JP4769410B2 - Polymer compound, positive resist material, and pattern forming method using the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸不安定基で置換されたヒドロキシインデンのホモポリマーをベース樹脂としてレジスト材料に配合することにより、露光前後のアルカリ溶解速度コントラストが大幅に高く、高感度で高解像性を有しラインエッジラフネスが小さい、優れたエッチング耐性を示す、特に超ＬＳＩ製造用あるいはフォトマスクの微細パターン形成用材料として好適なポジ型レジスト材料、特には化学増幅ポジ型レジスト材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬＳＩの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの微細化が求められているなか、次世代の微細加工技術として遠紫外線リソグラフィーが有望視されている。遠紫外線リソグラフィーは、０．５μｍ以下の加工も可能であり、光吸収の低いレジスト材料を用いた場合、基板に対して垂直に近い側壁を有したパターン形成が可能になる。
【０００３】
近年開発された酸を触媒とした化学増幅ポジ型レジスト材料（特公平２−２７６６０号、特開昭６３−２７８２９号公報等参照）は、遠紫外線の光源として高輝度なＫｒＦエキシマレーザーを利用し、感度、解像性、ドライエッチング耐性が高く、優れた特性を有した遠紫外線リソグラフィーに特に有望なレジスト材料として用いられている。
【０００４】
このような化学増幅ポジ型レジスト材料としては、ベースポリマー、酸発生剤からなる二成分系、ベースポリマー、酸発生剤、酸不安定基を有する溶解阻止剤からなる三成分系が知られている。
【０００５】
例えば、特開昭６２−１１５４４０号公報にはポリ−ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシスチレンと酸発生剤からなるレジスト材料が提案され、この提案と類似したものとして特開平３−２２３８５８号公報に分子内にｔｅｒｔ−ブトキシ基を有する樹脂と酸発生剤からなる二成分系レジスト材料、更には特開平４−２１１２５８号公報にはメチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、テトラヒドロピラニル基、トリメチルシリル基含有ポリヒドロキシスチレンと酸発生剤からなる二成分系のレジスト材料が提案されている。
【０００６】
更に、特開平６−１００４８８号公報にはポリ［３，４−ビス（２−テトラヒドロピラニルオキシ）スチレン］、ポリ［３，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシ）スチレン］、ポリ［３，５−ビス（２−テトラヒドロピラニルオキシ）スチレン］等のポリジヒドロキシスチレン誘導体と酸発生剤からなるレジスト材料が提案されている。
【０００７】
しかしながら、これらレジスト材料のベース樹脂は、酸不安定基を側鎖に有するものであり、酸不安定基がｔｅｒｔ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基のように強酸で分解されるものであると、そのレジスト材料のパターン形状がＴ−トップ形状になり易く、一方、エトキシエチル基等のようなアルコキシアルキル基は弱酸で分解されるため、露光から加熱処理までの時間経過に伴ってパターン形状が著しく細るという欠点を有していたり、側鎖にかさ高い基を有しているので、耐熱性が下がったり、感度及び解像度が満足できるものではないなど、いずれも問題を有しいる。
【０００８】
また、より高い透明性及び基板への密着性の実現と、基板までの裾引き改善、エッチング耐性向上のためヒドロキシスチレンと、（メタ）アクリル酸３級エステルとの共重合体を使用したレジスト材料も報告されているが（特開平３−２７５１４９号公報、特開平６−２８９６０８号公報参照）、この種のレジスト材料は耐熱性や、露光後のパターン形状が悪い等の問題があり、またエッチング耐性も満足できるものではなかった。
現在、高解像度化が進むにつれ、パターンの薄膜化も同時に進行し、これに伴い、さらに高いエッチング耐性を有するレジスト材料が望まれている。
【０００９】
また、近年微細パターン形成において、ラインエッジラフネスの制御の重要性が指摘されている。特に電子線露光において、１００ｎｍ以下の線幅のパターンを形成したときのラインエッジラフネスの大きさが問題である。電子線露光において、化学増幅型レジストは高感度化を達成できる有望な材料であるが、非化学増幅型レジストよりラインエッジラフネスが大きいという問題がある。
【００１０】
ラインエッジラフネスの低減には下記手法が有効とされている。すなわち、光露光であれば、マスクエッジの光学コントラストを増大させる。例えば石英基板上にクロムの遮光域を配した通常マスクより、位相シフトマスクの方が光学コントラストが高く、ラインエッジラフネスが小さい。通常照明よりも変形照明の方が光学コントラストが高く、ラインエッジラフネスが小さい。電子線露光では、加速電圧が高いほどラインエッジラフネスが小さい。また、ライン寸法が太いほど光学コントラストが高く、ラインエッジラフネスが小さく、パターンピッチが大きいほど光学コントラストが高く、ラインエッジラフネスが小さい。
【００１１】
化学増幅型レジストにおいては、クエンチャーの添加量が多い低感度レジスト程ラフネスが小さく、酸の拡散距離が大きい方がラフネスが小さい。光リソグラフィーにおける定在波によるパターン側壁のラフネスは、分子量の大きいバルキーな酸を発生させる酸発生剤の添加ほど大きく、分子量の小さい酸を発生させる酸発生剤によってパターン側壁がスムージング化される。しかしながら、酸拡散距離を増大させることは、像のコントラストがぼけることになり、特に１００ｎｍ以下のパターンの解像性を劣化させることになる。したがって、酸拡散距離が小さくてもラフネスが小さいベースポリマーの開発が望まれている。
【００１２】
ここで、ベースポリマーの分子量分布を小さくした単分散ポリマー、特に分子量を小さくした単分散ポリマーによってラインエッジラフネスを小さくすることができる。しかしながら、分子量を小さくしすぎると、ポリマーのガラス転移点（Ｔｇ）が低くなり、溶媒を蒸発させるための目的で行うプリベーク、脱離反応を行うためのポストエクスポージャベーク（ＰＥＢ）の温度よりもＴｇが低くなり、特にＴｇより高温でＰＥＢを行うと酸の拡散距離が増大し、解像度が低下する。このような理由から、ポリヒドロキシスチレンを用いた場合は、分子量を下げてラインエッジラフネスを大幅に改善することが困難である。そこで、分子量を小さくしてもＴｇの低下が小さいポリマーが望まれている。
【００１３】
【特許文献１】
特公平２−２７６６０号公報
【特許文献２】
特開昭６３−２７８２９号公報
【特許文献３】
特開昭６２−１１５４４０号公報
【特許文献４】
特開平３−２２３８５８号公報
【特許文献５】
特開平４−２１１２５８号公報
【特許文献６】
特開平６−１００４８８号公報
【特許文献７】
特開平３−２７５１４９号公報
【特許文献８】
特開平６−２８９６０８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような背景のもと、従来のポジ型レジスト材料を上回る高感度及び高解像度、露光余裕度、プロセス適応性を有し、露光後のパターン形状が良好であり、特にラインエッジラフネスが小さく、さらに優れたエッチング耐性を示すポジ型レジスト材料、特に化学増幅ポジ型レジスト材料を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、下記一般式（１）で示される繰り返し単位のみからなる、重量平均分子量が１，０００〜５００，０００の範囲である高分子化合物が提供される（請求項１）。
【化３】
【００１６】
また、本発明によれば、少なくとも、下記一般式（２）で示される繰り返し単位を有し、重量平均分子量が１，０００〜５００，０００の範囲である高分子化合物も提供される（請求項２）。
【化４】
【００１７】
このような、上記一般式（１）および／または（２）で示される繰り返し単位を有し、重量平均分子量が１，０００〜５００，０００である高分子化合物をベース樹脂として含むポジ型レジスト材料（請求項３）は、露光前後のレジスト膜の溶解コントラストが高く、高感度で高解像性を有し、露光余裕度があり、プロセス適応性に優れ、露光後のパターン形状が良好で、より優れたエッチング耐性を示すとともに、特にラインエッジラフネスが小さいものとなる。したがって、これらの優れた特性を有することから実用性がきわめて高く、超ＬＳＩ用レジスト材料として非常に有効である。
【００１８】
そして、本発明のポジ型レジスト材料では、さらに有機溶剤および酸発生剤を含有する化学増幅型のポジ型レジスト材料とするのが好ましい（請求項４）。
このように、前記高分子化合物をベース樹脂として用い、さらに有機溶剤および酸発生剤を配合することによって、露光部では前記高分子化合物が酸触媒反応により現像液に対する溶解速度が加速されるので、きわめて高感度のポジ型レジスト材料とすることができ、近年要求される高感度でラインエッジラフネスが小さいポジ型レジスト材料としてきわめて有用なものとなる。
【００１９】
この場合、本発明のポジ型レジスト材料では、さらに溶解阻止剤を含有するものとすることが出来る（請求項５）。
このように、ポジ型レジスト材料に溶解阻止剤を配合することによって、露光部と未露光部との溶解速度の差を一層大きくすることができ解像度を一層向上させることが出来る。
【００２０】
また、本発明では、さらに添加剤として塩基性化合物および／または界面活性剤が配合されたものとすることができる（請求項６）。
このように、塩基性化合物を添加することによって、例えばレジスト膜中での酸の拡散速度を抑制し解像度を一層向上させることが出来るし、界面活性剤を添加することによってレジスト材料の塗布性を一層向上あるいは制御することが出来る。
【００２１】
また、本発明では、さらに添加剤として分子内に≡Ｃ−ＣＯＯＨで示される基を有する化合物が配合されたものとすることができる。
このような化合物を添加することによって、ＰＥＤ(Post Exposure Delay)安定性が向上し、ラインエッジラフネスを一層改善することが出来る。
【００２２】
このような本発明のポジ型レジスト材料は、少なくとも、該レジスト材料を基板上に塗布する工程と、加熱処理後、高エネルギー線で露光する工程と、現像液を用いて現像する工程とを行うことによって、半導体基板やマスク基板等にパターンを形成する方法として用いることが出来る（請求項７）。
もちろん、露光後加熱処理を加えた後に現像してもよいし、エッチング工程、レジスト除去工程、洗浄工程等その他の各種の工程が行われてもよいことは言うまでもない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者らは、近年要望される高感度及び高解像度、露光余裕度等を有し、特にラインエッジラフネスが小さく、さらに優れたエッチング耐性を示すポジ型レジスト材料を得るべく鋭意検討を重ねた結果、これにはヒドロキシ基の水素原子を酸不安定基で置換したヒドロキシインデンのホモポリマーをポジ型レジスト材料、特に化学増幅ポジ型レジスト材料のベース樹脂として用いれば極めて有効であることを知見し本発明を完成させたものである。
【００２４】
すなわち、本発明者らは、エッチング耐性向上、ポリマーの低分子化と共に高Ｔｇ化を達成することを検討した。
通常、オレフィンポリマーのＴｇに比べてシクロオレフィンポリマーのＴｇが高いことが知られている。例えば、ポリメタクリル酸メチルに比べて、ノルボルネン／無水マレイン酸共重合の方がＴｇが１００℃以上も高い。シクロオレフィンポリマーは、主鎖の自由回転が無く剛直なため、Ｔｇが高いのである。
そして、ポリヒドロキシスチレンをシクロオレフィン構造にしたポリヒドロキシインデンは、同様にＴｇが高く、分子量が低くても、ＰＥＢ時に酸拡散が増大することもなく、ラインエッジラフネスを小さくすることができる期待される。
更に、ポリヒドロキシインデンはポリヒドロキシスチレンに比べて主鎖が環構造なため、エッチング耐性が高い。
【００２５】
以上のことから、本発明者らは、ヒドロキシ基の水素原子を酸不安定基で置換したヒドロキシインデンのホモポリマーをポジ型レジスト材料、特に化学増幅ポジ型レジスト材料のベース樹脂として用いることを発想した。
【００２６】
すなわち、本発明に係る高分子化合物は、少なくとも、下記一般式（１）または（２）で示される繰り返し単位を有し、重量平均分子量が１，０００〜５００，０００の範囲である高分子化合物である。
【００２７】
【化５】
【００２８】
【化６】
【００２９】
このような高分子化合物をベース樹脂とし、これに有機溶剤、酸発生剤、溶解阻止剤、塩基性化合物、界面活性剤等を目的に応じ適宜組み合わせて配合してポジ型レジスト材料を構成することによって、レジスト膜の溶解コントラストおよび解像性が高く、露光余裕度があり、プロセス適応性に優れ、露光後のパターン形状が良好でありながら、より優れたエッチング耐性を示すとともに、特にラインエッジラフネスが小さく、これらのことから実用性が高く、超ＬＳＩ用レジスト材料として非常に有効なものとすることが出来る。特に、酸発生剤を含有させ、酸触媒反応を利用した化学増幅ポジ型レジスト材料とすると、より高感度のものとすることが出来るとともに、諸特性が一層優れたものとなりきわめて有用なものとなる。
