JP2003192665A - 新規スルホニルジアゾメタン化合物、光酸発生剤、並びにそれを用いたレジスト材料及びパターン形成方法 - Google Patents

新規スルホニルジアゾメタン化合物、光酸発生剤、並びにそれを用いたレジスト材料及びパターン形成方法

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JP2003192665A
JP2003192665A JP2002275029A JP2002275029A JP2003192665A JP 2003192665 A JP2003192665 A JP 2003192665A JP 2002275029 A JP2002275029 A JP 2002275029A JP 2002275029 A JP2002275029 A JP 2002275029A JP 2003192665 A JP2003192665 A JP 2003192665A
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洋一 大澤
Katsuhiro Kobayashi
克浩 小林
Kazunori Maeda
和規 前田
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 下記一般式(1)で示されるスルホニル
ジアゾメタン化合物。 【化1】 (Rは水素原子、又は炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又
は環状の置換もしくは非置換のアルキル基又はアルコキ
シ基を示す。GはSO2又はCOを示し、R3は炭素数1
〜10の直鎖状、分岐状又は環状の置換もしくは非置換
のアルキル基、又は炭素数6〜14の置換もしくは非置
換のアリール基を示す。pは1又は2であり、qは0又
は1で、p+q=2を満足する。nは0又は1であり、
mは3〜11の整数である。kは0〜4の整数であ
る。) 【効果】 本発明によれば、現像後のパターンプロファ
イル形状に優れ、微細加工に適した高解像性を与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線、遠紫外
線、電子線、X線、エキシマレーザー、γ線、シンクロ
トロン放射線などの放射線に感応する集積回路を作成す
るための化学増幅型レジスト材料等の光酸発生剤に好適
なスルホニルジアゾメタン化合物及びレジスト材料用光
酸発生剤、並びに上記スルホニルジアゾメタンを含有す
るレジスト材料及びこれを用いたパターン形成方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】LSIの高集積化と高速度化に伴い、パ
ターンルールの微細化が求められている中、次世代の微
細加工技術として遠紫外線リソグラフィーが有望視され
ている。
【0003】近年、遠紫外線の光源として高輝度なKr
Fエキシマレーザー、更に波長の短いArFエキシマレ
ーザーを利用する技術が注目されており、露光光の短波
長化とレジスト材料の高解像度化で、より微細な加工技
術が要望されている。
【0004】このような観点から、近年開発された酸を
触媒とした化学増幅型レジスト材料は、感度、解像度、
ドライエッチング耐性が高く、優れた特徴を有するもの
で、遠紫外線リソグラフィーに特に有望なレジスト材料
である。この化学増幅型レジスト材料には、露光部が除
去され未露光部が残るポジ型と露光部が残り未露光部が
除去されるネガ型がある。
【0005】アルカリ現像液を用いる化学増幅ポジ型レ
ジスト材料では、アルカリ可溶性のフェノールあるいは
カルボン酸の一部もしくは全部を酸に不安定な保護基
(酸不安定基)で保護した樹脂及び/又は化合物を露光
により生じた酸で触媒的に分解し、露光部にフェノール
あるいはカルボン酸を生じさせて露光部をアルカリ現像
液で除去する。また、同ネガ型レジスト材料では、アル
カリ可溶性のフェノールあるいはカルボン酸を有する樹
脂及び/又は化合物と酸で上記樹脂あるいは化合物を結
合(架橋)することのできる化合物(酸架橋剤)を露光
により生じた酸で架橋させて露光部をアルカリ現像液に
不溶化し、未露光部をアルカリ現像液で除去するもので
ある。
【0006】上記化学増幅ポジ型レジスト材料は、バイ
ンダーである酸不安定基を有する樹脂と放射線照射によ
り酸を発生する化合物(以下、光酸発生剤と略する)を
溶剤に溶解したレジスト溶液を調製し、基板上に種々の
方法で塗布し、必要により加熱し、溶媒を除去してレジ
スト膜を形成する。次いで、放射線照射、例えば遠紫外
線を光源としてこのレジスト膜に所定のマスクパターン
を通じて露光を行う。更に必要に応じて酸による触媒反
応を進めるために露光後の焼成(PEB:post e
xposure bake)を行い、アルカリ水溶液に
よる現像を行い、露光部のレジスト膜を除去することで
ポジ型のパターンプロファイルを得る。種々の方法で基
板をエッチングした後、残存するレジスト膜を剥離液に
よる溶解やアッシングにより除去して基板上にパターン
プロファイルを作成する。
【0007】KrFエキシマレザー用の化学増幅ポジ型
レジスト材料には、フェノール系の樹脂、例えばポリヒ
ドロキシスチレンのフェノール性水酸基の水素原子の一
部あるいは全部を酸に不安定な保護基で保護した樹脂が
用いられており、光酸発生剤にはヨードニウム塩やスル
ホニウム塩、ビススルホニルジアゾメタン等が用いられ
てきた。更に、必要に応じて分子量3,000以下のカ
ルボン酸及び/又はフェノール誘導体等のカルボン酸及
び/又はフェノール性水酸基の水素原子の一部あるいは
全部を酸不安定基で保護した溶解阻止/促進化合物、溶
解特性向上のためのカルボン酸化合物、コントラスト向
上のための塩基性化合物、塗布性向上のための界面活性
剤等が添加される。
【0008】ここで、下記に示したような光酸発生剤の
ビススルホニルジアゾメタンは、感度、解像度に優れ、
スルホニウム塩やヨードニウム塩系の光酸発生剤に見ら
れるような樹脂への相溶性の悪さやレジスト溶剤への溶
解性の低さもなく、化学増幅型レジスト、特にKrFエ
キシマレーザーを用いた化学増幅ポジ型レジスト材料の
光酸発生剤として好適に用いられる。
【0009】
【化7】
【0010】しかしながら、これらの光酸発生剤は親油
性が高く、レジスト溶剤への溶解性には優れるものの、
現像液への親和性(溶解性)に劣り、現像時及び/又は
レジスト除去時に不溶物として(光酸発生剤単独もしく
は樹脂との混合物の形で)基板上に残る場合がある。
【0011】例えば、現像時には現像液への溶解性/親
和性の低いレジスト材料が露光部の現像されたスペース
部や、未露光部のライン上に異物として付着する。
【0012】特開平3−103854号公報にはメトキ
シ基を導入したビス(4−メトキシフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタンが挙げられているが、本発明者らの経
験によると、メトキシ基による効果は十分ではなく、現
像時及び/又はレジスト除去時に不溶物として(光酸発
生剤単独もしくは樹脂との混合物の形で)基板上に残る
場合が多い。
【0013】また、親油性を下げるため置換基のないビ
ス(フェニルスルホニル)ジアゾメタンやアリール基の
代わりにアルキル基を有するビス(シクロヘキシルスル
ホニル)ジアゾメタンをレジスト材料の光酸発生剤とし
て用いた場合には、解像性が劣り、更に添加量が多い場
合には現像時及び/又はレジスト膜除去時の不溶物の問
題が解決されない。
【0014】なお、異物対策としてではないが、ポジ型
レジスト材料のコントラスト向上の目的でジスルホンジ
アゾメタンに酸不安定基であるt−ブトキシカルボニル
オキシ基、エトキシエチル基やテトラヒドロピラニル基
を導入しているものもある(特開平10−90884号
公報)。しかしながら、本発明者らの検討では、化合物
の安定性に欠き、また現像/レジスト除去時の異物に対
する効果も十分ではない。
【0015】本発明者らは、既に異物対策の目的として
アセチル基等のアシル基やメタンスルホニル基を導入し
たスルホニルジアゾメタンを合成し、化学増幅型レジス
ト材料の光酸発生剤として用いる事を見い出したが、こ
れらアシル基、メタンスルホニル基導入アリールスルホ
ニルジアゾメタンは合成時、塩基性条件下での安定性に
かけ、ジアゾ化の際の収率が低い場合があった(特開2
001−055373号、特開2001−106669
号公報)。
【0016】また、レジスト材料において、2種以上の
光酸発生剤の使用(併用)は公知の技術であるが(特開
平8−123032号公報)、放射線の照射により3つ
以上のフッ素原子を有するスルホン酸を発生する化合物
と、放射線の照射によりフッ素原子を全くもたないスル
ホン酸を発生する化合物との組み合わせからなる感放射
線性光酸発生剤を含有することにより、ナノエッジラフ
ネスあるいは膜面荒れを生じることがなく、解像度が優
れるとの報告や(特開平11−72921号公報)、ア
ルキルスルホニル基及びアリールスルホニル基を有する
ビススルホニルジアゾメタンあるいはアリールスルホニ
ル基及びアルコキシ置換アリールスルホニル基を有する
ビススルホニルジアゾメタンのような非対称ビススルホ
ニルジアゾメタンと酸不安定基を有するポリヒドロキシ
スチレン誘導体を重合体として用いたレジスト材料が、
従来品と同等以上の解像力、十分な感度及び耐熱性に著
しく優れるとの報告がある(特開平11−38604号
公報)。しかしながら、本発明者らの検討では、解像性
及び現像時のパターン上の異物に対する効果において満
足できず、更に左右非対称のビススルホニルジアゾメタ
ンの取得は、合成的、工業的に困難である。
【0017】また、上記の現像/除去時の不溶物の問題
とは別に、露光から露光後の焼成(PEB:post
exposure bake)が長引く場合(PED:
post exposure delay)には、パタ
ーンプロファイルが変動する場合が多い。アセタールを
中心とした酸不安定基を有する化学増幅ポジ型レジスト
材料の場合には未露光部の線幅が細くなる場合が多く、
tert−ブトキシカルボニル基(t−BOC基)を中
心とした酸不安定基を有する化学増幅ポジ型レジスト材
料の場合には未露光部の線幅が太くなる場合が多い。露
光からPEBの間は工程上長引く場合があり、変動のな
い安定したレジスト材料、即ちPED安定性のよいレジ
スト材料が望まれる。
【0018】感光剤あるいは光酸発生剤の溶解性は、非
化学増幅型レジスト材料のキノンジアジド感光剤を用い
たころから問題となっており、具体的には光酸発生剤の
レジスト溶剤への溶解性や光酸発生剤と樹脂との相溶
性、露光、PEB後の光分解物と非分解物(光酸発生
剤)の現像液との溶解性(親和性)、更にはレジスト除
去(剥離)時の除去溶剤との溶解性の問題である。これ
らが悪い場合には、保存中に光酸発生剤の析出、濾過困
難、塗布むら、ストリエーション、レジスト感度異常、
現像後のパターン上/スペース部の異物、溶け残り、染
み等の問題を生じる可能性がある。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】レジスト材料の光酸発
生剤としては、レジスト溶剤及び樹脂に対する溶解性
(相溶性)が十分高いこと、保存安定性が良好であるこ
と、毒性がないこと、塗布性が良好であること、現像後
のパターン形成時、更にはレジスト剥離時に異物を生じ
ないこと、パターンプロファイル形状、PED安定性が
良好であることが求められるが、従来の光酸発生剤、特
にジアゾジスルホン系光酸発生剤はこれらをすべて満た
していない。
【0020】最近において、集積回路のパターンの微細
化に伴い、解像性はもちろんのこと、現像後、剥離後の
異物の問題はより厳しくなってきた。
【0021】本発明の目的は、上記の種々問題を解決し
つつ、特に塗布後、現像後、剥離後の異物が少なく、現
像後のパターンプロファイル形状に優れたレジスト材
料、特に化学増幅型レジスト材料に好適なスルホニルジ
アゾメタン化合物及びこのスルホニルジアゾメタン化合
物からなる光酸発生剤、並びにこれを用いたレジスト材
料及びパターン形成方法を提供するものである。
【0022】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った
結果、光酸発生剤として下記一般式(1)で示されるス
ルホニルジアゾメタン化合物、特に下記式(1a)で示
されるスルホニルジアゾメタン化合物を含むレジスト材
料を用いることにより、溶解性、保存安定性、塗布性に
優れ、PEDが長時間にわたる場合にも線幅変動、形状
劣化が少なく、塗布後、現像後、剥離後の異物が少な
く、現像後のパターンプロファイル形状に優れ、微細加
工に適した高解像性を有し、特に遠紫外線リソグラフィ
ーにおいて大いに威力を発揮することを見出した。
【0023】
【化8】 (式中、Rは同一でも異なってもよく水素原子、又は炭
素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状の置換もしくは非
置換のアルキル基又はアルコキシ基を示す。GはSO2
又はCOを示し、R3は炭素数1〜10の直鎖状、分岐
状又は環状の置換もしくは非置換のアルキル基、又は炭
素数6〜14の置換もしくは非置換のアリール基を示
す。pは1又は2であり、qは0又は1で、p+q=2
を満足する。nは0又は1であり、mは3〜11の整数
である。kは0〜4の整数である。)
【0024】
【化9】 (式中、Rは同一でも異なってもよく、水素原子、又は
炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状の置換もしくは
非置換のアルキル基又はアルコキシ基を示す。nは0又
は1であり、mは3〜11の整数である。kは0〜4の
整数である。)
【0025】特に酸の作用でC−O−C結合が切断し、
アルカリ現像液に対する溶解性が変化する樹脂を用いた
化学増幅ポジ型レジスト材料等の化学増幅型レジスト材
料の光酸発生剤に上記一般式(1)あるいは(1a)で
示されるスルホニルジアゾメタン化合物を用いることに
より、上記効果に優れ、特に遠紫外線リソグラフィーに
おいて大いに威力を発揮することを知見し、本発明をな
すに至ったものである。
【0026】即ち、本発明は、上記一般式(1)で示さ
れるスルホニルジアゾメタン化合物、化学増幅型レジス
ト用光酸発生剤、並びにこれを含有するレジスト材料及
びパターン形成方法を提供する。
【0027】請求項1:下記一般式(1)で示されるス
ルホニルジアゾメタン化合物。
【化10】 (式中、Rは同一でも異なってもよく、水素原子、又は
炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状の置換もしくは
非置換のアルキル基又はアルコキシ基を示す。GはSO
2又はCOを示し、R3は炭素数1〜10の直鎖状、分岐
状又は環状の置換もしくは非置換のアルキル基、又は炭
素数6〜14の置換もしくは非置換のアリール基を示
す。pは1又は2であり、qは0又は1で、p+q=2
を満足する。nは0又は1であり、mは3〜11の整数
である。kは0〜4の整数である。) 請求項2:下記一般式(1a)で示されるスルホニルジ
アゾメタン化合物。
【化11】 (式中、Rは同一でも異なってもよく、水素原子、又は
炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状の置換もしくは
非置換のアルキル基又はアルコキシ基を示す。nは0又
は1であり、mは3〜11の整数である。kは0〜4の
整数である。) 請求項3:請求項1又は2記載のスルホニルジアゾメタ
ン化合物からなる化学増幅型レジスト材料用の光酸発生
剤。 請求項4:(A)酸の作用でアルカリ現像液に対する溶
解性が変化する樹脂、(B)放射線照射により酸を発生
する請求項1又は2記載のスルホニルジアゾメタン化合
物を含むことを特徴とする化学増幅型レジスト材料。 請求項5:更に、(C)上記(B)成分以外の放射線照
射により酸を発生する化合物を含む請求項4記載のレジ
スト材料。 請求項6:(A)成分の樹脂が、酸の作用でC−O−C
結合が切断することによりアルカリ現像液に対する溶解
性が変化する置換基を有する樹脂である請求項4又は5
記載のレジスト材料。 請求項7:(A)成分の樹脂が、フェノール性水酸基の
水素原子が1種又は2種以上の酸不安定基によってフェ
ノール性水酸基の水素原子全体の平均0モル%を超え8
0モル%以下の割合で置換されている重量平均分子量
3,000〜100,000の高分子化合物である請求
項6記載のレジスト材料。 請求項8:(A)成分の樹脂が、下記一般式(2a)で
示される繰り返し単位を有する高分子化合物であって、
該高分子化合物中におけるフェノール性水酸基の水素原
子の一部が1種又は2種以上の酸不安定基により部分置
換された単位を含み、(A)成分の樹脂全体に対し酸不
安定基を含む単位が平均0モル%を超え80モル%以下
の割合である重量平均分子量3,000〜100,00
0の高分子化合物である請求項7記載のレジスト材料。
【化12】 (式中、R4は水素原子又はメチル基を示し、R5は炭素
数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示
す。xは0又は正の整数、yは正の整数であり、x+y
≦5を満足する数である。R6は酸不安定基を示す。S
及びTは正の整数を示し、0<T/(S+T)≦0.8
を満足する数である。) 請求項9:(A)成分の樹脂が、下記一般式(2a’)
の繰り返し単位を有する高分子化合物であって、該高分
子化合物中におけるアクリル酸エステル及びメタクリル
酸エステルに基づく単位が平均0モル%を超え50モル
%以下の割合で含有されており、(A)成分の樹脂全体
に対し酸不安定基を含む単位が平均0モル%を超え80
モル%以下の割合である重量平均分子量3,000〜1
00,000の高分子化合物である請求項6記載のレジ
スト材料。
【化13】 (式中、R4は水素原子又はメチル基を示し、R5は炭素
数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示
し、R6は酸不安定基を示す。R6aは水素原子又は酸不
安定基であるが、少なくとも一部が酸不安定基である。
xは0又は正の整数、yは正の整数である。x+y≦5
を満足する数であり、M、Nは正の整数で、Lは0又は
正の整数であり、0<N/(M+N+L)≦0.5、及
び0<(N+L)/(M+N+L)≦0.8を満足する
数である。) 請求項10:(A)成分の樹脂が、下記一般式(2
a’’)の繰り返し単位を有する高分子化合物であっ
て、該高分子化合物中におけるインデン及び/又は置換
インデンに基づく単位が平均0モル%を超え50モル%
以下の割合で含有されており、(A)成分の樹脂全体に
対し酸不安定基を含む単位が平均0モル%を超え80モ
ル%以下の割合である重量平均分子量3,000〜10
0,000の高分子化合物である請求項6記載のレジス
ト材料。
【化14】 (式中、R4は水素原子又はメチル基を示し、R5は炭素
数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示
し、R6は酸不安定基を示し、R6aは水素原子又は酸不
安定基であるが、少なくとも一部が酸不安定基である。
xは0又は正の整数、yは正の整数である。x+y≦5
を満足する数である。yyは0又は正の整数であり、x
+yy≦5を満足する数である。A、Bは正の整数で、
C、D、Eは0又は正の整数であり、0<(B+E)/
(A+B+C+D+E)≦0.5、及び0<(C+D+
E)/(A+B+C+D+E)≦0.8を満足する数で
ある。) 請求項11:酸不安定基が下記一般式(4)〜(7)で
示される基、炭素数4〜20の三級アルキル基、各アル
キル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキルシリル
基、炭素数4〜20のオキソアルキル基、炭素数7〜2
0のアリール基置換アルキル基である請求項6乃至10
のいずれか1項記載のレジスト材料。
【化15】 (式中、R10、R11は水素原子又は炭素数1〜18の直
鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、R12は炭素
数1〜18のヘテロ原子を有してもよい1価の炭化水素
基を示し、R10とR11、R10とR12、R11とR12とは環
を形成してもよく、環を形成する場合にはR10、R11
12はそれぞれ炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のア
ルキレン基を示す。R13は炭素数4〜20の三級アルキ
ル基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアル
キルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基又は
上記一般式(4)で示される基である。zは0〜6の整
数である。R14は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環
状のアルキル基又は炭素数6〜20の置換されていても
よいアリール基を示し、hは0又は1、iは0、1、
2、3のいずれかであり、2h+i=2又は3を満足す
る数である。R15は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は
環状のアルキル基又は炭素数6〜20の置換されていて
もよいアリール基を示し、R16〜R25はそれぞれ独立に
水素原子又は炭素数1〜15のヘテロ原子を含んでもよ
い1価の炭化水素基を示し、R16〜R25は互いに環を形
成していてもよく、その場合には炭素数1〜15のヘテ
ロ原子を含んでもよい2価の炭化水素基を示す。また、
16〜R25は隣接する炭素に結合するもの同士で何も介
さずに結合し、二重結合を形成してもよい。) 請求項12:更に、(D)塩基性化合物を配合すること
を特徴とする請求項4乃至11のいずれか1項記載のレ
ジスト材料。 請求項13:更に、(E)有機酸誘導体を配合すること
を特徴とする請求項4乃至12のいずれか1項記載のレ
ジスト材料。 請求項14:有機溶剤の成分としてプロピレングリコー
ルアルキルエーテルアセテート及び/又は乳酸アルキル
エステルを含む請求項4乃至13のいずれか1項記載の
レジスト材料。 請求項15:(i)請求項4乃至14のいずれか1項に
記載のレジスト材料を基板上に塗布する工程と、(i
i)次いで加熱処理後、フォトマスクを介して波長30
0nm以下の高エネルギー線又は電子線で露光する工程
と、(iii)必要に応じて加熱処理した後、現像液を
用いて現像する工程とを含むことを特徴とするパターン
形成方法。
【0028】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明は、まず第1に下記一般式(1)で示される長鎖
アルキル基あるいはアルコキシル基を有する新規なスル
ホニルジアゾメタン化合物を提供するものである。
【0029】
【化16】 (式中、Rは同一でも異なってもよく、水素原子、又は
炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状の置換もしくは
非置換のアルキル基又はアルコキシ基を示す。GはSO
2又はCOを示し、R3は炭素数1〜10の直鎖状、分岐
状又は環状の置換もしくは非置換のアルキル基、又は炭
素数6〜14の置換もしくは非置換のアリール基を示
す。pは1又は2であり、qは0又は1で、p+q=2
を満足する。nは0又は1であり、mは3〜11の整数
である。kは0〜4の整数である。)
【0030】この場合、式(1)のスルホニルジアゾメ
タンとしては特に下記一般式(1a)で示される長鎖ア
ルキル基あるいはアルコキシル基を有する新規なスルホ
ニルジアゾメタン化合物が好ましい。
【0031】
【化17】 (式中、Rは同一でも異なってもよく、水素原子、又は
炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状の置換もしくは
非置換のアルキル基又はアルコキシ基を示す。nは0又
は1であり、mは3〜11の整数である。kは0〜4の
整数である。)
【0032】上記式(1)及び(1a)において、Rは
同一でも異なってもよく、水素原子、炭素数1〜4の直
鎖状、分岐状又は環状の置換もしくは非置換のアルキル
基あるいはアルコキシ基を示し、具体的には水素原子、
メチル基、エチル基、n−プロピル基、sec−プロピ
ル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチ
ル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、メトキ
シ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、sec−プ
ロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、sec−ブチル
オキシ基、iso−ブチルオキシ基、tert−ブチル
オキシ基が挙げられる。中でも水素原子、メチル基、エ
チル基、n−プロピル基、イソプロピル基が好適に用い
られ、更に、水素原子、メチル基がより好適に用いられ
る。
【0033】kは0〜4の整数であり、Rが炭素数1〜
4のアルキル基、アルコキシ基の場合にはkは0,1あ
るいは2が好ましい。またその置換位置も任意である
が、スルホニル基に対して2位(オルト位)が好まし
い。より好ましくはスルホニル基に対して2位(オルト
位)にメチル基を有するものが好適であり、kが2〜4
の場合には更に2位以外の位置に同一でも異なってもよ
い置換基(R)を有していてもよい。
【0034】R3は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又
は環状の置換もしくは非置換のアルキル基、あるいは炭
素数6〜14の置換もしくは非置換のアリール基を示
す。具体的には、R3はメチル基、エチル基、n−プロ
ピル基、sec−プロピル基、n−ブチル基、sec−
ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、n
−ペンチル基、sec−ペンチル基、シクロペンチル
基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基等の直鎖状、分
岐状又は環状のアルキル基、あるいはフェニル基、4−
メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−メトキ
シフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−
tert−ブトキシフェニル基、4−シクロヘキシルフ
ェニル基、4−シクロヘキシロキシフェニル基、2,4
−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニ
ル基、2,4,6−トリイソプロピルフェニル基、1−
ナフチル基、2−ナフチル基等が挙げられるが、これら
に限定されるものではない。中でもtert−ブチル
基、シクロへキシル基、4−メチルフェニル基、2,4
−ジメチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル
基が好適に用いられる。GはSO2あるいはCOを示
す。この中でSO2がより好適に用いられる。pは1又
は2であり、qは0又は1で、p+q=2を満足する数
である。
【0035】nは0又は1であるが、原料の入手さと合
成上の問題からnは1が好適であり、n=0の場合には
アルコキシフェニル基に由来する255nm付近の極大
吸収をシフトすることができるため、n=1の場合に比
べて248nmでの透過率を高めることができ、求めら
れるレジストの透過率にあわせてn=0,1が適宜選定
される。またmは3〜11の整数であり、より好適には
5〜9の整数である。mが3未満の場合には現像/レジ
スト剥離時の異物の問題が解決されず、11を超える場
合には原料チオールの沸点が高すぎる等の合成上の問題
点がある。
【0036】なお、上記スルホニルジアゾメタンの合成
方法は、下記の通りであるが、これに限定されるもので
はない。
【0037】まず、p=2の場合、即ち対称型のビスス
ルホニルジアゾメタンの場合には、特開平3−1038
54号公報のように、置換チオフェノールをジクロロメ
タンと塩基性条件下で縮合することが望ましい。より具
体的には、4−(n−ヘキシルオキシ)チオフェノール
等のアルキル基あるいはアルコキシル基含有のチオフェ
ノールをメタノール、エタノール等のアルコール溶媒中
で塩基として水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを用い
てジクロロメタンと縮合させ、ホルムアルデヒドビス
(アルキルフェニルチオ)アセタール、ホルムアルデヒ
ドビス(アルコキシフェニルチオ)アセタールを得る方
法がある。
【0038】
【化18】 (R、m、n、kは上記と同じ。)
【0039】あるいは、置換チオフェノールをホルムア
ルデヒド(パラホルムアルデヒド)と硫酸、あるいはト
リフルオロメタンスルホン酸のような酸性条件下で縮合
することもできる。
【0040】また、p=1の場合、即ち非対称のスルホ
ニルジアゾメタンの場合には、ハロメチルチオエーテル
とアルキルあるいはアルコキシ置換チオフェノールとを
反応させる。また、スルホニルカルボニルジアゾメタン
の場合にはα−ハロメチルケトンとアルキルあるいはア
ルコキシ置換チオフェノールを反応させる。ハロメチル
チオエーテルは対応するチオールとホルムアルデヒド、
塩化水素から調製することができる(J.Am.Che
m.Soc.,86.4383(1964),J.A
m.Chem.Soc.,67.655(1945),
米国特許第2,354,229号公報)。
【0041】
【化19】 (R、R3、m、n、kは上記と同じ。Xはハロゲン原
子を示す。)
【0042】上記の原料にはアルキルあるいはアルコキ
