DE19642053A1 - Lichtempfindliche Zusammensetzung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine lichtempfindliche Zusammensetzung, die zur Feinbearbeitung bei der Herstellung eines Halbleiterelements und dgl. verwendbar ist.

Bei der Herstellung von elektronischen Teilen wie z. B. LSI ist eine Feinbearbeitungstechnik unter Anwendung von Photolithographie verwendet worden. In dieser Feinbearbeitungstechnik wird üblicherweise ein Resistmaterial verwendet. Insbesondere um den jüngeren Trend, die Einbaudichte elektronischer Teile weiter zu erhöhen, zu bewältigen, wird die Bildung von extrem feinen Mustern auf dem Resistfilm nun bei der Herstellung elektronischer Teile gefordert.

In dieser Lage werden nun Bestrebungen, ein Licht kürzerer Wellenlänge als Lichtquelle bei der Bildung eines Resistfilmmusters zu verwenden, vorangetrieben. Es wurden nämlich Verfahren zur Bildung eines ultrafeinen Resistmusters durch die Verwendung eines KrF-Excimer-Laser-Strahls (Wellenlänge 248 nm) oder durch die Bestrahlung mit ionisierender Strahlung wie z. B. mit einem Elektronenstrahl oder mit Röntgenstrahlen entwickelt. Gleichzeitig wurde von verschiedenen Arten Resistmaterial, die gegenüber den oben genannten Lichtquellen hochempfindlich sind, berichtet.

Beispielsweise offenbart die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung S/63-27829 ein chemisch verstärktes Resist, das aus einer Zusammensetzung besteht, welche ein alkalilösliches Harz, ein die Löslichkeit hemmendes Agens und ein bei Licht Säure erzeugendes Agens enthält. Bei einem chemisch verstärkten Resist dieser Art ist die Löslichkeit eines Resist für ein Alkali-entwickelndes Agens durch das die Löslichkeit hemmende Agens im Nicht-Belichtungsteil gehemmt, während in dem Belichtungsteil eine Säure aus dem bei Licht Säure erzeugenden Agens erzeugt wird, so daß das die Löslichkeit hemmende Agens in dem auf die Belichtung folgenden Schritt des Trocknens (Erhitzens) zerstört wird. Das Ergebnis ist, daß der Teil des Resists, der belichtet wurde, für ein Alkali-Entwicklungsmittel löslich gemacht ist. Selbst wenn die Menge der Säure, die aus dem bei Licht Säure erzeugenden Agens gebildet wird, in dem chemisch verstärkten Resist sehr gering ist, ist sie noch fähig, eine große Menge des die Löslichkeit hemmenden Agenzes abzubauen, so daß ganz allgemein ein ultrafeines Muster mit hoher Empfindlichkeit erhalten werden kann.

Mit dem Fortschreiten der hohen Einbaudichte, wie sie in LSI zu sehen ist, ist mittlerweile die Bildung eines Musters, das eine Linienbreite in der Größenordnung von unter einem halben µm hat, durch die zuletzt genannte Feinbearbeitungstechnik möglich gemacht worden. Es wird erwartet, daß dieser Trend zur Bildung eines feineren Musters sich in Zukunft noch beschleunigt. Daher wird derzeit die Verwendung eines Lichts kürzerer Wellenlänge als Lichtquelle in der Photolithographie studiert, d. h. zur Zeit wird die Ausnützung eines ArF-Excimer-Laser-Strahls (193 nm Wellenlänge) oder des harmonischen 5-fach Strahls eines YAG-Lasers (218 nm Wellenlänge) zur Bildung eines feinen Resistmusters erprobt. Darüber hinaus werden jetzt auch Untersuchungen über eine Belichtung mit F₂-Excimer-Laser-Strahl ebenfalls erwartet.

Da das oben erwähnte herkömmliche chemisch verstärkte Resist im allgemeinen als ein bei Licht Säure erzeugendes Agens ein Aryloniumsalz, das einen Benzol-Ring aufweist, enthält, neigt ein derartiges chemisch verstärktes Resist dazu, durch seinen Benzol-Ring eine große Lichtabsorption aufzuweisen, wenn Licht kurzer Wellenlänge, wie es oben genannt wird, verwendet wird. Wegen dieser großen Lichtabsorption ist es unmöglich, daß das Licht zur Belichtung während der Belichtung während der Bildung eines Resistmusters tief genug bis zu einer Grenzfläche zwischen dem Resistfilm und dem Substrat reicht, wodurch es sehr schwierig ist, ein feines Muster zu bilden, das in Form und Genauigkeit hervorragend ist.

Obgleich das herkömmliche chemisch verstärkte Resist zur Bildung eines ultrafeinen Musters mit hoher Empfindlichkeit verwendbar sein kann, wie dies oben ausgeführt wurde, wenn die g-Linie oder die i-Linie (die jeweils eine Emissionslinie einer Niederdruckquecksilberlampe sind) oder der KrF-Excimer-Laser-Strahl (Wellenlänge 248 nm) als Lichtquelle verwendet werden, ist das herkömmlich chemisch verstärkte Resist zur Bildung eines Resistmusters mit ausgezeichneter Auflösung noch ungeeignet, wenn ein ArF-Excimer-Laser-Strahl als Lichtquelle verwendet wird, und zwar aufgrund seiner schlechten Transparenz für das Licht des ArF-Excimer-Laser-Strahls.

Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer lichtempfindlichen Zusammensetzung, die für Licht kurzer Wellenlänge, wie z. B. für einen ArF-Excimer-Laser-Strahl und einen F₂-Excimer-Laser-Strahl durchlässig und hochempfindlich ist, und die fähig ist, ein feines Resistmuster mit hoher Auflösung auszubilden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine lichtempfindliche Zusammensetzung zur Bildung eines Musters durch Belichtung entweder mit einem ArF-Excimer-Laser oder einem F₂-Excimer-Laser bereitgestellt, die

• - eine Verbindung, die eine durch Säure abbaubare Gruppe hat; und
• - eine Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, in der Ar¹ und Ar² unabhängig voneinander jeweils ein aromatischer Ring oder ein kondensierter aromatischer Ring sind; R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe darstellen; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃, CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; Z eine Gruppe ist, die aus der aus Cl, Br, I, S-R und Se-R (R ist eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Perfluoralkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen) bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine positive ganze Zahl sind, enthält.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner eine lichtempfindliche Zusammensetzung zur Bildung eines Musters durch Belichtung entweder mit einem ArF-Excimer-Laser oder einem F₂-Excimer-Laser bereitgestellt, die ein Harz, das eine durch Säure abbaubare Gruppe aufweist, und eine Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt wird:

in der Ar¹ und Ar² unabhängig voneinander jeweils ein aromatischer Ring oder ein kondensierter aromatischer Ring sind; R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe darstellen; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃, CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; Z eine Gruppe ist, die aus der aus Cl, Br, I, S-R und Se-R (R ist eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Perfluoralkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen) bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine positive ganze Zahl sind, enthält.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner als lichtempfindliche Zusammensetzung zur Bildung eines Musters durch Belichtung entweder mit einem ArF-Excimer-Laser oder einem F₂-Excimer-Laser bereitgestellt, die eine Verbindung, die eine mit Säure vernetzbare Gruppe hat, und eine Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt wird:

in der Ar¹ und Ar² unabhängig voneinander jeweils ein aromatischer Ring oder ein kondensierter aromatischer Ring sind; R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe darstellen; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃, CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; Z eine Gruppe ist, die aus der aus Cl, Br, I, S-R und Se-R (R ist eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Perfluoralkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen) bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine positive ganze Zahl sind, enthält.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner eine lichtempfindliche Zusammensetzung zur Bildung eines Musters durch Belichtung entweder mit einem ArF-Excimer-Laser oder einem F₂-Excimer-Laser bereitgestellt, die ein Harz enthält, das eine mit Säure vernetzbare Gruppe aufweist, und eine Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt wird:

in der Ar¹ und Ar² unabhängig voneinander jeweils ein aromatischer Ring oder ein kondensierter aromatischer Ring sind; R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe darstellen; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃, CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; Z eine Gruppe ist, die aus der aus Cl, Br, I, S-R und Se-R (R ist eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Perfluoralkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen) bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine positive ganze Zahl sind, enthält.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung ausgeführt und sind teilweise aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch Ausführung der Erfindung gelernt werden. Die Ziel und Vorteile der vorliegenden Erfindung können mittels der Instrumentalien und Kombinationen, die in den beigefügten Ansprüchen besonders hervorgehoben sind, realisiert und erzielt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die beigefügten Zeichnungen, die in die Beschreibung eingearbeitet sind und einen Teil derselben darstellen, veranschaulichen gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung; sie dienen zusammen mit der oben angegebenen allgemeinen Beschreibung und der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, die unten angegeben wird, zur Erklärung der Prinzipien der Erfindung.

Fig. 1 ist ein Diagramm, das ein Ultraviolett-Absorptionsspektrum einer Zusammensetzung, die ein bei Licht Säure erzeugendes Agens enthält, darstellt;

Fig. 2 ist ein Diagramm, das Ultraviolett-Absorptionsspektren von lichtempfindlichen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung und der Vergleichsbeispiele darstellt; und

Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Lichtempfindlichkeit von lichtempfindlichen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung und Vergleichsbeispielen darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird wie folgt näher erläutert:
Die erfindungsgemäße lichtempfindliche Zusammensetzung beinhaltet beispielsweise ein chemisch verstärktes Resist des Positivtyps, das ein alkalilösliches Harz, eine Verbindung, die eine mit Säure abbaubare Gruppe aufweist und die fähig ist, die Löslichkeit in einer Alkali-Lösung zu hemmen (im folgenden als die Löslichkeit hemmendes Agens bezeichnet), und ein bei Licht Säure erzeugendes Agens enthält. In diesem Fall kann die alkalilösliche Gruppe des alkalilöslichen Harzes mit einer durch Säure abbaubaren Gruppe, die die Löslichkeit hemmende Eigenschaften hat, geschützt werden, anstatt das oben genannte die Löslichkeit hemmende Agens zu verwenden, um so die lichtempfindliche Zusammensetzung mit dem Harz und einem bei Licht Säure erzeugenden Agens zu formulieren.

Darüber hinaus beinhaltet die erfindungsgemäße lichtempfindliche Zusammensetzung beispielsweise auch ein chemisch verstärktes Resist des Negativ-Typs, das ein alkalilösliches Harz, eine Verbindung, die eine vernetzbare Gruppe enthält und die fähig ist, das alkalilösliche Harz in Gegenwart einer Säure zu vernetzen, und ein bei Licht Säure erzeugendes Agens enthält. In diesem Fall kann ein alkalilösliches Harz, das eine vernetzbare Gruppe hat, anstelle der oben genannten Verbindung, die eine vernetzbare Gruppe hat, verwendet werden, um so die lichtempfindliche Zusammensetzung mit dem Harz und einem bei Licht Säure erzeugenden Agens zu formulieren.

