JP4012424B2 - ポジ型レジスト材料及びこれを用いたパターン形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メチレンインダンを繰り返し単位として含むベース樹脂を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、非常に優れたエッチング耐性を示す、特に超ＬＳＩ製造用、フォトマスクの微細パターン形成用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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、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求められているなか、次世代の微細加工技術として遠紫外線リソグラフィーが有望視されている。遠紫外線リソグラフィーは、０．５μｍ以下の加工も可能であり、光吸収の低いレジスト材料を用いた場合、基板に対して垂直に近い側壁を有したパターン形成が可能になる。
【０００３】
近年開発された酸を触媒とした化学増幅ポジ型レジスト材料（特公平２−２７６６０号、特開昭６３−２７８２９号公報等参照）は、遠紫外線の光源として高輝度なＫｒＦエキシマレーザーを利用し、感度、解像性、ドライエッチング耐性が高く、優れた特性を有した遠紫外線リソグラフィーに特に有望なレジスト材料として広く用いられている。
このような化学増幅ポジ型レジスト材料としては、ベースポリマー、酸発生剤からなる二成分系、ベースポリマー、酸発生剤、酸不安定基を有する溶解阻止剤からなる三成分系が知られている。
【０００４】
例えば、特開昭６２−１１５４４０号公報にはポリ−ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシスチレンと酸発生剤からなるレジスト材料が提案され、この提案と類似したものとして特開平３−２２３８５８号公報に分子内にｔｅｒｔ−ブトキシ基を有する樹脂と酸発生剤からなる二成分系レジスト材料、更には特開平４−２１１２５８号公報にはメチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、テトラヒドロピラニル基、トリメチルシリル基含有ポリヒドロキシスチレンと酸発生剤からなる二成分系のレジスト材料が提案されている。
【０００５】
更に、特開平６−１００４８８号公報にはポリ［３，４−ビス（２−テトラヒドロピラニルオキシ）スチレン］、ポリ［３，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシ）スチレン］、ポリ［３，５−ビス（２−テトラヒドロピラニルオキシ）スチレン］等のポリジヒドロキシスチレン誘導体と酸発生剤からなるレジスト材料が提案されている。
【０００６】
しかしながら、これらレジスト材料のベース樹脂は、酸不安定基を側鎖に有するものであり、酸不安定基がｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基のように強酸で分解されるものであると、そのレジスト材料のパターン形状がＴ−トップ形状になり易い。一方、エトキシエチル基等のようなアルコキシアルキル基は弱酸で分解されるため、露光から加熱処理までの時間経過に伴ってパターン形状が著しく細るという欠点を有したり、側鎖にかさ高い基を有しているので、耐熱性が下がったり、感度及び解像度が満足できるものでないなど、いずれも問題を有しており、これらの複数の置換基を用いて欠点を補うなどの検討がなされている。
【０００７】
また、より高い透明性及び基板への密着性の実現と、基板までの裾引き改善、エッチング耐性向上のためヒドロキシスチレンと、（メタ）アクリル酸３級エステルとの共重合体を使用したレジスト材料も報告されているが（特開平３−２７５１４９号公報、特開平６−２８９６０８号公報参照）、この種のレジスト材料は耐熱性や、露光後のパターン形状が悪い等の問題があり、またエッチング耐性も満足できるものではなかった。
【０００８】
ここで、我々はインデンと（メタ）アクリルが共重合することを見出し、ドライエッチング耐性と解像性を向上させた材料を先に提案した（特願２０００−３３４３４０号）。
更に我々は、インデンとノルボルナジエンとが共重合することを見出した。 ノルボルナジエンが重合されたノルトリシクレンは主鎖に有橋環式炭化水素構造を持つものであり、主鎖が直鎖状の（メタ）アクリルに比べて、非常にエッチング耐性が高い。シクロオレフィン構造と芳香族基を併せ持つインデンとの共重合により、更にエッチング耐性を高めることが可能となった。
【０００９】
ところが、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。１９９４年の段階でＳＩＡのロードマップ上では０．１８μｍルールデバイスの量産は２００１年とされていたが、実際は２年前倒しになり、１９９９年に量産が開始された。０．１８μｍデバイスはＡｒＦリソグラフィーが本命視されていたが、ＫｒＦリソグラフィーが延命され、０．１５μｍ世代、更には０．１３μｍまでもがＫｒＦリソグラフィーでの量産が検討されている。ＫｒＦリソグラフィーの成熟とともに微細化の速度に拍車がかかっている。レンズの高ＮＡ化と超解像技術による光学像の高コントラスト化と、レジスト材料の高コントラスト化などによって、ＫｒＦリソグラフィーの解像度が年々向上し、ＮＡ０．８レンズに変形照明を組み合わせて１００ｎｍが解像できるようになってきた。１３０ｎｍ以降の実用的なマージンが広がってきたため、更に１１０ｎｍまでＫｒＦリソグラフィーを延命させようとする動きがある。
【００１０】
一方、微細化の進行とともに、パターンの高アスペクト比によるパターン倒れの問題が深刻になってきた。パターン倒れは、現像時のスピンドライにおける３００ｍｍの大口径ウエーハの周辺部にも顕著に発生することが確認された。アスペクト比を小さくすると、レジストの膜厚が薄くなり、寸法が小さくなることによってもレジストの膜厚が薄くなる。このように、急激な勢いで薄膜化が進行しているため、レジストのドライエッチング耐性向上の要求が一層強くなってきている。
【００１１】
ＡｒＦは１００ｎｍ以降の微細加工が期待され、Ｆ２は７０ｎｍの加工が期待されているが、更にその先はＥＢ（電子ビーム）の縮小投影露光（ＰＲＥＶＡＩＬ、ＳＣＡＬＰＥＬ）や軟Ｘ線を光源とするＥＵＶが候補に挙がる。従来、光の波長が変わるごとにレジスト用のポリマーが大きく変わってきた。これは必要な透過率を確保するためである。例えば、ｇ線からｉ線への光源の変更においては、感光剤のベースがベンゾフェノンから非ベンゾフェノン型に変化した。ｉ線からＫｒＦへの移行においては、長らく用いられてきたノボラック樹脂からヒドロキシスチレン系への変更を伴った。ＫｒＦからＡｒＦへにおいては劇的で、２重結合を持つポリマーが全く光を通さないため、脂環系のポリマーへ変更される。更にＦ２においては更なる透過率向上のため、フッ素樹脂のようなフッ素原子を導入した脂環系ポリマーが検討されている。
【００１２】
ここで、ＥＢやＸ線などの非常に短波長な高エネルギー線においてはレジストに用いられている炭化水素のような軽元素は全く吸収がないことが知られている。ＥＢ用のレジストは、実用的にはマスク描画用途に用いられてきた。近年、マスク製作技術が問題視されるようになってきた。ｇ線の時代から、縮小投影露光装置が用いられており、その縮小倍率は１／５であったが、最近、チップサイズの拡大と、投影レンズの大口径化とともに１／４倍率が用いられるようになってきた。微細加工の進行による線幅の縮小だけでなく、倍率変更による線幅縮小はマスク製作技術にとって大きな問題である。
【００１３】
マスク製作用露光装置も線幅の精度を上げるため、レーザービームによる露光装置から、電子ビーム（ＥＢ）による露光装置が用いられるようになってきた。更にＥＢの電子銃における加速電圧を上げることによって、より一層の微細化が可能になることから、１０ｋｅＶから３０ｋｅＶ、最近は５０ｋｅＶの加速電圧が主流になりつつある。
【００１４】
加速電圧の上昇とともに、レジストの低感度化が問題になってきた。加速電圧が向上すると、ビームのスポット径が小さくなり、ビームのコントラストが向上する。更にレジスト膜内での前方散乱の影響が小さくなるため、電子描画エネルギーのコントラストが向上して解像度や寸法制御性が向上するが、レジスト膜内を素抜けの状態で電子が通過するため、レジストの感度が低下する。マスク露光機は直描の一筆書きで露光するため、レジストの感度低下は生産性の低下につながり好ましいことではない。
このような高感度化の要求から、化学増幅型レジストが検討されるようになってきた。
【００１５】
加速電圧の向上と、高コントラストな化学増幅型レジストの適用によって、１／４倍縮小でウエーハ上１２５ｎｍ、マスク上５００ｎｍの寸法が精度良く描かれるようになってきている。しかしながら、ＫｒＦはデバイス寸法１３０ｎｍまで延命し、ＡｒＦの適用は１００ｎｍからといわれ、Ｆ２は７０ｎｍと予測されている。Ｆ２による光リソグラフィーの限界は５０ｎｍと予測されている。このときのマスク上寸法は２００ｎｍである。現時点において２００ｎｍの寸法制御は、レジストの解像力の向上だけでは困難である。光リソグラフィーの場合、レジストの薄膜化が解像力向上に大きく寄与している。これはＣＭＰ（化学的機械研磨）などの導入により、デバイスの平坦化が進行したためである。マスク作製の場合、基板は平坦であり、加工すべき基板上の（例えばＣｒ、ＭｏＳｉ、ＳｉＯ２等）の膜厚は遮光率や位相差制御のために決まってしまっている。一層の薄膜化をするためにはレジストのドライエッチング耐性を向上させなければならない。
【００１６】
ここで、一般的にはレジストの炭素の密度とドライエッチング耐性について相関があるといわれている。例えば、J. Photopolymer Sci. and Technol. Vol. 5 No.3 (1992) p439, J. Electrochem. Soc.:Solid-State Sci. and Technol. Vol. 130, No.1 January (1983) p 143、SPIE Vol. 2724 p365 (1996）など多くの論文中において、単層レジストのドライエッチング選択比を数々のパラメータで表すことが試みられた。例えば大西パラメータ、リングパラメータなどがその代表例である。吸収の影響を受けないＥＢ描画においては、エッチング耐性に優れるノボラックポリマーをベースとしたレジストが開発されている。しかしながら、ノボラックポリマーは分子量と分散度制御が困難で、微細加工に適した材料ではないと考えられる。ここで、ベンゼン環の炭素密度９２％に対して、ナフタレン環、アントラセン環は９４％であり、ナフタレン環を含む材料はドライエッチング耐性の向上が期待される。もともとナフタレン環、アントラセン環は光吸収が高いため従来それほど注目されていなかったが、吸収の影響がない極短波長露光において有望な材料といえる（特願平２０００−２９３８７８号、同２０００−２９３７４９号参照）。更に、我々は、主鎖の結合がシクロオレフィン構造を持つポリアセナフテンはポリビニルナフタレンに比べて更に優れたドライエッチング耐性を持つことに注目した（特願平２００１−０４４５２８号参照）。
【００１７】
また、Ｆ２露光と並んで７０ｎｍ、あるいはそれ以降の微細加工における露光方法として期待される波長５〜２０ｎｍの軟Ｘ線（ＥＵＶ）露光において、炭素原子の吸収が少ないことが報告されている。炭素密度を上げることがドライエッチング耐性の向上だけでなく、ＥＵＶにおける透過率向上にも効果があることが判明したのである（N. Matsuzawa et. al. ; Jp. J. Appl. Phys. Vol.38 p7109-7113 (1999)）。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明における材料はこのような背景のもと、ＫｒＦ、ＥＢ、ＥＵＶ、Ｘ線等の高エネルギー線、電子線等による露光において高い解像力とドライエッチング耐性に優れた材料を提供するもので、従来のポジ型レジスト材料を上回る高感度及び高解像度、露光余裕度、プロセス適応性を有し、露光後のパターン形状が良好であり、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、特に化学増幅ポジ型レジスト材料を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、少なくとも、下記一般式（１）で示される繰り返し単位を有し、かつ酸の作用により分解しアルカリに対する溶解性が増加する繰り返し単位を含む、重量平均分子量が１，０００〜５００，０００である高分子化合物を含むことを特徴とするポジ型レジスト材料が提供される（請求項１）。
【化３】
（ 式中、Ｒ１、Ｒ３は水素原子、炭素数１〜４０の置換可アルキル基、炭素数１〜１０のアシル基、あるいは炭素数３〜１０のトリアルキルシリル基を表す。Ｒ２は水素原子、メチル基である。Ｒ４、Ｒ５は水素原子、メチル基、ハロゲン原子、シアノ基である。Ｒ６は酸不安定基である。ｍ、ｎは０または１から４の正の整数である。ｐは正数、ｑ、ｒは０または正数である。）
【００２０】
このように、上記一般式（１）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含むポジ型レジスト材料は、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あるとともに、より優れたエッチング耐性を示す。そして、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。
【００２１】
そして、本発明では、少なくとも、ベース樹脂として前記高分子化合物を含有し、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２）。
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レジストとしてきわめて有用なものとなる。
【００２２】
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３）。
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。
【００２３】
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４）。
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。
【００２４】
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、高エネルギー線もしくは電子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５）。
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。
【００２５】
さらに、一般式（１）で表わされる高分子化合物のうち、必須の繰り返し単位ｐを重合させるモノマーとしては、下記一般式（２）で示される１−メチレンインダン誘導体を挙げることが出来る。
【化４】
（ 式中、Ｒ１は水素原子、炭素数１〜４０の置換可アルキル基、炭素数１〜１０のアシル基、あるいは炭素数３〜１０のトリアルキルシリル基を表す。ｍは０または１から４の正の整数である。）
【００２６】
【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、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、これにはメチレンインダン置換体を共重合させ、その他の酸の作用により分解しアルカリに対する溶解性が増加する構造を有するモノマー等を共重合して得られる下記一般式（１）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の高分子化合物が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。
【００２７】
【化５】
（ 式中、Ｒ１、Ｒ３は水素原子、炭素数１〜４０の置換可アルキル基、炭素数１〜１０のアシル基、あるいは炭素数３〜１０のトリアルキルシリル基を表す。Ｒ２は水素原子、メチル基である。Ｒ４、Ｒ５は水素原子、メチル基、ハロゲン原子、シアノ基である。Ｒ６は酸不安定基である。ｍ、ｎは０または１から４の正の整数である。ｐは正数、ｑ、ｒは０または正数である。)
【００２８】
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し、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。
【００２９】
ここで、本発明のレジスト材料におけるベース樹脂の酸不安定基は繰り返し単位ｒの（メタ）アクリル酸のカルボキシル基の水素原子が置換されたＲ６、あるいは繰り返し単位ｐ中のＲ１又は繰り返し単位ｑ中のＲ３である。Ｒ１又はＲ３が酸不安定基の場合、炭素数４〜４０の置換可アルキル基であり、アルキル基中にエーテル基、エステル基、カルボニル基、アリール基、アリーレン基を含んでいてもよく、同一でもよく、非同一でもよい。このようなものとしては、種々選定されるが、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３〜１０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あることが好ましい。
【００３０】
【化６】
【化７】
【化８】
【００３１】
式（ＡＬ１０）、（ＡＬ１１）においてＲ６０、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、ａ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。
【００３２】
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。
【化９】
【００３３】
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、分岐鎖状また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は存在しないかあるいは炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状また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。
【００３４】
式（ＡＬ１１）で示されるアセタール化合物を（ＡＬ１１）−１ 〜 （ＡＬ１１）−２３に例示する。
【化１０】
【００３５】
また、ベース樹脂の水酸基の水素原子の１％以上が下記一般式（ＡＬ１１ａ）あるいは（ＡＬ１１ｂ）で表される酸不安定基によって分子間あるいは分子内架橋されていてもよい。
【化１１】
【００３６】
式中、Ｒ１９、Ｒ２０は水素原子または炭素数１〜８の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基を示す。又は、Ｒ１９とＲ２０は結合して環を形成してもよく、環を形成する場合にはＲ１９、Ｒ２０は炭素数１から８の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。Ｒ２１は炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、ｂは０又は１〜１０の整数である。Ａは、ａ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、カルボニル基また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−または−ＮＨＣＯＮＨ−を示す。ａは２〜８、ａ´は１〜７の整数である。
【００３７】
上記一般式（ＡＬ１１ａ）、（ＡＬ１１ｂ）に示される架橋型アセタールは、具体的には下記（ＡＬ１１）−２４ 〜 （ＡＬ１１）−３１に例示することができる。
【化１２】
【００３８】
前記式（ＡＬ１２）に示されるような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。
【化１３】
