JPH11109612A - ポジ型感光性組成物 - Google Patents

ポジ型感光性組成物

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JPH11109612A
JPH11109612A JP9274577A JP27457797A JPH11109612A JP H11109612 A JPH11109612 A JP H11109612A JP 9274577 A JP9274577 A JP 9274577A JP 27457797 A JP27457797 A JP 27457797A JP H11109612 A JPH11109612 A JP H11109612A
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alkyl
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Toru Fujimori
亨 藤森
Toshiaki Aoso
利明 青合
Shiro Tan
史郎 丹
Kazuya Uenishi
一也 上西
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高解像力を有し、更に感度が高く、優れたレ
ジストパターンが得られるポジ型感光性組成物を提供す
ることである。 【解決手段】 活性光線または放射線の照射により、ス
ルホン酸を発生する特定の構造の化合物のうち少なくと
も1種と特定の構造の繰り返し単位を含む、酸の作用に
より分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹
脂を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、平版印刷板や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
に使用されるポジ型感光性組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポジ型フォトレジスト組成物としては、
米国特許第4,491,628 号、欧州特許第249,139 号等に記
載されている化学増幅系レジスト組成物がある。化学増
幅系ポジ型レジスト組成物は、遠紫外光などの放射線の
照射により露光部に酸を生成させ、この酸を触媒とする
反応によって、活性放射線の照射部と非照射部の現像液
に対する溶解性を変化させパターンを基板上に形成させ
るパターン形成材料である。
【0003】上記ポジ型化学増幅レジストは、アルカリ
可溶性樹脂、放射線露光によつて酸を発生する化合物
(光酸発生剤)、及び酸分解性基を有するアルカリ可溶
性樹脂に対する溶解阻止化合物から成る3成分系と、酸
との反応により分解しアルカリ可溶となる基を有する樹
脂と光酸発生剤からなる2成分系に大別できる。これら
2成分系あるいは3成分系のポジ型化学増幅レジストに
おいては、露光により光酸発生剤からの酸を介在させ
て、熱処理後現像してレジストパターンを得るものであ
る。
【0004】ここで、上記のようなポジ型化学増幅レジ
ストにおいて用いられる酸との反応により分解しアルカ
リ可溶となる基を有する樹脂として、特開平8−123
032号公報には、酸分解性基としてアセタール基を含
むモノマーと、ヒドロキシスチレンと、ハロゲン原子、
アルキル基、アルコキシ基等がベンゼン環に置換したス
チレンとを含有する3元系共重合体が用いられている。
しかしながら、この樹脂を、ポジ型化学増幅レジストに
おける酸分解性基含有樹脂として用いても、未だ解像力
に改良の余地があった。最近、半導体デバイスの高集積
化が一層進んでいる現状から、ポジ型化学増幅レジスト
においても一層の高解像度化が望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記従来の技術の課題を解決することであり、詳し
くは高解像力を有し、更に感度が高く、優れたレジスト
パターンが得られるポジ型感光性組成物を提供すること
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記諸特
性に留意し鋭意検討した結果、本発明の目的が、ポジ型
化学増幅系において、特定の構造を有する3元系の樹脂
と下記の酸を発生する特定の化合物とを用いることで達
成されることを見いだした。即ち、本発明は、下記構成
である。 (1) (a)活性光線または放射線の照射により、ス
ルホン酸を発生する下記一般式(A−1)、(A−
2)、(A−3)、(A−4)、(A−5)、(A−
6)及び(A−7)で表される化合物のうち少なくとも
1種、及び(b)下記一般式(I)、一般式(II)及び
一般式(III) で表される構造の繰り返し単位を含む、酸
の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増
大する樹脂、を含有することを特徴とするポジ型感光性
組成物。
【0007】
【化9】
【0008】式(A−1)、(A−2)中、R1 〜R5
は各々水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アル
コキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、又は−S−R
6 基を示す。R6 はアルキル基、又はアリール基を示
す。X- は、分岐状又は環状の炭素数8個以上のアルキ
ル基及びアルコキシ基の群の中から選ばれる基を少なく
とも1個有するか、直鎖状、分岐状又は環状の炭素数4
〜7個のアルキル基及びアルコキシ基の群の中から選ば
れる基を少なくとも2個有するか、もしくは直鎖状又は
分岐状の炭素数1〜3個のアルキル基及びアルコキシ基
の群の中から選ばれる基を少なくとも3個有するベンゼ
ンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸又はアントラセン
スルホン酸のアニオンを示す。
【0009】
【化10】
【0010】式(A−3)中、R7 〜R10は各々水素原
子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、ヒ
ドロキシ基、又はハロゲン原子を示す。X- は、分岐状
又は環状の炭素数8個以上のアルキル基及びアルコキシ
基の群の中から選ばれる基を少なくとも1個有するか、
直鎖状、分岐状又は環状の炭素数4〜7個のアルキル基
及びアルコキシ基の群の中から選ばれる基を少なくとも
2個有するか、もしくは直鎖状又は分岐状の炭素数1〜
3個のアルキル基及びアルコキシ基の群の中から選ばれ
る基を少なくとも3個有するベンゼンスルホン酸、ナフ
タレンスルホン酸又はアントラセンスルホン酸のアニオ
ンを示す。m、n、p及びqは、各々1〜3の整数を示
す。
【0011】
【化11】
【0012】式(A−4)中、R11〜R13は、同じでも
異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、シクロア
ルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子
又は−S−R6 基を示す。R6 、X- は前記と同義であ
る。l、m及びnは、同じでも異なってもよく、1〜3
の整数を示す。l、m及びnが各々2又は3の場合、2
〜3個のR11〜R13のうちの各々の2個が互いに結合し
て、炭素環、複素環又は芳香環を含む5〜8個の元素か
ら成る環を形成しても良い。
【0013】
【化12】
【0014】式(A−5)中、R14〜R16は、同じでも
異なってもよく、水素原子、アルキル基、シクロアルキ
ル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子又は
−S−R6 基を示す。R6 、X- は前記と同義である。
l、m及びnは、同じでも異なってもよく、1〜3の整
数を示す。l、m及びnが各々2又は3の場合、2〜3
個のR14〜R16のうちの各々の2個が互いに結合して、
炭素環、複素環又は芳香環を含む5〜8個の元素から成
る環を形成しても良い。
【0015】
【化13】
【0016】式(A−6)中、Yは置換基を有していて
もよい直鎖、分岐、環状アルキル基、置換されていても
よいアラルキル基、
【0017】
【化14】
【0018】で表される基を示す(R31〜R51は同一で
も異なっていてもよく水素原子、置換基を有していても
よい直鎖、分岐、環状アルキル基、アルコキシ基、アシ
ル基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、アリール
基、アシロキシ基、アラルキル基もしくはアルコキシカ
ルボニル基、又はホルミル基、ニトロ基、塩素原子、臭
素原子、ヨウ素原子、水酸基、もしくはシアノ基を示
し、R31〜R35、R36〜R 42及びR43〜R51はそれぞれ
の群のうちの2つが結合して炭素及び/又はヘテロ原子
からなる5〜8員環を形成していもよい)。また、Yは
別のイミドスルホネート化合物の残基と結合していても
よい。Xは置換基を有していてもよい直鎖、分岐アルキ
レン基、置換基を有していてもよくヘテロ原子を含んで
いてもよい単環又は多環環状アルキレン基、置換されて
いてもよい直鎖、分岐アルケニレン基、置換されていて
もよくヘテロ原子を含んでいてもよい単環又は多環環状
アルケニレン基、置換されていてもよいアリーレン基、
置換されていてもよいアラルキレン基を示す。また、X
は別のイミドスルホネート残基と結合していてもよい。 Ar1 −SO2 −SO2 −Ar2 (A−7) 式(A−7)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。
【0019】
【化15】
【0020】式(I)〜(III)中、R21は水素原子又は
メチル基を表し、R22は酸の作用により分解する基を表
し、R23は酸の作用により分解しない基を表し、R24
水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、ア
ルコキシ基、アシル基又はアシロキシ基を表す。nは1
〜3の整数を表す。 (2) 前記一般式(II)で示される繰り返し構造単位
が、下記一般式(II−A)で示される繰り返し構造単位
であることを特徴とする前記(1)に記載のポジ型感光
性組成物。
【0021】
【化16】
【0022】式(II−A)中、R52は水素原子、置換さ
れていてもよい直鎖、分岐、環状アルキル基又は置換さ
れていてもよいアラルキル基を表す。Aは、置換されて
いてもよい直鎖、分岐、環状アルキル基、又は置換され
ていてもよいアラルキル基を表す。また、AとR52が結
合して5〜6員環を形成してもよい。 (3) 酸により分解し得る基を有し、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、分子量300
0以下の低分子酸分解性溶解阻止化合物を含有すること
を特徴とする前記(1)又は(2)に記載のポジ型感光
性組成物。
【0023】上記のように、光酸発生剤として上記特定
の構造を有する化合物と特定の3種の繰り返し単位を有