シ置換チオフェノールを用いたが、n=1の場合、即ち
アルコキシル基を有する場合には下記のようにヒドロキ
シチオフェノールを出発原料とし、次いで対応するアル
キルハライドを反応させる方法もある。
【0043】
【化20】 (R、R3、m、n、kは上記と同じ。Xはハロゲン原
子を示す。)
【0044】更に、特開平4−211258号公報のよ
うに、タングステン酸ナトリウム等の存在下、過酸化水
素水等の酸化剤で酸化し、対応するスルホニルメタンを
得る。
【0045】
【化21】 (R、R3、n、m、kは上記と同じ。)
【0046】これを塩基性条件下、p−トルエンスルホ
ニルアジド、p−ドデシルベンゼンスルホニルアジド、
p−アセトアミドベンゼンスルホニルアジド等でジアゾ
化することで目的のスルホニルジアゾメタンを得る。
【0047】
【化22】 (R、R3、p、q、n、m、k、Gは上記と同じ。)
【0048】なお、アルキル置換あるいはアルコキシ置
換チオフェノールの合成は特に限定されるものではない
が、アルキルあるいはアルコキシベンゼンをクロロ硫
酸、硫酸/無水酢酸等で置換ベンゼンスルホン酸とし、
次いでクロロ硫酸、塩化チオニル等で置換ベンゼンスル
ホニルクロリドとし、これを水素化リチウムアルミニウ
ム、塩酸/亜鉛等で還元し調整する方法、
【化23】 (R、n、m、kは上記と同じ。) そしてハロゲン化アルキルベンゼン、ハロゲン化アルコ
キシベンゼンを金属マグネシウムを用いてグリニヤにし
て、次いで硫黄と反応させ、酸性化する方法がある(R
omeo B.Wagner and Harry
D.Zook,Synthetic Organic
Chemistry,Jhon Wiley& Son
s,Inc.1965.778−781頁)。
【化24】 (R、n、m、kは上記と同じ。Xはハロゲン原子を示
す。)
【0049】ハロゲン化アルコキシベンゼンはハロゲン
化フェノールとCH3(CH2mXを塩基性条件下で反
応させることで合成できる。ハロゲン化フェノールの例
としては、4−ブロモフェノール、4−ブロモ−2,6
−ジメチル−フェノール、4−クロロ−2−メチルフェ
ノール、4−クロロ−3−メチルフェノール、4−クロ
ロ−2−イソプロピル−5−メチルフェノール、3−エ
チル−4−クロロフェノール等が挙げられる。また、フ
ェノール誘導体とCH3(CH2mXを塩基性条件下で
反応させ、次いで臭素と反応させることでも合成でき
る。フェノール誘導体の例としては、フェノール、クレ
ゾール、キシレノール、トリメチルフェノール、チモー
ル、イソチモール、エチルフェノール、2−tert−
ブチル−5−メチルフェノール等が挙げられる。
【0050】本発明の式(1)及び(1a)で示される
スルホニルジアゾメタンの例として左右対称型のビスス
ルホニルジアゾメタンでは、ビス(4−n−ブチルフェ
ニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−n−ペンチ
ルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−n−
ヘキシルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4
−n−ヘプチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビ
ス(4−n−オクチルフェニルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(4−n−ノニルフェニルスルホニル)ジアゾ
メタン、ビス(4−n−デシルフェニルスルホニル)ジ
アゾメタン、ビス(4−n−ウンデシルフェニルスルホ
ニル)ジアゾメタン、ビス(4−n−ドデシルフェニル
スルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−(n−ブチルオ
キシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−
(n−ペンチルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスル
ホニル)ジアゾメタン、ビス(4−(n−ヘプチルオキ
シ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−
(n−オクチルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(4−(n−ノニルオキシ)フェニルスルホ
ニル)ジアゾメタン、ビス(4−(n−デシルオキシ)
フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−(n−
ウンデシルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(4−(n−ドデシルオキシ)フェニルスルホ
ニル)ジアゾメタン、ビス(3−メチル−4−(n−ブ
チルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(3−メチル−4−(n−ペンチルオキシ)フェニルス
ルホニル)ジアゾメタン、ビス(3−メチル−4−(n
−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(3−メチル−4−(n−ヘプチルオキシ)フ
ェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3−メチル−
4−(n−オクチルオキシ)フェニルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(3−メチル−4−(n−ノニルオキ
シ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3−メ
チル−4−(n−デシルオキシ)フェニルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(3−メチル−4−(n−ウンデシ
ルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(3−メチル−4−(n−ドデシルオキシ)フェニルス
ルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メチル−4−(n
−ブチルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、
ビス(2−メチル−4−(n−ペンチルオキシ)フェニ
ルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メチル−4−
(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(2−メチル−4−(n−ヘプチルオキシ)
フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メチル
−4−(n−オクチルオキシ)フェニルスルホニル)ジ
アゾメタン、ビス(2−メチル−4−(n−ノニルオキ
シ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メ
チル−4−(n−デシルオキシ)フェニルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(2−メチル−4−(n−ウンデシ
ルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(2−メチル−4−(n−ドデシルオキシ)フェニルス
ルホニル)ジアゾメタン、ビス(3,5−ジメチル−4
−(n−ブチルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(3,5−ジメチル−4−(n−ペンチルオ
キシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3,
5−ジメチル−4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルス
ルホニル)ジアゾメタン、ビス(3,5−ジメチル−4
−(n−ヘプチルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾ
メタン、ビス(3,5−ジメチル−4−(n−オクチル
オキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(3,5−ジメチル−4−(n−ノニルオキシ)フェニ
ルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3,5−ジメチル
−4−(n−デシルオキシ)フェニルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(3,5−ジメチル−4−(n−ウンデ
シルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(3,5−ジメチル−4−(n−ドデシルオキシ)フェ
ニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(5−イソプロピ
ル−2−メチル−4−(n−ブチルオキシ)フェニルス
ルホニル)ジアゾメタン、ビス(5−イソプロピル−2
−メチル−4−(n−ペンチルオキシ)フェニルスルホ
ニル)ジアゾメタン、ビス(5−イソプロピル−2−メ
チル−4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、ビス(5−イソプロピル−2−メチ
ル−4−(n−ヘプチルオキシ)フェニルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(5−イソプロピル−2−メチル−
4−(n−オクチルオキシ)フェニルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(5−イソプロピル−2−メチル−4−
(n−ノニルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(5−イソプロピル−2−メチル−4−(n−
デシルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビ
ス(5−イソプロピル−2−メチル−4−(n−ウンデ
シルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(5−イソプロピル−2−メチル−4−(n−ドデシル
オキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げら
れ、左右非対称のスルホニルジアゾメタンとしては(4
−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)(メチ
ルスルホニル)ジアゾメタン、(4−(n−ヘキシルオ
キシ)フェニルスルホニル)(tert−ブチルスルホ
ニル)ジアゾメタン、(4−(n−ヘキシルオキシ)フ
ェニルスルホニル)(シクロヘキシルスルホニル)ジア
ゾメタン、(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスル
ホニル)(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、((4
−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)(p−
トルエンスルホニル)ジアゾメタン、(4−(n−ヘキ
シルオキシ)フェニルスルホニル)(2,4−ジメチル
フェニルスルホニル)ジアゾメタン、(4−(n−ヘキ
シルオキシ)フェニルスルホニル)(4−tert−ブ
チルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、(4−(n−
ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)(4−tert
−ブトキシフェニルスルホニル)ジアゾメタン、(4−
(n−オクチルオキシ)フェニルスルホニル)(メチル
スルホニル)ジアゾメタン、(4−(n−オクチルオキ
シ)フェニルスルホニル)(tert−ブチルスルホニ
ル)ジアゾメタン、(4−(n−オクチルオキシ)フェ
ニルスルホニル)(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾ
メタン、(4−(n−オクチルオキシ)フェニルスルホ
ニル)(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、((4−
(n−オクチルオキシ)フェニルスルホニル)(p−ト
ルエンスルホニル)ジアゾメタン、(4−(n−オクチ
ルオキシ)フェニルスルホニル)(2,4−ジメチルフ
ェニルスルホニル)ジアゾメタン、(4−(n−オクチ
ルオキシ)フェニルスルホニル)(4−tert−ブチ
ルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、(4−(n−オ
クチルオキシ)フェニルスルホニル)(4−tert−
ブトキシフェニルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げら
れ、スルホニルカルボニルジアゾメタンとしては、(4
−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)(メチ
ルカルボニル)ジアゾメタン、(4−(n−ヘキシルオ
キシ)フェニルスルホニル)(tert−ブチルカルボ
ニル)ジアゾメタン、(4−(n−ヘキシルオキシ)フ
ェニルスルホニル)(シクロヘキシルカルボニル)ジア
ゾメタン、(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスル
ホニル)(ベンゾイル)ジアゾメタン、(4−(n−ヘ
キシルオキシ)フェニルスルホニル)(p−トルエンカ
ルボニル)ジアゾメタン、(4−(n−ヘキシルオキ
シ)フェニルスルホニル)(2,4−ジメチルフェニル
カルボニル)ジアゾメタン、(4−(n−ヘキシルオキ
シ)フェニルスルホニル)(4−tert−ブチルフェ
ニルカルボニル)ジアゾメタン、(4−(n−ヘキシル
オキシ)フェニルスルホニル)(4−tert−ブトキ
シフェニルカルボニル)ジアゾメタン等が挙げられ、よ
り好ましくはビス(4−n−ヘキシルオキシ)フェニル
スルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メチル−4−
(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(2,5−ジメチル−4−(n−ヘキシルオ
キシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3,
5−ジメチル−4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルス
ルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メチル−5−イソ
プロピル−4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホ
ニル)ジアゾメタン等が挙げられるが、これに限定され
るものではない。上記一般式(1a)で示されるスルホ
ニルジアゾメタンとして、より具体的には下記のものを
例示することができる。
【0051】
【化25】
【0052】
【化26】
【0053】上記一般式(1)又は(1a)で示される
スルホニルジアゾメタン化合物は、紫外線、遠紫外線、
電子線、X線、エキシマレーザー、γ線、シンクロトロ
ン放射線などの放射線に感応する集積回路を作成するた
めのレジスト材料、特に化学増幅型レジスト材料の光酸
発生剤として好適に用いられる。
【0054】本発明の一般式(1)又は(1a)で示さ
れるスルホニルジアゾメタンを含むレジスト材料は、ポ
ジ型及びネガ型として用いることができる。具体的態様
は下記の通りである。 <1>(A)酸の作用でアルカリ現像液に対する溶解性
が変化する樹脂 (B)上記一般式(1)又は(1a)で示される放射線
照射により酸を発生するスルホニルジアゾメタン化合物 (F)有機溶剤 を含むことを特徴とする化学増幅ポジ型レジスト材料、
<2>更に (C)放射線照射により酸を発生する(B)成分以外の
光酸発生剤 を含むことを特徴とする<1>記載の化学増幅ポジ型レ
ジスト材料、<3>更に (D)塩基性添加物 を含むことを特徴とする<1>、<2>記載の化学増幅
ポジ型レジスト材料、<4>更に (E)有機酸誘導体 を含むことを特徴とする<1>〜<3>記載の化学増幅
ポジ型レジスト材料、 <5>更に (G)酸の作用でアルカリ現像液に対する溶解性が変化
する分子量3,000以下の化合物 を含むことを特徴とする<1>〜<4>記載の化学増幅
ポジ型レジスト材料、 <6>(B)上記一般式(1)又は(1a)で示される
放射線照射により酸を発生するスルホニルジアゾメタン
化合物 (F)有機溶剤 (H)アルカリ可溶性樹脂 (I)酸の作用により架橋構造を形成する酸架橋剤 を含むことを特徴とする化学増幅ネガ型レジスト材料、 <7>更に(C)を含むことを特徴とする<6>記載の
化学増幅ネガ型レジスト材料、 <8>更に(D)を含むことを特徴とする<6>、<7
>記載の化学増幅ネガ型レジスト材料、 <9>更に (J)分子量2,500以下のアルカリ可溶性化合物 を含むことを特徴とする<6>〜<8>記載の化学増幅
ネガ型レジスト材料が挙げられるが、これに限定される
ものではない。以下、詳細に各成分につき記載する。
【0055】(A)成分の酸の作用でアルカリ現像液に
対する溶解性が変化する樹脂としては、特に制限されな
いが、アルカリ可溶性樹脂のフェノール性水酸基及び/
又はカルボキシル基の一部あるいは全部をC−O−Cを
有する酸に不安定な保護基で保護したものである。
【0056】上記のフェノール性水酸基及び/又はカル
ボキシル基を有するアルカリ可溶性樹脂としては、p−
ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、α−メ
チル−p−ヒドロキシスチレン、4−ヒドロキシ2−メ
チルスチレン、4−ヒドロキシ3−メチルスチレン、ヒ
ドロキシインデン、メタクリル酸、アクリル酸のホモあ
るいはコポリマーや、これらのポリマーの末端にカルボ
ン酸誘導体、ジフェニルエチレン等を導入したコポリマ
ーが挙げられる。
【0057】更にアルカリ現像液への溶解性を極端に低
下させないような割合で、上記のユニットの他に、スチ
レン、α−メチルスチレン、アクリル酸エステル、メタ
クリル酸エステル、ヒドロキシスチレンの水素添加物、
無水マレイン酸、マレイミド、置換あるいは非置換イン
デン等のアルカリ溶解性部位をもたないユニットを導入
したコポリマーでもよい。ここで、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステルの置換基としては、酸により
分解が起こらないものであればいずれのものでもよい。
具体的には、炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状の
アルキル基、アリール基等の芳香族基などが挙げられる
が、これに限定されるものではない。
【0058】アルカリ可溶性ポリマーの例を以下に示す
が、これは(A)成分の酸の作用でアルカリ現像液に対
する溶解性が変化する樹脂の原料及び(H)成分のアル
カリ可溶性樹脂としても用いることができる。例として
は、ポリp−ヒドロキシスチレン、ポリm−ヒドロキシ
スチレン、ポリ4−ヒドロキシ2−メチルスチレン、ポ
リ4−ヒドロキシ−3−メチルスチレン、ポリα−メチ
ルp−ヒドロキシスチレン、部分水素添加ポリp−ヒド
ロキシスチレンコポリマー、ポリ(p−ヒドロキシスチ
レン−α−メチルp−ヒドロキシスチレン)コポリマ
ー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−α−メチルスチレ
ン)コポリマー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−スチ
レン)コポリマー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−m
−ヒドロキシスチレン)コポリマー、ポリ(p−ヒドロ
キシスチレン−スチレン)コポリマー、ポリ(p−ヒド
ロキシスチレン−インデン)コポリマー、ポリ(p−ヒ
ドロキシスチレン−アクリル酸)コポリマー、ポリ(p
−ヒドロキシスチレン−メタクリル酸)コポリマー、ポ
リ(p−ヒドロキシスチレン−メチルアクリレート)コ
ポリマー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−アクリル酸
−メチルメタクリレート)コポリマー、ポリ(p−ヒド
ロキシスチレン−メチルメタクリレート)コポリマー、
ポリ(p−ヒドロキシスチレン−メタクリル酸−メチル
メタクリレート)コポリマー、ポリメタクリル酸、ポリ
アクリル酸、ポリ(アクリル酸−メチルアクリレート)
コポリマー、ポリ(メタクリル酸−メチルメタクリレー
ト)コポリマー、ポリ(アクリル酸−マレイミド)コポ
リマー、ポリ(メタクリル酸−マレイミド)コポリマ
ー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−アクリル酸−マレ
イミド)コポリマー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−
メタクリル酸−マレイミド)コポリマー等が挙げられる
が、これらの組み合わせに限定されるものではない。
【0059】好ましくは、ポリp−ヒドロキシスチレ
ン、部分水素添加ポリp−ヒドロキシスチレンコポリマ
ー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−スチレン)コポリ
マー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−インデン)コポ
リマー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−アクリル酸)
コポリマー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−メタクリ
ル酸)コポリマーが挙げられる。
【0060】特に、下記の単位(2)又は(2’)、
(2’’)を有するアルカリ可溶性樹脂が好ましい。
【0061】
【化27】 (式中、R4は水素原子又はメチル基を示し、R5は炭素
数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示
す。xは0又は正の整数、yは正の整数であり、x+y
≦5を満足する数である。M、Nは正の整数で、0<N
/(M+N)≦0.5を満足する数である。A、Bは正
の整数、Cは0又は正の整数で、0<B/(A+B+
C)≦0.5を満足する数である。)
【0062】上記式(2’’)の高分子化合物を合成す
るには、1つの方法としてはアセトキシスチレンモノマ
ーと(メタ)アクリル酸3級アルキルエステルモノマー
とインデンモノマーを、有機溶剤中、ラジカル開始剤を
加えて加熱重合を行い、得られた高分子化合物を有機溶
剤中アルカリ加水分解を行い、アセトキシ基を脱保護
し、ヒドロキシスチレンと(メタ)アクリル酸3級アル
キルエステルとインデンの三成分共重合体の高分子化合
物を得ることができる。重合時に使用する有機溶剤とし
てはトルエン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、ジエチ
ルエーテル、ジオキサン等が例示できる。重合開始剤と
しては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,
2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、
ジメチル−2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネー
ト)、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシ
ド等が例示でき、好ましくは50〜80℃に加熱して重
合できる。反応時間としては2〜100時間、好ましく
は5〜20時間である。アルカリ加水分解時の塩基とし
ては、アンモニア水、トリエチルアミン等が使用でき
る。また反応温度としては−20〜100℃、好ましく
は0〜60℃であり、反応時間としては0.2〜100
時間、好ましくは0.5〜20時間である。
【0063】あるいは、下記式(2’’’)のようなデ
ンポリマー又はハイパーブランチポリマーの構造を持っ
た高分子化合物でもよい。
【0064】
【化28】 (式中、ZZはCH2、CH(OH)、CR5(OH)、
C=O、C(OR5)(OH)から選ばれる2価の有機
基、あるいは−C(OH)=で表される3価の有機基を
示す。Fはそれぞれ異なっても同一でもよく、正の整
数、Hは正の整数であり、H/(H+F)=0.001
〜0.1を満足する数である。XXは1あるいは2であ
る。R4、R5、x、yは上記と同意である。)
【0065】上記フェノール誘導体のデンポリマー又は
ハイパーブランチポリマーの合成は4−tert−ブト
キシスチレン等の重合可能成分モノマーのリビングアニ
オン重合の合成の際にクロロメチルスチレン等の分岐モ
ノマーを適宜反応させる。これらは特開2000−34
4836号公報を参考に合成することができる。
【0066】これらアルカリ可溶性高分子化合物の分子
量は、重量平均分子量で3,000〜100,000が
好ましく、3,000未満ではポリマーとしての能力と
して劣り、耐熱性が低く、成膜性が十分でない場合が多
く、100,000を超えると分子量が大きすぎるた
め、現像液への溶解性、レジスト溶剤への溶解性等に問
題を生じる。また、分散度は3.5以下、好ましくは
1.5以下が好ましい。分散度が3.5より大きいと解
像性が劣化する場合が多い。製造方法には特に限定され
ないが、ポリ−p−ヒドロキシスチレン等にはリビング
アニオン重合を用いることで分散度の低い(挟分散性
の)ポリマーを合成することができる。
【0067】本発明の上記一般式(1)で示されるスル
ホニルジアゾメタンを用いたレジスト材料は、(A)成
分として、C−O−C結合(酸不安定基)を有し、酸の
作用でC−O−C結合が切断することによりアルカリ現
像液に対する溶解性が変化する樹脂(特に上記アルカリ
可溶性樹脂)を用いることが有効であり、特に上記式
(2)の繰り返し単位を有し、そのフェノール性水酸基
の水素原子が1種又は2種以上の酸不安定基によってフ
ェノール性水酸基の水素原子全体の平均0モル%を超え
80モル%以下の割合で置換されている重量平均分子量
3,000〜100,000の高分子化合物が好まし
い。
【0068】あるいは、上記式(2’)の繰り返し単位
を有する高分子化合物(p−ヒドロキシスチレン及び/
又はα−メチル−p−ヒドロキシスチレンと、アクリル
酸及び/又はメタクリル酸とを含むコポリマー)におい
て、アクリル酸及び/又はメタクリル酸のカルボキシル
基の水素原子が1種又は2種以上の酸不安定基により置
換され、この高分子化合物中におけるアクリル酸エステ
ル及びメタクリル酸エステルに基づく単位が平均0モル
%を超え50モル%以下の割合で含有されている高分子
化合物が好ましく、更にp−ヒドロキシスチレン及び/
又はα−メチル−p−ヒドロキシスチレンのフェノール
性水酸基の水素原子の一部が1種又は2種以上の酸不安
定基により置換されていてもよい。この場合、高分子化
合物中の酸不安定基により置換されたアクリル酸エステ
ル及び/又はメタクリル酸エステルと所望に応じて酸不
安定基により置換されたp−ヒドロキシスチレン及び/
又はα−メチル−p−ヒドロキシスチレンに基づく単位
は平均0モル%を超え80モル%以下の割合で含有して
いる高分子化合物が好ましい。
【0069】あるいは、上記式(2’’)の繰り返し単
位を有する高分子化合物(p−ヒドロキシスチレン及び
/又はα−メチル−p−ヒドロキシスチレンと、置換及
び/又は非置換インデンを含むコポリマー)において、
p−ヒドロキシスチレン及び/又はα−メチル−p−ヒ
ドロキシスチレンのフェノール性水酸基の水素原子の一
部が1種又は2種以上の酸不安定基により置換され、及
び/又はアクリル酸及び/又はメタクリル酸のカルボキ
シル基の水素原子が1種又は2種以上の酸不安定基によ
り置換されている高分子化合物が好ましく、更に置換イ
ンデンが水酸基を含有している場合その水酸基の水素原
子の一部が1種又は2種以上の酸不安定基により置換さ
れていてもよい。この場合、高分子化合物中の酸不安定
基により置換されたp−ヒドロキシスチレン及び/又は
α−メチル−p−ヒドロキシスチレンに基づく単位と酸
不安定基により置換されたアクリル酸及び/又はメタク
リル酸に基づく単位、酸不安定基により置換したインデ
ンに基づく単位は平均0モル%を超え80モル%以下の
割合で含有している高分子化合物が好ましい。
【0070】このような高分子化合物としては、下記一
般式(2a)、(2a’)、(2a’’)で示される繰
り返し単位を有する重量平均分子量3,000〜10
0,000の高分子化合物が好ましい。
【0071】
【化29】 (式中、R4は水素原子又はメチル基を示し、R5は炭素
数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示
す。xは0又は正の整数、yは正の整数であり、x+y
≦5を満足する数である。R6は酸不安定基を示す。S
及びTは正の整数を示し、0<T/(S+T)≦0.8
を満足する数である。R6aは水素原子又は酸不安定基で
あるが、少なくとも一部が酸不安定基である。M、Nは
正の整数で、Lは0又は正の整数であり、0<N/(M
+N+L)≦0.5、及び0<(N+L)/(M+N+
