JP2000038416A - 感光性重合体、溶解抑制剤及びこれらを含む化学増幅型フォトレジスト組成物 - Google Patents

感光性重合体、溶解抑制剤及びこれらを含む化学増幅型フォトレジスト組成物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 食刻耐性が大きいほか、下部の膜質への接着
力に優れている感光性重合体、溶解抑制剤及びこれらを
含む化学増幅型フォトレジスト組成物を提供する。 【解決手段】 炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を側
鎖として有する5−ノルボルネン−2−メタノール誘導
体モノマーと無水マレイン酸モノマーとから重合されて
なる感光性共重合体。また、本発明に係る溶解抑制剤
は、酸により化学反応を起こす基を作用基として有する
トリシクロデカン誘導体あるいはサルササポゲニン誘導
体である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、感光性重合体、溶
解抑制剤及びこれらを含む化学増幅型フォトレジスト組
成物に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の集積度が高くなるにつれ、
フォトリソグラフィー工程において微細パターンの形成
が必須とされている。なおかつ、1Gビット以上の素子
においては、サブクォーターミクロン以下のパターンを
形成しなければならず、これにより、従来のKrFエキ
シマレーザ(248nm)より短波長のArFエキシマ
レーザ(193nm)を露光光源として使用するフォト
リソグラフィー技術が提案されている。そこで、ArF
エキシマレーザに適した新たな化学増幅型フォトレジス
ト用感光性重合体及びフォトレジスト組成物の開発に対
する要求が益々厳しくなっている。
【0003】一般に、ArFエキシマレーザ用化学増幅
型フォトレジスト組成物は、次のような要件を満たす必
要がある。
【0004】(1)193nmの波長において透明であ
ること、(2)熱的特性に優れること(例えば、ガラス
転移温度が高いこと)、(3)膜質への接着力に優れる
こと、(4)乾式食刻に対する耐性が大であること、
(5)現像時には半導体素子の製造工程で汎用される現
像液(例えば、2.38重量%のテトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド(TMAH)で容易に現像し得るこ
と、等であるしかし、ArFエキシマレーザ用化学増幅
型フォトレジスト用重合体としてよく知られているメチ
ルメタアクリル酸、t−ブチルメタアクリル酸及びメタ
アクリル酸モノマーよりなる3元重合体は、前記要件を
全て満足できないといった不都合がある。特に、食刻に
対する耐性が非常に弱く、膜質への接着力が弱いといっ
た欠点がある。また、半導体製造工程において大部分の
フォトレジスト膜に多用される現像液を使用する場合、
重合体に結合してある多量の親水性作用基、例えば、カ
ルボキシル基によって非露光部にまで現像されてしま
い、パターンの臨界寸法を変化させる傾向がある。従っ
て、極めて低い濃度の現像液を別途に用意して、現像工
程を進めなければならない。ところが、現像液の濃度が
極めて低い場合、濃度変化に極めて敏感で、濃度偏差が
僅かに生じていても、現像結果物であるパターンの臨界
寸法の偏差がかなり大きくなってしまう傾向がある。
【0005】従って、近年、脂肪族環式化合物、例えば
イソボルニル、アダマンチル、トリシクロデカニル基な
どを重合体の骨格に導入して、食刻耐性の進んだArF
エキシマレーザ用感光性重合体を形成しようとする研究
がなされている。しかし、これら重合体もまたいくつか
の短所を有している。例えば、乾式食刻耐性が依然とし
て満足できず、かつ膜質への接着特性が不良で、フォト
レジストパターンがリフトされてしまうという現象が発
生する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明が果たそうとす
る技術的課題は、ArFエキシマレーザで露光可能であ
り、乾式食刻に対する耐性が大きく、しかも膜質への接
着力に優れた感光性重合体を提供することである。
【0007】本発明が果たそうとする別の技術的課題
は、乾式食刻に対する耐性が大きく、膜質への接着力に
優れた化学増幅型フォトレジスト用溶解抑制剤を提供す
ることである。
【0008】本発明が果たそうとするさらに別の技術的
課題は、前記感光性重合体及び/または前記溶解抑制剤
を含む化学増幅型フォトレジスト用組成物を提供するこ
とである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記技術的課題を達成す
るために、本発明の一態様による感光性重合体は、炭素
数1〜20の脂肪族炭化水素基を側鎖として有する5−
ノルボルネン−2−メタノール誘導体モノマーと無水マ
レイン酸モノマーとから重合されてなる共重合体であ
る。
【0010】前記炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基
は、炭素数7〜20の脂肪族環式炭化水素、例えば、ア
ダマンチル、ノルボニル及びイソボルニルであれば好適
である。
【0011】また、前記技術的課題を達成するために、
本発明の別の態様による感光性重合体は、ノルボルネン
アルキルエステルモノマー、ノルボルネンカルボン酸モ
ノマー及び(メタ)アクリル酸誘導体モノマーからなる
モノマー群より選ばれたいずれか1種以上のモノマー
と、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を側鎖として有
する5−ノルボルネン−2−メタノール誘導体モノマー
及び無水マレイン酸モノマーから重合されてなる3元以
上の重合体である。
【0012】前記別の技術的課題を達成するために、本
発明に係る溶解抑制剤は、酸によって化学反応を起こす
基を作用基として有するトリシクロデカン誘導体、ある
いはサルササポゲニン誘導体である。
【0013】前記トリシクロデカン誘導体は、ビス(t
−ブトキシカルボニルオキシメチル)トリシクロデカ
ン、またはビス(テトラヒドロピラニルオキシメチル)
トリシクロデカンであり、前記サルササポゲニン誘導体
は、t−ブトキシカルボニルサルササポゲニン、または
テトラヒドロピラニルサルササポゲニンであれば好適で
ある。
【0014】前記さらに別の技術的課題を達成するため