する樹脂を用いることにより、化学増幅型レジストにお
いて、見事に高い解像力が得られ、且つ光感度が高く、
優れたレジストパターンが得られた。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明に使用する化合物に
ついて詳細に説明する。 (a)光酸発生剤 一般式(A−1)〜(A−3)で示される光酸発生剤 前記一般式(A−1)〜(A−3)における、R1 〜R
6 及びR7 〜R10のアルキル基としては、置換基を有し
てもよい、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチ
ル基、sec−ブチル基、t−ブチル基のような炭素数
1〜4個のものが挙げられる。シクロアルキル基として
は、置換基を有してもよい、シクロプロピル基、シクロ
ペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数3〜8個
のものが挙げられる。アルコキシ基としては、メトキシ
基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ
基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキ
シ基、t−ブトキシ基のような炭素数1〜4個のものが
挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素
原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。アリ
ール基としては、フェニル基、トリル基、メトキシフェ
ニル基、ナフチル基のような置換基を有してもよい炭素
数6〜14個のものが挙げられる。
【0025】置換基として好ましくは、炭素数1〜4個
のアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原
子、沃素原子)、炭素数6〜10個のアリール基、炭素
数2〜6個のアルケニル基、シアノ基、ヒドロキシ基、
カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基等が
挙げられる。本発明で使用される一般式(A−1)〜
(A−3)で表わされるスルホニウム、ヨードニウム化
合物は、その対アニオン、X- として、分岐状又は環状
の炭素数8個以上、好ましくは10個以上のアルキル基
又はアルコキシ基を少なくとも1個以上有するか、直鎖
状、分岐状又は環状の炭素数4〜7個のアルキル基又は
アルコキシ基を少なくとも2個以上有するか、もしくは
直鎖状又は分岐状の炭素数1〜3個のアルキル基又はア
ルコキシ基を少なくとも3個有するベンゼンスルホン
酸、ナフタレンスルホン酸又はアントラセンスルホン酸
のアニオンを有する。これにより露光後発生する酸(上
記基を有するベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン
酸、又はアントラセンスルホン酸)の拡散性が小さくな
り、且つ該スルホニウム、ヨードニウム化合物の溶剤溶
解性が向上する。特に、拡散性を低減させるという観点
からは上記基として直鎖状のアルキル基又はアルコキシ
基より、分岐状又は環状のアルキル基又はアルコキシ基
の方が好ましい。上記基が1個の場合は、直鎖状と分岐
状又は環状との拡散性の差異はより顕著になる。
【0026】炭素数8個以上、好ましくは炭素数8〜2
0個のアルキル基としては、分岐状又は環状のオクチル
基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、
トリデシル基、テトラデシル基、オクタデシル基等が挙
げられる。炭素数8個以上、好ましくは炭素数8〜20
個のアルコキシ基としては、分岐状又は環状のオクチル
オキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシ
ルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、
テトラデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基等が挙げ
られる。炭素数4〜7個のアルキル基としては、直鎖
状、分岐状又は環状のブチル基、ペンチル基、ヘキシル
基、ヘプチル基等が挙げられる。炭素数4〜7個のアル
コキシ基としては、直鎖状、分岐状又は環状のブトキシ
基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオ
キシ基等が挙げられる。炭素数1〜3個のアルキル基と
しては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプ
ロピル基が挙げられる。炭素数1〜3個のアルコキシ基
としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ
基、イソプロポキシ基が挙げられる。
【0027】また、X- で表される芳香族スルホン酸に
は、上記特定の置換基以外に、ハロゲン原子(フッ素原
子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、炭素数6〜10
個のアリール基、シアノ基、スルフィド基、ヒドロキシ
基、カルボキシ基、ニトロ基等を置換基として含有して
もよい。
【0028】以下に、これらの化合物の具体例(A−1
−1)〜(A−1−59)、(A−2−1)〜(A−2
−53)、(A−3−1)〜(A−3−35)を示す
が、これに限定されるものではない。
【0029】
【化17】
【0030】
【化18】
【0031】
【化19】
【0032】
【化20】
【0033】
【化21】
【0034】
【化22】
【0035】
【化23】
【0036】
【化24】
【0037】
【化25】
【0038】
【化26】
【0039】
【化27】
【0040】
【化28】
【0041】
【化29】
【0042】
【化30】
【0043】
【化31】
【0044】
【化32】
【0045】
【化33】
【0046】
【化34】
【0047】
【化35】
【0048】
【化36】
【0049】
【化37】
【0050】
【化38】
【0051】
【化39】
【0052】
【化40】
【0053】
【化41】
【0054】
【化42】
【0055】尚、具体例中、nは直鎖、sは第2級、t
は第3級、iは分岐であることを示す。一般式(A−
1)〜(A−3)で表される化合物は、例えば対応する
Cl- 塩(一般式(A−1)〜(A−3)でX- をCl
- で置換した化合物)と、X- + で表わされる化合物
(X- は一般式(A−1)〜(A−3)の場合と同義、
+ はH+ 、Na+ 、K+ 、NH4 + 、N(CH3)4 +
等のカチオンを示す。)とを水溶液中で塩交換させるこ
とにより合成できる。
【0056】一般式(A−4)、(A−5)で示される
光酸発生剤 一般式(A−4)、(A−5)において、R11〜R13
14〜R16におけるアルキル基、シクロアルキル基、ア
ルコキシ基、ハロゲン原子は前記R1 〜R5 のものと同
様のものを具体例として挙げることができる。R6 、X
- は、前記と同義である。
【0057】また、l、m、nが各々2又は3の場合、
2又は3個のR11〜R13あるいはR 14〜R16のうちの各
々の2個が互いに結合して、炭素環、複素環又は芳香環
を含む5〜8個の元素からなる環を形成してもよい。
【0058】以下に、一般式(A−4)で表される化合
物の具体例(A−4−1)〜(A−4−28)、一般式
(A−5)で表される化合物の具体例(A−5−1)〜
(A−5−30)を示すが、これに限定されるものでは
ない。
【0059】
【化43】
【0060】
【化44】
【0061】
【化45】
【0062】
【化46】
【0063】
【化47】
【0064】
【化48】
【0065】
【化49】
【0066】
【化50】
【0067】
【化51】
【0068】
【化52】
【0069】
【化53】
【0070】
【化54】
【0071】尚、具体例中、nは直鎖、sは第2級、t
は第3級、iは分岐であることを示す。一般式(A−
4)、(A−5)で表される化合物は、例えば対応する
Cl- 塩(一般式(A−4)、(A−5)でX- をCl
- で置換した化合物)と、X- + で表わされる化合物
(X- は一般式(A−4)、(A−5)の場合と同義、
+ はH+ 、Na+ 、K+ 、NH4 + 、N(CH3)4 +
等のカチオンを示す。)とを水溶液中で塩交換させるこ
とにより合成できる。
【0072】一般式(A−6)で表される光酸発生剤 前記一般式(A−6)におけるY及びR31〜R51の直
鎖、分岐、環状アルキル基としてはメチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブ
チル基、t-ブチル基、ヘキシル基、オクチル基のような
炭素数1〜20個の直鎖又は分岐アルキル基及びシクロ
プロピル基、シクロペンチル基又はシクロヘキシル基等
の環状アルキル基が挙げられる。アルキル基の好ましい
置換基としてはアルコキシ基、アシル基、アシロキシ
基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられ
る。
【0073】また、Yのアラルキル基としてはベンジル
基もしくはフェネチル基のような炭素数7〜12個のア
ラルキル基が挙げられる。アラルキル基の好ましい置換
基としては、炭素数1〜4の低級アルキル基、炭素数1
〜4の低級アルコキシ基、ニトロ基、アセチルアミノ
基、ハロゲン原子などが挙げられる。
【0074】R31〜R51のアルコキシ基としてはメトキ
シ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、
n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、t-ブ
トキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基のよう
な炭素数1〜20個のアルコキシ基又はエトキシエトキ
シ基などの置換基を有するアルコキシ基が挙げられる。
アシル基としてはアセチル基、プロピオニル基、ベンゾ
イル基などが挙げられる。アシルアミノ基としてはアセ
チルアミノ基、プロピオニルアミノ基、ベンゾイルアミ
ノ基などが挙げられる。スルホニルアミノ基としてはメ
タンスルホニルアミノ基、エタンスルホニルアミノ基な
ど炭素数1〜4個のスルホニルアミノ基、p−トルエン
スルホニルアミノ基のような置換または無置換のベンゼ
ンスルホニルアミノ基があげられる。アリール基として
はフェニル基、トリル基、ナフチル基などが挙げられ
る。アルコキシカルボニル基としてはメトキシカルボニ
ル基、エトキシカルボニル基、エトキシエトキシカルボ
ニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシ
カルボニル基などの炭素数2〜20個のアルコキシカル
ボニル基があげられる。
【0075】アシロキシ基としてはアセトキシ基、プロ
パノイルオキシ基、オクタノイルオキシ基、ベンゾイル