L)≦0.5を満足する数である。yyは0又は正の整
数であり、x+yy≦5を満足する数である。A、Bは
正の整数で、C、D、Eは0又は正の整数であり、0<
(B+E)/(A+B+C+D+E)≦0.5、及び0
<(C+D+E)/(A+B+C+D+E)≦0.8を満
足する数である。)
【0072】なお、R5は炭素数1〜8の直鎖状、分岐
状又は環状のアルキル基を示し、直鎖状、分岐状又は環
状の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、イソブチル基、
tert−ブチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチ
ル基等を例示できる。
【0073】ここで、酸不安定基としてアルカリ可溶性
樹脂のフェノール性水酸基の一部、カルボキシル基の一
部あるいは全部をC−O−C結合で表される酸に不安定
な置換基で保護する場合、酸不安定基としては、種々選
定されるが、特に下記一般式(4)〜(7)で示される
基、炭素数4〜20、好ましくは4〜15の三級アルキ
ル基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアル
キルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基、炭
素数7〜20のアリール基置換アルキル基等であること
が好ましい。
【0074】
【化30】
【0075】式中、R10、R11は水素原子又は炭素数1
〜18、好ましくは1〜10の直鎖状、分岐状又は環状
のアルキル基を示し、具体的にはメチル基、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、tert−ブチル基、シクロペンチル基、シ
クロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル
基等を例示できる。R12は炭素数1〜18、好ましくは
1〜10の酸素原子等のヘテロ原子を有してもよい1価
の炭化水素基を示し、直鎖状、分岐状又は環状のアルキ
ル基、これらの水素原子の一部が水酸基、アルコキシ
基、オキソ基、アミノ基、アルキルアミノ基等に置換さ
れたものを挙げることができ、具体的には下記の置換ア
ルキル基等が例示できる。
【0076】
【化31】
【0077】R10とR11、R10とR12、R11とR12とは
環を形成してもよく、環を形成する場合にはR10
11、R12はそれぞれ炭素数1〜18、好ましくは1〜
10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。
【0078】R13は炭素数4〜20、好ましくは4〜1
5の三級アルキル基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1
〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソ
アルキル基又は上記一般式(4)で示される基を示し、
三級アルキル基として具体的には、tert−ブチル
基、tert−アミル基、1,1−ジエチルプロピル
基、1−エチルシクロペンチル基、1−ブチルシクロペ
ンチル基、1−エチルシクロヘキシル基、1−ブチルシ
クロヘキシル基、1−エチル−2−シクロペンテニル
基、1−エチル−2−シクロヘキセニル基、2−メチル
−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル
基、1−アダマンチル−1−メチル−エチル基等が挙げ
られ、トリアルキルシリル基として具体的には、トリメ
チルシリル基、トリエチルシリル基、ジメチル−ter
t−ブチルシリル基等が挙げられ、オキソアルキル基と
して具体的には、3−オキソシクロヘキシル基、4−メ
チル−2−オキソオキサン−4−イル基、5−メチル−
5−オキソオキソラン−4−イル基等が挙げられる。z
は0〜6の整数である。
【0079】R14は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は
環状のアルキル基又は炭素数6〜20の置換されていて
もよいアリール基を示し、直鎖状、分岐状、環状のアル
キル基として具体的には、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、tert−ブチル基、tert−アミル基、n−ペ
ンチル基、n−ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロ
ヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロペンチル
エチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエ
チル基等を例示でき、置換されていてもよいアリール基
として具体的にはフェニル基、メチルフェニル基、ナフ
チル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基
等を例示できる。hは0又は1、iは0、1、2、3の
いずれかであり、2h+i=2又は3を満足する数であ
る。
【0080】R15は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は
環状のアルキル基又は炭素数6〜20の置換されていて
もよいアリール基を示し、具体的にはR14と同様のもの
が例示できる。R16〜R25はそれぞれ独立に水素原子又
は炭素数1〜15のヘテロ原子を含んでもよい1価の炭
化水素基を示し、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、te
rt−ブチル基、tert−アミル基、n−ペンチル
基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ノニル基、
n−デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、
シクロペンチルメチル基、シクロペンチルエチル基、シ
クロペンチルブチル基、シクロヘキシルメチル基、シク
ロヘキシルエチル基、シクロヘキシルブチル基等の直鎖
状、分岐状、環状のアルキル基、これらの水素原子の一
部が水酸基、アルコキシ基、カルボキシ基、アルコキシ
カルボニル基、オキソ基、アミノ基、アルキルアミノ
基、シアノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、スルホ
基等に置換されたものを例示できる。R16〜R25は互い
に環を形成していてもよく(例えば、R16とR17、R16
とR18、R17とR19、R18とR19、R20とR21、R22
23等)、その場合には炭素数1〜15のヘテロ原子を
含んでもよい2価の炭化水素基を示し、上記1価の炭化
水素基で例示したものから水素原子を1個除いたもの等
を例示できる。また、R16〜R25は隣接する炭素に結合
するもの同士で何も介さずに結合し、二重結合を形成し
てもよい(例えば、R16とR18、R18とR24、R22とR
24等)。
【0081】上記式(4)で示される酸不安定基のうち
直鎖状又は分岐状のものとしては、具体的には下記の基
が例示できる。
【0082】
【化32】
【0083】上記式(4)で示される酸不安定基のうち
環状のものとしては、具体的にはテトラヒドロフラン−
2−イル基、2−メチルテトラヒドロフラン−2−イル
基、テトラヒドロピラン−2−イル基、2−メチルテト
ラヒドロピラン−2−イル基等が例示できる。
【0084】上記式(5)の酸不安定基としては、具体
的にはtert−ブトキシカルボニル基、tert−ブ
トキシカルボニルメチル基、tert−アミロキシカル
ボニル基、tert−アミロキシカルボニルメチル基、
1,1−ジエチルプロピルオキシカルボニル基、1,1
−ジエチルプロピルオキシカルボニルメチル基、1−エ
チルシクロペンチルオキシカルボニル基、1−エチルシ
クロペンチルオキシカルボニルメチル基、1−エチル−
2−シクロペンテニルオキシカルボニル基、1−エチル
−2−シクロペンテニルオキシカルボニルメチル基、1
−エトキシエトキシカルボニルメチル基、2−テトラヒ
ドロピラニルオキシカルボニルメチル基、2−テトラヒ
ドロフラニルオキシカルボニルメチル基等が例示でき
る。
【0085】上記式(6)の酸不安定基としては、具体
的には1−メチルシクロペンチル、1−エチルシクロペ
ンチル、1−n−プロピルシクロペンチル、1−イソプ
ロピルシクロペンチル、1−n−ブチルシクロペンチ
ル、1−sec−ブチルシクロペンチル、1−メチルシ
クロヘキシル、1−エチルシクロヘキシル、3−メチル
−1−シクロペンテン−3−イル、3−エチル−1−シ
クロペンテン−3−イル、3−メチル−1−シクロヘキ
セン−3−イル、3−エチル−1−シクロヘキセン−3
−イル、1−シクロへキシル−シクロペンチル等が例示
できる。上記式(7)の酸不安定基としては、具体的に
は下記の基が例示できる。
【0086】
【化33】
【0087】炭素数4〜20、好ましくは4〜15の三
級アルキル基としては、tert−ブチル基、tert
−アミル基、3−エチル−3−ペンチル基、ジメチルベ
ンジル基等が挙げられる。
【0088】各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のト
リアルキルシリル基としてはトリメチルシリル基、トリ
エチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基等
が挙げられる。
【0089】炭素数4〜20のオキソアルキル基として
は、3−オキソシクロヘキシル基、下記式で示される基
が挙げられる。
【0090】
【化34】
【0091】炭素数7〜20のアリール基置換アルキル
基としては、ベンジル基、メチルベンジル基、ジメチル
ベンジル基、ジフェニルメチル基、1,1−ジフェニル
エチル基等が挙げられる。
【0092】本発明のスルホニルジアゾメタンを光酸発
生剤として含むレジスト材料に用いられる酸の作用でア
ルカリ現像液への溶解性が変化する樹脂(A)は、更に
フェノール性水酸基の一部の水素原子が上記一般式
(2)あるいは(2’)、(2’’)、(2’’’)で
示される高分子化合物のフェノール性水酸基全体の平均
0モル%を超え50モル%以下の割合で下記一般式
(3)で示されるC−O−C基を有する架橋基により分
子内及び/又は分子間で架橋されている樹脂とすること
もできる。酸不安定基による架橋ポリマーの具体例及び
合成は特開平11−190904号公報を参考にするこ
とができる。
【0093】
【化35】 (式中、R7、R8は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。また、R7
8は環を形成してもよく、環を形成する場合にはR 7
8はそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアル
キレン基を示す。R9は炭素数1〜10の直鎖状、分岐
状又は環状のアルキレン基を示し、bは0又は1〜10
の整数である。AAは、a価の炭素数1〜50の脂肪族
もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又は
ヘテロ環基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在して
いてもよく、また、その炭素原子に結合する水素原子の
一部が水酸基、カルボキシル基、カルボニル基又はハロ
ゲン原子によって置換されていてもよい。aは1〜7の
整数である。)
【0094】好ましくは、(3)式においてR7がメチ
ル基、R8が水素原子、aが1、bが0、AAがエチレ
ン、1,4−ブチレン又は1,4−シクロヘキシレンで
ある。
【0095】なお、これらC−O−C基を有する架橋基
により分子間及び/又は分子内で架橋されている高分子
化合物を得る際は、対応する非架橋の高分子化合物とア
ルケニルエーテルを酸触媒条件下常法により反応させる
ことで合成できる。
【0096】また、酸触媒条件下で他の酸不安定基の分
解が進行する場合には上記のアルケニルエーテルを塩酸
等と反応させハロゲン化アルキルエーテルとした後、常
法により塩基性条件下高分子化合物と反応させ、目的物
を得ることができる。
【0097】ここで、アルケニルエーテルの具体例とし
ては、エチレングリコールジビニルエーテル、トリエチ
レングリコールジビニルエーテル、1,2−プロパンジ
オールジビニルエーテル、1,3−プロパンジオールジ
ビニルエーテル、1,3−ブタンジオールジビニルエー
テル、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、ネオ
ペンチルグリコールジビニルエーテル、トリメチロール
プロパントリビニルエーテル、トリメチロールエタント
リビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテ
ル、1,4−シクロヘキサンジオールジビニルエーテル
等が挙げられるがこれに限定されるものではない。
【0098】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料にお
いて、(A)成分の樹脂としては、上記した通りである
が、その酸不安定基として、フェノール性水酸基には1
−エトキシエチル基、1−エトキシプロピル基、テトラ
ヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基、tert
−ブチル基、tert−アミル基、1−エチルシクロヘ
キシルオキシカルボニルメチル基、tert−ブトキシ
カルボニル基、tert−ブトキシカルボニルメチル
基、更に(3)式のR7がメチル基、R8が水素原子、a
が1、bが0、AAがエチレン、1,4−ブチレン、
1,4−シクロヘキシレンで示される置換基が好ましく
用いられ、メタクリル酸/アクリル酸のカルボキシル基
の水素原子にはtert−ブチル基、tert−アミル
基、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2
−アダマンチル基、1−エチルシクロペンチル基、1−
エチルシクロヘキシル基、1−シクロへキシルシクロペ
ンチル基、1−エチルノルボルニル基、テトラヒドロフ
ラニル基、テトラヒドロピラニル基で示される置換基で
保護されている事が望ましい。
【0099】これら置換基は同一ポリマー内に単独で
も、2種以上存在していてもよい。なお、違う種類の置
換基を有するポリマーのブレンドでもよい。
【0100】これら置換基のポリマー中のフェノール及
びカルボキシル基に対する置換基率は任意であるが、レ
ジスト材料として基板上に塗布したときの未露光部の溶
解速度が0.01〜10Å/秒(オングストローム/
秒)とすることが望ましい(2.38%のTMAH(テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド)現像液を用いる
場合)。
【0101】カルボキシル基の割合が多いポリマーを用
いた場合にはアルカリ溶解速度を下げるため置換率を高
くする、あるいは後述する非酸分解性の置換基を導入す
ることが必要である。
【0102】分子内及び/又は分子間架橋の酸不安定基
を導入する際には架橋による置換基率を高分子化合物の
フェノール性水酸基の水素原子全体に対して20モル%
以下、好ましくは10モル%以下にすることが好まし
い。置換基率が高すぎる場合には架橋による高分子量化
で溶解性、安定性、解像性に劣る場合がある。更に好ま
しくは10モル%以下の置換率で、他の非架橋性の酸不
安定基を架橋ポリマーに導入して溶解速度を上記範囲に
調整することが好ましい。
【0103】ポリp−ヒドロキシスチレンを用いる場合
には、tert−ブトキシカルボニル基のような溶解阻
止性の強い置換基とアセタール系のような溶解阻止性の
弱い置換基では最適な置換基率は異なるが、総置換率を
高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子全体に対
して10〜40モル%、より好ましくは20〜30モル
%とすることが好ましい。
【0104】これらの酸不安定基を導入したポリマーの
好ましい分子量は重量平均分子量で3,000〜10
0,000が好ましく、3,000未満ではポリマーと
しての能力として劣り、耐熱性が低く、成膜性が十分で
ない場合が多く、100,000より大きいと分子量が
大きすぎるため、現像液への溶解性、レジスト溶剤への
溶解性等に問題を生じる。
【0105】非架橋系の酸不安定基を用いた場合には分
散度は3.5以下、好ましくは1.5以下が好ましい。
分散度が3.5より大きいと解像性が劣化する場合が多
い。架橋系の酸不安定基を用いる場合には原料のアルカ
リ可溶性樹脂の分散度が1.5以下であることが好まし
く、架橋系の酸不安定基による保護化の後でも分散度が
3以下であることが好ましい。分散度が3より高い場合
には溶解性、塗布性、保存安定性、解像性に劣る場合が
多い。
【0106】また、種々の機能をもたせるため、上記酸
不安定基保護化ポリマーのフェノール性水酸基、カルボ
キシル基の一部に置換基を導入してもよい。例えば、基
板との密着性を向上するための置換基や、アルカリ現像
液への溶解性を調整する非酸分解性基、エッチング耐性
向上のための置換基が挙げられ、例えば2−ヒドロキシ
エチル基、2−ヒドロキシプロピル基、メトキシメチル
基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、メ
トキシカルボニルメチル基、エトキシカルボニルメチル
基、4−メチル−2−オキソ−4−オキソラニル基、4
−メチル−2−オキソ−4−オキサニル基、メチル基、
エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル
基、アセチル基、ピバロイル基、アダマンチル基、イソ
ボロニル基、シクロヘキシル基等が挙げられるが、これ
らに限定されるものではない。
【0107】本発明のレジスト材料中における上記樹脂
の添加量としては任意であるが、レジスト材料中の固形
分100重量部中65〜99重量部、好ましくは70〜
98重量部である。なお、上記固形分は、「本発明のレ
ジスト材料の溶剤以外のすべての成分」の意味である。
【0108】本発明の(B)成分として使用する上記一
般式(1)、(1a)で表されるスルホニルジアゾメタ
ンの具体例は上述したとおりであるが、再び列記する
と、左右対称型のビススルホニルジアゾメタンでは、ビ
ス(4−n−ブチルフェニルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(4−n−ペンチルフェニルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(4−n−ヘキシルフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、ビス(4−n−ヘプチルフェニルス
ルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−n−オクチルフェ
ニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−n−ノニル
フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−n−デ
シルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−n
−ウンデシルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(4−n−ドデシルフェニルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(4−(n−ブチルオキシ)フェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、ビス(4−(n−ペンチルオキシ)
フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−(n−
ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、
ビス(4−(n−ヘプチルオキシ)フェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、ビス(4−(n−オクチルオキシ)
フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−(n−
ノニルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビ
ス(4−(n−デシルオキシ)フェニルスルホニル)ジ
アゾメタン、ビス(4−(n−ウンデシルオキシ)フェ
ニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−(n−ドデ
シルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(3−メチル−4−(n−ブチルオキシ)フェニルスル
ホニル)ジアゾメタン、ビス(3−メチル−4−(n−
ペンチルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、
ビス(3−メチル−4−(n−ヘキシルオキシ)フェニ
ルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3−メチル−4−
(n−ヘプチルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(3−メチル−4−(n−オクチルオキシ)
フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3−メチル
−4−(n−ノニルオキシ)フェニルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(3−メチル−4−(n−デシルオキ
シ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3−メ
チル−4−(n−ウンデシルオキシ)フェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、ビス(3−メチル−4−(n−ドデ
シルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(2−メチル−4−(n−ブチルオキシ)フェニルスル
ホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メチル−4−(n−
ペンチルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、
ビス(2−メチル−4−(n−ヘキシルオキシ)フェニ
ルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メチル−4−
(n−ヘプチルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(2−メチル−4−(n−オクチルオキシ)
フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メチル
−4−(n−ノニルオキシ)フェニルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(2−メチル−4−(n−デシルオキ
シ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メ
チル−4−(n−ウンデシルオキシ)フェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、ビス(2−メチル−4−(n−ドデ
シルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(3,5−ジメチル−4−(n−ブチルオキシ)フェニ
ルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3,5−ジメチル
−4−(n−ペンチルオキシ)フェニルスルホニル)ジ
アゾメタン、ビス(3,5−ジメチル−4−(n−ヘキ
シルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(3,5−ジメチル−4−(n−ヘプチルオキシ)フェ
ニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3,5−ジメチ
ル−4−(n−オクチルオキシ)フェニルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(3,5−ジメチル−4−(n−ノ
ニルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(3,5−ジメチル−4−(n−デシルオキシ)フェニ
ルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3,5−ジメチル
−4−(n−ウンデシルオキシ)フェニルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(3,5−ジメチル−4−(n−ド
デシルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビ
ス(5−イソプロピル−2−メチル−4−(n−ブチル
オキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(5
−イソプロピル−2−メチル−4−(n−ペンチルオキ
シ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(5−イ
ソプロピル−2−メチル−4−(n−ヘキシルオキシ)
フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(5−イソプ
ロピル−2−メチル−4−(n−ヘプチルオキシ)フェ
ニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(5−イソプロピ
ル−2−メチル−4−(n−オクチルオキシ)フェニル
スルホニル)ジアゾメタン、ビス(5−イソプロピル−
2−メチル−4−(n−ノニルオキシ)フェニルスルホ
ニル)ジアゾメタン、ビス(5−イソプロピル−2−メ
チル−4−(n−デシルオキシ)フェニルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(5−イソプロピル−2−メチル−
4−(n−ウンデシルオキシ)フェニルスルホニル)ジ
アゾメタン、ビス(5−イソプロピル−2−メチル−4
−(n−ドデシルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾ
メタン等が挙げられ、左右非対称のスルホニルジアゾメ
タンとしては、(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニル
スルホニル)(メチルスルホニル)ジアゾメタン、(4
−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)(te
rt−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、(4−(n−
ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)(シクロヘキシ
ルスルホニル)ジアゾメタン、(4−(n−ヘキシルオ
キシ)フェニルスルホニル)(ベンゼンスルホニル)ジ
アゾメタン、((4−(n−ヘキシルオキシ)フェニル
スルホニル)(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタ
ン、(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニ
ル)(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメ
タン、(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニ
ル)(4−tert−ブチルフェニルスルホニル)ジア
ゾメタン、(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスル
ホニル)(4−tert−ブトキシフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、(4−(n−オクチルオキシ)フェ
ニルスルホニル)(メチルスルホニル)ジアゾメタン、
(4−(n−オクチルオキシ)フェニルスルホニル)
(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、(4−
(n−オクチルオキシ)フェニルスルホニル)(シクロ
ヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、(4−(n−オク
チルオキシ)フェニルスルホニル)(ベンゼンスルホニ
ル)ジアゾメタン、((4−(n−オクチルオキシ)フ
ェニルスルホニル)(p−トルエンスルホニル)ジアゾ
メタン、(4−(n−オクチルオキシ)フェニルスルホ
ニル)(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾ
メタン、(4−(n−オクチルオキシ)フェニルスルホ
ニル)(4−tert−ブチルフェニルスルホニル)ジ
アゾメタン、(4−(n−オクチルオキシ)フェニルス
ルホニル)(4−tert−ブトキシフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン等が挙げられ、スルホニルカルボニル
ジアゾメタンとしては、(4−(n−ヘキシルオキシ)