【００３０】
ここで、一般式（１）および（２）で示される繰り返し単位ａは、置換ヒドロキシインデン誘導体を重合して得られるが、ヒドロキシインデン誘導体は具体的には下記一般式（３）に挙げることができる。
【化７】
ここで、Ｒ５はＲ１と同様の酸不安定基であっても、水素原子であって、重合後ヒドロキシ基の水素原子を酸不安定基で置換しても良い。また、Ｒ５がアセチル基やピバロイル基であり、重合後アルカリ水で加水分解してヒドロキシ基にしてから、ヒドロキシ基の水素原子を酸不安定基で置換しても良い。
【００３２】
ヒドロキシインデンは下記に挙げられる。右から４−ヒドロキシインデン、５−ヒドロキシインデン、６−ヒドロキシインデン、７−ヒドロキシインデンである。このうち４−ヒドロキシインデンは、ヒドロキシ基が重合する２重結合に近く、ラジカル重合の場合、立体的に重合しづらい欠点があり、その他の５−ヒドロキシインデン、６−ヒドロキシインデン、７−ヒドロキシインデンを用いる方が好ましい。
【００３３】
【化８】
ヒドロキシインデンの合成法を下記に示す。
５−ヒドロキシ−１−インダノンを出発とした場合を示す。下記式に示すように、まず５−ヒドロキシ−１−インダノンのヒドロキシ基のピバロイル化し、白金あるいはパラジウム触媒による還元、ＫＨＳＯ４による脱水オレフィン生成、ＮａＯＭｅメタノリシスによって６−ヒドロキシインデンを得ることができる。
【化９】
５−ヒドロキシインデンを得るためには４−ヒドロキシ−１−インダノン、７−ヒドロキシインデンを得るためには６−ヒドロキシ−１−インダノンを原料に用いる。
【００３６】
ここで、本発明の高分子化合物における酸不安定基は、一般式（１）又は（２）における繰り返し単位ａのＲ１である。この酸不安定基としては、種々選定されるが、同一でも非同一でもよく、フェノール水酸基の水素原子が特に下記式（ＡＬ１０）、（ＡＬ１１）で示される基、下記式（ＡＬ１２）で示される炭素数４〜４０の３級アルキル基、炭素数１〜６のトリアルキルシリル基、炭素数４〜２０のオキソアルキル基等で置換されている構造のものが挙げられる。
【００３７】
【化１０】
式（ＡＬ１０）、（ＡＬ１１）においてＲ６、Ｒ９は炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状、環状のアルキル基であり、酸素、硫黄、窒素、フッ素などのヘテロ原子を含んでもよい。
Ｒ７，Ｒ８は水素原子、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状、環状のアルキル基であり、酸素、硫黄、窒素、フッ素などのヘテロ原子を含んでも良く、ｄは０〜１０の整数である。Ｒ７とＲ８、Ｒ７とＲ９，Ｒ８とＲ９はそれぞれ結合して環を形成しても良い。
【００３９】
式（ＡＬ１０）に示される化合物を具体的に例示すると、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチル基、ｔｅｒｔ−アミロキシカルボニル基、ｔｅｒｔ−アミロキシカルボニルメチル基、１−エトキシエトキシカルボニルメチル基、２−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルメチル基、２−テトラヒドロフラニルオキシカルボニルメチル基等、また下記一般式（ＡＬ１０）−１〜（ＡＬ１０）−９で示される置換基が挙げられる。
【００４０】
【化１１】
式（ＡＬ１０）−１〜（ＡＬ１０）−９中、Ｒ１４は同一又は非同一の炭素数１〜８の直鎖状、分岐鎖状、あるいは環状のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、アラルキル基を示す。Ｒ１５は存在しないか、または炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状あるいは環状のアルキル基を示す。Ｒ１６は炭素数６〜２０のアリール基、アラルキル基を示す。
【００４２】
式（ＡＬ１１）で示されるアセタール化合物を、下記（ＡＬ１１）−１〜（ＡＬ１１）−３０に例示する。
【化１２】
また、下記一般式（ＡＬ−１１ａ）あるいは（ＡＬ−１１ｂ）で表される酸不安定基によってベース樹脂が分子間あるいは分子内架橋されていてもよい。
【化１４】
上記式中、Ｒ33、Ｒ34は水素原子、又は炭素数１〜８の直鎖状、分岐状、あるいは環状のアルキル基を示す。また、Ｒ33とＲ34は結合して環を形成してもよく、環を形成する場合にはＲ33、Ｒ34は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。Ｒ35は炭素数１〜１０の直鎖状、分岐状あるいは環状のアルキレン基、ｅ、ｆは０又は１〜１０、好ましくは０又は１〜５の整数、ｇは１〜７の整数である。Ａは、（ｇ＋１）価の炭素数１〜５０の脂肪族もしくは脂環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、これらの基はＯ、Ｓ、Ｎ等のヘテロ原子を介在してもよく、又はその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、カルボニル基又はフッ素原子によって置換されていてもよい。Ｂは−ＣＯ−Ｏ−、−ＮＨＣＯ−Ｏ−又は−ＮＨＣＯＮＨ−を示す。
【００４５】
この場合、好ましくは、Ａは２〜４価の炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、アルキルトリイル基、アルキルテトライル基、又は炭素数６〜３０のアリーレン基であり、これらの基はＯ、Ｓ、Ｎ等のヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、アシル基又はハロゲン原子によって置換されていてもよい。また、ｇは好ましくは１〜３の整数である。
【００４６】
一般式（ＡＬ−１１ａ）、（ＡＬ−１１ｂ）で示される架橋型アセタール基は、具体的には下記式（ＡＬ−１１）−３１〜（ＡＬ−１１）−３８のものが挙げられる。
【化１５】
次に、前記式（ＡＬ１２）に示される３級アルキル基としては、ｔｅｒｔ−ブチル基、トリエチルカルビル基、１−エチルノルボニル基、１−メチルシクロヘキシル基、１−エチルシクロペンチル基、２−（２−メチル）アダマンチル基、２−（２−エチル）アダマンチル基、ｔｅｒｔ−アミル基等あるいは下記一般式（ＡＬ１２）−１〜（ＡＬ１２）−１８を挙げることができる。
【００４８】
【化１６】
式中、Ｒ１０は同一又は非同一の炭素数１〜８の直鎖状、分岐鎖状あるいは環状のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、アラルキル基を示す。Ｒ１１、Ｒ１３は存在しないか炭素数１〜２０の直鎖状、分岐鎖状あるいは環状のアルキル基を示す。Ｒ１２は炭素数６〜２０のアリール基、アラルキル基を示す。
【００５０】
更に、下記式（ＡＬ１２）−１９、（ＡＬ１２）−２０に示すように、２価以上のアルキレン基、アリーレン基であるＲ１７を含んで、ポリマーの分子内あるいは分子間が架橋されていても良い。式（ＡＬ１２）−１９のＲ１０は前述と同様、Ｒ１７は炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状、環状のアルキレン基、アリーレン基を示し、酸素原子や硫黄原子、窒素原子などのヘテロ原子を含んでいてもよい。ｈは１〜３の整数である。
【００５１】
【化１７】
更にＲ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３は酸素、窒素、硫黄などのヘテロ原子を有していてもよく、具体的には下記（ＡＬ１３）−１〜（ＡＬ１３）−７に示すことができる。
【００５３】
【化１８】
本発明の高分子化合物の酸不安定基が炭素数１〜６のトリアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ジメチル−ｔｅｒｔ−ブチルシリル基等が挙げられる。
【００５５】
次に、一般式（１）において、ａ、ｂは、正数であり、０．１≦a≦０．９、０．１≦ｂ≦０．９、０＜ａ＋ｂ≦１、好ましくは０．２≦a≦０．７、０．３≦ｂ≦０．８、０．５≦ａ＋ｂ≦１の範囲である。一般式（２）において、ａ、ｂ、ｃは、正数であり、０．１≦a≦０．９、０．１≦ｂ≦０．９、０＜ｃ≦０．５、０＜ａ＋ｂ＋ｃ≦１の範囲である。すなわち、本発明の高分子化合物は、更に他の組成と共重合させたものとしてもよい。そして、上記のような範囲で繰り返し単位ａ、ｂ、あるいはｃを有することで、ラインエッジラフネスを改善する効果を発揮する。
【００５６】
本発明の高分子化合物は、それぞれ重量平均分子量（測定法は後述の通りである）が１，０００〜５００，０００、好ましくは１，５００〜３０，０００である必要がある。重量平均分子量が小さすぎるとレジスト材料が耐熱性に劣るものとなり、大きすぎるとアルカリ溶解性が低下し、パターン形成後に裾引き現象が生じ易くなってしまう。
【００５７】
更に、本発明の高分子化合物においては、一般式（１）あるいは（２）の高分子重合体の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が広い場合は低分子量や高分子量のポリマーが存在するために、露光後、パターン上に異物が見られたり、パターンの形状が悪化したりする。それ故、パターンルールが微細化するに従ってこのような分子量、分子量分布の影響が大きくなり易いことから、微細なパターン寸法に好適に用いられるレジスト材料を得るには、使用する多成分共重合体の分子量分布は１．０〜２．０、特に１．０〜１．５と狭分散であることが好ましい。
【００５８】
また、組成比率や分子量分布、分子量が異なる２つ以上のポリマーをブレンドすることも可能である。本発明は、少なくとも、一般式（１）または（２）に示される酸不安定基で置換されたヒドロキシインデンを用いることを特徴とするが、密着性やドライエッチング耐性、透明性を向上させるための他の成分を追加することも可能である。
【００５９】
追加成分としては、例えば、（メタ）アクリル誘導体、スチレン誘導体、ヒドロキシスチレン誘導体、ベンゾフラン、インドール、ベンゾチオフェン、メチレンインダン、ノルボルネン誘導体、アセナフテン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、ビニルアントラセン誘導体、酢酸ビニル、（メタ）アクリロニトリル、ビニルピロリドン、ジヒドロピラン、ビニルエーテル誘導体、ノルボルネン、ノルボルナジエン、メチレンノルボルネン、プロピレン、イソプロピレンなどが挙げられる。
【００６０】
インデンホモポリマーの重合方法としては、カチオン重合による方法が一般的である。
カチオン重合開始剤としては、硫酸、燐酸、塩酸、硝酸、次亜塩素酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、カンファースルホン酸、トシル酸等の酸、ＢＦ３、ＡｌＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＳｎＣｌ４などのフリーデルクラフツ触媒のほか、Ｉ２、（Ｃ６Ｈ５）３ＣＣｌのようにカチオンを生成しやすい物質が使用される。
【００６１】
これら高分子化合物を合成するには、１つの方法としては酸不安定基で置換されたヒドロキシインデンとヒドロキシインデンを有機溶剤中、カチオン重合開始剤を加え加熱重合を行い高分子化合物を得ることができる。重合時に使用する有機溶剤としはトルエン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン等が例示できる。好ましくは５０℃から８０℃に加熱して重合できる。反応時間としては２〜１００時間、好ましくは５〜２０時間である。酸不安定基は、モノマーに導入されたものをそのまま用いても良いが、カチオン重合触媒の酸性度により、酸不安定基が脱離してしまう場合があり、アセトキシインデンをモノマーとして重合し、重合後アルカリ加水分解によってヒドロキシインデンホモポリマーにしてから、ヒドロキシ基の水素原子を酸不安定基で置換する方法もある。
【００６２】
アルカリ加水分解時の塩基としては、アンモニア水、トリエチルアミン等が使用できる。また反応温度としては−２０〜１００℃、好ましくは０〜６０℃であり、反応時間としては０．２〜１００時間、好ましくは０．５〜２０時間である。
【００６３】
水酸基部分に対して酸不安定基を導入する方法は、例えば、高分子化合物のフェノール性水酸基をアルケニルエーテル化合物と酸触媒下反応させる。
この時、反応溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、酢酸エチル等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、単独でも２種以上混合して使用してもかまわない。触媒の酸としては、塩酸、硫酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム塩等が好ましく、その使用量は反応する高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子をその全水酸基の１モルに対して０．１〜１０モル％であることが好ましい。反応温度としては−２０〜１００℃、好ましくは０〜６０℃であり、反応時間としては０．２〜１００時間、好ましくは０．５〜２０時間である。
