group or an acetyl group; It may be substituted with a chlorine atom or a fluorine atom. )
[0081]
Where R¹¹⁰Are arylene groups such as 1,2-phenylene group and 1,8-naphthylene group; and alkylene groups are methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, phenylethylene group, norbornane-2,3- Examples of the diyl group and the alkenylene group include a 1,2-vinylene group, a 1-phenyl-1,2-vinylene group, and a 5-norbornene-2,3-diyl group. R¹¹¹The alkyl group of R^101a~ R^101cAs the alkenyl group, vinyl groups, 1-propenyl group, allyl group, 1-butenyl group, 3-butenyl group, isoprenyl group, 1-pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group, A dimethylallyl group, a 1-hexenyl group, a 3-hexenyl group, a 5-hexenyl group, a 1-heptenyl group, a 3-heptenyl group, a 6-heptenyl group, a 7-octenyl group and the like, and the alkoxyalkyl group is a methoxymethyl group. , Ethoxymethyl group, propoxymethyl group, butoxymethyl group, pentoxymethyl group, hexyloxymethyl group, heptyloxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, propoxyethyl group, butoxyethyl group, pentoxylethyl group, Hexyloxyethyl group, methoxypropyl group, ethoxypropyl group, propoxyp Propyl group, butoxy propyl group, methoxybutyl group, ethoxybutyl group, propoxybutyl group, a methoxy pentyl group, an ethoxy pentyl group, a methoxy hexyl group, a methoxy heptyl group.
Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may be further substituted include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group and a tert-butyl group. Examples of the alkoxy group having from 4 to 4 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group and a tert-butoxy group, and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group, and a nitro group. Or a phenyl group optionally substituted with an acetyl group, such as a phenyl group, a tolyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, a p-acetylphenyl group, or a p-nitrophenyl group; Examples of the aromatic group include a pyridyl group and a furyl group.
[0082]
Specific examples of the acid generator include onium salts such as diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, phenyliodonium trifluoromethanesulfonate (p-tert-butoxyphenyl), diphenyliodonium p-toluenesulfonate, and p-toluenesulfonate. Acid (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate , Tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium p-toluenesulfonate, tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium p-toluenesulfonate, nona Triphenylsulfonium fluorobutanesulfonate, triphenylsulfonium butanesulfonate, trimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trimethylsulfonium p-toluenesulfonate, cyclohexylmethyl trifluoromethanesulfonate (2-oxocyclohexyl) sulfonium, cyclohexyl p-toluenesulfonate Methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium, dimethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, -Dimethylphenylsulfonium toluenesulfonate, dicyclohexylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dicyclohexylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, trinaphthylsulfonium trifluoromethanesulfonate, (2-norbonyl) methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate And onium salts such as ethylenebis [methyl (2-oxocyclopentyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate] and 1,2′-naphthylcarbonylmethyltetrahydrothiophenium triflate.
[0083]
Examples of the diazomethane derivative include bis (benzenesulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (xylenesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclopentylsulfonyl) diazomethane, and bis (n-butylsulfonyl) diazomethane , Bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-amylsulfonyl) diazomethane , Bis (isoamylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-amylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-amylsul) Nyl) diazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl-1- (tert-butylsulfonyl) diazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl-1- (tert-amylsulfonyl) diazomethane, 1-tert-amylsulfonyl-1- (tert-butylsulfonyl) diazomethane And the like.
[0084]
Glyoxime derivatives include bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl)- α-dicyclohexylglyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -2,3-pentanedione glyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -2-methyl-3,4-pentanedione glyoxime, Bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-dicyclohexylglyoxime , Bis-O- (n-butanesulfonyl) -2,3-pentanedione glyoxime, bis-O- ( -Butanesulfonyl) -2-methyl-3,4-pentanedione glyoxime, bis-O- (methanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (trifluoromethanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis -O- (1,1,1-trifluoroethanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (tert-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (perfluorooctanesulfonyl)- α-dimethylglyoxime, bis-O- (cyclohexanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (benzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (p-fluorobenzenesulfonyl) -α- Dimethylglyoxime, bis-O- (p-tert-butylbenzenesulfonyl) α- dimethylglyoxime, bis -O- (xylene sulfonyl)-.alpha.-dimethylglyoxime, and bis -O- (camphorsulfonyl)-.alpha.-glyoxime derivatives such as dimethylglyoxime.
[0085]
Examples of the bissulfone derivative include bisnaphthylsulfonylmethane, bistrifluoromethylsulfonylmethane, bismethylsulfonylmethane, bisethylsulfonylmethane, bispropylsulfonylmethane, bisisopropylsulfonylmethane, bis-p-toluenesulfonylmethane, and bisbenzenesulfonylmethane. Bis sulfone derivatives can be mentioned.
[0086]
Examples of the β-ketosulfone derivative include β-ketosulfone derivatives such as 2-cyclohexylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane and 2-isopropylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane.
Examples of the disulfone derivative include disulfone derivatives such as a diphenyldisulfone derivative and a dicyclohexyldisulfone derivative.
[0087]
Examples of the nitrobenzylsulfonate derivative include nitrobenzylsulfonate derivatives such as 2,6-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate and 2,4-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate.
[0088]
Examples of the sulfonic acid ester derivatives include 1,2,3-tris (methanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (trifluoromethanesulfonyloxy) benzene, and 1,2,3-tris (p-toluenesulfonyloxy) Sulfonate derivatives such as benzene can be mentioned.
Further, N-hydroxysuccinimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimideethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-propanesulfonic acid Ester, N-hydroxysuccinimide 1-pentanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-octanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-methoxybenzenesulfonic acid ester, N-hydroxy Succinimide 2-chloroethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimidebenzenesulfonic acid ester N-hydroxysuccinimide-2,4,6-trimethylbenzenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-naphthalenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide2-naphthalenesulfonic acid ester, N-hydroxy-2-phenylsuccinimidemethanesulfonic acid Ester, N-hydroxymaleimide methanesulfonate, N-hydroxymaleimidoethanesulfonate, N-hydroxy-2-phenylmaleimide methanesulfonate, N-hydroxyglutarimide methanesulfonate, N-hydroxyglutarimide benzenesulfone Acid ester, N-hydroxyphthalimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxyphthalimide benzenesulfonic acid ester, N-hydroxy Phthalimide trifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxyphthalimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimidobenzenesulfonic acid ester, N-hydroxy-5-norbornene-2,3- Dicarboxyimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide trifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide p-toluenesulfonic acid ester Sulfonic acid ester derivatives of N-hydroxyimide compounds.