フェニルスルホニル)(メチルカルボニル)ジアゾメタ
ン、(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニ
ル)(tert−ブチルカルボニル)ジアゾメタン、
(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)
(シクロヘキシルカルボニル)ジアゾメタン、(4−
(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)(ベンゾ
イル)ジアゾメタン、(4−(n−ヘキシルオキシ)フ
ェニルスルホニル)(p−トルエンカルボニル)ジアゾ
メタン、(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホ
ニル)(2,4−ジメチルフェニルカルボニル)ジアゾ
メタン、(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホ
ニル)(4−tert−ブチルフェニルカルボニル)ジ
アゾメタン、(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルス
ルホニル)(4−tert−ブトキシフェニルカルボニ
ル)ジアゾメタン等が挙げられるがこれに限定されるも
のではない。
【0109】この中でもビス(4−n−ヘキシルフェニ
ルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−n−ペンチル
フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−n−オ
クチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−
(n−ペンチルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスル
ホニル)ジアゾメタン、ビス(4−(n−ヘプチルオキ
シ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−
(n−オクチルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(2−メチル−4−(n−ペンチルオキシ)
フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メチル
−4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)ジ
アゾメタン、ビス(2−メチル−4−(n−ヘプチルオ
キシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−
メチル−4−(n−オクチルオキシ)フェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、ビス(3,5−ジメチル−4−(n
−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(3,5−ジメチル−4−(n−ヘプチルオキ
シ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(3,5
−ジメチル−4−(n−オクチルオキシ)フェニルスル
ホニル)ジアゾメタン、(4−(n−ヘキシルオキシ)
フェニルスルホニル)(シクロヘキシルスルホニル)ジ
アゾメタン、(4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルス
ルホニル)(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、
((4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)
(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、(4−(n
−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)(2,4−ジ
メチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、(4−(n
−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)(4−ter
t−ブチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げ
られ、より好ましくはビス(4−n−ヘキシルオキシ)
フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メチル
−4−(n−ヘキシルオキシ)フェニルスルホニル)ジ
アゾメタン、ビス(2,5−ジメチル−4−(n−ヘキ
シルオキシ)フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(3,5−ジメチル−4−(n−ヘキシルオキシ)フェ
ニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メチル−5
−イソプロピル−4−(n−ヘキシルオキシ)フェニル
スルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。
【0110】本発明の一般式(1)、(1a)で示され
るスルホニルジアゾメタンの化学増幅型レジストへの添
加量としては、レジスト材料中の固形分100重量部中
10重量部以下、好ましくは1〜5重量部である。スル
ホニルジアゾメタンは、少なくとも高分子化合物中の酸
不安定基を脱保護するのに十分な量の酸を発生する量使
用する。多すぎる場合にはレジスト膜の透過率を下げす
ぎて、矩形状のパターンが得られない、レジスト保存中
でのパーティクル異常、析出物の問題を起こす可能性が
ある。上記光酸発生剤、即ち(B)成分は単独でも2種
以上混合して用いることができる。
【0111】また、(C)成分の光酸発生剤として、本
発明の上記一般式(1)及び(1a)で示されるスルホ
ニルジアゾメタン以外の光酸発生剤を添加する場合は、
高エネルギー線照射により酸を発生する化合物であれば
いずれでもかまわない。好適な光酸発生剤としてはスル
ホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニルジアゾメタ
ン、N−スルホニルオキシイミド型酸発生剤等がある。
以下に詳述するがこれらは単独あるいは2種以上混合し
て用いることができる。
【0112】スルホニウム塩はスルホニウムカチオンと
スルホネートの塩であり、スルホニウムカチオンとして
トリフェニルスルホニウム、(4−tert−ブトキシ
フェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(4−ter
t−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリス
(4−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、
(3−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホ
ニウム、ビス(3−tert−ブトキシフェニル)フェ
ニルスルホニウム、トリス(3−tert−ブトキシフ
ェニル)スルホニウム、(3,4−ジtert−ブトキ
シフェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(3,4−
ジtert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウ
ム、トリス(3,4−ジtert−ブトキシフェニル)
スルホニウム、ジフェニル(4−チオフェノキシフェニ
ル)スルホニウム、(4−tert−ブトキシカルボニ
ルメチルオキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、ト
リス(4−tert−ブトキシカルボニルメチルオキシ
フェニル)スルホニウム、(4−tert−ブトキシフ
ェニル)ビス(4−ジメチルアミノフェニル)スルホニ
ウム、トリス(4−ジメチルアミノフェニル)スルホニ
ウム、2−ナフチルジフェニルスルホニウム、ジメチル
2−ナフチルスルホニウム、4−ヒドロキシフェニルジ
メチルスルホニウム、4−メトキシフェニルジメチルス
ルホニウム、トリメチルスルホニウム、2−オキソシク
ロヘキシルシクロヘキシルメチルスルホニウム、トリナ
フチルスルホニウム、トリベンジルスルホニウム、ジフ
ェニルメチルスルホニウム、ジメチルフェニルスルホニ
ウム、2−オキソ−2−フェニルエチルチアシクロペン
タニウム等が挙げられ、スルホネートとしては、トリフ
ルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホ
ネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、
2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタ
フルオロベンゼンスルホネート、4−トリフルオロメチ
ルベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホ
ネート、メシチレンスルホネート、2,4,6−トリイ
ソプロピルベンゼンスルホネート、トルエンスルホネー
ト、ベンゼンスルホネート、4−(4’−トルエンスル
ホニルオキシ)ベンゼンスルホネート、ナフタレンスル
ホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネ
ート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネ
ート、メタンスルホネート等が挙げられ、これらの組み
合わせのスルホニウム塩が挙げられる。
【0113】ヨードニウム塩はヨードニウムカチオンと
スルホネートの塩であり、ジフェニルヨードニウム、ビ
ス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム、4
−tert−ブトキシフェニルフェニルヨードニウム、
4−メトキシフェニルフェニルヨードニウム等のアリー
ルヨードニウムカチオンとスルホネートとしてトリフル
オロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネ
ート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、2,
2,2−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフル
オロベンゼンスルホネート、4−トリフルオロメチルベ
ンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネー
ト、メシチレンスルホネート、2,4,6−トリイソプ
ロピルベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、
ベンゼンスルホネート、4−(4−トルエンスルホニル
オキシ)ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネー
ト、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、
ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、
メタンスルホネート等が挙げられ、これらの組み合わせ
のヨードニウム塩が挙げられる。
【0114】スルホニルジアゾメタンとしては、ビス
(エチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1−メチル
プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メチル
プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジ
メチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロ
ヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(パーフルオ
ロイソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェ
ニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−メチルフェ
ニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチ
ルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−ナフ
チルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−アセチルオ
キシフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−メ
タンスルホニルオキシフェニルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(4−(4−トルエンスルホニルオキシ)フェ
ニルスルホニル)ジアゾメタン、4−メチルフェニルス
ルホニルベンゾイルジアゾメタン、tertブチルカル
ボニル−4−メチルフェニルスルホニルジアゾメタン、
2−ナフチルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、4−
メチルフェニルスルホニル2−ナフトイルジアゾメタ
ン、メチルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、ter
tブトキシカルボニル−4−メチルフェニルスルホニル
ジアゾメタン等のビススルホニルジアゾメタンとスルホ
ニル−カルボニルジアゾメタンが挙げられる。
【0115】N−スルホニルオキシイミド型光酸発生剤
としては、コハク酸イミド、ナフタレンジカルボン酸イ
ミド、フタル酸イミド、シクロヘキシルジカルボン酸イ
ミド、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸イミ
ド、7−オキサビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン
−2,3−ジカルボン酸イミド等のイミド骨格とトリフ
ルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホ
ネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、
2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタ
フルオロベンゼンスルホネート、4−トリフルオロメチ
ルベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホ
ネート、メシチレンスルホネート、2,4,6−トリイ
ソプロピルベンゼンスルホネート、トルエンスルホネー
ト、ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、
カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデ
シルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタ
ンスルホネート等の組み合わせの化合物が挙げられる。
【0116】ベンゾインスルホネート型光酸発生剤とし
ては、ベンゾイントシレート、ベンゾインメシレートベ
ンゾインブタンスルホネート等が挙げられる。
【0117】ピロガロールトリスルホネート型光酸発生
剤としては、ピロガロール、フロログリシン、カテコー
ル、レゾルシノール、ヒドロキノンのヒドロキシル基の
すべてをトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオ
ロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンス
ルホネート、2,2,2−トリフルオロエタンスルホネ
ート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、4−トリ
フルオロメチルベンゼンスルホネート、4−フルオロベ
ンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ベンゼン
スルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファース
ルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼン
スルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネー
ト等で置換した化合物が挙げられる。
【0118】ニトロベンジルスルホネート型光酸発生剤
としては、2,4−ジニトロベンジルスルホネート、2
−ニトロベンジルスルホネート、2,6−ジニトロベン
ジルスルホネートが挙げられ、スルホネートとしては、
具体的にトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオ
ロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンス
ルホネート、2,2,2−トリフルオロエタンスルホネ
ート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、4−トリ
フルオロメチルベンゼンスルホネート、4−フルオロベ
ンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ベンゼン
スルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファース
ルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼン
スルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネー
ト等が挙げられる。またベンジル側のニトロ基をトリフ
ルオロメチル基で置き換えた化合物も同様に用いること
ができる。
【0119】スルホン型光酸発生剤の例としては、ビス
(フェニルスルホニル)メタン、ビス(4−メチルフェ
ニルスルホニル)メタン、ビス(2−ナフチルスルホニ
ル)メタン、2,2−ビス(フェニルスルホニル)プロ
パン、2,2−ビス(4−メチルフェニルスルホニル)
プロパン、2,2−ビス(2−ナフチルスルホニル)プ
ロパン、2−メチル−2−(p−トルエンスルホニル)
プロピオフェノン、2−シクロヘキシルカルボニル)−
2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2,4−ジ
メチル−2−(p−トルエンスルホニル)ペンタン−3
−オン等が挙げられる。
【0120】グリオキシム誘導体型の光酸発生剤は、特
許第2906999号公報や特開平9−301948号
公報に記載の化合物を挙げることができ、具体的にはビ
ス−O−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグ
リオキシム、ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−
α−ジフェニルグリオキシム、ビス−O−(p−トルエ
ンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、
ビス−O−(p−トルエンスルホニル)−2,3−ペン
タンジオングリオキシム、ビス−O−(n−ブタンスル
ホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(n
−ブタンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、
ビス−O−(n−ブタンスルホニル)−α−ジシクロヘ
キシルグリオキシム、ビス−O−(メタンスルホニル)
−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(トリフルオ
ロメタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビ
ス−O−(2、2、2−トリフルオロエタンスルホニ
ル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(10−
カンファースルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、
ビス−O−(ベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリ
オキシム、ビス−O−(p−フルオロベンゼンスルホニ
ル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(p−ト
リフルオロメチルベンゼンスルホニル)−α−ジメチル
グリオキシム、ビス−O−(キシレンスルホニル)−α
−ジメチルグリオキシム、ビス−O−(トリフルオロメ
タンスルホニル)−ニオキシム、ビス−O−(2、2、
2−トリフルオロエタンスルホニル)−ニオキシム、ビ
ス−O−(10−カンファースルホニル)−ニオキシ
ム、ビス−O−(ベンゼンスルホニル)−ニオキシム、
ビス−O−(p−フルオロベンゼンスルホニル)−ニオ
キシム、ビス−O−(p−トリフルオロメチルベンゼン
スルホニル)−ニオキシム、ビス−O−(キシレンスル
ホニル)−ニオキシム等が挙げられる。
【0121】また、米国特許第6004724号公報記
載のオキシムスルホネート、特に(5−(4−トルエン
スルホニル)オキシイミノ−5H−チオフェン−2−イ
リデン)フェニルアセトニトリル、(5−(10−カン
ファースルホニル)オキシイミノ−5H−チオフェン−
2−イリデン)フェニルアセトニトリル、(5−n−オ
クタンスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2
−イリデン)フェニルアセトニトリル、(5−(4−ト
ルエンスルホニル)オキシイミノ−5H−チオフェン−
2−イリデン)(2−メチルフェニル)アセトニトリ
ル、(5−(10−カンファースルホニル)オキシイミ
ノ−5H−チオフェン−2−イリデン)(2−メチルフ
ェニル)アセトニトリル、(5−n−オクタンスルホニ
ルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン)
(2−メチルフェニル)アセトニトリル等が挙げられ
る。
【0122】米国特許第6261738号公報、特開2
000−314956号公報記載のオキシムスルホネー
ト、特に、2,2,2−トリフルオロ−1−フェニル−
エタノンオキシム−O−メチルスルホナート;2,2,
2−トリフルオロ−1−フェニル−エタノンオキシム−
O−(10−カンホリルスルホナート);2,2,2−
トリフルオロ−1−フェニル−エタノンオキシム−O−
(4−メトキシフェニルスルホナート);2,2,2−
トリフルオロ−1−フェニル−エタノンオキシム−O−
(1−ナフチルスルホナート);2,2,2−トリフル
オロ−1−フェニル−エタノンオキシム−O−(2−ナ
フチルスルホナート);2,2,2−トリフルオロ−1
−フェニル−エタノンオキシム−O−(2,4,6−ト
リメチルフェニルスルホナート);2,2,2−トリフ
ルオロ−1−(4−メチルフェニル)−エタノンオキシ
ム−O−(10−カンホリルスルホナート);2,2,
2−トリフルオロ−1−(4−メチルフェニル)−エタ
ノンオキシム−O−(メチルスルホナート);2,2,
2−トリフルオロ−1−(2−メチルフェニル)−エタ
ノンオキシム−O−(10−カンホリルスルホナー
ト);2,2,2−トリフルオロ−1−(2,4−ジメ
チルフェニル)−エタノンオキシム−O−(10−カン
ホリルスルホナート);2,2,2−トリフルオロ−1
−(2,4−ジメチルフェニル)−エタノンオキシム−
O−(1−ナフチルスルホナート);2,2,2−トリ
フルオロ−1−(2,4−ジメチルフェニル)−エタノ
ンオキシム−O−(2−ナフチルスルホナート);2,
2,2−トリフルオロ−1−(2,4,6−トリメチル
フェニル)−エタノンオキシム−O−(10−カンホリ
ルスルホナート);2,2,2−トリフルオロ−1−
(2,4,6−トリメチルフェニル)−エタノンオキシ
ム−O−(1−ナフチルスルホナート);2,2,2−
トリフルオロ−1−(2,4,6−トリメチルフェニ
ル)−エタノンオキシム−O−(2−ナフチルスルホナ
ート);2,2,2−トリフルオロ−1−(4−メトキ
シフェニル)−エタノンオキシム−O−メチルスルホナ
ート;2,2,2−トリフルオロ−1−(4−メチルチ
オフェニル)−エタノンオキシム−O−メチルスルホナ
ート;2,2,2−トリフルオロ−1−(3,4−ジメ
トキシフェニル)−エタノンオキシム−O−メチルスル
ホナート;2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオ
ロ−1−フェニル−ブタノンオキシム−O−(10−カ
ンホリルスルホナート);2,2,2−トリフルオロ−
1−(フェニル)−エタノンオキシム−O−メチルスル
ホナート;2,2,2−トリフルオロ−1−(フェニ
ル)−エタノンオキシム−O−10−カンホリルスルホ
ナート;2,2,2−トリフルオロ−1−(フェニル)
−エタノンオキシム−O−(4−メトキシフェニル)ス
ルホナート;2,2,2−トリフルオロ−1−(フェニ
ル)−エタノンオキシム−O−(1−ナフチル)スルホ
ナート;2,2,2−トリフルオロ−1−(フェニル)
−エタノンオキシム−O−(2−ナフチル)スルホナー
ト;2,2,2−トリフルオロ−1−(フェニル)−エ
タノンオキシム−O−(2,4,6−トリメチルフェニ
ル)スルホナート;2,2,2−トリフルオロ−1−
(4−メチルフェニル)−エタノンオキシム−O−(1
0−カンホリル)スルホナート;2,2,2−トリフル
オロ−1−(4−メチルフェニル)−エタノンオキシム
−O−メチルスルホナート;2,2,2−トリフルオロ
−1−(2−メチルフェニル)−エタノンオキシム−O
−(10−カンホリル)スルホナート;2,2,2−ト
リフルオロ−1−(2,4−ジメチルフェニル)−エタ
ノンオキシム−O−(1−ナフチル)スルホナート;
2,2,2−トリフルオロ−1−(2,4−ジメチルフ
ェニル)−エタノンオキシム−O−(2−ナフチル)ス
ルホナート;2,2,2−トリフルオロ−1−(2,
4,6−トリメチルフェニル)−エタノンオキシム−O
−(10−カンホリル)スルホナート;2,2,2−ト
リフルオロ−1−(2,4,6−トリメチルフェニル)
−エタノンオキシム−O−(1−ナフチル)スルホナー
ト;2,2,2−トリフルオロ−1−(2,4,6−ト
リメチルフェニル)−エタノンオキシム−O−(2−ナ
フチル)スルホナート;2,2,2−トリフルオロ−1
−(4−メトキシフェニル)−エタノンオキシム−O−
メチルスルホナート;2,2,2−トリフルオロ−1−
(4−チオメチルフェニル)−エタノンオキシム−O−
メチルスルホナート;2,2,2−トリフルオロ−1−
(3,4−ジメトキシフェニル)−エタノンオキシム−
O−メチルスルホナート;2,2,2−トリフルオロ−
1−(4−メトキシフェニル)−エタノンオキシム−O
−(4−メチルフェニル)スルホナート;2,2,2−
トリフルオロ−1−(4−メトキシフェニル)−エタノ
ンオキシム−O−(4−メトキシフェニル)スルホナー
ト;2,2,2−トリフルオロ−1−(4−メトキシフ
ェニル)−エタノンオキシム−O−(4−ドデシルフェ
ニル)スルホナート;2,2,2−トリフルオロ−1−
(4−メトキシフェニル)−エタノンオキシム−O−オ
クチルスルホナート;2,2,2−トリフルオロ−1−
(4−チオメチルフェニル)−エタノンオキシム−O−
(4−メトキシフェニル)スルホナート;2,2,2−
トリフルオロ−1−(4−チオメチルフェニル)−エタ
ノンオキシム−O−(4−ドデシルフェニル)スルホナ
ート;2,2,2−トリフルオロ−1−(4−チオメチ
ルフェニル)−エタノンオキシム−O−オクチルスルホ
ナート;2,2,2−トリフルオロ−1−(4−チオメ
チルフェニル)−エタノンオキシム−O−(2−ナフチ
ル)スルホナート;2,2,2−トリフルオロ−1−
(2−メチルフェニル)−エタノンオキシム−O−メチ
ルスルホナート;2,2,2−トリフルオロ−1−(4
−メチルフェニル)−エタノンオキシム−O−フェニル
スルホナート;2,2,2−トリフルオロ−1−(4−
クロロフェニル)−エタノンオキシム−O−フェニルス
ルホナート;2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフル
オロ−1−(フェニル)−ブタノンオキシム−O−(1
0−カンホリル)スルホナート;2,2,2−トリフル
オロ−1−ナフチル−エタノンオキシム−O−メチルス
ルホナート;2,2,2−トリフルオロ−2−ナフチル
−エタノンオキシム−O−メチルスルホナート;2,
2,2−トリフルオロ−1−[4−ベンジルフェニル]
−エタノンオキシム−O−メチルスルホナート;2,
2,2−トリフルオロ−1−[4−(フェニル−1,4
−ジオキサ−ブト−1−イル)フェニル]−エタノンオ
キシム−O−メチルスルホナート;2,2,2−トリフ
ルオロ−1−ナフチル−エタノンオキシム−O−プロピ
ルスルホナート;2,2,2−トリフルオロ−2−ナフ
チル−エタノンオキシム−O−プロピルスルホナート;
2,2,2−トリフルオロ−1−[4−ベンジルフェニ
ル]−エタノンオキシム−O−プロピルスルホナート;
2,2,2−トリフルオロ−1−[4−メチルスルホニ