【００６４】
また、ハロゲン化アルキルエーテル化合物を用いて、塩基の存在下、高分子化合物と反応させることにより、部分的にフェノール性水酸基がアルコキシアルキル基で保護された高分子化合物を得ることも可能である。
この時、反応溶媒としては、アセトニトリル、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、単独でも２種以上混合して使用してもかまわない。塩基としては、トリエチルアミン、ピリジン、ジイソプロピルアミン、炭酸カリウム等が好ましく、その使用量は反応する高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子をその全水酸基の１モルに対して１０モル％以上であることが好ましい。反応温度としては−５０〜１００℃、好ましくは０〜６０℃であり、反応時間としては０．５〜１００時間、好ましくは１〜２０時間である。
【００６５】
上記式ＡＬ−１０の酸不安定基の導入は、二炭酸ジアルキル化合物または、アルコキシカルボニルアルキルハライドと高分子化合物を、溶媒中において塩基の存在下反応を行うことで可能である。
反応溶媒としては、アセトニトリル、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、単独でも２種以上混合して使用してもかまわない。
塩基としては、トリエチルアミン、ピリジン、イミダゾール、ジイソプロピルアミン、炭酸カリウム等が好ましく、その使用量は元の高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子をその全水酸基の１モルに対して１０モル％以上であることが好ましい。
反応温度としては０〜１００℃、好ましくは０〜６０℃である。反応時間としては０．２〜１００時間、好ましくは１〜１０時間である。
【００６６】
二炭酸ジアルキル化合物としては二炭酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチル、二炭酸ジ−ｔｅｒｔ−アミル等が挙げられ、アルコキシカルボニルアルキルハライドとしてはｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルクロライド、ｔｅｒｔ−アミロキシカルボニルメチルクロライド、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルブロマイド、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルエチルクロライド等が挙げられる。
ただしこれら合成手法に限定されるものではない。
【００６７】
本発明のポジ型レジスト材料には、有機溶剤、高エネルギー線に感応して酸を発生する化合物（酸発生剤）、必要に応じて溶解阻止剤、塩基性化合物、界面活性剤、その他の成分を含有することができる。
【００６８】
本発明のポジ型レジスト材料、特には化学増幅ポジ型レジスト材料に使用される有機溶剤としては、ベース樹脂、酸発生剤、その他の添加剤等が溶解可能な有機溶剤であればいずれでもよい。このような有機溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、メチル−２−ｎ−アミルケトン等のケトン類、３−メトキシブタノール、３−メチル−３−メトキシブタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール等のアルコール類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、プロピオン酸ｔｅｒｔ―ブチル、プロピレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテルアセテート等のエステル類、γ―ブチルラクトン等のラクトン類が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６９】
これらの有機溶剤は、１種を単独で又は２種以上を混合して使用することができる。本発明では、これらの有機溶剤の中でもレジスト成分中の酸発生剤の溶解性が最も優れているジエチレングリコールジメチルエーテルや１−エトキシ−２−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びその混合溶剤が好ましく使用される。
有機溶剤の使用量は、ベース樹脂１００部に対して２００〜１，０００部、特に４００〜８００部が好適である。
【００７０】
本発明のポジ型レジスト材料に配合される酸発生剤としては、
ｉ） 下記一般式（Ｐ１ａ−１）、（Ｐ１ａ−２）又は（Ｐ１ｂ）のオニウム塩、
ｉｉ） 下記一般式（Ｐ２）のジアゾメタン誘導体、
ｉｉｉ） 下記一般式（Ｐ３）のグリオキシム誘導体、
ｉｖ） 下記一般式（Ｐ４）のビススルホン誘導体、
ｖ） 下記一般式（Ｐ５）のＮ−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル、
ｖｉ） β−ケトスルホン酸誘導体、
ｖｉｉ） ジスルホン誘導体、
ｖｉｉｉ） ニトロベンジルスルホネート誘導体、
ｉｘ） スルホン酸エステル誘導体
等が挙げられる。
【００７１】
【化１９】
【００７２】
上記Ｒ101a、Ｒ101b、Ｒ101cは互いに同一であっても異なっていてもよく、具体的にはアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロプロピルメチル基、４−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロぺニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。オキソアルキル基としては、２−オキソシクロペンチル基、２−オキソシクロヘキシル基等が挙げられ、２−オキソプロピル基、２−シクロペンチル−２−オキソエチル基、２−シクロヘキシル−２−オキソエチル基、２−（４−メチルシクロヘキシル）−２−オキソエチル基等を挙げることができる。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等や、ｐ−メトキシフェニル基、ｍ−メトキシフェニル基、ｏ−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル基、ｍ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、エチルフェニル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、４−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基等のアルキルナフチル基、メトキシナフチル基、エトキシナフチル基等のアルコキシナフチル基、ジメチルナフチル基、ジエチルナフチル基等のジアルキルナフチル基、ジメトキシナフチル基、ジエトキシナフチル基等のジアルコキシナフチル基等が挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル基、フェニルエチル基、フェネチル基等が挙げられる。アリールオキソアルキル基としては、２−フェニル−２−オキソエチル基、２−（１−ナフチル）−２−オキソエチル基、２−（２−ナフチル）−２−オキソエチル基等の２−アリール−２−オキソエチル基等が挙げられる。Ｋ-の非求核性対向イオンとしては、塩化物イオン、臭化物イオン等のハライドイオン、トリフレート、１，１，１−トリフルオロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート等のフルオロアルキルスルホネート、トシレート、ベンゼンスルホネート、４−フルオロベンゼンスルホネート、１，２，３，４，５−ペンタフルオロベンゼンスルホネート等のアリールスルホネート、メシレート、ブタンスルホネート等のアルキルスルホネートが挙げられる。
【００７３】
【化２０】
【００７４】
上記Ｒ102a、Ｒ102bとして具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロプロピルメチル基、４−メチルシクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基等が挙げられる。Ｒ103としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、１，４−シクロへキシレン基、１，２−シクロへキシレン基、１，３−シクロペンチレン基、１，４−シクロオクチレン基、１，４−シクロヘキサンジメチレン基等が挙げられる。Ｒ104a、Ｒ104bとしては、２−オキソプロピル基、２−オキソシクロペンチル基、２−オキソシクロヘキシル基、２−オキソシクロヘプチル基等が挙げられる。Ｋ-は式（Ｐ１ａ−１）及び（Ｐ１ａ−２）で説明したものと同様のものを挙げることができる。
【００７５】
【化２１】
【００７６】
Ｒ105、Ｒ106のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、アミル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、ノルボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基としては、トリフルオロメチル基、１，１，１−トリフルオロエチル基、１，１，１−トリクロロエチル基、ノナフルオロブチル基等が挙げられる。アリール基としては、フェニル基、ｐ−メトキシフェニル基、ｍ−メトキシフェニル基、ｏ−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル基、ｍ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、エチルフェニル基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、４−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキルフェニル基が挙げられる。ハロゲン化アリール基としては、フルオロフェニル基、クロロフェニル基、１，２，３，４，５−ペンタフルオロフェニル基等が挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
【００７７】
【化２２】
【００７８】
Ｒ107、Ｒ108、Ｒ109のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、アラルキル基としては、Ｒ105、Ｒ106で説明したものと同様の基が挙げられる。なお、Ｒ108、Ｒ109のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられる。
【００７９】
【化２３】
【００８０】
【化２４】
【００８１】
ここで、Ｒ110のアリーレン基としては、１，２−フェニレン基、１，８−ナフチレン基等が、アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、フェニルエチレン基、ノルボルナン−２，３−ジイル基等が、アルケニレン基としては、１，２−ビニレン基、１−フェニル−１，２−ビニレン基、５−ノルボルネン−２，３−ジイル基等が挙げられる。Ｒ111のアルキル基としては、Ｒ101a〜Ｒ101cと同様のものが、アルケニル基としては、ビニル基、１−プロペニル基、アリル基、１−ブテニル基、３−ブテニル基、イソプレニル基、１−ペンテニル基、３−ペンテニル基、４−ペンテニル基、ジメチルアリル基、１−ヘキセニル基、３−ヘキセニル基、５−ヘキセニル基、１−ヘプテニル基、３−ヘプテニル基、６−ヘプテニル基、７−オクテニル基等が、アルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、ペンチロキシメチル基、ヘキシロキシメチル基、ヘプチロキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、ペンチロキシエチル基、ヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、プロポキシプロピル基、ブトキシプロピル基、メトキシブチル基、エトキシブチル基、プロポキシブチル基、メトキシペンチル基、エトキシペンチル基、メトキシヘキシル基、メトキシヘプチル基等が挙げられる。
なお、更に置換されていてもよい炭素数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、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が、炭素数１〜４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、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基等が、炭素数１〜４のアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基又はアセチル基で置換されていてもよいフェニル基としては、フェニル基、トリル基、ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル基、ｐ−アセチルフェニル基、ｐ−ニトロフェニル基等が、炭素数３〜５のヘテロ芳香族基としては、ピリジル基、フリル基等が挙げられる。