[0089]
In particular, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonate (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, p -(P-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium toluenesulfonate, tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium p-toluenesulfonate, trinaphthylsulfonium trifluoromethanesulfonate, cyclohexylmethyl trifluoromethanesulfonate (2-oxocyclohexyl) ) Sulfonium, (2-norbornyl) methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate , 1,2'-naphthyl carbonyl methyl tetrahydrothiophenium triflate onium salts such as,
Bis (benzenesulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) diazomethane, bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis ( diazomethane derivatives such as n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, and bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane;
Glyoxime derivatives such as bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime,
Bissulfone derivatives such as bisnaphthylsulfonylmethane,
N-hydroxysuccinimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-pentanesulfonic acid Sulfonate derivatives of N-hydroxyimide compounds such as esters, N-hydroxysuccinimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide methanesulfonic acid ester and N-hydroxynaphthalimidobenzenesulfonic acid ester are preferably used.
[0090]
In addition, the said acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Onium salts are excellent in the effect of improving rectangularity, and diazomethane derivatives and glyoxime derivatives are excellent in the effect of reducing standing waves. Therefore, fine adjustment of the profile can be performed by combining the two.
The amount of the acid generator to be added is preferably 0.1 to 50 parts, more preferably 0.5 to 40 parts, based on 100 parts (parts by weight, hereinafter the same) of the base resin. If the amount is less than 0.1 part, the amount of acid generated during exposure is small, and the sensitivity and the resolving power may be deteriorated.
[0091]
Next, the dissolution inhibitor (dissolution controlling agent) to be blended in the positive resist material of the present invention, particularly the chemically amplified positive resist material, has an average molecular weight of 100 to 1,000, preferably 150 to 800, And a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, wherein the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group is substituted by an acid labile group at an average rate of 0 to 100 mol% or a compound having a carboxy group in the molecule Are preferred in which the hydrogen atom of the carboxy group is substituted with an acid labile group at an average rate of 50 to 100 mol%.
[0092]
In addition, the substitution rate of the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group by the acid labile group is 0 mol% or more, preferably 30 mol% or more of the entire phenolic hydroxyl group, and the upper limit is 100 mol%, more preferably 80 mol%. %. The substitution rate of the hydrogen atom of the carboxy group by the acid labile group is 50 mol% or more, preferably 70 mol% or more of the entire carboxy group on average, and the upper limit is 100 mol%.
In this case, as the compound having two or more phenolic hydroxyl groups or the compound having a carboxy group, compounds represented by the following formulas (D1) to (D14) are preferable.
[0093]
Embedded image

[0094]
However, in the above formula, R²⁰¹, R²⁰²Represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, respectively. R²⁰³Is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or-(R²⁰⁷)_hIndicates COOH. R²⁰⁴Is-(CH₂)_i— (I = 2 to 10), an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom. R²⁰⁵Represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom. R²⁰⁶Represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a phenyl group or a naphthyl group each substituted with a hydroxyl group. R²⁰⁷Represents a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. R²⁰⁸Represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. j is an integer of 0-5. u and h are 0 or 1. s, t, s ′, t ′, s ″, and t ″ satisfy s + t = 8, s ′ + t ′ = 5, and s ″ + t ″ = 4, respectively, and at least 1 It is a number having two hydroxyl groups. α is a number such that the molecular weight of the compounds of formulas (D8) and (D9) is 100 to 1,000.
[0095]
The compound has a weight average molecular weight of 100 to 1,000, preferably 150 to 800. The compounding amount of the dissolution inhibitor is 0 to 50 parts by weight, preferably 5 to 50 parts by weight, more preferably 10 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base resin. Can be used. If the amount is too small, the resolution may not be improved. If the amount is too large, the film thickness of the pattern is reduced, and the resolution tends to decrease.
[0096]
Further, the positive resist material of the present invention, in particular, the chemically amplified positive resist material may contain a basic compound.
As the basic compound, a compound capable of suppressing the diffusion rate when the acid generated from the acid generator diffuses into the resist film is suitable. By blending a basic compound, the diffusion rate of acid in the resist film is suppressed and the resolution is improved, the sensitivity change after exposure is suppressed, the dependence on the substrate and environment is reduced, and the exposure margin and pattern profile are reduced. Etc. can be improved.
[0097]
Examples of such basic compounds include primary, secondary, and tertiary aliphatic amines, mixed amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxy group, and sulfonyl group. A nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group, an alcoholic nitrogen-containing compound, an amide derivative, an imide derivative and the like.
[0098]
Specifically, as primary aliphatic amines, ammonia, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, pentylamine, tert-amine Amylamine, cyclopentylamine, hexylamine, cyclohexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dodecylamine, cetylamine, methylenediamine, ethylenediamine, tetraethylenepentamine, and the like.Examples of the secondary aliphatic amines include Dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, diisopropylamine, di-n-butylamine, diisobutylamine, di-sec-butylamine, dipentylamine, Lopentylamine, dihexylamine, dicyclohexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, didodecylamine, dicetylamine, N, N-dimethylmethylenediamine, N, N-dimethylethylenediamine, N, N-dimethyltetraethylenepentane And tertiary aliphatic amines such as trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, triisobutylamine, tri-sec-butylamine and tripentylamine. , Tricyclopentylamine, trihexylamine, tricyclohexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, tridodecylamine, Cetylamine, N, N, N ', N'-tetramethylmethylenediamine, N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethyltetraethylenepentamine and the like are exemplified. Is done.
[0099]
Examples of the hybrid amines include dimethylethylamine, methylethylpropylamine, benzylamine, phenethylamine, and benzyldimethylamine.
