JPH04121748A - 感光性組成物 - Google Patents
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ドプロジェクタ−用図面、更には半導体素子の集積回路
を製造する際に微細なレジストノ<ターンを形成するこ
とが可能なポジ型感光性組成物に関する。 [0002]
、いわゆるポジチブに作用する感光性物質としては、従
来オルトキノンジアジド化合物が知られており実際平版
印刷版等に広く利用されてきた。このようなオルトキノ
ンジアジド化合物の例は、例えば、米国特許27661
18.同2767092.同2772972、同285
9112.同2907665.同3046110.同3
046111、同3046115.同30461・18
.同3046119.同3046120、同30461
21.同3046122.同3046123.同306
1430、同3102809.同3106465.同3
635709.同3647443の各明細書をはじめ、
多数の刊行物に記載されている。 これらのオルトキノンジアジド化合物は、活性光線の照
射により分解を起こして5員環のカルボン酸を生じ、ア
ルカリ可溶性となる性質が利用されるものであるが、光
分解により窒素ガスを生じるため、感光層に密着させた
原画が浮き上がり、焼きボケを生じたり、現像時未分解
のオルトキノンジアジド化合物がカップリング反応を起
こす等の問題があった。 [0003] 一方、半導体素子、磁気バブルメモリー 集積回路等の
電子部品を製造するためのパターン形成法としては、従
来より、紫外線または可視光線に感光するフォトレジス
トを利用する方法が幅広く実用に供されている。フォト
レジストには、光照射により被照射部が現像液に不溶化
するネガ型と、反対に可溶化するポジ型とがあるが、ネ
ガ型はポジ型に比べて感度が良く、湿式エツチングに必
要な基板1さ開平4−121748 (5) との接着性及び耐薬品性にも優れていることから、近年
までフォトレジストの主流を占めていた。しかし、半導
体素子等の高密度化、高集積化に伴い、パターンの線幅
や間隔が極めて小さくなり、また、基板のエツチングに
はドライエツチングが採用されるようになったことから
、フォトレジストには高解像度及び高ドライエツチング
耐性が望まれるようになり、現在ではポジ型フォトレジ
ストが大部分を占めるようになった。特に、ポジ型フォ
トレジストの中でも、感度、解像度ドライエツチング耐
性に優れることから、例えばジエー・シー・ストリエー
タ著、コダック・マイクロエレクトロニクス・セミナー
・プロシーデインゲス、第116頁(1976年)(J
、C,5trieter、Kodak Micr。 electronics Sem1nar Pro
ceedings、116 (1976))等に挙げら
れた、アルカリ可溶性のノボラック樹脂をベースにした
アルカリ現像型のポジ型フォトレジストが現行プロセス
の主流になっている。 [0004] しかしながら、近年、電子機器の多機能化、高度化に伴
い、更に高密度、並びに高集積化を図るべく、パターン
の微細化が強く要請されている。 これに対し近年、露
光光源の短波長化、即ちg線(436nm)からi線(
365nm)更には、Deep−UV光(200〜30
0nm)へと検討が進められているカミ従来のポジ型フ
ォトレジストの感光物であるオルトキノンジアジド化合
物はDeep−UV領域での吸収が大きく、またこの領
域の光ブリーチ性が/J1eいため、Deep−UV光
を光源として使用した場合、レジストパターンの形状が
劣化するという問題があった。 これに対して、オルト
キノンジアジド化合物を用いずにポジチブに作用させる
感光性組成物に関して、いくつかの提案がされている。 その1つとして、例えば特公昭56−2696.米国特
許4551416J、Vac、Sci、Technol
、、19巻、1338頁(1981)J、Electr
ochem、Soc、、129巻、2552頁(198
2)、同130巻、1433頁(1983)等に記載さ
れている、2−ニトロベンジルエステルもしくは2,6
−シニトロベンジルエステル基を有する化合物、また特
開昭60−243653.Macromolecule
s、21巻、2001頁(1988) 5PIE、9
20巻、67頁(1988)等に記載されている2−二
トロベンジルスルホネートもしくは2,6−シニトロベ
ンジルスルホネート基を有する化合物が挙げられる。し
かし、これらの化合物の場合においても、Deep−U
V領域の吸収が大きく、また光ブリーチしないため、同
様な問題が発生している。 [0005] 更に、Deep−UV領域の光ブリーチ性を上げる試み
として、IEEE Trans、Electron
Devices、ED−28巻、1300頁(198
1)、5PIE 771巻、2頁(1987)、同9
20巻、51頁(1988)、J、Photopoly
m、Sc i、Technol、、2巻、392頁(1
989)、及び米国特許4522911.同46019
69.同4622283、同4624908.同462
6491.同4752551.同4808512、特開
昭63−163340.同64−540.同64−33
543.特開平1−106034.同1−106035
.同1−106036.同1−106037、同1−1
24849.同1−152451.同1−188852
等に記載されている、2−ジアゾ−1,3−ジオン(−
C(=O) −C(=N2)C(=○)−)基を有する
化合物を挙げることができる。これらの化合物は確かに
Deep−UV領域において光ブリーチ性を示すが、こ
れらの化合物自体のべ一り時における昇華性が大きい、
及び未露光部のアルカリ現像液に対する溶解阻止能が小
さいという問題がある。 [0006] また更に、露光により脱CO2反応を生起させ、露光部
のアルカリ現像液に対する溶解阻止能を低下させること
