JPH11258804A - ポジ型感光性組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポジ型感光性組成物において、深紫外線、特
にＡｒＦエキシマレーザー光に対して高い感度を有し、
解像力、レジストプロファイルが優れるとともに、十分
なドライエッチング耐性を備え、かつクラックの発生や
基板からの剥離が起こらないレジストパターンを形成す
ることが可能で、且つ標準現像液（２．３８％ＴＭＡＨ
水溶液）適性を備えること。 【解決手段】 活性光線または放射線の照射により酸を
発生する化合物及び特定の構造の２価の多環型の脂環式
単位を重合体の主鎖に有する樹脂を含有するポジ型感光
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、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、さ
ら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。更に詳しく
は遠紫外線、Ｘ線、電子線等の短波長の光エネルギー線
を用いる半導体素子の微細加工に好適に用いられるポジ
型感光性組成物に関するものであり、特にＡｒＦエキシ
マレーザを用いる半導体素子の微細加工に好適に用いら
れるポジ型感光性組成物である。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路は高集積化が進
み、ＬＳＩやＶＬＳＩが実用化されるとともに集積回路
の最小パターン幅はサブハーフミクロンの領域に至り、
さらに微細化が進んでいる。そのため、微細パターン形
成のためのフォトリソグラフィ技術に対する要求がます
ます厳しくなっている。パターンの微細化を図る手段の
一つとして、レジストのパターン形成の際に使用される
露光光の短波長化が知られている。例えば６４Ｍビット
までの集積度のＤＲＡＭの製造には、現在まで、高圧水
銀灯のｉ線(365nm）が光源として使用されてきた。２５
６ＭビットＤＲＡＭの量産プロセスには、ｉ線に変わり
ＫｒＦエキシマレーザー(248nm）が露光光源として実用
化され、更に１Ｇビット以上の集積度を持つＤＲＡＭの
製造を目的として、より短波長の光源が検討されてい
る。そのような短波長の光源としては、ＡｒＦエキシマ
レーザー（１９３ｎｍ）、Ｆ₂ エキシマレーザー（１５
７ｎｍ）、Ｘ線、電子線の利用が有効であると考えられ
ている（上野巧ら、「短波長フォトレジスト材料−ＵＬ
ＳＩに向けた微細加工−」、ぶんしん出版、1988年）。

【０００３】特にＡｒＦエキシマレーザーが次世代の露
光技術として位置づけられ、ＡｒＦエキシマレーザ露光
用の高感度、高解像力、且つドライエッチング耐性に優
れたレジストの開発が望まれている。従来のｉ線及びＫ
ｒＦエキシマレーザー露光用のレジスト材料としては、
高いドライエッチ耐性を得るために、芳香族ポリマーを
含有するレジストが広く用いられており、例えばノボラ
ック樹脂系レジストあるいはポリビニルフェノール系の
化学増幅型レジストが知られている。しかしながら、ド
ライエッチング耐性を付与する目的で導入された芳香環
はＡｒＦエキシマレーザー光の波長域でほとんど光を通
さないために、レジスト膜の底部にまで露光することが
困難であり、従来のレジストでは断面形状の良好なパタ
ーンが得られなかった。

【０００４】レジストの透明性の問題点の解決策の一つ
として芳香環を全く含まない脂肪族ポリマー、例えばポ
リメチルメタクリレートを用いればよいことが知られて
いる(J.Vac.Sci. Technol.,B9,3357(1991)）。しかしな
がら、このようなポリマーは、十分なドライエッチング
耐性が望めないことから実用できない。このようにＡｒ
Ｆエキシマレーザー露光用のレジスト材料の開発に当た
っては、透明性の向上と高いドライエッチング耐性を両
立させることが最大の課題とされている。そこで、芳香
環の代わりに脂環式炭化水素基を含有するレジストが芳
香族基と同様の耐ドライエッチング耐性を示し、且つ１
９３ｎｍの吸収が小さいことがProc. SPIE, 1672,66(1
992)で報告され、近年同ポリマーの利用が精力的に研究
されるようになった。

【０００５】元来、脂環式炭化水素基を含有するポリマ
ーをレジストに応用する試みは古くからなされ、例えば
特開昭60-195542号、特開平1-217453号、特開平2-59751
号ではノルボルネン系のポリマーが開示されており、特
開平2-146045号には環状脂肪族炭化水素骨格と無水マレ
イン酸単位を有するアルカリ可溶性樹脂が種々開示され
ている。さらに、特開平5-80515号ではノルボルネンと
酸分解基で保護されたアクリル酸系エステルの共重合体
が開示され、特開平4-39665号、特開平5-265212号、特
開平5-80515、特開平7-234511号では側鎖にアダマンタ
ン骨格を有する共重合体が開示され、特開平7-252324
号、特開平9-221526号では、有橋環式炭化水素基を有す
る炭素数７〜１２の脂肪族環式炭化水素基がポリマーの
側鎖に連結した化合物、例えば、トリシクロ[5,2,1,02.
6]デカンジメチレン基、トリシクロ[5,2,1,02.6]デカン
ジイル基、ノルボルナンジイル基、ノルボルナンジメチ
ル基、アダマンタンジイル基、が開示され、特開平7-19
9467号にはトリシクロデカニル基、ジシクロペンテニル
基、ジシクロペンテニルオキシエチル基、ノルボニル
基、シクロヘキシル基がポリマーの側鎖に連結した化合
物が開示されている。

【０００６】さらに特開平9-325498号にはシクロヘキサ
ン及びイソボルニル骨格を主鎖に有する重合体が開示さ
れ、さらに特開平9-230595号、特開平9-244247号、特開
平10-10739号、WO97-33198、EP794458、EP789278号には
ジシクロオレフィン等の各種環状オレフィン類が主鎖に
導入された重合体が開示され、特開平8-82925号、同９
−２３０５９７号にはテルペノイド骨格の内、メンチル
基またはメンチル誘導体基を有する化合物が好ましいこ
とが開示されている。しかしながら、脂環式炭化水素部
位導入の弊害として系が極めて疎水的になるために従
来、レジストの現像液として幅広く用いられてきたテト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド（以下ＴＭＡＨ）水
溶液での現像が困難となったり、現像中に基板からレジ
ストが剥がれてしまうなどの現象が見られる。

