JP2003295437A - Negative resist composition - Google Patents

Negative resist composition

Info

Publication number
JP2003295437A
JP2003295437A JP2002095475A JP2002095475A JP2003295437A JP 2003295437 A JP2003295437 A JP 2003295437A JP 2002095475 A JP2002095475 A JP 2002095475A JP 2002095475 A JP2002095475 A JP 2002095475A JP 2003295437 A JP2003295437 A JP 2003295437A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
acid
embedded image
alkali
carbon atoms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002095475A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Adegawa
豊 阿出川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2002095475A priority Critical patent/JP2003295437A/en
Publication of JP2003295437A publication Critical patent/JP2003295437A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative resist composition having high sensitivity and high resolving power and reduced in development defects in pattern formation with an actinic radiation (electron beam, X-ray or EUV (extreme-ultraviolet ray)). <P>SOLUTION: In the negative resist composition comprising (A) an alkali- soluble resin, (B) a compound which generates an acid upon irradiation with an actinic radiation and (C) a crosslinking agent, the alkali-soluble resin is a graft polymer. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、活性放射線(電子
線、X線又はEUV(Extreme Ultraviolet))の照射に
よるパターン形成のためのネガ型レジスト組成物に関す
る。 【0002】 【従来の技術】集積回路はその集積度を益々高めてお
り、超LSIなどの半導体基板の製造に於いてはハーフ
ミンクロン以下の線幅から成る超微細パターンの加工が
必要とされるようになってきた。その必要性を満たすた
めにフォトリソグラフィーに用いられる照射装置の使用
波長は益々短波化し、今では、遠紫外光やエキシマレー
ザー光(XeCl、KrF、ArFなど)が検討される
までなってきている。更に、電子線またはX線により更
に微細なパターン形成が検討されるに至っている。 【0003】特に電子線あるいはX線は次世代もしくは
次々世代のパターン形成技術として位置付けられてい
る。電子線リソグラフィーは、加速された電子線がレジ
スト材料を構成する原子と衝突散乱を起こす過程でエネ
ルギーを放出し、レジスト材料を感光させるものであ
る。高加速化した電子線を用いることで直進性が増大
し、電子散乱の影響が少なくなり高解像で矩形な形状の
パターン形成が可能となるが、一方では電子線の透過性
が高くなり、感度が低下してしまう。この様に、電子線
リソグラフィーにおいては、感度と解像性・レジスト形
状がトレードオフの関係にあり、これを如何に両立し得
るかが課題であった。 【0004】従来より化学増幅型ネガレジストについて
は種々のアルカリ可溶性樹脂が提案されてきた。特開平
8−152717号には部分アルキルエーテル化された
ポリビニルフェノールが、特開平6−67431号、特
開平10−10733号にはビニルフェノールとスチレ
ンの共重合体が、特許第2505033号にはノボラッ
ク樹脂が、特開平7−311463号、特開平8−29
2559号には単分散ポリビニルフェノールがそれぞれ
開示されているが、これらのアルカリ可溶性樹脂では電
子線あるいはX線照射下での感度と解像性を高いレベル
で両立し得るものではなかった。 【0005】電子線レジストでは、まずバインダーが電
子線を受け,ここから発生する二次電子を酸発生剤が受
け取って分解し、酸が発生すると報告されている。バイ
ンダーに二次電子を発生しやすい構造、形態をとりいれ
ることにより酸発生効率が高く、電子線レジストに有利
と考えられる。また、EUVやX線レジストも同じく二
次電子により酸発生剤が分解して酸が発生すると報告さ
れており、バインダーに二次電子を発生しやすい構造、
形態をとりいれることは同様に有効に作用するものと考
えられる。 【0006】J.Vac.Sci.Technol.,B(1998)16(6),37
01には、画像形成用アクリルポリマーの幹に,帯電防止
用の導電ポリマーの枝をグラフトしたグラフトポリマー
を用いたネガ型レジスト材料によって電子線リソグラフ
ィー時のパターンずれを防止する技術が記載されてい
る。しかしながら,高感度と高解像力を両立するには不
十分であった。また,US5055379号にはゼラチンを枝部
としてグラフトした染料含有微粒子を含むネガ型ホトレ
ジストが開示されているが,電子線あるいはX線露光に
おいて高感度と高解像力を両立するものではない。ま
た,Polymer(1990),31(8)には,光架橋性シリコン含
有グラフトポリマーを用いて架橋効率を向上した2層レ
ジストシステムが記載されているが,電子線あるいはX
線露光において高感度と高解像力を両立するのにはまだ
不十分であった。特開平2−103215号には,アルキル
基,ハロゲン置換されたアルキル基,アルキルエーテル
基、あるいは、フェニルアルキル基を有するアクリルア
ミドポリマーあるいは、アクリルエステルポリマーを枝
部に有するグラフトポリマーを有する活性エネルギー線
硬化型樹脂組成物により支持体密着性が向上する技術が
開示されているが、電子線あるいはX線露光において高
感度と高解像力を両立するには不十分であった。さら
に、Indian J.Technol.,(1976)14(9)、444には、4−
及び4'−グリシドキシカルコンに枝部として無水マレイ
ン酸/スチレン交互共重合体をグラフトしたグラフトポ
リマーを有するUV架橋のネガ型ホトレジストが開示さ
れているが、電子線あるいはX線露光において高感度と
高解像力を両立するのにはまだ不十分であった。また、
これらの組成物やプロセスによって現像欠陥を改良する
ことも十分ではなかった。 【0007】また、従来の電子線及びX線用レジスト組
成物は、高感度、高解像力とともに、現像欠陥を低減す
ることは困難であった。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、活性
放射線(電子線、X線又はEUV)の照射によるパター
ン形成において、高感度、高解像力で、現像欠陥が低減
されたネガ型レジスト組成物を提供することにある。 【0009】 【課題を解決するための手段】即ち、本発明によれば、
下記のネガ型レジスト組成物により上記目的が達成され
る。 【0010】(1)(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)
活性放射線の照射により酸を発生する化合物、及び、
(C)架橋剤を含有するネガ型レジスト組成物におい
て、該アルカリ可溶性樹脂がグラフトポリマーであるこ
とを特徴とするネガ型レジスト組成物。 【0011】以下に、更に、本発明の好ましい態様を挙
げる。 (2)該アルカリ可溶性樹脂が、アルカリ可溶性基を含
有する繰り返し単位をグラフトポリマーの幹部に有し、
枝部が導電性ポリマーではないことを特徴とする(1)
に記載のネガ型レジスト組成物。 (3)該アルカリ可溶性樹脂が、アルカリ可溶性基を含
有する繰り返し単位をグラフトポリマーの枝部に有する
ことを特徴とする(1)に記載のネガ型レジスト組成
物。 (4)グラフトポリマーである該アルカリ可溶性樹脂
が、下記一般式(1)で表わされる構造単位を含むこと
を特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載のネ
ガ型レジスト組成物。 【0012】 【化1】 【0013】式中、 R1は水素原子、ハロゲン原子、シ
アノ基、置換基を有していても良い、アルキル基又はハ
ロアルキル基を表す。R2は水素原子、置換基を有して
いても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アリール
基、アラルキル基、あるいはアシル基を表す。R3、R4
は同じでも異なっていても良く、水素原子、ハロゲン原
子、シアノ基、又は置換基を有していても良い、アルキ
ル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル
基、もしくはアリール基を表す。Aは単結合、置換基を
有しても良い、アルキレン基、アルケニレン基、シクロ
アルキレン基、もしくはアリーレン基、又は−O−、−
SO2−、−O−CO−R5−、−CO−O−R6−、−
CO−N(R7)−R8−を表す。R5、R6、R8は同じ
でも異なっていても良く、単結合、置換基を有しても良
い、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン
基、もしくはアリーレン基の単独、又はこれらの基とエ
ーテル構造、エステル構造、アミド構造、ウレタン構造
もしくはウレイド構造の群より選択される少なくとも1
種が一緒になって形成した2価の基を表す。R7は同じ
でも異なっていても良く、水素原子、置換基を有してい
ても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル
基、又はアリール基を表す。nは1〜3の整数を表す。
また複数のR2、又はR2とR3もしくはR4が結合して環
を形成しても良い。 【0014】(5) グラフトポリマーである該アルカ
リ可溶性樹脂が、下記条件(a)および(b)を満たす
ことを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載
のネガ型レジスト組成物。 (a)炭素数6以上20以下の芳香環及び該芳香環に直
接あるいは連結基を介して結合したエチレン性不飽和基
を有するモノマーから誘導される繰り返し単位を少なく
とも一種有すること。 (b)該芳香環のπ電子と芳香環上の置換基の非共有電
子対の電子数の間に次の関係が成り立つこと。 【0015】 【数1】 【0016】(ここで、Nπは、π電子総数を表し、N
loneは該置換基としての炭素数1以上12以下の直鎖
状、分岐状、あるいは環状のアルコキシ基、アルケニル
オキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、ま
たは水酸基の非共有電子対の総電子数を表す。2つ以上
のアルコキシ基または水酸基は隣り合う二つが互いに結
合して5員環以上の環構造を形成してもよい。) (6) グラフトポリマーである該アルカリ可溶性樹脂
が、以下の一般式(3)〜(7)で表される繰り返し単
位の少なくとも一つを構成成分として有することを特徴
とする上記(5)に記載のネガ型レジスト組成物。 【0017】 【化2】【0018】 【化3】【0019】一般式(3)〜(7)において、 R
101は、水素原子あるいはメチル基を表す。Lは二価の
連結基を表す。Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri、
Rj、Rk、Rlはそれぞれ独立に、炭素数1から12の直鎖
状、分岐状、あるいは、環状のアルキル基、アルケニル
基、アリール基、アラルキル基、あるいは水素原子を表
す。また、これらは互いに連結して炭素数24以下の5
員以上の環を形成しても良い。l,m,n,p,q,r,s,t,u,v,w,
xは0〜3までの整数を表し、l+m+n=2,3、 p+q+r=0,1,
2,3、 s+t+u=0,1,2,3、 v+w+x=0,1,2,3を満たす。 (7) グラフトポリマーである該アルカリ可溶性樹脂
が、下記の群から選ばれることを特徴とする上記(1)
〜(3)のいずれかに記載のネガ型レジスト組成物。 (c)部分アルキルエーテル化したポリヒドロキシスチ
レンを、幹部及び/または枝部に有するグラフトポリマ
ー。 (d)ヒドロキシスチレン/スチレン共重合体を、幹部
及び/または枝部に有するグラフポリマー。 (e)ポリヒドロキシスチレンを幹部、アルキルエーテ
ル化スチレン及び/又はスチレンを枝部に有するグラフ
トポリマー。 (f)ポリヒドロキシスチレンを枝部、アルキルエーテ
ル化スチレン及び/又はスチレンを幹部に有するグラフ
トポリマー。 【0020】(8)グラフトマーの重量平均分子量が2
000〜500000、より好ましくは3000〜30
0000であることを特徴とする上記(1)〜(7)の
いずれかに記載のネガ型レジスト組成物。 (9)(B)成分の化合物が、スルホニウム、又はヨー
ドニウムのスルホン酸塩化合物から選択されることを特
徴とする上記(1)〜(8)のいずれかに記載のネガ型
レジスト組成物。 (10)(B)成分の化合物が、N−ヒドロキシイミド
のスルホン酸エステル化合物であることを特徴とする上
記(1)〜(9)のいずれかに記載のネガ型レジスト組
成物。 (11)(C)成分が、分子内にベンゼン環原子団を3
〜5個含み、分子量は1200以下であり、ヒドロキシ
メチル基及び/又はアルコキシメチル基をそのベンゼン
環原子団に2個以上有するフェノール誘導体であること
を特徴とする上記(1)〜(10)のいずれかに記載の
ネガ型レジスト組成物。 【0021】 【発明の実施の形態】以下、本発明のネガ型レジスト組
成物について説明する。 【0022】〔1〕(B)活性放射線の照射により酸を
発生する化合物(以下、酸発生剤ともいう) 本発明において用いられる酸発生剤は、活性放射線(電
子線、X線又はEUV)の照射により酸を発生する化合
物であればいずれの化合物でも用いることができる。そ
のような酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始
剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光
変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている
公知の電子線、X線又はEUVの照射により酸を発生す
る化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用する
ことができる。 【0023】例えば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム
塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム
塩、アルソニウム塩等のオニウム塩、有機ハロゲン化合
物、有機金属/有機ハロゲン化物、o−ニトロベンジル
型保護基を有する酸発生剤、イミノスルフォネ−ト等に
代表されるスルホン酸を発生する化合物、ジスルホン化
合物を挙げることができる。また、これらの酸を発生す
る基、あるいは化合物をポリマーの主鎖または側鎖に導
入した化合物、たとえば、特開昭63−26653号、
特開昭55−164824号、特開昭62−69263
号、特開昭63−146038号、特開昭63−163
452号、特開昭62−153853号、特開昭63−
146029号等に記載の化合物を用いることができ
る。さらに米国特許第3,779,778号、欧州特許
第126,712号等に記載の酸を発生する化合物も使
用することができる。 【0024】本発明においては、有機酸を発生するオニ
ウム塩化合物が好ましく、特に好ましくは下記一般式
(I)〜一般式(III)で示されるオニウム塩化合物で
ある。 【0025】 【化4】 【0026】〔一般式(I)〜(III)において、R1〜R
37は、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、ヒドロ
キシル基、ハロゲン原子、又は−S−R38で示せる基を
表す。−S−R38中のR38は、アルキル基又はアリール
基を表す。R1〜R38は、同一であってもよく、異なっ
ていてもよい。R1〜R15の場合、その中から選択され
る二つ以上は互いに直接末端で結合しあい、あるいは酸
素、イオウ及び窒素から選ばれる元素を介して結合しあ
って環構造を形成していてもよい。R16〜R27の場合
も、同じように環構造を形成していてもよい。R28〜R
37の場合も、同じように環構造を形成していてもよい。
-はスルホン酸のアニオンである。〕 【0027】一般式(I)〜一般式(III)中のR1〜R
37は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキ
シル基、ハロゲン原子、または、−S−R38で示すこと
ができる基である。 【0028】R1〜R37が表すアルキル基は、直鎖状で
もよく、分岐状でもよく、環状でもよい。直鎖状又は分
岐状アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル
基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t
−ブチル基など、例えば炭素数1〜4個のアルキル基を
挙げることができる。環状アルキル基としては、例えば
シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル
基など炭素数3〜8個のアルキル基を挙げることができ
る。R1〜R37が表すアルコキシ基は、直鎖状でもよ
く、分岐状でもよく、環状アルコキシ基でもよい。直鎖
状又は分岐状アルコキシ基としては、例えば炭素数1〜
8個のもの例えばメトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシ
エトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブト
キシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、オクチ
ルオキシ基などを挙げることができる。環状アルコキシ
基としては、例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロ
ヘキシルオキシ基が挙げられる。 【0029】R1〜R37が表すハロゲン原子としては、
フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げるこ
とができる。R1〜R37が表す−S−R38中のR38は、
アルキル基、又はアリール基である。R38が表すアルキ
ル基の範囲としては、例えばR1〜R37が表すアルキル
基として既に列挙したアルキル基中のいずれをも挙げる
ことができる。R38が表すアリール基は、フェニル基、
トリル基、メトキシフェニル基、ナフチル基など、炭素
数6〜14個のアリール基を挙げることができる。R1
〜R38が表すアルキル基以下、アリール基までは、いず
れも基の一部に更に置換基を結合して炭素数を増やして
いてもよく、置換基を有していなくてもよい。更に結合
していてもよい置換基としては、好ましくは、炭素数1
〜4個のアルコキシ基、炭素数6〜10個のアリール
基、炭素数2〜6個のアルケニル基を挙げることがで
き、シアノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキ
シカルボニル基、ニトロ基等も挙げることができる。そ
の他、ハロゲン原子でもよい。たとえば、フッ素原子、
塩素原子、沃素原子を挙げることができる。 【0030】一般式(I)中のR1〜R15で示す基は、
そのうちの2つ以上が結合し、環を形成していてもよ
い。環は、R1〜R15で示す基の末端が直接結合して形
成してもよい。炭素、酸素、イオウ、及び窒素から選択
される1種又は2種以上の元素を介して間接的に結びあ
い、環を形成していてもよい。R1〜R15のうちの2つ
以上が結合して形成する環構造としては、フラン環、ジ
ヒドロフラン環、ピラン環、トリヒドロピラン環、チオ
フェン環、ピロール環などに見られる環構造と同一の構
造を挙げることができる。一般式(II)中のR 16〜R27
についても同様のことを言うことができる。2つ以上が
直接又は間接に結合し、環を形成していてもよい。一般
式(III)中のR28〜R37についても同様である。 【0031】一般式(I)〜(III)はX-を有する。一
般式(I)〜(III)が有するX-は、スルホン酸のアニ
オンである。アニオンを形成している酸は、アルキルス
ルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン
酸、又はアントラセンスルホン酸の中から選択される酸
であることが好ましい。酸には1以上のフッ素原子が置
換しているとより好ましい。又はその酸は、そのフッ素
原子とともにあるいはフッ素原子に代え、アルキル基、
アルコキシル基、アシル基、アシロキシル基、スルホニ
ル基、スルホニルオキシ基、スルホニルアミノ基、アリ
ール基、アラルキル基、アルコキシカルボニル基、から
なる群から選択された少なくとも1種の有機基を有し、
しかも、その有機基は少なくとも1個のフッ素原子を更
に置換していることが好ましい。また、上記のアルキル
スルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン
酸、又はアントラセンスルホン酸は、フッ素以外のハロ
ゲン原子、水酸基、ニトロ基等で置換されていてもよ
い。 【0032】X-のアニオンを形成するベンゼンスルホ
ン酸などに結合するアルキル基は、例えば炭素数1〜1
2のアルキル基である。アルキル基は、直鎖状でもよ
く、分岐状でもよく、環状でもよい。少なくとも1個の
フッ素原子、好ましくは25個以下のフッ素原子が置換
している。具体的にはトリフロロメチル基、ペンタフロ
ロエチル基、2,2,2−トリフロロエチル基、ヘプタ
フロロプロピル基、ヘプタフロロイソプロピル基、パー
フロロブチル基、パーフロロオクチル基、パーフロロド
デシル基、パーフロロシクロヘキシル基等を挙げること
ができる。なかでも、全てフッ素で置換された炭素数1
〜4のパーフロロアルキル基が好ましい。アルキル基と
ともにあるいは単独で上記のベンゼンスルホン酸などに
結合するアルコキシ基は、炭素数が1〜12のアルコキ
シ基である。アルコキシ基は、直鎖状でもよく、分岐状
でもよく、環状でもよい。少なくとも1個のフッ素原
子、好ましくは25個以下のフッ素原子が置換してい
る。具体的にはトリフロロメトキシ基、ペンタフロロエ
トキシ基、ヘプタフロロイソプロピルオキシ基、パーフ
ロロブトキシ基、パーフロロオクチルオキシ基、パーフ
ロロドデシルオキシ基、パーフロロシクロヘキシルオキ
シ基等を挙げることができる。なかでも、全てフッ素で
置換された炭素数1〜4のパーフロロアルコキシ基が好
ましい。アルキル基とともにあるいは単独で上記のベン
ゼンスルホン酸などに結合するアシル基は、炭素数2〜
12、1〜23個のフッ素原子で置換されているものが
好ましい。具体的にはトリフロロアセチル基、フロロア
セチル基、ペンタフロロプロピオニル基、ペンタフロロ
ベンゾイル基等を挙げることができる。 【0033】アルキル基とともにあるいは単独で上記の
ベンゼンスルホン酸などに結合するアシロキシ基は、炭
素数が2〜12、1〜23個のフッ素原子で置換されて
いるものが好ましい。具体的にはトリフロロアセトキシ
基、フロロアセトキシ基、ペンタフロロプロピオニルオ
キシ基、ペンタフロロベンゾイルオキシ基等を挙げるこ
とができる。アルキル基とともにあるいは単独で上記の
ベンゼンスルホン酸などに結合するスルホニル基として
は、炭素数が1〜12、1〜25個のフッ素原子で置換
されているものが好ましい。具体的にはトリフロロメタ
ンスルホニル基、ペンタフロロエタンスルホニル基、パ
ーフロロブタンスルホニル基、パーフロロオクタンスル
ホニル基、ペンタフロロベンゼンスルホニル基、4−ト
リフロロメチルベンゼンスルホニル基等を挙げることが
できる。アルキル基とともにあるいは単独で上記のベン
ゼンスルホン酸などに結合する上記スルホニルオキシ基
としては、炭素数が1〜12、1〜25個のフッ素原子
で置換されているものが好ましい。具体的にはトリフロ
ロメタンスルホニルオキシ、パーフロロブタンスルホニ
ルオキシ基、4−トリフロロメチルベンゼンスルホニル
オキシ基等を挙げることができる。アルキル基とともに
あるいは単独で上記のベンゼンスルホン酸などに結合す
る上記スルホニルアミノ基としては、炭素数が1〜12
であって、1〜25個のフッ素原子で置換されているも
のが好ましい。具体的にはトリフロロメタンスルホニル
アミノ基、パーフロロブタンスルホニルアミノ基、パー
フロロオクタンスルホニルアミノ基、ペンタフロロベン
ゼンスルホニルアミノ基等を挙げることができる。 【0034】アルキル基とともにあるいは単独で上記の
ベンゼンスルホン酸などに結合する上記アリール基とし
ては、炭素数が6〜14、1〜9個のフッ素原子で置換
されているものが好ましい。具体的にはペンタフロロフ
ェニル基、4−トリフロロメチルフェニル基、ヘプタフ
ロロナフチル基、ノナフロロアントラニル基、4−フロ
ロフェニル基、2,4−ジフロロフェニル基等を挙げる
ことができる。アルキル基とともにあるいは単独で上記
のベンゼンスルホン酸などに結合する上記アラルキル基
としては、炭素数が7〜10、1〜15個のフッ素原子
で置換されているものが好ましい。具体的にはペンタフ
ロロフェニルメチル基、ペンタフロロフェニルエチル
基、パーフロロベンジル基、パーフロロフェネチル基等
を挙げることができる。アルキル基とともにあるいは単
独で上記のベンゼンスルホン酸などに結合する上記アル
コキシカルボニル基としては、炭素数が2〜13、1〜
25個のフッ素原子で置換されているものが好ましい。
具体的にはトリフロロメトキシカルボニル基、ペンタフ
ロロエトキシカルボニル基、ペンタフロロフェノキシカ
ルボニル基、パーフロロブトキシカルボニル基、パーフ
ロロオクチルオキシカルボニル基等を挙げることができ
る。 【0035】このようなアニオンの中で、最も好ましい
-はフッ素置換ベンゼンスルホン酸アニオンであり、
中でもペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオン、
3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホン
酸アニオンが特に好ましい。また、上記含フッ素置換基
を有するアルキルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナ
フタレンスルホン酸、又はアントラセンスルホン酸は、
さらに直鎖状、分岐状あるいは環状アルコキシ基、アシ
ル基、アシロキシ基、スルホニル基、スルホニルオキシ
基、スルホニルアミノ基、アリール基、アラルキル基、
アルコキシカルボニル基(これらの炭素数範囲は前記の
ものと同様)、ハロゲン(フッ素を除く)、水酸基、ニ
トロ基等で置換されてもよい。 【0036】以下に、これらの一般式(I)〜(III)で
表される化合物及びその他の具体例を示すが、これに限
定されるものではない。また、以下の具体例の各化合物
のカチオン部と別の化合物のアニオン部と組み合わせた
化合物も、酸発生剤の具体例として例示できる。一般式
(I)で表される化合物の具体例を以下に示す。 【0037】 【化5】【0038】 【化6】【0039】 【化7】【0040】一般式(II)で表される化合物の具体例を
以下に示す。 【0041】 【化8】【0042】 【化9】 【0043】一般式(III)で表される化合物の具体例
を以下に示す。 【0044】 【化10】【0045】 【化11】【0046】 【化12】【0047】式(I)〜(III)で表される化合物以外
