WO2001098833A1 - Composition radiosensible positive et procede de production de structures au moyen de celle-ci - Google Patents

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WO2001098833A1
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Hiroyuki Niwa
Kazutaka Tamura
Masahide Senoo
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Toray Industries, Inc.
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Definitions

  • the present invention relates to a posi-type radiation-sensitive composition used for manufacturing semiconductor integrated circuits, lithography masks, and the like.
  • the chemically amplified resist is a resist having a mechanism in which an acid is generated in an exposed portion by the action of a photoacid generator, and the solubility of the exposed portion is changed by a catalytic action of the acid.
  • those showing relatively good resist performance include alkali-soluble groups in alkali-soluble resins, such as t-butyl group and 1,1-diphenylethyl group (US Pat. No. 5,688,628).
  • a resin protected with an acid-decomposable group such as a tertiary ester group such as a trityl group (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-83057), a t-methoxycarbonyl group, or an acetal group.
  • the present invention provides a positive-type radiation-sensitive composition, comprising a compound according to any one of a1) to a3), and b) an acid generator that generates an acid upon irradiation with radiation. And a method of manufacturing a resist pattern.
  • R 1 and R 2 are aromatic rings, and R 3 represents an alkyl group, a substituted alkyl group, a cycloalkyl group, or an aromatic ring. R 1 to R 3 may be the same or different.
  • a 2) A compound in which an alkali-soluble group is protected by an acid leaving group represented by the general formula (2).
  • R 4 to R 6 is an alkyl group, a substituted alkyl group, a cycloalkyl group, or a aromatic ring, c R 4 ⁇ at least one is an aromatic ring having an electron donating group among R 4 to R 6 R 6 may be the same or different.
  • the positive radiation-sensitive composition of the present invention comprises any of the compounds a1) to a3) and b) an acid generator that generates an acid upon irradiation with radiation.
  • the compound of a1) is a compound in which a carboxyl group is protected by an acid leaving group represented by the general formula (1).
  • R 1 and R 2 are aromatic rings, and R 3 represents an alkyl group, a substituted alkyl group, a cycloalkyl group, or an aromatic ring. [ ⁇ ⁇ 13 ⁇ 4 3 also is the same as each may have a different summer.
  • Specific examples of R 1 and R 2 include a phenyl group, a naphthyl group, a pyridyl group, a furyl group, a phenyl group and the like.
  • R 3 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a methoxymethyl group, an ethoxybutyl group, a hydroxyethyl group, a cyclohexyl group, and R 1. And the like. Introduction of two or more aromatic rings on the tertiary carbon bonded to oxygen makes it easier for elimination of the leaving group to occur due to phosphoric acid due to the resonance effect of the aromatic ring. The sensitivity of the registry is greatly improved as compared with those without or with only one. In addition, dry etching resistance is improved by introducing a large number of aromatic rings.
  • the compound of a2) is a compound in which an alkali-soluble group is protected by an acid leaving group represented by the general formula (2).
  • R 4 to R 6 are any of an alkyl group, a substituted alkyl group, a cycloalkyl group, and an aromatic ring, and at least one of R 4 to R 6 is an aromatic ring having an electron donating group.
  • R 4 to R 6 may be the same or different.
  • the electron donating group mentioned here may be any group which has a stronger tendency to donate electrons than hydrogen, and examples thereof include acryl group, amino group, alkyl group and alkoxy group.
  • electron-donating groups are an alkoxy group having 2 to 6 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and among them, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. Is most preferred.
  • R 4 to R 6 other than the aromatic ring having an electron donating group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a methoxymethyl group, an ethoxybutyl group, a hydroxyethyl group, and a cycloalkyl group. Examples include a hexyl group and a phenyl group. Introducing an electron-donating group into the aromatic ring on the tertiary carbon bonded to oxygen stabilizes the positive charge of the carbocation generated during deprotection, facilitating deprotection and greatly increasing registration sensitivity. improves.
  • the alkali-soluble group of the compound of a2) is preferably a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group.
  • the aromatic ring having an electron donating group included in the acid leaving group of the general formula (2) is preferably a structure represented by the following general formula (3).
  • RR 10 and R 12 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and at least one of them represents the above-mentioned alkyl group or alkoxy group.
  • R 9 and R 11 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the compound of 3) is a compound in which an alkali-soluble group is protected by an acid leaving group a, and the acid leaving group a has an alkyl-soluble group CR —— It has an alkali-soluble group protected by leaving group b.
  • Acid leaving group a and acid leaving group b have the same structure
  • the acid leaving group a has at least one phenolic hydroxyl group or carboxyl group, or that the phenolic hydroxyl group or carboxyl group is further protected by an acid leaving group b.
  • Examples of the structure of the acid leaving group a include a group represented by the general formula (4).
  • R 13 to R 15 are each independently an alkyl group, a substituted alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, a substituted aryl group, a group containing an alkali-soluble group, and an alkyl-soluble group protected by an acid leaving group b.
  • be any group containing at least one is a group containing a protected al Chikarari soluble group a group or an acid leaving group b including Al Chikararika soluble group ⁇ R 1 3 ⁇ R 15 May be the same or different.
  • R 1 3 to R 1 of the 5 least one is a group represented by the general formula (5) or (6).
  • A represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, or a single bond.
  • B represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, an alkylene arylene group having 7 to 12 carbon atoms, or a single bond.
  • R 16 to R 19 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Y is an acid leaving group b or a hydrogen atom
  • At least one of R 13 to R 15 is a group represented by general formula (7) or (8):
  • R 2 ° and R 21 each independently represent a hydrogen atom
  • c Y representing an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represents an acid leaving group or a hydrogen atom
  • m represents 1 to 3.
  • R 22 and R 2 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Y represents an acid leaving group b or a hydrogen atom.
  • Examples of the acid leaving group b include methoxymethyl group, methylthiomethyl group, ethoxymethyl group, ethylthiomethyl group, methoxyxetoxymethyl group, benzylaminomethyl group, benzylthiomethyl group, phenacyl group, promophenacyl group, Methoxyphenacyl group, methylthiophenacyl group, ⁇ -methylphenacyl group, cyclopropylmethyl group, benzyl group, diphenylmethyl group, triphenylmethyl group, promobenzyl group, nitrobenzyl group, methoxybenzyl group, methylthiobenzyl group Benzyl group, ethoxybenzyl group, methoxycarbonylmethyl group, ethoxycarbonylmethyl group, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ -propoxycarbonylmethyl group, isopropoxycarbonylmethyl group, n-butoxycarbonylmethyl group, t-butoxycarbonylmethyl group, Benzyl group,
  • the compound of the requirements al) to a3) is preferably a polymer.
  • the weight average molecular weight is 4,000 to 100,000, preferably 5,000 to ⁇ 00000, more preferably 5,000 to 50,000 as measured by GPC (gel permeation chromatography) in terms of polystyrene. If the weight average molecular weight is less than 5,000, it is difficult to form a film, and if the weight average molecular weight exceeds 50,000, the resist sensitivity decreases.
  • R 24 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, or halogen.
  • Z is £ C'a represented by the general formula (1), (2) or (4)
  • R 23 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group, or halogen.
  • X is an acid leaving group represented by the general formula (2) or (4).
  • the carboxyl of acrylic acid ⁇ methacrylic acid A monomer having a structure in which a group is protected by an acid leaving group represented by the general formula (1), or a monomer having a structure in which a hydroxyl group of P-hydroxystyrene is protected by an acid leaving group represented by the general formula (2) May be synthesized and polymerized with azobisisobutyronitrile or the like.
  • R 24 is more preferably a cyano group or a halogen.
  • the main chain of the polymer is easily cleaved by irradiation with radiation to reduce the molecular weight. As a result, the solubility of the exposed area is improved, resulting in high sensitivity and high contrast.
  • the polymer containing the structural unit represented by the general formula (9) or (10) may be a polymer containing only the structural unit represented by the general formula (9) or (10).
  • a copolymer containing other monomer units may be used as long as the characteristics of the amplification type resist are not impaired.
  • Other monomer structures include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate Creatine, ethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, methyl ⁇ -chloroacrylate, ethyl ⁇ -chloroacrylate Hydroxyethyl ⁇ -chloroacrylate, isopropyl ⁇ -chloroacrylate, ⁇ -butyl ⁇ -chloroacrylate, t-butyl ⁇ -chloroacrylate, methyl ⁇ -cyanoacrylate, ethyl ⁇ -cyanoacrylate, hydroxyethyl Chill £ 3 ⁇ 4—Canoacrylate,
  • the polymer containing the structural unit represented by the general formula (9) or (10) preferably used in the present invention may have the following ring structure in the main chain for improving dry etching resistance and the like. good.
  • the positive radiation-sensitive composition of the present invention contains b) an acid generator that generates an acid upon irradiation with radiation.
  • an acid generator that generates an acid upon irradiation with radiation.
  • the acid generator used herein may be any as long as it increases the dissolution rate of the compounds a1) to a3) in an aqueous alkaline solution depending on the generated acid. Examples thereof include salts, halogen-containing compounds, diazo ketone compounds, diazomethane compounds, sulfone compounds, sulfonate compounds, and sulfonimide compounds.
  • sodium salt examples include diazonium salt, ammonium salt, eodonium salt, sulfonium salt, phosphonium salt, and sodium salt.