【０００７】このようなレジストの疎水化に対応するた
め、現像液にイソプロピルアルコールなどの有機溶剤を
混ぜるなどの検討がなされ一応の成果が見られるもの
の、レジスト膜の膨潤の懸念やプロセスが煩雑になるな
ど必ずしも問題が解決されたとは言えない。レジスト自
体の改良というアプローチでは親水性基の導入により疎
水的な脂環式炭化水素部位を補うという施策も数多くな
されている。一般的にはアクリル酸やメタクリル酸とい
うカルボン酸部位を有する単量体を脂環式炭化水素基を
有する単量体と共重合させるという対応を取ってきた
が、カルボン酸の導入とともに基板密着性が向上する方
向にはあるものの、ドライエッチング耐性が劣化し、さ
らにレジストの膜べりが顕著になったりするなどの問題
が多く、上記課題の解決には至っていない。更に、特開
平7-234511号にはＨＥＭＡやアクリロニトリルの様なカ
ルボン酸基の代わりに水酸基やシアノ基を分子内に有す
る単量体を脂環式炭化水素基を有する単量体と共重合さ
せることにより現像性解決を目指したが全く不十分であ
った。

【０００８】また最近ではJ.Photopolym.Sci.,Tech.,Vo
l.9,509(1996)やJ.Photopolym.Sci., Tech.,Vol.10,545
(1997)に記載されているようにメバロニックラクトン等
のラクトン構造に着目した基板密着性改善が検討されて
いる。しかし、現像性確保のためプロセスの煩雑化とな
るオーバーコート層を必要とするなど現像性が不十分で
あり、さらに基板密着性の面でも不十分である。また、
特開平8-289626号では分子内にカルボン酸基と脂環式炭
化水素部位を同時に有する単量体の検討がなされてお
り、ドライエッチング耐性と現像性、基板密着性の改良
が図られたが極端に現像液溶解性が高いことに由来した
基板密着性と標準現像液適性の欠落などの課題にぶつか
っている。

【０００９】J.Photopolym.Sci.,Tech.,Vol.10,561(199
7)に記載されているようなアルコール性水酸基を有する
脂環式炭化水素単量体を共重合させることによる改良が
図られているもののまだ満足のいくレベルには達してい
ない。ノルボルネンポリマー主鎖に基板密着性付与の観
点から水酸基を導入した報告(J. Photopolym.Sci.,Tec
h.,Vol.10,529(1997),J.Photopolym.Sci.,Tech.,Vol.1
0,521(1997))がなされたが、現像性、基板密着性とも満
足のいく結果は得られなかった。このように、ＡｒＦエ
キシマレーザー光の深紫外線に対して高い透明性を有す
るとともに、高いドライエッチング耐性を備え、アルカ
リ現像液に対して均一に溶解し、且つ基板との密着性に
優れた感光性組成物は未だ得られていなかった。

【００１０】

【本発明が解決しょうとする課題】本発明の目的は、か
かる問題点を鑑みてなされたものであり、深紫外線、特
にＡｒＦエキシマレーザー光に対して高い感度を有し、
解像力、レジストプロファイルが優れるとともに、十分
なドライエッチング耐性を備え、かつクラックの発生や
基板からの剥離が起こらないレジストパターンを形成す
ることが可能で、且つ標準現像液（２．３８％ＴＭＡＨ
水溶液）適性を備えたポジ型感光性組成物を提供するも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、ポジ型化
学増幅系レジスト組成物の構成材料を鋭意検討した結
果、特定の構造を構造単位として含む重合体を含有する
樹脂と光酸発生剤の組み合わせによって目的が達成され
ることを知り本発明に至った。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酸を
発生する化合物、及び（Ｂ）下記一般式（Ｉ）で表され
る２価の多環型の脂環式単位を重合体の主鎖に有する樹
脂を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。

【００１２】

【化３】

【００１３】（上記一般式（Ｉ）において、Ｘは、酸素
原子、硫黄原子、−ＮＨ−、−ＮＨＳＯ₂ −又は−ＮＨ
−ＳＯ₂ −ＮＨ−から選ばれる２価の結合基を表す。Ｒ
₁ は水素原子、アルキル基、置換アルキル基、環状アル
キル基、置換環状アルキル基、酸の作用により分解する
基または−Ｙ−Ｒ₃ を表す。Ｙは単結合、アルキレン
基、置換アルキレン基、エーテル基、カルボニル基、エ
ステル基、アミド基、スルホンアミド基から選択される
単独、あるいは２つ以上の基の組み合わた２価の基を表
す。Ｒ₂ は水素原子又はメチル基を表す。Ｒ₃ は−ＣＯ
ＯＨ、−ＣＯＯＲ₄ 、水酸基、アルキル基、置換アルキ
ル基、アルコキシ基、置換アルコキシ基又は、

【００１４】

【化４】

【００１５】を表す。Ｒ₁₉〜Ｒ₂₆は、各々独立に水素原
子、アルキル基又は置換アルキル基を表し、ａ、ｂは、
１又は２を表す。Ｒ₄ はアルキル基、置換アルキル基、
環状アルキル基、置換環状アルキル基を表す。） （２） 前記（Ｂ）の樹脂が、酸の作用により分解して
アルカリ現像液中での溶解性を増大させる基を有するこ
とを特徴とする前記（１）に記載のポジ型感光性組成
物。 （３） 酸の作用により分解しうる基を有し、アルカリ
溶解性が酸の作用により増大する、分子量が１０００以
下の低分子酸分解性溶解阻止化合物を含むことを特徴と
する前記（１）に記載のポジ型感光性組成物。 （４） 露光光源として、２２０ｎｍ以下の波長の遠紫
外光を使用することを特徴とする前記（１）〜（３）の
いづれかに記載のポジ型感光性組成物。

【００１６】

【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。まず、本発明の（Ｂ）の樹脂に
ついて説明する。本発明はロジンに含まれる特定の樹脂
酸の重合体を基本単位として含有することを特徴とす
る。ロジンはマツ科植物に多量に含まれる不揮発成分で
あり、特異な化学構造を持ち、石油化学製品で代替しが
たい物理的性質を有し、安価かつ多量に供給し得る再生
可能な植物資源として、塗料、接着剤などの分野で使用
されている。ロジンの中には、脂肪酸、脱炭酸樹脂酸、
及び樹脂酸２量体と無水物などが含まれる。樹脂酸には
アビエチン酸（下記〔式−II〕）、ネオアビエチン酸
（下記〔式−III 〕 )、バルストリン酸（下記〔式−I
V〕）の他に、デヒドロアビエチン酸、イソピマル酸、
ビマル酸、サンダラコピマル酸、レボピマル酸などが含
まれる。

【００１７】

【化５】

【００１８】これらの樹脂酸の中で、アビエチン酸を原
料とした、上記一般式（Ｉ）で表される２価の多環型の
脂環式単位を有する重合体が、本発明の課題を解決する
のに有効であることを見いだし本発明を完成させるに至
った。本発明における（Ｂ）の樹脂中、上記一般式
（Ｉ）で表される２価の多環型の脂環式単位を２種以上
用いることができる。