Als Beispiele für das oben erwähnte alkalilösliche Harz, das in der lichtempfindlichen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist, können Harze, die einen aromatischen Ring oder einen kondensierten aromatischen Ring, der jeweils eine Hydroxyl-Gruppe hat, oder Harze, die eine Carboxyl-Gruppe haben, verwendet werden. Spezifische Beispiele für diese Harze sind Acrylsäure-Derivate; Methacrylsäure-Derivate; Acrylnitril-Derivate; Styrol-Derivate; ein Polymer aus Acrylsäure oder Derivaten derselben, ein Polymer aus Methacrylsäure oder Derivaten derselben, ein Polymer aus Acrylnitril-Derivaten, ein Polymer von Styrol-Derivaten, ein Copolymer von Isopropenylphenol mit Acrylsäure oder Derivaten derselben, Methacrylsäure oder Derivaten derselben, Acrylnitril oder Derivaten derselben, Styrol oder Derivaten derselben; ein Copolymer aus Styrol oder Derivaten desselben mit Acrylharz, Acrylsäure oder Derivaten derselben, Methacrylsäure oder Derivaten derselben, Acrylnitril oder Derivaten derselben; 4-Hydroxymaleimidharz; Polyamsäure; sowie irgendeine der genannten Verbindungen, in die Siliciumatom eingeführt ist. Diese alkalilöslichen Harze können im Hinblick auf die Einstellung der Alkalilöslichkeit einer erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Zusammensetzung einzeln oder in Kombination verwendet werden.

Im Hinblick auf eine Verbesserung der Trockenätzresistenz des alkalilöslichen Harzes der vorliegenden Erfindung ohne Schädigung der Transparenz für Licht kurzer Wellenlänge wie z. B. einen ArF-Excimerlaserstrahl ist es vorteilhaft, ein alkalilösliches Harz, in das ein kondensierter aromatischer Ring mit einer Hydroxy-Gruppe eingeführt ist, oder in das ein alicyclisches Gerüst, wenn erforderlich, mit einer sauren Substituenten-Gruppe eingeführt ist, zu verwenden. Als kondensierter aromatischer Ring kann ein Naphthalin-Ring, ein Anthracen-Ring oder ein Phenanthracen verwendet werden. Es kann speziell ein Naphthol-Novolakharz, das durch Kondensation einer Carbonyl-Verbindung wie z. B. Formaldehyd mit Naphthol oder einem Derivat desselben gebildet werden kann, oder es können Polymer aus Vinylnaphthalin, Vinylnaphthol, Vinylanthracen und Vinylanthol verwendet werden.

Dagegen können für das oben erwähnte alicyclische Gerüst eine cyclische Verbindung, die durch die allgemeine Formel C_pH_2p (p ist eine ganze Zahl von 3 oder mehr) dargestellt wird, eine bicyclische Verbindung oder kondensierte Ringe dieser cyclischen Verbindungen verwendet werden. Spezifische Beispiele dafür umfassen Cyclobutan; Cyclopentan; Cyclohexan; Cycloheptan; irgendwelche der oben genannten monocyclischen Verbindungen, die mit einem Brückenkohlenwasserstoff versehen sind; ein Spiroring wie z. B. Spiroheptan oder Spriooctan; ein Terpenring wie z. B. Norbornyl, Adamanthyl, Bornen, Menthyl oder Menthan; ein Steroid-Gerüst wie z. B. Thujan, Sabinen, Thujon, Caran, Caren, Pinan, Norpinan, Bornan, Fenchan, Tricyllen oder Cholesterin-Ring; Gallensäure; Digitaloid; der Kampfer-Ring; Isokampfer-ing; Sesquiterpen; der Santonin-Ring; Diterpen; Triterpen und Steroidsaponin. Als vorstehend erwähnte alkalilösliche Harz kann speziell ein Copolymer aus einer polymerisierbaren Verbindung, die ein alicyclisches Gerüst hat, mit einer Vinyl-Verbindung, die eine alkalilösliche Gruppe hat, verwendet werden.

Als saure Substituenten-Gruppe, die wahlweise in das alicyclische Gerüst eingeführt wird, wird vorzugsweise eine Gruppe, deren pKa in einer wäßrigen Lösung von 25°C 7 bis 11 ist, verwendet. Es kann beispielsweise eine organische Gruppe, die eine Keto-Oxim-Struktur hat, z. B. Propanonoxim, Prcpanaloxim, Hydroxyiminopentanon und Dimethylglyoxim; eine organische Gruppe, die eine Dicarbonsäureimid- oder N-Hydroxybernsteinsäureimid-Struktur hat, z. B. Succinimid und Pyrolydindion; eine organische Gruppe, die eine Dicarbonylmethylen-Struktur hat, z. B. Cyclopenten-1,3-dion, Acetylaceton und 3-Methyl-2,4-pentadion; eine organische Gruppe, die Thiol enthält, z. B. Hexanthiol; eine organische Gruppe, die einen tautomeren Alkohol enthält, z. B. Hydroxycyclopentenon oder Furfurylalkohol; eine organische Gruppe, die eine Amsäure-Struktur hat; eine organische Gruppe, die eine phenolische Hydroxyl-Gruppe hat, z. B. Phenol, Kresol und Salicylaldehyd; und eine organische Gruppe, die ein Triazin-Gerüst hat, verwendet werden.

Das durchschnittliche Molekulargewicht des oben erwähnten alkalilöslichen Harzes gemäß der vorliegenden Erfindung sollte vorzugsweise 500 bis 500 000 sein. Wenn das durchschnittliche Molekulargewicht des alkalilöslichen Harzes weniger als 500 ist, kann es schwierig sein, einen Resistfilm zu bilden, der ausreichende mechanische Festigkeit hat. Wenn das durchschnittliche Molekulargewicht der Polymer-Verbindung dagegen 500 000 übersteigt, kann es schwierig sein, einen Resistfilm zu bilden, der ausgezeichnete Auflösung hat.

Das Mischungsverhältnis für das alkalilösliche Harz in den Feststoffen der lichtempfindlichen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung sollte vorzugsweise auf 5 bis 85 Gew.-% eingestellt werden. Wenn nämlich das Mischungsverhältnis unter 5% liegt, können die Beschichtungseigenschaften der lichtempfindlichen Zusammensetzung verschlechtert sein. Wenn dagegen das Mischungsverhältnis über 85% liegt, kann es schwierig werden, eine lichtempfindliche Zusammensetzung zu erhalten, die ausreichende Empfindlichkeit hat.

Wenn die lichtempfindliche Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung als chemisch verstärktes Resist des Positiv-Typs zu verwenden ist, wird im allgemeinen eine Verbindung, die eine mit Säure abbaubare Gruppe hat und die fähig ist, die Löslichkeit in einer Alkali-Lösung zu hemmen, als die Löslichkeit hemmendes Agens eingearbeitet. Als die Löslichkeit hemmendes Agens, das in der vorliegenden Erfindung einzusetzen ist, kann eine Verbindung verwendet werden, die ausreichende, die Löslichkeit in einer alkalischen Lösung hemmende Eigenschaften aufweist und die fähig ist, Radikale wie z. B. -(C=O)O-, -OS(=O)₂- oder -O- in Alkali-Lösung zu erzeugen, wenn sie durch eine Säure abgebaut wird. Die Verbindung, die eine durch Säure abbaubare Gruppe aufweist, wie sie oben erwähnt wurde, kann durch Einführen einer durch Säure abbaubaren Gruppe in eine aromatische Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht wie z. B. Bisphenol A, Bisphenol F, Tri(hydroxyphenyl)methan, Phenolphthalein, Kresolphthalein, Thymolphthalein, Catechol, Pyrogallol, Naphthol, Bisphenol A, Bisphenol F und Benzoesäure-Derivate; oder aliphatische Alkohole mit niedrigem Molekulargewicht wie z. B. Cholat, Steroide, Terpenoid-Derivate und Saccaride erhalten werden.

Spezifische Beispiele für eine derartige Verbindung sind solche, die durch Modifizieren phenolischer Verbindungen mit t-Butoxycarbonylether, Tetrahydropyranylether, 3-Bromtetrahydropyranylether, 1-Methoxycyclohexylether, 4-Methoxytetrahydropyranylether, 1,4-Dioxan-2-yl-ether, Tetrahydrofuranylether, 2,3,3a,4,5,6,7,7a-Octahydro-7,8,8-trimethyl-4,7-methanbenzofuran-2-y-l-ether, t-Butylether, Trimethylsilylether, Triethylsilylether, Triphenylsilylether, Triisopropylsilylether, Dimethylisopropylsilylether, Diethylisopropylsilylether, Dimethylhexylsilylether und t-Butyldimethylsilylether abgeleitet werden können. Unter diesen Verbindungen sind bevorzugte Beispiele solche, die durch Schützen der Hydroxyl-Gruppe einer phenolischen Verbindung mit einer t-Butoxycarbonyl-Gruppe, einer t-Butoxycarbonylmethyl-Gruppe, einer Trimethylsilyl-Gruppe, einer t-butyldimethylsilyl-Gruppe oder einer Tetrahydropyranyl-Gruppe abgeleitet werden können.

Das die Löslichkeit hemmende Agens gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Ester einer Polycarbonsäure sein, z. B. Isopropylester, Tetrahydropyranylester, Tetrahydrofuranylester, Methoxyethoxymethylester, 2-Trimethylsilylethoxymethylester, t-Butylester, Trimethylsilylester, Triethylsilylester, t-Butyldimethylsilylester, Isopropyldimethylsilylester, Di-t-butyldimethylsilylester, Oxazol, 2-Alkyl-1,3-oxazolin, 4-Alkyl-5-oxo-1,3-oxazolin und 5-Alkyl-4-oxo-1,3-dioxsolan. Das die Löslichkeit hemmende Agens gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine der folgenden Verbindungen sein. Diese die Löslichkeit hemmende Agenzien können einzeln oder in Kombination verwendet werden.

worin tBoc -(C=O)O-C(CH₃)₃ ist

Unter diesen die Löslichkeit hemmenden Agenzien ist eine konjugierte polycyclische aromatische Verbindung im Hinblick auf ihre hervorragende Transparenz für das Licht kurzer Wellenlänge günstiger. Diese konjugierte polycyclische aromatische Verbindung wird aus einem Gerüst gebildet, in dem ungesättigte Bindungen abwechselnd angeordnet sind und so eine nicht-kondensierte polycyclische oder kondensierte polycyclische Verbindung bilden, in der eine Vielzahl aromatischer Ringe in einer Ebene aneinander gebunden sind. In der Verbindung dieser Art ist aufgrund der konjugierten Stabilisierung von π-Elektronen die Lichtabsorptionszone zu einer Region längerer Wellenlänge verschoben, so daß es mit Anwendung dieser konjugierten polycyclischen aromatischen Verbindung als die Löslichkeit hemmendes Agens in der vorliegenden Erfindung möglich ist, eine lichtempfindliche Zusammensetzung zu erhalten, die hinsichtlich Wärmebeständigkeit, Transparenz für das Licht kurzer Wellenlänge und Trockenätzbeständigkeit hervorragend ist. Wenn eine Verbindung, die einen Benzol-Ring hat, als ein die Löslichkeit hemmendes Agens verwendet werden soll, sollte dementsprechend eine dieser konjugierten polycyclischen aromatischen Verbindungen oder ein aliphatischer Alkohol mit niedrigem Molekulargewicht, der eine mit Säure abbaubare Gruppe hat, wünschenswerterweise zusammen mit der Verbindung, die einen Benzol-Ring aufweist, verwendet werden.

