JP4272805B2 - ポジ型感放射線性組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平版印刷板やＩＣ等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、更にその他のフォトファブリケーション工程に使用されるポジ型感放射線性組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
遠紫外光やエキシマレーザー光を用いたリソグラフィーのパターン形成に用いるレジストとして、米国特許第4,491,628 号、欧州特許第29,139号等に記載されている化学増幅系レジスト組成物がある。化学増幅型ポジレジスト組成物は、遠紫外光等の放射線の照射により露光部に酸を生成させ、この酸を触媒とする反応によって、活性放射線の照射部と非照射部の現像液に対する溶解性を変化させパターンを基板上に形成させるパターン形成材料である。
【０００３】
上記化学増幅型ポジレジスト組成物は、アルカリ可溶性樹脂、放射線露光によつて酸を発生する化合物（光酸発生剤）、及び酸分解性基を有するアルカリ可溶性樹脂に対する溶解阻止化合物から成る３成分系と、酸との反応により分解しアルカリ可溶となる基を有する樹脂と光酸発生剤からなる２成分系、更に酸との反応により分解しアルカリ可溶となる基を有する樹脂、酸分解性基を有する低分子溶解阻止化合物、及び光酸発生剤から成るハイブリット系に大別できる。
【０００４】
特開平２−１９８４７号にはポリ（ｐ−ヒドロキシスチレン）のフェノール性ヒドロキシル基を全部あるいは部分的にテトラヒドロピラニル基で保護した樹脂を含有することを特徴とするレジスト組成物が開示されている。
特開平４−２１９７５７号には同様にポリ（ｐ−ヒドロキシスチレン）のフェノール性ヒドロキシル基の２０〜７０％がアセタール基で置換された樹脂を含有することを特徴とするレジスト組成物が開示されている。
更に特開平５−２４９６８２号にも同様のアセタール保護された樹脂を用いたフォトレジスト組成物が示されている。また特開平８−１２３０３２号にはアセタール基で置換された基を含む三元共重合体を用いたフォトレジスト組成物が示されている。
更に、特開平８−２５３５３４号にはアセタール基で置換された基を含む、部分架橋ポリマーを用いたフォトレジスト組成物が示されている。
【０００５】
また、特開平５−３２３５９０号には、光酸発生剤を２種用いることが記載され、特開平５−１８１２７９号には強酸を発生する光酸発生剤と、弱酸を発生する光酸発生剤とを用いることが記載され、特開平１１−１２５９０７号には沸点１５０℃以上のカルボン酸を発生する化合物と、カルボン酸以外の酸を発生させる化合物を用いることが記載されている。
【０００６】
しかしながら、上記技術でも疎密依存性において改善の余地があった。最近のデバイスの傾向として様々なパターンが含まれるためレジストには様々な性能が求められている。その１つが疎密依存性である。デバイスにはラインが密集した部分と逆にラインと比較しスペースが広いパターン、更に孤立ラインが存在する。このため、種々のラインを高い再現性をもって解像することは重要である。しかし、種々のラインを再現させることは光学的な要因により必ずしも容易ではなく、レジストによる解決方法が明確でないのが現状である。
更に、露光マージンにおいても更に向上させる要望が強かった。ここで、露光マージンとは露光量が変化するとそれにしたがって得られるパターンの線幅が変化する現象をいう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、疎密依存性が優れたポジ型感放射線性組成物を提供することである。
本発明の更なる目的は、露光マージンが優れたポジ型感放射線性組成物を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記の構成によって達成された。
（１） （ａ）下記一般式（Ｉ）で示される酸分解性基を有し、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂、
（ｂ−１）活性光線又は放射線の照射により酸を発生し、前記酸分解性基の分解反応に寄与する化合物のうち少なくとも１種、
（ｂ−２）活性光線又は放射線の照射により酸を発生し、前記酸分解性基の分解反応に寄与しない化合物のうち少なくとも１種、
（ｃ）界面活性剤、及び
（ｄ）溶剤
を含有することを特徴とするポジ型感放射線性組成物。
【０００９】
【化３】

【００１０】
一般式（Ｉ）中、Ｒ₁は炭素数１〜４個のアルキル基を表す。Ｗは、置換あるいは無置換のアリール基、又は置換あるいは無置換の環状アルキル基を表す。ｎは、１〜４の整数を表す。
【００１１】
（２） 前記（ａ）の樹脂が、フェノール性水酸基を含有するアルカリ可溶性樹脂における該フェノール性水酸基の少なくとも一部が前記一般式（Ｉ）で示される酸分解性基で保護されている樹脂であることを特徴とする前記（１）に記載のポジ型感放射線性組成物。
【００１３】
（３） （ｂ−１）の化合物が、活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸を発生する化合物であり、（ｂ−２）の化合物が、活性光線又は放射線の照射によりカルボン酸を発生する化合物であることを特徴とする前記（１）に記載のポジ型感放射線性組成物。
（４） 有機塩基性化合物を含有することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のポジ型感放射線性組成物。
（５） 前記（１）〜（４）のいずれかに記載のポジ型感放射線性組成物により膜を形成し、当該膜を露光、現像することを特徴とするパターン形成方法。
【００１４】
本発明のポジ型感放射線性組成物は、酸分解性基として末端に特定構造の置換基を有するアセタール基を有する酸分解性樹脂とともに、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物として、上記特定の酸分解性基の分解に寄与する化合物と、寄与しない化合物を組み合わせて用いることにより、疎密依存性が見事に改善され、且つ露光マージン（露光ラチチュード）が優れるようになった。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のポジ型感放射線性組成物に含有される化合物、樹脂等の成分について詳細に説明する。
尚、本発明は上記（１）〜（５）に記載された構成を有するものであり、Ｗは、置換あるいは無置換のアリール基、又は置換あるいは無置換の環状アルキル基を表すが、その他についても参考として記載している。
〔Ｉ〕（ａ）成分の酸分解性樹脂本発明において、酸分解性樹脂は、アルカリ可溶性基が、上記一般式（Ｉ）で示される酸分解性基（保護基）で保護された構造を有する樹脂である。ここで、アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基等が挙げられる。これらの中でもフェノール性水酸基が好ましい。本発明における酸分解性樹脂は、フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂における該フェノール性水酸基を上記一般式（Ｉ）で示される基で保護されたものが好ましい。
【００１６】
本発明に用いられるフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂は、ｏ−，ｍ−又はｐ−ヒドロキシスチレン、あるいはｏ−，ｍ−又はｐ−ヒドロキシ−α−メチルスチレンを少なくとも３０モル％、好ましくは５０モル％以上含有する共重合体又はそのホモポリマー、あるいは部分的に水素添加された樹脂であることが好ましく、ｐ−ヒドロキシスチレンホモポリマーがより好ましい。上記共重合モノマーとしては、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸、スチレン、α−メチルスチレン、アセトキシスチレン、アルコキシスチレン類が好ましく、スチレン、アセトキシスチレン、ｔ−ブトキシスチレンがより好ましい。
このアルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量の範囲は、ＧＰＣ法で測定されたポリスチレン換算値として、好ましくは３０００〜８００００であり、より好ましくは７０００〜５００００である。分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）の範囲は１．０１〜４．０であり、好ましくは１．０５〜１．２０である。この分子量分布のポリマーを得るにはアニオン重合等の手法を用いることが好ましい。
【００１７】
一般式（Ｉ）において：
ｎは１〜４の自然数であり、２又は３が好ましい。
Ｒ₁として、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチルが好ましく挙げられ、なかでもメチルがより好ましい。
また、Ｗの有機基は、酸素原子、窒素原子、イオウ原子、リン原子、珪素原子のうち少なくとも１種の原子と少なくとも１つの炭素原子より構成される。
より具体的には、Ｗは以下に示される基が好ましい。
【００１８】
【化５】