【００１９】ロジン類の重合は古くから研究され、例え
ばUSP2107336号にはルイス酸またはブレンステッド酸の
存在下で重合することが報告されているし、USP2580876
号にはスチレンとの重合体が報告されている。また、US
2311781号にはロジン−ホルムアルデヒド−無水マレイ
ン酸重合体が報告されている。また、J.Paint Tech.,Ma
y 1969にはロジンと無水マレン酸共重合体が報告されて
いる。さらにアビエチン酸と無水マレイン酸の重合体
や、ネオアビエチン酸と無水マレイン酸の重合体も報告
されている（特開平1-318025）。このように特定の樹脂
酸の重合もこれまで行われ知られている。

【００２０】また、ロジンとメタクリル酸誘導体もしく
はアクリル酸誘導体とスチレン誘導体を重合させレジス
トパターンの加筆修正液としての応用も報告されている
（特開昭64-563）。WO88-02878号には、フェノール樹脂
とナフトキノンジアジト化合物にアビエチン酸を添加し
た組成物が開示されている。

【００２１】本発明においては、特定の樹脂酸、すなわ
ちアビエチン酸誘導体を原料とした基本構造単位（一般
式（Ｉ）で表される脂環式単位）として含む樹脂と、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
組み合わせた組成物が、驚くべきことに上記本発明の目
的をすべて達成できることを見いだしたものであり、他
の樹脂酸や脂環式化合物の重合体もしくは共重合体では
到底達成できなかったものである。即ち、一般式（Ｉ）
で表される脂環式単位を含む樹脂を含有する組成物が、
なぜ特異的にＡｒＦエキシマレーザー光に対して高い感
度を有し、解像力、レジストプロファイルが優れ、極め
て高いドライエッチング耐性を備え、かつクラックの発
生や基板からの剥離がまったく起こらないのかは十分に
わかっておらず、ピマル酸やネオアビエチン酸の重合体
もしくは共重合体ではなぜか達成できなかった。

【００２２】本発明において、アビエチン酸誘導体を原
料とする、一般式（Ｉ）で表される基本構造単位を含む
樹脂についてさらに詳細に説明する。上記一般式（Ｉ）
において、Ｒ₁ における酸の作用により分解する基（酸
分解性基ともいう）としては例えば、ｔ−ブチル基、ｔ
−アミル基などの３級アルキル基、イソボロニル基、1-
エトキシエチル基、1-ブトキシエチル基、1-イソブトキ
シエチル基、1-シクロヘキシロキシエチル基等の1-アル
コキシエチル基、1-メトキシメチル基、1-エトキシメチ
ル基等のアルコキシメチル基、テトラヒドロピラニル
基、テトラヒドロフラニル基等を挙げることができる。
Ｒ₁ 、Ｒ₃ 、Ｒ₄ 、Ｒ₁₉〜Ｒ₂₆におけるアルキル基とし
ては、炭素数１〜１０個の直鎖状あるいは分岐状アルキ
ル基が好ましく、より好ましくはメチル基、エチル基、
プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル
基、sec-ブチル基、t-ブチル基である。

【００２３】Ｒ₁ 、Ｒ₄ における環状アルキル基として
は、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキ
シル基、アダマンチル基、２−メチル−２−アダマンチ
ル基、ノルボニル基、ボロニル基、イソボロニル基、ト
リシクロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ノボルナ
ンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル基、ネオメン
チル基、ネオメンチル基、テトラシクロドデカニル基等
を挙げることができる。Ｒ₃ におけるアルコキシ基とし
ては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキ
シ基等の炭素数１〜４個のものを挙げることができる。

【００２４】上記アルキル基、環状アルキル基、アルコ
キシ基における更なる置換基としては、水酸基、ハロゲ
ン原子、カルボキシル基、アルコキシ基、アシル基、シ
アノ基、アシルオキシ基等を挙げることができる。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、ブトキシ基等の炭素数１〜４個のものを挙げるこ
とができ、アシル基としてはホルミル基、アセチル基等
を挙げることができ、アシルオキシ基としてはアセトキ
シ基を挙げることができる。

【００２５】Ｙにおけるアルキレン基、置換アルキレン
基としては、下記で示される基を挙げることができる。 −〔Ｃ（Ｒａ）（Ｒｂ）〕ｎ− 式中、Ｒａ、Ｒｂは、水素原子、アルキル基、置換アル
キル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、
両者は同一または異なっていてもよく、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、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ま
しくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピ
ル基からなる群から選択された置換基を表す。置換アル
キル基の置換基としては水酸基、ハロゲン原子、アルコ
キシ基を挙げることができる。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、ブトキシ基等の
炭素数１〜４個のものを挙げることができる。ｎは１〜
１０の整数を表す。

【００２６】本発明における樹脂は、下記〔式−Ｖ〕で
表される単量体、もしくはネオアビエチン酸などの他の
アビエチン類を、必要により混合し、重合もしくは共重
合するか、必要ならポリマー反応することにより得られ
る。

【００２７】

【化６】

【００２８】（〔式−Ｖ〕におけるＸ、Ｒ₁ は前記一般
式（Ｉ）におけるＸ、Ｒ₁ の定義と同一である。） 前記一般式（Ｉ）で表される脂環式単位、必要により共
重合成分（例えば、〔式−Ｖ〕で表される単量体）の重
合もしくは共重合は、フリーラジカル開始剤の有効量の
存在下で行なうことができる。好ましい開始剤は2,2'−
アゾビス(2−メチルプロパンニトリル）や過酸化ベンゾ
イル、過酸化ジクミル等を挙げることができる。通常、
開始剤の濃度は単量体の総重量に対して約０．０１〜１
０重量％、好ましくは約０．１〜５重量％の範囲にな
る。反応温度は高範囲に変えられ、通常室温から２５０
℃の範囲、好ましくは４０℃から２００℃の範囲、さら
に好ましくは６０℃から１６０℃の範囲である。

【００２９】重合もしくは共重合は有機溶剤中で行なう
のが好ましい。所定の温度で出発物質を溶解し、また生
成物の混合物をも溶解する溶剤が好ましい。好ましい溶
剤は共重合する単量体の種類によつても変わるが、例え
ばトルエンのような芳香族炭化水素類、酢酸エチルのよ
うな脂肪族または芳香族エステル類、およびテトラヒド
ロフランのような脂肪族エーテル類が挙げられる。所定
時間反応後、得られた本発明における樹脂と未反応の単
量体成分、溶剤等を分離する目的で減圧蒸留、精製を行
うのが好ましい。この様にして得られた本発明における
樹脂は、屈折率検知器をつけたゲル浸透クロマトグラフ
ィで、保持時間を分子量既知のポリスチレンと比較して
測定され、重量平均分子量が求められる。