Spezifische Beispiele für eine derartige konjugierte polycyclische aromatische Verbindung sind Verbindungen, die einen der folgenden Ringe aufweisen: einen Naphthalin-Ring, Anthrachen-Ring, Phenanthren-Ring, Pyren-Ring, Naphthacen-Ring, Chrysen-Ring, 3,4-Benzophenanthren-Ring, Perylen-Ring, Pentacen-Ring, Pizen-Ring, Pyrrol-Ring, Benzofuran-Ring, Benzothiophen-Ring, Indol-Ring, Benzooxazol-Ring, Benzothiazol-Ring, Indazol-Ring, Chromen-Ring, Chinolincinnolin-Ring, Phthalazin-Ring, Chinazolin-Ring, Dibenzofuran-Ring, Carbazol-Ring, Acridin-Ring, Phenanthridin-Ring, Phenantrolin-Ring, Phenazin-Ring, Thianthren-Ring, Indolizin-Ring, Naphthyridin-Ring, Purin-Ring, Pteridin-Ring und Fluoren-Ring.

Unter diesen sind kondensierte polycyclische Verbindungen, die einen Naphthalin-Ring, einen Anthracen-Ring oder einen Phenanthren-Ring haben, hinsichtlich der Transparenz für das Licht mit einer Wellenlänge von 193 nm besser. Daher ist eine Polyhydroxy-Verbindung, die irgendeine dieser kondensierten aromatischen Ringstrukturen, deren Hydroxyl-Gruppe mit t-Butylcarbonat, t-Butylester, Tetrahydropyranylether, Acetal oder Trimethylsilylether geschützt ist, enthält, insbesondere als die Löslichkeit hemmendes Agens bevorzugt.

Das Mischungsverhältnis für das die Löslichkeit hemmende Agens in der lichtempfindlichen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 0,1 bis 40 Gew.-%, bevorzugter 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das alkalilösliche Harz. Wenn das Mischungsverhältnis für das die Löslichkeit hemmende Agens weniger als 0,1 Gew.-% ist, wird es schwierig, ein Resistmuster mit ausgezeichneter Auflösung zu erhalten. Wenn das Mischungsverhältnis für das die Löslichkeit hemmende Agens dagegen 40 Gew.-% überschreitet, können die Beschichtungseigenschaften der resultierenden lichtempfindlichen Zusammensetzung verschlechtert sein und gleichzeitig kann die Auflösungsgeschwindigkeit beim Auflösen und Entfernen des belichteten Teils der Resist mit einer alkalischen Lösung extrem verringert sein.

Anstatt das oben erwähnte die Löslichkeit hemmende Agens zu verwenden, kann die alkalilösliche Gruppe des alkalilöslichen Harzes mit einer durch eine Säure abbaubaren Gruppe entsprechend der lichtempfindlichen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung geschützt werden.

Es ist möglich, als durch Säure abbaubare Gruppe Ester, z. B. Isopropylester, Tetrahydropyranylester, Tetrahydrofuranylester, Methoxyethoxymethylester, 2-Trimethylsilylethoxymethylester, 3-Oxocyclohexylester, Isobornylester, Trimethylsilylester, Triethylsilylester, Isopropyldimethylsilylester, Di-t-butyldimethylsilylester, Oxazol, 2-Alkyl-1,3-oxazolin, 4-Alkyl-5-oxo-1,3-oxazolin, 5-Alkyl-4-oxo-1,3-dioxolan; Ether wie z. B. t-Butoxycarbonylether, t-Butoxymethylether, 4-Pentenyloxymethylether, Tetrahydropyranylether, 3-Bromtetrahydropyranylether, 1-Methoxycyclohexylether, 4-Methoxytetrahydropyranylether, 4-Methoxytetrahydrothiopyranylether, 1,4-Dioxan-2-yl-ether, Tetrahydrofuranylether, 2,3,3a,4,5,6,7,7a-Octahydro-7,8,8- trimethyl-4,7-methanbenzofuran-2-ylether, t-Butylether, Trimethylsilylether, Triethylsilylether, Triphenylsilylether, Triisopropylsilylether, Dimethylisopropylsilylether, Diethylisopropylsilylether, Dimethylcexylsilylether und t-Butyldimethylsilylether; Acetale wie Methylenacetal, Ethylidenacetal, 2,2,2-Trichlorethylidenacetal, 2,2,2-Tribromethylidenacetal und 2,2,2-Trÿodethylidenacetal; Ketale wie z. B. 1-t-Butylethylidenketal, Isopropylidenketal (Acetonid), Cyclopentylidenketal, Cyclohexylidenketal und Cycloheptylidenketal; cyclische Orthoester wie z. B. Methoxymethylenacetal, Ethoxymethylenacetal, Dimethoxymethylen-ortho-ester, 1-Methoxyethyliden-ortho-ester, 1-Ethoxyethyliden-ortho-ester, 1,2-Dimethoxyethyliden- ortho-ester, 1-N,N-Dimethylaminoethyliden-ortho-ester und 2-Oxycyclopentyliden-ortho-ester; Silylketenacetale wie z. B. Trimethylsilylketenacetal, Triethylsilylketenacetal, Triisopropylsilylketenacetal und t-Butyldimethylsilylketenacetal; Silylether wie z. B. Di-t-butylsilylether, 1,3,-1′,1′,3′,3′-Tetraisopropyldisiloxanylidenether und Tetra-t- butoxydisiloxan-1,3-diylidenether; acyclische Acetale oder Ketale wie z. B. Dimethylacetal, Dimethylketal, Bis-2,2,2-trichlorethylacetal, Bis-2,2,2-tribromethylacetal, Bis-2,2,2-trÿodethylacetal, Bis-2,2,2-trichlorethylketal, Bis-2,2,2-tribromethylketal, Bis-2,2,2-trÿodethylketal, Diacetylacetal und Diacetylketal; cyclische Acetale oder cyclische Ketale wie z. B. 1,3-Dioxan, 5-Methylen-1,3-dioxan, 5,5-Dibrom-1,3-dioxan, 1,3-Dioxolan, 4-Brommethyl-1,3-dioxolan, 4,3′-Butenyl-1,3-dioxolan und 4,5-Dimethoxymethyl-1,3-dioxoran; Cyanohydrine wie z. B. O-Trimethylsilylcyanohydrin, O-1-Ethoxyethylcyanohydrin und O-Tetrahydropyranylcyanohydrin zu verwenden.

Unter diesen sind im Hinblick auf ihre ausgezeichnete Abbaubarkeit durch Säure, Ester bevorzugter, beispielsweise t-Butylmethacrylat, Ethoxyethylmethacrylat, 3-Oxocyclohexylmethacrylat, t-Butyl-3-naphthyl-2-propenoat, Isobornylmethacrylat, Trimethylsilylmethacrylat und Tetrahydropyranylmethacrylat. In diesem Fall ist es auch möglich, Acrylate, α-Cyanoacrylate und α-Methoxyacrylate anstelle der oben beispielhaft angeführten Methacrylate zu verwenden.

Wenn ein Harz, das eine der vorstehend erwähnten durch Säure abbaubaren Gruppen hat, in der lichtempfindlichen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, sollte der Gehalt des Harzes vorzugsweise auf 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Feststoffe in der lichtempfindlichen Zusammensetzung, beschränkt sein. Denn wenn der Gehalt des Harzes weniger als 5 Gew.-% ist, werden die Beschichtungseigenschaften in der lichtempfindlichen Zusammensetzung sich leicht verschlechtern; wenn der Gehalt des Harzes dagegen 95 Gew.-% übersteigt, kann es schwierig werden, eine lichtempfindliche Zusammensetzung mit ausreichender Empfindlichkeit zu erhalten.

Das Harz, das irgendeine der vorstehend erwähnten durch Säure abbaubaren Gruppen enthält, kann in der vorliegenden Erfindung einzeln oder in Kombination aus zwei oder mehreren Arten verwendet werden. Das Harz, das eine durch Säure abbaubare Gruppe aufweist, kann zusammen mit einem alkalilöslichen Harz verwendet werden, oder diese Harze können in Form eines Copolymeren eingesetzt werden.

In der vorliegenden Erfindung kann es auch vorteilhaft sein, zusätzlich zu den Verbindungen, die die oben erwähnten durch Säure abbaubaren Gruppen aufweisen, noch ein Naphtholnovolak oder Derivat desselben, die ein Molekulargewicht von nicht mehr als 2000 haben, als ein die Löslichkeit hemmendes Agens zu verwenden. Wenn ein Harz, das eine durch Säure abbaubare Gruppe enthält, verwendet wird, kann das Naphtholnovolak oder Derivate desselben allein als ein die Löslichkeit hemmendes Agens verwendet werden.

Wenn es gewünscht ist, die lichtempfindliche Zusammensetzung als chemisch verstärktes Resist des Negativ-Typs zu verwenden, kann ein Vernetzungsmittel oder eine Verbindung, die eine durch Säure vernetzbare Gruppe enthält, welche fähig ist, in Gegenwart einer Säure vernetzt zu werden anstelle des oben erwähnten die Löslichkeit hemmenden Agenzes verwendet werden.

In diesem Fall ist es möglich, als Vernetzungsmittel eine Vinyl-Verbindung, die an ihrer Seitenkette eine Epoxy-Gruppe hat, eine Acrylsäure oder Derivate derselben oder eine Verbindung des Melamin-Typs wie z. B. Methylol-substituiertes Triazin, Naphthyridin-Verbindungen zu verwenden. Diese Vernetzungsmittel können einzeln oder in Kombination aus zwei oder mehreren Arten eingesetzt werden.

Der Gehalt des Vernetzungsmittels in der lichtempfindlichen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 1 bis 100 Gew.-%, bevorzugter 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Menge des alkalilöslichen Harzes. Wenn das Mischungsverhältnis für das Vernetzungsmittel weniger als 1 Gew.-% ist, wird es schwierig, ein Resistmuster mit ausgezeichneter Auflösung zu erhalten. Wenn das Mischungsverhältnis für das Vernetzungsmittel dagegen 100% übersteigt, können die Beschichtungeigenschaften der lichtempfindlichen Zusammensetzung verschlechtert sein.