ルフェニル]−エタノンオキシム−O−プロピルスルホ
ナート;1,3−ビス[1−(4−フェノキシフェニ
ル)−2,2,2−トリフルオロエタノンオキシム−O
−スルホニル]フェニル;2,2,2−トリフルオロ−
1−[4−メチルスルホニルオキシフェニル]−エタノ
ンオキシム−O−プロピルスルホナート;2,2,2−
トリフルオロ−1−[4−メチルカルボニルオキシフェ
ニル]−エタノンオキシム−O−プロピルスルホナー
ト;2,2,2−トリフルオロ−1−[6H,7H−
5,8−ジオキソナフト−2−イル]−エタノンオキシ
ム−O−プロピルスルホナート;2,2,2−トリフル
オロ−1−[4−メトキシカルボニルメトキシフェニ
ル]−エタノンオキシム−O−プロピルスルホナート;
2,2,2−トリフルオロ−1−[4−(メトキシカル
ボニル)−(4−アミノ−1−オキサ−ペンタ−1−イ
ル)−フェニル]−エタノンオキシム−O−プロピルス
ルホナート;2,2,2−トリフルオロ−1−[3,5
−ジメチル−4−エトキシフェニル]−エタノンオキシ
ム−O−プロピルスルホナート;2,2,2−トリフル
オロ−1−[4−ベンジルオキシフェニル]−エタノン
オキシム−O−プロピルスルホナート;2,2,2−ト
リフルオロ−1−[2−チオフェニル]−エタノンオキ
シム−O−プロピルスルホナート;及び2,2,2−ト
リフルオロ−1−[1−ジオキサ−チオフェン−2−イ
ル)]−エタノンオキシム−O−プロピルスルホナート
である。
【0123】特開平9−95479号公報、特開平9−
230588号公報あるいは文中の従来技術として記載
のオキシムスルホネートα−(p−トルエンスルホニル
オキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(p−
クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−フェニルア
セトニトリル、α−(4−ニトロベンゼンスルホニルオ
キシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(4−ニ
トロ−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキ
シイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(ベンゼン
スルホニルオキシイミノ)−4−クロロフェニルアセト
ニトリル、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−
2,4−ジクロロフェニルアセトニトリル、α−(ベン
ゼンスルホニルオキシイミノ)−2,6−ジクロロフェ
ニルアセトニトリル、α−(ベンゼンスルホニルオキシ
イミノ)−4−メトキシフェニルアセトニトリル、α−
(2−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−
メトキシフェニルアセトニトリル、α−(ベンゼンスル
ホニルオキシイミノ)−2−チエニルアセトニトリル、
α−(4−ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)
−フェニルアセトニトリル、α−[(4−トルエンスル
ホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセト
ニトリル、α−[(ドデシルベンゼンスルホニルオキシ
イミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α
−(トシルオキシイミノ)−3−チエニルアセトニトリ
ル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シク
ロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニル
オキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリ
ル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1
−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(n−ブチル
スルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセ
トニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−
1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(イソプロ
ピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニル
アセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイ
ミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル等が挙げ
られる。
【0124】また、ビスオキシムスルホネートとして特
開平9−208554号公報記載の化合物、特にビス
(α−(4−トルエンスルホニルオキシ)イミノ)−p
−フェニレンジアセトニトリル、ビス(α−(ベンゼン
スルホニルオキシ)イミノ)−p−フェニレンジアセト
ニトリル、ビス(α−(メタンスルホニルオキシ)イミ
ノ)−p−フェニレンジアセトニトリルビス(α−(ブ
タンスルホニルオキシ)イミノ)−p−フェニレンジア
セトニトリル、ビス(α−(10−カンファースルホニ
ルオキシ)イミノ)−p−フェニレンジアセトニトリ
ル、ビス(α−(4−トルエンスルホニルオキシ)イミ
ノ)−p−フェニレンジアセトニトリル、ビス(α−
(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)イミノ)−p
−フェニレンジアセトニトリル、ビス(α−(4−メト
キシベンゼンスルホニルオキシ)イミノ)−p−フェニ
レンジアセトニトリル、ビス(α−(4−トルエンスル
ホニルオキシ)イミノ)−m−フェニレンジアセトニト
リル、ビス(α−(ベンゼンスルホニルオキシ)イミ
ノ)−m−フェニレンジアセトニトリル、ビス(α−
(メタンスルホニルオキシ)イミノ)−m−フェニレン
ジアセトニトリルビス(α−(ブタンスルホニルオキ
シ)イミノ)−m−フェニレンジアセトニトリル、ビス
(α−(10−カンファースルホニルオキシ)イミノ)
−m−フェニレンジアセトニトリル、ビス(α−(4−
トルエンスルホニルオキシ)イミノ)−m−フェニレン
ジアセトニトリル、ビス(α−(トリフルオロメタンス
ルホニルオキシ)イミノ)−m−フェニレンジアセトニ
トリル、ビス(α−(4−メトキシベンゼンスルホニル
オキシ)イミノ)−m−フェニレンジアセトニトリル等
が挙げられる。
【0125】中でも好ましく用いられる光酸発生剤とし
ては、スルホニウム塩、ビススルホニルジアゾメタン、
N−スルホニルオキシイミド、グリオキシム誘導体であ
る。より好ましく用いられる光酸発生剤としては、スル
ホニウム塩、ビススルホニルジアゾメタン、N−スルホ
ニルオキシイミドである。具体的にはトリフェニルスル
ホニウムp−トルエンスルホネート、トリフェニルスル
ホニウムカンファースルホネート、トリフェニルスルホ
ニウムペンタフルオロベンゼンスルホネート、トリフェ
ニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、ト
リフェニルスルホニウム4−(4’−トルエンスルホニ
ルオキシ)ベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホ
ニウム−2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルホ
ネート、4−tert−ブトキシフェニルジフェニルス
ルホニウムp−トルエンスルホネート、4−tert−
ブトキシフェニルジフェニルスルホニウムカンファース
ルホネート、4−tert−ブトキシフェニルジフェニ
ルスルホニウム4−(4’−トルエンスルホニルオキ
シ)ベンゼンスルホネート、トリス(4−メチルフェニ
ル)スルホニウム、カンファースルホネート、トリス
(4−tertブチルフェニル)スルホニウムカンファ
ースルホネート、ビス(tert−ブチルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(シクロへキシルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、ビス(4−tert−ブチルフェニ
ルスルホニル)ジアゾメタン、N−カンファースルホニ
ルオキシ−5−ノルボルネン−2,3−カルボン酸イミ
ド、N−p−トルエンスルホニルオキシ−5−ノルボル
ネン−2,3−カルボン酸イミド等が挙げられる。
【0126】本発明の化学増幅型レジスト材料における
一般式(1)、(1a)で示される以外の光酸発生剤
(C)の添加量は、本発明のスルホニルジアゾメタンの
効果を妨げない範囲であればいずれでもよいが、レジス
ト材料中の固形分100重量部中0〜10重量部、好ま
しくは0〜5重量部である。光酸発生剤(C)の割合が
多すぎる場合には解像性の劣化や、現像/レジスト剥離
時の異物の問題が起きる可能性がある。上記光酸発生剤
(C)は単独でも2種以上混合して用いることができ
る。更に露光波長における透過率が低い光酸発生剤を用
い、その添加量でレジスト膜中の透過率を制御すること
もできる。
【0127】また、本発明のスルホニルジアゾメタンを
光酸発生剤として用いるレジスト材料に、酸により分解
し酸を発生する化合物(酸増殖化合物)を添加してもよ
い。これらの化合物についてはJ.Photopoly
m.Sci.and Tech.,8.43−44,4
5−46(1995)、J.Photopolym.S
ci.and Tech.,9.29−30(199
6)において記載されている。
【0128】酸増殖化合物の例としては、tert−ブ
チル2−メチル2−トシロキシメチルアセトアセテー
ト、2−フェニル2−(2−トシロキシエチル)1,3
−ジオキソラン等が挙げられるがこれらに限定されるも
のではない。公知の光酸発生剤の中で安定性、特に熱安
定性に劣る化合物は酸増殖化合物的な性質を示す場合が
多い。
【0129】本発明のスルホニルジアゾメタンを光酸発
生剤として用いるレジスト材料における酸増殖化合物の
添加量としては、レジスト材料中の固形分100重量部
中2重量部以下、好ましくは1重量部以下である。添加
量が多すぎる場合は拡散の制御が難しく解像性の劣化、
パターン形状の劣化が起こる。
【0130】(D)成分の塩基性化合物は、光酸発生剤
より発生する酸がレジスト膜中に拡散する際の拡散速度
を抑制することができる化合物が適しており、このよう
な塩基性化合物の配合により、レジスト膜中での酸の拡
散速度が抑制されて解像度が向上し、露光後の感度変化
を抑制したり、基板や環境依存性を少なくし、露光余裕
度やパターンプロファイル等を向上することができる。
【0131】このような塩基性化合物としては、第一
級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、
芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有す
る含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、
水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を
有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミ
ド誘導体、イミド誘導体等が挙げられる。
【0132】具体的には、第一級の脂肪族アミン類とし
て、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n−プ
ロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミ
ン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、ter
t−ブチルアミン、ペンチルアミン、tert−アミル
アミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シク
ロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、
ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、セチル
アミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラ
エチレンペンタミン等が例示され、第二級の脂肪族アミ
ン類として、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n
−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブ
チルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−sec−ブチル
アミン、ジペンチルアミン、ジシクロペンチルアミン、
ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジヘプチ
ルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシ
ルアミン、ジドデシルアミン、ジセチルアミン、N,N
−ジメチルメチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレ
ンジアミン、N,N−ジメチルテトラエチレンペンタミ
ン等が例示され、第三級の脂肪族アミン類として、トリ
メチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピル
アミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−ブチルア
ミン、トリイソブチルアミン、トリ−sec−ブチルア
ミン、トリペンチルアミン、トリシクロペンチルアミ
ン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、
トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニル
アミン、トリデシルアミン、トリドデシルアミン、トリ
セチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルメチ
レンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチ
レンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルテト
ラエチレンペンタミン等が例示される。
【0133】また、混成アミン類としては、例えばジメ
チルエチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、ベン
ジルアミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミ
ン等が例示される。芳香族アミン類及び複素環アミン類
の具体例としては、アニリン誘導体(例えばアニリン、
N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−プロピ
ルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルア
ニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、エ
チルアニリン、プロピルアニリン、トリメチルアニリ
ン、2−ニトロアニリン、3−ニトロアニリン、4−ニ
トロアニリン、2,4−ジニトロアニリン、2,6−ジ
ニトロアニリン、3,5−ジニトロアニリン、N,N−
ジメチルトルイジン等)、ジフェニル(p−トリル)ア
ミン、メチルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、
フェニレンジアミン、ナフチルアミン、ジアミノナフタ
レン、ピロール誘導体(例えばピロール、2H−ピロー
ル、1−メチルピロール、2,4−ジメチルピロール、
2,5−ジメチルピロール、N−メチルピロール等)、
オキサゾール誘導体(例えばオキサゾール、イソオキサ
ゾール等)、チアゾール誘導体(例えばチアゾール、イ
ソチアゾール等)、イミダゾール誘導体(例えばイミダ
ゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フ
ェニルイミダゾール等)、ピラゾール誘導体、フラザン
誘導体、ピロリン誘導体(例えばピロリン、2−メチル
−1−ピロリン等)、ピロリジン誘導体(例えばピロリ
ジン、N−メチルピロリジン、ピロリジノン、N−メチ
ルピロリドン等)、イミダゾリン誘導体、イミダゾリジ
ン誘導体、ピリジン誘導体(例えばピリジン、メチルピ
リジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピ
リジン、4−(1−ブチルペンチル)ピリジン、ジメチ
ルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジ
ン、フェニルピリジン、3−メチル−2−フェニルピリ
ジン、4−tert−ブチルピリジン、ジフェニルピリ
ジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシ
ピリジン、ジメトキシピリジン、1−メチル−2−ピリ
ドン、4−ピロリジノピリジン、1−メチル−4−フェ
ニルピリジン、2−(1−エチルプロピル)ピリジン、
アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等)、ピリダ
ジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピラ
ゾリン誘導体、ピラゾリジン誘導体、ピペリジン誘導
体、ピペラジン誘導体、モルホリン誘導体、インドール
誘導体、イソインドール誘導体、1H−インダゾール誘
導体、インドリン誘導体、キノリン誘導体(例えばキノ
リン、3−キノリンカルボニトリル等)、イソキノリン
誘導体、シンノリン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキ
サリン誘導体、フタラジン誘導体、プリン誘導体、プテ
リジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントリジン
誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、1,1
0−フェナントロリン誘導体、アデニン誘導体、アデノ
シン誘導体、グアニン誘導体、グアノシン誘導体、ウラ
シル誘導体、ウリジン誘導体等が例示される。
【0134】更に、カルボキシ基を有する含窒素化合物
としては、例えばアミノ安息香酸、インドールカルボン
酸、アミノ酸誘導体(例えばニコチン酸、アラニン、ア
ルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、
ヒスチジン、イソロイシン、グリシルロイシン、ロイシ
ン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、リジ
ン、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、メトキシア
ラニン)等が例示され、スルホニル基を有する含窒素化
合物として3−ピリジンスルホン酸、p−トルエンスル
ホン酸ピリジニウム等が例示され、水酸基を有する含窒
素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合
物、アルコール性含窒素化合物としては、2−ヒドロキ
シピリジン、アミノクレゾール、2,4−キノリンジオ
ール、3−インドールメタノールヒドレート、モノエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン、N−エチルジエタノールアミン、N,N−ジエチ
ルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、
2,2’−イミノジエタノール、2−アミノエタノ−
ル、3−アミノ−1−プロパノール、4−アミノ−1−
ブタノール、4−(2−ヒドロキシエチル)モルホリ
ン、2−(2−ヒドロキシエチル)ピリジン、1−(2
−ヒドロキシエチル)ピペラジン、1−[2−(2−ヒ
ドロキシエトキシ)エチル]ピペラジン、ピペリジンエ
タノール、1−(2−ヒドロキシエチル)ピロリジン、
1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリジノン、3
−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、3−ピロリ
ジノ−1,2−プロパンジオール、8−ヒドロキシユロ
リジン、3−クイヌクリジノール、3−トロパノール、
1−メチル−2−ピロリジンエタノール、1−アジリジ
ンエタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)フタルイ
ミド、N−(2−ヒドロキシエチル)イソニコチンアミ
ド等が例示される。アミド誘導体としては、ホルムアミ
ド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルム
アミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,
N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズ
アミド等が例示される。イミド誘導体としては、フタル
イミド、サクシンイミド、マレイミド等が例示される。
【0135】更に、下記一般式(D1)で示される塩基
性化合物から選ばれる1種又は2種以上を配合すること
もできる。 N(X’)w(Y)3-w (D1) (式中、w=1、2又は3である。Yは各々独立に水素
原子又は直鎖状、分岐状又は環状の炭素数1〜20のア
ルキル基を示し、水酸基又はエーテル構造を含んでもよ
い。X’は各々独立に下記一般式(X’1)〜(X’
3)で表される基を示し、2個又は3個のX’が結合し
て環を形成してもよい。)
【0136】
【化36】 (式中、R300、R302、R305は炭素数1〜4の直鎖状
又は分岐状のアルキレン基を示す。R301、R304、R
306は水素原子、又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状
もしくは環状のアルキル基を示し、ヒドロキシ基、エー
テル構造、エステル構造又はラクトン環を1個又は複数
個含んでいてもよい。R303は単結合又は炭素数1〜4
の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。)
【0137】上記一般式(D1)で示される塩基性化合
物として具体的には、トリス(2−メトキシメトキシエ
チル)アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシ)
エチル}アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシ
メトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メトキ
シエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エト
キシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エ
トキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−{2
−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミ
ン、4,7,13,16,21,24−ヘキサオキサ−
1,10−ジアザビシクロ[8.8.8]ヘキサコサ
ン、4,7,13,18−テトラオキサ−1,10−ジ
アザビシクロ[8.5.5]エイコサン、1,4,1
0,13−テトラオキサ−7,16−ジアザビシクロオ
クタデカン、1−アザ−12−クラウン−4、1−アザ
−15−クラウン−5、1−アザ−18−クラウン−
6、トリス(2−フォルミルオキシエチル)アミン、ト
リス(2−ホルミルオキシエチル)アミン、トリス(2
−アセトキシエチル)アミン、トリス(2−プロピオニ
ルオキシエチル)アミン、トリス(2−ブチリルオキシ
エチル)アミン、トリス(2−イソブチリルオキシエチ
ル)アミン、トリス(2−バレリルオキシエチル)アミ
ン、トリス(2−ピバロイルオキシエチル)アミン、
N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(アセトキ
シアセトキシ)エチルアミン、トリス(2−メトキシカ
ルボニルオキシエチル)アミン、トリス(2−tert
−ブトキシカルボニルオキシエチル)アミン、トリス
[2−(2−オキソプロポキシ)エチル]アミン、トリ
ス[2−(メトキシカルボニルメチル)オキシエチル]
アミン、トリス[2−(tert−ブトキシカルボニル
メチルオキシ)エチル]アミン、トリス[2−(シクロ
ヘキシルオキシカルボニルメチルオキシ)エチル]アミ
ン、トリス(2−メトキシカルボニルエチル)アミン、
トリス(2−エトキシカルボニルエチル)アミン、N,
N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(メトキシカル
ボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシ
エチル)2−(メトキシカルボニル)エチルアミン、
N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(エトキシ
カルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセト
キシエチル)2−(エトキシカルボニル)エチルアミ
ン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(2−
メトキシエトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−
ビス(2−アセトキシエチル)2−(2−メトキシエト
キシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒ
ドロキシエチル)2−(2−ヒドロキシエトキシカルボ
ニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエ
チル)2−(2−アセトキシエトキシカルボニル)エチ
ルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−
[(メトキシカルボニル)メトキシカルボニル]エチル
アミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−
[(メトキシカルボニル)メトキシカルボニル]エチル
アミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−
(2−オキソプロポキシカルボニル)エチルアミン、
N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(2−オキ
ソプロポキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス
(2−ヒドロキシエチル)2−(テトラヒドロフルフリ
ルオキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2
−アセトキシエチル)2−(テトラヒドロフルフリルオ
キシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒ
ドロキシエチル)2−[(2−オキソテトラヒドロフラ
ン−3−イル)オキシカルボニル]エチルアミン、N,
N−ビス(2−アセトキシエチル)2−[(2−オキソ
テトラヒドロフラン−3−イル)オキシカルボニル]エ
チルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2
−(4−ヒドロキシブトキシカルボニル)エチルアミ
ン、N,N−ビス(2−ホルミルオキシエチル)2−
(4−ホルミルオキシブトキシカルボニル)エチルアミ
ン、N,N−ビス(2−ホルミルオキシエチル)2−
(2−ホルミルオキシエトキシカルボニル)エチルアミ
ン、N,N−ビス(2−メトキシエチル)2−(メトキ
シカルボニル)エチルアミン、N−(2−ヒドロキシエ
チル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミ
ン、N−(2−アセトキシエチル)ビス[2−(メトキ
シカルボニル)エチル]アミン、N−(2−ヒドロキシ
エチル)ビス[2−(エトキシカルボニル)エチル]ア
ミン、N−(2−アセトキシエチル)ビス[2−(エト
キシカルボニル)エチル]アミン、N−(3−ヒドロキ
シ−1−プロピル)ビス[2−(メトキシカルボニル)
エチル]アミン、N−(3−アセトキシ−1−プロピ
ル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミ
ン、N−(2−メトキシエチル)ビス[2−(メトキシ
カルボニル)エチル]アミン、N−ブチルビス[2−
(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−ブチルビ
ス[2−(2−メトキシエトキシカルボニル)エチル]