【００８２】
酸発生剤は、具体的には、オニウム塩としては、例えばトリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルヨードニウム、ｐ−トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、ｐ−トルエンスルホン酸（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸ビス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）フェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸トリス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸シクロヘキシルメチル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸（２−ノルボニル）メチル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウム、エチレンビス［メチル（２−オキソシクロペンチル）スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート］、１，２’−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩を挙げることができる。
【００８３】
ジアゾメタン誘導体としては、ビス（ベンゼンスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｐ−トルエンスルホニル）ジアゾメタン、ビス（キシレンスルホニル）ジアゾメタン、ビス（シクロヘキシルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（シクロペンチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｎ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（イソブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｓｅｃ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｎ−プロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（イソプロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｎ−アミルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（イソアミルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｓｅｃ−アミルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｔｅｒｔ−アミルスルホニル）ジアゾメタン、１−シクロヘキシルスルホニル−１−（ｔｅｒｔ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン、１−シクロヘキシルスルホニル−１−（ｔｅｒｔ−アミルスルホニル）ジアゾメタン、１−ｔｅｒｔ−アミルスルホニル−１−（ｔｅｒｔ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体を挙げることができる。
【００８４】
グリオキシム誘導体としては、ビス−Ｏ−（ｐ−トルエンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｐ−トルエンスルホニル）−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｐ−トルエンスルホニル）−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｐ−トルエンスルホニル）−２，３−ペンタンジオングリオキシム、ビス−Ｏ−（ｐ−トルエンスルホニル）−２−メチル−３，４−ペンタンジオングリオキシム、ビス−Ｏ−（ｎ−ブタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｎ−ブタンスルホニル）−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｎ−ブタンスルホニル）−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｎ−ブタンスルホニル）−２，３−ペンタンジオングリオキシム、ビス−Ｏ−（ｎ−ブタンスルホニル）−２−メチル−３，４−ペンタンジオングリオキシム、ビス−Ｏ−（メタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（トリフルオロメタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（１，１，１−トリフルオロエタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｔｅｒｔ−ブタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（パーフルオロオクタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（シクロヘキサンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ベンゼンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｐ−フルオロベンゼンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（キシレンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（カンファースルホニル）−α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体を挙げることができる。
【００８５】
ビススルホン誘導体としては、ビスナフチルスルホニルメタン、ビストリフルオロメチルスルホニルメタン、ビスメチルスルホニルメタン、ビスエチルスルホニルメタン、ビスプロピルスルホニルメタン、ビスイソプロピルスルホニルメタン、ビス−ｐ−トルエンスルホニルメタン、ビスベンゼンスルホニルメタン等のビススルホン誘導体を挙げることができる。
【００８６】
β−ケトスルホン誘導体としては、２−シクロヘキシルカルボニル−２−（ｐ−トルエンスルホニル）プロパン、２−イソプロピルカルボニル−２−（ｐ−トルエンスルホニル）プロパン等のβ−ケトスルホン誘導体を挙げることができる。
ジスルホン誘導体としては、ジフェニルジスルホン誘導体、ジシクロヘキシルジスルホン誘導体等のジスルホン誘導体を挙げることができる。
【００８７】
ニトロベンジルスルホネート誘導体としては、ｐ−トルエンスルホン酸２，６−ジニトロベンジル、ｐ−トルエンスルホン酸２，４−ジニトロベンジル等のニトロベンジルスルホネート誘導体を挙げることができる。
【００８８】
スルホン酸エステル誘導体としては、１，２，３−トリス（メタンスルホニルオキシ）ベンゼン、１，２，３−トリス（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）ベンゼン、１，２，３−トリス（ｐ−トルエンスルホニルオキシ）ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体を挙げることができる。
また、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド１−プロパンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド２−プロパンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド１−ペンタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド１−オクタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドｐ−トルエンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドｐ−メトキシベンゼンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド２−クロロエタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドベンゼンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド−２，４，６−トリメチルベンゼンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド１−ナフタレンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド２−ナフタレンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシ−２−フェニルスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシマレイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシマレイミドエタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシ−２−フェニルマレイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシグルタルイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシグルタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシフタルイミドｐ−トルエンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシ−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボキシイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシ−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボキシイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシ−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボキシイミドｐ−トルエンスルホン酸エステル等のＮ−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体を挙げることができる。
【００８９】
特に、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）ジフェニルスルホニウム、ｐ−トルエンスルホン酸トリス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル）スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリナフチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸（２−ノルボニル）メチル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウム、１，２’−ナフチルカルボニルメチルテトラヒドロチオフェニウムトリフレート等のオニウム塩、
ビス（ベンゼンスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｐ−トルエンスルホニル）ジアゾメタン、ビス（シクロヘキシルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｎ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（イソブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｓｅｃ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｎ−プロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（イソプロピルスルホニル）ジアゾメタン、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルスルホニル）ジアゾメタン等のジアゾメタン誘導体、