Anstatt das oben genannte vernetzende Agens zu verwenden, kann eine durch Säure vernetzbare Gruppe in das alkalilösliche Harz eingeführt werden. Ein derartiges Harz, das eine durch Säure vernetzbare Gruppe enthält, kann durch Einführen von 10 bis 40 Mol-% (bezogen auf die alkalilösliche Gruppe des alkalilöslichen Harzes) Vinyl-Gruppen oder Allyl-Gruppen in das Harz hergestellt werden.

Wenn ein Harz, das irgendeine der oben genannten durch Säure vernetzbaren Gruppen aufweist, in der erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Zusammensetzung verwendet werden soll, sollte der Gehalt des Harzes vorzugsweise auf 1 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Feststoffe in der lichtempfindlichen Zusammensetzung, beschränkt werden. Denn wenn der Gehalt des Harzes weniger als 1 Gew.-% ist, werden die Beschichtungseigenschaften der lichtempfindlichen Zusammensetzung leicht verschlechtert; wenn der Gehalt des Harzes dagegen über 95 Gew.-% liegt, kann es schwierig werden, eine lichtempfindliche Zusammensetzung mit ausreichender Empfindlichkeit zu erhalten.

In der vorliegenden Erfindung kann das Harz, das eine der vorstehend genannten durch Säure vernetzbaren Gruppen aufweist, einzeln oder in Kombination aus zwei oder mehreren Arten eingesetzt werden. Das Harz, das eine durch Säure vernetzbare Gruppe aufweist, kann zusammen mit einem alkalilöslichen Harz verwendet werden, oder diese Harze können in Form eines Copolymeren eingesetzt werden.

Das durchschnittliche Molekulargewicht des oben genannten Harzes gemäß der vorliegenden Erfindung sollte wie im Fall des alkalilöslichen Harzes vorzugsweise 500 bis 500 000 sein, und zwar ohne Rücksicht darauf, welche Gruppe, d. h. die durch Säure abbaubare Gruppe oder die durch Säure vernetzbare Gruppe, das Harz enthält. Darüber hinaus ist es im Hinblick auf eine Einstellung der Alkalilöslichkeit der lichtempfindlichen Zusammensetzung möglich, ein alkalilösliches Harz zu verwenden, dessen alkalilösliche Gruppe durch eine organische Gruppe ausschließlich der durch Säure abbaubaren Gruppe oder der durch Säure vernetzbaren Gruppe, z. B. durch Methyl zu ersetzen. Dieses alkalilösliche Harz kann in der gleichen Weise, wie dies oben erläutert ist, verwendet werden, d. h. es kann mit dem vorher erwähnten alkalilöslichen Harz oder mit einem Harz, das eine durch Säure abbaubare Gruppe oder eine durch Säure vernetzbare Gruppe enthält, in einfacher Weise vermischt oder copolymerisiert sein.

Entsprechend der erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Zusammensetzung wird eine Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1), die oben angeführt ist, dargestellt wird, als ein bei Licht Säure erzeugendes Agens verwendet. Diese Verbindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Benzol-Ringe direkt durch ihre ortho-Positionen aneinander gebunden sind, und daß daher die Lichtabsorptionsbande der Verbindung zu der Seite der längeren Wellenlänge verschoben ist, wodurch die Transparenz der lichtempfindlichen Zusammensetzung für Licht kurzer Wellenlänge wie z. B. einen ArF-Excimer-Laserstrahl verbessert wird.

Obgleich ein Aryloniumsalz, das einen Benzol-Ring hat, im allgemeinen als bei Licht Säure erzeugendes Agens gemäß dem herkömmlichen chemisch verstärkten Resist verwendet wird, ist die Verwendung eines solchen bei Licht Säure erzeugenden Agenzes mit dem Problem behaftet, daß die Lichtabsorption durch den Benzol-Ring im Bereich kurzer Wellenlänge markant wird, so daß es schwierig ist, ein Resistmuster mit ausgezeichneter Auflösung zu bilden, wenn Licht kurzer Wellenlänge als Lichtquelle verwendet wird. Dagegen wurde von den Erfindern der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß, wenn die konjugierte Länge des Benzol-Rings in dem Aryloniumsalz verlängert werden kann, der Lichtabsorptionspeak für die π-π-Wolke zu der Seite der längeren Wellenlänge verschoben werden kann, wodurch es möglich wird, die Transparenz der lichtempfindlichen Zusammensetzung für Licht kurzer Wellenlänge zu verbessern. Auf der Basis der vorstehenden Feststellungen wurde von den Erfindern der vorliegenden Erfindung auch festgestellt, daß, wenn eine Paar Benzol-Ringe an den ortho-Stellungen dieser Benzol-Ringe chemisch miteinander verbunden ist, wie dies in der Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, gezeigt ist, die relative Rotation dieser Benzol-Ringe verhindert wird, wodurch es möglich gemacht wird, diese Benzol-Ringe in einer Ebene anzuordnen; dies führt durch die Konjugation von π-Wolken dieser Benzol-Ringe zu einem erniedrigten Energiezustand, wodurch das Fenster für Lichttransmission bei einer Wellenlänge von etwa 193 nm eines ArF-Excimer-Lasers geöffnet wird. Auf der Grundlage dieser Feststellungen wurde die vorliegende Erfindung von den Erfindern vollendet.

Wie bereits oben erläutert wurde, liefert die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird und die als ein bei Licht Säure erzeugendes Agens in der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist, eine so hohe Quantenausbeute, wie sie mit Strahlung bestrahlt wird, um eine Säure zu erzeugen, so daß selbst im Vergleich mit dem Fall, in dem ein kondensierter aromatischer Ring wie z. B. ein Naphthalin-Ring den Benzol-Ring von Aryloniumsalz ersetzt, um so die Konjugation der π-Wolke auszudehnen, die Transparenz der Verbindung für Licht kurzer Wellenlänge, wie z. B. für einen ArF-Excimer-Laserstrahl weit überlegen ist. Es sollte betont werden, daß selbst wenn eine Aryloniumsalz-Verbindung, deren Benzol-Ring einfach durch eine Alkyl-Gruppe ersetzt ist, verwendet wird, es schwierig wird, eine ausreichende Quantenausbeute zu erzielen; daher wäre eine solche Verbindung zur Verwendung als ein bei Licht Säure erzeugendes Agens nicht geeignet.

Da die Reaktionseffizienz einer durch Säure abbaubaren Gruppe oder einer durch Säure vernetzbaren Gruppe, welche durch eine Säure, die von einem bei Licht Säure erzeugenden Agens erzeugt wird, zustande gebracht wird, mit anderen Worten, die katalytische Leistungsfähigkeit eines bei Licht Säure erzeugenden Agenzes in der Hauptsache durch Anionenarten X⁻ als durch die Struktur des Kationenteils bestimmt wird, ist die katalytische Leistungsfähigkeit der Verbindung, die durch die oben genannte allgemeine Formel (1) dargestellt wird, mit der eines Aryloniumsalzes, das einen Benzol-Ring aufweist und das herkömmlicherweise als ein bei Licht Säure erzeugendes Agens verwendet wurde, vergleichbar. Daher ist es möglich, durch Verwendung der Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, als bei Licht Säure erzeugendes Agens ein chemisch verstärktes Resist zu erhalten, das für Licht kurzer Wellenlänge extrem empfindlich ist.

In dem bei Licht Säure erzeugenden Agens, das durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, und das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, bezeichnen Ar¹ und Ar², wie oben erwähnt wurde, einen aromatischen Ring oder einen kondensierten aromatischen Ring, wie z. B. einen Benzol-Ring, Naphthalin-Ring, Anthracen-Ring, Tetracen-Ring, Pentacen-Ring, Phenanthren-Ring und Pyren-Ring. Im Hinblick auf seine hervorragende Empfindlichkeit für Licht kurzer Wellenlänge ist ein Benzol-Ring für Ar¹ und Ar² am günstigsten. Als einwertige organische Gruppe, die wahlweise in diesem aromatischen Ring oder in diesem kondensierten aromatischen Ring eingeführt wird, und die durch R¹ und R² dargestellt wird, kann Methyl, Methoxy, Hydroxyl, Ethyl, Propyl, Butyl und Phenyl verwendet werden.

In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Wasserstoffatom dieser organischen Gruppen durch ein Halogenatom, eine Nitro-Gruppe oder Cyano-Gruppe zu ersetzen. Unter dem Gesichtspunkt der Transparenz für Licht kurzer Wellenlänge, wie z. B. für einen ArF-Excimer-Laserstrahl ist als R¹ und R² eine organische Gruppe, die frei von einem Benzol-Ring ist, am günstigsten. Unter dem Gesichtspunkt einer Bildung eines Resistmusters mit hervorragender Auflösung ist außerdem eine Alkyl-Gruppe, die nicht mehr als 6 Kohlenstoffatome hat, als R¹ und R² vorteilhaft.

Wenn das Z in der vorstehend genannten allgemeinen Formel (1) S-R oder Se-R ist, wird R aus einer Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und einer Perfluoralkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ausgewählt. Wenn übrigens das R eine Aryl-Gruppe ist, die einen Benzol-Ring enthält, wird der Benzol-Ring im Molekül rotieren; wodurch der Benzol-Ring möglicherweise eine Stellung einnimmt, die relativ zu jener des aromatischen Rings oder kondensierten Rings, die als Ar¹ und Ar² einzuführen sind, nicht eben ist. Damit würde die Konjugation der π-Wolken des Benzol-Rings nicht ausgedehnt, und daher kann die Transparenz des resultierenden Resists für Licht kurzer Wellenlänge, wie z. B. ArF-Excimer-Laserstrahl nicht verbessert werden. Unter dem Gesichtspunkt des Lösungsvermögens eines Lösungsmittels für eine lichtempfindliche Zusammensetzung oder unter dem Gesichtspunkt der Form eines Resistmusters ist die Perfluoralkyl-Gruppe als Rest R am günstigsten.

Unter Berücksichtigung dieser Betrachtungen sollte das bei Licht Säure erzeugende Agens, das in der erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Zusammensetzung zu verwenden ist, vorzugsweise aus mindestens einer Art der Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (2), (3) und (4) dargestellt sind, ausgewählt sein:

in denen R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe sind; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃₁ CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine ganze Zahl sind.

