JPH11236416A - ポリスチレン系高分子化合物及び化学増幅ポジ型レジスト材料並びにパターン形成方法 - Google Patents

ポリスチレン系高分子化合物及び化学増幅ポジ型レジスト材料並びにパターン形成方法

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JPH11236416A
JPH11236416A JP10299178A JP29917898A JPH11236416A JP H11236416 A JPH11236416 A JP H11236416A JP 10299178 A JP10299178 A JP 10299178A JP 29917898 A JP29917898 A JP 29917898A JP H11236416 A JPH11236416 A JP H11236416A
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JP
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carbon atoms
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branched
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JP10299178A
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English (en)
Inventor
Osamu Watanabe
修 渡辺
Junji Shimada
順次 島田
Shigehiro Nagura
茂広 名倉
Takanobu Takeda
隆信 武田
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Materials For Photolithography (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 下記一般式(1)で示される末端が下記
Pである重量平均分子量1,000〜500,000の
高分子化合物。 【化1】 〔RはOH又はOR3、R1はH又はCH3、R2はアルキ
ル基、R3は酸不安定基、x≧0、y>0、k≧0、m
≧0、n>0、0<q≦0.8、p+q=1、PはH、
アルキル基、アルケニル基、芳香族炭化水素基、カルボ
キシル基、OH、−(R4h(COR5r、−R4(O
H)r又は−R4(OR5rである。(R4は(r+1)
価の脂肪族炭化水素基、脂環式飽和炭化水素基又は芳香
族炭化水素基を示し、R5はアルキル基、芳香族炭化水
素基、アルコキシ基又は水酸基を示す。hは0又は1で
あり、rは1〜3の正の整数を示す。)〕 【効果】 本発明の高分子化合物を化学増幅ポジ型レジ
スト材料のベース樹脂として用いた場合は、高エネルギ
ー線に感応し、感度、解像性、プラズマエッチング耐性
に優れ、しかもレジストパターンの耐熱性、再現性にも
優れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、1種又は2種以上
の酸不安定基を有する末端が修飾された高分子化合物又
はこの高分子化合物が更に分子内及び/又は分子間でC
−O−C基を有する架橋基により架橋されている高分子
化合物、並びにこの高分子化合物をベース樹脂として配
合することにより、露光前後のアルカリ溶解コントラス
トが大幅に高く、高感度で高解像性を有し、特に超LS
I製造用の微細パターン形成材料として再現性に優れた
化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法に関
する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
LSIの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの
微細化が求められているなか、次世代の微細加工技術と
して遠紫外線リソグラフィーが有望視されている。遠紫
外線リソグラフィーは、0.5μm以下の加工も可能で
あり、光吸収の低いレジスト材料を用いた場合、基板に
対して垂直に近い側壁を有したパターン形成が可能にな
る。
【0003】近年開発された酸を触媒とした化学増幅ポ
ジ型レジスト材料(特公平2−27660号、特開昭6
3−27829号公報等記載)は、遠紫外線の光源とし
て高輝度なKrFエキシマレーザーを利用し、感度、解
像性、ドライエッチング耐性が高く、優れた特徴を有し
た遠紫外線リソグラフィーに特に有望なレジスト材料と
して期待されている。
【0004】このような化学増幅ポジ型レジスト材料と
しては、ベース樹脂、酸発生剤からなる二成分系、ベー
ス樹脂、酸発生剤、酸不安定基を有する溶解制御剤から
なる三成分系が知られている。
【0005】例えば、特開昭62−115440号公報
には、ポリ−4−tert−ブトキシスチレンと酸発生
剤からなるレジスト材料が提案され、この提案と類似し
たものとして特開平3−223858号公報には分子内
にtert−ブトキシ基を有する樹脂と酸発生剤からな
る二成分系レジスト材料、更には特開平4−21125
8号公報にはメチル基、イソプロピル基、tert−ブ
チル基、テトラヒドロピラニル基、トリメチルシリル基
含有ポリヒドロキシスチレンと酸発生剤からなる二成分
系のレジスト材料が提案されている。
【0006】更に、特開平6−100488号公報に
は、ポリ〔3,4−ビス(2−テトラヒドロピラニルオ
キシ)スチレン〕、ポリ〔3,4−ビス(tert−ブ
トキシカルボニルオキシ)スチレン〕、ポリ〔3,5−
ビス(2−テトラヒドロピラニルオキシ)スチレン〕等
のポリジヒドロキシスチレン誘導体と酸発生剤からなる
レジスト材料が提案されている。
【0007】しかしながら、これらレジスト材料のベー
ス樹脂は、酸不安定基を側鎖に有するものであり、酸不
安定基がtert−ブチル基、tert−ブトキシカル
ボニル基のように強酸で分解されるものであると、空気
中の塩基性化合物と反応して失活する結果、酸不安定基
の分解が起こりにくくなり、そのレジスト材料のパター
ン形状がT−トップ形状になり易い。一方、エトキシエ
チル基等のようなアルコキシアルキル基は弱酸で分解さ
れるため、空気中の塩基性化合物の影響は少ないが、露
光から加熱処理までの時間経過に伴ってパターン形状が
著しく細るという欠点を有したり、側鎖に嵩高い基を有
しているので、耐熱性が下がったり、感度及び解像度が
満足できるものではないなど、いずれも問題を有してお
り、未だ実用化に至っていないのが現状であり、このた
めこれら問題の改善が望まれる。
【0008】なお、特開平8−305025号公報記載
の高分子化合物は上記問題の改善を目的にしたものであ
るが、製造方法の特性上酸不安定基及び架橋基の置換基
比率の設計が困難であり、また特開平8−253534
号公報記載の架橋基の副生を招くという欠点を有してい
る。即ち、レジスト組成物を設計するに当たり、酸発生
剤、添加剤の選択及び添加量の設定により、様々なアル
カリ溶解速度の高分子化合物を必要とし、更にその高分
子化合物の製造の再現性が要求されるが、上記公報記載
の製造方法では酸不安定基及び架橋基の選択の制約及び
置換基比率の制約を受けざるを得ないという欠点を有し
ている。
【0009】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
特に化学増幅ポジ型レジスト材料のベース樹脂として用
いた場合、従来のレジスト材料を上回る高感度及び高解
像度、露光余裕度、プロセス適応性、再現性を有し、プ
ラズマエッチング耐性に優れ、しかもレジストパターン
の耐熱性にも優れた化学増幅ポジ型レジスト材料を与え
る高分子化合物、並びにこの高分子化合物をベース樹脂
とする化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方
法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、後述する方法によって得られる1種又は2種以上の
酸不安定基を有する末端が修飾された高分子化合物又は
この高分子化合物が更に分子内及び/又は分子間でC−
O−C基を有する架橋基により架橋されている高分子化
合物が、これをベース樹脂として用い、これに酸発生
剤、更には塩基性化合物、分子内に≡C−COOHで示
される基を有する芳香族化合物を配合した化学増幅ポジ
型レジスト材料が、レジスト膜の溶解コントラストを高
め、特に露光後の溶解速度を増大させること、更に、レ
ジストのPED安定性を向上させ、窒化膜基板上でのエ
ッジラフネスを改善させること、またアセチレンアルコ
ール誘導体を配合することにより、塗布性、保存安定性
を向上させ、高解像度、露光余裕度、プロセス適応性に
優れ、実用性の高い、精密な微細加工に有利であり、超
LSI用レジスト材料として非常に有効であることを知
見した。
【0011】即ち、本発明は、下記高分子化合物、化学
増幅ポジ型レジスト材料、及びパターン形成方法を提供
する。
【0012】請求項1:下記一般式(1)で示される末
端が下記Pである重量平均分子量1,000〜500,
000の高分子化合物。
【0013】
【化8】 〔(式中、Rは水酸基又はOR3基を示し、少なくとも
1個は水酸基である。R1は水素原子又はメチル基を示
し、R2は炭素数1〜30の直鎖状、分岐状又は環状の
アルキル基を示し、R3は酸不安定基を示す。また、x
は0又は正の整数、yは正の整数であり、x+y≦5を
満足する数であり、kは0又は正の整数、mは0又は正
の整数、nは正の整数であり、k+m+n≦5を満足す
る数である。p、qは正数であり、0<q≦0.8、p
+q=1を満足する数である。なお、nが2以上の場
合、R3は互いに同一であっても異なっていてもよい。
Δは重量平均分子量を1,000〜500,000とす
る数である。Pは水素原子、炭素数1〜30の直鎖状、
分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニル基、炭素数
6〜50の芳香族炭化水素基、カルボキシル基、水酸
基、又は下記一般式(2)、(3)もしくは(4)で示
される基であるが、末端の全てが同時に水素原子となる
ことはない。)
【0014】
【化9】 (式中、R4は(r+1)価の炭素数1〜30の脂肪族
炭化水素基、脂環式飽和炭化水素基又は炭素数6〜50
の芳香族炭化水素基を示し、R5は炭素数1〜30の直
鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数6〜50の
芳香族炭化水素基、炭素数1〜30のアルコキシ基、又
は水酸基を示し、R5aは炭素数1〜30の直鎖状、分岐
状又は環状のアルキル基又は炭素数6〜50の芳香族炭
化水素基を示す。また、hは0又は1であり、rは1〜
3の正の整数を示す。) また、上記一般式(1)で示される高分子化合物のRで
示されるフェノール性水酸基、上記一般式(2)におけ
るR5の水酸基及び上記一般式(3)における水酸基の
いずれか1又は2以上の水酸基は、アルケニルエーテル
化合物もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物との
反応により得られるC−O−C基を有する架橋基により
分子内及び/又は分子間で架橋されていてもよく、上記
酸不安定基と架橋基との合計量は式(1)のフェノール
性水酸基、上記一般式(2)におけるR5の水酸基及び
上記一般式(3)における水酸基の水素原子全体の平均
0モル%を超え80モル%以下の割合である。〕 請求項2:下記一般式(5)で示される請求項1記載の
高分子化合物。
【0015】
【化10】 〔(式中、Rは水酸基又はOR3基を示し、少なくとも
1個は水酸基である。R1は水素原子又はメチル基を示
し、R2は炭素数1〜30の直鎖状、分岐状又は環状の
アルキル基を示し、R3は酸不安定基を示す。R9、R10
は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状
のアルキル基を示し、R11は炭素数1〜18のヘテロ原
子を有していてもよい1価の炭化水素基を示し、R9
10、R9とR11、R10とR11とは環を形成してもよ
く、環を形成する場合にはR9、R10、R11はそれぞれ
炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示
す。R12は炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキ
ル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキルシリル基、
炭素数4〜20のオキソアルキル基又は−CR910
11で示される基を示す。aは0〜6の整数である。ま
た、p1、p2は正数、q1、q2は0又は正数であ
り、0<p1/(p1+q1+q2+p2)≦0.8、
0≦q1/(p1+q1+q2+p2)≦0.8、0≦
q2/(p1+q1+q2+p2)≦0.8、p1+q
1+q2+p2=1を満足する数であるが、q1とq2
が同時に0となることはない。x、y、k、m、n、
Δ、Pはそれぞれ上記と同様の意味を示す。) また、上記一般式(5)で示される高分子化合物のRで
示されるフェノール性水酸基、上記一般式(2)におけ
るR5の水酸基及び上記一般式(3)における水酸基の
いずれか1又は2以上の水酸基の水素原子がとれてその
酸素原子が下記一般式(6a)又は(6b)で示される
C−O−C基を有する架橋基により分子内及び/又は分
子間で架橋されていてもよく、上記酸不安定基と架橋基
との合計量は式(5)の高分子化合物のRで示されるフ
ェノール性水酸基、上記一般式(2)におけるR5の水
酸基及び上記一般式(3)における水酸基の水素原子全
体の平均0モル%を超え80モル%以下の割合である。
【0016】
【化11】 (式中、R6、R7は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R6
7とは環を形成してもよく、環を形成する場合には
6、R7はそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状の
アルキレン基を示す。R8は炭素数1〜10の直鎖状、
分岐状又は環状のアルキレン基を示し、dは0又は1〜
10の整数である。Aは、c価の炭素数1〜50の脂肪
族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又
はヘテロ環基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在し
ていてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の
一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はハロゲン
原子によって置換されていてもよい。Bは−CO−O
−、−NHCO−O−又は−NHCONH−を示す。c
は2〜8、c’は1〜7の整数である。)〕 請求項3:上記一般式(1)又は(5)で示される高分
子化合物において、R3が下記一般式(7)又は(8)
で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル基、各ア
ルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキルシリル
基、炭素数4〜20のオキソアルキル基より選ばれる1
種又は2種以上である請求項1又は2記載の高分子化合
物。
【0017】
【化12】 (式中、R9、R10は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、R11は炭素数
1〜18のヘテロ原子を有していてもよい1価の炭化水
素基を示し、R9とR10、R9とR11、R10とR11とは環
を形成してもよく、環を形成する場合にはR9、R10
11はそれぞれ炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のア
ルキレン基を示す。R12は炭素数4〜20の三級アルキ
ル基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアル
キルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基又は
上記一般式(7)で示される基を示す。aは0〜6の整
数である。) 請求項4:一般式(6a)又は(6b)で示されるC−
O−C基を有する架橋基が、下記一般式(6a’)又は
(6b’)で示される請求項2記載の高分子化合物。
【0018】
【化13】 (式中、R6、R7は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R6
7とは環を形成してもよく、環を形成する場合には
6、R7は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレ
ン基を示す。R8は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又
は環状のアルキレン基、dは0又は1〜5の整数であ
る。Aは、c’’価の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状
又は環状のアルキレン基、アルキルトリイル基、アルキ
ルテトライル基、炭素数6〜30のアリーレン基を示
し、これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、ま
たその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カ
ルボキシル基、アシル基又はハロゲン原子によって置換
されていてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O
−又は−NHCONH−を示す。c’’は2〜4、
c’’’は1〜3の整数である。) 請求項5: (A):有機溶剤 (B):ベース樹脂として請求項1乃至4のいずれか1
項記載の高分子化合物 (C):酸発生剤 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料。
【0019】請求項6:更に、(D):(B)成分とは
別のベース樹脂として下記一般式(9)で示される繰り
返し単位を有する高分子化合物のフェノール性水酸基の
水素原子を1種又は2種以上の酸不安定基により全体と
して平均0モル%以上80モル%以下の割合で部分置換
した重量平均分子量3,000〜300,000の高分
子化合物を配合したことを特徴とする請求項5記載の高
分子化合物。
【0020】
【化14】 〔(式中、R1、R2、R9、R10、R11は上記と同様の
意味を示し、R12は−CR910OR11とは異なる酸不
安定基であり、e、fは0又は正数、gは正数で、e+
f+g=1であり、0≦e/(e+f+g)≦0.5、
0.4≦g/(e+f+g)≦0.9である。) また、上記一般式(9)で示される高分子化合物のフェ
ノール性水酸基は、アルケニルエーテル化合物もしくは
ハロゲン化アルキルエーテルとの反応により得られるC
−O−C基を有する架橋基により分子内及び/又は分子
間で架橋されていてもよく、上記酸不安定基と架橋基と
の合計量が式(9)において、e=0、f=0、g=1
とした場合のフェノール性水酸基の水素原子全体の平均
0モル%を超え80モル%以下の割合である。〕 請求項7:更に、(E):溶解制御剤を配合したことを
特徴とする請求項5又は6記載の化学増幅ポジ型レジス
ト材料。
【0021】請求項8:更に、(F):添加剤として塩
基性化合物を配合したことを特徴とする請求項5乃至7
のいずれか1項記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
【0022】請求項9:更に、(G):添加剤として分
子内に≡C−COOHで示される基を有する芳香族化合
物を配合したことを特徴とする請求項5乃至8のいずれ
か1項記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
【0023】請求項10:更に、(H):紫外線吸収剤
を配合したことを特徴とする請求項5乃至9のいずれか
1項記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
【0024】請求項11:更に、(I):アセチレンア
ルコール誘導体を配合したことを特徴とする請求項5乃
至10のいずれか1項記載の化学増幅ポジ型レジスト材
料。
【0025】請求項12: (i)請求項5乃至11のいずれか1項に記載の化学増
幅ポジ型レジスト材料を基板上に塗布する工程と、(i
i)次いで加熱処理後、フォトマスクを介して波長30
0nm以下の高エネルギー線もしくは電子線で露光する
工程と、(iii)必要に応じて加熱処理した後、現像
液を用いて現像する工程とを含むことを特徴とするパタ
ーン形成方法。
【0026】本発明の高分子化合物は、ポリヒドロキシ
スチレン誘導体のポリマー末端が修飾されていることを
特徴とする。ベース樹脂として化学増幅ポジ型レジスト
材料に配合すると、ポリマーの末端基の効果によって従
来のベース樹脂よりも性能が向上する。例えば、末端を
カルボン酸とすることによって環境安定性が向上する。
また、アルコールとすることによって親水性を付与する
ことができ、基板との密着性の向上がはかられる。更
に、従来のベース樹脂よりも過露光部の溶解速度が向上
し、露光前後のアルカリ溶解速度コントラストが大幅に
高くなる。
【0027】しかも、ポリマー末端基は側鎖同様、C−
O−C基を有する架橋基によって架橋化され得るが、こ
の場合ポリヒドロキシスチレンの末端が架橋化されると
線状に架橋化されることから、従来のベース樹脂よりも
過露光部の溶解速度が更に向上し、露光前後のアルカリ
溶解速度コントラストが大幅に高くなる。
【0028】また、フェノール性水酸基の側鎖にアルコ
キシアルキル基が単独に付加したポリマーの場合、弱い
酸により脱離反応が進行することからT−トップ形状に
はなり難いが、上述したように酸に対して敏感であるた
めに露光から加熱処理までの時間経過に伴ってパターン
形状が著しく細るという欠点がある。更に、アルカリに
対する溶解阻止効果が低いために、溶解コントラストを
得るには高置換率体を使用しなければならず、耐熱性に
欠けるという欠点を有するものである。一方、フェノー
ル性水酸基の側鎖をtert−ブトキシカルボニル基で
保護したポリマーの場合、これをレジスト材料に配合す
ると、アルカリ溶解阻止性は良くなり、低置換率で溶解
コントラストが得られたり、耐熱性が良いという長所を
有しているが、脱離させてアルカリ可溶性にするために
はトリフルオロメタンスルホン酸等の強い酸を発生させ
る酸発生剤が必要であり、そのような酸を使用すると上
述したようにT−トップ形状になり易いという欠点を有
するものとなる。
【0029】このようなポリマーに対して、上述したよ
うに末端が修飾された高分子化合物又は更にこの高分子
化合物のフェノール性水酸基、一般式(2)におけるR
5の水酸基及び一般式(3)における水酸基のいずれか