【００３０】本発明における樹脂中、一般式（Ｉ）で表
される繰り返し単位の含有量は全単量体の繰り返し単位
中１０モル％以上が好ましく、より好ましくは２０モル
％以上、更に好ましくは３０モル％以上である。また、
本発明における樹脂中に酸分解性基を含有する場合、酸
分解性基含有繰り返し単位の含有量は全単量体の繰り返
し単位中１０〜９０モル％であり、好ましくは１５〜８
５モル％、更に好ましくは２０〜８０モル％である。

【００３１】本発明における樹脂の性能を向上させる目
的で、同樹脂の波長２２０ｎｍ以下の透明性及び耐ドラ
イエッチング性を著しく損なわない範囲で、更に他の重
合性モノマーを共重合させても良い。

【００３２】使用することのできる共重合モノマーとし
ては以下に示すものが挙げられる。例えば、アクリル
酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル類、アクリルア
ミド類、メタクリル酸エステル類、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などから選ばれ
る付加重合性不飽和結合を１個有する化合物、無水マレ
イン酸などの酸無水物、マレイミド、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル等がある。その他、一般的には
共重合可能である付加重合不飽和化合物であればいづれ
も用いることができる。

【００３３】共重合可能なモノマーとして、アクリル酸
エステル類、メタクリル酸エステル類の具体例として
は、例えば炭素数が１〜８のアルキルアクリレート、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t-ブチル、アクリル酸アミル、アクリル
酸シクロヘキシル、2-ヒドロキシエチルアクリレート、
フェニルアクリレート、メタクリル酸メチル、メタリル
酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸t-ブチ
ル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸シクロヘキシ
ル、メタクリル酸アダマンチル、メタクリル酸2-ヒドロ
キシエチル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ナフ
チル、アクリル酸トリシクロデカニル、アクリル酸トリ
シクロデシル、メタクリル酸テトラヒドロピラニル、メ
タクリル酸エトキシエチル、メタクリル酸ブトキシエチ
ル、メタクリル酸メトキシプロピル、メタクリル酸シク
ロヘキシルエチル、メタクリル酸アダマンチルオキシエ
トキシエチル、メタクリル酸アダマンチルカルボニルオ
キシエトキシエチル、メタクリル酸1-パラメンチル、メ
タクリル酸3-オキソシクロヘキシル、メタクリル酸メン
チルなどが挙げられる。

【００３４】アクリルアミド、メタクリルアミド類の具
体的な例としてはN,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジ
エチルアクリルアミド、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,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルメタ
クリルアミド、N-メチル-N-フェニルメタクリルアミ
ド、N-ヒドロキシエチル-N-エチルメタクリルアミド、N
-シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。アリル化
合物の具体例としては酢酸アリル、アセト酢酸アリル、
乳酸アリル、安息香酸アリルなどのアリルエステル類が
挙げる。

【００３５】ビニルエーテル類の具体例としては、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、ヒドロキシエチ
ルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル類、ビ
ニルフェニルエーテル、ビニルナフチルエーテルなどの
ビニルアリールエーテル類、ビニルブチレート、ビニル
イソブチレート、ビニルバレート、ビニルメトキシアセ
テート、ビニルラクテート、安息香酸ビニル、サリチル
酸ビニル、ナフトエ酸ビニルなどを挙げることができ
る。スチレン類の具体例としてはスチレン、p-ヒドロキ
シスチレン、カルボキシスチレン、メチルスチレン、メ
トキシスチレン、アセトキシスチレンが挙げられる。ク
ロトン酸エステル類としてはクロトン酸ブチル、クロト
ン酸ヘキシル等を挙げることができる。その他、共重合
可能な付加重合不飽和化合物としてはノルボルネン、1,
5-ジメチル1,5-シクロオクタジエン、5,6-ジヒドロジシ
クロペンタジエン、1,5-オクタジエンなどの脂環式炭化
水素化合物およびこれらの誘導体が挙げられる。これら
の共重合性モノマーの含有量としては、全繰り返し単位
に対して５０モル％以下が好ましく、より好ましくは３
０モル％以下である。使用する共重合モノマーは、一般
式（Ｉ）で表される繰り返し単位に酸分解性基を含まな
い場合は、共重合モノマーに酸分解性基を含むことが好
ましい。

【００３６】以下、本発明における樹脂を構成する一般
式（Ｉ）で表される繰り返し単位の例（ａ−１）〜（ａ
−１０）を以下に示すが、本発明の内容が決してこれら
に限られるものではない。

【００３７】

【化７】

【００３８】

【化８】

【００３９】

【化９】

【００４０】本発明で用いられる樹脂は、重量平均分子
量が１５００〜１０００００の範囲にあることが好まし
く、さらに好ましくは２０００〜７００００の範囲、特
に好ましくは３０００〜５００００の範囲である。分子
量が1500未満では耐ドライエッチング耐性、耐熱性、基
板との密着性が不十分となる傾向となり、分子量が１０
００００を越えるとレジスト感度が低下するため好まし
くない。また、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、好ましくは
１．０〜６．０、より好ましくは１．０〜４．０であり
小さいほど耐熱性、画像レジスト（レジストプロファイ
ル、デフォーカスラチチュード等）が良好となる。

【００４１】本発明において、上記樹脂の感光性組成物
（溶媒は除く）中の添加量としては、全固形分に対し５
０〜９９．７重量％、好ましくは７０〜９９重量％であ
る。本発明においては、上記本発明における樹脂以外
に、必要により他のポリマーを併用することもできる。
本発明の組成物において、他のポリマーの好ましい使量
の範囲は、本発明における樹脂１００重量部あたり、７
０重量部以下、特に好ましくは５０重量部以下の割合で
混合できる。

【００４２】また、本発明における樹脂に酸分解性基を
含む場合には、アルカリ溶解性が酸の作用により増大
し、分子量が1000以下の低分子酸分解性溶解阻止化合物
を含んでも含まなくてもよいが、酸分解性基を含まない
場合には、該低分子酸分解性溶解阻止化合物を含むこと
が好ましい。即ち、未露光部と露光部でのアルカリに対
する溶解速度比を高め、高い解像力を得るためには、酸
の作用によりアルカリ溶解性が増大する化合物の添加は
有効である。

【００４３】次に、本発明のポジ型感光性組成物におけ
る（Ａ）の活性光線または放射線の照射により分解して
酸を発生する化合物（光酸発生剤ともいう）について説
明する。本発明で使用される光酸発生剤の例としては、
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、あるいは紫外線、遠
紫外線、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、分子線またはイオンビームに
より酸を発生するマイクロフォトレジストで公知の光酸
発生剤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。

