JP4217369B2

JP4217369B2 - ２層レジスト

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Publication number: JP4217369B2
Application number: JP2000188051A
Authority: JP
Inventors: 昭一郎安波; 健一郎佐藤; 一良水谷
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2000-06-22
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2020-06-22
Also published as: JP2002006494A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線、遠紫外線、Ｘ線、電子線、分子線、γ線、シンクロトロン放射線等の輻射線による露光用のポジ型シリコーン含有レジスト積層物に関し、さらに詳しくは、ＩＣ等の半導体製造工程で、例えば回路基板等を製造する際に用いる、特に高い解像力と感度、矩形な断固形状のレジストを与え且つ広いプロセス許容性をそなえた微細加工用ポジ型シリコーン含有レジスト積層物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩの高集積化にともない従来の単層レジストでは解像限界が明らかになり、レジストを単層ではなく多層化することにより、膜厚が厚くしかも微細な高形状比パターンを形成する方法が提案されている。すなわち、第１層目に有機高分子の厚膜を形成し、その上の第２層に薄膜のレジスト材料層を形成したのち、第２のレジスト材料に高エネルギー線を照射し、現像する。それにより得られるパターンをマスクとして第１の有機高分子を酸素プラズマエッチング（Ｏ₂ＲＩＥ）で異方エッチングすることにより矩形形状性の高いパターンを得ようとするものである（リン、ソリッドステートテクノロジー第２４巻第７３ページ（１９８１）参照）。
【０００３】
この場合、第２層のレジスト層はＯ₂−ＲＩＥ耐性が高くなければならないので、通常シリコン含有ポリマーが用いられている。特にシリコン含量を高めるために、ポリマー主鎖にシリコン原子を有する酸分解性基含有ポリシロキサン又はポリシルセスキオキサンを用いる試みが多くなされている。例えば、特開昭６３−２１８９４８号、特開平４−２４５２４８号、同６−１８４３１１号、同８−１６０６２０号、特開平９−２７４３１９号等の各公報が挙げられる。
そして第１のレジスト層は、基板との密着性および製膜性、高い耐ドライエッチング性、第２レジスト層との非混和性、露光波長における高い光吸収特性等を付与させるためにノボラック樹脂等を高温処理して固化させる方法が一般的であり、広く行われている。
【０００４】
しかしながら、この方法ではポリシロキサン又はポリシルセスキオキサンを用いる第２レジスト層との密着が悪いことから、特に０．２μｍ以下の微細なライン／スペースを形成するために用いた場合に、ラインのうねりを生じやすく、さらにはパターン倒れを起こしやすいという問題があった。また、上記ノボラック樹脂を含む第１レジスト層においては、高温処理を長時間行うことが必要であり、半導体デバイス等の製造においては製造適性が著しく低いという問題もあった。この高温処理を短時間で行うと第１レジスト層の固化が不十分となり、第２レジスト層と混ざる現象（インターミックス）が生じ、結果として現像残査の多いパターンを形成するという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、半導体デバイスの製造において、遠紫外領域の露光に対応し得、高い解像力を有する２層レジストを提供することにある。
本発明の他の目的は、特に０．２μｍ以下の微細なライン／スペースにおいて、ラインうねりの少ないレジストパターンを与える２層レジストを提供することにある。
本発明の他の目的は、特に０．２μｍ以下の微細なライン／スペースにおいて、現像残査の発生量の少ない２層レジストを提供することにある。
本発明の他の目的は、高い製造適性を有する２層レジストを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記諸特性に留意し鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明の目的は、以下の構成で達成することができる。
【０００７】
（１）基板上に第１レジスト層を有し、この上に第２レジスト層を有する２層レジストであって、第１レジスト層が、（Ａ−１）下記一般式（１）で表される繰返し単位及び下記一般式（２）で表される繰返し単位をともに含むポリマーを含有する層を熱処理により硬化された層であり、また第２レジスト層が、（Ｂ）酸により分解しうる基を有し、かつアルカリ現像液中での溶解度が酸の作用により増大する性質のあるポリシロキサン又はポリシルセスキオキサンと、（Ｃ）活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物とを含有することを特徴とする２層レジスト。
【０００８】
【化３】

【０００９】
式中、Ｙ¹は水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、Ｌ¹は置換基を有していてもよい２価の連結基を表し、Ｊは置換基を有していてもよい脂環式炭化水素基を表す。a1は０又は１を表す。
Ｙ²はＹ¹と同義であり、Ｌ²はＬ¹と同義である。Ｋは置換基を有していてもよいアリール基を表す。a2、a3はそれぞれ独立に0又は1を表す。
【００１０】
（２）（Ａ−１）成分のポリマーがその構造中に、ヒドロキシル基、１級アミノ基及び２級アミノ基から選ばれる少なくとも１つの基を含有し、かつ（Ａ−１）成分のポリマーを含有する層が、更に、（Ａ−２）酸により活性化され、（Ａ−１）成分のポリマーと反応して架橋構造を形成することができる架橋剤、及び（Ａ−３）熱により酸を発生する化合物を含有することを特徴とする上記（１）に記載の２層レジスト。
【００１１】
（３）第２レジスト層に含まれる（Ｂ）酸により分解しうる基を有し、かつアルカリ現像液中での溶解度が酸の作用により増大する性質のあるポリシロキサン又はポリシルセスキオキサンが、側鎖に下記一般式（３）で表される構造を有することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の２層レジスト。
【００１２】
【化４】

【００１３】
式中、Ｊ¹は置換基を有していてもよいアルキレン基を表し、Ｊ²は置換基を有していてもよいアリーレン基、置換基を有していてもよい脂環式基、又は置換基を有していてもよい有橋式脂環式基を表し、Ｊ³は２価の連結基を表し、Ｊ⁴は２〜４価の連結基を表し、Ｇは酸の作用により分解する基を表す。
ｋ、ｌ、ｍ、ｎは各々独立に、０又は１を表す。但し、ｋ、ｌ、ｍ、ｎは同時にすべてが０であることはない。ｐは１〜３の整数を表す。
【００１４】
（４）第２レジスト層が更に、（Ｄ）含窒素塩基性化合物を含有することを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の２層レジスト。
（５）第２レジスト層が更に、（Ｅ）フッ素系及び／又はシリコン系界面活性剤を含有することを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の２層レジスト。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
本発明のポジ型レジスト積層物は、（Ａ−１）成分である一般式（１）の繰り返し単位及び一般式（２）の繰返し単位を含有するポリマーを含有する第１レジスト層と、（Ｂ）成分である主鎖にシリコン原子を有し、かつ水不溶性で酸の作用によりアルカリ水溶液には可溶となるポリマーを含有する第２レジスト層とを含有する。
【００１６】
本発明の目的をより高度に達成させるためには、第１レジスト層に含有される（A−１）ポリマーにおいて、一般式（１）で表される繰返し単位の含有量は、１０〜９０モル％であることが好ましく、２０〜８０モル％であることがより好ましく、２５〜７５モル％であることが特に好ましい。一般式（２）で表される繰返し単位の含有量は１０〜９０モル％であることが好ましく、２０〜８０モル％であることがより好ましく、２５〜７５モル％であることが特に好ましい。
【００１７】
一般式（１）において、Ｙ¹は好ましくは水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、シアノ基、ハロゲン原子（Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなど）であり、より好ましくは水素原子、炭素数１〜３のアルキル基であり、特に好ましくは水素原子、メチル基である。
【００１８】
Ｌ¹は２価の連結基を表し、アルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基であることが好ましい。これらの基は置換基を有していてもよく、置換基としては、たとえばＣｌ、Ｂｒ、Ｆ等のハロゲン原子、−ＣＮ基、−ＯＨ基、アミノ基、−ＮＨ（Ｒ⁹）−基（ここでＲ⁹は炭素数１〜４のアルキル基を表す）、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数３〜８のシクロアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数７〜１４のアラルキル基等が挙げられる。Ｌ¹としてより好ましくは置換基を有していてもよい炭素数１〜８のアルキレン基、フェニレン基、炭素数７〜１０のアラルキレン基であり、置換基を有していてもよい炭素数２〜６のアルキレン基、フェニレン基が特に好ましい。
【００１９】
Ｊは炭素数３〜８のシクロアルキル基、炭素数４〜３０の有橋式炭化水素基であることが好ましい。これらの基は置換基を有していてもよく、置換基の例としては上記Ｌ¹の説明で述べた置換基を挙げることができる。Ｊとしてより好ましくは、炭素数５〜２５の有橋式脂環式炭化水素基であり、以下に好ましい例を挙げる。
【００２０】
【化５】