1又は2以上の水酸基とアルケニルエーテル化合物もし
くはハロゲン化アルキルエーテル化合物との反応によっ
て得られるようなC−O−C基を有する架橋基により分
子内及び/又は分子間で架橋させた高分子化合物を用い
たレジスト材料は、側鎖をアセタール基で保護したポリ
マーにおける耐熱性が低いという欠点、tert−ブト
キシカルボニル基で保護したポリマーにおけるT−トッ
プ形状を形成し易いという欠点を解消するものである。
【0030】一方、本発明の化学増幅ポジ型レジスト材
料に用いる高分子化合物の効果として、酸に不安定であ
るC−O−C基を有する架橋基によって架橋され、酸不
安定基によって保護されている高分子化合物の場合、レ
ジスト膜の未露光部における重量平均分子量及びアルカ
リ現像液に対する溶解性が変化することはないが、レジ
スト膜の露光部の重量平均分子量は、発生した酸による
分解を経て、更には酸不安定基の脱離を伴って架橋基及
び酸不安定基によって保護する前のアルカリ可溶性ベー
ス樹脂の重量平均分子量に戻るため、アルカリ溶解速度
が未露光部に比べ大きく増大することから溶解コントラ
ストを高めることができ、結果として高解像度化が達成
できるものである。特に、ポリマー末端が架橋すること
により、上述したように過露光部の溶解速度が更に向上
し、露光前後のアルカリ溶解速度が顕著に増大するもの
である。
【0031】また、C−O−C基を有する架橋基が酸に
よって分解されると、アルコール化合物(ジオール、ト
リオール、ポリオール化合物等)が生成するが、その親
水性基によりアルカリ現像液との親和性が向上し、結果
として高解像度化が達成できる。
【0032】更に、レジスト組成物を設計するに当た
り、酸発生剤、添加剤の選択及び添加量の設定により、
様々なアルカリ溶解速度の高分子化合物を必要とし、更
にその高分子化合物の製造の再現性が要求されるが、上
記高分子化合物を用いることにより酸不安定基及び架橋
基の選択の制約及び置換基比率の制約を受けずに設計す
ることが可能である。
【0033】即ち、上記高分子化合物をベース樹脂とし
て使用した化学増幅ポジ型レジスト材料は、T−トップ
形状になり易い、パターン形状が細る、耐熱性に欠ける
という問題が従来のものより極めて少なく、レジスト膜
の溶解コントラストを高めることが可能であり、結果的
に高感度及び高解像性を有し、かつパターンの寸法制
御、パターンの形状コントロールを組成により任意に行
うことが可能であり、プロセス適応性、再現性にも優れ
た化学増幅ポジ型レジスト材料となるものである。
【0034】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、本発明の新規高分子化合物は、1種又は2種以上の
酸不安定基を有する末端が修飾された高分子化合物又は
この高分子化合物が更に分子内及び/又は分子間でC−
O−C基を有する架橋基により架橋されている重量平均
分子量が1,000〜500,000の高分子化合物で
ある。
【0035】上記高分子化合物は、下記一般式(1−
i)で示される繰り返し単位を有し、かつ末端が下記P
を有する下記一般式(1)で示されるものである。
【0036】
【化15】 〔(式中、Rは水酸基又はOR3基を示し、少なくとも
1個は水酸基である。R1は水素原子又はメチル基を示
し、R2は炭素数1〜30の直鎖状、分岐状又は環状の
アルキル基を示し、R3は酸不安定基を示す。また、x
は0又は正の整数、yは正の整数であり、x+y≦5を
満足する数であり、kは0又は正の整数、mは0又は正
の整数、nは正の整数であり、k+m+n≦5を満足す
る数である。p、qは正数であり、0<q≦0.8、p
+q=1を満足する数である。なお、nが2以上の場
合、R3は互いに同一であっても異なっていてもよい。
Δは重量平均分子量を1,000〜500,000とす
る数である。Pは水素原子、炭素数1〜30の直鎖状、
分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニル基、炭素数
6〜50の芳香族炭化水素基、カルボキシル基、水酸
基、又は下記一般式(2)、(3)もしくは(4)で示
される基であるが、末端の全てが同時に水素原子となる
ことはない。)
【0037】
【化16】 (式中、R4は(r+1)価の炭素数1〜30の脂肪族
炭化水素基、脂環式飽和炭化水素基又は炭素数6〜50
の芳香族炭化水素基を示し、R5は炭素数1〜30の直
鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数6〜50の
芳香族炭化水素基、炭素数1〜30のアルコキシ基、又
は水酸基を示し、R5aは炭素数1〜30の直鎖状、分岐
状又は環状のアルキル基又は炭素数6〜50の芳香族炭
化水素基を示す。また、hは0又は1であり、rは1〜
3の正の整数を示す。) また、上記一般式(1)で示される高分子化合物のRで
示されるフェノール性水酸基、上記一般式(2)におけ
るR5の水酸基及び上記一般式(3)における水酸基の
いずれか1又は2以上の水酸基は、アルケニルエーテル
化合物もしくはハロゲン化アルキルエーテルとの反応に
より得られるC−O−C基を有する架橋基により分子内
及び/又は分子間で架橋されていてもよく、上記酸不安
定基と架橋基との合計量は式(1)のフェノール性水酸
基、上記一般式(2)におけるR5の水酸基及び上記一
般式(3)における水酸基の水素原子全体の平均0モル
%を超え80モル%以下の割合である。〕
【0038】ここで、Rは水酸基又はOR3を示すが、
Rの少なくとも1個は水酸基である。R1は水素原子又
はメチル基を示し、R2は炭素数1〜30、好ましくは
1〜15、更に好ましくは1〜8の直鎖状、分岐状又は
環状のアルキル基を示し、直鎖状、分岐状又は環状のア
ルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、
イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、ter
t−ブチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基等
を例示できる。R3は酸不安定基である。また、xは0
又は正の整数、yは正の整数であり、x+y≦5を満足
するものであるが、yは1〜3、特に1〜2であること
が好ましい。kは0又は正の整数、mは0又は正の整
数、nは正の整数であり、k+m+n≦5を満足するも
のであるが、nは1〜2、mは0〜1であることが好ま
しい。なお、nが2以上の場合、R3は互いに同一であ
っても異なっていてもよい。p、qは正数であり、0<
q≦0.8、p+q=1である。
【0039】Pは水素原子、炭素数1〜30、好ましく
は1〜15、更に好ましくは1〜8の直鎖状、分岐状又
は環状のアルキル基、炭素数6〜50、好ましくは6〜
30、更に好ましくは6〜20の芳香族炭化水素基、カ
ルボキシル基、水酸基又は上記一般式(2)、(3)も
しくは(4)で示される基であるが、末端基Pの全てが
同時に水素原子となることはない。
【0040】ここで、直鎖状、分岐状又は環状のアルキ
ル基又はアルケニル基としては、メチル基、エチル基、
n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソ
ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペ
ンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノナニル基、デシ
ル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、ペン
タデシル基、ヘプタデシル基、ノナデシル基、ドコサニ
ル基、ヘプタコサニル基、2,2−ジメチルブチル基、
2,3−ジメチルブチル基、2,2,3−トリメチルブ
チル基、ヘキサメチルエチル基、デカハイドロナフチル
基、シクロヘキシル基、ジシクロヘキシル基、ノルボル
ニル基、ノルピニル基、アダマンチル基、1,3−ジメ
チルアダマンチル基、シクロペンチル基、ビニル基、ア
リル基、ブテニル基、へキセニル基、シクロへキセニル
基等が挙げられる。
【0041】芳香族炭化水素基としては、フェニル基、
ベンジル基、tert−ブチルベンジル基、ジフェニル
基、トリフェニル基、ナフチル基、アントラニル基、
1,2,3−トリペンチルベンジル基、ヘキサペンチル
ベンジル基等が挙げられる。
【0042】R4の(r+1)価の脂肪族炭化水素基又
は脂環式飽和炭化水素基としては、メチレン基、エチレ
ン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチ
レン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、ter
t−ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、オクチ
レン基、ノナニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、
ドデシレン基、トリデシレン基、ペンタデシレン基、ヘ
プタデシレン基、ノナデシレン基、ドコサニレン基、ヘ
プタコサニレン基、2,2−ジメチルブチレン基、2,
3−ジメチルブチレン基、2,2,3−トリメチルブチ
レン基、ヘキサメチルエチレン基、デカハイドロナフタ
レン基、シクロヘキサビニレン基、シクロヘキシレン
基、シクロヘキセニレン基、ジシクロヘキシレン基、ノ
ルボルニレン基、アダマンチレン基、1,3−ジメチル
アダマンチレン基、シクロペンチレン基及びこれらの基
から水素原子が更に1個又は2個失われて生ずる3価、
4価の基等が挙げられる。
【0043】R4の(r+1)価の芳香族炭化水素基と
しては、フェニレン基、ベンジレン基、tert−ブチ
ルベンジレン基、ジフェニレン基、トリフェニレン基、
ナフチレン基、アントラニレン基、1,2,3−トリペ
ンチルベンジレン基、ヘキサペンチルベンジレン基及び
これらの基から水素原子が更に1個又は2個失われて生
ずる3価、4価の基等が挙げられる。
【0044】R5の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル
基、芳香族炭化水素基としては、上記と同様の基が挙げ
られ、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ
基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−
ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オ
クチルオキシ基、ノナニルオキシ基、デシルオキシ基、
ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオ
キシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘプタデシルオキシ
基、ノナデシルオキシ基、ドコサニルオキシ基、ヘプタ
コサニルオキシ基、2,2−ジメチルブトキシ基、2,
3−ジメチルブトキシ基、2,2,3−トリメチルブト
キシ基、ヘキサメチルエトキシ基、シクロヘキシルオキ
シ基、デカハイドロナフチルオキシ基、ジシクロヘキシ
ルオキシ基、ノルボルニルオキシ基、ノルピニルオキシ
基、アダマンチルオキシ基、1,3−ジメチルアダマン
チルオキシ基、シクロペンチルオキシ基等が挙げられ
る。
【0045】上記R3の酸不安定基としては、種々選定
されるが、特に下記式(7)、(8)で示される基、炭
素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基がそれぞ
れ炭素数1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜2
0のオキソアルキル基等であることが好ましい。
【0046】
【化17】
【0047】式中、R9、R10は水素原子又は炭素数1
〜8、好ましくは1〜6、更に好ましくは1〜5の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、R11は炭素数
1〜18、好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜8
の酸素原子等のヘテロ原子を有していてもよい1価の炭
化水素基を示し、R9とR10、R9とR11、R10とR11
は環を形成してもよく、環を形成する場合にはR9、R
10、R11はそれぞれ炭素数1〜18、好ましくは1〜1
0、更に好ましくは1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキ
レン基を示す。R12は炭素数4〜20、好ましくは4〜
15、更に好ましくは4〜10の三級アルキル基、各ア
ルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキルシリル
基、炭素数4〜20、好ましくは4〜15、更に好まし
くは4〜10のオキソアルキル基又は上記一般式(6)
で示される基を示す。また、aは0〜6の整数である。
【0048】R9、R10の炭素数1〜8の直鎖状、分岐
状又は環状のアルキル基としては、R2で説明したもの
と同様の基が挙げられる。
【0049】R11としては、直鎖状、分岐状又は環状の
アルキル基、フェニル基、p−メチルフェニル基、p−
エチルフェニル基、p−メトキシフェニル基等のアルコ
キシ置換フェニル基等の非置換又は置換アリール基、ベ
ンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等や、これら
の基に酸素原子を有する、或いは炭素原子に結合する水
素原子が水酸基に置換されたり、2個の水素原子が酸素
原子で置換されてカルボニル基を形成する下記式で示さ
れるようなアルキル基等の基を挙げることができる。
【0050】
【化18】
【0051】また、R12の三級アルキル基としては、t
ert−ブチル基、1−メチルシクロヘキシル基、2−
(2−メチル)アダマンチル基、tert−アミル基等
を挙げることができる。
【0052】R12のトリアルキルシリル基としては、ト
リメチルシリル基、トリエチルシリル基、ジメチル−t
ert−ブチルシリル基等の各アルキル基の炭素数が1
〜6のものが挙げられる。
【0053】R12のオキソアルキル基としては、3−オ
キソシクロヘキシル基、下記式で示される基が挙げられ
る。
【0054】
【化19】
【0055】上記式(7)で示される酸不安定基とし
て、具体的には、例えば1−メトキシエチル基、1−エ
トキシエチル基、1−n−プロポキシエチル基、1−イ
ソプロポキシエチル基、1−n−ブトキシエチル基、1
−イソブトキシエチル基、1−sec−ブトキシエチル
基、1−tert−ブトキシエチル基、1−tert−
アミロキシエチル基、1−エトキシ−n−プロピル基、
1−シクロヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル
基、エトキシプロピル基、1−メトキシ−1−メチル−
エチル基、1−エトキシ−1−メチル−エチル基等の直
鎖状もしくは分岐状アセタール基、テトラヒドロフラニ
ル基、テトラヒドロピラニル基等の環状アセタール基等
が挙げられ、好ましくはエトキシエチル基、ブトキシエ
チル基、エトキシプロピル基が挙げられる。一方、上記
式(8)の酸不安定基として、例えばtert−ブトキ
シカルボニル基、tert−ブトキシカルボニルメチル
基、tert−アミロキシカルボニル基、tert−ア
ミロキシカルボニルメチル基、1−エトキシエトキシカ
ルボニルメチル基、2−テトラヒドロピラニルオキシカ
ルボニルメチル基、2−テトラヒドロフラニルオキシカ
ルボニルメチル基等が挙げられる。
【0056】本発明の上記一般式(1)で示される末端
が上記Pである高分子化合物は、そのRで示されるフェ
ノール性水酸基、上記一般式(2)におけるR5の水酸
基及び上記一般式(3)における水酸基のいずれか1又
は2以上の水酸基は、後述するアルケニルエーテル化合
物もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物との反応
により得られるC−O−C基を有する架橋基により分子
内及び/又は分子間で架橋されていてもよい。
【0057】なお、上記酸不安定基と架橋基との合計量
は、式(1)のフェノール性水酸基、上記一般式(2)
におけるR5の水酸基及び上記一般式(3)における水
酸基の水素原子全体の平均0モル%を超え80モル%以
下の割合である。
【0058】上記C−O−C基を有する架橋基として
は、下記一般式(6a)又は(6b)で示される基、好
ましくは下記一般式(6a’)又は(6b’)で示され
る基を挙げることができる。
【0059】
【化20】 (式中、R6、R7は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R6
7とは環を形成してもよく、環を形成する場合には
6、R7はそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状の
アルキレン基を示す。R8は炭素数1〜10の直鎖状、
分岐状又は環状のアルキレン基を示し、dは0又は1〜
10の整数である。Aは、c価の炭素数1〜50の脂肪
族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又
はヘテロ環基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在し
ていてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の
一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はハロゲン
原子によって置換されていてもよい。Bは−CO−O
−、−NHCO−O−又は−NHCONH−を示す。c
は2〜8、c’は1〜7の整数である。)
【0060】
【化21】 (式中、R6、R7は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R6
7とは環を形成してもよく、環を形成する場合には
6、R7は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレ
ン基を示す。R8は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又
は環状のアルキレン基、dは0又は1〜5の整数であ
る。Aは、c’’価の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状
又は環状のアルキレン基、アルキルトリイル基、アルキ
ルテトライル基、炭素数6〜30のアリーレン基を示
し、これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、ま
たその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カ
ルボキシル基、アシル基又はハロゲン原子によって置換
されていてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O
−又は−NHCONH−を示す。c’’は2〜4、
c’’’は1〜3の整数である。)
【0061】ここで、炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又
は環状のアルキル基としては上述したものと同様のもの
を例示することができる。
【0062】R8の炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又
は環状のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン
基、プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン
基、イソブチレン基、シクロへキシレン基、シクロペン
チレン基等が挙げられる。
【0063】また、ハロゲン原子としては、フッ素原
子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【0064】なお、Aの具体例は後述する。この架橋基
(6a)、(6b)は、後述するアルケニルエーテル化
合物、ハロゲン化アルキルエーテル化合物に由来する。
【0065】架橋基は、上記式(6a)、(6b)の
c’の値から明らかなように、2価に限られず、3価〜
8価の基でもよい。例えば、2価の架橋基としては、下
記式(6a’’)、(6b’’)、3価の架橋基として
は、下記式(6a’’’)、(6b’’’)で示される
ものが挙げられる。
【0066】
【化22】
【0067】本発明に係る架橋されている高分子化合物
としては、具体的な例として、下記一般式(5−i)で
示される繰り返し単位を有し、末端が上記Pである下記
一般式(5)の高分子化合物、特にはこの高分子化合物
のRで示されるフェノール性水酸基及び/又は一般式
(2)におけるR5の水酸基及び/又は一般式(3)に
おける水酸基の水素原子がとれてその酸素原子が上記一
般式(6a)又は(6b)で示されるC−O−C基を有
する架橋基により分子内及び/又は分子間で架橋されて
いる高分子化合物を挙げることができる。
【0068】
【化23】 (式中、Rは水酸基又はOR3基を示し、少なくとも1
個は水酸基である。R1は水素原子又はメチル基を示
し、R2は炭素数1〜30の直鎖状、分岐状又は環状の
アルキル基を示し、R3は酸不安定基を示す。R9、R10
は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状
のアルキル基を示し、R11は炭素数1〜18のヘテロ原
子を有していてもよい1価の炭化水素基を示し、R9
10、R9とR11、R10とR11とは環を形成してもよ
く、環を形成する場合にはR9、R10、R11はそれぞれ
炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示
す。R12は炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキ
ル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキルシリル基、
炭素数4〜20のオキソアルキル基又は−CR910
11で示される基を示す。aは0〜6の整数である。ま
た、p1、p2は正数、q1、q2は0又は正数であ
り、0<p1/(p1+q1+q2+p2)≦0.8、
0≦q1/(p1+q1+q2+p2)≦0.8、0≦
q2/(p1+q1+q2+p2)≦0.8、p1+q
1+q2+p2=1を満足する数であるが、q1とq2
が同時に0となることはない。x、y、k、m、n、
Δ、Pはそれぞれ上記と同様の意味を示す。なお、p1
+p2=p、q1+q2=qである。)
【0069】ここで、R、R1〜R3、R9〜R12、x、
y、k、m、n、a、Pの具体例、好適範囲は上記の通
りである。また、p1、p2は正数、q1、q2は0又
は正数であり、0<p1/(p1+q1+q2+p2)
≦0.8、0≦q1/(p1+q1+q2+p2)≦
0.8、0≦q2/(p1+q1+q2+p2)≦0.