に、本発明に係る化学増幅型フォトレジスト組成物は、
ノルボルネンアルキルエステルモノマー、ノルボルネン
カルボン酸モノマー及び(メタ)アクリル酸誘導体モノ
マーからなるモノマー群より選ばれた1種以上のモノマ
ー、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を側鎖として有
する5−ノルボルネン−2−メタノール誘導体モノマー
及び無水マレイン酸モノマーから重合されてなる3元以
上の感光性重合体と、前記3元以上の感光性重合体の重
量を基準として1〜15重量%の割合で混合された光酸
発生剤とを含む。
【0015】前記脂肪族炭化水素基は、アダマンチル、
ノルボニル及びイソボルニルからなる炭素数7〜20の
脂肪族環式炭化水素基より選ばれたいずれか1種であ
る。
【0016】前記光酸発生剤は、トリアリールスルホニ
ウム塩、ジアリールヨードニウム塩またはスルホン酸塩
が用いられる。
【0017】本発明に係る化学増幅型フォトレジスト組
成物は、前記感光性重合体の重量を基準として1〜50
重量%の溶解抑制剤をさらに含むことがある。また、前
記感光性重合体の重量を基準として0.01〜2.0重
量%の有機塩基をさらに含むことがある。
【0018】前記溶解抑制剤としては、炭素数1〜40
の炭化水素化合物よりなり、酸によって化学反応を起こ
す−CH(COOR22(ここで、R2は炭化水素また
は炭化水素誘導体である。)を作用基として有する化合
物、酸によって化学反応を起こす基を作用基として有す
るトリシクロデカン誘導体、または酸によって化学反応
を起こす基を作用基として有するサルササポゲニン誘導
体であれば好適である。
【0019】前記有機塩基としては、トリエチルアミ
ン、トリイソブチルアミン、トリイソオクチルアミン、
ジエタノールアミンまたはトリエタノールアミンが用い
られる。
【0020】本発明に係る感光性重合体は重合体の骨格
が環式構造からなり、作用基としてヒドロキシ基を有す
る。そこで、これを含む化学増幅型フォトレジスト組成
物の食刻耐性が大きく、しかも下部膜質への接着力に優
れている。特に、脂肪族炭化水素側鎖として脂肪族環式
炭化水素基が使用される場合は、食刻耐性が一層増大す
る。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る感光性重合
体、溶解抑制剤及びこれらを含む化学増幅型フォトレジ
スト組成物について説明する。また、化学増幅型フォト
レジスト組成物を用いた、好適な写真食刻工程について
も説明する。しかし、本発明は後述する実施例に限定さ
れるものではなく、種々なる形態で具現でき、単に、以
下の実施例は、本発明の開示を完全なるものとし、当分
野における通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に
理解させるためにのみ提供されるものであって、本発明
は、特許請求の範囲によってのみ限定されるものであ
る。
【0022】感光性重合体 本発明の一実施例による感光性重合体は、炭素数1〜2
0の脂肪族炭化水素基を側鎖として有する5−ノルボル
ネン−2−メタノール誘導体モノマーと無水マレイン酸
(maleic anhydride)モノマーとから
重合されてなる感光性共重合体である。
【0023】前記脂肪族炭化水素基としては、炭素数7
〜20の脂肪族環式炭化水素基、例えばアダマンチル、
ノルボニルまたはイソボルニルを使って食刻耐性を増や
せば好適である。
【0024】前記感光性重合体を化学式で表せば下記化
学式1となる。
【0025】
【化5】
【0026】(上式において、R1は炭素数1〜20の
脂肪族炭化水素基を表し、iは整数を表す。また、前記
重合体の重量平均分子量は3,000〜100,000
である。) 本発明の別の実施例による感光性重合体は、ノルボルネ
ンアルキルエステルモノマー、ノルボルネンカルボン酸
モノマー及び(メタ)アクリル酸誘導体モノマーからな
るモノマー群より選ばれたいずれか1種以上のモノマー
と、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を側鎖として有
する5−ノルボルネン−2−メタノール誘導体モノマー
及び無水マレイン酸モノマーから重合されてなる3元以
上の感光性重合体である。
【0027】前記感光性重合体を化学式で表せば、下記
化学式2となる。
【0028】
【化6】
【0029】(上式において、R1は炭素数1〜20の
脂肪族炭化水素基を表し、R2及びR 5はt−ブチルまた
はテトラヒドロピラニル基を表し、R3は水素原子、メ
チル、エチル、n−ブチルまたは2−ヒドロキシエチル
基を表し、R4は水素原子またはメチル基を表す。ま
た、k/(k+l+m+n+p)は0.1〜0.5であ
り、l/(k+l+m+n+p)は0.1〜0.5であ
り、m/(k+l+m+n+p)は0.0〜0.5であ
り、n/(k+l+m+n+p)は0.0〜0.3であ
り、p/(k+l+m+n+p)は0.0〜0.4であ
る。なおかつ前記重合体の重量平均分子量は3,000
〜100,000である。) 特に、前記R1は炭素数7〜20の脂肪族環式炭化水素
基であれば好適である。従って、アダマンチル、ノルボ
ニルまたはイソボルニル基がR1として使用できる。
【0030】本発明に係る感光性重合体の骨格は、環式
構造のノルボルナンから構成されている。従って、食刻
耐性が大きい。特に、ノルボルナンに脂肪族炭化水素、
好ましくは、脂肪族環式炭化水素を側鎖として有する場
合、食刻耐性が一層増大する。そして、作用基としてヒ
ドロキシ基が結合してあるため、下部の膜質への接着力
に優れており、従来より多用されてきた現像液、例えば
TMAH(2.38重量%)で現像可能な長所がある。
【0031】溶解抑制剤 本発明に係る溶解抑制剤は、下記化学式3で表される炭
素数1〜40の炭化水素化合物に酸によって化学反応を
起こす−CH(COOR22(ここで、R2は炭化水素
または炭化水素誘導体である。)を作用基として有する
化合物である。
【0032】
【化7】
【0033】(上式において、R6はシクロヘキシル、
ジメチルシクロヘキシル、キシレニルまたはナフタレニ
ルメチルを表し、R2はt−ブチル、テトラヒドロピラ
ニルまたはトリメチルシリル基を表し、jは1または2
を表す。) 前記溶解抑制剤は、露光前には作用基となるバルキーな
−CH(COOR22(ここで、R2は炭化水素または
炭化水素誘導体である。)のために、極めて低い溶解度
を示すが、露光後には−CH(COOR22(ここで、