  • Preferred sodium salts are diphenyleodonium triflate, diphenyleodonium pyrene sulfonate, diphenylenodenium dodecyl benzenesulfonate, triphenylsulfonium triflate, and triphenylphenyl sulfonium nitrate.
  • Trifenylsulfonium naphtha Lensulfonate (hydroxyphenyl) benzylmethylsulfonium toluenesulfonate and the like.
  • halogen-containing compound examples include a haloalkyl group-containing hydrocarbon compound and a haloalkyl group-containing heterocyclic compound.
  • Preferred halogen-containing compounds are 1,1-bis (4-chlorophenyl) -2,2,2-trichloroethane, 2-phenyl-14,6-bis (trichloromethyl) -1-S-triazine, 2-naphthyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine.
  • diazoketone compound examples include 1,3-diketo1-2-diazo compounds, diazobenzoquinone compounds, diazonaphthoquinone compounds, and the like.
  • Preferred diazoketone compounds are the esters of 2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid with 2,2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone,
  • Examples include 2-naphthoquinonediazido ester of 4-sulfonic acid and 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane.
  • diazomethane compound examples include bis (triflurylmethylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (phenylsulfonyl) diazomethane, bis (p-trisulfonyl) diazomethane, and bis (2 , 4-xylylsulfonyl) diazomethane, bis (p-chlorophenylsulfonyl) diazomethane, methylsulfonyl-p-toluenesulfonyldiazomethane, cyclohexylsulfonyl (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, Bis (1,1 dimethylethylsulfonyl) diazomethane, phenylsulfonyl (benzoyl) diazomethane and the like can be mentioned.
  • sulfone compound examples include:) 8-ketosulfone compound; and 8-sulfonylsulfone compound.
  • Preferred compounds include 4-trisphenacylsulfone, mesitylphenacylsulfone, bis (phenylsulfonyl) methane and the like.
  • sulfonic acid ester compound examples include an alkyl sulfonic acid ester, a haloalkyl sulfonic acid ester, an aryl sulfonic acid ester, and an imino sulfonate.
  • a specific example of a sulfonic acid compound is Benzointoshiri 1, 10-pyrogallol trimesylate, nitrobenzyl iluene 9,10-jetoxyanthracene-12-sulfonetol and the like.
  • the sulfonimide compound examples include N- (triflur-methyl 1-resulfonyl) succinimide, N- (triflu-l-methylsulfonyl) phthalimide, and N- (triflu-l-methylsulfonyl) ) Diphenyl maleimide, N- (triflurylmethylsulfonyl) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboximide, N- (triflurylmethylsulfonyl) 7-year-old xabicyclo [2.2.1] hept-5-en-2,3-dicarboximide, N- (trifur-l-methylsulfonyl-year-old) Bisik mouth [2.2.1] Heptane 1, 5, 6- 1,2-dicarboximide, N- (trifluromethylsulfonyl) naphthyldicarboximide, N- (camphorsulfonyl) succinimide , N— (tri
  • the addition amount of the acid generator is usually from 0.01 to 50% by weight, more preferably from 0.1 to 10% by weight, based on the polymer. If the amount is less than 0.01% by weight, pattern formation becomes impossible. If the amount is more than 50% by weight, affinity with a developing solution is reduced, and poor development occurs.
  • the positive radiation-sensitive composition of the present invention may contain a soluble resin.
  • additives such as a surfactant, a sensitizer, a stabilizer, an antifoaming agent, and an acid diffusion inhibitor can be added to the positive radiation-sensitive composition of the present invention.
  • the positive radiation-sensitive composition of the present invention can be obtained by dissolving the above components in a solvent.
  • the amount of the solvent used is not particularly limited, but is adjusted so that the solid content is 5 to 35% by weight.
  • Preferred solvents used are ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, ethyl propionate, methyl butyrate, methyl benzoate, methyl lactate.
  • Esters such as methyl, ethyl ethyl lactate, ethyl pyruvate, 3-methyl-3-isobutyrate, methyl 3-methoxypionate, methyl ethyl 3-ethoxypropionate, and heptyl lactone;
  • Cellosolves such as mouth solve, methylcellosolve acetate, methyl ethyl solvent soup acetate, cellosolve esters such as butyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol alcohol monoethyl ether acetate
  • propylene glycol esters 2-dimethoxyxetane, 1,2-diethoxyxetane, tetrahydrofuran, and ethers such as anisole; methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone; methyl n-amyl ketone; cyclohexyl Sanon, Ke Bokun
  • the positive-type radiation-sensitive composition of the present invention is applied on a substrate to be processed, dried, and usually used as a thin film having a thickness of 0.2 ⁇ to 2 ⁇ ⁇ .
  • the thin film is subjected to pattern exposure using radiation such as electron beam, X-ray, vacuum ultraviolet ray, etc., followed by baking and development after exposure to obtain a fine pattern. In particular, the effect becomes more remarkable when an electron beam is used.
  • the c examples can be performed using a known developing solution, alkali metal hydroxides, carbonates, phosphates, Kei, borates One or two or more inorganic alkalis, such as 2-ethylethylaminoethanol, amines such as mono-X-Nylamine and diethanolamine, and quaternary ammonium such as tetramethylammonium hydroxide and choline Aqueous solution.
  • alkali metal hydroxides such as 2-ethylethylaminoethanol, amines such as mono-X-Nylamine and diethanolamine, and quaternary ammonium such as tetramethylammonium hydroxide and choline Aqueous solution.
  • the weight average molecular weight in this example is a measured value of GPC (gel permeation 'chromatography) in terms of poly 7;
  • a 60:40 (molar ratio) mixture of 1,1-diphenylethyl methacrylate and p-hydroxy-1- ⁇ -methylstyrene was prepared by using azobisisobutyronitrile as an initiator in 1,4-dioxane. Polymerization was performed at 70 ° C. to obtain a polymer of the following chemical formula (1) (weight average molecular weight: 82,000). 3 g of this polymer and 30 Omg of triphenylsulfonium reflux were dissolved in methyl acetate sorb acetate and filtered through a 0.2 Atm filter to obtain a resist composition.
  • the obtained resist composition was spin-coated on a HMDS-treated silicon wafer, and then heated at 00 ° C for 2 minutes to obtain a resist film having a thickness of 0.5 m.
  • the resist film was irradiated with an electron beam in a pattern at an accelerating voltage of 20 kV using an electron beam exposure apparatus, heated at 90 ° C for 2 minutes, and then treated with 2.38% tetramethyl. Development was performed for 1 minute with an aqueous solution of ammonium hydroxide (ELM-D manufactured by Mitsubishi Gas Chemical). At an exposure of 2.7 CZ cm 2 , a pattern of 0.20 Aim was obtained.
  • ELM-D ammonium hydroxide
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer of the following chemical formula (12) (weight average molecular weight: 240000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and an electron beam was applied. Irradiation and development. An exposure amount of 3 ⁇ 9 C / C m 2 , 0 ⁇ 2 of the pattern was obtained.
  • a copolymer of the following chemical formula (12) weight average molecular weight: 240000
  • a resist film was obtained and irradiated with an electron beam in the same manner as in Example 1 except that a polymer represented by the following chemical formula (13) (weight average molecular weight: 10,000) was used instead of the copolymer used in Example 1 Then, development was performed. A pattern of 0.23 ⁇ was obtained at an exposure of 4.1 C / cm 2 .
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (14) (weight average molecular weight: 9000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. And developed. 2. 0 ⁇ 22 m Pas evening over emissions were obtained at an exposure amount of 9 CZc m 2.
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (15) (weight average molecular weight: 7900) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. And developed. At an exposure of 2.4 At C / cm 2 , a pattern of 0.19 ⁇ m was obtained.
  • a copolymer represented by the following chemical formula (15) weight average molecular weight: 7900
  • Example 4 The same experiment as in Example 4 was performed except that an i-line stepper was used as an exposure apparatus.
  • a resist film was obtained and irradiated with an electron beam in the same manner as in Example 1 except that a copolymer of the following chemical formula (16) (weight average molecular weight: 10,000) was used instead of the copolymer used in Example 1. Then, development was performed. A pattern of 0.20 ⁇ was obtained with an exposure of 1.6 CZ C m 2 .
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (17) (weight average molecular weight: 13000) was used instead of the copolymer used in Example 1. Irradiation was carried out for development. At an exposure of 2 ⁇ CZcm 2 , a pattern of 0.23 mm was obtained.
  • a copolymer represented by the following chemical formula (17) weight average molecular weight: 13000
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a polymer represented by the following chemical formula (18) (weight average molecular weight: 4400) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. And developed. At an exposure of 3.0 At CZcm 2 , a pattern of 0.23 ⁇ m was obtained.
  • a polymer represented by the following chemical formula (18) weight average molecular weight: 4400
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer of the following chemical formula 9) (weight average molecular weight: 26000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. Developed. A pattern of 0.21 m was obtained at an exposure of 2.0 / C / cm 2 .
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (20) (weight average molecular weight: 58,000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. Developed. A pattern of 0.22 ⁇ m was obtained with an exposure of 3.6 AtCZcm 2 .
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (21) (weight average molecular weight: 9700) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. Developed. With an exposure of 1.6 CZcm 2 , a pattern of 0 ⁇ 9 ⁇ was obtained.