の化合物の具体例を以下に示す。 【0048】 【化13】 【0049】 【化14】【0050】 【化15】 【0051】 【化16】 【0052】 【化17】【0053】 【化18】【0054】一般式(I)、一般式(II)の化合物は、
次のような方法で合成できる。例えば、アリールマグネ
シウムブロミドなどのアリールグリニャール試薬とフェ
ニルスルホキシドとを反応させ、得られたトリアリール
スルホニウムハライドを対応するスルホン酸と塩交換す
る。別の方法もある。例えば、フェニルスルホキシドと
対応する芳香族化合物をメタンスルホン酸/五酸化二リ
ンあるいは塩化アルミなどの酸触媒を用いて縮合、塩交
換する方法がある。また、ジアリールヨードニウム塩と
ジアリールスルフィドを酢酸銅などの触媒を用いて縮
合、塩交換する方法などによって合成できる。上記のい
ずれの方法でも、フェニルスルホキシドは、置換基をベ
ンゼン環に置換させていてもよく、そのような置換基が
なくてもよい。一般式(III)の化合物は過ヨウ素酸塩
を用いて芳香族化合物を反応させることにより合成可能
である。 【0055】また、本発明で使用される酸発生剤として
は、N−ヒドロキシイミドのスルホン酸エステル化合物
が好ましい。N−ヒドロキシイミドのスルホン酸エステ
ル化合物としては、例えば下記一般式(PAG6)で表
されるイミノスルホネート誘導体が挙げられる。 【0056】 【化19】 【0057】R60は、置換基を有していてもよいアルキ
ル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を示
す。A60は、置換基を有していてもよい、アルキレン
基、環状アルキレン基、アルケニレン基、環状アルケニ
レン基、又はアリーレン基を示す。上記一般式(PAG
6)中、R60は、置換基を有していてもよいアルキル基
(好ましくは炭素数1〜18、具体例としては、例え
ば、メチル基、エチル基、CF3、C49等が挙げられ
る)、又は、置換基を有していてもよいアリール基(好
ましくは炭素数6〜14、具体例としては、例えば、フ
ェニル基、ナフチル基が挙げられる)を示す。 【0058】A60は、置換基を有していてもよい、アル
キレン基(好ましくは炭素数2〜10)、環状アルキレ
ン基(好ましくは炭素数6〜14)、アルケニレン基
(好ましくは炭素数2〜10)、環状アルケニレン基
(好ましくは炭素数6〜14)、又はアリーレン基(好
ましくは炭素数6〜14、例えばベンゼン環、ナフタレ
ン環を含む2価の基)を示す。ここで、環状アルキレン
基としては、シクロヘキサン残基、ノルボルナン残基等
が挙げられる。環状アルケニレン基としては、シクロヘ
キセン残基、ノルボルネン残基等が挙げられる。また、
上記の基中で、環状構造を有するものは、環を構成する
炭素原子の代わりに酸素原子等を含んでいてもよい。 【0059】これら基が有していてもよい置換基とし
て、好ましくは、炭素数1〜4個のアルキル基、炭素数
1〜4個のアルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、
塩素原子、沃素原子)、炭素数6〜10個のアリール
基、炭素数2〜6個のアルケニル基、シアノ基、ヒドロ
キシ基、カルボキシ基、炭素数2〜5個のアルコキシカ
ルボニル基、ニトロ基、樟脳残基等が挙げられる。 【0060】以下、一般式(PAG6)で示される化合
物の具体例を示す。本発明の内容がこれらに限定される
ものではない。 【0061】 【化20】 【0062】 【化21】【0063】 【化22】 【0064】 【化23】【0065】 【化24】 【0066】これらの化合物は、例えばG.F. Jaubert
著、Ber., 28, 360(1895)、D.E. Amesら著、J. Chem. S
oc., 3518(1955)又はM.A. Stolbergら著、J. Amer. Chc
m. Soc., 79, 2615(1957)等に記載の方法により製造さ
れる。環状N−ヒドロキシイミド化合物と、R60−SO
2Cl(式中、R60は前記と同じ意味を有する。)で示
されるスルホン酸クロリドとを、塩基性条件下に、例え
ば、L. Baucrら著、J. Org. Chem., 24, 1293(1959)等
に記載の方法に従い製造することができる。 【0067】本発明で使用する酸発生剤の含有量は、全
ネガ型レジスト組成物の固形分に対し、0.1〜20重
量%が適当であり、好ましくは0.5〜15重量%、更
に好ましくは1〜12重量%である。 【0068】(他の酸発生剤)本発明においては、上記
一般式(I)〜一般式(III)で表わされる化合物ま
たは(PAG6)で表される化合物と共に、活性放射線
の照射により分解して酸を発生する他の化合物を併用し
てもよい。一般式(I)〜一般式(III)または(P
AG6)で表わされる化合物とともに、他の化合物を用
いる場合には、一般式(I)〜一般式(III)または
(PAG6)で表わされる化合物と、活性放射線の照射
により分解して酸を発生する他の化合物との比率は、モ
ル比で100/0〜20/80、好ましくは90/10
〜40/60、更に好ましくは80/20〜50/50
である。 【0069】〔2〕アルカリ可溶性樹脂 本発明においてアルカリ可溶性樹脂として、水には不溶
であり、アルカリ水溶液には可溶なグラフトマー(アル
カリ可溶性グラフトマー)が使用される。アルカリ可溶
性樹脂のアルカリ溶解速度は、0.261Nテトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)で測定
(23℃)して20Å/秒以上のものが好ましい。特に
好ましくは200Å/秒以上のものである(Åはオング
ストローム)。 【0070】本発明で使用されるアルカリ可溶性グラフ
トマーは、幹ポリマーと枝ポリマーからなる。アルカリ
可溶性基は、幹ポリマーと枝ポリマーとのいずれが有し
ていてもよい。 【0071】アルカリ可溶性基としては、ポリヒドロキ
シスチレンあるいはヒドロキシスチレンの共重合体など
フエノール部位を有するもの、ポリピニル安息香酸ある
いはビニル安息香酸の共重合体など、カルポン酸を有す
るもの、ポリスチレンスルホン酸あるいはスチレンスル
ホン酸共重合体などスルホン酸を有するものなどが挙げ
られるが、フエノール部位を有するものが好ましい。 【0072】枝ポリマーを形成する繰り返し単位として
は、アルカリ可溶性基含有繰り返し単位や、スチレン、
ビニルナフタレン、ビニルアントラセンなどの(共重合
による)炭化水素繰り返し単位、モノ、ジ、トリーアル
コキシスチレンなどのスチレン誘導体から誘導される繰
り返し単位などが挙られる。 【0073】幹ポリマーを形成する繰り返し単位として
は、アルカリ可溶性基含有繰り返し単位や、スチレン、
ピニルナフタレン、ビニルアントラセンなどの(共重合
による)炭化水素繰り返し単位、モノ、ジ、トリ−アル
コキシスチレンなどのスチレン誘導体から誘導される繰
り返し単位などが挙られる。また、(メタ)アクリルエ
ステル、(メタ)アクリルアミドなどから誘導される繰
り返し単位が挙げられる。 【0074】枝ポリマーを構成する繰り返し単位と幹ポ
リマーを構成する繰り返し単位とのモル比は、通常1:
99〜99:1、好ましくは5:95〜95:5であ
る。幹ポリマーにおける枝ポリマー成長の反応点の間隔
は、平均で幹ポリマーの繰り返し単位として、1〜20
個、好ましくは1〜5個である。アルカリ可溶性基は、
全繰り返し単位中40〜99モル%、好ましくは45〜
95モル%含有する。好ましくは、幹ポリマーに40〜
90モル%、枝ポリマーに60〜100モル%である。
アルカリ可溶性グラフトマーの重量平均分子量は、好ま
しくは2,000〜500,000、更に好ましくは
3,000〜300,000である。アルカリ可溶性グ
ラフトマーの使用量は、レジスト組成物の全重量(溶媒
を除く)を基準として、通常30〜90重量%、好まし
くは50〜80重量%である。 【0075】アルカリ可溶性グラフトマーはの合成方法
としては、幹ポリマー上に重合開始点を発生させ、枝モ
ノマーを重合する方法、幹ポリマーと枝ポリマーを結合
する方法、幹モノマーと枝モノマー(マクロモノマー)
を共重合させる方法がある。これら3つのうちいずれを
使用しても、本発明のアルカリ可溶性樹胎を合成するこ
とができるが、製造適性などの点から好ましくは、マク
ロモノマーを使用する方法が挙げられる。グラフトポリ
マー合成方法については、「グラフと重合とその応用」
井手文雄著、1977、高分子刊行会、あるいは、「新高分
子実験学2、高分子の合成・反応」高分子学会編、1995
年、共立出版株式会社に記載されている。また、マクロ
モノマーを利用する方法は「マクロモノマーの化学と工
業」山下雄他著、1989、アイシーピーにも記載されてい
る。 【0076】(2−1)本発明におけるアルカリ可溶性
グラフトマーは、下記一般式(1)で表される構造単位
を幹部及び/又は枝部に含有する樹脂であることが好ま
しい。 【0077】 【化25】 【0078】式中、 R1は水素原子、ハロゲン原子、シ
アノ基、置換基を有していても良い、アルキル基又はハ
ロアルキル基を表す。R2は水素原子、置換基を有して
いても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アリール
基、アラルキル基、あるいはアシル基を表す。R3、R4
は同じでも異なっていても良く、水素原子、ハロゲン原
子、シアノ基、又は置換基を有していても良い、アルキ
ル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル
基、もしくはアリール基を表す。Aは単結合、置換基を
有しても良い、アルキレン基、アルケニレン基、シクロ
アルキレン基、もしくはアリーレン基、又は−O−、−
SO2−、−O−CO−R5−、−CO−O−R6−、−
CO−N(R7)−R8−を表す。R5、R6、R8は同じ
でも異なっていても良く、単結合、置換基を有しても良
い、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン
基、もしくはアリーレン基の単独、又はこれらの基とエ
ーテル構造、エステル構造、アミド構造、ウレタン構造
もしくはウレイド構造の群より選択される少なくとも1
種が一緒になって形成した2価の基を表す。R7は同じ
でも異なっていても良く、水素原子、置換基を有してい
ても良い、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル
基、又はアリール基を表す。nは1〜3の整数を表す。
また複数のR2、又はR2とR3もしくはR4が結合して環
を形成しても良い。 【0079】(2−2)また、アルカリ可溶性グラフト
マーが、幹部及び/又は枝部に、下記条件(a)および
(b)を満たす繰り返し単位、更に、下記の一般式
(3)〜 (7)で表される繰り返し単位を有する樹脂であること
も好ましい。 (a)炭素数6以上20以下の芳香環及び該芳香環に直
接あるいは連結基を介して結合したエチレン性不飽和基
を有するモノマーから誘導される繰り返し単位を少なく
とも一種有すること。 (b)該芳香環のπ電子と芳香環上の置換基の非共有電
子対の電子数の間に次の関係が成り立つこと。 【0080】 【数2】 【0081】(ここで、Nπは、π電子総数を表し、N
loneは該置換基としての炭素数1以上12以下の直鎖
状、分岐状、あるいは環状のアルコキシ基、アルケニル
オキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、ま
たは水酸基の非共有電子対の総電子数を表す。2つ以上
のアルコキシ基または水酸基は隣り合う二つが互いに結
合して5員環以上の環構造を形成してもよい。) 【0082】 【化26】 【0083】 【化27】【0084】一般式(3)〜(7)において、 R
101は、水素原子あるいはメチル基を表す。Lは二価の
連結基を表す。Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri、
Rj、Rk、Rlはそれぞれ独立に、炭素数1から12の直鎖
状、分岐状、あるいは、環状のアルキル基、アルケニル
基、アリール基、アラルキル基、あるいは水素原子を表
す。また、これらは互いに連結して炭素数24以下の5
員以上の環を形成しても良い。l,m,n,p,q,r,s,t,u,v,w,
xは0〜3までの整数を表し、l+m+n=2,3、 p+q+r=0,1,
2,3、 s+t+u=0,1,2,3、 v+w+x=0,1,2,3を満たす。 【0085】一般式(1)で表わされる構造単位以外
に、他の繰返し構造単位を含んでいてもよい。 【0086】また、式(1)において、R1〜R4、R7
のアルキル基としては、例えば炭素数1〜8個のアルキ
ル基であって、具体的には、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、ヘキシル基、2-エ
チルヘキシル基、オクチル基を好ましく挙げることがで
きる。 R2〜R4、R7のシクロアルキル基は単環型でも
良く、多環型でも良い。単環型としては炭素数3〜8個
の例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シク
ロヘキシル基を好ましく挙げることができる。多環型と
しては例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソ
ボロニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリ
シクロデカニル基等を好ましく挙げることができる。R
3、R4のアルケニル基としては、例えば炭素数2〜8個
のアルケニル基であって、具体的には、ビニル基、アリ
ル基、ブテニル基、シクロヘキセニル基を好ましく挙げ
ることができる。 【0087】R2〜R4、R7のアリール基としては、例
えば炭素数6〜15個のアリール基であって、具体的に
は、フェニル基、トリル基、ジメチルフェニル基、2,
4,6−トリメチルフェニル基、ナフチル基、アントリ
ル基等を好ましく挙げることができる。R2〜R4、R7
のアラルキル基としては、例えば炭素数7〜12個のア
ラルキル基であって、具体的には、ベンジル基、フェネ
チル基、ナフチルメチル基等を好ましく挙げることがで
きる。 【0088】R1のハロアルキル基としては、例えば炭
素数1〜4個のハロアルキル基であって、具体的にはク
ロロメチル基、クロロエチル基、クロロプロピル基、ク
ロロブチル基、ブロモメチル基、ブロモエチル基等を好
ましく挙げることができる。 【0089】R2のアシル基としては、例えば炭素数1
〜8個のアシル基であって、具体的には、ホルミル基、
アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ピバロイ
ル基、ベンゾイル基等を好ましく挙げることができる。 【0090】A、R5、R6、R8のアルキレン基として
は、好ましくは置換基を有していても良い、メチレン
基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレ
ン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のものが挙げら
れる。A、R5、R6、R8のアルケニレン基としては、
好ましくは置換基を有していても良い、エテニレン基、
プロペニレン基、ブテニレン基等の炭素数2〜6個のも
のが挙げられる。 【0091】A、R5、R6、R8のシクロアルキレン基
としては、好ましくは置換基を有していても良い、シク
ロペンチレン基、シクロヘキシレン基等の炭素数5〜8
個のものが挙げられる。A、R5、R6、R8のアリーレ
ン基としては、好ましくはフェニレン基、トリレン基、
ナフチレン基等の炭素数6〜12個のものが挙げられ
る。 【0092】これらの基に置換される置換基としては、
アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロ
キシル基、カルボキシル基等の活性水素を有するもの
や、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、
沃素原子)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、
プロポキシ基、ブトキシ基等)、チオエーテル基、アシ
ル基(アセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基
等)、アシロキシ基(アセトキシ基、プロパノイルオキ
シ基、ベンゾイルオキシ基等)、アルコキシカルボニル
基(メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プ
ロポキシカルボニル基等)、シアノ基、ニトロ基等が挙
げられる。特にアミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシ
ル基等の活性水素を有するものが好ましい。 【0093】また、複数のR2、又はR2とR3もしくは
4が結合して形成した環としては、ベンゾフラン環、
ベンゾジオキソノール環、ベンゾピラン環等の酸素原子
を含有する4〜7員環が挙げられる。 【0094】本発明に用いられる一般式(1)で表わさ
れる構造単位を含有するアルカリ可溶性グラフトマー
は、下記モノマー(8)、必要により他の重合性モノマ
ーをラジカル重合、リビングアニオン重合することによ
り得ることができる。 【0095】 【化28】 【0096】一般式(8)に於けるR1、R2、R3
4、A及びnは、一般式(1)に於けるR1、R2
3、R4、A及びnと同義である。 【0097】アルカリ可溶性グラフトマーは、一般式
(1)で表される繰り返し構造単位のみからなる樹脂で
あっても良いが、更に本発明のレジストの性能を向上さ
せる目的で、他の重合性モノマーを共重合させても良
い。 【0098】使用することができる共重合モノマーとし
ては、以下に示すものが含まれる。例えば、上記以外の
アクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリル
酸エステル類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビ
ニルエーテル類、ビニルエステル類、スチレン類、クロ
トン酸エステル類などから選ばれる付加重合性不飽和結
合を1個有する化合物である。 【0099】具体的には、例えばアクリル酸エステル
類、例えばアルキル(アルキル基の炭素原子数は1〜1
0のものが好ましい)アクリレート(例えば、アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、ア
クリル酸t−ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸シ
クロヘキシル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸
オクチル、アクリル酸−t−オクチル、クロルエチルア
クリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート2,2
−ジメチルヒドロキシプロピルアクリレート、5−ヒド
ロキシペンチルアクリレート、トリメチロールプロパン
モノアクリレート、ペンタエリスリトールモノアクリレ
ート、グリシジルアクリレート、ベンジルアクリレー
ト、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリル
アクリレート、など)アリールアクリレート(例えばフ
ェニルアクリレートなど); 【0100】メタクリル酸エステル類、例えば、アルキ
ル(アルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好まし
い)メタクリレート(例えば、メチルメタクリレート、
エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソ
プロピルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、
アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シク
ロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、
クロルベンジルメタクリレート、オクチルメタクリレー
ト、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、4−ヒドロ
キシブチルメタクリレート、5−ヒドロキシペンチルメ
タクリレート、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロ
ピルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタ
クリレート、ペンタエリスリトールモノメタクリレー
ト、グリシジルメタクリレート、フルフリルメタクリレ
ート、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなど)、
アリールメタクリレート(例えば、フェニルメタクリレ
ート、クレジルメタクリレート、ナフチルメタクリレー
トなど); 【0101】アクリルアミド類、例えば、アクリルアミ
ド、N−アルキルアクリルアミド、(アルキル基として
は、炭素原子数1〜10のもの、例えば、メチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘプチ
ル基、オクチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、ヒ
ドロキシエチル基、ベンジル基などがある。)、N−ア
リールアクリルアミド(アリール基としては、例えばフ
ェニル基、トリル基、ニトロフェニル基、ナフチル基、
シアノフェニル基、ヒドロキシフェニル基、カルボキシ
フェニル基などがある。)、N,N−ジアルキルアクリ
ルアミド(アルキル基としては、炭素原子数1〜10の
もの、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基、イソブ
チル基、エチルヘキシル基、シクロヘキシル基などがあ
る。)、N,N−ジアリールアクリルアミド(アリール
基としては、例えばフェニル基などがある。)、N−メ
チル−N−フェニルアクリルアミド、N−ヒドロキシエ
チル−N−メチルアクリルアミド、N−2−アセトアミ
ドエチル−N−アセチルアクリルアミドなど; 【0102】メタクリルアミド類、例えば、メタクリル
アミド、N−アルキルメタクリルアミド(アルキル基と
しては、炭素原子数1〜10のもの、例えば、メチル
基、エチル基、t−ブチル基、エチルヘキシル基、ヒド
ロキシエチル基、シクロヘキシル基などがある。)、N
−アリールメタクリルアミド(アリール基としては、フ
ェニル基などがある。)、N,N−ジアルキルメタクリ
ルアミド(アルキル基としては、エチル基、プロピル
基、ブチル基などがある。)、N,N−ジアリールメタ
クリルアミド(アリール基としては、フェニル基などが
ある。)、N−ヒドロキシエチル−N−メチルメタクリ
ルアミド、N−メチル−N−フェニルメタクリルアミ
ド、N−エチル−N−フェニルメタクリルアミドなど;
アリル化合物、例えば、アリルエステル類(例えば、酢
酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸アリル、ラウ
リン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステアリン酸アリ
ル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳酸アリルな
ど)、アリルオキシエタノールなど; 【0103】ビニルエーテル類、例えば、アルキルビニ
ルエーテル(例えば、ヘキシルビニルエーテル、オクチ
ルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキ
シルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、
エトキシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエ
ーテル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニル
エーテル、2−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキ
シエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニル
エーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエ
チルアミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチル
ビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒド
ロフルフリルビニルエーテルなど)、ビニルアリールエ
ーテル(例えばビニルフェニルエーテル、ビニルトリル
エーテル、ビニルクロルフェニルエーテル、ビニル−
2,4−ジクロルフェニルエーテル、ビニルナフチルエ
ーテル、ビニルアントラニルエーテルなど); 【0104】ビニルエステル類、例えば、ビニルブチレ
ート、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテ
ート、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビ
ニルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジ
クロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニル
ブトキシアセテート、ビニルフェニルアセテート、ビニ
ルアセトアセテート、ビニルラクテート、ビニル−β−
フェニルブチレート、ビニルシクロヘキシルカルボキシ
レート、安息香酸ビニル、サルチル酸ビニル、クロル安
息香酸ビニル、テトラクロル安息香酸ビニル、ナフトエ
酸ビニルなど; 【0105】スチレン類、例えば、スチレン、アルキル
スチレン(例えば、メチルスチレン、ジメチルスチレ
ン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルス
チレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキ
シルスチレン、シクロヘキシルスチレン、デシルスチレ
ン、ベンジルスチレン、クロルメチルスチレン、トリフ
ルオルメチルスチレン、エトキシメチルスチレン、アセ
トキシメチルスチレンなど)、アルコキシスチレン(例
えば、メトキシスチレン、4−メトキシ−3−メチルス
チレン、ジメトキシスチレンなど)、ハロゲンスチレン
(例えば、クロルスチレン、ジクロルスチレン、トリク
ロルスチレン、テトラクロルスチレン、ペンタクロルス
チレン、ブロムスチレン、ジブロムスチレン、ヨードス
チレン、フルオルスチレン、トリフルオルスチレン、2
−ブロム−4−トリフルオルメチルスチレン、4−フル
オル−3−トリフルオルメチルスチレンなど)、カルボ
キシスチレン; 【0106】クロトン酸エステル類、例えば、クロトン
酸アルキル(例えば、クロトン酸ブチル、クロトン酸ヘ
キシル、グリセリンモノクロトネートなど);イタコン
酸ジアルキル類(例えば、イタコン酸ジメチル、イタコ
ン酸ジエチル、イタコン酸ジブチルなど);マレイン酸
あるいはフマール酸のジアルキルエステル類(例えば、
ジメチルマレレート、ジブチルフマレートなど)、無水
マレイン酸、マレイミド、アクリロニトリル、メタクリ
ロニトリル、マレイロニトリル等がある。その他、一般
的には共重合可能である付加重合性不飽和化合物であれ
ばよい。 【0107】この中で、カルボキシスチレン、N−(カ
ルボキシフェニル)アクリルアミド、N−(カルボキシ
フェニル)メタクリルアミド等のようなカルボキシル基
を有するモノマー、マレイミド等、アルカリ溶解性を向
上させるモノマーが共重合成分として好ましい。本発明
における樹脂中の他の重合性モノマーの含有量として
は、全繰り返し単位に対して、50モル%以下が好まし
く、より好ましくは30モル%以下である。 【0108】以下に一般式(1)で表される繰り返し構
造単位を有する樹脂(幹部及び/又は枝部)の好ましい
具体例を示すが、本発明がこれに限定されるものではな
い。 【0109】 【化29】【0110】 【化30】【0111】 【化31】【0112】 【化32】【0113】 【化33】【0114】 【化34】【0115】 【化35】【0116】 【化36】【0117】 【化37】【0118】 【化38】【0119】上記具体例中のnは正の整数を表す。x、