【００２１】
【化６】

【００２２】
これらの基の中で特に好ましい例としては、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１３）、（１４）、（１５）、（２３）、（２８）、（３６）、（３７）、（４０）、（４２）、（４７）が挙げられる。
ａ１は０又は１を表す。
【００２３】
一般式（２）において、Ｙ²はＹ¹と同義であり、Ｌ²はＬ¹と同義である。Ｋは置換基を有していてもよい炭素数６〜２０のアリール基が好ましく、置換基の例としては上記Ｌ¹の説明で述べた置換基を挙げることができる。Ｋとしてより好ましくは置換基を有していてもよい炭素数６〜１５のアリール基であり、特に好ましくは置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基である。
a2、a3はそれぞれ独立に０又は１を表す。
【００２４】
一般式（１）、一般式（２）において、Ｌ¹、Ｌ²、Ｊ、Ｋで表される基のうち、少なくともひとつは置換基として、ヒドロキシル基、アミノ基、−ＮＨ（Ｒ⁹）−基（ここでＲ⁹は炭素数１〜４のアルキル基を表す）を有することが好ましく、ヒドロキシル基が特に好ましい。
【００２５】
本発明に用いられる（Ａ−１）ポリマーは、一般式（１）及び（２）で表される繰返し単位の他にも、製膜性、密着性、現像性等を向上させる目的でさらに他の繰返し単位を含有する共重合体であってもよい。
このような他の繰返し単位に相当する単量体として、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を１個有する化合物が挙げられる。
【００２６】
具体的にはたとえば、アクリル酸エステル類、例えばアルキル（アルキル基の炭素原子数は１〜１０のものが好ましい）アクリレート（例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸アミル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−ｔ−オクチル、クロルエチルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペンタエリスリトールモノアクリレート、べンジルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等）；
【００２７】
メタクリル酸エステル類、例えばアルキル（アルキル基の炭素原子数は１〜１０のものが好ましい。）メタクリレート（例えばメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、クロルベンジルメタクリレート、オクチルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリトールモノメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート等）；
【００２８】
アクリルアミド類、例えばアクリルアミド、Ｎ−アルキルアクリルアミド（アルキル基としては炭素原子数１〜１０のもの、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、ヒドロキシエチル基等がある。）、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアクリルアミド（アルキル基としては炭素原子数１〜１０のもの、例えばメチル基、エチル基、ブチル基、イソブチル基、エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等がある。）、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−２−アセトアミドエチル−Ｎ−アセチルアクリルアミド等；
メタクリルアミド類、例えばメタクリルアミド、Ｎ−アルキルメタクリルアミド（アルキル基としては炭素原子数１〜１０のもの、例えばメチル基、エチル基、ｔ−ブチル基、エチルヘキシル基、ヒドロキシエチル基、シクロヘキシル基等がある。）、Ｎ，Ｎ−ジアルキルメタクリルアミド（アルキル基としてはエチル基、プロピル基、ブチル基等がある。）、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−メチルメタクリルアミド等；
【００２９】
アリル化合物、例えばアリルエステル類（例えば酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸アリル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステアリン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳酸アリル等）、アリルオキシエタノール等；
【００３０】
ビニルエーテル類、例えばアルキルビニルエーテル（例えばヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテル、１−メチル−２，２−ジメチルプロピルビニルエーテル、２−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチルアミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテル等）；
【００３１】
ビニルエステル類、例えばビニルブチレート、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテート、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジクロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブトキシアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラクテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシクロヘキシルカルボキシレート等；
【００３２】
イタコン酸ジアルキル類（例えばイタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル等）；フマール酸のジアルキルエステル類（例えばジブチルフマレート等）又はモノアルキルエステル類；
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、マレイミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、マレイロニトリル等がある。
その他にも、上記種々の繰り返し単位と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であればよい。
【００３３】
本発明に用いられる（Ａ−１）ポリマーの重量平均分子量は、特に制限はないが、有機溶剤性、製膜性等から、１０００〜１００万が好ましく、さらには２０００〜１０万が好ましい。
本発明に用いられるポリマー（Ａ−１）の具体例には次のようなものが挙げられるが、これらに限定されない。括孤に付されている数字はモル分率である。
以下、第1レジスト層に用いられるポリマー（Ａ−１）の具体例を示す。
【００３４】
【化７】

【００３５】
【化８】

【００３６】
第１レジスト層において、さらに高度に目的を達成するために、（Ａ−２）酸により活性化され、かつ一般式（２）で表される繰返し単位を含有するポリマーと反応して架橋構造を形成することができる熱架橋剤（「熱架橋剤」ともいう）、及び（Ａ−３）熱により酸を発生する化合物（「熱酸発生剤」ともいう）とを含有することが好ましい。
【００３７】
熱架橋剤（Ａ−２）としては、公知のものを広く使用できるが、例えば、メチロール基、アルコキシメチル基、及びアシロキシメチル基から選ばれた少なくとも１種の基で置換されたメラミン化合物、ベンゾグアナミン化合物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物が好ましく挙げられる。
アルコキシメチル基としては、メトキシメチル、エトキシメチル、プロポキシメチル、ブトキシメチル等が挙げられる。
アシロキシメチル基としては、アセチルオキシメチル等が挙げられる。
これら化合物中に含まれるメチロール基、アルコキシメチル基、及びアシロキシメチル基の数は、１分子当たり、メラミンの場合は２〜６個、好ましくは５〜６個、グリコールウリル化合物、ベンゾグアナミン化合物の場合は２〜４個、好ましくは３〜４個である。ウレア化合物の場合には、３〜４個である。
これらのなかでも、熱架橋性及び保存安定性の観点から、ヘキサメトキシメチルメラミン、テトラメトキシメチルベンゾグアナミン、テトラメトキシメチルグリコールウリル化合物が最も好ましい。
【００３８】
以上のメチロール基含有化合物はいずれもメラミン、グアナミンあるいはウレアを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド等の塩基性触媒存在下ホルマリンと反応させることにより得られる。
【００３９】
また、アルコキシメチル基含有化合物は、上記メチロール基含有化合物をアルコール中で塩酸、硫酸、硝酸、メタンスルホン酸等の酸触媒存在下加熱ナることで得られる。
アシロキシメチル基含有化合物は、上記メチロール基含有化合物を塩基触媒存在下で酸無水物もしくは酸ハロゲン化物と反応させることにより得られる。
本発明の第１レジスト層のレジスト組成物中における熱架橋剤の含有量は、固形分換算で、２〜５０重量％が好ましく、より好ましくは５〜３０重量％である。
【００４０】
熱酸発生剤（Ａ−３）としては、酸を発生し始める温度は、１５０〜２２０℃、さらには１７０〜２００℃であることが好ましく、スルホン酸エステル化合物又はジアリールヨードニウム塩を用いることが好ましい。
スルホン酸エステル化合物としては、好ましくは炭素数３〜２０の有機スルホン酸エステルであり、具体的には２−プロパノール、２−ブタノール、２−ペンタノール、シクロヘキサノール等の２級アルコールのスルホン酸エステルが好ましい。
ジアリールヨードニウム塩化合物としては、ジアリールヨードニウムカチオンと、有機スルホン酸のアニオン、ＳｂＦ₆アニオン、ＰＦ₆アニオンあるいはＡｓＦ₆アニオンとの塩が挙げられる。ここでアニオンとしては有機スルホン酸のアニオンが好ましい。
ジアリールヨードニウム塩化合物としては、具体的には下記の化合物が挙げられる。
【００４１】
【化９】