オキシ基のような炭素数2〜20個のアシロキシ基があ
げられる。アラルキル基としては置換または無置換ベン
ジル基、置換または無置換フェネチル基などの炭素数7
〜15個のアラルキル基があげられる。アラルキル基の
好ましい置換基としては前記にあげたものと同じものが
あげられる。
【0076】R31〜R51においては、R31〜R35、R36
〜R42及びR43〜R51はそれぞれの群のうちの2つが結
合して炭素及び/又はヘテロ原子からなる5〜8員環を
形成していもよい。このような5〜8員環としては、例
えばシクロヘキサン、ピリジン、フラン又はピロリジン
があげられる。また、X、Yは別のイミドスルホネート
化合物の残基と結合していてもよく、2量体、3量体を
形成していても良い。別のイミドスルホネートとして
は、一般式(A−6)で表される化合物で、X又はYの
ところで1価の基になったものがあげられる。
【0077】Xのアルキレン基としては、直鎖又は分岐
の炭素数1〜10個のアルキレン基あるいはヘテロ原子
を含んでいてもよい単環又は多環の環状アルキレン基が
挙げられる。直鎖又は分岐のアルキレン基としてはメチ
レン基、エチレン基、プロピレン基又はオクチレン基な
どがあげられる。アルキレン基の好ましい置換基として
はアルコキシ基、アシル基、ホルミル基、ニトロ基、ア
シルアミノ基、スルホニルアミノ基、ハロゲン原子、ア
リール基、アルコキシカルボニル基が挙げられる。ここ
で挙げたアルコキシ基、アシル基、ニトロ基、アシルア
ミノ基、スルホニルアミノ基、アリール基、アルコキシ
カルボニル基はR31〜R51で挙げたものと同義である。
ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原
子、ヨウ素原子を挙げることができる。
【0078】環状アルキレン基としてはシクロペンチレ
ン基、シクロヘキシレン基、などの炭素数4〜8個の単
環シクロアルキレン基、7−オキサビシクロ〔2,2,
1〕ヘプチレン基などの炭素数5〜15個の多環シクロ
アルキレン基が挙げられ、シクロアルキレン基の好まし
い置換基としては、炭素数1〜4個のアルキル基、アル
コキシ基、アシル基、ホルミル基、ニトロ基、アシルア
ミノ基、スルホニルアミノ基、ハロゲン原子、アリール
基、アルコキシカルボニル基が挙げられる。ここで挙げ
たアルコキシ基、アシル基、ニトロ基、アシルアミノ
基、スルホニルアミノ基、アリール基、アルコキシカル
ボニル基はR31〜R51で挙げたものと同義である。ハロ
ゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨ
ウ素原子を挙げることができる。
【0079】アリーレン基としてはフェニレン基、ナフ
チレン基等が挙げられる。アリーレン基の好ましい置換
基としてはアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ
基、アシル基、ホルミル基、ニトロ基、アシルアミノ
基、スルホニルアミノ基、ハロゲン原子、アリール基、
アルコキシカルボニル基が挙げられる。ここで挙げたア
ルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アシル
基、ホルミル基、ニトロ基、アシルアミノ基、スルホニ
ルアミノ基、アリール基、アルコキシカルボニル基はR
31〜R51で挙げたものと同義である。ハロゲン原子とし
てはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を挙
げることができる。
【0080】アルケニレン基としては炭素数2〜4個の
アルケニレン基があげられ、例えばエテニレン基、ブテ
ニレン基等が挙げられ、アルケニレン基の好ましい置換
基としてはアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ
基、アシル基、ホルミル基、ニトロ基、アシルアミノ
基、スルホニルアミノ基、ハロゲン原子、アリール基、
アルコキシカルボニル基が挙げられる。ここで挙げたア
ルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アシル
基、ホルミル基、ニトロ基、アシルアミノ基、スルホニ
ルアミノ基、アリール基、アルコキシカルボニル基はR
31〜R51で挙げたものと同義である。ハロゲン原子とし
てはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を挙
げることができる。環状アルケニレン基としてはシクロ
ぺンテニレン基、シクロヘキセニレン基、などの炭素数
4〜8個の単環シクロアルケニレン基、7−オキサビシ
クロ〔2,2,1〕ヘプテニレン基、ノルボルネニレン
基などの炭素数5〜15個の多環シクロアルケニレン基
が挙げられる。アラルキレン基としては、トリレン基、
キシリレン基などが挙げられ、その置換基としてはアリ
ーレン基で挙げた置換基をあげることができる。以下
に、これらの一般式(A−6)で表される化合物の具体
例(A−6−1)〜(A−6−49)を示すが、これに
限定されるものではない。
【0081】
【化55】
【0082】
【化56】
【0083】
【化57】
【0084】
【化58】
【0085】
【化59】
【0086】
【化60】
【0087】
【化61】
【0088】
【化62】
【0089】
【化63】
【0090】一般式(A−6)で表される化合物は、G.
F.Jaubert 著、Ber.. 28,360(1895)の方法、D.E.Ames等
著、J.Chem.Soc..3518(1955)の方法、あるいはM.A.Stol
berg等著、J.Am. Chem.Soc..79,2615(1957) の方法等に
従い合成されたN−ヒドロキシイミド化合物とスルホン
酸クロリドとを塩基性条件下、例えばL.Bauer 等著、J.
Org.Chem..24,1294(1959) の方法に従い合成することが
可能である。
【0091】一般式(A−7)で表される光酸発生剤 一般式(A−7)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。ここで、アリール
基としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基などが
挙げられる。アリール基の置換基としては、アルキル
基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アシル基、ホル
ミル基、ニトロ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ
基、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシカルボニル
基が挙げられる。ここで挙げたアルキル基、シクロアル
キル基、アルコキシ基、アシル基、ホルミル基、ニトロ
基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、アリール
基、アルコキシカルボニル基は上記R31〜R51で挙げた
ものと同義である。ハロゲン原子としてはフッ素原子、
塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を挙げることができ
る。一般式(A−7)で表される光酸発生剤の具体例と
しては以下に示す化合物(A−7−1)〜(A−7−1
4)が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。
【0092】
【化64】
【0093】
【化65】
【0094】上記一般式(A−7)で表される光酸発生
剤の合成としては、ジー.シー.デンサー.ジュニア.
ら著「ジャーナル オブ オルガニックケミストリー」
(G.C. Denser, Jr. ら著、「Journal of Organic Chemi
stry」) 31、3418〜3419 (1966) 記載の方法、テー.ピ
ー.ヒルドイッチ著「ジャーナル オブ ザ ケミカル
ソサイアティ」(T.P. Hilditch著「Journal of the C
hemical Society 」)93、1524〜1527 (1908) 記載の方
法、あるいはオー.ヒンズベルク著「ベリヒテ デア
ドイチェン ヘミシエ ゲゼルシャフト」(O. Hinsberg
著、「Berichte der Deutschen Chemischen Gesellscha
ft」)49、2593〜2594(1918)記載の方法等にしたがい
合成できる。すなわち、硫酸水溶液中において、硫酸コ
バルトを用い、一般式(a)で示されるスルフィン酸よ
り合成する方法、キサントゲン酸エチルを用い、一般式
(b)で示されるスルホン酸クロリドより合成する方
法、あるいは塩基性条件下、一般式(a)で示されるス
ルフィン酸と一般式(b)で示されるスルホン酸クロリ
ドとを合成する方法等が挙げられる。 Ar1 −SO2H (a) Ar2 −SO2Cl (b) (ここで、Ar1 、Ar2 は一般式(A−7)で定義さ
れたものと同一の意味である。)
【0095】本発明においては、上記一般式(A−1)
〜(A−7)で表される光酸発生剤のうち、一般式(A
−1)〜(A−5)で表される光酸発生剤が好ましく、
より好ましくは一般式(A−1)〜(A−4)で表され
る光酸発生剤である。これにより、解像度、感度が一層
優れるようになる。一般式(A−1)〜(A−7)で表
される化合物の組成物中の含量は、全組成物の固形分に
対し、0.1〜20重量%が好ましく、より好ましくは
0.5〜10重量%、更に好ましくは1〜7重量%であ
る。
【0096】(b)上記一般式(I)、(II)及び(II
I) で表される構造の繰り返し単位を含み、酸の作用に
より分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹
脂R22における酸の作用により分解する基としては、即
ち、−COO−A0 、−O−B0 基を含む基としては、
−R0 −COO−A0 、又は−Ar−O−B0 で示され
る基が挙げられる。ここでA0 は、−C(R01
(R02)(R03)、−Si(R01)(R02)(R 03)も
しくは−C(R04)(R05)−O−R06基を示す。B0
は、A0 又は−CO−O−A0 基を示す。R01、R02
03、R04及びR05は、それぞれ同一でも相異していて
も良く、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ア
ルケニル基もしくはアリール基を示し、R06はアルキル
基もしくはアリール基を示す。但し、R01〜R03の内少
なくとも2つは水素原子以外の基であり、又、R01〜R
03、及びR04〜R06の内の2つの基が結合して環を形成
してもよい。R0 は置換基を有していても良い2価以上
の脂肪族もしくは芳香族炭化水素基を示し、−Ar−は
単環もしくは多環の置換基を有していても良い2価以上
の芳香族基を示す。
【0097】ここで、アルキル基としてはメチル基、エ
チル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル
基、t−ブチル基の様な炭素数1〜4個のものが好まし