【００１９】
式中：
Ｒ₂は、水素原子、炭素数１〜６の直鎖状、分岐状及び環状のアルキル基、炭素数２〜６の直鎖状、分岐状及び環状のアルケニル基、置換あるいは無置換のアリール基、並びに置換あるいは無置換のアラルキル基からなる群から選択される基を表す。
Ｒ₃は、水素原子、炭素数１〜６の直鎖状、分岐状及び環状のアルキル基、炭素数１〜６の直鎖状、分岐状及び環状のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、水酸基、並びにシアノ基からなる群から選択される基を表す。
Ｘは、ハロゲン原子を表す。
Ｒ₄は、置換あるいは無置換のアリール基、又は置換あるいは無置換の炭素数３〜１５個の環状アルキル基を表す。
ｍは、１〜４の自然数であり、１又は２が好ましい。
【００２０】
上記Ｒ₂及びＲ₃において、炭素数１〜６の直鎖状、分岐状及び環状のアルキル基としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、シクロプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル等が好ましく、メチル、エチルがより好ましい。
Ｒ₂における炭素数２〜６の直鎖状、分岐状及び環状のアルケニル基としてはビニル、１−プロペニル、アリル、イソプロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、２−ペンテニル、シクロヘキセニル等が好ましく、ビニル、イソプロペニルがより好ましい。
【００２１】
Ｒ₂、Ｒ₄のアリール基としては、フェニル、トリル、キシリル、メシチル、クメニル等が好ましく、フェニルがより好ましい。Ｒ₂のアラルキル基としては、ベンジル、フェネチル、α−メチルベンジル、ベンズヒドリル等が好ましく、ベンジルがより好ましい。Ｒ₄における炭素数３〜１５個の環状アルキル基としては、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が好ましい。
これらの、アリール、アラルキル、環状アルキル基には、ハロゲン原子、ニトロ基、アルコキシ基、アセチル基、アミノ基、エステル基、アミド基等が置換されていても良い。
Ｒ₃における炭素数１〜６の直鎖状、分岐状及び環状のアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等が好ましく、メトキシ基及びエトキシ基がより好ましい。
【００２２】
ハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が好ましく、塩素、臭素がより好ましい。
また、Ｗは上記に示したように、シアノ基、ホルミル基であってもよい。
【００２３】
一般式（Ｉ）で表される保護基のより具体的な例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。但し、Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基、Ｐｈはフェニル基を表す。
尚、以下には本発明の範囲外のものも含まれるが、参考として記載している。
【００２４】
【化６】

【００２５】
【化７】

【００２６】
【化８】

【００２７】
樹脂（ａ）を構成する上記保護基でフェノール水酸基が保護されている樹脂は、対応するビニルエーテルを合成し、テトラヒドロフラン等の適当な溶媒に溶解したフェノール性水酸基含有アルカリ可溶性樹脂と既知の方法により反応させることにより得ることができる。反応は、通常酸性の触媒、好ましくは、酸性イオン交換樹脂や、塩酸、ｐ−トルエンスルホン酸あるいは、ピリジニウムトシレートのような塩の存在下実施される。対応するビニルエーテルは、クロロエチルビニルエーテルのような活性な原科から、求核置換反応等の方法により合成することができる。
【００２８】
樹脂（ａ）を構成する樹脂の構造を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基、Ｐｈはフェニル基、ｔＢｕはｔ−ブチル基、Ａｃはアセチル基を表す。
尚、以下には本発明の範囲外のものも含まれるが、参考として記載している。
【００２９】
【化９】