  • a copolymer represented by the following chemical formula (21) weight average molecular weight: 9700
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (22) (weight average molecular weight: 19,000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. And developed. 1 ⁇ 9 ⁇ C / cm 2 exposure, 0 ⁇ 20 tm Pattern obtained ⁇
  • Example 2 A resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a polymer represented by the following chemical formula (23) (weight average molecular weight: 11,000) was used instead of the copolymer used in Example 1. Line
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a polymer represented by the following chemical formula (24) (weight average molecular weight: 9500) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. Developed. At an exposure of 1.2 t CZcm 2 , a pattern of 0.119 / m was obtained.
  • a polymer represented by the following chemical formula (24) weight average molecular weight: 9500
  • Example 17 A resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer (weight average molecular weight: 4500) represented by the following chemical formula (25) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. Development was performed. A pattern of 0.24 ⁇ was obtained at an exposure dose of 3.0 t C / cm 2 .
  • a copolymer weight average molecular weight: 4500 represented by the following chemical formula (25) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. Development was performed. A pattern of 0.24 ⁇ was obtained at an exposure dose of 3.0 t C / cm 2 .
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (26) (weight average molecular weight: 56000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. Developed. A pattern of 0.23 Aim was obtained at an exposure of 3.5 ⁇ C / cm 2 .
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (27) (weight average molecular weight: 18,000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. Developed. A pattern of 0.21 im was obtained with an exposure of 2.4 CZcm 2 .
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (28) (weight average molecular weight: 25,000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. Developed. At an exposure of 1.7 C / cm 2 , a pattern of 0.20 im was obtained.
  • a copolymer represented by the following chemical formula (28) weight average molecular weight: 25,000
  • Example 22 The same experiment as in Example 13 was performed except that an i-line stepper was used as an exposure device. A pattern of 0.3 ⁇ m was obtained with an exposure amount of c 29 mJ / cm 2 .
  • Example 22
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (29) (weight average molecular weight: 23000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. And developed. At an exposure of 2.0 ⁇ C / cm 2 , a pattern of 0. was obtained.
  • a copolymer represented by the following chemical formula (29) weight average molecular weight: 23000
  • a resist film was obtained and irradiated with an electron beam in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (30) (weight average molecular weight: 18000) was used instead of the copolymer used in Example 1. Then, development was performed. 2.7) At an exposure of C / cm 2 , a pattern of 0.22 m was obtained.
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a polymer represented by the following chemical formula (31) (weight average molecular weight: 570,000) was used instead of the copolymer used in Example 1. Irradiation was carried out for development. 3. an exposure amount of 7 CZc m 2, 0. of pattern was obtained.
  • a polymer represented by the following chemical formula (31) weight average molecular weight: 570,000
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer of the following chemical formula (32) (weight average molecular weight: 35,000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and an electron beam was applied. Irradiation and development. Pattern of 0. 2 1 / im was obtained at an exposure amount of 2 ⁇ 5 t CZc m 2.
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (33) (weight average molecular weight: 4500) was used instead of the copolymer used in Example 1, and an electron beam was irradiated. Irradiation and development. Pattern of 0. 2 3 / m at the exposure amount of 3 ⁇ 2 C / C m 2 was obtained ⁇
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (34) (weight average molecular weight: 18,000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. And developed. A pattern of 0.2 was obtained with an exposure of 1.6 CZC m 2 .
  • a copolymer represented by the following chemical formula (34) weight average molecular weight: 18,000
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (35) (weight average molecular weight: 21,000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. And developed. 1. 0. 1 9 m patterns were obtained at an exposure amount of 7 / CZc m 2.
  • a resist film was obtained and irradiated with an electron beam in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (36) (weight average molecular weight: 31,000) was used instead of the copolymer used in Example 1. Then, development was performed. A pattern of 0.22 Atm was obtained with an exposure of 2.4 t CZ cm 2 .
  • a copolymer represented by the following chemical formula (36) weight average molecular weight: 31,000
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (37) (weight average molecular weight: 19000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. Developed. A pattern of 0.20 im was obtained at an exposure of 1.6 C / C m 2 .