y、zは樹脂組成のモル比を表し、2成分からなる樹脂
では、x=10〜95、y=5〜90、好ましくはx=
40〜90、y=10〜60の範囲で使用される。3成
分からなる樹脂では、 x=10〜90、y=5〜8
5、z=5〜85、好ましくはx=40〜80、y=1
0〜50、z=10〜50の範囲で使用される。 【0120】一般式(1)で表される繰り返し構造単位
を有するアルカリ可溶性グラフトマーの分子量は重量平
均で好ましくは3,000〜300,000であり、よ
り好ましくは3,000〜100,000の範囲で使用
される。分子量分布は1〜10であり、好ましくは1〜
3、更に好ましくは1〜1.5の範囲のものが使用され
る。分子量分布が小さいものほど、解像度、レジスト形
状、及びレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラ
フネス性に優れる。一般式(1)で表される繰り返し構
造単位の含有量は、全体の樹脂に対して、5〜100モ
ル%、好ましくは10〜90モル%である。 【0121】本発明に用いられる一般式(1)で表わさ
れる構造単位を含有するアルカリ可溶性グラフトマー
(幹部及び/又は枝部)は、Macromolecules (1995), 2
8(11),3787〜3789, Polym. Bull. (Berlin)(1990), 24
(4), 385〜389,特開平8−286375に記載されてい
る方法により合成することができる。即ち、ラジカル重
合もしくはリビングアニオン重合法により目的のアルカ
リ可溶性グラフトマーを得ることができる。これらの樹
脂は1種で使用しても良いし、複数を混合して用いても
良い。 【0122】ここで、重量平均分子量はゲルパーミエー
ションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値をもっ
て定義される。 【0123】(2−2)本発明におけるアルカリ可溶性
グラフトマーの他の好ましい態様の1つは、下記条件
(a)および(b)を満たす繰り返し単位を含有する。 (a)炭素数6以上20以下の芳香環及び該芳香環に直
接あるいは連結基を介して結合したエチレン性不飽和基
を有するモノマーから誘導される繰り返し単位を少なく
とも一種有すること。 (b)該芳香環のπ電子と芳香環上の置換基の非共有電
子対の電子数の間に前記式(1)の関係が成り立つこ
と。 【0124】ここで、Nπは、π電子総数を表し、N
loneは該置換基としての炭素数1以上12以下の直鎖
状、分岐状、あるいは環状のアルコキシ基、アルケニル
オキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、ま
たは水酸基の非共有電子対の総電子数を表す。2つ以上
のアルコキシ基または水酸基は隣り合う二つが互いに結
合して5員環以上の環構造を形成してもよい。 【0125】特に、式(1)中のNπ+(1/2)N
loneは、10〜40の範囲であることが二次電子を発生
しやすい構造であるため好ましい。好ましい芳香環とし
ては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フ
ェナントレン環、ビフェニル等を挙げることができ、好
ましい芳香環上の置換基としては、水酸基、メトキシ
基、エトキシ基、イソプロピル基等を挙げることができ
る。また、π電子総数Nπが10以上となる芳香環(例
えばナフタレン環、アントラセン環またはフェナントレ
ン環、ビフェニルのような芳香環)であれば、この芳香
環上の置換基は非共有電子対を有さない基(Nlone=0
となる基)であっても良く、例えば、水素、飽和アルキ
ル基などを挙げることができる。 【0126】(2−2−1)より具体的には、アルカリ
可溶性グラフトマーは、前記一般式(3)〜(7)で表
される繰り返し単位を構成成分として有することが好ま
しい。 【0127】一般式(3)〜(7)において、 R
101は、水素原子あるいはメチル基を表す。Lは二価の
連結基を表す。Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri、
Rj、Rk、Rlはそれぞれ独立に、炭素数1から12の直鎖
状、分岐状、あるいは、環状のアルキル基、アルケニル
基、アリール基、アラルキル基、あるいは水素原子を表
す。また、これらは互いに連結して炭素数24以下の5
員以上の環を形成しても良い。l,m,n,p,q,r,s,t,u,v,w,
xは0〜3までの整数を表し、l+m+n=2,3、 p+q+r=0,1,
2,3、 s+t+u=0,1,2,3、 v+w+x=0,1,2,3を満たす。 【0128】Ra、Rb、Rcの例としては、水素、メチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル
基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ネオペ
ンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル
基、デシル基、ドデシル基、アリル基、ベンジル基、フ
ェニル基、クミル基などが挙げられる。また、互いに連
結して、メチル置換ジオキソール環、エチル置換ジオキ
ソール環、フェニル置換ジオキソール環、ジメチル置換
ジオキソール環、ジオキサン環を形成するものも例とし
て挙げられる。 【0129】Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri、Rj、Rk、Rlの例
としては、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イ
ソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル
基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロ
ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、アリ
ル基、ベンジル基、フェニル基、クミル基などが挙げら
れる。Rd〜Rf、Rg〜Ri又はRj〜Rlは、ジオキソール環、
メチル置換ジオキソール環、エチル置換ジソキソール
環、フェニル置換ジオキソール環、ジメチル置換ジオキ
ソール環、ジオキサン環を形成するものも例として挙げ
られる。 【0130】Lの例としては、単結合、−CH2−、−
COO−、−COOCH2−、−OCH2CH2O−、−
OCH2−、−CONH−などが挙げられる。 【0131】Yの表す各芳香環における、主鎖に結合す
る結合手、あるいは置換基に結合する結合手の位置は芳
香環上のいずれでも良い。 【0132】これらは、下記(9)〜(13)のモノマ
ーの単独重合、或いは必要により前記と同様の他の共重
合モノマーとの共重合によって得ることができる。 【0133】 【化39】 【0134】 【化40】【0135】上記において、R1a、R101、Ra〜Rl、
l、m、n、p、q、r、s、t、u、v、w、xは、前記と同義で
ある。上記の内、分子内に水酸基を有するモノマーを使
用する場合は、あらかじめ水酸基を保護しておき重合後
に保護基を外す方法が好ましい。また、酸分解性の基で
保護する場合も、ポリマー合成終了後に保護基を導入す
る方法が一般的である。 【0136】これらの構造の好ましい具体例を以下に挙
げるがこれらに限定されるものではない。 【0137】 【化41】【0138】 【化42】 【0139】 【化43】 【0140】 【化44】 【0141】 【化45】 【0142】 【化46】 【0143】 【化47】【0144】 【化48】【0145】 【化49】【0146】 【化50】【0147】 【化51】【0148】 【化52】 【0149】 【化53】 【0150】 【化54】【0151】 【化55】 【0152】 【化56】【0153】 【化57】【0154】 【化58】 【0155】(2−2−2)更に、本発明に於けるアル
カリ可溶性グラフトマー(幹部及び/又は枝部)とし
て、部分アルキルエーテル化したポリヒドロキシスチレ
ン及びヒドロキシスチレン/スチレン共重合体も好まし
い。 【0156】部分アルキルエーテル化されたポリヒドロ
キシスチレンに於いて、アルキルエーテル化されたフェ
ノール単位(mol)/フェノール単位(mol)は、
1/99〜30/70の範囲が好ましい。 【0157】ヒドロキシスチレン/スチレン共重合体に
於いて、ヒドロキシスチレン単位(mol)/スチレン
単位(mol)は、70/30〜95/5の範囲が好ま
しい。 【0158】以下に、本発明に於ける部分アルキルエー
テル化したポリヒドロキシスチレンの好ましい具体例を
挙げるが、本発明がこれに限定されるものではない。 【0159】 【化59】【0160】 【化60】 【0161】 【化61】【0162】 【化62】 【0163】 【化63】 【0164】 【化64】【0165】本発明における、上記(2−2−1)及び
(2−2−2)に記載のアルカリ可溶性グラフトマー
は、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合等の公
知の方法によって合成できる。対応するモノマーを組み
合わせてラジカル重合を行うのが最も簡便であるが、モ
ノマーによってはカチオン重合、アニオン重合を利用し
た場合に、より好適に合成できる。また、重合開始種に
よってモノマーが重合以外の反応を起こす場合には、適
当な保護基を導入したモノマーを重合し、重合後に脱保
護することによって望む重合体を得ることができる。ま
た、アルコキシを有する重合体については、対応する水
酸基を有する重合体の水酸基をエーテル化反応を行うこ
とによっても望む重合体を得ることができる。重合法に
ついては、実験化学講座28高分子合成、新実験化学講
座19高分子化学[I]等に記載されている。 【0166】上記アルカリ可溶性グラフトマーは、重量
平均分子量が好ましくは3、000〜300,000、
より好ましくは3,000〜100,000、更に好ま
しくは3,000〜50,000である。 【0167】上記アルカリ可溶性グラフトマーの分子量
分布(Mw/Mn)は、1.0〜1.5であることが好
ましく、これにより、特にレジストを高感度化すること
ができる。なお、このような分子量分布のグラフトマー
は、上記合成方法において、リビングアニオン重合を利
用することによって合成することができる。 【0168】本発明のレジスト組成物において、上記ア
ルカリ可溶性グラフトマーとともに、他のアルカリ可溶
性樹脂を併用することもできる。併用する場合のアルカ
リ可溶性樹脂としては、例えばノボラック樹脂、水素化
ノボラツク樹脂、アセトン−ピロガロール樹脂、o−ポ
リヒドロキシスチレン、p−ポリヒドロキシスチレン、
水素化ポリヒドロキシスチレン、ハロゲンもしくはアル
キル置換ポリヒドロキシスチレン、ヒドロキシスチレン
−N−置換マレイミド共重合体、o/p−ヒドロキシス
チレン共重合体、ポリヒドロキシスチレンの水酸基に対
する一部O−アルキル化物(例えば、5〜30モル%の
O−メチル化物、O−(1−メトキシ)エチル化物、O
−(1−エトキシ)エチル化物、O−2−テトラヒドロ
ピラニル化物、O−(t−ブトキシカルボニル)メチル
化物等)もしくはO−アシル化物(例えば、5〜30モ
ル%のo−アセチル化物、O−(t−ブトキシ)カルボ
ニル化物等)、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ス
チレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチ
レン−ヒドロキシスチレン共重合体、カルボキシル基含
有メタクリル系樹脂及びその誘導体を挙げることができ
るが、これらに限定されるものではない。 【0169】特に好ましい他のアルカリ可溶性樹脂は、
ノボラック樹脂及びo−ポリヒドロキシスチレン、p−
ポリヒドロキシスチレン及びこれらの共重合体、アルキ
ル置換ポリヒドロキシスチレン、ポリヒドロキシスチレ
ンの一部O−アルキル化、もしくはO−アシル化物、ス
チレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチ
レン−ヒドロキシスチレン共重合体である。該ノボラッ
ク樹脂は、下記の所定のモノマーを主成分として、酸性
触媒の存在下、アルデヒド類と付加縮合させることによ
り得られる。 【0170】所定のモノマーとしては、フェノール、m
−クレゾール、p−クレゾール、o−クレゾール等のク
レゾール類、2,5−キシレノール、3,5−キシレノ
ール、3,4−キシレノール、2,3−キシレノール等
のキシレノール類、m−エチルフェノール、p−エチル
フェノール、o−エチルフェノール、p−t−ブチルフ
ェノール、p−オクチルフエノール、2,3,5−トリ
メチルフェノール等のアルキルフェノール類、p−メト
キシフェノール、m−メトキシフェノール、3,5−ジ
メトキシフェノール、2−メトキシ−4−メチルフェノ
ール、m−エトキシフェノール、p−エトキシフェノー
ル、m−プロポキシフェノール、p−プロポキシフェノ
ール、m−ブトキシフェノール、p−ブトキシフェノー
ル等のアルコキシフェノール類、2−メチル−4−イソ
プロピルフェノール等のビスアルキルフェノール類、m
−クロロフェノール、p−クロロフェノール、o−クロ
ロフェノール、ジヒドロキシビフェニル、ビスフェノー
ルA、フェニルフェノール、レゾルシノール、ナフトー
ル等のヒドロキシ芳香化合物を単独もしくは2種類以上
混合して使用することができるが、これらに限定される
ものではない。 【0171】アルデヒド類としては、例えばホルムアル
デヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プ
ロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセ
トアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−
フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズア
ルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒド
ロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒ
ド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズア
ルデヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベ
ンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、o−メ
チルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、
p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデ
ヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、フルフラー
ル、クロロアセトアルデヒド及びこれらのアセタール
体、例えばクロロアセトアルデヒドジエチルアセタール
等を使用することができるが、これらの中で、ホルムア
ルデヒドを使用するのが好ましい。これらのアルデヒド
類は、単独でもしくは2種類以上組み合わせて用いられ
る。酸性触媒としては塩酸、硫酸、ギ酸、酢酸、シュウ
酸等を使用することができる。 【0172】ノボラック樹脂の重量平均分子量は、1,
000〜30,000の範囲であることが好ましい。
1,000未満では照射部の現像後の膜減りが大きく、
30,000を越えると現像速度が小さくなってしま
う。特に好適なのは2,000〜20,000の範囲で
ある。また、ノボラック樹脂以外の前記ポリヒドロキシ
スチレン、及びその誘導体、共重合体の重量平均分子量
は、2000以上、好ましくは2000〜30000、
より好ましくは2000〜20000である。ここで、
重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフ
ィーのポリスチレン換算値をもって定義される。 【0173】アルカリ可溶性グラフトマーと併用するア
ルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、1,000〜3
0,000の範囲であることが好ましい。1,000未
満では照射部の現像後の膜減りが大きく、30,000
を越えると現像速度が小さくなってしまう。さらに好適
なのは2,000〜20,000の範囲である。感度が
特に優れている点で特に好ましいアルカリ可溶性樹脂の
重量平均分子量は、2,000〜9,000の範囲であ
り、より好ましくは2,500〜9,000の範囲であ
り、さらに好ましくは3,000〜9,000の範囲で
ある。また、アルカリ可溶性樹脂の分子量分布(Mw/
Mn)は、1.0〜1.5となる(単分散ポリマー)ほ
うが現像残さが少なくなり好ましい。感度が特に優れて
いる点で特に好ましいアルカリ可溶性樹脂の分子量分布
(Mw/Mn)は、1.0〜1.4であり、より好まし
くは1.0〜1.3であり、さらに好ましくは1.0〜
1.2である。ここで、重量平均分子量はゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィーのポリスチレン換算値をも
って定義される。併用するアルカリ可溶性樹脂の添加量
は、アルカリ可溶性グラフトマーの重量に対して、通常
0〜50重量%である。 【0174】〔3〕架橋剤 本発明のネガ型レジスト組成物では、アルカリ可溶性樹
脂、酸発生剤とともに、酸により架橋する化合物(以
下、適宜、酸架橋剤又は単に架橋剤と称する)を使用す
る。 (3)−1 架橋剤は、フェノール誘導体を使用するこ
とができる。好ましくは、分子量が1200以下、分子
内にベンゼン環を3〜5個含み、さらにヒドロキシメチ
ル基またはアルコキシメチル基を合わせて2個以上有
し、そのヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基を少
なくともいずれかのベンゼン環に集中させ、あるいは振
り分けて結合してなるフェノール誘導体を挙げることが
できる。このようなフェノール誘導体を用いることによ
り、本発明の効果をより顕著にすることができる。ベン
ゼン環に結合するアルコキシメチル基としては、炭素数
6個以下のものが好ましい。具体的にはメトキシメチル
基、エトキシメチル基、n−プロポキシメチル基、i−
プロポキシメチル基、n−ブトキシメチル基、i−ブト
キシメチル基、sec−ブトキシメチル基、t−ブトキ
シメチル基が好ましい。さらに、2−メトキシエトキシ
基及び、2−メトキシ−1−プロピル基の様に、アルコ
キシ置換されたアルコキシ基も好ましい。これらのフェ
ノール誘導体の内、特に好ましいものを以下に挙げる。 【0175】 【化65】 【0176】 【化66】【0177】 【化67】 【0178】 【化68】【0179】 【化69】【0180】(式中、L1〜L8は、同じであっても異な
っていてもよく、ヒドロキシメチル基、メトキシメチル
基又はエトキシメチル基を示す。) ヒドロキシメチル基を有するフェノール誘導体は、対応
するヒドロキシメチル基を有さないフェノール化合物
(上記式においてL1〜L8が水素原子である化合物)と
ホルムアルデヒドを塩基触媒下で反応させることによっ
て得ることができる。この際、樹脂化やゲル化を防ぐた
めに、反応温度を60℃以下で行うことが好ましい。具
体的には、特開平6−282067号、特開平7−64
285号等に記載されている方法にて合成することがで
きる。アルコキシメチル基を有するフェノール誘導体
は、対応するヒドロキシメチル基を有するフェノール誘
導体とアルコールを酸触媒下で反応させることによって
得ることができる。この際、樹脂化やゲル化を防ぐため
に、反応温度を100℃以下で行うことが好ましい。具
体的には、欧州特許EP632003A1等に記載され
ている方法にて合成することができる。このようにして
合成されたヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル
基を有するフェノール誘導体は、保存時の安定性の点で
好ましいが、アルコキシメチル基を有するフェノール誘
導体は保存時の安定性の観点から特に好ましい。ヒドロ
キシメチル基またはアルコキシメチル基を合わせて2個
以上有し、いずれかのベンゼン環に集中させ、あるいは
振り分けて結合してなるこのようなフェノール誘導体
は、単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせ
て使用してもよい。 【0181】(3)−2 上記フェノール誘導体以外に
も、下記の(i)、(ii)の化合物が架橋剤として使
用できる。 (i) N−ヒドロキシメチル基、N−アルコキシメチ
ル基、若しくはN−アシルオキシメチル基を有する化合
物 (ii) エポキシ化合物 【0182】これらの架橋剤については以下に詳細に説
明する。 (i) N−ヒドロキシメチル基、N−アルコキシメチ
ル基、若しくはN−アシルオキシメチル基を有する化合
物としては、欧州特許公開(以下、「EP−A」と記載
する)第0,133,216号、西独特許第3,63
4,671号、同第3,711,264号に開示された
単量体及びオリゴマー−メラミン−ホルムアルデヒド縮
合物並びに尿素−ホルムアルデヒド縮合物、EP−A第
0,212,482号に開示されたアルコキシ置換化合
物等に開示されたベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド
縮合物等が挙げられる。更に好ましい例としては、例え
ば、少なくとも2個の遊離N−ヒドロキシメチル基、N
−アルコキシメチル基、若しくはN−アシルオキシメチ
ル基を有するメラミン−ホルムアルデヒド誘導体が挙げ
られ、中でもN−アルコキシメチル誘導体が特に好まし
い。 【0183】(ii) エポキシ化合物としては、一つ
以上のエポキシ基を含む、モノマー、ダイマー、オリゴ
マー、ポリマー状のエポキシ化合物を挙げることができ
る。例えば、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンと
の反応生成物、低分子量フェノール−ホルムアルデヒド
樹脂とエピクロルヒドリンとの反応生成物等が挙げられ
る。その他、米国特許第4,026,705号公報、英
国特許第1,539,192号公報に記載され、使用さ
れているエポキシ樹脂を挙げることができる。 【0184】本発明においては、上記のフェノール誘導
体が好ましい。上記のフェノール誘導体に加え、例えば
上述のような他の架橋剤(i)、(ii)を併用するこ
ともできる。上記のフェノール誘導体に加えて併用しう
る他の架橋剤の比率は、モル比で100/0〜20/8
0、好ましくは90/10〜40/60、更に好ましく
は80/20〜50/50である。 【0185】架橋剤は、全レジスト組成物固形分中、3
〜70重量%、好ましくは5〜50重量%の添加量で用
いられる。架橋剤の添加量が3重量%未満であると残膜
率が低下し、また、70重量%を越えると解像力が低下
し、更にレジスト液の保存時の安定性の点で余り好まし
くない。 【0186】〔4〕(E)有機塩基性化合物 本発明で用いることのできる好ましい有機塩基性化合物
とは、フェノールよりも塩基性の強い化合物である。中
でも含窒素塩基性化合物が好ましい。好ましい化学的環
境として、下記式(A)〜(E)の構造を挙げることが
できる。 【0187】 【化70】 【0188】ここで、R250 、R251 及びR252 は、同
一でも異なってもよく、水素原子、炭素数1〜6個のア
ルキル基、炭素数1〜6個のアミノアルキル基、炭素数
1〜6個のヒドロキシアルキル基又は炭素数6〜20個
の置換もしくは非置換のアリール基を表し、ここで、R
251 とR252 は、互いに結合して環を形成してもよい。
253 、R254 、R255 及びR256 は、同一でも異なっ
てもよく、炭素数1〜6個のアルキル基を表す。 【0189】更に好ましい化合物は、一分子中に異なる
化学的環境の窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性化
合物であり、特に好ましくは、置換もしくは未置換のア
ミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物もし
くはアルキルアミノ基を有する化合物である。 【0190】好ましい具体例としては、置換もしくは未
置換のグアニジン、置換もしくは未置換のアミノピリジ
ン、置換もしくは未置換のアミノアルキルピリジン、置
換もしくは未置換のアミノピロリジン、置換もしくは未
置換のインダゾール、イミダゾール、置換もしくは未置
換のピラゾール、置換もしくは未置換のピラジン、置換
もしくは未置換のピリミジン、置換もしくは未置換のプ
リン、置換もしくは未置換のイミダゾリン、置換もしく
は未置換のピラゾリン、置換もしくは未置換のピペラジ
ン、置換もしくは未置換のアミノモルフォリン、置換も
しくは未置換のアミノアルキルモルフォリン等が挙げら
れる。好ましい置換基は、アミノ基、アミノアルキル
基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールア
ミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロ
キシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、水
酸基、シアノ基である。 【0191】特に好ましい化合物として、グアニジン、
1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3,−テト
ラメチルグアニジン、イミダゾール、2−メチルイミダ
ゾール、4−メチルイミダゾール、N−メチルイミダゾ
ール、2−フェニルイミダゾール、4,5−ジフェニル
イミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾー
ル、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−ア
ミノピリジン、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメ
チルアミノピリジン、2−ジエチルアミノピリジン、2
−(アミノメチル)ピリジン、2−アミノ−3−メチル
ピリジン、2−アミノ−4−メチルピリジン、2−アミ
ノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−6−メチルピリ
ジン、3−アミノエチルピリジン、4−アミノエチルピ
リジン、3−アミノピロリジン、ピペラジン、N−(2
−アミノエチル)ピペラジン、N−(2−アミノエチ
ル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,6,6−テトラ
メチルピペリジン、4−ピペリジノピペリジン、2−イ
ミノピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジ
ン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチルピラゾール、
5−アミノ−3−メチル−1−p−トリルピラゾール、
ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メチルピラジ
ン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジン、4,6
−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリン、3−ピラ
ゾリン、N−アミノモルフォリン、N−(2−アミノエ
チル)モルフォリンなどが挙げられるがこれに限定され
るものではない。 【0192】これらの含窒素塩基性化合物は、単独であ
るいは2種以上一緒に用いられる。電子線またはX線に
より酸を発生する化合物と有機塩基性化合物の組成物中
の使用割合は、(電子線またはX線により酸を発生する
化合物)/(有機塩基性化合物)(モル比)=2.5〜
300であることが好ましい。該モル比が2.5未満で
は低感度となり、解像力が低下する場合があり、また、
300を越えると照射後加熱処理までの経時でレジスト
パターンの太りが大きくなり、解像力も低下する場合が
ある。(電子線またはX線により酸を発生する化合物)
/(有機塩基性化合物)(モル比)は、好ましくは5.