【００３９】
式中、Ｒ１０は同一又は非同一の炭素数１〜８の直鎖状、分岐鎖状また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は存在しないかあるいは炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状また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。
【００４０】
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Ｒ１４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。ここで、Ｒ１０は前述と同様、Ｒ１４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。この式中のｂは１〜３の整数である。
【化１４】
【００４１】
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。
【化１５】
【００４２】
酸不安定基である炭素数３〜１０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。
【００４３】
本発明のレジスト材料に用いられる一般式（１）で示される高分子化合物の繰り返し単位として、ｐ単位は必須の繰り返し単位であり、ｑ単位又はｒ単位を共重合させることができる。したがって、本発明の高分子化合物の繰り返し単位の態様としては、下記式（３）のようにｐ単位のみの繰り返しからなるもの、下記式（４）のようにｐとｑ単位の繰り返しからなるもの、下記式（５）のようにｐとｒ単位の繰り返しからなるもの、下記式（６）のようにｐ、ｑ、ｒ単位の繰り返しからなるものを挙げることが出来る。
【００４４】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【００４５】
上記本発明の高分子化合物に、更にドライエッチング耐性を向上させるために下記式Ｓ−１ 〜 Ｓ−１２に示されるようなインデン誘導体を共重合させるようにしてもよい。
【化２０】
【００４６】
更に、下記一般式ｔ−１で示される、２，５−ノルボルナジエン−２−カルボン酸エステル置換体を共重合させた繰り返し単位を有するようにすることもできる。
【化２１】
【００４７】
一般式ｔ−１中、Ｒ３０は水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、酸不安定基、密着性基である。
この２，５−ノルボルナジエン−２−カルボン酸エステル置換体は、シクロペンタジエンとプロピオール酸エステルとのＤｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒによって合成することができる。
【００４８】
更に、下記ｕ−１ 〜 ｕ−９に挙げられるインドール誘導体、ｖ−１ 〜 ｖ−３に挙げられるベンゾフラン誘導体、ｗ−１ 〜 ｗ−３に挙げられるベンゾチオフェン誘導体を共重合させることができる。
【化２２】
【化２３】
【化２４】
【００４９】
次に、レジスト材料の特性を考慮すると、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である必要があり、好ましくは２，０００〜３０，０００である。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からである。
【００５０】
また、本発明の高分子化合物においては、前記一般式（１）の多成分共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。
【００５１】
また、ｐ単位、ｑ単位、ｒ単位の組成比率や分子量分布、あるいは分子量が異なる２つ以上のポリマーをブレンドすることも可能である。また、置換又は非置換のノボラック、ポリヒドロキシスチレン、ポリヒドロキシスチレン−（メタ）アクリル酸誘導体などとポリマーブレンドを行うことも可能である。すなわち、本発明のポジ型レジスト材料は、一般式（１）に示される高分子化合物以外に、密着性やドライエッチング耐性、透明性等を向上させるための他の構成成分を追加することも当然可能である。
【００５２】
例えば、（メタ）アクリル誘導体、ノルボルネン誘導体、無水マレイン酸、マレイミド誘導体、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、ビニルエーテル誘導体、アリルエーテル誘導体、酢酸ビニル、（メタ）アクリロニトリル、ビニルピロリドン、テトラフルオロエチレンなどをブレンドすることが挙げられる。
【００５３】
本発明のレジスト材料に配合する高分子化合物を重合するには、ラジカル重合が最も一般的である。インデンは単独ではラジカル重合しないが、メチレンインダンは単独でのラジカル重合が可能である。更に、スチレン、ヒドロキシスチレン、（メタ）アクリル誘導体、インデン、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェンあるいはノルボルナジエンカルボキシレートと共重合が可能である。
【００５４】
具体的な本発明の高分子化合物を合成する方法の１つの例としては、メチレンインダンとスチレンと（メタ）アクリル酸３級エステルモノマーを有機溶剤中、ラジカル開始剤を加え加熱重合を行なう。ヒドロキシ基を含むモノマーを共重合させることもできるが、アセトキシ基で置換させておき、得られた高分子化合物を有機溶剤中アルカリ加水分解を行い、アセトキシ基を脱保護する方法、あるいはヒドロキシ基をエトキシエチル基などのアセタールで置換させておき、得られた高分子化合物を有機溶剤中弱酸でアセタールを脱保護する方法のほうが、ヒドロキシ基による重合中のラジカル失活を防ぐことができるために分子量を狭分散化できる利点がある。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。重合開始剤としては、２，２´−アゾビスイソブチロニトリル、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例示でき、好ましくは５０℃から８０℃に加熱して重合する。反応時間としては２〜１００時間、好ましくは５〜２０時間である。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。
【００５５】
さらに、このようにして得られた高分子化合物を単離後、フェノール性水酸基部分に対して、前記一般式（ＡＬ１０）、（ＡＬ１１）、（ＡＬ１２）で示される酸不安定基を導入することも可能である。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て、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が可能である。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
さらに、前記式（ＡＬ１０）におけるａ＝０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。
【００６０】
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。
【００６１】
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、本発明の高分子化合物を合成する方法は、上記例示した合成手法に限定されるものではない。
【００６２】
ここで、一般式（１）で表わされる本発明の高分子化合物のうち、必須の繰り返し単位ｐを重合させるモノマーとしては、下記一般式（２）で示される１−メチレンインダン誘導体を挙げることが出来る。
【化２５】
（ 式中、Ｒ１は水素原子、炭素数１〜４０の置換可アルキル基、炭素数１〜１０のアシル基、あるいは炭素数３〜１０のトリアルキルシリル基を表す。ｍは０または１から４の正の整数である。）
【００６３】
特に好ましくは、以下に示すメチレンインダン誘導体が挙げられる。
【化２６】
（ 式中、Ｒ１は、前記に同じ。）
【００６４】
また、これらのメチレンインダンモノマーは、以下のように対応するインダノン誘導体から合成することができる。
【化２７】
【００６５】
このexo-メチレン化合物への変換に用いられる方法の例としては、a)メチルマグネシウムクロリド(CH3MgCl)等のメチル金属求核試薬のカルボニル基への付加、次いで加水分解により生じたアルコールからの脱水反応による方法、b)トリメチルシリルメチルマグネシウムクロリド[(CH3)3SiCH2MgCl]やトリメチルシリルメチルリチウム[(CH3)3SiCH2Li]等のトリメチルシリルメチル金属求核試薬のカルボニル基への付加、生じたβ-ヒドロキシシランからの酸または塩基によるオレフィン形成反応（Peterson反応）、c)メチレントリフェニルホスホラン[CH2=P(C6H5)3]とカルボニル基によるオレフィン形成反応（Wittig反応）など種々の方法が挙げられる。特にWittig反応による変換は二重結合の位置異性体を含まないexo-メチレンインダンモノマーを合成できるので特に好ましい。
【００６６】
また、フェノール性水酸基の保護基と考えられるＲ１は公知の方法（例えば「PROTECTIVE GROUPS in ORGANIC SYNTHESIS third Edition」、T.W.Greene・P.G.M.Wuts著、John Wiley & Sons Inc.、New York、1999、２４６〜２９２ページ）で保護・脱保護が可能であり、上記exo-メチレン化合物への変換に際し、事前に導入していても、変換後に導入してもよい。
【００６７】
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おいて配合される有機溶剤としては、酢酸ブチル、酢酸アミル、酢酸シクロヘキシル、酢酸３−メトキシブチル、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、３−エトキシエチルプロピオネート、３−エトキシメチルプロピオネート、３−メトキシメチルプロピオネート、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ジアセトンアルコール、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、３−メチル−３−メトキシブタノール、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、γブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、テトラメチレンスルホン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。特に好ましいものは、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテート、乳酸アルキルエステルである。
【００６８】
これらの溶剤は単独でも２種以上混合してもよい。好ましい混合溶剤の例はプロピレングリコールアルキルエーテルアセテートと乳酸アルキルエステルである。なお、本発明におけるプロピレングリコールアルキルエーテルアセテートのアルキル基は炭素数１〜４のもの、例えばメチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられるが、中でもメチル基、エチル基が好適である。また、このプロピレングリコールアルキルエーテルアセテートには１，２置換体と１，３置換体があり、置換位置の組み合わせで３種の異性体があるが、これらの単独あるいは混合物のいずれの場合でもよい。
また、上記の乳酸アルキルエステルのアルキル基は炭素数１〜４のもの、例えばメチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられるが、中でもメチル基、エチル基が好適である。
【００６９】
溶剤としてプロピレングリコールアルキルエーテルアセテートを添加する際には全溶剤に対して１０重量％以上とすることが好ましい。また、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテートと乳酸アルキルエステルの混合溶剤を溶剤として用いる際には、その合計量が全溶剤に対して５０重量％以上であることが好ましい。この場合、更に好ましくは、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテートを２０〜１００重量％、乳酸アルキルエステルを０〜８０重量％の割合とすることが好ましい。プロピレングリコールアルキルエーテルアセテートが少ないと、塗布性劣化等の問題があり、多すぎると溶解性不十分、パーティクル、異物の発生の問題がある。乳酸アルキルエステルが少ないと特に酸発生剤としてオニウム塩を添加している場合の溶解性が不十分、パーティクル、異物の増加等の問題があり、多すぎると粘度が高くなり塗布性が悪くなる上、保存安定性の劣化等の問題がある。
【００７０】
これら溶剤の添加量はポジ型レジスト材料の固形分１００重量部に対して３００〜２，０００重量部、好ましくは４００〜１，０００重量部であるが、既存の成膜方法で成膜が可能な濃度であればこれに限定されるものではない。
【００７１】
本発明のポジ型レジスト材料に配合される光酸発生剤としては、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かまわない。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型酸発生剤等がある。以下に詳述するがこれらは単独あるいは２種以上混合して用いることができる。
【００７２】
スルホニウム塩はスルホニウムカチオンとスルホネートの塩であり、スルホニウムカチオンとしてトリフェニルスルホニウム、（４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルスルホニウム、トリス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、（３−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、ビス（３−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルスルホニウム、トリス（３−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、（３，４−ジｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、ビス（３，４−ジｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルスルホニウム、トリス（３，４−ジｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、ジフェニル（４−チオフェノキシフェニル）スルホニウム、（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、トリス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）スルホニウム、（４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ビス（４−ジメチルアミノフェニル）スルホニウム、トリス（４−ジメチルアミノフェニル）スルホニウム、２−ナフチルジフェニルスルホニウム、ジメチル２−ナフチルスルホニウム、４−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム、４−メトキシフェニルジメチルスルホニウム、トリメチルスルホニウム、２−オキソシクロヘキシルシクロヘキシルメチルスルホニウム、トリナフチルスルホニウム、トリベンジルスルホニウム等が挙げられ、スルホネートとしては、トリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、２，２，２−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、４−トリフルオロメチル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、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、４−（４−トルエンスルホニルオキシ）ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等が挙げられ、これらの組み合わせのスルホニウム塩が挙げられる。
【００７３】
ヨードニウム塩はヨードニウムカチオンとスルホネートの塩であり、ジフェニルヨードニウム、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウム、４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニルフェニルヨードニウム、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウム等のアリールヨードニウムカチオンと、スルホネートとしてトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、２，２，２−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、４−トリフルオロメチル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、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、４−（４−トルエンスルホニルオキシ）ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等が挙げられ、これらの組み合わせのヨードニウム塩が挙げられる。
【００７４】
スルホニルジアゾメタンとしては、ビス（エチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（１−メチルプロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（２−メチルプロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（１，１−ジメチルエチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（シクロヘキシルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（パーフルオロイソプロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（フェニルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（４−メチルフェニルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（２，４−ジメチルフェニルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（２−ナフチルスルホニル）ジアゾメタン、４−メチルフェニルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、ｔｅｒｔ−ブチルカルボニル−４−メチルフェニルスルホニルジアゾメタン、２−ナフチルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、４−メチルフェニルスルホニル−２−ナフトイルジアゾメタン、メチルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル−４−メチルフェニルスルホニルジアゾメタン等のビススルホニルジアゾメタンとスルホニルカルボニルジアゾメタンが挙げられる。
【００７５】
