JP2942167B2 - レジスト材料及びこれを用いたパターン形成方法 - Google Patents

レジスト材料及びこれを用いたパターン形成方法

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JP2942167B2
JP2942167B2 JP7049097A JP4909795A JP2942167B2 JP 2942167 B2 JP2942167 B2 JP 2942167B2 JP 7049097 A JP7049097 A JP 7049097A JP 4909795 A JP4909795 A JP 4909795A JP 2942167 B2 JP2942167 B2 JP 2942167B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用発明】本発明は半導体素子等の製造に於
いて使用されるレジスト材料に関する。詳しくは露光エ
ネルギー源として紫外線、特に300 nm以下の遠紫外光、
例えばKrFエキシマレーザ光等を用いてポジ型のパタ
ーンを形成する際のレジスト材料及びパターン形成方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高密度集積化に
伴い、微細加工、中でもフォトリソグラフィに用いられ
る露光装置のエネルギー源は益々、短波長化し、今では
遠紫外光(300 nm以下)、KrFエキシマレーザ光(24
8.4 nm)等が検討されている。しかしながらこれ等波長
に適した実用性の高いレジスト材料は未だ適当なものが
見出されていない。
【0003】例えば、KrFエキシマレーザ光や遠紫外
光を光源とするレジスト材料として248.4nm付近
の光に対する透過性が高いポリマーと分子内にジアゾジ
ケト基を有する感光性化合物から成る溶解阻害型のレジ
スト材料が開発されている(例えば、特開平1−809
44号公報;特開平1−154048号公報;特開平1
−155338号公報,特開平1−155339号公
報;特開平1−188852号公報;Y.Taniら,
Proc.SPIE,1086,22(1989年)
等)。しかし、これ等の溶解阻害型レジスト材料は共通
して感度が低く、高感度レジスト材料が要求される遠紫
外光、KrFエキシマレーザ光用途には使用出来ない。
又、近年、露光エネルギー量を低減させる方法(高感度
化)として露光により発生した酸を媒体とする化学増幅
型のレジスト材料が提案され[H.Itoら,Poly
m.Eng.Sci.,23,1012(1983
年)]、これに関して種々の報告がなされている(例え
ば、H.Itoら,米国特許第4491628号明細書
(1985);特公平2−27660号公報;J.C.
Crivelloら,米国特許第4603101号(1
986);特開昭62−115440号 公報;W.
R.Brunsvoltら,Proc.SPIE,10
86,357(1989年);T.X.Neenan
ら,Proc.SPIE,1086,2(1989
年);R.G.Tarasconら,SPE Regi
onal Conference Technical
Papers,Ellenville,N.Y.19
88年,p.11;特開平2−25850号公報;Y.
Jianら,Polym.Mater.Sci.&En
g.,66,41(1992年)等)。しかしながら、
これ等既存の化学増幅型レジスト材料は使用されるポリ
マーが、例えばポリ(p−tert−ブトキシカルボニ
ルオキシスチレン)、ポリ(p−tert−ブトキシス
チレン)、ポリ(p−tert−ブトキシカルボニルオ
キシ−α−メチルスチレン)、ポリ(p−tert−ブ
トキシ−α−メチルスチレン)、ポリ(p−イソプロペ
ニルフェノキシ酢酸tert−ブチル)、ポリ(p−t
ert−ブトキシカルボニルオキシスチレン/スルホ
ン)、ポリ(p−テトラヒドロピラニルオキシスチレ
ン)、ポリ{p−(1−メトキシエトキシ)スチレ
ン}、ポリ{p−(1−フェノキシエトキシ)スチレ
ン}等のフェノールエーテル系ポリマーの場合には何れ
も基板との密着性が不良の為に現像の際に膜剥がれし易
く、又、耐熱性も乏しく良好なパターンが得られないと
いう欠点を有している。又、カルボン酸系のポリマー、
例えばポリ(p−ビニル安息香酸tert−ブチル)や
ポリ(p−ビニル安息香酸テトラヒドロピラニル)等の
場合にはベンゾイル基に起因して248.4nm付近の
光透過性が不十分な為に解像性が不良であったり、ポリ
(メタクリル酸tert−ブチル)の場合にはポリマー
の耐熱性及びドライエッチング耐性が乏しい等の問題点
を夫々有している。
【0004】この他、ケイ素含有ポリマーを用いたレジ
スト材料も開示されている(例えば、特公平3-44290号
公報等)が、例えばポリ(p-トリメチルシリルオキシス
チレン)やポリ(p-tert−ブチルジメチルシリルオキシ
スチレン)を使用した場合、感度が低い、ケイ素含有の
為アッシングで完全には除去出来ない等の問題があり実
用化は困難である。
【0005】更に、最近になって上記の欠点を改良した
化学増幅型レジスト材料として、ポリ(p-tert−ブトキ
シカルボニルオキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン)
を用いたレジスト材料(特開平2-209977号公報;特開平
3-206458号公報)、ポリ(p-テトラヒドロピラニルオキ
シスチレン/p-ヒドロキシスチレン)を用いたレジスト
材料(特開平2-19847号公報;特開平2-161436号公報;
特開平3-83063号公報)、ポリ(p-tert−ブトキシスチ
レン/p-ヒドロキシスチレン)を用いたレジスト材料
[特開平2-62544号公報;特開平4-211258号公報(米国
特許第 5,350,660号明細書)]等が報告されている。し
かしながら、これ等ポリマーを使用したレジスト材料は
共通して、近年実用化に際して議論されているDelay Ti
meの問題(レジスト塗布から露光迄の間、又は露光から
加熱処理(PEB)迄の間の時間経過により寸法が変動し
たり、パターン形状が劣化する問題)を抱えている。
【0006】また、この他に保護基としてアセタール基
やケタール基を導入したポリマーを用いたレジスト材料
(例えば、特開平2-19847号公報;特開平2-161436号公
報;特開平4-219757号公報;特開平5-281745号公報;特
開平5-249682号公報)等が報告されている。しかしなが
ら、例えばポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒ
ドロキシスチレン)、ポリ(p-1-メトキシエトキシスチ
レン/p-ヒドロキシスチレン)、ポリ(p-1-メトキシ−
1-メチルエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン)、
ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシス
チレン/メタクリル酸メチル)又はポリ(p-1-エトキシ
エトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/フマロニト
リル)等を用いたこれ等レジスト材料は貯蔵安定性が不
良であったり、デフォーカスでの寸法、形状の劣化が大
きく、フォーカスマージンが小さいという問題があり、
安定してレジストパターンを形成することは困難であ
る。また、スカム(現像時の溶け残り)が生じたり、マ
スクリニアリティも不良である等の問題点を有してい
る。特開平3-282550号公報ではポリ(p-1-メトキシ−1-
メチルエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン)とジ
フェニルヨードニウム塩とから成るレジスト材料を開示
しているがこの場合には上記問題点の他に基板密着性不
良やDelay Timeの問題を更に抱えている。更に本発明に
係るポリマー、例えばポリ(p-1-エトキシエトキシスチ
レン/p-ヒドロキシスチレン/p-tert−ブトキシスチレ
ン)を使用したレジスト材料も報告(特開平6-194842号
公報)されている。しかし、ここに記載されているレジ
スト材料は何れも電子線ビーム用のレジスト材料であ
り、この材料を紫外線、例えばKrFエキシマレーザ光
で露光した場合、パターンの底部(裾の部分)の解像性
が不十分であったり、スカム(現像時の溶け残り)が生
じる為にエッチング時にスカムが転写されるという問題
を抱えている。
【0007】
【発明が解決しようとする問題点】この様に化学増幅型
レジスト材料は従来のレジスト材料と比べて高感度化さ
れたにもかかわらず、ポリマーの耐熱性が乏しい、基板
との密着性が不良である、248.4 nm付近の光透過性が不
十分である、解像性能が不十分である、経時的にパター
ン寸法が変動したり、パターン形状が劣化する、貯蔵安
定性が不良である、フォーカスマージンが不足してい
る、マスクリニアリティが不良である、或はパターン形
状で裾引きやスカムが残る等の問題点を有し、実用化は
難しい。従って、これ等問題点を改善した実用的な高感
度レジスト材料が渇望されている現状にある。
【0008】
【発明の目的】本発明は上記した如き状況に鑑みなされ
たもので、紫外線、特に300 nm以下の遠紫外光、KrF
エキシマレーザ光等に対し高い透過性を有し、これ等光
源による露光や電子線、軟X線照射に対して高い感度を
有し、耐熱性及び基板との密着性が極めて優れ、高解像
性能を有し、パターン寸法が経時変動せずに精度の高い
パターンが得られ、貯蔵安定性に優れ、広いフォーカス
マージンを有し、良好なマスクリニアリティを有し、且
つ裾引きやスカムのない矩形のパターン形状が得られる
実用的なレジスト材料及びこれを用いたパターン形成方
法を提供することを目的とする。
【0009】
【発明の構成】上記目的を達成する為、本発明は下記の
構成から成る。 『(1)下記一般式[1]
【0010】
【化13】
【0011】[式中、Rは水素原子又はメチル基を表
し、R及びRは夫々独立して水素原子又は炭素数1
〜6の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基又は炭素数
1〜6の直鎖状又は分枝状のハロアルキル基を表し(但
し、R及びRが共に水素原子の場合は除く。)、ま
た、RとRで炭素数2〜5のメチレン鎖を形成して
いても良く、Rは炭素数1〜10の直鎖状、分枝状又
は環状のアルキル基、炭素数1〜6の直鎖状、分枝状又
は環状のハロアルキル基、アセチル基、又はアラルキル
基を表し、Rは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜
6の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基、炭素数1〜
6の直鎖状、分枝状又は環状のアルコキシ基、テトラヒ
ドロピラニルオキシ基、テトラヒドロフラニルオキシ
基、tert−ブトキシカルボニルオキシ基、tert
−ブトキシカルボニルメトキシ基、又はアセチルオキシ
基を表し、k、r及びmは夫々独立して自然数を表す
(但し、0.10≦(k+m)/(k+r+m)≦0.
90で且つ0.01≦m/(k+r+m)≦0.25で
ある。]で示されるポリマーと、下記一般式[2]で示
される感光性化合物、一般式[6]で示される感光性化
合物、一般式[9]で示される感光性化合物及び一般式
[12]で示される感光性化合物から成る群より選ばれ
た1種以上の感光性化合物と、これらを溶解可能な溶剤
とを主成分とする300nm以下の遠紫外線用レジスト
材料。 [式中、R は炭素数1〜10の直鎖状、分枝状又は環
状のアルキル基又は炭素数1〜10のハロアルキル基を
表し、R は炭素数1〜10の直鎖状、分枝状又は環状
のアルキル基、炭素数1〜10のハロアルキル基又はフ
ェネチル基を表し、Zはスルホニル基又はカルボニル基
を表す。] [式中、R 13 は一般式[7] {式中、R 14 、R 15 及びR 16 は夫々独立して水素
原子又はハロゲン原子を表し、pは0又は1〜3の整数
を表す。}で示される基、又は一般式[8] {式中、R 17 、R 18 、R 19 、R 20 及びR 21
夫々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5の
直鎖状又は分枝状のアルキル基、炭素数1〜5の直鎖状
又は分枝状のアルコキシ基、トリフルオロメチル基、水
酸基、トリフルオロメトキシ基又はニトロ基を表す。}
で示される基を表す。] [式中、R 13 は前記と同じであり、R 22 は水素原
子、水酸基又は一般式[10] {式中、R 13 は前記と同じである。}で示される基を
表し、R 23 は炭素数1〜5の直鎖状又は分枝状のアル
キル基又は一般式[11] {式中、R 24 及びR 30 は夫々独立して水素原子、ハ
ロゲン原子、炭素数1〜5の直鎖状又は分枝状のアルキ
ル基、炭素数1〜5の直鎖状又は分枝状のアルコキシ
基、又は前記一般式[10]を表す。}で示される基を
表す。] [式中、R 25 は炭素数1〜4の直鎖状又は分枝状のア
ルキル基、フェニル基、置換フェニル基、又はアラルキ
ル基を表し、R26は水素原子、ハロゲン原子、炭素数
1〜6の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基を表し、
27 は炭素数1〜8の直鎖状又は分枝状のパーフルオ
ロアルキル基、炭素数1〜8の直鎖状、分枝状又は環状
のアルキル基、1−ナルチル基、2−ナルチル基、10
−カンファー基、フェニル基、トリル基、2,5−ジク
ロルフェニル基、1,3,4−トリクロルフェニル基、
又はトリフルオロメチルフェニル基を表す。]
【0012】(2)前記(1)に記載のレジスト材料を
基板上に塗布する工程と、加熱処理の後、マスクを介し
て300 nm以下の光で露光する工程と、必要に応じて加熱
処理した後、現像液を用いて現像する工程と、から成る
パターン形成方法。』
【0013】一般式[1]に於て、R2、R3及びR5
示される炭素数1〜6のアルキル基、及びR2、R3及び
4で示される炭素数1〜6のハロアルキル基のアルキ
ル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられる(直鎖状、
分枝状又は環状の何れにても可)。R4で示される炭素
数1〜10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、
プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプ
チル基、オクチル基、ノニル基、デシル基が挙げられる
(直鎖状、分枝状又は環状の何れにても可)。R5で示
される炭素数1〜6のアルコキシ基としては、メトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチル
オキシ基、ヘキシルオキシ基が挙げられる(直鎖状、分
枝状又は環状の何れにても可)。R2、R3及びR4で示
される炭素数1〜6のハロアルキル基のハロゲン原子、
及びR5で示されるハロゲン原子としては、塩素、臭
素、フッ素、ヨウ素が挙げられる。又、R4で示される
アラルキル基としては、例えばベンジル基、フェネチル
基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基、メチルフ
ェネチル基、エチルベンジル基等が挙げられる。
【0014】本発明のレジスト材料に用いられる一般式
[1]で示されるポリマーの好ましい例としては、一般
式[1]に於て、Rが水素原子であり、Rが水素原
子又は炭素数1〜6の直鎖状又は分枝状のアルキル基で
あり、Rが炭素数1〜6の直鎖状又は分枝状のアルキ
ル基であり、Rが炭素数1〜10の直鎖状又は分枝状
のアルキル基であり、Rが水素原子、炭素数1〜6の
直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基、炭素数1〜6の
直鎖状、分枝状又は環状のアルコキシ基、tert−ブ
トキシカルボニルオキシ基、tert−ブトキシカルボ
ニルメトキシ基、テトラヒドロピニルオキシ基、又はア
セチルオキシ基であるものが挙げられ、より好ましい例
としてはRが水素原子であり、Rが水素原子又はメ
チル基であり、Rがメチル基又はエチル基であり、R
が炭素数1〜4の直鎖状又は分枝状のアルキル基であ
り、Rが水素原子、炭素数1〜4の直鎖状、分枝状の
アルキル基又は炭素数1〜4の直鎖状又は分枝状のアル
コキシ基、tert−ブトキシカルボニルオキシ基、t
ert−ブトキシカルボニルメトキシ基、又はアセチル
オキシ基が挙げられる。
【0015】本発明に係る一般式[1]で示されるポリ
マーは微量の酸で容易に脱離し得る一般式[13]
【0016】
【化14】
【0017】(式中、R2、R3及びR4は前記と同
じ。)で示される官能基、即ち、アルコキシアルコキシ
基、ハロアルコキシアルコキシ基又はアラルキルオキシ
アルコキシ基を有するモノマー単位、即ち、一般式[1
4]
【0018】
【化15】
【0019】(式中、R1、R2、R3及びR4は前記と同
じ。)で示されるモノマー単位と、露光部の現像速度を
抑制してマスクリニアリティを良好にし、近接効果の影
響を抑制し得るモノマー単位、即ち、一般式[15]
【0020】
【化16】
【0021】(式中、R1及びR5は前記と同じ。)で示
されるモノマー単位とを含んで成る点に最大の特徴を有
する。特に一般式[13]で示される官能基は既存の t
ert-ブトキシカルボニルオキシ基、tert-ブトキシ基、
テトラヒドロピラニルオキシ基、tert-ブトキシカルボ
ニルメチルオキシ基等の官能基と比較して酸の作用で極
めて脱離し易い為、解像性能の向上及びパターン寸法維
持の点で極めて有利である。又、一般式[15]で示さ
れるモノマー単位は前記の一般式[13]で示される官
能基を有する一般式[14]で示されるモノマー単位が
保有していないフォーカスマージンの向上、マスクリニ
アリティの不良改善に極めて有効である。更にポリマー
の耐熱性の向上にも寄与するところがある。
【0022】一般式[14]で示されるモノマー単位
は、具体的にはp-又はm-ヒドロキシスチレン誘導体、p-
又はm-ヒドロキシ−α−メチルスチレン誘導体等のモノ
マーに起因するものであるがそれ等のモノマーの具体例
としては、例えば、p-又はm-1-メトキシ−1-メチルエト
キシスチレン、p-又はm-1-ベンジルオキシ−1-メチルエ
トキシスチレン、p-又はm-1-エトキシエトキシスチレ
ン、p-又はm-1-メトキシエトキシスチレン、p-又はm-1-
n-ブトキシエトキシスチレン、p-又はm-1-イソブトキシ
エトキシスチレン、p-又はm-1-(1,1-ジメチルエトキ
シ)−1-メチルエトキシスチレン、p-又はm-1-(1,1-ジ
メチルエトキシ)エトキシスチレン、p-又はm-1-(2-ク
ロルエトキシ)エトキシスチレン、p-又はm-1-(2-エチ
ルヘキシルオキシ)エトキシスチレン、p-又はm-1-エト
キシ−1-メチルエトキシスチレン、p-又はm-1-n-プロポ
キシエトキシスチレン、p-又はm-1-メチル−1-n-プロポ
キシエトキシスチレン、p-又はm-1-エトキシプロポキシ
スチレン、p-又はm-1-メトキシブトキシスチレン、m-又
はp-1-メトキシシクロヘキシルオキシスチレン、m-又は
p-1-アセチルオキシ−1-メチルエトキシスチレン及びこ
れ等p-又はm-ヒドロキシスチレン誘導体と同様の保護基
を有するp-又はm-ヒドロキシ−α−メチルスチレン誘導
体が挙げられる。
【0023】本発明に係るポリマーは上記一般式[1
4]で示されるモノマー単位以外に前記一般式[15]
で示されるモノマー単位及びポリマーの耐熱性及び基板
密着性を良好にする役割を持つ一般式[16]