8、p1+q1+q2+p2=1を満足する数である
が、q1とq2が同時に0となることはない。
【0070】より好ましくは、p1、p2、q1、q2
の値は下記の通りである。
【0071】
【数1】 また、q1/(q1+q2)は0〜1、より好ましくは
0.5〜1、更に好ましくは0.7〜1であることが望
ましい。
【0072】この高分子化合物においても、上記酸不安
定基と架橋基との合計量は、式(5)のフェノール性水
酸基、上記一般式(2)におけるR5の水酸基及び上記
一般式(3)における水酸基の水素原子全体の平均0モ
ル%を超え80モル%以下の割合である。
【0073】この高分子化合物の例としては、下記式
(5’−1)〜(5’−7)で示される繰り返し単位を
有し、末端がPであるものを挙げることができる。
【0074】
【化24】
【0075】
【化25】
【0076】
【化26】
【0077】
【化27】
【0078】
【化28】 但し、上記式において、hは0又は1、yは1〜3の整
数であり、U1、U 2、U3はそれぞれ下記単位を表す。
【0079】
【化29】
【0080】また、Pは水素原子、炭素数1〜30の直
鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数6〜50の
芳香族炭化水素基、カルボキシル基、水酸基又は一般式
(2)、(3)もしくは(4)で示される基であるが、
末端基Pの全てが同時に水素原子となることはない。Q
はC−O−C基を有する架橋基、典型的には上記式(6
a)又は(6b)で示される架橋基、特に式(6
a’’)、(6b’’)や(6a’’’)、(6
b’’’)、好ましくは(6a’)又は(6b’)で示
される架橋基である。なお、架橋基が3価以上の場合、
上記式(5)において、下記の単位の3個以上にQが結
合したものとなる。
【0081】
【化30】
【0082】なお、上記式(5’−2)、(5’−5)
は分子内結合している状態、他は分子間結合している状
態を示し、これらはそれぞれ単独で又は混在していても
よい。
【0083】本発明の架橋されている場合の高分子化合
物は、そのフェノール性水酸基及び/又は一般式(2)
におけるR5の水酸基及び/又は一般式(3)における
水酸基とアルケニルエーテル化合物もしくはハロゲン化
アルキルエーテルとの反応により得られる分子内及び/
又は分子間でC−O−C基を有する架橋基により架橋さ
れているものであるが、この場合上述したように、酸不
安定基と架橋基との合計量が式(1)のフェノール性水
酸基及び/又は一般式(2)におけるR5の水酸基及び
/又は一般式(3)における水酸基の水素原子全体の平
均0モル%を超え80モル%以下、特に2〜50モル%
であることが好ましい。
【0084】またこの場合、C−O−C基を有する架橋
基の割合は平均0モル%を超え、80モル%以下、特に
0.2〜20モル%が好ましい。0モル%となると、架
橋基の長所を引き出すことができなくなり、アルカリ溶
解速度のコントラストが小さくなり、解像度が悪くなる
場合がある。一方、80モル%を超えると、架橋しすぎ
てゲル化し、アルカリに対して溶解性がなくなったり、
アルカリ現像の際に膜厚変化や膜内応力又は気泡の発生
を引き起こしたり、親水基が少なくなるために基板との
密着性に劣る場合がある。
【0085】また、酸不安定基の割合は、平均0モル%
を超え、80モル%以下、特に10〜50モル%が好ま
しい。0モル%になるとアルカリ溶解速度のコントラス
トが小さくなり、解像度が悪くなる。一方、80モル%
を超えるとアルカリに対する溶解性がなくなったり、ア
ルカリ現像の際に現像液との親和性が低くなり、解像性
が劣る場合がある。
【0086】なお、C−O−C基を有する架橋基及び酸
不安定基はその値を上記範囲内で適宜選定することによ
りパターンの寸法制御、パターンの形状コントロールを
任意に行うことができる。本発明の高分子化合物におい
て、C−O−C基を有する架橋基及び酸不安定基の含有
量は、レジスト膜の溶解速度のコントラストに影響し、
パターン寸法制御、パターン形状等のレジスト材料の特
性にかかわるものである。
【0087】本発明に係る高分子化合物は、それぞれ重
量平均分子量が、1,000〜500,000、好まし
くは3,000〜50,000である必要がある。重量
平均分子量が1,000に満たないとレジスト材料が耐
熱性に劣るものとなり、500,000を超えるとアル
カリ溶解性が低下し、解像性が劣化してしまうからであ
る。
【0088】更に、本発明に係る高分子化合物におい
て、架橋される前のベース樹脂の分子量分布(Mw/M
n)が広い場合は低分子量や高分子量のポリマーが存在
するために架橋数の設計がしづらく、同じ性能を持った
レジスト材料を製造するのが困難となる場合がある。そ
れ故、パターンルールが微細化するに従ってこのような
分子量、分子量分布の影響が大きくなり易いことから、
微細なパターン寸法に好適に用いられるレジスト材料を
得るには、分子量分布が1.0〜1.5、特に1.0〜
1.3と狭分散であることが好ましい。ただし、これら
に限定されるものではなく、分子量分布が1.5より大
きいものを使用することも勿論可能である。
【0089】本発明に係る架橋されている場合の高分子
化合物を製造する方法としては、例えば一般式(1−
i)で示される繰り返し単位を有する高分子化合物のフ
ェノール性水酸基に一般式(7)で示される酸不安定基
を導入し、単離後、アルケニルエーテル化合物もしくは
ハロゲン化アルキルエーテル化合物との反応により分子
内及び/又は分子間でC−O−C基を有する架橋基によ
り架橋させる方法、或いはアルケニルエーテル化合物も
しくはハロゲン化アルキルエーテル化合物との反応によ
り分子内及び/又は分子間でC−O−Cで示される基に
より架橋させ、単離後、一般式(7)で示される酸不安
定基を導入する方法、或いはアルケニルエーテル化合物
もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物との反応と
一般式(7)で示される酸不安定基の導入を一括に行う
方法が挙げられるが、アルケニルエーテル化合物もしく
はハロゲン化アルキルエーテル化合物との反応と一般式
(7)で示される酸不安定基の導入を一括に行う方法が
好ましい。また、これによって得られた高分子化合物
に、必要に応じて一般式(8)で示される酸不安定基、
三級アルキル基、トリアルキルシリル基、オキソアルキ
ル基等の導入を行うことも可能である。
【0090】なお、一般式(1−i)で示される繰り返
し単位を有する高分子化合物の末端を水素原子、炭素数
1〜30の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又はア
ルケニル基、炭素数6〜50の芳香族炭化水素基、カル
ボキシル基、水酸基又は一般式(2)、(3)もしくは
(4)で示される基で修飾するには、通常のリビングア
ニオン重合の停止剤を種々の停止剤に変えることによっ
て合成することができる。例えば高分子化合物の末端を
水素原子とする場合は停止剤として水又はアルコール等
を用い、炭素数1〜30の直鎖状、分岐状又は環状のア
ルキル基とする場合は停止剤としてヨウ化メチル、臭化
エチル、臭化ブチル等のハロゲン化アルキルを用いるこ
とができ、芳香族炭化水素基とする場合、4−クロロベ
ンゼン、クロロベンジル、4−ナフタレンブロマイド、
4−クロロビフェニル、アントラセンブロマイド等のハ
ロゲン化芳香族炭化水素基を用いることができる。ま
た、高分子化合物の末端をカルボキシル基とする場合は
停止剤として炭酸等を用い、水酸基の場合には停止剤と
してトリメトキシボランと過酸化水素の組み合わせを用
いることができる。
【0091】高分子化合物の末端を一般式(2)で示さ
れる基とする場合は、停止剤としてメチルカルボニルク
ロライド、メトキシカルボニルクロライド、エトキシカ
ルボニルクロライド、ブトキシカルボニルクロライド、
シクロプロパンカルボニルクロライド、1−アダマンタ
ンカルボニルクロライド、シクロヘキサンカルボニルク
ロライド、ベンジルオキシカルボニルクロライド、メチ
ルカルボニルメチルクロライド、メトキシカルボニルエ
チルクロライド、tert−ブトキシカルボニルメチル
クロライド、ブトキシカルボニルベンジルクロライド、
シクロヘキシルオキシカルボニルクロライド、シクロペ
ンタンカルボニルクロライド、シクロペンタンカルボニ
ルメチルクロライド、1−アダマンタンカルボニルヘキ
シルクロライド、シクロヘキサンカルボニルメチルクロ
ライド、ベンジルオキシカルボニルクロライド等を用い
ることができる。
【0092】一般式(3)で示される基とする場合は、
停止剤としてエチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド、スチレンオキサイド、クロロメチルビニルエーテ
ル、2−クロロエチルビニルエーテル、2−ブロモエチ
ルビニルエーテル、メチルエチルケトン、シクロヘキサ
ノン、ペンタノン、3−アセチルノルアダマンタン、ホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トリメチルアルデ
ヒド、メチルホルメート、メチルアセテート等を用いる
ことができる。
【0093】一般式(4)で示される基とする場合は、
停止剤としてクロロメチルメチルエーテル、2−ブロモ
エチルメチルエーテル、クロロメチルオクチルエーテ
ル、クロロメチルシクロヘキシルエーテル、クロロメチ
ルベンジルエーテル等を用いることができる。
【0094】この場合、停止剤の添加量は開始剤と等モ
ル以上が好ましい。
【0095】次に、上記架橋されている高分子化合物の
製造方法を具体的に説明すると、第1方法として、式
(1’)で示される繰り返し単位を有し、末端がPであ
る高分子化合物と、下記一般式(I)又は(II)で示
されるアルケニルエーテル化合物と、下記一般式(7
a)で示される化合物を用いる方法、第2方法として、
式(1’)で示される繰り返し単位を有し、末端がPで
ある高分子化合物と、下記一般式(VII)又は(VI
II)で示されるハロゲン化アルキルエーテル化合物
と、下記一般式(7b)で示される化合物を用いる方法
が挙げられる。
【0096】
【化31】
【0097】ここで、R1、R2、R8、R9、x、y及び
p1、p2、q1、q2は上記と同様の意味を示し、p
1+p2+q1+q2=1である。また、R5、R6は上
記と同様の意味を示し、R9a、R6aは水素原子又は炭素
数1〜7の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示
す。
【0098】更に、式(I)又は(II)で示されるビ
ニルエーテル化合物において、Aはc価(cは2〜8を
示す)の炭素数1〜50の脂肪族もしくは脂環式飽和炭
化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、こ
れらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、またその
炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキ
シル基、アシル基又はハロゲン原子によって置換されて
いてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は
−NHCONH−を示し、dは0又は1〜10の整数を
示す。
【0099】具体的には、Aのc価の炭化水素基として
好ましくは炭素数1〜50、特に1〜40のO、NH、
N(CH3)、S、SO2等のヘテロ原子が介在してもよ
い非置換又は水酸基、カルボキシル基、アシル基又はフ
ッ素原子置換のアルキレン基、好ましくは炭素数6〜5
0、特に6〜40のアリーレン基、これらアルキレン基
とアリーレン基とが結合した基、上記各基の炭素原子に
結合した水素原子が脱離したc”価(c”は3〜8の整
数)の基が挙げられ、更にc価のヘテロ環基、このヘテ
ロ環基と上記炭化水素基とが結合した基などが挙げられ
る。
【0100】具体的に例示すると、Aとして下記のもの
が挙げられる。
【0101】
【化32】
【0102】
【化33】
【0103】
【化34】
【0104】
【化35】
【0105】一般式(I)で示される化合物は、例え
ば、Stephen.C.Lapin,Polymer
s Paint Colour Journal.17
9(4237)、321(1988)に記載されている
方法、即ち多価アルコールもしくは多価フェノールとア
セチレンとの反応、又は多価アルコールもしくは多価フ
ェノールとハロゲン化アルキルビニルエーテルとの反応
により合成することができる。
【0106】式(I)の化合物の具体例として、エチレ
ングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコー
ルジビニルエーテル、1,2−プロパンジオールジビニ
ルエーテル、1,3−プロパンジオールジビニルエーテ
ル、1,3−ブタンジオールジビニルエーテル、1,4
−ブタンジオールジビニルエーテル、(テトラメチレン
グリコールジビニルエーテル)、ネオペンチルグリコー
ルジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニ
ルエーテル、トリメチロールエタントリビニルエーテ
ル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、1,4−シク
ロヘキサンジオールジビニルエーテル、1,4−ジビニ
ロキシメチルシクロヘキサン、テトラエチレングリコー
ルジビニルエーテル、ペンタエリスリトールジビニルエ
ーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ペ
ンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ソルビトー
ルテトラビニルエーテル、ソルビトールペンタビニルエ
ーテル、エチレングリコールジエチレンビニルエーテ
ル、トリエチレングリコールジエチレンビニルエーテ
ル、エチレングリコールジプロピレンビニルエーテル、
トリエチレングリコールジエチレンビニルエーテル、ト
リメチロールプロパントリエチレンビニルエーテル、ト
リメチロールプロパンジエチレンビニルエーテル、ペン
タエリスリトールジエチレンビニルエーテル、ペンタエ
リスリトールトリエチレンビニルエーテル、ペンタエリ
スリトールテトラエチレンビニルエーテル並びに以下の
式(I−1)〜(I−31)で示される化合物を挙げる
ことができるが、これらに限定されるものではない。
【0107】
【化36】
【0108】
【化37】
【0109】
【化38】
【0110】
【化39】
【0111】
【化40】
【0112】一方、Bが−CO−O−の場合の上記一般
式(II)で示される化合物は、多価カルボン酸とハロ
ゲン化アルキルビニルエーテルとの反応により製造する
ことができる。Bが−CO−O−の場合の式(II)で
示される化合物の具体例としては、テレフタル酸ジエチ
レンビニルエーテル、フタル酸ジエチレンビニルエーテ
ル、イソフタル酸ジエチレンビニルエーテル、フタル酸
ジプロピレンビニルエーテル、テレフタル酸ジプロピレ
ンビニルエーテル、イソフタル酸ジプロピレンビニルエ
ーテル、マレイン酸ジエチレンビニルエーテル、フマル
酸ジエチレンビニルエーテル、イタコン酸ジエチレンビ
ニルエーテル等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。
【0113】更に、本発明において好適に用いられるア
ルケニルエーテル基含有化合物としては、下記一般式
(III)、(IV)又は(V)等で示される活性水素
を有するアルケニルエーテル化合物とイソシアナート基
を有する化合物との反応により合成されるアルケニルエ
ーテル基含有化合物を挙げることができる。
【0114】
【化41】 (R6a、R7、R8は上記と同様の意味を示す。)
【0115】Bが−NHCO−O−又は−NHCONH
−の場合の上記一般式(II)で示される化合物を得る
方法としては、例えば架橋剤ハンドブック(大成社刊、
1981年発行)に記載のイソシアナート基を有する化
合物を用いることができる。具体的には、トリフェニル
メタントリイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシ
アナート、トリレンジイソシアナート、2,4−トリレ
ンジイソシアナートの二量体、ナフタレン−1,5−ジ
イソシアナート、o−トリレンジイソシアナート、ポリ
メチレンポリフェニルイソシアナート、ヘキサメチレン
ジイソシアナート等のポリイソシアナート型、トリレン
ジイソシアナートとトリメチロールプロパンの付加体、
ヘキサメチレンジイソシアナートと水との付加体、キシ
レンジイソシアナートとトリメチロールプロパンとの付
加体等のポリイソシアナートアダクト型等を挙げること
ができる。上記イソシアナート基含有化合物と活性水素
含有アルケニルエーテル化合物とを反応させることによ
り末端にアルケニルエーテル基を持つ種々の化合物がで
きる。このような化合物として以下の式(II−1)〜
(II−11)で示されるもの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。
【0116】
【化42】
【0117】
【化43】
【0118】上記第1方法においては、重量平均分子量
が1,000〜500,000であり、好ましくは分子
量分布が1.0〜1.5の一般式(1’)で示される繰
り返し単位を有し、末端がPである高分子化合物のフェ
ノール性水酸基の水素原子をその全水酸基の1モルに対
してp1モルの一般式(I)、(II)で示されるアル
ケニルエーテル化合物及びq1モルの一般式(7a)で
示される化合物を反応させて、例えば下記一般式(5
a’−1)又は(5a’−7)で示される繰り返し単位
を有し、末端がPである高分子化合物を得ることができ
る。なお、高分子化合物の末端Pと一般式(7a)で示
される化合物を更に反応させることもできる。また、下
記式において、m+n=yであり、h、k、m、n、
x、y、p1、p2、q1、q2、R1、R2、R9、R
10、R11、Qはそれぞれ上記と同様の意味を示す。
【0119】
【化44】
【0120】
【化45】
【0121】
【化46】
【0122】
【化47】
【0123】
【化48】 上記式において、U1、U3’は下記単位を表す。
【0124】
【化49】
【0125】反応溶媒としては、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、酢酸
エチル等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、単独でも
2種以上混合して使用してもかまわない。
【0126】触媒の酸としては、塩酸、硫酸、トリフル
オロメタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、メタ
ンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホ
ン酸ピリジニウム塩等が好ましく、その使用量は反応す
る一般式(1’)で示される高分子化合物のフェノール
性水酸基の水素原子をその全水酸基の1モルに対して
0.1〜10モル%であることが好ましい。
【0127】反応温度としては−20〜100℃、好ま
しくは0〜60℃であり、反応時間としては0.2〜1
00時間、好ましくは0.5〜20時間である。
【0128】上記反応を単離せずに一括して行う場合、
一般式(I)又は(II)で示されるアルケニルエーテ
ル化合物と一般式(7a)で示される化合物の添加する
順序は特に限定しないが、初めに一般式(7a)で示さ
れる化合物を添加し、反応が十分進行した後に一般式
(I)又は(II)で示されるアルケニルエーテル化合
物を添加するのが好ましい。例えば一般式(I)又は
(II)で示されるアルケニルエーテル化合物と一般式
(7a)で示される化合物を同時に添加したり、一般式
(I)又は(II)で示されるアルケニルエーテル化合
物を先に添加した場合には、一般式(I)又は(II)
で示されるアルケニルエーテル化合物の反応点の一部が
反応系中の水分により加水分解され、生成した高分子化
合物の構造が複雑化し、物性の制御が困難となる場合が
ある。
【0129】
【化50】 〔式中、R1、R2、x、y、p1、p2、q1、q2、
9a、R10、R11及びR6、R7、R8、A、B、c、d
はそれぞれ上記と同様の意味を示し、Zはハロゲン原子
(Cl、Br又はI)である。〕
【0130】なお、上記式(VI)、(VII)の化合
物や式(7b)の化合物は、上記式(I)、(II)の
化合物や式(7a)の化合物に塩化水素、臭化水素又は
ヨウ化水素を反応させることにより得ることができる。
【0131】上記第2方法は、重量平均分子量が1,0
00〜500,000であり、好ましくは分子量分布が
1.0〜1.5の一般式(1’)で示される繰り返し単
位を有し、末端がPである高分子化合物のフェノール性
水酸基の1モルに対してp1モルの一般式(VI)又は
(VII)で示されるハロゲン化アルキルエーテル化合
物及びq1モルの一般式(7b)で示される化合物を反
応させて、例えば上記式(5a’−1)〜(5a’−
7)で示される繰り返し単位を有し、末端がPである高
分子化合物を得ることができる。なお、高分子化合物の
末端Pと一般式(7b)で示される化合物を更に反応さ
せることもできる。
【0132】上記製造方法は、溶媒中において塩基の存
在下で行うことが好ましい。
【0133】反応溶媒としては、アセトニトリル、アセ
トン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等の非プロ
トン性極性溶媒が好ましく、単独でも2種以上混合して
使用してもかまわない。
【0134】塩基としては、トリエチルアミン、ピリジ
ン、ジイソプロピルアミン、炭酸カリウム等が好まし
く、その使用量は反応する一般式(1’)で示される高
分子化合物のフェノール性水酸基の1モルに対して(p
1+q1)モル以上であることが好ましい。
【0135】反応温度としては−50〜100℃、好ま
しくは0〜60℃であり、反応時間としては0.5〜1
00時間、好ましくは1〜20時間である。
【0136】なお、上述したように、式(1’)で示さ
れる繰り返し単位を有し、末端がPである高分子化合物
に式(7a)又は(7b)の化合物を反応させて、下記
式(10)で示される繰り返し単位を有し、末端がPで
ある高分子化合物を得た後、これを単離し、次いで式
(I)、(II)或いは(VI)、(VII)で示され
る化合物を用いて架橋を行うようにしてもよい。
【0137】
【化51】
【0138】上記第1又は第2方法により得られた例え
ば式(5a’−1)〜(5a’−7)で示されるような
繰り返し単位を有し、末端がPである高分子化合物に、
必要に応じて元の一般式(1’)で示される繰り返し単
位を有し、末端がPである高分子化合物のフェノール性
水酸基の1モルに対してq2モルの二炭酸ジアルキル化
合物、アルコキシカルボニルアルキルハライド等を反応
させて一般式(8)で示される酸不安定基を導入した
り、三級アルキルハライド、トリアルキルシリルハライ
ド、オキソアルキル化合物等を反応させて、例えば上述
した一般式(5’−1)〜(5’−7)で示される繰り
返し単位を有し、末端がPである高分子化合物を得るこ
とができる。
【0139】上記式(8)の酸不安定基の導入方法は、
溶媒中において塩基の存在下で行うことが好ましい。
【0140】反応溶媒としては、アセトニトリル、アセ
トン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等の非プロ
トン性極性溶媒が好ましく、単独でも2種以上混合して
使用してもかまわない。
【0141】塩基としては、トリエチルアミン、ピリジ
ン、イミダゾール、ジイソプロピルアミン、炭酸カリウ
ム等が好ましく、その使用量は元の一般式(1’)で示
される高分子化合物のフェノール性水酸基の1モルに対
してq2モルであることが好ましい。
【0142】反応温度としては0〜100℃、好ましく
は0〜60℃である。反応時間としては0.2〜100
時間、好ましくは1〜10時間である。
【0143】二炭酸ジアルキル化合物としては二炭酸ジ
−tert−ブチル、二炭酸ジ−tert−アミル等が
挙げられ、アルコキシカルボニルアルキルハライドとし
てはtert−ブトキシカルボニルメチルクロライド、
tert−アミロキシカルボニルメチルクロライド、t
ert−ブトキシカルボニルメチルブロマイド、ter
t−ブトキシカルボニルエチルクロライド、エトキシエ
トキシカルボニルメチルクロライド、エトキシエトキシ
カルボニルメチルブロマイド、テトラヒドロピラニルオ
キシカルボニルメチルクロライド、テトラヒドロピラニ
ルオキシカルボニルメチルブロマイド、テトラヒドロフ
ラニルオキシカルボニルメチルクロライド、テトラヒド
ロフラニルオキシカルボニルメチルブロマイド等が挙げ
られ、トリアルキルシリルハライドとしてはトリメチル
シリルクロライド、トリエチルシリルクロライド、ジメ
チル−tert−ブチルシリルクロライド等が挙げられ
る。
【0144】また、上記第1又は第2の方法により得ら
れた一般式(5a’−1)〜(5a’−7)で示される
繰り返し単位を有し、末端がPである高分子化合物に、
必要に応じて元の一般式(1’)で示される繰り返し単
位を有し、末端がPである高分子化合物のフェノール性
水酸基の1モルに対してq2モルの三級アルキル化剤、