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (38) (weight average molecular weight: 8000) was used instead of the copolymer used in Example 1, and irradiated with an electron beam. Developed. At an exposure of 3.5 tC / cm 2, a pattern of 0.24 ⁇ m was obtained.
  • a copolymer represented by the following chemical formula (38) weight average molecular weight: 8000
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1, except that a copolymer represented by the following chemical formula (39) (weight average molecular weight: 1100) was used instead of the polymer used in Example 1. Irradiation was carried out for development. 3. 3 / exposure of CZc m 2, 0. 2 2 Atm of pattern was obtained.
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer of the following chemical formula (40) (weight average molecular weight: 900) was used instead of the polymer used in Example 1. Irradiation and development. At an exposure of 3.2 tCZcm 2 , a pattern of 0.2 2 / zm was obtained.
  • a copolymer of the following chemical formula (40) weight average molecular weight: 900
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymer represented by the following chemical formula (41) (weight average molecular weight: 1400) was used instead of the polymer used in Example 1. And developed. A pattern of 0.23 mm was obtained at an exposure of 3.9 C / cm 2 .
  • a resist film was obtained in the same manner as in Example 1 except that poly (t-butyl- ⁇ -chloroacrylate) (weight average molecular weight 2100) was used instead of the copolymer used in Example 1. Developed by irradiating with electron beam. A pattern of 0.33 Aim was obtained with an exposure of 6.2 ⁇ CZcm 2, and the characteristics were not sufficient in terms of sensitivity and resolution. Comparative Example 2
  • a resist film was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the copolymer of the following chemical formula (42) (weight average molecular weight: 1200) was used instead of the copolymer used in Example 1. went.
  • the positive-type radiation-sensitive composition of the present invention has high resolution and high sensitivity by using a compound containing a specific acid leaving group as described above and an acid generator that generates an acid upon irradiation with radiation. Can be obtained.
  • Example 34 Same as Example 34 Same as Example 34 36 m J / cm 2 (i-line) 0.3 3 Table 2 Comparative Example

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Description

明 細 害
ポジ型感放射線性組成物およびこれを用いたパターンの製造方法
技術分野
本発明は半導体集積回路、 リソグラフィー用マスクなどの製造に用いられるポ ジ型感放射線性組成物に関する。 背景技術
近年、 半導体回路、 リソグラフィー用マスクの製造などの分野では、 集積度の 向上に伴って、 パターンの微細化が進んでいる。 これを実現するためにレジス卜 材料としてさらに高解像度のものが要求されるようになってきてぉリ、 0 . 2 5 m以下のサブクオーターミクロンのパターンが高感度で加工できることが必要 となってきた。 従来のような比較的長波長の光源を用いるリソグラフィーでは、 このような微細な加工を行うことは困難でぁリ、 よりエネルギーの高い X線ゃ電 子線、 真空紫外線を用いたリソグラフィ一が検討されており、 これらの光源に対 応じたレジス卜が求められている。
このような露光光源に対応し、 高感度、 高解像度の特性を持つ公知のレジスト 材料として、 化学増幅型のレジス卜が盛んに検討されている。 化学増幅型のレジ ストは光酸発生剤の作用によって露光部に酸が発生し、 この酸の触媒作用によつ て露光部の溶解性が変化する機構を持つレジス卜である。 従来、 このような化学 増幅型レジス卜のうち比較的良好なレジス卜性能を示すものに、 アルカリ可溶性 樹脂中のアルカリ可溶性基を t一ブチル基、 1, 1 ージフエニルェチル基 (USP 5688628) 、 卜リチル基 (特開平 6— 8 3 0 5 7 ) などの 3級エステル基、 tープ 卜キシカルボニル基、 ァセタール基などの酸分解性基で保護した樹脂が用いられ ている。
しかしながら、 解像度と感度は相反する関係にあり、 サブクォーターミクロン のパターン加工を行うための解像度を得るには、 感度が十分ではないなどの欠点 があった。 発明の開示
本発明は、 a1 )〜a 3) のいずれかの化合物と b) 放射線の照射によって酸を 発生する酸発生剤を含有することを特徴とするポジ型感放射線性組成物、 ならび にこれを用いたレジス卜パターンの製造方法に関する。
a 1 ) カルボキシル基を一般式 (1 ) で示される酸脱離基で保護した化合物。
R1
C—— R2 (1)
R ,3
( R1および R 2は芳香環であり、 R 3はアルキル基、 置換アルキル基、 シクロア ルキル基、 芳香環を示す。 R1~R 3はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。 ) a 2) アルカリ可溶性基を一般式 (2) で示される酸脱離基で保護した化合物。
R4
C— R。 (2)
R6
(R4〜R6はアルキル基、 置換アルキル基、 シクロアルキル基、 芳香環のいずれ かであり、 R4〜R6のうち少なくとも 1つが電子供与性基を有する芳香環である c R4〜R 6はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。 )
a 3) アルカリ可溶性基を酸脱離基 aで保護した化合物で.あって、 酸脱離基 aは アル力リ可溶性基を有するか、 もしくは酸脱離基 aは酸脱離基 bで保護されたァ ルカリ可溶性基を有する。 発明を実施するための最良の形態 本発明のポジ型感放射線性組成物は、 a 1 )〜a 3 ) のいずれかの化合物と、 b ) 放射線の照射によって酸を発生する酸発生剤からなる。
a 1 ) の化合物は、 カルボキシル基を一般式 (1 ) で示される酸脱離基で保護 した化合物である。 R 1および R 2は芳香環であり、 R 3はアルキル基、 置換アル キル基、 シクロアルキル基、 芳香環を示す。 [^〜1¾ 3はそれぞれ同じでも異なつ ていてもよい。 R 1および R 2の具体例としては、 フエニル基、 ナフチル基、 ピリ ジル基、 フリル基、 チェニル基などが挙げられる。 また、 R 3の具体例としては、 メチル基、 ェチル基、 プロピル基、 プチル基、 メ卜キシメチル基、 エトキシプチ ル基、 ヒドロキシェチル基、 シクロへキシル ¾、 および R 1の具体例として上に 挙げた基などが挙げられる。 酸素に結合した 3級炭素上に芳香環を二つ以上導入 することで芳香環の共鳴効果にょリ酸による脱離基の脱離反応が起こりやすくな リ、 3級炭素上に芳香環を持たないものや一つだけ有するものと比較してレジス 卜感度が大幅に向上する。 また、 芳香環を多数導入することにより ドライエッチ ング耐性が向上する。
R1
C— R2 (1)
R 3
a 2 ) の化合物は、 アルカリ可溶性基を一般式 (2 ) で示される酸脱離基で保 護した化合物である。 R 4〜R 6はアルキル基、 置換アルキル基、 シクロアルキル 基、 芳香環のいずれかであり、 R 4〜R 6のうち少なくとも 1つが電子供与性基を 有する芳香環である。 R 4〜R 6はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。 ここで いう電子供与性基としては水素よリも電子を供与する傾向が強いものであればど のようなものでもよく、 ァシル才キシ基、 アミノ基、 アルキル基、 アルコキシ基 などが例として挙げられる。 このうち好ましく用いられる電子供与性基は炭素数 2〜 6のァシルォキシ基、 炭素数〗〜 4のアルキル基、 炭素数 1 〜 6のアルコキ シ基であり、 なかでも炭素数 1〜 6のアルコキシ基が最も好ましい。 電子供与性 基は一つの芳香環に 2つ以上あっても良い。 電子供与性基を有する芳香環の具体 例としては、 4ーァセチル才キシフエ二ル基、 4ーァセチル才キシナフチル基、 3—べンジル才キシフエニル基、 4—ジメチルァミノフエニル基、 2—ジメチル ァミノフエ二ル基、 4—ァミノナフチル基、 p—卜リル基、 m—卜リル基、 0 — 卜リル基、 2, 4—ジメチルフエニル基、 2, 4 , 6—トリメチルフエニル基、 4— t一プチルフエ二ル基、 4—メチルナフチル基、 4—メトキシフエ二ル基、 2ーメ卜キシフエニル基、 3—ェ卜キシフエニル基、 4― t一ブトキシフエニル 基、 4一フエノキシフエニル基、 4—メ卜キシナフチル基、 3 _イソプロポキシ フエニル基、 4—メトキシ一 3—メチルフエニル基、 3, 5—ジメ卜キシフエ二 ル基などが挙げられる。 また R 4〜R 6のうち電子供与性基を有する芳香環以外の 具体例としては、 メチル基、 ェチル基、 プロピル基、 プチル基、 メ卜キシメチル 基、 エトキシブチル基、 ヒドロキシェチル基、 シクロへキシル基、 フエニル基な どが挙げられる。 酸素に結合した 3級炭素上の芳香環に電子供与性基を導入する と脱保護の際に生成するカルボカチオンの正電荷が安定化されるので、 脱保護が 容易となりレジス卜感度が大幅に向上する。 また、 a 2 ) の化合物のアルカリ可 溶性基としてはカルボキシル基、 フエノール性水酸基が好ましい。
C— R。 (2)
一般式 (2 ) の酸脱離基に含まれる電子供与性基を有する芳香環として好まし いのは、 下記一般式 (3 ) で表される構造である。
(3)
Figure imgf000006_0001