によりポジ型パターンを得る方法として、特開平1−1
40144記載の種々の置換ベンジルエステル化合物を
用いた系が挙げられるが、この場合露光部と未露光部の
アルカリ現像液に対する溶解性の差が十分に大きくはな
らな′いという問題がある。 [0007]
感光性組成物を提供することである。即ち露光時ガスを
発生せず、また現像時カップリング反応を起こかない新
規なポジ型感光性組成物を提供することである。 本発明の別の目的は、短波長の光、特にDeep−UV
領域の光に対し、良好なレジストパターンを形成し得る
新規なポジ型感光性組成物を提供することである。 [0008]
結果、アルコキシベンジルエステル基もしくはアルコキ
シベンジルスルホネート基を有する新規な高分子化合物
を用いることにより、上記目的が達成されることを見い
だし、本発明に到達した。即ち本発明の目的は、下記一
般式(I)もしくは(II)で表される活性光線の照射
によりカルボン酸もしくはスルホン酸を発生する基を有
する化合物を含有することを特徴とする感光性組成物に
より達成された。 [0009]
ハロゲン原子、アルコキシ基、アリーロキシ基、シアノ
基もしくはアルキル基。ただし、少なくとも1つはアル
コキシ基もしくはアリーロキシ基であり、2つが結合し
て環を形成しても良い。 を表す。 以下に、本発明の詳細な説明する。 [0011] 一般式(I)もしくは(II)で表される基を有する化
合物としては、下記−般式(III)、(■v) (
V)もしくは(v■)で表gれる一E/マーに由来する
構造単位を少なくとも1モル%有する高分子化合物であ
ることが好ましい。
くは水素原子もしくは炭素数1〜4個のアルキル基、 R〜R°同一でも異なっていても良く、水素原子、ノ\
ロゲン原子、アルコキ2 6゛ シ基、アリーロキシ基、シアノ基もしくはアルキル基、
好ましくは水素原子、塩素原子、炭素数1〜6個のアル
コキシ基、炭素数6〜15個のアリーロキシ基、または
炭素数1〜4個の直鎖もしくは分枝アルキル基、更に好
ましくは水素原子もしくは炭素数1〜6個のアルコキシ
基、を示す。 ただし、R−Rの少なくとも1つはアルコキシもしくは
アリーロキシ基、好ましくはR〜Rの少なくとも1つは
アルコキシもしくはアリーロキシ基であり、R2−R6
のうちの2つが結合して環を形成しても良い。 具体的には、CH2=C(−R) −A−または[00
14]
コキシベンジル、2.3−ジアルコキシベンジル、2,
4−ジアルコキシベンジル、2,5−ジアルコキシベン
ジル、2,6−ジアルコキシベンジル、3,4−ジアル
コキシベンジル、35−ジアルコキシベンジル、2,3
.4−トリアルコキシベンジル、3,4゜5−トリアル
コキシベンジルのエステルもしくはスルホネート基を示
す。 A:単結合、もしくは2価の脂肪族もしくは芳香族炭化
水素基、好ましくは単結合、2価の炭素数1〜30個の
脂肪族基、または2価の炭素数6〜20個の単環もしく
は多環芳香族基、更に好ましくは単結合、2価の炭素数
1〜10個の脂肪族基、または2価の炭素数6〜15個
の単環もしくは多環芳香族基を示す。 また、A中にケトン、エーテル、エステル、アミド、ウ
レタン、ウレイド基を含有してもよく、更にこれらの基
を介してCH2=C(−)−R基もしくは[0016]
射によりカルボン酸もしはくスルホン酸を発生して、ア
ルカリ水溶液に対する溶解性が増大する特性を有してい
る。 これらの化合物と、水不溶性でかつアルカリ水溶液に可
溶な樹脂を含有する組成物としても良い。 また、−殺伐(I)もしくは(II)で表される基を有
する化合物力板下記−般式(VII)もしくは(VII
I)で表される化合物であっても良い。 [0018]
しくは水素原子もしくは炭素数1〜4個のアルキル基、 R2−R6:同一でも異なっていても良く、水素原子、
ハロゲン原子、アルコキシ基、アリーロキシ基、シアノ
基もしくはアルキル基、好ましくは水素原子、塩素原子
、炭素数1〜6個のアルキコシ基、炭素数6〜15個の
アリーロキシ基、又は炭素数1〜4個の直鎖もしくは分
枝アルキル基、更に好ましくは水素原子、もしくは炭素
原子数1〜6個のアルコキシ基、を示す。ただし、R2
−R6の少なくとも1つはアルコキシ基もしくはアリー
ロキシ基であり、好ましくはR2もしくはR3の少なく
とも1つはアルコキシ基もしくはアリーロキシ基である
。更にR2−R6のうちの2つが結合して環を形成して
も良い。 具体的には、Aを除く基として、2−アルコキシベンジ
ル、3−アルコキシベンジル、2.3−ジアルコキシベ
ンジル、 2,4−ジアルコキシベンジル、25−ジア
ルコキシベンジル、2,6−ジアルコキシベンジル、3
,4−ジアルコキシベンジル、3,5−ジアルコキシベ
ンジル、2,3.4−トリアルコキシベンジル、3,4
.5−トリアルコキシベンジルのエステルもしくはスル
ホネート基を示す。 A:n価の脂肪族もしくは芳香族炭化水素基、好ましく
は炭素数1〜30個の脂肪族基、又−は炭素数6〜20
個の単環もしくは多環芳香族基を示す。また、A中にケ
トン、エーテル、エステル、アミド、ウレタン、ウレイ
ド、ハロゲン等の基を含有しても良い、 n:1以上の整数、好ましくは1〜10の整数、を示す
。 これら−殺伐(VII)もしくは(VIII)で表され
る化合物を用いる場合には、上記水不溶でアルカリ水溶
液に可溶な樹脂は、必須成分となる。 以下に、本発明の成分について詳細に説明する。 [0020] [式(III)、(IV)(V)もしくは(V I )
で表されるモノマー単位を有する高分子化合物1 一般式(III)もしくは(V)で表されるモノマーは
、例えば、[002月
X)で表される化合物との脱水試剤による脱水縮合反応
、またはこれらの化合物と下記−殺伐(X)で表される
化合物との塩基存在下における求核置換反応、あるいは
、[0023] 【化101 [0024] もしくはCH2=C(−R) −A、−COClと、下