オキソアルキル化合物を反応させて三級アルキル化又は
オキソアルキル化することができる。
【0145】上記方法は、溶媒中において酸の存在下で
行うことが好ましい。
【0146】反応溶媒としては、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、酢酸
エチル等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、単独でも
2種以上混合して使用してもかまわない。
【0147】触媒の酸としては、塩酸、硫酸、トリフル
オロメタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、メタ
ンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホ
ン酸ピリジニウム塩等が好ましく、その使用量は元の一
般式(1’)で示される繰り返し単位を有し、末端がP
である高分子合物のフェノール性水酸基、一般式(2)
におけるR5の水酸基及び一般式(3)における水酸基
の1モルに対して0.1〜10モル%であることが好ま
しい。
【0148】反応温度としては−20〜100℃、好ま
しくは0〜60℃であり、反応時間としては0.2〜1
00時間、好ましくは0.5〜20時間である。
【0149】三級アルキル化剤としてはイソブテン、2
−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン等が挙
げられ、オキソアルキル化合物としてはα−アンジェリ
カラクトン、2−シクロヘキセン−1−オン、5,6−
ジヒドロ−2H−ピラン−2−オン等が挙げられる。
【0150】なお、一般式(5a’−1)〜(5a’−
7)で示される高分子化合物を経由せずに直接下記一般
式(5b’−1)〜(5b’−7)で示される繰り返し
単位を有する末端がPである高分子化合物に一般式
(8)で示される酸不安定基、三級アルキル基、トリア
ルキルシリル基、オキソアルキル基等を導入後、必要に
応じて一般式(7)で示される酸不安定基を導入するこ
ともできる。
【0151】
【化52】
【0152】
【化53】
【0153】
【化54】
【0154】
【化55】
【0155】
【化56】 但し、式中、R1、R2、Q、p1、p2、q1、q2、
h、x、yはそれぞれ上記と同様の意味を示す。また、
3”は下記単位を表す。
【0156】
【化57】
【0157】本発明に係る高分子化合物において、R3
の酸不安定基としては1種に限られず、2種以上を導入
することができる。この場合、式(1’)の繰り返し単
位を有し、末端がPである高分子化合物の全水酸基1モ
ルに対してq1モルの酸不安定基を上記のようにして導
入した後、これと異なる酸不安定基を上記と同様の方法
でq2モル導入することによって、かかる酸不安定基を
2種又は適宜かかる操作を繰り返してそれ以上導入した
高分子化合物を得ることができる。
【0158】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料は、
上記高分子化合物をベースポリマーとして用いるもの
で、下記成分を含有する。 (A):有機溶剤、 (B):ベース樹脂として上記式(1)、好ましくは式
(5)の高分子化合物、 (C):酸発生剤。
【0159】この場合、本発明のレジスト材料は、上記
(A)〜(C)成分に加え、更に下記(D)〜(I)成
分の1種又は2種以上を含有することができる。
【0160】(D):(B)成分とは別のベース樹脂と
して下記一般式(9)で示される繰り返し単位を有する
高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子を1種又
は2種以上の酸不安定基により全体として平均0モル%
以上80モル%以下の割合で部分置換した重量平均分子
量3,000〜300,000の高分子化合物。
【0161】
【化58】 〔(式中、R1、R2、R9、R10、R11は上記と同様の
意味を示し、R12は−CR910OR11とは異なる酸不
安定基であり、e、fは0又は正数、gは正数で、e+
f+g=1であり、0≦e/(e+f+g)≦0.5、
0.4≦g/(e+f+g)≦0.9である。) また、上記一般式(9)で示される高分子化合物のフェ
ノール性水酸基は、アルケニルエーテル化合物もしくは
ハロゲン化アルキルエーテルとの反応により得られるC
−O−C基を有する架橋基により分子内及び/又は分子
間で架橋されていてもよく、上記酸不安定基と架橋基と
の合計量が式(9)において、e=0、f=0、g=1
とした場合のフェノール性水酸基の水素原子全体の平均
0モル%を超え80モル%以下の割合である。〕 (E):溶解制御剤。 (F):塩基性化合物。 (G):分子内に≡C−COOHで示される基を有する
芳香族化合物。 (H):紫外線吸収剤。 (I):アセチレンアルコール誘導体。
【0162】ここで、本発明で使用される(A)成分の
有機溶剤としては、酸発生剤、ベース樹脂、溶解制御剤
等が溶解可能な有機溶媒であれば何れでも良い。このよ
うな有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、メチ
ル−2−n−アミルケトン等のケトン類、3−メトキシ
ブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、1
−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プ
ロパノール等のアルコール類、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエー
テル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコ
ールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチル
エーテル等のエーテル類、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エ
チルエーテルアセテート、乳酸エチル、ピルビン酸エチ
ル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3
−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert−ブチ
ル、プロピオン酸tert−ブチル、プロピレングリコ
ールモノ−tert−ブチルエーテルアセテート等のエ
ステル類が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以
上を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。本発明では、これらの有機溶剤の中
でもレジスト成分中の酸発生剤の溶解性が最も優れてい
るジエチレングリコールジメチルエーテルや1−エトキ
シ−2−プロパノール、乳酸エチルの他、安全溶剤であ
るプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
及びその混合溶剤が好ましく使用される。
【0163】有機溶剤の使用量は、ベース樹脂(上記
(B)成分と(D)成分との合計量、以下同様)100
部(重量部、以下同様)に対して200〜1,000
部、特に400〜800部が好適である。
【0164】(C)成分の酸発生剤としては、下記一般
式(11)のオニウム塩、式(12)のジアゾメタン誘
導体、式(13)のグリオキシム誘導体、β−ケトスル
ホン誘導体、ジスルホン誘導体、ニトロベンジルスルホ
ネート誘導体、スルホン酸エステル誘導体、イミド−イ
ルスルホネート誘導体等が挙げられる。
【0165】 (R30b+- (11) (但し、R30は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環
状のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基又は炭素
数7〜12のアラルキル基を表し、M+はヨードニウ
ム、スルホニウムを表し、K-は非求核性対向イオンを
表し、bは2又は3である。)
【0166】R30のアルキル基としてはメチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基、シクロヘキシル基、2−
オキソシクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチ
ル基等が挙げられる。アリール基としてはフェニル基、
p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o
−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p−te
rt−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフ
ェニル基等のアルコキシフェニル基、2−メチルフェニ
ル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、
エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、
4−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキ
ルフェニル基が挙げられる。アラルキル基としてはベン
ジル基、フェネチル基等が挙げられる。K-の非求核性
対向イオンとしては塩化物イオン、臭化物イオン等のハ
ライドイオン、トリフレート、1,1,1−トリフルオ
ロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネー
ト等のフルオロアルキルスルホネート、トシレート、ベ
ンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネー
ト、1,2,3,4,5−ペンタフルオロベンゼンスル
ホネート等のアリールスルホネート、メシレート、ブタ
ンスルホネート等のアルキルスルホネートが挙げられ
る。
【0167】
【化59】 (但し、R31、R32は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状
又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素
数6〜12のアリール基又はハロゲン化アリール基又は
炭素数7〜12のアラルキル基を表す。)
【0168】R31、R32のアルキル基としてはメチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル基、シク
ロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、ア
ダマンチル基等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基と
してはトリフルオロメチル基、1,1,1−トリフルオ
ロエチル基、1,1,1−トリクロロエチル基、ノナフ
ルオロブチル基等が挙げられる。アリール基としてはフ
ェニル基、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェ
ニル基、o−メトキシフェニル基、エトキシフェニル
基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert
−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−
メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチル
フェニル基、エチルフェニル基、4−tert−ブチル
フェニル基、4−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル
基等のアルキルフェニル基が挙げられる。ハロゲン化ア
リール基としてはフルオロベンゼン基、クロロベンゼン
基、1,2,3,4,5−ペンタフルオロベンゼン基等
が挙げられる。アラルキル基としてはベンジル基、フェ
ネチル基等が挙げられる。
【0169】
【化60】 (但し、R33、R34、R35は炭素数1〜12の直鎖状、
分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル
基、炭素数6〜12のアリール基又はハロゲン化アリー
ル基又は炭素数7〜12のアラルキル基を表す。また、
34、R35は互いに結合して環状構造を形成してもよ
く、環状構造を形成する場合、R34、R35はそれぞれ炭
素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を表
す。)
【0170】R33、R34、R35のアルキル基、ハロゲン
化アルキル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、ア
ラルキル基としては、R31、R32で説明したものと同様
の基が挙げられる。なお、R34、R35のアルキレン基と
してはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレ
ン基、ヘキシレン基等が挙げられる。
【0171】具体的には、例えばトリフルオロメタンス
ルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタン
スルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニ
ルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸ジフェニルヨ
ードニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−
ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオ
ロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフ
ルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェ
ニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンス
ルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェ
ニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリ
ス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、
p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p
−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニ
ル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸
ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスル
ホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−ter
t−ブトキシフェニル)スルホニウム、ノナフルオロブ
タンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスル
ホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタン
スルホン酸トリメチルスルホニウム、p−トルエンスル
ホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンス
ルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキ
シル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸シクロヘ
キシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウ
ム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルス
ルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジメチルフェニル
スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロ
ヘキシルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン
酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム等のオニウム
塩、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(キシ
レンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシル
スルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロペンチルスル
ホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビ
ス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(t
ert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−
アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソアミルス
ルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−アミルスルホ
ニル)ジアゾメタン、ビス(tert−アミルスルホニ
ル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1
−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、1−
シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−アミルス
ルホニル)ジアゾメタン、1−tert−アミルスルホ
ニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタ
ン等のジアゾメタン誘導体、ビス−o−(p−トルエン
スルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−
(p−トルエンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキ
シム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−α−ジ
シクロヘキシルグリオキシム、ビス−o−(p−トルエ
ンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシ
ム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−2−メチ
ル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−o−
(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシ
ム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジフェ
ニルグリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニ
ル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−o−
(n−ブタンスルホニル)−2,3−ペンタンジオング
リオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−2
−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス
−o−(メタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシ
ム、ビス−o−(トリフルオロメタンスルホニル)−α
−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(1,1,1−ト
リフルオロエタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキ
シム、ビス−o−(tert−ブタンスルホニル)−α
−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(パーフルオロオ
クタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス
−o−(シクロヘキサンスルホニル)−α−ジメチルグ
リオキシム、ビス−o−(ベンゼンスルホニル)−α−
ジメチルグリオキシム、ビス−o−(p−フルオロベン
ゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−
o−(p−tert−ブチルベンゼンスルホニル)−α
−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(キシレンスルホ
ニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(カン
ファースルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等のグ
リオキシム誘導体、2−シクロヘキシルカルボニル−2
−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2−イソプロ
ピルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロ
パン等のβ−ケトスルホン誘導体、ジフェニルジスルホ
ン、ジシクロヘキシルジスルホン等のジスルホン誘導
体、p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジ
ル、p−トルエンスルホン酸2,4−ジニトロベンジル
等のニトロベンジルスルホネート誘導体、1,2,3−
トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,
3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベ
ンゼン、1,2,3−トリス(p−トルエンスルホニル
オキシ)ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体、フタ
ルイミド−イル−トリフレート、フタルイミド−イル−
トシレート、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシ
イミド−イル−トリフレート、5−ノルボルネン−2,
3−ジカルボキシイミド−イル−トシレート、5−ノル
ボルネン−2,3−ジカルボキシイミド−イル−n−ブ
チルスルホネート等のイミド−イル−スルホネート誘導
体等が挙げられるが、トリフルオロメタンスルホン酸ト
リフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン
酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスル
ホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−
tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トル
エンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエ
ンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフ
ェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス
(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム等の
オニウム塩、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビ
ス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブ
チルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ブチル
スルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホ
ニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジ
アゾメタン等のジアゾメタン誘導体、ビス−o−(p−
トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビ
ス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリ
オキシム等のグリオキシム誘導体が好ましく用いられ
る。なお、上記酸発生剤は1種を単独で又は2種以上を
組み合わせて用いることができる。オニウム塩は矩形性
向上効果に優れ、ジアゾメタン誘導体及びグリオキシム
誘導体は定在波低減効果に優れるが、両者を組み合わせ
ることにより、プロファイルの微調整を行うことが可能
である。
【0172】酸発生剤の配合量は、全ベース樹脂100
部に対して0.2〜15部、特に0.5〜8部とするこ
とが好ましく、0.2部に満たないと露光時の酸発生量
が少なく、感度及び解像力が劣る場合があり、15部を
超えるとレジストの透過率が低下し、解像力が劣る場合
がある。
【0173】(D)成分の上記(B)成分に係る高分子
化合物とは別のベース樹脂としては、下記一般式(9)
で示される繰り返し単位を有する重量平均分子量が3,
000〜300,000の高分子化合物が使用される。
この(D)成分を配合することにより、パターンの寸法
制御、パターンの形状コントロールを任意に行うことが
でき、有利である。
【0174】
【化61】 〔(式中、R1、R2、R9、R10、R11は上記と同様の
意味を示し、R12は−CR910OR11とは異なる酸不
安定基であり、e、fは0又は正数、gは正数で、e+
f+g=1であり、0≦e/(e+f+g)≦0.5、
0.4≦g/(e+f+g)≦0.9である。) また、上記一般式(9)で示される高分子化合物のフェ
ノール性水酸基は、アルケニルエーテル化合物もしくは
ハロゲン化アルキルエーテルとの反応により得られるC
−O−C基を有する架橋基により分子内及び/又は分子
間で架橋されていてもよく、上記酸不安定基と架橋基と
の合計量が式(9)において、e=0、f=0、g=1
とした場合のフェノール性水酸基の水素原子全体の平均
0モル%を超え80モル%以下の割合である。〕
【0175】このような高分子化合物は、重量平均分子
量が3,000〜300,000、好ましくは5,00
0〜30,000である必要がある。重量平均分子量が
3,000に満たないとレジスト材料が耐熱性に劣るも
のとなり、300,000を超えるとアルカリ溶解性が
低下し、解像性が悪くなる。
【0176】更に、この(D)成分のベース樹脂おいて
も、分子量分布(Mw/Mn)が広い場合は低分子量や
高分子量のポリマーが存在し、低分子量のポリマーが多
く存在すると耐熱性が低下する場合があり、高分子量の
ポリマーが多く存在するとアルカリに対して溶解し難い
ものを含み、パターン形成後の裾引きの原因となる場合
がある。それ故、パターンルールが微細化するに従って
このような分子量、分子量分布の影響が大きくなり易い
ことから、微細なパターン寸法に好適に用いられるレジ
スト材料を得るには、ベース樹脂の分子量分布は1.0
〜2.5、特に1.0〜1.5の狭分散であることが好
ましい。
【0177】なお、(D)成分のベース樹脂の配合量と
(B)成分のベース樹脂(架橋されている高分子化合
物)との配合割合は、0:100〜90:10の重量比
が好ましく、特に0:100〜50:50が好適であ
る。上記(D)成分のベース樹脂の配合量が上記重量比
より多いと、(B)成分のベース樹脂(架橋されている
高分子化合物)による所望の効果が得られない場合があ
る。
【0178】本発明のレジスト材料には、更に(E)成
分として溶解制御剤を添加することができ、これにより
コントラストを向上させることができる。溶解制御剤と
しては、平均分子量が100〜1,000、好ましくは
150〜800で、かつ分子内にフェノール性水酸基を
2つ以上有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原
子を酸不安定基により全体として平均0〜100モル%
の割合で置換した化合物を配合する。
【0179】なお、フェノール性水酸基の水素原子の酸
不安定基による置換率は、平均でフェノール性水酸基全
体の0モル%以上、好ましくは30モル%以上であり、
また、その上限は100モル%、より好ましくは80モ
ル%である。
【0180】この場合、かかるフェノール性水酸基を2
つ以上有する化合物としては、下記式(i)〜(xi)
で示されるものが好ましい。
【0181】
【化62】
【0182】
【化63】
【0183】
【化64】 (但し、式中R21、R22はそれぞれ水素原子又は炭素数
1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル
基であり、R23は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又
は分岐状のアルキル基又はアルケニル基、あるいは−
(R27h−COOHであり、R24は−(CH2i
(i=2〜10)、炭素数6〜10のアリーレン基、カ
ルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子、R
25は炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数6〜10の
アリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子
又は硫黄原子、R26は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状又は分岐状のアルキル基、アルケニル基、それぞれ水
酸基で置換されたフェニル基又はナフチル基であり、R
27は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基
である。また、jは0〜5の整数であり、h、uは0又
は1である。s、t、s’、t’、s”、t”はそれぞ
れs+t=8、s’+t’=5、s”+t”=4を満足
し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも1つの水酸基を
有するような数である。αは式(viii)、(ix)
の化合物の分子量を100〜1,000とする数であ
る。)
【0184】上記式中R21、R22としては、例えば水素
原子、メチル基、エチル基、ブチル基、プロピル基、エ
チニル基、シクロヘキシル基、R23としては、例えばR
21、R22と同様なもの、あるいは−COOH、−CH2
COOH、R24としては、例えばエチレン基、フェニレ
ン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子、硫黄原
子等、R25としては、例えばメチレン基、あるいはR24
と同様なもの、R26としては例えば水素原子、メチル
基、エチル基、ブチル基、プロピル基、エチニル基、シ
クロヘキシル基、それぞれ水酸基で置換されたフェニル
基、ナフチル基等が挙げられる。
【0185】ここで、溶解制御剤の酸不安定基として
は、上記一般式(7)、一般式(8)で示される基、炭
素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基がそれぞ
れ炭素数1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜2
0のオキソアルキル基等が挙げられる。
【0186】上記フェノール性水酸基を酸不安定基で部
分置換した化合物(溶解制御剤)の配合量は、ベース樹
脂100部に対し、0〜50部、好ましくは5〜50
部、より好ましくは10〜30部であり、単独又は2種
以上を混合して使用できる。配合量が5部に満たないと
解像性の向上がない場合があり、50部を超えるとパタ
ーンの膜減りが生じ、解像度が低下する場合がある。
【0187】なお、上記のような溶解制御剤はフェノー
ル性水酸基を有する化合物にベース樹脂と同様に酸不安
定基を化学反応させることにより合成することができ
る。
【0188】本発明のレジスト材料は、上記溶解制御剤
の代わりに又はこれに加えて別の溶解制御剤として重量
平均分子量が1,000を超え3,000以下で、かつ
分子内にフェノール性水酸基を有する化合物の該フェノ
ール性水酸基の水素原子を酸不安定基により全体として
平均0%以上60%以下の割合で部分置換した化合物を
配合することができる。
【0189】この場合、かかる酸不安定基でフェノール
性水酸基の水素原子が部分置換された化合物としては、
下記一般式(14)で示される繰り返し単位を有し、重
量平均分子量が1,000を超え3,000以下である
化合物から選ばれる1種又は2種以上の化合物が好まし
い。
【0190】
【化65】 (但し、式中R3は酸不安定基を示し、v、wはそれぞ
れ0≦v/(v+w)≦0.6を満足する数である。)
【0191】ここで、上記溶解制御剤の酸不安定基とし
ては、上記一般式(7)で示される基、上記一般式
(8)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル
基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキ
ルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基等が挙
げられる。
【0192】上記別の溶解制御剤の配合量は、上記溶解
制御剤と合計した溶解制御剤全体としてベース樹脂10
0部に対し0〜50部、特に0〜30部、好ましくは1
部以上用いるような範囲であることが好ましい。
【0193】なお、上記のような別の溶解制御剤は、フ
ェノール性水酸基を有する化合物にベース樹脂と同様に
酸不安定基を化学反応させることにより合成することが
できる。
【0194】(F)成分の塩基性化合物は、酸発生剤よ
り発生する酸がレジスト膜中に拡散する際の拡散速度を
抑制することができる化合物が適しており、このような
塩基性化合物の配合により、レジスト膜中での酸の拡散
速度が抑制されて解像度が向上し、露光後の感度変化を
抑制したり、基板や環境依存性を少なくし、露光余裕度
やパターンプロファイル等を向上することができる。
【0195】このような塩基性化合物としては、第一
級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、
芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有す
る含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、
ヒドロキシ基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニ
ル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合
物、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられるが、特
に脂肪族アミンが好適に用いられる。
【0196】具体的には、第一級の脂肪族アミン類とし
て、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n−プ
ロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミ
ン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、ter
t−ブチルアミン、ペンチルアミン、tert−アミル
アミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シク
ロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、
ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、セチル
アミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラ
エチレンペンタミン等が例示され、第二級の脂肪族アミ
ン類として、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n
−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブ
チルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−sec−ブチル
アミン、ジペンチルアミン、ジシクロペンチルアミン、
ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジヘプチ
ルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシ
ルアミン、ジドデシルアミン、ジセチルアミン、N,N
−ジメチルメチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレ
ンジアミン、N,N−ジメチルテトラエチレンペンタミ
ン等が例示され、第三級の脂肪族アミン類として、トリ
メチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピル
アミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−ブチルア
ミン、トリイソブチルアミン、トリ−sec−ブチルア
ミン、トリペンチルアミン、トリシクロペンチルアミ
ン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、
トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニル
アミン、トリデシルアミン、トリドデシルアミン、トリ
セチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルメチ
レンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチ
レンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルテト
ラエチレンペンタミン等が例示される。
【0197】また、混成アミン類としては、例えばジメ
チルエチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、ベン
ジルアミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミ
ン等が例示される。芳香族アミン類及び複素環アミン類
の具体例としては、アニリン誘導体(例えばアニリン、
N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−プロピ
ルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルア
ニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、エ
チルアニリン、プロピルアニリン、トリメチルアニリ
ン、2−ニトロアニリン、3−ニトロアニリン、4−ニ
トロアニリン、2,4−ジニトロアニリン、2,6−ジ
ニトロアニリン、3,5−ジニトロアニリン、N,N−
ジメチルトルイジン等)、ジフェニル(p−トリル)ア
ミン、メチルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、
フェニレンジアミン、ナフチルアミン、ジアミノナフタ
レン、ピロール誘導体(例えばピロール、2H−ピロー
ル、1−メチルピロール、2,4−ジメチルピロール、
2,5−ジメチルピロール、N−メチルピロール等)、
オキサゾール誘導体(例えばオキサゾール、イソオキサ
ゾール等)、チアゾール誘導体(例えばチアゾール、イ
ソチアゾール等)、イミダゾール誘導体(例えばイミダ
ゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フ
ェニルイミダゾール等)、ピラゾール誘導体、フラザン
誘導体、ピロリン誘導体(例えばピロリン、2−メチル
−1−ピロリン等)、ピロリジン誘導体(例えばピロリ
ジン、N−メチルピロリジン、ピロリジノン、N−メチ
ルピロリドン等)、イミダゾリン誘導体、イミダゾリジ
ン誘導体、ピリジン誘導体(例えばピリジン、メチルピ
リジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピ
リジン、4−(1−ブチルペンチル)ピリジン、ジメチ
ルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジ
ン、フェニルピリジン、3−メチル−2−フェニルピリ
ジン、4−tert−ブチルピリジン、ジフェニルピリ
ジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシ
ピリジン、ジメトキシピリジン、1−メチル−2−ピリ
ドン、4−ピロリジノピリジン、1−メチル−4−フェ
ニルピリジン、2−(1−エチルプロピル)ピリジン、
アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等)、ピリダ
ジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピラ
ゾリン誘導体、ピラゾリジン誘導体、ピペリジン誘導
体、ピペラジン誘導体、モルホリン誘導体、インドール
誘導体、イソインドール誘導体、1H−インダゾール誘
導体、インドリン誘導体、キノリン誘導体(例えばキノ
リン、3−キノリンカルボニトリル等)、イソキノリン
誘導体、シンノリン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキ
サリン誘導体、フタラジン誘導体、プリン誘導体、プテ
リジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントリジン
誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、1,1
0−フェナントロリン誘導体、アデニン誘導体、アデノ
シン誘導体、グアニン誘導体、グアノシン誘導体、ウラ
シル誘導体、ウリジン誘導体等が例示される。
【0198】更に、カルボキシ基を有する含窒素化合物
としては、例えばアミノ安息香酸、インドールカルボン
酸、アミノ酸誘導体(例えばニコチン酸、アラニン、ア
ルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、
ヒスチジン、イソロイシン、グリシルロイシン、ロイシ
ン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、リジ
ン、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、メトキシア
ラニン)等が例示され、スルホニル基を有する含窒素化
合物として3−ピリジンスルホン酸、p−トルエンスル
ホン酸ピリジニウム等が例示され、ヒドロキシ基を有す
る含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素
化合物、アルコール性含窒素化合物としては、2−ヒド
ロキシピリジン、アミノクレゾール、2,4−キノリン
ジオール、3−インドールメタノールヒドレート、モノ
エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノー
ルアミン、N−エチルジエタノールアミン、N,N−ジ
エチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミ
ン、2,2’−イミノジエタノール、2−アミノエタノ
−ル、3−アミノ−1−プロパノール、4−アミノ−1
−ブタノール、4−(2−ヒドロキシエチル)モルホリ
ン、2−(2−ヒドロキシエチル)ピリジン、1−(2
−ヒドロキシエチル)ピペラジン、1−[2−(2−ヒ
ドロキシエトキシ)エチル]ピペラジン、ピペリジンエ
タノール、1−(2−ヒドロキシエチル)ピロリジン、
1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリジノン、3
−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、3−ピロリ
ジノ−1,2−プロパンジオール、8−ヒドロキシユロ
リジン、3−クイヌクリジノール、3−トロパノール、
1−メチル−2−ピロリジンエタノール、1−アジリジ
ンエタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)フタルイ
ミド、N−(2−ヒドロキシエチル)イソニコチンアミ
ド等が例示される。アミド誘導体としては、ホルムアミ
ド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルム
アミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,
N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズ
アミド等が例示される。イミド誘導体としては、フタル
イミド、サクシンイミド、マレイミド等が例示される。
【0199】更に、下記一般式(15)及び(16)で
示される塩基性化合物を配合することもできる。
【0200】
【化66】 (式中、R41、R42、R43、R47、R48はそれぞれ独立
して直鎖状、分岐鎖状又は環状の炭素数1〜20のアル
キレン基、R44、R45、R46、R49、R50は水素原子、
炭素数1〜20のアルキル基又はアミノ基を示し、R44
とR45、R45とR46、R44とR46、R44とR45とR46
49とR50はそれぞれ結合して環を形成してもよい。
S、T、Uはそれぞれ0〜20の整数を示す。但し、
S、T、U=0のとき、R44、R45、R46、R49、R50
は水素原子を含まない。)
【0201】ここで、R41、R42、R43、R47、R48
アルキレン基としては、炭素数1〜20、好ましくは1
〜10、更に好ましくは1〜8のものであり、具体的に
は、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソ
プロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、n−
ペンチレン基、イソペンチレン基、ヘキシレン基、ノニ
レン基、デシレン基、シクロペンチレン基、シクロへキ
シレン基等が挙げられる。
【0202】また、R44、R45、R46、R49、R50のア
ルキル基としては、炭素数1〜20、好ましくは1〜
8、更に好ましくは1〜6のものであり、これらは直鎖
状、分岐状、環状のいずれであってもよい。具体的に
は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピ
ル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル
基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ノ
ニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、シクロ
ペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
【0203】更に、R44とR45、R45とR46、R44とR
46、R44とR45とR46、R49とR50が環を形成する場
合、その環の炭素数は1〜20、より好ましくは1〜
8、更に好ましくは1〜6であり、またこれらの環は炭
素数1〜6、特に1〜4のアルキル基が分岐していても
よい。
【0204】S、T、Uはそれぞれ0〜20の整数であ
り、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜8の
整数である。
【0205】上記式(15)、(16)の化合物として
具体的には、トリス{2−(メトキシメトキシ)エチ
ル}アミン、トリス{2−(メトキシエトキシ)エチ
ル}アミン、トリス[2−{(2−メトキシエトキシ)
メトキシ}エチル]アミン、トリス{2−(2−メトキ
シエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メト
キシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エ
トキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−
エトキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−
{(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミ
ン、4,7,13,16,21,24−ヘキサオキサ−
1,10−ジアザビシクロ[8.8.8]ヘキサコサ
ン、4,7,13,18−テトラオキサ−1,10−ジ
アザビシクロ[8.5.5]エイコサン、1,4,1
0,13−テトラオキサ−7,16−ジアザビシクロオ
クタデカン、1−アザ−12−クラウン−4、1−アザ
−15−クラウン−5、1−アザ−18−クラウン−6
等が挙げられる。特に第三級アミン、アニリン誘導体、
ピロリジン誘導体、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、