Ｎ−スルホニルオキシイミド型光酸発生剤としては、コハク酸イミド、ナフタレンジカルボン酸イミド、フタル酸イミド、シクロヘキシルジカルボン酸イミド、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸イミド、７−オキサビシクロ［２．２．１］−５−ヘプテン−２，３−ジカルボン酸イミド等のイミド骨格とトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、２，２，２−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、４−トリフルオロメチル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、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等の組み合わせの化合物が挙げられる。
【００７６】
ベンゾインスルホネート型光酸発生剤としては、ベンゾイントシレート、ベンゾインメシレート、ベンゾインブタンスルホネート等が挙げられる。
【００７７】
ピロガロールトリスルホネート型光酸発生剤としては、ピロガロール、フロログリシン、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノンのヒドロキシル基の全てをトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、２，２，２−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、４−トリフルオロメチル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、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等で置換した化合物が挙げられる。
【００７８】
ニトロベンジルスルホネート型光酸発生剤としては、２，４−ジニトロベンジルスルホネート、２−ニトロベンジルスルホネート、２，６−ジニトロベンジルスルホネートが挙げられ、スルホネートとしては、具体的にトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、２，２，２−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、４−トリフルオロメチル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、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等が挙げられる。またベンジル側のニトロ基をトリフルオロメチル基で置き換えた化合物も同様に用いることができる。
【００７９】
スルホン型光酸発生剤の例としては、ビス（フェニルスルホニル）メタン、ビス（４−メチルフェニルスルホニル）メタン、ビス（２−ナフチルスルホニル）メタン、２，２−ビス（フェニルスルホニル）プロパン、２，２−ビス（４−メチルフェニルスルホニル）プロパン、２，２−ビス（２−ナフチルスルホニル）プロパン、２−メチル−２−（ｐ−トルエンスルホニル）プロピオフェノン、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、２，４−ジメチル−２−（ｐ−トルエンスルホニル）ペンタン−３−オン等が挙げられる。
【００８０】
グリオキシム誘導体型の光酸発生剤の例としては、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−（シクロヘキシルスルホニル）−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が挙げられる。
【００８１】
中でも好ましく用いられる光酸発生剤としては、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ビススルホニルジアゾメタン、Ｎ−スルホニルオキシイミドである。
ベース樹脂である高分子化合物に用いられる酸不安定基の切れ易さ等により最適な発生酸のアニオンは異なるが、一般的には揮発性がないもの、極端に拡散性の高くないものが選ばれる。この場合好適なアニオンは、ベンゼンスルホン酸アニオン、トルエンスルホン酸アニオン、４−（４−トルエンスルホニルオキシ）ベンゼンスルホン酸アニオン、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオン、２，２，２−トリフルオロエタンスルホン酸アニオン、ノナフルオロブタンスルホン酸アニオン、ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオンである。
【００８２】
本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料における光酸発生剤の添加量としては、レジスト材料中の固形分１００重量部に対して０〜２０重量部、好ましくは１〜１０重量部である。上記光酸発生剤は単独又は２種以上混合して用いることができる。更に露光波長における透過率が低い光酸発生剤を用い、その添加量でレジスト膜中の透過率を制御することもできる。
【００８３】
なお、本発明でいう化学増幅型のレジスト材料としては、主として露光により酸を発生する光酸発生剤が含有され、酸触媒反応を利用して高感度とする場合につき説明するが、本発明はこれに限定するものではない。酸発生剤に限らず露光における化学反応に触媒反応を組み込み感度を増幅するものであれば、本発明に適用可能であることは言うまでもない。
【００８４】
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おいて配合される溶解阻止剤としては、重量平均分子量が１００〜１，０００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１０〜１００モル％の割合で置換した化合物が好ましい。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。
【００８５】
このような溶解阻止剤の好適な例としては、ビス（４−（２’−テトラヒドロピラニルオキシ）フェニル）メタン、ビス（４−（２’−テトラヒドロフラニルオキシ）フェニル）メタン、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）メタン、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニル）メタン、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）メタン、ビス（４−（１’−エトキシエトキシ）フェニル）メタン、ビス（４−（１’−エトキシプロピルオキシ）フェニル）メタン、２，２−ビス（４’−（２’’−テトラヒドロピラニルオキシ））プロパン、２，２−ビス（４’−（２’’−テトラヒドロフラニルオキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４’−（１’’−エトキシエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４’−（１’’−エトキシプロピルオキシ）フェニル）プロパン、４，４−ビス（４’−（２’’−テトラヒドロピラニルオキシ）フェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、４，４−ビス（４’−（２’’−テトラヒドロフラニルオキシ）フェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、４，４−ビス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、４，４−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、４，４−ビス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、４，４−ビス（４’−（１’’−エトキシエトキシ）フェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、４，４−ビス（４’−（１’’−エトキシプロピルオキシ）フェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、トリス（４−（２’−テトラヒドロピラニルオキシ）フェニル）メタン、トリス（４−（２’−テトラヒドロフラニルオキシ）フェニル）メタン、トリス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）メタン、トリス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニル）メタン、トリス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシメチルフェニル）メタン、トリス（４−（１’−エトキシエトキシ）フェニル）メタン、トリス（４−（１’−エトキシプロピルオキシ）フェニル）メタン、１，１，２−トリス（４’−（２’’−テトラヒドロピラニルオキシ）フェニル）エタン、１，１，２−トリス（４’−（２’’−テトラヒドロフラニルオキシ）フェニル）エタン、１，１，２−トリス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）エタン、１，１，２−トリス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニル）エタン、１，１，２−トリス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）エタン、１，１，２−トリス（４’−（１’−エトキシエトキシ）フェニル）エタン、１，１，２−トリス（４’−（１’−エトキシプロピルオキシ）フェニル）エタン等が挙げられる。
【００８６】
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おいて配合される塩基性化合物としては、光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おり、このような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。
【００８７】
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、カルボキシル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、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられる。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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−ピリジン、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。
【００９１】
更に、カルボキシル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）などが例示され、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、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−アミノエタノール、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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
【化２８】
【００９５】
ここでＲ３００、Ｒ３０２、Ｒ３０５は炭素数１〜４の直鎖状、分岐状のアルキレン基であり、Ｒ３０１、Ｒ３０４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。Ｒ３０３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、Ｒ３０６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。
【００９６】
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。
【００９７】
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２９】
（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。
【００９８】
（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。
【００９９】
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３０】
（ 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。）
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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ための界面活性剤を加えることができる。
【０１０３】
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、ポリオキシエチレンステリアルエーテル、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エーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、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（トーケムプロダクツ）、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ーＫＰ３４１，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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
本発明のポジ型レジスト材料、例えば有機溶剤と、前記一般式（１）で示される高分子化合物と、酸発生剤と、塩基性化合物と、界面活性剤とを含む化学増幅ポジ型レジスト材料を種々の集積回路等の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。
【０１０６】
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、各種LowK材料等）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、ノズルスキャン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、真空紫外線、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や電子線などから選ばれる光源、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１〜１００ｍＪ／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６０〜１８０℃、１０秒〜５分間、好ましくは８０〜１５０℃、３０秒〜３分間ポストエクスポージャベーク（ＰＥＢ）する。
【０１０７】
更に、０．１〜５％、好ましくは１〜３％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、１０秒〜３分間、好ましくは２０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。
【０１０８】
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等の高エネルギー線もしくは電子線で露光する工程を有する微細パターンニングに最適である。
【０１０９】
【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。
【０１１０】
（合成例１） １−メチレンインダンの合成
窒素雰囲気下、氷冷したメチルトリフェニルホスホニウムブロミド３６ｇとテトラヒドロフラン３００ｍｌの混合物にt-ブトキシカリウム１１．３ｇを加え、３０分間かき混ぜた。この混合物に１−インダノン１３．２ｇを加え、氷冷下２時間かき混ぜた。反応混合物を氷水に注ぎ、酢酸エチルで抽出した。酢酸エチル溶液を水、飽和食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥、減圧濃縮した。残渣を減圧蒸留して目的物１１．５ｇ（収率８８％）を得た。
【０１１１】
なお、得られた合成物は、ＩＲ(ＫＢｒディスク、あるいは液膜)、１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）、１３Ｃ−ＮＭＲ(７５ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３)、ＥＩ−マススペクトル(７０ｅＶ)、ＣＩ−マススペクトル(イソブタン)等で分析して同定した。
【０１１２】
（合成例２） １-メチレン-４-ピバロイルオキシインダンの合成
合成例１の１-インダノンのかわりに４-ピバロイルオキシ-１-インダノンを用いて合成例１と同様な方法で目的物を収率７５％で得た。
得られた合成物は、合成例１と同様にして分析して同定した。
下記に、分析データを示しておく。
ＩＲ(KBrディスク): ν ＝ ３０７８、２９７４、１７５１、１６４３、１５８３、１４７３、１２７９、１２３２、１２２５、１１１９cm-1。
１Ｈ−ＮＭＲ(300MHz、CDCl3): δ ＝ １．３８(９Ｈ、s)、２．７８−２．８６（４Ｈ、ｍ）、５．０６（１Ｈ、ｔ、Ｊ＝１．９Ｈｚ）、５．４８（１Ｈ、ｔ、Ｊ＝２．２Ｈｚ）、６．９１（１Ｈ、ｄｄ、Ｊ＝７．７、０．８Ｈｚ）、７．２２（１Ｈ、ｔ、Ｊ＝７．８Ｈｚ）、７．３７（１Ｈ、ｄｄ、Ｊ＝７．７、０．８Ｈｚ）ppm。
１３Ｃ−ＮＭＲ(７５MHz、CDCl3): δ ＝ ２６．８４、２７．１９、３０．８７、３９．１６、１０３．４８、１１８．０７、１２０．９０、１２７．８１、１３８．４５、１４３．５８、１４８．０１、１４９．９７、１７６．３５ppm。
ＥＩ-マススペクトル(70ｅＶ): (ｍ/ｚ)+ ＝ ４１，５７，８５，１１５，１３１，１４６，２３０（Ｍ＋）
ＣＩ-マススペクトル(イソブタン): (ｍ/ｚ)+ ＝ １１５，１３１，１４６，１８７，２３１［（Ｍ＋Ｈ）＋］。
【０１１３】
（合成例３） ４-アセトキシ-１-メチレンインダンの合成
合成例１の１-インダノンのかわりに４-アセトキシ-１-インダノンを用いて合成例１と同様な方法で目的物を収率６５％で得た。
得られた合成物は、合成例１と同様にして分析して同定した。
下記に、分析データを示しておく。
ＩＲ(液膜): ν ＝ ３０７８，２９２９，１７６５，１６４３，１４７３，１３６９，１２０９，１１７４，１０１６，７８３cm-1。
１Ｈ−ＮＭＲ(300MHz、CDCl3): δ ＝２．３１（３Ｈ，ｓ），２．７６−２．９１（４Ｈ，ｍ），５．０７（１Ｈ、ｔ、Ｊ＝１．９Ｈｚ）、５．４８（１Ｈ、ｔ、Ｊ＝２．３Ｈｚ）、６．９４（１Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ）、７．２３（１Ｈ、ｔ、Ｊ＝７．７Ｈｚ），７．３８（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝７．４Ｈｚ）ppm。
１３Ｃ−ＮＭＲ(７５MHz、CDCl3): δ ＝ ２０．８１，２６．９６，３０．８８，１０３．６０，１１８．３１，１２０．９１，１２７．８５，１３８．４６，１４３．６７，１４７．７１，１４９．８９，１６８．７９ppm。
ＥＩ-マススペクトル(70ｅＶ): (ｍ/ｚ)+ ＝ ４３、６３、７７、９１、１１５、１３１、１４６、１８８（Ｍ＋）。
ＣＩ-マススペクトル(イソブタン): (ｍ/ｚ)+ ＝ １１５、１３１、１４６、１８９[(M+H)+]。