2は炭化水素または炭化水素誘導体である。)が酸に
よって加水分解されて−CH(COOH)2を形成する
ので、溶解度が格段に高まる。また、−CH(COOR
22(ここで、R2は炭化水素または炭化水素誘導体で
ある。)は熱に安定しているために、ポリマーのガラス
転移温度以上でも安定した熱的特性を有する。
【0034】本発明に係る別の溶解抑制剤は、酸によっ
て化学反応を起こす基を作用基として有するトリシクロ
デカン誘導体またはサルササポゲニン誘導体(sars
asapogenin derivative)であ
る。
【0035】前記トリシクロデカン誘導体は、下記化学
式4に表すことができ、前記サルササポゲニン誘導体
は、下記化学式5で表すことができる。
【0036】
【化8】
【0037】
【化9】
【0038】(上式において、R7及びR8はt−ブトキ
シカルボニルまたはテトラヒドロピラニル基であれば好
適である。) 前記溶解抑制剤は環式構造であるから、食刻耐性が大き
い。また、作用基のバルキーなアルコキシ基のために低
い溶解度を示すが、露光後にはアルコキシ基が酸によっ
て加水分解されてヒドロキシ基を形成するので、溶解度
が高まる。
【0039】化学増幅型フォトレジスト組成物 本発明に係る化学増幅型フォトレジスト組成物は、前述
の感光性重合体と光酸発生剤とからなる。
【0040】光酸発生剤は、前記感光性重合体の重量を
基準として1〜15重量%の割合で混合されれば好適で
ある。光酸発生剤としては、高い熱的安定性を有する物
質が使用すれば良い。そこで、トリアリールスルホニウ
ム塩、ジアリールヨードニウム塩またはスルホン酸塩が
使用できる。例えば、トリフェニルスルホニウムトリフ
レート(triphenylsulfonium tr
iflate)、トリフェニルスルホニウムアンチモン
酸塩、ジフェニルヨードニウムトリフレート(diph
enyliodonium triflate)、ジフ
ェニルヨードニウムアンチモン酸塩、メトキシジフェニ
ルヨードニウムトリフレート(methoxydiph
enyliodonium triflate)、ジ−
t−ブチルジフェニルヨードニウムトリフレート(di
−t−butyldiphenyliodonium
triflate)、2,6−ジニトロベンジルスルホ
ン酸塩、ピロガロールトリス(アルキルスルホン酸
塩)、またはN−ヒドロキシスクシンイミドトリフレー
ト(N−hydroxysuccinimide tr
iflate)等が光酸発生剤として使用可能である。
【0041】また、本発明に係るフォトレジスト組成物
は、前記感光性重合体の重量を基準として1〜50重量
%の溶解抑制剤をさらに含むことが好ましい。溶解抑制
剤としては、前述の溶解抑制剤を使用する。溶解抑制剤
を含むことにより、フォトレジスト膜の露光前及び露光
後の溶解度の違いが大となり、コントラストを大幅に増
大できる長所がある。
【0042】一層好適には、本発明に係るフォトレジス
ト組成物は、感光性重合体の総重量を基準として0.0
1〜2.0重量%の有機塩基添加剤をさらに含む。有機
塩基としては、トリエチルアミン、トリイソブチルアミ
ン、トリイゾオクチルアミン、ジエタノールアミンまた
はトリエタノールアミンが使用される。有機塩基は、露
光後に、露光部に生じた酸が非露光部へ拡散され、非露
光部を構成するフォトレジスト組成物まで加水分解させ
てパターンを変形させる問題点を防ぐために加える。
【0043】前述の如く、本発明に係るフォトレジスト
組成物は骨格が環式構造のノルボルナンから構成され、
脂肪族炭化水素、特に、脂肪族環式炭化水素を側鎖とし
て有し、作用基としてヒドロキシ基を有する感光性重合
体を含む。そこで、フォトレジスト組成物の食刻耐性が
大であるほか、下部の膜質への接着力に優れ、しかも従
来より汎用されてきた現像液、例えばTMAH(2.3
8重量%)で現像可能な長所がある。なおかつ感光性重
合体には、露光前にはバルキーな状態のまま存在する
が、露光によって生じた酸によりカルボキシ基を形成す
る無水マレイン酸、エステル基を有するため、露光され
た部分のフォトレジスト膜の極性と非露光された部分の
フォトレジスト膜の極性(溶解度)とが顕著に隔たって
いく。
【0044】さらに、バルキーなアルコキシ基が結合し
てある環式構造の溶解抑制剤を含む場合、フォトレジス
ト組成物の食刻耐性が格段に増大する。なお、本発明に
係る溶解抑制剤は酸によって加水分解されてヒドロキシ
基またはマロン酸基を形成するアルコキシ基または−C
H(COOR22(ここで、R2は炭化水素または炭化
水素誘導体である。)を有するので、露光前及び露光後
の溶解度に顕著な差が生じ、これによりコントラストが
大幅に増加する。
【0045】感光性重合体の製造方法 1.モノマーの製造1−1.5−ノルボルネン−2−脂肪族炭化水素メタノ
ール(化合物III)モノマーの製造 下記反応式1の如き脂肪族炭化水素マグネシウム臭素化
物(化合物II)溶液と5−ノルボルネン−2−アルデ
ヒド(化合物I)を反応させて、置換反応により5−ノ
ルボルネン−2−脂肪族炭化水素メタノール(化合物I
II)を製造する。
【0046】
【化10】
【0047】(上式において、R1は炭素数1〜20の
脂肪族炭化水素を表す。)1−2.ノルボルネンアルキルエステル(化合物VIま
たはVII)モノマーの製造 下記反応式2の如く、シクロペンタジエン(化合物I
V)を有機溶媒に溶解させた後、アルキルアクリル酸
(化合物V)を加えてノルボルネンアルキルエステル
(化合物VIまたはVII)を製造する。
【0048】
【化11】
【0049】(上式において、R2はt−ブチルまたは
テトラヒドロピラニル基を表し、R3は水素、メチル、
エチル、n−ブチルまたは2−ヒドロキシエチル基を表
す。)2.重合体(X)の製造: 2−1.ノルボルネンアルキルエステル(VI、VI
I)及び(メタ)アクリル酸誘導体(IX)からなる群
より選ばれた1種以上のモノマーとノルボルネン脂肪族
炭化水素アルコール(III)及び無水マレイン酸(V
III)が重合され、かつ化学式2で表される重合体
(X)の製造 下記反応式3のように重合させ、重合体(X)を形成す
る。
【0050】
【化12】
【0051】(上式において、R1は炭素数1〜20の
脂肪族炭化水素基を表し、R2とR5はt−ブチルまたは
テトラヒドロピラニル基を表し、R3は水素原子、メチ
ル、エチル、n−ブチルまたは2−ヒドロキシエチル基
を表し、R4は水素原子またはメチル基を表し、k、
l、m、n及びpは整数を表す。また、k/(k+l+