[0100]
Specific examples of the aromatic amines and heterocyclic amines include aniline derivatives (for example, aniline, N-methylaniline, N-ethylaniline, N-propylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, Methylaniline, 4-methylaniline, ethylaniline, propylaniline, trimethylaniline, 2-nitroaniline, 3-nitroaniline, 4-nitroaniline, 2,4-dinitroaniline, 2,6-dinitroaniline, 3,5- Dinitroaniline, N, N-dimethyltoluidine, etc.), diphenyl (p-tolyl) amine, methyldiphenylamine, triphenylamine, phenylenediamine, naphthylamine, diaminonaphthalene, pyrrole derivatives (for example, pyrrole, 2H-pyrrole, 1-methylpyrrole, 2,4-dimension Lupyrrole, 2,5-dimethylpyrrole, N-methylpyrrole, etc.), oxazole derivatives (eg, oxazole, isoxazole, etc.), thiazole derivatives (eg, thiazole, isothiazole, etc.), imidazole derivatives (eg, imidazole, 4-methylimidazole, -Methyl-2-phenylimidazole, etc.), pyrazole derivatives, furazane derivatives, pyrroline derivatives (eg, pyrroline, 2-methyl-1-pyrroline, etc.), pyrrolidine derivatives (eg, pyrrolidine, N-methylpyrrolidine, pyrrolidinone, N-methylpyrrolidone, etc.) ), Imidazoline derivatives, imidazolidine derivatives, pyridine derivatives (eg, pyridine, methylpyridine, ethylpyridine, propylpyridine, butylpyridine, 4- (1-butylpentyl) pyridine, dimethyl) Lysine, trimethylpyridine, triethylpyridine, phenylpyridine, 3-methyl-2-phenylpyridine, 4-tert-butylpyridine, diphenylpyridine, benzylpyridine, methoxypyridine, butoxypyridine, dimethoxypyridine, 1-methyl-2-pyridone, 4-pyrrolidinopyridine, 1-methyl-4-phenylpyridine, 2- (1-ethylpropyl) pyridine, aminopyridine, dimethylaminopyridine, etc.), pyridazine derivative, pyrimidine derivative, pyrazine derivative, pyrazoline derivative, pyrazolidine derivative, piperidine Derivatives, piperazine derivatives, morpholine derivatives, indole derivatives, isoindole derivatives, 1H-indazole derivatives, indoline derivatives, quinoline derivatives (e.g., quinoline, 3-quinolinecarbo) Nitrile, etc.), isoquinoline derivatives, cinnoline derivatives, quinazoline derivatives, quinoxaline derivatives, phthalazine derivatives, purine derivatives, pteridine derivatives, carbazole derivatives, phenanthridine derivatives, acridine derivatives, phenazine derivatives, 1,10-phenanthroline derivatives, adenine derivatives, adenosine Derivatives, guanine derivatives, guanosine derivatives, uracil derivatives, uridine derivatives and the like are exemplified.
[0101]
Furthermore, examples of the nitrogen-containing compound having a carboxy group include aminobenzoic acid, indolecarboxylic acid, and amino acid derivatives (eg, nicotinic acid, alanine, arginine, aspartic acid, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, glycylleucine, leucine, methionine). Phenylalanine, threonine, lysine, 3-aminopyrazine-2-carboxylic acid, methoxyalanine), and the like, and nitrogen-containing compounds having a sulfonyl group include 3-pyridinesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonate, and the like. Examples of the nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, the nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group, and the alcoholic nitrogen-containing compound include 2-hydroxypyridine, aminocresol, 2,4-quinolinediol, and 3-indolemethanol. Dolate, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N, N-diethylethanolamine, triisopropanolamine, 2,2′-iminodiethanol, 2-aminoethanol, 3-amino-1-propanol , 4-amino-1-butanol, 4- (2-hydroxyethyl) morpholine, 2- (2-hydroxyethyl) pyridine, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, 1- [2- (2-hydroxyethoxy) Ethyl] piperazine, piperidineethanol, 1- (2-hydroxyethyl) pyrrolidine, 1- (2-hydroxyethyl) -2-pyrrolidinone, 3-piperidino-1,2-propanediol, 3-pyrrolidino-1,2-propane Diol, 8-hydroxyuroli , 3-quinuclidinol, 3-tropanol, 1-methyl-2-pyrrolidineethanol, 1-aziridineethanol, N- (2-hydroxyethyl) phthalimide, N- (2-hydroxyethyl) isonicotinamide, etc. Is exemplified.
[0102]
Examples of the amide derivative include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide and the like.
Examples of the imide derivative include phthalimide, succinimide, and maleimide.
[0103]
Further, one or more kinds of basic compounds represented by the following general formula (B) -1 may be added.
N (X)_n(Y)_3-n            (B) -1
In the formula, n = 1, 2, and 3. The side chains X may be the same or different and can be represented by the following general formulas (X) -1 to (X) -3. The side chain Y is the same or different and represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may include an ether group or a hydroxyl group. Further, Xs may be bonded to each other to form a ring.
[0104]
Embedded image

[0105]
Where R³⁰⁰, R³⁰², R³⁰⁵Is a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms;³⁰¹, R³⁰⁴Is a hydrogen atom, a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may include one or more hydroxy groups, ether groups, ester groups, and lactone rings.
R³⁰³Is a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms,³⁰⁶Is a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may include one or more hydroxy groups, ether groups, ester groups, and lactone rings.
[0106]
The compound represented by formula (B) -1 is specifically exemplified below.