【００４２】
【化１０】

【００４３】
【化１１】

【００４４】
【化１２】

【００４５】
これらの中でも、ジアリールヨードニウムと有機スルホン酸の塩が安定性及び溶剤溶解性の観点から好ましい。
なかでもアリール基上に炭素数が１〜１２の直鎖又は分岐アルキル基又は炭素数が１〜１２のアルコキシ基を置換基として有するジアリールヨードニウムカチオンと有機スルホン酸アニオンの塩は安全性の観点からも好ましい。ここで炭素数が１〜１２の直鎖又は分岐アルキル基又は炭素数が１〜１２のアルコキシ基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、ｉ−アミル基、ｔ−アミル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−デシル基、ｎ−ドデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基が挙げられる。また、上記アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基等が挙げられる。
【００４６】
有機スルホン酸アニオンとしては、トリフルオロメタンスルホナート、メタンスルホナート、アリール基上に炭素数が１〜１２の直鎖又は分岐アルキル基、炭素数が１〜１２のアルコキシ基（これらのアルキル基、アルコキシ基は前記のものと同様のものが例示できる。）あるいはハロゲン原子を置換基として有していても良いアリールスルホナートが溶剤溶解性の観点から好ましい。アリール基としては、上記のものと同様のものが例示できる。
これらの熱酸発生剤は、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
上記の熱酸発生剤は、通常、第１レジスト層のレジスト組成物１００重量部に対し、固形分換算で、通常０．５〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部の割合で配合される。
【００４７】
本発明に用いられる第１レジスト層には、前述した（Ａ−１）ポリマー、（Ａ−２）熱架橋剤、（Ａ−３）熱酸発生剤の他にも、製膜性、耐熱性、耐ドライエッチング性等を向上させるため、さらにその他のポリマーを添加してもよい。
このようなポリマーの好適な例としては、ノボラックフェノール樹脂、具体的にはフェノールアルデヒド樹脂、ｏ−クレゾールホルムアルデヒド樹脂、ｐ−クレゾールホルムアルデヒド樹脂、キシレノールホルムアルテヒド樹脂、もしくはこれらの共縮合物等がある。さらに、特開昭５０−１２５８０６号公報に記載されているように、上記のようなフェノール樹脂とともにｔ−ブチルフェノールアルデヒド樹脂のような、炭素数３〜８のアルキル基で置換されたフェノールもしくはクレゾールとホルムアルテヒドとの縮合物とを併用してもよい。
また、Ｎ−（４−ヒドロキシフェニル）メタクリルアミドのようなフェノール性ヒドロキシ基含有モノマーを共重合成分とするポリマー、ｐ−ヒドロキシスチレン、ｏ−ヒドロキシスチレン、ｍ−イソプロペニルフェノール、ｐ−イソプロペニルフェノール等の、単独もしくは共重合のポリマー、更に又はこれらのポリマーを部分エーテル化、部分エステル化したポリマーも使用できる。
【００４８】
本発明の第１レジスト組成物には、必要に応じて特開平４−１２２９３８号公報、特開平２−２７５９５５号公報、同４−２３０７５４号公報等に記載の芳香族ポリヒドロキシ化合物を添加してもよい。
本発明の第１レジスト組成物に、有機塩基性化合物を含有してもよい。
【００４９】
本発明の第１レジスト組成物における成分（Ａ−１）、（Ａ−２）及び（Ａ−３）を溶解させる溶剤としては、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、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等のアルコールエーテル類、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のセロソルブエステル類、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル等の脂肪酸エステル類、１，１，２−トリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素類、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の高極性溶剤を例示することができる。これら溶剤は単独で、あるいは複数の溶剤を混合して使用することもできる。
【００５０】
本発明の第１レジスト組成物には、必要に応じ染料、可塑剤、接着助剤及び界面活性剤等を配合することができる。その具体例を挙げるならば、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、マラカイトグリーン等の染料、ステアリン酸、アセタール樹脂、フェノキシ樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂等の可塑剤、ヘキサメチルジシラザン、クロロメチルシラン等の接着助剤及びノニルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノール、オクチルフェノキシポリ（エチレンオキシ）エタノール等の界面活性剤がある。
特に染料においては、分子内に芳香族水酸基、カルボン酸基等のアルカリ可溶基を含む染料、例えばグルタミン等が特に有利に使用される。
【００５１】
次に第２レジスト層について述べる。
第２レジスト層に用いられる（Ｂ）成分のポリマーについて説明する。
（Ｂ）成分のポリシロキサン又はポリシルセスキオキサンは、酸により分解しうる基を側鎖に有するものが挙げられ、好ましくは前記一般式（３）で表される構造を側鎖に有するものである。これにより、解像力等のレジスト性能及び耐熱性が優れる。
【００５２】
一般式（３）において、Ｊ¹は置換基を有していてもよい炭素数１〜１０のアルキレン基であることが好ましく、置換基の例としては、先に一般式（１）におけるＬ¹の置換基の例として挙げたものと同じものが挙げられる。Ｊ¹として好ましくは、炭素数１〜６のアルキレン基であり、より好ましくは炭素数１〜４のアルキレン基（メチレン基、エチレン基、プロピレン基等）である。
ｋは０又は１を表す。
Ｊ²は置換基を有していてもよい炭素数６〜１４のアリーレン基、置換基を有していてもよい炭素数３〜８のシクロアルキレン基、又は置換基を有していてもよい炭素数５〜３０の有橋式脂環式基であることが好ましい。置換基の例としてはＪ¹の説明と同様である。Ｊ²としてより好ましくは、炭素数６〜１０のアリーレン基（フェニレン基、ナフチレン基等）、炭素数５〜８のシクロアルキレン基（シクロへキシレン基、シクロオクチレン基等）、一般式（１）の説明で述べた有橋式脂環式と同じ構造の連結基である。
【００５３】
Ｊ²として特に好ましくは、フェニレン基、炭素数６〜８のシクロアルキレン基（シクロへキシレン基、シクロオクチレン基等）、上記有橋式脂環式基のうち、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１３）、（１４）、（１５）、（２３）、（２８）、（３６）、（３７）、（４０）、（４２）、（４７）で示される連結基である。
ｌは０又は１を表す。
【００５４】
Ｊ³は２価の連結基を表し、−Ｏ−、−Ｎ（Ｒ²¹）−、−ＣＯＯ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−、−ＣＯＮ（Ｒ²¹）−、−Ｎ（Ｒ²¹）ＣＯ−、−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−基等が挙げられる。Ｒ²¹は一般式（１）におけるＲ⁹と同義である。Ｊ³として好ましくは、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−、−ＣＯＮ（Ｒ²¹）−、−Ｎ（Ｒ²¹）ＣＯ−である。
ｍは０又は１を表す。
【００５５】
Ｊ⁴は２〜４価の連結基を表し、炭素数１〜８のアルキレン基、炭素数４〜１０のシクロアルキレン基、炭素数５〜３０の有橋式脂環式基、炭素数６〜１２のアリーレン基が好ましく、より好ましくは炭素数１〜５の２価又は３価のアルキレン基、炭素数６〜８の２価又は３価のシクロアルキレン基、又は２価〜４価のフェニレン基である。
ｎは０又は１を表す。
【００５６】
Ｇは酸分解性基を表し、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ³¹、−ＯＣ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ³¹、−Ｏ−ＣＨ（ＣＨ₃）−Ｏ−Ｒ³²又は−ＣＯＯＣＨ（ＣＨ₃）−Ｏ−Ｒ³²であることが好ましい。ここでＲ³¹は３級アルキル基を表し、好ましくは炭素数４〜８の３級アルキル基（ｔ−ブチル基、ｔ−アミル基等）である。Ｒ³²は置換基を有していてもよい炭素数２〜１２のアルキル基またはアラルキル基を表す。置換基の例としては、先に一般式（１）におけるＬ¹の置換基の例としてあげたものと同じものが挙げられる。Ｒ³²として好ましくは、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、イソアミル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、ベンジル基、フェネチル基、フェニルオキシエチル基等が挙げられる。
ｐは１〜３の整数を表す。
一般式（３）において、ｋ、ｌ、ｍ、ｎは同時に０であることはない。
【００５７】
成分（Ｂ）のポリシロキサン又はポリシルセスキオキサンは、耐熱性、溶解性、製膜性等の調節やリソグラフィー性能向上の観点から、前記一般式（３）で表される構造をポリマー中に単一または複数有していてもよい。さらに、同じ理由で、Ｇの一部が−ＯＨ基または−ＣＯＯＨ基であることが好ましい。この場合、Ｇが−ＯＨ基または−ＣＯＯＨ基である割合は、モル分率で０〜６０％であることが好ましく、２〜４０％であることがより好ましい。
【００５８】
また、リソグラフィー性能、製膜性、耐熱性を向上させる目的で、下記一般式（４）及び／又は（５）で表される側鎖を導入することが好ましい。
【００５９】
【化１３】