アミン、N−メチルビス(2−アセトキシエチル)アミ
ン、N−エチルビス(2−アセトキシエチル)アミン、
N−メチルビス(2−ピバロイルオキシエチル)アミ
ン、N−エチルビス[2−(メトキシカルボニルオキ
シ)エチル]アミン、N−エチルビス[2−(tert
−ブトキシカルボニルオキシ)エチル]アミン、トリス
(メトキシカルボニルメチル)アミン、トリス(エトキ
シカルボニルメチル)アミン、N−ブチルビス(メトキ
シカルボニルメチル)アミン、N−ヘキシルビス(メト
キシカルボニルメチル)アミン、β−(ジエチルアミ
ノ)−δ−バレロラクトン等が例示できる。
【0138】更に、下記一般式(D2)で示される環状
構造を有する塩基性化合物から選ばれる1種又は2種以
上を配合することもできる。
【0139】
【化37】 (式中、X’は上記と同様である。R307は炭素数2〜
20の直鎖状又は分岐状のアルキレン基であり、カルボ
ニル基、エーテル構造、エステル構造又はスルフィド構
造を1個あるいは複数個含んでいてもよい。)
【0140】上記一般式(D2)で示される環状構造を
有する塩基性化合物として具体的には、1−[2−(メ
トキシメトキシ)エチル]ピロリジン、1−[2−(メ
トキシメトキシ)エチル]ピペリジン、4−[2−(メ
トキシメトキシ)エチル]モルホリン、1−[2−
[(2−メトキシエトキシ)メトキシ]エチル]ピロリ
ジン、1−[2−[(2−メトキシエトキシ)メトキ
シ]エチル]ピペリジン、4−[2−[(2−メトキシ
エトキシ)メトキシ]エチル]モルホリン、酢酸2−
(1−ピロリジニル)エチル、酢酸2−ピペリジノエチ
ル、酢酸2−モルホリノエチル、ギ酸2−(1−ピロリ
ジニル)エチル、プロピオン酸2−ピペリジノエチル、
アセトキシ酢酸2−モルホリノエチル、メトキシ酢酸2
−(1−ピロリジニル)エチル、4−[2−(メトキシ
カルボニルオキシ)エチル]モルホリン、1−[2−
(t−ブトキシカルボニルオキシ)エチル]ピペリジ
ン、4−[2−(2−メトキシエトキシカルボニルオキ
シ)エチル]モルホリン、3−(1−ピロリジニル)プ
ロピオン酸メチル、3−ピペリジノプロピオン酸メチ
ル、3−モルホリノプロピオン酸メチル、3−(チオモ
ルホリノ)プロピオン酸メチル、2−メチル−3−(1
−ピロリジニル)プロピオン酸メチル、3−モルホリノ
プロピオン酸エチル、3−ピペリジノプロピオン酸メト
キシカルボニルメチル、3−(1−ピロリジニル)プロ
ピオン酸2−ヒドロキシエチル、3−モルホリノプロピ
オン酸2−アセトキシエチル、3−(1−ピロリジニ
ル)プロピオン酸2−オキソテトラヒドロフラン−3−
イル、3−モルホリノプロピオン酸テトラヒドロフルフ
リル、3−ピペリジノプロピオン酸グリシジル、3−モ
ルホリノプロピオン酸2−メトキシエチル、3−(1−
ピロリジニル)プロピオン酸2−(2−メトキシエトキ
シ)エチル、3−モルホリノプロピオン酸ブチル、3−
ピペリジノプロピオン酸シクロヘキシル、α−(1−ピ
ロリジニル)メチル−γ−ブチロラクトン、β−ピペリ
ジノ−γ−ブチロラクトン、β−モルホリノ−δ−バレ
ロラクトン、1−ピロリジニル酢酸メチル、ピペリジノ
酢酸メチル、モルホリノ酢酸メチル、チオモルホリノ酢
酸メチル、1−ピロリジニル酢酸エチル、モルホリノ酢
酸2−メトキシエチル等が例示できる。
【0141】更に、下記一般式(D3)〜(D6)で示
されるシアノ基を有する塩基性化合物から選ばれる1種
又は2種以上を配合することもできる。
【0142】
【化38】 (式中、X’、R307、wは上記と同様である。R308
309は各々独立に炭素数1〜4の直鎖状、分岐状のア
ルキレン基である。)
【0143】上記一般式(D3)〜(D6)で示される
シアノ基を有する塩基性化合物として具体的には、具体
的には3−(ジエチルアミノ)プロピオノニトリル、
N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプ
ロピオノニトリル、N,N−ビス(2−アセトキシエチ
ル)−3−アミノプロピオノニトリル、N,N−ビス
(2−ホルミルオキシエチル)−3−アミノプロピオノ
ニトリル、N,N−ビス(2−メトキシエチル)−3−
アミノプロピオノニトリル、N,N−ビス[2−(メト
キシメトキシ)エチル]−3−アミノプロピオノニトリ
ル、N−(2−シアノエチル)−N−(2−メトキシエ
チル)−3−アミノプロピオン酸メチル、N−(2−シ
アノエチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)−3−ア
ミノプロピオン酸メチル、N−(2−アセトキシエチ
ル)−N−(2−シアノエチル)−3−アミノプロピオ
ン酸メチル、N−(2−シアノエチル)−N−エチル−
3−アミノプロピオノニトリル、N−(2−シアノエチ
ル)−N−(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロ
ピオノニトリル、N−(2−アセトキシエチル)−N−
(2−シアノエチル)−3−アミノプロピオノニトリ
ル、N−(2−シアノエチル)−N−(2−ホルミルオ
キシエチル)−3−アミノプロピオノニトリル、N−
(2−シアノエチル)−N−(2−メトキシエチル)−
3−アミノプロピオノニトリル、N−(2−シアノエチ
ル)−N−[2−(メトキシメトキシ)エチル]−3−
アミノプロピオノニトリル、N−(2−シアノエチル)
−N−(3−ヒドロキシ−1−プロピル)−3−アミノ
プロピオノニトリル、N−(3−アセトキシ−1−プロ
ピル)−N−(2−シアノエチル)−3−アミノプロピ
オノニトリル、N−(2−シアノエチル)−N−(3−
ホルミルオキシ−1−プロピル)−3−アミノプロピオ
ノニトリル、N−(2−シアノエチル)−N−テトラヒ
ドロフルフリル−3−アミノプロピオノニトリル、N,
N−ビス(2−シアノエチル)−3−アミノプロピオノ
ニトリル、ジエチルアミノアセトニトリル、N,N−ビ
ス(2−ヒドロキシエチル)アミノアセトニトリル、
N,N−ビス(2−アセトキシエチル)アミノアセトニ
トリル、N,N−ビス(2−ホルミルオキシエチル)ア
ミノアセトニトリル、N,N−ビス(2−メトキシエチ
ル)アミノアセトニトリル、N,N−ビス[2−(メト
キシメトキシ)エチル]アミノアセトニトリル、N−シ
アノメチル−N−(2−メトキシエチル)−3−アミノ
プロピオン酸メチル、N−シアノメチル−N−(2−ヒ
ドロキシエチル)−3−アミノプロピオン酸メチル、N
−(2−アセトキシエチル)−N−シアノメチル−3−
アミノプロピオン酸メチル、N−シアノメチル−N−
(2−ヒドロキシエチル)アミノアセトニトリル、N−
(2−アセトキシエチル)−N−(シアノメチル)アミ
ノアセトニトリル、N−シアノメチル−N−(2−ホル
ミルオキシエチル)アミノアセトニトリル、N−シアノ
メチル−N−(2−メトキシエチル)アミノアセトニト
リル、N−シアノメチル−N−[2−(メトキシメトキ
シ)エチル]アミノアセトニトリル、N−(シアノメチ
ル)−N−(3−ヒドロキシ−1−プロピル)アミノア
セトニトリル、N−(3−アセトキシ−1−プロピル)
−N−(シアノメチル)アミノアセトニトリル、N−シ
アノメチル−N−(3−ホルミルオキシ−1−プロピ
ル)アミノアセトニトリル、N,N−ビス(シアノメチ
ル)アミノアセトニトリル、1−ピロリジンプロピオノ
ニトリル、1−ピペリジンプロピオノニトリル、4−モ
ルホリンプロピオノニトリル、1−ピロリジンアセトニ
トリル、1−ピペリジンアセトニトリル、4−モルホリ
ンアセトニトリル、3−ジエチルアミノプロピオン酸シ
アノメチル、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−
3−アミノプロピオン酸シアノメチル、N,N−ビス
(2−アセトキシエチル)−3−アミノプロピオン酸シ
アノメチル、N,N−ビス(2−ホルミルオキシエチ
ル)−3−アミノプロピオン酸シアノメチル、N,N−
ビス(2−メトキシエチル)−3−アミノプロピオン酸
シアノメチル、N,N−ビス[2−(メトキシメトキ
シ)エチル]−3−アミノプロピオン酸シアノメチル、
3−ジエチルアミノプロピオン酸(2−シアノエチ
ル)、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−ア
ミノプロピオン酸(2−シアノエチル)、N,N−ビス
(2−アセトキシエチル)−3−アミノプロピオン酸
(2−シアノエチル)、N,N−ビス(2−ホルミルオ
キシエチル)−3−アミノプロピオン酸(2−シアノエ
チル)、N,N−ビス(2−メトキシエチル)−3−ア
ミノプロピオン酸(2−シアノエチル)、N,N−ビス
[2−(メトキシメトキシ)エチル]−3−アミノプロ
ピオン酸(2−シアノエチル)、1−ピロリジンプロピ
オン酸シアノメチル、1−ピペリジンプロピオン酸シア
ノメチル、4−モルホリンプロピオン酸シアノメチル、
1−ピロリジンプロピオン酸(2−シアノエチル)、1
−ピペリジンプロピオン酸(2−シアノエチル)、4−
モルホリンプロピオン酸(2−シアノエチル)等が例示
できる。
【0144】なお、塩基性化合物は、1種を単独で又は
2種以上を組み合わせて用いることができ、その配合量
は、レジスト材料中の固形分100重量部中0〜2重量
部、特に0.01〜1重量部を混合したものが好適であ
る。配合量が2重量部を超えると感度が低下しすぎる場
合がある。
【0145】(E)成分である有機酸誘導体の例として
は、特に限定されるものではないが、具体的にフェノー
ル、クレゾール、カテコール、レゾルシノール、ピロガ
ロール、フロログリシン、ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)メタン、2,2−ビス(4’−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホ
ン、1,1,1−トリス(4’−ヒドロキシフェニル)
エタン、1,1,2−トリス(4’−ヒドロキシフェニ
ル)エタン、ヒドロキシベンゾフェノン、4−ヒドロキ
シフェニル酢酸、3−ヒドロキシフェニル酢酸、2−ヒ
ドロキシフェニル酢酸、3−(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオン酸、3−(2−ヒドロキシフェニル)プ
ロピオン酸、2,5−ジヒドロキシフェニル酢酸、3,
4−ジヒドロキシフェニル酢酸、1,2−フェニレン二
酢酸、1,3−フェニレン二酢酸、1,4−フェニレン
二酢酸、1,2−フェニレンジオキシ二酢酸、1,4−
フェニレンジプロパン酸、安息香酸、サリチル酸、4,
4−ビス(4’−ヒドロキシフェニル)吉草酸、4−t
ert−ブトキシフェニル酢酸、4−(4−ヒドロキシ
フェニル)酪酸、3,4−ジヒドロキシマンデル酸、4
−ヒドロキシマンデル酸等が挙げられ、中でもサリチル
酸、4,4−ビス(4’−ヒドロキシフェニル)吉草酸
が好適である。これらは単独あるいは2種以上の組み合
わせで用いることができる。
【0146】本発明の化学増幅型レジスト材料中の有機
酸誘導体の添加量としては、レジスト材料中の固形分1
00重量部中5重量部以下、好ましくは1重量部以下で
ある。添加量が5重量部より多い場合は解像性を劣化さ
せる可能性がある。なお、レジスト中の組成の組み合わ
せによりこの有機酸誘導体は添加されなくてもよい。
【0147】(F)成分の有機溶剤としては、酢酸ブチ
ル、酢酸アミル、酢酸シクロヘキシル、酢酸3−メトキ
スブチル、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、
シクロヘキサノン、シクロペンタノン、3−エトキシエ
チルプロピオネート、3−エトキシメチルプロピオネー
ト、3−メトキシメチルプロピオネート、アセト酢酸メ
チル、アセト酢酸エチル、ジアセトンアルコール、ピル
ビン酸メチル、ピルビン酸エチル、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エチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル
プロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエー
テルプロピオネート、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、ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノエチルエーテル、3−メチル−3−メトキシ
ブタノール、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキ
シド、γブチロラクトン、プロピレングリコールメチル
エーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエー
テルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテ
ルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピ
ル、テトラメチルスルホン酸等が挙げられるが、これに
限定されるものではない。特に好ましいものは、プロピ
レングリコールアルキルエーテルアセテート、乳酸アル
キルエステルである。これらの溶剤は単独でも2種以上
混合してもよい。好ましい混合溶剤の例はプロピレング
リコールアルキルエーテルアセテートと乳酸アルキルエ
ステルである。なお、本発明におけるプロピレングリコ
ールアルキルエーテルアセテートのアルキル基は炭素数
炭素数1〜4のもの、例えばメチル基、エチル基、プロ
ピル基等が挙げられるが、中でもメチル基、エチル基は
好適である。また、このプロピレングリコールアリキル
エーテルアセテートには1,2置換体と1,3置換体が
あり、置換位置の組み合わせで3種の異性体があるが、
単独あるいは混合いずれの場合でもよい。
【0148】溶剤としてプロピレングリコールアルキル
エーテルアセテートを添加する際には、全溶剤に対して
50重量%以上とすることが好ましく、乳酸アルキルエ
ステルを添加する際には全溶剤に対して50重量%以上
とすることが好ましい。また、プロピレングリコールア
ルキルエーテルアセテートと乳酸アルキルエステルの混
合溶剤を溶剤として用いる際には、その合計量が全溶剤
に対して50重量%以上であることが好ましい。この場
合、更に好ましくは、プロピレングリコールアルキルエ
ーテルアセテートを60〜95重量%、乳酸アルキルエ
ステルを5〜40重量%の割合とすることが好ましい。
プロピレングリコールアルキルエーテルアセテートが少
ないと、塗布性劣化等の問題があり、多すぎると溶解性
不十分、パーティクル、異物の発生の問題がある。
【0149】乳酸アルキルエステルが少ないと溶解性不
十分、パーティクル、異物の増加等の問題があり、多す
ぎると粘度が高くなり塗布性が悪くなる上、保存安定性
の劣化等の問題がある。
【0150】上記溶剤の使用量は、レジスト材料の固形
分100重量部に対して300〜2,000重量部、特
に400〜1,000重量部であることが好ましいが、
既存の成膜方法で可能な溶剤濃度であれば、これに限定
されるものではない。
【0151】(G)成分の酸の作用によりアルカリ現像
液への溶解性が変化する分子量3000以下の化合物
(溶解阻止剤)としては2,500以下の低分子量のフ
ェノールあるいはカルボン酸誘導体の一部あるいは全部
を酸に不安定な置換基で置換した化合物を添加すること
もできる。
【0152】分子量2,500以下のフェノールあるい
はカルボン酸誘導体としては、ビスフェノールA、ビス
フェノールH、ビスフェノールS、4,4−ビス(4’
−ヒドロキシフェニル)吉草酸、トリス(4−ヒドロキ
シフェニル)メタン、1,1,1−トリス(4’−ヒド
ロキシフェニル)エタン、1,1,2−トリス(4’−
ヒドロキシフェニル)エタン、フェノールフタレイン、
チモールフタレイン等が挙げられ、酸に不安定な置換基
としては上記ポリマーの酸不安定基として例示したもの
を再び挙げることができる。
【0153】好適に用いられる溶解阻止剤の例として
は、ビス(4−(2’テトラヒドロピラニルオキシ)フ
ェニル)メタン、ビス(4−(2’テトラヒドロフラニ
ルオキシ)フェニル)メタン、ビス(4−tert−ブ
トキシフェニル)メタン、ビス(4−tert−ブトキ
シカルボニルオキシフェニル)メタン、ビス(4−te
rt−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル)メタ
ン、ビス(4−(1’−エトキシエトキシ)フェニル)
メタン、ビス(4−(1’−エトキシプロピルオキシ)
フェニル)メタン、2,2−ビス(4’−(2’’テト
ラヒドロピラニルオキシ))プロパン、2,2−ビス
(4’−(2’’テトラヒドロフラニルオキシ)フェニ
ル)プロパン、2,2−ビス(4’−tert−ブトキ
シフェニル)プロパン、2,2−ビス(4’−tert
−ブトキシカルボニルオキシフェニル)プロパン、2,
2−ビス(4−tert−ブトキシカルボニルメチルオ
キシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4’−
(1’’−エトキシエトキシ)フェニル)プロパン、
2,2−ビス(4’−(1’’−エトキシプロピルオキ
シ)フェニル)プロパン、4,4−ビス(4’−
(2’’テトラヒドロピラニルオキシ)フェニル)吉草
酸tertブチル、4,4−ビス(4’−(2’’テト
ラヒドロフラニルオキシ)フェニル)吉草酸tertブ
チル、4,4−ビス(4’−tert−ブトキシフェニ
ル)吉草酸tertブチル、4,4−ビス(4−ter
t−ブトキシカルボニルオキシフェニル)吉草酸ter
tブチル、4,4−ビス(4’−tert−ブトキシカ
ルボニルメチルオキシフェニル)吉草酸tertブチ
ル、4,4−ビス(4’−(1’’−エトキシエトキ
シ)フェニル)吉草酸tertブチル、4,4−ビス
(4’−(1’’−エトキシプロピルオキシ)フェニ
ル)吉草酸tertブチル、トリス(4−(2’テトラ
ヒドロピラニルオキシ)フェニル)メタン、トリス(4
−(2’テトラヒドロフラニルオキシ)フェニル)メタ
ン、トリス(4−tert−ブトキシフェニル)メタ
ン、トリス(4−tert−ブトキシカルボニルオキシ
フェニル)メタン、トリス(4−tert−ブトキシカ
ルボニルオキシメチルフェニル)メタン、トリス(4−
(1’−エトキシエトキシ)フェニル)メタン、トリス
(4−(1’−エトキシプロピルオキシ)フェニル)メ
タン、1,1,2−トリス(4’−(2’’テトラヒド
ロピラニルオキシ)フェニル)エタン、1,1,2−ト
リス(4’−(2’’テトラヒドロフラニルオキシ)フ
ェニル)エタン、1,1,2−トリス(4’−tert
−ブトキシフェニル)エタン、1,1,2−トリス
(4’−tert−ブトキシカルボニルオキシフェニ
ル)エタン、1,1,2−トリス(4’−tert−ブ
トキシカルボニルメチルオキシフェニル)エタン、1,
1,2−トリス(4’−(1’−エトキシエトキシ)フ
ェニル)エタン、1,1,2−トリス(4’−(1’−
エトキシプロピルオキシ)フェニル)エタン等が挙げら
れる。
【0154】本発明の一般式(1)、(1a)で示され
るスルホニルジアゾメタンを光酸発生剤として用いるレ
ジスト材料中の溶解阻止剤(G)の添加量としては、レ
ジスト材料中の固形分100重量部中20重量部以下、
好ましくは15重量部以下である。20重量部より多い
とモノマー成分が増えるためレジスト材料の耐熱性が低
下する。
【0155】本発明の一般式(1)、(1a)で示され
るスルホニルジアゾメタンは化学増幅ネガ型レジスト材
料の光酸発生剤として用いることができ、(H)成分の
アルカリ可溶性樹脂の例として限定されるわけではない
が、上記(A)成分の中間体を挙げることができる。例
えば、ポリp−ヒドロキシスチレン、ポリm−ヒドロキ
シスチレン、ポリ4−ヒドロキシ2−メチルスチレン、
ポリ4−ヒドロキシ−3−メチルスチレン、ポリα−メ
チルp−ヒドロキシスチレン、部分水素加ポリp−ヒド
ロキシスチレンコポリマー、ポリ(p−ヒドロキシスチ
レン−α−メチルp−ヒドロキシスチレン)コポリマ
ー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−α−メチルスチレ
ン)コポリマー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−スチ
レン)コポリマー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−m
−ヒドロキシスチレン)コポリマー、ポリ(p−ヒドロ
キシスチレン−スチレン)コポリマー、ポリ(p−ヒド
ロキシスチレン−アクリル酸)コポリマー、ポリ(p−
ヒドロキシスチレン−メタクリル酸)コポリマー、ポリ
(p−ヒドロキシスチレン−メチルアクリレート)コポ
リマー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−アクリル酸−
メチルメタクリレート)コポリマー、ポリ(p−ヒドロ
キシスチレン−メチルメタクリレート)コポリマー、ポ
リ(p−ヒドロキシスチレン−メタクリル酸−メチルメ
タクリレート)コポリマー、ポリメタクリル酸、ポリア
クリル酸、ポリ(アクリル酸−メチルアクリレート)コ
ポリマー、ポリ(メタクリル酸−メチルメタクリレー
ト)コポリマー、ポリ(アクリル酸−マレイミド)コポ
リマー、ポリ(メタクリル酸−マレイミド)コポリマ
ー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−アクリル酸−マレ
イミド)コポリマー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−
メタクリル酸−マレイミド)コポリマー等が挙げられる
がこれらの組み合わせに限定されるものではない。
【0156】好ましくは、ポリp−ヒドロキシスチレ
ン、部分水素添加ポリp−ヒドロキシスチレンコポリマ
ー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−スチレン)コポリ
マー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−アクリル酸)コ
ポリマー、ポリ(p−ヒドロキシスチレン−メタクリル
酸)コポリマーが挙げられる。
【0157】特に下記単位(2)、(2’)、
(2’’)、(2’’’)を含有するアルカリ可溶性樹
脂が好ましい。
【0158】
【化39】 (式中、R4は水素原子又はメチル基を示し、R5は炭素
数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示
す。xは0又は正の整数、yは正の整数であり、x+y
≦5を満足する数である。yyは0又は正の整数であ
り、x+yy≦5を満足する数である。M、Nは正の整
数で、0<N/(M+N)≦0.5を満足する数であ
る。A、Bは正の整数、Cは0又は正の整数で、0<B
/(A+B+C)≦0.5を満足する数である。ZZは
CH2、CH(OH)、CR5(OH)、C=O、C(O
5)(OH)から選ばれる2価の有機基、あるいは−
C(OH)=で表される3価の有機基を示す。Fはそれ
ぞれ異なっても同一でもよく正の整数、Hは正の整数で
あり、H/(H+F)=0.001〜0.1を満足する
数である。XXは1あるいは2である。)
【0159】分子量は重量平均分子量で3,000〜1
00,000が好ましく、3,000未満ではポリマー
としての能力として劣り、耐熱性が低く、成膜性が十分
でない場合が多く、100,000を超えると分子量が
大きすぎるため、現像液への溶解性、レジスト溶剤への
溶解性等に問題を生じる。また、分散度は3.5以下、
好ましくは1.5以下が好ましい。分散度が3.5より
大きいと解像性が劣化する場合が多い。製造方法は特に
限定されないが、ポリ−p−ヒドロキシスチレン等には
リビングアニオン重合を用いることで分散性の低い(挟
分散性の)ポリマーを合成することができる。
【0160】また、種々の機能をもたせるため、上記ポ
リマーのフェノール性水酸基、カルボキシル基の一部に
置換基を導入してもよい。例えば、基板との密着性を向
上するための置換基やエッチング耐性向上のための置換
基、特に未露光部、低露光部のアルカリ現像液への溶解
速度が高すぎないように制御するため酸やアルカリに比
較的安定な置換基を導入することが好ましい。置換基の
例として例えば2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキ
シプロピル基、メトキシメチル基、メトキシカルボニル
基、エトキシカルボニル基、メトキシカルボニルメチル
基、エトキシカルボニルメチル基、4−メチル−2−オ
キソ−4−オキソラニル基、4−メチル−2−オキソ−
4−オキサニル基、メチル基、エチル基、n−プロピル
基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチ
ル基、アセチル基、ピバロイル基、アダマンチル基、イ
ソボロニル基、シクロヘキシル基等が挙げられるが、こ
れらに限定されるものではない。また、酸分解性の置換
基例えば、t−ブトキシカルボニル基や、t−ブチル
基、t−ブトキシカルボニルメチル基等の比較的酸分解
しにくい置換基を導入することできる。
【0161】本発明のレジスト材料中における上記樹脂
の配合量は任意であるが、レジスト材料中の固形分10
0重量部中65〜99重量部、特に70〜98重量部で
あることが好ましい。
【0162】また、(I)成分の酸の作用により架橋構
造を形成する酸架橋剤として、分子内に2個以上のヒド
ロキシメチル基、アルコキシメチル基、エポキシ基又は
ビニルエーテル基を有する化合物が挙げられ、置換グリ
コウリル誘導体、尿素誘導体、ヘキサ(メトキシメチ
ル)メラミン等が本発明のスルホニルジアゾメタンを用
いた化学増幅ネガ型レジスト材料の酸架橋剤として好適
に用いられる。例えば、N,N,N’,N’−テトラメ
トキシメチル尿素とヘキサメトキシメチルメラミン、テ
トラヒドロキシメチル置換グリコールウリル類及びテト
ラメトキシメチルグリコールウリルのようなテトラアル
コキシメチル置換グリコールウリル類、置換及び未置換
ビス−ヒドロキシメチルフェノール類、ビスフェノール
A等のフェノール性化合物とエピクロロヒドリン等の縮
合物が挙げられる。特に好適な架橋剤は、1,3,5,
7−テトラメトキシメチルグリコールウリルなどの1,
3,5,7−テトラアルコキシメチルグリコールウリル
又は1,3,5,7−テトラヒドロキシメチルグリコー
ルウリル、2,6−ジヒドロキシメチルp−クレゾー
ル、2,6−ジヒドロキシメチルフェノール、2,
2’,6,6’−テトラヒドロキシメチル−ビスフェノ
ールA及び1,4−ビス−[2−(2−ヒドロキシプロ
ピル)]−ベンゼン、N,N,N’,N’−テトラメト
キシメチル尿素とヘキサメトキシメチルメラミン等が挙
げられる。添加量は任意であるがレジスト材料中の固形
分100重量部中1〜20重量部、好ましくは5〜15
重量部である。これら架橋剤は単独でも2種以上を併用
してもよい。
【0163】(J)成分の分子量2,500以下のアル
カリ可溶性化合物としては特に限定されるわけではない
が、フェノール基及び/あるいはカルボキシル基を2つ
以上持つものが好ましい。具体的にはクレゾール、カテ
コール、レゾルシノール、ピロガロール、フロログリシ
ン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−
ビス(4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4
−ヒドロキシフェニル)スルホン、1,1,1−トリス
(4’−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2−ト
リス(4’−ヒドロキシフェニル)エタン、ヒドロキシ
ベンゾフェノン、4−ヒドロキシフェニル酢酸、3−ヒ
ドロキシフェニル酢酸、2−ヒドロキシフェニル酢酸、
3−(4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸、3−
(2−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸、2,5−ジ
ヒドロキシフェニル酢酸、3,4−ジヒドロキシフェニ
ル酢酸、1,2−フェニレン二酢酸、1,3−フェニレ
ン二酢酸、1,4−フェニレン二酢酸、1,2−フェニ
レンジオキシ二酢酸、1,4−フェニレンジプロパン
酸、安息香酸、サリチル酸、4,4−ビス(4’−ヒド
ロキシフェニル)吉草酸、4−tert−ブトキシフェ
ニル酢酸、4−(4ーヒドロキシフェニル)酪酸、3,
4−ジヒドロキシマンデル酸、4−ヒドロキシマンデル
酸等が挙げられ、中でもサリチル酸、4,4−ビス
(4’−ヒドロキシフェニル)吉草酸が好適である。こ
れらは単独あるいは2種以上の組み合わせで用いること
ができる。添加量は任意であるがレジスト材料中の固形
分100重量部中0〜20重量部、好ましくは2〜10
重量部である。
【0164】本発明の化学増幅型レジスト材料中には、
塗布性を向上させるための界面活性剤、基板からの乱反
射を少なくするための吸光性材料などの添加剤を加える
ことができる。
【0165】界面活性剤の例としては、特に限定される
ものではないが、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リアルエーテル、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
ン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ー
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のノニオン系界面
活性剤、エフトップEF301、EF303,EF35
2(トーケムプロダクツ)、メガファックF171,F
172,F173(大日本インキ化学工業)、フロラー