記−殺伐(IX)で表される化合物との、塩基存在下に
おける脱HCI縮合反応、等の公知の方法により合成さ
れる。 [0025] 【化11】 [0026] (ここで、R1−R6、R1及びAは、−殺伐(III
)の場合と同義である。 またXは塩素原子もしくは臭素原子を示す。)−殺伐(
IV)もしくは(V I )で表されるモノマーにおい
ても同様に一般式(IX)の化合物と [0027]
在下による脱HCI縮合反応により合成できる。 一般式(IX)の化合物は、下記−殺伐(X I )の
化合物と金属水素化合物との還元反応等により合成され
る。また、−殺伐(X)の化合物は一般式(X I )
の化合物から、オキシ塩化燐、チオニルクロリド等のハ
ロゲン化試剤の作用により変換できる。 [0029]
V)の場合と同義である。R7は水素原子、アルキルも
しくはアリール基を表す。)本発明に用いられる高分子
化合物は、−殺伐(III)〜(V I )で示される
モノマーに由来する構造単位を2種以上含有していても
よい。以下に、−殺伐(I I I)、(IV)、(V
)もしくは(VI)で表されるモノマーの具体例(1)
〜(44)を示す。なお、具体例中のRは水素原子もし
くはメチル基を表す。 [0031]
合を有する化合物(1種以上)との共重合体の形で使用
することもできる。この場合には、−殺伐(III)〜
(VI)で表されるモノマーの重合比は、使用する共重
合モノマーの種類により変わるカミ少なくとも1モル%
、好ましくは5モル%以上、更に好ましくは10モル%
以上である。 好適な重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物
としては、以下に示すものが含まれる。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、スチレン類、クロトン酸エ
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
する化合物である。 [0042] 具体的には、 アクリル酸エステル類:例えばアルキル(該アルキル基
の炭素数が1〜10のものが好ましい)アクリレート(
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、アクリル酸ブチル、アクリル酸アミル、アクリル
酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−
t−オクチル、クロルエチルアクリレート、2−ヒドロ
キシエチルアクリレート、2,2−ジメチルヒドロキシ
プロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリ
レート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペ
ンタエリスリトールモノアクリレート、グリシジルアク
リレート、ベンジルアクリレート、メトキシベンジルア
クリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフ
ルフリルアクリレート、等) アリールアクリレート(
フェニルアクリレート等)。 [0043] メタクリル酸エステル類:アルキル(該アルキル基の炭
素数が1〜10のものが好ましい)メタクリレート(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
メタクリレートへキシルメタクリレート、シクロへキシ
ルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、クロルベ
ンジルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2−
ヒドロキシエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチ
ルメタクリレート、5−ヒドロキシペンチルメタクリレ
ート、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルメタ
クリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレー
ト、ペンタエリスリトールモノメタクリレート、グリシ
ジルメタクリレート、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)、アリールメタク
リレート(フェニルメタクリレート、クレジルメタクリ
レート、ナフチルメタクリレート等)。 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(該アルキル基としては、炭素数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、ベンジル基、ヒドロキシエチル基、等)、N−アリ
ールアクリルアミド(該アリール基としては、フェニル
基、トリル基、ニトロフェニル基、ナフチル基、シアノ
フェニル基、ヒドロキシフェニル基、等)、N、N−ジ
アルキルアクリルアミド(該アルキル基としては、炭素
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)、N、N−アリールアクリルアミド(該アリー
ル基としては、フェニル基、等)N−メチル−N−フェ
ニルアクリルアミド、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:メタクリルアミド、N−アルキル
メタクリルアミド(該アルキル基としては、炭素数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)N−アリールメタクリルアミド(該アリール
基としては、フェニル基、ヒドロキシフェニル基、等)
、N、N−ジアルキルメタクリルアミド(該アルキル基