m+n+p)は0.1〜0.5であり、l/(k+l+
m+n+p)は0.1〜0.5であり、m/(k+l+
m+n+p)は0.0〜0.5であり、n/(k+l+
m+n+p)は0.0〜0.3であり、p/(k+l+
m+n+p)は0.0〜0.4である。なおかつ前記重
合体の重量平均分子量は3,000〜100,000で
ある。) 即ち、ノルボルネンアルキルエステル(VI、VII)
及び(メタ)アクリル酸誘導体(IX)からなる群より
選ばれた1種以上のモノマーとノルボルネン脂肪族炭化
水素アルコール(III)モノマー及び無水マレイン酸
(VIII)モノマーを有機溶媒、例えばトルエンに溶
解させた後、重合開始剤、例えばアゾビスイソブチロニ
トリル(AIBN)を加えて重合反応を進め、重合体
(X)を製造する。
【0052】2−2.ノルボルネン脂肪族炭化水素アル
コールモノマー及び無水マレイン酸モノマーが重合さ
れ、かつ化学式1で表される共重合体の製造 前記反応式3において、m、n及びpを0とし、かつk
とlを等しい値にして前述の重合反応と同様の重合反応
を施し、化学式1で表されるとともに、重量平均分子量
が3,000〜100,000である共重合体を完成す
る。
【0053】溶解抑制剤の製造方法 1.化学式3で表され、かつ炭素数1〜40の炭化水素
化合物に酸によって化学反応を起こす−CH(COOR
22(ここで、R2は炭化水素または炭化水素誘導体で
ある。)が作用基として結合された化合物の製造方法 有機溶媒、例えば水素化ナトリウム(sodium h
ydride)の溶解されたTHF溶液にマロン酸ジア
ルキルを溶解させた後に、この溶液にハロゲン化物を加
え、置換反応により化学式3で表されるジアルキルマロ
ニル炭化水素化合物を製造する。
【0054】2.化学式4で表され、かつ酸によって化
学反応を起こす基を作用基として有するトリシクロデカ
ン誘導体の製造方法 ジ−t−ブチルジ炭酸塩(di−t−butyl di
carbonate)または3,4−ジヒドロ−2−ピ
ランと4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロデ
カンを有機溶媒、例えば、テトラヒドロフラン(TH
F)に反応させた後に一定時間反応させ、化学式4の溶
解抑制剤を製造する。
【0055】3.化学式5で表され、かつ酸によって化
学反応を起こす基を作用基として有するサルササポゲニ
ン誘導体の製造方法 ジ−t−ブチルジ炭酸塩または3,4−ジヒドロ−2−
ピランとサルササポゲニンを有機溶媒、例えばTHFに
反応させた後に一定時間反応させ、化学式5の溶解抑制
剤を製造する。
【0056】化学増幅型フォトレジスト組成物の製造方
法及びこれを用いた写真食刻方法 本発明の化学増幅型フォトレジスト組成物は、前述の製
造方法に従い製造された、化学式2で表される感光性重
合体と光酸発生剤とを適切な溶媒に溶解させて混合する
ことにより製造される。
【0057】このとき、光酸発生剤は、重合体の重量を
基準として1〜15重量%の割合で混合する。光酸発生
剤としては、熱的に安定したトリアリールスルホニウム
塩、ジアリールヨードニウム塩またはスルホン酸塩を使
用すれば好適である。
【0058】また、重合体の重量を基準として1〜50
重量%の溶解抑制剤をさらに混合する。このとき、溶解
抑制剤として、前記化学式3、4及び5で表される溶解
抑制剤中に選ばれたいずれか1種を使用する。
【0059】そして、重合体の重量を基準として0.0
1〜2.0重量%の有機塩基添加剤を一層溶解させて、
フォトレジスト組成物を完成することが好ましい。有機
塩基添加剤としては、トリエチルアミン、トリイソブチ
ルアミン、トリイゾオクチルアミン、ジエタノールアミ
ンまたはトリエタノールアミンを使用すれば好適であ
る。
【0060】前述の方法に従い製造された化学増幅型フ
ォトレジスト組成物は、一般の写真食刻工程に利用でき
る。特に、露光光源としてArFエキシマレーザを用
い、0.25m以下のデザインルールで微細パターンを
形成するのに適している。
【0061】まず、パターニングしようとする対象物が
形成してある基板上に前述のフォトレジスト組成物を塗
布し、所定の膜厚のフォトレジスト膜を形成する。次い
で、フォトレジスト膜に対する露光前べークを施す。露
光前べーク段階後、露光光源としてArFエキシマレー
ザを使って所定のパターンが形成されたマスクを用いフ
ォトレジスト膜を露光させる。露光によってフォトレジ
スト膜内の光酸発生剤から酸が発生し、このように発生
された酸が触媒の働きをして下記反応式4のように感光
性重合体を加水分解し、多量のカルボキシ基が形成され
る。また、反応式5、6または7のように、溶解抑制剤
が酸によって加水分解されてヒドロキシ基が形成され
る。
【0062】従って、露光された部分のフォトレジスト
膜の極性と非露光された部分のフォトレジスト膜の極性
とが顕著に隔たっていく。換言すれば、コントラストが
顕著に増大する。
【0063】
【化13】
【0064】
【化14】
【0065】
【化15】
【0066】
【化16】
【0067】露光が完了した後、現像前に、短時間中に
フォトレジスト膜を再度熱処理する(露光後処理:Po
st−Exposure−Thermal treat
ment)。露光後の熱処理は、露光部内において酸触
媒による加水分解の反応を一層活性化させるために施す
ものである。言い換えれば、露光部内の感光性重合体の
エステル基または酸無水物をカルボキシ基に全て加水分
解させ、溶解抑制剤のアルコキシ基を加水分解してヒド
ロキシ基に転換させて、コントラストを増大させるため
に施すものである。
【0068】次に、適宜な現像液を使って現像工程を施
し、フォトレジストパターンを完成する。このとき、使
用される現像液は通常の写真工程に使用される濃度の現
像液、例えば2.38重量%のTMAHを使用する。
【0069】フォトレジストパターンを形成した後、パ
ターニングしようとする膜を蝕刻して、目的とするパタ
ーンを形成する。本発明に係るフォトレジストパターン
は骨格が環構造で形成され、かつ脂肪族炭化水素、特
に、脂肪族環式炭化水素側鎖を有する感光性重合体から
なるフォトレジスト膜で形成されるので、食刻時に耐性
が大である。従って、的確な臨界寸法にて良好なプロフ
ァイルのパターンを形成することができる。
【0070】
【実施例】本発明は下記の実験例を参考にして一層詳細
に説明されるが、この実験例が本発明を制限しようとす
るものではない。