Wenn das vorstehend erwähnte bei Licht Säure erzeugende Agens in einem chemisch verstärkten Resist des Positiv-Typs gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sollte sein Gehalt vorzugsweise 0,1 Mol-% oder mehr, bezogen auf die durch Säure abbaubare Gruppe in dem Harz und das die Löslichkeit hemmende Agens, sein. Dieser Gehalt an bei Licht Säure erzeugendem Agens entspricht im allgemeinen etwa 0,01 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Feststoffe in einer lichtempfindlichen Zusammensetzung, obgleich sich der Wert in Abhängigkeit von der Art des Harzes, das zu verwenden ist, ändern kann. Ein noch bevorzugterer Gehalt für das bei Licht Säure erzeugende Agens liegt im Bereich von 0,5 bis 5 Mol-%, bezogen auf die durch Säure abbaubare Gruppe. Im Fall eines chemisch verstärkten Resists vom Negativ-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung sollte dagegen der Gehalt des bei Licht Säure erzeugenden Agenzes vorzugsweise 1 Mol-% oder mehr, bezogen auf die durch Säure vernetzbare Gruppe in dem Harz und das vernetzende Agens, sein. Dieser Gehalt für das bei Licht Säure erzeugende Agens entspricht im allgemeinen etwa 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Feststoffe in einer lichtempfindlichen Zusammensetzung, obgleich der Wert sich in Abhängigkeit von der Art des Harzes, das zu verwenden ist, ändern kann. Ein bevorzugterer Gehalt für das bei Licht Säure erzeugende Agens liegt im Bereich von 5 bis 20 Mol-%, bezogen auf die durch Säure vernetzbare Gruppe.

Der Grund für die Begrenzung des Gehaltes an bei Licht Säure produzierenden Agenzes auf die vorstehend genannte Bereiche ist der, daß wenn der Gehalt dieses bei Licht Säure erzeugenden Agenzes zu gering ist, es schwierig ist, eine lichtempfindliche Zusammensetzung mit ausreichend hoher Empfindlichkeit zu erhalten. Wenn dagegen der Gehalt dieses bei Licht Säure erzeugenden Agenzes zu groß ist, werden die Beschichtungseigenschaften der resultierenden lichtempfindlichen Zusammensetzung leicht verschlechtert. Erfindungsgemäß ist es möglich, dieses bei Licht Säure erzeugende Agens einzeln oder in Kombination aus zwei oder mehreren Arten einzusetzen.

Die lichtempfindliche Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann zu einem normalen Lack formuliert werden, indem jede der Komponenten in einem organischen Lösungsmittel gelöst wird, und die resultierende Lösung filtriert wird. Es ist auch möglich, in die lichtempfindliche Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung andere Polymerarten wie z. B. ein Epoxyharz, Propylenoxid-Ethylenoxid-Copolymer und Polystyrol; eine Amin-Verbindung zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse; eine basische Verbindung wie z. B. Pyridin- Derivate; ein oberflächenaktives Mittel zum Modifizieren eines Überzugfilms und einen Farbstoff, der als Antireflexionsmittel fungiert, einzuarbeiten.

Die in diesem Fall verwendbaren organischen Lösungsmittel sind ein Lösungsmittel des Keton-Typs, z. B. Cyclohexanon, Aceton, Methylethylketon und Methylisobutylketon; ein Lösungsmittel des Cellosolv-Typs, z. B. Methylcellosolv, Methylcellosolvacetat, Ethylcellosolvacetat und Butylcellosolvacetat; ein Lösungsmittel des Ester-Typs, z. B. Ethylacetat, Butylacetat, Isoamylacetat, y-Butyrolacton und 3-Methoxymethylpropionat; ein Lösungsmittel des Glykol-Typs, z. B. Polypropylenglykolmonomethyletheracetat; ein stickstoffhaltiges Lösungsmittel, z. B. Dimethylsulfoxid, Hexamethylphosphorsäuretriamid, Dimethylformamid und N-Methylpyrrolidon; und ein gemischtes Lösungsmittel, das Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid oder N-Methylpyrrolidon zusätzlich zu einem der vorstehend genannten Lösungsmittel zur Verbesserung des Lösungsvermögens enthält. Es ist auch möglich, Propionsäure-Derivate wie z. B. Methylmethylpropionat; Lactate wie z. B. Ethyllactat; PGMEA (Propylenglykolmonoethylacetat); und Propylenglykolmonomethylacetat zu verwenden, da diese Lösungsmittel geringe Toxizität aufweisen. Diese Lösungsmittel können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Diese Lösungsmittel können eine geeignete Menge an aliphatischen Alkohol wie z. B. Isopropylalkohol, Ethylalkohol, Methylalkohol, Butylalkohol, n-Butylalkohol, s-Butylalkohol, t-Butylalkohol und Isobutylalkohol; oder ein aromatisches Lösungsmittel wie z. B. Xylol oder Toluol enthalten.

Im folgenden wird eine detaillierte Erläuterung des Verfahrens zur Bildung eines Musters angegeben, in dem von einer chemisch verstärkten Zusammensetzung des Positiv-Typs als eine lichtempfindliche Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung Verwendung gemacht wird.

Der Lack aus einem Resist-Material, der in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist, wie dies oben beispielhaft erwähnt wurde, wird mittels eines Aufschleuderverfahrens oder eines Tauchverfahrens auf die Oberfläche eines Substrates aufgetragen. Danach wird die aufgetragene Schicht bei einer Temperatur von 150°C oder weniger oder vorzugsweise bei einer Temperatur von 70 bis 120°C getrocknet, wodurch ein Resist-Film gebildet wird. Das in diesem Fall zu verwendende Substrat kann beispielsweise ein Silicium-Wafer; ein Silicium-Wafer, der eine Isolierungsfolie, Elektroden oder an der Oberfläche ausgebildete Verdrahtung aufweist; eine Leermaske; eine Halbleiter-Wafer von Verbindungen der Gruppe III-V (z. B. GaAs, AlGaAs); eine Maske, auf der Chrom oder Chromoxid abgeschieden ist; ein Substrat mit abgeschiedenem Aluminium; ein mit IBPSG beschichtetes Substrat; ein mit PSG beschichtetes Substrat; ein mit SOG beschichtetes Substrat; oder ein Substrat mit einem ausgesputterten Kohlenstoff-Film sein.

Danach wird der Resist-Film durch eine vorher bestimmte Maske mit chemischer Bestrahlung bestrahlt; oder die chemische Strahlung wird direkt über die Oberfläche des Resist-Films aufgestrichen. Das die erfindungsgemäße lichtempfindliche Zusammensetzung hinsichtlich ihrer Transparenz nicht nur für Licht kurzer Wellenlänge, sonder auch für das Licht in einem breiten Wellenlängebereich hervorragend ist, kann die bei dieser Belichtung angewendete chemische Strahlung wie folgt sein: ultraviolette Strahlen; X-Linie; die i-Linie, h-Linie oder g-Linie eines Lichtstrahls einer Niederdruckquecksilberlampe; ein Strahl einer Xenonlampe; ein tiefer UV-Strahl z. B. der Strahl eines KrF- oder ArF-Excimer-Lasers; F₂-Excimer-Laserstrahl; Synchrotronstrahlung (SR), (SOR); Elektronenstrahl (EB); γ-Strahlen und ein Ionenstrahl. Insbesondere wenn ein ArF-Excimer-Laserstrahl oder ein F₂ Excimer-Laserstrahl als Lichtquelle verwendet wird, kann der Effekt der lichtempfindlichen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung am besten hervortreten.

Der auf diese Weise gemusterte Resist-Film wird dann einem Trocknungsschritt unterworfen, indem er auf eine Temperatur im Bereich zwischen 50 und 180°C, vorteilhafterweise zwischen 60 und 120°C unterzogen wird, wobei eine Heizplatte oder ein Ofen verwendet wird, oder indem dies durch Bestrahlung mit Infrarotstrahlen erfolgt. Wenn die Temperatur dieses Trocknungsschrittes unter 50°C liegt, wird die chemische Reaktion, die durch eine Säure bewirkt wird, welche an den Belichtungsbereichen von dem bei Licht Säure erzeugenden Agens erzeugt wird, nicht gefördert. Wenn dagegen die Temperatur 180°C übersteigt, kann das bei Licht Säure erzeugende Agens unter Bildung einer Säure sogar in den Nichtbelichtungsteilen zerstört werden, was es möglicherweise unmöglich macht, ein Resistmuster hervorragender Auflösung zu bilden. Es ist möglich, den vorher genannten Trocknungsschritt wegzulassen, vorausgesetzt, der Resistfilm wird nach der Belichtung und vor der Entwicklung einer ausreichend lange Zeit stehen gelassen.

Anschließend wird der auf diese Weise getrocknete Resist-Film einer Entwicklungsbehandlung unterzogen, und zwar mittels eines Eintauchverfahrens oder eines Sprühverfahrens wobei eine alkalische Lösung verwendet wird und wodurch der belichtete Bereich oder der nicht-belichtete Bereich des Resist-Films selektiv unter Erhalt eine gewünschten Musters entfernt wird. Die als Entwicklungslösung verwendbare alkalische Lösung kann eine wäßrige organische Alkali-Lösung, z. B. eine wäßrige Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid, eine wäßrige Lösung von Trimethylhydroxyethylammoniumhydroxid oder eine wäßrige Lösung von Cholin; einer anorganisch Alkali-Lösung wie z. B. eine wäßrige Lösung von Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumsilicat oder Natriummethasilicat sein. Diese alkalischen Lösungen können ferner mit Alkohol oder einem oberflächenaktiven Mittel versetzt sein. Im Hinblick auf die Erzielung eines ausreichenden Unterschieds in der Auflösungsgeschwindigkeit zwischen dem belichteten Bereich und dem unbelichteten Bereich sollte die Konzentration dieser Alkali-Lösungen vorzugsweise 15 Gew.-% oder weniger sein.

Das Resist-Muster, das unter Verwendung der lichtempfindlichen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird, hat eine hervorragende Auflösung. Wenn beispielsweise mit diesem Resist-Muster, das als Ätzmaske verwendet wird, ein Trockenätzen durchgeführt wird, kann ein ultrafeines Muster, das eine Linienbreite in der Größenordnung 1/4 µm hat, genau auf die belichtete Oberfläche eine Substrats übertragen werden. Es können irgendwelche zusätzlichen Schritte in dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Bildung eines Resist-Musters enthalten sein. Es können beispielsweise ein Oberflächenglättungsschritt zum Glätten der Grundierungsschicht des Resistfilms; ein Vorbehandlungsschritt zur Verbesserung der Haftung zwischen dem Resist-Film und einer Untergrundschicht; einem Spülschritt zum Entfernen einer Entwicklungslösung mit Wasser beispielsweise nach den Entwicklung des Resist-Films; und ein Schritt einer erneuten Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen vor einem Trockenätzen enthalten sein.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden spezifischen Beispiele weiter erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Diagramm, das Ultraviolett-Absorptionsspektren von Zusammensetzungen darstellt, die ein bei Licht Säure erzeugendes Agens der vorliegenden Erfindung oder eine herkömmliches bei Licht Säure erzeugendes Agens enthalten, wobei der Gehalt des bei Licht Säure erzeugenden Agenzes in Proben 2 µmol/g Harz (S-lec; Sumitomo Kagaku Co.) ist. Die Kurven, die durch die Nrn. 1 bis 4 bezeichnet sind, gehören zu den lichtempfindlichen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, in denen S-(Trifluormethyl)dibenzothiopheniumtrifluormethansulfonsäure (PAG-1); Si-(Trifluormethyl)dibenzoselenopheniumtrifluor­ methansulfonsäure (PAG-2); I-Dibenzojodonopheniumtrifluormethansulfonsäure (PAG-3); und S-(Perfluorethyl)dibenzothiopheniumtrifluormethan-sulfonsäure (PAG-4), die alle bei Licht Säure erzeugende Agenzien sind, jeweils den lichtempfindlichen Zusammensetzungen zugesetzt sind. Die Kurven, die durch die Nrn. 5 und 6 gekennzeichnet sind, gehören zu den herkömmlichen lichtempfindlichen Zusammensetzungen, in denen Triphenylsulfoniumtrifluormethansulfonsäure (TPS-OTf); und Diphenyljodoniumtrifluormethansulfonsäure (DPI-OTf), die bei Licht Säure erzeugende Agenzien sind, den lichtempfindlichen Zusammensetzungen zugesetzt sind. Das Absorptionsvermögen des aufgetragenen Films aus jeder der vorstehenden Zusammensetzungen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wird angegeben durch einen Wert, der für den Film mit einer Dicke von 1 µm normalisiert wurde, angegeben. Die chemischen Formeln der bei Licht Säure erzeugenden Agenzien, die in diesem Experiment verwendet wurden, werden im folgenden aufgeführt.