【０１１４】
（合成例４） ５-アセトキシ-１-メチレンインダンの合成
合成例１の１-インダノンのかわりに５-アセトキシ-１-インダノンを用いて合成例１と同様な方法で目的物を収率７０％で得た。
得られた合成物は、合成例１と同様にして分析して同定した。
【０１１５】
（合成例５） ４-ヒドロキシ-１-メチレンインダンの合成
合成例２で合成した１-メチレン-４-ピバロイルオキシインダン２．３ｇとナトリウムメトキシド０．１ｇ、メタノール１００ｍｌの混合物を室温で２４時間かき混ぜた。減圧濃縮してメタノールを除去した残渣をトルエン１００ｍｌに溶かし、希塩酸、飽和食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥、減圧濃縮して目的物１．２ｇ(収率８２％)を得た。
得られた合成物は、合成例１と同様にして分析して同定した。
データを一部示しておく。
ＥＩ-マススペクトル(70ｅＶ): (ｍ/ｚ)+ ＝ ３９、５１、６３、９１、１０３、１１５、１３１、１４６（Ｍ＋）。
ＣＩ-マススペクトル(イソブタン): (ｍ/ｚ)+ ＝ １１５、１３３、１４７[(M+H)+]。
【０１１６】
（合成例６） ５-ヒドロキシ-１-メチレンインダンの合成
合成例５の１-メチレン-４-ピバロイルオキシインダンのかわりに５-アセトキシ-１‐メチレンインダノンを用いて合成例５と同様な方法で目的物を収率９４％で得た。
得られた合成物は、合成例１と同様にして分析して同定した。
【０１１７】
（合成例７） １-メチレン-４-トリメチルシリルオキシインダンの合成
合成例５で合成した４-ヒドロキシ-１-メチレンインダン０．５０ｇと１，１，１，３，３，３-ヘキサメチルジシラザン１．０ｇの混合物にクロロトリメチルシラン１滴を加え、１００℃で２時間かき混ぜた。減圧濃縮した残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して目的物０．６ｇ(収率８０％)を得た。
得られた合成物は、合成例１と同様にして分析して同定した。
データを一部示しておく。
ＥＩ-マススペクトル(70ｅＶ): (ｍ/ｚ)+ ＝ ４５、７３、１１５、１２９、２０３、２１８（M+）。
ＣＩ-マススペクトル(イソブタン): (ｍ/ｚ)+ ＝ ２１９[(M+H)+]、２６１[(M+C3H7)+]。
【０１１８】
（合成例８）
２Ｌのフラスコに合成例１の方法で得た１−メチレンインダン５．２ｇ、４−アセトキシスチレン６２．８ｇ、溶媒としてトルエンを８０ｇ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５２ｇ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４２ｇを得た。
【０１１９】
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 １−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン＝１０：９０
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１２０００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．８４
【０１２０】
次に、２Ｌのフラスコを用いて、上記ポリ−１−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン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。
【０１２１】
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
１−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン：４−エトキシエトキシスチレン＝１０：７２：１８
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１２５００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．８５
この高分子化合物を（ポリマー１）とする。
【０１２２】
（合成例９）
２Ｌのフラスコに１−メチレンインダン６．５ｇ、４−アセトキシスチレン５６．７ｇ、メタクリル酸エチルシクロペンチル１８．２ｇ、溶媒としてトルエンを１００ｇ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４．５ｇ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６２ｇを得た。
【０１２３】
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５０ｇを得た。
【０１２４】
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
１−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン：メタクリル酸エチルシクロペンチル＝１０：６８：２２
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１５３００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．９３
この高分子化合物を（ポリマー２）とする。
【０１２５】
（合成例１０）
２Ｌのフラスコに１−メチレンインダン６．５ｇ、４−アセトキシスチレン５６．７ｇ、メタクリル酸エチルノルボルニル２０．９ｇ、溶媒としてトルエンを１００ｇ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４．５ｇ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７０ｇを得た。
【０１２６】
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６２ｇを得た。
【０１２７】
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
１−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン：メタクリル酸エチルノルボルニル＝１０：７１：１９
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１４６００
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。
【０１２８】
（合成例１１）
２Ｌのフラスコに１−メチレンインダン６．５ｇ、４−アセトキシスチレン５６．７ｇ、メタクリル酸エチルアダマンチル２４．９ｇ、溶媒としてトルエンを１００ｇ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４．５ｇ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７２ｇを得た。
【０１２９】
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６７ｇを得た。
【０１３０】
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
１−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン：メタクリル酸エチルアダマンチル＝１１：７２：１７
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１１２００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６８
この高分子化合物を（ポリマー４）とする。
【０１３１】
（合成例１２）
２Ｌのフラスコに合成例３の方法で得た１−メチレン−４−アセトキシインダン３７．６ｇ、４−アセトキシスチレン４０．５ｇ、溶媒としてトルエンを１００ｇ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５．５ｇ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６８ｇを得た。
【０１３２】
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５１ｇ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
１−メチレン−４−ヒドロキシインダン：４−ヒドロキシスチレン＝４８：５２
重量平均分子量（Ｍｗ）＝８８００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６７
【０１３４】
次に、２Ｌのフラスコを用いて、上記ポリ−１−メチレン−４−ヒドロキシインダン：４−ヒドロキシスチレン５０ｇ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１５．３ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）３．０ｇ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５６ｇ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
ポリ−１−メチレン−４−ヒドロキシインダン：１−メチレン−４−エトキシエトキシインダン：４−ヒドロキシスチレン：４−エトキシエトキシスチレン＝３２：１６：３４：１８
重量平均分子量（Ｍｗ）＝８９００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６７
この高分子化合物を（ポリマー５）とする。
【０１３６】
（合成例１３）
２Ｌのフラスコに１−メチレン−４−アセトキシインダン９４．３ｇ、溶媒としてトルエンを１１０ｇ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５．５ｇ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８８ｇを得た。
【０１３７】
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７６ｇを得た。
【０１３８】
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
１−メチレン−４−ヒドロキシインダン＝１００
重量平均分子量（Ｍｗ）＝６５００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６２
【０１３９】
次に、２Ｌのフラスコを用いて、前記ポリ−１−メチレン−４−ヒドロキシインダン７０ｇ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１５．３ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）３．０ｇ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８２ｇを得た。
【０１４０】
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
ポリ−１−メチレン−４−ヒドロキシインダン：１−メチレン−４−エトキシエトキシインダン＝６８：３２
重量平均分子量（Ｍｗ）＝６７００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６３
この高分子化合物を（ポリマー６）とする。
【０１４１】
（合成例１４）
２Ｌのフラスコに１−メチレン−４−アセトキシインダン６５．５ｇ、メタクリル酸エチルノルボルニル３１．９ｇ、溶媒としてトルエンを１００ｇ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５．１ｇ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９１ｇを得た。
【０１４２】
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８２ｇ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
１−メチレン−４−アセトキシインダン：メタクリル酸エチルノルボルニル
＝６９：３１
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１１３００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．７２
この高分子化合物を（ポリマー７）とする。
【０１４４】
（合成例１５）
２Ｌのフラスコに２−メチレンインダン６．５ｇ、４−アセトキシスチレン５６．７ｇ、メタクリル酸エチルシクロペンチル１８．２ｇ、溶媒としてトルエンを１００ｇ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４．５ｇ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６２ｇを得た。
【０１４５】
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５０ｇを得た。
【０１４６】
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
２−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン：メタクリル酸エチルシクロペンチル＝１２：６６：２２
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１３３００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．８１
この高分子化合物を（ポリマー８）とする。
【０１４７】
（合成例１６）
２Ｌのフラスコに合成例４の方法で得た１−メチレン−５−アセトキシインダン９４．３ｇ、溶媒としてトルエンを１１０ｇ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、重合開始剤として濃硫酸を１．５ｇ加え、６０℃まで昇温後、１５時間反応させ、炭酸水素ナトリウム１０ｇで中和した。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８８ｇを得た。
【０１４８】
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７６ｇを得た。
【０１４９】
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
１−メチレン−５−ヒドロキシインダン＝１００
重量平均分子量（Ｍｗ）＝８３００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６８
【０１５０】
次に、２Ｌのフラスコを用いて、上記ポリ−１−メチレン−５−ヒドロキシインダン７０ｇ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１６．３ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）３．０ｇ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８２ｇを得た。
【０１５１】
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
ポリ−１−メチレン−５−ヒドロキシインダン：１−メチレン−４−エトキシエトキシインダン＝６５：３５
重量平均分子量（Ｍｗ）＝８２００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６８
この高分子化合物を（ポリマー９）とする。
【０１５２】
（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。
【０１５３】
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−エオ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。
【０１５４】
（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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
（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。
【０１５８】
ポリマー１〜ポリマー９：合成例８〜１６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３１】
【０１５９】
塩基性化合物：ＴＭＭＥＡ、ＡＡＡ、ＡＡＣＮ（下記構造式参照）
【化３２】
【０１６０】
溶解阻止剤：ＤＲＩ１（下記構造式参照）
【化３３】
【０１６１】
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１２０℃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−Ｓ２０２Ａ，ＮＡ−０．６、σ０．７５、２／３輪帯照明）を用いて露光し、露光後直ちに１３０℃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。
【０１６２】
得られたレジストパターンを次のように評価した。
０．２０μｍ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。
これらの結果は、表１に併記した。
【０１６３】
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シリコン基板にスピンコートで製膜し、３００ｎｍの厚さの膜にし、以下の２系統の条件で評価した。
【０１６４】
（１）ＣＨＦ3／ＣＦ4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
ＣＨＦ3ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
ＣＦ4ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
Ａｒガス流量 １００ｍｌ／ｍｉｎ
時間 ６０ｓｅｃ
【０１６５】
（２）Ｃｌ2／ＢＣｌ3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
Ｃｌ2ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
ＢＣｌ3ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
ＣＨＦ3ガス流量 １００ｍｌ／ｍｉｎ
Ｏ2ガス流量 ２ｍｌ／ｍｉｎ
時間 ６０ｓｅｃ
【０１６６】
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。
【０１６７】
【表１】
【０１６８】
【表２】
【０１６９】
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、エッチング後の膜厚差が小さく、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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、メチレンインダン置換体を共重合させ、その他の酸の作用により分解しアルカリに対する溶解性が増加する構造を有するモノマー等を共重合し得られる高分子化合物をベース樹脂として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高く、高感度で高解像性を有し、その上極めて優れたエッチング耐性を示す、特に超ＬＳＩ製造用あるいはマスク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。