【0071】<実験例1:モノマーの製造> <実験例1−1:5−ノルボルネン−2−シクロヘキシ
ルメタノールの製造>丸底フラスコにジエチルエーテル
に溶解させたシクロヘキシルマグネシウム臭素化物
(0.1mol)溶液150mLを仕込み、ここに5−
ノルボルネン−2−アルデヒド(0.11mol)14
gをゆっくり加えた後、反応物を還流条件下に約12時
間反応させた。
【0072】反応が完了した後、反応物を過量の水に溶
解させ、塩酸を用い中和させた後に、ジエチルエーテル
を用いて抽出を行なった。
【0073】得られた溶液(resuling sol
ution)を硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた
後、真空蒸留法により初期産物(crude prod
uct)を分離した(収率60%)。
【0074】<実験例1−2:5−ノルボルネン−2−
ノルボニルメタノールの製造>丸底フラスコに、THF
に溶解させた2−ノルボニルマグネシウム臭素化物
(0.1mol)溶液200mLを仕込み、ここに5−
ノルボルネン−2−アルデヒド(0.11mol)14
gをゆっくり加えた後、反応物を45℃で約20時間反
応させた。
【0075】反応が完了した後、回転蒸発器を利用し過
量のTHFを蒸発させた。反応物を過量の水に溶解させ
た後、塩酸を用いて中和を行なった。次いで、ジエチル
エーテルで抽出した後、得られた溶液を硫酸マグネシウ
ムで乾燥させた。最終に、真空蒸留法により初期産物を
分離した(収率45%)。
【0076】<実験例1−3:5−ノルボルネン−2−
アダマンチルメタノールの製造>2−ノルボニルマグネ
シウム臭素化物に代えて、2−アダマンチルマグネシウ
ム臭素化物(0.1mol)溶液200mLを使用した
以外は、実験例1−2と同様にして反応生成物を分離し
た(収率40%)。
【0077】<実験例1−4:t−ブチル5−ノルボル
ネンカルボン酸の製造>丸底フラスコにジシクロペンタ
ジエンから蒸留を通じて得られたシクロペンタジエン
(0.1mol)6.6gを塩化メチレン100mLに
溶解させた後、t−ブチルアクリル酸(0.11mo
l)14gを0℃でゆっくり加えた後に、常温で約20
時間反応させた。
【0078】反応が完了した後、反応生成物を真空蒸留
法により分離した(収率70%)。
【0079】<実験例1−5:2−ヒドロキシエチル5
−ノルボルネンカルボン酸の製造>丸底フラスコにジシ
クロペンタジエンから単純蒸留を通じて得られたシクロ
ペンタジエン(0.1mol)6.6gをTHF無水物
150mLに溶解させた後、2−ヒドロキシエチルアク
リル酸(0.11mol)12.8gを0℃でゆっくり
加えた後に、常温で約20時間反応させた。
【0080】反応が完了した後、反応生成物を真空蒸留
法により分離した(収率65%)。
【0081】<実験例2:共重合体の製造> <ポリ(ノルボルネンノルボニルメタノール−無水マレ
イン酸)の製造>5−ノルボルネン−2−ノルボニルメ
タノール21gと無水マレイン酸10gとをTHF無水
物120mLに溶解させた。ここにAIBN 0.65
gを加え、窒素ガスで約2時間パージした後、70℃の
温度で還流条件下に約24時間重合を行なった。
【0082】重合反応の終了後、反応物を過量のn−ヘ
キサン(約10倍)に沈殿させた後、沈殿物をTHFに
再度溶解させてから、n−ヘキサンに再度沈殿させた。
沈殿物をガラスフィルターを用いて濾別した後に、50
℃の真空オーブン内で約24時間乾燥させ、13gの反
応生成物を分離した。
【0083】得られた反応生成物は5−ノルボルネン−
2−ノルボニルメタノールと無水マレイン酸とが重合さ
れた共重合体であって、重量平均分子量は5,570
で、多分散度は1.95であった。
【0084】<実験例3:3元重合体の製造> <実験例3−1:ポリ(ノルボルネンノルボニルメタノ
ール−無水マレイン酸−t−ブチルメタアクリル酸)の
製造>5−ノルボルネン−2−ノルボニルメタノール2
1gと無水マレイン酸10g及びt−ブチルメタアクリ
ル酸14gをTHF無水物200mLに溶解させた。以
降の製造工程は、AIBNを0.98g加えた以外は、
実験例2と同様にして29.3gの反応生成物を分離し
た。
【0085】得られた反応生成物の重量平均分子量は
5,537で、多分散度は2.1であった。
【0086】<実験例3−2:ポリ(ノルボルネンノル
ボニルメタノール−無水マレイン酸−t−ブチル5−ノ
ルボルネンエステル)の製造>5−ノルボルネン−2−
ノルボニルメタノール10.5g、無水マレイン酸10
g及びt−ブチル5−ノルボルネンエステル9.7gを
THF無水物120mLに溶解させた。以降の製造工程
は、AIBNを0.65g加えた以外は、実験例3−1
と同様にして13.6gの反応生成物を分離した。
【0087】得られた反応生成物の重量平均分子量は
5,674で、多分散度は2.2であった。
【0088】<実験例4:4元重合体の製造> <実験例4−1:ポリ(ノルボルネンノルボニルメタノ
ール−無水マレイン酸−t−ブチル5−ノルボルネンエ
ステル−5−ノルボルネンカルボン酸)の製造>5−ノ
ルボルネン−2−ノルボニルメタノール8.4g、無水
マレイン酸10g、t−ブチル5−ノルボルネンエステ
ル9.7g及び5−ノルボルネンカルボン酸1.4gを
THF無水物150mLに溶解させた。以降の製造工程
は、AIBNを0.66g加えた以外は、実験例3−1
と同様にして14.7gの反応生成物を分離した。
【0089】得られた反応生成物の重量平均分子量は
5,780で、多分散度は2.2であった。
【0090】<実験例4−2:ポリ(ノルボルネンノル
ボニルメタノール−無水マレイン酸−t−ブチルノルボ
ルネンエステル−ヒドロキシエチルノルボルネンエステ
ル)の製造>5−ノルボルネン−2−ノルボニルメタノ
ール6.3g、無水マレイン酸10g、t−ブチル5−
ノルボルネンエステル9.7g及び2−ヒドロキシエチ
ル−5−ノルボルネンエステル3.6gをTHF無水物
150mLに溶解させた。以降の製造工程は、実験例4
−1と同様にして13.3gの反応生成物を分離した。
【0091】得られた反応生成物の重量平均分子量は
5,680で、多分散度は2.1であった。
【0092】<実験例5:溶解抑制剤の製造> <実験例5−1:ビス(t−ブトキシカルボニルオキシ
メチル)トリシクロデカンの製造>丸底フラスコに4,
8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロデカン(0.