Tris (2-methoxymethoxyethyl) amine, tris {2- (2-methoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (2-methoxyethoxymethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-methoxyethoxy) ethyl {Amine, tris {2- (1-ethoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-ethoxypropoxy) ethyl} amine, tris [2- {2- (2-hydroxyethoxy) ethoxy} ethyl] amine, 4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicyclo [8.8.8] hexacosan, 4,7,13,18-tetraoxa-1,10-diazabicyclo [8.5.5] Eicosan, 1,4,10,13-tetraoxa-7,16-diazabicyclooctadecane, 1-aza-12-crown-4 1-aza-15-crown-5, 1-aza-18-crown-6, tris (2-formyloxyethyl) amine, tris (2-formyloxyethyl) amine, tris (2-acetoxyethyl) amine, Tris (2-propionyloxyethyl) amine, tris (2-butyryloxyethyl) amine, tris (2-isobutyryloxyethyl) amine, tris (2-valeryloxyethyl) amine, tris (2-pivalo) Yloxyethyl) amine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2- (acetoxyacetoxy) ethylamine, tris (2-methoxycarbonyloxyethyl) amine, tris (2-tert-butoxycarbonyloxyethyl) amine, tris [2- (2-oxopropoxy) ethyl] amine, tris [2- (me [Xycarbonylmethyl) oxyethyl] amine, tris [2- (tert-butoxycarbonylmethyloxy) ethyl] amine, tris [2- (cyclohexyloxycarbonylmethyloxy) ethyl] amine, tris (2-methoxycarbonylethyl) amine, tris (2-ethoxycarbonylethyl) amine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) 2- (methoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2- (methoxycarbonyl) ethylamine, N, N -Bis (2-hydroxyethyl) 2- (ethoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2- (ethoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) 2- (2 -Methoxyethoxycarbonyl) ethyl Amine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2- (2-methoxyethoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) 2- (2-hydroxyethoxycarbonyl) ethylamine, N, N- Bis (2-acetoxyethyl) 2- (2-acetoxyethoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) 2-[(methoxycarbonyl) methoxycarbonyl] ethylamine, N, N-bis (2-acetoxy Ethyl) 2-[(methoxycarbonyl) methoxycarbonyl] ethylamine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) 2- (2-oxopropoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2- ( 2-oxopropoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2- (Droxyethyl) 2- (tetrahydrofurfuryloxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2- (tetrahydrofurfuryloxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) 2-[( 2-oxotetrahydrofuran-3-yl) oxycarbonyl] ethylamine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2-[(2-oxotetrahydrofuran-3-yl) oxycarbonyl] ethylamine, N, N-bis (2 -Hydroxyethyl) 2- (4-hydroxybutoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-formyloxyethyl) 2- (4-formyloxybutoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-formyloxyethyl) ) 2- (2-Formyloxyethoxy) Rubonyl) ethylamine, N, N-bis (2-methoxyethyl) 2- (methoxycarbonyl) ethylamine, N- (2-hydroxyethyl) bis [2- (methoxycarbonyl) ethyl] amine, N- (2-acetoxyethyl ) Bis [2- (methoxycarbonyl) ethyl] amine, N- (2-hydroxyethyl) bis [2- (ethoxycarbonyl) ethyl] amine, N- (2-acetoxyethyl) bis [2- (ethoxycarbonyl) ethyl Amine, N- (3-hydroxy-1-propyl) bis [2- (methoxycarbonyl) ethyl] amine, N- (3-acetoxy-1-propyl) bis [2- (methoxycarbonyl) ethyl] amine, N -(2-methoxyethyl) bis [2- (methoxycarbonyl) ethyl] amine, N-butylbis [2- ( Methoxycarbonyl) ethyl] amine, N-butylbis [2- (2-methoxyethoxycarbonyl) ethyl] amine, N-methylbis (2-acetoxyethyl) amine, N-ethylbis (2-acetoxyethyl) amine, N-methylbis ( 2-pivaloyloxyethyl) amine, N-ethylbis [2- (methoxycarbonyloxy) ethyl] amine, N-ethylbis [2- (tert-butoxycarbonyloxy) ethyl] amine, tris (methoxycarbonylmethyl) amine, Examples include, but are not limited to, tris (ethoxycarbonylmethyl) amine, N-butylbis (methoxycarbonylmethyl) amine, N-hexylbis (methoxycarbonylmethyl) amine, and β- (diethylamino) -δ-valerolactone.
[0107]
Further, one or more basic compounds having a cyclic structure represented by the following general formula (B) -2 may be added.
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(Wherein, X is as described above, and R307 is a linear or branched alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and may contain one or more of a carbonyl group, an ether group, an ester group, and a sulfide. good.)
[0108]
(B) -2 is specifically 1- [2- (methoxymethoxy) ethyl] pyrrolidine, 1- [2- (methoxymethoxy) ethyl] piperidine, 4- [2- (methoxymethoxy) ethyl] morpholine, 1- [2-[(2-methoxyethoxy) methoxy] ethyl] pyrrolidine, 1- [2-[(2-methoxyethoxy) methoxy] ethyl] piperidine, 4- [2-[(2-methoxyethoxy) methoxy] Ethyl] morpholine, 2- (1-pyrrolidinyl) ethyl acetate, 2-piperidinoethyl acetate, 2-morpholinoethyl acetate, 2- (1-pyrrolidinyl) ethyl formate, 2-piperidinoethyl propionate, 2-morpholinoethyl acetoxyacetate, methoxyacetic acid 2- (1-pyrrolidinyl) ethyl, 4- [2- (methoxycarbonyloxy) ethyl] morpholine 1- [2- (t-butoxycarbonyloxy) ethyl] piperidine, 4- [2- (2-methoxyethoxycarbonyloxy) ethyl] morpholine, methyl 3- (1-pyrrolidinyl) propionate, 3-piperidinopropion Acid methyl, methyl 3-morpholinopropionate, methyl 3- (thiomorpholino) propionate, methyl 2-methyl-3- (1-pyrrolidinyl) propionate, ethyl 3-morpholinopropionate, methoxy 3-piperidinopropionate Carbonylmethyl, 2-hydroxyethyl 3- (1-pyrrolidinyl) propionate, 2-acetoxyethyl 3-morpholinopropionate, 2-oxotetrahydrofuran-3-yl 3- (1-pyrrolidinyl) propionate, 3-morpholinopropionic acid Tetrahydrofurfuryl, 3- Glycidyl peridinopropionate, 2-methoxyethyl 3-morpholinopropionate, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl 3- (1-pyrrolidinyl) propionate, butyl 3-morpholinopropionate, cyclohexyl 3-piperidinopropionate Α- (1-pyrrolidinyl) methyl-γ-butyrolactone, β-piperidino-γ-butyrolactone, β-morpholino-δ-valerolactone, 1-pyrrolidinyl acetate, methyl piperidinoacetate, methyl morpholinoacetate, methyl thiomorpholinoacetate, Examples thereof include ethyl 1-pyrrolidinyl acetate and 2-methoxyethyl morpholino acetate.
[0109]
Further, a basic compound containing a cyano group represented by the following general formulas (B) -3 to (B) -6 can be added.
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(In the formula, X, R307, and n are as described above, and R308 and R309 are the same or different linear or branched alkylene groups having 1 to 4 carbon atoms.)