【００４４】これらのうち本発明において使用されるの
に好ましいものは、２２０ｎｍ以下の範囲の波長の光で
酸を発生する光酸発生剤であることが好ましく、なお、
本発明における（Ｂ）の樹脂との混合物が有機溶剤に十
分溶解するものであればいかなる光酸発生剤でもよい。
また、単独、もしくは２種以上を混合して用いたり、適
当な増感剤と組み合わせて用いてもよい。使用可能な光
酸発生剤の例としては、例えばJ.Org.Chem.Vol.43,N0.1
5,3055(1978)に記載のトリフェニルスルホニウム塩誘導
体及び特願平9-279071号に記載の他のオニウム塩（スル
ホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾ
ニウム塩、アンモニウム塩）も用いることができる。オ
ニウム塩の具体例としては、ジフェニルヨードニウムト
リフレート、ジフェニルヨードニウムピレンスルホネー
ト、ジフェニルヨードニウムドデシルベンゼンスルホネ
ート、トリフェニルスルホニウムトリフレート、トリフ
ェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジ
フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、
トリフェニルスルホニウムナフタレンスルホネート、ト
リフェニルスルホニウムカンファースルホニウム、(4−
メトキシフェニル）フェニルヨードニウムトリフルオロ
メタンスルホネート、ビス(t−ブチルフェニル）ヨード
ニウムトリフルオロメタンスルホネート等を挙げること
ができる。

【００４５】また、特開平3-103854号、特開平3-103856
号、特開平4-1210960号で表されるジアゾジスルホン類
やジアゾケトスルホン類、特開昭64-18143号、特開平2-
245756号に記載のイミノスルホネート類、特開平2-7127
0号に記載のジスルホン類も好適に用いることができ
る。更に、USP3849137号、特開昭63-26653号、特開昭62
-692 63号、特開昭63-146038号、特開昭63-163452号、
特開昭62-153853号、特開昭63-146029号等に記載の光に
より酸を発生する基をポリマーの主鎖もしくは側鎖に導
入した化合物も用いることができるし、特開平7-25846
号、特開平7-28237号、特開平7-92675号、特開平8-2712
0号記載の2-オキソシクロヘキシル基を有する脂肪族ア
ルキルスルホニウム塩類、及びN-ヒドロキシスクシンイ
ミドスルホネート類、さらにはJ.Photopolym.Sci.,Tec
h.,Vol.7,No.3,423(1994)に記載のスルホニウム塩など
も好適に用いることができ、単独でもしくは２種以上の
組み合わせで用いられる。

【００４６】これらの光酸発生剤の組成物中の添加量
は、感光性組成物の全重量（塗布溶媒を除く）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．
１〜５重量％の範囲で使用される。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
ぎプロファイルの劣化やプロセス（特にベーク）マージ
ンが狭くなり好ましくない。

【００４７】本発明で使用される酸分解性基を有し、ア
ルカリ溶解性が酸の作用により増大する、分子量が１０
００以下の低分子の酸分解性溶解阻止化合物としては、
２２０ｎｍ以下の透過性や耐ドライエッチング性、耐熱
性を低下させない化合物が好ましい。例えば，Proc.SPI
E, 2724, 355(1996)や特開平8-15865号、US5310619
号、US5372912号に記載されているような酸分解性基を
含有するコール酸誘導体、デヒドロコール酸誘導体、デ
オキシコール酸誘導体、リトコール酸誘導体、ウルソコ
ール酸誘導体や酸分解性基を有する上記アビエチン酸誘
導体のような脂環族化合物等を好ましく用いることがで
きる。また、特開平6-51519号記載の低分子酸分解性溶
解阻止化合物も２２０ｎｍの透過性を悪化させないレベ
ルの添加範囲で用いることもできるし、1,2-ナフトキノ
ンジアジト化合物も使用できる。本発明において、上記
低分子酸分解性溶解阻止化合物を使用する場合、その添
加量は感光性組成物の全重量（塗布溶媒を除く）を基準
として、通常１〜５０重量％の範囲で用いられ、好まし
くは３〜４０重量％、更に好ましくは５〜３０重量％の
範囲で使用される。

【００４８】本発明のポジ型感光性組成物には必要に応
じて、有機塩基性化合物、および現像液に対する溶解性
を促進させる化合物を含有することができる。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して
は、フェノールよりも塩基性が強い化合物が挙げられ、
中でも含窒素塩基性化合物が好ましい。有機塩基性化合
物はおもに酸補足剤やレジストの経時安定性、密着性質
の向上という目的で添加される。例えば、特開昭63-149
640号、特開平5-249662号、特開平6-242605号、特開平6
-242606号、特開平6-266100号、特開平7-120929号、特
開平9-274312号、特表平7-508840号記載の塩基性化合物
が挙げられ、気化したり昇華したりしないものが好適に
用いられる。これらの中で１，５−ジアザビシクロ
〔４．３．０〕−５−ノネン（ＤＢＮ）、１，８−ジア
ザビシクロ〔５．４．０〕−７−ウンデセン（ＤＢ
Ｕ）、１，４−ジアザビシクロ〔２．２．２〕オクタン
（ＤＡＢＣＯ）、4-ジメチルアミノピリジン、1-ナフチ
ルアミン、N-メチルホルムアミド、ピペリジン、ヘキサ
メチレンテトラミン、イミダゾール類が特に好適に用い
られる。

【００４９】また、特開平6-242606号、特開平6-242605
号、特開平8-110635号等に記載の塩基性のアンモニウム
塩やスルホニウム塩、またはベタインなどの内部塩も用
いることができる。これらのなかでピリジニウムp-トル
エンスルホナート、2,4,6-トリメチルピリジニウムp-ト
ルエンスルホナート、テトラメチルアンモニウムp-トル
エンスルホナート、テトラブチルアンモニウムラクテー
ト等が特に好適に用いられる。これらの含窒素塩基性化
合物は、単独であるいは２種以上の組み合わせで用いら
れる。含窒素塩基性化合物の使用量は、感光性組成物
（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重量部を越えると感度
の低下や非露光部の現像性が著しく悪化する傾向があ
る。

【００５０】本発明で使用できる現像液に対する溶解促
進性化合物の例としては、例えば特開平3-206458号記載
のフェノール性水酸基を２個以上含有する化合物、1-ナ
フトールなどのナフトール類または、特開平3-179355
号、特開平5-181279号、特開平9-6001号、特開平9-2743
18号、US5374500号、DE4214363号記載のカルボキシル基
を１個以上有する化合物、カルボン酸無水物、特願平9-
279071号記載のスルホンアミド化合物やスルホニルイミ
ド化合物などの分子量1000以下の低分子化合物等を挙げ
ることができる。