【発明の属する技術分野】
本発明は、メチレンインダンを繰り返し単位として含むベース樹脂を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、非常に優れたエッチング耐性を示す、特に超ＬＳＩ製造用、フォトマスクの微細パターン形成用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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、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求められているなか、次世代の微細加工技術として遠紫外線リソグラフィーが有望視されている。遠紫外線リソグラフィーは、０．５μｍ以下の加工も可能であり、光吸収の低いレジスト材料を用いた場合、基板に対して垂直に近い側壁を有したパターン形成が可能になる。
【０００３】
近年開発された酸を触媒とした化学増幅ポジ型レジスト材料（特公平２−２７６６０号、特開昭６３−２７８２９号公報等参照）は、遠紫外線の光源として高輝度なＫｒＦエキシマレーザーを利用し、感度、解像性、ドライエッチング耐性が高く、優れた特性を有した遠紫外線リソグラフィーに特に有望なレジスト材料として広く用いられている。
このような化学増幅ポジ型レジスト材料としては、ベースポリマー、酸発生剤からなる二成分系、ベースポリマー、酸発生剤、酸不安定基を有する溶解阻止剤からなる三成分系が知られている。
【０００４】
例えば、特開昭６２−１１５４４０号公報にはポリ−ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシスチレンと酸発生剤からなるレジスト材料が提案され、この提案と類似したものとして特開平３−２２３８５８号公報に分子内にｔｅｒｔ−ブトキシ基を有する樹脂と酸発生剤からなる二成分系レジスト材料、更には特開平４−２１１２５８号公報にはメチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、テトラヒドロピラニル基、トリメチルシリル基含有ポリヒドロキシスチレンと酸発生剤からなる二成分系のレジスト材料が提案されている。
【０００５】
更に、特開平６−１００４８８号公報にはポリ［３，４−ビス（２−テトラヒドロピラニルオキシ）スチレン］、ポリ［３，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシ）スチレン］、ポリ［３，５−ビス（２−テトラヒドロピラニルオキシ）スチレン］等のポリジヒドロキシスチレン誘導体と酸発生剤からなるレジスト材料が提案されている。
【０００６】
しかしながら、これらレジスト材料のベース樹脂は、酸不安定基を側鎖に有するものであり、酸不安定基がｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基のように強酸で分解されるものであると、そのレジスト材料のパターン形状がＴ−トップ形状になり易い。一方、エトキシエチル基等のようなアルコキシアルキル基は弱酸で分解されるため、露光から加熱処理までの時間経過に伴ってパターン形状が著しく細るという欠点を有したり、側鎖にかさ高い基を有しているので、耐熱性が下がったり、感度及び解像度が満足できるものでないなど、いずれも問題を有しており、これらの複数の置換基を用いて欠点を補うなどの検討がなされている。
【０００７】
また、より高い透明性及び基板への密着性の実現と、基板までの裾引き改善、エッチング耐性向上のためヒドロキシスチレンと、（メタ）アクリル酸３級エステルとの共重合体を使用したレジスト材料も報告されているが（特開平３−２７５１４９号公報、特開平６−２８９６０８号公報参照）、この種のレジスト材料は耐熱性や、露光後のパターン形状が悪い等の問題があり、またエッチング耐性も満足できるものではなかった。
【０００８】
ここで、我々はインデンと（メタ）アクリルが共重合することを見出し、ドライエッチング耐性と解像性を向上させた材料を先に提案した（特願２０００−３３４３４０号）。
更に我々は、インデンとノルボルナジエンとが共重合することを見出した。 ノルボルナジエンが重合されたノルトリシクレンは主鎖に有橋環式炭化水素構造を持つものであり、主鎖が直鎖状の（メタ）アクリルに比べて、非常にエッチング耐性が高い。シクロオレフィン構造と芳香族基を併せ持つインデンとの共重合により、更にエッチング耐性を高めることが可能となった。
【０００９】
ところが、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。１９９４年の段階でＳＩＡのロードマップ上では０．１８μｍルールデバイスの量産は２００１年とされていたが、実際は２年前倒しになり、１９９９年に量産が開始された。０．１８μｍデバイスはＡｒＦリソグラフィーが本命視されていたが、ＫｒＦリソグラフィーが延命され、０．１５μｍ世代、更には０．１３μｍまでもがＫｒＦリソグラフィーでの量産が検討されている。ＫｒＦリソグラフィーの成熟とともに微細化の速度に拍車がかかっている。レンズの高ＮＡ化と超解像技術による光学像の高コントラスト化と、レジスト材料の高コントラスト化などによって、ＫｒＦリソグラフィーの解像度が年々向上し、ＮＡ０．８レンズに変形照明を組み合わせて１００ｎｍが解像できるようになってきた。１３０ｎｍ以降の実用的なマージンが広がってきたため、更に１１０ｎｍまでＫｒＦリソグラフィーを延命させようとする動きがある。
【００１０】
一方、微細化の進行とともに、パターンの高アスペクト比によるパターン倒れの問題が深刻になってきた。パターン倒れは、現像時のスピンドライにおける３００ｍｍの大口径ウエーハの周辺部にも顕著に発生することが確認された。アスペクト比を小さくすると、レジストの膜厚が薄くなり、寸法が小さくなることによってもレジストの膜厚が薄くなる。このように、急激な勢いで薄膜化が進行しているため、レジストのドライエッチング耐性向上の要求が一層強くなってきている。
【００１１】
ＡｒＦは１００ｎｍ以降の微細加工が期待され、Ｆ２は７０ｎｍの加工が期待されているが、更にその先はＥＢ（電子ビーム）の縮小投影露光（ＰＲＥＶＡＩＬ、ＳＣＡＬＰＥＬ）や軟Ｘ線を光源とするＥＵＶが候補に挙がる。従来、光の波長が変わるごとにレジスト用のポリマーが大きく変わってきた。これは必要な透過率を確保するためである。例えば、ｇ線からｉ線への光源の変更においては、感光剤のベースがベンゾフェノンから非ベンゾフェノン型に変化した。ｉ線からＫｒＦへの移行においては、長らく用いられてきたノボラック樹脂からヒドロキシスチレン系への変更を伴った。ＫｒＦからＡｒＦへにおいては劇的で、２重結合を持つポリマーが全く光を通さないため、脂環系のポリマーへ変更される。更にＦ２においては更なる透過率向上のため、フッ素樹脂のようなフッ素原子を導入した脂環系ポリマーが検討されている。
【００１２】
ここで、ＥＢやＸ線などの非常に短波長な高エネルギー線においてはレジストに用いられている炭化水素のような軽元素は全く吸収がないことが知られている。ＥＢ用のレジストは、実用的にはマスク描画用途に用いられてきた。近年、マスク製作技術が問題視されるようになってきた。ｇ線の時代から、縮小投影露光装置が用いられており、その縮小倍率は１／５であったが、最近、チップサイズの拡大と、投影レンズの大口径化とともに１／４倍率が用いられるようになってきた。微細加工の進行による線幅の縮小だけでなく、倍率変更による線幅縮小はマスク製作技術にとって大きな問題である。
【００１３】
マスク製作用露光装置も線幅の精度を上げるため、レーザービームによる露光装置から、電子ビーム（ＥＢ）による露光装置が用いられるようになってきた。更にＥＢの電子銃における加速電圧を上げることによって、より一層の微細化が可能になることから、１０ｋｅＶから３０ｋｅＶ、最近は５０ｋｅＶの加速電圧が主流になりつつある。
【００１４】
加速電圧の上昇とともに、レジストの低感度化が問題になってきた。加速電圧が向上すると、ビームのスポット径が小さくなり、ビームのコントラストが向上する。更にレジスト膜内での前方散乱の影響が小さくなるため、電子描画エネルギーのコントラストが向上して解像度や寸法制御性が向上するが、レジスト膜内を素抜けの状態で電子が通過するため、レジストの感度が低下する。マスク露光機は直描の一筆書きで露光するため、レジストの感度低下は生産性の低下につながり好ましいことではない。
このような高感度化の要求から、化学増幅型レジストが検討されるようになってきた。
【００１５】
加速電圧の向上と、高コントラストな化学増幅型レジストの適用によって、１／４倍縮小でウエーハ上１２５ｎｍ、マスク上５００ｎｍの寸法が精度良く描かれるようになってきている。しかしながら、ＫｒＦはデバイス寸法１３０ｎｍまで延命し、ＡｒＦの適用は１００ｎｍからといわれ、Ｆ２は７０ｎｍと予測されている。Ｆ２による光リソグラフィーの限界は５０ｎｍと予測されている。このときのマスク上寸法は２００ｎｍである。現時点において２００ｎｍの寸法制御は、レジストの解像力の向上だけでは困難である。光リソグラフィーの場合、レジストの薄膜化が解像力向上に大きく寄与している。これはＣＭＰ（化学的機械研磨）などの導入により、デバイスの平坦化が進行したためである。マスク作製の場合、基板は平坦であり、加工すべき基板上の（例えばＣｒ、ＭｏＳｉ、ＳｉＯ２等）の膜厚は遮光率や位相差制御のために決まってしまっている。一層の薄膜化をするためにはレジストのドライエッチング耐性を向上させなければならない。
【００１６】
ここで、一般的にはレジストの炭素の密度とドライエッチング耐性について相関があるといわれている。例えば、J. Photopolymer Sci. and Technol. Vol. 5 No.3 (1992) p439, J. Electrochem. Soc.:Solid-State Sci. and Technol. Vol. 130, No.1 January (1983) p 143、SPIE Vol. 2724 p365 (1996）など多くの論文中において、単層レジストのドライエッチング選択比を数々のパラメータで表すことが試みられた。例えば大西パラメータ、リングパラメータなどがその代表例である。吸収の影響を受けないＥＢ描画においては、エッチング耐性に優れるノボラックポリマーをベースとしたレジストが開発されている。しかしながら、ノボラックポリマーは分子量と分散度制御が困難で、微細加工に適した材料ではないと考えられる。ここで、ベンゼン環の炭素密度９２％に対して、ナフタレン環、アントラセン環は９４％であり、ナフタレン環を含む材料はドライエッチング耐性の向上が期待される。もともとナフタレン環、アントラセン環は光吸収が高いため従来それほど注目されていなかったが、吸収の影響がない極短波長露光において有望な材料といえる（特願平２０００−２９３８７８号、同２０００−２９３７４９号参照）。更に、我々は、主鎖の結合がシクロオレフィン構造を持つポリアセナフテンはポリビニルナフタレンに比べて更に優れたドライエッチング耐性を持つことに注目した（特願平２００１−０４４５２８号参照）。
【００１７】
また、Ｆ２露光と並んで７０ｎｍ、あるいはそれ以降の微細加工における露光方法として期待される波長５〜２０ｎｍの軟Ｘ線（ＥＵＶ）露光において、炭素原子の吸収が少ないことが報告されている。炭素密度を上げることがドライエッチング耐性の向上だけでなく、ＥＵＶにおける透過率向上にも効果があることが判明したのである（N. Matsuzawa et. al. ; Jp. J. Appl. Phys. Vol.38 p7109-7113 (1999)）。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明における材料はこのような背景のもと、ＫｒＦ、ＥＢ、ＥＵＶ、Ｘ線等の高エネルギー線、電子線等による露光において高い解像力とドライエッチング耐性に優れた材料を提供するもので、従来のポジ型レジスト材料を上回る高感度及び高解像度、露光余裕度、プロセス適応性を有し、露光後のパターン形状が良好であり、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、特に化学増幅ポジ型レジスト材料を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、少なくとも、下記一般式（１）で示される繰り返し単位を有し、かつ酸の作用により分解しアルカリに対する溶解性が増加する繰り返し単位を含む、重量平均分子量が１，０００〜５００，０００である高分子化合物を含むことを特徴とするポジ型レジスト材料が提供される（請求項１）。
【化３】
【００２０】
このように、上記一般式（１）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含むポジ型レジスト材料は、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あるとともに、より優れたエッチング耐性を示す。そして、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。
【００２１】
そして、本発明では、少なくとも、ベース樹脂として前記高分子化合物を含有し、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２）。
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レジストとしてきわめて有用なものとなる。
【００２２】
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３）。
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。
【００２３】
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４）。
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。
【００２４】
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、高エネルギー線もしくは電子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５）。
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。
【００２５】
さらに、一般式（１）で表わされる高分子化合物のうち、必須の繰り返し単位ｐを重合させるモノマーとしては、下記一般式（２）で示される１−メチレンインダン誘導体を挙げることが出来る。
【化４】
【００２６】
【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、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、これにはメチレンインダン置換体を共重合させ、その他の酸の作用により分解しアルカリに対する溶解性が増加する構造を有するモノマー等を共重合して得られる下記一般式（１）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の高分子化合物が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。
【００２７】
【化５】
【００２８】
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し、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。
【００２９】
ここで、本発明のレジスト材料におけるベース樹脂の酸不安定基は繰り返し単位ｒの（メタ）アクリル酸のカルボキシル基の水素原子が置換されたＲ６、あるいは繰り返し単位ｐ中のＲ１又は繰り返し単位ｑ中のＲ３である。Ｒ１又はＲ３が酸不安定基の場合、炭素数４〜４０の置換可アルキル基であり、アルキル基中にエーテル基、エステル基、カルボニル基、アリール基、アリーレン基を含んでいてもよく、同一でもよく、非同一でもよい。このようなものとしては、種々選定されるが、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３〜１０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あることが好ましい。
【００３０】
【化６】
式（ＡＬ１０）、（ＡＬ１１）においてＲ６０、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、ａ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。
【００３２】
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。
【化９】
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、分岐鎖状また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は存在しないかあるいは炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状また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。
【００３４】
式（ＡＬ１１）で示されるアセタール化合物を（ＡＬ１１）−１ 〜 （ＡＬ１１）−２３に例示する。
【化１０】
また、ベース樹脂の水酸基の水素原子の１％以上が下記一般式（ＡＬ１１ａ）あるいは（ＡＬ１１ｂ）で表される酸不安定基によって分子間あるいは分子内架橋されていてもよい。
【化１１】
式中、Ｒ１９、Ｒ２０は水素原子または炭素数１〜８の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基を示す。又は、Ｒ１９とＲ２０は結合して環を形成してもよく、環を形成する場合にはＲ１９、Ｒ２０は炭素数１から８の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。Ｒ２１は炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、ｂは０又は１〜１０の整数である。Ａは、ａ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、カルボニル基また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−または−ＮＨＣＯＮＨ−を示す。ａは２〜８、ａ´は１〜７の整数である。
【００３７】
上記一般式（ＡＬ１１ａ）、（ＡＬ１１ｂ）に示される架橋型アセタールは、具体的には下記（ＡＬ１１）−２４ 〜 （ＡＬ１１）−３１に例示することができる。
【化１２】
前記式（ＡＬ１２）に示されるような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。
【化１３】
式中、Ｒ１０は同一又は非同一の炭素数１〜８の直鎖状、分岐鎖状また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は存在しないかあるいは炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状また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。
【００４０】
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Ｒ１４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。ここで、Ｒ１０は前述と同様、Ｒ１４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。この式中のｂは１〜３の整数である。
【化１４】
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。
【化１５】