ビス−Ｏ−（ｐ−トルエンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム、ビス−Ｏ−（ｎ−ブタンスルホニル）−α−ジメチルグリオキシム等のグリオキシム誘導体、
ビスナフチルスルホニルメタン等のビススルホン誘導体、
Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド１−プロパンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド２−プロパンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド１−ペンタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドｐ−トルエンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシナフタルイミドメタンスルホン酸エステル、Ｎ−ヒドロキシナフタルイミドベンゼンスルホン酸エステル等のＮ−ヒドロキシイミド化合物のスルホン酸エステル誘導体が好ましく用いられる。
【００９０】
なお上記酸発生剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。オニウム塩は矩形性向上効果に優れ、ジアゾメタン誘導体及びグリオキシム誘導体は定在波低減効果に優れるため、両者を組み合わせることによりプロファイルの微調整を行うことが可能である。
酸発生剤の添加量は、ベース樹脂１００部（重量部、以下同様）に対して好ましくは０．１〜５０部、より好ましくは０．５〜４０部である。０．１部より少ないと露光時の酸発生量が少なく、感度及び解像力が劣る場合があり、５０部を超えるとレジストの透過率が低下し、解像力が劣る場合がある。
【００９１】
次に、本発明のポジ型レジスト材料、特には化学増幅ポジ型レジスト材料に配合される溶解阻止剤（溶解制御剤）としては、平均分子量が１００〜１，０００、好ましくは１５０〜８００で、かつ分子内にフェノール性水酸基を２つ以上有する化合物の該フェノール性水酸基の水素原子を酸不安定基により全体として平均０〜１００モル％の割合で置換した化合物又は分子内にカルボキシ基を有する化合物の該カルボキシ基の水素原子を酸不安定基により全体として平均５０〜１００モル％の割合で置換した化合物が好ましい。
【００９２】
なおフェノール性水酸基の水素原子の酸不安定基による置換率は、平均でフェノール性水酸基全体の０モル％以上、好ましくは３０モル％以上であり、その上限は１００モル％、より好ましくは８０モル％である。カルボキシ基の水素原子の酸不安定基による置換率は、平均でカルボキシ基全体の５０モル％以上、好ましくは７０モル％以上であり、その上限は１００モル％である。
この場合、かかるフェノール性水酸基を２つ以上有する化合物又はカルボキシ基を有する化合物としては、下記式（Ｄ１）〜（Ｄ１４）で示されるものが好ましい。
【００９３】
【化２５】
但し、上記式中Ｒ２０１、Ｒ２０２は、それぞれ水素原子、又は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基を示す。Ｒ２０３は水素原子、又は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基、あるいは−(Ｒ２０７)ｈＣＯＯＨを示す。Ｒ２０４は−（ＣＨ２）ｉ−（ｉ＝２〜１０）、炭素数６〜１０のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子を示す。Ｒ２０５は、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数６〜１０のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子を示す。Ｒ２０６は、水素原子、炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アルケニル基又はそれぞれ水酸基で置換されたフェニル基又はナフチル基を示す。Ｒ２０７は、炭素数１〜１０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。Ｒ２０８は、水素原子又は水酸基を示す。ｊは０〜５の整数である。ｕ、ｈは０又は１である。ｓ、ｔ、ｓ´、ｔ´、ｓ´´、ｔ´´はそれぞれｓ＋ｔ＝８、ｓ´＋ｔ´＝５、ｓ´´＋ｔ´´＝４を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも１つの水酸基を有するような数である。αは式（Ｄ８）、（Ｄ９）の化合物の分子量を１００〜１，０００とする数である。
【００９５】
なお上記化合物の重量平均分子量は１００〜１，０００、好ましくは１５０〜８００である。溶解阻止剤の配合量は、ベース樹脂１００重量部に対して０〜５０重量部、好ましくは５〜５０重量部、より好ましくは１０〜３０重量部であり、単独又は２種以上を混合して使用できる。配合量が少ないと解像性の向上がない場合があり、多すぎるとパターンの膜減りが生じ、解像度が低下する傾向がある。
【００９６】
更に、本発明のポジ型レジスト材料、特には化学増幅ポジ型レジスト材料には、塩基性化合物を配合することができる。
塩基性化合物としては、酸発生剤より発生する酸がレジスト膜中に拡散する際の拡散速度を抑制することができる化合物が適している。塩基性化合物の配合により、レジスト膜中での酸の拡散速度が抑制されて解像度が向上し、露光後の感度変化を抑制したり、基板や環境依存性を少なくし、露光余裕度やパターンプロファイル等を向上することができる。
【００９７】
このような塩基性化合物としては、第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられる。
【００９８】
具体的には、第一級の脂肪族アミン類として、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、イソブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、ペンチルアミン、ｔｅｒｔ−アミルアミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、セチルアミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラエチレンペンタミン等が例示され、第二級の脂肪族アミン類として、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジシクロペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジドデシルアミン、ジセチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルテトラエチレンペンタミン等が例示され、第三級の脂肪族アミン類として、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ−ｓｅｃ−ブチルアミン、トリペンチルアミン、トリシクロペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、トリドデシルアミン、トリセチルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルテトラエチレンペンタミン等が例示される。
【００９９】
また、混成アミン類としては、例えばジメチルエチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミン等が例示される。
【０１００】
芳香族アミン類及び複素環アミン類の具体例としては、アニリン誘導体（例えばアニリン、Ｎ−メチルアニリン、Ｎ−エチルアニリン、Ｎ−プロピルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、２−メチルアニリン、３−メチルアニリン、４−メチルアニリン、エチルアニリン、プロピルアニリン、トリメチルアニリン、２−ニトロアニリン、３−ニトロアニリン、４−ニトロアニリン、２，４−ジニトロアニリン、２，６−ジニトロアニリン、３，５−ジニトロアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルトルイジン等）、ジフェニル（ｐ−トリル）アミン、メチルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、フェニレンジアミン、ナフチルアミン、ジアミノナフタレン、ピロール誘導体（例えばピロール、２Ｈ−ピロール、１−メチルピロール、２，４−ジメチルピロール、２，５−ジメチルピロール、Ｎ−メチルピロール等）、オキサゾール誘導体（例えばオキサゾール、イソオキサゾール等）、チアゾール誘導体（例えばチアゾール、イソチアゾール等）、イミダゾール誘導体（例えばイミダゾール、４−メチルイミダゾール、４−メチル−２−フェニルイミダゾール等）、ピラゾール誘導体、フラザン誘導体、ピロリン誘導体（例えばピロリン、２−メチル−１−ピロリン等）、ピロリジン誘導体（例えばピロリジン、Ｎ−メチルピロリジン、ピロリジノン、Ｎ−メチルピロリドン等）、イミダゾリン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ピリジン誘導体（例えばピリジン、メチルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピリジン、４−（１−ブチルペンチル）ピリジン、ジメチルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジン、フェニルピリジン、３−メチル−２−フェニルピリジン、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン、ジフェニルピリジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシピリジン、ジメトキシピリジン、１−メチル−２−ピリドン、４−ピロリジノピリジン、１−メチル−４−フェニルピリジン、２−（１−エチルプロピル）ピリジン、アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等）、ピリダジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾリジン誘導体、ピペリジン誘導体、ピペラジン誘導体、モルホリン誘導体、インドール誘導体、イソインドール誘導体、１Ｈ−インダゾール誘導体、インドリン誘導体、キノリン誘導体（例えばキノリン、３−キノリンカルボニトリル等）、イソキノリン誘導体、シンノリン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキサリン誘導体、フタラジン誘導体、プリン誘導体、プテリジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントリジン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、１，１０−フェナントロリン誘導体、アデニン誘導体、アデノシン誘導体、グアニン誘導体、グアノシン誘導体、ウラシル誘導体、ウリジン誘導体等が例示される。
【０１０１】
更に、カルボキシ基を有する含窒素化合物としては、例えばアミノ安息香酸、インドールカルボン酸、アミノ酸誘導体（例えばニコチン酸、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、グリシルロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、リジン、３−アミノピラジン−２−カルボン酸、メトキシアラニン）等が例示され、スルホニル基を有する含窒素化合物として３−ピリジンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸ピリジニウム等が例示され、水酸基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物としては、２−ヒドロキシピリジン、アミノクレゾール、２，４−キノリンジオール、３−インドールメタノールヒドレート、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、２，２’−イミノジエタノール、２−アミノエタノ−ル、３−アミノ−１−プロパノール、４−アミノ−１−ブタノール、４−（２−ヒドロキシエチル）モルホリン、２−（２−ヒドロキシエチル）ピリジン、１−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン、１−［２−（２−ヒドロキシエトキシ）エチル］ピペラジン、ピペリジンエタノール、１−（２−ヒドロキシエチル）ピロリジン、１−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリジノン、３−ピペリジノ−１，２−プロパンジオール、３−ピロリジノ−１，２−プロパンジオール、８−ヒドロキシユロリジン、３−クイヌクリジノール、３−トロパノール、１−メチル−２−ピロリジンエタノール、１−アジリジンエタノール、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）フタルイミド、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）イソニコチンアミド等が例示される。