【００５１】これらの内、２２０ｎｍの透過性を悪化さ
せない溶解促進性化合物が好ましく、例えばステロイド
類、ノルステロイド類、テルペノイド類が好ましく、特
にアダマンタンカルボン酸、コール酸、ノルコラン酸、
アビエチン酸、アガテンジカルボン酸が好ましい。上記
現像液に対する溶解促進性化合物の組成物中の添加量と
しては、組成物１００重量部（固形分）に対して３０重
量部以下が好ましく、より好ましくは２０重量部以下で
ある。

【００５２】本発明のポジ型感光性組成物には必要に応
じてさらにハレーション防止剤、可塑剤、界面活性剤、
光増感剤、接着助剤、架橋剤、光塩基発生剤等を含有す
ることができる。好適なハレーション防止剤としては、
照射する放射線を効率よく吸収する化合物が好ましく、
フルオレン、９−フルオレノン、ベンゾフェノンのよう
な置換ベンゼン類、アントラセン、アントラセン−９−
メタノール、アントラセン−９−カルボキシエチル、フ
ェナントレン、ペリレン、アジレンのような多環式芳香
族化合物などが挙げられ、これらの内、多環式芳香族化
合物が特に好ましい。これらのハレーション防止剤は基
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。

【００５３】露光による酸発生率を向上させる為、下記
に挙げるような光増感剤を添加することができる。好適
な光増感剤としては、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、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、ピレ
ン、フェノチアジン、ベンジル、ベンゾフラビン、アセ
トフェノン、フェナントレン、ベンゾキノン、アントラ
キノン、1,2-ナフトキノン等であるがこれらに限定され
るものではない。これらの光増感剤は前記ハレーション
防止剤としても使用可能である。

【００５４】本発明の感光性組成物は塗布性を改良した
り、現像性を改良する目的で下記界面活性剤を添加する
ことができる。このような界面活性剤の例としては、例
えば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オク
チルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、
ポリエチレングリコールジステアレート、ポリオキシエ
チレンソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノラ
ウレート等のノニオン系界面活性剤、エフトップEF301
、EF303 （新秋田化成（株）製）、フロラードFC430
、FC431 （住友スリーエム（株）製）、メガファックF
171、F173（大日本インキ（株）製）、サーフロンS-382
、SC101 、SC102 、SC103 、SC104 、SC105 、SC106
（旭硝子（株）製）等のフッソ系界面活性剤、ポリシロ
キサンポリマーKP-341（信越化学工業（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重量部以下の割合で添加され
る。これらの界面活性剤は単独で使用しても良いし、ま
た、いくつかの組み合わせで添加することもできる。本
発明のポジ型感光性組成物には必要に応じてさらに可塑
剤、接着助剤、架橋剤、光塩基発生剤、消泡剤等を含有
することができる。

【００５５】本発明の感光性組成物は、上記各成分を溶
解する溶媒に溶解した後、通常例えば孔径０．０５μｍ
〜０．２μｍ程度のフィルターで濾過することによって
溶液として調整される。ここで使用される溶媒として
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
チルアセトアミドなどが挙げられる。これらの溶媒は単
独もしくは混合して用いられる。溶媒の選択は、前記組
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
も、これらの性能に影響するため、少ない方が好まし
い。さらに本発明の感光性樹脂組成物は、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１００ｐｐ
ｂ以下に低減しておくことが好ましい。これらの不純物
が存在すると、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。

【００５６】上記感光性組成物を基板上にスピナー、コ
ーター等の適当な塗布方法により塗布後、プリベーク
（露光前加熱）し、所定のマスクを通して２２０ｎｍ以
下の波長の露光光で露光し、ＰＥＢ（露光後ベーク）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。ここで用いられる基板としては半導体装
置、その他の製造装置において通常用いられる基板であ
ればよく、例えばシリコン基板、ガラス基板、非磁性セ
ラミックス基板などが挙げられる。また、これらの基板
上にさらに必要に応じて追加の層、例えばシリコン酸化
物層、配線用金属層、層間絶縁膜、磁性膜、反射防止膜
層などが存在してもよく、また各種の配線、回路などが
作り込まれていても良い。さらにまた、これらの基板は
レジスト膜の密着性を高めるために、常法に従って疎水
化処理されていても良い。適当な疎水化処理剤として
は、例えば１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシ
ラザン(HMDS)などが挙げられる。

【００５７】基板上に塗布されるレジスト膜厚は、約
０．１μｍ〜１０μｍの範囲が好ましく、ＡｒＦ露光の
場合は、０．１μｍ〜１．５μｍ厚が推奨される。基板
上に塗布されたレジスト膜は、約６０℃〜１６０℃の温
度で約３０〜３００秒間プリベークするのが好ましい。
プリベークの温度が低く、時間が短かければレジスト膜
中の残留溶剤が相対的に多くなり、密着性が劣化するな
どの弊害を生じるので好ましくない。また、逆にプリベ
ークの温度が高く、時間が長ければ、感光性組成物のバ
インダー、光酸発生剤などの構成成分が分解するなどの
弊害が生じるので好ましくない。

【００５８】プリベーク後のレジスト膜を露光する装置
としては市販の紫外線露光装置、Ｘ線露光装置、電子ビ
ーム露光装置、ＫｒＦエキシマ露光装置、ＡｒＦエキシ
マ露光装置、Ｆ₂ エキシマ露光装置等が用いられ、特に
本発明ではＡｒＦエキシマレーザーを露光光源とする装
置が好ましい。露光後ベークは酸を触媒とする保護基の
脱離を生じさせる目的や定在波を消失させる目的、光酸
発生剤などを膜中に拡散させる目的等で行われる。この
露光後ベークは先のプリベークと同様にして行うことが
できる。例えば、ベーキング温度は約６０〜１６０℃、
好ましくは約９０〜１５０℃である。

【００５９】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、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２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３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、水酸化テトラメチルアンモ
ニウム(TMAH)、水酸化テトラエチルアンモニウム(TEA
H)、トリメチルヒドロキシメチルアンモニウムヒドロキ
シド、トリエチルヒドロキシメチルアンモニウムヒドロ
キシド、トリメチルヒドロキシ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、1,8-ジアザビシクロ-[5,4,0]-7-ウンデセン、1,5
-ジアザビシクロ-[4,3,0]-5-ノナン等の環状アミン類等
のアルカリ水溶液を使用することができる。

【００６０】更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール
類やケトン類などの親水性の有機溶剤やノニオン系や陰
イオン性界面活性剤および陽イオン性界面活性剤や消泡
剤等を適当量添加しても使用することができる。これら
の添加剤は、レジストの性能を向上させる目的以外にも
基板との密着性を高めたり、現像液の使用量を低減させ
たり、現像時の気泡に起因する欠陥を低減させる目的等
でアルカリ性水溶液に添加されることができる。