【００６０】
式中、Ｊ⁵、Ｊ⁶はそれぞれはＪ¹、Ｊ²と同義である。
ｑ、ｒはそれぞれ独立に０又は１を表す。
Ａはアルキル基、シクロアルキル基、有橋式脂環式基、アリール基又はアラルキル基を表し、それぞれ置換基を有していてもよい。置換基の例としては上記一般式（１）のＬ¹の置換基としてあげたものと同じものが挙げられる。Ａとして好ましくは、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数３〜８のシクロアルキル基、炭素数５〜３０の有橋式脂環式基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数７〜１２のアラルキル基であり、より好ましくは、炭素数１〜８のアルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、シクロヘキシルメチル基等）、炭素数６〜８のシクロアルキル基（シクロヘキシル基、シクロオクチル基等）、一般式（１）の説明で述べた有橋式脂環式基のうち、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１３）、（１４）、（１５）、（２３）、（２８）、（３６）、（３７）、（４０）、（４２）、（４７）で示される基、炭素数６〜９のアリール基（フェニル基、ｐ−メチルフェニル基等）、炭素数７〜１０のアラルキル基（ベンジル基、フェネチル基等）が挙げられる。
【００６１】
Ｊ⁷はＪ¹と同義である。Ｒ⁴¹、Ｒ⁴²は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜６のアルキル基である。Ｒ⁴¹とＲ⁴²互いに結合して環を形成してもよい。この場合、環の数は１〜３個であることが好ましく、さらには以下の構造のものも好ましい。
【００６２】
【化１４】

【００６３】
一般式（４）及び／又は（５）で表される繰返し単位の割合は、ポリマー中、モル分率でそれぞれ０〜７０％であることが好ましく、より好ましくは０〜６０％であり、特に好ましくは０〜５０％である。
【００６４】
本発明の第２レジスト層に含有される（Ｂ）成分の酸分解性基含有ポリシロキサン及びポリシルセスキオキサンの重量平均分子量は、特に制限はないが、他の成分との相溶性、有機溶剤溶解性、性能のバランス等から、１０００〜１０万が好ましく、さらには２５００〜５万が好ましい。
【００６５】
以下に、本発明に用いられる第２レジスト層に含有される（Ｂ）成分のポリシロキサン及びポリシルセスキオキサンの例を挙げるが、これらに限定されるわけではない。
【００６６】
【化１５】

【００６７】
【化１６】

【００６８】
次に、（Ｃ）成分の、活性光線もしくは放射線の照射により酸を発生する化合物について説明する。
本発明で用いられる（Ｃ）光酸発生剤は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物である。
本発明で使用される光酸発生剤（Ｃ）としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている公知の光（４００〜２００ｎｍの紫外線、遠紫外線、特に好ましくは、ｇ線、ｈ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザー光）、ＡｒＦエキシマレーザー光、電子線、Ｘ線、分子線又はイオンビームにより酸を発生する化合物およびそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
【００６９】
また、その他の本発明に用いられる光酸発生剤（Ｃ）としては、たとえばジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩等のオニウム塩、有機ハロゲン化合物、有機金属／有機ハロゲン化物、ｏ−ニトロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、イミノスルフォネ−ト等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化合物、ジスルホン化合物、ジアゾケトスルホン、ジアゾジスルホン化合物等を挙げることができる。
また、これらの光により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖または側鎖に導入した化合物を用いることができる。
【００７０】
さらに、V. N. R. Pillai, Synthesis, (1), 1 (1980)、A. Abad et al., Tetrahedron Lett., (47) 4555 (1971)、D. H. R. Barton et al., J. Chem. Soc., (C), 329 (1970)、米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。
【００７１】
上記光酸発生剤（Ｃ）の中で、特に有効に用いられるものについて、以下の＜Ｃ−１＞〜＜Ｃ−４＞に説明する。
＜Ｃ−１＞：トリハロメチル基が置換した下記一般式（ＰＡＧ１）で表されるオキサゾール誘導体又は下記一般式（ＰＡＧ２）で表されるＳ−トリアジン誘導体。
【００７２】
【化１７】

【００７３】
式中、Ｒ²⁰¹は置換もしくは未置換のアリール基、アルケニル基を、Ｒ²⁰²は置換もしくは未置換のアリール基、アルケニル基、アルキル基、−Ｃ（Ｙ）₃を示す。Ｙは塩素原子または臭素原子を示す。
具体的には以下の化合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００７４】
【化１８】

【００７５】
＜Ｃ−２＞：下記の一般式（ＰＡＧ３）で表されるヨードニウム塩、または一般式（ＰＡＧ４）で表されるスルホニウム塩。
【００７６】
【化１９】

【００７７】
式中、Ａｒ¹、Ａｒ²は、各々独立に、置換もしくは未置換のアリール基を示す。Ｒ²⁰³、Ｒ²⁰⁴、Ｒ²⁰⁵は、各々独立に、置換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。
Ｚ^-は対アニオンを示し、例えば、ＢＦ₄ ^-、ＡｓＦ₆ ^-、ＰＦ₆ ^-、ＳｂＦ₆ ^-、ＳｉＦ₆ ^2-、ＣｌＯ₄ ^-、ＣＦ₃ＳＯ₃ ^-等のパーフルオロアルカンスルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオン等のアルキル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、ベンゼンスルホン酸アニオン、トリイソプロピルベンゼンスルホン酸アニオン等の芳香族スルホン酸アニオン、ナフタレン−１−スルホン酸アニオン等の縮合多核芳香族スルホン酸アニオン、アントラキノンスルホン酸アニオン、スルホン酸基含有染料等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらのアニオン種は、更に置換基を有していてもよい。
またＲ²⁰³、Ｒ²⁰⁴、Ｒ²⁰⁵のうちの２つおよびＡｒ¹、Ａｒ²はそれぞれの単結合または置換基を介して結合してもよい。
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７８】
【化２０】

【００７９】
【化２１】

【００８０】
【化２２】

【００８１】
【化２３】

【００８２】
【化２４】

【００８３】
【化２５】

【００８４】
【化２６】

【００８５】
一般式（ＰＡＧ３）、（ＰＡＧ４）で示される上記オニウム塩は公知であり、例えば、J. W. Knapczyk et al., J. Am. Chem. Soc., 91, 145 (1969)、A. L. Maycok et al., J. Org. Chem., 35, 2532, (1970)、E. Goethas et al., Bull. Soc. Chem. Belg., 73, 546, (1964)、H. M. Leicester, J. Ame. Chem. Soc., 51, 3587 (1929)、J. V. Crivello et al., J. Polym. Chem. Ed., 18, 2677 (1980)、米国特許第2,807,648号および同4,247,473号、特開昭53-101,331号等に記載の方法により合成することができる。
【００８６】
＜Ｃ−３＞：下記一般式（ＰＡＧ５）で表されるジスルホン誘導体または一般式（ＰＡＧ６）で表されるイミノスルホネート誘導体。
【００８７】
【化２７】

【００８８】
式中、Ａｒ³、Ａｒ⁴は各々独立に置換もしくは未置換のアリール基を示す。Ｒ²⁰⁶は置換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。Ａは置換もしくは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基を示す。
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８９】
【化２８】

【００９０】
【化２９】

【００９１】
【化３０】

【００９２】
＜Ｃ−４＞：下記一般式（ＰＡＧ７）で表されるジアゾジスルホン誘導体。
【００９３】
【化３１】

【００９４】
式中、Ｒは、直鎖、分岐又は環状アルキル基、あるいは置換していてもよいアリール基を表す。
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００９５】
【化３２】