【0024】
【化17】
【0025】(式中、R1は前記と同じ。)で示される
モノマー単位とを含んで成る共重合体(コポリマー)で
ある。一般式[15]で示されるモノマー単位は、具体
的には例えば、スチレン、p-クロルスチレン、o-、m-又
はp-メチルスチレン、o-、m-又はp-メトキシスチレン、
p-n-ブチルスチレン、p-エトキシスチレン、m-又はp-te
rt−ブトキシスチレン、m-又はp-テトラヒドロピラニル
オキシスチレン、m-又はp-テトラヒドロフラニルオキシ
スチレン、m-又はp-tert-ブトキシカルボニルオキシス
チレン、m-又はp-ビニルフェノキシ酢酸 tert-ブチル、
m-又はp-アセチルオキシスチレン等のモノマー単位及び
これ等スチレン誘導体と同様の置換基を有するα−メチ
ルスチレン誘導体が挙げられる。
【0026】また、前記一般式[16]で示されるモノ
マー単位はフェノール性水酸基を有するモノマーに起因
するものであるが、それ等モノマーの具体例としてはp-
又はm-ビニルフェノール、p-又はm-ヒドロキシ−α−メ
チルスチレン等が挙げられる。
【0027】一般式[1]で示される本発明に係るポリ
マーに於て、上記一般式[14]で示されるモノマー単
位及び一般式[15]で示されるモノマー単位と一般式
[16]で示されるモノマー単位の構成比率としては、
先ず、一般式[14]で示されるモノマー単位と一般式
[15]で示されるモノマー単位との合計がポリマー全
体量に対し10乃至90モル%であることが望ましいが、ポ
リマーの耐熱性、基板との密着性及びマスクリニアリテ
ィを極めて良好にする20乃至70モル%がより好ましい。
【0028】また、一般式[15]で示されるモノマー
単位のポリマー全体量に対する構成比率は、1乃至25モ
ル%が望ましいが、特にマスクリニアリティを良好に
し、解像性能の低下を抑制出来る2乃至20モル%がより
好ましい。
【0029】一般式[1]で示される本発明に係るポリ
マーに於て、R1が水素原子であり、R2が水素原子又は
メチル基であり、R3がメチル基又はエチル基であり、
4が炭素数1〜10の直鎖状又は分枝状のアルキル基で
あり、R5が水素原子、炭素数1〜4の直鎖状又は分枝
状のアルキル基、炭素数1〜4の直鎖状又は分枝状のア
ルコキシ基、又はアセチル基で示されるポリマーは原料
となるモノマーが市販品にあり、入手し易く、また、合
成工程数も短く、コスト的にも有利で工業化し易いので
より好ましい。
【0030】本発明に係るポリマーの具体例としては、
例えばポリ[p-(1-メトキシ−1-メチルエトキシ)スチ
レン/p-ヒドロキシスチレン/スチレン]、ポリ[p-
(1-メトキシ−1-メチルエトキシ)スチレン/p-ヒドロ
キシスチレン/p-クロルスチレン]、ポリ[p-(1-メト
キシ−1-メチルエトキシ)スチレン/p-ヒドロキシスチ
レン/p-メチルスチレン]、ポリ[p-(1-メトキシ−1-
メチルエトキシ)スチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-
メトキシスチレン]、ポリ[p-(1-メトキシ−1-メチル
エトキシ)スチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-tert−
ブトキシスチレン]、ポリ[p-(1-メトキシ−1-メチル
エトキシ)スチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-アセチ
ルオキシスチレン]、ポリ[p-(1-ベンジルオキシ−1-
メチルエトキシ)スチレン/p-ヒドロキシスチレン/ス
チレン]、ポリ[p-(1-ベンジルオキシ−1-メチルエト
キシ)スチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-クロルスチ
レン]、ポリ[p-(1-ベンジルオキシ−1-メチルエトキ
シ)スチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-メチルスチレ
ン]、ポリ[p-(1-ベンジルオキシ−1-メチルエトキ
シ)スチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-エトキシスチ
レン]、ポリ[p-(1-ベンジルオキシ−1-メチルエトキ
シ)スチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-tert−ブトキ
シスチレン]、ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/
p-ヒドロキシスチレン/スチレン)、ポリ(p-1-エトキ
シエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-クロル
スチレン)、ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-
ヒドロキシスチレン/p-メチルスチレン)、ポリ(p-1-
エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/m-
メチルスチレン)、ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレ
ン/p-ヒドロキシスチレン/p-メトキシスチレン)、ポ
リ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチ
レン/p-エトキシスチレン)、ポリ(p-1-エトキシエト
キシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-tert−ブトキ
シスチレン)、ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/
p-ヒドロキシスチレン/p-アセチルオキシスチレン)、
ポリ(p-1-メトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシス
チレン/スチレン)、ポリ(p-1-メトキシエトキシスチ
レン/p-ヒドロキシスチレン/p-メチルスチレン)、ポ
リ(p-1-メトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチ
レン/m-メチルスチレン)、ポリ(p-1-メトキシエトキ
シスチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-クロルスチレ
ン)、ポリ(p-1-メトキシエトキシスチレン/p-ヒドロ
キシスチレン/p-メトキシスチレン)、ポリ(p-1-メト
キシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-エト
キシスチレン)、ポリ(p-1-メトキシエトキシスチレン
/p-ヒドロキシスチレン/p-tert−ブトキシスチレ
ン)、ポリ(p-1-メトキシエトキシスチレン/p-ヒドロ
キシスチレン/p-アセチルオキシスチレン)、ポリ(p-
1-n-ブトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン
/p-n-ブチルスチレン)、ポリ(p-1-イソブトキシエト
キシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/o-メトキシスチ
レン)、ポリ{p-[(1,1-ジメチルエトキシ)−1-メチ
ルエトキシ]スチレン/p-ヒドロキシスチレン/m-メト
キシスチレン}、ポリ[p-(1,1-ジメチルエトキシ)−
1-メチルエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/o-
メチルスチレン)、ポリ[m-1-(2-クロルエトキシ)エ
トキシスチレン/m-ヒドロキシスチレン/スチレン]、
ポリ[m-1-(2-エチルヘキシルオキシ)エトキシスチレ
ン/m-ヒドロキシスチレン/m-メチルスチレン]、ポリ
[p-(1-メトキシ−1-メチルエトキシ)−α−メチルス
チレン/p-ヒドロキシ−α−メチルスチレン/スチレ
ン]、ポリ[p-(1-エトキシ−1-メチルエトキシ)スチ
レン/p-ヒドロキシスチレン/p-メチルスチレン]、ポ
リ(p-1-n-プロポキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシ
スチレン/p-メトキシスチレン)、ポリ[p-(1-メチル
−1-n-プロポキシエトキシ)スチレン/p-ヒドロキシス
チレン/p-メチルスチレン]、ポリ(m-1-エトキシプロ
ポキシスチレン/m-ヒドロキシスチレン/m-tert−ブト
キシスチレン)、ポリ(p-1-アセチルオキシ−1-メチル
エトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/ p-tert-ブ
トキシスチレン)、ポリ(m-1-エトキシプロポキシスチ
レン/m-ヒドロキシスチレン/p-メチルスチレン)、ポ
リ[m-(1-メトキシ−1-メチルエトキシ)スチレン/m-
ヒドロキシスチレン/m-tert−ブトキシスチレン]、ポ
リ(p-1-メトキシシクロヘキシルオキシスチレン/p-ヒ
ドロキシスチレン/スチレン)、ポリ[p-(1-エトキシ
エトキシ)スチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-テトラ
ヒドロフラニルオキシスチレン]、ポリ[p-(1-エトキ
シエトキシ)スチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-テト
ラヒドロピラニルオキシスチレン]、ポリ[p-(1-メト
キシエトキシ)スチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-テ
トラヒドロピラニルオキシスチレン]、ポリ[p-(1-エ
トキシエトキシ)スチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-
tert−ブトキシカルボニルオキシスチレン]、ポリ[p-
(1-メトキシエトキシ)スチレン/p-ヒドロキシスチレ
ン/p-tert−ブトキシカルボニルオキシスチレン]、ポ
リ[p-(1-メトキシ−1-メチルエトキシ)スチレン/p-
ヒドロキシスチレン/p-tert−ブトキシカルボニルオキ
シスチレン]、ポリ[p-(1-エトキシエトキシ)スチレ
ン/p-ヒドロキシスチレン/p-ビニルフェノキシ酢酸 t
ert-ブチル]、ポリ[p-(1-メトキシエトキシ)スチレ
ン/p-ヒドロキシスチレン/p-ビニルフェノキシ酢酸 t
ert-ブチル]、ポリ[m-(1-エトキシエトキシ)スチレ
ン/m-ヒドロキシスチレン/m-tert−ブトキシカルボニ
ルオキシスチレン]、ポリ[m-(1-エトキシエトキシ)
スチレン/m-ヒドロキシスチレン/m-tert−ブトキシス
チレン]、ポリ[m-(1-メトキシエトキシ)スチレン/
m-ヒドロキシスチレン/m-tert−ブトキシスチレン]、
ポリ[p-(1-メトキシブトキシ)スチレン/p-ヒドロキ
シスチレン/スチレン]等が挙げられるが、勿論これ等
に限定されるものではない。
【0031】本発明に係るポリマーは、例えば下記a)
〜f)に示す6種の方法により容易に得る事が出来る。 a)方法−1 下記一般式[17]
【0032】
【化18】
【0033】(式中、R1は前記と同じ。)で示される
モノマーと、任意の量の下記一般式[18]
【0034】
【化19】
【0035】(式中、R1は前記と同じであり、R28
水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6の直鎖状、分枝
状又は環状のアルキル基、又は炭素数1〜3の直鎖状又
は分枝状のアルコキシ基を表す。)で示されるモノマー
とを、ポリマー製造法の常法に従い、例えばラジカル重
合開始剤[例えば、2,2'−アゾビスイソブチロニトリ
ル、2,2'−アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、
2,2'−アゾビス(2-メチルプロピオン酸メチル)、2,2'
−アゾビス(2-メチルプロピオン酸エチル)、2,2'−ア
ゾビス(2-メチル酪酸メチル)等のアゾ系重合開始剤や
過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル等の過酸化物系重
合開始剤等]の存在下、トルエン、1,4-ジオキサン、1,
2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、iso-プロパ
ノール、2-メトキシプロパノール、1,3-ジオキソラン、
酢酸エチル、メチルエチルケトン等の有機溶剤中で窒素
又はアルゴン気流中、50〜 110℃で1〜10時間重合反応
させる。重合触媒としては溶解性が高い為低分子量のポ
リマーが得られ易く、又、安全性や毒性の点で有利な非
ニトリル系の2,2'−アゾビス(2-メチルプロピオン酸メ
チル)、2,2'−アゾビス(2-メチルプロピオン酸エチ
ル)、2,2'−アゾビス(2-メチル酪酸メチル)がより好
ましい。又、この他にブチルリチウム等の触媒下、極低
温で反応させるアニオン重合を行っても良い。反応後は
高分子取得法の常法に従って後処理を行って、下記一般
式[19]
【0036】
【化20】
【0037】[式中、R1、R28及びmは前記と同じで
あリ、qは自然数を表す(但し、0.75≦q≦0.99であ
る。)。]で示されるコポリマーを単離する。次いでこ
のコポリマーをテトラヒドロフラン、アセトン、メタノ
ール、エタノール、iso-プロパノール、n-プロパノー
ル、n-ブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノー
ル、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソラン等の有機溶剤
中、適当な酸[例えば、硫酸、リン酸、塩酸、臭化水素
酸等のルイス酸、p-トルエンスルホン酸、マロン酸、シ
ュウ酸等の有機酸が好ましい。]と30〜110℃で1〜20
時間反応させて、官能基であるtert-ブチル基を完全に
脱離させる。反応後は高分子取得法の常法に従って後処
理を行って、下記一般式[20]
【0038】
【化21】
【0039】(式中、R1、R28、q及びmは前記と同
じ。)で示されるヒドロキシスチレンコポリマーを単離
する。更にこのコポリマーと任意の量の下記一般式[2
1]
【0040】
【化22】
【0041】(式中、R3及びR4は前記と同じ。)で示
されるビニルエーテル化合物又はイソプロペニルエーテ
ル化合物とを、テトラヒドロフラン、アセトン、メチル
エチルケトン、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソラン、塩
化メチレン、1,2-ジメトキシエタン、エチルエーテル、
酢酸エチル等の有機溶剤中、適当な触媒[例えば、硫
酸、塩酸、オキシ塩化燐、p-トルエンスルホン酸、クロ
ルスルホン酸・ピリジン塩、硫酸・ピリジン塩、p-トル
エンスルホン酸・ピリジン塩等]の存在下、10〜 100℃
で1〜30時間反応させ、上記一般式[13]で示される
官能基を任意の割合で化学的に導入させ、次いで高分子
取得法の常法に従って後処理を行い、目的とするポリマ
ーを単離する。
【0042】b)方法−2 上記一般式[17]で示されるモノマーを方法−1と同
様の操作法により重合させた後、高分子取得法の常法に
従って後処理を行い、下記一般式[22]
【0043】
【化23】
【0044】(式中、x=q+m、R1は前記と同
じ。)で示されるホモポリマーを単離する。次いでこの
ホモポリマーをテトラヒドロフラン、アセトン、1,4-ジ
オキサン、1,3-ジオキソラン、メタノール、エタノー
ル、n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノー
ル、sec-ブタノール、 tert-ブタノール等の有機溶剤
中、適当な酸[例えば、硫酸、リン酸、塩酸、臭化水素
酸等のルイス酸、p-トルエンスルホン酸、マロン酸、シ
ュウ酸等の有機酸が好ましい。]と30〜100℃で1〜10
時間反応させて官能基である tert-ブチル基を任意の割
合で脱離させる。反応後は高分子取得法の常法に従って
後処理を行い、下記一般式[23]
【0045】
【化24】
【0046】(式中、R1、m及びqは前記と同じ。)
で示されるヒドロキシスチレンコポリマーを単離する。
更にこのコポリマーに方法−1と同様の操作法により上
記一般式[13]で示される官能基を導入させた後、高
分子取得法の常法に従って後処理を行い、目的とするポ
リマーを単離する。
【0047】c)方法−3 下記一般式[24]
【0048】
【化25】
【0049】(式中、R1は前記と同じ。)で示される
モノマーと、任意の量の上記一般式[18]で示される
モノマーとを、方法−1と同様の操作法に従って重合反
応させた後、高分子取得法の常法に従って後処理を行
い、下記一般式[25]
【0050】
【化26】
【0051】(式中、R1、R28、m及びqは前記と同
じ。)で示されるコポリマーを単離する。次いでこのコ
ポリマーをテトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,3-
ジオキソラン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、
n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノール、se
c-ブタノール、 tert-ブタノール、水等の溶剤中、出来
れば窒素気流中で適当な塩基[例えば、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、アンモニア水、ヒドロキシルアミ
ン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液等が
好ましい。]、又は適当な酸[例えば、硫酸、塩酸、臭
化水素酸、p-トルエンスルホン酸等が好ましい。]の存
在下、10〜120℃で30分〜20時間反応させて官能基のア
セチル基を完全に脱離させる。反応後は高分子取得法の
常法に従って後処理を行い、下記一般式[26]
【0052】
【化27】
【0053】(式中、R1、R28、m及びqは前記と同
じ。)で示されるヒドロキシスチレンコポリマーを単離
する。更にこのコポリマーに方法−1と同様の操作法に
より上記一般式[13]で示される官能基を導入させ、
高分子取得法の常法に従って後処理を行い、目的のポリ
マーを単離する。
【0054】d)方法−4 上記一般式[24]で示されるモノマーを方法−1と同
様の操作法により重合させた後、高分子取得法の常法に
従って後処理を行い、下記一般式[27]
【0055】
【化28】
【0056】(式中、R1及びxは前記と同じ。)で示
されるホモポリマーを単離する。次いでこのホモポリマ
ーをテトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキ
ソラン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、n-プロ
パール、iso-プロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノ
ール、tert-ブタノール、水等の溶剤中、出来れば窒素
気流中、適当な塩基[例えば、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、アンモニア水、ヒドロキシルアミン、テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液等が好まし