Wie aus Fig. 1 zu sehen ist, zeigten die Zusammensetzungen, die die herkömmlichen bei Licht Säure erzeugenden Agenzien enthielten, in der Nähe der Wellenlänge von 193 nm einen großen Absorptionspeak. Die Zusammensetzungen, die die bei Licht Säure erzeugenden Ag-enzien (PAG-1) bis (PAG-4) enthielten, zeigten eine Fensteröffnung für die Lichttramsmission bei einer Wellenlänge von etwa 193 nm, was eine hervorragende Transparenz für das Licht aus dem Bereich kurzer Wellenlänge anzeigte.

Für jedes dieser bei Licht Säure erzeugenden Agenzien wurden dann nach der folgenden Gleichung ihre Quantenausbeuten pro Photon einer Wellenlänge von 193 nm in Polymethylmethacrylat (PMMA) (Molekulargewicht: 20 000; Polyscience Co.) bestimmt.

Quantenausbeute = (Menge der Säure, die aus dem durch Licht Säure erzeugenden Agens erzeugt wird)/(Menge der Photonen, die durch das bei Licht Säure erzeugende Agens absorbiert werden).

Das Ergebnis ist, daß die Quantenausbeute im Fall von (TPS-OTf) und (DPI-OTf) mit 0,036 bzw. 0,032 festgestellt wurden. Dagegen wurde festgestellt, daß die Quantenausbeuten in den Fällen von (PAG-1) bis (PAG-4) 0,16, 0,09, 0,22 bzw. 0,13 waren, was eine zufriedenstellende Quantenausbeute anzeigte, welche durch Verwendung der durch Licht Säure erzeugenden Agenzien der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann.

In dieser Messung wurde die Säuremenge als die Säuremenge definiert, die pro Volumeneinheit der Polymer-Matrix erzeugt wird. Die Säuremenge wurde speziell durch Messung der Verfärbung eines Indikators, der Ethylcellosolvacetat, das 7,9 × 10⁵ mol Tetrabromphenolblau-Natriumsalz enthielt, umfaßte, unter Verwendung eine UV-Spektralgerätes gemessen. Dagegen wurde die Menge der Photonen, die durch die bei Licht Säure erzeugenden Agenzien absorbiert wurde, aus der Differenz der Durchlässigkeit vor und nachdem diese bei Licht Säure erzeugenden Agenzien in PMMA eingemischt waren errechnet.

Dann wurden die bei Licht Säure erzeugenden Agenzien (PAG-1) bis (PAG-4) jeweils in ein Harz, das die durch Säure abbaubare Gruppe enthält, gemischt, um die erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Zusammensetzungen herzustellen; danach wurden die Ultraviolett-Absorptionsspektren der lichtempfindlichen Zusammensetzungen gemessen. Das in dieser Messung verwendete alkalilösliche Harz war Polyacrylsäure (Gewichtsmittel des Molekulargewichts: 20 000), in das t-Butyl-Gruppen als mit Säure abbaubare Gruppe über 30 Mol-% der Carboxyl-Gruppen der Polyacrylsäure eingeführt waren. Der Gehalt der lichtempfindlichen Zusammensetzungen war so gewählt, daß er im Fall der in Fig. 1 dargestellten Experimente 2 µmol/g war.

Für die Vergleichsbeispiele wurden eine lichtempfindliche Zusammensetzung für einen KrF-Excimer-Laserstrahl, die Polyhydroxystyrol (Gewichtsmittel des Molekulargewichts 7000), in das die t-Butyl-Gruppe als die mit Säure abbaubare Gruppe über 20 Mol-% der Hydroxyl-Gruppen des Polyhydroxystyrols eingeführt worden waren, und die 2 µmol/g (TPS-OTf) als ein bei Licht Säure erzeugendes Agens enthielt, und eine lichtempfindliche Zusammensetzung für die i-Linie, die Cresol-Novolack-Harz (Gewichtsmittel des Molekulargewicht: 5500) in die 2 µmol/g 2,3,4,4′-Tetrahydroxybenzophenon-4-naphthochinon-diazidosulfonat als lichtempfindliches Agens eingeführt war, hergestellt; dann wurden die Ultraviolett-Absorptionsspektren für die lichtempfindlichen Zusammensetzungen gemessen. Die Resultate sind in Fig. 2 dargestellt.

Die Kurven der Ultraviolett-Absorptionsspektren, die durch die Zahlen 1′ bis 4′ bezeichnet sind, gehören zu den erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Zusammensetzungen, die die bei Licht Säure erzeugenden Agenzien (PAG-1) bis (PAG-4) enthalten; die Kurve des Ultraviolett-Absorptionsspektrums 5′ gehört zu der lichtempfindlichen Zusammensetzung für einen KrF-Excimer-Laserstrahl; und die Kurve des Ultraviolett- Absorptionsspektrums 6′ gehört zu der lichtempfindlichen Zusammensetzung für die i-Linie. Die Absorption des Resist- Films aus jeder oben erwähnten Zusammensetzungen, die in Fig. 2 angegeben ist, wird durch einen Wert angezeigt, welcher wie im Fall der Fig. 1 auf den des Films mit einer Dicke von 1 µm eingestellt ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, zeigten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bei der Wellenlänge von 193 nm eine Absorption von 1 oder weniger, was eine hervorragende Transparenz für den ArF-Excimer-Laserstrahl anzeigt. Dagegen zeigten die Zusammensetzungen der Vergleichsbeispiele bei der Wellenlänge von 193 nm eine Absorption in der Höhe von etwa 30, was eine unzureichende Transparenz für den ArF-Excimer-Laserstrahl angibt.

Darüber hinaus wurde auch die Empfindlichkeit für einen ArF-Excimer-Laserstrahl bei den erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Zusammensetzungen wie auch bei der lichtempfindlichen Zusammensetzung für den KrF-Excimer-Laserstrahl gemessen. Die Resist-Filme der oben angeführten lichtempfindlichen Zusammensetzungen wurden jeweils in einer Dicke von 0,6 µm ausgebildet und dann durch eine Maske mit einer ArF-Excimer-Laserstrahl belichtet, um die Empfindlichkeit zu messen. Dann wurde der resultierende Resist-Film 90 s lang einer Trocknungsbehandlung bei einer Temperatur von 100°C unterworfen und danach mit einer wäßrigen 0,28 N Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid entwickelt. Nach der Entwicklung wurde die Filmdicke jedes restlichen Resist-Films gemessen. Die Empfindlichkeitskurven für diese lichtempfindlichen Zusammensetzungen, die auf diese Weise erhalten worden waren, wurden in Fig. 3 dargestellt. Die restliche Filmdicke jedes Resist-Films, die in Fig. 3 dargestellt ist, wurde durch ein Verhältnis der restlichen Filmdicke zu der Filmdicke, wie der Film anfänglich ausgebildet war, normalisiert.

Die Empfindlichkeitskurven, die mit den Nrn. 1′ bis 4′ gekennzeichnet sind, gehören zu den lichtempfindlichen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, die die bei Licht Säure erzeugenden Agenzien (PAG-1) bis (PAG-4) enthalten; und die Empfindlichkeitskurve 5′ gehört zu der lichtempfindlichen Zusammensetzung für einen KrF-Excimer-Laserstrahl.

Wie aus Fig. 3 zu sehen ist, war die lichtempfindliche Zusammensetzung für den KrF-Excimer-Laserstrahl gemäß dem Vergleichsbeispiel fast unempfindlich für den ArF-Excimer-Laserstrahl, wohingegen die lichtempfindlichen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung selbst bei einer Lichtquelle eines ArF-Excimer-Laserstrahls hohe Empfindlichkeit zeigten.

(BEISPIEL 1)

Zu 1,2 g eines Harzes, das Polyacrylsäure, in die t-Butyl-Gruppen eingeführt waren, enthielt, wurde 0,06 g eines bei Licht Säure erzeugenden Agenzes (PAG-1) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde, welches dann in 8,8 g Ethylcellosolvacetat unter Herstellung einer lichtempfindlichen Zusammensetzung von Beispiel 1 aufgelöst wurde. Diese lichtempfindliche Zusammensetzung wurde dann mittels Aufschleuderverfahren mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 3000 Upm über einen Zeitraum von 30 s auf die Oberfläche eines Silicium-Wafers aufgetragen. Danach wurde die aufgetragene Schicht 100 s an einer Heizplatte bei einer Temperatur von 110°C getrocknet; dadurch wurde ein Resist-Film mit einer Filmdicke von 0,5 µm gebildet.

Dann wurde der Film durch ein vorher bestimmtes Muster aus beabstandeten Linien mit ArF-Excimer-Laserstrahl, der als Lichtquelle verwendet wurde, bestrahlt. Der auf diese Weise belichtete Resist-Film wurde danach für 180 s einem Trocknungsschritt bei einer Temperatur von 100°C unterworfen. Anschließend wurde der so getrocknete Resist-Film bei einer Temperatur 25°C 60 s lang mit einer wäßrigen 0,28 N Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid entwickelt, wobei ein Resist- Muster des Positiv-Typs erhalten wurde. Das Ergebnis war, daß es mit einer Belichtungsdosis von 38 mJ/cm² möglich war, ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,35 µm zu erhalten.

(BEISPIEL 2)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 1 erläutert ist, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-2) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resist-Muster des Positiv-Typs gebildet. Das Resultat war, daß es mit einer Belichtungsdosis von 60 mJ/cm² möglich war, ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,25 µm zu erhalten.