【００３０】
【化１０】

【００３１】
【化１１】

【００３２】
【化１２】

【００３３】
【化１３】

【００３４】
【化１４】

【００３５】
【化１５】

【００３６】
【化１６】

【００３７】
【化１７】

【００３８】
【化１８】

【００３９】
【化１９】

【００４０】
【化２０】

【００４１】
【化２１】

【００４２】
【化２２】

【００４３】
【化２３】

【００４４】
【化２４】

【００４５】
本発明の組成物には、フェノール水酸基が一般式（Ｉ）で表される保護基で保護された上記樹脂が含有される。一般式（Ｉ）で表される保護基による保護率は、樹脂中の全フェノール性水酸基に対して好ましくは５〜４５モル％であり、より好ましくは１０〜３０モル％である。
本発明の組成物において、酸分解性樹脂（ａ）の総使用量は、組成物の全重量（溶剤を除く）を基準として１０〜９９．９重量％が好ましく、より好ましくは５０〜９９．５重量％、さらに好ましくは７０〜９９．０重量％である。
【００４６】
本発明の組成物は、例えば一般式（Ｉ）で表される保護基で例示される酸分解性基を含有していないアルカリ可溶性樹脂を含有することができ、これにより感度が向上する。酸分解性基を含有していないアルカリ可溶性樹脂（以下単に「アルカリ可溶性樹脂」という）としては、ノボラック樹脂、ノボラック樹脂の誘導体；ポリ（ｐ−ヒドロキシスチレン）、ｐ／ｍ−ヒドロキシスチレン共重合体、ｐ／ｏ−ヒドロキシスチレン共重合体、ｐ−ヒドロキシスチレン−スチレン共重合体等のｐ−ヒドロキシスチレンユニットを含有する共重合体；４−ヒドロキシ−３−メチルスチレン樹脂、４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルスチレン樹脂等のアルキル置換ヒドロキシスチレン樹脂；これらの樹脂のＯＨ部のアルキル化物又はアセチル化物が好ましく挙げられる。
【００４７】
更に上記樹脂のフェノール核の一部（全フェノール核の３０ｍｏｌ％以下）が水素添加されている樹脂は、樹脂の透明性が向上し、感度、解像力、良好なプロファイル形成の点で好ましい。そのような樹脂として、部分水素化ノボラツク樹脂、部分水素化ポリヒドロキシスチレン等が挙げられる。
【００４８】
本発明の組成物に含有させることができるその他のアルカリ可溶性樹脂として、アセトン−ピロガロール樹脂、ヒドロキシスチレン−Ｎ−置換マレイミド共重合体、ポリヒドロキシスチレンの一部Ｏ−アルキル化物もしくはＯ−アシル化物、スチレン−無水マレイン酸共重合体、カルボキシル基含有メタクリル系樹脂及びその誘導体、スチレン−ポリヒドロキシスチレン共重合体等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００４９】
本発明に用いられる特に好ましいアルカリ可溶性樹脂は、ノボラック樹脂、ｐ−ヒドロキシスチレンユニットを含有するアルカリ可溶性樹脂（好ましくはポリ（ｐ−ヒドロキシスチレン）、ｐ／ｍ−ヒドロキシスチレン共重合体、ｐ／ｏ−ヒドロキシスチレン共重合体、ｐ−ヒドロキシスチレン−スチレン共重合体）、４−ヒドロキシ−３−メチルスチレン樹脂、４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルスチレン樹脂のようなアルキル置換ヒドロキシスチレン樹脂、上記樹脂のＯＨ部のアルキル化物又はアセチル化物、ポリヒドロキシスチレン樹脂、部分水素化ノボラック樹脂、部分水素化ポリヒドロキシスチレン樹脂である。
【００５０】
本発明において、ポリヒドロキシスチレンとは、ｐ−ヒドロキシスチレンモノマー、ｍ−ヒドロキシスチレンモノマー、ｏ−ヒドロキシスチレンモノマー又はそれらのオルソ位が炭素数１〜４のアルキル置換されたヒドロキシスチレンモノマーの中から選ばれた少なくとも一種類以上のモノマーを重合して得られたポリマーを示す。
【００５１】
上記ノボラック樹脂は所定のモノマーを主成分として、酸性触媒の存在下、アルデヒド類と付加縮合させることにより得られる。
【００５２】
所定のモノマーとしては、フェノール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、ｏ−クレゾール等のクレゾール類、２，５−キシレノール、３，５−キシレノール、３，４−キシレノール、２，３−キシレノール等のキシレノール類、ｍ−エチルフェノール、ｐ−エチルフェノール、ｏ−エチルフェノール、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ｐ−オクチルフエノール、２，３，５−トリメチルフェノール等のアルキルフェノール類、ｐ−メトキシフェノール、ｍ−メトキシフェノール、３，５−ジメトキシフェノール、２−メトキシ−４−メチルフェノール、ｍ−エトキシフェノール、ｐ−エトキシフェノール、ｍ−プロポキシフェノール、ｐ−プロポキシフェノール、ｍ−ブトキシフェノール、ｐ−ブトキシフェノール等のアルコキシフェノール類、２−メチル−４−イソプロピルフェノール等のビスアルキルフェノール類、ジヒドロキシビフェニル、ビスフェノールＡ、フェニルフェノール、レゾルシノール、ナフトール等のヒドロキシ芳香化合物を単独もしくは２種類以上混合して使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【００５３】
アルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、ｏ−ヒドロキシベンズアルデヒド、ｍ−ヒドロキシベンズアルデヒド、ｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド、ｏ−ニトロベンズアルデヒド、ｍ−ニトロベンズアルデヒド、ｐ−ニトロベンズアルデヒド、ｏ−メチルベンズアルデヒド、ｍ−メチルベンズアルデヒド、ｐ−メチルベンズアルデヒド、ｐ−エチルベンズアルデヒド、ｐ−ｎ−ブチルベンズアルデヒド、フルフラール及びこれらのアセタール体等を使用することができるが、これらの中で、ホルムアルデヒドを使用するのが好ましい。
【００５４】
これらのアルデヒド類は、単独でもしくは２種類以上組み合わせて用いられる。酸性触媒としては硫酸、ギ酸、酢酸、シュウ酸等を使用することができる。
酸分解性基を含有していないアルカリ可溶性樹脂の含有量としては、該樹脂と酸分解性基含有樹脂との合計に対して、５０重量％以下、好ましくは３０重量％以下、更に好ましくは２０重量％以下である。
【００５５】
（ｂ）光酸発生剤
本発明において、光酸発生剤としては、（ｂ−１）活性光線又は放射線の照射により酸を発生し、前記酸分解性基の分解反応に寄与する化合物〔（ｂ−１）光酸発生剤ともいう〕のうち少なくとも１種、と（ｂ−２）活性光線又は放射線の照射により酸を発生し、前記酸分解性基の分解反応に寄与しない化合物〔（ｂ−２）光酸発生剤ともいう〕のうち少なくとも１種とを用いる。
【００５６】
本発明において、「分解反応に寄与する」とは、各成分を含有した組成物膜を形成させ、そこに活性光線又は放射線を照射した時に、光酸発生剤より生じた酸がアルカリ可溶性樹脂のアルカリ可溶性基を保護している保護基（上記アセタール構造）を分解し、該組成物膜の現像液に対する溶解速度を著しく増加させる作用のことをいう。
本発明において、「分解反応に寄与しない」とは、各成分を含有した組成物膜を形成させ、そこに活性光線又は放射線を照射した時に、光酸発生剤より生じた酸がアルカリ可溶性樹脂のアルカリ可溶性基を保護している保護基（上記アセタール構造）を分解せず、該組成物膜の現像液に対する溶解速度を変化させない作用のことをいう。
【００５７】
（ｂ−１）光酸発生剤としては、上記特定のアセタール構造を分解させることが可能な酸を発生させる化合物であり、具体的には下記に詳述するような化合物が挙げられる。
（ｂ−１）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物としては、たとえば S. I. Schlesinger, Photogr. Sci. Eng., 18, 387(1974)、T. S. Bal et al, Polymer, 21, 423(1980)等に記載のジアゾニウム塩、米国特許第4,069,055号、同4,069,056号、同 Re 27,992号、特開平3-140140号等に記載のアンモニウム塩、D. C. Necker et al, Macromolecules, 17, 2468(1984)、C. S. Wen et al, Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct(1988)、米国特許第4,069,055号、同4,069,056号等に記載のホスホニウム塩、J. V. Crivello et al, Macromorecules, 10(6), 1307(1977)、Chem. & Eng. News, Nov. 28, p31(1988)、欧州特許第104,143号、同339,049号、同第410,201号、特開平2-150848号、特開平2-296514 号等に記載のヨードニウム塩、J. V. Crivello et al, Polymer J. 17, 73(1985)、J. V. Crivello et al., J. Org. Chem., 43, 3055(1978)、W. R. Watt et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 22, 1789(1984)、J. V. Crivello et al, Polymer Bull., 14, 279(1985)、J. V. Crivello et al, Macromorecules, 14(5), 1141(1981)、J. V. Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 2877(1979)、欧州特許第370,693号、同161,811号、同410,201号、同339,049号、同233,567号、同297,443号、同297,442号、米国特許第4,933,377号、同3,902,114号、同4,760,013号、同4,734,444号、同2,833,827号、獨国特許第2,904,626号、同3,604,580号、同3,604,581号等に記載のスルホニウム塩、J. V. Crivello et al, Macromorecules, 10(6), 1307(1977)、J. V. Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 1047(1979)等に記載のセレノニウム塩、C. S. Wen et al, Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct(1988)等に記載のアルソニウム塩等のオニウム塩、米国特許第3,905,815号、特公昭46-4605号、特開昭48-36281号、特開昭55-32070号、特開昭60-239736号、特開昭61-169835号、特開昭61-169837号、特開昭62-58241号、特開昭62-212401号、特開昭63-70243号、特開昭63-298339号等に記載の有機ハロゲン化合物、K. Meier et al, J. Rad. Curing, 13(4), 26(1986)、T. P. Gill et al, Inorg. Chem., 19, 3007(1980)、D. Astruc, Acc. Chem. Res., 19(12), 377(1896)、特開平2-161445号等に記載の有機金属／有機ハロゲン化物、S. Hayase et al, J. Polymer Sci., 25, 753(1987)、E. Reichmanis et al, J. Pholymer Sci., Polymer Chem. Ed., 23, 1(1985)、Q. Q. Zhuetal, J. Photochem., 36, 85, 39, 317(1987)、B. Amit et al, Tetrahedron Lett.,(24)2205(1973)、D. H. R. Barton et al, J. Chem Soc., 3571(1965)、P. M. Collins et al, J. Chem. Soc., Perkin I, 1695(1975)、M. Rudinstein et al, Tetrahedron Lett., (17), 1445(1975)、J. W. Walker et al, J. Am. Chem. Soc., 110, 7170(1988)、S. C. Busman et al, J. Imaging Technol., 11(4), 191(1985)、H. M. Houlihan et al, Macormolecules, 21, 2001(1988)、 P. M. Collins et al, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 532(1972)、S. Hayase et al, Macromolecules, 18, 1799(1985)、E. Reichmanis et al, J. Electrochem. Soc., Solid State Sci. Technol., 130(6)、F. M. Houlihan et al, Macromolcules, 21, 2001(1988)、欧州特許第0290,750号、同046,083号、同156,535号、同271,851号、同0,388,343号、米国特許第3,901,710号、同4,181,531号、特開昭60-198538号、特開昭53-133022号等に記載の０−ニトロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、M.TUNOOKA et al, Polymer Preprints Japan, 35(8)、G. Berner et al, J. Rad. Curing, 13(4)、 W. J. Mijs et al, Coating Technol., 55(697), 45(1983), Akzo、H. Adachi et al, Polymer Preprints, Japan, 37(3)、欧州特許第0199,672号、同84515号、同044,115号、同618,564号、同0101,122号、米国特許第4,371,605号、同4,431,774 号、特開昭64-18143号、特開平2-245756号、特開平3-140109号等に記載のイミノスルフォネ−ト等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化合物、特開昭61-166544号等に記載のジスルホン化合物を挙げることができる。
【００５８】
また、これらの光により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物、たとえば、M. E. Woodhouse et al, J. Am. Chem. Soc., 104, 5586(1982)、S. P. Pappas et al, J. Imaging Sci., 30(5), 218(1986)、S. Kondo et al, Makromol. Chem., Rapid Commun., 9, 625(1988)、Y. Yamada et al, Makromol. Chem., 152, 153, 163(1972)、J. V. Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 3845(1979)、米国特許第3,849,137号、獨国特許第3914407、特開昭63-26653号、特開昭55-164824号、特開昭62-69263号、特開昭63-146038号、特開昭63-163452号、特開昭62-153853号、特開昭63-146029号等に記載の化合物を用いることができる。
【００５９】
さらにV. N. R. Pillai, Synthesis, (1), 1(1980)、A. Abad et al, Tetrahedron Lett., (47)4555(1971)、D. H. R. Barton et al, J. Chem. Soc., (C), 329(1970)、米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。
【００６０】
上記（ｂ−１）活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の中で、特に有効に用いられるものについて以下に説明する。
（１）トリハロメチル基が置換した下記一般式（ＰＡＧ１）で表されるオキサゾール誘導体又は一般式（ＰＡＧ２）で表されるＳ−トリアジン誘導体。
【００６１】
【化２５】