1mol)20gとトリエチルアミン(0.22mo
l)22gとを仕込み、THF 400mLで溶解させ
た。この溶液にジ−t−ブチルジ炭酸塩(0.3mo
l)65gを加えた後、約60℃の温度で反応させた。
【0093】反応が完了した後、過量のTHFを蒸発さ
せた後、反応物を過量の水に注ぎ、塩酸を用いて中和を
行なった。最終に、ジエチルエーテルを用いて抽出した
後、カラムクロマトグラフィーを利用して反応生成物を
分離した(収率65%)。
【0094】<実験例5−2:ビス(テトラヒドロピラ
ニルオキシメチル)トリシクロデカンの製造>丸底フラ
スコに4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロデ
カン(0.1mol)20gと3,4−ジヒドロ−2−
ピラン(0.3mol)25gとをTHF 350mL
に溶解させた。ここにp−トルエンスルホン酸(p−T
SA)を触媒量だけ少量加えた後、45℃で約12時間
反応させた。
【0095】以降の製造段階は、実験例5−1と同様に
して反応生成物を得た(収率55%)。
【0096】<実験例5−3:テトラヒドロピラニルサ
ルササポゲニンの製造>丸底フラスコにサルササポゲニ
ン(0.1mol)41.6gと3,4−ジヒドロ−2
−ピラン(0.11mol)8.6gとを仕込み、TH
F 300mLで溶解させた。この溶液にp−トルエン
スルホン酸を少量加えた後、約45℃の温度で約12時
間反応させた。
【0097】反応が完了した後、反応物を過量の水に溶
解させた。次いで、塩酸を用いて中和を行なった後、ジ
エチルエーテルを用いて抽出した。沈殿物を再結晶化し
て反応生成物を分離した(収率75%)。
【0098】<実験例5−4:1,4−ビス(ジ−t−
ブチルマロニル)シクロヘキサンの製造>丸底フラスコ
に水素化ナトリウム(sodium hydride)
(0.12mol)を仕込み、THF 250mLで溶
解させた。ここにマロン酸ジ−t−ブチル(0.11m
ol)をゆっくり加えた後、約1時間反応させた。その
後、1,4−ジブロモシクロヘキサン(0.05mo
l)を0℃でゆっくり滴下した後、45℃で約12時間
反応させた。
【0099】反応終了後、反応物から過量のTHFを蒸
発させた後、再度過量の水に溶解させた。次いで、塩酸
を用い中和を行なった後、ジエチルエーテルを用いて抽
出した。
【0100】得られた溶液を硫酸マグネシウムを用いて
乾燥させた後、カラムクロマトグラフィーを利用して初
期産物を分離した(収率55%)。
【0101】<実験例5−5:1,4ビス(ジ−t−ブ
チルマロニル−p−キシレン)の製造>1,4−ジブロ
モシクロヘキサンに代えて、ジブロモ−p−キシレン
(0.5mol)を使用した以外は、その他の工程条件
及び製造工程は実験例5−4と同様にして施した。
【0102】得られた溶液を硫酸マグネシウムを用いて
乾燥させた後、カラムクロマトグラフィーを利用して初
期産物を分離した(収率55%)。
【0103】<実験例6:フォトレジスト組成物の製造
及びこれを用いた写真食刻工程> <実験例6−1:ポリ(ノルボルネン−ノルボニルメタ
ノール−無水マレイン酸−t−ブチルメタアクリル酸エ
ステル)3元重合体を用いたフォトレジスト組成物の製
造及びこれを用いた写真食刻工程>実験例3−1で製造
したノルボルネン−ノルボニルメタノール、無水マレイ
ン酸、t−ブチルLメタアクリル酸エステルモノマーが
0.3:0.4:0.3の割合で重合された3元重合体
1.0gをプロピレングリコールモノメチルエーテルア
セテート6gに溶解させた後、ここに光酸発生剤として
トリフェニルスルホニウムトリフレート(TPSOT
f)0.02gを加え、十分に攪拌した。次いで、前記
混合物を0.2μmフィルターを用いてろ過し、フォト
レジスト組成物を得た。
【0104】得られたフォトレジスト組成物を、パタニ
ングしようとする物質層の形成してあるウェーハ上に約
0.5μmの厚みでスピンコートした。フォトレジスト
組成物のコートされた前記ウェーハを約130℃の温度
で約90秒間ソフトべークし、0.30μm線幅のパタ
ーンを限定するマスクと露光光源としてArFエキシマ
レーザを用いて露光した後、約140℃の温度で約90
秒間ポストべークした。その後、2.38重量%のTM
AHにて60秒間現像を行い、フォトレジストパターン
を形成した。
【0105】0.30μm線幅を有する、プロファイル
に優れたフォトレジストパターンを15mJ/cm2
ーズの露光エネルギーで形成することができた。 <実
験例6−2:ポリ(ノルボルネンノルボニルメタノール
−無水マレイン酸−t−ブチルメタアクリル酸エステ
ル)3元重合体及び溶解抑制剤を用いたフォトレジスト
組成物の製造及びこれを用いた写真食刻工程>溶解抑制
剤として実験例5−3で合成したテトラヒドロピラニル
サルササポゲニン0.05gをさらに加え、かつソフト
べークを120℃で施した以外は、実験例6−1と同様
にして、フォトレジスト組成物を製造し,写真食刻工程
を施した。
【0106】その結果0.30μm線幅を有する、プロ
ファイルに優れたフォトレジストパターンを20mJ/
cm2ドーズの露光エネルギーで形成できた。また、こ
れを用いてパターンプロファイルに優れた物質層パター
ンを形成できた。
【0107】<実験例6−3:ポリ(ノルボルネン−ノ
ルボニルメタノール−無水マレイン酸−t−ブチル5−
ノルボルネンエステル)3元重合体を用いたフォトレジ
スト組成物の製造及びこれを用いた写真食刻工程>ノル
ボルネン−ノルボニルメタノール、無水マレイン酸、t
−ブチルメタアクリル酸モノマーが0.3:0.4:
0.3の割合で重合された3元重合体(1.0g)に代
えて、実験例3−2で合成したノルボルネン−ノルボニ
ルメタノール、無水マレイン酸、t−ブチル5−ノルボ
ルネンエステルモノマーが0.5:1.0:0.5の割
合で重合された3元重合体を使用した以外は、実験例6
−1と同様にして、フォトレジスト組成物を製造し、写
真食刻工程を施した。
【0108】その結果、0.30μm線幅を有する、プ
ロファイルに優れたフォトレジストパターンを18mJ
/cm2ドーズの露光エネルギーで形成できた。また、
これを用いてパターンプロファイルに優れた物質層パタ
ーンを形成できた。
【0109】<実験例6−4:ポリ(ノルボルネン−ノ
ルボニルメタノール−無水マレイン酸−t−ブチルノル
ボルネンエステル)3元重合体及び溶解抑制剤を用いた
フォトレジスト組成物の製造及びこれを用いた写真食刻
工程>溶解抑制剤として実験例5−1で合成したビス
(t−ブトキシカルボニルオキシメチル)トリシクロデ
カン0.1gをさらに加え、かつソフトべークを110
℃で施した以外は、実験例6−1と同様にして、フォト
レジスト組成物を製造し、写真食刻工程を施した。
【0110】その結果、0.30μm線幅を有する、プ
ロファイルに優れたフォトレジストパターンを23mJ
/cm2ドーズの露光エネルギーで形成できた。また、
これを用いてパターンプロファイルに優れた物質層パタ
ーンを形成できた。