【００９６】
本発明において、上記光酸発生剤（Ｃ）の添加量は、第２レジスト組成物中の固形分を基準として、通常０．００１〜４０重量％の範囲で用いられ、好ましくは０．０１〜２０重量％、更に好ましくは０．１〜１０重量％の範囲で使用される。光酸発生剤の添加量が、０．００１重量％より少ないと感度が低くなり、また添加量が４０重量％より多いとレジストの光吸収が高くなりすぎ、プロファイルが悪化したり、プロセスマージンが狭くなり好ましくない。
【００９７】
また本発明の第２レジスト組成物は、さらに有機塩基性化合物（Ｄ）を酸補足剤として含有することが好ましい。本発明で用いる有機塩基性化合物（Ｄ）としては、フェノールよりも塩基性の強い化合物が好ましい。特に、下記（Ｉ）〜（Ｖ）の構造を有する含窒素塩基性化合物が好ましく用いられる。
この含窒素塩基性化合物を用いることにより、露光から後加熱までの経時による性能変化を小さくできるという効果を有する。
【００９８】
【化３３】

【００９９】
ここで、Ｒ²⁵⁰、Ｒ²⁵¹およびＲ²⁵²は、同一または異なり、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアミノアルキル基、炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基または炭素数６〜２０の置換もしくは非置換のアリール基であり、ここでＲ²⁵¹とＲ²⁵²は互いに結合して環を形成してもよい。
【０１００】
【化３４】

【０１０１】
（式中、Ｒ²⁵³、Ｒ²⁵⁴、Ｒ²⁵⁵およびＲ²⁵⁶は、同一または異なり、炭素数１〜６のアルキル基を示す）
【０１０２】
更に好ましい化合物は、窒素含有環状化合物あるいは一分子中に異なる化学的環境の窒素原子を２個以上有する塩基性含窒素化合物である。
窒素含有環状化合物としては、多環構造であることがより好ましい。窒素含有多環環状化合物の好ましい具体例としては、下記一般式（VI）で表される化合物が挙げられる。
【０１０３】
【化３５】

【０１０４】
式（VI）中、Ｙ、Ｗは、各々独立に、ヘテロ原子を含んでいてもよく、置換してもよい直鎖、分岐、環状アルキレン基を表す。
ここで、ヘテロ原子としては、窒素原子、硫黄原子、酸素原子が挙げられる。アルキレン基としては、炭素数２〜１０個が好ましく、より好ましくは２〜５個のものである。アルキレン基の置換基としては、炭素数１〜６個のアルキル基、アリール基、アルケニル基の他、ハロゲン原子、ハロゲン置換アルキル基が挙げられる。
更に、一般式（VI）で示される化合物の具体例としては、下記に示す化合物が挙げられる。
【０１０５】
【化３６】