い。]、又は適当な酸[例えば、硫酸、塩酸、リン酸、
臭化水素酸、p-トルエンスルホン酸等が好ましい。]の
存在下、10〜100℃で30分〜10時間反応させて官能基で
あるアセチル基を任意の割合で脱離させる。反応後は高
分子取得法の常法に従って後処理を行い、下記一般式
[28]
【0057】
【化29】
【0058】(式中、R1、q及びmは前記と同じ。)
で示されるヒドロキシスチレンコポリマーを単離する。
更にこのコポリマーに方法−1と同様の操作法により上
記一般式[13]で示される官能基を導入させた後、高
分子取得法の常法に従って後処理を行い、目的とするポ
リマーを単離する。
【0059】e)方法−5 上記一般式[17]で示されるモノマーと、任意の量の
上記一般式[24]で示されるモノマーとを、方法−1
と同様の操作法により重合反応させ、反応後は高分子取
得法の常法に従って行い、下記一般式[29]
【0060】
【化30】
【0061】(式中、R1、q及びmは前記と同じ。)
で示されるコポリマー、又は下記一般式[30]
【0062】
【化31】
【0063】(式中、R1、q及びmは前記と同じ。)
で示されるコポリマーを単離する。次いでこのコポリマ
ーをテトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキ
ソラン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、n-プロ
パノール、iso-プロパノール、n-ブタノール、sec-ブタ
ノール、tert-ブタノール、水等の溶剤中、出来れば窒
素気流中で適当な塩基[例えば、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、アンモニア水、ヒドロシキルアミン、テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液等が好まし
い。]存在下、10〜120℃で30分〜20時間反応させて官
能基であるアセチル基を完全に脱離させる。反応後は高
分子取得法の常法に従って行い、上記一般式[23]で
示されるヒドロキシスチレンコポリマーを単離する。以
下、このコポリマーを方法−2と同様に操作して目的の
ポリマーを単離する。
【0064】f)方法−6 上記の方法−2で得た一般式[22]、又は方法−4で
得た一般式[27]で示されるホモポリマーを夫々、テ
トラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソラ
ン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、n-プロパノ
ール、iso-プロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノー
ル、tert-ブタノール、水等の溶剤中、適当な酸[例え
ば、硫酸、塩酸、リン酸、臭化水素酸、p-トルエンスル
ホン酸、マロン酸、シュウ酸等が好ましい。]存在下で
10〜70℃で30分〜10時間反応させて官能基であるtert-
ブチル基又はアセチル基を完全に脱離させる。反応後は
高分子取得法の常法に従って行い、下記一般式[31]
【0065】
【化32】
【0066】(式中、R1及びxは前記と同じ。)で示
されるヒドロキシスチレンポリマーを単離する。次いで
このホモポリマーをテトラヒドロフラン、1,4-ジオキサ
ン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、アセトン、塩化
メチレン、1,3-ジオキソラン、メタノール、エタノー
ル、n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノー
ル、sec-ブタノール、 tert-ブタノール、塩化メチレン
等の有機溶剤中、適当な塩基(例えば、水酸化カリウ
ム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、トリエチルアミン、N-メチル2-ピロリドン、ピペリ
ジン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液
等]又は適当な酸[例えば、硫酸、塩酸、リン酸、オキ
シ塩化燐、p-トルエンスルホン酸、クロルスルホン酸・
ピリジン塩、p-トルエンスルホン酸・ピリジン塩、硫酸
・ピリジン塩等]の存在下、任意の量の水酸基の保護基
剤、例えば二炭酸 ジtert−ブチル、2,3-ジヒドロフラ
ン、2,3-ジヒドロピラン、モノクロル酢酸 tert-ブチ
ル、塩化アセチル、無水酢酸、イソブテン、ジメチル硫
酸、ヨウ化メチル等と10〜100℃で30分〜30時間反応さ
せ、反応後は高分子取得法の常法に従って後処理を行
い、下記一般式[32]
【0067】
【化33】
【0068】(式中、R29はtert-ブトキシカルボニル
オキシ基、テトラヒドロフラニルオキシ基、テトラヒド
ロピラニルオキシ基、 tert-ブトキシカルボニルメトキ
シ基、アセチル基、tert-ブトキシ基、メトキシ基を表
し、R1は前記と同じ。)で示されるコポリマーを得
る。更にこのコポリマーに方法−1と同様の操作法によ
り上記一般式[13]で示される官能基を導入させた
後、高分子取得法の常法に従って後処理を行い、目的と
するポリマーを単離する。
【0069】本発明に係るポリマーの平均分子量として
はレジスト材料として利用可能なものであれば特に限定
することなく挙げられるが、より好ましい範囲として
は、ポリスチレンを標準とするGPC測定法により求め
た重量平均分子量が通常、1000〜100000程度、より好ま
しくは3000〜50000程度である。
【0070】本発明で用いられる露光により酸を発生す
る感光性化合物(以下、「酸発生剤」と略記する。)と
しては、文字通り露光により酸を発生する感光性化合物
でレジストパターン形成に悪影響を及ぼさないものであ
って、特に248.4nm付近の光透過性が良好でレジ
スト材料の高透明性を維持出来るか、又は露光により2
48.4nm付近の光透過性が高められレジスト材料の
高透明性を維持できる酸発生剤が挙げられる。そのよう
な本発明に於て特に好ましい酸発生剤としては、例えば
下記一般式[2]、一般式[6]、一般式[9]又は一
般式[12]で示される化合物が挙げられる。
【0071】
【化34】
【0072】[式中、R6及びR7は夫々独立して炭素数
1〜10の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基又は炭素
数1〜10のハロアルキル基を表し、Zはスルホニル基又
はカルボニル基を表す。]
【0073】
【0074】
【0075】
【0076】
【0077】
【0078】
【0079】
【化38】
【0080】[式中、R13は一般式[7]
【0081】
【化39】
【0082】{式中、R14、R15及びR16は夫々独立し
て水素原子又はハロゲン原子を表し、pは0又は1〜3
の整数を表す。}で示される基、又は一般式[8]
【0083】
【化40】
【0084】{式中、R17、R18、R19、R20及びR21
は夫々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5
の直鎖状又は分枝状のアルキル基、炭素数1〜5の直鎖
状又は分枝状のアルコキシ基、トリフルオロメチル基、
水酸基、トリフルオロメトキシ基又はニトロ基を表
す。}で示される基を表す。]
【0085】
【化41】
【0086】[式中、R13は前記と同じであり、R22
水素原子、水酸基又は一般式[10]
【0087】
【化42】
【0088】{式中、R13は前記と同じである。}で示
される基を表し、R23は炭素数1〜5の直鎖状又は分枝
状のアルキル基又は一般式[11]
【0089】
【化43】
【0090】{式中、R24及びR30は夫々独立して水素
原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5の直鎖状又は分枝状
のアルキル基、炭素数1〜5の直鎖状又は分枝状のアル
コキシ基、又は前記一般式[10]を表す。}で示され
る基を表す。]
【0091】
【化44】
【0092】[式中、R25は炭素数1〜4の直鎖状又は
分枝状のアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、又
はアラルキル基を表し、R26は水素原子、ハロゲン原
子、炭素数1〜6の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル
基を表し、R27は炭素数1〜8の直鎖状又は分枝状のパ
ーフルオロアルキル基、炭素数1〜8の直鎖状、分枝状
又は環状のアルキル基、1ーナフチル基、2ーナフチル基、
10ーカンファー基、フェニル基、トリル基、2,5-ジクロ
ルフェニル基、1,3,4-トリクロルフェニル基、又はトリ
フルオロメチルフェニル基を表す。]
【0093】一般式[2]に於て、R6及びR7で示され
る炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のハロアル
キル基のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プ
ロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチ
ル基、オクチル基、ノニル基、デシル基が挙げられる
(直鎖状、分枝状又は環状の何れにても可)。
【0094】
【0095】
【0096】
【0097】一般式[7]に於て、R14、R15及びR16
で示されるハロゲン原子としては、塩素、臭素、フッ
素、ヨウ素が挙げられる。
【0098】一般式[8]に於て、R17、R18、R19
20及びR21で示される炭素数1〜5のアルキル基とし
ては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペ
ンチル基が挙げられる(直鎖状又は分枝状の何れにても
可)。炭素数1〜5のアルコキシ基としては、メトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチル
オキシ基が挙げられる(直鎖状又は分枝状の何れにても
可)。又、ハロゲン原子としては、塩素、臭素、フッ
素、ヨウ素が挙げられる。
【0099】一般式[9]に於て、R23で示される炭素
数1〜5のアルキル基としては、メチル基、エチル基、
プロピル基、ブチル基、ペンチル基が挙げられる(直鎖
状又は分枝状の何れにても可)。
【0100】一般式[11]に於て、R24で示される炭
素数1〜5のアルキル基としては、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基が挙げられる
(直鎖状又は分枝状の何れにても可)。炭素数1〜5の
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロ
ポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基が挙げられる
(直鎖状又は分枝状の何れにても可)。また、ハロゲン
原子としては、塩素、臭素、フッ素、ヨウ素が挙げられ
る。
【0101】一般式[12]に於て、R25で示される
炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基が挙げられる(直鎖状又は分
枝状の何れにても可)。R26で示される炭素数1〜6
のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられる
(直鎖状、分枝状又は環状の何れにても可)。R25
示される置換フェニル基としては、トリル基、エチルフ
ェニル基、tert−ブチルフェニル基、クロルフェニ
ル基が挙げられる(置換位置はo−、m−又はp−位の
何れにても可)。R25で示されるアラルキル基として
は、ベンジル基、フェネチル基が挙げられる。R26
示されるハロゲン原子としては、塩素、臭素、フッ素、
ヨウ素が挙げられる。R27で示される炭素数1〜8の
パーフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル
基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロプロピル
基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、
パーフルオロヘキシル基、パーフルオロヘプチル基、パ
ーフルオロオクチル基が挙げられる(直鎖状又は分枝状
の何れにても可)。又、R27で示される炭素数1〜8
のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ペプチル基、
オクチル基、ノニル基、デシル基が挙げられる(直鎖
状、分枝状又は環状の何れにても可)。
【0102】本発明に於て用いられる好ましい酸発生剤
の具体例を挙げると、一般式[2]で示される化合物と
しては、例えば1-シクロヘキシルスルホニル−1-(1,1-
ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1-
ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1-メ
チルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘ
キシルスルホニル)ジアゾメタン、1-シクロヘキシルス
ルホニル−1-シクロヘキシルカルボニルジアゾメタン、
1-ジアゾ−1-シクロヘキシルスルホニル−3,3-ジメチル
ブタン−2-オン、1-ジアゾ−1-メチルスルホニル−4-フ
ェニルブタン−2-オン、1-ジアゾ−1-(1,1-ジメチルエ
チルスルホニル)−3,3-ジメチル−2-ブタノン、1-アセ
チル−1-(1-メチルエチルスルホニル)ジアゾメタン等
が挙げられる。
【0103】
【0104】
【0105】更にまた、一般式[6]で示される化合物
としては、例えば1,2,3-トリス(トリフルオロメタンス
ルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3-トリス(2,2,2-トリ
フルオロエタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3-ト
リス(2-クロルエタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,
2,3-トリス(p-トリフルオロメチルベンゼンスルホニル
オキシ)ベンゼン、1,2,3-トリス(p-ニトロベンゼンス
ルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3-トリス(2,3,4,5,6-
ペンタフルオロベンゼンスルホニルオキシ)ベンゼン、
1,2,3-トリス(p-フルオロベンゼンスルホニルオキシ)
ベンゼン、1,2,3-トリス(メタンスルホニルオキシ)ベ
ンゼン、1,2,4-トリス(p-トリフルオロメチルオキシベ
ンゼンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,4-トリス(2,
2,2-トリフルオロエタンスルホニルオキシ)ベンゼン、
1,3,5-トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,
3,5-トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベ
ンゼン、1,3,5-トリス(2,2,2-トリフルオロエタンスル
ホニルオキシ)ベンゼン、1,3,5-トリス(p-ニトロベン
ゼンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,3,5-トリス(2,3,
4,5,6-ペンタフルオロベンゼンスルホニルオキシ)ベン
ゼン、1,3,5-トリス(p-フルオロベンゼンスルホニルオ
キシ)ベンゼン、1,3,5-トリス(2-クロルエタンスルホ
ニルオキシ)ベンゼン等が挙げられる。
【0106】また、一般式[9]で示される化合物とし
ては、例えば2,3,4-トリス(メタンスルホニルオキシ)
ベンゾフェノン、2,3,4-トリス(トリフルオロメタンス
ルホニルオキシ)ベンゾフェノン、2,3,4-トリス(2-ク
ロルエタンスルホニルオキシ)ベンゾフェノン、2,3,4-
トリス(p-トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキ
シ)ベンゾフェノン、2,3,4-トリス(p-ニトロベンゼン
スルホニルオキシ)ベンゾフェノン、2,3,4-トリス(p-
トリフルオロメトキシベンゼンスルホニルオキシ)ベン
ゾフェノン、2,3,4-トリス(p-フルオロベンゼンスルホ
ニルオキシ)アセトフェノン、2,3,4-トリス(2,3,4,5,
6-ペンタフルオロベンゼンスルホニルオキシ)アセトフ
ェノン、2,3,4-トリス(2-ニトロベンゼンスルホニルオ
キシ)アセトフェノン、2,3,4-トリス(2,5-ジクロルベ
ンゼンスルホニルオキシ)アセトフェノン、2,3,4-トリ
ス(2,3,4-トリクロルベンゼンスルホニルオキシ)アセ
トフェノン、2,2',4,4'-テトラ(メタンスルホニルオキ
シ)ベンゾフェノン、2,2',4,4'-テトラ(2,2,2-トリフ
ルオロエタンスルホニルオキシ)ベンゾフェノン、2,
2',4,4'-テトラ(2-クロルエタンスルホニルオキシ)ベ
ンゾフェノン、2,2',4,4'-テトラ(2,5-ジクロルベンゼ
ンスルホニルオキシ)ベンゾフェノン、2,2',4,4'-テト
ラ(2,4,6-トリメチルベンゼンスルホニルオキシ)ベン
ゾフェノン、2,2',4,4'-テトラ(m-トリフルオロメチル
ベンゼンスルホニルオキシ)ベンゾフェノン等が挙げら
れる。
【0107】そして、一般式[12]で示される化合物
として、例えばトリフェニルスルホニウム・トリフルオ
ロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム・パ
ーフルオロオクタンスルホネート、ジフェニル−p-トリ
ルスルホニウム・パーフルオロオクタンスルホネート、
トリス(p-トリル)スルホニウム・パーフルオロオクタ
ンスルホネート、トリス(p-クロルベンゼン)スルホニ
ウム・トリフルオロメタンスルホネート、トリス(p-ト
リル)スルホニウム・トリフルオロメタンスルホネー
ト、ジメチルフェニルスルホニウム・トリフルオロメタ
ンスルホネート、ジメチルトリルスルホニウム・トリフ
ルオロメタンスルホネート、ジメチルトリルスルホニウ
ム・パーフルオロオクタンスルホネート、トリフェニル
スルホニウム・p-トルエンスルホネート、トリフェニル
スルホニウム・メタンスルホネート、トリフェニルスル
ホニウム・n-ブタンスルホネート、トリフェニルスルホ
ニウム・n-オクタンスルホネート、トリフェニルスルホ
ニウム・1-ナフタレンスルホネート、トリフェニルスル
ホニウム・2-ナフタレンスルホネート、トリフェニルス
ルホニウム・10-カンファースルホネート、トリフェニ
ルスルホニウム・2,5-ジクロルベンゼンスルホネート、
ジフェニルトリルスルホニウム・1,3,4-トリクロルベン
ゼンスルホネート、ジメチルトリルスルホニウム・p-ト
ルエンスルホネート、ジフェニルトリルスルホニウム・
2,5-ジクロルベンゼンスルホネート等が挙げられるがこ
れ等に限定されるものではないことは言うまでもない。
【0108】本発明のレジスト材料の好ましい態様とし
ては、一般式[1]で示されるポリマーと、一般式
[2]で示される酸発生剤、一般式[6]で示される酸
発生剤、一般式[9]で示される酸発生剤及び一般式
[12]で示される酸発生剤から成る群より選ばれた1