【０１０２】
アミド誘導体としては、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド等が例示される。
イミド誘導体としては、フタルイミド、サクシンイミド、マレイミド等が例示される。
【０１０３】
更に、下記一般式（Ｂ）−１で示される塩基性化合物から選ばれる１種または２種以上を添加することもできる。
Ｎ（Ｘ）ｎ（Ｙ）３−ｎ （Ｂ）−１
式中、ｎ＝１、２、３である。側鎖Ｘは同一でも異なっていても良く、下記一般式（Ｘ）−１ 〜 （Ｘ）−３で表すことができる。側鎖Ｙは同一または異種の、水素原子もしくは直鎖状、分岐状または環状の炭素数１〜２０のアルキル基を示し、エーテル基もしくはヒドロキシル基を含んでもよい。また、Ｘ同士が結合して環を形成しても良い。
【０１０４】
【化２６】
ここでＲ３００、Ｒ３０２、Ｒ３０５は、炭素数１〜４の直鎖状、分岐状のアルキレン基であり、Ｒ３０１、Ｒ３０４は、水素原子、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状、環状のアルキル基であり、ヒドロキシ基、エーテル基、エステル基、ラクトン環を１あるいは複数含んでいても良い。
Ｒ３０３は、単結合、炭素数１〜４の直鎖状、分岐状のアルキレン基であり、Ｒ３０６は、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状、環状のアルキル基であり、ヒドロキシ基、エーテル基、エステル基、ラクトン環を１あるいは複数含んでいても良い。
【０１０６】
一般式（Ｂ）−１で表される化合物は具体的には下記に例示される。
トリス（２−メトキシメトキシエチル）アミン、トリス｛２−（２−メトキシエトキシ）エチル｝アミン、トリス｛２−（２−メトキシエトキシメトキシ）エチル｝アミン、トリス｛２−（１−メトキシエトキシ）エチル｝アミン、トリス｛２−（１−エトキシエトキシ）エチル｝アミン、トリス｛２−（１−エトキシプロポキシ）エチル｝アミン、トリス［２−｛２−（２−ヒドロキシエトキシ）エトキシ｝エチル］アミン、４，７，１３，１６，２１，２４−ヘキサオキサ−１，１０−ジアザビシクロ［８．８．８］ヘキサコサン、４，７，１３，１８−テトラオキサ−１，１０−ジアザビシクロ［８．５．５］エイコサン、１，４，１０，１３−テトラオキサ−７，１６−ジアザビシクロオクタデカン、１−アザ−１２−クラウン−４、１−アザ−１５−クラウン−５、１−アザ−１８−クラウン−６、トリス（２−フォルミルオキシエチル）アミン、トリス（２−ホルミルオキシエチル）アミン、トリス（２−アセトキシエチル）アミン、トリス（２−プロピオニルオキシエチル）アミン、トリス（２−ブチリルオキシエチル）アミン、トリス（２−イソブチリルオキシエチル）アミン、トリス（２−バレリルオキシエチル）アミン、トリス（２−ピバロイルオキシエチル）アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（アセトキシアセトキシ）エチルアミン、トリス（２−メトキシカルボニルオキシエチル）アミン、トリス（２−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシエチル）アミン、トリス［２−（２−オキソプロポキシ）エチル］アミン、トリス［２−（メトキシカルボニルメチル）オキシエチル］アミン、トリス［２−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチルオキシ）エチル］アミン、トリス［２−（シクロヘキシルオキシカルボニルメチルオキシ）エチル］アミン、トリス（２−メトキシカルボニルエチル）アミン、トリス（２−エトキシカルボニルエチル）アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（メトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（メトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（エトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（エトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（２−メトキシエトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（２−メトキシエトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（２−ヒドロキシエトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（２−アセトキシエトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−［（メトキシカルボニル）メトキシカルボニル］エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−［（メトキシカルボニル）メトキシカルボニル］エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（２−オキソプロポキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（２−オキソプロポキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（テトラヒドロフルフリルオキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−（テトラヒドロフルフリルオキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−［（２−オキソテトラヒドロフラン−３−イル）オキシカルボニル］エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）２−［（２−オキソテトラヒドロフラン−３−イル）オキシカルボニル］エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）２−（４−ヒドロキシブトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ホルミルオキシエチル）２−（４−ホルミルオキシブトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ホルミルオキシエチル）２−（２−ホルミルオキシエトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−メトキシエチル）２−（メトキシカルボニル）エチルアミン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ビス［２−（メトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−（２−アセトキシエチル）ビス［２−（メトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ビス［２−（エトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−（２−アセトキシエチル）ビス［２−（エトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−（３−ヒドロキシ−１−プロピル）ビス［２−（メトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−（３−アセトキシ−１−プロピル）ビス［２−（メトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−（２−メトキシエチル）ビス［２−（メトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−ブチルビス［２−（メトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−ブチルビス［２−（２−メトキシエトキシカルボニル）エチル］アミン、Ｎ−メチルビス（２−アセトキシエチル）アミン、Ｎ−エチルビス（２−アセトキシエチル）アミン、Ｎ−メチルビス（２−ピバロイルオキシエチル）アミン、Ｎ−エチルビス［２−（メトキシカルボニルオキシ）エチル］アミン、Ｎ−エチルビス［２−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシ）エチル］アミン、トリス（メトキシカルボニルメチル）アミン、トリス（エトキシカルボニルメチル）アミン、Ｎ−ブチルビス（メトキシカルボニルメチル）アミン、Ｎ−ヘキシルビス（メトキシカルボニルメチル）アミン、β−（ジエチルアミノ）−δ−バレロラクトンを例示できるが、これらに制限されない。
【０１０７】
更に下記一般式（Ｂ）−２に示される環状構造を持つ塩基性化合物の１種あるいは２種以上を添加することもできる。
【化２７】
【０１０８】
（Ｂ）−２は具体的には、１−［２−（メトキシメトキシ）エチル］ピロリジン、１−［２−（メトキシメトキシ）エチル］ピペリジン、４−［２−（メトキシメトキシ）エチル］モルホリン、１−［２−［（２−メトキシエトキシ）メトキシ］エチル］ピロリジン、１−［２−［（２−メトキシエトキシ）メトキシ］エチル］ピペリジン、４−［２−［（２−メトキシエトキシ）メトキシ］エチル］モルホリン、酢酸２−（１−ピロリジニル）エチル、酢酸２−ピペリジノエチル、酢酸２−モルホリノエチル、ギ酸２−（１−ピロリジニル）エチル、プロピオン酸２−ピペリジノエチル、アセトキシ酢酸２−モルホリノエチル、メトキシ酢酸２−（１−ピロリジニル）エチル、４−［２−（メトキシカルボニルオキシ）エチル］モルホリン、１−［２−（ｔ−ブトキシカルボニルオキシ）エチル］ピペリジン、４−［２−（２−メトキシエトキシカルボニルオキシ）エチル］モルホリン、３−（１−ピロリジニル）プロピオン酸メチル、３−ピペリジノプロピオン酸メチル、３−モルホリノプロピオン酸メチル、３−（チオモルホリノ）プロピオン酸メチル、２−メチル−３−（１−ピロリジニル）プロピオン酸メチル、３−モルホリノプロピオン酸エチル、３−ピペリジノプロピオン酸メトキシカルボニルメチル、３−（１−ピロリジニル）プロピオン酸２−ヒドロキシエチル、３−モルホリノプロピオン酸２−アセトキシエチル、３−（１−ピロリジニル）プロピオン酸２−オキソテトラヒドロフラン−３−イル、３−モルホリノプロピオン酸テトラヒドロフルフリル、３−ピペリジノプロピオン酸グリシジル、３−モルホリノプロピオン酸２−メトキシエチル、３−（１−ピロリジニル）プロピオン酸２−（２−メトキシエトキシ）エチル、３−モルホリノプロピオン酸ブチル、３−ピペリジノプロピオン酸シクロヘキシル、α−（１−ピロリジニル）メチル−γ−ブチロラクトン、β−ピペリジノ−γ−ブチロラクトン、β−モルホリノ−δ−バレロラクトン、１−ピロリジニル酢酸メチル、ピペリジノ酢酸メチル、モルホリノ酢酸メチル、チオモルホリノ酢酸メチル、１−ピロリジニル酢酸エチル、モルホリノ酢酸２−メトキシエチル等を挙げることができる。
【０１０９】
更に、下記一般式（Ｂ）−３ 〜 （Ｂ）−６で表されるシアノ基を含む塩基性化合物を添加することができる。
【化２８】
【０１１０】