く、シクロアルキル基としてはシクロプロピル基、シク
ロブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基の様な
炭素数3〜10個のものが好ましく、アルケニル基とし
てはビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基の
様な炭素数2〜4個のものが好ましく、アリール基とし
てはフエニル基、キシリル基、トルイル基、クメニル
基、ナフチル基、アントラセニル基の様な炭素数6〜1
4個のものが好ましい。また、置換基としては水酸基、
ハロゲン原子(フツ素、塩素、臭素、ヨウ素)、ニトロ
基、シアノ基、上記のアルキル基、メトキシ基・エトキ
シ基・ヒドロキシエトキシ基・プロポキシ基・ヒドロキ
シプロポキシ基・n−ブトキシ基・イソブトキシ基・s
ec−ブトキシ基・t−ブトキシ基等のアルコキシ基、
メトキシカルボニル基・エトキシカルボニル基等のアル
コキシカルボニル基、ベンジル基・フエネチル基・クミ
ル基等のアラルキル基、アラルキルオキシ基、ホルミル
基・アセチル基・ブチリル基・ベンゾイル基・シアナミ
ル基・バレリル基等のアシル基、ブチリルオキシ基等の
アシロキシ基、上記のアルケニル基、ビニルオキシ基・
プロペニルオキシ基・アリルオキシ基・ブテニルオキシ
基等のアルケニルオキシ基、上記のアリール基、フエノ
キシ基等のアリールオキシ基、ベンゾイルオキシ基等の
アリールオキシカルボニル基を挙げることができる。
【0098】酸により分解しうる基として、好ましく
は、シリルエーテル基、クミルエステル基、アセタール
基、テトラヒドロピラニルエーテル基、エノールエーテ
ル基、エノールエステル基、第3級のアルキルエーテル
基、第3級のアルキルエステル基、第3級のアルキルカ
ーボネート基等である。酸分解性基としては、更に好ま
しくは、アセタール基である。
【0099】R23における酸の作用により分解しない基
(酸安定基ともいう)としては、水素原子、ハロゲン原
子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、ア
リール基、アルキルオキシ基(但し、−O−第3級アル
キルは除く)、アシル基、シクロアルキルオキシ基、ア
ルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボ
ニルオキシ基、アルキルアミドメチルオキシ基、アルキ
ルアミド基、アリールアミドメチル基、アリールアミド
基等が挙げられる。酸安定基としては、好ましくはアシ
ル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルオキシ
基、シクロアルキルオキシ基、アリールオキシ基、アル
キルアミドオキシ基、アルキルアミド基であり、より好
ましくはアシル基、アルキルカルボニルオキシ基、アル
キルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アリールオキ
シ基である。
【0100】R23の酸安定基において、アルキル基とし
ては、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル
基、sec−ブチル基、t−ブチル基の様な炭素数1〜
4個のものが好ましく、シクロアルキル基としてはシク
ロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基、ア
ダマンチル基の様な炭素数3〜10個のものが好まし
く、アルケニル基としてはビニル基、プロペニル基、ア
リル基、ブテニル基の様な炭素数2〜4個のものが好ま
しく、アルケニル基としてはビニル基、プロペニル基、
アリル基、ブテニル基の様な炭素数2〜4個のものが好
ましく、アリール基としてはフエニル基、キシリル基、
トルイル基、クメニル基、ナフチル基、アントラセニル
基の様な炭素数6〜14個のものが好ましい。アルコキ
シ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエ
トキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、n
−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基等
の炭素数1〜4個のアルコキシ基が好ましい。
【0101】上記R24におけるハロゲン原子としては、
フッ素、塩素、臭素、沃素が好ましく、アルキル基とし
ては、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、sec
−ブチル、t−ブチル、ヘキシル、オクチル等のような
炭素数1〜8個のものが好ましく、アリール基として
は、フェニル、キシリル、トルイル、クメニル、ナフチ
ル、アントラセニル等のような炭素数6〜14のものが
好ましい。アルコキシ基としては、メトキシ、エトキ
シ、ヒドロキシエトキシ、プロポキシ、ヒドロキシプロ
ポキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキ
シ、t−ブトキシ等のような炭素数1〜4個のものが好
ましく、アシル基としては、ホルミル、アセチル、プロ
パノイル、ブタノイル、ベンゾイル等の炭素数1〜7の
ものが好ましく、アシロキシ基としては、アセトキシ、
プロプノイルオキシ、ブタノイルオキシ、ベンゾイルオ
キシ等の炭素数2〜7個のものが好ましい。
【0102】前記一般式(II)で表される構造の繰り返
し単位としては、前記一般式(II−A)で示される繰り
返し単位が好ましい。一般式(II−A)おけるA基、R
52の直鎖、分岐、環状のアルキル基、及び置換されてい
ても良いアラルキル基としては一般式(A−6)におけ
るY及びR31〜R51と同義のアルキル基及び置換されて
いても良いアラルキル基を示し、アラルキル基の好まし
い置換基も同義である。AとR52が結合して5〜6員環
を形成している例としてはテトラヒドロピラン環、フラ
ン環などを挙げることができる。
【0103】これら一般式(I)〜(III) で示される繰
り返し単位を含む樹脂は、例えば以下に示す方法により
合成される。即ち、一般式(I)で示される構造単位に
由来する重合性モノマーを単独重合又は共重合させて得
られたた樹脂中のOH基を、一般式(II)のR23で示さ
れる基、更に一般式(III) のR23で示される基になるよ
うに修飾、変換する方法、並びに一般式(I)で示され
る重合性モノマーと、一般式(II)で示される重合性モ
ノマーと、一般式(III) で示される重合性モノマーとを
共重合する方法、また更に、一般式(II)、(III) で示
される重合性モノマーを単独重合又は共重合した後、R
22、R23の一部を加水分解して一般式(I)の構造に変
換する方法により合成できる。
【0104】具体的には、上記一般式(I)で示される
重合性モノマーを適当な溶媒及び触媒を用い、例えば、
特開平2−25850号、同3−223860号、同4
−211258号、同5−249682号等に記載され
たラジカル重合法で単独重合又は他の重合性モノマーと
共重合させた後、得られた樹脂中のOH基を例えば、特
開昭60−52845号、特開平5−19482号、同
4−219757号、同4−251259号、同5−2
49682号、同4−211258号、同5−1812
79号、同6−83059号、同6−194841号等
に記載の方法により、R22、R23の基に修飾、変換する
方法により合成される。また、一般式(I)、(II)、
(III) 及び必要に応じて他の重合性モノマーを上記ラジ
カル重合法等で、共重合させることにより合成される。
また、一般式(II)及び/又は(III) 及び必要に応じて
他の重合性モノマーを上記ラジカル重合法、又は特開平
4−350657号、同4−350658号、同6−4
1221号、同6−41222号、同6−65332
号、同6−65333号等に記載されたリビングアニオ
ン重合法で単独重合または共重合させた後、R22及び/
又はR23の基の一部を加水分解して一般式(I)の構造
に変換する方法、更に引き続き含量調整のため、再度R
22及び/又はR23の基に修飾、変換する方法により合成
される。
【0105】このような一般式(I)で示される重合性
モノマーの具体例としては、以下に示すものが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。
【0106】
【化66】
【0107】
【化67】
【0108】一般式(II)で示される重合性モノマーの
具体例としては、上記化合物例(I−1)〜(I−2
3)のOH基を以下の基で置換したものが挙げられる。
【0109】
【化68】
【0110】また、一般式(III) で示される重合性モノ
マーの具体例としては、以下のものが挙げられるが、こ
れらに限定されるものではない。
【0111】
【化69】
【0112】
【化70】
【0113】本発明において、酸の作用により分解し、
アルカリ現像液中での溶解度を増大させる基を有する樹
脂は、一般式(I)、(II)及び(III) で表される構造
単位の他に共重合成分として他のモノマー単位を含んで
いてもよい。
【0114】本発明で用いる樹脂は、アルカリ溶解速度
調整及び耐熱姓向上のために合成段階においてポリヒド
ロキシ化合物を添加して、ポリマー主鎖を多官能アセタ
ール基で連結する架橋部位を導入しても良い。ポリヒド
ロキシ化合物の添加量は樹脂の水酸基の数に対して、
0.01〜10mol%、好ましくは0.05〜8 mol
%、更に好ましくは0.1〜5 mol%である。ポリヒド
ロキシ化合物としては、フェノール性水酸基あるいアル
コール性水酸基を2〜6個持つものがあげられ、好まし
くは水酸基の数が2〜4個であり、更に好ましくは水酸
基の数が2または3個である。以下に具体例を示すが、
本発明はこれらに限定されるものではない。
【0115】
【化71】
【0116】一般式(I)〜(III) で示される重合性モ
ノマー又は他の重合性モノマーは、各々一種、又は二種
以上を組み合わせて使用することができる。樹脂におけ
る一般式(I)で示されるモノマー成分の含量は好まし
くは30〜90モル%、より好ましくは40〜85モル
%、更に好ましくは50〜80モル%である。樹脂にお
ける一般式(II)で示されるモノマー成分の含量は好ま
しくは3〜40モル%、より好ましくは5〜40モル
%、更に好ましくは10〜40モル%である。樹脂にお
ける一般式(III) で示されるモノマー成分の含量は好ま
しくは5〜40モル%、より好ましくは7〜35モル
%、更に好ましくは7〜30モル%である。また共重合
体においては、アルカリ現像液に対する良好な現像性を
維持する為にアルカリ可溶性基、例えばフェノール性水
酸基、カルボキシル基が導入され得るように他の重合性
モノマーを選択することができる。
【0117】上記の方法によって合成される本発明に係
わる上記一般式(I)〜(III) のモノマー成分を有する
樹脂の分子量は重量平均(Mw:ポリスチレン標準)で
2,000以上、好ましくは3,000〜200,00
0であり、より好ましくは5,000〜70,000で
ある。また、分散度(Mw/Mn)は、好ましくは1.