【００６１】

【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、本発明がこれにより限定されるものではない。 （合成例１）酸分解性低分子化合物ａの合成 アビエチン酸９０．６ｇ（０．３モル）とチオニルクロ
ライド１２０ｍｌの混合物を１時間還流した。過剰のチ
オニルクロリドを除去し、得られた固体をテトラヒドロ
フラン１５０ｍｌに溶かし、カリウム−ｔ−ブシトキシ
ド４０ｇ（０．３５モル）を徐々に加え、反応混合物を
６時間還流し、冷却し、次いで水中に注いだ。得られた
固体を濾過して集め、水で洗い減圧下で乾燥した。この
精製物をn-ヘキサンで再結晶し、６８％の収率でアビエ
チン酸−ｔ−ブチル（下記構造の化合物ａ）を得た。

【００６２】

【化１０】

【００６３】（合成例２）酸分解性低分子化合物ｂの合
成 コール酸１２２．７ｇ（０．３モル）とチオニルクロラ
イド１２０ｍｌの混合物を１時間還流した。過剰のチオ
ニルクロリドを除去し、得られた固体をテトラヒドロフ
ラン１５０ｍｌに溶かし、カリウム−ｔ−ブシトキシド
４０ｇ（０．３５モル）を徐々に加え、反応混合物を６
時間還流し、冷却し次いで水中に注いだ。得られた固体
を濾過して集め、水で洗い減圧下で乾燥した。この精製
物をn-ヘキサンで再結晶し、７０％の収率でコール酸−
ｔ−ブチル（下記構造の化合物ｂ）を得た。

【００６４】

【化１１】

【００６５】（合成例３）本発明の樹脂Ａの合成 還流冷却器をつけた４つ口フラスコに、合成例１で得ら
れた酸分解性低分子化合物ａを３４．２ｇ（０．１モ
ル）、アビエチン酸３０．２ｇ（０．１モル）およびト
ルエン９２．１ｇ（１モル）を入れた。この混合物を70
℃に加熱し溶解させ、窒素雰囲気下で、撹拌しながら、
アゾビスイソブチロニトリル１．６４ｇ（０．０１モ
ル）を加え、この溶液を７０℃で１２時間保持した。次
いで、徐々に３ｍｍＨｇの真空にし、１６０℃の温度で
蒸留し未反応のモノマー等を除去した。その後、反応溶
液を少量のヒドロキノン及び２００ｍｌのエタノールを
含む２０Ｌのヘキサンで沈殿させ、沈殿物を濾過し、
０．１ｍｍＨｇの減圧下で６時間乾燥させ目的物（樹脂
Ａ）を得た。ゲルパーミエーションクロマトグラフィに
よる重量平均分子量は６９５０であり、分散度は３．１
であった。

【００６６】（合成例４）本発明の樹脂Ｂの合成 還流冷却器をつけた４つ口フラスコに、合成例１で得ら
れた酸分解性低分子化合物ａを３４．２ｇ（０．１モ
ル）、アビエチン酸１５．１ｇ（０．０５モル）、メタ
クリル酸アダマンチル８．５ｇ（０．０５モル）および
トルエン９２．１ｇ（１モル）を入れた。合成例３と同
様にして反応させ、目的物（樹脂Ｂ）を得た。ゲルパー
ミエーションクロマトグラフィによる重量平均分子量は
６２５０であり、分散度は３．４であった。

【００６７】（合成例５）本発明の樹脂Ｃの合成 上記合成例４のメタクリル酸アダマンチルをメタクリル
酸イソボルニル１１．１ｇ（０．０５モル）に変えた他
は合成例４と同様にして合成し、本発明の樹脂Ｃを得
た。ゲルパーミエーションクロマトグラフィによる重量
平均分子量は７４００であり、分散度は３．８であっ
た。

【００６８】（合成例５）本発明の樹脂Ｄの合成 合成例４のアビエチン酸を無水マレイン酸９．８ｇ
（０．１モル）に変えた他は合成例４と同様にして合成
し、本発明の樹脂Ｄを得た。ゲルパーミエーションクロ
マトグラフィによる重量平均分子量は７７００であり、
分散度は４．３であった。

【００６９】（合成例６）本発明の樹脂Ｅの合成 合成例４のメタクリル酸アダマンチルをメタクリル酸ｔ
−ブチル７．１ｇ（０．０５モル）に変えた他は合成例
４と同様にして合成し、本発明の樹脂Ｅを得た。ゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィによる重量平均分子量
は７２００であり、分散度は３．６であった。

【００７０】（合成例７）酸分解性低分子化合物ｃの合
成 酢酸第２水銀を触媒に用いたエチルビニルエーテルとシ
クロヘキサノールのエーテル交換法より得られたシクロ
ヘキシルビニルエーテル３９．８ｇ（０．３１モル）と
アビエチン酸９０．６ｇ（０．３モル）を溶解し、そこ
へ５０％硫酸水溶液を加え室温にて６時間撹拌した。そ
の後炭酸水素カルシウム４．７ｇ、硫酸ナトリウム９．
４ｇを加え、１時間撹拌した。この反応混合物を濾過し
た後にシリカゲルカラムを用いたカラム分離を行ない、
下記構造で表される酸分解性低分子化合物ｃを得た。

【００７１】

【化１２】

【００７２】（合成例８）本発明の樹脂Ｆの合成 合成例３の酸分解性低分子化合物ａを酸分解性低分子化
合物ｃに変えた他は合成例３と同様にして合成し、本発
明の樹脂Ｆを得た。ゲルパーミエーションクロマトグラ
フィによる重量平均分子量は６２００であり、分散度は
３．０であった。

【００７３】（実施例１−７）（光学濃度の測定） 合成例３〜７、９で得られた樹脂Ａ〜Ｆ、合成例１、２
で得られた酸分解性低分子化合物ａ、ｂ、オニウム塩及
び溶剤を下記表−１に示す処方、割合で混合し溶解し
た。孔径０．１μｍのテフロンフィルターにより濾過し
た。スピンコーターにて石英基板上に均一に塗布し、１
００℃で９０秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行い、
１．００μｍのレジスト膜を形成させた。得られた膜の
光学吸収を紫外線分光光度計にて測定した。その結果を
下記表−２に示す。

【００７４】

【表１】

【００７５】

【表２】

【００７６】本発明の樹脂を用いた組成物は、１９３ｎ
ｍの光学濃度は０．５０以下であり、１９３ｎｍの光に
対し十分な透過性を有することが判った。尚、比較例１
は上記実施例１の樹脂Ａをポリ（ヒドロキシスチレン）
〔重量平均分子量８０００〕に置き換えた他は、実施例
１と同様にしてレジスト膜を形成した。得られた膜の光
学吸収を紫外線分光光度計にて測定したところ、１９３
ｎｍの光学濃度は１．５０以上と大きかった。