アミノ酸誘導体、ヒドロキシ基を有する含窒素化合物、
ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコー
ル性含窒素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体、トリ
ス{2−(メトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス
{(2−(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、ト
リス[2−{(2−メトキシエトキシ)メチル}エチ
ル]アミン、1−アザ−15−クラウン−5等が好まし
い。
【0206】なお、上記塩基性化合物は1種を単独で又
は2種以上を組み合わせて用いることができ、その配合
量は全ベース樹脂100部に対して0.01〜2部、特
に0.01〜1部が好適である。配合量が0.01部よ
り少ないと配合効果がなく、2部を超えると感度が低下
しすぎる場合がある。
【0207】更に、本発明のレジスト材料に、(G)成
分として配合される分子内に≡C−COOH、好ましく
は−R57 −COOH(R57 は炭素数1〜10の直鎖状又
は分岐状のアルキレン基)で示される基を有する芳香族
化合物は、例えば下記I群及びII群から選ばれる1種
又は2種以上の化合物を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。(G)成分の配合によ
り、レジストのPED安定性を向上させ、窒化膜基板上
でのエッジラフネスを改善することができる。 〔I群〕下記一般式(17)〜(26)で示される化合
物のフェノール性水酸基の水素原子の一部又は全部を−
57 −COOH(R57 は炭素数1〜10の直鎖状又は分
岐状のアルキレン基)により置換してなり、かつ分子中
のフェノール性水酸基(C)と≡C−COOHで示され
る基(D)とのモル比率がC/(C+D)=0.1〜
1.0である化合物。 〔II群〕下記一般式(27)、(28)で示される化
合物。
【0208】
【化67】
【0209】
【化68】 (但し、式中R1は水素原子又はメチル基であり、
51、R52はそれぞれ水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基であり、R
53は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のア
ルキル基又はアルケニル基、或いは−(R57h−CO
OR’基(R’は水素原子又は−R57−COOH)であ
り、R54は−(CH2i−(i=2〜10)、炭素数6
〜10のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、
酸素原子又は硫黄原子、R55は炭素数1〜10のアルキ
レン基、炭素数6〜10のアリーレン基、カルボニル
基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子、R56は水素
原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル
基、アルケニル基、それぞれ水酸基で置換されたフェニ
ル基又はナフチル基であり、R57は炭素数1〜10の直
鎖状又は分岐状のアルキレン基、R58は水素原子又は炭
素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケ
ニル基又は−R57−COOH基である。jは0〜5の整
数であり、u、hは0又は1である。s1、t1、s
2、t2、s3、t3、s4、t4はそれぞれs1+t
1=8、s2+t2=5、s3+t3=4、s4+t4
=6を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも1つ
の水酸基を有するような数である。βは式(22)の化
合物を重量平均分子量1,000〜5,000とする
数、γは式(23)の化合物を重量平均分子量1,00
0〜10,000とする数である。)
【0210】
【化69】 (R51、R52、R57は上記と同様の意味を示す。s5、
t5は、s5≧0、t5≧0で、s5+t5=5を満足
する数である。)
【0211】上記(G)成分として、具体的には下記一
般式III−1〜14及びIV−1〜6で示される化合
物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。
【0212】
【化70】
【0213】
【化71】
【0214】
【化72】 (但し、R”は水素原子又はCH2COOH基を示し、
各化合物においてR”の10〜100モル%はCH2
OOH基である。α、βは上記と同様の意味を示す。)
【0215】
【化73】
【0216】なお、上記分子内に≡C−COOHで示さ
れる基を有する芳香族化合物は、1種を単独で又は2種
以上を組み合わせて用いることができる。
【0217】上記分子内に≡C−COOHで示される基
を有する芳香族化合物の添加量は、ベース樹脂100部
に対して0.1〜5部、より好ましくは1〜3部であ
る。0.1部より少ないと窒化膜基板上での裾引き及び
PEDの改善効果が十分に得られない場合があり、5部
より多いとレジスト材料の解像性が低下する場合があ
る。
【0218】更に、本発明のレジスト材料には、(H)
成分の紫外線吸収剤として波長248nmでのモル吸光
率が10,000以下の化合物を配合することができ
る。これによって、反射率の異なる基板に対し、適切な
透過率を有するレジストの設計・制御が可能となる。
【0219】具体的には、ペンタレン、インデン、ナフ
タレン、アズレン、ペプタレン、ビフェニレン、インダ
セン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アン
トラセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、ア
セアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、
ナフタレン、プレイアデン、ピセン、ペリレン、ペンタ
フェン、ペンタセン、ベンゾフェナントレン、アントラ
キノン、アントロンベンズアントロン、2,7−ジメト
キシナフタレン、2−エチル−9,10−ジメトキシア
ントセラン、9,10−ジメチルアントラセン、9−エ
トキシアントラセン、1,2−ナフトキノン、9−フル
オレン、下記一般式(29)、(30)等の縮合多環炭
化水素誘導体、チオキサンテン−9−オン、チアントレ
ン、ジベンゾチオフェン等の縮合複素環誘導体、2,
3,4−トリビトロキシベンゾフェノン、2,3,4,
4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,4−ジヒ
ドロキシベンゾフェノン、3,5−ジヒドロキシベンゾ
フェノン、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、
4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン等の
ベンゾフェノン誘導体、スクエアル酸、ジメチルスクエ
アレート等のスクエアル酸誘導体等が挙げられる。
【0220】
【化74】 (式中、R61〜R63はそれぞれ独立に水素原子、直鎖状
もしくは分岐状のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の
アルコキシ基、直鎖状もしくは分岐状のアルコキシアル
キル基、直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基又はアリ
ール基である。R64は酸素原子を含んでいてもよい置換
もしくは非置換の2価の脂肪族炭化水素基、酸素原子を
含んでいてもよい置換もしくは非置換の2価の脂環式炭
化水素基、酸素原子を含んでいてもよい置換もしくは非
置換の2価の芳香族炭化水素基又は酸素原子であり、R
65は酸不安定基である。Jは0又は1である。E、F、
Gはそれぞれ0又は1〜9の整数、Hは1〜10の正の
整数で、かつE+F+G+H≦10を満足する。)
【0221】更に詳しくは、上記式(29)、(30)
において、R61〜R63はそれぞれ独立に水素原子、直鎖
状もしくは分岐状のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状
のアルコキシ基、直鎖状もしくは分岐状のアルコキシア
ルキル基、直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基又はア
リール基であり、直鎖状又は分岐状のアルキル基として
は、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソ
プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ter
t−ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、アダマ
ンチル基等の炭素数1〜10のものが好適であり、中で
もメチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブ
チル基がより好ましく用いられる。直鎖状又は分岐状の
アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ
基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ヘキ
シロキシ基、シクロヘキシロキシ基等の炭素数1〜8の
ものが好適であり、中でもメトキシ基、エトキシ基、イ
ソプロポキシ基、tert−ブトキシ基がより好ましく
用いられる。直鎖状又は分岐状のアルコキシアルキル基
としては、例えばメトキシメチル基、1−エトキシプロ
ピル基、1−プロポキシエチル基、tert−ブトキシ
エチル基等の炭素数2〜10のものが好適であり、中で
もメトキシメチル基、1−エトキシエチル基、1−エト
キシプロピル基、1−プロポキシエチル基等が好まし
い。直鎖状又は分岐状のアルケニル基としては、ビニル
基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基のような炭素
数2〜4のものが好適である。アリール基としては、フ
ェニル基、キシリル基、トルイル基、クメニル基のよう
な炭素数6〜14のものが好適である。
【0222】R64は酸素原子を含んでいてもよい置換も
しくは非置換の2価の脂肪族炭化水素基、酸素原子を含
んでいてもよい置換もしくは非置換の2価の脂環式炭化
水素基、酸素原子を含んでいてもよい置換もしくは非置
換の2価の芳香族炭化水素基又は酸素原子である。な
お、式中のJは0又は1であり、Jが0の場合は−R64
−結合部は単結合となる。
【0223】酸素原子を含んでいてもよい置換もしくは
非置換の2価の脂肪族炭化水素基としては、例えばメチ
レン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレ
ン基、n−ブチレン基、sec−ブチレン基、−CH2
O−基、−CH2CH2O−基、−CH2OCH2−基のよ
うな炭素数1〜10のものが好適であり、中でもメチレ
ン基、エチレン基、−CH2O−基、−CH2CH2O−
基がより好ましく用いられる。
【0224】酸素原子を含んでいてもよい置換もしくは
非置換の2価の脂環式炭化水素基としては、例えば1,
4−シクロヘキシレン基、2−オキサシクロヘキサン−
1,4−イレン基、2−チアシクロヘキサン−1,4−
イレン基のような炭素数5〜10のものが挙げられる。
【0225】酸素原子を含んでいてもよい置換もしくは
非置換の2価の芳香族炭化水素基としては、例えばo−
フェニレン基、p−フェニレン基、1,2−キシレン−
3,6−イレン基、トルエン−2,5−イレン基、1−
クメン−2,5−イレン基のような炭素数6〜14のも
の、あるいは−CH2Ph−基、−CH2PhCH2
基、−OCH2Ph−基、−OCH2PhCH2O−基
(Phはフェニレン基)等の炭素数6〜14のアリルア
ルキレン基が挙げられる。
【0226】また、R65は酸不安定基であるが、ここで
いう酸不安定基とはカルボキシル基を酸の存在下で分解
し得る1種以上の官能基で置換したものを意味し、酸の
存在下に分解してアルカリ可溶性を示す官能基を遊離す
るものである限り特に限定されるものではないが、特に
下記一般式(31a)、(31b)、(31c)で示さ
れる基が好ましい。
【0227】
【化75】 (式中、R66〜R69はそれぞれ独立に水素原子、直鎖状
もしくは分岐状のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の
アルコキシ基、直鎖状もしくは分岐状のアルコキシアル
キル基、直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基又はアリ
ール基であり、かつ、これらの基は鎖中にカルボニル基
を含んでいてもよいが、R66〜R69の全てが水素原子で
あってはならない。また、R66とR67は互いに結合して
環を形成していてもよい。R69は直鎖状もしくは分岐状
のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状のアルコキシアル
キル基、直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基又はアリ
ール基であり、かつ、これらの基は鎖中にカルボニル基
を含んでいてもよい。また、R69はR66と結合して環を
形成していてもよい。)
【0228】この場合、上記直鎖状又は分岐状のアルキ
ル基、直鎖状又は分岐状のアルコキシ基、直鎖状又は分
岐状のアルコキシアルキル基、直鎖状又は分岐状のアル
ケニル基、アリール基としては、上記R61〜R63と同様
のものを例示することができる。
【0229】また、式(31a)においてR66とR67
互いに結合して形成される環としては、例えばシクロヘ
キシリデン基、シクロペンチリデン基、3−オキソシク
ロヘキシリデン基、3−オキソ−4−オキサシクロヘキ
シリデン基、4−メチルシクロヘキシリデン基等の炭素
数4〜10のものが挙げられる。
【0230】また、式(31b)においてR66とR67
互いに結合して形成される環としては、例えば1−シラ
シクロヘキシリデン基、1−シラシクロペンチリデン
基、3−オキソ−1−シラシクロペンチリデン基、4−
メチル−1−シラシクロペンチリデン基等の炭素数3〜
9のものが挙げられる。
【0231】更に、式(31c)においてR69とR66
互いに結合して形成される環としては、例えば2−オキ
サシクロヘキシリデン基、2−オキサシクロペンチリデ
ン基、2−オキサ−4−メチルシクロヘキシリデン基等
の炭素数4〜10のものが挙げられる。
【0232】ここで、上記式(31a)で表わされる基
としては、例えばtert−アミル基、1,1−ジメチ
ルエチル基、1,1−ジメチルブチル基、1−エチル−
1−メチルプロピル基、1,1−ジエチルプロピル基等
の炭素数4〜10の三級アルキル基のほか、1,1−ジ
メチル−3−オキソブチル基、3−オキソシクロヘキシ
ル基、1−メチル−3−オキソ−4−オキサシクロヘキ
シル基などの3−オキソアルキル基が好適である。
【0233】上記式(31b)で表わされる基として
は、例えばトリメチルシリル基、エチルジメチルシリル
基、ジメチルプロピルシリル基、ジエチルメチルシリル
基、トリエチルシリル基等の炭素数3〜10のトリアル
キルシリル基が好適である。
【0234】上記式(31c)で表わされる基として
は、例えば1−メトキシメチル基、1−メトキシエチル
基、1−エトキシエチル基、1−エトキシプロピル基、
1−エトキシイソブチル基、1−n−プロポキシエチル
基、1−tert−ブトキシエチル基、1−n−ブトキ
シエチル基、1−イソブトキシエチル基、1−tert
−ペントキシエチル基、1−シクロヘキシルオキシエチ
ル基、1−(2’−n−ブトキシエトキシ)エチル基、
1−(2’−エチルヘキシル)オキシエチル基、1−
(4’−アセトキシメチルシクロヘキシルメチルオキ
シ)エチル基、1−{4’−(tert−ブトキシカル
ボニルオキシメチル)シクロヘキシルメチルオキシ}エ
チル基、2−メトキシ−2−プロピル基、1−エトキシ
プロピル基、ジメトキシメチル基、ジエトキシメチル
基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル基
等の炭素数2〜8のものが好適である。
【0235】なお、上記式(29)、(30)におい
て、E、F、Gはそれぞれ0又は1〜9の正の整数、H
は1〜10の正の整数で、E+F+G+H≦10を満足
する。
【0236】上記式(29)、(30)の化合物の好ま
しい具体例としては、下記(32a)〜(32j)で示
される化合物等が挙げられる。
【0237】
【化76】 (式中、R70は酸不安定基である。)
【0238】また、紫外線吸収剤としては、ビス(4−
ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(4−ter
t−ブトキシフェニル)スルホキシド、ビス(4−te
rt−ブトキシカルボニルオキシフェニル)スルホキシ
ド、ビス〔4−(1−エトキシエトキシ)フェニル〕ス
ルホキシド等のジアリールスルホキシド誘導体、ビス
(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−te
rt−ブトキシフェニル)スルホン、ビス(4−ter
t−ブトキシカルボニルオキシフェニル)スルホン、ビ
ス〔4−(1−エトキシエトキシ)フェニル〕スルホ
ン、ビス〔4−(1−エトキシプロポキシ)フェニル〕
スルホン等のジアリールスルホン誘導体、ベンゾキノン
ジアジド、ナフトキノンジアジド、アントラキノンジア
ジド、ジアゾフルオレン、ジアゾテトラロン、ジアゾフ
ェナントロン等のジアゾ化合物、ナフトキノン−1,2
−ジアジド−5−スルホン酸クロリドと2,3,4−ト
リヒドロキシベンゾフェノンとの完全もしくは部分エス
テル化合物、ナフトキノン−1,2−ジアジド−4−ス
ルホン酸クロリドと2,4,4’−トリヒドロキシベン
ゾフェノンとの完全もしくは部分エステル化合物等のキ
ノンジアジド基含有化合物等を用いることもできる。
【0239】紫外線吸収剤として好ましくは、9−アン
トラセンカルボン酸tert−ブチル、9−アントラセ
ンカルボン酸tert−アミル、9−アントラセンカル
ボン酸tert−メトキシメチル、9−アントラセンカ
ルボン酸tert−エトキシエチル、9−アントラセン
カルボン酸tert−テトラヒドロピラニル、9−アン
トラセンカルボン酸tert−テトラヒドロフラニル、
ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホン酸クロ
リドと2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンとの
部分エステル化合物等を挙げることができる。
【0240】上記(H)成分の紫外線吸収剤の配合量
は、ベース樹脂100部に対して0〜10部、より好ま
しくは0.5〜10部、更に好ましくは1〜5部である
ことが好ましい。
【0241】更に、本発明のレジスト材料には、(I)
成分としてアセチレンアルコール誘導体を配合すること
ができ、これにより保存安定性を向上させることができ
る。
【0242】アセチレンアルコール誘導体としては、下
記一般式(33)、(34)で示されるものを好適に使
用することができる。
【0243】
【化77】 (式中、R71、R72、R73、R74、R75はそれぞれ水素
原子、又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のア
ルキル基であり、X、Yは0又は正数を示し、下記値を
満足する。0≦X≦30、0≦Y≦30、0≦X+Y≦
40である。)
【0244】アセチレンアルコール誘導体として好まし
くは、サーフィノール61、サーフィノール82、サー
フィノール104、サーフィノール104E、サーフィ
ノール104H、サーフィノール104A、サーフィノ
ールTG、サーフィノールPC、サーフィノール44
0、サーフィノール465、サーフィノール485(A
ir Products and Chemicals
Inc.製)、オルフィンE1004(日信化学工業
(株)製)等が挙げられる。
【0245】上記アセチレンアルコール誘導体の添加量
は、レジスト組成物100重量%中0.01〜2重量
%、より好ましくは0.02〜1重量%である。0.0
1重量%より少ないと塗布性及び保存安定性の改善効果
が十分に得られない場合があり、2重量%より多いとレ
ジスト材料の解像性が低下する場合がある。
【0246】本発明のレジスト材料には、上記成分以外
に任意成分として塗布性を向上させるために慣用されて
いる界面活性剤を添加することができる。なお、任意成
分の添加量は、本発明の効果を妨げない範囲で通常量と
することができる。
【0247】ここで、界面活性剤としては非イオン性の
ものが好ましく、パーフルオロアルキルポリオキシエチ
レンエタノール、フッ素化アルキルエステル、パーフル
オロアルキルアミンオキサイド、含フッ素オルガノシロ
キサン系化合物等が挙げられる。例えばフロラード「F
C−430」、「FC−431」(いずれも住友スリー
エム(株)製)、サーフロン「S−141」、「S−1
45」(いずれも旭硝子(株)製)、ユニダイン「DS
−401」、「DS−403」、「DS−451」(い
ずれもダイキン工業(株)製)、メガファック「F−8
151」(大日本インキ工業(株)製)、「X−70−
092」、「X−70−093」(いずれも信越化学工
業(株)製)等を挙げることができる。好ましくは、フ
ロラード「FC−430」(住友スリーエム(株)
製)、「X−70−093」(信越化学工業(株)製)
が挙げられる。
【0248】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料を使
用してパターンを形成するには、公知のリソグラフィー
技術を採用して行うことができ、例えばシリコンウェハ
ー等の基板上にスピンコーティング等の手法で膜厚が
0.5〜2.0μmとなるように塗布し、これをホット
プレート上で60〜150℃、1〜10分間、好ましく
は80〜120℃、1〜5分間プリベークする。次いで
目的のパターンを形成するためのマスクを上記のレジス
ト膜上にかざし、波長300nm以下の遠紫外線、エキ
シマレーザー、X線等の高エネルギー線もしくは電子線
を露光量1〜200mJ/cm2程度、好ましくは10
〜100mJ/cm2程度となるように照射した後、ホ
ットプレート上で60〜150℃、1〜5分間、好まし
くは80〜120℃、1〜3分間ポストエクスポージャ
ベーク(PEB)する。更に、0.1〜5%、好ましく
は2〜3%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド(TMAH)等のアルカリ水溶液の現像液を用い、
0.1〜3分間、好ましくは0.5〜2分間、浸漬(d
ip)法、パドル(puddle)法、スプレー(sp
ray)法等の常法により現像することにより基板上に
目的のパターンが形成される。なお、本発明材料は、特
に高エネルギー線の中でも254〜193nmの遠紫外
線又はエキシマレーザー、X線及び電子線による微細パ
ターンニングに最適である。また、上記範囲を上限及び
下限から外れる場合は、目的のパターンを得ることがで
きない場合がある。
【0249】
【発明の効果】本発明の高分子化合物を化学増幅ポジ型
レジスト材料のベース樹脂として用いた場合は、高エネ
ルギー線に感応し、感度、解像性、プラズマエッチング
耐性に優れ、しかもレジストパターンの耐熱性、再現性
にも優れている。また、パターンがオーバーハング状に
なりにくく、寸法制御性に優れている。更に、アセチレ
ンアルコール誘導体の配合により保存安定性が向上す
る。従って、本発明の高分子化合物を化学増幅ポジ型レ
ジスト材料のベース樹脂として用いた場合は、これらの
特性より、特にKrFエキシマレーザーの露光波長での
吸収が小さいレジスト材料となり得るもので、微細でし
かも基板に対して垂直なパターンを容易に形成できる。
このため超LSI製造用の微細パターン形成材料及びパ
ターン形成方法として好適である。
【0250】
【実施例】以下、合成例及び実施例を示して本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記例に制限されるもので
はない。
【0251】〔合成例1〕カルボン酸末端ポリ(p−1
−エトキシエトキシスチレン−p−tert−ブトキシ
カルボニルオキシスチレン−p−ヒドロキシスチレン)
の合成 2Lのフラスコに溶媒としてテトラヒドロフラン700
ml、開始剤としてsec−ブチルリチウム7×10-3
molを仕込んだ。この混合溶液に−78℃でp−te
rt−ブトキシスチレン100gを添加し、1時間撹拌
しながら重合させた。この反応溶液は赤色を呈した。更
に、カルボン酸末端とするために、重合停止反応は反応
溶液にクロロ酢酸tert−ブチル1.4×10-2mo
lを添加して行った。
【0252】次に、反応混合物をメタノール中に注ぎ、
得られた重合体を沈澱させた後、分離し、乾燥させたと
ころ、99gの白色重合体(カルボン酸tert−ブチ
ル末端ポリp−tert−ブトキシスチレン)が得られ
た。この重合体は光散乱法により重量平均分子量が1.