(BEISPIEL 3)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 1 erläutert ist, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-3) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resist-Muster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 31 mJ/cm², ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,30 µm zu erhalten.

(BEISPIEL 4)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 1 erläutert ist, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-4) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resist-Muster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 40 mJ/cm², ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 1,0 µm zu bilden.

(BEISPIEL 5)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 1 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch I-Dibenzojodonopheniumtrifluoressigsäure ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resist-Muster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 100 mJ/cm², ein Muster mit beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,35 µm zu bilden.

(BEISPIEL 6)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 1 erläutert ist, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch I-Dibenzojodonopheniummetasulfonsäure ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resist-Muster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 80 mJ/cm², ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,35 µm zu bilden.

(BEISPIEL 7)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 1 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch I-Dibenzojodonopheniumhexafluorantimonat ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resist-Muster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 22 mJ/cm², ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,25 µm zu bilden.

(BEISPIEL 8)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 1 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch I-Dibenzojodonopheniumtetrafluorborat ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resist-Muster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 15 mJ/cm², ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,25 µm zu bilden.

(BEISPIEL 9)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 1 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Belichtung Säure bildendes Agens (PAG-1) durch I-Dibenzojodonopheniumhexafluorphosphat ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resist-Muster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 25 mJ/cm², ein Resist-Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,25 µm zu bilden.

(BEISPIEL 10)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 1 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugendes Agens (PAG-1) durch I-Dibenzojodonopheniumhexafluorarsenat ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resist-Muster des Positiv- Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 15 inJ/cm², ein Resist-Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,25 µm zu bilden.

(BEISPIEL 11)

Zu 2,5 g eines alkalilöslichen Harzes, das Polystyrol (Gewichtmittel des Molekulargewichts 5 100) umfaßte, in das über 26 Mol-% der Hydroxyl-Gruppen die t-Butoxycarbonyl-Gruppe als mit Säure abbaubare Gruppe eingeführt worden war, wurde 0,05 g eines durch Licht Säure erzeugenden Agenzes (PAG-1) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde, das dann in 7,5 g Ethylcellosolvacetat unter Herstellung der lichtempfindlichen Zusammensetzung von Beispiel 11 aufgelöst wurde. Diese lichtempfindliche Zusammensetzung wurde dann durch Aufschleuderbeschichtung mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 3000 Upm über einen Zeitraum von 30 s auf die Oberfläche eines Silicium-Wafer aufgetragen. Danach wurde die aufgetragene Schicht 100 s bei einer Temperatur von 110°C an einer Heizplatte getrocknet; dadurch wurde ein Resist-Film mit einer Filmdicke von 0,94 µm gebildet.

Danach wurde der Resist-Film durch ein vorher bestimmtes Muster aus beabstandeten Linien mit einem KrF-Excimer-Laserstrahl, der eine Wellenlänge von 248 nm hatte und als Lichtquelle verwendet wurde, bestrahlt. Der auf diese Weise belichtete Resist-Film wurde für 90 s bei einer Temperatur von 120°C einem Trocknungsschritt unterworfen. Anschließend wurde der auf diese Weise getrocknete Resist-Film mit einer 0,28 N wäßrigen Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid 60 s bei 25°C entwickelt, wobei ein Resist-Muster des Positiv-Typs erhalten wurde. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 38 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,35 µm zu bilden.

(BEISPIEL 12)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 11 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-2) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 35 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,25 µm zu bilden.

(BEISPIEL 13)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 11 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-3) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 24 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,30 µm zu bilden.

(BEISPIEL 14)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 11 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-4) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 44 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 1,0 µm zu bilden.

(BEISPIEL 15)

Zu 1,5 Quadripolymer (Gewichtmittel des Molekulargewicht: 16 000), das Methylmethacrylat, Methylacrylat, t-Butylmethacrylat und Naphthylmethacrylat (30 : 30 : 30 : 10) enthielt und das eine mit Säure abbaubare Gruppe aufwies, wurde 0,06 g eines mit Licht Säure erzeugenden Agenzes (PAG-1) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde, das dann in 8,5 g Ethylcellosolvacetat unter Herstellung der lichtempfindlichen Zusammensetzung von Beispiel 15 gelöst wurde. Diese lichtempfindliche Zusammensetzung wurde dann mittels Aufschleuderbeschichtung mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 3000 Upm über einen Zeitraum von 30 s auf die Oberfläche eines Silicium-Wafers aufgetragen. Danach wurde die aufgetragene Schicht für 100 s bei einer Temperatur von 110°C an einer Heizplatte getrocknet; dadurch wurde ein Resist-Film mit einer Filmdicke von 0,55 µm gebildet.

Danach wurde der Resist-Film durch ein vorher bestimmtes Muster aus beabstandeten Linien mit einem ArF-Excimer- Laserstrahl, der eine Wellenlänge von 193 nm hatte und der als Lichtquelle verwendet wurde, bestrahlt. Der auf diese Weise belichtete Resist-Film wurde dann für 180 s einem Trocknungsschritt bei einer Temperatur von 100°C unterworfen. Anschließend wurde der auf diese Weise getrocknete Resist- Film mit einer wäßrigen 0,014 N Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid bei einer Temperatur von 25°C für 15 s entwickelt, wobei ein Resist-Muster des Positiv-Typs erhalten wurde. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 230 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,25 µm zu bilden.

(BEISPIEL 16)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 15 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-2) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 260 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,18 µm zu bilden.

(BEISPIEL 17)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 15 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-3) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 180 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,20 µm zu bilden.

(BEISPIEL 18)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 15 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-4) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 150 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 1,0 µm zu bilden.

(BEISPIEL 19)

Zu 1,2 g eines Terpolymeren (Gewichtmittel des Molekulargewichts: 13 000), das Methylacrylat, t-Butylmethacrylat und Menthylmethacrylat (35 : 35 : 30) enthielt und das eine durch Säure abbaubare Gruppe aufwies, wurde 0,06 g eines bei Licht Säure erzeugenden Agenzes (PAG-1) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde, das dann in 8,8 g Cyclohexanon unter Bildung einer lichtempfindlichen Zusammensetzung von Beispiel 19 aufgelöst wurde. Diese lichtempfindliche Zusammensetzung wurde dann mittels Aufschleuderverfahren mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 3000 Upm über einen Zeitraum von 30 s auf die Oberfläche eines Silicium-Wafers aufgetragen. Danach wurde die aufgetragene Schicht für 100 s lang bei einer Temperatur von 110°C an einer Heizplatte getrocknet; dadurch wurde ein Resist-Film mit einer Filmdicke von 0,50 µm gebildet.

Danach wurde der Resist-Film durch ein vorher bestimmtes Muster aus beabstandeten Linien mit einem ArF-Excimer- Laserstrahl, der eine Wellenlänge von 193 nm hatte und der als Lichtquelle verwendet wurde, bestrahlt. Der auf diese Weise belichtete Resist-Film wurde 180 s lang einem Trocknungsschritt bei einer Temperatur von 120°C unterworfen. Anschließend wurde der auf diese Weise getrocknete Resist-Film mit einer wäßrigen 0,14 N Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid 15 s bei einer Temperatur von 25°C entwickelt, wobei ein Resist-Muster des Positiv-Typs erhalten wurde. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 55 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,55 µm zu bilden.

(BEISPIEL 20)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 19 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-2) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 72 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,45 µm zu bilden.

(BEISPIEL 21)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 19 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-3) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 34 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,25 µm zu bilden.

(BEISPIEL 22)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 19 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-4) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 30 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 1,5 µm zu bilden.

(BEISPIEL 23)

Zu 0,9 g eines Terpolymeren (Gewichtmittel des Molekulargewichts: 13 000), das Methylacrylat, t-Butylmethacrylat und Menthylmethacrylat (35 : 35 : 30) enthielt und das eine mit Säure abbaubare Gruppe hatte, wurde 0,9 g Naphthol-Novolack (Gewichtsmittel des Molekulargewichts: 1000), als ein die Löslichkeit hemmendes Agens und 0,06 g eines bei Licht Säure erzeugenden Agenzes (PAG-1) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde, das dann unter Herstellung einer lichtempfindlichen Zusammensetzung von Beispiel 23 in 8,8 g Cyclohexanon aufgelöst wurde. Diese lichtempfindliche Zusammensetzung wurde danach mittels Aufschleuderverfahren bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 3000 Upm über einen Zeitraum von 30 s auf die Oberfläche eines Silicium-Wafers aufgetragen. Anschließend wurde die aufgetragene Schicht für 100 s bei einer Temperatur von 110°C an einer Heizplatte getrocknet, wodurch ein Resist-Film mit einer Filmdicke von 0,48 µm gebildet.

Danach wurde der Resist-Film durch ein vorher bestimmtes Muster aus beabstandeten Linien mit einem ArF-Excimer-Laserstrahl, der eine Wellenlänge von 193 nm hatte und der als Lichtquelle verwendet wurde, bestrahlt. Der so belichtete Resist-Film wurde dann für 180 s bei einer Temperatur von 120°C einem Trocknungsschritt unterworfen. Anschließend wurde der auf diese Weise getrocknete Resist-Film mit einer wäßrigen 0,28 N Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid 30 s lang bei einer Temperatur von 25°C entwickelt, wobei ein Resist-Muster des Positiv-Typs erhalten wurde. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 35 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,35 µm zu bilden.

(BEISPIEL 24)

Dasselbe Verfahren, das in Beispiel 23 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-2) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 42 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,30 µm zu bilden.

(BEISPIEL 25)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 23 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-3) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 30 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,25 µm zu bilden.

(BEISPIEL 26)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 23 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-4) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 36 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 1,2 µm zu bilden.

(BEISPIEL 27)

Zu 1,5 g eines Copolymeren (Gewichtsmittel des Molekulargewichts: 15 000), das Acrylsäure und Menthylmethacrylat (60 : 40) enthielt und als alkalilösliches Harz verwendet wurde, wurde 0,3 g Di-t-butoxycarbonyliertes 1,5-Naphthodiol, das durch die folgende chemische Formel dargestellt wird, als ein die Löslichkeit hemmendes Agens und 0,06 g eines bei Licht Säure erzeugenden Agenzes (PAG-1) gegeben, wobei ein Gemisch erhalten wurde, das dann unter Bildung einer lichtempfindlichen Zusammensetzung von Beispiel 27 in 8,2 g Cyclohexanon aufgelöst wurde. Diese lichtempfindliche Zusammensetzung wurde dann mittels Aufschleuderverfahren mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 3000 Upm über einen Zeitraum von 30 s auf die Oberfläche einer Silicium-Wafer aufgetragen. Danach wurde die aufgetragene Schicht 100 s lang bei einer Temperatur von 110°C an einer Heizplatte getrocknet; dadurch wurde ein Resist-Film mit einer Filmdicke von 0,45 µm gebildet.