種以上の酸発生剤との組合せが挙げられる。2種以上の
酸発生剤を組合せて使用する場合の好ましい例として
は、248.4nm付近の光透過性が良好でレジスト材
料の高透明性が維持出来、PEB温度依存性が少なく、
且つ露光により弱酸を発生する一般式[2]で示される
酸発生剤1種以上と、一定の露光量に対して酸発生効率
が高い、又は強酸を発生する一般式[6]で示される酸
発生剤、一般式[9]で示される酸発生剤、及び一般式
[12]で示される酸発生剤から成る群より選ばれた1
種以上の酸発生剤とを組合せて使用することがパターン
の裾部分の形状改善及びスカム除去の点から特に好まし
い。
【0109】更に好ましくは、一般式[2]で示される
酸発生剤1種以上と、一般式[9]で示される酸発生剤
及び一般式[12]で示される酸発生剤から成る群より
選ばれた1種以上の酸発生剤との組合せである。尚、一
般式[2]で示される酸発生剤1種以上と、一定の露光
量に対して酸発生効率が高い又は強酸を発生する、下記
一般式[3]で示される酸発生剤及び下記一般式[5]
で示される酸発生剤から成る群より選ばれた1種以上の
酸発生剤とを組合せて使用することも可能である。 [式中、R は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5
の直鎖状又は分枝状のアルキル基、炭素数1〜5の直鎖
状又は分枝状のアルコキシ基、又は炭素数1〜5の直鎖
状又は分枝状のハロアルキル基を表し、R は炭素数1
〜10の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基又は炭素
数1〜10のハロアルキル基、又は一般式[4] {式中、R 10 は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜
5の直鎖状又は分枝状のアルキル基、炭素数1〜5の直
鎖状又は分枝状のアルコキシ基、又は炭素数1〜5の直
鎖状又は分枝状のハロアルキル基を表し、nは0又は1
〜3の整数を表す。}で示される基を表す。] [式中、R 11 は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜
5の直鎖状又は分枝状のアルキル基、アラルキル基又は
トリフルオロメチル基を表し、R 12 は炭素数1〜10
の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基、アラルキル
基、炭素数1〜5の 直鎖状又は分枝状のアルコキシ基、
フェニル基又はトリル基を表す。] 上記一般式[3]で
示される化合物としては、例えばビス(p−トルエンス
ルホニル)ジアゾメタン、メチルスルホニル−p−トル
エンスルホニルジアゾメタン、1−ジアゾ−1−(p−
トルエンスルホニル)−3,3−ジメチル−2−ブタノ
ン、ビス(p−クロルベンゼンスルホニル)ジアゾメタ
ン、シクロヘキシルスルホニル−p−トルエンスルホニ
ルジアゾメタン等が挙げられる。 また、上記一般式
[5]で示される化合物としては、例えば1−p−トル
エンスルホニル−1−シクロヘキシルカルボニルジアゾ
メタン、1−ジアゾ−1−(p−トルエンスルホニル)
−3,3−ジメチルブタン−2−オン、1−ジアゾ−1
−ベンゼンスルホニル−3,3−ジメチルブタン−2−
オン、1−ジアゾ−1−(p−トルエンスルホニル)−
3−メチルブタン−2−オン等が挙げられる。
【0110】尚、裾引きやスカムの面で極めて有効な一
般式[12]で示される酸発生剤を単独で使用する場
合、Delay Timeの影響を受けてパターン形状不良を引き
起こす場合があるが、オーバーコート膜を併用する事に
より、この問題を克服出来る。また、一般式[12]で
示される酸発生剤を用いる場合、寸法変動が生じる場合
があるが、例えば一般式[1]で示されるポリマー中の
一般式[15]で示されるモノマー単位の比率を増加さ
せることにより改善できる。
【0111】2種以上の酸発生剤を併用した場合の酸発
生剤の構成比率としては、スカムの残存やパターン裾部
のテールが改善出来、且つDelay Timeの問題
も発生せずに安定したパターン形状、寸法が維持出来
る、一般式[2]で示される酸発生剤100重量部に対
して一般式[6]で示される酸発生剤、一般式[9]で
示される酸発生剤又は一般式[12]で示される酸発生
剤は1〜70重量部、好ましくは10〜50重量部が挙
げられる。
【0112】尚、上記本発明に係る酸発生剤以外の酸発
生剤として従来から種々のトリフェニルスルホニウム塩
及びジフェニルヨードニウム塩(これ等のオニウム塩の
陰イオンとしては、PF6 -、AsF6 -、BF4 -等が挙げ
られる。)及びトリス(トリクロロメチル)−s-トリア
ジン/トリエタノールアミン等が知られているがこれ等
を化学増幅型レジスト材料の酸発生剤として単独で使用
した場合、露光により発生した酸(ルイス酸)が強酸で
あり、且つ揮発性に富んでいる事に起因して、露光後に
レジスト膜表層から揮発したり、アミン等の雰囲気の影
響を極めて受け易く、その結果、露光から現像迄の時間
が経過するに従い、パターン形成で膜張り(T-shape)
が発生したり、パターン形成寸法が大きく変動したり、
又は全くパターン形成が出来ない等の問題が有る、更に
貯蔵中に感度変化したり、全くパターンが形成出来ない
等貯蔵安定性にも問題があるので好ましくない。
【0113】本発明で用いられる溶剤としては、ポリマ
ーと、酸発生剤及び必要に応じて使用される紫外線吸収
剤や界面活性剤等の添加物等とを溶解可能なものであれ
ば何れにても良いが、通常は成膜性が良好で、且つ220
〜400 nm付近に吸収を有しないものがより好ましく用い
られる。具体的にはメチルセロソルブアセテート、エチ
ルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、酢
酸2-エトキシエチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エ
チル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロ
ピオン酸エチル、N-メチル−2-ピロリドン、シクロヘキ
サノン、メチルエチルケトン、2-ヘプタノン、1,4-ジオ
キサン、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジ
エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコ
ールモノイソプロピルエーテル等が挙げられるが、勿論
これ等に限定されるものではない。
【0114】本発明のレジスト材料は、通常前記の3成
分(本発明に係るポリマー、酸発生剤及び溶剤)を主た
る構成成分とするが、必要に応じてこれ等に紫外線吸収
剤[例えば9-ジアゾフルオレン及びその誘導体、1-ジア
ゾ−2-テトラロン、2-ジアゾ−1-テトラロン、9-ジアゾ
-10-フェナントロン、9-(2-メトキシエトキシ)メチル
アントラセン、(2-エトキシエトキシ)メチルアントラ
セン、酢酸 9-アントラセンメチル、プロピオン酸 9ー
アントラセンメチル等が挙げられる。]を添加すること
ももちろん可能である。更にまた通常この分野で使用さ
れる染料、感度調整剤[例えば、ポリビニルピリジン、
ポリ(ビニルピリジン/メタクリル酸メチル)、ピリジ
ン、ピペリジン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド、トリエチルアミン、N-メチル−2-ピロリドン等が挙
げられる。]、可塑剤[例えば、フタル酸ジエチル、フ
タル酸ジブチル、フタル酸ジプロピル等が挙げられ
る。]又は界面活性剤[例えば、ノニオン系界面活性
剤、フッ素含有ノニオン系界面活性剤等が挙げられ
る。]等の中から適宜1種以上をこれ等に添加すること
も任意である。
【0115】本発明に係るレジスト材料を用いてパター
ン形成を行うには、例えば以下の如く行えば良い。本発
明に係るレジスト材料を、例えばシリコンウェハー等の
半導体基板上に厚みが 0.5〜2.0μm程度となるように
塗布(3層の上層として用いる場合には 0.1〜0.5μm
程度)し、これをオーブン中で70〜130℃、10〜30分
間、若しくはホットプレート上で70〜130℃、1〜2分
間プリベークする。次いで目的のパターンを形成するた
めのマスクを上記のレジスト膜上にかざし、例えば300
nm以下の遠紫外光を露光量1〜100mJ/cm2程度となるよ
うに照射した後、ホットプレート上で70〜 150℃、1〜
2分間ベークする。更に、 0.1〜5%テトラメチルアン
モニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液等の現像液を用
い、0.5〜3分程度、浸漬(dip)法、パドル(puddle)
法、スプレー(spray)法等の常法により現像すれば、
基板上に目的のパターンが形成される。
【0116】本発明に係るポリマーと酸発生剤とのレジ
スト材料に於ける混合比としては、ポリマー100重量部
に対して酸発生剤は1〜30重量部、好ましくは1〜20重
量部が挙げられる。又、本発明のレジスト材料中の溶剤
の量としては、本発明に係るポリマーと酸発生剤とを溶
解した結果得られるポジ型レジスト材料を基板上に塗布
する際に支障をきたさない量であれば特に限定されるこ
となく挙げられるが、通常、ポリマー100重量に対して1
00〜2000重量、好ましくは 150〜1000重量が挙げられ
る。
【0117】また、上記した如き各種パターン形成法に
於て用いられる現像液としては、レジスト材料の溶解性
に応じて、露光部と未露光部との溶解度差を大きくさせ
られる様な適当な濃度のアルカリ水溶液を選択すれば良
く、通常0.01〜20%の範囲から選択される。又、使用さ
れるアルカリ水溶液としては、例えばTMAH、コリン、ト
リエタノールアミン等の有機アミン類、例えばNaOH、KO
H等の無機アルカリ類を含む水溶液が挙げられる。
【0118】本発明に係るポリマーは、上記した如く一
般式[13]で示される官能基を有する一般式[14]
で示されるモノマー単位を含んで成ることに起因して、
従来の同種目的で使用されるポリマーに比して、酸の存
在下、より容易に官能基を脱離してアルカリ可溶性にな
り易い性質を有しており、そのため高解像性能を可能に
し、且つ露光から加熱処理(ベーク)迄の時間経過に対
して安定したパターン寸法の維持が可能である。また、
本発明に係るポリマーは、一般式[16]で示されるヒ
ドロキシスチレン単位を含んで成ることに起因して、耐
熱性を有し、ドライエッチング体制を有し、且つ基板と
の密着性にも優れている。更に本発明に係るポリマー
は、一般式[15]で示されるモノマー単位を含んで成
ることに起因して、露光部の現像速度をある程度抑制し
てフォーカスマージンを向上し、マスクリニアリティを
良好にする。又、同時にパターン側壁を滑らかにする効
果も生じる。更にポリマーの耐熱性の向上にも寄与する
ところがある。
【0119】尚、一般式[15]で示されるモノマー単
位の中には、酸の存在下で官能基を脱離してアルカリ現
像液に可溶なヒドロキシスチレン単位に変化するもの
(例えば、アセチルオキシ基、メトキシ基、tert−
ブトキシ基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピ
ラニル基、tert−ブトキシカルボニルオキシ基、t
ert−ブトキシカルボニルメトキシ基等が挙げられ
る。)も含まれているが、本発明に於ては一般式[1
3]で示される官能基を有する一般式[14]で示され
るモノマー単位の方がはるかに速く、容易に酸の作用を
受けて官能基を脱離してヒドロキシスチレン単位にな
る。
【0120】尚、特開平6-194842号公報(EPC公開特許
第 0588544号)で3種のモノマー単位から成るポリマー
例が報告されているが、該特許出願は電子線レジストに
関するものであり、露光エネルギー源として紫外線、特
に 300nm以下の遠紫外光を用いてポジ型のパターンを形
成するレジスト材料に関する本発明とはその目的が異な
る。従って、上記特許出願に記載されたレジスト組成物
を用いて紫外線、例えばKrFエキシマレーザ光により
パターン形成を行っても、パターンの底部(裾の部分)
の解像性が不十分であったり、スカム(現像時の溶け残
り)が生じる為にエッチング時にスカムが転写されると
いう問題が生じ、使用に耐えない。
【0121】本発明は、本発明に係る3種のモノマー単
位から成るポリマーと本発明に係る特定の酸発生剤とを
組合せることにより、遠紫外光、KrFエキシマレーザ
光等を用いたレジストパターン形成に於いてこれまで問
題となっていた種々の問題点を解決し、既に述べた如き
種々の性能を有する、遠紫外光、KrFエキシマレーザ
光に適したレジスト材料の提供を可能にした点に大きな
特徴を有するものである。また、本発明のレジスト材料
は本発明に係る酸発生剤を2種以上組合せて用いた場合
にはレジストパターンの裾部のテールやスカムが解消す
るという効果を有する。この現象は、特により強い酸を
発生する酸発生剤やより酸拡散の大きい酸発生剤がレジ
スト底部まで均質にポリマーの官能基を脱離させる事が
出来る為と考えられる。この観点から、本発明のレジス
ト材料中の酸発生剤として一般式[2]で示される酸発
生剤と、一般式[3]で示される酸発生剤、一般式
[9]で示される酸発生剤又は一般式[12]で示され
る酸発生剤の組合せが特に良好な結果を与える。
【0122】本発明のレジスト材料は遠紫外光、KrF
エキシマレーザ光等の紫外線によるパターン形成に最適
であるが、i線露光、電子線や軟X線照射でも酸が発生
し、化学増幅作用される事が確認されている。従って、
本発明のレジスト材料は化学増幅作用を利用して低露光
量の遠紫外光、KrFエキシマレーザ光、i線光や電子
線或いは軟X線照射法によりパターン形成可能なレジス
ト材料である。
【0123】
【作 用】本発明の作用について具体例で説明すると、
先ず、KrFエキシマレーザ光、遠紫外光等で露光され
た部位は例えば下記式1、式3、式4又は式5で示され
る光反応に従って酸が発生する。
【0124】
【式1】
【0125】
【0126】
【式3】
【0127】
【式4】
【0128】
【式5】
【0129】露光工程に続いて加熱処理すると下記式6
の反応に従って本発明に係るポリマーの特定の官能基
(式6では、1-エトキシエトキシ基として例示。)が酸
により化学変化を受けて水酸基となり、アルカリ可溶性
となって、現像の際、現像液に溶出してくる。
【0130】
【式6】
【0131】他方、未露光部は酸が発生しない為、加熱
処理しても化学変化は起こらず、かえって基板との密着
性強化の目的で用いたポリマーの親水性基部位を酸発生
剤がアルカリ現像液の浸潤から保護する様な作用が発現
する。このように本発明のレジスト材料を用いてパター
ン形成を行った場合には露光部と未露光部との間でアル
カリ現像液に対して大きな溶解度差を生じ、しかも未露
光部のポリマーが基板に対して強い密着性を有している
為、現像時に膜剥がれを引き起こさず、その結果、良好
なコントラストを有したポジ型のパターンが形成され
る。また、前記式6で示されるように露光で発生した酸
は触媒的に作用する為、露光は必要な酸を発生させるだ
けで良く、露光エネルギー量の低減が可能となる。
【0132】以下に実施例、製造例、参考例及び比較例
を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれ
等により何等制約を受けるものではない。尚、実施例及
び比較例で使用される一部の酸発生剤については、例え
ば特開平4-210960号公報(米国特許第 5,216,135号明細
書);特開平4-211258号公報(米国特許第 5,350,660号
明細書;EPC公開特許第 0,440,374号);特開平5-24968
2号公報(EPC公開特許第 0,520,642号);Y.Endo等,Ch
em. Pharm. Bull.,29(12)巻,3753頁(1981年);M.Des
bois 等,Bull. Chim. Soc. France,1974巻,1956頁又
はC.D.Beard等,J. Org. Chem.,38巻,3673頁(1973
年);橋本等,日本化学雑誌,87(10)巻,1069頁(1966
年)等に記載の方法で合成した。
【0133】
【実施例】
製造例1 ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒ
ドロキシスチレン/p-メチルスチレン)の合成 (1)p-tert−ブトキシスチレン 100g(0.567モル)とp
-メチルスチレン 3.54g(0.03モル)に2,2'−アゾビス
(2-メチルプロピオン酸メチル)を添加して1,4-ジオキ
サン中、窒素気流下、80℃で6時間重合反応させた。反
応液を冷却後、メタノール水溶液 5000ml中に注入し
て、晶析させた。析出晶を濾取、メタノール洗浄、減圧
乾燥してポリ(p-tert−ブトキシスチレン/p-メチルス
チレン) 92.3gを白色粉末晶として得た。得られたポ
リマーのp-tert−ブトキシスチレン単位とp-メチルスチ
レン単位の構成比率は1HNMR測定から約95:5であっ
た。又、ポリスチレンを標準としたGPC測定の結果、
重量平均分子量は約 20000であった。
【0134】(2)上記(1)で得たポリ(p-tert−ブトキ
シスチレン/p-メチルスチレン) 70gを1,4-ジオキサ
ンに溶解し濃塩酸 100mlを加えて70〜80℃で4時間撹拌
反応させた。冷却後、反応液を水 5000ml中に注入、晶
析させた。析出晶を濾取、水洗、減圧乾燥してポリ(p-
ヒドロキシスチレン/p-メチルスチレン) 47.6gを白
色粉末晶として得た。得られたポリマーのp-ヒドロキシ
スチレン単位とp-メチルスチレン単位の構成比率は1HNM
R測定から約95:5あった。
【0135】(3)上記(2)で得たポリ(p-ヒドロキシス
チレン/p-メチルスチレン) 15.0gとエチルビニルエ
ーテル 3.5gを1,4-ジオキサン 150mlに溶解し、これに
触媒量のp-トルエンスルホン酸ピリジニウム塩を添加
し、室温で24時間撹拌反応させた。反応後、水 5000ml
中に注入、晶析し、析出晶を濾取、水洗、減圧乾燥して
ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシス
チレン/p-メチルスチレン) 11.5gを白色粉末晶とし
て得た。得られたポリマーのp-1-エトキシエトキシスチ
レン単位とp-ヒドロキシスチレン単位およびp-メチルス
チレン単位の構成比率は1HNMR測定から約35:60:5で
あった。重量平均分子量約 20000(GPC法:ポリスチ
レン標準)。
【0136】製造例2 ポリ(p-1-エトキシエトキシス
チレン/p-ヒドロキシスチレン/スチレン)の合成 (1)p-tert-ブトキシスチレン 81.1g(0.46モル)とス
チレン 4.6g(0.04モル)を用いて製造例1の(1)と同
様にして重合反応及び後処理してポリ(p-tert-ブトキ
シスチレン/p-スチレン) 77.1gを白色粉末晶として
得た。得られたポリマーのp-tert-ブトキシスチレン単
位とスチレン単位の構成比率は1HNMR測定から約92:8
であった。重量平均分子量約 20000(GPC法:ポリス
チレン標準)。
【0137】(2)上記(1)で得たポリ(p-tert-ブトキ
シスチレン/スチレン) 70gを用いて製造例1の(2)
と同様にして反応及び後処理してポリ(p-ヒドロキシス
チレン/スチレン) 44.0gを白色粉末晶として得た。
得られたポリマーのp-ヒドロキシスチレン単位とスチレ
ン単位の構成比率は1HNMRから約92:8であった。
【0138】(3)上記(2)で得たポリ(p-ヒドロキシス
チレン/スチレン) 15.0gとビニルエチルエーテル 3.