酸不安定基である炭素数３〜１０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。
【００４３】
本発明のレジスト材料に用いられる一般式（１）で示される高分子化合物の繰り返し単位として、ｐ単位は必須の繰り返し単位であり、ｑ単位又はｒ単位を共重合させることができる。したがって、本発明の高分子化合物の繰り返し単位の態様としては、下記式（３）のようにｐ単位のみの繰り返しからなるもの、下記式（４）のようにｐとｑ単位の繰り返しからなるもの、下記式（５）のようにｐとｒ単位の繰り返しからなるもの、下記式（６）のようにｐ、ｑ、ｒ単位の繰り返しからなるものを挙げることが出来る。
【００４４】
【化１６】
上記本発明の高分子化合物に、更にドライエッチング耐性を向上させるために下記式Ｓ−１ 〜 Ｓ−１２に示されるようなインデン誘導体を共重合させるようにしてもよい。
【化２０】
更に、下記一般式ｔ−１で示される、２，５−ノルボルナジエン−２−カルボン酸エステル置換体を共重合させた繰り返し単位を有するようにすることもできる。
【化２１】
一般式ｔ−１中、Ｒ３０は水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、酸不安定基、密着性基である。
この２，５−ノルボルナジエン−２−カルボン酸エステル置換体は、シクロペンタジエンとプロピオール酸エステルとのＤｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒによって合成することができる。
【００４８】
更に、下記ｕ−１ 〜 ｕ−９に挙げられるインドール誘導体、ｖ−１ 〜 ｖ−３に挙げられるベンゾフラン誘導体、ｗ−１ 〜 ｗ−３に挙げられるベンゾチオフェン誘導体を共重合させることができる。
【化２２】
次に、レジスト材料の特性を考慮すると、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である必要があり、好ましくは２，０００〜３０，０００である。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からである。
【００５０】
また、本発明の高分子化合物においては、前記一般式（１）の多成分共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。
【００５１】
また、ｐ単位、ｑ単位、ｒ単位の組成比率や分子量分布、あるいは分子量が異なる２つ以上のポリマーをブレンドすることも可能である。また、置換又は非置換のノボラック、ポリヒドロキシスチレン、ポリヒドロキシスチレン−（メタ）アクリル酸誘導体などとポリマーブレンドを行うことも可能である。すなわち、本発明のポジ型レジスト材料は、一般式（１）に示される高分子化合物以外に、密着性やドライエッチング耐性、透明性等を向上させるための他の構成成分を追加することも当然可能である。
【００５２】
例えば、（メタ）アクリル誘導体、ノルボルネン誘導体、無水マレイン酸、マレイミド誘導体、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、ビニルエーテル誘導体、アリルエーテル誘導体、酢酸ビニル、（メタ）アクリロニトリル、ビニルピロリドン、テトラフルオロエチレンなどをブレンドすることが挙げられる。
【００５３】
本発明のレジスト材料に配合する高分子化合物を重合するには、ラジカル重合が最も一般的である。インデンは単独ではラジカル重合しないが、メチレンインダンは単独でのラジカル重合が可能である。更に、スチレン、ヒドロキシスチレン、（メタ）アクリル誘導体、インデン、インドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェンあるいはノルボルナジエンカルボキシレートと共重合が可能である。
【００５４】
具体的な本発明の高分子化合物を合成する方法の１つの例としては、メチレンインダンとスチレンと（メタ）アクリル酸３級エステルモノマーを有機溶剤中、ラジカル開始剤を加え加熱重合を行なう。ヒドロキシ基を含むモノマーを共重合させることもできるが、アセトキシ基で置換させておき、得られた高分子化合物を有機溶剤中アルカリ加水分解を行い、アセトキシ基を脱保護する方法、あるいはヒドロキシ基をエトキシエチル基などのアセタールで置換させておき、得られた高分子化合物を有機溶剤中弱酸でアセタールを脱保護する方法のほうが、ヒドロキシ基による重合中のラジカル失活を防ぐことができるために分子量を狭分散化できる利点がある。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。重合開始剤としては、２，２´−アゾビスイソブチロニトリル、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例示でき、好ましくは５０℃から８０℃に加熱して重合する。反応時間としては２〜１００時間、好ましくは５〜２０時間である。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。
【００５５】
さらに、このようにして得られた高分子化合物を単離後、フェノール性水酸基部分に対して、前記一般式（ＡＬ１０）、（ＡＬ１１）、（ＡＬ１２）で示される酸不安定基を導入することも可能である。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て、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が可能である。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
さらに、前記式（ＡＬ１０）におけるａ＝０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。
【００６０】
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。
【００６１】
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、本発明の高分子化合物を合成する方法は、上記例示した合成手法に限定されるものではない。
【００６２】
ここで、一般式（１）で表わされる本発明の高分子化合物のうち、必須の繰り返し単位ｐを重合させるモノマーとしては、下記一般式（２）で示される１−メチレンインダン誘導体を挙げることが出来る。
【化２５】
【００６３】
特に好ましくは、以下に示すメチレンインダン誘導体が挙げられる。
【化２６】
【００６４】
また、これらのメチレンインダンモノマーは、以下のように対応するインダノン誘導体から合成することができる。
【化２７】
このexo-メチレン化合物への変換に用いられる方法の例としては、a)メチルマグネシウムクロリド(CH3MgCl)等のメチル金属求核試薬のカルボニル基への付加、次いで加水分解により生じたアルコールからの脱水反応による方法、b)トリメチルシリルメチルマグネシウムクロリド[(CH3)3SiCH2MgCl]やトリメチルシリルメチルリチウム[(CH3)3SiCH2Li]等のトリメチルシリルメチル金属求核試薬のカルボニル基への付加、生じたβ-ヒドロキシシランからの酸または塩基によるオレフィン形成反応（Peterson反応）、c)メチレントリフェニルホスホラン[CH2=P(C6H5)3]とカルボニル基によるオレフィン形成反応（Wittig反応）など種々の方法が挙げられる。特にWittig反応による変換は二重結合の位置異性体を含まないexo-メチレンインダンモノマーを合成できるので特に好ましい。
【００６６】
また、フェノール性水酸基の保護基と考えられるＲ１は公知の方法（例えば「PROTECTIVE GROUPS in ORGANIC SYNTHESIS third Edition」、T.W.Greene・P.G.M.Wuts著、John Wiley & Sons Inc.、New York、1999、２４６〜２９２ページ）で保護・脱保護が可能であり、上記exo-メチレン化合物への変換に際し、事前に導入していても、変換後に導入してもよい。
【００６７】
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おいて配合される有機溶剤としては、酢酸ブチル、酢酸アミル、酢酸シクロヘキシル、酢酸３−メトキシブチル、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、３−エトキシエチルプロピオネート、３−エトキシメチルプロピオネート、３−メトキシメチルプロピオネート、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ジアセトンアルコール、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、３−メチル−３−メトキシブタノール、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、γブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、テトラメチレンスルホン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。特に好ましいものは、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテート、乳酸アルキルエステルである。
【００６８】
これらの溶剤は単独でも２種以上混合してもよい。好ましい混合溶剤の例はプロピレングリコールアルキルエーテルアセテートと乳酸アルキルエステルである。なお、本発明におけるプロピレングリコールアルキルエーテルアセテートのアルキル基は炭素数１〜４のもの、例えばメチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられるが、中でもメチル基、エチル基が好適である。また、このプロピレングリコールアルキルエーテルアセテートには１，２置換体と１，３置換体があり、置換位置の組み合わせで３種の異性体があるが、これらの単独あるいは混合物のいずれの場合でもよい。
また、上記の乳酸アルキルエステルのアルキル基は炭素数１〜４のもの、例えばメチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられるが、中でもメチル基、エチル基が好適である。
【００６９】
溶剤としてプロピレングリコールアルキルエーテルアセテートを添加する際には全溶剤に対して１０重量％以上とすることが好ましい。また、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテートと乳酸アルキルエステルの混合溶剤を溶剤として用いる際には、その合計量が全溶剤に対して５０重量％以上であることが好ましい。この場合、更に好ましくは、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテートを２０〜１００重量％、乳酸アルキルエステルを０〜８０重量％の割合とすることが好ましい。プロピレングリコールアルキルエーテルアセテートが少ないと、塗布性劣化等の問題があり、多すぎると溶解性不十分、パーティクル、異物の発生の問題がある。乳酸アルキルエステルが少ないと特に酸発生剤としてオニウム塩を添加している場合の溶解性が不十分、パーティクル、異物の増加等の問題があり、多すぎると粘度が高くなり塗布性が悪くなる上、保存安定性の劣化等の問題がある。
【００７０】
これら溶剤の添加量はポジ型レジスト材料の固形分１００重量部に対して３００〜２，０００重量部、好ましくは４００〜１，０００重量部であるが、既存の成膜方法で成膜が可能な濃度であればこれに限定されるものではない。
【００７１】
本発明のポジ型レジスト材料に配合される光酸発生剤としては、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かまわない。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型酸発生剤等がある。以下に詳述するがこれらは単独あるいは２種以上混合して用いることができる。
【００７２】
スルホニウム塩はスルホニウムカチオンとスルホネートの塩であり、スルホニウムカチオンとしてトリフェニルスルホニウム、（４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルスルホニウム、トリス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、（３−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、ビス（３−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルスルホニウム、トリス（３−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、（３，４−ジｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、ビス（３，４−ジｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルスルホニウム、トリス（３，４−ジｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、ジフェニル（４−チオフェノキシフェニル）スルホニウム、（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、トリス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）スルホニウム、（４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ビス（４−ジメチルアミノフェニル）スルホニウム、トリス（４−ジメチルアミノフェニル）スルホニウム、２−ナフチルジフェニルスルホニウム、ジメチル２−ナフチルスルホニウム、４−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム、４−メトキシフェニルジメチルスルホニウム、トリメチルスルホニウム、２−オキソシクロヘキシルシクロヘキシルメチルスルホニウム、トリナフチルスルホニウム、トリベンジルスルホニウム等が挙げられ、スルホネートとしては、トリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、２，２，２−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、４−トリフルオロメチル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、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、４−（４−トルエンスルホニルオキシ）ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等が挙げられ、これらの組み合わせのスルホニウム塩が挙げられる。
【００７３】
ヨードニウム塩はヨードニウムカチオンとスルホネートの塩であり、ジフェニルヨードニウム、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウム、４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニルフェニルヨードニウム、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウム等のアリールヨードニウムカチオンと、スルホネートとしてトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、２，２，２−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、４−トリフルオロメチル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、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、４−（４−トルエンスルホニルオキシ）ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等が挙げられ、これらの組み合わせのヨードニウム塩が挙げられる。
【００７４】
スルホニルジアゾメタンとしては、ビス（エチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（１−メチルプロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（２−メチルプロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（１，１−ジメチルエチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（シクロヘキシルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（パーフルオロイソプロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（フェニルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（４−メチルフェニルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（２，４−ジメチルフェニルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（２−ナフチルスルホニル）ジアゾメタン、４−メチルフェニルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、ｔｅｒｔ−ブチルカルボニル−４−メチルフェニルスルホニルジアゾメタン、２−ナフチルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、４−メチルフェニルスルホニル−２−ナフトイルジアゾメタン、メチルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル−４−メチルフェニルスルホニルジアゾメタン等のビススルホニルジアゾメタンとスルホニルカルボニルジアゾメタンが挙げられる。
【００７５】
Ｎ−スルホニルオキシイミド型光酸発生剤としては、コハク酸イミド、ナフタレンジカルボン酸イミド、フタル酸イミド、シクロヘキシルジカルボン酸イミド、５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸イミド、７−オキサビシクロ［２．２．１］−５−ヘプテン−２，３−ジカルボン酸イミド等のイミド骨格とトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、２，２，２−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、４−トリフルオロメチル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、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等の組み合わせの化合物が挙げられる。
【００７６】
ベンゾインスルホネート型光酸発生剤としては、ベンゾイントシレート、ベンゾインメシレート、ベンゾインブタンスルホネート等が挙げられる。
【００７７】
ピロガロールトリスルホネート型光酸発生剤としては、ピロガロール、フロログリシン、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノンのヒドロキシル基の全てをトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、２，２，２−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、４−トリフルオロメチル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、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等で置換した化合物が挙げられる。