としては、エチル基、プロピル基、ブチル基、等)、N
、N−ジアリールメタクリルアミド(該アリール基とし
ては、フェニル基等)、N−ヒドロキシエチル−N−メ
チルメタクリルアミド、N−メチル−N−フェニルメタ
クリルアミド、N−エチル−N−フェニルメタクリルア
ミド、等。 [0044] アリル化合物:アリルエステル類(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、ビニルエーテル類:アルキルビニルエー
テル(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) ビニルアリールエーテル(ビニル
フェニルエーテル、ビニルトリルエーテル、ビニルクロ
ルフェニルエーテル、ビニル−2,4−ジクロルフェニ
ルエーテル、ビニルナフチルエーテル、ビニルアントラ
ニルエーテル、等)。 [0046] ビニルエステル類: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、
ビニルフェニルアセテート、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、
ビニルシクロへキシルカルボキシレート、安息香酸ビニ
ル、サルチル酸ビニル、クロル安息香酸ビニル、テトラ
クロル安息香酸ビニル、ナフトエ酸ビニル、等。 [0047] スチレン類:スチレン、アルキルスチレン(メチルスチ
レン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチル
スチレン、ジエチルスチレン、イソプロピルスチレン、
ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、シクロヘキシルス
チレン、デシルスチレン、ベンジルスチレン、クロルメ
チルスチレン、トリフルオルメチルスチレン、エトキシ
メチルスチレン、アセトキシメチルスチレン、等)、ア
ルコキシスチレン(メトキシスチレン、4−メトキシ−
3−メチルスチレン、ジメトキシスチレン等)、ハロゲ
ンスチレン(クロルスチレン、ジクロルスチレン、トリ
クロルスチレン、テトラクロルスチレン、ペンタクロル
スチレン、ブロムスチレンジブロムスチレン、ヨードス
チレン、フルオルスチレン、トリフルオルスチレン、2
−ブロム−4−トリフルオルメチルスチレン、4−フル
オル−3−トリフルオルメチルスチレン、等)。 [0048] クロトン酸エステル類:クロトン酸アルキル(クロトン
酸ブチル、クロトン酸ヘキシル、グリセリンモノクロト
ネート、等)。 イタコン酸ジアルキル類: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。 マレイン酸またはフマール酸のジアルキル類ニジメチル
マレレート、ジブチルフマレート、寺。 アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、メタク
リルロニトリル、等。 がある。 その他、一般的には前記(III)〜(V I )で示
される化合物と共重合可能である付加重合性不飽和化合
物であればよい。 [0049] 本発明の高分子化合物の分子量は、重量平均で1,00
0以上、好ましくは5000〜1,000,000であ
る。 本発明の、−殺伐(III)、(IV)、(V)もしく
は(V I )で表されるモノマーに由来する構造単位
を有する高分子化合物の含量は、全組成物の固形分に対
し、5〜100重量%が適当であり、好ましくは10〜
80重量%、更に好ましくは20〜60重量%である。 [0050] [−殺伐(VII)もしくは(VIII)で表される化
合物]−一般式VII)で表される化合物は、例えば、
上記−殺伐(IX)の化合物とA (−COOH)
との脱水試剤による脱水縮合反応、−殺伐(IX)の化
合物とA(−COCI) との塩基存在下における脱
HCI縮合反応、または一般式(X)の化合物とA (
−COOH) との塩基存在下における求核置換反応
等の公知の方法により合成される。 一般式(VIII)で表される化合物においても同様に
、−殺伐(IX)の化成できる。 本発明に使用される一般式(VII)もしくは(VII
I)で表される化合物は、活性光線もしくは放射線の照
射により、カルボン酸もしくはスルホン酸を発生し、ア
ルカリ水溶液に対する溶解性を増大させることを特徴と
する。 −殺伐(VII)もしくは(VIII)で表される本発
明の化合物の含量は、全組成物の固形分に対し、5〜9
5重量%が適当であり、好ましくは10〜80重量%、
更に好ましくは20〜60重量%である。 以下に、これらの化合物の具体例(45)〜(102)
を示す。 [0051]
効率的にするため、ま た皮膜性・耐熱性を付与するため添加する。 このようなアルカリ可溶性ポリマーは、好ましくはフェ
ノール性水酸基、カルボン酸基、スルホン酸基、イミド
基、スルホンアミド基、N−スルホニルアミド基、N−
スルホニルウレタン基、活性メチレン基等の、pKal
1以下の酸性水素原子を有するポリマーである。好適
なアルカリ可溶性ポリマーとしては、ノボラック型フェ
ノール樹脂、具体的にはフェノールホルムアルデヒド樹
脂、O−クレゾール−ホルムアルデヒド樹脂、m−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−ホルムアルデヒド樹
脂、またこれらの共縮合物等がある。更に、特開昭50
−125806に記載されている様に、上記のようなフ
ェノール樹脂と共に、t−ブチルフェノールホルムアル
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デヒド
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
ヒドロキシ基し含有子ツマ−を共重合成分するポリマー
p−ヒドロキシスチレン、0−ヒドロキシスチレン、