2gを用いて製造例1の(3)と同様にして反応及び後処
理してポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロ
キシスチレン/スチレン) 14.1gを白色粉末晶として
得た。得られたポリマーのp-1-エトキシエトキシスチレ
ン単位とp-ヒドロキシスチレン単位及びスチレン単位の
構成比率は1HNMR測定から約32:60:8であった。重量
平均分子量約 20000(GPC法:ポリスチレン標準)。
【0139】製造例3 ポリ(p-1-エトキシエトキシス
チレン/p-ヒドロキシスチレン/p-tert-ブトキシスチ
レン)の合成 (1)p-tert-ブトキシスチレン 17.6gに触媒量の2,2'−
アゾビス(2-メチルプロピオン酸メチル)を添加してis
o-プロパノール中、窒素気流下、80℃で6時間重合反応
させた。反応液を冷却後、メタノール水溶液 1000ml中
に注入して、晶析させ、析出晶を濾取、メタノール洗
浄、減圧乾燥してポリ(p-tert−ブトキシスチレン) 1
6.7gを白色粉末晶として得た。重量平均分子量約 2000
0(GPC法:ポリスチレン標準)。
【0140】(2)上記(1)で得たポリ(p-tert−ブトキ
シスチレン) 15.0gをiso-プロパノールに懸濁し濃塩
酸 15mlを加えて70〜80℃で4時間撹拌反応させた。冷
却後、反応液を水 1000ml中に注入、晶析し、析出晶を
濾取、水洗、減圧乾燥してポリ(p-ヒドロキシスチレン
/p-tert−ブトキシスチレン) 9.6gを白色粉末晶とし
て得た。得られたポリマーのp-ヒドロキシスチレン単位
とp-tert−ブトキシスチレン単位の構成比率は1HNMR測
定から約9:1であった。
【0141】(3)上記(2)で得たポリ(p-ヒドロキシス
チレン/p-tert−ブトキシスチレン)15.7g及びエチル
ビニルエーテル 3.2gを1,4-ジオキサン 140mlに溶解
し、これに触媒量のp-トルエンスルホン酸ピリジニウム
塩を添加し、室温で24時間撹拌反応させた。反応後、水
3000ml中に注入、晶析させ、析出晶を濾取、水洗、減
圧乾燥してポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒ
ドロキシスチレン/p-tert−ブトキシスチレン) 16.0
gを白色粉末晶として得た。得られたポリマーのp-1-エ
トキシエトキシスチレン単位とp-ヒドロキシスチレン単
位及びp-tert−ブトキシスチレン単位の構成比率は1HNM
R測定から約3:6:1あった。重量平均分子量約 2000
0(GPC法:ポリスチレン標準)。
【0142】製造例4 ポリ(p-1-メトキシ−1-メチ
ルエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-tert-
ブトキシスチレン)の合成 製造例3の(2)で得たポリ(p-ヒドロキシスチレン/p-
tert-ブトキシスチレン)15.7gと2-メトキシ−1-プロ
ペン 3.2gをテトラヒドロフラン 120mlに溶解し、これ
に触媒量のオキシ塩化燐を添加し、室温で16時間撹拌反
応させた。反応後、水 5000ml中に注入、晶析させ、析
出晶を濾取、水洗、減圧乾燥してポリ(p-1-メトキシ−
1-メチルエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/ p
-tert-ブトキシスチレン) 14.7gを白色粉末晶として
得た。得られたポリマーのp-1-メトキシ−1-メチルエト
キシスチレン単位とp-ヒドロキシスチレン単位及びp-te
rt-ブトキシスチレン単位の構成比率は1HNMR測定から約
3:6:1であった。重量平均分子量約 20000(GPC
法:ポリスチレン標準)。
【0143】製造例5 ポリ(p-1-エトキシエトキシス
チレン/p-ヒドロキシスチレン/p-メトキシスチレン)
の合成 (1)p-tert-ブトキシスチレン 77.6g(0.44モル)とp-
メトキシスチレン 8.1g(0.06モル)を用いて製造例1
の(1)と同様にして重合反応及び後処理を行い、ポリ
(p-tert-ブトキシスチレン/p-メトキシスチレン) 7
7.1gを白色粉末晶として得た。得られたポリマーのp-t
ert-ブトキシスチレン単位とp-メトキシスチレン単位の
構成比率は1HNMR測定から約88:12であった。重量平均
分子量約 20000(GPC法:ポリスチレン標準)。
【0144】(2)上記(1)で得たポリ(p-tert-ブトキ
シスチレン/p-メトキシスチレン) 68.5gを用いて製
造例1の(2)と同様にして反応及び後処理してポリ(p-
ヒドロキシスチレン/p-メトキシスチレン) 43.9gを
白色粉末晶として得た。得られたポリマーのp-ヒドロキ
シスチレン単位とp-メトキシスチレン単位の構成比率は
1HNMRから約88:12であった。
【0145】(3)上記(2)で得たポリ(p-ヒドロキシス
チレン/p-メトキシスチレン) 15.2gとビニルエチル
エーテル 2.9gを用いて製造例1の(3)と同様にして反
応及び後処理を行い、ポリ(p-1-エトキシエトキシスチ
レン/p-ヒドロキシスチレン/p-メトキシスチレン) 1
4.4gを白色粉末晶として得た。得られたポリマーのp-1
-エトキシスチレン単位とp-ヒドロキシスチレン単位及
びp-メトキシスチレン単位の構成比率は1HNMR測定から
約30:58:12であった。重量平均分子量約 20000(GP
C法:ポリスチレン標準)。
【0146】製造例6 ポリ(p-1-ベンジルオキシ−1-
メチルエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-te
rt-ブトキシスチレン)の合成 (1)製造例3の(1)で得たポリ(p-tert-ブトキシスチ
レン) 15.0gを1,4-ジオキサンに溶解し濃塩酸 20mlを
加えて70〜80℃で4時間撹拌反応させた。冷却後、反応
液を水 1000ml中に注入、晶析させ、析出晶を濾取、水
洗、減圧乾燥してポリ(p-ヒドロキシスチレン/p-tert
-ブトキシスチレン) 9.4gを白色粉末晶として得た。
得られたポリマーのp-ヒドロキシスチレン単位とp-tert
-ブトキシスチレン単位の構成比率は1HNMR測定から約9
5:5であった。
【0147】(2)上記(1)で得たポリ(p-ヒドロキシス
チレン/p-tert-ブトキシスチレン)15.4gと1-ベンジ
ルオキシ−1-プロペン 5.9gを用いて製造例4と同様に
して反応及び後処理を行い、ポリ(p-1-ベンジルオキシ
−1-メチルエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/
p-tert-ブトキシスチレン) 13.4gを白色粉末晶として
得た。得られたポリマーのp-1-ベンジルオキシスチレン
単位とp-ヒドロキシスチレン単位及びp-tert-ブトキシ
スチレン単位の構成比率は1HNMR測定から約3:6:1
であった。重量平均分子量約 20000(GPC法:ポリス
チレン標準)。
【0148】製造例7 ポリ(p-1-メトキシエトキシス
チレン/p-ヒドロキシスチレン/p-クロルスチレン)の
合成 (1)p-tert-ブトキシスチレン 83.7g(0.475 モル)と
p-クロルスチレン 3.5g(0.025モル)を用いて製造例
1の(1)と同様にして重合反応及び後処理してポリ(p-
tert-ブトキシスチレン/p-クロルスチレン) 75.9gを
白色粉末晶として得た。得られたポリマーのp-tert-ブ
トキシスチレン単位とp-クロルスチレン単位の構成比率
1HNMR測定から約95:5であった。重量平均分子量約
22000(GPC法:ポリスチレン標準)。
【0149】(2)上記(1)で得たポリ(p-tert-ブトキ
シスチレン/p-クロルスチレン) 61.0gを用いて製造
例1の(2)同様にして反応及び後処理を行い、ポリ(p-
ヒドロキシスチレン/p-クロルスチレン) 36.0gを白
色粉末晶として得た。得られたポリマーのp-ヒドロキシ
スチレン単位とp-クロルスチレン単位の構成比率は1HNM
R測定から約95:5であった。
【0150】(3)上記(2)で得たポリ(p-ヒドロキシス
チレン/p-クロルスチレン) 15.1gとビニルメチルエ
ーテル 2.9gを用いて製造例1の(3)と同様にして反応
及び後処理を行い、ポリ(p-1-メトキシエトキシスチレ
ン/p-ヒドロキシスチレン/p-クロルスチレン) 14.1
gを白色粉末晶として得た。得られたポリマーのp-1-メ
トキシエトキシスチレン単位とp-ヒドロキシスチレン単
位及びp-クロルスチレン単位の構成比率は1HNMR測定か
ら約35:60:5であった。重量平均分子量約 22000(G
PC法:ポリスチレン標準)。
【0151】製造例8 ポリ(p-1-エトキシエトキシス
チレン/p-ヒドロキシスチレン/p-アセチルオキシスチ
レン)の合成 (1)p-アセチルオキシスチレン 32.4gを用いて製造例
3の(1)と同様にして重合反応及び後処理してポリ(p-
アセチルオキシ)スチレン 30.0gを白色粉末晶として
得た。重量平均分子量約 15000(GPC法:ポリスチレ
ン標準)。
【0152】(2)上記(1)で得たポリ(p-アセチルオキ
シ)スチレン 13.8gを1,4-ジオキサンに溶解し、濃塩
酸 5mlを添加して70〜80℃で2時間撹拌反応させた。
冷却後、反応液を水 1000ml中に注入し、晶析させ、析
出晶を濾取、水洗、減圧乾燥してポリ(p-ヒドロキシス
チレン/p-アセチルオキシスチレン) 9.5gを白色粉末
晶として得た。得られたポリマーのp-ヒドロキシスチレ
ン単位とp-アセチルオキシスチレン単位の構成比率は1H
NMR測定から約9:1であった。
【0153】(3)上記(2)で得たポリ(p-ヒドロキシス
チレン/p-アセチルオキシスチレン)9.5g及びエチル
ビニルエーテル 2.2gを用いて製造例3の(3)と同様に
して反応及び後処理を行い、得られた析出晶を濾取、水
洗、減圧乾燥してポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン
/p-ヒドロキシスチレン/p-アセチルオキシスチレン)
9.9gを白色粉末晶として得た。得られたポリマーのp-1
-エトキシエトキシスチレン単位とp-ヒドロキシスチレ
ン単位及びp-アセチルオキシスチレン単位の構成比率は
1HNMR測定から約35:55:10であった。重量平均分子量
約 17500(GPC法:ポリスチレン標準)。
【0154】製造例9 ポリ(p-1-エトキシエトキシス
チレン/p-ヒドロキシスチレン/p-テトラヒドロピラニ
ルオキシスチレン)の合成 (1)製造例8の(1)で得たポリ(p-アセチルオキシスチ
レン) 16.2gを1,4-ジオキサンに溶解し、濃塩酸 25m
lを注入して撹拌還流4時間行った。反応液を冷却後、
水 1000ml中に注入、晶析させ、析出晶を濾取、水洗、
減圧乾燥してポリ(p-ヒドロキシスチレン) 11.4gを
白色粉末晶として得た。
【0155】(2)上記(1)で得たポリ(p-ヒドロキシス
チレン) 10.8gを1,4-ジオキサン 72mlに溶解し、2,3-
ジヒドロピラン 1.5g及びp-トルエンスルホン酸・ピリ
ジン塩0.05gを添加し、25〜30℃で15時間撹拌反応し
た。反応液を水 1000ml中に注入、晶析させ、析出晶を
濾取、水洗、減圧乾燥してポリ(p-ヒドロキシスチレン
/p-テトラヒドロピラニルオキシスチレン) 10.0gを
白色粉末晶として得た。得られたポリマーのp-ヒドロキ
シスチレン単位とp-テトラヒドロピラニルオキシスチレ
ン単位の構成比率は1HNMR測定から約92:8であった。
【0156】(3)上記(2)で得たポリ(p-ヒドロキシス
チレン/p-テトラヒドロピラニルオキシスチレン) 9.5
gとエチルビニルエーテル 2.1gを用いて製造例3の
(3)と同様にして反応及び後処理を行い、得られた析出
晶を濾取、水洗、減圧乾燥してポリ(p-1-エトキシエト
キシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-テトラヒドロ
ピラニルオキシスチレン) 9.9gを白色粉末晶として得
た。得られたポリマーのp-1-エトキシエトキシスチレン
単位とp-ヒドロキシスチレン単位及びp-テトラヒドロピ
ラニルオキシスチレン単位の構成比率は1HNMR測定から
約32:60:8であった。重量平均分子量約 17000(GP
C法:ポリスチレン標準)。
【0157】製造例10 ポリ(p-1-エトキシエトキシ
スチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-tert-ブトキシカ
ルボニルオキシスチレン)の合成 (1)製造例3の(1)で得たポリ(p-tert-ブトキシスチ
レン) 35.3gをiso-プロパノールに懸濁し、濃塩酸 50
mlを注入して撹拌還流4時間行った。反応液を冷却後、
水 3000ml中に注入、晶析させ、析出晶を濾取、水洗、
減圧乾燥してポリ(p-ヒドロキシスチレン) 22.1gを
白色粉末晶として得た。
【0158】(2)上記(1)で得たポリ(p−ヒドロ
キシスチレン)16.2gを酢酸エチル60mlに溶解
し、二炭酸ジtert−ブチル3.3g及び無水炭酸カ
リウム2.5gを添加し、室温で4時間撹拌反応させ
た。反応後、酢酸エチルを減圧留去し、残渣をアセトン
80mlに溶解させ、水1000ml中に注入、晶析さ
せ、析出晶を濾取、水洗、減圧乾燥してポリ(p−ヒド
ロキシスチレン/p−tert−ブトキシカルボニルオ
キシスチレン)12.1gを白色粉末晶として得た。得
られたポリマーのp−ヒドロキシスチレン単位とp−t
ert−ブトキシカルボニルオキシスチレン単位の構成
比率はHNMR測定から約91:9であった。
【0159】(3)上記(2)で得たポリ(p-ヒドロキシス
チレン/p-tert-ブトキシカルボニルオキシスチレン)
11.4gとエチルビニルエーテル 2.5gを用いて製造例1
の(3)と同様して反応及び後処理を行い、ポリ(p-1-エ
トキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-te
rt-ブトキシカルボニルオキシスチレン) 6.8gを白色
粉末晶として得た。得られたポリマーのp-1-エトキシエ
トキシスチレン単位とp-ヒドロキシスチレン単位及びp-
tert-ブトキシカルボニルオキシスチレン単位の構成比
率は1HNMR測定から約30:61:9であった。重量平均分
子量約 21500(GPC法:ポリスチレン標準)。
【0160】製造例11 ポリ(p-1-メトキシエトキシ
スチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-ビニルフェノキシ
酢酸 tert-ブチル)の合成 (1)製造例10の(1)で得たポリ(p-ヒドロキシスチレ
ン) 16.2gとモノクロル酢酸 tert-ブチル 3.0g及び
無水炭酸カリウム 2.8gをアセトン 200mlに懸濁させ、
2時間撹拌還流させた。冷却後、不溶物を濾別し、濾液
を水 3000ml中に注入、晶析させ、析出晶を濾取、水
洗、減圧乾燥してポリ(p-ヒドロキシスチレン/p-ビニ
ルフェノキシ酢酸 tert-ブチル)15.8gを白色粉末晶と
して得た。得られたポリマーのp-ヒドロキシスチレン単
位とp-ビニルフェノキシ酢酸 tert-ブチル単位の構成比
率は1HNMR測定から約9:1であった。
【0161】(2)上記(1)で得たポリ(p-ヒドロキシス
チレン/p-ビニルフェノキシ酢酸 tert-ブチル) 13.2
gとメチルビニルエーテル 2.0gを用いて製造例1の
(3)と同様にして反応及び後処理を行い、ポリ(p-1-メ
トキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/p-ビ
ニルフェノキシ酢酸 tert-ブチル) 10.6gを白色粉末
晶として得た。得られたポリマーのp-1-メトキシエトキ
シスチレン単位とp-ヒドロキシスチレン単位及びp-ビニ
ルフェノキシ酢酸 tert-ブチル単位の構成比率は1HNMR
測定から約35:55:10であった。重量平均分子量約 210
00(GPC法:ポリスチレン標準)。
【0162】製造例12 1,2,3−トリス(トリフ
ルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼンの合成 1,2,3−ベンゼントリオール 1.01g(8.0
1ミリモル)を塩化メチレン60mlに懸濁し、γ−コ
リジン4.14g(32.3ミリモル)を加えた後、ト
リフルオロメタンスルホン酸無水物8.13g(28.
8ミリモル)を−3〜0℃で滴下した。次いで同温度で
6時間撹拌反応させた後、水50ml及びトルエン50
mlを注入し、撹拌次いで静置した。有機層を分取し、
5%水酸化ナトリウム水溶液50ml、次いで水50m
lで洗浄後無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を
濾別し、溶剤留去し、残渣をカラムクロマトグラフィ分
離[充填剤:ワコーゲルC−200;溶離液:n−ヘキ
サン/酢酸エチル=1:20(V/V)]し、1,2,
3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベ
ンゼン1.82gを白色結晶として得た。mp.47.