0〜4.0、より好ましくは1.0〜2.0、特に好ま
しくは1.0〜1.6であり、分散度が小さい程、耐熱
性、画像形成性(パターンプロファイル、デフォーカス
ラチチュード等)が良好となる。上記一般式(I)〜(I
II) のモノマー成分を有する樹脂の感光性組成物中(塗
布溶媒を除く)の添加量としては、好ましくは50〜9
9重量%、更に好ましくは70〜97重量%である。こ
れらの一般式(I)〜(III) のモノマー成分を有する樹
脂の具体例を以下に示すが、本発明がこれらに限定され
るものではない。
【0118】
【化72】
【0119】
【化73】
【0120】
【化74】
【0121】
【化75】
【0122】
【化76】
【0123】
【化77】
【0124】上記、本発明における樹脂以外に酸分解性
基を有する樹脂を併用してもよい。本発明における化学
増幅型レジストにおいて用いられる他の酸により分解
し、アルカリ現像液中での溶解性を増大させる基を有す
る樹脂としては、樹脂の主鎖または側鎖、あるいは、主
鎖及び側鎖の両方に、酸で分解し得る基を有する樹脂で
ある。この内、酸で分解し得る基を側鎖に有する樹脂が
より好ましい。酸で分解し得る基として好ましい基は、
−COOA0 、−O−B0 基であり、更にこれらを含む
基としては、−R0 −COOA0 、又は−Ar −O−B
0 で示される基が挙げられる。ここでA0 は、−C(R
01)(R02)(R03)、−Si(R01)(R02
(R 03)もしくは−C(R04)(R05)−O−R06基を
示す。B0 は、−A0 又は−CO−O−A0 基を示す
(R0 、R01〜R06、及びArは後述のものと同義)。
【0125】酸分解性基としては好ましくは、シリルエ
ーテル基、クミルエステル基、アセタール基、テトラヒ
ドロピラニルエーテル基、テトラヒドロピラニルエステ
ル基、エノールエーテル基、エノールエステル基、第3
級のアルキルエーテル基、第3級のアルキルエステル
基、第3級のアルキルカーボネート基等である。更に好
ましくは、第3級アルキルエステル基、第3級アルキル
カーボネート基、クミルエステル基、アセタール基、テ
トラヒドロピラニルエーテル基である。
【0126】次に、これら酸で分解し得る基が側鎖とし
て結合する場合の母体樹脂としては、側鎖に−OHもし
くは−COOH、好ましくは−R0 −COOHもしくは
−A r −OH基を有するアルカリ可溶性樹脂である。例
えば、後述するアルカリ可溶性樹脂を挙げることができ
る。
【0127】これらアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解
速度は、0.261Nテトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド(TMAH)で測定(23℃)して170
A/秒以上のものが好ましい。特に好ましくは330A
/秒以上のものである(Aはオングストローム)。ま
た、矩形プロファイルを達成する点から遠紫外光やエキ
シマレーザー光に対する透過率が高いアルカリ可溶性樹
脂が好ましい。好ましくは、1μm膜厚の248nmで
の透過率が20〜90%である。このような観点から、
特に好ましいアルカリ可溶性樹脂は、o−,m−,p−
ポリ(ヒドロキシスチレン)及びこれらの共重合体、水
素化ポリ(ヒドロキシスチレン)、ハロゲンもしくはア
ルキル置換ポリ(ヒドロキシスチレン)、ポリ(ヒドロ
キシスチレン)の一部、O−アルキル化もしくはO−ア
シル化物、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α
−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体及び水
素化ノボラック樹脂である。
【0128】本発明に用いられる酸で分解し得る基を有
する樹脂は、アルカリ可溶性樹脂に酸で分解し得る基の
前駆体を反応させる、もしくは、酸で分解し得る基の結
合したアルカリ可溶性樹脂モノマーを種々のモノマーと
共重合して得ることができる。
【0129】上記光酸発生剤、酸で分解し得る基を有す
る樹脂とともに、後記する酸分解性低分子溶解阻止化合
物を混合することが好ましい。本発明に用いられる酸分
解性溶解阻止化合物としては、その構造中に酸で分解し
得る基を少なくとも2個有し、該酸分解性基間の距離が
最も離れた位置において、酸分解性基を除く結合原子を
少なくとも8個経由する化合物である。本発明におい
て、好ましくは酸分解性溶解阻止化合物は、その構造中
に酸で分解し得る基を少なくとも2個有し、該酸分解性
基間の距離が最も離れた位置において、酸分解性基を除
く結合原子を少なくとも10個、好ましくは少なくとも
11個、更に好ましくは少なくとも12個経由する化合
物、又は酸分解性基を少なくとも3個有し、該酸分解性
基間の距離が最も離れた位置において、酸分解性基を除
く結合原子を少なくとも9個、好ましくは少なくとも1
0個、更に好ましくは少なくとも11個経由する化合物
である。又、上記結合原子の好ましい上限は50個、更
に好ましくは30個である。本発明において、酸分解性
溶解阻止化合物が、酸分解性基を3個以上、好ましくは
4個以上有する場合、又酸分解性基を2個有するものに
おいても、該酸分解性基が互いにある一定の距離以上離
れている場合、アルカリ可溶性樹脂に対する溶解阻止性
が著しく向上する。なお、本発明における酸分解性基間
の距離は、酸分解性基を除く、経由結合原子数で示され
る。例えば、以下の化合物(1),(2)の場合、酸分
解性基間の距離は、各々結合原子4個であり、化合物
(3)では結合原子12個である。
【0130】
【化78】
【0131】また、本発明の酸分解性溶解阻止化合物
は、1つのベンゼン環上に複数個の酸分解性基を有して
いても良いが、好ましくは、1つのベンゼン環上に1個
の酸分解性基を有する骨格から構成される化合物であ
る。更に、本発明の酸分解性溶解阻止化合物の分子量は
3,000以下であり、好ましくは500〜3,00
0、更に好ましくは1,000〜2,500である。
【0132】本発明の好ましい実施態様においては、酸
により分解し得る基、即ち−COO−A0 、−O−B0
基を含む基としては、−R0 −COO−A0 、又は−A
r−O−B0 で示される基が挙げられる。ここでA
0 は、−C(R01)(R02)(R03)、−Si(R01
(R02)(R 03)もしくは−C(R04)(R05)−O−
06基を示す。B0 は、A0 又は−CO−O−A0 基を
示す。R01、R02、R03、R04及びR05は、それぞれ同
一でも相異していても良く、水素原子、アルキル基、シ
クロアルキル基、アルケニル基もしくはアリール基を示
し、R06はアルキル基もしくはアリール基を示す。但
し、R01〜R03の内少なくとも2つは水素原子以外の基
であり、又、R01〜R03、及びR04〜R06の内の2つの
基が結合して環を形成してもよい。R0 は置換基を有し
ていても良い2価以上の脂肪族もしくは芳香族炭化水素
基を示し、−Ar−は単環もしくは多環の置換基を有し
ていても良い2価以上の芳香族基を示す。
【0133】ここで、アルキル基としてはメチル基、エ
チル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル
基、t−ブチル基の様な炭素数1〜4個のものが好まし
く、シクロアルキル基としてはシクロプロピル基、シク
ロブチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基の様な
炭素数3〜10個のものが好ましく、アルケニル基とし
てはビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基の
様な炭素数2〜4個のものが好ましく、アリール基とし
てはフエニル基、キシリル基、トルイル基、クメニル
基、ナフチル基、アントラセニル基の様な炭素数6〜1
4個のものが好ましい。また、置換基としては水酸基、
ハロゲン原子(フツ素、塩素、臭素、ヨウ素)、ニトロ
基、シアノ基、上記のアルキル基、メトキシ基・エトキ
シ基・ヒドロキシエトキシ基・プロポキシ基・ヒドロキ
シプロポキシ基・n−ブトキシ基・イソブトキシ基・s
ec−ブトキシ基・t−ブトキシ基等のアルコキシ基、
メトキシカルボニル基・エトキシカルボニル基等のアル
コキシカルボニル基、ベンジル基・フエネチル基・クミ
ル基等のアラルキル基、アラルキルオキシ基、ホルミル
基・アセチル基・ブチリル基・ベンゾイル基・シアナミ
ル基・バレリル基等のアシル基、ブチリルオキシ基等の
アシロキシ基、上記のアルケニル基、ビニルオキシ基・
プロペニルオキシ基・アリルオキシ基・ブテニルオキシ
基等のアルケニルオキシ基、上記のアリール基、フエノ
キシ基等のアリールオキシ基、ベンゾイルオキシ基等の
アリールオキシカルボニル基を挙げることができる。
【0134】酸により分解しうる基として、好ましく
は、シリルエーテル基、クミルエステル基、アセタール
基、テトラヒドロピラニルエーテル基、エノールエーテ
ル基、エノールエステル基、第3級のアルキルエーテル
基、第3級のアルキルエステル基、第3級のアルキルカ
ーボネート基等である。更に好ましくは、第3級アルキ
ルエステル基、第3級アルキルカーボネート基、クミル
エステル基、テトラヒドロピラニルエーテル基である。
【0135】酸分解性溶解阻止化合物としては、好まし
くは、特開平1−289946号、特開平1−2899
47号、特開平2−2560号、特開平3−12895
9号、特開平3−158855号、特開平3−1793
53号、特開平3−191351号、特開平3−200
251号、特開平3−200252号、特開平3−20
0253号、特開平3−200254号、特開平3−2
00255号、特開平3−259149号、特開平3−
279958号、特開平3−279959号、特開平4
−1650号、特開平4−1651号、特開平4−11
260号、特開平4−12356号、特開平4−123
57号、特願平3−33229号、特願平3−2307
90号、特願平3−320438号、特願平4−251
57号、特願平4−52732号、特願平4−1032
15号、特願平4−104542号、特願平4−107
885号、特願平4−107889号、同4−1521
95号等の明細書に記載されたポリヒドロキシ化合物の
フエノール性OH基の一部もしくは全部を上に示した
基、−R0 −COO−A0 もしくはB0 基で結合し、保
護した化合物が含まれる。
【0136】更に好ましくは、特開平1−289946
号、特開平3−128959号、特開平3−15885
5号、特開平3−179353号、特開平3−2002
51号、特開平3−200252号、特開平3−200
255号、特開平3−259149号、特開平3−27
9958号、特開平4−1650号、特開平4−112
60号、特開平4−12356号、特開平4−1235
7号、特願平4−25157号、特願平4−10321
5号、特願平4−104542号、特願平4−1078
85号、特願平4−107889号、同4−15219
5号の明細書に記載されたポリヒドロキシ化合物を用い
たものが挙げられる。
【0137】より具体的には、一般式[I]〜[XV
I]で表される化合物が挙げられる。
【0138】
【化79】
【0139】
【化80】
【0140】
【化81】
【0141】
【化82】
【0142】R101 、R102 、R108 、R130 :同一で
も異なっていても良く、水素原子、−R0−COO−C
(R01)(R02)(R03)又は−CO−O−C(R01
(R0 2)(R03)、但し、R0、R01、R02及びR03
定義は前記と同じである。
【0143】R100 :−CO−,−COO−,−NHC
ONH−,−NHCOO−,−O−、−S−,−SO
−,−SO2−,−SO3−,もしくは
【0144】
【化83】
【0145】ここで、G=2〜6 但し、G=2の時は
150 、R151 のうち少なくとも一方はアルキル基、 R150 、R151 :同一でも異なっていても良く、水素原