m−イソプロペニルフェノール、p−インプロペニルフ
ェノール等の単独もしくは共重合のポリマー 更にまた
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。 更に、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基含
有モノマーを共重合成分とするポリマー 無水マレイン
酸とスチレン等の共重合物を加水分解もしくはアルコー
ルでハーフエステル化させたポリマー、特開昭61−2
67042記載のカルボキシル基含有ポリビニルアセタ
ール樹脂、特開昭63−124047記載のカルボキシ
ル基含有ポリウレタン樹脂も好適に使用できる。 更にまた、N−(4−スルファモイルフェニル)メタク
リルアミド、N−フェニルスルホニルメタクリルアミド
、マレイミドを共重合成分とするポリマー 特開昭63
−127237記載の活性メチレン基含有ポリマーも使
用できる。これらのアルカリ可溶性ポリマーは、単一で
使用できるが、数種の混合物として使用してもよい。 感光性組成物中の好ましい添加量は、感光性組成物全固
形分に対し、5〜95重量%、好ましくは20〜90重
景%、更に好ましくは40〜80重量%の範囲である。 [0067] [その他の好ましい成分] 本発明のポジ型感光性組成物には、必要に応じて、更に
染料、顔料、可塑剤及び光分解効率を増大させる化合物
(いわゆる増感剤)等を含有させることができる。 染料は着色剤として用いることができるが、好適な染料
としては、油溶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#130
、オイルピンク#312、オイルグリーンBG、オイル
ブルーBO3、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)製)、クリスタルバ
イオレツ) (CI42555) 、メチルバイオレッ
ト(CI42535)、ローダミンB(CI45170
B)、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。 また露光後直ちに可視像を得るための焼きだし剤を加え
ることができる。このような焼きだし剤としては、露光
によって酸を放出する感光性化合物と塩を形成し得る有
機染料の組合せを代表として挙げることができる。具体
的には、特開昭50−36209、同53−8128に
記載されている0−ナフトキノンジアジド−4−スルホ
ン酸ハロゲニドと塩形成性有機染料の組合せや、特開昭
53−36223、同54−74728に記載されてい
るトリハロメチル化合物と塩形成性の有機染料の組合せ
を挙げることができる。 本発明の組成物中には、更に感度を高めるために環状酸
無水物、その他のフィラー等を加えることができる。環
状酸無水物としては、米国特許4115128に記載さ
れているように無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル
酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、3,6−ニンドオキシ
ー△4−テトラヒドロ無水フタル酸、テトラクロル無水
フタル酸、無水マレイン酸、クロル無水マレイン酸、α
−フェニル無水マレイン酸、無水琥珀酸、ピロメリット
酸等がある。これらの環状酸無水物を全組成物中の固形
分に対して1〜15重量%含有させることによって、感
度を最大3倍程度に高めることができる。 [0068] [溶媒] 本発明のポジ型感光性組成物を、平版印刷用の材料とし
て使用する場合は、上記各成分を溶解する溶媒に溶かし
て支持体上に塗布する。また半導体等のレジスト材料用
としては、溶媒に溶解したままで使用する。ここで使用
する溶媒としては、エチレンジクロライド、シクロヘキ
サノン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール
、プロパツール、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、1−メトキシ−2−プロパツール、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテー
ト、2−エトキシエチルアセテート、1−メトキシ−2
−プロピルアセテート、ジメトキシエタン、乳酸メチル
、乳酸エチル、N、N−ジメチルアセトアミド、N、N
−ジメチルホルムアミド、テトラメチルウレア、N−メ
チルピロリドン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、
y−ブチロラクトントルエン、酢酸エチル等があり、こ
れらの溶媒を単独もしくは混合して使用7する。そして
上記成分中の濃度(添加物を含む全固形分)は、2〜5
0重量%である。また、塗布して使用する場合、塗布量
は用途により異なるカミ例えば感光性平版印刷版につい
ていえば、一般的に固形分として0. 5〜3.0g/
m2が好ましい。塗布量が少なくなるにつれて感光性は
大になるが、感光膜の物性は低下する。 [0069] [平版印刷版等の製造] 本発明のポジ型感光性組成物を用いて平版印刷版を製造
する場合、その支持体としては、例えば紙、プラスチッ
クス(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等
)がラミネートされた紙、アルミニウム(アルミニウム
合金を含む)亜鉛、銅等のような金属の板、2酢酸セル
ロース、3酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、
酪酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、硝酸セルロース