シアノ基を含む塩基は、具体的には３−（ジエチルアミノ）プロピオノニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ホルミルオキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−メトキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス［２−（メトキシメトキシ）エチル］−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（２−メトキシエチル）−３−アミノプロピオン酸メチル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピオン酸メチル、Ｎ−（２−アセトキシエチル）−Ｎ−（２−シアノエチル）−３−アミノプロピオン酸メチル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−エチル−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−アセトキシエチル）−Ｎ−（２−シアノエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（２−ホルミルオキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（２−メトキシエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−［２−（メトキシメトキシ）エチル］−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（３−ヒドロキシ−１−プロピル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（３−アセトキシ−１−プロピル）−Ｎ−（２−シアノエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−（３−ホルミルオキシ−１−プロピル）−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ−（２−シアノエチル）−Ｎ−テトラヒドロフルフリル−３−アミノプロピオノニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−シアノエチル）−３−アミノプロピオノニトリル、ジエチルアミノアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ホルミルオキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−メトキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス［２−（メトキシメトキシ）エチル］アミノアセトニトリル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）−３−アミノプロピオン酸メチル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピオン酸メチル、Ｎ−（２−アセトキシエチル）−Ｎ−シアノメチル−３−アミノプロピオン酸メチル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ−（２−アセトキシエチル）−Ｎ−（シアノメチル）アミノアセトニトリル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−（２−ホルミルオキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アミノアセトニトリル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−［２−（メトキシメトキシ）エチル］アミノアセトニトリル、Ｎ−（シアノメチル）−Ｎ−（３−ヒドロキシ−１−プロピル）アミノアセトニトリル、Ｎ−（３−アセトキシ−１−プロピル）−Ｎ−（シアノメチル）アミノアセトニトリル、Ｎ−シアノメチル−Ｎ−（３−ホルミルオキシ−１−プロピル）アミノアセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ビス（シアノメチル）アミノアセトニトリル、１−ピロリジンプロピオノニトリル、１−ピペリジンプロピオノニトリル、４−モルホリンプロピオノニトリル、１−ピロリジンアセトニトリル、１−ピペリジンアセトニトリル、４−モルホリンアセトニトリル、３−ジエチルアミノプロピオン酸シアノメチル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピオン酸シアノメチル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）−３−アミノプロピオン酸シアノメチル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ホルミルオキシエチル）−３−アミノプロピオン酸シアノメチル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−メトキシエチル）−３−アミノプロピオン酸シアノメチル、Ｎ，Ｎ−ビス［２−（メトキシメトキシ）エチル］−３−アミノプロピオン酸シアノメチル、３−ジエチルアミノプロピオン酸（２−シアノエチル）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピオン酸（２−シアノエチル）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−アセトキシエチル）−３−アミノプロピオン酸（２−シアノエチル）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ホルミルオキシエチル）−３−アミノプロピオン酸（２−シアノエチル）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−メトキシエチル）−３−アミノプロピオン酸（２−シアノエチル）、Ｎ，Ｎ−ビス［２−（メトキシメトキシ）エチル］−３−アミノプロピオン酸（２−シアノエチル）、１−ピロリジンプロピオン酸シアノメチル、１−ピペリジンプロピオン酸シアノメチル、４−モルホリンプロピオン酸シアノメチル、１−ピロリジンプロピオン酸（２−シアノエチル）、１−ピペリジンプロピオン酸（２−シアノエチル）、４−モルホリンプロピオン酸（２−シアノエチル）等が例示される。
【０１１１】
なお、本発明における塩基性化合物の配合量は、全ベース樹脂１００部に対して０．００１〜２部、特に０．０１〜１部が好適である。配合量が０．００１部より少ないと配合効果がなく、２部を超えると感度が低下しすぎる場合がある。
【０１１２】
本発明のポジ型レジスト材料に添加することができる分子内に≡Ｃ−ＣＯＯＨで示される基を有する化合物としては、例えば下記Ｉ群及びＩＩ群から選ばれる１種又は２種以上の化合物を使用することができるが、これらに限定されるものではない。本成分の配合により、レジストのＰＥＤ安定性が向上し、窒化膜基板上でのエッジラフネスが改善される。
【０１１３】
〔Ｉ群〕
下記一般式（Ａ１）〜（Ａ１０）で示される化合物のフェノール性水酸基の水素原子の一部又は全部を−Ｒ４０１−ＣＯＯＨ（Ｒ４０１は炭素数１〜１０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基）により置換してなり、かつ分子中のフェノール性水酸基（Ｃ）と≡Ｃ−ＣＯＯＨで示される基（Ｄ）とのモル比率がＣ／（Ｃ＋Ｄ）＝０．１〜１．０である化合物。
【０１１４】
【化２９】
但し、式中Ｒ４０８は、水素原子又はメチル基を示す。Ｒ４０２、Ｒ４０３は、それぞれ水素原子又は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基を示す。Ｒ４０４は、水素原子又は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基、あるいは−(Ｒ４０９)ｈ−ＣＯＯＲ´基（Ｒ´は水素原子又は−Ｒ４０９−ＣＯＯＨ）を示す。Ｒ４０５は、−（ＣＨ２）ｉ−（ｉ＝２〜１０）、炭素数６〜１０のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子を示す、Ｒ４０６は、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数６〜１０のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子を示す。Ｒ４０７は、水素原子又は炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基、アルケニル基、それぞれ水酸基で置換されたフェニル基又はナフチル基を示す。Ｒ４０９は、炭素数１〜１０の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基又は−Ｒ４１１−ＣＯＯＨ基を示す。Ｒ４１０は、水素原子、炭素数１〜８の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基又は−Ｒ４１１−ＣＯＯＨ基を示す。Ｒ４１１は、炭素数１〜１０の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。ｈは１〜４の整数である。ｊは０〜３、ｓ、ｔは、それぞれｓ１＋ｔ１＝８、ｓ２＋ｔ２＝５、ｓ３＋ｔ３＝４、ｓ４＋ｔ４＝６を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも１つの水酸基を有するような数である。ｕは１〜４の整数である。κは式（Ａ６）の化合物を重量平均分子量１，０００〜５，０００とする数である。λは式（Ａ７）の化合物を重量平均分子量１，０００〜１０，０００とする数である。
【０１１６】
〔ＩＩ群〕
下記一般式（Ａ１１）〜（Ａ１５）で示される化合物。
【化３０】
Ｒ４０２、Ｒ４０３、Ｒ４１１は、上記と同様の意味を示す。Ｒ４１２は、水素原子又は水酸基を示す。ｓ５、ｔ５は、ｓ５≧０、ｔ５≧０で、ｓ５＋ｔ５＝５を満足する数である。ｈ´は０又は１である。
【０１１８】
本成分として、具体的には下記一般式ＡＩ−１〜１４及びＡＩＩ―１〜１０で示される化合物を挙げることができる。ただし、これらに限定されるものではない。
【０１１９】
【化３１】
【化３２】
上記式中、Ｒ´´は水素原子又はＣＨ２ＣＯＯＨ基を示し、各化合物においてＲ´´の１０〜１００モル％はＣＨ２ＣＯＯＨ基である。λ、κは、上記と同様の意味を示す。
【０１２２】
なお、上記分子内に≡Ｃ−ＣＯＯＨで示される基を有する化合物の添加量は、ベース樹脂１００部に対して０〜５部、好ましくは０．１〜５部、より好ましくは０．１〜３部、更に好ましくは０．１〜２部である。５部より多いとレジスト材料の解像度が低下する場合がある。
【０１２３】
本発明のポジ型レジスト材料、特には化学増幅ポジ型レジスト材料中には、更に、塗布性を向上させる等のための界面活性剤を加えることができる。
【０１２４】
界面活性剤の例としては、特に限定されるものではないが、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリ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ン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、ソルビタンモノバルミテート、ソルビタンモノ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バルミテート、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のノニオン系界面活性剤、エフトップＥＦ３０１、ＥＦ３０３、ＥＦ３５２（トーケムプトダクツ）、メガファックＦ１７１、Ｆ１７２、Ｆ１７３（大日本インキ化学工業）、フロラードＦＣ４３０、ＦＣ４３１（住友スリーエム）、アサヒガードＡＧ７１０、サーフロンＳ−３８１、Ｓ―３８２、ＳＣ１０１、ＳＣ１０２，ＳＣ１０３、ＳＣ１０４、ＳＣ１０５、ＳＣ１０６、サーフィノールＥ１００４、ＫＨ−１０、ＫＨ−２０、ＫＨ−３０、ＫＨ−４０（旭硝子）等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマ−ＫＰ−３４１、Ｘ−７０−０９２、Ｘ−７０−０９３（信越化学工業）、アクリル酸系又はメタクリル酸系ポリフローＮｏ．７５，Ｎｏ．９５（共栄社油脂化学工業）が挙げられ、中でもＦＣ４３０、サーフロンＳ−３８１、サーフィノールＥ１００４、ＫＨ−２０、ＫＨ−３０が好適である。これらは単独あるいは２種以上の組み合わせで用いることができる。
【０１２５】
本発明のポジ型レジスト材料、特には化学増幅ポジ型レジスト材料中の界面活性剤の添加量としては、レジスト材料組成物中の固形分１００重量部に対して２重量部以下、好ましくは１重量部以下である。
【０１２６】
本発明のポジ型レジスト材料、例えば有機溶剤と、一般式（１）及び／または一般式（２）で示される高分子化合物と、酸発生剤、塩基性化合物を含む化学増幅ポジ型レジスト材料を種々の集積回路製造に用いる場合は、特に限定されないが公知のリソグラフィー技術に適用することができる。
【０１２７】
例えば、本発明のポジ型レジスト材料を、集積回路製造用の基板（Ｓｉ，ＳｉＯ2，ＳｉＮ，ＳｉＯＮ，ＴｉＮ，ＷＳｉ，ＢＰＳＧ，ＳＯＧ，有機反射防止膜、Ｃｒ、ＣｒＯ、ＣｒＯＮ、ＭｏＳｉ等）上にスピンコート、ロールコート、フローコート、ディップコート、スプレーコート、ドクターコート等の適当な塗布方法により塗布膜厚が０．１〜２．０μｍとなるように塗布する。これをホットプレート上で６０〜１５０℃、１〜１０分間、好ましくは８０〜１２０℃、１〜５分間プリベークする。次いで、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線、エキシマレーザー、γ線、シンクロトロン放射線等の高エネルギー線から選ばれる光源、好ましくは３００ｎｍ以下の露光波長で目的とするパターンを、所定のマスクを通じてもしくは直接露光を行う。露光量は１〜２００ｍＪ／ｃｍ2程度、好ましくは１０〜１００ｍＪ／ｃｍ2程度となるように露光することが好ましい。次に、ホットプレート上で６０〜１５０℃、１〜５分間、好ましくは８０〜１２０℃、１〜３分間ポストエクスポージャベーク（ＰＥＢ）する。