R R 10, R 12はそれぞれ独立に水素原子、 炭素数 1〜4のアルキル基、 炭素 数 1〜 6めアルコキシ基を表し、 そのうち少なくとも一つは上記アルキル基もし くはアルコキシ基を表す。 R 9および R 11はそれぞれ独立に水素原子、 炭素数 Ί ~ 4のアルキル基、 炭素数〗〜 6のアルコキシ基を表す。 オル卜位またはパラ位 に電子供与性基を導入することで、 より高い感度を発現する。
a 3) の化合物は、 アルカリ可溶性基を酸聪離基 aで保護した化合物であり、 酸脱離基 aがアル力リ可溶性基をC R ——有するか、 もしくは酸脱離基 aが酸脱離基 bで 保護されたアルカリ可溶性基を有する。 酸脱離基 aと酸脱離基 bは同一の構造で
1 4
あってもよい。 酸脱離基 aは、 フエノール性水酸基あるいはカルボキシル基を少 なくとも一つ有するか、 もしくは前記フエノール性水酸基あるいはカルボキシル 基をさらに酸脱離基 bで保護したものであるのが好ましい。 このような酸脱離基 aの構造として、 一般式 (4) で表される基が挙げられる。
R 13
C-R14 (4)
15
R 1 3〜R 15はそれぞれ独立にアルキル基、 置換アルキル基、 シクロアルキル基、 ァリール基、 置換ァリール基、 アルカリ可溶性基を含む基、 酸脱離基 bで保護さ れたアル力リ可溶性基を含む基のいずれかであリ、 少なくとも一つはアル力リ可 溶性基を含む基または酸脱離基 bで保護されたアル力リ可溶性基を含む基である < R 1 3〜R 15はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。 ここで、 一般式 (4) の R 1 3〜R 1 5のうち少なくとも 1つが一般式 (5) または (6) で表される基である ことが好ましい。
(5)
Figure imgf000007_0001
-B—— COOY (6)
Aは炭素数 1 〜4のアルキレン基、 炭素数 6〜 1 0のァリーレン基、 単結合を表 す。 Bは炭素数 1〜 6のアルキレン基、 炭素数 6〜 1 0のァリーレン基、 炭素数 7- 1 2のアルキレンァリーレン基、 単結合を表す。 R 1 6〜R 1 9はそれぞれ独立 に水素原子、 炭素数 1 ~4のアルキル基を表す。 Yは酸脱離基 bまたは水素原子
c R——
2
を表し、 mは 1 ~3である。 なかで 3も感度の点で特に好ましいのは、 一般式 (4)
C
の R 1 3〜R 15のうち少なくとも一つが一 o般式 (7) または (8) で表される基で o
Y
ある場合である。
8
Figure imgf000008_0001
22
R 2°および R 21はそれぞれ独立に水素原子、 炭素数 1 〜 4のアルキル基を表す c Yは酸脱離基または水素原子を表し、 mは 1 〜3である。 また、 R22および R 2 3は水素原子、 炭素数 1 ~4のアルキル基を表す。 Yは酸脱離基 bまたは水素原 子を表す。 酸脱離基 bの例としては、 メ卜キシメチル基、 メチルチオメチル基、 エトキシメチル基、 ェチルチオメチル基、 メ卜キシェ卜キシメチル基、 ベンジル 才キシメチル基、 ベンジルチオメチル基、 フエナシル基、 プロモフエナシル基、 メ卜キシフエナシル基、 メチルチオフエナシル基、 α—メチルフエナシル基、 シ クロプロピルメチル基、 ベンジル基、 ジフエニルメチル基、 卜リフエニルメチル 基、 プロモベンジル基、 ニトロべンジル基、 メ卜キシベンジル基、 メチルチオべ ンジル基、 ェ卜キシベンジル基、 メ卜キシカルボニルメチル基、 エトキシカルボ ニルメチル基、 Π—プロポキシカルボニルメチル基、 イソプロポキシカルボニル メチル基、 n—ブトキシカルボニルメチル基、 t—プ卜キシカルボニルメチル基、 プロぺニル基、 1 —メ卜キシェチル基、 1 ーメチルチオェチル基、 1 —ジメ 卜キシェチル基、 1 —エトキシェチル基、 1—ェチルチオェチル基、 1 , Ί—ジ エトキシェチル基、 1一フエノキシェチル基、 1一フエ二ルチオェチル基、 1, 1 一ジフヱノキシェチル基、 1 —ベンジル才キシェチル基、 1 —ベンジルチ才ェ チル基、 1 —シクロプロピルェチル基、 1 —フエニルェチル基、 1 , 1 —ジフエ ニルェチル基、 1 —メ卜キシカルボニルェチル基、 1 —エトキシカルボ二ルェチ ル基、 1 — n—プロポキシカルボニルェチル基、 1一イソプロポキシカルボニル ェチル基、 1 一 n—ブトキシカルボニルェチル基、 1 — t一ブトキシカルボニル ェチル基、 イソプロピル基、 s—プチル基、 t—プチル基、 1, 1 —ジメチルブ チル基、 卜リメチルシリル基、 ェチルジメチルシリル基、 メチルジェチルシリル 基、 卜リエチルシリル基、 イソプロピルジメチルシリル基、 メチルジイソプロピ ルシリル基、 トリイソプロビルシリル基、 t—プチルジメチルシリル基、 メチル ジー t一プチルシリル基、 卜リー t—プチルシリル基、 フエ二ルジメチルシリル 基、メチルジフエニルシリル基、 卜リフエ„ニルシリル基、メ卜キシカルボニル基、 エトキシカルボニル基、 イソプロポキシカルボニル基、 t—ブトキシカルボニル 基、 ァセチル基、 プロピオニル基、 プチリル基、 ヘプタノィル基、 へキサノィル 基、 バレリル基、 ビバロイル基、 イソバレリル基、 ラウリロイル基、 ミリス卜ィ ル基、 パルミトイル基、 ステアロイル基、 才キサリル基、 マロニル基、 スクシ二 ル基、 グルタリル基、 アジボイル基、 ピぺロイル基、 スべロイル基、 ァゼラオイ ル基、 セバコイル基、 ァクリロイル基、 プロピオイル基、 メタクリロイル基、 ク 口卜ノィル基、 才レオイル基、 マレオイル基、 フマロイル基、 メサコノィル基、 ベンゾィル基、 フタロイル基、 イソフタロイル基、 テレフタロイル基、 ナフ卜ィ ル基、 トルオイル基、 ヒドロア卜口ボイル基、アト口ボイル基、 シンナモイル基、 フロイル基、 テノィル基、 ニコチノィル基、 イソニコチノィル基、 p—トルエン スルホニル基、 メシル基、 シクロプロピル基、 シクロペンチル基、 シクロへキシ ル基、 シクロへキセニル基、 4ーメ卜キシシクロへキシル基、 テ卜ラヒドロビラ ニル基、 テ卜ラヒドロフラニル基、 テ卜ラヒドロチォピラニル基、 テ卜ラヒドロ チ才フラニル基、 3—プロモテ卜ラヒドロビラニル基、 4一メ卜キシテ卜ラヒド 口ビラ二ル基、 4—メ卜キシテトラヒドロチォピラニル基などが挙げられる。 要件 al )~a 3) の化合物は重合体であることが好ましい。 重量平均分子量は ポリスチレン換算による G PC (ゲル ·パーミエーシヨン ·クロマ卜グラフィ) 測定値で 4000〜 1 000000、 好ましくは 5000~Ί 00000、 より 好ましくは 5000〜 50000である。 重量平均分子量 5000未満では膜形 成が困難となリ、 重量平均分子量が 50000を越えるとレジス卜感度が低下す る。
a 1 ) 〜a 3) の化合物としてより好ましいのは、 下記一般式 (9) で表ざれ る構造単位を含む重合体である。 R 24は水素原子、 炭素数〗〜 4のアルキル基, シァノ基、 ハロゲンを示す。 Zは一般式 (1 ) 、 (2) または (4) で表される £ C'あ
R24
— CH2-C (9)
^ I
COOZ また、 a 2) または a 3) の化合物として、 下記一般式 (1 0) で表される構 造単位を含む重合体も好ましい。 R 23は水素原子、 炭素数〗〜 4のアルキル基、 シァノ基、 ハロゲンを表す。 Xは一般式 (2) または (4) で表される酸脱離基 である。
Figure imgf000010_0001
.のような重合体を得るには、 例えばアクリル酸ゃメタクリル酸のカルボキシル 基を一般式 (1 ) で表される酸脱離基で保護した構造のモノマーや、 P—ヒドロ キシスチレンの水酸基を一般式 (2) で表される酸脱離基で保護した構造のモノ マーを合成し、 ァゾビスイソプチロニ卜リルなどで重合すれば良い。
また、 一般式 (9) で表される構造単位において、 R 24はシァノ基またはハロ ゲンであることがより好ましい。 このような構造を有するポリマーは、 放射線の 照射によりポリマー主鎖が容易に切断され低分子量化する。 その結果、 露光部の 溶解性が向上して高感度、 高コントラストとなる。
上記一般式(9 )および(1 0)で表される構造単位の具体例を以下に挙げる。
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000014_0001
25
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0002
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一般式 (9) または (1 0) で表される構造単位を含む重合体は一般式 (9) または (1 0) で表される構造単位のみを含む重合体であっても良いが、 化学増 幅型レジス卜としての特性を損なわない限り他のモノマー単位を含む共重合体で あっても良い。 他のモノマー構造としてはアクリル酸、 メチルァクリレー卜、 ェ チルァクリレー卜、ヒドロキシェチルァクリレー卜、イソプロピルァクリレー卜、 n—プチルァクリレー卜、 t一ブチルァクリレート、 メタクリル酸、 メチルメタ クリレー卜、 ェチルメタクリレート、 ヒドロキシェチルァクリレー卜、 イソプロ ピルメタクリレー卜、 n —プチルメタクリレー卜、 t—プチルメ夕クリレー卜、 メチル α—クロロアクリレー卜、 ェチル α—クロロアクリレー卜、 ヒドロキシェ チル α—クロロアクリレ一卜、 イソプロピル α—クロロアクリレー卜、 η —プチ ル α—クロロアクリレート、 t —プチル α—クロロアクリレート、 メチル α—シ ァノアクリレー卜、 ェチル α—シァノアクリレー卜、 ヒドロキシェチル £¾—シァ ノアクリレー卜、 イソプロピルなーシァノアクリレー卜、 η—プチル α—シァノ ァクリレー卜、 スチレン、 ρ—ヒドロキシスチレン、 α—メチルスチレン、 a— メチルー p—ヒドロキシスチレン、 マレイン酸、 無水マレイン酸、 クロトン酸、 フマル酸、 メサコン酸、 シ卜ラコン酸、 ィタコン酸、 ィタコン酸無水物、 ァクリ ロニ卜リル、 メタクリロニトリル、 クロトン二トリル、 マレイン二トリル、 フマ ロニ卜リル、 メタコン二卜リル、 シ卜ラコンニ卜リル、 ィタコン二卜リル、 ァク リルアミド、 メ夕クリルアミド、 クロトンアミド、 マレインアミド、 フマルアミ ド、 メサコンアミド、 シ卜ラコンアミド、 ィタコンアミド、 ビニルァニリン、 ビ ニルピロリ ドン、 ビニルイミダゾールなどを挙げることができる。 他のモノマー 単位がアル力リ可溶性基を有する場合には、 該ァルカリ可溶性基を酸脱離基で保 護することもできる。 酸脱離基の具体例としては、 酸脱離基 bの具体例として挙 げた基などがある。
また、 本発明で好ましく用いられる上記一般式 (9 ) または (1 0 ) で表され る構造単位を含む重合体は、 ドライエッチング耐性向上などのため以下のような 環構造を主鎖に含んでも良い。
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本発明のポジ型感放射線性組成物は、 b ) 放射線の照射によって酸を発生する 酸発生剤を含有する。 これにより、 化学増幅機構によるパターン形成が可能とな リ、 高感度で、 高解像度のパターンを得ることができる。 ここで用いられる酸発 生剤は、 発生する酸によって a 1 ) 〜a 3 ) の化合物のアルカリ水溶液への溶解 速度を増加せしめるものであればどのようなものであっても良く、 才ニゥ厶塩、 ハロゲン含有化合物、 ジァゾケ卜ン化合物、 ジァゾメタン化合物、 スルホン化合 物、 スルホン酸エステル化合物、 スルホンイミド化合物などを例として挙げるこ とができる。
才ニゥ厶塩の具体的な例としては、 ジァゾニゥ厶塩、 アンモニゥ厶塩、 ョード ニゥ厶塩、 スルホニゥ厶塩、 ホスホニゥ厶塩、 才キソニゥ厶塩などを挙げること ができる。 好ましい才ニゥ厶塩としてはジフエ二ルョードニゥ厶トリフレー卜、 ジフエ二ルョードニゥ厶ピレンスルホネー卜、 ジフエ二ルョードニゥ厶ドデシル ベンゼンスルホネー卜、 卜リフエニルスルホニゥ厶トリフレー卜、 卜リフエニル スルホニゥ厶へキサフル才ロアンチモネ一卜、 卜リフエニルスルホニゥ厶ナフタ レンスルホネー卜、 (ヒドロキシフエニル) ベンジルメチルスルホニゥ厶卜ルェ ンスルホネー卜などが挙げられる。