、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリス
チレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニ
ルアセタール等のようなプラスチックのフィルム、上記
のごとき金属がラミネートもしくは蒸着された紙もしく
はプラスチックフィルム等が含まれる。これらの支持体
の内、アルミニウム板は寸度的に著しく安定であ−り、
しかも安価であるので特に好ましい。更に、特公昭48
−18327に記載されているようなポリエチレンテレ
フタレートフィルム上にアルミニウムシートが結合され
た複合体シートも好ましい。アルミニウム板の表面はワ
イヤブラシダレイニング、研磨粒子のスラリーを注ぎな
がらナイロンブラシで粗面化するブラシダレイニング、
ボールダレイニング、溶体ホーニングによるグレイニン
グ、バフグレイニング等の機械的方法、HF、AlCl
3やHCIをエッチャントとするケミカルダレイニング
、硝酸もしくは塩酸を電解液とする電解グレイニング、
もしくはこれらの粗面化法を複合させて行った複合グレ
イニングによって表面を砂目立てした後、必要に応じて
酸もしくはアルカリによりエツチング処理され、引続き
硫酸、燐酸、蓚酸、はう酸、クロム酸、スルファミン酸
もしくはこれらの混酸中で直流もしくは交流電源にて陽
極酸化を行いアルミニウム表面に強固な不働態皮膜を設
けた物が好ましい。このような不働態皮膜自体でアルミ
ニウム表面は親水化されてしまうが、更に必要に応じて
米国特許2714066、同3181461に記載され
ている珪酸塩処理(珪酸ナトリウム、珪酸カリウム)、
米国特許2946638に記載されているフッ化ジルコ
ニウム酸カリウム処理、米国特許3201247に記載
されているホスホモリブデート処理、英国特許1108
559に記載されているアルキルチタネート処理、強国
特許1091433に記載されているポリアクリル酸処
理、強国特許1134093や英国特許1230447
に記載されているポリビニルホスホン酸処理、特公昭4
4−6409に記載されているホスホン酸処理、米国特
許3307951に記載されているフィチン酸処理、特
開昭58−16893、同58−18291に記載され
ている親水性有機高分子化合物と2価の金属よりなる複
合処理、特開昭59−101651に記載されているス
ルホン酸基を有する水溶性重合体の下塗によって親水化
処理を行ったものは特に好ましい。その他の親水化処理
方法としては、米国特許3658662に記載されてい
るシリケート電着を挙げることができる。 また、砂目立て処理、陽極酸化後、封孔処理を施したも
のも好ましい。ががる封孔処理は熱水及び無機塩もしく
は有機塩を含む熱水溶液への浸漬並びに水蒸気浴等によ
って行われる。 [00701 [活性光線もしくは放射線] 本発明に用いられる活性光線の光源としては、水銀灯、
メタルハライドランフキセノンランプ、ケミカルランプ
、カーボンアーク灯等がある。放射線トしては、電子線
、X線、イオンビーム、遠紫外線等がある。好ましくは
、フォトレジスト用の光源として、g線、i線、Dee
p−UV光が使用される。また高密度エネルギービーム
(レーザービームもしくは電子線)による走査もしくは
パルス露光も本発明に使用することができる。このよう
なレーザービームとしては、ヘリウム・ネオンレーザ−
アルゴンレーザー クリプトンイオンレーザ−ヘリウム
・カドミウムレーザー KrFエキシマ−レーザー等が
挙げられる。 [0071] [現像液] 本発明のポジ型感光性組成物に対する現像液としては、
珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、水酸化リチウム、第三燐酸ナトリウム、
第二燐酸ナトリウム、第三燐酸アンモニウム、第二燐酸
アンモニウム、メタ珪酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム
、ランモニア水等のような無機アルカリ剤及びテトラア
ルキルアンモニウムOH塩等のような有機アルカリ剤の
水溶液が適当であり、それらの濃度が0.1〜10重量
%、好ましくは0.5〜5重量%になるように添加され
る。 また、該アルカリ性水溶液には、必要に応じて界面活性
剤やアルコール等のような有機溶媒を加えることもでき
る。 以下、本発明を、合成例、実施例により更に詳細に説明
する力ξ本発明はこれらに限定されるものではない。 [0072]
リチウムアルミニウムハイドライド(L iA I H
4) 7 、 6 gを脱水乾燥したTHFlooml
に分散した。これに、3,5−ジメトキシ安息香酸36
.4gの脱水THF200mlの溶液を撹拌下、1時間
かけて滴下した。その後、室温にて1時間撹拌を続けた
。水20m1を滴下し、残存のL iA I Hi、を
処理した後、この反応混合物を水1.51中に投入した
。濃塩酸20gを加え酸性化し、酢酸エチル700rn
’lにて2回抽出した。抽出液を水で洗浄後、無水硫酸
マグネシウムにて乾燥させた。乾燥させた酢酸エチル溶
液を濃縮し、カラムクロマトグラフィー(充填剤ニジリ
カゲル、展開液:ヘキサン/酢酸エチル=271)で精
製したところ、無色針状結晶31gを得た。NMRによ
りこの結晶が下に示す、3.5−ジメトキシベンジルア
ルコールであることを確認した。 [0073]
合成3.5−ジメトキシベンジルアルコール16.8g
(0,100モル)、トリエチルアミン9.5g (
0,094モル)、4−(ジメチルアミノ)ピリジン1
3g (0,011モル)をアセトン120m1に溶解
し、これにメタクリロイルクロリド11.0g (0,
105モル)のアセトン50m1溶液を室温下、30分
間かけて滴下した。その後、1時間撹拌を続けた。生成
した塩を濾別し、濃縮した後、カラムクロマトグラフィ
ー(充填剤ニジリカゲル、展開液、ヘキサン/酢酸エチ
ル=5/1)にて精製したところ、オイル状液体17.