子,アルキル基,アルコキシ基、−OH,−COOH,
−CN,ハロゲン原子,−R152 −COOR15 3 もしく
は−R154 −OH、 R152 、R154 :アルキレン基、 R153 :水素原子,アルキル基,アリール基,もしくは
アラルキル基、 R99、R103 〜R107 、R109 、R111 〜R118 、R
121 〜R123 、R128 〜R129 、R131 〜R134 、R
138 〜R141 及びR143 :同一でも異なっても良く、水
素原子,水酸基,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,ア
ラルキル基,アラルキルオキシ基,ハロゲン原子,ニト
ロ基,カルボキシル基,シアノ基,もしくは −N(R155)(R156)(R155、R156:H,アルキル基,もしく
はアリール基) R110 :単結合,アルキレン基,もしくは
【0146】
【化84】
【0147】R157 、R159 :同一でも異なっても良
く、単結合,アルキレン基,−O−,−S−,−CO
−,もしくはカルボキシル基、 R158 :水素原子,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,ニトロ基,水酸基,シ
アノ基,もしくはカルボキシル基、但し、水酸基が酸分
解性基(例えば、t−ブトキシカルボニルメチル基、テ
トラヒドロピラニル基、1−エトキシ−1−エチル基、
1−t−ブトキシ−1−エチル基)で置き換ってもよ
い。
【0148】R119 、R120 :同一でも異なっても良
く、メチレン基,低級アルキル置換メチレン基,ハロメ
チレン基,もしくはハロアルキレン基、但し本願におい
て低級アルキル基とは炭素数1〜4のアルキル基を指
す、 R124 〜R127 :同一でも異なっても良く、水素原子も
しくはアルキル基、 R135 〜R137 :同一でも異なっても良く、水素原子,
アルキル基,アルコキシ基,アシル基,もしくはアシロ
キシ基、 R142 :水素原子,−R0−COO−C(R01
(R02)(R03)又は−CO−O−C(R01)(R02
(R03)、もしくは
【0149】
【化85】
【0150】R144 、R145 :同一でも異なっても良
く、水素原子,低級アルキル基,低級ハロアルキル基,
もしくはアリール基、 R146 〜R149 :同一でも異なっていても良く、水素原
子,水酸基,ハロゲン原子,ニトロ基,シアノ基,カル
ボニル基,アルキル基,アルコキシ基,アルコキシカル
ボニル基,アラルキル基,アラルキルオキシ基,アシル
基,アシロキシ基,アルケニル基,アルケニルオキシ
基,アリール基,アリールオキシ基,もしくはアリール
オキシカルボニル基、但し、各4個の同一記号の置換基
は同一の基でなくても良い、 Y:−CO−,もしくは−SO2−、 Z,B:単結合,もしくは−O−、 A:メチレン基,低級アルキル置換メチレン基,ハロメ
チレン基,もしくはハロアルキレン基、 E:単結合,もしくはオキシメチレン基、 a〜z,a1〜y1:複数の時、()内の基は同一または異な
っていてもよい、 a〜q、s,t,v,g1〜i1,k1〜m1,o1,q1,s1,u1:0もしくは
1〜5の整数、 r,u,w,x,y,z,a1〜f1,p1,r1,t1,v1〜x1:0もしくは1〜
4の整数、 j1,n1,z1,a2,b2,c2,d2:0もしくは1〜3の整数、 z1,a2,c2,d2のうち少なくとも1つは1以上、 y1:3〜8の整数、 (a+b),(e+f+g),(k+l+m),(q+r+s),(w+x+y),(c1+d1),(g1+
h1+i1+j1),(o1+p1),(s1+t1)≧2、 (j1+n1)≦3、 (r+u),(w+z),(x+a1),(y+b1),(c1+e1),(d1+f1),(p1+r1),
(t1+v1),(x1+w1)≦4 、但し一般式[V]の場合は(w+z),(x+a1)≦5、 (a+c),(b+d),(e+h),(f+i),(g+j),(k+n),(l+o),(m+p),(q
+t),(s+v),(g1+k1),(h1+l1),(i1+m1),(o1+q1),(s1+u1)
≦5、 を表す。
【0151】
【化86】
【0152】
【化87】
【0153】
【化88】
【0154】
【化89】
【0155】好ましい化合物骨格の具体例を以下に示
す。
【0156】
【化90】
【0157】
【化91】
【0158】
【化92】
【0159】
【化93】
【0160】
【化94】
【0161】
【化95】
【0162】
【化96】
【0163】
【化97】
【0164】
【化98】
【0165】
【化99】
【0166】
【化100】
【0167】
【化101】
【0168】
【化102】
【0169】
【化103】
【0170】
【化104】
【0171】
【化105】
【0172】
【化106】
【0173】
【化107】
【0174】
【化108】
【0175】化合物(1)〜(63)中のRは、水素原
子、
【0176】
【化109】
【0177】を表す。但し、少なくとも2個、もしくは
構造により3個は水素原子以外の基であり、各置換基R
は同一の基でなくても良い。この場合、該溶解阻止化合
物の含量は、感光性組成物の全重量(溶媒を除く)を基
準として3〜45重量%、好ましくは5〜30重量%、
より好ましくは10〜20重量%である。
【0178】更に、アルカリ溶解性を調節するために、
酸で分解し得る基を有さないアルカリ可溶性樹脂を混合
しても良い。そのようなアルカリ可溶性樹脂としては、
例えばノボラック樹脂、水素化ノボラツク樹脂、アセト
ン−ピロガロール樹脂、o−ポリヒドロキシスチレン、
m−ポリヒドロキシスチレン、p−ポリヒドロキシスチ
レン、水素化ポリヒドロキシスチレン、ハロゲンもしく
はアルキル置換ポリヒドロキシスチレン、ヒドロキシス
チレン−N−置換マレイミド共重合体、o/p−及びm
/p−ヒドロキシスチレン共重合体、ポリヒドロキシス
チレンの水酸基に対する一部O−アルキル化物(例え
ば、5〜30モル%のO−メチル化物等)もしくはO−
アシル化物(例えば、5〜30モル%のo−アセチル化
物等)、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン
−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−
ヒドロキシスチレン共重合体、カルボキシル基含有メタ
クリル系樹脂及びその誘導体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。特に好ましいアルカ
リ可溶性樹脂はノボラック樹脂及びo−ポリヒドロキシ
スチレン、m−ポリヒドロキシスチレン、p−ポリヒド
ロキシスチレン及びこれらの共重合体、アルキル置換ポ
リヒドロキシスチレン、ポリヒドロキシスチレンの一部
O−アルキル化、もしくはO−アシル化物、スチレン−
ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒ
ドロキシスチレン共重合体である。該ノボラック樹脂は
所定のモノマーを主成分として、酸性触媒の存在下、ア
ルデヒド類と付加縮合させることにより得られる。
【0179】所定のモノマーとしては、フェノール、m
−クレゾール、p−クレゾール、o−クレゾール等のク
レゾール類、2,5−キシレノール、3,5−キシレノ
ール、3,4−キシレノール、2,3−キシレノール等
のキシレノール類、m−エチルフェノール、p−エチル
フェノール、o−エチルフェノール、p−t−ブチルフ
ェノール、p−オクチルフエノール、2,3,5−トリ
メチルフェノール等のアルキルフェノール類、p−メト
キシフェノール、m−メトキシフェノール、3,5−ジ
メトキシフェノール、2−メトキシ−4−メチルフェノ
ール、m−エトキシフェノール、p−エトキシフェノー
ル、m−プロポキシフェノール、p−プロポキシフェノ
ール、m−ブトキシフェノール、p−ブトキシフェノー
ル等のアルコキシフェノール類、2−メチル−4−イソ
プロピルフェノール等のビスアルキルフェノール類、m
−クロロフェノール、p−クロロフェノール、o−クロ
ロフェノール、ジヒドロキシビフェニル、ビスフェノー
ルA、フェニルフェノール、レゾルシノール、ナフトー
ル等のヒドロキシ芳香化合物を単独もしくは2種類以上
混合して使用することができるが、これらに限定される
ものではない。
【0180】アルデヒド類としては、例えばホルムアル
デヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プ
ロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセ
トアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−
フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズア
ルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒド
ロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒ
ド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズア
ルデヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベ
ンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、o−メ
チルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、
p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデ
ヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、フルフラー
ル、クロロアセトアルデヒド及びこれらのアセタール
体、例えばクロロアセトアルデヒドジエチルアセタール
等を使用することができるが、これらの中で、ホルムア
ルデヒドを使用するのが好ましい。これらのアルデヒド
類は、単独でもしくは2種類以上組み合わせて用いられ
る。酸性触媒としては塩酸、硫酸、ギ酸、酢酸、シュウ
酸等を使用することができる。
【0181】こうして得られたノボラック樹脂の重量平
均分子量は、1,000〜30,000の範囲であるこ
とが好ましい。1,000未満では未露光部の現像後の
膜減りが大きく、30,000を越えると現像速度が小
さくなってしまう。特に好適なのは2,000〜20,
000の範囲である。また、ノボラック樹脂以外の前記
ポリヒドロキシスチレン、及びその誘導体、共重合体の
重量平均分子量は、2000以上、好ましくは5000
〜200000、より好ましくは10000〜1000
00である。また、レジスト膜の耐熱性を向上させると
いう観点からは、25000以上が好ましい。ここで、
重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフ
ィーのポリスチレン換算値をもって定義される。本発明
に於けるこれらのアルカリ可溶性樹脂は2種類以上混合
して使用しても良い。本発明に於けるこれらのアルカリ
可溶性樹脂の組成物中の添加量としては、好ましくは5
〜30重量%である。
【0182】本発明に使用されるその他の成分本発明の
感光性組成物には必要に応じて、更に染料、顔料、可塑
剤、界面活性剤、光増感剤、有機塩基性化合物及び現像
液に対する溶解性を促進させるフエノール性OH基を2
個以上有する化合物などを含有させることができる。
【0183】本発明で使用できるフェノール性OH基を
2個以上有する化合物は、好ましくは分子量1000以
下のフェノール化合物である。また、分子中に少なくと
も2個のフェノール性水酸基を有することが必要である
が、これが10を越えると、現像ラチチュードの改良効
果が失われる。また、フェノ−ル性水酸基と芳香環との