【００６２】
式中、Ｒ²⁰¹は置換もしくは未置換のアリール基、アルケニル基、Ｒ²⁰²は置換もしくは未置換のアリール基、アルケニル基、アルキル基、−Ｃ（Ｙ）₃を示す。Ｙは塩素原子又は臭素原子を示す。
具体的には以下の化合物を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。
【００６３】
【化２６】

【００６４】
【化２７】

【００６５】
【化２８】

【００６６】
（２）下記の一般式（ＰＡＧ３）で表されるヨードニウム塩、又は一般式（ＰＡＧ４）で表されるスルホニウム塩。
【００６７】
【化２９】

【００６８】
ここで式Ａｒ¹、Ａｒ²は、各々独立、に置換もしくは未置換のアリール基を示す。好ましい置換基としては、アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヒロドキシ基、メルカプト基及びハロゲン原子が挙げられる。
【００６９】
Ｒ²⁰³、Ｒ²⁰⁴、Ｒ²⁰⁵は、各々独立に、置換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。好ましくは、炭素数６〜１４のアリール基、炭素数１〜８のアルキル基及びそれらの置換誘導体である。好ましい置換基としては、アリール基に対しては炭素数１〜８のアルコキシ基、炭素数１〜８のアルキル基、シクロアルキル基、ニトロ基、カルボキシル基、メルカプト基、ヒロドキシ基及びハロゲン原子であり、アルキル基に対しては炭素数１〜８のアルコキシ基、カルボキシル基、アルコシキカルボニル基である。
【００７０】
Ｚーは対アニオンを示し、例えばＢＦ₄ー、ＡｓＦ₆ー、ＰＦ₆ー、ＳｂＦ₆ー、ＳｉＦ₆ ²ー、ＣｌＯ₄ー、置換していてもよいアルカンスルホン酸アニオン、置換していてもよいベンゼンスルホン酸アニオン、置換していてもよいナフタレンスルホン酸アニオン、置換していてもよいアントラセンスルホン酸アニオン、置換していてもよいカンファスルホン酸アニオン、スルホン酸基含有染料等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。
【００７１】
またＲ²⁰³、Ｒ²⁰⁴、Ｒ²⁰⁵のうちの２つ及びＡｒ¹、Ａｒ²はそれぞれの単結合又は置換基を介して結合してもよい。
【００７２】
また、露光後加熱処理までの経時での性能変化（Ｔ−Ｔｏｐ形成、線幅変化等）が少ないような光酸発生剤が好ましい。そのような光酸発生剤としては例えば、上記一般式（ＰＡＧ３）、（ＰＡＧ４）において、Ａｒ¹、Ａｒ²、Ｒ²⁰³〜Ｒ²⁰⁵が置換あるいは未置換のアリール基を表し、Ｚーが、光の照射により酸として発生したときにレジスト膜中で拡散性が比較的小さいものである。具体的には、Ｚーが、分岐状又は環状の炭素数８個以上のアルキル基又はアルコキシ基の群の中から選ばれる基を少なくとも１個有するか、直鎖状、分岐状又は環状の炭素数４〜７個のアルキル基又はアルコキシ基の群の中から選ばれる基を少なくとも２個有するか、もしくは直鎖状又は分岐状の炭素数１〜３個のアルキル基又はアルコキシ基の群の中から選ばれる基を少くとも３個有するベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸又はアントラセンスルホン酸のアニオンを示す。
【００７３】
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７４】
【化３０】

【００７５】
【化３１】

【００７６】
【化３２】

【００７７】
【化３３】

【００７８】
【化３４】

【００７９】
【化３５】

【００８０】
【化３６】

【００８１】
【化３７】

【００８２】
【化３８】

【００８３】
【化３９】

【００８４】
一般式（ＰＡＧ３）、（ＰＡＧ４）で示される上記オニウム塩は公知であり、例えばJ. W. Knapczyk et al, J. Am. Chem. Soc., 91, 145(1969)、A. L. Maycok et al, J. Org. Chem., 35, 2532,(1970)、E. Goethas et al, Bull. Soc. Chem. Belg., 73, 546,(1964)、H. M. Leicester、J. Ame. Chem. Soc., 51, 3587(1929)、J. V. Crivello et al, J. Polym. Chem. Ed., 18, 2677(1980)、米国特許第2,807,648号及び同4,247,473号、特開昭53-101331号等に記載の方法により合成することができる。
【００８５】
（３）下記一般式（ＰＡＧ５）で表されるジスルホン誘導体又は一般式（ＰＡＧ６）で表されるイミノスルホネート誘導体。
【００８６】
【化４０】

【００８７】
式中、Ａｒ³、Ａｒ⁴は各々独立に置換もしくは未置換のアリール基を示す。Ｒ²⁰⁶は置換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。Ａは置換もしくは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基を示す。
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８８】
【化４１】

【００８９】
【化４２】

【００９０】
【化４３】

【００９１】
【化４４】

【００９２】
【化４５】

【００９３】
【化４６】

【００９４】
（４）下記一般式（ＰＡＧ７）で表されるジアゾジスルホン誘導体。
【００９５】
【化４７】

【００９６】
ここでＲは、直鎖、分岐又は環状アルキル基、あるいは置換してもよいアリール基を表す。
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００９７】
【化４８】

【００９８】
本発明において、（ｂ−１）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物としては、オニウム塩、ジアゾジスルホンであることが好ましく、これらの中でもスルホン酸を発生する化合物が特に好ましい。２種以上を混合させてもよく、その場合、オニウム塩同士のような類似構造同士を混合させても、オニウム塩とジアゾジスルホン等異なる骨格の化合物を混合させてもよい。
【００９９】
これらの（ｂ−１）活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化合物の添加量は、本発明の組成物の全重量（塗布溶媒を除く）を基準として通常０．００１〜４０重量％の範囲で用いられ、好ましくは０．０１〜２０重量％、更に好ましくは０．１〜５重量％の範囲で使用される。
【０１００】
本発明における（ｂ−２）光酸発生剤としては、活性光線又は放射線の照射により酸は発生するが、上記酸分解性樹脂の分解に寄与しないものである。このような光酸発生剤としては、カルボン酸を発生する化合物が好ましい。このような光酸発生剤としては、カルボン酸のアニオンをカウンターアニオンとするヨードニウム塩あるいはスルホニウム塩、カルボン酸エステル基を有するイミドカルボキシレート化合物あるいはニトロベンジルエステル化合物等が挙げられる。
本発明に用いることができる（ｂ−２）光酸発生剤としては、下記一般式（ＡＩ）〜（ＡＶ）で示される化合物が挙げられる。
【０１０１】
【化４９】