ハロゲン含有化合物の具体的な例としては、 ハロアルキル基含有炭化水素化合 物、 ハロアルキル基含有へテロ環状化合物などが挙げられる。 好ましいハロゲン 含有化合物としては 1, 1 —ビス (4一クロ口フエ二ル) — 2 , 2 , 2—卜リク ロロェタン、 2—フエニル一 4, 6—ビス (トリクロロメチル) 一 S—トリアジ ン、 2—ナフチル— 4, 6—ビス (トリクロロメチル) — s—卜リアジンなどを 挙げることができる。
ジァゾケトン化合物の具体的な例としては、 1, 3—ジケ卜一 2—ジァゾ化合 物、 ジァゾベンゾキノン化合物、 ジァゾナフトキノン化合物などが挙げられる。 好ましいジァゾケ卜ン化合物はし 2—ナフトキノンジアジド— 4—スルホン酸 と 2, 2 , 3, 4, 4 ' —テ卜ラヒドロキシベンゾフエノンとのエステル、
2—ナフトキノンジアジドー 4—スルホン酸と 1, 1, 1 —卜リス (4—ヒドロ キシフエニル) ェタンとのエステルなどを挙げることができる。
ジァゾメタン化合物の具体的な例としては、 ビス (卜リフル才ロメチルスルホ ニル) ジァゾメタン、 ビス (シクロへキシルスルホニル) ジァゾメタン、 ビス (フ ェニルスルホニル)ジァゾメタン、 ビス(p—卜リルスルホニル) ジァゾメタン、 ビス (2, 4—キシリルスルホニル) ジァゾメタン、 ビス (p—クロ口フエニル スルホニル) ジァゾメタン、 メチルスルホニル— p—トルエンスルホニルジァゾ メタン、 シクロへキシルスルホニル ( 1, 1 —ジメチルェチルスルホニル) ジァ ゾメタン、 ビス (1, 1一ジメチルェチルスルホニル) ジァゾメタン、 フエニル スルホニル (ベンゾィル) ジァゾメタン等を挙げることができる。
スルホン化合物の具体的な例としては、 )8—ケ卜スルホン化合物、 ;8—スルホ ニルスルホン化合物などが挙げられる。 好ましい化合物としては、 4一トリスフ ェナシルスルホン、 メシチルフエナシルスルホン、 ビス (フエニルスルホニル) メタンなどが挙げられる。
スルホン酸エステル化合物の例としては、 アルキルスルホン酸エステル、 ハロ アルキルスルホン酸エステル、 ァリールスルホン酸エステル、 イミノスルホネー 卜などが挙げられる。 スルホン酸化合物の具体的な例としてはべンゾイン卜シレ 一卜、 ピロガロール卜リメシレー卜、 ニトロべンジルー 9, 1 0—ジェ卜キシァ ン卜ラセン一 2—スルホネ一卜などを挙げることができる。
スルホンイミド化合物の具体的な例としては N— (卜リフル才ロメチ1レスルホ ニル才キシ) スクシンイミド、 N— (卜リフル才ロメチルスルホニル才キシ) フ タルイミド、 N— (トリフル才ロメチルスルホニル才キシ) ジフエニルマレイミ ド、 N— (卜リフル才ロメチルスルホニル才キシ) ビシクロ [2. 2. 1 ] ヘプ 卜— 5—ェン— 2, 3—ジカルボキシルイミド、 N— (トリフル才ロメチルスル ホニル才キシ) _ 7—才キサビシクロ [2. 2. 1 ] ヘプ卜— 5—ェンー 2, 3 —ジカルボキシルイミド、 N— (卜リフル才ロメチルスルホニル才キシ) ビシク 口 [2. 2. 1 ] ヘプタン一 5, 6—才キシ一 2, 3—ジカルボキシルイミド、 N— (トリフル才ロメチルスルホニル才キシ) ナフチルジカルボキシルイミド、 N - (カンファースルホニル才キシ) スクシンイミド、 N— (カンファースルホ ニル才キシ) フタルイミド、 N— (カンファースルホニルォキシ) ジフエニルマ レイミド、 N— (カンファースルホニル才キシ) ビシクロ [2. 2. 1 ] ヘプ卜 — 5—ェン— 2, 3—ジカルボキシルイミド、 N— (カンファースルホニル才キ シ) 一 7—才キサビシクロ [2. 2. 1 ] ヘプ卜— 5—ェン— 2, 3—ジカルボ キシルイミド、 N— (カンファースルホニル才 シ) ビシクロ [2. 2. 1 ] へ ブタン— 5, 6—才キシー 2, 3—ジカルボキシルイミド、 N— (カンファース ルホニル才キシ) ナフチルジカルボキシルイミド、 N— (4—メチルフエニルス ルホニルォキシ) スクシンイミド、 N— (4—メチルフエニルスルホニル才キシ) フタルイミド、 N— (4—メチルフエニルスルホニル才キシ) ジフエニルマレイ ミド、 N— (4一メチルフエニルスルホニルォキシ) ビシクロ [2. 2. 1 ] へ プ卜ー 5—ェンー 2, 3—ジカルボキシルイミド、 N— (4—メチルフエニルス ルホニルォキシ) — 7—才キサビシクロ [2. 2. 1 ] ヘプ卜— 5—ェン— 2, 3—ジカルボキシルイミド、 N— (4—メチルフエニルスルホニル才キシ) ビシ クロ [2. 2. 1 ]ヘプタン一 5, 6一才キシ一 2, 3ージカルボキシルイミド、 N— (4—メチルフエニルスルホニル才キシ) ナフチルジカルボキシルイミド、 N— (2—卜リフル才ロメチルフエニルスルホニル才キシ) スクシンイミド、 N — (2—トリフル才ロメチルフエニルスルホニルォキシ)フタルイミド、 N— (2 ー卜リフル才ロメチルフエニルスルホニル才キシ) ジフエニルマレイミド、 N— (2—トリフル才ロメチルフエニルスルホニル才キシ) ビシクロ [2. 2. 1 ] ヘプ卜— 5—ェンー 2, 3—ジカルボキシルイミド、 N— (2—卜リフル才ロメ チルフエニルスルホニル才キシ) 一 7—才キサビシクロ [2. 2. 1 ] ヘプ卜一 5—ェンー 2, 3—ジカルボキシルイミド、 N— (2—トリフル才ロメチルフエ ニルスルホニル才キシ) ビシクロ [2. 2. 1 ]ヘプタン一 5, 6—才キシ— 2, 3—ジカルボキシミド、 N— (2—卜リフル才ロメチルフエニルスルホニル才キ シ) ナフチルジカルボキシルイミド、 N— (4—フル才ロフエニルスルホニル才 キシ) スクシンイミド、 N— (2—フル才ロフエニルスルホニル才キシ) フタル イミド、 N— (4—フルオロフェニルスルホニル才キシ)ジフエニルマレイミド、 N— (4一フル才ロフエニルスルホニルォキシ) ビシクロ [2. 2. 1 ] ヘプ卜 一 5—ェン— 2 , 3—ジカルボキシルイミド、 N— (4—フルオロフェニルスル ホニル才キシ) 一7—才キサビシクロ [2. 2. 1 ] ヘプ卜— 5—ェン— 2, 3 ージカルボキシルイミド、 N— (4—フルオロフェニルスルホニル才キシ) ビシ クロ [2. 2. 1 ]ヘプタン一 5, 6一才キシ— 2, 3—ジカルボキシルイミド、 N - (4—フルオロフェニルスルホニル才キシ) ナフチルジカルボキシルイミド 等を挙げることができる。
これらの酸発生剤は単独あるいは 2種以上を混合して用いることができる。 酸 発生剤の添加量は通例ポリマーに対して 0. 0 1〜5 0重量%でぁり、 より好ま しくは 0. 〜 1 0重量%である。 0. 0 1重量%よリ少ないとパターン形成が 不可能となり、 5 0重量%より多いと現像液との親和性が低下し、 現像不良など が発生する。
本発明のポジ型感放射線性組成物はアル力リ可溶性樹脂を含んでもよい。
本発明のポジ型感放射線性組成物には必要に応じて、 界面活性剤、 増感剤、 安 定剤、 消泡剤、 酸拡散抑制剤などの添加剤を加えることもできる。
本発明のポジ型感放射線性組成物は上記の成分を溶媒に溶解することにより得 られる。 溶媒の使用量としては特に限定されないが、 固形分が 5〜35重量%と なるように調整される。 好ましく用いられる溶媒としては酢酸ェチル、 酢酸プチ ル、 酢酸アミル、 プロピオン酸ェチル、 酪酸メチル、 安息香酸メチル、 乳酸メチ ル、 乳酸ェチル、 ピルビン酸ェチル、 /3—イソプチル酸メチル、 3—メ卜キシプ 口ピオン酸メチル、 3—エトキシプロピオン酸ェチル、 ァ—プチロラクトン等の エステル類、 メチルセ口ソルプ、 ェチルセ口ソルプ、 プチルセ口ソルブ等のセロ ソルブ類、 メチルセ口ソルブアセテート、 ェチルセ口ソルプアセテート、 プチル セロソルブアセテート等のセロソルブエステル類、 プロピレングリコールモノメ チルエーテルァセテ一卜、 プロピレンダリコールモノェチルエーテルァセテ一卜 等のプロピレングリコールエステル類、 2—ジメ卜キシェタン、 1, 2—ジ エトキシェタン、 テ卜ラヒドロフラン、 ァニソールなどのエーテル類、 メチルェ チルケトン、 メチルイソプチルケ卜ン、 メチルー n—アミルケ卜ン、 シクロへキ サノン、 イソホロンなどのケ卜ン類、 ジメチルホルムアミド、 ジメチルァセ卜ァ ミド、 N—メチルピロリ ドン、 ジメチルスルホキシド、 スルホランなどの非プロ トン性極性溶媒から選ばれる溶媒、 またはこれらの複合溶媒が挙げられる。
本発明のポジ型感放射線性組成物は被加工基板上に塗布、乾燥され、通例、 0 . 2 μ ηη〜2 μ ΓΠの膜厚の薄膜にして使用される。 この薄膜に電子線、 X線、 真空 紫外線等の放射線^用いてパターン露光し、 露光後べーク、 現像を行うことによ つて微細パターンを得ることができる。 特に電子線を用いた場合により効果が顕 著となる。
'本発明の感放射線性組成物の現像は、公知の現像液を用いて行うことができる c 例としては、 アルカリ金属の水酸化物、 炭酸塩、 リン酸塩、 ケィ酸塩、 ホウ酸塩 などの無機アルカリ、 2—ジェチルァミノエタノール、 モノ X夕ノールァミン、 ジエタノールァミン等のアミン類、 水酸化テ卜ラメチルアンモニゥ厶、 コリン等 の 4級アンモニゥ厶を 1種あるいは 2種以上含む水溶液が挙げられる。 実施例
以下、 実施例を挙げて、 本発明をさらに具体的に説明するが、 本発明はこれら 実施例に限定されない。 なお、 本実施例における重量平均分子量はポリ 7;チレン 換算による G P C (ゲル ·パーミエーシヨン'クロマ卜グラフィ)測定値である。
G P C測定には昭和電工 (株) 製 G P Cカラム " K F— 8 0 4 "、 " K F - 8 0 3 "、 " K F— 8 0 2 " の 3本を繋いで用い、 移動相にはテ卜ラヒドロフランを 用い、流量は毎分 0. 8m l とした。試料濃度は 0. 2重量%、 試料注入量は 0. 1 m Iである。 検出器は示差屈折計を用いた。 実施例 1
1, 1 —ジフエニルェチルメタクリレー卜と、 p—ヒドロキシ一 α—メチルス チレンとの 6 0 : 40 (モル比) 混合物を 1, 4一ジ才キサン中、 ァゾビスイソ プチロニ卜リルを開始剤として 7 0°Cで重合し、下記化学式 Π 1 )の重合体(重 量平均分子量 82 00) を得た。 この重合体 3 g、 卜リフエニルスルホニゥ厶卜 リフレー卜 3 0 Omgをメチルセ口ソルブアセテートに溶解し、 0. 2 At mのフ ィルターで濾過し、 レジス卜組成物を得た。
得られたレジスト組成物を、 HMDS処理したシリコンウェハ上にスピンコートし た後、 Ί 00°Cで 2分間加熱し、 膜厚 0. 5 mのレジス卜膜を得た。 このレジ ス卜膜に電子線露光装置を用いて、 加速電圧 2 0 k Vでパターン状に電子線を照 射し、 9 0°C、 2分加熱した後、 2. 38 %テ卜ラメチルアンモニゥ厶ヒドロキ シド水溶液 (三菱ガス化学製 ELM- D) で 1分間現像を行った。 2. 7 CZ c m 2の露光量で、 0. 2 0 Aimのパターンが得られた。 '
Figure imgf000025_0001
実施例 2
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (1 2) の共重合体 (重量 平均分子量 24 00 0) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 3 · 9 C/ C m2の露光量で、 0· 2 の パターンが得られた。
Figure imgf000026_0001
実施例 3
実施^ 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (1 3) の重合体 (重量平 均分子量 1 0000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子線 を照射して、 現像を行った。 4. 1 C/c m2の露光量で、 0. 23 μηιのパ ターンが得られた
Figure imgf000026_0002
実施例 4
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (1 4) の共重合体 (重量 平均分子量 9000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子線 を照射して、 現像を行った。 2. 9 CZc m2の露光量で 0· 22 mのパ夕 ーンが得られた。