4×104g/molであり、GPC溶出曲線より分子
量分布の点で非常に単分散性(Mw/Mn=1.07)
の高い重合体であることが確認できた。
【0253】上記カルボン酸tert−ブチル末端ポリ
p−tert−ブトキシスチレン90gをアセトン90
0mlに溶解し、60℃で少量の濃塩酸を加えて7時間
撹拌後、水に注ぎ、ポリマーを沈殿させ、洗浄・乾燥し
たところ、60gのポリマーが得られた。得られたポリ
マーの重量平均分子量は1.0×104g/molであ
った。また、1H−NMRでtert−ブチル基に由来
するピークが観測されないこと、13C−NMRで170
ppmのC=Oの存在により得られたポリマーが分子量
分布の狭いカルボン酸末端ポリヒドロキシスチレンであ
ることが確認された。
【0254】得られたカルボン酸末端ポリヒドロキシス
チレン1,000gをテトラヒドロフラン1,000m
lに溶解させ、触媒量のp−トルエンスルホン酸を添加
した後、30℃で撹拌しながらエチルビニルエーテル3
0gを添加した。1時間反応させた後に、濃アンモニア
水により中和し、水10Lに中和反応液を滴下したとこ
ろ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン50
0mlに溶解させ、水10Lに滴下し、濾過後、真空乾
燥した。得られたポリマーは、1H−NMRからカルボ
ン酸末端ポリヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子が
27%エトキシエチル化されたことが確認された。
【0255】更に、得られた部分エトキシエトキシ化カ
ルボン酸末端ポリヒドロキシスチレン50gをピリジン
500mlに溶解させ、45℃で撹拌しながら二炭酸ジ
−tert−ブチル7gを添加した。1時間反応させた
後、水3Lに反応液を滴下したところ、白色固体が得ら
れた。これを濾過後、アセトン50mlに溶解させ、水
2Lに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、ポリマーを得
た。得られたポリマーは下記示性式Polym.1で示
される構造を有し、1H−NMRからカルボン酸末端ポ
リヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子のエトキシエ
チル化率は27%、t−BOC化率は8%であり、重量
平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は表
1に示す通りであった。
【0256】〔合成例2〕カルボン酸末端ポリ(p−1
−エトキシプロポキシスチレン−p−tert−ブトキ
シカルボニルオキシスチレン−p−ヒドロキシスチレ
ン)の合成 上記合成例1の停止反応をCO2と代えた以外は、合成
例1と同様にして得られたカルボン酸末端ポリヒドロキ
シスチレン50gをテトラヒドロフラン500mlに溶
解させ、触媒量のp−トルエンスルホン酸を添加した
後、40℃で撹拌しながらエトキシプロペニルエーテル
27gを添加した。12時間反応させた後に、濃アンモ
ニア水により中和し、水10Lに中和反応液を滴下した
ところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン
500mlに溶解させ、水10Lに滴下し、濾過後、真
空乾燥した。得られたポリマーは、1H−NMRからカ
ルボン酸末端ポリヒドロキシスチレンの水酸基の水素原
子が24%エトキシプロピル化されたことが確認され
た。
【0257】更に、得られた部分エトキシプロポキシ化
カルボン酸末端ポリヒドロキシスチレン50gをピリジ
ン500mlに溶解させ、45℃で撹拌しながら二炭酸
ジ−tert−ブチル8gを添加した。1時間反応させ
た後、水3Lに反応液を滴下したところ、白色固体が得
られた。これを濾過後、アセトン50mlに溶解させ、
水2Lに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、ポリマーを得
た。得られたポリマーは下記示性式Polym.2で示
される構造を有し、1H−NMRからカルボン酸末端ポ
リヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子のエトキシプ
ロピル化率は24%、t−BOC化率は11%であり、
重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)
は表1に示す通りであった。
【0258】〔合成例3〕アルコール末端ポリ(p−1
−エトキシエトキシスチレン−p−tert−ブトキシ
カルボニルオキシスチレン−p−ヒドロキシスチレン)
の合成 2Lのフラスコに溶媒としてテトラヒドロフラン700
ml、開始剤としてsec−ブチルリチウム7×10-3
molを仕込んだ。この混合溶液に−78℃でp−te
rt−ブトキシスチレン100gを添加し、1時間撹拌
しながら重合させた。この反応溶液は赤色を呈した。更
に、アルコール末端とするために、重合溶液にエチレン
オキサイド1.4×10-2molを添加した。
【0259】次に、反応混合物をメタノール中に注ぎ、
得られた重合体を沈澱させた後、分離し、乾燥させたと
ころ、99gの白色重合体(アルコール末端ポリp−t
ert−ブトキシスチレン)が得られた。この重合体は
光散乱法により重量平均分子量が1.4×104g/m
olであり、GPC溶出曲線より分子量分布の点で非常
に単分散性(Mw/Mn=1.07)の高い重合体であ
ることが確認できた。
【0260】上記アルコール末端ポリp−tert−ブ
トキシスチレン90gをアセトン900mlに溶解し、
60℃で少量の濃塩酸を加えて7時間撹拌後、水に注
ぎ、ポリマーを沈殿させ、洗浄・乾燥したところ、60
gのポリマーが得られた。得られたポリマーの重量平均
分子量は1.0×104g/molであった。また、1
−NMRでtert−ブチル基に由来するピークが観測
されないこと、1H−NMRで4.17〜4.28pp
m、13C−NMRで58ppmのCH2−OHの存在に
より得られたポリマーが分子量分布の狭いアルコール末
端ポリヒドロキシスチレンであることが確認された。
【0261】得られたアルコール末端ポリヒドロキシス
チレン100gをジメチルホルムアミド1,000ml
に溶解させ、触媒量のp−トルエンスルホン酸ピリジニ
ウム塩を添加した後、30℃で撹拌しながらエチルビニ
ルエーテル30gを添加した。16時間反応させた後
に、濃アンモニア水により中和し、水10Lに中和反応
液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過
後、アセトン500mlに溶解させ、水10Lに滴下
し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマーは、1
−NMRからアルコール末端ポリヒドロキシスチレンの
水酸基の水素原子が27%エトキシエチル化されたこと
が確認された。
【0262】更に、得られた部分エトキシエトキシ化ア
ルコール末端ポリヒドロキシスチレン50gをピリジン
500mlに溶解させ、45℃で撹拌しながら二炭酸ジ
−tert−ブチル7gを添加した。1時間反応させた
後、水3Lに反応液を滴下したところ、白色固体が得ら
れた。これを濾過後、アセトン50mlに溶解させ、水
2Lに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、ポリマーを得
た。得られたポリマーは下記示性式Polym.3で示
される構造を有し、1H−NMRからアルコール末端ポ
リヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子のエトキシエ
チル化率は27%、t−BOC化率は8%であり、重量
平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は表
1に示す通りであった。
【0263】〔合成例4〕トリフェニル末端ポリ(p−
1−エトキシプロポキシスチレン−p−ヒドロキシスチ
レン)の合成 2Lのフラスコに溶媒としてテトラヒドロフラン1,0
00ml、開始剤としてsec−ブチルリチウム2.4
×10-2molを仕込んだ。この混合溶液に−78℃で
p−tert−ブトキシスチレン300gを添加し、1
時間撹拌しながら重合させた。この反応溶液は赤色を呈
した。更に、トリフェニル末端とするために、重合停止
反応は反応溶液にトリフェニルメチルクロライド3.0
×10-2molを添加して行った。
【0264】次に、反応混合物をメタノール中に注ぎ、
得られた重合体を沈澱させた後、分離し、乾燥させたと
ころ、298gの白色重合体(トリフェニル末端ポリp
−tert−ブトキシスチレン)が得られた。この重合
体は光散乱法により重量平均分子量が1.4×104
/molであり、GPC溶出曲線より分子量分布の点で
非常に単分散性(Mw/Mn=1.10)の高い重合体
であることが確認できた。
【0265】上記トリフェニル末端ポリp−tert−
ブトキシスチレン190gをアセトン1,000mlに
溶解し、60℃で少量の濃塩酸を加えて7時間撹拌後、
水に注ぎ、ポリマーを沈殿させ、洗浄・乾燥したとこ
ろ、125gのポリマーが得られた。得られたポリマー
の重量平均分子量は9,500g/molであった。ま
た、1H−NMRでtert−ブチル基に由来するピー
クが観測されず、1H−NMRでトリフェニルの存在に
より得られたポリマーが分子量分布の狭いトリフェニル
末端ポリヒドロキシスチレンであることが確認された。
【0266】2Lのフラスコに得られたトリフェニル末
端ポリヒドロキシスチレン100gをテトラヒドロフラ
ン700mlに溶解させ、触媒量のメタンスルホン酸を
添加した後、20℃で撹拌しながらエトキシプロペニル
エーテル25gを添加した。2時間反応させた後に、濃
アンモニア水により中和し、水10Lに中和反応液を滴
下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、ア
セトン500mlに溶解させ、水10Lに滴下し、濾過
後、真空乾燥した。得られたポリマーは、下記示性式P
olym.4で示される構造を有し、1H−NMRから
トリフェニル末端ポリヒドロキシスチレンの水酸基の水
素原子が26%エトキシプロピル化されたことが確認さ
れた。重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/
Mn)は表1に示す通りであった。
【0267】〔合成例5〕アルコールカルボン酸末端ポ
リ(p−1−エトキシプロポキシスチレン−p−ヒドロ
キシスチレン)の合成 2Lのフラスコに溶媒としてテトラヒドロフラン2,0
00ml、開始剤としてナフタレンナトリウム1.3×
10-2molを仕込んだ。この混合溶液に−78℃でp
−tert−ブトキシスチレン200gを添加し、1時
間撹拌しながら重合させた。この反応溶液は赤色を呈し
た。更に、カルボン酸末端とするために、重合停止反応
は反応溶液にテトラヒドロフランに溶解した炭酸ガス
1.5×10-2molを添加して行った。一方、水酸基
末端とするために、重合停止反応は反応溶液にテトラヒ
ドロフランに溶解したトリメトキシボラン1×10-2
olを添加して反応させた後、酢酸1×10-2mol、
過酸化水素水1.5×10-2molを添加した。
【0268】次に、反応混合物をメタノール中に注ぎ、
得られた重合体を沈澱させた後、分離し、乾燥させたと
ころ、198gの白色重合体(アルコールカルボン酸末
端ポリp−tert−ブトキシスチレン)が得られた。
この重合体は光散乱法により重量平均分子量が1.6×
104g/molであり、GPC溶出曲線より分子量分
布の点で非常に単分散性(Mw/Mn=1.05)の高
い重合体であることが確認できた。
【0269】上記アルコールカルボン酸末端ポリp−t
ert−ブトキシスチレン190gをアセトン1,00
0mlに溶解し、60℃で少量の濃塩酸を加えて7時間
撹拌後、水に注ぎ、ポリマーを沈殿させ、洗浄・乾燥し
たところ、125gのポリマーが得られた。得られたポ
リマーの重量平均分子量は9,500g/molであっ
た。また、1H−NMRでtert−ブチル基に由来す
るピークが観測されず、13C−NMRで170ppmの
C=Oの存在により、また、1H−NMRで4.17〜
4.28ppm、13C−NMRで58ppmのCH2
OHの存在により得られたポリマーが分子量分布の狭い
アルコールカルボン酸末端ポリヒドロキシスチレンであ
ることが確認された。
【0270】2Lのフラスコに得られたアルコールカル
ボン酸末端ポリヒドロキシスチレン100gをテトラヒ
ドロフラン700mlに溶解させ、触媒量のメタンスル
ホン酸を添加した後、20℃で撹拌しながらエトキシプ
ロペニルエーテル30gを添加した。2時間反応させた
後に、濃アンモニア水により中和し、水10Lに中和反
応液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾
過後、アセトン500mlに溶解させ、水10Lに滴下
し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマーは、下記
示性式Polym.5で示される構造を有し、1H−N
MRからアルコールカルボン酸末端ポリヒドロキシスチ
レンの水酸基の水素原子が28%エトキシプロピル化さ
れたことが確認された。重量平均分子量(Mw)及び分
子量分布(Mw/Mn)は表1に示す通りであった。
【0271】〔合成例6〕カルボン酸エステル末端トリ
エチレングリコールジビニルエーテル架橋化ポリ(p−
1−エトキシエトキシスチレン−p−ヒドロキシスチレ
ン)の合成 2Lのフラスコに溶媒としてテトラヒドロフラン1,0
00ml、開始剤としてsec−ブチルリチウム1.6
×10-2molを仕込んだ。この混合溶液に−78℃で
p−tert−ブトキシスチレン200gを添加し、1
時間撹拌しながら重合させた。この反応溶液は赤色を呈
した。更に、カルボン酸エステル末端とするために、重
合停止反応は反応溶液にクロロ炭酸エチル1.4×10
-2molを添加して行った。
【0272】次に、反応混合物をメタノール中に注ぎ、
得られた重合体を沈澱させた後、分離し、乾燥させたと
ころ、198gの白色重合体(カルボン酸エステル末端
ポリp−tert−ブトキシスチレン)が得られた。こ
の重合体は光散乱法により重量平均分子量が1.2×1
4g/molであり、GPC溶出曲線より分子量分布
の点で非常に単分散性(Mw/Mn=1.03)の高い
重合体であることが確認できた。
【0273】上記カルボン酸エステル末端ポリp−te
rt−ブトキシスチレン190gをアセトン900ml
に溶解し、60℃で少量の濃塩酸を加えて7時間撹拌
後、水に注ぎ、ポリマーを沈殿させ、洗浄・乾燥したと
ころ、60gのポリマーが得られた。得られたポリマー
の重量平均分子量は8,500g/molであった。ま
た、1H−NMRでtert−ブチル基に由来するピー
クが観測されないこと、13C−NMRで170ppmの
C=Oの存在により得られたポリマーが分子量分布の狭
いカルボン酸エステル末端ポリヒドロキシスチレンであ
ることが確認された。
【0274】2Lのフラスコに得られたカルボン酸エス
テル末端ポリヒドロキシスチレン100gを入れ、ジメ
チルホルムアミド1,000mlに溶解させ、触媒量の
p−トルエンスルホン酸を添加した後、20℃で撹拌し
ながらトリエチレングリコールジビニルエーテル4gを
添加し、1時間反応させた後にエチルビニルエーテル2
2g、トリエチレングリコールジビニルエーテル4gを
添加した。1時間反応させた後に、濃アンモニア水によ
り中和し、水10Lに中和反応液を滴下したところ、白
色固体が得られた。これを濾過後、アセトン500ml
に溶解させ、水10Lに滴下し、濾過後、真空乾燥し
た。得られたポリマーは、下記示性式Polym.6で
示される構造を有し、1H−NMRからカルボン酸エス
テル末端ポリヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子が
30%エトキシエチル化され、3%が架橋化されたこと
が確認され、重量平均分子量は表1に示す通りであっ
た。
【0275】〔合成例7〕アルコール末端1,4−ジビ
ニロキシメチルシクロヘキサン架橋化ポリ(p−1−エ
トキシエトキシスチレン−p−tert−ブトキシカル
ボニルオキシスチレン−p−ヒドロキシスチレン)の合
成 2Lのフラスコに溶媒としてテトラヒドロフラン3,0
00ml、開始剤としてsec−ブチルリチウム2.1
×10-3molを仕込んだ。この混合溶液に−78℃で
p−tert−ブトキシスチレン300gを添加し、1
時間撹拌しながら重合させた。この反応溶液は赤色を呈
した。更に、アルコール末端とするために、重合停止反
応は反応溶液にエチレンオキサイド1.0×10-1mo
lを添加して行った。
【0276】次に、反応混合物をメタノール中に注ぎ、
得られた重合体を沈澱させた後、分離し、乾燥させたと
ころ、295gの白色重合体(アルコール末端ポリp−
tert−ブトキシスチレン)が得られた。この重合体
は光散乱法により重量平均分子量が1.4×104g/
molであり、GPC溶出曲線より分子量分布の点で非
常に単分散性(Mw/Mn=1.05)の高い重合体で
あることが確認できた。
【0277】上記アルコール末端ポリp−tert−ブ
トキシスチレン200gをアセトン2,000mlに溶
解し、60℃で少量の濃塩酸を加えて7時間撹拌後、水
に注ぎ、ポリマーを沈殿させ、洗浄・乾燥したところ、
130gのポリマーが得られた。得られたポリマーの重
量平均分子量は1.0×104g/molであった。ま
た、1H−NMRでtert−ブチル基に由来するピー
クが観測されないこと、1H−NMRで4.17〜4.
28ppm、13C−NMRで58ppmのCH2−OH
の存在により得られたポリマーが分子量分布の狭いアル
コール末端ポリヒドロキシスチレンであることが確認さ
れた。
【0278】2Lのフラスコに得られたアルコール末端
ポリヒドロキシスチレン100gを入れ、ジメチルホル
ムアミド1,000mlに溶解させ、触媒量のp−トル
エンスルホン酸を添加した後、20℃で撹拌しながらエ
チルビニルエーテル15g、1,4−ジビニロキシメチ
ルシクロヘキサン9gを添加した。1時間反応させた後
に、濃アンモニア水により中和し、水10Lに中和反応
液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過
後、アセトン500mlに溶解させ、水10Lに滴下
し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマーは、1
−NMR及び13 −NMRからアルコール末端ポリヒド
ロキシスチレンの水酸基の水素原子18%がエトキシエ
チル化され、4%が架橋化されたことが確認された。
【0279】更に、得られた部分架橋化されたアルコー
ル末端エトキシエトキシ化ポリヒドロキシスチレン50
gをピリジン500mlに溶解させ、45℃で撹拌しな
がら二炭酸ジ−tert−ブチル12gを添加した。1
時間反応させた後、水3Lに反応液を滴下したところ、
白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン50ml
に溶解させ、水2Lに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、
ポリマーを得た。得られたポリマーは下記示性式Pol
ym.7で示される構造を有し、1H−NMRからアル
コール末端ポリヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子
のエトキシエチル化率は18%、架橋率は4%、水酸基
の水素原子のtert−ブトキシカルボニル化率は10
%であり、重量平均分子量は表1に示す通りであった。
【0280】〔合成例8〕カルボン酸末端1,2−エタ
ンジオールジビニルエーテル架橋化ポリ(p−1−エト
キシエトキシスチレン−p−ヒドロキシスチレン)の合
成 上記合成例1の停止反応をCO2と代えた以外は、合成
例1と同様にして得られたカルボン酸末端ポリヒドロキ
シスチレン200gをテトラヒドロフラン2,000m
lに溶解させ、メタンスルホン酸4gを添加した後、3
0℃で撹拌しながら2−クロロ−2−エトキシエチル4
4gを添加し、3時間反応させた。次いで、1,2−エ
タンジオールジビニルエーテル10gを添加し、0.5
時間反応させた後、濃アンモニア水により中和した。こ
の反応液を酢酸エチルに溶媒交換し、純水と少量のアセ
トンを使用し、6回分液精製した後、アセトンに溶媒交
換し、20Lの純水に滴下したところ、白色固体が得ら
れた。これを濾過後、純水で2回洗浄、濾過後、真空乾
燥した。得られたポリマーは下記示性式Polym.8
で示される構造を有し、1H−NMR及び13 −NMR
からカルボン酸末端ポリヒドロキシスチレンの水酸基の
水素原子の20%がエトキシエチル化、4%が架橋化さ
れ、カルボン酸末端の20%がエトキシエチル化され、
重量平均分子量は表1に示す通りであった。
【0281】〔合成例9〕アルコール末端1,4−ジメ
チルシクロヘキシルジクロロエチルエーテル架橋化ポリ
(p−1−エトキシプロポキシスチレン−p−tert
−ブトキシカルボニルオキシスチレン−p−ヒドロキシ
スチレン)の合成 2Lのフラスコに溶媒としてテトラヒドロフラン1,0
00ml、開始剤としてsec−ブチルリチウム5×1
-3molを仕込んだ。この混合溶液に−78℃でp−
tert−ブトキシスチレン100gを添加し、1時間
撹拌しながら重合させた。この反応溶液は赤色を呈し
た。更に、アルコール末端とするために、重合溶液にエ
チレンオキサイド5×10-2molを添加した。
【0282】次に、反応混合物をメタノール中に注ぎ、
得られた重合体を沈澱させた後、分離し、乾燥させたと
ころ、99gの白色重合体(アルコール末端ポリp−t
ert−ブトキシスチレン)が得られた。この重合体は
光散乱法により重量平均分子量が1.9×104g/m
olであり、GPC溶出曲線より分子量分布の点で非常
に単分散性(Mw/Mn=1.09)の高い重合体であ
ることが確認できた。
【0283】上記アルコール末端ポリp−tert−ブ
トキシスチレン90gをアセトン1,000mlに溶解
し、60℃で少量の濃塩酸を加えて7時間撹拌後、水に
注ぎ、ポリマーを沈殿させ、洗浄・乾燥したところ、6
0gのポリマーが得られた。得られたポリマーの重量平
均分子量は1.0×104g/molであった。また、1
H−NMRでtert−ブチル基に由来するピークが観
測されないこと、1H−NMRで4.17〜4.28p
pm、13C−NMRで58ppmのCH2−OHの存在
により得られたポリマーが分子量分布の狭いアルコール
末端ポリヒドロキシスチレンであることが確認された。
【0284】2Lのフラスコに得られたアルコール末端
ポリヒドロキシスチレン50gを入れ、テトラヒドロフ
ラン1,000mlに溶解させ、メタンスルホン酸3.