0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。こ
れら含窒素塩基性化合物の添加は、レジスト膜の引き置
き経時安定性(PCD安定性及びPED安定性)を改善
する効果がある。ここで、PCD(Post Coating Delay)
安定性とは、基板にレジスト組成物を塗布後、照射装置
内あるいは装置外に放置した場合の塗膜安定性であり、
また、PED(Post Exposure Delay)安定性とは、照射
後に加熱操作を行うまでの間、照射装置内あるいは装置
外に放置した場合の塗膜安定性である。 【0193】〔5〕界面活性剤類 本発明のネガ型レジスト組成物には、界面活性剤を加え
ることもできる。具体的には、ポリオキシエチレンラウ
リルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテ
ル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエ
チレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノール
エーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテ
ル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、
ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコ
ポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモ
ノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビ
タンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソル
ビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル
類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポ
リオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオ
キシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシ
エチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレ
ンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレン
ソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性
剤、エフトップEF301,EF303,EF352
(新秋田化成(株)製)、メガファックF171,F1
73 (大日本インキ(株)製)、フロラ−ドFC43
0,FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガ
ードAG710,サーフロンS−382,SC101,
SC102,SC103,SC104,SC105,S
C106(旭硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤、
オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業
(株)製)やアクリル酸系もしくはメタクリル酸系
(共)重合ポリフローNo.75,No.95(共栄社
油脂化学工業(株)製)、トロイゾルS−366(トロ
イケミカル(株)製)等を挙げることができる。尚、フ
ッ素系及びシリコン系界面活性剤のうち少なくとも1種
の界面活性剤が配合されることが好ましい。また、フッ
素原子と珪素原子の両方を有する界面活性剤が配合され
ることも好ましい。これらの界面活性剤として、例えば
特開昭62-36663号、特開昭61-226746号、特開昭61-2267
45号、特開昭62-170950号、特開昭63-34540号、特開平7
-230165号、特開平8-62834号、特開平9-54432号、特開
平9-5988号、米国特許5405720号, 米国特許5360692号,
米国特許5529881号, 米国特許5296330号, 米国特許5436
098号, 米国特許5576143号, 米国特許5296143号, 米国
特許5294511号、 及び、米国特許5824451号記載の界面
活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそ
のまま用いることもできる。 市販の界面活性剤とし
て、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)
製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、
メガファックF171、F173、F176、F189、R08(大日本イ
ンキ(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、10
3、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−
366(トロイケミカル社製)等のフッ素系界面活性剤
又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。また
ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)
製)もシリコン系界面活性剤として用いることができ
る。これらの界面活性剤の配合量は、本発明の組成物中
の固形分100重量部当たり、通常、0.001〜2重
量部、好ましくは0.01〜1重量部である。これらの
界面活性剤は単独で添加してもよいし、また、いくつか
の組み合わせで添加することもできる。これらの界面活
性剤の添加により、レジスト膜の面内均一性が増し、解
像力が向上する効果がある。 【0194】〔6〕溶剤 本発明のネガ型レジスト組成物は、上記各成分を溶解す
る溶媒に溶かして支持体上に塗布する。ここで使用する
溶媒としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノ
ン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラ
クトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノ
メチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテ
ル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコー
ルモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メ
チル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エト
キシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン
酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホル
ムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリド
ン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶媒を
単独あるいは混合して使用する。特に好ましい溶媒は、
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/
プロピレングリコールモノメチルエーテルの比率(重量
比)が100/0〜30/70、好ましくは100/0
〜50/50、更に好ましくは100/0〜80/20
の混合溶媒である。 【0195】〔7〕染料 本発明のネガ型レジスト組成物には必要に応じて、更に
染料などを含有させることができる。好適な染料として
は油性染料及び塩基性染料がある。具体的にはオイルイ
エロー#101、オイルイエロー#103、オイルピン
ク#312、オイルグリーンBG、オイルブルーBO
S,オイルブルー#603、オイルブラックBY、オイ
ルブラックBS、オイルブラックT−505(以上オリ
エント化学工業株式会社製)、クリスタルバイオレット
(CI42555)、メチルバイオレット(CI425
35)、ローダミンB(CI45170B)、マラカイ
トグリーン(CI42000)、メチレンブルー(CI
52015)等を挙げることができる。 【0196】精密集積回路素子の製造などにおいてレジ
スト膜上へのパターン形成工程は、基板(例:シリコン
/二酸化シリコン皮覆、ガラス基板、ITO基板等の透
明基板等)上に、本発明のネガ型レジスト組成物を塗布
し、次に電子線、X線又はEUV描画装置を用いて照射
を行い、加熱、現像、リンス、乾燥することにより良好
なレジストパターンを形成することができる。本発明の
ネガ型レジスト組成物の現像液としては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリ
ウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機ア
ルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一
アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の
第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミ
ン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリ
エタノーアミン等のアルコ−ルアミン類、テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウム
ヒドロキシド、コリン等の第四級アンモニウム塩、ピロ
ール、ピペリジン等の環状アミン類、等のアルカリ類の
水溶液を使用することができる。更に、上記アルカリ類
の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、
ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用するこ
ともできる。これらの現像液の中で好ましくは第四アン
モニウム塩、更に好ましくは、テトラメチルアンモニウ
ムヒドロオキシド、コリンである。 【0197】 【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明の内容がこれにより限定されるものでは
ない。 1.構成素材の合成例 【0198】(1)酸発生剤 (C1)ペンタフロロベンゼンスルホン酸テトラメチル
アンモニウム塩の合成 ペンタフロロベンゼンスルホニルクロリド25gを氷冷
下メタノール100mlに溶解させ、これに25%テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液100gをゆ
っくり加えた。室温で3時間攪拌するとペンタフロロベ
ンゼンスルホン酸テトラメチルアンモニウム塩の溶液が
得られた。この溶液をスルホニウム塩、ヨードニウム塩
との塩交換に用いた。 【0199】(C2)トリフェニルスルホニウムペンタ
フロロベンゼンスルホネートの合成 ジフェニルスルホキシド50gをベンゼン800mlに
溶解させ、これに塩化アルミニウム200gを加え、2
4時間還流した。反応液を氷2Lにゆっくりと注ぎ、こ
れに濃塩酸400mlを加えて70℃で10分加熱し
た。この水溶液を酢酸エチル500mlで洗浄し、ろ過
した後にヨウ化アンモニウム200gを水400mlに
溶解したものを加えた。析出した粉体をろ取、水洗した
後酢酸エチルで洗浄、乾燥するとトリフェニルスルホニ
ウムヨージドが70g得られた。トリフェニルスルホニ
ウムヨージド30.5gをメタノール1000mlに溶
解させ、この溶液に酸化銀19.1gを加え、室温で4
時間攪拌した。溶液をろ過し、これに過剰量のペンタフ
ロロベンゼンスルホン酸テトラメチルアンモニウム塩の
溶液を加えた。反応液を濃縮し、これをジクロロメタン
500mlに溶解し、この溶液を5%テトラメチルアン
モニウムヒドロキシド水溶液、および水で洗浄した。有
機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮するとトリフ
ェニルスルホニウムペンタフロロベンゼンスルホネート
(I−1)が得られた。 【0200】(C3)ジ(4−t−アミルフェニル)ヨ
ードニウムペンタフロロベンゼンスルホネートの合成 t−アミルベンゼン60g、ヨウ素酸カリウム39.5
g、無水酢酸81g、ジクロロメタン170mlを混合
し、これに氷冷下濃硫酸66.8gをゆっくり滴下し
た。氷冷下2時間攪拌した後、室温で10時間攪拌し
た。反応液に氷冷下、水500mlを加え、これをジク
ロロメタンで抽出、有機相を炭酸水素ナトリウム、水で
洗浄した後濃縮するとジ(4−t−アミルフェニル)ヨ
ードニウム硫酸塩が得られた。この硫酸塩を、過剰量の
ペンタフロロベンゼンスルホン酸テトラメチルアンモニ
ウム塩の溶液に加えた。この溶液に水500mlを加
え、これをジクロロメタンで抽出、有機相を5%テトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、および水で洗
浄した後濃縮するとジ(4−t−アミルフェニル)ヨー
ドニウムペンタフロロベンゼンスルホネート(III−
1)が得られた。以下に示す酸発生剤PAG−1および
PAG−2についても上記と同様の方法を用いて合成で
きる。 【0201】(2)アルカリ可溶性グラフトマーの合成 (合成例1)p-t-ブトキシスチレンマクロモノマー(Mw
2600;末端メタクリレート:東亜合成製)を17.6g,p-
t-ブトキシスチレン4.4gを乾燥THFに溶解し,窒素
気流下70℃に加熱した。和光純薬製アゾ系ラジカル開
始剤V−601、前記モノマー総量の80mol%加えた。6時
間反応させた後、反応液をTHFで希釈し、メタノール
中に沈殿させ、精製してポリマーを取り出した。常法に
より酸で分解してGP1を得た。GPC測定により、重量
平均分子量(Mw)、分子量分散度(Mw/Mn)を求めた。 【0202】(合成例2)合成例1においてp-t−ブト
キシスチレンの代わりに、3,4−ジメトキシスチレンを
用いたこと以外は同様にして(GP2)を得た。 【0203】(合成例3)合成例1においてp-t−ブト
キシスチレンの代わりに、1−ビニルナフタレンを用い
たを用いたこと以外は同様にして(GP3)を得た。 【0204】(合成例4)合成例1においてp-t−ブト
キシスチレンの代わりに、m-t−ブトキシステレンを用
いたこと以外は同様にして(GP4)を得た。 【0205】(合成例5)合成例1においてp-t−ブト
キシスチレン4.4gの代わりに、p-ビニル安息香酸2gを
用いたこと以外は同様にして(GP5)を得た。 【0206】(合成例6)合成例1においてp-t−ブト
キシスチレンの代わりに、スチレンを用いたこと以外は
同様にして(GP6)を得た。 【0207】(合成例7)(GP1)12.5gをアセトン
50mlに溶解し,炭酸カリウム0・57g及びヨウ化エチル3
・2gを加えて6時間加熱還流した。反応液をろ過した
後、ろ液をpH3の酢酸水溶液1Lに滴下して沈殿させ、沈
殿物をろ過して集めた。真空乾燥した後、アセトン/へ
キサンを用いて分別沈殿して低分子量成分を除いて(G
P7)を得た。 【0208】(合成例8)p-t−ブトキシスチレンマク
ロモノマーの代わりに、スチレンマクロモノマーを用い
て合成例1と同様にして(GP8)を得た. 【0209】(合成例9)GP1をアセトン/ヘキサン
により分別沈殿し、濃厚相にさらにヘキサンを加え、得
られた希薄相を濃縮して分子量分布の狭いポリマー(G
P9)を得た。 (合成例10)ポリヒドロキシスチレン(VP-5000:日本
曹達製)10gをメタノールに溶解し、p-t−ブトキシスチ
レン10g、和光純薬製アゾ系ラジカル開始剤V−601を
前記モノマー総量の10mol%を加え、脱気を行して、電
子線を照射した、反応液をTHFで希釈し,メタノール中
に沈殿させ、精製してポリマーを取り出した。常法によ
り酸で分解して(GP10)を得た。 (合成例11)p-t−ブトキシスチレンをV−601及びメ
ルカブトエタールの存在下重合し、末端ヒドロシルポリ
マーを得た。末端水酸基をトシルクロリドでトシル化
し、ベース存在下でポリヒドロキシスチレン(VP-5000:
日本曹達製)と反応した。取り出したポリマーを酸で処
理して(GP11)を得た。 【0210】(合成例1〜11のアルカリ可溶性グラフ
トポリマー)合成例1〜11の本発明のアルカリ可溶性
グラフトポリマーを以下にに示す。 【0211】 【化71】【0212】 【化72】【0213】 【化73】 【0214】 【化74】【0215】(3) 架橋剤 架橋剤〔HM−1〕の合成 1−〔α−メチル−α-(4−ヒドロキシフェニル)エ
チル〕−4−〔α,α−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)エチル〕ベンゼン20g(本州化学工業(株)製T
risp−PA)を10%水酸化カリウム水溶液に加
え、撹拌、溶解した。次にこの溶液を撹伴しながら、3
7%ホルマリン水溶液60mlを室温下で1時間かけて
徐々に加えた。さらに室温下で6時間撹伴した後、希硫
酸水溶液に投人した。析出物をろ過し、十分水洗した
後、メタノール30mlより再結晶することにより、下
記構造のヒドロキシメチル基を有するフェノール誘導体
〔HM−1]の白色粉末20gを得た。純度は92%で
あった(液体クロマトグラフィー法)。 【0216】 【化75】 【0217】架橋剤〔MM−1〕の合成 上記合成例で得られたヒドロキシメチル基を有するフェ
ノール誘導体〔HM−1〕20gを1リットルのメタノ
ールに加え、加熱撹拌し、溶解した。次に、この溶液に
濃硫酸1mlを加え、12時間加熱還流した。反応終了
後、反応液を冷却し、炭酸カリウム2gをを加えた。こ
の混合物を十分濃縮した後、酢酸エチル300mlを加
えた。この溶液を水洗した後、濃縮乾固させることによ
り、下記構造のメトキシメチル基を有するフェノール誘
導体〔MM−1〕の白色固体22gを得た。純度は90
%であった(液体クロマトグラフィー法)。 【0218】 【化76】【0219】さらに、同様にして以下に示すフェノール
誘導体を合成した。 【0220】 【化77】 【0221】 【化78】【0222】 【化79】【0223】2.実施例<電子線照射> (1)レジストの塗設 表1に示す組成のフォトレジスト組成物の溶液を調製
し、各々0.1μmのフィルターで濾過した。各レジス
ト溶液をスピンコーターを利用して、8インチシリコン
ウエハー上に塗布し、120℃、90秒間真空吸着型の
ホットプレートで乾燥して、膜厚0.3μmのレジスト
膜を得た。 (2)レジストパターンの作製 このレジスト膜に電子線描画装置(加速電圧50Ke
V)を用いて照射を行った。照射後にそれぞれ110℃
の真空吸着型ホットプレートで60秒間加熱を行い、
2.38重量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド(TMAH)水溶液で60秒間浸漬し、30秒間
水でリンスして乾燥した。得られたパターンの断面形状
を走査型電子顕微鏡により観察した。 (3)評価方法 〔感度及び解像力〕感度は、0.20μmライン(ライ
ン:スペース=1:1)を解像する時の最小照射量を感
度とし、その照射量における限界解像力(ラインとスペ
ースが分離解像)を解像力とした。0.20μmライン
(ライン:スペース=1:1)が解像しないものついて
は限界の解像力を解像力とし、その時の照射量を感度と
した。 〔現像欠陥数〕上記のようにして得られたレジストパタ
ーンについて、ケーエルエー・テンコール株式会社製K
LA−2112機により現像欠陥数を測定し、得られた
1次データ値を現像欠陥数とした。現像欠陥が認められ
たものについて、現像欠陥数が1〜10個のものをA、
11〜499のものをB、500個以上をCとした。そ
の結果を表1〜2に示す。 【0224】 【表1】【0225】 【表2】 【0226】上記表1〜2に示した各成分の詳細を以下
に示す。 【0227】 【化80】【0228】P−101: ポリ(p−ヒドロキシスチ
レン)Mw 10,000 Mw/Mn=1.4 P−102: ノボラック樹脂 m−クレゾール/p−クレゾール=45/55(モル
比) Mw 6,500 【0229】 【化81】 【0230】 【化82】 【0231】 【化83】 【0232】(溶剤) PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテート (有機塩基性化合物) B−1: 2,4,5−トリフェニルイミダゾール B−2: 1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−
5−エン B−3: 4−ジメチルアミノピリジン B−4: 1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデ
カ−7−エン B−5: N-シクロヘキシル−N'-モルホリノエチルチ
オウレア 【0233】(界面活性剤) W−1: トロイゾル S−366(トロイケミカル社
製) W−2: メガファック F−176(大日本インキ化
学工業社製) W−3: メガファック R08(大日本インキ化学工
業社製) W−4: ポリシロキサンポリマー KP−341(信
越化学工業社製) W−5: サーフロン S−382(旭硝子社製) 【0234】実施例1、8、9、18、19、20及び
22において、有機塩基性化合物をそれぞれ、B−2、
B−3、B−4、B−5に変更して実施したところ、同
等の性能が得られた。また、実施例1、8、9、18、
19、20及び22において界面活性剤を、それぞれW
−2、W−3、W−4、W−5に変更して実施したとこ
ろ、同等の性能が得られた。実施例1、8、9、18、
19、20及び22において、溶剤をプロピレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコ
ールモノメチルエーテル=80/20(wt/wt)に変更して同
様に実施したところ、同様な効果が得られた。 【0235】表2の結果から、本発明のレジスト組成物
は、高感度、高解像力で、現像欠陥が軽減されているこ
とがわかる。 【0236】3.実施例<等倍X線照射> 上記実施例1及び比較例1の各レジスト組成物を夫々用
い、上記実施例1におけるのと同様の方法で膜厚0.4
0μmのレジスト膜を得た。次いで、等倍X線照射装置
(ギャップ値;20nm)を用いた以外は上記実施例1
と同様にして照射を行い、上記実施例1と同様の方法で
評価した。その結果、実施例1及び比較例1とほぼ同様
の結果が得られた。 【0237】 【発明の効果】本発明により、高感度、高解像力で、現
像欠陥が低減されたネガ型電子線、X線又はEUV用化
学増幅型レジスト組成物を提供することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to actinic radiation (electron
X-ray, X-ray or EUV (Extreme Ultraviolet) irradiation
A negative resist composition for pattern formation
The [0002] 2. Description of the Related Art Integrated circuits are becoming more and more integrated.