[0110]
Specific examples of the base containing a cyano group include 3- (diethylamino) propiononitrile, N, N-bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropiononitrile, and N, N-bis (2-acetoxyethyl). -3-aminopropiononitrile, N, N-bis (2-formyloxyethyl) -3-aminopropiononitrile, N, N-bis (2-methoxyethyl) -3-aminopropiononitrile, N, N -Bis [2- (methoxymethoxy) ethyl] -3-aminopropiononitrile, methyl N- (2-cyanoethyl) -N- (2-methoxyethyl) -3-aminopropionate, N- (2-cyanoethyl) Methyl-N- (2-hydroxyethyl) -3-aminopropionate, N- (2-acetoxyethyl) -N- (2-cyanoethyl) -3-aminopro Methyl onate, N- (2-cyanoethyl) -N-ethyl-3-aminopropiononitrile, N- (2-cyanoethyl) -N- (2-hydroxyethyl) -3-aminopropiononitrile, N- ( 2-acetoxyethyl) -N- (2-cyanoethyl) -3-aminopropiononitrile, N- (2-cyanoethyl) -N- (2-formyloxyethyl) -3-aminopropiononitrile, N- (2 -Cyanoethyl) -N- (2-methoxyethyl) -3-aminopropiononitrile, N- (2-cyanoethyl) -N- [2- (methoxymethoxy) ethyl] -3-aminopropiononitrile, N- ( 2-cyanoethyl) -N- (3-hydroxy-1-propyl) -3-aminopropiononitrile, N- (3-acetoxy-1-propyl) -N- (2 (Cyanoethyl) -3-aminopropiononitrile, N- (2-cyanoethyl) -N- (3-formyloxy-1-propyl) -3-aminopropiononitrile, N- (2-cyanoethyl) -N-tetrahydrofur Furyl-3-aminopropiononitrile, N, N-bis (2-cyanoethyl) -3-aminopropiononitrile, diethylaminoacetonitrile, N, N-bis (2-hydroxyethyl) aminoacetonitrile, N, N-bis ( 2-acetoxyethyl) aminoacetonitrile, N, N-bis (2-formyloxyethyl) aminoacetonitrile, N, N-bis (2-methoxyethyl) aminoacetonitrile, N, N-bis [2- (methoxymethoxy) ethyl ] Aminoacetonitrile, N-cyanomethyl-N- (2-methoxyethyl Methyl) -3-aminopropionate, methyl N-cyanomethyl-N- (2-hydroxyethyl) -3-aminopropionate, methyl N- (2-acetoxyethyl) -N-cyanomethyl-3-aminopropionate, N -Cyanomethyl-N- (2-hydroxyethyl) aminoacetonitrile, N- (2-acetoxyethyl) -N- (cyanomethyl) aminoacetonitrile, N-cyanomethyl-N- (2-formyloxyethyl) aminoacetonitrile, N-cyanomethyl -N- (2-methoxyethyl) aminoacetonitrile, N-cyanomethyl-N- [2- (methoxymethoxy) ethyl] aminoacetonitrile, N- (cyanomethyl) -N- (3-hydroxy-1-propyl) aminoacetonitrile, N- (3-acetoxy-1-propyl) -N (Cyanomethyl) aminoacetonitrile, N-cyanomethyl-N- (3-formyloxy-1-propyl) aminoacetonitrile, N, N-bis (cyanomethyl) aminoacetonitrile, 1-pyrrolidinepropiononitrile, 1-piperidinepropiononitrile, 4-morpholinepropiononitrile, 1-pyrrolidineacetonitrile, 1-piperidineacetonitrile, 4-morpholineacetonitrile, cyanomethyl 3-diethylaminopropionate, cyanomethyl N, N-bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropionate, N, N-bis (2-acetoxyethyl) -3-aminopropionate cyanomethyl, N, N-bis (2-formyloxyethyl) -3-aminopropionate cyanomethyl, N, N-bis (2-methoxyethyl) Cyanomethyl 3-aminopropionate, cyanomethyl N, N-bis [2- (methoxymethoxy) ethyl] -3-aminopropionate, 2-cyanoethyl 3-diethylaminopropionate, N, N-bis (2-hydroxyethyl ) -3-Aminopropionic acid (2-cyanoethyl), N, N-bis (2-acetoxyethyl) -3-aminopropionic acid (2-cyanoethyl), N, N-bis (2-formyloxyethyl) -3 -Aminopropionic acid (2-cyanoethyl), N, N-bis (2-methoxyethyl) -3-aminopropionic acid (2-cyanoethyl), N, N-bis [2- (methoxymethoxy) ethyl] -3- (2-cyanoethyl) aminopropionate, cyanomethyl 1-pyrrolidinepropionate, cyano 1-piperidinepropionate Examples thereof include methyl, cyanomethyl 4-morpholinepropionate, 2-cyanoethyl 1-pyrrolidinepropionate, 2-cyanoethyl 1-piperidinepropionate, and 2-cyanoethyl 4-morpholinepropionate.
[0111]
In addition, the compounding amount of the basic compound in the present invention is preferably 0.001 to 2 parts, particularly preferably 0.01 to 1 part based on 100 parts of the total base resin. When the amount is less than 0.001 part, the effect of the compounding is not obtained. When the amount is more than 2 parts, the sensitivity may be excessively lowered.
[0112]
As the compound having a group represented by ≡C-COOH in the molecule which can be added to the positive resist composition of the present invention, for example, one or more compounds selected from the following groups I and II are used. However, the present invention is not limited to these. By blending this component, the PED stability of the resist is improved, and the edge roughness on the nitride film substrate is improved.
[0113]
[Group I]
Some or all of the hydrogen atoms of the phenolic hydroxyl group of the compounds represented by the following general formulas (A1) to (A10) are represented by -R⁴⁰¹-COOH (R⁴⁰¹Is substituted by a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms), and the molar ratio of the phenolic hydroxyl group (C) to the group (D) represented by ≡C-COOH in the molecule is A compound in which C / (C + D) = 0.1 to 1.0.
[0114]
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[0115]
Where R⁴⁰⁸Represents a hydrogen atom or a methyl group. R⁴⁰², R⁴⁰³Represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, respectively. R⁴⁰⁴Is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or-(R⁴⁰⁹) H-COOR 'group (R' is a hydrogen atom or -R⁴⁰⁹-COOH). R⁴⁰⁵Is-(CH2)_i-(I = 2-10), an arylene group having 6-10 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom,⁴⁰⁶Represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom. R⁴⁰⁷Represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, a phenyl group or a naphthyl group each substituted with a hydroxyl group. R⁴⁰⁹Is a linear or branched alkyl or alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms or -R⁴¹¹-COOH group is shown. R⁴¹⁰Is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or -R⁴¹¹-COOH group is shown. R⁴¹¹Represents a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. h is an integer of 1 to 4. j is 0 to 3, s and t are numbers satisfying s1 + t1 = 8, s2 + t2 = 5, s3 + t3 = 4, and s4 + t4 = 6, respectively, and having at least one hydroxyl group in each phenyl skeleton. u is an integer of 1 to 4. κ is a number that makes the compound of formula (A6) have a weight average molecular weight of 1,000 to 5,000. λ is a number such that the compound of formula (A7) has a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000.
[0116]
[Group II]
Compounds represented by the following general formulas (A11) to (A15).
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[0117]
R⁴⁰², R⁴⁰³, R⁴¹¹Has the same meaning as described above. R⁴¹²Represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. s5 and t5 are s5 ≧ 0 and t5 ≧ 0, and are numbers that satisfy s5 + t5 = 5. h ′ is 0 or 1.