比が0.5未満では膜厚依存性が大きく、また、現像ラ
チチュードが狭くなる傾向がある。この比が1.4を越
えると該組成物の安定性が劣化し、高解像力及び良好な
膜厚依存性を得るのが困難となって好ましくない。
【0184】このフェノール化合物の好ましい添加量は
樹脂に対して2〜50重量%であり、更に好ましくは5
〜30重量%である。50重量%を越えた添加量では、
現像残渣が悪化し、また現像時にパターンが変形すると
いう新たな欠点が発生して好ましくない。
【0185】このような分子量1000以下のフェノー
ル化合物は、例えば、特開平4−122938、特開平
2−28531、米国特許第4916210、欧州特許
第219294等に記載の方法を参考にして、当業者に
於て容易に合成することが出来る。フェノール化合物の
具体例を以下に示すが、本発明で使用できる化合物はこ
れらに限定されるものではない。
【0186】レゾルシン、フロログルシン、2,3,4
−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4′−
テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,3′,
4′,5′−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、アセト
ン−ピロガロール縮合樹脂、フロログルコシド、2,
4,2′,4′−ビフェニルテトロール、4,4′−チ
オビス(1,3−ジヒドロキシ)ベンゼン、2,2′,
4,4′−テトラヒドロキシジフェニルエーテル、2,
2′,4,4′−テトラヒドロキシジフェニルスルフォ
キシド、2,2′,4,4′−テトラヒドロキシジフェ
ニルスルフォン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メ
タン、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)〕−キシレン等を
挙げることができる。
【0187】本発明で用いることのできる好ましい有機
塩基性化合物とは、フェノールよりも塩基性の強い化合
物である。中でも含窒素塩基性化合物が好ましい。好ま
しい化学的環境として、下記式(A)〜(E)の構造を
挙げることができる。
【0188】
【化110】
【0189】更に好ましい化合物は、一分子中に異なる
化学的環境の窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性化
合物であり、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ーゾル、
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。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
ルフォリンなどが挙げられるがこれに限定されるもので
はない。
【0190】これらの含窒素塩基性化合物は、単独であ
るいは2種以上一緒に用いられる。含窒素塩基性化合物
の使用量は、感光性樹脂組成物(溶媒を除く)100重
量部に対し、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
は本発明の効果が得られない。一方、10重量部を超え
ると感度の低下や非露光部の現像性が悪化する傾向があ
る。
【0191】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#60
3、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(CI42
000)、メチレンブルー(CI52015)等を挙げ
ることができる。
【0192】さらに、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、本発明の感光性組成
物をiまたは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、定在波改良の効果を発現する。
【0193】本発明の感光性組成物は、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。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、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチ
ロラクトン、メチルエチルケトン、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、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリ
コールモノエ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、プロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳
酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、
エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピル
ビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチル
ホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロ
リドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶
媒を単独あるいは混合して使用する。
【0194】上記溶媒に界面活性剤を加えることもでき
る。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、エフト
ップEF301,EF303,EF352(新秋田化成
(株)製)、メガファックF171,F173 (大日
本インキ(株)製)、フロラ−ドFC430,FC43
1(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG71
0,サーフロンS−382,SC101,SC102,
SC103,SC104,SC105,SC106(旭
硝子(株)製)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(信越化学工業(株)製)や
アクリル酸系もしくはメタクリル酸系(共)重合ポリフ
ローNo.75,No.95(共栄社油脂化学工業
(株)製)等を挙げることができる。これらの界面活性
剤の配合量は、本発明の組成物中の固形分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。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。
【0195】上記感光性組成物を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)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法
により塗布後、所定のマスクを通して露光し、ベークを
行い現像することにより良好なレジストパターンを得る
ことができる。
【0196】本発明の感光性組成物の現像液としては、
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四級アンモニウム
塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカ
リ性水溶液を使用することができる。更に、上記アルカ
リ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加し
て使用することもできる。
【0197】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明の内容がこれにより限定されるものでは
ない。 〔合成例1〕トリフェニルスルホニウムCl塩の45%
水溶液19.9g(0.030モル)をイオン交換水2
00mlに溶解した。この溶液に下記構造のハード型
(分岐型)ドデシルベンゼンスルホン酸のNa塩10.
5g(0.030モル)のイオン交換水400ml溶液
を、室温にて撹拌下添加した。析出した粘調固体をデカ
ントにて分離し、イオン交換水1Lにて水洗した。得ら
れた粘調固体をアセトン100mlに溶解し、イオン交
換水500mlに撹拌下投入して再晶析させた。析出物
を真空下、50℃にて乾燥した結果、ガラス状固体1
5.5gを得た。NMR測定により、この固体が本発明
の化合物(A−1−3)であることを確認した。
【0198】
【化111】
【0199】上記と同様に本実施例で使用する一般式
(A−1)〜(A−3)で示される化合物を合成した。
【0200】〔合成例2〕4,4′−ビス(ジフェニル
スルホニオ)ジフェニルスルフィドCl塩の45%水溶
液20.9g(0.015モル)をイオン交換水200
mlに溶解した。この溶液に上位構造のハード型(分岐
型)ドデシルベンゼンスルホン酸のNa塩10.5g
(0.030モル)のイオン交換水400ml溶液を、室
温にて攪拌下添加した。析出した粘調固体をデカントに
て分離し、イオン交換水1Lにて水洗した。得られた粘
調固体をアセトン100mlに溶解し、イオン交換水50
0mlに攪拌下投入して再晶析させた。析出物を真空下、
50℃にて乾燥した結果、ガラス状固体15.9gを得
た。NMR測定により、この固体が本発明の化合物(A
−4−4)であることを確認した。上記と同様に本実施
例で使用する一般式(A−4)で示される化合物を合成
した。
【0201】樹脂の合成例1(PHS/iBES/Ac
S) ポリ−p−ヒドロキシスチレン(重量平均分子量110
00)360gを脱水THF1800mlに溶解した。
この溶液にi−ブチルビニルエーテル84.0g及びp
−トルエンスルホン酸0.1gを加え、室温で6時間反
応した。反応液にピリジン40gを加え、ついで無水酢
酸42gを加えて、室温にて3時間攪拌した。反応液を
水3リットルにに投入し、析出した粉体をろ取、水洗、
乾燥するとp−ヒドロキシスチレン/p−(i−ブトキ
シエトキシ)スチレン/アセチルオキシスチレン共重合
体(65/20/15)(重量平均分子量12000)
を得た。
【0202】樹脂の合成例2(PHS/THPS/Ac
S) 上記樹脂の合成例1のi−ブチルビニルエーテルの代わ
りに2,3−ジヒドロ−4H−ピランを用いた以外は、
上記樹脂の合成例1と同様にp−ヒドロキシスチレン/
p−(2−テトラヒドロピラニルオキシ)スチレン/ア
セトキシスチレン共重合体(65/20/15)重量平
均分子量12000を得た。
【0203】樹脂の合成例3(PHS/EESB/Ac
S) 上記樹脂の合成例1のi−ブチルビニルエーテルの代わ
りにエチルビニルエーテルを用いた以外は、上記樹脂の
合成例1と同様にp−ヒドロキシスチレン/p−(1−
エトキシエトキシ)スチレン/アセトキシスチレン共重
合体(65/20/15)重量平均分子量12000を
得た。
【0204】樹脂の合成例4(PHS/iBES/Cy
S) 上記樹脂の合成例1の無水酢酸の代わりに、シクロヘキ
シルブロミドを用いた以外は、上記樹脂の合成例1と同
様にp−ヒドロキシスチレン/p−(i−ブトキシエト
キシ)スチレン/シクロヘキシルオキシスチレン共重合
体(65/20/15)重量平均分子量12000を得
た。
【0205】樹脂の合成例5(PHS/iBES) ポリp−ヒドロキシスチレン(重量平均分子量1100
0)500gを脱水THF2000mlに溶解した。こ
の溶液にiso−ブチルビニルエーテル176g及び脱
水p−トルエンスルホン酸0.15gを加え、室温で1
0時間撹拌した。反応液にトリエチルアミン16gを加
えた後イオン交換水40lの溶液に投入し、析出した粉