In the manufacture of semiconductor substrates such as VLSI, half
Processing of ultra-fine patterns consisting of line widths smaller than Minklon
It has come to be needed. To meet that need
Use of irradiation equipment used for photolithography
Wavelengths have become shorter and now far UV and excimer
Zer light (XeCl, KrF, ArF, etc.) is considered
It is getting up. Furthermore, it can be further updated by electron beam or X-ray.
Recently, the formation of fine patterns has been studied. In particular, the electron beam or X-ray is the next generation or
Positioned as a next-generation pattern formation technology
The In electron beam lithography, an accelerated electron beam is registered.
Energy in the process of collision scattering with atoms constituting the strike material
That releases resist and sensitizes resist materials.
The Increased straightness by using highly accelerated electron beam
However, the influence of electron scattering is reduced and the rectangular shape is high resolution.
Pattern formation is possible, but on the other hand, electron beam transparency
Increases and sensitivity decreases. In this way, an electron beam
In lithography, sensitivity, resolution, and resist type
There is a trade-off relationship between the two
It was a challenge. Conventionally chemically amplified negative resists
Various alkali-soluble resins have been proposed. JP
No. 8-152717 was partially alkyl etherified
Polyvinylphenol is disclosed in JP-A-6-67431.
Kaihei 10-10733 has vinyl phenol and styrene.
No. 2505033 is a novolak copolymer.
Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-31463 and 8-29.
No. 2559 has monodisperse polyvinylphenol
Although disclosed, these alkali-soluble resins
High level of sensitivity and resolution under sub-beam or X-ray irradiation
It was not something that could be compatible. In an electron beam resist, first, a binder is electrically charged.
The acid generator accepts secondary electrons generated from the strands.
It is reported that it decomposes and generates acid. by
Incorporate structures and forms that easily generate secondary electrons in the binder.
High acid generation efficiency, advantageous for electron beam resist
it is conceivable that. The same applies to EUV and X-ray resists.
It is reported that the acid generator is decomposed by secondary electrons and acid is generated.
Structure that easily generates secondary electrons in the binder,
Incorporating forms is considered to work effectively as well.
available. J. Vac. Sci. Technol., B (1998) 16 (6), 37
In 01, anti-static on the backbone of acrylic polymer for image formation
Graft polymer grafted with conductive polymer branches
Electron beam lithograph with negative resist material using
Describes technology to prevent pattern misalignment
The However, it is not possible to achieve both high sensitivity and high resolution.
It was enough. US5055379 has gelatin branch
Negative-type photo-restraint containing dye-containing fine particles grafted as
Jist is disclosed, but for electron beam or X-ray exposure
However, high sensitivity and high resolution are not compatible. Ma
Polymer (1990) and 31 (8) contain photocrosslinkable silicon.
Two-layer coating with improved cross-linking efficiency using grafted polymer
Dist system is described, but electron beam or X
To achieve both high sensitivity and high resolution in line exposure
It was insufficient. JP-A-2-103215 discloses alkyl
Group, halogen-substituted alkyl group, alkyl ether
Group or an acrylic group having a phenylalkyl group
Branched polymer or acrylic ester polymer
Active energy ray with graft polymer in part
Technology to improve support adhesion by curable resin composition
Although disclosed, it is high in electron beam or X-ray exposure.
It was insufficient to achieve both sensitivity and high resolution. More
In Indian J. Technol., (1976) 14 (9), 444, 4-
And maleic anhydride as a branch to 4'-glycidoxychalcone
Graft polymer grafted with acid / styrene alternating copolymer
UV cross-linked negative photoresist with limer is disclosed
However, it has high sensitivity in electron beam or X-ray exposure.
It was still insufficient to achieve both high resolution. Also,
Improve development defects with these compositions and processes
That was not enough. Also, a conventional resist group for electron beam and X-ray
The composition reduces development defects as well as high sensitivity and resolution.
It was difficult to do. [0008] The object of the present invention is to provide an activity.
Putter by radiation (electron beam, X-ray or EUV) irradiation
Reduces development defects with high sensitivity and resolution
It is an object of the present invention to provide a negative resist composition. [0009] That is, according to the present invention,
The above-mentioned object is achieved by the following negative resist composition.
The (1) (A) Alkali-soluble resin, (B)
A compound that generates an acid upon irradiation with actinic radiation, and
(C) In a negative resist composition containing a crosslinking agent
The alkali-soluble resin is a graft polymer.
A negative resist composition characterized by the above. The following are further preferred embodiments of the present invention.
Geru. (2) The alkali-soluble resin contains an alkali-soluble group
Having a repeating unit in the trunk of the graft polymer,
The branch is not a conductive polymer (1)
A negative resist composition as described in 1. above. (3) The alkali-soluble resin contains an alkali-soluble group
Having a repeating unit in the branch of the graft polymer
Negative resist composition as described in (1)
Stuff. (4) The alkali-soluble resin which is a graft polymer
Contains a structural unit represented by the following general formula (1)
The net according to any one of (1) to (3) above,
Ga type resist composition. [0012] [Chemical 1] Where R1Is a hydrogen atom, halogen atom,
An ano group, an alkyl group or
Represents a loalkyl group. R2Has a hydrogen atom and a substituent
Alkyl group, cycloalkyl group, aryl
Represents a group, an aralkyl group, or an acyl group. RThree, RFour
May be the same or different, hydrogen atom, halogen atom
Alkyl, cyano group, or substituent which may have a substituent
Group, cycloalkyl group, alkenyl group, aralkyl
Represents a group or an aryl group. A is a single bond, a substituent
An alkylene group, alkenylene group, cyclo
An alkylene group, an arylene group, -O-,-
SO2-, -O-CO-RFive-, -CO-O-R6-,-
CO-N (R7-R8-Represents. RFive, R6, R8Is the same
However, they may be different and may have a single bond or a substituent.
Alkylene group, alkenylene group, cycloalkylene group
Group, an arylene group alone, or these groups and
-Tel structure, ester structure, amide structure, urethane structure
Or at least one selected from the group of ureido structures
Represents a divalent group formed by combining species. R7Is the same
However, they may be different and have a hydrogen atom or a substituent.
Alkyl group, cycloalkyl group, aralkyl
Represents a group or an aryl group. n represents an integer of 1 to 3.
Multiple R2Or R2And RThreeOr RFourIs connected to the ring
May be formed. (5) Alkaline which is a graft polymer
Re-soluble resin satisfies the following conditions (a) and (b)
Any one of the above (1) to (3)
Negative resist composition. (A) an aromatic ring having 6 to 20 carbon atoms and
An ethylenically unsaturated group bonded via a contact or linking group
Less repeating units derived from monomers having
Have both. (B) π electrons of the aromatic ring and non-covalent electricity of substituents on the aromatic ring
The following relationship holds between the number of electrons in the child pair. [0015] [Expression 1] (Where Nπ represents the total number of π electrons, and N
loneIs a straight chain having 1 to 12 carbon atoms as the substituent
, Branched or cyclic alkoxy groups, alkenyl
Oxy, aryloxy, aralkyloxy,
Or the total number of electrons in the lone pair of hydroxyl groups. 2 or more
The two adjacent alkoxy groups or hydroxyl groups are bonded to each other.
Together, they may form a ring structure of five or more members. ) (6) The alkali-soluble resin which is a graft polymer
Is a repeating unit represented by the following general formulas (3) to (7):
Having at least one of the positions as a constituent component
The negative resist composition as described in (5) above. [0017] [Chemical 2][0018] [Chemical 3]In the general formulas (3) to (7), R
101Represents a hydrogen atom or a methyl group. L is bivalent
Represents a linking group. Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg, Rh, Ri,
Rj, Rk and Rl are each independently a straight chain having 1 to 12 carbon atoms.
, Branched or cyclic alkyl groups, alkenyl
Group, aryl group, aralkyl group, or hydrogen atom
The In addition, these are connected to each other to form 5 having 24 or less carbon atoms.
You may form a ring more than a member. l, m, n, p, q, r, s, t, u, v, w,
x represents an integer from 0 to 3, l + m + n = 2,3, p + q + r = 0,1,
2,3, s + t + u = 0,1,2,3, v + w + x = 0,1,2,3. (7) The alkali-soluble resin which is a graft polymer
Is selected from the following group (1)
Negative resist composition in any one of-(3). (C) Partially alkyletherized polyhydroxystyrene
Graft polymer having len at the trunk and / or branch
-. (D) the hydroxystyrene / styrene copolymer is
And / or graph polymer at the branch. (E) Polyhydroxystyrene as the trunk, alkylate
Graph having styrene styrene and / or styrene at the branch
Topolymer. (F) Branch of polyhydroxystyrene, alkyl ether
Graph having styrene styrene and / or styrene in the trunk
Topolymer. (8) Graftmer has a weight average molecular weight of 2
000-500000, more preferably 3000-30
(1) to (7) above, which is 0000
The negative resist composition as described in any one of the above. (9) The compound of component (B) is sulfonium or iodine
Specially selected from donium sulfonate compounds
Negative type according to any one of (1) to (8) above
Resist composition. (10) The compound of component (B) is N-hydroxyimide
The sulfonic acid ester compound of
Negative resist group according to any one of (1) to (9)
Adult. (11) The component (C) contains 3 benzene ring atoms in the molecule.
~ 5, molecular weight is 1200 or less, hydroxy
Methyl group and / or alkoxymethyl group as its benzene
It must be a phenol derivative with two or more ring groups.
Any one of (1) to (10) above,
Negative resist composition. [0021] DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, the negative resist set of the present invention.
The composition will be described. [1] (B) Acid is generated by irradiation with actinic radiation.
Generated compounds (hereinafter also referred to as acid generators) The acid generator used in the present invention is actinic radiation (electrical).
A compound that generates acid upon irradiation with a daughter beam, X-ray or EUV.
Any compound can be used as long as it is a product. So
As an acid generator, such as photoinitiation of photocationic polymerization
Agent, photoinitiator for radical photopolymerization, photodecolorant for dyes, light
Used for discoloring agents or microresists
Generates acid by irradiation with known electron beam, X-ray or EUV
Compounds and mixtures thereof are appropriately selected and used.
be able to. For example, diazonium salt, phosphonium
Salt, iodonium salt, sulfonium salt, selenonium
Salts, onium salts such as arsonium salts, organic halogen compounds
, Organometallic / organic halide, o-nitrobenzyl
For acid generators with type protecting groups, iminosulfonates, etc.
Representative compounds that generate sulfonic acid, disulfonation
Compound can be mentioned. It also generates these acids
Lead groups or compounds to the main or side chain of the polymer
Compounds, such as JP-A 63-26653,
JP 55-164824, JP 62-69263
JP, 63-146038, JP 63-163
452, JP-A-62-153853, JP-A-63-
146029 etc. can be used.
The In addition, US Pat. No. 3,779,778, European patent
Also used are compounds that generate acids as described in No. 126,712, etc.
Can be used. In the present invention, oni which generates an organic acid is used.
Umum salt compounds are preferred, particularly preferably the following general formula
(I) to an onium salt compound represented by the general formula (III)
is there. [0025] [Formula 4] [In the general formulas (I) to (III), R1~ R
37Is a hydrogen atom, alkyl group, alkoxyl group, hydro
Xyl group, halogen atom, or -SR38The group that can be indicated by
Represent. -S-R38R inside38Is an alkyl group or aryl
Represents a group. R1~ R38May be the same or different
It may be. R1~ R15Is selected from
Two or more are bonded directly to each other at the end, or
Bonded through an element selected from elemental, sulfur and nitrogen
To form a ring structure. R16~ R27in the case of
In the same manner, a ring structure may be formed. R28~ R
37In this case, a ring structure may be formed in the same manner.
X-Is an anion of sulfonic acid. ] R in general formula (I) to general formula (III)1~ R
37Is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group
Sil group, halogen atom, or -SR38To show in
It is a group that can. R1~ R37The alkyl group represented by
Or may be branched or annular. Linear or minute
Examples of the branched alkyl group include a methyl group, ethyl
Group, propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t
-A butyl group, for example, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
Can be mentioned. Examples of the cyclic alkyl group include
Cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl
And an alkyl group having 3 to 8 carbon atoms such as a group.
The R1~ R37The alkoxy group represented by
Further, it may be branched or a cyclic alkoxy group. Straight chain
Examples of the branched or branched alkoxy group include 1 to 1 carbon atoms.
8 things such as methoxy, ethoxy, hydroxy
Ethoxy group, propoxy group, n-butoxy group, isobut
Xyl group, sec-butoxy group, t-butoxy group, octy
Examples thereof include a ruoxy group. Cyclic alkoxy
Examples of the group include a cyclopentyloxy group and a cyclo
A hexyloxy group is mentioned. R1~ R37As the halogen atom represented by
List fluorine, chlorine, bromine, and iodine atoms
You can. R1~ R37-S-R represented by38R inside38Is
An alkyl group or an aryl group. R38Alk
As the range of the ru group, for example, R1~ R37Alkyl represented by
Any of the alkyl groups already listed as groups
be able to. R38The aryl group represented by is a phenyl group,
Carbon such as tolyl group, methoxyphenyl group, naphthyl group
A few 6-14 aryl groups can be mentioned. R1
~ R38The alkyl group represented by
It is possible to bond more substituents to part of the group to increase the number of carbon atoms.
Or may not have a substituent. Further join
The substituent which may be used preferably has 1 carbon atom.
-4 alkoxy groups, aryl having 6-10 carbon atoms
Group, alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms.
Cyano, hydroxy, carboxy, alkoxy
A cicarbonyl group, a nitro group, etc. can also be mentioned. So
In addition, a halogen atom may be used. For example, fluorine atom,
A chlorine atom and an iodine atom can be mentioned. R in the general formula (I)1~ R15The group represented by
Two or more of them may combine to form a ring
Yes. The ring is R1~ R15The end of the group indicated by
You may make it. Select from carbon, oxygen, sulfur and nitrogen
Indirectly linked through one or more elements
Or a ring may be formed. R1~ R152 of
Examples of the ring structure formed by combining the above include furan ring and di-
Hydrofuran ring, pyran ring, trihydropyran ring, thio
The same structure as the ring structure found in phen and pyrrole rings
You can mention construction. R in general formula (II) 16~ R27
The same can be said about. Two or more
It may be bonded directly or indirectly to form a ring. General
R in formula (III)28~ R37The same applies to. The general formulas (I) to (III) are represented by X-Have one
X of general formulas (I) to (III)-Is the sulfonic acid
Is on. The acid that forms the anion is alkyls
Sulfonic acid, benzenesulfonic acid, naphthalenesulfone
Acid or acid selected from anthracene sulfonic acid
It is preferable that The acid contains one or more fluorine atoms
More preferably. Or its acid is its fluorine
An alkyl group together with or in place of a fluorine atom,
Alkoxyl group, acyl group, acyloxyl group, sulfoni
Group, sulfonyloxy group, sulfonylamino group, ant
Group, aralkyl group, alkoxycarbonyl group,
Having at least one organic group selected from the group consisting of
Moreover, the organic group has at least one fluorine atom added.
Is preferably substituted. Also, the above alkyl
Sulfonic acid, benzene sulfonic acid, naphthalene sulfone
Acid or anthracene sulfonic acid is a halo other than fluorine.
May be substituted with a gen atom, hydroxyl group, nitro group, etc.
Yes. X-Benzenesulfo to form anions
The alkyl group bonded to the acid or the like has, for example, 1 to 1 carbon atoms.
2 alkyl groups. The alkyl group may be linear
Further, it may be branched or annular. At least one
Fluorine atoms, preferably no more than 25 fluorine atoms are substituted
doing. Specifically, trifluoromethyl group, pentafluoro
Loethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, hepta
Fluoropropyl group, heptafluoroisopropyl group, par
Fluorobutyl group, perfluorooctyl group, perfluorodo
List decyl group, perfluorocyclohexyl group, etc.
Can do. Among them, all carbon atoms substituted with fluorine are 1
~ 4 perfluoroalkyl groups are preferred. Alkyl group and
Together or alone to the above benzene sulfonic acid etc.
The alkoxy group to be bonded is an alkoxy having 1 to 12 carbon atoms.
Si group. The alkoxy group may be linear or branched.
However, it may be circular. At least one fluorine source
Child, preferably not more than 25 fluorine atoms are substituted
The Specifically, trifluoromethoxy group, pentafluoroe
Toxi group, heptafluoroisopropyloxy group, perf
Lorobutoxy group, perfluorooctyloxy group, perf
Rhododecyloxy group, perfluorocyclohexyloxy
Ci group and the like can be mentioned. Above all, all with fluorine
Preferred is a substituted perfluoroalkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
Good. With the above alkyl group alone or alone
The acyl group bonded to Zensulfonic acid or the like has 2 to 2 carbon atoms.
Those substituted with 12, 1 to 23 fluorine atoms
preferable. Specifically, trifluoroacetyl group, floroa
Cetyl group, pentafluoropropionyl group, pentafluoro
A benzoyl group etc. can be mentioned. Together with the alkyl group or alone
The acyloxy group bonded to benzenesulfonic acid, etc.
Substituted with 2 to 12 or 1 to 23 fluorine atoms
Is preferred. Specifically, trifluoroacetoxy
Group, fluoroacetoxy group, pentafluoropropionyl group
Name the xyl group, pentafluorobenzoyloxy group, etc.
You can. Together with the alkyl group or alone
As a sulfonyl group bonded to benzenesulfonic acid, etc.
Is substituted with a fluorine atom having 1 to 12 or 1 to 25 carbon atoms
What is done is preferable. Specifically, trifluorometa
Sulfonyl group, pentafluoroethanesulfonyl group,
-Fluorobutanesulfonyl group, perfluorooctanesulfur
Honyl group, pentafluorobenzenesulfonyl group, 4-to
Examples include rifluoromethylbenzenesulfonyl group
it can. With the above alkyl group alone or alone
The sulfonyloxy group bonded to Zensulfonic acid and the like
As, a fluorine atom having 1 to 12 or 1 to 25 carbon atoms
Those substituted with are preferred. Specifically, Triflo
Lomethanesulfonyloxy, perfluorobutanesulfoni
Ruoxy group, 4-trifluoromethylbenzenesulfonyl
An oxy group etc. can be mentioned. With alkyl group
Or it binds to benzenesulfonic acid etc. alone
The sulfonylamino group has 1 to 12 carbon atoms.
And substituted with 1 to 25 fluorine atoms
Is preferred. Specifically, trifluoromethanesulfonyl
Amino group, perfluorobutanesulfonylamino group, per
Fluorooctanesulfonylamino group, pentafluoroben
A zensulfonylamino group can be exemplified. Together with an alkyl group or alone
The aryl group bonded to benzenesulfonic acid, etc.
Substituted with fluorine atoms having 6 to 14 or 1 to 9 carbon atoms
What is done is preferable. Specifically, Pentaflorov
Enyl group, 4-trifluoromethylphenyl group, heptaph
Lolonaphthyl group, nonafluoroanthranyl group, 4-furo
Examples include lophenyl group and 2,4-difluorophenyl group.
be able to. Above or alone with alkyl group
Aralkyl group bonded to benzenesulfonic acid etc.
As, a fluorine atom having 7 to 10 carbon atoms and 1 to 15 carbon atoms.
Those substituted with are preferred. Specifically, Pentuff
Lolophenylmethyl group, pentafluorophenylethyl
Group, perfluorobenzyl group, perfluorophenethyl group, etc.
Can be mentioned. With or without alkyl groups
The above-mentioned alkane which binds to the above-mentioned benzenesulfonic acid alone.
The alkoxycarbonyl group has 2 to 13 carbon atoms, 1 to 1 carbon atoms.
Those substituted with 25 fluorine atoms are preferred.
Specifically, trifluoromethoxycarbonyl group, pentaf
Loroethoxycarbonyl group, pentafluorophenoxy
Rubonyl group, perfluorobutoxycarbonyl group, perf
Examples include lorooctyloxycarbonyl group.
The Of these anions, the most preferred
X-Is a fluorine-substituted benzenesulfonate anion,
Among them, pentafluorobenzenesulfonate anion,
3,5-bis (trifluoromethyl) benzenesulfone
Acid anions are particularly preferred. In addition, the above fluorine-containing substituent
Alkyl sulfonic acid, benzene sulfonic acid,
Phthalene sulfonic acid or anthracene sulfonic acid is
In addition, linear, branched or cyclic alkoxy groups, acyl
Group, acyloxy group, sulfonyl group, sulfonyloxy
Group, sulfonylamino group, aryl group, aralkyl group,
Alkoxycarbonyl groups (these carbon number ranges are
Same as above), halogen (excluding fluorine), hydroxyl group,
It may be substituted with a tro group or the like. In the following, these general formulas (I) to (III)
The compounds represented and other specific examples are shown below.
It is not specified. In addition, each compound of the following specific examples
Combined with the cation part of another compound and the anion part of another compound
A compound can also be illustrated as a specific example of an acid generator. General formula
Specific examples of the compound represented by (I) are shown below. [0037] [Chemical formula 5][0038] [Chemical 6][0039] [Chemical 7]Specific examples of the compound represented by the general formula (II)
It is shown below. [0041] [Chemical 8][0042] [Chemical 9] Specific examples of compounds represented by formula (III)
Is shown below. [0044] Embedded image[0045] Embedded image[0046] Embedded imageOther than the compounds represented by formulas (I) to (III)
Specific examples of the compound are shown below. [0048] Embedded image [0049] Embedded image[0050] Embedded image [0051] Embedded image [0052] Embedded image[0053] Embedded imageThe compounds of general formula (I) and general formula (II) are
It can be synthesized by the following method. For example, aryl magne
Aryl Grignard reagents such as sium bromide
Triaryl obtained by reacting with nyl sulfoxide
Salt exchange of sulfonium halide with the corresponding sulfonic acid
The There is another way. For example, phenyl sulfoxide and
Corresponding aromatic compound is methanesulfonic acid / dipentapentoxide
Condensation and salt exchange using acid catalysts such as copper or aluminum chloride
There is a way to replace it. Diaryl iodonium salt and
Diaryl sulfide is condensed using a catalyst such as copper acetate.