5〜48.5℃。 HNMR δppm (CDCl):7.59(3
H,芳香環水素)。 IR(KBr錠)νcm−1:3116,1137。
【0163】製造例13 2,3,4-トリス(トリフルオロ
メタンスルホニルオキシ)アセトフェノンの合成 2,3,4-トリヒドロキシアセトフェノン 1.68g(10ミリ
モル)及びトリフルオロメタンスルホン酸無水物 9.88
g(35ミリモル)を用いて製造例12と同様にして反応
及び後処理を行い、得られた粗黄色油状物(5.3g)を
カラムクロマトグラフィ分離[充填剤:ワコーゲルC-20
0 ;溶離液:n-ヘキサン/塩化メチレン=2/1]し、2,3,
4-トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)アセ
トフェノン 2.77gを白色結晶として得た。 mp. 74.8
〜76.4℃。1 HNMR δppm (CDCl3):2.68(3H,s, CH3 ),7.67(1
H,d,J=8.8Hz),7.89(1H,d,J=8.8Hz)。 IR(KBr錠)νcm-1:3403,3108,2937,1715,1607,1364
(SO2),1123(SO2)。
【0164】製造例14 2,2',4,4'-テトラ(トリフル
オロメタンスルホニルオキシ)ベンゾフェノンの合成 2,2',4,4'-テトラヒドロキシベンゾフェノン 2.46g(1
0ミリモル)及びトリフルオロメタンスルホン酸無水物1
3.3g(47ミリモル)を用いて製造例12と同様にして
反応及び後処理を行い、得られた粗黄色油状物(7.7
g)をカラムクロマトグラフィ分離[充填剤:ワコーゲ
ル C-200;溶離液:n-ヘキサン/塩化メチレン=7/3(V/
V) ]し、2,2',4,4'-テトラ(トリフルオロメタンスル
ホニルオキシ)ベンゾフェノン 2.1gを淡黄色結晶とし
て得た。 mp. 94.0〜96.0℃。1 HNMR δppm (CDCl3):7.35(2H,d, J=2.20Hz,芳香
環水素),7.51(2H,dd,J=2.20Hz及びJ=8.43Hz,芳香環
水素),7.88(2H,d,J=8.43Hz,芳香環水素)。 IR(KBr錠)νcm-1:3091,1683,1609,1138(SO2)。
【0165】製造例15 1,2,3-トリス(2,2,2-トリフ
ルオロエタンスルホニルオキシ)ベンゼンの合成 1,2,3-ベンゼントリオール 2.30g(18ミリモル)を塩
化メチレン(80ml)に懸濁させ、トリエチルアミン 6.5
3g(64.5ミリモル)を注入した後、2,2,2-トリフルオ
ロエタンスルホニルクロライド 11.65g(64ミリモル)
を−5〜0℃で滴下した。同温度で2時間撹拌反応さ
せ、室温で一夜放置した。反応液を冷水 120ml中に注入
し、塩化メチレン(80ml)で抽出し、有機層を炭酸水素
ナトリウムの飽和水溶液(80ml)で1回、次いで水(80
ml)で1回洗浄した後無水硫酸マグネシウムで乾燥し
た。乾燥剤を濾別し、溶剤留去し、残渣油状物(8.3
g)をカラムクロマトグラフィ分離[充填剤:ワコーゲ
ル C-200(和光純薬工業(株)商品名);溶離液:n-ヘキ
サン/酢酸エチル=8/1(V/V) ]し、得られた結晶をn-ヘ
キサン/塩化メチレン混液[2/1(V/V)]から再結晶して
1,2,3-トリス(2,2,2-トリフルオロエタンスルホニルオ
キシ)ベンゼン 1.2gを白色鱗片状晶として得た。mp.
73.5〜75.0℃。1 HNMR δppm (DMSO-d6):5.23〜5.50 (6H, m,CH2 ×
3),7.65〜7.76(3H, m,芳香環水素)。 IR(KBr錠)νcm-1:3022,2968,1334(SO2),1156(S
O2)。
【0166】製造例16 2,3,4-トリス(2,5-ジクロル
ベンゼンスルホニルオキシ)アセトフェノンの合成 2,3,4-トリヒドロキシアセトフェノン 1.18g(7ミリ
モル)及びトリエチルアミン 2.02g(20ミリモル)を
塩化メチレン(20ml)に溶解し、0℃に冷却して2,5-ジ
クロルベンゼンスルホニルクロライド 4.90g(20ミリ
モル)の塩化メチレン(10ml)溶液を 0〜2℃で滴下
した。次いで同温度で1時間撹拌反応させた後、氷水
(100ml)中に注入し、塩化メチレン抽出(100ml×2)
し、有機層を水洗(100ml×2)の後、無水硫酸マグネ
シウムで乾燥した。乾燥剤を濾別し、濾液を濃縮し、残
渣7.3gをメタノールから再結晶して2,3,4-トリス(2,5
-ジクロルベンゼンスルホニルオキシ)アセトフェノン
3.0gを白色結晶として得た。mp.165.0〜166.5 ℃。1 HNMR δppm (DMSO-d6):3.43(3H,s, CH3 CO),7.46
(1H,d,J=9Hz,芳香環水素),7.64(1H,d,J=8Hz, 芳香
環水素),7.79〜7.98(9H ,m,芳香環水素)。 IR(KBr錠)νcm-1: 1730(C=O),1190(SO2)。
【0167】製造例17 ジフェニル−p-トリルスルホ
ニウム・パーフルオロオクタンスルホネートの合成 ジフェニルスルホキシド 2.02g(10ミリモル)をトル
エン(30ml)に溶解し、10℃以下でトリフルオロ酢酸無
水物 4.2g(20ミリモル)で滴下し、次いでこの混合物
にパーフルオロオクタンスルホン酸 5.0g(10ミリモ
ル)を注入した。更に10℃以下で1時間、室温で2時間
撹拌反応させた後、静置、分液して得た油層をトルエン
30mlで2回、次いでn-ヘキサン 30mlで3回洗浄してジ
フェニル−p-トリルスルホニウム・パーフルオロオクタ
ンスルホネート 7.4gを黄色粘稠油状物として得た。1 HNMR δppm(CDCl3):2.44(3H,s, CH3 ), 7.46(2H,
d,J=8Hz,芳香環水素),7.60(2H,d,J=8Hz,芳香環水
素),7.65〜7.73(10H, m, 芳香環水素)。
【0168】製造例18 トリフェニルスルホニウム・
p-トルエンスルホネートの合成 (1)金属マグネシウム 12gをエチルエーテル 500ml中
に懸濁し、これに臭化ベンゼン 83.5g(0.54モル)を
攪拌しながら還流下で滴下し、1時間攪拌還流を続け
た。次いでこのグリニャール試薬にベンゼン 500mlを注
入した後、500mlに濃縮した。この残液にジフェニルス
ルホキシド 30g(0.15モル)のベンゼン(200ml)溶液
を注入して40時間攪拌還流した。この混合物を0℃に冷
却後、40%ホウフッ化水素酸 50mlを0〜5℃で滴下
し、同温度で5時間攪拌反応させた。室温で一夜放置
後、分液して得た水層を塩化メチレン抽出(100ml×
3)し、有機層を水洗し、無水硫酸ナトリウムで乾燥
し、溶剤留去した。次いで残渣の粗結晶をクロロホルム
/エチルエーテル混液から再結晶してホウフッ化トリフ
ェニルスルホニウム 28gを白色結晶として得た。 mp.
291〜292 ℃。
【0169】(2)上記(1)で得たホウフッ化トリフェニ
ルスルホニウム 1.0g(3ミリモル)をエタノール 180
mlに溶解し、これにp-トルエンスルホン酸ナトリウム
0.58g(3ミリモル)の水(20ml)溶液を激しく攪拌
下、室温で注入し、2時間室温で攪拌した。室温で一夜
放置後、析出物を濾別し、濾液を減圧濃縮し、残渣をメ
タノール/エチルエーテル混液から再結晶してトリフェ
ニルスルホニウム・p-トルエンスルホネート 1.15gを
白色針状晶として得た。 mp.100〜102 ℃。
【0170】製造例19 トリフェニルスルホニウム・
10-カンファースルホネートの合成 製造例18の(1)で得たホウフッ化トリフェニルスルホ
ニウム 1.0g(3ミリモル)をアセトン(50ml)に溶解
し、これに10-カンファースルホン酸カリウム0.80g
(3ミリモル)の水(10ml)溶液を激しく攪拌下、室温
で注入し、1時間室温で攪拌した。室温で一夜放置後、
析出物を濾別し、濾液を減圧濃縮し、残渣をメタノール
/エチルエーテルから再結晶してトリフェニルスルホニ
ウム・10-カンファースルホネート 1.20gを白色針状晶
として得た。 mp.66 ℃(分解)。
【0171】参考例1 ポリ(p-1-エトキシエトキシス
チレン/p-ヒドロキシスチレン)の合成 (1)p-tert−ブトキシスチレン 17.6gに触媒量の2,2'
−アゾビスイソブチロニトリルを添加して、トルエン
中、窒素気流下、80℃で6時間重合反応させた。反応液
を冷却後、メタノール 1000ml中に注入、晶析させ、析
出晶を濾取、メタノール洗浄、減圧乾燥してポリ(p-te
rt−ブトキシスチレン) 16.8gを白色粉末晶として得
た。重量平均分子量 約 10000(GPC法:ポリスチレ
ン標準)。
【0172】(2)上記(1)で得たポリ(p-tert−ブトキ
シスチレン) 15.0gを1,4-ジオキサンに溶解し濃塩酸
10mlを加えて4時間撹拌還流させた。冷却後、反応液を
水 1000ml中に注入し、晶析させ、析出晶を濾取、水
洗、減圧乾燥してポリ(p-ヒドロキシスチレン) 9.7g
を白色粉末晶として得た。
【0173】(3)上記(2)で得たポリ(p-ヒドロキシス
チレン) 4.0g及びエチルビニルエーテル 1.2gを1,4-
ジオキサンとピリジンの混合液 35mlに溶解し、これに
触媒量のp-トルエンスルホン酸を添加し、室温で24時間
撹拌反応させた。反応後、水 1000ml中に注入、晶析
し、析出晶を濾取、水洗、減圧乾燥してポリ(p-1-エト
キシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン) 5.0g
を白色粉末晶として得た。得られたポリマーのp-1-エト
キシエトキシスチレン単位とp-ヒドロキシスチレン単位
の構成比率は1HNMR測定から約4:6であった。重量平
均分子量約 10000(GPC法:ポリスチレン標準)。
【0174】参考例2 ポリ(p-テトラヒドロピラニル
オキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン)の合成 参考例1の(2)で得たポリ(p-ヒドロキシスチレン)
9.0gを1,2-ジメトキシエタン 100mlに溶解し、次いで
2,3-ジヒドロピラン 12.6g及び硫酸 0.5mlを加え30〜4
0℃で15時間撹拌した。反応後、反応液を減圧濃縮し、
残渣を炭酸ナトリウムで中和し、水 1000ml中に注入、
晶析させ、析出晶を濾取、水洗、減圧乾燥してポリ(p-
テトラヒドロピラニルオキシスチレン/p-ヒドロキシス
チレン) 11.0gを白色粉末晶として得た。得られたポ
リマーのp-テトラヒドロピラニルオキシスチレン単位と
p-ヒドロキシスチレン単位の構成比率は1HNMR測定から
約3:7であった。重量平均分子量約 10000(GPC
法:ポリスチレン標準)。
【0175】参考例3 ポリ(p-tert−ブトキシカルボ
ニルオキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン)の合成 (1)米国特許第 4,491,628号(1985年)に記載の方法に
従って得られたp-tert−ブトキシカルボニルオキシスチ
レン(22g,0.1モル)を用いて2,2'−アゾビス(2,4-
ジメチルバレロニトリル)触媒存在下、トルエン中窒素
気流下、90℃で4時間重合反応させた。反応液を冷却
後、メタノール中に注入、晶析させ、析出晶を濾取、メ
タノール洗浄、減圧乾燥してポリ(p-tert−ブトキシカ
ルボニルオキシスチレン) 15.2gを白色粉末晶として
得た。重量平均分子量約 12000(GPC法:ポリスチレ
ン標準)。
【0176】(2)上記(1)で得たポリ(p-tert−ブトキ
シカルボニルオキシスチレン) 7.0gを1,4-ジオキサン
に溶解し、濃塩酸 5mlを加えて2時間撹拌還流させ
た。冷却後、反応液を水 1000ml中に注入、晶析させ、
析出晶を濾取、水洗、減圧乾燥してポリ(p-tert−ブト
キシカルボニルオキシスチレン/p-ヒドロキシスチレ
ン)4.8gを白色粉末晶として得た。得られたポリマー
のp-tert−ブトキシカルボニルオキシスチレン単位とp-
ヒドロキシスチレン単位の構成比率は1HNMR測定から約
4:6であった。重量平均分子量約 10000(GPC法:
ポリスチレン標準)。
【0177】参考例4 ポリ( p-tert-ブトキシスチレ
ン/p-ヒドロキシスチレン)の合成 参考例1の(1)で得たポリ(p-tert-ブトキシスチレ
ン) 15.0gを1,4-ジオキサンに溶解し、濃塩酸 10mlを
加えて80〜85℃で3時間撹拌反応させた。反応液を冷却
後、水中に注入、晶析し、析出晶を濾取、水洗、減圧乾
燥してポリ(p-tert-ブトキシスチレン/p-ヒドロキシ
スチレン) 9.8gを白色粉末晶として得た。得られたポ
リマーのp-tert-ブトキシスチレン単位とp-ヒドロキシ
スチレン単位の構成比率は1HNMR測定から約35:65であ
った。重量平均分子量約 9000(GPC法:ポリスチレ
ン標準)。
【0178】参考例5 9-ジアゾ-10-フェナントロン
の合成 9,10-フェナンスレンキノン 2.08g(20ミリモル)及び
p-トルエンスルホニルヒドラジド 1.80g(19ミリモ
ル)をエタノール 20mlに懸濁させ、撹拌還流10分間行
った。冷却後、析出晶を濾取し、得られた粗結晶をシク
ロヘキサン/石油エーテルから再結晶して9-ジアゾ-10-
フェナントロン 1.1gを黄色針状晶として得た。 mp.1
07〜109℃。 IR(KBr錠)νcm-1:2106(CN2),1615(C=O)。
【0179】参考例6 1-ジアゾ−2-テトラロンの合成 ナトリウムエトキシド 20.0g(0.29モル)をエタノー
ル 600ml中に溶解し、これに2-テトラロン 42.4g(0.2
9モル)のエタノール(100ml)溶液を0℃で滴下し、次
いで−15℃以下でp-トルエンスルホニルアジド 59.2g
(0.3モル)を滴下し、−10〜0℃で3時間撹拌反応さ
せた。反応液を水 1000ml中に注入し、塩化メチレン抽
出(500ml×2)、有機層を水洗(500ml×3)した後、
無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を濾別し、溶
剤留去して得た残渣油状物 72gをカラム分離[充填
剤:ワコーゲル C-200;溶離液:n-ヘキサン→塩化メチ
レン/n-ヘキサン(1/1) ]し、更にn-ヘキサンから再結
晶して1-ジアゾ−2-テトラロン6.0gを黄色結晶として
得た。 mp. 42.5〜44.2℃。1 HNMR δppm (CDCl3):2.66(2H, t, J=7Hz),3.02
(2H, t, J=7Hz), 6.98(1H, d, J=8Hz),7.10(1H,
t,J=8Hz ),7.21〜7.29(2H,m )。 IR(Neat)νcm-1:2080(CN2)。
【0180】参考例7 2-ジアゾ−1-テトラロンの合成 (1)α−テトラロン 4.4g(30ミリモル)をエタノール
30mlに溶解し、10℃に冷却し、90% tert-ブトキシカ
リウム 4.5g(36ミリモル)を加えた後、同温度で30分
撹拌した。次いで亜硝酸イソアミル 3.5g(30ミリモ
ル)を10℃で滴下し、同温度で5時間撹拌反応した。反
応液を水中に注入し、濃塩酸で中和後、塩化メチレン抽
出し、有機層を分取し、濃縮して得た暗褐色油状物 6.7
gをn-ヘキサンから結晶化させ、析出晶を濾取、乾燥し
て2-オキシイミノ−1-テトラロン 2.3gを暗褐色結晶と
して得た。1 HNMR δppm(CDCl3):3.07(2H,t,J=6Hz),3.18(2
H,t,J=6Hz),7.30(1H,d,J=8Hz),7.38(1H,t,J=8H
z),7.54(1H,t,J=8Hz),8.12(1H,d,J=8Hz)。
【0181】(2)上記(1)で得た2-オキシイミノ−1-テ
トラロン 1.2g(7ミリモル)及び水酸化ナトリウム
0.4g(10ミリモル)を水 10mlに懸濁させ、10℃以下で
25%アンモニア水 4mlを注入後次亜塩素酸 30mlを10
℃以下で滴下し、10℃で1時間撹拌反応させた。反応後
析出晶を濾取、水洗、乾燥して粗結晶 0.90gを得た。
次いで粗結晶を塩化メチレンに溶解し、活性炭処理後、
濃縮し、残渣をn-ヘキサンから結晶化させ、濾取、乾燥
して2-ジアゾ−1-テトラロン 0.55gを黄色結晶として
得た。 mp. 50.0〜52.0℃。1 HNMR δppm(CDCl3):3.01(4H,m),7.21(1H,d,J=7