体をろ取、水洗、乾燥するとp−ヒドロキシスチレン/
p−(1−iso−ブトキシエトキシ)スチレン共重合
体(60/40)(重量平均分子量11500)を得
た。
【0206】樹脂の合成例6(PHS/EES) 合成例5と同様の方法を用いてp−ヒドロキシスチレン
/p−(1−エトキシエトキシ)スチレン共重合体(5
0/50)(重量平均分子量11500)を得た。
【0207】実施例1〜18、比較例1〜6 上記合成例で示した化合物を用いレジストを調製した。
そのときの処方を下記表1に示す。
【0208】
【表1】
【0209】表1において使用した略号は下記の内容を
示す。 <ポリマー>( )内はモル比 PHS/iBES/AcS: p−ヒドロキシスチレン
/p−(1−iso−ブトキシエトキシ)スチレン/ア
セトキシスチレン共重合体(65/20/15)重量平
均分子量12000 PHS/iBES/CyS: p−ヒドロキシスチレン
/p−(1−iso−ブトキシエトキシ)スチレン/シ
クロヘキシルオキシスチレン共重合体(65/20/1
5)重量平均分子量12000 PHS/THPS/AcS: p−ヒドロキシスチレン
/p−(2−テトラヒドロピラニルオキシ)スチレン/
アセトキシスチレン共重合体(65/20/15)重量
平均分子量12000 PHS/EESB/AcS: p−ヒドロキシスチレン
/p−(1−エトキシエトキシ)スチレン/アセトキシ
スチレン共重合体(65/20/15)重量平均分子量
12000 PHS/iBES: p−ヒドロキシスチレン/p−
(1−iso−ブトキシエトキシ)スチレン共重合体
(60/40)重量平均分子量11500 PHS/EES: p−ヒドロキシスチレン/p−
(1−エトキシエトキシ)スチレン共重合体(50/5
0)重量平均分子量11500
【0210】<比較例の光酸発生剤> DcyDazDSf:ジシクロヘキシルジアゾジスルホ
ン DphDazDSf:ジフェニルジアゾジスルホン <溶解阻止剤中酸分解性基> TBME:t−ブチルカルボニルオキシメチル基 TBOC:t−ブチルカルボニルオキシ基 [感光性組成物の調製と評価]表1に示す各素材に4−
ジメチルアミノピリジン0.02gを加え、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート9.5gに溶
解し、0.2μmのフィルターで濾過してレジスト溶液
を作成した。このレジスト溶液を、スピンコーターを利
用して、シリコンウエハー上に塗布し、110℃90秒
間真空吸着型のホットプレートで乾燥して、膜厚0.8
3μmのレジスト膜を得た。このレジスト膜に、248
nmKrFエキシマレーザーステツパー(NA=0.4
2)を用いて露光を行った。露光直後にそれぞれ100
℃の真空吸着型ホットプレートで60秒間加熱を行い、
ただちに2.38%テトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイド(TMAH)水溶液で60秒間浸漬し、30
秒間水でリンスして乾燥した。このようにして得られた
シリコンウエハー上のパターンのプロファイル、感度、
解像力を各々下記のように評価し、比較した。その結果
を下記表2に示す。
【0211】〔プロファイル〕このようにして得られた
シリコンウエハー上のパターンを走査型電子顕微鏡で観
察し、レジストのプロファイルを評価した。 〔感度〕感度は0.40μmのマスクパターンを再現す
る露光量をもって定義した。 〔解像力〕解像力は0.40μmのマスクパターンを再
現する露光量における限界解像力を表す。
【0212】
【表2】
【0213】表2の結果から本発明のレジストは、良好
なプロファイルと高感度、高解像力を有するポジ型感光
性組成物であることがわかる。
【0214】
【発明の効果】本発明の化学増幅型のポジ型感光性組成
物により、高解像力を有し、且つ良好なプロファイルと
高感度であるポジ型感光性組成物を提供することができ
る。
フロントページの続き (72)発明者 上西 一也 静岡県榛原郡吉田町川尻4000番地 富士写 真フイルム株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)活性光線または放射線の照射によ
    り、スルホン酸を発生する下記一般式(A−1)、(A
    −2)、(A−3)、(A−4)、(A−5)、(A−
    6)及び(A−7)で表される化合物のうち少なくとも
    1種、及び(b)下記一般式(I)、一般式(II)及び
    一般式(III) で表される構造の繰り返し単位を含む、酸
    の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増
    大する樹脂、を含有することを特徴とするポジ型感光性
    組成物。 【化1】 式(A−1)、(A−2)中、R1 〜R5 は各々水素原
    子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、ヒ
    ドロキシ基、ハロゲン原子、又は−S−R6 基を示す。
    6 はアルキル基、又はアリール基を示す。X- は、分
    岐状又は環状の炭素数8個以上のアルキル基及びアルコ
    キシ基の群の中から選ばれる基を少なくとも1個有する
    か、直鎖状、分岐状又は環状の炭素数4〜7個のアルキ
    ル基及びアルコキシ基の群の中から選ばれる基を少なく
    とも2個有するか、もしくは直鎖状又は分岐状の炭素数
    1〜3個のアルキル基及びアルコキシ基の群の中から選
    ばれる基を少なくとも3個有するベンゼンスルホン酸、
    ナフタレンスルホン酸又はアントラセンスルホン酸のア
    ニオンを示す。 【化2】 式(A−3)中、R7 〜R10は各々水素原子、アルキル
    基、シクロアルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、
    又はハロゲン原子を示す。X- は、分岐状又は環状の炭
    素数8個以上のアルキル基及びアルコキシ基の群の中か
    ら選ばれる基を少なくとも1個有するか、直鎖状、分岐
    状又は環状の炭素数4〜7個のアルキル基及びアルコキ
    シ基の群の中から選ばれる基を少なくとも2個有する
    か、もしくは直鎖状又は分岐状の炭素数1〜3個のアル
    キル基及びアルコキシ基の群の中から選ばれる基を少な
    くとも3個有するベンゼンスルホン酸、ナフタレンスル
    ホン酸又はアントラセンスルホン酸のアニオンを示す。
    m、n、p及びqは、各々1〜3の整数を示す。 【化3】 式(A−4)中、R11〜R13は、同じでも異なっていて
    もよく、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ア
    ルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子又は−S−R
    6 基を示す。R6 、X- は前記と同義である。l、m及
    びnは、同じでも異なってもよく、1〜3の整数を示
    す。l、m及びnが各々2又は3の場合、2〜3個のR
    11〜R13のうちの各々の2個が互いに結合して、炭素
    環、複素環又は芳香環を含む5〜8個の元素から成る環
    を形成しても良い。 【化4】 式(A−5)中、R14〜R16は、同じでも異なってもよ
    く、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコ
    キシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子又は−S−R6
    を示す。R6 、X- は前記と同義である。l、m及びn
    は、同じでも異なってもよく、1〜3の整数を示す。
    l、m及びnが各々2又は3の場合、2〜3個のR14
    16のうちの各々の2個が互いに結合して、炭素環、複
    素環又は芳香環を含む5〜8個の元素から成る環を形成
    しても良い。 【化5】 式(A−6)中、Yは置換基を有していてもよい直鎖、
    分岐、環状アルキル基、置換されていてもよいアラルキ
    ル基、 【化6】 で表される基を示す(R31〜R51は同一でも異なってい
    てもよく水素原子、置換基を有していてもよい直鎖、分
    岐、環状アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシル
    アミノ基、スルホニルアミノ基、アリール基、アシロキ
    シ基、アラルキル基もしくはアルコキシカルボニル基、
    又はホルミル基、ニトロ基、塩素原子、臭素原子、ヨウ
    素原子、水酸基、もしくはシアノ基を示し、R31
    35、R36〜R 42及びR43〜R51はそれぞれの群のうち
    の2つが結合して炭素及び/又はヘテロ原子からなる5
    〜8員環を形成していもよい)。また、Yは別のイミド
    スルホネート化合物の残基と結合していてもよい。Xは
    置換基を有していてもよい直鎖、分岐アルキレン基、置
    換基を有していてもよくヘテロ原子を含んでいてもよい
    単環又は多環環状アルキレン基、置換されていてもよい
    直鎖、分岐アルケニレン基、置換されていてもよくヘテ
    ロ原子を含んでいてもよい単環又は多環環状アルケニレ
    ン基、置換されていてもよいアリーレン基、置換されて
    いてもよいアラルキレン基を示す。また、Xは別のイミ
    ドスルホネート残基と結合していてもよい。 Ar1 −SO2 −SO2 −Ar2 (A−7) 式(A−7)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。 【化7】 式(I)〜(III)中、R21は水素原子又はメチル基を表
    し、R22は酸の作用により分解する基を表し、R23は酸
    の作用により分解しない基を表し、R24は水素原子、ハ
    ロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、
    アシル基又はアシロキシ基を表す。nは1〜3の整数を
    表す。
  2. 【請求項2】 前記一般式(II)で示される繰り返し構
    造単位が、下記一般式(II−A)で示される繰り返し構
    造単位であることを特徴とする請求項1に記載のポジ型
    感光性組成物。 【化8】 式(II−A)中、R52は水素原子、置換されていてもよ
    い直鎖、分岐、環状アルキル基又は置換されていてもよ
    いアラルキル基を表す。Aは、置換されていてもよい直
    鎖、分岐、環状アルキル基、又は置換されていてもよい
    アラルキル基を表す。また、AとR52が結合して5〜6
    員環を形成してもよい。
  3. 【請求項3】 酸により分解し得る基を有し、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、分子量
    3000以下の低分子酸分解性溶解阻止化合物を含有す
    ることを特徴とする請求項1又は2に記載のポジ型感光
    性組成物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020032791A (ko) * 2000-10-27 2002-05-04 안복현 포토레지스트 조성물
JP2008100988A (ja) * 2006-09-19 2008-05-01 Fujifilm Corp 感光性組成物、該感光性組成物に用いる化合物及び該感光性組成物を用いたパターン形成方法

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KR20020032791A (ko) * 2000-10-27 2002-05-04 안복현 포토레지스트 조성물
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