5gを得た。 NMRにより、この液体が下に示す、3,5−ジメトキ
シベンジルメタクリレートであることを確認した。 [0075]
レンスルホン酸Na塩82.5gをCHC13400r
n 1に分散させ、水冷下、5塩化燐124.9gを撹
拌しながら徐々に添加した。その後、5時間加熱還流さ
せた。放冷後、反応混合物を氷水600m1に投入し、
CHCl3層を更に水で洗浄した。無水硫酸マグネシウ
ムで乾燥させた後、濃縮し、減圧蒸留にて精製した。オ
イル状液体45gを得た。NMR1元素分析により、こ
の液体が4−クロロスルホニルスチレンであることを確
認した。 [0077]
トの合成合成例2の、メタクリロイルクロリドの代わり
に、4−クロロスルホニルスチレン21.3g (0,
105モル)を用い、合成例2と同様に反応、後処理を
行った。粘稠オイル25.2gを得た。NMRより、こ
のオイルが下に示す、3゜5−ジメトキシベンジル−4
−スチレンスルホネートであることを確認した。 [0079] [化42] [0080] 合成例53.5−ジメトキシベンジルメタクリレートの
重合体の合成3.5−ジメトキシベンジルメタクリレー
ト23.6gを2−メトキシエタノール80m・1に溶
解し、窒素気流下、65℃に加熱して、2,2″−アゾ
ビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.025g
を添加した。3時間加熱・撹拌を続けた後、2,2′−
アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.02
5gを再度添加し、更に4時間反応を続けた。 反応溶液を水21中に撹拌しながら投入し、析出した白
色樹脂を濾取・乾燥して、重合体22gを得た。ゲルパ
ーミェーションクロマトグラフィー(GPC)により分
子量を測定したところ、重量平均(ポリスチレン標準)
で55,000であった。 [0081] 合成例63,5−ジメトキシベンジル−4−スチレンス
ルボネート/スチレン共重合体の合成 合成例5の3,5−ジメトキシベンジルメタクリレート
の代わりに、3,5−ジメトキシベンジル 4−スチレ
ンスルホネート20.1g (0,060モル)、及び
スチレン4.2g (0,040モル)を用い、合成例
5と同様にして反応・後処理を行った。白色樹脂23g
を得た。分子量は重量平均(GPC、ポリスチレン標準
)で43,000であった。 [0082] 実施例1〜6 下記感光液[A]の、本発明の高分子化合物の種類を変
えて、表1に示す6種類の感光液[A]−1〜[A]−
6を調製し、シリコーンウェハー上にスピナーで塗布し
た。更にホットプレート上で90℃において2分間乾燥
させた。膜厚は1.0μmであった。 感光液[A]の処方 本発明の高分子化合物
1,0gエチルセロソルブアセテート
7.0g[0083]
マスクを通してコンタクト露光した。その後、テトラメ
チルアンモニウムハイドロオキシドの2.4%水溶液で
60秒間現像することにより、レジストパターンを形成
させた。その結果0.5μmのライン及スペースの良好
なパターンが得られた。 なお、表1における本発明の高分子化合物の分子量は重
量子tQ(GPC、ポリスチレン標準)で42,000
〜68,000であった。 [0085] 実施例7〜12 下記感光液[B]の本発明の高分子化合物の種類を変え
て、表2に示す6種類の感光液[B]−1〜[B]−6
を調製し、シリコンウェハー上にスピナーで塗布した。 更にホットプレート上で90℃において2分間乾燥させ
た。膜厚は10μmであった。 感光液[B] 本発明の高分子化合物
0.5gポリ(p−ヒドロキシスチレン)
(丸首石油(株)製、重量平均分子量6.000)
1.0
gエチルセロソルブアセテート
8.5g[0086]
により、マスクを介してパルス露光し、その後、テトラ
メチルアンモニウムハイドロオキシドの2.4%水溶液
で60秒間現像することによりレジストパターンを形成
させた。その結果、0゜3μmのライン&スペースの良
好なパターンが得られた。 なお、表2における本発明の高分子化合物の分子量は重
量平均(GPC、ポリスチレン標準)で43,000〜
65,000であった。 [0088] 合成例7 化合物例(50)の合成 3.5−ジメトキシベンジルアルコール16.8g (
0,100モル)、トリエチルアミン9.5g (0,
094モル)、4−(ジメチルアミノ)ピリジン13g
(0,011モル)をアセトン120m1に溶解し、こ
れに2−ナフチロイルクロリド20.0g (0,10
5モル)のアセトン50m1溶液を室温下、30分間か
けて滴下した。その後、1時間撹拌を続けた。生成した
塩を濾別し、濃縮した後、カラムクロマトグラフィー(
充填剤ニジリカゲル、展開液、ヘキサン/酢酸エチル=
5/1)にて精製したところ、無色結晶21.5gを得
た。 NMRにより、この結晶が化合物例(50)であること
を確認した。 [0089] 合成例8 化合物例(69)の合成 3−メトキシベンジルアルコール13.8g (0,1
00モル)、トリエチルアミン9.5g (0,094
モル)、4−(ジメチルアミノ)ピリジン1.3g(0
,011モル)をアセトン120m1に溶解し、これに
フタロイルクロリド10.6g (0,052−EE−
ル)ノア七トン50m1溶液を室温下、30分間かけて
滴下した。その後、1時間攪拌を続けた。生成した塩を
濾別し、濃縮した後、合成例1と同様に精製したところ