【０１０２】
上記式において、Ｒ₃₀₁ 〜Ｒ₃₃₇は、各々独立に水素原子、直鎖、分岐あるいは環状アルキル基、直鎖、分岐あるいは環状アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、または−Ｓ−Ｒ₀基を表す。Ｒ₀は直鎖、分岐、環状アルキル基またはアリール基を表す。
Ｒａ、Ｒｂは、各々独立に水素原子、ニトロ基、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい、アルキル基、アルコキシ基を表す。Ｒｃ、Ｒｄは、各々独立にハロゲン原子、置換基を有していてもよい、アルキル基又はアリール基を表す。ＲｃとＲｄとが結合して芳香環、単環あるいは多環の環状炭化水素（これらの環内には酸素原子、窒素原子を含んでいてもよい）を形成してもよい。Ｙ₁、Ｙ₂は、炭素原子を表し、Ｙ₁−Ｙ₂結合は、単結合でも２重結合でもよい。上記Ｘ^-は、下記式で示されるカルボン酸化合物がアニオンになったものを表す。Ｘ₁、Ｘ₂は、各々独立に、下記式で示されるカルボン酸化合物がカルボキシル基部分でエステル基となったものを表す。
【０１０３】
【化５０】

【０１０４】
【化５１】

【０１０５】
上記式中、Ｒ₃₃₈は、炭素数１〜３０の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルキル基（ここで、アルキル基の鎖中に酸素原子、窒素原子を含んでいてもよい）、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキニル基、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルコキシル基、前記アルキル基の水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子および／または水酸基で置換された基、前記アルケニル基の水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子および／または水酸基で置換された基、あるいは炭素数６〜２０の置換もしくは非置換のアリール基を示す。ここで、アリール基の置換基としてはアルキル基、ニトロ基、水酸基、アルコキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子を挙げることができる。
【０１０６】
Ｒ₃₃₉は、単結合あるいは、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルキレン基（ここで、アルキレン基の鎖中に酸素原子、窒素原子を含んでいてもよい）、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニレン基、前記アルキレン基の水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子および／または水酸基で置換された基、前記アルケニレン基の水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子で置換された基、あるいは炭素数２〜２０のアルコキアルキレン基を示し、複数存在するＲ₃₃₈、Ｒ₃₃₉は相互に同一でも異なってもよい。
【０１０７】
Ｒ₃₄₀は水酸基またはハロゲン原子を示し、複数存在するＲ₃₄₀は相互に同一でも異なってもよい。ｍ、ｎ、ｐおよびｑは各々独立に、０〜３の整数で、ｍ＋ｎ≦５、ｐ＋ｑ≦５である。ｚは０または１である。
【０１０８】
前記一般式（ＡＩ）〜（ＡＶ）における、Ｒ₃₀₁〜Ｒ３３７、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒ₀における直鎖、分岐アルキル基としては、置換基を有してもよい、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基のような炭素数１〜４個のものが挙げられる。環状アルキル基としては、置換基を有してもよい、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数３〜８個のものが挙げられる。
Ｒ₃₀₁〜Ｒ３３７、Ｒａ、Ｒｂのアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基のような炭素数１〜４個のものが挙げられる。
Ｒ₃₀₁〜Ｒ３３７、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。
Ｒ₀、Ｒｃ、Ｒｄのアリール基としては、フェニル基、トリル基、メトキシフェニル基、ナフチル基のような置換基を有してもよい炭素数６〜１４個のものが挙げられる。
これらの置換基として好ましくは、炭素数１〜４個のアルコキシ基、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、沃素原子）、炭素数６〜１０個のアリール基、炭素数２〜６個のアルケニル基、シアノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基等が挙げられる。
【０１０９】
ＲｃとＲｄとが結合して形成する、芳香環、単環あるいは多環の環状炭化水素（これらの環内には酸素原子、窒素原子を含んでいてもよい）としては、ベンゼン構造、ナフタレン構造、シクロヘキサン構造、ノルボルネン構造、オキサビシクロ構造等が挙げられる。
【０１１０】
本発明で使用される一般式（ＡＩ）〜（ＡＩＩＩ）で表されるスルホニウム、ヨードニウム化合物は、その対アニオンＸ^-として、上記式（Ｃ１）〜（Ｃ１０）で示されるカルボン酸化合物のうち少なくとも１種の化合物のカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）がアニオン（−ＣＯＯ^-）となったものを含む。
本発明で使用される一般式（ＡＩＶ）〜（ＡＶ）で表される化合物は、置換基Ｘ₁、Ｘ₂として、上記式（Ｃ１）〜（Ｃ１０）で示されるカルボン酸化合物のうち少なくとも１種の化合物のカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）がエステル基（−ＣＯＯ−）となった置換基を含む。
【０１１１】
Ｒ₃₃₈における、炭素数１〜３０の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルキル基（ここで、アルキル基の鎖中に酸素原子、窒素原子を含んでいてもよい）としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、ドデシル、１−エトキシエチル、アダマンチル等が挙げられる。
炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニル基としては、エテニル、プロペニル、イソプロペニル、シクロヘキセン等が挙げられる。
炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキニル基としては、アセチレン、プロペニレン等が挙げられる。
炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ブトキシ、シクロヘキシルオキシ、イソブトキシ、ドデシルオキシ等が挙げられる。
炭素数６〜２０の置換もしくは非置換のアリール基としては、フェニル、ナフチル、アントラニル等が挙げられる。
アリール基の置換基としてはアルキル基、ニトロ基、水酸基、アルコキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子を挙げることができる。
【０１１２】
Ｒ₃₃₉における、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルキレン基（ここで、アルキレン基の鎖中に酸素原子、窒素原子を含んでいてもよい）、としては、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、エトキシエチレン、シクロヘキシレン等が挙げられる。
炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルケニレン基としては、ビニレン、アリレン等が挙げられる。
【０１１３】
本発明において、（ｂ−２）光酸発生剤としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩が好ましい。
以下に、これらの（ｂ−２）光酸発生剤の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１１４】
【化５２】

【０１１５】
【化５３】

【０１１６】
【化５４】

【０１１７】
【化５５】

【０１１８】
【化５６】

【０１１９】
上記一般式（ＡＩ）〜（ＡＶ）で表される化合物は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
上記（ｂ−２）光酸発生剤、すなわち一般式（ＡＩ）、一般式（ＡII）、一般式（ＡIII）で表される化合物は、米国特許第３，７３４，９２８号明細書に記載の方法、Macromolecules, vol. 10, 1307(1977), Journal of Organic Chemistry, vol. 55, 4222(1990), J. Radiat. Curing, vol. 5(1), 2(1978) に記載の方法などを用い、更にカウンターアニオンを交換することにより合成できる。一般式（ＡＩＶ）、一般式（ＡＶ）で表される化合物は、Ｎ−ヒドロキシイミド化合物とカルボン酸クロリドを塩基性条件で反応させる、あるいはニトロベンジルアルコールとカルボン酸クロリドを塩基性条件下反応させることにより得られる。
（ｂ−２）光酸発生剤の組成物中の含量は、組成物の全固形分に対し、０．１〜２０重量％が適当であり、好ましくは０．５〜１０重量％、更に好ましくは１〜７重量％である。
また、光酸発生剤（ｂ−１）と（ｂ−２）の組成物中の使用重量比率は、（ｂ−２）／（ｂ−１）で、通常０．０１〜５の範囲であり、好ましくは０．０５〜３の範囲であり、更に好ましくは０．１〜２の範囲である。
【０１２０】
本発明の組成物には、有機塩基性化合物を用いることが好ましい。
本発明で用いることのできる好ましい有機塩基性化合物は、フェノールよりも塩基性の強い化合物である。なかでも下記（Ａ）〜（Ｅ）で示される構造を含む含窒素塩基性化合物が好ましい。含窒素塩基性化合物を用いることにより、露光から後加熱までの経時によっても性能変化が小さい。
【０１２１】
【化５７】

【０１２２】
ここで、Ｒ²⁵⁰、Ｒ²⁵¹及びＲ²⁵²は、各々独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアミノアルキル基、炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基又は炭素数６〜２０の置換もしくは非置換のアリール基であり、ここでＲ²⁵¹とＲ²⁵²は互いに結合して環を形成してもよい。
【０１２３】
【化５８】