In other words, it can be synthesized by a method of salt exchange. Above
In both methods, phenyl sulfoxide can be substituted with
Can be substituted on the ring, and such substituents are
It does not have to be. The compound of general formula (III) is periodate
Can be synthesized by reacting aromatic compounds with
It is. As an acid generator used in the present invention,
Is a sulfonate compound of N-hydroxyimide
Is preferred. N-hydroxyimide sulfonic acid ester
For example, the compound represented by the following general formula (PAG6)
And iminosulfonate derivatives. [0056] Embedded image R60Is an alkyl optionally having a substituent.
Or an aryl group which may have a substituent.
The A60Is an alkylene which may have a substituent
Group, cyclic alkylene group, alkenylene group, cyclic alkeni
Rene group or arylene group is shown. The above general formula (PAG
6) Medium, R60Is an alkyl group which may have a substituent
(Preferably having 1 to 18 carbon atoms.
For example, methyl group, ethyl group, CFThree, CFourF9Etc.
Or an aryl group which may have a substituent (preferably
Preferably, it has 6 to 14 carbon atoms.
An enyl group and a naphthyl group). A60May have a substituent, al
Cylene group (preferably having 2 to 10 carbon atoms), cyclic alkyle
Group (preferably having 6 to 14 carbon atoms), alkenylene group
(Preferably 2 to 10 carbon atoms), cyclic alkenylene group
(Preferably having 6 to 14 carbon atoms) or an arylene group (preferably
Preferably it has 6 to 14 carbon atoms, such as benzene ring, naphthalene
A divalent group containing a ring). Where cyclic alkylene
Groups include cyclohexane residue, norbornane residue, etc.
Is mentioned. Cyclic alkenylene groups include cyclohexyl
Examples include xene residues and norbornene residues. Also,
Among the above groups, those having a cyclic structure constitute a ring
An oxygen atom or the like may be contained instead of the carbon atom. As substituents that these groups may have,
And preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
1-4 alkoxy groups, halogen atoms (fluorine atoms,
Chlorine atom, iodine atom), aryl having 6 to 10 carbon atoms
Group, alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, cyano group, hydro
Xyl group, carboxy group, alkoxy group having 2 to 5 carbon atoms
Examples include a rubonyl group, a nitro group, and a camphor residue. Hereinafter, the compound represented by the general formula (PAG6)
Specific examples of objects will be shown. The contents of the present invention are limited to these.
It is not a thing. [0061] Embedded image [0062] Embedded image[0063] Embedded image [0064] Embedded image[0065] Embedded image These compounds are for example G.F.Jaubert.
By Ber.,28, 360 (1895), D.E.Ames et al., J. Chem. S
oc., 3518 (1955) or by M.A. Stolberg et al., J. Amer. Chc
m. Soc.,79, 2615 (1957) etc.
It is. A cyclic N-hydroxyimide compound and R60-SO
2Cl (wherein R60Has the same meaning as above. )
Sulfonic acid chloride prepared under basic conditions, for example
L. Baucr et al., J. Org. Chem.,twenty four, 1293 (1959) etc.
In accordance with the method described in 1. above. The acid generator used in the present invention has a total content of
0.1 to 20 times the solid content of the negative resist composition
% Is suitable, preferably 0.5-15% by weight,
It is preferably 1 to 12% by weight. (Other acid generators) In the present invention, the above-mentioned
Compounds represented by general formula (I) to general formula (III)
Or active radiation with a compound represented by (PAG6)
In combination with other compounds that decompose when irradiated with acid to generate acid
May be. General formula (I) to general formula (III) or (P
In addition to the compound represented by AG6), other compounds are used.
The general formula (I) to the general formula (III) or
Compound represented by (PAG6) and irradiation with actinic radiation
The ratio with other compounds that generate acid by decomposition by
100/0 to 20/80, preferably 90/10
-40/60, more preferably 80 / 20-50 / 50
It is. [2] Alkali-soluble resin In the present invention, the alkali-soluble resin is insoluble in water.
In the alkaline aqueous solution, soluble grafter (Al
Potassium soluble grafters) are used. Alkali soluble
Of alkali-soluble resin is 0.261N tetramethyl
Measured with ruammonium hydroxide (TMAH)
Those at 20 ° C./second or more (23 ° C.) are preferable. In particular
Preferably, it is 200 Å / sec or more (Å is ong
Strom). Alkali solubility graph used in the present invention
A tomer consists of a backbone polymer and a branch polymer. alkali
The soluble group has either a trunk polymer or a branch polymer.
It may be. The alkali-soluble group includes a polyhydroxy group.
Copolymer of styrene or hydroxystyrene
Those having a phenol moiety, polypinylbenzoic acid
Or has a carboxylic acid such as vinyl benzoic acid copolymer
Polystyrene sulfonic acid or styrene sulfate
Examples include sulfonic acid such as phonic acid copolymer
However, those having a phenol moiety are preferred. As a repeating unit forming a branched polymer
Is an alkali-soluble group-containing repeating unit, styrene,
Vinyl naphthalene, vinyl anthracene, etc. (copolymerization
(Depending on) hydrocarbon repeat unit, mono, di, trial
Repetitions derived from styrene derivatives such as coxistyrene
Repeat units are listed. As a repeating unit for forming a trunk polymer
Is an alkali-soluble group-containing repeating unit, styrene,
Such as pinylnaphthalene and vinylanthracene (copolymerization
Hydrocarbon repeat units, mono, di, trial
Repetitions derived from styrene derivatives such as coxistyrene
Repeat units are listed. Also, (meth) acrylic ester
Repeats derived from stealth, (meth) acrylamide, etc.
Repeat unit. The repeating unit constituting the branched polymer and the trunk polymer
The molar ratio with the repeating unit constituting the limer is usually 1:
99 to 99: 1, preferably 5:95 to 95: 5
The Reaction point spacing of branch polymer growth in trunk polymer
1 to 20 as the repeating unit of the trunk polymer on average
The number is preferably 1 to 5. Alkali-soluble groups are
40 to 99 mol% in all repeating units, preferably 45 to
Contains 95 mol%. Preferably, 40 to
90 mol%, 60-100 mol% on the branch polymer.
The weight average molecular weight of the alkali soluble grafter is preferred.
2,000 to 500,000, more preferably
3,000 to 300,000. Alkali-soluble
The amount of raftmer used is the total weight of the resist composition (solvent
Is usually 30 to 90% by weight based on
Or 50 to 80% by weight. Method for synthesizing alkali-soluble grafter
As a result, a polymerization initiation point is generated on the trunk polymer,
Method for polymerizing monomers, combining trunk and branch polymers
Method, trunk monomer and branch monomer (macromonomer)
There is a method of copolymerizing. Which of these three
Even when used, the alkali-soluble embryo of the present invention can be synthesized.
However, it is preferable to use the
Examples thereof include a method using a monomer. Graft poly
See “Graphs, Polymerization, and Applications”
Fumio Ide, 1977, Polymer publication society, or “Shintakabun
Child Experimental Science 2, Synthesis and Reaction of Polymers ”edited by the Society of Polymer Science, 1995
Years are listed in Kyoritsu Publishing Co., Ltd. Macro
The method using monomers is described in “Chemical Monomer Chemistry and Engineering
Is also described in Y. Yamashita et al., 1989, ICP.
The (2-1) Alkali solubility in the present invention
The graft mer is a structural unit represented by the following general formula (1)
It is preferable that the resin contains a trunk and / or a branch.
That's right. [0077] Embedded image Where R1Is a hydrogen atom, halogen atom,
An ano group, an alkyl group or
Represents a loalkyl group. R2Has a hydrogen atom and a substituent
Alkyl group, cycloalkyl group, aryl
Represents a group, an aralkyl group, or an acyl group. RThree, RFour
May be the same or different, hydrogen atom, halogen atom
Alkyl, cyano group, or substituent which may have a substituent
Group, cycloalkyl group, alkenyl group, aralkyl
Represents a group or an aryl group. A is a single bond, a substituent
An alkylene group, alkenylene group, cyclo
An alkylene group, an arylene group, -O-,-
SO2-, -O-CO-RFive-, -CO-O-R6-,-
CO-N (R7-R8-Represents. RFive, R6, R8Is the same
However, they may be different and may have a single bond or a substituent.
Alkylene group, alkenylene group, cycloalkylene group
Group, an arylene group alone, or these groups and
-Tel structure, ester structure, amide structure, urethane structure
Or at least one selected from the group of ureido structures
Represents a divalent group formed by combining species. R7Is the same
However, they may be different and have a hydrogen atom or a substituent.
Alkyl group, cycloalkyl group, aralkyl
Represents a group or an aryl group. n represents an integer of 1 to 3.
Multiple R2Or R2And RThreeOr RFourIs connected to the ring
May be formed. (2-2) Alkali-soluble graft
The following conditions (a) and
A repeating unit satisfying (b), and the following general formula
(3) ~ It is a resin having a repeating unit represented by (7)
Is also preferable. (A) an aromatic ring having 6 to 20 carbon atoms and
An ethylenically unsaturated group bonded via a contact or linking group
Less repeating units derived from monomers having
Have both. (B) π electrons of the aromatic ring and non-covalent electricity of substituents on the aromatic ring
The following relationship holds between the number of electrons in the child pair. [0080] [Expression 2] (Where Nπ represents the total number of π electrons, and N
loneIs a straight chain having 1 to 12 carbon atoms as the substituent
, Branched or cyclic alkoxy groups, alkenyl
Oxy, aryloxy, aralkyloxy,
Or the total number of electrons in the lone pair of hydroxyl groups. 2 or more
The two adjacent alkoxy groups or hydroxyl groups are bonded to each other.
Together, they may form a ring structure of five or more members. ) [0082] Embedded image [0083] Embedded imageIn the general formulas (3) to (7), R
101Represents a hydrogen atom or a methyl group. L is bivalent
Represents a linking group. Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg, Rh, Ri,
Rj, Rk, and Rl are each independently a straight chain having 1 to 12 carbon atoms.
, Branched or cyclic alkyl groups, alkenyl
Group, aryl group, aralkyl group, or hydrogen atom
The In addition, these are connected to each other to form 5 having 24 or less carbon atoms.
You may form a ring more than a member. l, m, n, p, q, r, s, t, u, v, w,
x represents an integer from 0 to 3, l + m + n = 2,3, p + q + r = 0,1,
2,3, s + t + u = 0,1,2,3, v + w + x = 0,1,2,3. Other than the structural unit represented by the general formula (1)
In addition, other repeating structural units may be included. In the formula (1), R1~ RFour, R7
As the alkyl group, for example, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is used.
Specifically, a methyl group, an ethyl group, a pro
Pyr group, n-butyl group, sec-butyl group, hexyl group, 2-ethylene
Preferable examples include tilhexyl group and octyl group.
Yes. R2~ RFour, R7The cycloalkyl group of can be monocyclic
It may be a polycyclic type. Monocyclic type has 3 to 8 carbon atoms
For example, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cycl
A hexyl group can be preferably mentioned. Polycyclic and
For example, an adamantyl group, norbornyl group, iso
Boronyl group, dicyclopentyl group, α-pinel group, tri
Preferred examples include a cyclodecanyl group. R
Three, RFourAs the alkenyl group, for example, 2 to 8 carbon atoms
Specifically, a vinyl group,
Preferred examples include a ru group, a butenyl group, and a cyclohexenyl group.
Can be. R2~ RFour, R7Examples of the aryl group of
For example, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, specifically
Is a phenyl group, a tolyl group, a dimethylphenyl group, 2,
4,6-trimethylphenyl group, naphthyl group, anthri
Preferable examples include a sulfur group. R2~ RFour, R7
Examples of the aralkyl group include, for example, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms.
Aralkyl group, specifically, benzyl group, phene
Preferable examples include til group and naphthylmethyl group.
Yes. R1As the haloalkyl group, for example, charcoal
A haloalkyl group having 1 to 4 primes, specifically
Lolomethyl group, chloroethyl group, chloropropyl group,
Lolobutyl, bromomethyl, bromoethyl, etc. are preferred
I can mention it well. R2As the acyl group, for example, carbon number 1
~ 8 acyl groups, specifically a formyl group,
Acetyl group, propanoyl group, butanoyl group, pivalloy
Preferable examples include a sulfur group and a benzoyl group. A, RFive, R6, R8As an alkylene group of
Is preferably methylene which may have a substituent.
Group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexile
And those having 1 to 8 carbon atoms, such as an ethylene group and an octylene group.
It is. A, RFive, R6, R8As the alkenylene group of
Preferably an ethenylene group optionally having a substituent,
2-6 carbon atoms such as propenylene group, butenylene group
Can be mentioned. A, RFive, R6, R8Cycloalkylene group
Is preferably a substituent, which may have a substituent.
5-8 carbon atoms such as lopentylene group, cyclohexylene group, etc.
Individuals are listed. A, RFive, R6, R8The Arille
As the hydrogen group, preferably a phenylene group, a tolylene group,
And those having 6 to 12 carbon atoms such as a naphthylene group.
The As the substituents substituted for these groups,
Amino group, amide group, ureido group, urethane group, hydro
Having active hydrogen such as xyl group and carboxyl group
And halogen atoms (fluorine, chlorine, bromine,
Iodine atom), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group,
Propoxy group, butoxy group, etc.), thioether group, reed
Group (acetyl group, propanoyl group, benzoyl group)
Etc.), acyloxy group (acetoxy group, propanoyloxy)
Si group, benzoyloxy group, etc.), alkoxycarbonyl
Group (methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group,
Ropoxycarbonyl group, etc.), cyano group, nitro group, etc.
I can get lost. Especially amino group, hydroxyl group, carboxy
Those having an active hydrogen such as a sulfur group are preferred. Also, a plurality of R2Or R2And RThreeOr
RFourAs the ring formed by bonding, a benzofuran ring,
Oxygen atoms such as benzodioxonol ring and benzopyran ring
4 to 7-membered rings containing It is represented by the general formula (1) used in the present invention.
Alkali-soluble grafter containing structural units
Is the following monomer (8), other polymerizable monomer if necessary
By radical polymerization and living anion polymerization
Can be obtained. [0095] Embedded image R in the general formula (8)1, R2, RThree,
RFour, A and n are R in the general formula (1).1, R2,
RThree, RFour, A and n. The alkali-soluble grafter has the general formula
(1) Resin consisting only of repeating structural units
May improve the performance of the resist of the present invention.
Other polymerizable monomers may be copolymerized for the purpose of
Yes. As copolymerizable monomers that can be used
Include the following: For example, other than the above
Acrylic esters, acrylamides, methacryl
Acid esters, methacrylamides, allyl compounds, vinyl
Nyl ethers, vinyl esters, styrenes, black
Addition polymerizable unsaturated bonds selected from tonic acid esters
It is a compound having one bond. Specifically, for example, acrylic ester
A class such as alkyl (the alkyl group has 1 to 1 carbon atoms)
0 is preferred) acrylate (eg acrylic
Methyl acetate, ethyl acrylate, propyl acrylate,
T-butyl crylate, amyl acrylate, acrylate
Chlohexyl, ethyl hexyl acrylate, acrylic acid
Octyl, acrylic acid-t-octyl, chloroethyla
Chryrate, 2-hydroxyethyl acrylate 2,2
-Dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydride
Loxypentyl acrylate, trimethylolpropane
Monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate
Glycidyl acrylate, benzyl acrylate
, Furfuryl acrylate, tetrahydrofurfuryl
Acrylates, etc.) aryl acrylates (e.g.
Phenyl acrylate); Methacrylic acid esters such as alkyl
(The alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms.
) Methacrylate (eg methyl methacrylate,
Ethyl methacrylate, propyl methacrylate, iso
Propyl methacrylate, t-butyl methacrylate,
Amyl methacrylate, hexyl methacrylate, chic
Rohexyl methacrylate, benzyl methacrylate,
Chlorbenzyl methacrylate, octyl methacrylate
2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydro
Xylbutyl methacrylate, 5-hydroxypentylme
Tacrylate, 2,2-dimethyl-3-hydroxypro
Pyrmethacrylate, trimethylolpropane monometa
Chryrate, pentaerythritol monomethacrylate
Glycidyl methacrylate, furfuryl methacrylate
, Tetrahydrofurfuryl methacrylate, etc.)
Aryl methacrylate (eg phenyl methacrylate)
, Cresyl methacrylate, naphthyl methacrylate
Etc.); Acrylamides such as acrylic
N-alkylacrylamide (as alkyl group
Are those having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl,
Til, propyl, butyl, t-butyl, heptyl
Group, octyl group, cyclohexyl group, benzyl group,
Examples include droxyethyl group and benzyl group. ), N-A
Reel acrylamide (Examples of aryl groups include fluorine
Enyl, tolyl, nitrophenyl, naphthyl,
Cyanophenyl group, hydroxyphenyl group, carboxy
There are phenyl groups. ), N, N-dialkylacrylic
Luamide (As the alkyl group, it has 1 to 10 carbon atoms.
Such as methyl, ethyl, butyl, isobut
Til, ethylhexyl, cyclohexyl, etc.
The ), N, N-diarylacrylamide (aryl)
Examples of the group include a phenyl group. ), N-Me
Til-N-phenylacrylamide, N-hydroxye
Chill-N-methylacrylamide, N-2-acetoami
Doethyl-N-acetylacrylamide and the like; Methacrylamides such as methacryl
Amide, N-alkylmethacrylamide (with alkyl group
Such as those having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl
Group, ethyl group, t-butyl group, ethylhexyl group, hydride
Examples include a loxyethyl group and a cyclohexyl group. ), N
-Aryl methacrylamide (As the aryl group,
There is a phenyl group. ), N, N-dialkyl methacrylate
Luamide (alkyl groups include ethyl, propyl
Groups and butyl groups. ), N, N-diarylmeta
Kurylamide (Aryl group includes phenyl group
is there. ), N-hydroxyethyl-N-methyl methacrylate
Luamide, N-methyl-N-phenylmethacrylami
, N-ethyl-N-phenylmethacrylamide and the like;
Allyl compounds such as allyl esters (eg vinegar
Allyl acid, allyl caproate, allyl caprylate, laur
Allyl phosphate, allyl palmitate, alicyclic stearate
Allyl benzoate, allyl acetoacetate, allyl lactate
And allyloxyethanol, etc .; Vinyl ethers such as alkyl vinyl
Ethers (eg hexyl vinyl ether, octyl
Ruvinyl ether, decyl vinyl ether, ethyl hex
Sil vinyl ether, methoxyethyl vinyl ether,
Ethoxyethyl vinyl ether, chloroethyl vinyl ether
Ether, 1-methyl-2,2-dimethylpropylvinyl
Ether, 2-ethylbutyl vinyl ether, hydroxy
Cyethyl vinyl ether, diethylene glycol vinyl
Ether, dimethylaminoethyl vinyl ether, die
Tylaminoethyl vinyl ether, butylaminoethyl
Vinyl ether, benzyl vinyl ether, tetrahydride
Rofurfuryl vinyl ether), vinyl aryl ether
Ether (eg vinyl phenyl ether, vinyl tolyl)
Ether, vinyl chlorophenyl ether, vinyl
2,4-dichlorophenyl ether, vinyl naphthyl ester
Ether, vinylanthranyl ether, etc.); Vinyl esters such as vinyl butyrate
, Vinyl isobutyrate, vinyl trimethyl acetate
, Vinyl diethyl acetate, vinyl valerate, vinyl
Nilcaproate, vinyl chloroacetate, vinyl di
Chloracetate, vinyl methoxyacetate, vinyl
Butoxy acetate, vinyl phenyl acetate, vinyl
Ruacetoacetate, vinyl lactate, vinyl-β-
Phenyl butyrate, vinyl cyclohexyl carboxy
Rate, vinyl benzoate, vinyl salicylate, chlor-anne
Vinyl benzoate, tetrachloro vinyl benzoate, naphtho
Vinyl acid, etc .; Styrenes such as styrene and alkyl
Styrene (eg, methylstyrene, dimethylstyrene)
, Trimethylstyrene, ethylstyrene, diethyls
Tylene, isopropyl styrene, butyl styrene, hex
Silstyrene, cyclohexylstyrene, decylstyrene
, Benzylstyrene, chloromethylstyrene, trif
Fluoromethylstyrene, ethoxymethylstyrene, ace
Toximethylstyrene), alkoxystyrene (eg
For example, methoxystyrene, 4-methoxy-3-methyls
Ethylene, dimethoxystyrene, etc.), halogen styrene
(For example, chlorostyrene, dichlorostyrene, trickle
Lol styrene, tetrachloro styrene, pentachloro
Tylene, bromostyrene, dibromostyrene, iodos
Tylene, fluorostyrene, trifluorostyrene, 2
-Bromo-4-trifluoromethylstyrene, 4-fluoro
Ol-3-trifluoromethylstyrene), carbo
Xylstyrene; Crotonates, such as croton
Alkyl (eg, butyl crotonate, crotonate
Xylyl, glycerin monocrotonate, etc.);
Dialkyl acids (eg, dimethyl itaconate, itaco
Diethyl acetate, dibutyl itaconate, etc.); maleic acid
Or dialkyl esters of fumaric acid (e.g.,
Dimethyl maleate, dibutyl fumarate, etc.), anhydrous
Maleic acid, maleimide, acrylonitrile, methacrylate
Examples include ronitrile and maleilonitrile. Others, general
For example, addition-polymerizable unsaturated compounds that are copolymerizable.
That's fine. Among them, carboxystyrene, N- (carbon
Ruboxyphenyl) acrylamide, N- (carboxy
Carboxyl group such as phenyl) methacrylamide
Monomer, maleimide, etc.
The monomer to be raised is preferred as a copolymerization component. The present invention
As the content of other polymerizable monomers in the resin
Is preferably 50 mol% or less based on the total repeating units.
More preferably, it is 30 mol% or less. The repetitive structure represented by the general formula (1) is as follows.
Preferred resin having a building unit (trunk and / or branch)
Although a specific example is shown, this invention is not limited to this.