【0111】<実験例6−5:ポリ(ノルボルネンノル
ボニルメタノール−無水マレイン酸−t−ブチルノルボ
ルネンエステル)3元重合体及び溶解抑制剤を用いたフ
ォトレジスト組成物の製造及びこれを用いた写真食刻工
程>溶解抑制剤として実験例5−1で合成したビス(t
−ブトキシカルボニルオキシメチル)トリシクロデカン
0.1gをさらに加え、かつソフトべークを110℃で
施した以外は、実験例6−1と同様にして、フォトレジ
スト組成物を製造し、写真食刻工程を施した。
【0112】その結果、0.30μm線幅を有する、プ
ロファイルに優れたフォトレジストパターンを23mJ
/cm2ドーズの露光エネルギーで形成できた。また、
これを用いてパターンプロファイルに優れた物質層パタ
ーンを形成できた。
【0113】<実験例6−6:ポリ(ノルボルネンノル
ボニルメタノール−無水マレイン酸−t−ブチルノルボ
ルネンエステル−ノルボルネンカルボン酸)4元重合体
を用いたフォトレジスト組成物の製造及びこれを用いた
写真食刻工程>感光性重合体として実験例4−1で合成
したノルボルネン−ノルボニルメタノール、無水マレイ
ン酸、t−ブチルメタアクリル酸及びノルボルネンカル
ボン酸モノマーが0.4:1.0:0.5:0.1の割
合で重合された4元重合体1.0gを使用し、110℃
でプレべークを施した以外は、実験例6−1と同様にし
て、フォトレジスト組成物を製造し、写真食刻工程を施
した。
【0114】その結果、0.30μm線幅を有する、プ
ロファイルに優れたフォトレジストパターンを21mJ
/cm2ドーズの露光エネルギーで形成できた。また、
これを用いてパターンプロファイルに優れた物質層パタ
ーンを形成できた。
【0115】<実験例6−7:ポリ(ノルボルネンノル
ボニルメタノール−無水マレイン酸−t−ブチルノルボ
ルネンエステル−ヒドロキシエチルノルボルネンエステ
ル)4元重合体及び溶解抑制剤を用いたフォトレジスト
組成物の製造及びこれを用いた写真食刻工程>感光性重
合体として実験例4−2で合成したノルボルネン−ノル
ボニルメタノール、無水マレイン酸、t−ブチル5−ノ
ルボルネンエステル及び2−ヒドロキシエチル−5−ノ
ルボルネンエステルモノマーが0.3:1.0:0.
5:0.2の割合で重合された4元重合体1.0gを使
用し、かつ溶解抑制剤として実験例5−1で合成したビ
ス(t−ブトキシカルボニルオキシメチル)トリシクロ
デカン0.1gをさらに加えた以外は、実験例6−6と
同様にして、フォトレジスト組成物を製造し、写真食刻
工程を施した。
【0116】その結果、0.30μm線幅を有する、プ
ロファイルに優れたフォトレジストパターンを23mJ
/cm2ドーズの露光エネルギーで形成できた。また、
これを用いてパターンプロファイルに優れた物質層パタ
ーンを形成できた。
【0117】<実験例6−8:ポリ(ノルボルネン−ノ
ルボニルメタノール−無水マレイン酸−t−ブチルノル
ボルネンエステル−ヒドロキシエチルノルボルネンエス
テル)4元重合体、溶解抑制剤及び有機塩基を用いたフ
ォトレジスト組成物の製造及びこれを用いた写真食刻工
程>有機塩基としてトリイソブチルアミン4mgをさら
に加えた以外は、実験例6−7と同様にして、フォトレ
ジスト組成物を製造し、写真食刻工程を施した。
【0118】その結果、0.30μm線幅を有する、プ
ロファイルに優れたフォトレジストパターンを34mJ
/cm2ドーズの露光エネルギーで形成できた。また、
これを用いてパターンプロファイルに優れた物質層パタ
ーンを形成できた。
【0119】
【発明の効果】本発明に係る感光性重合体の骨格は、環
式構造のノルボルナンから構成されている。従って食刻
耐性が大である。特に、ノルボルナンに脂肪族炭化水素
基、好ましくは、脂肪族環式炭化水素基を側鎖として有
する場合、食刻耐性が一層増大する。そして、作用基と
してヒドロキシを有するので、下部の膜質への接着力に
も優れるほか、従来より多用されてきた現像液、例えば
TMAH(2.38重量%)で現像できるといった長所
がある。
【0120】本発明に係る溶解抑制剤も環式構造となっ
ているので、食刻耐性が大きい。そして、溶解抑制剤
は、作用基であるバルキーなアルコキシ基のために、露
光前には極めて低い溶解度を示すが、露光後にはアルコ
キシ基が酸によって加水分解されヒドロキシ基を形成す
るので、溶解度が格段に増大する。
【0121】そこで、本発明に係る感光性重合体と溶解
抑制剤を使ってフォトレジスト組成物を形成すれば、フ
ォトレジスト組成物の食刻耐性が大きくなり、下部の膜
質への接着力も優秀となる。しかも、従来より多用され
てきた濃度の現像液、例えばTMAH(2.38重量
%)で現像できるといった長所がある。さらには、露光
された部分のフォトレジスト膜の極性と非露光された部
分のフォトレジスト膜の極性との差が著しく、コントラ
ストが増大する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03F 7/004 501 G03F 7/039 601 7/039 601 C08K 5/15 G

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を側
    鎖として有する5−ノルボルネン−2−メタノール誘導
    体モノマーと無水マレイン酸モノマーとから重合されて
    なる感光性共重合体。
  2. 【請求項2】 前記感光性重合体は、下記化学式1で表
    されることを特徴とする請求項1に記載の感光性共重合
    体。 【化1】 (上式において、R1は炭素数1〜20の脂肪族炭化水
    素基を表し、iは整数を表す。また、前記重合体の重量
    平均分子量は3,000〜100,000である。)
  3. 【請求項3】 前記脂肪族炭化水素基は、アダマンチ
    ル、ノルボニル及びイソボルニルからなる炭素数7〜2
    0の脂肪族環式炭化水素基より選ばれたいずれか1種で
    あることを特徴とする請求項1に記載の感光性共重合
    体。
  4. 【請求項4】 ノルボルネンアルキルエステルモノマ
    ー、ノルボルネンカルボン酸モノマー及び(メタ)アク
    リル酸誘導体モノマーからなるモノマー群から選ばれた
    いずれか1種以上のモノマーと、 炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基を側鎖として有する
    5−ノルボルネン−2−メタノール誘導体モノマーと、 無水マレイン酸モノマーとから重合されてなる3元以上
    の重合体であることを特徴とする感光性重合体。
  5. 【請求項5】 前記感光性重合体は、下記化学式2で表
    されることを特徴とする請求項4に記載の感光性重合
    体。 【化2】 (上式において、R1は炭素数1〜20の脂肪族炭化水
    素基を表し、R2とR5はt−ブチルまたはテトラヒドロ
    ピラニル基を表し、R3は水素原子、メチル、エチル、
    n−ブチルまたは2−ヒドロキシエチル基を表し、R4