、無色結晶13.5gを得た。 NMRにより、この結晶が化合物例(69)であること
を確認した。 [0090] 合成例9 化合物例(96)の合成 2.3−ジメトキシベンジルアルコール16.8g (
0,100モル)、トリエチルアミン9.5g (0,
094モル)、4−(ジメチルアミノ)ピリジン13g
(0,011−Eル)をアセトン120m1に溶解し
、これに、1.5−ビス(クロロスルホニル)ナフタレ
ン17.Og (0,052モル)のアセトン50m1
溶液を室温下、30分間かけて滴下した。その後、1時
間攪拌を続けた。 生成した塩を濾別し、濃縮した後、合成例1と同様に精
製したところ、無色結晶12.8gを得た。NMRによ
り、この結晶が化合物例(96)であることを確認した
。 [0091] 実施例13〜18 下記感光液[C]の本発明の化合物の種類を変えて、6
種類の感光液[C] −1〜[C]−6を調製し、シリ
コンウェハー上にスピナーで塗布した。更に、ポットプ
レート上で90℃において2分間乾燥させた。膜厚は、
1.0μmであった。 感光液[C] 本発明の化合物
0.40gm / p = 476クレゾールー
ホルムアルデヒドノボラツク樹脂 1.0gエチルセロ
ソルブアセテート
8.5gなお、感光液[C]−1〜[C] −6に用い
た本発明の化合物を表3に示す。 [0092]
スクを通してコンタクト露光した。その後、テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキシドの2.4%水溶液で6
0秒間現像することにより、レジストパターンを形成さ
せた。その結果0.5μmのライン&スペースの良好な
パターンが得られた。 [0094] 実施例19〜24 下記感光液[D]の本発明の化合物の種類を変えて、表
4に示す6種類の感光液[DI−1〜[DI−6を調製
し、シリコンウェハー上にスピナーで塗布した。更にホ
ットプレート上で90℃において2分間乾燥させた。膜
厚は1.0gmであった。 感光液[DI 本発明の化合物
0.5gポリ(p−ヒドロキシスチレン)
(丸首石油(株)製、重量平均分子量6.000)
、 1.
0gエチルセロソルブアセテート
8.5g[00′95]
マスクを介してパルス露光し、その後、テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキシドの2.4%水溶液で60秒
間現像することによりレジストパターンを形成させた。 その結果、0゜3μmのライン&スペースの良好なパタ
ーンが得られた。
Claims (4)
- 【請求項1】下記一般式( I )もしくは(II)で表さ
れる、活性光線の照射によりカルボン酸もしくはスルホ
ン酸を発生する基を有する化合物を含有することを特徴
とする感光性組成物。 【化1】 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) ここで、 R_1:水素原子、アルキル基もしくはアリール基。 R_2〜R_6:同一でも異なっていても良く、水素原
子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリーロキシ基、シ
アノ基もしくはアルキル基。ただし、少なくとも1つは
アルコキシ基もしくはアリーロキシ基であり、2つが結
合して環を形成しても良い。 を表す。 - 【請求項2】請求項1において、一般式( I )もしく
は(II)で表される基を有する化合物が、下記一般式(
III)、(IV)、(V)もしくは(VI)で表されるモノ
マーに由来する構造単位を少なくとも1モル%有する高
分子化合物であることを特徴とする感光性組成物。 【化2】 ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) ▲数式、化学式、表等があります▼(V) ▲数式、化学式、表等があります▼(VI) ここで、 R:水素原子、ハロゲン原子もしくはアルキル基。 R_1:水素原子、アルキル基もしくはアリール基。 R_2〜R_6:同一でも異なっていても良く、水素原
子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリーロキシ基、シ
アノ基もしくはアルキル基。ただし、少なくとも1つは
アルコキシ基もしくはアリーロキシ基であり、2つが結
合して環を形成しても良い。 A:単結合もしくは2価の脂肪族もしくは芳香族炭化水
素基。 を表す。 - 【請求項3】請求項1において、更に水不溶でアルカリ
水溶液に可溶な樹脂を含有することを特徴とする感光性
組成物。 - 【請求項4】請求項3において、一般式( I )もしく
は(II)で表される基を有する化合物が、下記一般式(
VII)もしくは(VIII)で表されることを特徴とする感
光性組成物。 【化3】 ▲数式、化学式、表等があります▼(VII) ▲数式、化学式、表等があります▼(VIII) ここで、 R_1:水素原子、アルキル基もしくはアリール基。 R_2〜R_6:同一でも異なっていても良く、水素原
子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリーロキシ基、シ
アノ基もしくはアルキル基。ただし、少なくとも1つは
アルコキシ基もしくはアリーロキシ基であり、2つが結
合して環を形成しても良い。 A:n価の脂肪族もしくは芳香族炭化水素基。 n:1以上の整数 を表す。
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