Yes. [0109] Embedded image[0110] Embedded image[0111] Embedded image[0112] Embedded image[0113] Embedded image[0114] Embedded image[0115] Embedded image[0116] Embedded image[0117] Embedded image[0118] Embedded imageIn the above specific examples, n represents a positive integer. x,
y and z represent the molar ratio of the resin composition, and a resin composed of two components
Then, x = 10 to 95, y = 5 to 90, preferably x =
It is used in the range of 40-90, y = 10-60. Three
In a resin consisting of minutes, x = 10 to 90, y = 5 to 8
5, z = 5-85, preferably x = 40-80, y = 1
It is used in the range of 0-50 and z = 10-50. A repeating structural unit represented by the general formula (1)
The molecular weight of the alkali-soluble grafter having
Average, preferably 3,000 to 300,000
More preferably used in the range of 3,000 to 100,000
Is done. The molecular weight distribution is 1 to 10, preferably 1 to
3, more preferably those in the range of 1 to 1.5 are used.
The The smaller the molecular weight distribution, the higher the resolution and resist type.
And the side walls of the resist pattern are smooth and
Excellent funness. Repetitive structure represented by the general formula (1)
The content of the building unit is 5 to 100% with respect to the entire resin.
%, Preferably 10 to 90 mol%. It is represented by the general formula (1) used in the present invention.
Alkali-soluble grafter containing structural units
(Stem and / or branch), Macromolecules (1995), 2
8 (11), 3787-3789, Polym. Bull. (Berlin) (1990), 24
(4), 385-389, JP-A-8-286375.
It can be synthesized by the method described above. That is, radical weight
Or the living anion polymerization method.
Resoluble grafters can be obtained. These trees
Fats may be used alone or in combination.
good. Here, the weight average molecular weight is gel permeation.
With the polystyrene equivalent value of
Defined. (2-2) Alkali solubility in the present invention
One of the other preferable embodiments of the graft mer is the following conditions:
It contains a repeating unit that satisfies (a) and (b). (A) an aromatic ring having 6 to 20 carbon atoms and
An ethylenically unsaturated group bonded via a contact or linking group
Less repeating units derived from monomers having
Have both. (B) π electrons of the aromatic ring and non-covalent electricity of substituents on the aromatic ring
The relationship of the above formula (1) holds between the number of electrons in the child pair.
When. Here, Nπ represents the total number of π electrons, and N
loneIs a straight chain having 1 to 12 carbon atoms as the substituent
, Branched or cyclic alkoxy groups, alkenyl
Oxy, aryloxy, aralkyloxy,
Or the total number of electrons in the lone pair of hydroxyl groups. 2 or more
The two adjacent alkoxy groups or hydroxyl groups are bonded to each other.
Together, they may form a ring structure of five or more members. In particular, Nπ + (1/2) N in the formula (1)
loneGenerates secondary electrons to be in the range of 10-40
It is preferable because it has a structure that is easy to do. A preferred aromatic ring
Benzene, naphthalene, anthracene,
Enanthrene ring, biphenyl, etc.
Preferred substituents on the aromatic ring include hydroxyl, methoxy
Groups, ethoxy groups, isopropyl groups, etc.
The An aromatic ring having a total π electron Nπ of 10 or more (eg,
For example, naphthalene ring, anthracene ring or phenanthre
Ring, aromatic ring such as biphenyl)
Substituents on the ring are groups having no lone pair (Nlone= 0
Group), for example, hydrogen, saturated alkyl
And the like. (2-2-1) More specifically, alkali
The soluble grafter is represented by the general formulas (3) to (7).
It is preferable to have a repeating unit as a constituent
That's right. In the general formulas (3) to (7), R
101Represents a hydrogen atom or a methyl group. L is bivalent
Represents a linking group. Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, Rg, Rh, Ri,
Rj, Rk, and Rl are each independently a straight chain having 1 to 12 carbon atoms.
, Branched or cyclic alkyl groups, alkenyl
Group, aryl group, aralkyl group, or hydrogen atom
The In addition, they are connected to each other to form 5 having 24 or less carbon atoms
You may form a ring more than a member. l, m, n, p, q, r, s, t, u, v, w,
x represents an integer from 0 to 3, l + m + n = 2,3, p + q + r = 0,1,
2,3, s + t + u = 0,1,2,3, v + w + x = 0,1,2,3. Examples of Ra, Rb and Rc are hydrogen, methyl
Group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl
Group, isobutyl group, t-butyl group, pentyl group, neope
Nethyl group, hexyl group, cyclohexyl group, octyl
Group, decyl group, dodecyl group, allyl group, benzyl group,
Examples include an phenyl group and a cumyl group. Also connected to each other
A methyl-substituted dioxol ring, an ethyl-substituted
Sole ring, phenyl substituted dioxole ring, dimethyl substitution
Examples are those that form dioxol and dioxane rings.
It is mentioned. Examples of Rd, Re, Rf, Rg, Rh, Ri, Rj, Rk, Rl
As hydrogen, methyl group, ethyl group, propyl group,
Sopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl
Group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, cyclo
Hexyl, octyl, decyl, dodecyl, ali
Group, benzyl group, phenyl group, cumyl group, etc.
It is. Rd to Rf, Rg to Ri, or Rj to Rl is a dioxole ring,
Methyl-substituted dioxol ring, ethyl-substituted disoxol
Ring, phenyl substituted dioxole ring, dimethyl substituted dioxy
Examples of those that form a sole ring or dioxane ring
It is done. Examples of L include a single bond, —CH2-,-
COO-, -COOCH2-, -OCH2CH2O-,-
OCH2-, -CONH- and the like. Bonded to the main chain in each aromatic ring represented by Y
The position of the bond that binds to the substituent or the bond
Any one on the fragrance is acceptable. These are the monomers (9) to (13) below.
-Homopolymerization or other co-polymerization as above
It can be obtained by copolymerization with a comonomer. [0133] Embedded image [0134] Embedded imageIn the above, R1a, R101, Ra to Rl,
l, m, n, p, q, r, s, t, u, v, w, x are as defined above.
is there. Among the above, use a monomer having a hydroxyl group in the molecule.
When using, after protecting the hydroxyl group in advance
A method of removing the protecting group is preferred. In addition, with acid-decomposable groups
In the case of protection, a protective group is introduced after the completion of polymer synthesis.
The method is general. Preferred specific examples of these structures are listed below.
However, it is not limited to these. [0137] Embedded image[0138] Embedded image [0139] Embedded image [0140] Embedded image [0141] Embedded image [0142] Embedded image [0143] Embedded image[0144] Embedded image[0145] Embedded image[0146] Embedded image[0147] Embedded image[0148] Embedded image [0149] Embedded image [0150] Embedded image[0151] Embedded image [0152] Embedded image[0153] Embedded image[0154] Embedded image (2-2-2) Further, the al in the present invention
Potash soluble graft mer (stem and / or branch)
Partially alkyl etherized polyhydroxystyrene
And hydroxystyrene / styrene copolymers are also preferred
Yes. Partially alkyletherified polyhydro
In xylstyrene, alkyl etherified phenol
Nord unit (mol) / phenol unit (mol) is
The range of 1/99 to 30/70 is preferable. In hydroxystyrene / styrene copolymer
In which hydroxystyrene unit (mol) / styrene
The unit (mol) is preferably in the range of 70/30 to 95/5.
That's right. Hereinafter, the partial alkyl group according to the present invention will be described.
Preferred specific examples of tellurized polyhydroxystyrene
However, the present invention is not limited to this. [0159] Embedded image[0160] Embedded image [0161] Embedded image[0162] Embedded image [0163] Embedded image [0164] Embedded imageIn the present invention, the above (2-2-1) and
Alkali-soluble grafter according to (2-2-2)
Is used for radical polymerization, cationic polymerization, anionic polymerization, etc.
It can be synthesized by known methods. Combining corresponding monomers
Although it is most convenient to perform radical polymerization together,
Some monomers use cationic polymerization or anionic polymerization.
Can be synthesized more suitably. In addition, polymerization initiation species
Therefore, it is suitable when the monomer causes a reaction other than polymerization.
Polymerize monomers with appropriate protecting groups and remove them after polymerization
The desired polymer can be obtained by protecting. Ma
For polymers with alkoxy, the corresponding water
An etherification reaction can be performed on the hydroxyl group of a polymer having an acid group.
The desired polymer can also be obtained. Polymerization method
About experimental chemistry lecture 28 polymer synthesis, new experimental chemistry lecture
19 is described in polymer chemistry [I] and the like. The above alkali-soluble graftmer has a weight
The average molecular weight is preferably 3,000 to 300,000,
More preferably from 3,000 to 100,000, even more preferred
Specifically, it is 3,000 to 50,000. The molecular weight of the alkali-soluble graftmer
The distribution (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 1.5.
This should make the resist especially sensitive.
Can do. It should be noted that the graft polymer having such molecular weight distribution
In the above synthesis method, living anionic polymerization is used.
Can be synthesized. In the resist composition of the present invention, the above-mentioned a
Along with Lucari soluble grafter, other alkali soluble
An adhesive resin can also be used in combination. Arca when used together
Examples of resoluble resins include novolak resins and hydrogenated resins.
Novolak resin, acetone-pyrogallol resin, o-po
Rehydroxystyrene, p-polyhydroxystyrene,
Hydrogenated polyhydroxystyrene, halogen or al
Kill-substituted polyhydroxystyrene, hydroxystyrene
-N-substituted maleimide copolymer, o / p-hydroxys
Tylene copolymer, against the hydroxyl group of polyhydroxystyrene
Partially O-alkylated (e.g. 5-30 mol%
O-methylated product, O- (1-methoxy) ethylated product, O
-(1-Ethoxy) ethylated product, O-2-tetrahydro
Pyranylated product, O- (t-butoxycarbonyl) methyl
Compound) or O-acylated compound (for example, 5-30 mol)
% O-acetylated product, O- (t-butoxy) carbo
Nylides, etc.), styrene-maleic anhydride copolymer,
Tylene-hydroxystyrene copolymer, α-methylstyrene
Len-hydroxystyrene copolymer, containing carboxyl groups
Mentioned methacrylic resin and its derivatives
However, it is not limited to these. Particularly preferred other alkali-soluble resins are:
Novolac resin and o-polyhydroxystyrene, p-
Polyhydroxystyrene and copolymers thereof, alkyl
Substituted polyhydroxystyrene, polyhydroxystyrene
Partial O-alkylation or O-acylation product,
Tylene-hydroxystyrene copolymer, α-methylstyrene
It is a lene-hydroxystyrene copolymer. The novolat
The resin is mainly composed of the following prescribed monomers and is acidic
By addition condensation with aldehydes in the presence of a catalyst.
Can be obtained. As the predetermined monomer, phenol, m
-Cresol, p-cresol, o-cresol, etc.
Resols, 2,5-xylenol, 3,5-xyleno
, 3,4-xylenol, 2,3-xylenol, etc.
Xylenols, m-ethylphenol, p-ethyl
Phenol, o-ethylphenol, pt-butylphenol
Enol, p-octylphenol, 2,3,5-tri
Alkylphenols such as methylphenol, p-meth
Xylphenol, m-methoxyphenol, 3,5-di
Methoxyphenol, 2-methoxy-4-methylpheno
, M-ethoxyphenol, p-ethoxyphenol
M, propoxyphenol, p-propoxypheno
, M-butoxyphenol, p-butoxyphenone
Alkoxyphenols such as 2-methyl-4-iso
Bisalkylphenols such as propylphenol, m
-Chlorophenol, p-chlorophenol, o-chloro
Lophenol, dihydroxybiphenyl, bisphenol
A, phenylphenol, resorcinol, naphtho
Hydroxy aromatic compounds such as
Can be used as a mixture, but is not limited to these
It is not a thing. Examples of aldehydes include formal.
Dehydr, paraformaldehyde, acetaldehyde,
Lopionaldehyde, benzaldehyde, phenylacetate
Toaldehyde, α-phenylpropyl aldehyde, β-
Phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzua
Rudehydr, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydride
Roxybenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde
, M-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenza
Rudehydr, o-nitrobenzaldehyde, m-nitrobe
Aldehyde, p-nitrobenzaldehyde, o-me
Tilbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde,
p-methylbenzaldehyde, p-ethylbenzalde
Hydride, pn-butylbenzaldehyde, furfura
, Chloroacetaldehyde and their acetals
Bodies such as chloroacetaldehyde diethyl acetal
Etc., but in these, formua
Preferably, aldehyde is used. These aldehydes
Can be used alone or in combination of two or more
The Acid catalysts include hydrochloric acid, sulfuric acid, formic acid, acetic acid,
An acid or the like can be used. The weight average molecular weight of the novolak resin is 1,
It is preferable that it is the range of 000-30,000.
If it is less than 1,000, the film loss after development of the irradiated part is large,
If it exceeds 30,000, the development speed will be reduced.
Yeah. Particularly preferred is the range of 2,000 to 20,000.
is there. In addition, the polyhydroxy other than the novolak resin
Weight average molecular weight of styrene, its derivatives and copolymers
Is 2000 or more, preferably 2000-30000,
More preferably, it is 2000-20000. here,
Weight average molecular weight is gel permeation chromatograph
Defined in terms of polystyrene equivalents. A used in combination with alkali-soluble grafter
The weight-average molecular weight of Lucari-soluble resin is 1,000-3.
It is preferably in the range of 10,000. 1,000 not
At full, the film loss after development of the irradiated area is large, 30,000
If this value is exceeded, the developing speed will be reduced. More suitable
It is in the range of 2,000 to 20,000. Sensitivity is
Particularly preferred alkali-soluble resin in terms of superiority
The weight average molecular weight ranges from 2,000 to 9,000
More preferably, it is the range of 2,500-9,000.
More preferably, in the range of 3,000 to 9,000
is there. Further, the molecular weight distribution of the alkali-soluble resin (Mw /
Mn) is 1.0 to 1.5 (monodisperse polymer).
However, it is preferable because development residue is reduced. Especially good sensitivity
Molecular weight distribution of the alkali-soluble resin particularly preferred in terms of
(Mw / Mn) is 1.0 to 1.4, more preferable.
1.0 to 1.3, and more preferably 1.0 to 1.3.
1.2. Here, the weight average molecular weight is gel perme
The value converted to polystyrene in chromatography
Is defined. Amount of alkali-soluble resin used in combination
Usually with respect to the weight of the alkali-soluble grafter
0 to 50% by weight. [3] Crosslinking agent In the negative resist composition of the present invention, an alkali-soluble resin is used.
A compound that crosslinks with an acid together with a fat and an acid generator.
(Referred to below as acid cross-linking agent or simply cross-linking agent)
The (3) -1 Use a phenol derivative as the cross-linking agent.
You can. Preferably, the molecular weight is 1200 or less, the molecule
Contains 3 to 5 benzene rings, and hydroxymethy
2 or more in total
Less hydroxymethyl and alkoxymethyl groups.
At least concentrate on one of the benzene rings or
To mention phenol derivatives that are separated and bonded
it can. By using such a phenol derivative
Thus, the effect of the present invention can be made more remarkable. Ben
The alkoxymethyl group bonded to the zen ring includes carbon atoms
Six or less are preferable. Specifically, methoxymethyl
Group, ethoxymethyl group, n-propoxymethyl group, i-
Propoxymethyl group, n-butoxymethyl group, i-but
Xymethyl group, sec-butoxymethyl group, t-butoxy
A cymethyl group is preferred. In addition, 2-methoxyethoxy
Group and 2-methoxy-1-propyl group,
Also preferred are xy-substituted alkoxy groups. These feces
Of the diol derivatives, particularly preferred are listed below. [0175] Embedded image [0176] Embedded image[0177] Embedded image [0178] Embedded image[0179] Embedded image(Wherein L1~ L8Is the same but different
Hydroxymethyl group, methoxymethyl
Group or ethoxymethyl group. ) Phenol derivatives with a hydroxymethyl group are compatible
Phenolic compounds that do not have hydroxymethyl groups
(In the above formula, L1~ L8Is a hydrogen atom) and
By reacting formaldehyde under a basic catalyst
Can be obtained. At this time, to prevent resinification and gelation
Therefore, the reaction temperature is preferably 60 ° C. or lower. Ingredients
Specifically, JP-A-6-282067 and JP-A-7-64.
It can be synthesized by the method described in No. 285 etc.
Yes. Phenol derivatives having alkoxymethyl groups
The phenol derivative with the corresponding hydroxymethyl group
By reacting a conductor and alcohol under an acid catalyst
Can be obtained. At this time, in order to prevent resinification and gelation
Furthermore, it is preferable to carry out the reaction at a temperature of 100 ° C. or lower. Ingredients
Specifically, it is described in European Patent EP632003A1 etc.
It can be synthesized by the method. In this way
Synthesized hydroxymethyl group or alkoxymethyl
Phenol derivatives having a group are stable in storage.
Preferable phenol derivatives with alkoxymethyl groups
The conductor is particularly preferable from the viewpoint of stability during storage. Hydro
2 in total including xymethyl group or alkoxymethyl group
Have the above, concentrate on any benzene ring, or
Such a phenol derivative formed by sorting and binding
May be used alone or in combination of two or more
May be used. (3) -2 In addition to the above phenol derivatives
The following compounds (i) and (ii) are used as cross-linking agents.
Can be used. (I) N-hydroxymethyl group, N-alkoxymethyl
Or a compound having an N-acyloxymethyl group
Stuff (Ii) Epoxy compound These crosslinking agents are described in detail below.
Light up. (I) N-hydroxymethyl group, N-alkoxymethyl
Or a compound having an N-acyloxymethyl group
As a product, European patent publication (hereinafter referred to as “EP-A”)
No. 0,133,216, West German Patent No. 3,63
No. 4,671, No. 3,711,264
Monomers and oligomers-melamine-formaldehyde condensation
Compounds and urea-formaldehyde condensates, EP-A
Alkoxy-substituted compounds disclosed in 0,212,482
Benzoguanamine-formaldehyde disclosed in
Examples include condensates. As a more preferable example,
At least two free N-hydroxymethyl groups, N
-Alkoxymethyl group or N-acyloxymethyl
And melamine-formaldehyde derivative
Of these, N-alkoxymethyl derivatives are particularly preferred.
Yes. (Ii) As an epoxy compound, one
Monomers, dimers and oligos containing the above epoxy groups
And polymer epoxy compounds
The For example, bisphenol A and epichlorohydrin
Reaction product of low molecular weight phenol-formaldehyde
Examples include reaction products of resin and epichlorohydrin.
The U.S. Pat. No. 4,026,705, UK
It is described and used in Japanese Patent No. 1,539,192.
The epoxy resin currently mentioned can be mentioned. In the present invention, the above phenol induction
The body is preferred. In addition to the above phenol derivatives, for example
Using other cross-linking agents (i) and (ii) as described above in combination
You can also. Use in addition to the above phenol derivatives
The ratio of the other crosslinking agent is 100/0 to 20/8 in molar ratio.
0, preferably 90/10 to 40/60, more preferably
Is 80 / 20-50 / 50. The cross-linking agent is 3% in the total resist composition solid content.
Used at an addition amount of ˜70 wt%, preferably 5 to 50 wt%
I can. If the added amount of the crosslinking agent is less than 3% by weight, the remaining film
The resolution decreases, and when it exceeds 70% by weight, the resolution decreases.
Furthermore, it is much preferred in terms of stability when storing resist solutions.
It ’s not. [4] (E) Organic basic compound Preferred organic basic compounds that can be used in the present invention
Is a compound that is more basic than phenol. During ~
However, nitrogen-containing basic compounds are preferred. Preferred chemical ring
Examples of the boundary include structures of the following formulas (A) to (E).
it can. [0187] Embedded image Here, R250 , R251 And R252 Is the same
One or different, a hydrogen atom, an atom having 1 to 6 carbon atoms
Rualkyl group, aminoalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, carbon number
1-6 hydroxyalkyl groups or 6-20 carbon atoms
Represents a substituted or unsubstituted aryl group, wherein R
251 And R252 May combine with each other to form a ring.
R253 , R254 , R255 And R256 Are the same or different
Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Further preferred compounds are different in one molecule.
Nitrogen-containing basification with two or more nitrogen atoms in chemical environment
Particularly preferably a substituted or unsubstituted amide.
If the compound contains both a mino group and a ring structure containing a nitrogen atom
Or a compound having an alkylamino group. Preferred specific examples include substituted or non-substituted
Substituted guanidines, substituted or unsubstituted aminopyridines
Substituted or unsubstituted aminoalkylpyridine,
Substituted or unsubstituted aminopyrrolidine, substituted or unsubstituted
Substituted indazole, imidazole, substituted or unsubstituted
Substituted pyrazole, substituted or unsubstituted pyrazine, substituted
Or an unsubstituted pyrimidine, substituted or unsubstituted
Phosphorus, substituted or unsubstituted imidazoline, substituted or
Is unsubstituted pyrazoline, substituted or unsubstituted piperazi
Substituted, unsubstituted aminomorpholine, substituted
Or unsubstituted aminoalkylmorpholine.
It is. Preferred substituents are amino group, aminoalkyl
Group, alkylamino group, aminoaryl group, aryl group
Mino group, alkyl group, alkoxy group, acyl group, acylo
Xyl group, aryl group, aryloxy group, nitro group, water
An acid group and a cyano group. As particularly preferred compounds, guanidine,
1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,3-teto
Lamethylguanidine, imidazole, 2-methylimida
Sol, 4-methylimidazole, N-methylimidazo
, 2-phenylimidazole, 4,5-diphenyl
Imidazole, 2,4,5-triphenylimidazole
, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-a
Minopyridine, 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethyl
Tilaminopyridine, 2-diethylaminopyridine, 2
-(Aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methyl
Pyridine, 2-amino-4-methylpyridine, 2-amino
No-5-methylpyridine, 2-amino-6-methylpyri
Gin, 3-aminoethylpyridine, 4-aminoethylpi
Lysine, 3-aminopyrrolidine, piperazine, N- (2
-Aminoethyl) piperazine, N- (2-aminoethyl)
L) Piperidine, 4-amino-2,2,6,6-tetra
Methylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-i
Minopiperidin, 1- (2-aminoethyl) pyrrolidi
, Pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole,
5-amino-3-methyl-1-p-tolylpyrazole,
Pyrazine, 2- (aminomethyl) -5-methylpyrazine
, Pyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 4,6
-Dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyra
Zolin, N-aminomorpholine, N- (2-aminoethyl)
Chill) morpholine, etc.
It is not something. These nitrogen-containing basic compounds are used alone.