ドFC430,FC431(住友スリーエム)、アサヒ
ガードAG710、サーフロンS−381、S−38
2,SC101,SC102,SC103,SC10
4,SC105,SC106、サ−フィノ−ルE100
4、KH−10、KH−20、KH−30、KH−40
(旭硝子)等の沸素系界面活性剤、オルガノシロキサン
ポリマーKP341,X−70−092,X−70−0
93(信越化学工業)、アクリル酸系、又はメタクリル
酸系ポリフローNo.75,No.95(共栄社油脂化
学工業)が挙げられ、中でもFC430、サーフロンS
−381、サ−フィノ−ルE1004、KH−20、K
H−30が好適である。これらは単独あるいは2種以上
の組み合わせで用いることができる。
【0166】本発明の化学増幅型レジスト材料中の界面
活性剤の添加量としては、レジスト材料組成物中の固形
分100重量部中2重量部以下、好ましくは1重量部以
下である。
【0167】更に、本発明の化学増幅型レジスト材料に
は紫外線吸収剤を配合することができる。特に限定され
るわけではないが特開平11−190904号公報記載
のものを用いることができ、好ましくはビス(4−ヒド
ロキシフェニル)スルホキシド、ビス(4−tert−
ブトキシフェニル)スルホキシド、ビス(4−tert
−ブトキシカルボニルオキシフェニル)スルホキシド、
ビス[4−(1−エトキシエトキシ)フェニル]スルホ
キシド等のジアリールスルホキシド誘導体、ビス(4−
ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−tert−
ブトキシフェニル)スルホン、ビス(4−tert−ブ
トキシカルボニルオキシフェニル)スルホン、ビス[4
−(1−エトキシエトキシ)フェニル]スルホン、ビス
[4−(1−エトキシプロポキシ)フェニル]スルホン
等のジアリールスルホン誘導体、ベンゾキノンジアジ
ド、ナフトキノンジアジド、アントラキノンジアジド、
ジアゾフルオレン、ジアゾテトラロン、ジアゾフェナン
トロン等のジアゾ化合物、ナフトキノン−1,2−ジア
ジド−5−スルホン酸クロリドと2,3,4−トリヒド
ロキシベンゾフェノンとの完全もしくは部分エステル化
合物、ナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホン
酸クロリドと2,4,4’−トリヒドロキシベンゾフェ
ノンとの完全もしくは部分エステル化合物等のキノンジ
アジド基含有化合物等、9−アントラセンカルボン酸t
ert−ブチル、9−アントラセンカルボン酸tert
−アミル、9−アントラセンカルボン酸tert−メト
キシメチル、9−アントラセンカルボン酸tert−エ
トキシエチル、9−アントラセンカルボン酸2−ter
t−テトラヒドロピラニル、9−アントラセンカルボン
酸2−tert−テトラヒドロフラニル等を挙げること
ができる。上記紫外線吸収剤の配合量は、レジスト材料
の種類により添加しても添加されなくてもよいが、添加
する場合にはベース樹脂100重量部中0〜10重量
部、より好ましくは0.5〜10重量部、更に好ましく
は1〜5重量部である。
【0168】本発明の上記一般式(1)、(1a)で示
されるスルホニルジアゾメタンと酸の作用でアルカリ現
像液に対する溶解性の変化する樹脂を含む化学増幅型レ
ジスト材料を種々の集積回路製造に用いる場合は特に限
定されないが公知のリソグラフィー技術を用いることが
できる。
【0169】集積回路製造用の基板(Si,SiO2
SiN,SiON,TiN,WSi,BPSG,SO
G,有機反射防止膜等)上にスピンコート、ロールコー
ト、フローコート、ディップコート、スプレーコート、
ドクターコート等の適当な塗布方法により塗布膜厚が
0.1〜2.0μmとなるように塗布し、ホットプレー
ト上で60〜150℃、1〜10分間、好ましくは80
〜120℃、1〜5分間プリベークする。次いで、紫外
線、遠紫外線、電子線、X線、エキシマレーザー、γ
線、シンクロトロン放射線などから選ばれる光源好まし
くは300nm以下の露光波長で目的とするパターンを
所定のマスクを通じて露光を行う。露光量は1〜200
mJ/cm2程度、好ましくは10〜100mJ/cm2
程度となるように露光することが好ましい。ホットプレ
ート上で60〜150℃、1〜5分間、好ましくは80
〜120℃、1〜3分間ポストエクスポージャベーク
(PEB)する。
【0170】更に、0.1〜5%、好ましくは2〜3%
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)等
のアルカリ水溶液の現像液を用い、0.1〜3分間、好
ましくは0.5〜2分間、浸漬(dip)法、パドル
(puddle)法、スプレー(spray)法等の常
法により現像することにより基板上に目的のパターンが
形成される。本発明材料は、特に高エネルギー線の中で
も254〜193nmの遠紫外線、157nmの真空紫
外線、電子線、X線、エキシマレーザー、γ線、シンク
ロトロン放射線による微細パターンニングに最適であ
る。なお、上記範囲の上限及び下限から外れる場合は、
目的のパターンを得ることができない場合がある。
【0171】
【実施例】以下、合成例及び実施例を示し、本発明を具
体的に説明するが本発明は下記に限定されるものではな
い。
【0172】[合成例1] 4−n−ブトキシチオフェ
ノールの合成 4−ブロモフェノール86.5g(0.5モル)、水酸
化ナトリウム22g(0.55モル)をエタノール20
0gに溶解し70℃でn−ブロモブタン75.4g
(0.55モル)を滴下した。このまま4時間熟成を行
い、室温まで冷却した後に水120gを加え、分離した
油状物をロータリーエバポレーターで濃縮し、4−n−
ブトキシフェニルブロミドを90g得た。これ以上の精
製はせず次の反応を行った。金属マグネシウム9.5g
(0.39モル)とテトラヒドロフラン300gと上記
4−n−ブトキシフェニルブロミドを90g(0.39
モル)を用いて常法によりグリニヤ試薬を調製した。こ
のグリニヤ試薬を氷冷し、コロイド状硫黄12.6g
(0.39モル)を20℃を超えない温度で添加した。
次いで室温で2時間熟成した後、再度氷冷し、濃塩酸
(12N)60gと水200gを加え、分離した有機層
を濃縮して、目的の4−n−ブトキシチオフェノールを
74g得た(収率82%)。
【0173】[合成例2] ホルムアルデヒドビス(4
−n−ブトキシフェニルチオ)アセタールの合成 上記4−n−ブトキシチオフェノール45g(0.25
モル)、水酸化ナトリウム10.3g(0.26モル)
をエタノール180gに溶解し50℃を超えない温度で
ジクロロメタン15.9g(0.19モル)を滴下し
た。油浴上で60℃に加温し、熟成を3時間行った。室
温まで放冷した後に水300gとジクロロメタン200
gを加え、有機層を分取し、溶剤をロータリーエバポレ
ーターで除去して、目的のホルムアルデヒドビス(4−
n−ブトキシフェニルチオ)アセタールを46.1g得
た(収率98%)。
【0174】[合成例3] ビス(4−n−ブトキシフ
ェニルスルホニル)メタンの合成 上記ホルムアルデヒドビス(4−n−ブトキシフェニル
チオ)アセタール46.1g(0.122モル)、タン
グステン酸ナトリウム1.0g(0.003モル)をエ
タノール190gに加え、油浴上で65℃に加温し、7
0℃を超えない温度で過酸化水素水67g(0.69モ
ル)を滴下した。この温度で4時間加熱し、次いで氷浴
上で冷却する事により白色結晶が析出した。この結晶を
濾別して目的のビス(4−n−ブトキシフェニルスルホ
ニル)メタンを43.2g得た(収率80%)。
【0175】[合成例4] ビス(4−n−ブトキシフ
ェニルスルホニル)ジアゾメタン ビス(4−n−ブトキシフェニルスルホニル)メタン2
2g(0.05モル)、p−トルエンスルホニルアジド
14.8g(0.075モル)をジクロロメタン200
gに溶解し、氷浴で冷却し、5℃を超えない温度でジア
ザビシクロウンデセン(DBU)7.6g(0.05モ
ル)を加えた。この温度で15分熟成した後、水100
gと濃塩酸(12N)15gを加え、有機層を分取し
た。有機層を水100gを用いて洗浄した後に溶剤をロ
ータリーエバポレーターで除去し、油状物37gを得
た。これをシリカゲルカラムクロマト(溶出液;ジクロ
ロメタン)で精製し、目的のビス(4−n−ブトキシフ
ェニルスルホニル)ジアゾメタンを15g得た(収率6
4%)。得られたビス(4−n−ブトキシフェニルスル
ホニル)ジアゾメタンの核磁気共鳴スペクトル(NM
R)、赤外吸収スペクトル(IR)の結果を示す。
【0176】
【化40】
【0177】 (1H−NMR:CDCl3(ppm)) (1)Ha 0.964〜1.013 三重項 6H (2)Hb 1.442〜1.571 多重項 4H (3)Hc 1.754〜1.847 多重項 4H (4)Hd 4.021〜4.064 三重項 4H (5)He 6.970〜7.000 二重項 4H (6)Hf 7.879〜7.909 二重項 4H (IR;cm-1) 2954,2953,2117,2100,1593,1497,1470,1 344,1309,1263,1225,1207,1180,1153,10 82,1024,981,839,806,719,688,632,582
【0178】[合成例5] 4−n−ヘキシルオキシチ
オフェノールの合成 4−ブロモフェノール86.5g(0.5モル)、水酸
化ナトリウム22g(0.55モル)をエタノール20
0gに溶解し70℃でn−ブロモヘキサン90.8g
(0.55モル)を滴下した。このまま4時間熟成を行
い、室温まで冷却した後に水120gを加え、分離した
油状物をロータリーエバポレーターで濃縮し、次いで減
圧蒸留して(沸点125〜128℃/0.5Torr)
4−n−ヘキシルオキシフェニルブロミドを100g得
た。金属マグネシウム9.0g(0.39モル)とテト
ラヒドロフラン300gと上記4−n−ヘキシルオキシ
フェニルブロミド100g(0.39モル)を用いて常
法によりグリニヤ試薬を調製した。このグリニヤ試薬を
氷冷し、コロイド状硫黄12.6g(0.39モル)を
20℃を超えない温度で添加した。次いで室温で2時間
熟成した後、再度氷冷し、濃塩酸(12N)60gと水
200gを加え、分離した有機層を濃縮して、油状物を
83g得た。この油状物を減圧蒸留して(沸点120〜
130℃/0.5Torr)目的の4−n−ヘキシルオ
キシチオフェノールを60g得た(収率57%)。
【0179】[合成例6] ホルムアルデヒドビス(4
−n−ヘキシルオキシフェニルチオ)アセタールの合成 上記4−n−ヘキシルオキシチオフェノール60g
(0.285モル)、水酸化ナトリウム12.0g
(0.30モル)をエタノール240gに溶解し、50
℃を超えない温度でジクロロメタン18.1g(0.2
14モル)を滴下した。油浴上で60℃に加温し、熟成
を3時間行った。室温まで放冷した後に水300gとジ
クロロメタン200gを加え、有機層を分取し、溶剤を
ロータリーエバポレーターで除去して、目的のホルムア
ルデヒドビス(4−n−ヘキシルオキシフェニルチオ)
アセタールを61.2g得た(収率99%)。
【0180】[合成例7] ビス(4−n−ヘキシルオ
キシフェニルスルホニル)メタンの合成 上記ホルムアルデヒドビス(4−n−ヘキシルオキシフ
ェニルチオ)アセタール61.2g(0.141モ
ル)、タングステン酸ナトリウム1.0g(0.003
モル)をエタノール240gに加え、油浴上で65℃に
加温し、70℃を超えない温度で過酸化水素水69g
(0.71モル)を滴下した。この温度で4時間加熱
し、次いで氷浴上で冷却する事により白色結晶が析出し
た。この結晶を濾別して目的のビス(4−n−ヘキシル
オキシフェニルスルホニル)メタンを57g得た(収率
81%)。
【0181】[合成例8] ビス(4−n−ヘキシルオ
キシフェニルスルホニル)ジアゾメタンの合成 ビス(4−n−ヘキシルオキシフェニルスルホニル)メ
タン20g(0.04モル)、p−トルエンスルホニル
アジド11.9g(0.06モル)をジクロロメタン2
00gに溶解し、氷浴で冷却し、5℃を超えない温度で
ジアザビシクロウンデセン(DBU)6.1g(0.0
4モル)を加えた。この温度で15分熟成した後に、水
100gと濃塩酸(12N)10gを加え、有機層を分
取した。有機層を水100gを用いて洗浄した後に溶剤
をロータリーエバポレーターで除去し、油状物37gを
得た。これをシリカゲルカラムクロマト(溶出液;ジク
ロロメタン)で精製し、目的のビス(4−n−ヘキシル
オキシフェニルスルホニル)ジアゾメタンを14.8g
得た(収率70%)。得られたビス(4−n−ヘキシル
オキシフェニルスルホニル)ジアゾメタンの核磁気共鳴
スペクトル(NMR)、赤外吸収スペクトル(IR)の
結果を示す。
【0182】
【化41】
【0183】 (1H−NMR:CDCl3(ppm)) (1)Ha 0.891〜0.938 三重項 6H (2)Hb 1.30 〜1.50 多重項 12H (3)Hc 1.766〜1.859 5重項 4H (4)Hd 4.013〜4.056 三重項 4H (5)He 6.961〜6.994 二重項 4H (6)Hf 7.881〜7.904 二重項 4H (IR;cm-1) 2939,2873,2856,2103,1593,1497,1475,1 350,1309,1261,1213,1180,1151,1084,10 22,983,831,721,690,628,580,569
【0184】[合成例9] 4−n−ヘキシルオキシ−
2−メチルチオフェノールの合成 4−クロロ−3−メチルフェノール71.2g(0.5
モル)、水酸化ナトリウム22g(0.55モル)をエ
タノール200gに溶解し、70℃でn−ブロモヘキサ
ン90.8g(0.55モル)を滴下した。このまま4
時間熟成を行い、室温まで冷却した後に水120gを加
え、分離した油状物をロータリーエバポレーターで濃縮
し、次いで減圧蒸留して(沸点115〜117℃/0.
3Torr)4−n−ヘキシルオキシ−2−メチルフェ
ニルクロリドを102g得た。金属マグネシウム10.
9g(0.45モル)とテトラヒドロフラン150gと
上記4−n−ヘキシルオキシ−2−メチルフェニルクロ
リド102g(0.45モル)を用いて常法によりグリ
ニヤ試薬を調製した。このグリニヤ試薬を氷冷し、コロ
イド状硫黄14.3g(0.45モル)を20℃を超え
ない温度で添加した。次いで室温で2時間熟成した後、
再度氷冷し、濃塩酸(12N)60gと水200gを加
え、分離した有機層を濃縮して、油状物を83g得た。
この油状物を減圧蒸留して(沸点110〜190℃/
0.3Torr)目的の4−n−ヘキシルオキシ−2−
メチル−チオフェノールを47g得た(収率42%)。
【0185】[合成例10] ホルムアルデヒドビス
(4−n−ヘキシルオキシ−2−メチルフェニルチオ)
アセタールの合成 上記4−n−ヘキシルオキシ−2−メチルチオフェノー
ル47g(0.21モル)、水酸化ナトリウム8.8g
(0.22モル)をエタノール200gに溶解し、50
℃を超えない温度でジクロロメタン13.6g(0.1
6モル)を滴下した。油浴上で60℃に加温し、熟成を
3時間行った。室温まで放冷した後に水200gとジク
ロロメタン150gを加え、有機層を分取し、溶剤をロ
ータリーエバポレーターで除去して、目的のホルムアル
デヒドビス(4−n−ヘキシルオキシ−2−メチルフェ
ニルチオ)アセタールを46.9g得た(収率97
%)。
【0186】[合成例11] ビス(4−n−ヘキシル
オキシ−2−メチルフェニルスルホニル)メタンの合成 上記ホルムアルデヒドビス(4−n−ヘキシルオキシ−
2−メチルフェニルチオ)アセタール46.9g(0.
102モル)、タングステン酸ナトリウム1.0g
(0.003モル)をエタノール200gに加え、油浴
上で65℃に加温し、70℃を超えない温度で過酸化水
素水53g(0.55モル)を滴下した。この温度で4
時間加熱し、次いで氷浴上で冷却する事により白色結晶
が析出した。この結晶を濾別して目的のビス(4−n−
ヘキシルオキシ−2−メチルフェニルスルホニル)メタ
ンを42.8g得た(収率80%)。
【0187】[合成例12] ビス(4−n−ヘキシル
オキシ2−メチルフェニルスルホニル)ジアゾメタンの
合成 ビス(4−n−ヘキシルオキシ2−メチルフェニルスル
ホニル)メタン20g(0.038モル)、p−トルエ
ンスルホニルアジド11.3g(0.057モル)をジ
クロロメタン200gに溶解し、氷浴で冷却し、5℃を
超えない温度でジアザビシクロウンデセン(DBU)
5.8g(0.038モル)を加えた。この温度で15
分熟成した後に、水100gと濃塩酸(12N)10g
を加え、有機層を分取した。有機層を水100gを用い
て洗浄した後に溶剤をロータリーエバポレーターで除去
し、油状物32gを得た。これをシリカゲルカラムクロ
マト(溶出液;ジクロロメタン)で精製し、目的のビス
(4−n−ヘキシルオキシ2−メチルフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタンを11.1g得た(収率52%)。得
られたビス(4−n−ヘキシルオキシ−2−メチルフェ
ニルスルホニル)ジアゾメタンの核磁気共鳴スペクトル
(NMR)、赤外吸収スペクトル(IR)の結果を示
す。
【0188】
【化42】
【0189】 (1H−NMR:CDCl3(ppm)) (1)Ha 0.894〜0.940 三重項 6H (2)Hb 1.33 〜1.50 多重項 12H (3)Hc 1.745〜1.839 5重項 4H (4)Hd 3.967〜4.010 三重項 4H (5)He,Hg 6.722〜6.747 多重項 4H (6)Hf 7.776〜7.808 二重項 2H (7)Hh 2.533 一重項 6H (IR;cm-1) 2956,2933,2860,2104,1604,1566,1473,1 346,1298,1254,1227,1169,1142,1065,99 3,970,864,804,715,700,675,631,596,57 7,532
【0190】[合成例13] 4−n−デシルオキシチ
オフェノールの合成 4−ブロモフェノール86.5g(0.5モル)、水酸
化ナトリウム22g(0.55モル)をエタノール20
0gに溶解し70℃でn−デシルブロミド121.8g
(0.55モル)を滴下した。このまま4時間熟成を行
い、室温まで冷却した後に水120gを加え、分離した
油状物をロータリーエバポレーターで濃縮し、次いで減
圧蒸留して(沸点143〜145℃/0.5Torr)
4−n−デシルオキシフェニルブロミドを90g得た。
金属マグネシウム10.9g(0.447モル)とテト
ラヒドロフラン335gと上記4−n−デシルオキシフ
ェニルブロミド140g(0.447モル)を用いて常
法によりグリニヤ試薬を調製した。このグリニヤ試薬を
氷冷し、コロイド状硫黄14.3g(0.447モル)
を20℃を超えない温度で添加した。次いで室温で2時
間熟成した後、再度氷冷し、濃塩酸(12N)30gと
水150gを加え、分離した有機層を濃縮して、油状物
を77g得た。この油状物を減圧蒸留して(沸点145
〜149℃/0.4Torr)目的の4−n−デシルオ
キシチオフェノールを54g得た(収率40%)。
【0191】[合成例14] ホルムアルデヒドビス
(4−n−デシルオキシフェニルチオ)アセタールの合
成 上記4−n−デシルオキシチオフェノール54g(0.
203モル)、水酸化ナトリウム8.5g(0.21モ
ル)をエタノール200gに溶解し、50℃を超えない
温度でジクロロメタン12.9g(0.15モル)を滴
下した。油浴上で60℃に加温し、熟成を3時間行っ
た。室温まで放冷した後に水100gとジクロロメタン
150gを加え、有機層を分取し、溶剤をロータリーエ
バポレーターで除去して、目的のホルムアルデヒドビス
(4−n−デシルオキシフェニルチオ)アセタールを5
5g得た(収率100%)。
【0192】[合成例15] ビス(4−n−デシルオ
キシフェニルスルホニル)メタンの合成 上記ホルムアルデヒドビス(4−n−デシルオキシフェ
ニルチオ)アセタール55g(0.101モル)、タン
グステン酸ナトリウム1.0g(0.003モル)をエ
タノール220gに加え、油浴上で65℃に加温し、7
0℃を超えない温度で過酸化水素水53g(0.55モ
ル)を滴下した。この温度で4時間加熱し、次いで氷浴
上で冷却する事により白色結晶が析出した。この結晶を
濾別して目的のビス(4−n−デシルオキシフェニルス
ルホニル)メタンを52g得た(収率85%)。
【0193】[合成例16] ビス(4−n−デシルオ
キシフェニルスルホニル)ジアゾメタンの合成 ビス(4−n−デシルオキシフェニルスルホニル)メタ
ン10g(0.016モル)、p−トルエンスルホニル
アジド3.9g(0.02モル)をジクロロメタン10
0gに溶解し、氷浴で冷却し、5℃を超えない温度でジ
アザビシクロウンデセン(DBU)2.4g(0.01
6モル)を加えた。この温度で15分熟成した後に、水
50gと濃塩酸(12N)5gを加え、有機層を分取し
た。有機層を水100gを用いて洗浄した後に溶剤をロ
ータリーエバポレーターで除去し、油状物14gを得
た。これをシリカゲルカラムクロマト(溶出液;ジクロ
ロメタン)で精製し、目的のビス(4−n−デシルオキ
シスルホニル)ジアゾメタンを7.0g得た(収率69
%)。得られたビス(4−n−デシルオキシフェニルス
ルホニル)ジアゾメタンの核磁気共鳴スペクトル(NM
R)、赤外吸収スペクトル(IR)の結果を示す。
【0194】
【化43】 1H−NMR:CDCl3(ppm)) (1)Ha 0.861〜0.906 三重項 6H (2)Hb 1.20 〜1.50 多重項 28H (3)Hc 1.767〜1.859 5重項 4H (4)Hd 4.011〜4.055 三重項 4H (5)He 6.970〜7.000 二重項 4H (6)Hf 7.881〜7.911 二重項 4H (IR;cm-1) 2920,2852,2106,1593,1497,1475,1350,1 311,1263,1213,1178,1153,1115,1084,10 14,982,833,719,687,629,580,
【0195】[合成例17] 4−n−ドデシルオキシ
チオフェノールの合成 4−ブロモフェノール86.5g(0.5モル)、水酸
化ナトリウム22g(0.55モル)をエタノール20
0gに溶解し70℃でn−ドデシルブロミド137g
(0.55モル)を滴下した。このまま4時間熟成を行
い、室温まで冷却した後に水120gを加え、分離した
油状物をロータリーエバポレーターで濃縮し、次いで減
圧蒸留して(沸点178〜180℃/0.5Torr)
4−n−ドデシルオキシフェニルブロミドを110g得
た。金属マグネシウム7.8g(0.322モル)とテ
トラヒドロフラン240gと上記4−n−ドデシルオキ
シフェニルブロミド110g(0.322モル)を用い
て常法によりグリニヤ試薬を調製した。このグリニヤ試
薬を氷冷し、コロイド状硫黄7.82g(0.322モ
ル)を20℃を超えない温度で添加した。次いで室温で
2時間熟成した後、再度氷冷し、濃塩酸(12N)20
gと水100gを加え、分離した有機層を濃縮して、油
状物を100g得た。この油状物を減圧蒸留して(沸点
185〜190℃/0.4Torr)目的の4−n−ド
デシルオキシチオフェノールを33g得た(収率35
%)。
【0196】[合成例18] ホルムアルデヒドビス
(4−n−ドデシルオキシフェニルチオ)アセタールの
合成 上記4−n−ドデシルオキシチオフェノール33g
(0.112モル)、水酸化ナトリウム4.8g(0.
12モル)をエタノール165gに溶解し、50℃を超
えない温度でジクロロメタン7.6g(0.089モ
ル)を滴下した。油浴上で60℃に加温し、熟成を3時
間行った。室温まで放冷した後に水100gとジクロロ
メタン100gを加え、有機層を分取し、溶剤をロータ
リーエバポレーターで除去して、目的のホルムアルデヒ
ドビス(4−n−ドデシルオキシフェニルチオ)アセタ
ールを30g得た(収率89%)。
【0197】[合成例19] ビス(4−n−ドデシル
オキシフェニルスルホニル)メタンの合成 上記ホルムアルデヒドビス(4−n−ドデシルオキシフ
ェニルチオ)アセタール30g(0.05モル)、タン
グステン酸ナトリウム0.3g(0.001モル)をエ
タノール150gに加え、油浴上で65℃に加温し、7
0℃を超えない温度で過酸化水素水24g(0.25モ
ル)を滴下した。この温度で4時間加熱し、次いで氷浴
上で冷却する事により白色結晶が析出した。この結晶を
濾別して目的のビス(4−n−ドデシルオキシフェニル
スルホニル)メタンを31g得た(収率93%)。
【0198】[合成例20] ビス(4−n−ドデシル
オキシフェニルスルホニル)ジアゾメタンの合成 ビス(4−n−ドデシルオキシフェニルスルホニル)メ
タン15g(0.022モル)、p−トルエンスルホニ
ルアジド5.9g(0.03モル)をジクロロメタン1
00gに溶解し、氷浴で冷却し、5℃を超えない温度で
ジアザビシクロウンデセン(DBU)3.4g(0.0
22モル)を加えた。この温度で15分熟成した後に、
水100gと濃塩酸(12N)8gを加え、有機層を分
取した。有機層を水100gを用いて洗浄した後に溶剤
をロータリーエバポレーターで除去し、油状物20gを
得た。これをシリカゲルカラムクロマト(溶出液;ジク
ロロメタン)で精製し、目的のビス(4−n−ドデシル
オキシスルホニル)ジアゾメタンを11g得た(収率7
0%)。得られたビス(4−n−ドデシルオキシフェニ
ルスルホニル)ジアゾメタンの核磁気共鳴スペクトル
(NMR)、赤外吸収スペクトル(IR)の結果を示
す。
【0199】
【化44】
【0200】 (1H−NMR:CDCl3(ppm)) (1)Ha 0.858〜0.903 三重項 6H (2)Hb 1.20 〜1.50 多重項 36H (3)Hc 1.767〜1.859 5重項 4H (4)Hd 4.012〜4.055 三重項 4H (5)He 6.970〜7.000 二重項 4H (6)Hf 7.881〜7.911 二重項 4H (IR;cm-1) 2920,2850,2116,1593,1497,1471,1348,1 329,1306,1267,1221,1159,1080,997,976 ,835,721,690,633,580,563
【0201】[合成例21] ビス(4−n−オクチル
オキシフェニルスルホニル)ジアゾメタンの合成 実施例5のn−ブロモヘキサンの代わりにn−ブロモオ
クタンを用いる以外は実施例5〜8と同様にして目的の
ビス(4−n−オクチルオキシフェニルスルホニル)ジ
アゾメタンを得た。得られたビス(4−n−オクチルオ
キシフェニルスルホニル)ジアゾメタンの核磁気共鳴ス
ペクトル(NMR)、赤外吸収スペクトル(IR)の結
果を示す。
【0202】
【化45】
【0203】 (1H−NMR:CDCl3(ppm)) (1)Ha 0.869〜0.914 三重項 6H (2)Hb 1.30 〜1.49 多重項 20H (3)Hc 1.767〜1.860 五重項 4H (4)Hd 4.012〜4.055 三重項 4H (5)He 6.970〜7.000 二重項 4H (6)Hf 7.881〜7.910 二重項 4H (IR;cm-1) 2922,2856,2104,1593,1574,1498,1473,1 398,1356,1340,1308,1267,1227,1149,10 80,1030,999,976,839,719,690,625,579, 565
【0204】[合成例22] ビス(4−n−オクチル
フェニルスルホニル)ジアゾメタン 実施例5で合成中間体として得た4−n−ヘキシルオキ
シフェニルブロミドの代わりに市販の1−ブロモ−4−
オクチルベンゼン(東京化成工業株式会社製)を用いる
以外は実施例5〜8と同様にして、目的のビス(4−n
−オクチルフェニルスルホニル)ジアゾメタンを得た。
得られたビス(4−n−オクチルフェニルスルホニル)
ジアゾメタンの核磁気共鳴スペクトル(NMR)、赤外
吸収スペクトル(IR)の結果を示す。
【0205】
【化46】
【0206】 (1H−NMR:CDCl3(ppm)) (1)Ha 0.863〜0.908 三重項 6H (2)Hb 1.20 〜1.40 多重項 20H (3)Hc 1.596〜1.694 五重項 4H (4)Hd 2.673〜2.734 三重項 4H (5)He 7.344〜7.373 二重項 4H (6)Hf 7.874〜7.903 二重項 4H (IR;cm-1) 2924,2856,2104,1595,1470,1406,1358,1 344,1319,1217,1157,1120,1082,978,843 ,698,677,623,582,569,530
【0207】[合成例23] ビス(3,5−ジメチル
−4−n−ヘキシルオキシフェニルスルホニル)ジアゾ
メタン 実施例5のブロモフェノールの代わりに2,6−ジメチ
ル−4−ブロモフェノールを用いる以外は実施例5〜8
と同様にして、目的のビス(3,5−ジメチル−4−n
−ヘキシルオキシフェニルスルホニル)ジアゾメタンを
得た。得られたビス(3,5−ジメチル−4−n−ヘキ
シルオキシフェニルスルホニル)ジアゾメタンの核磁気
共鳴スペクトル(NMR)、赤外吸収スペクトル(I
R)の結果を示す。
【0208】
【化47】
【0209】 (1H−NMR:CDCl3(ppm)) (1)Ha 0.898〜0.945 三重項 6H (2)Hb 1.30 〜1.56 多重項 12H (3)Hc 1.770〜1.864 多重項 4H (4)Hd 3.788〜3.831 三重項 4H (5)He 2.321 一重項 12H (6)Hf 7.594 一重項 4H (IR;cm-1) 2954,2929,2856,2117,1470,1379,1342,1 281,1215,1151,1101,980,930,897,708,6 69,613,534
【0210】[合成例24] 4−ブロモ−2,5−ジ
メチル−n−ヘキシルオキシベンゼンの合成 2,5−ジメチルフェノール(p−キシレノール)25
0g(2.05モル)と水酸化ナトリウム90g(2.