【０１２４】
（式中、Ｒ²⁵³、Ｒ²⁵⁴、Ｒ²⁵⁵およびＲ²⁵⁶は、同一または異なり、炭素数１〜６のアルキル基を示す）。
好ましい具体例としては、置換もしくは未置換のグアニジン、置換もしくは未置換のアミノピリジン、置換もしくは未置換のアミノアルキルピリジン、置換もしくは未置換のアミノピロリジン、置換もしくは未置換のインダーゾル、置換もしくは未置換のピラゾール、置換もしくは未置換のピラジン、置換もしくは未置換のピリミジン、置換もしくは未置換のプリン、置換もしくは未置換のイミダゾリン、置換もしくは未置換のピラゾリン、置換もしくは未置換のピペラジン、置換もしくは未置換のアミノモルフォリン、置換もしくは未置換のアミノアルキルモルフォリン等が挙げられ、モノ、ジ、トリアルキルアミン、置換もしくは未置換のアニリン、置換もしくは未置換のピペリジン、モノあるいはジエタノールアミン等が挙げられる。好ましい置換基は、アミノ基、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、水酸基、シアノ基である。
【０１２５】
好ましい化合物として、グアニジン、１，１−ジメチルグアニジン、１，１，３，３，−テトラメチルグアニジン、２−アミノピリジン、３−アミノピリジン、４−アミノピリジン、２−ジメチルアミノピリジン、４−ジメチルアミノピリジン、２−ジエチルアミノピリジン、２−（アミノメチル）ピリジン、２−アミノ−３−メチルピリジン、２−アミノ−４−メチルピリジン、２−アミノ−５−メチルピリジン、２−アミノ−６−メチルピリジン、３−アミノエチルピリジン、４−アミノエチルピリジン、３−アミノピロリジン、ピペラジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペリジン、４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−ピペリジノピペリジン、２−イミノピペリジン、１−（２−アミノエチル）ピロリジン、ピラゾール、３−アミノ−５−メチルピラゾール、５−アミノ−３−メチル−１−ｐ−トリルピラゾール、ピラジン、２−（アミノメチル）−５−メチルピラジン、ピリミジン、２，４−ジアミノピリミジン、４，６−ジヒドロキシピリミジン、２−ピラゾリン、３−ピラゾリン、Ｎ−アミノモルフォリン、Ｎ−（２−アミノエチル）モルフォリン、１，５−ジアザビシクロ〔４，３，０〕ノナ−５−エン、１，８−ジアザビシクロ〔５，４，０〕ウンデカ−７−エン、２，４，５−トリフェニルイミダゾール、トリ（ｎ−ブチル）アミン、トリ（ｎ−オクチル）アミン、Ｎ−フェニルジエタノールアミン、Ｎ−ヒドロキシエチルピペリジン、２，６−ジイソプロピルアニリン、Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ’−モルホリノエチルチオ尿素、Ｎ−ヒドロキシエチルモルホリン等が挙げられるがこれに限定されるものではない。
【０１２６】
これらの中でも特に好ましい化合物としては、１，５−ジアザビシクロ〔４，３，０〕ノナ−５−エン、１，８−ジアザビシクロ〔５，４，０〕ウンデカ−７−エン、２，４，５−トリフェニルイミダゾール、トリ（ｎ−ブチル）アミン、トリ（ｎ−オクチル）アミン、Ｎ−フェニルジエタノールアミン、Ｎ−ヒドロキシエチルピペリジン、２，６−ジイソプロピルアニリン、Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ’−モルホリノエチルチオ尿素、Ｎ−ヒドロキシエチルモルホリンである。
これらの含窒素塩基性化合物は、単独であるいは２種以上一緒に用いられる。含窒素塩基性化合物の使用量は、組成物の固形分を基準として、通常、０．００１〜１０重量％、好ましくは０．０１〜５重量％である。０．００１重量％未満では上記含窒素塩基性化合物の添加の効果が得られない。一方、１０重量％を超えると感度の低下や非露光部の現像性が悪化する傾向がある。
【０１２７】
〔VII 〕本発明に使用されるその他の成分
本発明のポジ型感放射線性組成物には必要に応じて、更に染料、顔料、可塑剤、界面活性剤、光増感剤、低分子溶解阻止化合物及び現像液に対する溶解性を促進させるフェノール性ＯＨ基を２個以上有する化合物などを含有させることができる。
【０１２８】
本発明で使用できるフェノール性ＯＨ基を２個以上有する化合物は、好ましくは分子量１０００以下のフェノール化合物である。また、分子中に少なくとも２個のフェノール性水酸基を有することが必要であるが、これが１０を越えると、現像ラチチュードの改良効果が失われる。また、フェノ−ル性水酸基と芳香環との比が０．５未満では膜厚依存性が大きく、また、現像ラチチュードが狭くなる傾向がある。この比が１．４を越えると該組成物の安定性が劣化し、高解像力及び良好な膜厚依存性を得るのが困難となって好ましくない。
【０１２９】
このフェノール化合物の好ましい添加量は、アルカリ可溶性樹脂に対して２〜５０重量％であり、更に好ましくは５〜３０重量％である。５０重量％を越えた添加量では、現像残渣が悪化し、また現像時にパターンが変形するという新たな欠点が発生して好ましくない。
【０１３０】
このような分子量１０００以下のフェノール化合物は、例えば、特開平４−１２２９３８号、特開平２−２８５３１号、米国特許第４９１６２１０号、欧州特許第２１９２９４号等に記載の方法を参考にして、当業者に於て容易に合成することが出来る。
フェノール化合物の具体例を以下に示すが、本発明で使用できる化合物はこれらに限定されるものではない。
【０１３１】
レゾルシン、フロログルシン、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４′−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，３′，４′，５′−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、アセトン−ピロガロール縮合樹脂、フロログルコシド、２，４，２′，４′−ビフェニルテトロール、４，４′−チオビス（１，３−ジヒドロキシ）ベンゼン、２，２′，４，４′−テトラヒドロキシジフェニルエーテル、２，２′，４，４′−テトラヒドロキシジフェニルスルフォキシド、２，２′，４，４′−テトラヒドロキシジフェニルスルフォン、トリス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、４，４−（α−メチルベンジリデン）ビスフェノール、α，α′，α″−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−１，３，５−トリイソプロピルベンゼン、α，α′，α″−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−１−エチル−４−イソプロピルベンゼン、１，２，２−トリス（ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１，２−トリス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２，５，５−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサン、１，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１，３−トリス（ヒドロキシフェニル）ブタン、パラ〔α，α，α′，α′−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）〕−キシレン等を挙げることができる。
【０１３２】
好適な染料としては油性染料及び塩基性染料がある。具体的にはオイルイエロー＃１０１、オイルイエロー＃１０３、オイルピンク＃３１２、オイルグリーンＢＧ、オイルブルーＢＯＳ，オイルブルー＃６０３、オイルブラックＢＹ、オイルブラックＢＳ、オイルブラックＴ−５０５（以上オリエント化学工業株式会社製）、クリスタルバイオレット（ＣＩ４２５５５）、メチルバイオレット（ＣＩ４２５３５）、ローダミンＢ（ＣＩ４５１７０Ｂ）、マラカイトグリーン（ＣＩ４２０００）、メチレンブルー（ＣＩ５２０１５）等を挙げることができる。
【０１３３】
更に、下記に挙げるような分光増感剤を添加し、使用する光酸発生剤が吸収を持たない遠紫外より長波長領域に増感させることで、本発明の感光性組成物をｉ又はｇ線に感度を持たせることができる。好適な分光増感剤としては、具体的にはベンゾフェノン、ｐ，ｐ’−テトラメチルジアミノベンゾフェノン、ｐ，ｐ’−テトラエチルエチルアミノベンゾフェノン、２−クロロチオキサントン、アントロン、９−エトキシアントラセン、アントラセン、ピレン、ペリレン、フェノチアジン、ベンジル、アクリジンオレンジ、ベンゾフラビン、セトフラビン−Ｔ、９，１０−ジフェニルアントラセン、９−フルオレノン、アセトフェノン、フェナントレン、２−ニトロフルオレン、５−ニトロアセナフテン、ベンゾキノン、２−クロロ−４−ニトロアニリン、Ｎ−アセチル−ｐ−ニトロアニリン、ｐ−ニトロアニリン、、Ｎ−アセチル−４−ニトロ−１−ナフチルアミン、ピクラミド、アントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−tert−ブチルアントラキノン１，２−ベンズアンスラキノン、３−メチル−１，３−ジアザ−１，９−ベンズアンスロン、ジベンザルアセトン、１，２−ナフトキノン、３，３’−カルボニル−ビス（５，７−ジメトキシカルボニルクマリン）及びコロネン等であるがこれらに限定されるものではない。
また、これらの分光増感剤は、光源の遠紫外光の吸光剤としても使用可能である。この場合、吸光剤は基板からの反射光を低減し、レジスト膜内の多重反射の影響を少なくさせることで、定在波改良の効果を発現する。
【０１３４】
本発明の組成物は、上記各成分を溶解する溶剤に溶かして支持体上に塗布する。ここで使用する溶剤（ｄ）としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、２−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、２−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶媒を単独あるいは混合して使用する。
【０１３５】
上記溶媒に界面活性剤を加えることが好ましい。具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトップＥＦ３０１，ＥＦ３０３，ＥＦ３５２（新秋田化成（株）製）、メガファックＦ１７１，Ｆ１７３、Ｆ１７６、Ｆ１８９、Ｒ０８（大日本インキ（株）製）、フロラ−ドＦＣ４３０，ＦＣ４３１（住友スリーエム（株）製）、アサヒガードＡＧ７１０，サーフロンＳ−３８２，ＳＣ１０１，ＳＣ１０２，ＳＣ１０３，ＳＣ１０４，ＳＣ１０５，ＳＣ１０６（旭硝子（株）製）等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーＫＰ３４１（信越化学工業（株）製）やアクリル酸系もしくはメタクリル酸系（共）重合ポリフローＮｏ．７５，Ｎｏ．９５（共栄社油脂化学工業（株）製）、トロイゾルＳ−３６６（トロイケミカル（株）製）等を挙げることができる。これらの界面活性剤の配合量は、本発明の組成物中の固形分１００重量部当たり、通常、２重量部以下、好ましくは１重量部以下である。これらの中でも、フッ素原子及び／又は珪素原子含有界面活性剤が好ましい。
これらの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また、いくつかの組み合わせで添加することもできる。
【０１３６】
上記感放射線性組成物を精密集積回路素子の製造に使用されるような基板（例：シリコン／二酸化シリコン被覆）上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布後、所定のマスクを通して露光し、ベークを行い現像することにより良好なレジストパターンを得ることができる。
【０１３７】
本発明の感放射線性組成物の現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
【０１３８】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明がこれにより限定されるものではない。
（樹脂の合成例）
ｐ−（１−（シクロヘキシルエトキシ）エトキシ）スチレン／ｐ−ヒドロキシスチレン（３０／７０）（樹脂Ｐ２）の合成
ｐ−ヒドロキシスチレン（日本曹達製ＶＰ−８０００）７０ｇ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（ＰＧＭＥＡ）３２０ｇに加熱溶解させ、減圧留去により脱水した後２０℃まで冷却した。この溶液にピリジニウム−ｐ−トルエンスルホネート０．３５ｇおよびシクロヘキサンエタノール２２．４ｇを加えた。この溶液にｔ−ブチルビニルエーテル１７．５ｇをゆっくり加え、２０℃で５時間反応させた。反応液にトリエチルアミン０．２８ｇ、酢酸エチル３２０ｍｌを加え、これを蒸留水１５０ｍｌで３回洗浄した。溶剤を留去、濃縮した。得られたオイルをアセトン１００ｍｌに溶解させこれを、蒸留水２Ｌにゆっくりと注いだ。析出した粉体をろ取、乾燥すると目的物が５４ｇ得られた。
【０１３９】
ｐ−（１−（シクロヘキシルエトキシ）エトキシ）スチレン／ｐ−アセトキシスチレン／ｐ−ヒドロキシスチレン（３０／１０／６０）（樹脂Ｐ３）の合成
ｐ−ヒドロキシスチレン（日本曹達製ＶＰ−８０００）７０ｇ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（ＰＧＭＥＡ）３２０ｇに加熱溶解させ、減圧留去により脱水した後２０℃まで冷却した。この溶液にピリジニウム−ｐ−トルエンスルホネート０．３５ｇおよびシクロヘキサンエタノール２２．４ｇを加えた。この溶液にｔ−ブチルビニルエーテル１７．５ｇをゆっくり加え、２０℃で５時間反応させた。反応液にピリジン５．５３ｇを加え、これに無水酢酸５．９ｇをゆっくり加えた。室温で１時間反応させ、この溶液に酢酸エチル３２０ｍｌを加え、これを蒸留水１５０ｍｌで３回洗浄した。溶剤を留去、濃縮した。得られたオイルをアセトン１００ｍｌに溶解させこれを、蒸留水２Ｌにゆっくりと注いだ。析出した粉体をろ取、乾燥すると目的物が５８ｇ得られた。
上記と同様の方法で他の樹脂も合成した。
【０１４０】
（ｂ−１）光酸発生剤の合成
化合物（ＰＡＧ−Ａ１）の合成
ジフェニルスルホキシド５０ｇをベンゼン８００ミリリットルに溶解させ、これに塩化アルミニウム２００ｇを加え、２４時間還流した。反応液を氷２リットルにゆっくりと注ぎ、これに濃塩酸４００ミリリットルを加えて７０℃で１０分加熱した。この水溶液を酢酸エチル５００ミリリットルで洗浄し、ろ過した後に、ヨウ化アンモニウム２００ｇを水４００ミリリットルに溶かしたものを加えた。析出した粉体をろ取、水洗した後、酢酸エチルで洗浄、乾燥するとトリフェニルスルホニウムヨージドが７０ｇ得られた。トリフェニルスルホニウムヨージド５０ｇをメタノール３００ミリリットルに溶解し、これに酸化銀３１ｇを加えて４時間攪拌した。反応液をろ過した後、２，４，６−トリイソプロピルベンゼンスルホン酸テトラメチルアンモニウム塩（２，４，６−トリイソンプロピルベンゼンスルホニルクロリドをテトラメチルアンモニウムヒドロキシド、水、メタノール中で加熱反応させることによって得られる）４５ｇを加えた。この溶液を濃縮し得られた粉体を水で十分に洗浄し、酢酸エチル／アセトンから再結晶すると化合物（ＰＡＧ−Ａ１）が５０ｇ得られた。
【０１４１】
化合物（ＰＡＧ−Ａ２）の合成
市販のトリアリールスルホニウムＣｌ塩（Ｆｌｕｋａ製トリフェニルスルホニウムクロリド５０％水溶液）、トリフェニルスルホニウム、４，４’−ビス（ジフェニルスルホニオ）ジフェニルスルフィドなどの混合物の水溶液１９．９ｇ（０．０３０モル）をイオン交換水２００ｍｌに溶解した。この溶液には下記構造のハード型（分岐型）ドデシルベンゼンスルホン酸のＮａ塩１０．５ｇ（０．０３０モル）のイオン交換水４００ｍｌ溶液を室温にて攪拌下添加した。
析出した粘調個体をデカントにて分離し、イオン交換水１リットルにて水洗した。
析出した粘調個体をアセトン１００ｍｌに溶解し、イオン交換水５００ｍｌに攪拌下投入して再結晶させた。析出物を真空下、５０℃にて乾燥した結果、ガラス状固体１５．５ｇを得た。ＮＭＲ測定によりこの固体が目的物である光酸発生剤（ＰＡＧ−Ａ２）であることを確認した。
【０１４２】
【化５９】