[0118]
Specific examples of this component include compounds represented by the following general formulas AI-1 to 14 and AII-1 to 10. However, it is not limited to these.
[0119]
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[0120]
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[0121]
In the above formula, R ″ is a hydrogen atom or CH₂A COOH group, and in each compound, 10 to 100 mol% of R ″ is CH₂COOH group. λ and κ have the same meaning as described above.
[0122]
The amount of the compound having a group represented by ≡C-COOH in the molecule is 0 to 5 parts, preferably 0.1 to 5 parts, more preferably 0.1 to 5 parts with respect to 100 parts of the base resin. 3 parts, more preferably 0.1 to 2 parts. If the amount is more than 5 parts, the resolution of the resist material may decrease.
[0123]
The positive resist material of the present invention, in particular, the chemically amplified positive resist material, may further contain a surfactant for improving coatability and the like.
[0124]
Examples of the surfactant include, but are not particularly limited to, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene olein ether, and polyoxyethylene. Octyl phenol ether, polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as polyoxyethylene nonylphenol, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monobalmitate, sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monostearate, poly Oxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monobalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate Nonionic surfactants of fatty acid esters of polyoxyethylene sorbitan such as polyoxyethylene sorbitan trioleate and polyoxyethylene sorbitan tristearate, EFTOP EF301, EF303, EF352 (Tochem Put Products), Megafax F171, F172, F173 (Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430, FC431 (Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-381, S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106, Surfynol E1004, KH-10, Fluorinated surfactants such as KH-20, KH-30 and KH-40 (Asahi Glass), organosiloxane polymers KP-341, X-70-092, X-70-093 (Shin-Etsu Chemical Work), acrylic acid-based or methacrylic acid-based Polyflow No. 75, no. 95 (Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo). Among them, FC430, Surflon S-381, Surfynol E1004, KH-20, and KH-30 are preferable. These can be used alone or in combination of two or more.
[0125]
The addition amount of the surfactant in the positive resist material of the present invention, particularly the chemically amplified positive resist material, is 2 parts by weight or less, preferably 1 part by weight, per 100 parts by weight of the solids in the resist composition. Part or less.
[0126]
The positive resist material of the present invention, for example, a chemically amplified positive resist material containing an organic solvent, a polymer compound represented by the general formula (1) and / or the general formula (2), an acid generator, and a basic compound is used. When used for manufacturing various integrated circuits, the present invention can be applied to, but is not limited to, a known lithography technique.
[0127]
For example, the positive resist material of the present invention is coated on a substrate (Si, SiO2, SiN, SiON, TiN, WSi, BPSG, SOG, an organic antireflection film, Cr, CrO, CrON, MoSi, etc.) for manufacturing an integrated circuit. Coating is performed by a suitable coating method such as spin coating, roll coating, flow coating, dip coating, spray coating, or doctor coating so that the coating film thickness is 0.1 to 2.0 μm. This is prebaked on a hot plate at 60 to 150 ° C for 1 to 10 minutes, preferably at 80 to 120 ° C for 1 to 5 minutes. Next, a light source selected from high energy rays such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, X-rays, excimer lasers, γ-rays, and synchrotron radiation, preferably a target pattern at an exposure wavelength of 300 nm or less, through a predetermined mask. Alternatively, direct exposure is performed. Exposure is preferably performed so that the exposure amount is about 1 to 200 mJ / cm2, preferably about 10 to 100 mJ / cm2. Next, post-exposure bake (PEB) is performed on a hot plate at 60 to 150 ° C. for 1 to 5 minutes, preferably at 80 to 120 ° C. for 1 to 3 minutes.
[0128]
Further, immersion is performed for 0.1 to 3 minutes, preferably 0.5 to 2 minutes, using a developing solution of an aqueous alkali solution such as 0.1 to 5%, preferably 2 to 3% tetramethylammonium hydroxide (TMAH). By developing by a conventional method such as a (dip) method, a paddle method, a spray method, or the like, a portion irradiated with light is dissolved in a developing solution, and a portion not exposed is not dissolved. Thus, a desired positive pattern is formed. The resist material of the present invention is particularly suitable for fine patterning using deep ultraviolet rays of 254 to 193 nm, vacuum ultraviolet rays of 157 nm, electron beams, soft X-rays, X-rays, excimer lasers, γ-rays, and synchrotron radiation among high energy rays. Optimal.
[0129]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Synthesis Examples, Comparative Synthesis Examples, Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
[0130]
(Synthesis example 1)
To a 2 L flask were added 45 g of 7-acetoxyindene and 80 g of tetrahydrofuran as a solvent. Under a nitrogen atmosphere, 1 g of sulfuric acid as a polymerization initiator was added to the reaction vessel, and the temperature was raised to 60 ° C., and the reaction was performed for 15 hours. The reaction solution was concentrated to 1/2, precipitated in a mixed solution of 2.5 L of methanol and 0.2 L of water, and the obtained white solid was filtered and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 35 g of a white polymer. Was. This polymer was dissolved again in 0.3 L of methanol and 0.7 L of tetrahydrofuran, 30 g of triethylamine and 10 g of water were added, a deprotection reaction was performed, and the mixture was neutralized with acetic acid. After concentrating the reaction solution, it was dissolved in 0.5 L of acetone, and precipitated, filtered and dried in the same manner as above to obtain 30 g of a white polymer.
[0131]
The obtained polymer was analyzed by 13 C, 1 H-NMR and GPC measurement, and the following results were obtained.
Copolymer composition ratio
7-hydroxyindene
Weight average molecular weight (Mw) = 4200
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.88
This polymer compound is referred to as (Polymer 1).
[0132]
(Synthesis example 2)
38 g of 7-acetoxyindene, 12 g of indene, and 80 g of tetrahydrofuran as a solvent were added to a 2 L flask. Under a nitrogen atmosphere, 1 g of sulfuric acid as a polymerization initiator was added to the reaction vessel, and the temperature was raised to 60 ° C., and the reaction was performed for 15 hours. The reaction solution was concentrated to １ ／, precipitated in a mixed solution of 2.5 L of methanol and 0.2 L of water, and the obtained white solid was filtered and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 38 g of a white polymer. Was. This polymer was dissolved again in 0.3 L of methanol and 0.7 L of tetrahydrofuran, 30 g of triethylamine and 10 g of water were added, a deprotection reaction was performed, and the mixture was neutralized with acetic acid. After concentrating the reaction solution, it was dissolved in 0.5 L of acetone, and precipitated, filtered and dried in the same manner as above to obtain 34 g of a white polymer.
[0133]
The obtained polymer was analyzed by 13 C, 1 H-NMR and GPC measurement, and the following results were obtained.