25モル)、n−ヘキシルブロミド371g(2.25
モル)をエタノール250gに溶解し、80℃の油浴で
2時間加熱した。反応混合物に水500gを加え、分離
した油状物を減圧蒸留して、2,5−ジメチル−1−n
−ヘキシルオキシベンゼンを384g得た。次いでこの
2,5−ジメチル−1−n−ヘキシルオキシベンゼン1
29g(0.625モル)を1,2−ジクロロエタン6
25gに溶解し、氷浴上で臭素100g(0.625モ
ル)を5℃を超えない温度で滴下した。滴下終了後、水
500gを加え、分離した有機層を5重量%炭酸水素ナ
トリウム水溶液300gで洗浄した。有機層を濃縮し溶
剤を除いた後、油状物を減圧蒸留(沸点114〜124
℃/0.5Torr)して、4−ブロモ−2,5−ジメ
チル−n−ヘキシルオキシベンゼンを174g得た。上
記4−ブロモ−2,5−ジメチル−n−ヘキシルオキシ
ベンゼンは蒸留後結晶化した。
【0211】[合成例25] 2,5−ジメチル−4−
n−ヘキシルオキシチオフェノールの合成 金属マグネシウム14.8g(0.61モル)とテトラ
ヒドロフラン426g、合成例24の4−ブロモ−2,
5−ジメチル−n−ヘキシルオキシベンゼン174g
(0.61モル)から常法によりグリニヤ試薬を調製し
た。このグリニヤ試薬に氷浴上でコロイド状硫黄18.
5g(0.578モル)を20℃を超えない温度で添加
した。次いで室温で2時間熟成した後、再度氷冷し、濃
塩酸(12N)90gと水300gを加え、分離した有
機層を濃縮して油状物145gを得た。この油状物を減
圧蒸留(沸点131〜134℃/0.5Torr)し
て、目的の2,5−ジメチル−4−n−ヘキシルオキシ
チオフェノール75gを得た。
【0212】[合成例26] ビス(2,5−ジメチル
−4−n−ヘキシルオキシフェニルスルホニル)ジアゾ
メタンの合成 合成例6の4−n−ヘキシルオキシチオフェノールの代
わりに合成例25の2,5−ジメチル−4−n−ヘキシ
ルオキシチオフェノールを用いる以外は合成例4〜8と
同様にして、目的のビス(2,5−ジメチル−4−n−
ヘキシルオキシフェニルスルホニル)ジアゾメタンを得
た。得られたビス(2,5−ジメチル−4−n−ヘキシ
ルオキシフェニルスルホニル)ジアゾメタンの核磁気共
鳴スペクトル(NMR)、赤外吸収スペクトル(IR)
の結果を示す。
【0213】
【化48】
【0214】 (1H−NMR:CDCl3(ppm)) (1)Ha 0.896〜0.943 三重項 6H (2)Hb 1.30〜1.42 多重項 8H (3)Hc 1.43〜1.53 多重項 4H (4)Hd 1.76〜1.86 多重項 4H (5)He 3.93〜3.97 三重項 4H (6)Hf 2.12 一重項 6H (7)Hg 2.48 一重項 6H (8)Hi 6.51 一重項 2H (9)Hj 7.49 一重項 2H (IR:cm-1) 2956,2935,2858,2102,1602,
1562,1502,1465,1392,1375,
1340,1327,1263,1232,1143,
1136,1045,1036,964,677,61
3,580,562,540
【0215】[合成例27] ビス(4−n−ヘキシル
オキシ−2,3,5−トリメチルフェニルスルホニル)
ジアゾメタンの合成 合成例24の2,5−ジメチルフェノールの代わりに
2,3,6−トリメチルフェノールを用いる以外は合成
例24〜26と同様にして、目的のビス(4−n−ヘキ
シルオキシ−2,3,5−トリメチルフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタンを得た。得られたビス(4−n−ヘキ
シルオキシ−2,3,5−トリメチルフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタンの核磁気共鳴スペクトル(NMR)、
赤外吸収スペクトル(IR)の結果を示す。
【0216】
【化49】
【0217】 (1H−NMR:CDCl3(ppm)) (1)Ha 0.90〜0.95 三重項 6H (2)Hb 1.33〜1.40 多重項 8H (3)Hc 1.45〜1.54 多重項 4H (4)Hd 1.75〜1.84 多重項 4H (5)He 3.67〜3.71 三重項 4H (6)Hf 2.11 一重項 6H (7)Hg 2.21 一重項 6H (8)Hi 2.34 一重項 6H (9)Hj 7.50 一重項 2H (IR:cm-1)2957,2927,2860,20
98,1465,1377,1344,1329,12
77,1228,1211,1149,1139,10
93,669,636,607,580,569,54
【0218】[合成例28] ビス(2−メチル−4−
n−ヘキシルオキシ−5−イソプロピルフェニルスルホ
ニル)ジアゾメタンの合成 合成例24の2,5−ジメチルフェノールの代わりにチ
モール(2−イソプロピル−5−メチルフェノール)を
用いる以外は合成例24〜26と同様にして、目的のビ
ス(2−メチル−4−n−ヘキシルオキシ−5−イソプ
ロピルフェニルスルホニル)ジアゾメタンを得た。得ら
れたビス(2−メチル−4−n−ヘキシルオキシ−5−
イソプロピルフェニルスルホニル)ジアゾメタンの核磁
気共鳴スペクトル(NMR)、赤外吸収スペクトル(I
R)の結果を示す。
【0219】
【化50】
【0220】 (1H−NMR:CDCl3(ppm)) (1)Ha 0.90〜0.94 三重項 6H (2)Hb 1.32〜1.40 多重項 8H (3)Hc 1.44〜1.54 多重項 4H (4)Hd 1.78〜1.87 多重項 4H (5)He 3.99〜4.03 三重項 4H (6)Hf 1.215〜1.238 二重項 12H (7)Hg 3.19〜3.33 多重項 2H (8)Hi 6.67 一重項 2H (9)Hj 2.56 一重項 6H (10)Hh 7.75 一重項 2H (IR:cm-1) 2958,2933,2866,2110,1601,1558,1500,1 469,1456,1390,1363,1350,1336,1325,12 82,1255,1144,1122,1076,1041,1030,101 2,968,902,733,677,652,596,579,548,51 7
【0221】[実施例1〜24、比較例1〜3]表1〜
3に示すレジスト材料を調製した。ここで、表1〜3に
挙げるレジスト材料の成分は次の通りである。 重合体A:ポリp−ヒドロキシスチレンの水酸基を1−
エトキシエチル基15モル%、tert−ブトキシカル
ボニル基15モル%づつ保護した、重量平均分子量1
2,000の重合体。 重合体B:ポリp−ヒドロキシスチレンの水酸基を1−
エトキシエチル基30モル%保護した、重量平均分子量
12,000の重合体。 重合体C:ポリp−ヒドロキシスチレンの水酸基を1−
エトキシエチル基15モル%、tert−ブトキシカル
ボニル基10モル%づつ保護した、重量平均分子量1
1,000の重合体。 重合体D:ポリp−ヒドロキシスチレンの水酸基を1−
エトキシエチル基25モル%、更に1,2−プロパンジ
オールジビニルエーテルで3モル%架橋した、重量平均
分子量13,000の重合体。 重合体E:ポリp−ヒドロキシスチレンの水酸基をte
rt−ブトキシカルボニル基25モル%保護した、重量
平均分子量12,000の重合体。 重合体F:p−ヒドロキシスチレンと2−エチル−2−
アダマンチルアクリレートのコポリマーで、その組成比
(モル比)が70:30、更に重量平均分子量15,0
00の重合体。 重合体G:p−ヒドロキシスチレンと1−エチル−1−
ノルボルネンメタクリレートのコポリマーで、その組成
比(モル比)が70:30、更に重量平均分子量15,
000の重合体。 重合体H:p−ヒドロキシスチレンとtert−ブチル
アクリレートのコポリマーで、その組成比(モル比)が
65:35、更に重量平均分子量15,000の重合
体。 重合体I:p−ヒドロキシスチレンと1−エチルシクロ
ペンチルメタクリレートのコポリマーで、その組成比
(モル比)が65:35、更に重量平均分子量15,0
00の重合体。 重合体J:p−ヒドロキシスチレンと1−エチルシクロ
ペンチルメタクリレート、スチレンのコポリマーでその
組成比(モル比)が65:10:25、更に重量平均分
子量12,000の重合体。 重合体K:p−ヒドロキシスチレンとインデンのコポリ
マーで、その組成比(モル比)が80:20、更にヒド
ロキシスチレンの水酸基をtert−ブトキシカルボニ
ル基20%保護した、重量平均分子量10,000の重
合体。 重合体L:p−ヒドロキシスチレンとインデン、1−エ
チル−1−ノルボルネンメタクリレートのコポリマー
で、その組成比(モル比)が70:10:20、更に重
量平均分子量10,000の重合体。 重合体M:p−ヒドロキシスチレンとインデン、1−エ
チル−1−ノルボルネンメタクリレートのコポリマー
で、その組成比(モル比)が70:15:15、更に重
量平均分子量10,000の重合体。 重合体N:ポリp−ヒドロキシスチレンの水酸基をアセ
チル基8モル%で保護した、重量平均分子量8,000
の重合体。 PAG1:ビス(4−n−ヘキシルオキシ−2−メチル
フェニルスルホニル)ジアゾメタン PAG2:ビス(4−n−オクチルフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン PAG3:ビス(3,5−ジメチル−4−n−ヘキシル
オキシフェニルスルホニル)ジアゾメタン PAG4:ビス(2,5−ジメチル−4−n−ヘキシル
オキシフェニルスルホニル)ジアゾメタン PAG5:(4−tert−ブトキシフェニル)ジフェ
ニルスルホニウム10−カンファースルホネート PAG6:ビス(4−メトキシフェニルスルホニル)ジ
アゾメタン PAG7:ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメ
タン PAG8:ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン PAG9:N−10−カンファースルホニルオキシコハ
ク酸イミド 架橋剤A:1,3,5,7−テトラメトキシメチルグリ
コールウリル 溶解阻止剤:ビス(4−(2’−テトラヒドロピラニル
オキシ)フェニル)メタン 塩基性化合物A:トリn−ブチルアミン 塩基性化合物B:トリス(2−メトキシエチル)アミン 有機酸誘導体A:4,4−ビス(4’−ヒドロキシフェ
ニル)吉草酸 有機酸誘導体B:サリチル酸 界面活性剤A:FC−430(住友3M社製) 界面活性剤B:サーフロンS−381(旭硝子社製) 紫外線吸収剤:9,10−ジメチルアントラセン 溶剤A:プロピレングリコールメチルエーテルアセテー
ト 溶剤B:乳酸エチル 得られたレジスト材料を0.2μmのテフロン(登録商
標)製フィルターで濾過した後、このレジスト液を有機
反射防止膜(ブリューワーサイエンス社、DUV−4
4)を800Åに塗布したシリコンウエハー上へスピン
コーティングし、0.6μmに塗布した。
【0222】次いで、このシリコンウエハーを100℃
のホットプレート上で90秒間ベークした。更に、エキ
シマレーザーステッパー(ニコン社、NSR−S202
ANA=0.6)を用い、2/3の輪帯照明を通して露
光し、110℃で90秒間ベーク(PEB:post
exposure bake)を施し、2.38%のテ
トラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液で現像を
行うと、ポジ型のパターン(実施例1〜23、比較例1
〜3)もしくはネガ型のパターン(実施例24)を得る
ことができた。
【0223】得られたレジストパターンを次のように評
価した。 レジストパターン評価方法:0.18μmのラインアン
ドスペースのトップとボトムを1:1で解像する露光量
を最適露光量(感度:Eop)として、この露光量にお
ける分離しているラインアンドスペースの最小線幅を評
価レジストの解像度とした。また、解像したレジストパ
ターンの形状は、走査型電子顕微鏡を用いてレジスト断
面を観察した。焦点をずらした場合にレジストパターン
形状が矩形性を保ちつつ、かつレジストパターンの膜厚
が(焦点が合っている場合に比べて)8割を保っている
ものを有効として焦点深度の深さ(Depth of
Focus)を測定した。
【0224】なお、レジストのPED安定性は、最適露
光量で露光後、24時間の放置後PEB(post e
xposure bake)を行い、線幅の変動値で評
価した。この変動値が少ないほどPED安定性に富む。
レジストパターン評価結果を表4に示す。 パターン評価以外の評価方法:レジスト材料の混合溶剤
への溶解性は目視及び濾過時の詰まりの有無で判断し
た。
【0225】塗布性に関しては目視で塗りむらの有無及
び、膜厚計(大日本スクリーン製造社製、光干渉式膜厚
測定装置ラムダエースVM−3010)を用いて同一ウ
エハー上での膜厚のばらつきが塗布膜厚(0.6μm)
に対して0.5%以内(0.003μm以内)であると
き良好、0.5%より多く1%以内であるときやや悪、
1%より多いとき悪と表記した。
【0226】保存安定性は経時変化における異物の析出
あるいは感度変化で判断した。異物は最長100日間、
パーティクルカウンター(リオン社製、KL−20A)
でレジスト溶液1ml中に含まれる0.3μm以上の粒
子の数が5個以下であること、あるいは製造直後からの
感度(上述のEop)の経時変化の変動が5%以内のも
のを良好とし、それ以上のものを悪と表記した。
【0227】現像後のパターン上に現われる異物は走査
型電子顕微鏡(TDSEM:日立製作所社製、S−72
80H)を用いて判断し、100平方μm内に目視され
る異物の数が10個以下のとき良好、11個以上15個
以下のときやや悪、16個以上のとき悪と表記した。
【0228】レジスト剥離後の異物はサーフスキャン
(テンコールインストルメンツ社製、サーフスキャン6
220)を用いて判断した。パターン露光せずに全面露
光したレジストウエハーを通常のプロセスで処理し、
2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液で現像を行い、レジストの剥離を行った(露光部分
のみレジストが剥離)。レジスト剥離後の8インチウエ
ハー上に、0.20μm以上の異物が100個以下のと
き良好、101個以上150個以下のときやや悪、15
1個以上のとき悪と表記した。以上の結果を表5に示
す。
【0229】
【表1】
【0230】
【表2】
【0231】
【表3】
【0232】
【表4】
【0233】
【表5】
【0234】[実施例25〜30、比較例4〜8]更に
表6に示すレジスト溶液を調製した。ここで表6のレジ
スト成分の内、上述した以外の成分は次の通りである。 PAG10:ビス(4−エチルオキシフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン PAG11:ビス(4−n−プロピルオキシフェニルス
ルホニル)ジアゾメタン PAG12:ビス(4−tert−ブチルフェニルスル
ホニル)ジアゾメタン PAG13:ビス(4−シクロヘキシルオキシフェニル
スルホニル)ジアゾメタン PAG14:ビス(4−n−ブチルオキシフェニルスル
ホニル)ジアゾメタン PAG15:ビス(4−n−へキシルオキシフェニルス
ルホニル)ジアゾメタン PAG16:ビス(4−n−オクチルオキシフェニルス
ルホニル)ジアゾメタン PAG17:ビス(4−n−デシルオキシフェニルスル
ホニル)ジアゾメタン PAG18:ビス(4−n−ドデシルオキシフェニルス
ルホニル)ジアゾメタン
【0235】
【表6】 なお、PAG2、PAG10〜PAG18の添加量がP
AG6と異なるのはPAG6のモル数に合わせて添加を
行ったためである。
【0236】実施例1〜24あるいは比較例1〜3と同
様にレジストを濾過後、スピンコート、ベーク、KrF
露光、PEBを施し、現像後のパターン上に現われた異
物の数を評価した。上記の走査型電子顕微鏡よりもより
詳細な測定を行える走査型電子顕微鏡(TDSEM:日
立製作所製,S9200)を用いて100平方μm内に
目視される異物の数を測定した。この結果を表7に示
す。
【0237】
【表7】
【0238】
【発明の効果】本発明のスルホニルジアゾメタン及びそ
れを用いた化学増幅型レジスト材料は、スルホニルジア
ゾメタンに長鎖アルキルフェニル基あるいは長鎖アルコ
キシフェニル基を含有することより、解像性、焦点余裕
度に優れ、PEDが長時間にわたる場合にも線幅変動、
形状劣化が少なく、塗布後、現像後、剥離後の異物が少
なく、現像後のパターンプロファイル形状に優れ、微細
加工に適した高解像性を有し、特に遠紫外線リソグラフ
ィーにおいて大いに威力を発揮する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 克浩 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社新機能材料技術研究 所内 (72)発明者 前田 和規 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社新機能材料技術研究 所内 Fターム(参考) 2H025 AA02 AA03 AB16 AC01 AC04 AC05 AC06 AC08 AD03 BE00 BG00 CC03 CC20 FA01 FA03 FA12 FA17 4H006 AA01 AB40 TN30 TN90

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で示されるスルホニル
    ジアゾメタン化合物。 【化1】 (式中、Rは同一でも異なってもよく、水素原子、又は
    炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状の置換もしくは
    非置換のアルキル基又はアルコキシ基を示す。GはSO
    2又はCOを示し、R3は炭素数1〜10の直鎖状、分岐
    状又は環状の置換もしくは非置換のアルキル基、又は炭
    素数6〜14の置換もしくは非置換のアリール基を示
    す。pは1又は2であり、qは0又は1で、p+q=2
    を満足する。nは0又は1であり、mは3〜11の整数
    である。kは0〜4の整数である。)
  2. 【請求項2】 下記一般式(1a)で示されるスルホニ
    ルジアゾメタン化合物。 【化2】 (式中、Rは同一でも異なってもよく、水素原子、又は
    炭素数1〜4の直鎖状、分岐状又は環状の置換もしくは
    非置換のアルキル基又はアルコキシ基を示す。nは0又
    は1であり、mは3〜11の整数である。kは0〜4の
    整数である。)
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のスルホニルジアゾ
    メタン化合物からなる化学増幅型レジスト材料用の光酸
    発生剤。
  4. 【請求項4】 (A)酸の作用でアルカリ現像液に対す
    る溶解性が変化する樹脂、(B)放射線照射により酸を
    発生する請求項1又は2記載のスルホニルジアゾメタン
    化合物を含むことを特徴とする化学増幅型レジスト材
    料。
  5. 【請求項5】 更に、(C)上記(B)成分以外の放射
    線照射により酸を発生する化合物を含む請求項4記載の
    レジスト材料。
  6. 【請求項6】 (A)成分の樹脂が、酸の作用でC−O
    −C結合が切断することによりアルカリ現像液に対する
    溶解性が変化する置換基を有する樹脂である請求項4又
    は5記載のレジスト材料。
  7. 【請求項7】 (A)成分の樹脂が、フェノール性水酸
    基の水素原子が1種又は2種以上の酸不安定基によって
    フェノール性水酸基の水素原子全体の平均0モル%を超
    え80モル%以下の割合で置換されている重量平均分子
    量3,000〜100,000の高分子化合物である請
    求項6記載のレジスト材料。
  8. 【請求項8】 (A)成分の樹脂が、下記一般式(2
    a)で示される繰り返し単位を有する高分子化合物であ
    って、該高分子化合物中におけるフェノール性水酸基の
    水素原子の一部が1種又は2種以上の酸不安定基により
    部分置換された単位を含み、(A)成分の樹脂全体に対
    し酸不安定基を含む単位が平均0モル%を超え80モル
    %以下の割合である重量平均分子量3,000〜10
    0,000の高分子化合物である請求項7記載のレジス
    ト材料。 【化3】 (式中、R4は水素原子又はメチル基を示し、R5は炭素
    数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示
    す。xは0又は正の整数、yは正の整数であり、x+y
    ≦5を満足する数である。R6は酸不安定基を示す。S
    及びTは正の整数を示し、0<T/(S+T)≦0.8
    を満足する数である。)
  9. 【請求項9】 (A)成分の樹脂が、下記一般式(2
    a’)の繰り返し単位を有する高分子化合物であって、
    該高分子化合物中におけるアクリル酸エステル及びメタ
    クリル酸エステルに基づく単位が平均0モル%を超え5
    0モル%以下の割合で含有されており、(A)成分の樹
    脂全体に対し酸不安定基を含む単位が平均0モル%を超
    え80モル%以下の割合である重量平均分子量3,00
    0〜100,000の高分子化合物である請求項6記載
    のレジスト材料。 【化4】 (式中、R4は水素原子又はメチル基を示し、R5は炭素
    数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示
    し、R6は酸不安定基を示す。R6aは水素原子又は酸不
    安定基であるが、少なくとも一部が酸不安定基である。
    xは0又は正の整数、yは正の整数である。x+y≦5
    を満足する数であり、M、Nは正の整数で、Lは0又は
    正の整数であり、0<N/(M+N+L)≦0.5、及
    び0<(N+L)/(M+N+L)≦0.8を満足する
    数である。)
  10. 【請求項10】 (A)成分の樹脂が、下記一般式(2
    a’’)の繰り返し単位を有する高分子化合物であっ
    て、該高分子化合物中におけるインデン及び/又は置換
    インデンに基づく単位が平均0モル%を超え50モル%
    以下の割合で含有されており、(A)成分の樹脂全体に
    対し酸不安定基を含む単位が平均0モル%を超え80モ
    ル%以下の割合である重量平均分子量3,000〜10
    0,000の高分子化合物である請求項6記載のレジス
    ト材料。 【化5】 (式中、R4は水素原子又はメチル基を示し、R5は炭素
    数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示
    し、R6は酸不安定基を示し、R6aは水素原子又は酸不
    安定基であるが、少なくとも一部が酸不安定基である。
    xは0又は正の整数、yは正の整数である。x+y≦5
    を満足する数である。yyは0又は正の整数であり、x
    +yy≦5を満足する数である。A、Bは正の整数で、
    C、D、Eは0又は正の整数であり、0<(B+E)/
    (A+B+C+D+E)≦0.5、及び0<(C+D+
    E)/(A+B+C+D+E)≦0.8を満足する数で
    ある。)
  11. 【請求項11】 酸不安定基が下記一般式(4)〜
    (7)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル
    基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキ
    ルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基、炭素
    数7〜20のアリール基置換アルキル基である請求項6
    乃至10のいずれか1項記載のレジスト材料。 【化6】 (式中、R10、R11は水素原子又は炭素数1〜18の直
    鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、R12は炭素
    数1〜18のヘテロ原子を有してもよい1価の炭化水素
    基を示し、R10とR11、R10とR12、R11とR12とは環
    を形成してもよく、環を形成する場合にはR10、R11
    12はそれぞれ炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のア
    ルキレン基を示す。R13は炭素数4〜20の三級アルキ
    ル基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアル
    キルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基又は
    上記一般式(4)で示される基である。zは0〜6の整
    数である。R14は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環
    状のアルキル基又は炭素数6〜20の置換されていても
    よいアリール基を示し、hは0又は1、iは0、1、
    2、3のいずれかであり、2h+i=2又は3を満足す
    る数である。R15は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は
    環状のアルキル基又は炭素数6〜20の置換されていて
    もよいアリール基を示し、R16〜R25はそれぞれ独立に
    水素原子又は炭素数1〜15のヘテロ原子を含んでもよ
    い1価の炭化水素基を示し、R16〜R25は互いに環を形
    成していてもよく、その場合には炭素数1〜15のヘテ
    ロ原子を含んでもよい2価の炭化水素基を示す。また、
    16〜R25は隣接する炭素に結合するもの同士で何も介
    さずに結合し、二重結合を形成してもよい。)
  12. 【請求項12】 更に、(D)塩基性化合物を配合する
    ことを特徴とする請求項4乃至11のいずれか1項記載
    のレジスト材料。
  13. 【請求項13】 更に、(E)有機酸誘導体を配合する
    ことを特徴とする請求項4乃至12のいずれか1項記載
    のレジスト材料。
  14. 【請求項14】 有機溶剤の成分としてプロピレングリ
    コールアルキルエーテルアセテート及び/又は乳酸アル
    キルエステルを含む請求項4乃至13のいずれか1項記
    載のレジスト材料。
  15. 【請求項15】 (i)請求項4乃至14のいずれか1
    項に記載のレジスト材料を基板上に塗布する工程と、
    (ii)次いで加熱処理後、フォトマスクを介して波長
    300nm以下の高エネルギー線又は電子線で露光する
    工程と、(iii)必要に応じて加熱処理した後、現像
    液を用いて現像する工程とを含むことを特徴とするパタ
    ーン形成方法。
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