【００７８】
ニトロベンジルスルホネート型光酸発生剤としては、２，４−ジニトロベンジルスルホネート、２−ニトロベンジルスルホネート、２，６−ジニトロベンジルスルホネートが挙げられ、スルホネートとしては、具体的にトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、２，２，２−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、４−トリフルオロメチル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、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等が挙げられる。またベンジル側のニトロ基をトリフルオロメチル基で置き換えた化合物も同様に用いることができる。
【００７９】
スルホン型光酸発生剤の例としては、ビス（フェニルスルホニル）メタン、ビス（４−メチルフェニルスルホニル）メタン、ビス（２−ナフチルスルホニル）メタン、２，２−ビス（フェニルスルホニル）プロパン、２，２−ビス（４−メチルフェニルスルホニル）プロパン、２，２−ビス（２−ナフチルスルホニル）プロパン、２−メチル−２−（ｐ−トルエンスルホニル）プロピオフェノン、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、２，４−ジメチル−２−（ｐ−トルエンスルホニル）ペンタン−３−オン等が挙げられる。
【００８０】
グリオキシム誘導体型の光酸発生剤の例としては、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−（シクロヘキシルスルホニル）−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が挙げられる。
【００８１】
中でも好ましく用いられる光酸発生剤としては、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ビススルホニルジアゾメタン、Ｎ−スルホニルオキシイミドである。
ベース樹脂である高分子化合物に用いられる酸不安定基の切れ易さ等により最適な発生酸のアニオンは異なるが、一般的には揮発性がないもの、極端に拡散性の高くないものが選ばれる。この場合好適なアニオンは、ベンゼンスルホン酸アニオン、トルエンスルホン酸アニオン、４−（４−トルエンスルホニルオキシ）ベンゼンスルホン酸アニオン、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオン、２，２，２−トリフルオロエタンスルホン酸アニオン、ノナフルオロブタンスルホン酸アニオン、ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオンである。
【００８２】
本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料における光酸発生剤の添加量としては、レジスト材料中の固形分１００重量部に対して０〜２０重量部、好ましくは１〜１０重量部である。上記光酸発生剤は単独又は２種以上混合して用いることができる。更に露光波長における透過率が低い光酸発生剤を用い、その添加量でレジスト膜中の透過率を制御することもできる。
【００８３】
なお、本発明でいう化学増幅型のレジスト材料としては、主として露光により酸を発生する光酸発生剤が含有され、酸触媒反応を利用して高感度とする場合につき説明するが、本発明はこれに限定するものではない。酸発生剤に限らず露光における化学反応に触媒反応を組み込み感度を増幅するものであれば、本発明に適用可能であることは言うまでもない。
【００８４】
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おいて配合される溶解阻止剤としては、重量平均分子量が１００〜１，０００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１０〜１００モル％の割合で置換した化合物が好ましい。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。
【００８５】
このような溶解阻止剤の好適な例としては、ビス（４−（２’−テトラヒドロピラニルオキシ）フェニル）メタン、ビス（４−（２’−テトラヒドロフラニルオキシ）フェニル）メタン、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）メタン、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニル）メタン、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）メタン、ビス（４−（１’−エトキシエトキシ）フェニル）メタン、ビス（４−（１’−エトキシプロピルオキシ）フェニル）メタン、２，２−ビス（４’−（２’’−テトラヒドロピラニルオキシ））プロパン、２，２−ビス（４’−（２’’−テトラヒドロフラニルオキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４’−（１’’−エトキシエトキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（４’−（１’’−エトキシプロピルオキシ）フェニル）プロパン、４，４−ビス（４’−（２’’−テトラヒドロピラニルオキシ）フェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、４，４−ビス（４’−（２’’−テトラヒドロフラニルオキシ）フェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、４，４−ビス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、４，４−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、４，４−ビス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、４，４−ビス（４’−（１’’−エトキシエトキシ）フェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、４，４−ビス（４’−（１’’−エトキシプロピルオキシ）フェニル）吉草酸ｔｅｒｔブチル、トリス（４−（２’−テトラヒドロピラニルオキシ）フェニル）メタン、トリス（４−（２’−テトラヒドロフラニルオキシ）フェニル）メタン、トリス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）メタン、トリス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニル）メタン、トリス（４−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシメチルフェニル）メタン、トリス（４−（１’−エトキシエトキシ）フェニル）メタン、トリス（４−（１’−エトキシプロピルオキシ）フェニル）メタン、１，１，２−トリス（４’−（２’’−テトラヒドロピラニルオキシ）フェニル）エタン、１，１，２−トリス（４’−（２’’−テトラヒドロフラニルオキシ）フェニル）エタン、１，１，２−トリス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）エタン、１，１，２−トリス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシフェニル）エタン、１，１，２−トリス（４’−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル）エタン、１，１，２−トリス（４’−（１’−エトキシエトキシ）フェニル）エタン、１，１，２−トリス（４’−（１’−エトキシプロピルオキシ）フェニル）エタン等が挙げられる。
【００８６】
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おいて配合される塩基性化合物としては、光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おり、このような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。
【００８７】
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、カルボキシル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、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられる。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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−ピリジン、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。
【００９１】
更に、カルボキシル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）などが例示され、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、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−アミノエタノール、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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
【化２８】
ここでＲ３００、Ｒ３０２、Ｒ３０５は炭素数１〜４の直鎖状、分岐状のアルキレン基であり、Ｒ３０１、Ｒ３０４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。Ｒ３０３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、Ｒ３０６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。
【００９６】
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。
【００９７】
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２９】
【００９８】
（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。
【００９９】
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３０】
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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ための界面活性剤を加えることができる。
【０１０３】
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、ポリオキシエチレンステリアルエーテル、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エーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、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（トーケムプロダクツ）、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ーＫＰ３４１，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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
本発明のポジ型レジスト材料、例えば有機溶剤と、前記一般式（１）で示される高分子化合物と、酸発生剤と、塩基性化合物と、界面活性剤とを含む化学増幅ポジ型レジスト材料を種々の集積回路等の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。
【０１０６】
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、各種LowK材料等）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、ノズルスキャン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、真空紫外線、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や電子線などから選ばれる光源、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１〜１００ｍＪ／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６０〜１８０℃、１０秒〜５分間、好ましくは８０〜１５０℃、３０秒〜３分間ポストエクスポージャベーク（ＰＥＢ）する。
【０１０７】
更に、０．１〜５％、好ましくは１〜３％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、１０秒〜３分間、好ましくは２０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。
【０１０８】
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等の高エネルギー線もしくは電子線で露光する工程を有する微細パターンニングに最適である。
【０１０９】
【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。
【０１１０】
（合成例１） １−メチレンインダンの合成
窒素雰囲気下、氷冷したメチルトリフェニルホスホニウムブロミド３６ｇとテトラヒドロフラン３００ｍｌの混合物にt-ブトキシカリウム１１．３ｇを加え、３０分間かき混ぜた。この混合物に１−インダノン１３．２ｇを加え、氷冷下２時間かき混ぜた。反応混合物を氷水に注ぎ、酢酸エチルで抽出した。酢酸エチル溶液を水、飽和食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥、減圧濃縮した。残渣を減圧蒸留して目的物１１．５ｇ（収率８８％）を得た。
【０１１１】
なお、得られた合成物は、ＩＲ(ＫＢｒディスク、あるいは液膜)、１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）、１３Ｃ−ＮＭＲ(７５ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３)、ＥＩ−マススペクトル(７０ｅＶ)、ＣＩ−マススペクトル(イソブタン)等で分析して同定した。
【０１１２】
（合成例２） １-メチレン-４-ピバロイルオキシインダンの合成
合成例１の１-インダノンのかわりに４-ピバロイルオキシ-１-インダノンを用いて合成例１と同様な方法で目的物を収率７５％で得た。
得られた合成物は、合成例１と同様にして分析して同定した。
下記に、分析データを示しておく。
ＩＲ(KBrディスク): ν ＝ ３０７８、２９７４、１７５１、１６４３、１５８３、１４７３、１２７９、１２３２、１２２５、１１１９cm-1。
１Ｈ−ＮＭＲ(300MHz、CDCl3): δ ＝ １．３８(９Ｈ、s)、２．７８−２．８６（４Ｈ、ｍ）、５．０６（１Ｈ、ｔ、Ｊ＝１．９Ｈｚ）、５．４８（１Ｈ、ｔ、Ｊ＝２．２Ｈｚ）、６．９１（１Ｈ、ｄｄ、Ｊ＝７．７、０．８Ｈｚ）、７．２２（１Ｈ、ｔ、Ｊ＝７．８Ｈｚ）、７．３７（１Ｈ、ｄｄ、Ｊ＝７．７、０．８Ｈｚ）ppm。
１３Ｃ−ＮＭＲ(７５MHz、CDCl3): δ ＝ ２６．８４、２７．１９、３０．８７、３９．１６、１０３．４８、１１８．０７、１２０．９０、１２７．８１、１３８．４５、１４３．５８、１４８．０１、１４９．９７、１７６．３５ppm。
ＥＩ-マススペクトル(70ｅＶ): (ｍ/ｚ)+ ＝ ４１，５７，８５，１１５，１３１，１４６，２３０（Ｍ＋）
ＣＩ-マススペクトル(イソブタン): (ｍ/ｚ)+ ＝ １１５，１３１，１４６，１８７，２３１［（Ｍ＋Ｈ）＋］。
【０１１３】
（合成例３） ４-アセトキシ-１-メチレンインダンの合成
合成例１の１-インダノンのかわりに４-アセトキシ-１-インダノンを用いて合成例１と同様な方法で目的物を収率６５％で得た。
得られた合成物は、合成例１と同様にして分析して同定した。
下記に、分析データを示しておく。
ＩＲ(液膜): ν ＝ ３０７８，２９２９，１７６５，１６４３，１４７３，１３６９，１２０９，１１７４，１０１６，７８３cm-1。
１Ｈ−ＮＭＲ(300MHz、CDCl3): δ ＝２．３１（３Ｈ，ｓ），２．７６−２．９１（４Ｈ，ｍ），５．０７（１Ｈ、ｔ、Ｊ＝１．９Ｈｚ）、５．４８（１Ｈ、ｔ、Ｊ＝２．３Ｈｚ）、６．９４（１Ｈ、ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ）、７．２３（１Ｈ、ｔ、Ｊ＝７．７Ｈｚ），７．３８（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝７．４Ｈｚ）ppm。
１３Ｃ−ＮＭＲ(７５MHz、CDCl3): δ ＝ ２０．８１，２６．９６，３０．８８，１０３．６０，１１８．３１，１２０．９１，１２７．８５，１３８．４６，１４３．６７，１４７．７１，１４９．８９，１６８．７９ppm。
ＥＩ-マススペクトル(70ｅＶ): (ｍ/ｚ)+ ＝ ４３、６３、７７、９１、１１５、１３１、１４６、１８８（Ｍ＋）。
ＣＩ-マススペクトル(イソブタン): (ｍ/ｚ)+ ＝ １１５、１３１、１４６、１８９[(M+H)+]。
【０１１４】
（合成例４） ５-アセトキシ-１-メチレンインダンの合成
合成例１の１-インダノンのかわりに５-アセトキシ-１-インダノンを用いて合成例１と同様な方法で目的物を収率７０％で得た。
得られた合成物は、合成例１と同様にして分析して同定した。
【０１１５】
（合成例５） ４-ヒドロキシ-１-メチレンインダンの合成
合成例２で合成した１-メチレン-４-ピバロイルオキシインダン２．３ｇとナトリウムメトキシド０．１ｇ、メタノール１００ｍｌの混合物を室温で２４時間かき混ぜた。減圧濃縮してメタノールを除去した残渣をトルエン１００ｍｌに溶かし、希塩酸、飽和食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥、減圧濃縮して目的物１．２ｇ(収率８２％)を得た。
得られた合成物は、合成例１と同様にして分析して同定した。
データを一部示しておく。
ＥＩ-マススペクトル(70ｅＶ): (ｍ/ｚ)+ ＝ ３９、５１、６３、９１、１０３、１１５、１３１、１４６（Ｍ＋）。
ＣＩ-マススペクトル(イソブタン): (ｍ/ｚ)+ ＝ １１５、１３３、１４７[(M+H)+]。
【０１１６】
（合成例６） ５-ヒドロキシ-１-メチレンインダンの合成
合成例５の１-メチレン-４-ピバロイルオキシインダンのかわりに５-アセトキシ-１‐メチレンインダノンを用いて合成例５と同様な方法で目的物を収率９４％で得た。
得られた合成物は、合成例１と同様にして分析して同定した。
【０１１７】
（合成例７） １-メチレン-４-トリメチルシリルオキシインダンの合成
合成例５で合成した４-ヒドロキシ-１-メチレンインダン０．５０ｇと１，１，１，３，３，３-ヘキサメチルジシラザン１．０ｇの混合物にクロロトリメチルシラン１滴を加え、１００℃で２時間かき混ぜた。減圧濃縮した残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して目的物０．６ｇ(収率８０％)を得た。