【０１０６】
上記の中でも、１，８−ジアザビシクロ〔５．４．０〕ウンデカ−７−エン、１，５−ジアザビシクロ〔４．３．０〕ノナ−５−エンが特に好ましい。
【０１０７】
一分子中に異なる化学的環境の窒素原子を２個以上有する塩基性含窒素化合物としては、特に好ましくは、置換もしくは未置換のアミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物もしくはアルキルアミノ基を有する化合物である。好ましい具体例としては、置換もしくは未置換のグアニジン、置換もしくは未置換のアミノピリジン、置換もしくは未置換のアミノアルキルピリジン、置換もしくは未置換のアミノピロリジン、置換もしくは未置換のインダゾール、置換もしくは未置換のピラゾール、置換もしくは未置換のピラジン、置換もしくは未置換のピリミジン、置換もしくは未置換のプリン、置換もしくは未置換のイミダゾリン、置換もしくは未置換のピラゾリン、置換もしくは未置換のピペラジン、置換もしくは未置換のアミノモルフォリン、置換もしくは未置換のアミノアルキルモルフォリン等が挙げられる。好ましい置換基は、アミノ基、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、水酸基、シアノ基である。
【０１０８】
特に好ましい化合物として、グアニジン、１，１−ジメチルグアニジン、１，１，３，３，−テトラメチルグアニジン、２−アミノピリジン、３−アミノピリジン、４−アミノピリジン、２−ジメチルアミノピリジン、４−ジメチルアミノピリジン、２−ジエチルアミノピリジン、２−（アミノメチル）ピリジン、２−アミノ−３−メチルピリジン、２−アミノ−４−メチルピリジン、２−アミノ−５−メチルピリジン、２−アミノ−６−メチルピリジン、３−アミノエチルピリジン、４−アミノエチルピリジン、３−アミノピロリジン、ピペラジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペリジン、４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−ピペリジノピペリジン、２−イミノピペリジン、１−（２−アミノエチル）ピロリジン、ピラゾール、３−アミノ−５−メチルピラゾール、５−アミノ−３−メチル−１−ｐ−トリルピラゾール、ピラジン、２−（アミノメチル）−５−メチルピラジン、ピリミジン、２，４−ジアミノピリミジン、４，６−ジヒドロキシピリミジン、２−ピラゾリン、３−ピラゾリン、Ｎ−アミノモルフォリン、Ｎ−（２−アミノエチル）モルフォリン、トリメチルイミダゾール、トリフェニルイミダゾール、メチルジフェニルイミダゾール等が挙げられるがこれに限定されるものではない。
【０１０９】
本発明で用いられる塩基性含窒素化合物（Ｄ）は、単独であるいは２種以上組み合わせて用いることができる。塩基性含窒素化合物の使用量は、感光性組成物の固形分を基準として、通常０．００１〜１０重量部、好ましくは０．０１〜５重量部である。０．００１重量部未満では、上記含窒素塩基性化合物の添加効果が得られない。一方、１０重量部を超えると感度低下や未露光部の現像性が悪化する傾向がある。
【０１１０】
次に、（ｄ）成分の溶媒について説明する。本発明の第２レジスト組成物に用いられる好ましい溶媒としては、例えばエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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アセテート、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、β−メトキシイソ酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、トルエン、キシレン、酢酸シクロヘキシル、ジアセトンアルコール、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどが挙げられる。これらの溶剤は単独もしくは組み合わせて用いられる。溶媒の選択は、本発明の第２レジスト組成物に対する溶解性や基板への塗布性、保存安定性等に影響するため重要である。また、溶媒に含まれる水分はレジスト諸性能に影響するため少ない方が好ましい。
【０１１１】
さらに本発明の第２レジスト組成物は、メタル等の金属不純物やクロルイオンなどの不純物成分を１００ｐｐｂ以下に低減しておくことが好ましい。これらの不純物が多く存在すると、半導体デバイスを製造する上で動作不良、欠陥、収率低下を招いたりするので好ましくない。
【０１１２】
上記第２レジスト組成物の固形分は、上記溶剤に溶解し固形分濃度として、３〜４０％溶解することが好ましい。より好ましくは５〜３０％、更に好ましくは７〜２０％である。
【０１１３】
また、本発明の第２レジスト組成物は異物等を除去する目的で、（ｄ）成分の溶媒で溶液とて調製した後、通常たとえば口径０．０５〜０．２μｍ程度のフィルターでろ過することによって用いることが好ましい。
【０１１４】
本発明の第２レジスト組成物には、必要に応じて更に、界面活性剤、酸分解性溶解阻止化合物、染料、可塑剤、光増感剤、架橋剤、光塩基発生剤、熱塩基発生剤、分光増感剤及び現像液に対する溶解性を促進させる化合物、露光により塩基性が低下する化合物(フォトべース)、等を含有させることができる。
【０１１５】
本発明の第２レジスト組成物に使用できる界面活性剤（Ｅ）は、フッ素系及び／又はシリコン系界面活性剤が好適に用いられ、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤及びフッ素原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤のいずれか、あるいは2種以上を含有することができる。
これらの界面活性剤として、例えば特開昭62-36663号、同61-226746号、同61-226745号、同62-170950号、同63-34540号、特開平7-230165号、同8-62834号、同9-54432号、同9-5988号記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08（大日本インキ（株）製）、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106（旭硝子（株）製）、トロイゾルS-366（トロイケミカル（株）製）等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341（信越化学工業（株）製）もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
【０１１６】
これらの界面活性剤の配合量は、本発明の第２レジスト組成物中の固形分を基準として、通常０．００１重量％〜２重量％、好ましくは０．０１重量％〜１重量％である。これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また、いくつかの組み合わせで添加することもできる。
上記の他に使用することのできる界面活性剤としては、具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。
これらの他の界面活性剤の配合量は、本発明の第２レジスト組成物中の固形分１００重量部当たり、通常、２重量部以下、好ましくは１重量部以下である。
【０１１７】
本発明の第２レジスト組成物に使用できる酸分解性溶解阻止化合物としては、例えば、特開平５−１３４４１５号、特開平６−５１５１９号などに記載の低分子酸分解性溶解阻止化合物を用いることができる。
【０１１８】
本発明の第２レジスト組成物に使用できる可塑剤としては、特開平４−２１２９６０号、特開平８−２６２７２０号、欧州特許７３５４２２号、欧州特許４１６８７３号、欧州特許４３９３７１号、米国特許５８４６６９０号記載の化合物、具体的にはアジピン酸ジ（２−エチルヘキシル）、安息香酸ｎ−ヘキシル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジ−ｎ−ブチル、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル、ジヒドロアビエチルフタレート等が挙げられる。
【０１１９】
本発明で使用できる現像液に対する溶解性を促進させる化合物としては、例えば、特開平４−１３４３４５号、特開平４−２１７２５１号、特開平７−１８１６８０号、特開平８−２１１５９７号、米国特許５６８８６２８号、同５９７２５５９号等記載のポリヒドロキシ化合物が挙げられ、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、４，４−（α−メチルベンジリデン）ビスフェノール、α，α′，α″−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−１，３，５−トリイソプロピルベンゼン、α，α′，α″−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−１−エチル−４−イソプロピルベンゼン、１，２，２−トリス（ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１，２−トリス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２，５，５−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサン、１，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１，３−トリス（ヒドロキシフェニル）ブタン、パラ〔α，α，α′，α′−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）〕−キシレン等の芳香属ポリヒドロキシ化合物が好適に用いられる。また、サリチル酸、ジフェノール酸、フェノールフタレインなどの有機酸類も用いることができるし、また、特開平５−１８１２６３号、同７−９２６８０号記載のスルホンアミド化合物、特開平４−２４８５５４号、同５−１８１２７９号、同７−９２６７９号記載のカルボン酸やカルボン酸無水物、及び特開平１１−１５３８６９号記載のポリヒドロキシスチレン樹脂などのアルカリ可溶性樹脂も添加できる。
【０１２０】
本発明で使用できる好適な染料としては油性染料及び塩基性染料がある。具体的にはオイルイエロー＃１０１、オイルイエロー＃１０３、オイルピンク＃３１２、オイルグリーンＢＧ、オイルブルーＢＯＳ，オイルブルー＃６０３、オイルブラックＢＹ、オイルブラックＢＳ、オイルブラックＴ−５０５（以上オリエント化学工業株式会社製）、クリスタルバイオレット（ＣＩ４２５５５）、メチルバイオレット（ＣＩ４２５３５）、ローダミンＢ（ＣＩ４５１７０Ｂ）、マラカイトグリーン（ＣＩ４２０００）、メチレンブルー（ＣＩ５２０１５）等を挙げることができる。
【０１２１】
さらに、本発明の第２レジスト組成物には、特開平７−２８２４７号、欧州特許６１６２５８号、米国特許５５２５４４３号、特開平９−１２７７００号、欧州特許７６２２０７号、米国特許５７８３３５４号記載のアンモニウム塩、具体的には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムヒドロキシド、ベタイン等も添加できるし、特開平５−２３２７０６号、同６−１１８３５号、同６−２４２６０６号、同６−２６６１００号、同７−３３３８５１号、同７−３３３８４４号、米国特許５６６３０３５号、欧州特許６７７７８８号に記載の露光により塩基性が低下する化合物(フォトべース)を添加することもできる。
【０１２２】
更に、下記に挙げるような分光増感剤を添加し、使用する光酸発生剤が吸収を持たない遠紫外より長波長領域に増感させることで、本発明の第２レジスト組成物をｉ線又はｇ線に感度を持たせることができる。好適な分光増感剤としては、具体的には、ベンゾフェノン、ｐ，ｐ′−テトラメチルジアミノベンゾフェノン、ｐ，ｐ′−テトラエチルエチルアミノベンゾフェノン、２−クロロチオキサントン、アントロン、９−エトキシアントラセン、アントラセン、ピレン、ペリレン、フェノチアジン、ベンジル、アクリジンオレンジ、ベンゾフラビン、セトフラビン−Ｔ、９，１０−ジフェニルアントラセン、９−フルオレノン、アセトフェノン、フェナントレン、２−ニトロフルオレン、５−ニトロアセナフテン、ベンゾキノン、２−クロロ−４−ニトロアニリン、Ｎ−アセチル−ｐ−ニトロアニリン、ｐ−ニトロアニリン、Ｎ−アセチル−４−ニトロ−１−ナフチルアミン、ピクラミド、アントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−tert−ブチルアントラキノン、１，２−ベンズアンスラキノン、３−メチル−１，３−ジアザ−１，９−ベンズアンスロン、ジベンザルアセトン、１，２−ナフトキノン、３，３′−カルボニル−ビス（５，７−ジメトキシカルボニルクマリン）及びコロネン等であるがこれらに限定されるものではない。
また、これらの分光増感剤は、光源の遠紫外光の吸光剤としても使用可能である。この場合、吸光剤は基板からの反射光を低減し、レジスト膜内の多重反射の影響を少なくさせることで、定在波を低減できる。
【０１２３】
本発明の第２レジスト組成物に添加できる光塩基発生剤としては、特開平４−１５１１５６号、同４−１６２０４０号、同５−１９７１４８号、同５−５９９５号、同６−１９４８３４号、同８−１４６６０８号、同１０−８３０７９号、欧州特許６２２６８２号に記載の化合物が挙げられ、具体的には、２−ニトロベンジルカルバメート、２，５−ジニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート、Ｎ−シクロヘキシル−４−メチルフェニルスルホンアミド、１，１−ジメチル−２−フェニルエチル−Ｎ−イソプロピルカーバメート等が好適に用いることができる。これらの光塩基発生剤は、レジスト形状などの改善を目的とし添加される。
【０１２４】
熱塩基発生剤としては、例えば特開平５−１５８２４２号、同５−１５８２３９号、米国特許５５７６１４３号に記載の化合物を挙げることができる。
【０１２５】
本発明に用いられる第２レジスト組成物は、精密集積回路素子の製造に使用されるような基板（例：シリコン／二酸化シリコン被覆）、ガラス、セラミックス、金属等の基板上に予め塗設されたの第１レジスト上に塗布する２層レジストとして用いられる。本発明の感光性組成物の層形成は、成分（Ｂ）及び（Ｃ）、更に必要に応じて成分（Ｄ）、（Ｅ）等の化合物を溶媒に溶解させ、得られた溶液をスピンコート法、スプレー法等により塗布することにより行なわれる。
【０１２６】
本発明に用いられる第２レジスト層の現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第４級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類等のアルカリ類の水溶液を使用することができる。更に、上記アルカリ類の水溶液にアルコール類、界面活性剤、芳香族水酸基含有化合物等を適当量添加して使用することもできる。中では、特にテトラメチルアンモニウムヒドロキシドを用いることが最も好ましい。
【０１２７】
本発明のポジ型レジスト積層物は、基板上に本発明の第１レジスト層を形成する。この層の形成は、第１レジスト層に含有される化合物を、適当な溶剤に溶解させ、得られる溶液をスピンコー卜法、スプレー法等により塗布することにより行われる。第１レジスト層の膜厚は、０．１〜２．０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．２〜１．５μｍであり、特に好ましくは０．２５〜１．２μｍである。０．１μｍより薄いと、反射防止や耐ドライエッチング性の観点で好ましくなく、また２．０μｍより厚いとアスペクト比が高くなりすぎて、形成した微細パターンが倒れやすいという問題があり、やはり好ましくない。
【０１２８】
次いで、第２レジスト層の形成を行うが、その前に、第１レジスト層を熱処理することが好ましい。熱処理の温度としては、１５０〜２５０℃が好ましく、さらには１７０〜２４０℃が好ましく、１８０〜２３０℃が特に好ましい。１５０℃より温度が低いと、第２レジスト層を塗布する際に、第１レジスト層とインターミキシングを起こしやすく、また２５０℃以上では第１レジスト中のポリマーの分解劣化が起こりやすいので、それぞれ好ましくない。この熱処理は、ホットプレートや熱オーブン等の装置を用いて行うことが出来る。
また、熱処理の時間は、上記熱処理温度によって異なるが、１８０〜２３０℃の熱処理の場合で、１０秒〜１０００秒の範囲に設定されることが好ましく、さらには２０〜６００秒が好ましい。１０秒より短いと熱硬化が不十分で第２レジスト層とのインターミキシングを起こしやすく、また１０００秒より長い場合は、基板の処理枚数が低下し、それぞれ好ましくない。
【０１２９】
次いで、第２レジスト層を第１レジスト層の上に形成させるが、上記の第１レジスト層の形成と同様に行うことができる。第２レジスト層の膜厚は、０．０３〜０．６μｍであることが好ましく、より好ましくは０．０４〜０．５μｍであり、特に好ましくは０．０５〜０．４５μｍである。０．０３μｍより薄いと、第１レジスト層へのパターン転写性が劣ったり、塗布膜のピンホールが生じ、また、０．６μｍより厚いと、リソグラフィー性能が劣るため、それぞれ好ましくない。
【０１３０】
得られた２層レジストは次にパターン形成工程に付されるが、その第１段階として、まず第２層のレジスト組成物の膜にパターン形成処理を行う。必要に応じてマスク合わせを行い、このマスクを通して高エネルギー線を照射することにより、照射部分のレジスト組成物をアルカリ水溶液に可溶とし、アルカリ水溶液で現像してパターンを形成する。
次いで、第２段階としてドライエッチングを行うが、この操作は上記レジスト組成物の膜のパターンをマスクとして酸素プラズマエッチングにより実施し、アスペクト比の高い微細なパターンが形成される。この酸素プラズマエッチングによる有機高分子膜のエッチングは、従来のフォトエッチング操作による基板のエッチング加工の終了後に行われるレジスト膜の剥離の際に利用されるプラズマエッチングとまったく同一の技術である。この操作は、例えば円筒形プラズマエッチング装置により、反応性ガス、すなわちエッチングガスとして酸素を使用して実施することができる。酸素ガスに亜硫酸ガス等のガスを混合して用いることもできる。
【０１３１】
本発明のポジ型シリコーン含有レジスト積層物は、次のような工程で用いることができる。例えば、半導体ウエハー、又はガラス、セラミックス、金属等の基板上に又はそれらの上に反射防止層や有機膜を設置した上にスピン塗布法又はローラー塗布法で０．０１〜３μｍの厚みに塗布される。その後、加熱、乾燥し、露光マスクを介して回路パターン等を活性光線照射等により焼き付け、現像してポジ画像が得られる。更にこのポジ画像をマスクとしてエッチングする事により基板にパターン状の加工を施す事ができる。代表的な応用分野にはＩＣ等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、更にその他のフォトファブリケーション工程等がある。
【０１３２】
【実施例】
以下、合成例、実施例および比較例を示すが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【０１３３】
合成例１（Ｐ−２の合成）
モノマー合成
メタクリル酸クロリド１０．６ｇと、１−アダマンタノール１５ｇと、メトキシハイドロキノン０．５ｇをアセトン７０ｍｌに溶解させた後、トリエチルアミン１０．３ｇを滴下した。６０℃で４時間反応させた後、蒸留水０．５リットルを添加し、デカンテーションにより集めた。生成物はシリカゲルクロマトグラフィーにて精製した。収率は８５％であった。
【０１３４】
ポリマー合成
上記モノマー１３．３ｇと、ｐ−ヒドロキシスチレン６．０ｇをＤＭＦ１００ｇに溶解した後、反応液を６５℃に加温し、同時に反応液中に窒素を３０分流した。重合開始剤としてＶ−６５（和光純薬(株)製品）３５ｍｇを２時間ごとに３回添加した。反応物は蒸留水１リットル中に再沈することにより粉体として回収した。得られたポリマーのＧＰＣ分析を行ったところ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量は１１５００であった。
【０１３５】
合成例２（Ｐ−４の合成）
ポリマー合成
イソボルニルメタクリレート１３．３ｇと、ｐ−ヒドロキシスチレン４．８ｇをＤＭＦ１００ｇに溶解した後、反応液を６５℃に加温し、同時に反応液中に窒素を３０分流した。重合開始剤としてＶ−６５（和光純薬(株)製品）５０ｍｇを２時間ごとに３回添加した。反応物は蒸留水１リットル中に再沈することにより粉体として回収した。得られたポリマーのＧＰＣ分析を行ったところ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量は１２６００であった。
【０１３６】
合成例３（Ｂ−３の合成）
モノマー合成
ノルボルネンジカルボン酸無水物３２．８ｇをｔ−ブタノール１４８ｇに溶かし、そこへｔ−ブトキシカリウム２２．４ｇを添加し８０℃にて３時間撹拌した。反応液を室温に戻してから、１０℃に冷やした希塩酸（５％）２００ｍｌを添加の後、酢酸エチル３００ｍｌを添加した。分液の後、酢酸エチル層を蒸留水で２度洗浄し、次いで減圧下酢酸エチルを留去してノルボルネンジカルボン酸モノｔ−ブチルエステル体４１ｇを得た。
【０１３７】
ポリマー合成
上記モノエステル２３．８ｇ体をN,N−ジメチルアセトアミド２００ｍｌに加えた後、クロロギ酸エチル１１．０ｇを添加し、続いて反応液を０℃に保ちながらトリエチルアミン１１．０ｇを滴下した。そこへ３−アミノプロピルトリメトキシシラン１８．０ｇを１時間かけて滴下した後、反応液を徐々に室温に戻し、さらに５時間反応させた。
そこへシクロヘキシルトリメチルシラン２０．４ｇと蒸留水１０．０ｇ、およびＤＢＵ２．０ｇを添加した後、８０℃まで加熱して副生するメタノールを除きつつ１２時間反応させた。反応液を室温に戻した後、アセトン１００ｍｌを添加し、そこへ徐々に蒸留水を加えていき、ポリマー成分を析出させた。析出したポリマーを再度アセトンに溶かした後、再び蒸留水を添加してポリマー成分を析出させポリマー中の低分子成分を低減化させた。
得られたポリマーを減圧乾燥して、薄褐色の目的物２５．９ｇ（重量平均分子量５６００、分子量１０００以下の低分子成分は９％）を得た。
【０１３８】
実施例１
（１）第１レジスト層の形成
上記ポリマー（Ｐ−２）｛成分（Ａ−１）｝５．０ｇ、ヘキサメチロールメラミン｛成分（Ａ−２）｝０．３５ｇ及びジ（ｔ−アミル）フェニルヨードニウム−２，４，６−トリイソプロピルスルホネート｛成分（Ａ−３）｝０．１２５ｇを、メトキシプロピルアセテート２８．０ｇに溶解し、得られた溶液を０．１μｍ口径のメンブレンフィルターで精密ろ過して、第１レジスト組成物を得た。
６インチシリコンウェハ上にこの組成物を東京エレクトロン製スピンコーターＭａｒｋ８を用い塗布し、９０℃、９０秒ベークして膜厚０．５５μｍの均一膜を得た。これをさらに２００℃、９０秒加熱したところ膜厚０．４０μｍの下層レジスト層を得た。
【０１３９】
（２）第２レジスト層の形成
前記ポリマー（Ｂ−３）｛成分（Ｂ）｝０．９ｇ、下記の化合物（Ｃ−４）｛成分（Ｃ）｝０．０５ｇ、さらに下記の含窒素塩基性化合物（Ｄ−１）１，５−ジアザビシクロ〔４．３．０〕−５−ノネン０．００５ｇ、および下記の界面活性剤（Ｗ−１）０．００１ｇをメトキシプロピルアセテート９ｇに溶解し、得られた溶液を０．１μｍ口径のメンブレンフィルターで精密ろ過して、第２レジスト組成物を得た。
上記の第１レジスト層の上に、第２レジスト層を同様に塗布し、１１０℃、９０秒加熱して、膜厚０．２０μｍの第２レジスト層を得た。
【０１４０】
こうして得られたウェハをＩＳＩ社製ＡｒＦエキシマステッパー９３００にに解像力マスクを装填して露光量を変化させながら露光した。
その後、クリーンルーム内で１１５℃、９０秒加熱した後、テトラヒドロアンモニウムヒドロキシド現像液（２．３８％）で６０秒間現像し、蒸留水でリンス、乾燥してパターンを得た（上層パターン）。さらにプラズマシステム製平行平板型リアクティブイオンエッチング装置ＤＥＳ−２４５Ｒを用い、上記上層パターンを有するウェハをエッチング（ドライ現像）し、下層にパターン形成した。エッチングガスは酸素、圧力は２０ミリトール、印加パワー１００ｍＷ／ｃｍ²とした。形成されたレジストパターンを走査型電子顕微鏡で観察した。
【０１４１】
下記の方法により、解像力、ラインパターンうねり、現像残査について評価した。
（１）解像力：マスクの０．１５μｍのライン／スペースが再現されるときの露光量のとき、下層においてライン／スペースが分離解像する最小寸法で評価した。
（２）ラインパターンうねり：上記マスクの０．１５μｍライン長さ方向２０μｍにおける直線からのラインのずれを任意の２０点で測定したときの平均値で評価した。
（３）現像欠陥数：上記の方法で得られたライン／スペースパターンの形成された露光現像後サンプルを、ＫＬＡ２１１２（ＫＬＡテンコール（株）製）により、現像欠陥数を測定した（Threshold:12, Pixel Size=0.39）。
【０１４２】
実施例１の結果は、解像力は０．１３０μｍ、ラインパターンのうねりは０．００７μｍ、現像欠陥数は４個と良好であった。
【０１４３】
実施例２〜３０
実施例１の第１レジスト層の成分（Ａ−１）、（Ａ−２）、（Ａ−３）に代えて、表１に記載の各成分（Ａ−１）、（Ａ−２）、（Ａ−３）を実施例１と同量用い、また第２レジスト層の成分（Ｂ）及び成分（Ｃ）に代えて表１に記載の成分（Ｂ）、成分（Ｃ）を同じモル数に合わせた量用いた。また含窒素塩基性化合物及び界面活性剤として表１に記載のものを用いた。
【０１４４】
【表１】