Figure imgf000026_0003
実施例 5
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (1 5) の共重合体 (重量 平均分子量 7900) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子線 を照射して、 現像を行った。 2. 4 At C/c m2の露光量で 0. 1 9 ^mのパタ ーンが得られた。
Figure imgf000027_0001
実施例 6
露光装置として i線ステツパを用いる以外は実施例 4と同様の実験を行った。
49 m J /c m 2の露光量で 2. 6 μ mのパターンが得られた。 実施例 7
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (1 6) の共重合体 (重量 平均分子量 1 0000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 1 · 6 CZ C m2の露光量で、 0. 20 μηηの パターンが得られた。
Figure imgf000027_0002
実施例 8
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (1 7) の共重合体 (重量 平均分子量 1 3000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 2· CZcm2の露光量で、 0. 23 ΠΊの パターンが得られた。
Figure imgf000028_0001
実施例 9
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (1 8) の重合体 (重量平 均分子量 4400) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子線を 照射して、 現像を行った。 3. 0 At CZc m2の露光量で、 0. 23 ^mのパタ ーンが得られた。
Figure imgf000028_0002
実施例 1 o
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 い 9) の共重合体 (重量 平均分子量 26000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 2. 0 / C/c m2の露光量で 0· 21 mのパ ターンが得られた。
Figure imgf000028_0003
実施例 Ί 1
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (20) の共重合体 (重量 平均分子量 58000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 3. 6 AtCZc m2の露光量で 0. 22 ½mのパ ターンが得られた。
(20)
Figure imgf000029_0001
実施例 1 2
露光装置として ί線ステツパを用いる以外は実施例 1 0と同様の実験を行った t 34m J Zc m2の露光量で 0. 35 μ mのパターンが得られた。 実施例 1 3
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (21 ) の共重合体 (重量 平均分子量 9700) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子線 を照射して、 現像を行った。 1 · 6 CZc m2の露光量で、 0· Ί 9 μιηのパ ターンが得られた。
Figure imgf000029_0002
実施例 1 4
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (22) の共重合体 (重量 平均分子量 1 9000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 1 · 9 ^ C/c m2の露光量で、 0· 20 tmの パターンが得られた <
Figure imgf000030_0001
実施例 1 5
実施例 1で用いた共重合体の代わリに、 下記化学式 (23) の重合体 (重量平 均分子量 1 1 000) を用いる以外は実 2施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子線
8
を照射して、 現像を行った。 1 . 4 Cノ c m2の露光量で、 0. 20 ^mのパ ターンが得られた。
Figure imgf000030_0002
実施例 1 6
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (24) の重合体 (重量平 均分子量 9500) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子線を 照射して、 現像を行った。 1. 2 t CZc m2の露光量で、 0· 1 9 / mのパタ —ンが得られた。
Figure imgf000030_0003
実施例 1 7 実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (25) の共重合体 (重量 平均分子量 4500) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジスト膜を得、 電子線 を照射して、 現像を行った。 3. 0 t C/ cm 2の露光量で 0. 24 μηιのパタ —ンが得られた。
Figure imgf000031_0001
実施例 1 8
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (26) の共重合体 (重量 平均分子量 56000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 3. 5 ^ C/ cm 2の露光量で 0. 23 Aimのパ ターンが得られた。
Figure imgf000031_0002
実施例 1 9
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (27) の共重合体 (重量 平均分子量 1 8000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジスト膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 2. 4 CZcm2の露光量で 0· 21 imのパ ターンが得られた。
Figure imgf000031_0003
実施例 20
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (28) の共重合体 (重量 平均分子量 25000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 1. 7 C/cm2の露光量で 0. 20 imのパ ターンが得られた。
Figure imgf000032_0001
実施例 21
露光装置として i線ステツパを用いる以外は実施例 1 3と同様の実験を行った c 29 m J /c m2の露光量で 0. 3 1 μ mのパターンが得られた。 実施例 22
実施例 1で用いた共重合体の代わリに、 下記化学式 (29) の共重合体 (重量 平均分子量 23000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 2. 0 μ C/c m2の露光量で、 0. の パターンが得られた。
Figure imgf000032_0002
実施例 23
実施例 1で用いた共重合体の代わリに、 下記化学式 (30) の共重合体 (重量 平均分子量 1 8000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 2· 7 ) C/c m2の露光量で、 0· 22 mの パターンが得られた。
Figure imgf000033_0001
実施例 24
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (3 1 ) の重合体 (重量平 均分子量 5 7 0 0 0) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子線 を照射して、 現像を行った。 3. 7 CZc m2の露光量で、 0. のパ ターンが得られた。
Figure imgf000033_0002
実施例 25
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (3 2) の共重合体 (重量 平均分子量 35 0 00) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 2· 5 t CZc m2の露光量で 0. 2 1 /imのパ ターンが得られた。
Figure imgf000033_0003
実施例 2 6
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (3 3) の共重合体 (重量 平均分子量 45 0 0) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子線 を照射して、 現像を行った。 3 · 2 C/ C m2の露光量で 0. 2 3 / mのパタ ーンが得られた <
Figure imgf000034_0001
実施例 27
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (34) の共重合体 (重量 平均分子量 1 8000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 1. 6 CZC m2の露光量で 0· 2 のパ ターンが得られた。
Figure imgf000034_0002
実施例 28
露光装置として i線ステツパを用いる以外は実施例 22と同様の実験を行った < 36 m J / c m2の露光量で 0. 33 /x mのパターンが得られた。
実施例 29
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (35) の共重合体 (重量 平均分子量 2 1 000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジスト膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 1. 7 / CZc m2の露光量で 0. 1 9 mのパ ターンが得られた。
Figure imgf000034_0003
実施例 30
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (36) の共重合体 (重量 平均分子量 3 1 000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 2. 4 t CZ cm 2の露光量で 0. 22 Atmのパ ターンが得られた。
Figure imgf000035_0001
実施例 3 1
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (37) の共重合体 (重量 平均分子量 1 9000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジスト膜を得、 電子 線を照射して、 現像を行った。 1 . 6 C/C m2の露光量で 0. 2 0 imのパ ターンが得られた。
Figure imgf000035_0002
実施例 32
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (38) の共重合体 (重量 平均分子量 8000) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子線 を照射して、 現像を行った。 3. 5 tC/c m2の露光量で、 0· 24 μ mのパ ターンが得られた。
Figure imgf000035_0003
実施例 3 3.