【００７７】（耐ドライエッチング性の測定）表−１に
おける実施例１〜７の本発明の感光性組成物を孔径０．
１μｍのテフロンフィルターにより濾過した。スピンコ
ーターにてシリコン基板上に均一に塗布し、１００℃で
９０秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行い、０．７０
μｍのレジスト膜を形成させた。得られた膜をＵＬＶＡ
Ｃ製リアクティブイオンエッチング装置（ＣＳＥ−１１
１０）を用いて、ＣＦ₄ ／Ｏ₂ （８／２）のガスに対す
るエッチング速度を測定した。その結果を下記表−３に
示す。

【００７８】

【表３】

【００７９】本発明の樹脂を用いた組成物のエッチング
速度は、十分小さく、十分な耐ドライエッチング性を有
することが判る。また、比較例２として、実施例１の重
合体Ａをポリ（メチルメタクリレート）〔重量平均分子
量１２０００〕に置き換えた他は、上記と同様にしてレ
ジスト膜を形成し、エッチング速度を測定した。エッチ
ング速度は１２５０Å/min. であった。

【００８０】比較例３として、特開平8-82925号公報に
記載の合成例Ｉ−２に記載のテルペノイド骨格を側鎖に
有する樹脂、即ち、シトロネリルメタクリレートとt-ブ
チルメタクリレートおよびメタクリル酸を重合した樹脂
を合成し、実施例１と同様にして組成物を調整し、耐ド
ライエッチング性を調べた。表−３に示すように本発明
の樹脂を含有する実施例１〜７に比較し耐ドライエッチ
ング性が劣っていた。

【００８１】比較例４として、特開平8-82925号公報に
記載の合成例III −１に記載のテルペノイド骨格を側鎖
に有する樹脂、即ち、メンチルメタクリレートとt-ブチ
ルメタクリレートおよびメタクリル酸を重合した樹脂を
合成し、実施例１と同様にして組成物を調整し、耐ドラ
イエッチング性を調べた。表−３に示すように本発明の
樹脂を含有する実施例１〜７に比較し耐ドライエッチン
グ性が劣っていた。

【００８２】比較例５として、特開平9-230597号公報に
記載のテルペノイド骨格を側鎖に有する樹脂、即ち、イ
ソボルニルメタクリレートとｔ−ブチルメタクリレート
を重合した樹脂を合成し、実施例１と同様にして組成物
を調整し、耐ドライエッチング性を調べた。表−３に示
すように本発明の樹脂を含有する実施例１〜７に比較し
耐ドライエッチング性が劣っていた。

【００８３】（画像評価）表−１における実施例１〜７
の本発明の感光性組成物と、上記比較例３〜５に用いた
各樹脂を含有する感光性組成物とを、０．１μｍのテフ
ロンフィルターにより濾過した。スピンコーターにてヘ
キサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均
一に塗布し１２０℃で９０秒間ホットプレート上で加熱
乾燥を行い、０．５０μｍのレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜に対し、マスクを通してＡｒＦエキシマ
レーザー光で露光し、露光後直ぐに１１０℃で９０秒間
ホットプレート上で加熱した。更に２．３８％のテトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で２３℃で６０
秒間現像し、３０秒間純水にてリンスした後乾燥した。

【００８４】ここで得られたパターンを走査型電子顕微
鏡にて観察し、感度、プロファイル、限界解像力を調べ
た。感度は０．３０μｍのマスクパターンを再現する露
光量で表した。限界解像力は０．３０μｍのマスクパタ
ーンを再現する露光量での限界解像力をもって定義し
た。これらの結果を下記表−４に示す。

【００８５】

【表４】

【００８６】上記表−４の結果から明らかなように本発
明の樹脂を用いた組成物は、感度、解像力に優れ、いづ
れも矩形なプロファイルが形成されおり、パターンの密
着性も問題なかった。比較例３〜５では、解像力が特に
劣っていた。

【００８７】

【発明の効果】以上示したことから明らかな様に、本発
明の樹脂を用いたポジ型感光性組成物は、特に220nm以
下の遠紫外光に対し高い透過性を有し、且つ耐ドライエ
ッチング性が良好である。特にＡｒＦエキシマレーザー
光を露光光源とする場合、高感度、高解像力、且つ良好
なパターンプロファイルを示し、基板との密着性にも優
れる。このため半導体素子製造に必要な微細パターンの
形成に有効に用いることが可能である。

Claims (4)

【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
   り酸を発生する化合物、及び（Ｂ）下記一般式（Ｉ）で
   表される２価の多環型の脂環式単位を重合体の主鎖に有
   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】 （上記一般式（Ｉ）において、Ｘは、酸素原子、硫黄原
   子、−ＮＨ−、−ＮＨＳＯ₂ −又は−ＮＨ−ＳＯ₂ −Ｎ
   Ｈ−から選ばれる２価の結合基を表す。Ｒ₁ は水素原
   子、アルキル基、置換アルキル基、環状アルキル基、置
   換環状アルキル基、酸の作用により分解する基または−
   Ｙ−Ｒ₃ を表す。Ｙは単結合、アルキレン基、置換アル
   キレン基、エーテル基、カルボニル基、エステル基、ア
   ミド基、スルホンアミド基から選択される単独、あるい
   は２つ以上の基の組み合わた２価の基を表す。Ｒ₂ は水
   素原子又はメチル基を表す。Ｒ₃ は−ＣＯＯＨ、−ＣＯ
   ＯＲ₄ 、水酸基、アルキル基、置換アルキル基、アルコ
   キシ基、置換アルコキシ基又は、 【化２】 を表す。Ｒ₁₉〜Ｒ₂₆は、各々独立に水素原子、アルキル
   基又は置換アルキル基を表し、ａ、ｂは、１又は２を表
   す。Ｒ₄ はアルキル基、置換アルキル基、環状アルキル
   基、置換環状アルキル基を表す。）
2. 【請求項２】 前記（Ｂ）の樹脂が、酸の作用により分
   解してアルカリ現像液中での溶解性を増大させる基を有
   す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。
3. 【請求項３】 酸の作用により分解しうる基を有し、ア
   ルカリ溶解性が酸の作用により増大する、分子量が１０
   ００以下の低分子酸分解性溶解阻止化合物を含むことを
   特徴とする請求項１に記載のポジ型感光性組成物。
4. 【請求項４】 露光光源として、２２０ｎｍ以下の波長
   の遠紫外光を使用することを特徴とする請求項１〜３の
   いづれかに記載のポジ型感光性組成物。