Copolymer composition ratio
7-hydroxyindene: indene = 88: 12
Weight average molecular weight (Mw) = 4600
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.77
This polymer compound is referred to as (Polymer 2).
[0134]
(Synthesis example 3)
33 g of 6-acetoxyindene, 18 g of indene, and 80 g of tetrahydrofuran as a solvent were added to a 2 L flask. Under a nitrogen atmosphere, 1 g of sulfuric acid as a polymerization initiator was added to the reaction vessel, and the temperature was raised to 60 ° C., and the reaction was performed for 15 hours. The reaction solution was concentrated to 1/2, precipitated in a mixed solution of 2.5 L of methanol and 0.2 L of water, and the obtained white solid was filtered and dried at 60 ° C. under reduced pressure to obtain 39 g of a white polymer. Was. This polymer was dissolved again in 0.3 L of methanol and 0.7 L of tetrahydrofuran, 30 g of triethylamine and 10 g of water were added, a deprotection reaction was performed, and the mixture was neutralized with acetic acid. After concentrating the reaction solution, it was dissolved in 0.5 L of acetone, and precipitated, filtered and dried in the same manner as above to obtain 36 g of a white polymer.
[0135]
The obtained polymer was analyzed by 13 C, 1 H-NMR and GPC measurement, and the following results were obtained.
Copolymer composition ratio
6-hydroxyindene: indene = 78:22
Weight average molecular weight (Mw) = 4900
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.78
This polymer compound is referred to as (Polymer 3).
[0136]
(Synthesis example 4)
40 g of Polymer 1 was dissolved in 400 mL of tetrahydrofuran, 1.4 g of methanesulfonic acid and 12.3 g of ethyl vinyl ether were added, and the mixture was reacted at room temperature for 1 hour. The reaction was stopped by adding 2.5 g of aqueous ammonia (30%). The reaction solution was crystallized and precipitated using 5 L of acetic acid water, washed twice with water, and the obtained white solid was filtered and dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain 47 g of a white polymer.
[0137]
The obtained polymer was analyzed by 13 C, 1 H-NMR and GPC measurement, and the following results were obtained.
Copolymer composition ratio
7-hydroxyindene: 7-ethoxyethoxyindene = 60.2: 39.8
Weight average molecular weight (Mw) = 4600
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.88
This polymer is referred to as (Polymer 4).
[0138]
(Synthesis example 5)
40 g of Polymer 2 was dissolved in 400 mL of tetrahydrofuran, 1.4 g of methanesulfonic acid and 10.1 g of ethyl vinyl ether were added, and the mixture was reacted at room temperature for 1 hour. The reaction was stopped by adding 2.5 g of aqueous ammonia (30%). The reaction solution was crystallized and precipitated using 5 L of acetic acid water, washed twice with water, and the obtained white solid was filtered and dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain 44 g of a white polymer.
[0139]
The obtained polymer was analyzed by 13 C, 1 H-NMR and GPC measurement, and the following results were obtained.
Copolymer composition ratio
7-hydroxyindene: indene: 7-ethoxyethoxyindene = 65.5: 12.0: 22.5
Weight average molecular weight (Mw) = 5100
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.78
This polymer is referred to as (Polymer 5).
[0140]
[Synthesis Example 6]
40 g of Polymer 3 was dissolved in 400 mL of tetrahydrofuran, and 1.4 g of methanesulfonic acid and 11.1 g of ethyl vinyl ether were added. The mixture was reacted at room temperature for 1 hour, and 2.5 g of aqueous ammonia (30%) was added to stop the reaction. The reaction solution was crystallized and precipitated using 5 L of acetic acid water, washed twice more with water, and the obtained white solid was filtered and dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain 42 g of a white polymer.
[0141]
The obtained polymer was analyzed by 13 C, 1 H-NMR and GPC measurement, and the following results were obtained.
Copolymer composition ratio
6-hydroxyindene: indene: 6-ethoxyethoxyindene = 59.9: 22.3: 17.8
Weight average molecular weight (Mw) = 4800
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.78
This polymer compound is referred to as (Polymer 6).
[0142]
(Synthesis example 7)
40 g of Polymer 2 was dissolved in 400 ml of pyridine, and 22.6 g of di-tert-butyl dicarbonate was added while stirring at 45 ° C. After reacting for 1 hour, the reaction solution was added dropwise to 3 L of water to obtain a white solid. This was filtered, dissolved in 100 ml of acetone, dropped into 5 L of water, filtered, and dried in vacuo to obtain a polymer.
[0143]
The obtained polymer was analyzed by 13 C, 1 H-NMR and GPC measurement, and the following results were obtained.
Copolymer composition ratio
7-hydroxyindene: indene: 7-t butoxycarbonylindene = 70.9: 12.0: 17.1
Weight average molecular weight (Mw) = 5500
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.78
This polymer is referred to as (Polymer 7).
[0144]
(Comparative Synthesis Example 1)
Using a 2 L flask, 40 g of polyhydroxystyrene (Mw = 11000, Mw / Mn = 1.08) was dissolved in 400 mL of tetrahydrofuran, 1.4 g of methanesulfonic acid and 12.3 g of ethyl vinyl ether were added, and the mixture was added at room temperature for 1 hour. The reaction was quenched by adding 2.5 g of aqueous ammonia (30%), and the reaction solution was crystallized and precipitated using 5 L of acetic acid water, washed twice with water, and the obtained white solid was filtered. After drying under reduced pressure at 40 ° C., 47 g of a white polymer was obtained.
[0145]
The obtained polymer was analyzed by 13 C, 1 H-NMR and GPC measurement, and the following results were obtained.
Copolymer composition ratio
Hydroxystyrene: p-ethoxyethoxystyrene = 63.5: 36.5
Weight average molecular weight (Mw) = 13000
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.10.
This polymer compound is referred to as (Comparative Polymer 1).
[0146]
(Comparative Synthesis Example 2)
To a 2 L flask were added 43.0 g of tert-butyl methacrylate, 113.8 g of 4-acetoxystyrene, and 130 g of toluene as a solvent. The reaction vessel was cooled to -70 ° C under a nitrogen atmosphere, and degassing under reduced pressure and nitrogen flow were repeated three times. After the temperature was raised to room temperature, 4.1 g of AIBN was added as a polymerization initiator, and the temperature was raised to 60 ° C., followed by a reaction for 15 hours. The reaction solution was concentrated to 1/2 and precipitated in a mixed solution of 4.5 L of methanol and 0.5 L of water. The obtained white solid was filtered and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 125 g of a white polymer. Was. This polymer was redissolved in 0.5 L of methanol and 1.0 L of tetrahydrofuran, and 70 g of triethylamine and 15 g of water were added to perform a deprotection reaction and neutralized with acetic acid. After concentrating the reaction solution, it was dissolved in 0.5 L of acetone, and the same precipitation, filtration, and drying as described above were performed to obtain 112 g of a white polymer.