実施例 1で用いた重合体の代わりに、 下記化学式 (3 9) の共重合体 (重量平 均分子量 1 1 0 0 0) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス卜膜を得、 電子線 を照射して、 現像を行った。 3. 3 / CZc m2の露光量で、 0. 2 2 Atmのパ ターンが得られた。
Figure imgf000036_0001
実施例 3 4
実施例 1で用いた重合体の代わリに、 下記化学式 (4 0) の共重合体 (重量平 均分子量 90 0 0) を用いる以外は実施例 Ί と同様にレジスト膜を得、 電子線を 照射して、 現像を行った。 3. 2 tCZc m2の露光量で、 0. 2 2 /zmのパタ ーンが得られた。
Figure imgf000036_0002
実施例 3 5
実施例 1で用いた重合体の代わりに、 下記化学式 (4 1 ) の共重合体 (重量平 均分子量 1 4 0 0 0) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジスト膜を得、 電子線 を照射して、 現像を行った。 3· 9 C/c m2の露光量で 0. 2 3 ΓΠのパタ ーンが得られた。
Figure imgf000037_0001
実施例 3 6
露光装置として i線ステツパを用いる以外は実施例 3 4と同様の実験を行った < 3 6 m J Zc m2の露光量で 0. 3 3 mのパターンが得られた。 比較例 1
実施例 1で用いた共重合体の代わリに、 ポリ (t一プチルー α—クロロアクリ レー卜) (重量平均分子量 2 1 0 0 0) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジス 卜膜を得、 電子線を照射して、 現像を行った。 6. 2 ^ CZc m2の露光量で 0. 3 3 Aimのパターンが得られ、 感度、 解像度の点で、 十分な特性ではなかった。 比較例 2
実施例 1で用いた共重合体の代わりに、 下記化学式 (4 2) の共重合体 (重量 平均分子量 1 2 0 0 0) を用いる以外は実施例 1 と同様にレジスト膜を得、 評価 を行った。
Figure imgf000037_0002
5. 8 C/ C m2の露光量で 0. 2 5 mのパターンが得られ、 感度、 解像度 とも十分な特性ではなかつた。 産業上の利用可能性
本発明のポジ型感放射線性組成物は、 上述のように特定の酸脱離基を含有する 化合物と、 放射線の照射によって酸を発生する酸発生剤を用いることによって、 高解像度でかつ高感度の組成物を得ることが可能となった。
Figure imgf000039_0001
Figure imgf000040_0001
Figure imgf000041_0001
Figure imgf000042_0001
Figure imgf000043_0001
Figure imgf000044_0001
Figure imgf000045_0001
Figure imgf000046_0001
実施例 重合体 Mw 感度 ( Cノ cm2) 解像度 (/im)
3 5 CI 0. 2 3
CH2 cH2 C j- 140 0 0 .3. 9
COO-C-CH2COOtBu ( L jl
CH3 OH
3 6 実施例 34と同じ 実施例 34と同じ 3 6m J /cm2 ( i線) 0. 3 3 表 2 比較例
Figure imgf000047_0001

Claims

請求の範囲
1. a) アルカリ可溶性基を酸脱離基 aで保護した化合物および b) 放射線の照 射によって酸を発生する酸発生剤を含有するポジ型感放射線性組成物であつ て、 次の要件 a 1 ) 〜a 3) のいずれかを満足することを特徴とするポジ型 感放射線性組成物。
a 1 ) . アル力リ可溶性基がカルボキシル基であって、酸脱離基が一般式( 1 ) で示される
R1
-C— R (1) 2
(R 1および R 2は芳香環であり、 R 3はアルキル基、 置換アルキル基、 シクロ アルキル基、 芳香環を示す。 [^〜1¾ 3はそれぞれ同じでも異なっていてもよ い。 )
a 2) . 酸脱離基 aが一般式 (2) で示される
Figure imgf000048_0001
(R4〜R6はアルキル基、 置換アルキル基、 シクロアルキル基、 芳香環のい ずれかであり、 R4〜R6のうち少なくとも 1つが電子供与性基を有する芳香 環である。 R4〜R 6はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。 )
a 3) . 酸脱離基 aがアルカリ可溶性基を有するか、 もしくは酸脱離基 aが. 酸脱離基 bで保護されたアル力リ可溶性基を有する
2. 要件 a l ) を満足する請求項 1記載のポジ型感放射線性組成物。
3. R,〜 R 3がそれぞれ独立にァリール基もしくは置換ァリール基であることを 特徴とする請求項 2記載のポジ型感放射線性組成物。
4. 要件 a 2 ) を満足する請求項 1記載のポジ型感放射線性組成物。
5. a 2 ) の化合物のアルカリ可溶性基がカルボキシル基またはフエノール性水 酸基である請求項 4記載のポジ型感放射線性組成物。
6. 電子供与性基を有する芳香環が一般式 (3 ) で表される構造であることを特 徴とする請求項 4記載のポジ型感放射線性組成物。
Figure imgf000049_0001
( R 8、 R 1 Q、 R 1 2はそれぞれ独立に水素原子、炭素数 1〜4のアルキル基、 炭素数 1〜 6のアルコキシ基を表し、 そのうち少なくとも一つは上記アルキ ル基もしくはアルコキシ基を表す。 R 9および R 1 1はそれぞれ独立に水素原子、 炭素数 1〜4のアルキル基、 炭素数 1〜 6のアルコキシ基を表す。 )
7. 電子供与性基が炭素数】〜 6のアルコキシ基である請求項 4記載のポジ型感 放射線性組成物。
8. 要件 a 3 ) を満足する請求項 1記載のポジ型感放射線性組成物。
9. a 3) の化合物の酸脱離基 aがフエノール性水酸基を少なくとも一つ有する か、 もしくは前記フェノール性水酸基をさらに酸脱離基 bで保護したもので あることを特徴とする請求項 8記載のポジ型感放射線性組成物。
10. a 3) の化合物の酸脱離基 aがカルボキシル基を少なくとも一つ有するか、 もしくは前記カルボキシル基をさらに酸脱離基 bで保護したものであること を特徴とする請求項 8記載のポジ型感放射線性組成物。
11. a 3) の化合物の酸脱離基 aが一般式 (4) で表される基であることを特徴 とする請求項 8記載のポジ型感放射線性組成物。 ,
R 13
-C一 R 14
(4)
R 15
(R 13〜R 15はそれぞれ独立にアルキル基、 置換アルキル基、 シクロアルキ ル基、 ァリール基、 置換ァリール基、 アルカリ可溶性基を含む基、 酸脱離基 bで保護されたアル力リ可溶性基を含む基のいずれかであり、 少なくとも一 つはアル力リ可溶性基を含む基または酸脱離基 bで保護されたアル力リ可溶 性基を含む基である。 R13〜R 15はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。)
12.一般式 (4) の R 13〜R15のうち少なくとも 1つが一般式 (5) または (6) で表される基であることを特徴とする請求項〗 1記載のポジ型感放射線性組 成物。
(5)
Figure imgf000050_0001
B—— COOY (6)
(Aは炭素数 1 〜4のアルキレン基、 炭素数 6〜 1 0のァリ一レン基、 単結 合を表す。 Bは炭 ¾数 1 〜6のアルキレン基、 炭素数 6〜 1 0のァリーレン 基、 炭素数 7〜 1 2のアルキレンァリーレン基、 単結合を表す。 R 1 6〜R 1 9 はそれぞれ独立に水素原子、 炭素数 1 〜4のアルキル基を表す。 Yは酸脱離 基 bまたは水素原子を表し、 mは 1〜3である。 )
c R I 2
3
13.—般式 (4) の R 1 3〜R 1 5のうち少 Cなくとも一つが一般式 (7) で表される
o
o
基であることを特徴とする請求項 1 1記 Y載のポジ型感放射線性組成物。
8
Figure imgf000051_0001
(R 2 Qおよび R 21はそれぞれ独立に水素原子、 炭素数 1 〜 4のアルキル基を 表す。 Yは酸脱離基 bまたは水素原子を表し、 mは 1〜3である。 )
14.一般式 (4) の R 13~R 15のうち少なくともーづが一般式 (8) で表される 構造であることを特徴とする請求項 1 1記載のポジ型感放射線性組成物。
R' 22
(R 22および R 23は水素原子、 炭素数 1 〜4のアルキル基を表す。 Yは酸脱 離基 bまたは水素原子を表す。 )
15. a 1 ) 〜 a 3 ) の化合物が重量平均分子量 5000〜 50000の重合体で あることを特徴とする請求項 1記載のポジ型感放射線性組成物。
16. al )〜a 3) の化合物が下記一般式 (9) で表される構造単位を含む重合体 であることを特徴とする請求項 1記載のポジ型感放射線性組成物
R24
— CH2-C ( 9 )
COOZ
(R 24は水素原子、炭素数 1〜 4のアルキル基、シァノ基、ハロゲンを示す c 乙は一般式 (1 ) 、 (2) または (4) で表される基である。 )
17. a 2) または a 3) の化合物が一般式 (1 0) で表される構造単位を含む重 合体であることを特徴とする請求項 4または 8記載ポジ型感放射線性組成物 c
Figure imgf000052_0001
(R 23は水素原子、炭素数 1〜 4のアルキル基、シァノ基、ハロゲンを表す。
Xは一般式 (2) または (4) で表される酸脱離基である。 )
18. R 24がシァノ基またはハロゲンであることを特徴とする請求項 1 6記載のポ ジ型感放射線性組成物。
1 9.請求項 1記載のポジ型感放射線性組成物を被加工基板上に塗布、乾燥、露光、 現像するパターンの製造方法。 -
20.電子線により露光を行うことを特徴とする請求項 1 9記載のパターンの製造 方法。
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