9gを添加した後、30℃で撹拌しながら2−クロロ−
2−エトキシプロピル9gを添加し、3時間反応させた
後、1,4−ジメチルシクロヘキシルジクロロエチルエ
ーテル4gを添加した。0.5時間反応させた後に、濃
アンモニア水により中和した。この反応液を酢酸エチル
に溶媒交換し、純水と少量のアセトンを使用し、6回分
液精製した後、アセトンに溶媒交換し、20Lの純水に
滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、
純水で2回洗浄、濾過後、真空乾燥した。
【0285】更に、得られた部分架橋化されたアルコー
ル末端エトキシプロポキシ化ポリヒドロキシスチレン5
0gをピリジン300gに溶解させ、40℃で撹拌しな
がら二炭酸ジ−tert−ブチル4gを添加した。1時
間反応させた後、水10Lに反応液を滴下したところ、
白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン200m
lに溶解させ、水2Lに滴下し、濾過後、真空乾燥さ
せ、ポリマーを得た。得られたポリマーは下記示性式P
olym.9で示される構造を有し、1H−NMR及び
13 −NMRからアルコール末端ポリヒドロキシスチレ
ンの水酸基の水素原子の19%がエトキシプロポキシ
化、5%がtert−ブトキシカルボニル化され、4%
が架橋化され、アルコール末端の19%がエトキシプロ
ポキシ化され、4%が架橋化されたことが確認され、重
量平均分子量は表1に示す通りであった。
【0286】〔合成例10〕カルボン酸両末端1,4−
ブタンジオールジビニルエーテル架橋化ポリ(p−1−
エトキシエトキシスチレン−p−tert−ブトキシカ
ルボニルオキシスチレン−p−ヒドロキシスチレン)の
合成 2Lのフラスコに溶媒としてテトラヒドロフラン2,0
00ml、両末端開始剤としてナフタレンナトリウム3
×10-3molを仕込んだ。この混合溶液に−78℃で
p−tert−ブトキシスチレン100gを添加し、1
時間撹拌しながら重合させた。この反応溶液は赤色を呈
した。更に、カルボン酸両末端とするために、重合停止
反応は反応溶液にテトラヒドロフランに溶解した炭酸ガ
ス2×10-1molを添加して行った。
【0287】次に、反応混合物をメタノール中に注ぎ、
得られた重合体を沈澱させた後、分離し、乾燥させたと
ころ、99gの白色重合体(カルボン酸両末端ポリp−
tert−ブトキシスチレン)が得られた。この重合体
は光散乱法により重量平均分子量が1.5×104g/
molであり、GPC溶出曲線より分子量分布の点で非
常に単分散性(Mw/Mn=1.15)の高い重合体で
あることが確認できた。
【0288】上記カルボン酸両末端ポリp−tert−
ブトキシスチレン90gをアセトン900mlに溶解
し、60℃で少量の濃塩酸を加えて7時間撹拌後、水に
注ぎ、ポリマーを沈殿させ、洗浄・乾燥したところ、6
0gのポリマーが得られた。得られたポリマーの重量平
均分子量は1.0×104g/molであった。また、1
H−NMRでtert−ブチル基に由来するピークが観
測されないこと、C−NMRにより170ppmのC=
Oの存在により得られたポリマーが分子量分布の狭いカ
ルボン酸両末端ポリヒドロキシスチレンであることが確
認された。
【0289】2Lのフラスコに得られたカルボン酸両末
端ポリヒドロキシスチレン90gを入れ、テトラヒドロ
フラン1,000mlに溶解させ、メタンスルホン酸1
gを添加した後、30℃で撹拌しながら2−クロロ−2
−エトキシエチル21gを添加し、1時間反応させた。
次いで、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル7g
を添加し、0.5時間反応させた後、濃アンモニア水に
より中和した。この反応液を酢酸エチルに溶媒交換し、
純水で6回分液精製した後、アセトンに溶媒交換し、2
0Lの純水に滴下したところ、白色固体が得られた。こ
れを濾過後、純水で2回洗浄、濾過後、真空乾燥した。
【0290】更に、得られた部分エトキシエトキシ化カ
ルボン酸両末端ポリヒドロキシスチレン50gをピリジ
ン500mlに溶解させ、45℃で撹拌しながら二炭酸
ジ−tert−ブチル7gを添加した。1時間反応させ
た後、水3Lに反応液を滴下したところ、白色固体が得
られた。これを濾過後、アセトン50mlに溶解させ、
水2Lに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、ポリマーを得
た。得られたポリマーは下記示性式Polym.10で
示される構造を有し、1H−NMR及び13 −NMRか
らカルボン酸両末端ポリヒドロキシスチレンの水酸基の
水素原子の25%がエトキシエチル化、5%がBOC
化、5.5%が架橋化され、カルボン酸片末端及び両末
端が合計25%エトキシエチル化されたことが確認さ
れ、重量平均分子量は表1に示す通りであった。
【0291】〔合成例11〕水酸基末端プロピレングリ
コールジビニルエーテル架橋化ポリ(p−n−ブトキシ
エトキシスチレン−p−ヒドロキシスチレン)の合成 2Lのフラスコに溶媒としてテトラヒドロフラン3,0
00ml、両末端開始剤としてsec−ブチルリチウム
1×10-2molを仕込んだ。この混合溶液に−78℃
でp−tert−ブトキシスチレン200gを添加し、
1時間撹拌しながら重合させた。この反応溶液は赤色を
呈した。更に、水酸基末端とするために、重合停止反応
は反応溶液にテトラヒドロフランに溶解したトリメトキ
シボラン1×10-2molを添加して反応させた後、酢
酸1×10-2mol、過酸化水素水1.5×10-2mo
lを添加して行った。
【0292】次に、反応混合物をメタノール中に注ぎ、
得られた重合体を沈澱させた後、分離し、乾燥させたと
ころ、198gの白色重合体(水酸基末端ポリp−te
rt−ブトキシスチレン)が得られた。この重合体は光
散乱法により重量平均分子量が2.1×104g/mo
lであり、GPC溶出曲線より分子量分布の点で非常に
単分散性(Mw/Mn=1.16)の高い重合体である
ことが確認できた。
【0293】上記水酸基末端ポリp−tert−ブトキ
シスチレン150gをアセトン900mlに溶解し、6
0℃で少量の濃塩酸を加えて7時間撹拌後、水に注ぎ、
ポリマーを沈殿させ、洗浄・乾燥したところ、100g
のポリマーが得られた。得られたポリマーの重量平均分
子量は1.4×104g/molであった。また、1H−
NMRでtert−ブチル基に由来するピークが観測さ
れないこと、1H−NMRで4.17〜4.28pp
m、13C−NMRで58ppmのCH2−OHの存在に
より得られたポリマーが分子量分布の狭い水酸基末端ポ
リヒドロキシスチレンであることが確認された。
【0294】2Lのフラスコに得られた水酸基末端ポリ
ヒドロキシスチレン90gを入れ、テトラヒドロフラン
1,000mlに溶解させ、メタンスルホン酸1gを添
加した後、30℃で撹拌しながら2−クロロ−2−エト
キシブチル21gを添加し、1時間反応させた。次い
で、プロピレングリコールジビニルエーテル7gを添加
し、1時間反応させた後、濃アンモニア水により中和し
た。この反応液を酢酸エチルに溶媒交換し、純水で6回
分液精製した後、アセトンに溶媒交換し、20Lの純水
に滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過
後、純水で2回洗浄、濾過後、真空乾燥させ、ポリマー
を得た。得られたポリマーは下記示性式Polym.1
1で示される構造を有し、1H−NMR及び13 −NM
Rから水酸基末端ポリヒドロキシスチレンの水酸基の水
素原子の25%がブトキシエチル化され、5.5%が架
橋化され、水酸基の6%がブトキシエチル化されたこと
が確認され、重量平均分子量は表1に示す通りであっ
た。
【0295】〔合成例12〕水酸基両末端1,4−ブタ
ンジオールジビニルエーテル架橋化ポリ(p−n−ブト
キシエトキシスチレン−p−ヒドロキシスチレン)の合
成 上記合成例10の停止反応をクロロメチルビニルエーテ
ルと代えた以外は、合成例10と同様にして得られた水
酸基両末端ポリヒドロキシスチレン200gをテトラヒ
ドロフラン2,000mlに溶解させ、メタンスルホン
酸4gを添加した後、30℃で撹拌しながら2−クロロ
−2−エトキシブチル44gを添加し、3時間反応させ
た。次いで、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル
10gを添加し、0.5時間反応させた後、濃アンモニ
ア水により中和した。この反応液を酢酸エチルに溶媒交
換し、純水と少量のアセトンを使用し、6回分液精製し
た後、アセトンに溶媒交換し、20Lの純水に滴下した
ところ、白色固体が得られた。これを濾過後、純水で2
回洗浄、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマーは下
記示性式Polym.12で示される構造を有し、1
−−NMR及び13 −NMRから水酸基両末端ポリヒド
ロキシスチレンの水酸基の水素原子20%がブトキシエ
トキシ化され、4%が架橋化され、水酸基片末端及び両
末端が合計20%がブトキシエチル化されたことが確認
され、重量平均分子量は表1に示す通りであった。
【0296】得られたポリマーの構造は下記示性式の通
りであり、それぞれの置換率は表1に示す通りであっ
た。なお、下記式において、Rは下記単位Uを分子間又
は分子内架橋している架橋基を示し、(R)は架橋基R
が結合している状態を示す。
【0297】
【化78】
【0298】
【化79】
【0299】
【化80】
【0300】
【化81】
【0301】
【化82】
【0302】
【化83】
【0303】
【化84】
【0304】
【化85】
【0305】
【化86】
【0306】
【表1】
【0307】〔実施例〕上記合成例で得られた高分子化
合物(Polym.1〜12)をベース樹脂、下記式
(PAG.1〜10)で示される酸発生剤、下記式(D
RR.1,2)で示される溶解制御剤、塩基性化合物、
下記式(ACC.1,2)で示される分子内に≡C−C
OOHで示される基を有する芳香族化合物から選ばれる
レジスト材料用成分を溶剤に溶解し、表2、3に示す組
成でレジスト液を調合した。必要に応じて、界面活性剤
フロラード「FC−430(住友スリーエム(株)
製)」0.1部を加え、成膜性を改善した。
【0308】これら各組成物を0.1μmのテフロン製
フィルターで濾過することによりレジスト液を調製し
た。これをシリコンウエハー上へスピンコーティング
し、このシリコンウエハーを100℃のホットプレート
で90秒間ベークした。なお、膜厚は0.55μmに設
定した。
【0309】そして、目的のパターンを形成するための
マスクを介してエキシマレーザーステッパー(ニコン
社、NSR−2005EX NA=0.5)を用いて露
光し、110℃で90秒間ベークを施し、2.38%の
テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液で60
秒間の現像を行うと、ポジ型のパターンを得ることがで
きた。
【0310】得られたレジストパターンを次のように評
価した。まず、感度(Eth)を求めた。次に0.24
μmのラインアンドスペースのトップとボトムを1:1
で解像する露光量を最適露光量(感度:Eop)とし
て、この露光量における分離しているラインアンドスペ
ースの最小線幅を評価レジストの解像度とした。同一露
光量での露光から加熱処理までの時間経過(PED)を
2時間とした際の解像度も観察した。また、解像したレ
ジストパターンの形状は、走査型電子顕微鏡を用いて観
察し、耐熱性試験として、このレジストパターンを13
0℃で10分間ホットプレート上にて加熱し、加熱前後
でのパターン形状の変化を観察した。
【0311】レジスト組成を表2,3、実施例の評価結
果を表4に示す。
【0312】
【化87】
【0313】
【化88】
【0314】
【化89】
【0315】
【化90】
【0316】
【表2】
【0317】
【表3】 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 EL:乳酸エチル TEA:トリエタノールアミン PEA:ピペリジンエタノールアミン TMMEA:トリス{2−(メトキシメトキシ)エチ
ル}アミン TMEMEA:トリス[2−{(2−メトキシエトキ
シ)メトキシ}エチル]アミン
【0318】
【表4】 耐熱性 ○:加熱前後のパターン形状の変化なし
【0319】次に、上記実施例6、7、8、9のレジス
ト組成物に、アセチレンアルコール誘導体として下記構
造式のオルフィンE1004(日信化学工業(株)製)
を全体の0.05重量%となるように添加したレジスト
組成物につき、パーティクル(異物)の増加に関する保
存安定性を観察した。結果を表5に示す。この際、液中
パーティクルカウンターとしてKL−20A(リオン
(株)製)を使用し、40℃保存による加速試験での
0.3μm以上のパーティクルサイズについてモニター
した。
【0320】
【化91】
【0321】
【表5】
フロントページの続き (72)発明者 武田 隆信 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社合成技術研究所内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で示される末端が下記
    Pである重量平均分子量1,000〜500,000の
    高分子化合物。 【化1】 〔(式中、Rは水酸基又はOR3基を示し、少なくとも
    1個は水酸基である。R1は水素原子又はメチル基を示
    し、R2は炭素数1〜30の直鎖状、分岐状又は環状の
    アルキル基を示し、R3は酸不安定基を示す。また、x
    は0又は正の整数、yは正の整数であり、x+y≦5を
    満足する数であり、kは0又は正の整数、mは0又は正
    の整数、nは正の整数であり、k+m+n≦5を満足す
    る数である。p、qは正数であり、0<q≦0.8、p
    +q=1を満足する数である。なお、nが2以上の場
    合、R3は互いに同一であっても異なっていてもよい。
    Δは重量平均分子量を1,000〜500,000とす
    る数である。Pは水素原子、炭素数1〜30の直鎖状、
    分岐状又は環状のアルキル基又はアルケニル基、炭素数
    6〜50の芳香族炭化水素基、カルボキシル基、水酸
    基、又は下記一般式(2)、(3)もしくは(4)で示
    される基であるが、末端の全てが同時に水素原子となる
    ことはない。) 【化2】 (式中、R4は(r+1)価の炭素数1〜30の脂肪族
    炭化水素基、脂環式飽和炭化水素基又は炭素数6〜50
    の芳香族炭化水素基を示し、R5は炭素数1〜30の直
    鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、炭素数6〜50の
    芳香族炭化水素基、炭素数1〜30のアルコキシ基、又
    は水酸基を示し、R5aは炭素数1〜30の直鎖状、分岐
    状又は環状のアルキル基又は炭素数6〜50の芳香族炭
    化水素基を示す。また、hは0又は1であり、rは1〜
    3の正の整数を示す。) また、上記一般式(1)で示される高分子化合物のRで
    示されるフェノール性水酸基、上記一般式(2)におけ
    るR5の水酸基及び上記一般式(3)における水酸基の
    いずれか1又は2以上の水酸基は、アルケニルエーテル
    化合物もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物との
    反応により得られるC−O−C基を有する架橋基により
    分子内及び/又は分子間で架橋されていてもよく、上記
    酸不安定基と架橋基との合計量は式(1)のフェノール
    性水酸基、上記一般式(2)におけるR5の水酸基及び
    上記一般式(3)における水酸基の水素原子全体の平均
    0モル%を超え80モル%以下の割合である。〕
  2. 【請求項2】 下記一般式(5)で示される請求項1記
    載の高分子化合物。 【化3】 〔(式中、Rは水酸基又はOR3基を示し、少なくとも
    1個は水酸基である。R1は水素原子又はメチル基を示
    し、R2は炭素数1〜30の直鎖状、分岐状又は環状の
    アルキル基を示し、R3は酸不安定基を示す。R9、R10
    は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状
    のアルキル基を示し、R11は炭素数1〜18のヘテロ原
    子を有していてもよい1価の炭化水素基を示し、R9
    10、R9とR11、R10とR11とは環を形成してもよ
    く、環を形成する場合にはR9、R10、R11はそれぞれ
    炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示
    す。R12は炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキ
    ル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキルシリル基、
    炭素数4〜20のオキソアルキル基又は−CR910
    11で示される基を示す。aは0〜6の整数である。ま
    た、p1、p2は正数、q1、q2は0又は正数であ
    り、0<p1/(p1+q1+q2+p2)≦0.8、
    0≦q1/(p1+q1+q2+p2)≦0.8、0≦
    q2/(p1+q1+q2+p2)≦0.8、p1+q
    1+q2+p2=1を満足する数であるが、q1とq2
    が同時に0となることはない。x、y、k、m、n、
    Δ、Pはそれぞれ上記と同様の意味を示す。) また、上記一般式(5)で示される高分子化合物のRで
    示されるフェノール性水酸基、上記一般式(2)におけ
    るR5の水酸基及び上記一般式(3)における水酸基の
    いずれか1又は2以上の水酸基の水素原子がとれてその
    酸素原子が下記一般式(6a)又は(6b)で示される
    C−O−C基を有する架橋基により分子内及び/又は分
    子間で架橋されていてもよく、上記酸不安定基と架橋基
    との合計量は式(5)の高分子化合物のRで示されるフ
    ェノール性水酸基、上記一般式(2)におけるR5の水
    酸基及び上記一般式(3)における水酸基の水素原子全
    体の平均0モル%を超え80モル%以下の割合である。 【化4】 (式中、R6、R7は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
    状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R6
    7とは環を形成してもよく、環を形成する場合には
    6、R7はそれぞれ炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状の
    アルキレン基を示す。R8は炭素数1〜10の直鎖状、
    分岐状又は環状のアルキレン基を示し、dは0又は1〜
    10の整数である。Aは、c価の炭素数1〜50の脂肪
    族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又
    はヘテロ環基を示し、これらの基はヘテロ原子を介在し
    ていてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の
    一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はハロゲン
    原子によって置換されていてもよい。Bは−CO−O
    −、−NHCO−O−又は−NHCONH−を示す。c
    は2〜8、c’は1〜7の整数である。)〕
  3. 【請求項3】 上記一般式(1)又は(5)で示される
    高分子化合物において、R3が下記一般式(7)又は
    (8)で示される基、炭素数4〜20の三級アルキル
    基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキ
    ルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基より選
    ばれる1種又は2種以上である請求項1又は2記載の高
    分子化合物。 【化5】 (式中、R9、R10は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
    状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、R11は炭素数
    1〜18のヘテロ原子を有していてもよい1価の炭化水
    素基を示し、R9とR10、R9とR11、R10とR11とは環
    を形成してもよく、環を形成する場合にはR9、R10
    11はそれぞれ炭素数1〜18の直鎖状又は分岐状のア
    ルキレン基を示す。R12は炭素数4〜20の三級アルキ
    ル基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアル
    キルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基又は
    上記一般式(7)で示される基を示す。aは0〜6の整
    数である。)
  4. 【請求項4】 一般式(6a)又は(6b)で示される
    C−O−C基を有する架橋基が、下記一般式(6a’)
    又は(6b’)で示される請求項2記載の高分子化合
    物。 【化6】 (式中、R6、R7は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
    状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R6
    7とは環を形成してもよく、環を形成する場合には
    6、R7は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレ
    ン基を示す。R8は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又
    は環状のアルキレン基、dは0又は1〜5の整数であ
    る。Aは、c’’価の炭素数1〜20の直鎖状、分岐状
    又は環状のアルキレン基、アルキルトリイル基、アルキ
    ルテトライル基、炭素数6〜30のアリーレン基を示
    し、これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、ま
    たその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カ
    ルボキシル基、アシル基又はハロゲン原子によって置換
    されていてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O
    −又は−NHCONH−を示す。c’’は2〜4、
    c’’’は1〜3の整数である。)
  5. 【請求項5】 (A):有機溶剤 (B):ベース樹脂として請求項1乃至4のいずれか1
    項記載の高分子化合物 (C):酸発生剤 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
    ト材料。
  6. 【請求項6】 更に、(D):(B)成分とは別のベー
    ス樹脂として下記一般式(9)で示される繰り返し単位
    を有する高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子
    を1種又は2種以上の酸不安定基により全体として平均
    0モル%以上80モル%以下の割合で部分置換した重量
    平均分子量3,000〜300,000の高分子化合物
    を配合したことを特徴とする請求項5記載の高分子化合
    物。 【化7】 〔(式中、R1、R2、R9、R10、R11は上記と同様の
    意味を示し、R12は−CR910OR11とは異なる酸不
    安定基であり、e、fは0又は正数、gは正数で、e+
    f+g=1であり、0≦e/(e+f+g)≦0.5、
    0.4≦g/(e+f+g)≦0.9である。) また、上記一般式(9)で示される高分子化合物のフェ
    ノール性水酸基は、アルケニルエーテル化合物もしくは
    ハロゲン化アルキルエーテルとの反応により得られるC
    −O−C基を有する架橋基により分子内及び/又は分子
    間で架橋されていてもよく、上記酸不安定基と架橋基と
    の合計量が式(9)において、e=0、f=0、g=1
    とした場合のフェノール性水酸基の水素原子全体の平均
    0モル%を超え80モル%以下の割合である。〕
  7. 【請求項7】 更に、(E):溶解制御剤を配合したこ
    とを特徴とする請求項5又は6記載の化学増幅ポジ型レ
    ジスト材料。
  8. 【請求項8】 更に、(F):添加剤として塩基性化合
    物を配合したことを特徴とする請求項5乃至7のいずれ
    か1項記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
  9. 【請求項9】 更に、(G):添加剤として分子内に≡
    C−COOHで示される基を有する芳香族化合物を配合
    したことを特徴とする請求項5乃至8のいずれか1項記
    載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
  10. 【請求項10】 更に、(H):紫外線吸収剤を配合し
    たことを特徴とする請求項5乃至9のいずれか1項記載
    の化学増幅ポジ型レジスト材料。
  11. 【請求項11】 更に、(I):アセチレンアルコール
    誘導体を配合したことを特徴とする請求項5乃至10の
    いずれか1項記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
  12. 【請求項12】 (i)請求項5乃至11のいずれか1
    項に記載の化学増幅ポジ型レジスト材料を基板上に塗布
    する工程と、(ii)次いで加熱処理後、フォトマスク
    を介して波長300nm以下の高エネルギー線もしくは
    電子線で露光する工程と、(iii)必要に応じて加熱
    処理した後、現像液を用いて現像する工程とを含むこと
    を特徴とするパターン形成方法。
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