[0147]
The obtained polymer was analyzed by 13 C, 1 H-NMR and GPC measurement, and the following results were obtained.
Copolymer composition ratio
T-butyl methacrylate: 4-hydroxystyrene = 32: 68
Weight average molecular weight (Mw) = 12400
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.75
This polymer is referred to as “Comparative Polymer 2”.
[0148]
(Examples, Comparative Examples)
Using the polymer compound synthesized above, a solution prepared by dissolving the composition shown in Table 1 below was filtered through a filter having a size of 0.2 μm to prepare a positive resist material.
Each composition in Table 1 is as follows.
[0149]
Polymer 4 to Polymer 7: From Synthesis Examples 4 to 7,
Comparative Polymer 1, Comparative Polymer 2: From Comparative Synthesis Example 1 and Comparative Synthesis Example 2,
Organic solvent: PGMEA (propylene glycol methyl ether acetate)
Acid generator: PAG1, PAG2, PAG3 (see the following structural formula)
Embedded image

[0150]
Basic compounds: tributylamine, triethanolamine,
TMMEA, AAA, AACN (see the following structural formula)
Embedded image

[0151]
Dissolution inhibitor: DRI1 (see the following structural formula)
Embedded image

[0152]
The obtained positive resist material was spin-coated on a silicon wafer on a substrate formed with DUV-30 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) with a thickness of 55 nm, baked at 110 ° C. for 90 seconds using a hot plate, and treated with a resist. The thickness was set to 300 nm.
This was exposed using an excimer laser stepper (Nikon Corporation, NSR-S203B, NA-0.68, σ0.75, 2/3 annular illumination), and immediately after exposure, baked at 110 ° C for 90 seconds, and 2.38 % Of tetramethylammonium hydroxide in water for 60 seconds to obtain a positive pattern.
[0153]
The obtained resist pattern was evaluated as follows.
The exposure amount at which a 0.15 μm line and space was resolved at 1: 1 was defined as the sensitivity of the resist, and the minimum line width of the line and space separated at this exposure amount was defined as the resolution of the evaluation resist.
Further, a line and space line edge roughness of 0.15 μm was measured using a length measuring SEM (S-9220 manufactured by Hitachi, Ltd.).
The results are shown in Table 1.
[0154]
In the dry etching resistance test, a polymer solution obtained by dissolving 10 g of PGMEA in 2 g of each of the above polymers and filtering through a 0.2 μm size filter was formed on a Si substrate by spin coating to form a film having a thickness of 300 nm. Evaluation was performed under the conditions of two such systems.
[0155]
(1) CHF₃/ CF₄Etching test with system gas
Using a dry etching device TE-8500P manufactured by Tokyo Electron Limited, the difference in thickness of the polymer film before and after etching was determined.
The etching conditions are as shown below.
Chamber pressure 40.0Pa
RF power 1,300W
Gap 9mm
CHF₃Gas flow rate 30ml / min
CF₄Gas flow rate 30ml / min
Ar gas flow rate 100ml / min
Time 60sec
[0156]
(2) Cl₂/ BCl₃Etching test with system gas
Using a dry etching apparatus L-507D-L manufactured by Nidec Anelva Co., Ltd., the difference in thickness of the polymer film before and after etching was determined.
The etching conditions are as shown below.
Chamber pressure 40.0Pa
RF power 300W
Gap 9mm
Cl₂Gas flow rate 30ml / min
BCl₃Gas flow rate 30ml / min
CHF₃Gas flow rate 100ml / min
O₂Gas flow rate 2ml / min
Time 60sec
[0157]
This evaluation indicates that a sample having a small difference in film thickness, that is, a sample having a small reduction amount has etching resistance.
The results are shown in Table 2.
[0158]
[Table 1]

[0159]
[Table 2]

[0160]
From the results in Tables 1 and 2, the positive resist material using the polymer compound of the present invention satisfies sufficient resolution and sensitivity, and has a small line edge roughness and a small difference in film thickness after etching. From this, it can be seen that it has very excellent dry etching resistance.
[0161]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device having the same operation and effect can be realized by the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
[0162]
For example, in the above, an acid generator, a basic compound, a dissolution inhibitor, and an organic solvent are mixed with a positive resist material to form a chemically amplified positive resist material. The addition of these additives is optional, and a surfactant or other additives may be added as necessary, or some of the compositions may be omitted.
[0163]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides an alkali dissolution rate contrast before and after exposure by blending a polymer obtained by polymerizing hydroxyindene substituted with an acid labile group into a positive resist material as a base resin. , High sensitivity, high resolution, low line edge roughness, and excellent etching resistance. Therefore, it is possible to obtain a positive resist material, particularly a chemically amplified positive resist material, which is particularly suitable as a fine pattern forming material for VLSI manufacturing.

Claims (7)

A polymer compound having at least a repeating unit represented by the following general formula (1) and having a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000.

(Wherein, R ¹ represents an acid labile group; m is a positive integer from 1 to 4. a and b are positive numbers; 0.1 ≦ a ≦ 0.9, 0.1 ≦ b ≦ 0.9, 0 <a + b ≦ 1) A polymer having at least a repeating unit represented by the following general formula (2) and having a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000.

(Wherein, R ¹ represents an acid labile group; R ² represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, or an alkoxy group; m is a positive integer of 1 to 4; It is a positive integer of 4. a, b, and c are positive numbers, and 0.1 ≦ a ≦ 0.9, 0.1 ≦ b ≦ 0.9, 0 <c ≦ 0.5, and 0 <a + b + c. ≦ 1.) A positive resist material comprising at least the polymer compound according to claim 1 and / or claim 2 as a base resin. The positive resist material according to claim 3, which is a chemically amplified resist material further containing an organic solvent and an acid generator. The positive resist material according to claim 3 or 4, further comprising a dissolution inhibitor. 6. The positive resist material according to claim 3, further comprising a basic compound and / or a surfactant as an additive. Resist material. At least a step of applying the resist material according to any one of claims 3 to 6 on a substrate, a step of exposing with a high energy ray after heat treatment, and a step of developing with a developer. A pattern forming method comprising: