JP2018159744A - レジスト材料及びパターン形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ポジ型レジスト材料においてもネガ型レジスト材料においても、高感度かつＬＷＲやＣＤＵが小さいレジスト材料、及びこれを用いるパターン形成方法を提供する。【解決手段】ベースポリマー、及び下記式（Ａ−１）で表されるスルホニウム塩又は下記式（Ａ−２）で表されるヨードニウム塩を含む酸発生剤を含むレジスト材料。【選択図】なし

Description

本発明は、レジスト材料及びパターン形成方法に関する。
ＬＳＩの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの微細化が急速に進んでいる。特に、フラッシュメモリー市場の拡大と記憶容量の増大化が微細化を牽引している。最先端の微細化技術としては、ＡｒＦリソグラフィーによる６５ｎｍノードのデバイスの量産が行われており、次世代のＡｒＦ液浸リソグラフィーによる４５ｎｍノードの量産準備が進行中である。次世代の３２ｎｍノードとしては、水よりも高屈折率の液体と高屈折率レンズ、高屈折率レジスト材料を組み合わせた超高ＮＡレンズによる液浸リソグラフィー、波長１３.５ｎｍの極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィー、ＡｒＦリソグラフィーの二重露光（ダブルパターニングリソグラフィー）等が候補であり、検討が進められている。
微細化が進行し、光の回折限界に近づくにつれて、光のコントラストが低下してくる。光のコントラストの低下によって、ポジ型レジスト膜においてはホールパターンやトレンチパターンの解像性や、フォーカスマージンの低下が生じる。
パターンの微細化と共にラインパターンのエッジラフネス（ＬＷＲ）及びホールパターンの寸法均一性（ＣＤＵ）が問題視されている。ベースポリマーや酸発生剤の偏在や凝集の影響や、酸拡散の影響が指摘されている。更に、レジスト膜の薄膜化にしたがってＬＷＲが大きくなる傾向があり、微細化の進行に伴う薄膜化によるＬＷＲの劣化は深刻な問題になっている。
ＥＵＶレジストにおいては、高感度化、高解像度化及び低ＬＷＲ化を同時に達成する必要がある。酸拡散距離を短くするとＬＷＲは小さくなるが、低感度化する。例えば、ポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ）温度を低くすることによってＬＷＲは小さくなるが、低感度化する。クエンチャーの添加量を増やしてもＬＷＲが小さくなるが、低感度化する。感度とＬＷＲのトレードオフの関係を打ち破ることが必要である。
酸を触媒とする化学増幅レジストにおいて、高感度でかつＬＷＲやホールパターンのＣＤＵを低減させることが可能な酸発生剤の開発が望まれている。
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、ポジ型レジスト材料においてもネガ型レジスト材料においても、高感度かつＬＷＲやＣＤＵが小さいレジスト材料、及びこれを用いるパターン形成方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、所定のヨウ素化安息香酸と結合したフルオロベンゼンスルホン酸のスルホニウム塩又はヨードニウム塩を酸発生剤として用いることによって、ＬＷＲ及びＣＤＵが小さく、コントラストが高く解像性に優れ、プロセスマージンが広いレジスト材料を得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、下記レジスト材料及びパターン形成方法を提供する。
１．ベースポリマー、及び下記式（Ａ−１）で表されるスルホニウム塩又は下記式（Ａ−２）で表されるヨードニウム塩を含む酸発生剤を含むレジスト材料。
Figure 2018159744
 （式中、Ｒ1は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子若しくはアミノ基、若しくはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヒドロキシ基、アミノ基若しくはアルコキシ基を含んでいてもよい、直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルコキシカルボニル基若しくは炭素数２〜２０のアシロキシ基、又は−ＮＲ9−Ｃ(＝Ｏ)−Ｒ10若しくは−ＮＲ9−Ｃ(＝Ｏ)−Ｏ−Ｒ10であり、Ｒ9は、水素原子、又は直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ10は、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１６のアルキル基、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜１６のアルケニル基、又は炭素数６〜１２のアリール基であり、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシル基又はアシロキシ基を含んでいてもよい。Ｒ2は、単結合、又は酸素原子、硫黄原子若しくは窒素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の２価の連結基である。Ｒfは、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Ｒ3、Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立に、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１２のアルキル基、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜１２のアルケニル基、炭素数６〜２０のアリール基、又は炭素数７〜１２のアラルキル基若しくはアリールオキシアルキル基であり、これらの基の水素原子の一部又は全部が、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子、オキソ基、シアノ基、アミド基、ニトロ基、スルトン基、スルホン基又はスルホニウム塩含有基で置換されていてもよく、これらの基の炭素原子の一部が、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カーボネート基又はスルホン酸エステル基で置換されていてもよい。また、Ｒ3とＲ4とが結合して、これらが結合する硫黄原子と共に環を形成してもよい。Ｒ6及びＲ7は、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基又はトリフルオロメチル基であり、これらの基の水素原子の一部又は全部が、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数１〜１０のアルキル基若しくはアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基又はシアノ基で置換されていてもよい。ｍは、１〜５の整数である。ｎは、０〜３の整数である。ｐは、１〜４の整数である。）
２．更に、クエンチャーを含む１のレジスト材料。
３．更に、有機溶剤を含む１又は２のレジスト材料。
４．前記ベースポリマーが、下記式（ａ１）で表される繰り返し単位、又は下記式（ａ２）で表される繰り返し単位を含むものである１〜３のいずれかのレジスト材料。
Figure 2018159744
 （式中、ＲAは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。Ｘ1は、単結合、フェニレン基若しくはナフチレン基、又はエステル基及びラクトン環から選ばれる少なくとも１つを含む炭素数１〜１２の連結基である。Ｘ2は、単結合又はエステル基である。Ｒ11及びＲ12は、酸不安定基である。Ｒ13は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数１〜６のアルキル基若しくはアルコキシ基、又は直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数２〜７のアシル基、アシロキシ基若しくはアルコキシカルボニル基である。Ｒ14は、単結合、又は直鎖状若しくは分岐状の炭素数１〜６のアルキレン基であり、その炭素原子の一部が、エーテル基又はエステル基で置換されていてもよい。ｑは、１又は２である。ｒは、０〜４の整数である。）
５．更に、溶解阻止剤を含む４のレジスト材料。
６．化学増幅ポジ型レジスト材料である４又は５のレジスト材料。
７．前記ベースポリマーが、酸不安定基を含まないものである１〜３のいずれかのレジスト材料。
８．更に、架橋剤を含む７のレジスト材料。
９．化学増幅ネガ型レジスト材料である７又は８のレジスト材料。
１０．更に、界面活性剤を含む１〜９のいずれかのレジスト材料。
１１．前記ベースポリマーが、更に、下記式（ｆ１）〜（ｆ３）で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも１種を含む１〜１０のいずれかのレジスト材料。
Figure 2018159744
 （式中、ＲAは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。Ｚ1は、単結合、フェニレン基、−Ｏ−Ｚ12−、又は−Ｃ(＝Ｏ)−Ｚ11−Ｚ12−であり、Ｚ11は、−Ｏ−又は−ＮＨ−であり、Ｚ12は、直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数１〜６のアルキレン基若しくは炭素数２〜６のアルケニレン基、又はフェニレン基であり、カルボニル基、エステル基、エーテル基又はヒドロキシ基を含んでいてもよい。Ｒ31〜Ｒ38は、それぞれ独立に、カルボニル基、エステル基若しくはエーテル基を含んでいてもよい直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１２のアルキル基、又は炭素数６〜１２のアリール基若しくは炭素数７〜２０のアラルキル基であり、これらの水素原子の一部又は全部が、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１０のアルキル基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１０のアルコキシ基、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜１０のアルコキシカルボニル基、又は直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜１０のアシロキシ基を含んでいてもよい。また、Ｒ33、Ｒ34及びＲ35のいずれか２つが又はＲ36、Ｒ37及びＲ38のいずれか２つが、互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に環を形成していてもよい。Ｚ2は、単結合、−Ｚ21−Ｃ(＝Ｏ)−Ｏ−、−Ｚ21−Ｏ−又は−Ｚ21−Ｏ−Ｃ(＝Ｏ)−であり、Ｚ21は、直鎖状、分岐状又は環状の炭素数１〜１２のアルキレン基であり、カルボニル基、エステル基又はエーテル基を含んでいてもよい。Ａは、水素原子又はトリフルオロメチル基である。Ｚ3は、単結合、メチレン基、エチレン基、フェニレン基、フッ素化フェニレン基、−Ｏ−Ｚ32−又は−Ｃ(＝Ｏ)−Ｚ31−Ｚ32−であり、Ｚ31は、−Ｏ−又は−ＮＨ−であり、Ｚ32は、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜６のアルキレン基、フェニレン基、フッ素化フェニレン基、トリフルオロメチル基で置換されたフェニレン基、又は直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜６のアルケニレン基であり、カルボニル基、エステル基、エーテル基又はヒドロキシ基を含んでいてもよい。Ｍ-は、非求核性対向イオンである。）
１２．１〜１１のいずれかのレジスト材料を基板上に塗布し、加熱処理をしてレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を高エネルギー線で露光する工程と、現像液を用いて露光したレジスト膜を現像する工程とを含むパターン形成方法。
１３．前記高エネルギー線が、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー又は波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーである１２のパターン形成方法。
１４．前記高エネルギー線が、電子線（ＥＢ）又は波長３〜１５ｎｍのＥＵＶである１２のパターン形成方法。
ヨウ素化安息香酸と結合したフルオロベンゼンスルホン酸のスルホニウム塩又はヨードニウム塩は、ヨウ素の分子量が大きいため、酸拡散が小さいという特徴を有する。更に、波長１３.５ｎｍのＥＵＶのヨウ素による吸収は非常に大きいため、露光中にヨウ素から２次電子が発生し、高感度化される。これらによって、高感度、低ＬＷＲかつ低ＣＤＵのレジストを構築することが可能となる。
［レジスト材料］
本発明のレジスト材料は、ベースポリマー、及びヨウ素化安息香酸と結合したフルオロベンゼンスルホン酸のスルホニウム塩又はヨードニウム塩を含む酸発生剤を含む。前記スルホニウム塩及びヨードニウム塩は、光照射によってヨウ素化安息香酸と結合したフルオロベンゼンスルホン酸を発生する酸発生剤である。本発明のレジスト材料には、これとは異なるスルホン酸、イミド酸又はメチド酸を発生させる酸発生剤を添加してもよいし、ベースポリマーに結合しているバウンド型の酸発生剤と組み合わせてもよい。
前記ヨウ素化安息香酸と結合したフルオロベンゼンスルホン酸のスルホニウム塩と、これよりも弱酸のスルホン酸又はカルボン酸のスルホニウム塩を混合した状態で光照射を行うと、ヨウ素化安息香酸と結合したフルオロベンゼンスルホン酸と、これよりも弱酸のスルホン酸又はカルボン酸が発生する。酸発生剤は全て分解しているわけではないので、近傍に分解していない酸発生剤が存在している。ここでヨウ素化安息香酸と結合したフルオロベンゼンスルホン酸と、これよりも弱酸のスルホン酸及びカルボン酸のスルホニウム塩とが共存すると、ヨウ素化安息香酸と結合したフルオロベンゼンスルホン酸と、弱酸のスルホン酸及びカルボン酸のスルホニウム塩とのイオン交換が起こり、ヨウ素化安息香酸と結合したフルオロベンゼンスルホン酸のスルホニウム塩が生成し、弱酸のスルホン酸やカルボン酸がリリースされる。これは、酸としての強度が高いヨウ素化安息香酸と結合したフルオロベンゼンスルホン酸塩の方が安定であるためである。一方、ヨウ素化安息香酸と結合したフルオロベンゼンスルホン酸のスルホニウム塩と、弱酸のスルホン酸やカルボン酸とが存在していてもイオン交換は起こらない。この酸強度の序列によるイオン交換は、スルホニウム塩だけでなく、ヨードニウム塩の場合でも同様に起こる。フルオロスルホン酸の酸発生剤として組み合わせた場合、弱酸のスルホニウム塩やヨードニウム塩はクエンチャーとして機能する。また、ヨウ素は、波長１３.５ｎｍのＥＵＶの吸収が極めて高いので、露光中に２次電子が発生し、酸発生剤に２次電子のエネルギーが移動することによって分解が促進され、これによって高感度化する。特に、ヨウ素の置換数が３以上の場合、この効果が高い。
ＬＷＲ向上のためには、ポリマーや酸発生剤の凝集を抑えることが効果的である。ポリマーの凝集を抑えるためには、疎水性と親水性の差を小さくすること、ガラス転移点（Ｔｇ）を下げること、ポリマーの分子量を下げることのいずれかが効果的である。具体的には、疎水性の酸不安定基と親水性の密着性基との極性差を小さくすること、単環のラクトンのようなコンパクトな密着性基を用いてＴｇを下げること等が効果的である。酸発生剤の凝集を抑えるには、トリフェニルスルホニウムのカチオン部分に置換基を導入すること等が効果的である。特に、脂環族保護基とラクトンの密着性基とで形成されているＡｒＦ用のメタクリレートポリマーに対しては、芳香族基だけで形成されているトリフェニルスルホニウムは異質な構造であり、相溶性が低い。トリフェニルスルホニウムに導入する置換基としては、ベースポリマーに用いられているものと同様の脂環族基かラクトンが考えられる。スルホニウム塩は親水性なため、ラクトンを導入した場合は親水性が高くなりすぎてポリマーとの相溶性が低下し、スルホニウム塩の凝集が起きる。疎水性のアルキル基を導入する方が、スルホニウム塩をレジスト膜内に均一分散することができる。国際公開第２０１１／０４８９１９号には、α位がフッ素化されたスルホンイミド酸が発生するスルホニウム塩にアルキル基を導入して、ＬＷＲを向上させる手法が提案されている。
前記ヨウ素化安息香酸と結合したフルオロベンゼンスルホン酸のスルホニウム塩やヨードニウム塩は、アニオン部分に原子量が大きいヨウ素が導入されているために、拡散が小さく、更にはポリマーとの相溶性も高いために、分散性に優れ、これによってＬＷＲやＣＤＵが向上する。
前記ヨウ素化安息香酸と結合したフルオロベンゼンスルホン酸のスルホニウム塩やヨードニウム塩によるＬＷＲやＣＤＵの向上効果は、アルカリ水溶液現像によるポジティブパターン形成やネガティブパターン形成においても、有機溶剤現像におけるネガティブパターン形成のどちらにおいても有効である。
［酸発生剤］
本発明のレジスト材料に含まれる酸発生剤は、下記式（Ａ−１）で表されるスルホニウム塩又は下記式（Ａ−２）で表されるヨードニウム塩を含む。
Figure 2018159744
式中、Ｒ1は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子若しくはアミノ基、若しくはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヒドロキシ基、アミノ基若しくはアルコキシ基を含んでいてもよい、直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルコキシカルボニル基若しくは炭素数２〜２０のアシロキシ基、又は−ＮＲ9−Ｃ(＝Ｏ)−Ｒ10若しくは−ＮＲ9−Ｃ(＝Ｏ)−Ｏ−Ｒ10であり、Ｒ9は、水素原子、又は直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ10は、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１６のアルキル基、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜１６のアルケニル基、又は炭素数６〜１２のアリール基であり、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシル基又はアシロキシ基を含んでいてもよい。Ｒ2は、単結合、又は酸素原子、硫黄原子若しくは窒素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の２価の連結基である。Ｒfは、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Ｒ3、Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立に、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１２のアルキル基、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜１２のアルケニル基、炭素数６〜２０のアリール基、又は炭素数７〜１２のアラルキル基若しくはアリールオキシアルキル基であり、これらの基の水素原子の一部又は全部が、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子、オキソ基、シアノ基、アミド基、ニトロ基、スルトン基、スルホン基又はスルホニウム塩含有基で置換されていてもよく、これらの基の炭素原子の一部が、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カーボネート基又はスルホン酸エステル基で置換されていてもよい。また、Ｒ3とＲ4とが結合して、これらが結合する硫黄原子と共に環を形成してもよい。Ｒ6及びＲ7は、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基又はトリフルオロメチル基であり、これらの基の水素原子の一部又は全部が、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数１〜１０のアルキル基若しくはアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基又はシアノ基で置換されていてもよい。ｍは、１〜５の整数である。ｎは、０〜３の整数である。ｐは、１〜４の整数である。
式（Ａ−１）で表されるスルホニウム塩のカチオン部分としては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2018159744
Figure 2018159744
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Figure 2018159744
式（Ａ−２）で表されるヨードニウム塩のカチオン部分としては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2018159744
式（Ａ−１）で表されるスルホニウム塩及び式（Ａ−２）で表されるヨードニウム塩のアニオン部分としては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
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Figure 2018159744
式（Ａ−１）で表されるスルホニウム塩及び式（Ａ−２）で表されるヨードニウム塩の合成方法としては、ヨウ素化安息香酸に結合したフルオロベンゼンスルホン酸よりも弱酸のスルホニウム塩又はヨードニウム塩とイオン交換をする方法が挙げられる。ヨウ素化安息香酸に結合したフルオロベンゼンスルホン酸よりも弱い酸としては、炭酸、塩酸、カルボン酸等が挙げられる。また、ヨウ素化安息香酸に結合したフルオロベンゼンスルホン酸のナトリウム塩やアンモニウム塩をスルホニウムクロリド塩又はヨードニウムクロリド塩とイオン交換して合成することもできる。
本発明のレジスト材料において、式（Ａ−１）で表されるスルホニウム塩又は式（Ａ−２）で表されるヨードニウム塩の含有量は、後述するベースポリマー１００質量部に対し、感度と酸拡散抑制効果の点から０.０１〜１,０００質量部が好ましく、０.０５〜５００質量部がより好ましい。
［ベースポリマー］
本発明のレジスト材料に含まれるベースポリマーは、ポジ型レジスト材料の場合、酸不安定基を含む繰り返し単位を含む。酸不安定基を含む繰り返し単位としては、下記式（ａ１）で表される繰り返し単位（以下、繰り返し単位ａ１という。）、又は下記式（ａ２）で表される繰り返し単位（以下、繰り返し単位ａ２という。）が好ましい。
Figure 2018159744
式中、ＲAは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。Ｘ1は、単結合、フェニレン基若しくはナフチレン基、又はエステル基及びラクトン環から選ばれる少なくとも１つを含む炭素数１〜１２の連結基である。Ｘ2は、単結合又はエステル基である。Ｒ11及びＲ12は、酸不安定基である。Ｒ13は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数１〜６のアルキル基若しくはアルコキシ基、又は直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数２〜７のアシル基、アシロキシ基若しくはアルコキシカルボニル基である。Ｒ14は、単結合、又は直鎖状若しくは分岐状の炭素数１〜６のアルキレン基であり、その炭素原子の一部が、エーテル基又はエステル基で置換されていてもよい。ｑは、１又は２である。ｒは、０〜４の整数である。
繰り返し単位ａ１としては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、ＲA及びＲ11は、前記と同じである。
Figure 2018159744
繰り返し単位ａ２としては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、ＲA及びＲ12は、前記と同じである。
Figure 2018159744
式（ａ１）及び（ａ２）中、Ｒ11及びＲ12で表される酸不安定基としては、例えば、特開２０１３−８００３３号公報、特開２０１３−８３８２１号公報に記載のものが挙げられる。
典型的には、前記酸不安定基としては、下記式（ＡＬ−１）〜（ＡＬ−３）で表されるものが挙げられる。
Figure 2018159744
式（ＡＬ−１）及び（ＡＬ−２）中、Ｒ15及びＲ18は、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基等の炭素数１〜４０、好ましくは１〜２０の１価炭化水素基であり、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、フッ素原子等のヘテロ原子を含んでいてもよい。Ｒ16及びＲ17は、それぞれ独立に、水素原子、又は直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基等の炭素数１〜２０の１価炭化水素基であり、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、フッ素原子等のヘテロ原子を含んでいてもよい。また、Ｒ16、Ｒ17及びＲ18のいずれか２つが、互いに結合してこれらが結合する炭素原子又は炭素原子と酸素原子と共に炭素数３〜２０、好ましくは４〜１６の環、特に脂環を形成してもよい。Ａ１は、０〜１０、好ましくは１〜５の整数である。
式（ＡＬ−３）中、Ｒ19、Ｒ20及びＲ21は、それぞれ独立に、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基等の炭素数１〜２０の１価炭化水素基であり、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、フッ素原子等のヘテロ原子を含んでいてもよい。また、Ｒ19、Ｒ20及びＲ21のいずれか２つが、互いに結合してこれらが結合する炭素原子と共に炭素数３〜２０、好ましくは４〜１６の環、特に脂環を形成してもよい。
前記ベースポリマーは、更に、密着性基としてフェノール性ヒドロキシ基を含む繰り返し単位ｂを含んでもよい。繰り返し単位ｂを与えるモノマーとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、ＲAは、前記と同じである。
Figure 2018159744
前記ベースポリマーは、更に、他の密着性基として、フェノール性ヒドロキシ基以外のヒドロキシ基、カルボキシ基、ラクトン環、エーテル基、エステル基、カルボニル基又はシアノ基を含む繰り返し単位ｃを含んでもよい。繰り返し単位ｃを与えるモノマーとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、ＲAは、前記と同じである。
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
ヒドロキシ基を含むモノマーの場合、重合時にヒドロキシ基をエトキシエトキシ基等の酸によって脱保護しやすいアセタール基で置換しておいて重合後に弱酸と水によって脱保護を行ってもよいし、アセチル基、ホルミル基、ピバロイル基等で置換しておいて重合後にアルカリ加水分解を行ってもよい。
前記ベースポリマーは、更に、インデン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、アセナフチレン、クロモン、クマリン、ノルボルナジエン又はこれらの誘導体に由来する繰り返し単位ｄを含んでもよい。繰り返し単位ｄを与えるモノマーとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2018159744
前記ベースポリマーは、更に、スチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルピレン、メチレンインダン、ビニルピリジン又はビニルカルバゾールに由来する繰り返し単位ｅを含んでもよい。
前記ベースポリマーは、更に、重合性不飽和結合を含むオニウム塩に由来する繰り返し単位ｆを含んでもよい。好ましい繰り返し単位ｆとしては、下記式（ｆ１）で表される繰り返し単位（以下、繰り返し単位ｆ１という。）、下記式（ｆ２）で表される繰り返し単位（以下、繰り返し単位ｆ２という。）、及び下記式（ｆ３）で表される繰り返し単位（以下、繰り返し単位ｆ３という。）が挙げられる。なお、繰り返し単位ｆ１〜ｆ３は、１種単独でも、２種以上を組み合せて使用してもよい。
Figure 2018159744
式中、ＲAは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。Ｚ1は、単結合、フェニレン基、−Ｏ−Ｚ12−、又は−Ｃ(＝Ｏ)−Ｚ11−Ｚ12−であり、Ｚ11は、−Ｏ−又は−ＮＨ−であり、Ｚ12は、直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数１〜６のアルキレン基若しくは炭素数２〜６のアルケニレン基、又はフェニレン基であり、カルボニル基、エステル基、エーテル基又はヒドロキシ基を含んでいてもよい。Ｒ31〜Ｒ38は、それぞれ独立に、カルボニル基、エステル基若しくはエーテル基を含んでいてもよい直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１２のアルキル基、又は炭素数６〜１２のアリール基若しくは炭素数７〜２０のアラルキル基であり、これらの水素原子の一部又は全部が、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１０のアルキル基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１０のアルコキシ基、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜１０のアルコキシカルボニル基、又は直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜１０のアシロキシ基を含んでいてもよい。また、Ｒ33、Ｒ34及びＲ35のいずれか２つが又はＲ36、Ｒ37及びＲ38のいずれか２つが、互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に環を形成していてもよい。Ｚ2は、単結合、−Ｚ21−Ｃ(＝Ｏ)−Ｏ−、−Ｚ21−Ｏ−又は−Ｚ21−Ｏ−Ｃ(＝Ｏ)−であり、Ｚ21は、直鎖状、分岐状又は環状の炭素数１〜１２のアルキレン基であり、カルボニル基、エステル基又はエーテル基を含んでいてもよい。Ａは、水素原子又はトリフルオロメチル基である。Ｚ3は、単結合、メチレン基、エチレン基、フェニレン基、フッ素化フェニレン基、−Ｏ−Ｚ32−又は−Ｃ(＝Ｏ)−Ｚ31−Ｚ32−であり、Ｚ31は、−Ｏ−又は−ＮＨ−であり、Ｚ32は、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜６のアルキレン基、フェニレン基、フッ素化フェニレン基、トリフルオロメチル基で置換されたフェニレン基、又は直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜６のアルケニレン基であり、カルボニル基、エステル基、エーテル基又はヒドロキシ基を含んでいてもよい。Ｍ-は、非求核性対向イオンである。
繰り返し単位ｆ１を与えるモノマーとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、ＲA及びＭ-は、前記と同じである。
Figure 2018159744
Ｍ-で表される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、トリフレートイオン、１,１,１−トリフルオロエタンスルホネートイオン、ノナフルオロブタンスルホネートイオン等のフルオロアルキルスルホネートイオン、トシレートイオン、ベンゼンスルホネートイオン、４−フルオロベンゼンスルホネートイオン、１,２,３,４,５−ペンタフルオロベンゼンスルホネートイオン等のアリールスルホネートイオン、メシレートイオン、ブタンスルホネートイオン等のアルキルスルホネートイオン、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドイオン、ビス(パーフルオロエチルスルホニル)イミドイオン、ビス(パーフルオロブチルスルホニル)イミドイオン等のイミド酸イオン、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチドイオン、トリス(パーフルオロエチルスルホニル)メチドイオン等のメチド酸イオンが挙げられる。
前記非求核性対向イオンとしては、更に、下記式（Ｋ−１）で表されるα位がフッ素で置換されたスルホン酸イオン、下記式（Ｋ−２）で表されるα及びβ位がフッ素で置換されたスルホン酸イオン等が挙げられる。
Figure 2018159744
式（Ｋ−１）中、Ｒ51は、水素原子、直鎖状、分岐状又は環状の炭素数１〜２０のアルキル基、直鎖状、分岐状又は環状の炭素数２〜２０のアルケニル基、又は炭素数６〜２０のアリール基であり、エーテル基、エステル基、カルボニル基、ラクトン環又はフッ素原子を含んでいてもよい。
式（Ｋ−２）中、Ｒ52は、水素原子、直鎖状、分岐状又は環状の炭素数１〜３０のアルキル基、直鎖状、分岐状又は環状の炭素数２〜２０のアシル基、直鎖状、分岐状又は環状の炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数６〜２０のアリール基、又は炭素数６〜２０のアリールオキシ基であり、エーテル基、エステル基、カルボニル基又はラクトン環を含んでいてもよい。
繰り返し単位ｆ２を与えるモノマーとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、ＲAは、前記と同じである。
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
繰り返し単位ｆ３を与えるモノマーとしては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、ＲAは、前記と同じである。
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
ポリマー主鎖に酸発生剤を結合させることによって酸拡散を小さくし、酸拡散のぼけによる解像性の低下を防止できる。また、酸発生剤が均一に分散することによってエッジラフネスが改善される。
ポジ型レジスト材料用のベースポリマーは、酸不安定基を含む繰り返し単位ａ１又はａ２を必須とする。この場合、繰り返し単位ａ１、ａ２、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆの含有比率は、０≦ａ１＜１.０、０≦ａ２＜１.０、０＜ａ１＋ａ２＜１.０、０≦ｂ≦０.９、０≦ｃ≦０.９、０≦ｄ≦０.８、０≦ｅ≦０.８、及び０≦ｆ≦０.５が好ましく、０≦ａ１≦０.９、０≦ａ２≦０.９、０.１≦ａ１＋ａ２≦０.９、０≦ｂ≦０.８、０≦ｃ≦０.８、０≦ｄ≦０.７、０≦ｅ≦０.７、及び０≦ｆ≦０.４がより好ましく、０≦ａ１≦０.８、０≦ａ２≦０.８、０.１≦ａ１＋ａ２≦０.８、０≦ｂ≦０.７５、０≦ｃ≦０.７５、０≦ｄ≦０.６、０≦ｅ≦０.６、及び０≦ｆ≦０.３が更に好ましい。なお、繰り返し単位ｆが繰り返し単位ｆ１〜ｆ３から選ばれる少なくとも１種である場合、ｆ＝ｆ１＋ｆ２＋ｆ３である。また、ａ１＋ａ２＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１.０である。
一方、ネガ型レジスト材料用のベースポリマーは、酸不安定基は必ずしも必要ではない。このようなベースポリマーとしては、繰り返し単位ｂを含み、必要に応じて更に繰り返し単位ｃ、ｄ、ｅ及び／又はｆを含むものが挙げられる。これらの繰り返し単位の含有比率は、０＜ｂ≦１.０、０≦ｃ≦０.９、０≦ｄ≦０.８、０≦ｅ≦０.８、及び０≦ｆ≦０.５が好ましく、０.２≦ｂ≦１.０、０≦ｃ≦０.８、０≦ｄ≦０.７、０≦ｅ≦０.７、及び０≦ｆ≦０.４がより好ましく、０.３≦ｂ≦１.０、０≦ｃ≦０.７５、０≦ｄ≦０.６、０≦ｅ≦０.６、及び０≦ｆ≦０.３が更に好ましい。なお、繰り返し単位ｆが繰り返し単位ｆ１〜ｆ３から選ばれる少なくとも１種である場合、ｆ＝ｆ１＋ｆ２＋ｆ３である。また、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１.０である。
前記ベースポリマーを合成するには、例えば、前述した繰り返し単位を与えるモノマーを、有機溶剤中、ラジカル重合開始剤を加えて加熱し、重合を行えばよい。
重合時に使用する有機溶剤としては、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、ジオキサン等が挙げられる。重合開始剤としては、２,２'−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、２,２'−アゾビス(２,４−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル２,２−アゾビス(２−メチルプロピオネート)、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド等が挙げられる。重合時の温度は、好ましくは５０〜８０℃である。反応時間は、好ましくは２〜１００時間、より好ましくは５〜２０時間である。
ヒドロキシスチレンやヒドロキシビニルナフタレンを共重合する場合は、ヒドロキシスチレンやヒドロキシビニルナフタレンのかわりにアセトキシスチレンやアセトキシビニルナフタレンを用い、重合後前記アルカリ加水分解によってアセトキシ基を脱保護してヒドロキシスチレンやヒドロキシビニルナフタレンにしてもよい。
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、反応温度は、好ましくは−２０〜１００℃、より好ましくは０〜６０℃である。反応時間は、好ましくは０.２〜１００時間、より好ましくは０.５〜２０時間である。
前記ベースポリマーは、溶剤としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリスチレン換算重量平均分子量（Ｍｗ）が、好ましくは１,０００〜５００,０００、より好ましくは２,０００〜３０,０００である。Ｍｗ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やすくなる。
更に、前記ベースポリマーにおいて分子量分布（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おそれがある。パターンルールが微細化するに従って、Ｍｗや分子量分布の影響が大きくなりやすいことから、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、前記ベースポリマーの分子量分布は、１.０〜２.０、特に１.０〜１.５と狭分散であることが好ましい。
前記ベースポリマーは、組成比率、Ｍｗ、分子量分布が異なる２つ以上のポリマーを含んでもよい。
［クエンチャー］
本発明のレジスト材料には、クエンチャーを配合してもよい。前記クエンチャーとしては、従来型の塩基性化合物が挙げられる。従来型の塩基性化合物としては、第１級、第２級、第３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、ヒドロキシ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、アミド類、イミド類、カーバメート類等が挙げられる。特に、特開２００８−１１１１０３号公報の段落［０１４６］〜［０１６４］に記載の第１級、第２級、第３級のアミン化合物、特にはヒドロキシ基、エーテル基、エステル基、ラクトン環、シアノ基、スルホン酸エステル基を有するアミン化合物あるいは特許第３７９０６４９号公報に記載のカーバメート基を有する化合物等が好ましい。このような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更に抑制したり、形状を補正したりすることができる。
また、前記クエンチャーとして、特開２００８−１５８３３９号公報に記載されているα位がフッ素化されていないスルホン酸のスルホニウム塩、ヨードニウム塩、アンモニウム塩等のオニウム塩が挙げられる。α位がフッ素化されたスルホン酸、イミド酸又はメチド酸は、カルボン酸エステルの酸不安定基を脱保護させるために必要であるが、α位がフッ素化されていないオニウム塩との塩交換によってα位がフッ素化されていないスルホン酸が放出される。α位がフッ素化されていないスルホン酸は脱保護反応を起こさないために、クエンチャーとして機能する。
前記クエンチャーとしては、更に、特開２００８−２３９９１８号公報に記載のポリマー型のクエンチャーが挙げられる。これは、コート後のレジスト表面に配向することによってパターン後のレジストの矩形性を高める。ポリマー型クエンチャーは、液浸露光用の保護膜を適用したときのパターンの膜減りやパターントップのラウンディングを防止する効果もある。
更に、下記式（１）で表されるカルボン酸オニウム塩もクエンチャーとして好適に使用できる。
Figure 2018159744
式中、Ｒ101は、ヘテロ原子を含んでいてもよい直鎖状、分岐状又は環状の炭素数１〜４０の１価炭化水素基を表す。ＭA +は、オニウムイオンを表す。前記オニウムイオンとしては、スルホニウムイオン、ヨードニウムイオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。
前記カルボン酸オニウム塩のアニオン部分としては、下記式（２）で表されものが好ましい。
Figure 2018159744
Ｒ102及びＲ103は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はトリフルオロメチル基を表す。Ｒ104は、水素原子、ヒドロキシ基、ヘテロ原子を含んでいてもよい直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜３５の１価炭化水素基、又は置換若しくは非置換の炭素数６〜３０のアリール基を表す。
前記カルボン酸オニウム塩としては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
Figure 2018159744
本発明のレジスト材料がクエンチャーを含む場合、その含有量は、ベースポリマー１００質量部に対し、０.１〜２０質量部が好ましく、０.２〜１０質量部がより好ましい。
［その他の成分］
前述した成分に加えて、有機溶剤、界面活性剤、溶解阻止剤、架橋剤等を目的に応じて適宜組み合わせて配合してポジ型レジスト材料及びネガ型レジスト材料を構成することによって、露光部では前記ベースポリマーが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、極めて高感度のポジ型レジスト材料及びネガ型レジスト材料とすることができる。この場合、レジスト膜の溶解コントラスト及び解像性が高く、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、特に酸拡散を抑制できることから粗密寸法差が小さく、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できる。特に、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できると共に、諸特性が一層優れたものとなり極めて有用なものとなる。
本発明のレジスト材料は、本発明の効果を損なわない範囲で、式（Ａ−１）で表されるスルホニウム塩又は式（Ａ−２）で表されるヨードニウム塩以外の酸発生剤（以下、その他の酸発生剤という。）を含んでもよい。その他の酸発生剤としては、活性光線又は放射線に感応して酸を発生する化合物（光酸発生剤）が挙げられる。光酸発生剤の成分としては、高エネルギー線照射により酸を発生する化合物であればいずれでも構わないが、スルホン酸、イミド酸又はメチド酸を発生する酸発生剤が好ましい。好適な光酸発生剤としてはスルホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニルジアゾメタン、Ｎ−スルホニルオキシイミド、オキシム−Ｏ−スルホネート型酸発生剤等がある。酸発生剤の具体例としては、特開２００８−１１１１０３号公報の段落［０１２２］〜［０１４２］に記載されている。その他の酸発生剤の含有量は、ベースポリマー１００質量部に対し、０〜２００質量部が好ましく、０.１〜１００質量部が好ましい。
ポジ型レジスト材料の場合は、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できる。ネガ型レジスト材料の場合は、架橋剤を添加することによって、露光部の溶解速度を低下させることによりネガティブパターンを得ることができる。
前記有機溶剤としては、特開２００８−１１１１０３号公報の段落［０１４４］〜［０１４５］に記載の、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチル−２−ｎ−ペンチルケトン等のケトン類、３−メトキシブタノール、３−メチル−３−メトキシブタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール等のアルコール類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、プロピオン酸ｔｅｒｔ−ブチル、プロピレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテルアセテート等のエステル類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、及びこれらの混合溶剤が挙げられる。
本発明のレジスト材料において、前記有機溶剤の含有量は、ベースポリマー１００質量部に対し、１００〜１０,０００質量部が好ましく、２００〜８,０００質量部がより好ましい。
前記界面活性剤としては、特開２００８−１１１１０３号公報の段落［０１６５］〜［０１６６］に記載されたものが挙げられる。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できる。本発明のレジスト材料において、界面活性剤の含有量は、ベースポリマー１００質量部に対し、０.０００１〜１０質量部が好ましい。
前記溶解阻止剤としては、分子量が好ましくは１００〜１,０００、より好ましくは１５０〜８００で、かつ分子内にフェノール性ヒドロキシ基を２つ以上含む化合物の該フェノール性ヒドロキシ基の水素原子を酸不安定基によって全体として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含む化合物の該カルボキシ基の水素原子を酸不安定基によって全体として平均５０〜１００モル％の割合で置換した化合物が挙げられる。具体的には、ビスフェノールＡ、トリスフェノール、フェノールフタレイン、クレゾールノボラック、ナフタレンカルボン酸、アダマンタンカルボン酸、コール酸のヒドロキシ基、カルボキシ基の水素原子を酸不安定基で置換した化合物等が挙げられ、例えば、特開２００８−１２２９３２号公報の段落［０１５５］〜［０１７８］に記載されている。
本発明のレジスト材料がポジ型レジスト材料の場合、溶解阻止剤の含有量は、ベースポリマー１００質量部に対し、０〜５０質量部が好ましく、５〜４０質量部がより好ましい。
架橋剤としては、メチロール基、アルコキシメチル基及びアシロキシメチル基から選ばれる少なくとも１つの基で置換された、エポキシ化合物、メラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物、イソシアネート化合物、アジド化合物、アルケニルエーテル基等の二重結合を含む化合物等が挙げられる。これらは、添加剤として用いてもよいが、ポリマー側鎖にペンダント基として導入してもよい。また、ヒドロキシ基を含む化合物も架橋剤として用いることができる。
前記エポキシ化合物としては、トリス(２,３−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリメチロールメタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリエチロールエタントリグリシジルエーテル等が挙げられる。
前記メラミン化合物としては、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンの１〜６個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の１〜６個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物等が挙げられる。
グアナミン化合物としては、テトラメチロールグアナミン、テトラメトキシメチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの１〜４個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルグアナミン、テトラアシロキシグアナミン、テトラメチロールグアナミンの１〜４個のメチロール基がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物等が挙げられる。
グリコールウリル化合物としては、テトラメチロールグリコールウリル、テトラメトキシグリコールウリル、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の１〜４個がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の１〜４個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物等が挙げられる。ウレア化合物としてはテトラメチロールウレア、テトラメトキシメチルウレア、テトラメチロールウレアの１〜４個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルウレア等が挙げられる。
イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。
アジド化合物としては、１,１'−ビフェニル−４,４'−ビスアジド、４,４'−メチリデンビスアジド、４,４'−オキシビスアジド等が挙げられる。
アルケニルエーテル基を含む化合物としては、エチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、１,２−プロパンジオールジビニルエーテル、１,４−ブタンジオールジビニルエーテル、テトラメチレングリコールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、１,４−シクロヘキサンジオールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ソルビトールテトラビニルエーテル、ソルビトールペンタビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等が挙げられる。
本発明のレジスト材料がネガ型レジスト材料の場合、架橋剤の含有量は、ベースポリマー１００質量部に対し、０.１〜５０質量部が好ましく、１〜４０質量部がより好ましい。
本発明のレジスト材料には、スピンコート後のレジスト表面の撥水性を向上させるための高分子化合物（撥水性向上剤）を配合してもよい。前記撥水性向上剤は、トップコートを用いない液浸リソグラフィーに用いることができる。前記撥水性向上剤としては、フッ化アルキル基を含む高分子化合物、特定構造の１,１,１,３,３,３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール残基を含む高分子化合物等が好ましく、特開２００７−２９７５９０号公報、特開２００８−１１１１０３号公報等に例示されているものがより好ましい。前記撥水性向上剤は、有機溶剤現像液に溶解する必要がある。前述した特定の１,１,１,３,３,３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール残基を有する撥水性向上剤は、現像液への溶解性が良好である。撥水性向上剤として、アミノ基やアミン塩を含む繰り返し単位を含む高分子化合物は、ＰＥＢ中の酸の蒸発を防いで現像後のホールパターンの開口不良を防止する効果が高い。本発明のレジスト材料において、撥水性向上剤の含有量は、ベースポリマー１００質量部に対し、０〜２０質量部が好ましく、０.５〜１０質量部がより好ましい。
本発明のレジスト材料には、アセチレンアルコール類を配合することもできる。前記アセチレンアルコール類としては、特開２００８−１２２９３２号公報の段落［０１７９］〜［０１８２］に記載されたものが挙げられる。本発明のレジスト材料において、アセチレンアルコール類の含有量は、ベースポリマー１００質量部に対し、０〜５質量部が好ましい。
［パターン形成方法］
本発明のレジスト材料を種々の集積回路製造に用いる場合は、公知のリソグラフィー技術を適用することができる。
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、有機反射防止膜等）あるいはマスク回路製造用の基板（Ｃｒ、ＣｒＯ、ＣｒＯＮ、ＭｏＳｉ2、ＳｉＯ2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０.０１〜２.０μｍとなるように塗布する。これをホットプレート上で、好ましくは６０〜１５０℃、１０秒〜３０分間、より好ましくは８０〜１２０℃、３０秒〜２０分間プリベークする。次いで、紫外線、遠紫外線、ＥＢ、ＥＵＶ、Ｘ線、軟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で、目的とするパターンを所定のマスクを通じて又は直接露光を行う。露光量は、１〜２００ｍＪ／ｃｍ2程度、特に１０〜１００ｍＪ／ｃｍ2程度、又は０.１〜１００μＣ／ｃｍ2程度、特に０.５〜５０μＣ／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、好ましくは６０〜１５０℃、１０秒〜３０分間、より好ましくは８０〜１２０℃、３０秒〜２０分間ＰＥＢする。
更に、０.１〜１０質量％、好ましくは２〜５質量％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＥＡＨ）、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド（ＴＰＡＨ）、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＢＡＨ）等のアルカリ水溶液の現像液を用い、３秒〜３分間、好ましくは５秒〜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。ネガレジストの場合はポジレジストの場合とは逆であり、すなわち光を照射した部分は現像液に不溶化し、露光されなかった部分は溶解する。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ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザー、ＥＢ、ＥＵＶ、Ｘ線、軟Ｘ線、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。
酸不安定基を含むベースポリマーを含むポジ型レジスト材料を用いて、有機溶剤現像によってネガティブパターンを得るネガティブ現像を行うこともできる。このときに用いる現像液としては、２−オクタノン、２−ノナノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、２−ヘキサノン、３−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノン、アセトフェノン、メチルアセトフェノン、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸ブテニル、酢酸イソペンチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、ギ酸イソブチル、ギ酸ペンチル、ギ酸イソペンチル、吉草酸メチル、ペンテン酸メチル、クロトン酸メチル、クロトン酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、乳酸イソブチル、乳酸ペンチル、乳酸イソペンチル、２−ヒドロキシイソ酪酸メチル、２−ヒドロキシイソ酪酸エチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸フェニル、酢酸ベンジル、フェニル酢酸メチル、ギ酸ベンジル、ギ酸フェニルエチル、３−フェニルプロピオン酸メチル、プロピオン酸ベンジル、フェニル酢酸エチル、酢酸２−フェニルエチル等が挙げられる。これらの有機溶剤は、１種単独でも、２種以上を混合して使用してもよい。
現像の終了時には、リンスを行う。リンス液としては、現像液と混溶し、レジスト膜を溶解させない溶剤が好ましい。このような溶剤としては、炭素数３〜１０のアルコール、炭素数８〜１２のエーテル化合物、炭素数６〜１２のアルカン、アルケン、アルキン、芳香族系の溶剤が好ましく用いられる。
具体的に、炭素数３〜１０のアルコールとしては、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、１−ブチルアルコール、２−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、ｔｅｒｔ−ペンチルアルコール、ネオペンチルアルコール、２−メチル−１−ブタノール、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−３−ペンタノール、シクロペンタノール、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、３−ヘキサノール、２,３−ジメチル−２−ブタノール、３,３−ジメチル−１−ブタノール、３,３−ジメチル−２−ブタノール、２−エチル−１−ブタノール、２−メチル−１−ペンタノール、２−メチル−２−ペンタノール、２−メチル−３−ペンタノール、３−メチル−１−ペンタノール、３−メチル−２−ペンタノール、３−メチル−３−ペンタノール、４−メチル−１−ペンタノール、４−メチル−２−ペンタノール、４−メチル−３−ペンタノール、シクロヘキサノール、１−オクタノール等が挙げられる。
炭素数８〜１２のエーテル化合物としては、ジ−ｎ−ブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、ジ−ｓｅｃ−ブチルエーテル、ジ−ｎ−ペンチルエーテル、ジイソペンチルエーテル、ジ−ｓｅｃ−ペンチルエーテル、ジ−ｔｅｒｔ−ペンチルエーテル、ジ−ｎ−ヘキシルエーテルから選ばれる１種以上の溶剤が挙げられる。
炭素数６〜１２のアルカンとしては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、メチルシクロペンタン、ジメチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン等が挙げられる。炭素数６〜１２のアルケンとしては、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキセン、ジメチルシクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン等が挙げられる。炭素数６〜１２のアルキンとしては、ヘキシン、ヘプチン、オクチン等が挙げられる。
芳香族系の溶剤としては、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、メシチレン等が挙げられる。
リンスを行うことによってレジストパターンの倒れや欠陥の発生を低減させることができる。また、リンスは必ずしも必須ではなく、リンスを行わないことによって溶剤の使用量を削減することができる。
現像後のホールパターンやトレンチパターンを、サーマルフロー、ＲＥＬＡＣＳ技術又はＤＳＡ技術でシュリンクすることもできる。ホールパターン上にシュリンク剤を塗布し、ベーク中のレジスト層からの酸触媒の拡散によってレジストの表面でシュリンク剤の架橋が起こり、シュリンク剤がホールパターンの側壁に付着する。ベーク温度は、好ましくは７０〜１８０℃、より好ましくは８０〜１７０℃であり、時間は、好ましくは１０〜３００秒であり、余分なシュリンク剤を除去しホールパターンを縮小させる。
以下、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、本発明は下記の実施例に限定されない。
本発明のレジスト材料に用いた、スルホニウム塩又はヨードニウム塩からなる酸発生剤ＰＡＧ１〜１２の構造を以下に示す。ＰＡＧ１〜１２は、それぞれ下記アニオンを与えるヨウ素化安息香酸に結合したフルオロベンゼンスルホン酸のアンモニウム塩と、下記カチオンを与えるスルホニウムクロリド又はヨードニウムクロリドとのイオン交換によって合成した。
Figure 2018159744
Figure 2018159744
［合成例］ベースポリマー（ポリマー１〜３）の合成
各々のモノマーを組み合わせてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶剤下で共重合反応を行い、メタノールに晶出し、更にヘキサンで洗浄を繰り返した後に単離、乾燥して、以下に示す組成のベースポリマー（ポリマー１〜３）を得た。得られたベースポリマーの組成は1Ｈ−ＮＭＲにより、Ｍｗ及び分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）はＧＰＣ（溶剤：ＴＨＦ、標準：ポリスチレン）により確認した。
Figure 2018159744
［実施例、比較例］
界面活性剤としてスリーエム社製FC-4430を１００ｐｐｍ溶解させた溶剤に、表１及び２に示される組成で各成分を溶解させた溶液を、０.２μｍサイズのフィルターで濾過し、レジスト材料を調製した。
表１及び２中、各成分は、以下のとおりである。
有機溶剤：ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）
ＧＢＬ（γ−ブチロラクトン）
ＣｙＨ（シクロヘキサノン）
ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）
ＤＡＡ（ジアセトンアルコール）
比較酸発生剤：比較ＰＡＧ１〜４（下記構造式参照）
Figure 2018159744
クエンチャー１〜３（下記構造式参照）
Figure 2018159744
撥水剤ポリマー１〜２（下記構造式参照）
Figure 2018159744
［ＡｒＦ液浸露光評価］
［実施例１−１〜１−１０、比較例１−１〜１−４］
表１に示す各レジスト材料を、シリコンウエハーに信越化学工業(株)製スピンオンカーボン膜ODL-102（カーボンの含有量が８０質量％）を２００ｎｍ、その上にケイ素含有スピンオンハードマスクSHB-A940（ケイ素の含有量が４３質量％）を３５ｎｍの膜厚で成膜したトライレイヤープロセス用の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１００℃で６０秒間ベークし、膜厚８０ｎｍのレジスト膜を作製した。これをＡｒＦエキシマレーザースキャナー（(株)ニコン製NSR-S610C、NA1.30、σ0.98/0.78、３５度クロスポール照明、Azimuthally偏光照明、６％ハーフトーン位相シフトマスク）を用いて、ウエハー上寸法が５０ｎｍライン、１００ｎｍピッチのマスクを用いて液浸露光し、表１に記載の温度で６０秒間ＰＥＢを行った。なお、液浸液としては水を用いた。実施例１−１〜１−９及び比較例１−１〜１−３では、酢酸ｎ−ブチルで３０秒間現像を行い、実施例１−１０及び比較例１−４では、２.３８質量％ＴＭＡＨ水溶液で現像を行い、寸法が５０ｎｍスペース、１００ｎｍピッチのラインアンドスペースのネガパターンを形成した。(株)日立ハイテクノロジーズ製測長ＳＥＭ（CG4000）を用いて、ラインアンドスペースパターンが１：１で形成されるときの露光量を測定してこれを感度とし、また、このときのエッジラフネス（ＬＷＲ）を測定した。結果を表１に示す。
Figure 2018159744
［ＥＵＶ露光評価］
［実施例２−１〜２−６、比較例２−１］
表２に示す各レジスト材料を、信越化学工業(株)製ケイ素含有スピンオンハードマスクSHB-A940（ケイ素の含有量が４３質量％）を２０ｎｍ膜厚で形成したＳｉ基板上にスピンコートし、ホットプレートを用いて１０５℃で６０秒間プリベークし、膜厚６０ｎｍのレジスト膜を作製した。これに、ＡＳＭＬ社製ＥＵＶスキャナーNXE3300（NA0.33、σ0.9/0.6、クアドルポール照明、ウエハー上寸法がピッチ４６ｎｍ、＋２０％バイアスのホールパターンのマスク）を用いて露光し、ホットプレートを用いて表２に記載の温度で６０秒間ＰＥＢを行い、２.３８質量％ＴＭＡＨ水溶液で３０秒間現像を行って、寸法２３ｎｍのホールパターンを形成した。(株)日立ハイテクノロジーズ製測長ＳＥＭ（CG5000）を用いて、ホール寸法が２３ｎｍで形成されるときの露光量を測定してこれを感度とし、また、このときのホール５０個の寸法バラツキ（ＣＤＵ、３σ）を求めた。結果を表２に示す。
Figure 2018159744
表１及び２に示した結果より、ヨウ素化安息香酸に結合したフルオロベンゼンスルホン酸のスルホニウム塩又はヨードニウム塩を酸発生剤として含む本発明のレジスト材料は、高感度であり、ＬＷＲとＣＤＵが良好であることがわかった。

Claims (14)

  1. ベースポリマー、及び下記式（Ａ−１）で表されるスルホニウム塩又は下記式（Ａ−２）で表されるヨードニウム塩を含む酸発生剤を含むレジスト材料。
    Figure 2018159744
     （式中、Ｒ1は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子若しくはアミノ基、若しくはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヒドロキシ基、アミノ基若しくはアルコキシ基を含んでいてもよい、直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルコキシカルボニル基若しくは炭素数２〜２０のアシロキシ基、又は−ＮＲ9−Ｃ(＝Ｏ)−Ｒ10若しくは−ＮＲ9−Ｃ(＝Ｏ)−Ｏ−Ｒ10であり、Ｒ9は、水素原子、又は直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ10は、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１６のアルキル基、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜１６のアルケニル基、又は炭素数６〜１２のアリール基であり、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシル基又はアシロキシ基を含んでいてもよい。Ｒ2は、単結合、又は酸素原子、硫黄原子若しくは窒素原子を含んでいてもよい炭素数１〜２０の２価の連結基である。Ｒfは、フッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Ｒ3、Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立に、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１２のアルキル基、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜１２のアルケニル基、炭素数６〜２０のアリール基、又は炭素数７〜１２のアラルキル基若しくはアリールオキシアルキル基であり、これらの基の水素原子の一部又は全部が、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子、オキソ基、シアノ基、アミド基、ニトロ基、スルトン基、スルホン基又はスルホニウム塩含有基で置換されていてもよく、これらの基の炭素原子の一部が、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カーボネート基又はスルホン酸エステル基で置換されていてもよい。また、Ｒ3とＲ4とが結合して、これらが結合する硫黄原子と共に環を形成してもよい。Ｒ6及びＲ7は、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基又はトリフルオロメチル基であり、これらの基の水素原子の一部又は全部が、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数１〜１０のアルキル基若しくはアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基又はシアノ基で置換されていてもよい。ｍは、１〜５の整数である。ｎは、０〜３の整数である。ｐは、１〜４の整数である。）
  2. 更に、クエンチャーを含む請求項１記載のレジスト材料。
  3. 更に、有機溶剤を含む請求項１又は２記載のレジスト材料。
  4. 前記ベースポリマーが、下記式（ａ１）で表される繰り返し単位、又は下記式（ａ２）で表される繰り返し単位を含むものである請求項１〜３のいずれか１項記載のレジスト材料。
    Figure 2018159744
     （式中、ＲAは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。Ｘ1は、単結合、フェニレン基若しくはナフチレン基、又はエステル基及びラクトン環から選ばれる少なくとも１つを含む炭素数１〜１２の連結基である。Ｘ2は、単結合又はエステル基である。Ｒ11及びＲ12は、酸不安定基である。Ｒ13は、フッ素原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数１〜６のアルキル基若しくはアルコキシ基、又は直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数２〜７のアシル基、アシロキシ基若しくはアルコキシカルボニル基である。Ｒ14は、単結合、又は直鎖状若しくは分岐状の炭素数１〜６のアルキレン基であり、その炭素原子の一部が、エーテル基又はエステル基で置換されていてもよい。ｑは、１又は２である。ｒは、０〜４の整数である。）
  5. 更に、溶解阻止剤を含む請求項４記載のレジスト材料。
  6. 化学増幅ポジ型レジスト材料である請求項４又は５記載のレジスト材料。
  7. 前記ベースポリマーが、酸不安定基を含まないものである請求項１〜３のいずれか１項記載のレジスト材料。
  8. 更に、架橋剤を含む請求項７記載のレジスト材料。
  9. 化学増幅ネガ型レジスト材料である請求項７又は８記載のレジスト材料。
  10. 更に、界面活性剤を含む請求項１〜９のいずれか１項記載のレジスト材料。
  11. 前記ベースポリマーが、更に、下記式（ｆ１）〜（ｆ３）で表される繰り返し単位から選ばれる少なくとも１種を含む請求項１〜１０のいずれか１項記載のレジスト材料。
    Figure 2018159744
     （式中、ＲAは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基である。Ｚ1は、単結合、フェニレン基、−Ｏ−Ｚ12−、又は−Ｃ(＝Ｏ)−Ｚ11−Ｚ12−であり、Ｚ11は、−Ｏ−又は−ＮＨ−であり、Ｚ12は、直鎖状、分岐状若しくは環状の、炭素数１〜６のアルキレン基若しくは炭素数２〜６のアルケニレン基、又はフェニレン基であり、カルボニル基、エステル基、エーテル基又はヒドロキシ基を含んでいてもよい。Ｒ31〜Ｒ38は、それぞれ独立に、カルボニル基、エステル基若しくはエーテル基を含んでいてもよい直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１２のアルキル基、又は炭素数６〜１２のアリール基若しくは炭素数７〜２０のアラルキル基であり、これらの水素原子の一部又は全部が、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１０のアルキル基、ハロゲン原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１０のアルコキシ基、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜１０のアルコキシカルボニル基、又は直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜１０のアシロキシ基を含んでいてもよい。また、Ｒ33、Ｒ34及びＲ35のいずれか２つが又はＲ36、Ｒ37及びＲ38のいずれか２つが、互いに結合してこれらが結合する硫黄原子と共に環を形成していてもよい。Ｚ2は、単結合、−Ｚ21−Ｃ(＝Ｏ)−Ｏ−、−Ｚ21−Ｏ−又は−Ｚ21−Ｏ−Ｃ(＝Ｏ)−であり、Ｚ21は、直鎖状、分岐状又は環状の炭素数１〜１２のアルキレン基であり、カルボニル基、エステル基又はエーテル基を含んでいてもよい。Ａは、水素原子又はトリフルオロメチル基である。Ｚ3は、単結合、メチレン基、エチレン基、フェニレン基、フッ素化フェニレン基、−Ｏ−Ｚ32−又は−Ｃ(＝Ｏ)−Ｚ31−Ｚ32−であり、Ｚ31は、−Ｏ−又は−ＮＨ−であり、Ｚ32は、直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜６のアルキレン基、フェニレン基、フッ素化フェニレン基、トリフルオロメチル基で置換されたフェニレン基、又は直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数２〜６のアルケニレン基であり、カルボニル基、エステル基、エーテル基又はヒドロキシ基を含んでいてもよい。Ｍ-は、非求核性対向イオンである。）
  12. 請求項１〜１１のいずれか１項記載のレジスト材料を基板上に塗布し、加熱処理をしてレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を高エネルギー線で露光する工程と、現像液を用いて露光したレジスト膜を現像する工程とを含むパターン形成方法。
  13. 前記高エネルギー線が、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー又は波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーである請求項１２記載のパターン形成方法。
  14. 前記高エネルギー線が、電子線又は波長３〜１５ｎｍの極端紫外線である請求項１２記載のパターン形成方法。
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