    は水素原子またはメチル基を表し、k、l、m、n及び
    pは整数を表す。また、k/(k+l+m+n+p)は
    0.1〜0.5であり、l/(k+l+m+n+p)は
    0.1〜0.5であり、m/(k+l+m+n+p)は
    0.0〜0.5であり、n/(k+l+m+n+p)は
    0.0〜0.3であり、p/(k+l+m+n+p)は
    0.0〜0.4である。なおかつ前記重合体の重量平均
    分子量は3,000〜100,000である。)
  6. 【請求項6】 前記R1は炭素数7〜20の脂肪族環式
    炭化水素基であることを特徴とする請求項5に記載の感
    光性重合体。
  7. 【請求項7】 前記脂肪族環式炭化水素基は、アダマン
    チル、ノルボニル及びイソボルニル基から選ばれたいず
    れか1種であることを特徴とする請求項6に記載の感光
    性重合体。
  8. 【請求項8】 酸により化学反応を起こす基を作用基と
    して有するトリシクロデカン誘導体、あるいは酸により
    化学反応を起こす基を作用基として有するサルササポゲ
    ニン誘導体である溶解抑制剤。
  9. 【請求項9】 前記トリシクロデカン誘導体は、ビス
    (t−ブトキシカルボニルオキシメチル)トリシクロデ
    カンあるいはビス(テトラヒドロピラニルオキシメチ
    ル)トリシクロデカンであることを特徴とする請求項8
    に記載の溶解抑制剤。
  10. 【請求項10】 前記サルササポゲニン誘導体は、t−
    ブトキシカルボニルサルササポゲニン、あるいはテトラ
    ヒドロピラニルサルササポゲニンであることを特徴とす
    る請求項8に記載の溶解抑制剤。
  11. 【請求項11】 ノルボルネンアルキルエステルモノマ
    ー、ノルボルネンカルボン酸モノマー及び(メタ)アク
    リル酸誘導体モノマーからなるモノマー群より選ばれた
    1種以上のモノマー、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素
    基を側鎖として有する5−ノルボルネン−2−メタノー
    ル誘導体モノマー及び無水マレイン酸モノマーから重合
    されてなる3元以上の感光性重合体と、 前記感光性重合体の重量を基準とし1〜15重量%の割
    合で混合された光酸発生剤とを含む化学増幅型フォトレ
    ジスト組成物。
  12. 【請求項12】 前記脂肪族炭化水素基は、アダマンチ
    ル、ノルボニル及びイソボルニルからなる脂肪族環式炭
    化水素基より選ばれたいずれか1種であることを特徴と
    する請求項11に記載の化学増幅型フォトレジスト組成
    物。
  13. 【請求項13】 前記3元以上の重合体は、下記化学式
    2で表されることを特徴とする請求項11に記載の化学
    増幅型フォトレジスト組成物。 【化3】 (上式において、R1は炭素数1〜20の脂肪族炭化水
    素基を表し、R2とR5はt−ブチルまたはテトラヒドロ
    ピラニル基を表し、R3は水素原子、メチル、エチル、
    n−ブチルまたは2−ヒドロキシエチル基を表し、R4
    は水素原子またはメチル基を表し、また、k、l、m、
    n及びpは整数を表す。また、k/(k+l+m+n+
    p)は0.1〜0.5であり、l/(k+l+m+n+
    p)は0.1〜0.5であり、m/(k+l+m+n+
    p)は0.0〜0.5であり、n/(k+l+m+n+
    p)は0.0〜0.3であり、p/(k+l+m+n+
    p)は0.0〜0.4である。なおかつ前記重合体の重
    量平均分子量は3,000〜100,000である。)
  14. 【請求項14】 前記R1は、炭素数7〜20の脂肪族
    環式炭化水素基であることを特徴とする請求項13に記
    載の化学増幅型フォトレジスト組成物。
  15. 【請求項15】 前記光酸発生剤は、トリアリールスル
    ホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩またはスルホン
    酸塩であることを特徴とする請求項11に記載の化学増
    幅型フォトレジスト組成物。
  16. 【請求項16】 前記感光性重合体の重量を基準とし1
    〜50重量%の溶解抑制剤をさらに含むことを特徴とす
    る請求項11に記載の化学増幅型フォトレジスト組成
    物。
  17. 【請求項17】 前記溶解抑制剤は、炭素数1〜40の
    炭化水素化合物に、酸により化学反応を起こす−CH
    (COOR22(ここで、R2は炭化水素または炭化水
    素誘導体である。)を作用基として有する化合物、酸に
    より化学反応を起こす基を作用基として有するトリシク
    ロデカン誘導体、あるいは酸により化学反応を起こす基
    を作用基として有するサルササポゲニン誘導体であるこ
    とを特徴とする請求項16に記載の化学増幅型フォトレ
    ジスト組成物。
  18. 【請求項18】 前記炭素数1〜40の炭化水素化合物
    に、酸により化学反応を起こす−CH(COOR2
    2(ここで、R2は炭化水素または炭化水素誘導体であ
    る。)を作用基として有する化合物は、下記化学式3で
    表されることを特徴とする請求項17に記載の化学増幅
    型フォトレジスト組成物。 【化4】 (上式において、jは1または2を表し、R6は炭素数
    1〜40の炭化水素化合物を表し、R2はt−ブチル、
    テトラヒドロピラニルまたはトリメチルシリル基を表
    す。)
  19. 【請求項19】 前記R6はシクロヘキシル、ジメチル
    シクロへキシル、キシレニルまたはナフタレニルメチル
    基であることを特徴とする請求項18に記載の化学増幅
    型フォトレジスト組成物。
  20. 【請求項20】 前記トリシクロデカン誘導体はビス
    (t−ブトキシカルボニルオキシメチル)トリシクロデ
    カン、またはビス(テトラヒドロピラニルオキシメチ
    ル)トリシクロデカンであり、前記サルササポゲニン誘
    導体はt−ブトキシカルボニルサルササポゲニンまたは
    テトラヒドロピラニルサルササポゲニンであることを特
    徴とする請求項17に記載の化学増幅型フォトレジスト
    組成物。
  21. 【請求項21】 前記感光性重合体の重量を基準とし
    0.01〜2.0重量%の有機塩基をさらに含むことを
    特徴とする請求項11に記載の化学増幅型フォトレジス
    ト組成物。
  22. 【請求項22】 前記有機塩基は、トリエチルアミン、
    トリイソブチルアミン、トリイソオクチルアミン、ジエ
    タノールアミンまたはトリエタノールアミンであること
    を特徴とする請求項21に記載の化学増幅型フォトレジ
    スト組成物。
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