【０１４３】
（ｂ−２）光酸発生剤の合成
（I-1）ビス（ｔ−アミルフェニルヨードニウム）ｐ−トリルアセテートの合成
ビス（ｔ−アミルフェニルヨードニウム）ヨージド９１ｇをメタノール２Ｌに溶解させ、これに酸化銀（Ｉ）４０ｇを加えて、室温で４時間撹拌した。反応液をろ過して銀化合物を除去した後、ろ液にｐ−トリル酢酸３０ｇを加えた。溶液を濃縮し、得られた油状物を酢酸エチル２Ｌに溶解させた。この溶液を２．３８％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液５００ｍｌで２回、蒸留水５００ｍｌで３回洗浄した。溶液を濃縮し、得られた固体をジイソプロピルエーテル５００ｍｌで洗浄すると目的物が６３ｇ得られた。
【０１４４】
（I-9）ビス（ｔ−アミルフェニルヨードニウム）アセテートの合成
ビス（ｔ−アミルフェニルヨードニウム）ヨージド５０ｇをメタノール２Ｌに溶解させ、これに酸化銀（Ｉ）２２ｇを加えて、室温で４時間撹拌した。反応液をろ過して銀化合物を除去した後、ろ液に酢酸７．５ｇを加えた。溶液を濃縮し、得られた固体をジイソプロピルエーテル３００ｍｌで洗浄すると目的物が３２ｇ得られた。
【０１４５】
（I-2）ビス（ｔ−アミルフェニルヨードニウム）ｐ−ニトロベンゾエートの合成
ビス（ｔ−アミルフェニルヨードニウム）ヨージド１０ｇをメタノール７００ｍｌに溶解させ、これに酸化銀（Ｉ）４．４４ｇを加えて、室温で４時間撹拌した。反応液をろ過して銀化合物を除去した後、ろ液にｐ−ニトロ安息香酸４．０ｇを加えた。溶液を濃縮し、得られた固体を２．３８％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液５００ｍｌで２回、蒸留水５００ｍｌで３回洗浄し、乾燥すると目的物が４．２ｇ得られた。
【０１４６】
（II-1）トリフェニルスルホニウムｐ−トリルアセテートの合成
トリフェニルスルホニウムヨージド８．２ｇをメタノール５００ｍｌに溶解させ、これに酸化銀（Ｉ）５．１ｇを加えて、室温で４時間撹拌した。反応液をろ過して銀化合物を除去した後、ろ液にｐ−トリル酢酸３．８ｇを加えた。溶液を濃縮し、得られた油状物を酢酸エチル２００ｍｌで３回洗浄すると目的物が５．１ｇ得られた。
【０１４７】
（II-5）トリフェニルスルホニウムアセテートの合成
トリフェニルスルホニウムヨージド２０ｇをメタノール５００ｍｌに溶解させ、これに酸化銀（Ｉ）１２．５ｇを加えて、室温で４時間撹拌した。反応液をろ過して銀化合物を除去した後、ろ液に酢酸４．０ｇを加えた。溶液を濃縮し、得られた油状物をジイソプロピルエーテル３００ｍｌで２回洗浄すると目的物が１１．２ｇ得られた。
【０１４８】
（実施例、比較例）
（組成物の調整と評価）
下表１に示す各成分を溶剤PGMEA（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）8ｇに溶解し、０．１μｍのフィルターで濾過してレジスト溶液を調整した。このレジスト溶液を、スピンコーターを利用してシリコンウエハー上に塗布し、130℃60秒間、真空吸着型のホットプレートで乾燥し、膜厚０．４μｍのレジスト膜を得た。
【０１４９】
【表１】