Or two or more are used together. For electron beam or X-ray
In a composition of a compound that generates more acid and an organic basic compound
The use ratio of (generates acid by electron beam or X-ray
Compound) / (organic basic compound) (molar ratio) = 2.5-
300 is preferable. The molar ratio is less than 2.5
May be low sensitivity and resolution may decrease,
If it exceeds 300, the resist will pass with time after irradiation until heat treatment.
Pattern fatness may increase and resolution may decrease.
is there. (Compound that generates acid by electron beam or X-ray)
/ (Organic basic compound) (molar ratio) is preferably 5.
It is 0-200, More preferably, it is 7.0-150. This
The addition of these nitrogen-containing basic compounds can
Improved stability over time (PCD stability and PED stability)
There is an effect to. PCD (Post Coating Delay)
Stability refers to an irradiation device after applying a resist composition to a substrate
The stability of the coating when left inside or outside the device,
PED (Post Exposure Delay) stability
Until the heating operation is performed later, in the irradiation device or device
It is the coating film stability when left outside. [5] Surfactants A surfactant is added to the negative resist composition of the present invention.
You can also. Specifically, polyoxyethylene laur
Ryl ether, polyoxyethylene stearyl ether
, Polyoxyethylene cetyl ether, polyoxye
Polyoxyethylene alkyl such as tylene oleyl ether
Luethers, polyoxyethylene octylphenol
Ether, polyoxyethylene nonylphenol ether
Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as
Polyoxyethylene / polyoxypropylene block co
Polymers, sorbitan monolaurate, sorbitan
Nopalmitate, sorbitan monostearate, sorbi
Tan monooleate, sorbitan trioleate, sol
Sorbitan fatty acid esters such as bitane tristearate
Polyoxyethylene sorbitan monolaurate, poly
Lioxyethylene sorbitan monopalmitate, polio
Xylethylene sorbitan monostearate, polyoxy
Ethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene
Polyoxyethylene such as sorbitan tristearate
Nonionic surfactants such as sorbitan fatty acid esters
Agent, EFTOP EF301, EF303, EF352
(Manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Megafuck F171, F1
73 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Florad FC43
0, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M), Asahiga
Card AG710, Surflon S-382, SC101,
SC102, SC103, SC104, SC105, S
Fluorine surfactants such as C106 (Asahi Glass Co., Ltd.)
Organosiloxane polymer KP341 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Manufactured by) or acrylic acid or methacrylic acid
(Co) polymerization polyflow No. 75, no. 95 (Kyoeisha
Manufactured by Yushi Chemical Co., Ltd.), Troisol S-366 (Toro)
Y Chemical Co., Ltd.). In addition,
At least one of silicon-based and silicon-based surfactants
It is preferable that the surfactant is blended. Also,
A surfactant containing both elementary and silicon atoms
It is also preferable. As these surfactants, for example
JP 62-36663, JP 61-226746, JP 61-2267
45, JP 62-170950, JP 63-34540, JP 7
-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP
Hei 9-5988, U.S. Patent 5405720, U.S. Patent 5360692,
US patent 5529881, US patent 5296330, US patent 5436
098, U.S. Patent No. 5576143, U.S. Patent No. 5296143, U.S. Patent
Interface described in Japanese Patent No. 5294511 and US Pat. No. 5,842,451
And the following commercially available surfactants.
It can also be used as it is. As a commercially available surfactant
For example, F Top EF301, EF303 (Shin-Akita Kasei Co., Ltd.)
Manufactured), FLORARD FC430, 431 (manufactured by Sumitomo 3M),
Megafuck F171, F173, F176, F189, R08
Nuki Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 10
3, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troisol S-
Fluorosurfactant such as 366 (manufactured by Troy Chemical)
Or a silicon-type surfactant can be mentioned. Also
Polysiloxane polymer KP-341 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Can also be used as a silicon surfactant
The The amount of these surfactants contained in the composition of the present invention
Usually, 0.001 to 2 layers per 100 parts by weight of the solid content
Part by weight, preferably 0.01 to 1 part by weight. these
Surfactant may be added alone or some
It can also be added in combination. These surface activities
The addition of a curing agent increases the in-plane uniformity of the resist film.
There is an effect of improving the image power. [6] Solvent The negative resist composition of the present invention dissolves the above components.
It is dissolved in a solvent and coated on a support. Use here
Solvents include ethylene dichloride and cyclohexano
, Cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyro
Kuton, methyl ethyl ketone, ethylene glycol mono
Methyl ether, ethylene glycol monoethyl ether
, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol
Lumonoethyl ether acetate, propylene glycol
Rumonomethyl ether, propylene glycol monomethyl
Ether ether, toluene, ethyl acetate, lactic acid
Chill, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, etho
Ethyl xylpropionate, methyl pyruvate, pyruvin
Ethyl acetate, propyl pyruvate, N, N-dimethylform
Muamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolide
And tetrahydrofuran are preferred.
Use alone or in combination. Particularly preferred solvents are
Propylene glycol monomethyl ether acetate /
Propylene glycol monomethyl ether ratio (weight
Ratio) is 100/0 to 30/70, preferably 100/0
-50/50, more preferably 100 / 0-80 / 20
It is a mixed solvent. [7] Dye In the negative resist composition of the present invention, if necessary, further
A dye or the like can be contained. As a suitable dye
There are oil-based dyes and basic dyes. Specifically, oily
Yellow # 101, Oil Yellow # 103, Oil Pin
# 312, Oil Green BG, Oil Blue BO
S, Oil Blue # 603, Oil Black BY, Oy
Le Black BS, Oil Black T-505
Manufactured by Ent Chemical Co., Ltd.), Crystal Violet
(CI42555), methyl violet (CI425)
35), Rhodamine B (CI45170B), Maracay
Togreen (CI42000), Methylene Blue (CI
52015). In the manufacture of precision integrated circuit elements, etc.
The pattern formation process on the strike film is performed using a substrate (eg, silicon
/ Transparent silicon dioxide cover, glass substrate, ITO substrate, etc.
Apply the negative resist composition of the present invention on a bright substrate)
And then irradiation using an electron beam, X-ray or EUV lithography system
Good by heating, developing, rinsing and drying
A resist pattern can be formed. Of the present invention
As a developer of the negative resist composition, sodium hydroxide is used.
Um, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate
Inorganic aluminium, sodium metasilicate, aqueous ammonia, etc.
First, such as Lucaris, Ethylamine, n-Propylamine
Amines, diethylamine, di-n-butylamine, etc.
Secondary amines, triethylamine, methyldiethylamine
Tertiary amines such as dimethylethanolamine,
Alcoholamines such as ethanolamine, tetramethyl
Ammonium hydroxide, tetraethylammonium
Quaternary ammonium salts such as hydroxide and choline, pyro
Of cyclic amines such as alcohol, piperidine, etc.
An aqueous solution can be used. Further, the alkalis
Alcohols such as isopropyl alcohol,
Use an appropriate amount of nonionic surfactants.
You can also. Of these developers, the fourth
Monium salt, more preferably tetramethylammonium
Muhydroxide, choline. [0197] The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
However, the content of the present invention is not limited thereby.
Absent. 1. Composition example of composition material (1) Acid generator (C1) Tetramethylpentafluorobenzenesulfonate
Synthesis of ammonium salt Ice-cool 25 g of pentafluorobenzenesulfonyl chloride
Dissolve in 100 ml of lower methanol and add 25%
Add 100 g of lamethylammonium hydroxide aqueous solution
I added a lot. Stir at room temperature for 3 hours and pentafluorobe
Solution of tetramethylammonium sulfonate
Obtained. This solution is made into sulfonium salt, iodonium salt
Used for salt exchange with. (C2) Triphenylsulfonium penta
Synthesis of fluorobenzenesulfonate Diphenyl sulfoxide 50g to benzene 800ml
Dissolve, add 200 g of aluminum chloride to this, add 2
Refluxed for 4 hours. Slowly pour the reaction mixture into 2 liters of ice.
Add 400ml of concentrated hydrochloric acid and heat at 70 ° C for 10 minutes.
It was. This aqueous solution was washed with 500 ml of ethyl acetate and filtered.
After that, 200 g of ammonium iodide was added to 400 ml of water.
The dissolved one was added. The precipitated powder was collected by filtration and washed with water.
After washing with ethyl acetate and drying, triphenylsulfonate
70 g of umiozide was obtained. Triphenylsulfoni
Dissolve 30.5 g of umiozide in 1000 ml of methanol.
19.1 g of silver oxide was added to this solution and 4% was added at room temperature.
Stir for hours. Filter the solution and add excess pentaf.
Of lorobenzenesulfonic acid tetramethylammonium salt
The solution was added. Concentrate the reaction and dilute it with dichloromethane.
Dissolve in 500 ml and add 5% tetramethylan
Washed with aqueous ammonium hydroxide and water. Yes
After drying the organic phase over anhydrous sodium sulfate and concentrating,
Enylsulfonium pentafluorobenzenesulfonate
(I-1) was obtained. (C3) Di (4-t-amylphenyl) yo
Synthesis of donium pentafluorobenzenesulfonate 60 g of t-amylbenzene, 39.5 potassium iodate
g, Acetic anhydride 81g, Dichloromethane 170ml
66.8 g of concentrated sulfuric acid was slowly added dropwise to this under ice cooling.
It was. Stir for 2 hours under ice cooling and then for 10 hours at room temperature.
It was. Add 500 ml of water to the reaction solution under ice-cooling.
Extract with loromethane, organic phase with sodium bicarbonate and water
After washing and concentration, di (4-t-amylphenyl) yo
Donium sulfate was obtained. This sulfate is added in excess
Tetrafluorobenzenesulfonic acid tetramethylammoni
To the solution of um salt. Add 500 ml of water to this solution.
This is extracted with dichloromethane and the organic phase is 5% tetra
Wash with aqueous methylammonium hydroxide and water.
After purification and concentration, di (4-t-amylphenyl) io
Donium pentafluorobenzenesulfonate (III-
1) was obtained. Acid generator PAG-1 shown below and
PAG-2 can also be synthesized using the same method as above.
Yes. (2) Synthesis of alkali-soluble grafter Synthesis Example 1 p-t-Butoxystyrene Macromonomer (Mw
2600; terminal methacrylate: Toagosei Co., Ltd.) 17.6g, p-
Dissolve 4.4 g of t-butoxystyrene in dry THF and add nitrogen.
Heated to 70 ° C. under a stream of air. Wako Pure Chemicals azo radical opening
Initiator V-601 and 80 mol% of the total amount of the monomers were added. 6:00
After the reaction, the reaction solution was diluted with THF and methanol
Precipitated in and purified to remove the polymer. In the usual way
It was further decomposed with acid to obtain GP1. Weight by GPC measurement
Average molecular weight (Mw) and molecular weight dispersity (Mw / Mn) were determined. (Synthesis Example 2) p-t-but in Synthesis Example 1
Instead of xylstyrene, 3,4-dimethoxystyrene
(GP2) was obtained in the same manner except that it was used. (Synthesis Example 3) p-t-but in Synthesis Example 1
Use 1-vinylnaphthalene instead of xylstyrene
(GP3) was obtained in the same manner except that was used. Synthesis Example 4 p-t-but in Synthesis Example 1
Use m-t-butoxycystelen instead of xylstyrene.
(GP4) was obtained in the same manner except for the above. (Synthesis Example 5) p-t-but in Synthesis Example 1
Instead of 4.4 g of xylstyrene, 2 g of p-vinylbenzoic acid
(GP5) was obtained in the same manner except that it was used. Synthesis Example 6 p-t-but in Synthesis Example 1
Except for using styrene instead of xylstyrene
In the same manner, (GP6) was obtained. Synthesis Example 7 (GP1) 12.5 g of acetone
Dissolve in 50 ml, potassium carbonate 0 · 57 g and ethyl iodide 3
-2g was added and it heated and refluxed for 6 hours. The reaction solution was filtered
After that, the filtrate is added dropwise to 1 L of pH 3 acetic acid aqueous solution to cause precipitation.
The temple was collected by filtration. After vacuum drying, acetone / to
Separation and precipitation using xane to remove low molecular weight components (G
P7) was obtained. (Synthesis Example 8) p-t-butoxystyrene mac
Use styrene macromonomer instead of monomer
In the same manner as in Synthesis Example 1, (GP8) was obtained. (Synthesis Example 9) GP1 was changed to acetone / hexane.
To separate the precipitate and add more hexane to the concentrated phase.
The resulting dilute phase is concentrated to produce a polymer with a narrow molecular weight distribution (G
P9) was obtained. (Synthesis Example 10) Polyhydroxystyrene (VP-5000: Japan
Soda) 10g dissolved in methanol, p-t-butoxy
Len 10g, Wako Pure Chemicals azo radical initiator V-601
Add 10 mol% of the total amount of monomer, deaerate,
Dilute the reaction solution with THF and dilute with THF in methanol.
The polymer was taken out by purification. By the ordinary method
Decomposition with phosphoric acid gave (GP10). (Synthesis Example 11) p-t-butoxystyrene was mixed with V-601 and
Polymerized in the presence of Lukabutetal, terminal hydrosyl poly
Got mer. Tosylation of terminal hydroxyl group with tosyl chloride
In the presence of a base, polyhydroxystyrene (VP-5000:
Reacted with Nippon Soda). Treat the removed polymer with acid.
To obtain (GP11). (Alkali Solubility Graph of Synthesis Examples 1 to 11)
Topolymer) Alkali-soluble in the present invention of Synthesis Examples 1-11
The graft polymer is shown below. [0211] Embedded image[0212] Embedded image[0213] Embedded image [0214] Embedded image(3) Crosslinking agent Synthesis of crosslinking agent [HM-1] 1- [α-methyl-α- (4-hydroxyphenyl) ester
Til] -4- [α, α-bis (4-hydroxypheny
Le) ethyl] benzene 20 g (T, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.)
risp-PA) in 10% aqueous potassium hydroxide solution
Stir and dissolve. Next, while stirring this solution, 3
60ml of 7% formalin aqueous solution over 1 hour at room temperature
Gradually added. After further stirring for 6 hours at room temperature, dilute sulfur
Throwed into acid aqueous solution. The precipitate was filtered and washed thoroughly with water
Then, by recrystallization from 30 ml of methanol,
Phenol derivatives having a hydroxymethyl group of the structure
20 g of white powder of [HM-1] was obtained. The purity is 92%
(Liquid chromatography method). [0216] Embedded image Synthesis of cross-linking agent [MM-1] Fe of hydroxymethyl group obtained in the above synthesis example.
20 g of a diol derivative [HM-1] in 1 liter of methanol
The solution was stirred and heated to dissolve. Then into this solution
1 ml of concentrated sulfuric acid was added, and the mixture was heated to reflux for 12 hours. End of reaction
Thereafter, the reaction solution was cooled, and 2 g of potassium carbonate was added. This
After fully concentrating the mixture, add 300 ml of ethyl acetate.
Yeah. This solution is washed with water and concentrated to dryness.
A phenol derivative having a methoxymethyl group of the following structure:
22 g of a white solid of conductor [MM-1] was obtained. Purity is 90
% (Liquid chromatography method). [0218] Embedded imageFurther, the following phenols were similarly obtained.
Derivatives were synthesized. [0220] Embedded image [0221] Embedded image[0222] Embedded image2. Example <Electron Beam Irradiation> (1) Application of resist Preparation of a photoresist composition solution having the composition shown in Table 1
And filtered through a 0.1 μm filter. Each Regis
8 inch silicon using a spin coater
Apply on wafer, vacuum adsorption type for 90 seconds at 120 ° C
Resist with a thickness of 0.3μm after drying on a hot plate
A membrane was obtained. (2) Preparation of resist pattern An electron beam lithography apparatus (acceleration voltage 50 Ke
Irradiation was performed using V). 110 ° C after irradiation
Heat for 60 seconds on the vacuum adsorption type hot plate of
2.38 wt% tetramethylammonium hydrooxy
Immerse in side (TMAH) aqueous solution for 60 seconds, 30 seconds
Rinse with water and dry. Cross-sectional shape of the obtained pattern
Were observed with a scanning electron microscope. (3) Evaluation method [Sensitivity and Resolution] Sensitivity is 0.20 μm line (line
Feel the minimum dose when resolving
Limit resolution at that dose (line and spectrum)
The resolution was defined as “Separate resolution”. 0.20 μm line
(Line: Space = 1: 1)
Is the resolution of the limit and the dose at that time is the sensitivity and
did. [Number of development defects] The resist pattern obtained as described above.
About K.K.
Obtained by measuring the number of development defects with LA-2112 machine
The primary data value was defined as the number of development defects. Development defects are observed
For those having a development defect number of 1 to 10, A,
B of 11 to 499 and C of 500 or more. So
The results are shown in Tables 1-2. [0224] [Table 1][0225] [Table 2] Details of each component shown in Tables 1 and 2 are as follows.
Shown in [0227] Embedded imageP-101: Poly (p-hydroxystyrene)
Ren) Mw 10,000 Mw / Mn = 1.4 P-102: Novolac resin m-cresol / p-cresol = 45/55 (mole
ratio) Mw 6,500 [0229] Embedded image [0230] Embedded image [0231] Embedded image (Solvent) PGME: Propylene glycol monomethyl ether PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether
acetate (Organic basic compounds) B-1: 2,4,5-Triphenylimidazole B-2: 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nona
5-ene B-3: 4-Dimethylaminopyridine B-4: 1,8-diazabicyclo [5.4.0] unde
Car-7-ene B-5: N-cyclohexyl-N′-morpholinoethylthio
Oura (Surfactant) W-1: Troisol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.)
Made) W-2: Mega Fuck F-176 (Dainippon Ink
(Gaku Kogyo) W-3: Megafuck R08 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
(Made by a company) W-4: Polysiloxane polymer KP-341
Koshi Chemical Industry Co., Ltd.) W-5: Surflon S-382 (Asahi Glass Co., Ltd.) Examples 1, 8, 9, 18, 19, 20 and
22, the organic basic compound is respectively B-2,
When changed to B-3, B-4, and B-5, the same
Etc. were obtained. In addition, Examples 1, 8, 9, 18,
In 19, 20 and 22, the surfactant is W
-2, W-3, W-4, W-5
B) Equivalent performance was obtained. Examples 1, 8, 9, 18,
19, 20, and 22, the solvent is propylene glycol
Monomethyl ether acetate / propylene glycol
Change to 80/20 (wt / wt)
As a result, similar effects were obtained. From the results shown in Table 2, the resist composition of the present invention.
High sensitivity, high resolution and reduced development defects
I understand. 3. Example <same size X-ray irradiation> Each resist composition of Example 1 and Comparative Example 1 is used.
In the same manner as in Example 1 above, the film thickness is 0.4.
A 0 μm resist film was obtained. Next, equal magnification X-ray irradiation device
Example 1 except that (gap value; 20 nm) was used.
In the same manner as in Example 1 above,
evaluated. As a result, almost the same as Example 1 and Comparative Example 1
Results were obtained. [0237] According to the present invention, the present invention has high sensitivity and high resolving power.
For negative electron beam, X-ray or EUV with reduced image defects
A chemically amplified resist composition can be provided.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】(A)アルカリ可溶性樹脂、(B)活性放
射線の照射により酸を発生する化合物、及び、(C)架
橋剤を含有するネガ型レジスト組成物において、該アル
カリ可溶性樹脂がグラフトポリマーであることを特徴と
するネガ型レジスト組成物。
1. A negative resist composition comprising (A) an alkali-soluble resin, (B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic radiation, and (C) a cross-linking agent. A negative resist composition, wherein the alkali-soluble resin is a graft polymer.
JP2002095475A 2002-03-29 2002-03-29 Negative resist composition Pending JP2003295437A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002095475A JP2003295437A (en) 2002-03-29 2002-03-29 Negative resist composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002095475A JP2003295437A (en) 2002-03-29 2002-03-29 Negative resist composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003295437A true JP2003295437A (en) 2003-10-15

Family

ID=29238949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002095475A Pending JP2003295437A (en) 2002-03-29 2002-03-29 Negative resist composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003295437A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005093516A1 (en) * 2004-03-25 2005-10-06 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Resist composition
JP2007140070A (en) * 2005-11-17 2007-06-07 Shin Etsu Chem Co Ltd Negative resist material and pattern forming method
JP2014102504A (en) * 2012-11-19 2014-06-05 Rohm & Haas Electronic Materials Llc Self-assembled structure, manufacturing method thereof, and article including the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005093516A1 (en) * 2004-03-25 2005-10-06 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Resist composition
JP2007140070A (en) * 2005-11-17 2007-06-07 Shin Etsu Chem Co Ltd Negative resist material and pattern forming method
EP1791025A3 (en) * 2005-11-17 2008-11-12 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Negative resist composition and patterning process
EP2146246A1 (en) * 2005-11-17 2010-01-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Negative resist composition and patterning process
JP2014102504A (en) * 2012-11-19 2014-06-05 Rohm & Haas Electronic Materials Llc Self-assembled structure, manufacturing method thereof, and article including the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100895455B1 (en) Negative resist composition and pattern forming method using the same
KR100456254B1 (en) Radiation-Sensitive Composition
EP0708368A1 (en) Positive-working photosensitive composition
JP2003337414A (en) Negative resist composition
JP2002169295A (en) Positive resist composition
KR100733847B1 (en) Negative-working resist composition for electron rays or x-rays
JP2002236358A (en) Radiation sensitive resist composition
JP4121309B2 (en) Negative resist composition
JP2004101818A (en) Negative resist composition
JP2000352822A (en) Positive type photoresist composition
JP2003330191A (en) Negative resist composition
JP2001142214A (en) Positive photoresist composition
JP2003295437A (en) Negative resist composition
KR100796585B1 (en) Radiation-sensitive resist composition
JP3709657B2 (en) Radiation sensitive composition
JP2002229193A (en) Positive resist composition for electron beam or x-ray
JP3700164B2 (en) Radiation sensitive composition
JP4486768B2 (en) Chemical amplification resist composition for negative electron beam or X-ray
JP4139655B2 (en) Negative resist composition
JP2003233186A (en) Negative resist composition
JP2004101819A (en) Negative type resist composition
JP2003262959A (en) Negative resist composition
JP3909830B2 (en) Resist composition for positive electron beam, X-ray or EUV
JP2002014470A (en) Negative type resist composition for electron beam or x-ray
JP2003057822A (en) Negative resist composition for electron beam or x-ray