【０１４５】
ここで、（Ａ−２）成分、（Ａ−３）成分、含窒素塩基性化合物及び界面活性剤は以下に示すものを用いた。
【０１４６】
（Ａ−２）成分
（Ａ２−１）：ヘキサメチロールメラミン
（Ａ２−２）：ヘキサメチロールウレア
【０１４７】
（Ａ−３）成分
（Ａ３−１）：ジ（ｔ−アミル）フェニルヨードニウム−２，４，６−トリイソプロピルスルホネート
（Ａ３−２）：ジ（ｔ−アミル）フェニルヨードニウム−ペンタフルオロフェニルスルホネート
（Ａ３−３）：シクロヘキシル−ｐ−トルエンスルホネート
【０１４８】
（Ｃ）成分
（Ｃ−１）：トリフェニルスルホニウム−トリフルオロメタンスルホネート
（Ｃ−２）：トリ（ｔ−ブチルフェニル）スルホニウム−パーフルオロブタンスルホネート
（Ｃ−３）：トリフェニルスルホニウム−ｐパードデシルフェニルスルホネート
（Ｃ−４）：トリフェニルスルホニウム−２，４，６−トリイソプロピルフェニルスルホネート
【０１４９】
含窒素塩基性化合物（Ｄ−１）：１，５−ジアザビシクロ[４．３．０]−５−ノネン
含窒素塩基性化合物（Ｄ−２）：１，８−ジアザビシクロ[５．４．０]−７−ウンデセン
含窒素塩基性化合物（Ｄ−３）：２，４，５−トリフェニルイミダゾール
【０１５０】
フッ素系界面活性剤（Ｗ−１）：メガファックＦ１７６（大日本インキ(株)製）フッ素／シリコン系界面活性剤（Ｗ−２）：メガファックＲ０８（大日本インキ（株）製）
シリコン系界面活性剤（Ｗ−３）：ポリシロキサンポリマーＫＰ３４１（信越化学（株）製）
【０１５１】
実施例１と同様にして露光、現像、エッチング処理を行い、さらに実施例１と同様にして、解像力、ラインパターンうねり、現像欠陥数を評価した。その結果を表２に示す。
【０１５２】
比較例１〜３
実施例１の第１レジスト層に代えて、ＦＨｉ−０２８Ｄ（富士フイルムオーリン社製ｉ線用レジスト）を用い、高温加熱条件をそれぞれ２００℃／９０秒、２００℃／１０分、２００℃／６０分とした以外は、実施例１と同様にして露光、現像、エッチング処理して、比較例１〜３とした。さらに実施例１と同様にして、解像力、ラインパターンうねり、現像欠陥数を評価した。その結果を併せて表２に示す。
【０１５３】
【表２】