Hz),7.36(1H,t,J=7Hz),7.42(1H,t,J=7Hz),8.01
(1H,d,J=8Hz)。 IR(KBr錠)νcm-1:2073(CN2),1629(C=O)。
【0182】参考例8 9-ジアゾフルオレンの合成 (1)p-トルエンスルホニルヒドラジド 3.7g(20ミリモ
ル)をエタノール(60ml)に懸濁させ、9-フルオレノン
3.6g(20ミリモル)を添加して6時間撹拌還流した。
冷却後、析出晶を濾取、乾燥して9-フルオレノン p-ト
ルエンスルホニルヒドラジド 5.4gを微黄色針状晶とし
て得た。 mp. 173〜174℃。 IR(KBr錠)νcm-1:3212, 3065, 1909, 1597, 1453,
1407, 1337, 1315。
【0183】(2)上記(1)で得た9-フルオレノン p-ト
ルエンスルホニルヒドラジド 1.7g(5ミリモル)及び
ナトリウムエトキシド 0.3g(5ミリモル)をピリジン
20mlに懸濁させ、60〜65℃で6時間撹拌反応させた。
反応液を氷水 100ml中に注入し、塩化メチレン抽出し
た。有機層を分取し、濃縮して得た褐色油状物をカラム
クロマトグラフィ分離[充填剤:ワコーゲル C-200(和
光純薬工業(株)商品名);溶離液:酢酸エチル/n-ヘキ
サン=1/10]して9-ジアゾフルオレン 0.6 gを橙黄
色針状晶として得た。 mp. 98.5〜99.5℃。1 HNMR δppm(CDCl3):7.32(2H,t,J=8Hz),7.39(2
H,t,J=8Hz),7.51(2H,d,J=8Hz),7.94(2H,d,J=8H
z)。 IR(KBr錠)νcm-1:2087(CN2)。
【0184】参考例9 9-(2-メトキシエトキシ)メチ
ルアントラセンの合成 2-メトキシエタノール 1000mlをベンゼン 1500mlに溶
解させ、濃硫酸 3mlを注入した後、80℃に加温した。
次いで9-アントラセンメタノール 45g(0.22モル)の2
-メトキシエタノール(450ml)溶液を還流下、注入し、
1.5時間撹拌還流させた。室温で一夜放置した後、飽和
した炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸マグ
ネシウムで乾燥した後、溶剤留去し、得られた残渣の粗
油状物63gをカラムクロマトグラフィ分離[充填剤:ワ
コーゲル C-200;溶離液:n-ヘキサン/酢酸エチル=50
/1→25/1→8/1 (V/V)]して9-(2-メトキシエト
キシ)メチルアントラセン47.6gを橙黄色油状物として
得た。1 HNMR δppm(CDCl3):3.37(3H, s,CH3 O-),3.53〜
3.57(2H,t,CH3 O-CH2 O-),3.73〜3.77(2H, t,CH3 O-
CH2 CH2 O-),5.55(2H,s,ArCH2 O-), 7.43〜7.56
(4H, m,芳香環 2-H,3-H,6-H,7-H),7.99(2H, d,J=9H
z,芳香環 4-H,5-H),8.42(2H, d,J=9Hz,芳香環 1-H,8
-H),8.44(1H, s,芳香環 10-H)。 IR(Neat)νcm-1:1130。
【0185】参考例10 ポリ(p-ビニルフェノキシ酢
酸 tert-ブチル/p-ヒドロキシスチレン)の合成 上記参考例1の(2)で得られたポリ(p-ヒドロキシスチ
レン) 4.0gとモノクロル酢酸 tert-ブチル 3.0g及び
無水炭酸カリウム 2.8gをアセトン 35mlに懸濁させ、
2時間撹拌還流させた。冷却後、不溶物を濾別し、濾液
を水 1000ml中に注入、晶析させ、析出晶を濾取、水
洗、減圧乾燥してポリ(p-ビニルフェノキシ酢酸 tert
−ブチル/p-ヒドロキシスチレン) 5.2gを白色粉末晶
として得た。得られたポリマーのp-フェノキシ酢酸 ter
t-ブチル単位とp-ヒドロキシスチレン単位の構成比率は
1HNMR測定から約1:1であった。重量平均分子量約 11
000(GPC法:ポリスチレン標準)。
【0186】参考例11 ポリ(p-1-エトキシエトキシ
スチレン/p-ヒドロキシスチレン/フマロニトリル)の
合成 (1)p-tert-ブトキシスチレン 28.2g(0.16モル)及び
フマロニトリル 3.1g(0.04モル)を触媒量の2,2'−ア
ゾビス(2-メチルプロピオン酸メチル)の存在下、トル
エン溶剤中、窒素気流下90℃で2時間重合反応させた。
反応後、反応液をメタノール中に注入、晶析させ、析出
晶を濾取、洗浄、乾燥してポリ(p-tert-ブトキシスチ
レン/フマロニトリル) 21.3gを白色粉末晶として得
た。
【0187】(2)上記(1)で得たポリ(p-tert-ブトキ
シスチレン/フマロニトリル) 20.0gを用いて参考例
1の(2)と同様にして反応及び後処理を行い、ポリ(p-
ヒドロキシスチレン/フマロニトリル) 10.6gを白色
粉末晶として得た。重量平均分子量約 10000(GPC
法:ポリスチレン標準)。
【0188】(3)上記(2)で得たポリ(p-ヒドロキシス
チレン/フマロニトリル) 9.0g及びエチルビニルエー
テル 3.0gを用いて参考例1の(3)と同様にして反応及
び後処理を行い、ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン
/p-ヒドロキシスチレン/フマロニトリル) 8.8gを白
色粉末晶として得た。得られたポリマーのp-1-エトキシ
エトキシスチレン単位とp-ヒドロキシスチレン単位の構
成比率は1HNMR測定から約4:6であった。重量平均分
子量約 11000(GPC法:ポリスチレン標準)。
【0189】参考例12 ポリ(p-1-メトキシエトキシ
スチレン/p-ヒドロキシスチレン)の合成 上記参考例1の(2)で得たポリ(p-ヒドロキシスチレ
ン) 4.0g及びメチルビニルエーテル 4.0gを用いて参
考例1の(3)と同様にして反応及び後処理を行い、ポリ
(p-1-メトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレ
ン) 5.3gを白色粉末晶として得た。得られたポリマー
のp-1-メトキシエトキシスチレン単位とp-ヒドロキシス
チレン単位の構成比率は1HNMR測定から約92:8であっ
た。重量平均分子量約 10000(GPC法:ポリスチレン
標準)。
【0190】参考例13 N-トリフルオロメタンスルホ
ニルオキシ−ビシクロ[2,2,1]−ヘプト−5-エン−2,3
-ジカルボキシイミドの合成 トリフルオロメタンスルホン酸無水物 6.5g(23ミリモ
ル)の塩化メチレン(20ml)溶液を0℃に冷却し、これ
にN-ヒドロキシ−ビシクロ[2,2,1 ]−ヘプト−5-エン
−2,3-ジカルボキシイミド 3.6g(20ミリモル)とピリ
ジン 1.6gの塩化メチレン(10ml)溶液を 0〜5℃で
滴下した。同温度で15分撹拌反応させた後、反応液を水
洗(20ml×3)、無水硫酸ナトリウムで乾燥、次いで溶
剤留去し、残渣をエタノールから再結晶してN-トリフル
オロメタンスルホニルオキシ−ビシクロ[2,2,1]−ヘ
プト−5-エン−2,3-ジカルボキシイミド 6.1gを白色針
状晶として得た。 mp.89〜90℃。1 HNMR δppm (CDCl3):1.52(1H,d,J=9Hz), 1.79(1
H,d,J=9Hz),3.36(2H,s), 3.48(2H,s), 6.16(2H,
s)。 IR(KBr錠)νcm-1:1757(C=0),1159(SO2)。
【0191】参考例14 ジメチルフェニルスルホニウ
ム・トリフルオロメタンスルホネートの合成 チオアニソール2.48g(20ミリモル)を塩化メチ
レン(20ml)に溶解し、これに10℃以下でトリフ
ルオロメタンスルホン酸メチル3.28g(20ミリモ
ル)を滴下し、2時間攪拌還流させた。反応液を冷却
後、n−ヘキサン(75ml)中に注入し、析出晶を濾
取、n−ヘキサン洗浄、乾燥して粗結晶5.35gを得
た。次いで粗晶をiso−プロパノールから再結晶して
ジメチルフェニルスルホニウム・トリフルオロメタンス
ルホネート4.8gを白色鱗片状晶として得た。mp.
106.0〜107.2℃。HNMR δppm(C
DCl):3.00(6H,s,C ×2),7.
32(2H,t,J=7Hz),7.42(1H,t,
J=7Hz),7.68(2H,d,J=7Hz)。 IR(KBr錠)νcm−1:3023,2947,1
451,1426,1254,1228,1154。参考例15 ポリ(p−tert−ブトキシスチレン/
p−ヒドロキシスチレン/tert−ブトキシカルボニ
ルオキシスチレン)の合成 製造例3の(2)で得たポリ
(p−ヒドロキシスチレン/p−tert−ブトキシス
チレン)17.0gうぃ酢酸エチル60mlに溶解し、
二炭酸ジtert−ブチル8.3g及び無水炭酸カリウ
ム6.3gを添加し、4時間攪拌反応させあ。反応後、
酢酸エチルを減圧留去し、残渣をアセトン80mlに溶
解させ、水1000ml中に注入、晶析させ、析出晶を
濾取、水洗、減圧乾燥してポリ(p−tert−ブトキ
シスチレン/p−ヒドロキシスチレン/p−tert−
ブトキシカルボニルオキシスチレン)17.3gを白色
粉末晶として得た。得られたポリマーのp−tert−
ブトキシスチレン単位と、p−ヒドロキシスチレン単位
及びp−tert−ブトキシカルボニルオキシスチレン
単位の構成比率は HNMR測定から約10:65:2
5であった。重量平均分子量約21500(GPC法:
ポリスチレン標準)。
【0192】実施例1 下記の組成から成るフォトレジ
スト材料を調製した。 ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/ p-tert-ブトキシスチレン) [製造例3のポリマー] 5.0g ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン 0.3g プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 19.7g
【0193】上記のレジスト材料を3枚の基板(シリコ
ンウェハー)上に夫々回転塗布し、90℃、90秒間ホット
プレートでプリベークして 1.0μm膜厚のレジスト材料
膜を得た。次いでコンタクト露光機(バンドパスフィル
ターを用いて250 nm付近の光のみ選択的に通過)で30
秒、60秒及び90秒間ウェハー全面を露光した後、夫々を
100℃、90秒間ホットプレートでポストベークした。次
いで露光された各レジスト材料のポリマーを1HNMR測定
した結果、何れもp-ヒドロキシスチレン単位と p-tert-
ブトキシスチレン単位の構成比率が約9:1のコポリマ
ーであり、p-1-エトキシエトキシスチレン単位は全く検
出されなかった。従って、1-エトキシエチル基のみが選
択的に露光により発生した酸の存在下で化学増幅作用を
受けて脱離し、p-tert-ブチル基は全く化学増幅されて
いないことが確認された。
【0194】実施例2 下記組成から成るフォトレジス
ト材料を調製した。 ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/スチレン) [製造例2のポリマー] 5.0g ビス(1,1-ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン 0.3g プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 14.7g
【0195】図1を用いて上記レジスト材料を使用した
パターン形成方法を説明する。半導体基板等1上に上記
レジスト材料2を回転塗布し、90℃、90秒間ホットプレ
ート上でプリベーク後、1.0μmの膜厚のレジスト材料
膜を得た(図1a)。次に248.4 nmのKrFエキシマレ
ーザ(NA 0.50)光3をマスク4を介して選択的に露光
した(図1b)。そして100℃、90秒間ホットプレート
でポストベーク後、アルカリ現像液(2.38%テトラメチ
ルアンモニウムハイドロキシド水溶液)で60秒間現像す
ることにより、レジスト材料の露光部のみを溶解除去
し、ポジ型パターン2aを得た(図1c)。得られたポ
ジ型パターンは矩形な形状の0.22μmラインアンド ス
ペースの解像性能を有しており、この時の露光量は約18
mJ/cm2であった。
【0196】また、本レジスト材料を用いて露光から加
熱処理(ポストベーク)迄の時間経過に対するパターン
寸法変化を測定したが8時間経過しても0.22μmのライ
ンアンド スペースは全く問題なく解像された。
【0197】また、本レジスト材料を用いた場合、図2
に示す様にマスクリニアリティは0.25μm迄良好であっ
た。又、デフォーカスで露光した場合、0.30μmライン
アンド スペースに対し、±0.8μm迄形状の劣化がな
く、十分なフォーカスマージンが得られた。パターン側
壁も滑らかであり、スカムも観察されなかった。
【0198】更に本レジスト材料は調製して23℃で1ヶ
月間保管した後、上記同様にしてパターン形成した結
果、同露光量で0.22μmライン アンド スペースのポジ
型パターンを解像し、貯蔵安定性は良好であった。
【0199】実施例3〜16 下記表1〜4の各組成から成るフォトレジスト材料を夫
々調製した。
【0200】
【表1】
【0201】
【表2】
【0202】
【表3】
【0203】
【表4】
【0204】上で調製した各レジスト材料を用いて夫
々、実施例2と同様にしてパターン形成を行った。結果
を表5に示す。
【0205】
【表5】
【0206】表5から明らかな如く実施例3〜16の何
れの実施例に於ても実施例2と同様、ポジ型パターンを
形成し、実施例2と同様に露光から加熱処理(ポストベ
ーク)迄に8時間経過しても0.22〜0.24μmライン ア
ンド スペースが全く問題なく解像された。又、0.30μ
mライン アンド スペースに対し、±0.8μm以上のフ
ォーカスマージンが得られた。又、マスクリニアリティ
も0.25μm迄良好であった。更に実施例3〜16の何れ
のレジスト材料も貯蔵安定性は問題なかった。
【0207】実施例17 下記の組成から成るフォト
レジスト材料を調製した。 ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/ p-tert-ブトキシスチレン) 5.0g ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン 0.3g 1,2,3-トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼン [製造例12の酸発生剤] 0.03g プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 19.67g
【0208】上記のレジスト材料を用いて、実施例2と
同様にしてパターン形成を行った。得られたパターンは
矩形な形状の0.22μmライン アンド スペースの解像性
能を有しており、この時の露光量は約14mJ/cm2であっ
た。
【0209】又、本レジスト材料を用いて露光から加熱
処理(ポストベーク)迄の時間経過に対するパターン寸
法変化を測定したが8時間経過しても0.22μmライン
アンド スペースは全く問題なく解像された。
【0210】又、本レジスト材料を用いた場合、マスク
リニアリティは0.25μm迄良好であった。更にデフォー
カスで露光した場合、0.30μmライン アンド スペース
に対して±0.8μm迄形状の劣化がなく十分なフォーカ
スマージンが得られた。
【0211】本レジスト材料によるパターンはその側壁
が滑らかである。又、レジスト底部迄十分な酸が供給さ
れた為、図3に示される様にパターンの裾部のテールや
スカムは全く観察されなかった。更に本レジスト材料は
調製して23℃で1ヶ月間保管した後、上記同様にしてパ
ターン形成した結果、同露光量で0.22μmライン アン
ド スペースのポジ型パターンを解像し、貯蔵安定性は
良好であった。
【0212】実施例18〜29 下記表6〜9の各組成から成るフォトレジスト材料を夫
々調製した。
【0213】
【表6】
【0214】
【表7】
【0215】
【表8】
【0216】
【表9】
【0217】上で調製した各レジスト材料を用いて夫
々、実施例2と同様にしてパターン形成を行った。結果
を表10に示す。
【0218】
【表10】
【0219】表10から明らかな如く、実施例18〜2
9の何れの実施例に於ても実施例2と同様に露光から加
熱処理(ポストベーク)迄に8時間経過しても0.22〜0.