Danach wurde der Resist-Film durch ein vorher bestimmtes Muster aus beabstandeten Linien mit einem ArF-Excimer-Laserstrahl, der eine Wellenlänge von 193 nm hatte und der als Lichtquelle verwendet wurde, bestrahlt. Der auf diese Weise belichtete Resist-Film wurde dann für 180 s einem Trocknungsschritt bei einer Temperatur von 120°C unterzogen. Anschließend wurde der so getrocknete Resist-Film mit einer 0,28 N wäßrigen Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid für 30 s bei einer Temperatur von 25°C entwickelt, wobei ein Resist-Muster des Positiv-Typs erhalten wurde. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 50 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,35 µm zu bilden.

(BEISPIEL 28)

Dasselbe Verfahren, das in Beispiel 27 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-2) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 65 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,30 µm zu bilden.

(BEISPIEL 29)

Dasselbe Verfahren, das in Beispiel 27 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-3) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 35 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,25 µm zu bilden.

(BEISPIEL 30)

Dasselbe Verfahren, das in Beispiel 27 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das bei Licht Säure erzeugende Agens (PAG-1) durch dieselbe Menge (PAG-4) ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resistmuster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 42 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 1,0 µm zu bilden.

(BEISPIEL 31)

Das gleiche Verfahren, wie es in Beispiel 27 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das vorstehend genannte die Löslichkeit hemmendes Agens di-t-butoxycarbonyliertes 1,5-Naphthodiol durch dieselbe Menge di-t-butoxycarbonyliertes 1,1′-Bis(4-hydroxynaphthyl)cyclohexan, das durch die folgende chemische Formel dargestellt wird, ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resist-Muster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 55 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,35 µm zu bilden.

(BEISPIEL 32)

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 27 erläutert wurde, wurde wiederholt, außer daß das oben genannte die Löslichkeit hemmende Agens di-t-butoxycarbonyliertes 1,5-Naphthodiol durch dieselbe Menge di-t-butoxycarbonyliertes 1,1′-Bis(4-hydroxynaphthyl)cyclopentan, das durch die folgende chemische Formel dargestellt wird, ersetzt wurde; dadurch wurde ein Resist-Muster des Positiv-Typs gebildet. Das Ergebnis war, daß es möglich war, mit einer Belichtungsdosis von 52 mJ/cm² ein Muster aus beabstandeten Linien mit einer Linienbreite von 0,35 µm zu bilden.

Wie oben erläutert wurde, ist es mit der erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Zusammensetzung möglich, ein Resist-Muster hervorragender Auflösung mit hoher Empfindlichkeit zu bilden, indem nicht nur von einem KrF-Excimer-Laserstrahl, sondern auch von einem ArF-Excimer-Laserstrahl als Lichtquelle Gebrauch gemacht wird. Denn es wurde bestätigt, daß die lichtempfindliche Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung als chemisch verstärktes Resist mit ultrahoher Empfindlichkeit nicht nur bei Licht kurzer Wellenlänge wie z. B. bei einem ArF-Excimer-Laser, der eine Wellenlänge von 193 nm hat, sondern auch bei Licht eines breiten Wellenlängenbereichs anwendbar ist.

(BEISPIEL 33)

Zu einem statistischen Copolymer aus Methylmethacrylat und t-Butylmethacrylat wurde 0,1 Gew.-% der erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Zusammensetzung gegeben, wobei ein Gemisch gebildet wurde; dieses Gemisch wurde unter Erhalt einer Lösung in Ethylcollosolvacetat aufgelöst.

Diese Lösung wurde durch Aufschleuderbeschichtung auf die Oberfläche einer Silicium-Wafer aufgetragen; dann wurde die Resist-Schicht für 90 s bei einer Temperatur von 120°C mit einer Heizplatte getrocknet, wodurch ein Resist-Film mit einer Dicke von 0,30 µm gebildet wurde.

Danach wurde der Resist-Film mit F₂ Excimer-Laserstrahl (λ = 159 nm), der einen Durchmesser von 5 mm hatte, bestrahlt. Der auf diese Weise belichtete Resist-Film wurde dann für 90 s einem Trocknungsschritt bei 100°C unterzogen. Anschließend wurde der auf diese Weise getrocknete Resist-Film mit einer wäßrigen 0,14 N Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid entwickelt. Das Ergebnis war, daß der Resist-Film in der wäßrigen Lösung aufgelöst wurde, wenn er mit dem F₂ Excimer-Laser mit der folgenden Belichtungsdosis bestrahlt wurde.

Durch Licht Säure bildende Agenzien, die der lichtempfindlichen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zugemischt waren, und Werte für die Belichtungsdosis sind nachfolgend zusammengefaßt:

Bei Licht Säure erzeugendes Agens
Belichtungsdosis
PAG-1
52 mJ/cm²
PAG-2	70 mJ/cm²
PAG-3	43 mJ/cm²
PAG-4	86 mJ/cm²

Wie oben erläutert wurde, hat die lichtempfindliche Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung Empfindlichkeit für einen F₂ Excimer-Laserstrahl.

Daher ist es möglich, erfindungsgemäß eine lichtempfindliche Zusammensetzung bereitzustellen, die hinsichtlich der Transparenz für ArF Excimer-Laser und F₂ Excimer-Laser, die eine sehr kurze Wellenlänge haben, hervorragend ist und die fähig ist, ein Resist-Muster ausgezeichneter Auflösung mit hoher Empfindlichkeit zu bilden.

Weitere Vorteile und Modifikationen werden dem Fachmann auf diesem Gebiet leicht fallen. Daher ist die Erfindung im weitesten Sinne nicht auf die spezifischen Details und repräsentativen Vorrichtungen, die hier beschrieben und dargestellt wurden, beschränkt. Dementsprechend können verschiedene Modifikationen durchgeführt werden, ohne dadurch den Geist und den Schutzumfang des allgemeinen erfinderischen Konzepts, wie es durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist, zu verlassen.

Claims (20)

1. Lichtempfindliche Zusammensetzung zur Bildung eines Musters durch Belichtung entweder mit einem ArF-Excimer-Laser oder einem F₂-Excimer-Laser, die

• - eine Verbindung, die eine durch Säure abbaubare Gruppe hat, und
• - eine Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, in der Ar¹ und Ar² unabhängig voneinander jeweils ein aromatischer Ring oder ein kondensierter aromatischer Ring sind; R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe darstellen; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃, CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; Z eine Gruppe ist, die aus der aus Cl, Br, I, S-R und Se-R (R ist eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Perfluoralkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen) bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine positive ganze Zahl sind, enthält.

2. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ar¹ und Ar² beide aus einem Benzol-Ring gebildet sind.

3. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, mindestens eine Verbindung ist, die aus mindestens einer Art der Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (2), (3) und (4) dargestellt werden, ausgewählt ist: in denen R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe sind; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃, CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine ganze Zahl sind.

4. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ und R² unabhängig voneinander eine Alkyl-Gruppe mit nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen darstellen.

5. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an der Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, nicht weniger als 0,1 Mol-%, bezogen auf die durch Säure abbaubare Gruppe, beträgt.

6. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an der Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, im Bereich von 0,5 Mol-% bis 5 Mol-%, bezogen auf die durch Säure abbaubare Gruppe, beträgt.

7. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem ein alkalilösliches Harz enthält.

8. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, aus mindestens einer Art der Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (2), (3) und (4) dargestellt werden, ausgewählt ist: in denen R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe darstellen; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃, CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine ganze positive Zahl sind.

9. Lichtempfindliche Zusammensetzung zur Bildung eines Musters durch Belichtung entweder mit ArF-Excimer-Laser oder einem F₂-Excimer-Laser, die ein Harz, das eine Säure abbaubare Gruppe hat, und eine Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird in der Ar¹ und Ar² unabhängig voneinander jeweils ein aromatischer Ring oder ein kondensierter aromatischer Ring sind; R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe darstellen; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃, CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; Z eine Gruppe ist, die aus der aus Cl, Br, I, S-R und Se-R (R ist eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Perfluoralkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen) bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine positive ganze Zahl sind, enthält.

10. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, aus mindestens einer Art der Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (2), (3) und (4) dargestellt werden, ausgewählt ist: in denen R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe sind; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃₁ CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine ganze positive Zahl sind.

11. Lichtempfindliche Zusammensetzung zur Bildung eines Musters durch Belichtung entweder mit einem ArF-Excimer-Laser oder einem F₂-Excimer-Laser, die eine Verbindung, welche eine mit Säure vernetzbare Gruppe aufweist und eine Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt wird: in der Ar¹ und Ar² unabhängig voneinander jeweils ein aromatischer Ring oder ein kondensierter aromatischer Ring sind; R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe darstellen; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃, CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; Z eine Gruppe ist, die aus der aus Cl, Br, I, S-R und Se-R (R ist eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Perfluoralkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen) bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine positive ganze Zahl sind, enthält.

12. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, Ar¹ und Ar² beide aus einem Benzol-Ring gebildet werden.

13. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, aus mindestens einer Art der Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (2), (3) und (4) dargestellt werden, ausgewählt ist: in denen R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe sind; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃₁ CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine ganze positive Zahl sind.

14. Lichtempfindliche Zusammensetzung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils eine Alkyl-Gruppe mit nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen sind.

15. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an der Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, nicht weniger als 1 Mol-%, bezogen auf die durch Säure abbaubare Gruppe, beträgt.

16. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, im Bereich von 5 Mol-% bis 20 Mol-%, bezogen auf die durch Säure abbaubare Gruppe, beträgt.

17. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem ein alkalilösliches Harz enthält.

18. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, aus mindestens einer Art der Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (2), (3) und (4) ausgewählt ist: in denen R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe sind; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃₁ CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine ganze positive Zahl sind.

19. Lichtempfindliche Zusammensetzung zur Bildung eines Musters durch Belichtung entweder mit einem ArF-Excimer- Laser oder einem F₂-Excimer-Laser, die ein Harz, das eine mit Säure vernetzbare Gruppe hat, und eine Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (1) dargestellt wird: in der Ar¹ und Ar² unabhängig voneinander jeweils ein aromatischer Ring oder ein kondensierter aromatischer Ring sind; R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe darstellen; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃₁ CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; Z eine Gruppe ist, die aus der aus Cl, Br, I, S-R und Se-R (R ist eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine Perfluoralkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen) bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine positive ganze Zahl sind, enthält.

20. Lichtempfindliche Zusammensetzung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (1) dargestellt wird, aus mindestens einer Art der Verbindungen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (2), (3) und (4) dargestellt werden, ausgewählt ist: in denen R¹ und R² unabhängig voneinander jeweils ein Halogenatom oder eine einwertige organische Gruppe sind; X eine Gruppe ist, die aus der aus CF₃SO₃, CH₃SO₃, CF₃COOH, ClO₄, SbF₆ und AsF₆ bestehenden Gruppe ausgewählt ist; und m und n 0 oder eine ganze positive Zahl sind.