【０１５０】
[樹脂]
P1: p-(1-(エトキシ)エトキシ)スチレン/ｐ-ヒドロキシスチレン（35/65）
P2: p-(1-(シクロヘキシルエトキシ)エトキシ)スチレン/ｐ-ヒドロキシスチレン（30/70）
P3: p-(1-(シクロヘキシルエトキシ)エトキシ)スチレン/ｐ-アセトキシスチレン/ｐ-ヒドロキシスチレン（30/10/60）
P4: p-(1-(シクロヘキシルエトキシ)エトキシ)スチレン/ｐ-t-ブチルスチレン/ｐ-ヒドロキシスチレン
（30/10/60）
P5: p-(1-(ベンジルオキシ)エトキシ)スチレン/ｐ-ヒドロキシスチレン（30/70）
P6: p-(1-(フェネチルオキシエトキシ)エトキシ)スチレン/ｐ-アセトキシスチレン/ｐ-ヒドロキシスチレン（30/10/60）
上記各樹脂において、保護基等を付与する前のポリヒドロキシスチレンの重量平均分子量（ＧＰＣ法で確認されたポリスチレン換算値）は、Ｐ１〜Ｐ３が８０００であり、Ｐ４及びＰ５が１５０００であり、Ｐ６が２００００である。
［光酸発生剤］
ＰＡＧ−Ａ３：前述の例示化合物ＰＡＧ７−３（みどり化学社製）
【０１５１】
界面活性剤
Ｒ０８：メガファックＲ０８
Ｗ−１：トロイゾルＳ−３６６
有機塩基性化合物
【０１５２】
【化６０】

【０１５３】
このレジスト膜に波長２４８nmのKrFエキシマレーザーステッパー（NA＝0.63）を用いて露光を行った。露光後、100℃ホットプレートで60秒加熱を行い、直ちに0.26Ｎテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（TMAH）水溶液に60秒間浸漬し、30秒間水でリンスして乾燥した。このようにして得られたシリコンウエハー上のパターンを測調走査型電子顕微鏡（ＣＤ-SEM）で観察し、表に示す様なレジスト性能（疎密依存性、露光ラチチュード）を得た。（下表２）
【０１５４】
疎密差ΔＣＤは、マスク寸法０．１７μｍでL/S＝1：1.5のパターンを再現する露光量において、同一寸法でL/S=1:5のパターンの形成寸法を測長したときの０．１７μｍからの寸法差を表す。
露光ラチチュードΔexpは、第一にマスク寸法０．１５μｍでＬ/Ｓ＝1：1のパターンを再現する最適露光量を決定し、第二に現像後に形成される寸法が150nmの±10％の範囲となる露光量の範囲を決定し、その露光量範囲を最適露光量で割った値を表す。
【０１５５】
【表２】

【０１５６】
上記表２に示すように、本発明の組成物は、疎密依存性に優れ、且つ露光ラチチュードが大きい。
【０１５７】
【発明の効果】
本発明のポジ型感放射線性組成物は、疎密依存性と露光マージンが優れる。

Claims (5)

1. （ａ）下記一般式（Ｉ）で示される酸分解性基を有し、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂、
   （ｂ−１）活性光線又は放射線の照射により酸を発生し、前記酸分解性基の分解反応に寄与する化合物のうち少なくとも１種、
   （ｂ−２）活性光線又は放射線の照射により酸を発生し、前記酸分解性基の分解反応に寄与しない化合物のうち少なくとも１種、
   （ｃ）界面活性剤、及び
   （ｄ）溶剤
   を含有することを特徴とするポジ型感放射線性組成物。
   

   

   一般式（Ｉ）中、
   Ｒ₁は炭素数１〜４個のアルキル基を表す。
   Ｗは、置換あるいは無置換のアリール基、又は置換あるいは無置換の環状アルキル基を表す。
   ｎは、１〜４の整数を表す。
2. 前記（ａ）の樹脂が、フェノール性水酸基を含有するアルカリ可溶性樹脂における該フェノール性水酸基の少なくとも一部が前記一般式（Ｉ）で示される酸分解性基で保護されている樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のポジ型感放射線性組成物。
3. （ｂ−１）の化合物が、活性光線又は放射線の照射によりスルホン酸を発生する化合物であり、（ｂ−２）の化合物が、活性光線又は放射線の照射によりカルボン酸を発生する化合物であることを特徴とする請求項１に記載のポジ型感放射線性組成物。
4. 有機塩基性化合物を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポジ型感放射線性組成物。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のポジ型感放射線性組成物により膜を形成し、当該膜を露光、現像することを特徴とするパターン形成方法。