24μmライン アンド スペースが全く問題なく解像され
た。又、本レジスト材料を用いた場合、マスクリニアリ
ティは0.25μm迄良好であった。又、デフォーカスで露
光した場合、本レジスト材料によるパターンの側壁は滑
らかである。又、レジスト底部迄十分な酸が供給された
為、パターン底部のテールやスカムが全く観察されなか
った。又、0.30μmライン アンド スペースに対して±
0.8μm以上のフォーカスマージンが得られた。更に実
施例18〜29の何れのレジスト材料も貯蔵安定性は問
題なかった。
【0220】実施例30 下記の組成から成るフォト
レジスト材料を調製した。 ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/ p-tert-ブトキシスチレン) 5.0g トリフェニルスルホニウム・トリフルオロメタンスルホネート 0.3g プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 14.7g
【0221】上記レジスト材料を半導体基板上に回転塗
布し、90℃、90秒間ホットプレート上でプリベークして
1.0μmの膜厚のレジスト材料膜を形成した後、このレ
ジスト材料膜の上に下記の組成から成るオーバーコート
材料を厚さが0.1〜0.15μmになるように回転塗布し
た。 ポリアクリル酸 2.0g パーフルオロオクタンスルホン酸 2.5g ノニオン系フツ素含有界面活性剤 0.2g 水 95.3g
【0222】次いで実施例2と同様にしてパターン形成
を行った。得られたパターンは矩形な形状の0.22μmラ
イン アンド スペースの解像性能を有しており、この時
の露光量は約15mJ/cm2であった。又、露光から加熱処
理迄の時間経過に対するパターン寸法を測定したが8時
間経過しても0.22μmライン アンド スペースは解像さ
れた。又、本レジスト材料を前記の水溶性オーバーコー
ト材料と併用する事により、マスクリニアリティは0.25
μm迄良好であり、パターン底部のテールやスカムは全
く観察されなかった。更に貯蔵安定性も問題なかった。
【0223】比較例1〜14 比較の為、表11〜14の各組成から成るフォトレジス
ト材料を夫々調製し、夫々実施例2と同様にしてパター
ン形成を行った。結果を表15〜16に示す。又、比較
例1の露光後30分経過して加熱処理(ポストベーク)、
現像した場合のパターン結果(膜張り現象:T-shape)
を図4に、比較例2及び3の露光後30分経過して加熱処
理、現像した場合と比較例4〜8及び比較例10〜14
の露光後15分経過して加熱処理、現像した場合及び比較
例9の露光後8時間経過して加熱処理、現像した場合の
パターン結果(パターン形成不可)を図5に示す。
【0224】
【表11】
【0225】
【表12】
【0226】
【表13】
【0227】
【表14】
【0228】
【表15】
【0229】
【表16】
【0230】表15〜16、図4及び図5から明らかな
如くこれ等比較例に於ては、本発明のポリマーを用いた
レジスト材料に比較して何れも解像性能が劣る。又、比
較例1〜6で明らかな如く露光から加熱処理(ポストベ
ーク)迄、15分〜30分以上要すると膜張り現象(T-shap
e )が起こったり、パターン形成が不可能となる。又、
比較例9のレジスト材料も露光から8時間経過して加熱
処理するとパターン形成不可能であった。更に本発明に
係るポリマーと、酸発生剤として既存のトリス(トリク
ロロメチル)−s-トリアジン/水素供与剤を組み合わせ
てレジスト材料とした場合には、比較例13の結果から
明らかな如く、露光から加熱処理迄に15〜30分要すると
パターン形成不可能となる。
【0231】又、比較例10〜12に於ては、23℃で1
週間放置後、実施例2と同様にしてパターン形成を行っ
たところ、露光部、未露光部何れも現像液に溶解し、パ
ターンは全く得られずに、貯蔵安定性が不良であった。
【0232】比較例15 下記の組成から成るフォトレ
ジスト材料を調製した。 ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/ p-tert-ブトキシスチレン) 5.0g 2-メチル−2-(p-トルエンスルホニル)プロピオフェノン 0.3g プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 14.7g
【0233】上記のレジスト材料を用いて実施例2と同
様にしてパターン形成を行った。その結果、16mJ/cm2
の露光量で0.22μmライン アンド スペースのポジ型パ
ターンが形成されたが、図6で示される様にパターンの
底部がテールになっており、形状不良であった。又、図
7に示される様にマスクリニアリティが不良であった。
更に0.30μmライン アンド スペースに対するフォーカ
スマージンは±0.6μmと不十分であった。
【0234】比較例16 下記の組成から成るフォトレ
ジスト材料を調製した。 ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/ フマロニトリル) [参考例11のポリマー] 5.0g 2-シクロヘキシルカルボニル−2-(p-トルエンスルホニル)プロパン 0.3g プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 14.7g
【0235】上記のレジスト材料を用いて実施例2と同
様にしてパターン形成を行った。その結果、18mJ/cm2
の露光量で0.24μmライン アンド スペースのポジ型パ
ターンが形成されたが、比較例15と同様に0.30μmラ
イン アンド スペースに対するフォーカスマージン及び
マスクリニアリティが不良であった。
【0236】比較例17 下記の組成から成るフォトレ
ジスト材料を調製した。 ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン) [参考例1のポリマー] 6.0g ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン 0.4g ジエチレングリコールジメチルエーテル 13.6g
【0237】上記のレジスト材料を用いて実施例2と同
様にしてパターン形成を行った。その結果、15mJ/cm2
の露光量で0.30μmライン アンド スペースのポジ型パ
ターンが形成されたが、図8に示される様にパターン底
部にスカムが観察された。又、比較例15と同様に0.30
μmラインアンドスペースに対するフォーカスマージン
及びマスクリニアリティも不良であった。
【0238】比較例18 下記の組成から成るフォトレ
ジスト材料を調整した。 ポリ(p−1−トキシエトキシスチレン/p−ヒドロキシスチレン) [参考例12のポリマー] 6.0g トリフェニルスルホニウム・トリフルオロメタンスルホネート 0.3g プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 13.7g
【0239】上記のレジスト材料を用いて実施例2と同
様にしてパターン形成を行った。その結果、基板密着性
不良のために現像の際に膜剥がれが生じて十分なパター
ン形成が出来なかったり、パターン形成出来ても耐熱性
不良に起因して図9で示される様にレジスト膜上部が丸
くなり、且つパターン底部もテール状になり、形状不良
であった。
【0240】比較例19 下記の組成から成るフォトレ
ジスト材料を調製した。 ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン/ p-tert−ブトキシカルボニルオキシスチレン) 5.0g N-トリフルオロメタンスルホニルオキシ−ビシクロ[2,2,1 ]−ヘプト− 5-エン−2,3-ジカルボキシイミド [参考例13の酸発生剤] 0.3g プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 14.7g
【0241】上記のレジスト材料を用いて実施例2と同
様にしてパターン形成を行った。その結果、9mJ/cm2
の露光量で0.30μm ライン アンド スペースのポジ型
パターンが形成された。しかし、23℃で3日間保存した
後、同様にパターン形成を行った処、4mJ/cm2の露光
量で0.40μmライン アンド スペースのポジ型パターン
が形成されたが0.30μmは解像出来なかった。又、感度
の変動が認められた。
【0242】比較例20 下記の組成から成るフォト
レジスト材料を調製した。 ポリ(p-1-エトキシエトキシスチレン/p-ヒドロキシスチレン) [参考例1のポリマー] 6.0g トリフェニルスルホニウム・トリフルオロメタンスルホネート 0.3g プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 13.7g
【0243】上記のレジスト材料を用いて実施例2と同
様にしてパターン形成を行った。その結果、6mJ/c
の露光量で0.30μmライン アンド スペース
のポジ型パターンが形成されたが露光後1時間経過して
加熱、現像を行なった場合には、露光直後に加熱現像を
行った場合に比べて寸法が10%以上細いパターンが形
成された。比較例21 下記の組成から成るフォトレジスト材料を
調製した。 ポリ(p−tert−ブトキシスチレン/p−ヒドロキシスチレン/p−te rt− ブトキシカルボニルオキシスチレン)[参考例12のポリマー] 6.0g トリフェニルスルホニウム・トリフルオロメタンスルホネート 0.3g プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 13.7g 上記のレジスト材料を用いて実施例2と同様にしてパタ
ーン形成を行った。その結果、12mJ/cm の露光
量で0.35μmライン アンド スペースのポジ型パ
ターンが形成されたが、露光後15分経過して加熱、現
像を行った場合には膜張り現象が起こり、パターン形成
が不可能となった。
【0244】
【発明の効果】以上述べた事から明らかな如く、本発明
に係るポリマーを用いたレジスト材料を300 nm以下の光
源、例えば遠紫外光(Deep UV)、例えばKrFエキシ
マレーザ光(248.4 nm)等の露光用レジスト材料として
用いた場合に、極めて高い解像性能を有し、且つ露光か
ら加熱処理(ポストベーク)迄の時間経過に対して安定
したパターン寸法が維持可能な、実用的なクォーターミ
クロンオーダーの形状の良い微細パターンが大きい焦点
深度余裕度で容易に得られる。又、マスクリニアリティ
も良好である。従って本発明は、半導体産業等に於ける
超微細パターンの形成にとって大きな価値を有するもの
である。
【0245】尚、本発明に係るポリマーを用いたレジス
ト材料は遠紫外光、KrFエキシマレーザ光を利用した
パターン形成に特に効果を発揮するが、i線光、電子
線、軟X線等を利用したパターン形成に於ても十分使用
が可能である。
【0246】
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明のレジスト材料を用いたポジ
型パターン形成方法の工程断面図である。
【図2】 図2は、実施例2で得られたレジスト材料の
良好なマスクリニアリティ(マスク忠実度)曲線であ
る。
【図3】 図3は、実施例17で得られたパターン底部
にテールやスカムが観察されない良好なパターンであ
る。
【図4】 図4は、比較例1のレジスト材料を用いてポ
ジ型パターンを形成した場合に観察された膜張り現象
(T−shape)の断面図である。
【図5】 図5は、比較例2〜8のレジスト材料を用い
てポジ型パターン形成を試みた場合に観察されたパター
ン形成不可の断面図である。
【図6】 図6は、比較例15で得られたパターン底部
にテールが観察された形状不良のパターンである。
【図7】 図7は、比較例15で得られたレジスト材料
の不良なマスクリニアリティ(マスク忠実度)曲線であ
る。
【図8】 図8は、比較例17で得られたパターン底部
にスカムが観察された不良パターンである。
【図9】 図9は、比較例18でパターン形成された場
合に観察された形状不良のパターンである。
【符号の説明】
1・・・基板、2・・・本発明に係るレジスト材料膜、3・・・
KrFエキシマレーザ光、4・・・マスク、2a・・・レジス
トパターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝山 亜希子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社 (72)発明者 遠藤 政孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社 (56)参考文献 特開 平5−281745(JP,A) 特開 平6−194842(JP,A) 特開 平5−249682(JP,A) 特開 平4−211258(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 7/00 - 7/18

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式[1] [式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、R及び
    は夫々独立して水素原子又は炭素数1〜6の直鎖
    状、分枝状又は環状のアルキル基又は炭素数1〜6の直
    鎖状又は分枝状のハロアルキル基を表し(但し、R
    びRが共に水素原子の場合は除く。)、また、R
    で炭素数2〜5のメチレン鎖を形成していても良
    く、Rは炭素数1〜10の直鎖状、分枝状又は環状の
    アルキル基、炭素数1〜6の直鎖状、分枝状又は環状の
    ハロアルキル基、アセチル基、又はアラルキル基を表
    し、Rは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6の直
    鎖状、分枝状又は環状のアルキル基、炭素数1〜6の直
    鎖状、分枝状又は環状のアルコキシ基、テトラヒドロピ
    ラニルオキシ基、テトラヒドロフラニルオキシ基、te
    rt−ブトキシカルボニルオキシ基、tert−ブトキ
    シカルボニルメトキシ基、又はアセチルオキシ基を表
    し、k、r及びmは夫々独立して自然数を表す(但し、
    0.10≦(k+m)/(k+r+m)≦0.90で且
    つ0.01≦m/(k+r+m)≦0.25である。]
    で示されるポリマーと、下記一般式[2]で示される感
    光性化合物、一般式[6]で示される感光性化合物、一
    般式[9]で示される感光性化合物及び一般式[12]
    で示される感光性化合物から成る群より選ばれた1種以
    上の感光性化合物と、これらを溶解可能な溶剤とを主成
    分とする300nm以下の遠紫外線用レジスト材料。 [式中、Rは炭素数1〜10の直鎖状、分枝状又は環
    状のアルキル基又は炭素数1〜10のハロアルキル基を
    表し、Rは炭素数1〜10の直鎖状、分枝状又は環状
    のアルキル基、炭素数1〜10のハロアルキル基又はフ
    ェネチル基を表し、Zはスルホニル基又はカルボニル基
    を表す。] [式中、R13は一般式[7] {式中、R14、R15及びR16は夫々独立して水素
    原子又はハロゲン原子を表し、pは0又は1〜3の整数
    を表す。}で示される基、又は一般式[8] {式中、R17、R18、R19、R20及びR21
    夫々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5の
    直鎖状又は分枝状のアルキル基、炭素数1〜5の直鎖状
    又は分枝状のアルコキシ基、トリフルオロメチル基、水
    酸基、トリフルオロメトキシ基又はニトロ基を表す。}
    で示される基を表す。] [式中、R13は前記と同じであり、R22は水素原
    子、水酸基又は一般式[10] R13SOO− [10] {式中、R13は前記と同じである。}で示される基を
    表し、R23は炭素数1〜5の直鎖状又は分枝状のアル
    キル基又は一般式[11] {式中、R24及びR30は夫々独立して水素原子、ハ
    ロゲン原子、炭素数1〜5の直鎖状又は分枝状のアルキ
    ル基、炭素数1〜5の直鎖状又は分枝状のアルコキシ
    基、又は前記一般式[10]を表す。}で示される基を
    表す。] [式中、R25は炭素数1〜4の直鎖状又は分枝状のア
    ルキル基、フェニル基、置換フェニル基、又はアラルキ
    ル基を表し、R26は水素原子、ハロゲン原子、炭素数
    1〜6の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基を表し、
    27は炭素数1〜8の直鎖状又は分枝状のパーフルオ
    ロアルキル基、炭素数1〜8の直鎖状、分枝状又は環状
    のアルキル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、10
    −カンファー基、フェニル基、トリル基、2,5−ジク
    ロルフェニル基、1,3,4−トリクロルフェニル基、
    又はトリフルオロメチルフェニル基を表す。]
  2. 【請求項2】 露光により酸を発生する感光性化合物が
    一般式[2]で示される感光性化合物1種以上、又は一
    般式[2]で示される感光性化合物1種以上と、一般式
    [6]で示される感光性化合物、一般式[9]で示され
    る感光性化合物及び一般式[12]で示される感光性化
    合物から成る群より選ばれた1種以上との組合せである
    請求項1に記載のレジスト材料。
  3. 【請求項3】 露光により酸を発生する感光性化合物が
    一般式[2]で示される感光性化合物1種以上と、一般
    式[9]で示される感光性化合物及び一般式[12]で
    示される感光性化合物から成る群より選ばれた1種以上
    との組合せである請求項2に記載のレジスト材料。
  4. 【請求項4】 紫外線吸収剤を更に含んで成る、請求項
    1〜3の何れかに記載のレジスト材料。
  5. 【請求項5】 一般式[1]で示されるポリマーのR
    が水素原子であり、Rが水素原子又は炭素数1〜6の
    直鎖状又は分枝状のアルキル基であり、Rが炭素数1
    〜6の直鎖状又は分枝状のアルキル基であり、Rが炭
    素数1〜10の直鎖状又は分枝状のアルキル基であり、
    が水素原子、炭素数1〜6の直鎖状又は分枝状のア
    ルキル基、炭素数1〜6の直鎖状又は分枝状のアルコキ
    シ基、テトラヒドロピラニルオキシ基、tert−ブト
    キシカルボニルオキシ基、tert−ブトキシカルボニ
    ルメトキシ基、又はアセチルオキシ基である請求項1〜
    4の何れかに記載のレジスト材料。
  6. 【請求項6】 一般式[1]で示されるポリマーのR
    が水素原子であり、Rが水素原子又はメチル基であ
    り、Rがメチル基又はエチル基であり、Rが炭素数
    1〜4の直鎖状又は分枝状のアルキル基であり、R
    水素原子、炭素数1〜4の直鎖状又は分枝状のアルキル
    基又は炭素数1〜4の直鎖状又は分枝状のアルコキシ
    基、又はアセチルオキシ基である請求項5に記載のレジ
    スト材料。
  7. 【請求項7】 一般式[1]で示されるポリマーの(k
    +m)/(k+r+m)の範囲が0.2〜0.7であ
    り、且つ重量平均分子量が3000〜50000である
    請求項1〜6の何れかに記載のレジスト材料。
  8. 【請求項8】 露光により酸を発生する感光性化合物が
    下記一般式[2] [式中、R は炭素数1〜10の直鎖状、分枝状又は環
    状のアルキル基又は炭素数1〜10のハロアルキル基を
    表し、R は炭素数1〜10の直鎖状、分枝状又は環状
    のアルキル基、炭素数1〜10のハロアルキル基又はフ
    ェネチル基を表し、Zはスルホニル基又はカルボニル基
    を表す。]で示される化合物である、請求項1〜7の何
    れかに記載のレジスト材料。
  9. 【請求項9】 一般式[2]に於て、R が炭素数3〜
    10の分枝状又は環状のアルキル基であり、R が炭素
    数1〜10の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基であ
    り、Zがスルホニル基である、請求項8に記載のレジス
    ト材料。
  10. 【請求項10】 一般式[2]に於て、R 及びR
    夫々独立して炭素数3〜10の分枝状又は環状のアルキ
    ル基である、請求項9に記載のレジスト材料。
  11. 【請求項11】 一般式[2]で示される化合物が、ビ
    ス(1,1−ジメチル エチルスルホニル)ジアゾメタン
    である、請求項9に記載のレジスト材料。
  12. 【請求項12】 一般式[2]で示される化合物が、ビ
    ス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタンである、
    請求項9に記載のレジスト材料。
  13. 【請求項13】 一般式[2]で示される化合物が、1
    −シクロヘキシルスルホニル−1−(1,1−ジメチル
    エチルスルホニル)ジアゾメタンである、請求項9に記
    載のレジスト材料。
  14. 【請求項14】 請求項1に記載のレジスト材料を基板
    上に塗布する工程と、加熱処理の後、マスクを介して3
    00nm以下の遠紫外線で露光する工程と、必要に応じ
    て加熱処理した後、現像液を用いて現像する工程と、か
    ら成るパターン形成方法。
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