【０１５４】
上記結果から、本発明の第１レジストの代わりにｉ線用レジストを用いた比較例１〜３では、処理温度を高温長時間処理することにより、解像度、ラインパターンうねり、現像欠陥数が向上するが、本発明に比べると未だ不十分であることがわかる。
本発明の積層物では、高温処理を施さずに良好な解像度、ラインパターンうねり、現像欠陥数において良好な結果を得ることができる。
本発明の積層物を用いた実施例では、高温処理を施さずにすむため、第１レジスト層のポリマーの熱による分解が低く抑えられ、第２レジスト層の性能に悪影響を及ぼす成分の発生が低く抑えられるものと推定される。また、高温処理を施さずにすむことから、製造適性も向上し、スループットが向上し、また分解による装置汚染も抑制される。
【０１５５】
【発明の効果】
本発明のポジ型レジスト積層物は、遠紫外領域の露光に対応し得、高い解像力を有する。また、０．２μｍ以下の微細パターンにおけるラインうねり及び現像欠陥の少ないレジストパターンを形成することができる。さらに、短時間での高温処理が可能であり、製造適性にも優れる。
従って、本発明の積層物は、超微細な回路を有する半導体基板の量産製造用に極めて好適に用いられる。

Claims

基板上に第１レジスト層を有し、この上に第２レジスト層を有する２層レジストであって、第１レジスト層が、（Ａ−１）下記一般式（１）で表される繰返し単位及び下記一般式（２）で表される繰返し単位をともに含むポリマーを含有する層を熱処理により硬化された層であり、また第２レジスト層が、（Ｂ）酸により分解しうる基を有し、かつアルカリ現像液中での溶解度が酸の作用により増大する性質のあるポリシロキサン又はポリシルセスキオキサンと、（Ｃ）活性光線または放射線の照射により酸を発生する化合物とを含有することを特徴とする２層レジスト。

式中、Ｙ¹は水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表し、Ｌ¹は置換基を有していてもよい２価の連結基を表し、Ｊは置換基を有していてもよい脂環式炭化水素基を表す。a1は０又は１を表す。
Ｙ²はＹ¹と同義であり、Ｌ²はＬ¹と同義である。Ｋは置換基を有していてもよいアリール基を表す。a2、a3はそれぞれ独立に0又は1を表す。
（Ａ−１）成分のポリマーがその構造中に、ヒドロキシル基、１級アミノ基及び２級アミノ基から選ばれる少なくとも１つの基を含有し、かつ（Ａ−１）成分のポリマーを含有する層が、更に、（Ａ−２）酸により活性化され、（Ａ−１）成分のポリマーと反応して架橋構造を形成することができる架橋剤、及び（Ａ−３）熱により酸を発生する化合物を含有することを特徴とする請求項１に記載の２層レジスト。
第２レジスト層に含まれる（Ｂ）酸により分解しうる基を有し、かつアルカリ現像液中での溶解度が酸の作用により増大する性質のあるポリシロキサン又はポリシルセスキオキサンが、側鎖に下記一般式（３）で表される構造を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の２層レジスト。

式中、Ｊ¹は置換基を有していてもよいアルキレン基を表し、Ｊ²は置換基を有していてもよいアリーレン基、置換基を有していてもよい脂環式基、又は置換基を有していてもよい有橋式脂環式基を表し、Ｊ³は２価の連結基を表し、Ｊ⁴は２〜４価の連結基を表し、Ｇは酸の作用により分解する基を表す。
ｋ、ｌ、ｍ、ｎは各々独立に、０又は１を表す。但し、ｋ、ｌ、ｍ、ｎは同時にすべてが０であることはない。ｐは１〜３の整数を表す。
第２レジスト層が更に、（Ｄ）含窒素塩基性化合物を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２層レジスト。
第２レジスト層が更に、（Ｅ）フッ素系及び／又はシリコン系界面活性剤を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の２層レジスト。
請求項１〜５のいずれかに記載の２層レジストを露光、現像、エッチングすることを特徴とするパターン形成方法。