得られた合成物は、合成例１と同様にして分析して同定した。
データを一部示しておく。
ＥＩ-マススペクトル(70ｅＶ): (ｍ/ｚ)+ ＝ ４５、７３、１１５、１２９、２０３、２１８（M+）。
ＣＩ-マススペクトル(イソブタン): (ｍ/ｚ)+ ＝ ２１９[(M+H)+]、２６１[(M+C3H7)+]。
【０１１８】
（合成例８）
２Ｌのフラスコに合成例１の方法で得た１−メチレンインダン５．２ｇ、４−アセトキシスチレン６２．８ｇ、溶媒としてトルエンを８０ｇ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５２ｇ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４２ｇを得た。
【０１１９】
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 １−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン＝１０：９０
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１２０００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．８４
【０１２０】
次に、２Ｌのフラスコを用いて、上記ポリ−１−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン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。
【０１２１】
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
１−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン：４−エトキシエトキシスチレン＝１０：７２：１８
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１２５００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．８５
この高分子化合物を（ポリマー１）とする。
【０１２２】
（合成例９）
２Ｌのフラスコに１−メチレンインダン６．５ｇ、４−アセトキシスチレン５６．７ｇ、メタクリル酸エチルシクロペンチル１８．２ｇ、溶媒としてトルエンを１００ｇ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４．５ｇ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６２ｇを得た。
【０１２３】
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５０ｇを得た。
【０１２４】
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
１−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン：メタクリル酸エチルシクロペンチル＝１０：６８：２２
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１５３００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．９３
この高分子化合物を（ポリマー２）とする。
【０１２５】
（合成例１０）
２Ｌのフラスコに１−メチレンインダン６．５ｇ、４−アセトキシスチレン５６．７ｇ、メタクリル酸エチルノルボルニル２０．９ｇ、溶媒としてトルエンを１００ｇ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４．５ｇ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７０ｇを得た。
【０１２６】
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６２ｇを得た。
【０１２７】
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
１−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン：メタクリル酸エチルノルボルニル＝１０：７１：１９
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１４６００
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。
【０１２８】
（合成例１１）
２Ｌのフラスコに１−メチレンインダン６．５ｇ、４−アセトキシスチレン５６．７ｇ、メタクリル酸エチルアダマンチル２４．９ｇ、溶媒としてトルエンを１００ｇ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４．５ｇ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７２ｇを得た。
【０１２９】
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６７ｇを得た。
【０１３０】
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
１−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン：メタクリル酸エチルアダマンチル＝１１：７２：１７
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１１２００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６８
この高分子化合物を（ポリマー４）とする。
【０１３１】
（合成例１２）
２Ｌのフラスコに合成例３の方法で得た１−メチレン−４−アセトキシインダン３７．６ｇ、４−アセトキシスチレン４０．５ｇ、溶媒としてトルエンを１００ｇ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５．５ｇ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６８ｇを得た。
【０１３２】
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５１ｇ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
１−メチレン−４−ヒドロキシインダン：４−ヒドロキシスチレン＝４８：５２
重量平均分子量（Ｍｗ）＝８８００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６７
【０１３４】
次に、２Ｌのフラスコを用いて、上記ポリ−１−メチレン−４−ヒドロキシインダン：４−ヒドロキシスチレン５０ｇ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１５．３ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）３．０ｇ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５６ｇ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
ポリ−１−メチレン−４−ヒドロキシインダン：１−メチレン−４−エトキシエトキシインダン：４−ヒドロキシスチレン：４−エトキシエトキシスチレン＝３２：１６：３４：１８
重量平均分子量（Ｍｗ）＝８９００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６７
この高分子化合物を（ポリマー５）とする。
【０１３６】
（合成例１３）
２Ｌのフラスコに１−メチレン−４−アセトキシインダン９４．３ｇ、溶媒としてトルエンを１１０ｇ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５．５ｇ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８８ｇを得た。
【０１３７】
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７６ｇを得た。
【０１３８】
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
１−メチレン−４−ヒドロキシインダン＝１００
重量平均分子量（Ｍｗ）＝６５００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６２
【０１３９】
次に、２Ｌのフラスコを用いて、前記ポリ−１−メチレン−４−ヒドロキシインダン７０ｇ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１５．３ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）３．０ｇ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８２ｇを得た。
【０１４０】
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
ポリ−１−メチレン−４−ヒドロキシインダン：１−メチレン−４−エトキシエトキシインダン＝６８：３２
重量平均分子量（Ｍｗ）＝６７００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６３
この高分子化合物を（ポリマー６）とする。
【０１４１】
（合成例１４）
２Ｌのフラスコに１−メチレン−４−アセトキシインダン６５．５ｇ、メタクリル酸エチルノルボルニル３１．９ｇ、溶媒としてトルエンを１００ｇ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５．１ｇ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９１ｇを得た。
【０１４２】
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８２ｇ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
１−メチレン−４−アセトキシインダン：メタクリル酸エチルノルボルニル
＝６９：３１
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１１３００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．７２
この高分子化合物を（ポリマー７）とする。
【０１４４】
（合成例１５）
２Ｌのフラスコに２−メチレンインダン６．５ｇ、４−アセトキシスチレン５６．７ｇ、メタクリル酸エチルシクロペンチル１８．２ｇ、溶媒としてトルエンを１００ｇ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４．５ｇ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６２ｇを得た。
【０１４５】
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５０ｇを得た。
【０１４６】
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
２−メチレンインダン：４−ヒドロキシスチレン：メタクリル酸エチルシクロペンチル＝１２：６６：２２
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１３３００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．８１
この高分子化合物を（ポリマー８）とする。
【０１４７】
（合成例１６）
２Ｌのフラスコに合成例４の方法で得た１−メチレン−５−アセトキシインダン９４．３ｇ、溶媒としてトルエンを１１０ｇ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、重合開始剤として濃硫酸を１．５ｇ加え、６０℃まで昇温後、１５時間反応させ、炭酸水素ナトリウム１０ｇで中和した。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８８ｇを得た。
【０１４８】
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７６ｇを得た。
【０１４９】
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
１−メチレン−５−ヒドロキシインダン＝１００
重量平均分子量（Ｍｗ）＝８３００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６８
【０１５０】
次に、２Ｌのフラスコを用いて、上記ポリ−１−メチレン−５−ヒドロキシインダン７０ｇ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１６．３ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）３．０ｇ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８２ｇを得た。
【０１５１】
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
ポリ−１−メチレン−５−ヒドロキシインダン：１−メチレン−４−エトキシエトキシインダン＝６５：３５
重量平均分子量（Ｍｗ）＝８２００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．６８
この高分子化合物を（ポリマー９）とする。
【０１５２】
（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。
【０１５３】
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−エオ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。
【０１５４】
（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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
（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。
【０１５８】
ポリマー１〜ポリマー９：合成例８〜１６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３１】
塩基性化合物：ＴＭＭＥＡ、ＡＡＡ、ＡＡＣＮ（下記構造式参照）
【化３２】
溶解阻止剤：ＤＲＩ１（下記構造式参照）
【化３３】
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１２０℃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−Ｓ２０２Ａ，ＮＡ−０．６、σ０．７５、２／３輪帯照明）を用いて露光し、露光後直ちに１３０℃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。
【０１６２】
得られたレジストパターンを次のように評価した。
０．２０μｍ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。
これらの結果は、表１に併記した。
【０１６３】
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シリコン基板にスピンコートで製膜し、３００ｎｍの厚さの膜にし、以下の２系統の条件で評価した。
【０１６４】
（１）ＣＨＦ3／ＣＦ4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
ＣＨＦ3ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
ＣＦ4ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
Ａｒガス流量 １００ｍｌ／ｍｉｎ
時間 ６０ｓｅｃ
【０１６５】
（２）Ｃｌ2／ＢＣｌ3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
Ｃｌ2ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
ＢＣｌ3ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
ＣＨＦ3ガス流量 １００ｍｌ／ｍｉｎ
Ｏ2ガス流量 ２ｍｌ／ｍｉｎ
時間 ６０ｓｅｃ
【０１６６】
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。
【０１６７】
【表１】
【表２】
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、エッチング後の膜厚差が小さく、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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、メチレンインダン置換体を共重合させ、その他の酸の作用により分解しアルカリに対する溶解性が増加する構造を有するモノマー等を共重合し得られる高分子化合物をベース樹脂として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高く、高感度で高解像性を有し、その上極めて優れたエッチング耐性を示す、特に超ＬＳＩ製造用あるいはマスク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。
Claims (5)
- 少なくとも、下記一般式（１）で示される繰り返し単位を有し、かつ酸の作用により分解しアルカリに対する溶解性が増加する繰り返し単位を含む、重量平均分子量が１，０００〜５００，０００である高分子化合物を含むことを特徴とするポジ型レジスト材料。
- 請求項１に記載したポジ型レジスト材料であって、少なくとも、ベース樹脂として前記高分子化合物を含有し、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レジスト材料であることを特徴とするポジ型レジスト材料。
- 請求項１または請求項２に記載したポジ型レジスト材料であって、さらに溶解阻止剤を含有するものであることを特徴とするポジ型レジスト材料。
- 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載したポジ型レジスト材料であって、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であることを特徴とするポジ型レジスト材料。
- 少なくとも、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のレジスト材料を基板上に塗布する工程と、加熱処理後、高エネルギー線もしくは電子線で露光する工程と、現像液を用いて現像する工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002099225A JP4012424B2 (ja) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | ポジ型レジスト材料及びこれを用いたパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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