【０１２８】
更に、０．１〜５％、好ましくは２〜３％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）等のアルカリ水溶液の現像液を用い、０．１〜３分間、好ましくは０．５〜２分間、浸漬（ｄｉｐ）法、パドル（ｐｕｄｄｌｅ）法、スプレー（ｓｐｒａｙ）法等の常法により現像することにより、光を照射した部分は現像液に溶解し、露光されなかった部分は溶解せず、基板上に目的のポジ型のパターンが形成される。なお、本発明のレジスト材料は、特に高エネルギー線の中でも２５４〜１９３ｎｍの遠紫外線、１５７ｎｍの真空紫外線、電子線、軟Ｘ線、Ｘ線、エキシマレーザー、γ線、シンクロトロン放射線による微細パターニングに最適である。
【０１２９】
【実施例】
以下、合成例、比較合成例、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例等に制限されるものではない。
【０１３０】
（合成例１）
２Ｌのフラスコに７−アセトキシインデン４５ｇ、溶媒としてテトラヒドロフランを８０ｇ添加した。この反応容器を窒素雰囲気下、重合開始剤として硫酸１ｇ加え、６０℃まで昇温後、１５時間反応させた。この反応溶液を１／２まで濃縮し、メタノール２．５Ｌ、水０．２Ｌの混合溶液中に沈殿させ、得られた白色固体を濾過後、６０℃で減圧乾燥し、白色重合体３５ｇを得た。このポリマーをメタノール０．３Ｌ、テトラヒドロフラン０．７Ｌに再度溶解し、トリエチルアミン３０ｇ、水１０ｇを加え、脱保護反応を行い、酢酸を用いて中和した。反応溶液を濃縮後、アセトン０．５Ｌに溶解し、上記と同様の沈殿、濾過、乾燥を行い、白色重合体３０ｇを得た。
【０１３１】
得られた重合体を13Ｃ，1Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
【０１３２】
（合成例２）
２Ｌのフラスコに７−アセトキシインデン３８ｇ、インデン１２ｇ、溶媒としてテトラヒドロフランを８０ｇ添加した。この反応容器を窒素雰囲気下、重合開始剤として硫酸１ｇ加え、６０℃まで昇温後、１５時間反応させた。この反応溶液を１／２まで濃縮し、メタノール２．５Ｌ、水０．２Ｌの混合溶液中に沈殿させ、得られた白色固体を濾過後、６０℃で減圧乾燥し、白色重合体３８ｇを得た。このポリマーをメタノール０．３Ｌ、テトラヒドロフラン０．７Ｌに再度溶解し、トリエチルアミン３０ｇ、水１０ｇを加え、脱保護反応を行い、酢酸を用いて中和した。反応溶液を濃縮後、アセトン０．５Ｌに溶解し、上記と同様の沈殿、濾過、乾燥を行い、白色重合体３４ｇを得た。
【０１３３】
得られた重合体を13Ｃ，1Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
【０１３４】
（合成例３）
２Ｌのフラスコに６−アセトキシインデン３３ｇ、インデン１８ｇ、溶媒としてテトラヒドロフランを８０ｇ添加した。この反応容器を窒素雰囲気下、重合開始剤として硫酸１ｇ加え、６０℃まで昇温後、１５時間反応させた。この反応溶液を１／２まで濃縮し、メタノール２．５Ｌ、水０．２Ｌの混合溶液中に沈殿させ、得られた白色固体を濾過後、６０℃で減圧乾燥し、白色重合体３９ｇを得た。このポリマーをメタノール０．３Ｌ、テトラヒドロフラン０．７Ｌに再度溶解し、トリエチルアミン３０ｇ、水１０ｇを加え、脱保護反応を行い、酢酸を用いて中和した。反応溶液を濃縮後、アセトン０．５Ｌに溶解し、上記と同様の沈殿、濾過、乾燥を行い、白色重合体３６ｇを得た。
【０１３５】
得られた重合体を13Ｃ，1Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
６−ヒドロキシインデン：インデン＝７８：２２
重量平均分子量（Ｍｗ）＝４９００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．７８
この高分子化合物を（ポリマー３）とする。
【０１３６】
（合成例４）
ポリマー１の４０ｇをテトラヒドロフラン４００ｍＬに溶解し、メタンスルホン酸１．４ｇ、エチルビニルエーテル１２．３ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）２．５ｇを加え反応を停止させ、この反応溶液を酢酸水５Ｌを用いて晶出沈殿させ、さらに２回の水洗を行ない、得られた白色固体を濾過後、４０℃で減圧乾燥し、白色重合体４７ｇを得た。
【０１３７】
得られた重合体を13Ｃ，1Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
７−ヒドロキシインデン：７−エトキシエトキシインデン＝６０．２：３９．８
重量平均分子量（Ｍｗ）＝４６００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．８８
この高分子化合物を（ポリマー４）とする。
【０１３８】
（合成例５）
ポリマー２の４０ｇをテトラヒドロフラン４００ｍＬに溶解し、メタンスルホン酸１．４ｇ、エチルビニルエーテル１０．１ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）２．５ｇを加え反応を停止させ、この反応溶液を酢酸水５Ｌを用いて晶出沈殿させ、さらに２回の水洗を行ない、得られた白色固体を濾過後、４０℃で減圧乾燥し、白色重合体４４ｇを得た。
【０１３９】
得られた重合体を13Ｃ，1Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
７−ヒドロキシインデン：インデン：７−エトキシエトキシインデン＝６５．５：１２．０：２２．５
重量平均分子量（Ｍｗ）＝５１００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．７８
この高分子化合物を（ポリマー５）とする。
【０１４０】
［合成例６］
ポリマー３の４０ｇをテトラヒドロフラン４００ｍＬに溶解し、メタンスルホン酸１．４ｇ、エチルビニルエーテル１１．１ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）２．５ｇを加え反応を停止させ、この反応溶液を酢酸水５Ｌを用いて晶出沈殿させ、さらに２回の水洗を行ない、得られた白色固体を濾過後、４０℃で減圧乾燥し、白色重合体４２ｇを得た。
【０１４１】
得られた重合体を13Ｃ，1Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
６−ヒドロキシインデン：インデン：６−エトキシエトキシインデン＝５９．９：２２．３：１７．８
重量平均分子量（Ｍｗ）＝４８００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．７８
この高分子化合物を（ポリマー６）とする。
【０１４２】
（合成例７）
ポリマー２の４０ｇをピリジン４００ｍｌに溶解させ、４５℃で撹拌しながら二炭酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチル２２．６ｇを添加した。１時間反応させた後、水３Ｌに反応液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン１００ｍｌに溶解させ、水５Ｌに滴下し、濾過後、真空乾燥させ、ポリマーを得た。
【０１４３】
得られた重合体を13Ｃ，1Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
７−ヒドロキシインデン：インデン：７−ｔブトキシカルボニルインデン＝７０．９：１２．０：１７．１
重量平均分子量（Ｍｗ）＝５５００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．７８
この高分子化合物を（ポリマー７）とする。
【０１４４】
（比較合成例１）
２Ｌのフラスコを用いて、ポリヒドロキシスチレン（Ｍｗ＝１１０００，Ｍｗ／Ｍｎ＝１．０８）４０ｇをテトラヒドロフラン４００ｍＬに溶解し、メタンスルホン酸１．４ｇ、エチルビニルエーテル１２．３ｇを加え、室温下１時間反応し、アンモニア水（３０％）２．５ｇを加え反応を停止させ、この反応溶液を酢酸水５Ｌを用いて晶出沈殿させ、さらに２回の水洗を行ない、得られた白色固体を濾過後、４０℃で減圧乾燥し、白色重合体４７ｇを得た。
【０１４５】
得られた重合体を13Ｃ，1Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
ヒドロキシスチレン：ｐ−エトキシエトキシスチレン＝６３．５：３６．５
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１３０００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．１０
この高分子化合物を（比較ポリマー１）とする。
【０１４６】
（比較合成例２）
２Ｌのフラスコにメタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル４３．０ｇ、４−アセトキシスチレン１１３．８ｇ、溶媒としてトルエンを１３０ｇ添加した。この反応容器を窒素雰囲気下、−７０℃まで冷却し、減圧脱気、窒素フローを３回繰り返した。室温まで昇温後、重合開始剤としてＡＩＢＮを４．１ｇ加え、６０℃まで昇温後、１５時間反応させた。この反応溶液を１／２まで濃縮し、メタノール４．５Ｌ、水０．５Ｌの混合溶液中に沈殿させ、得られた白色固体を濾過後、６０℃で減圧乾燥し、白色重合体１２５ｇを得た。このポリマーをメタノール０．５Ｌ、テトラヒドロフラン１．０Ｌに再度溶解し、トリエチルアミン７０ｇ、水１５ｇを加え、脱保護反応を行い、酢酸を用いて中和した。反応溶液を濃縮後、アセトン０．５Ｌに溶解し、上記と同様の沈殿、濾過、乾燥を行い、白色重合体１１２ｇを得た。
【０１４７】
得られた重合体を13Ｃ，1Ｈ−ＮＭＲ、及び、ＧＰＣ測定したところ、以下の分析結果となった。
共重合組成比
メタクリル酸ｔ−ブチル：４−ヒドロキシスチレン＝３２：６８
重量平均分子量（Ｍｗ）＝１２４００
分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）＝１．７５
この高分子化合物を（比較ポリマー２）とする
【０１４８】
（実施例、比較例）
上記で合成した高分子化合物を用いて、下記表１に示される組成で溶解させた溶液を、０．２μｍサイズのフィルターでろ過してポジ型レジスト材料を調整した。
表１中の各組成は次の通りである。
【０１４９】
ポリマー４〜ポリマー７：合成例４〜７より、
比較ポリマー１、比較ポリマー２：比較合成例１、比較合成例２より、
有機溶剤：ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールメチルエーテルアセテート）
酸発生剤：ＰＡＧ１、ＰＡＧ２、ＰＡＧ３（下記構造式参照）
【化３３】
塩基性化合物：トリブチルアミン、トリエタノールアミン、ＴＭＭＥＡ、ＡＡＡ、ＡＡＣＮ（下記構造式参照）
【化３４】
溶解阻止剤：ＤＲＩ１（下記構造式参照）
【化３５】
得られたポジ型レジスト材料をシリコンウエーハにＤＵＶ−３０（日産化学製）を５５ｎｍの膜厚で製膜した基板上にスピンコーティングし、ホットプレートを用いて１１０℃で９０秒間ベークし、レジストの厚みを３００ｎｍにした。
これをエキシマレーザーステッパー（ニコン社、ＮＳＲ−Ｓ２０３Ｂ，ＮＡ−０．６８、σ０．７５、２／３輪帯照明）を用いて露光し、露光後直ちに１１０℃で９０秒間ベークし、２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液で６０秒間現像を行って、ポジ型のパターンを得た。
【０１５３】
得られたレジストパターンを次のように評価した。
０．１５μｍのラインアンドスペースを１：１で解像する露光量をレジストの感度として、この露光量において分離しているラインアンドスペースの最小線幅を評価レジストの解像度とした。
また、測長ＳＥＭ（日立製作所製Ｓ−９２２０）を用いて、０．１５μｍのラインアンドスペースのラインエッジラフネスを測定した。
結果を表１に併記した。
【０１５４】
耐ドライエッチング性の試験では、上記各ポリマー２ｇにＰＧＭＥＡ１０ｇを溶解させて０．２μｍサイズのフィルターで濾過したポリマー溶液をＳｉ基板にスピンコートで製膜し、３００ｎｍの厚さの膜にし、以下のような２系統の条件で評価した。
【０１５５】
（１）ＣＨＦ3／ＣＦ4系ガスでのエッチング試験
東京エレクトロン株式会社製ドライエッチング装置ＴＥ−８５００Ｐを用い、エッチング前後のポリマー膜の膜厚差を求めた。
エッチング条件は下記に示す通りである。
チャンバー圧力 ４０．０Ｐａ
ＲＦパワー １，３００Ｗ
ギャップ ９ｍｍ
ＣＨＦ3ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
ＣＦ4ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
Ａｒガス流量 １００ｍｌ／ｍｉｎ
時間 ６０ｓｅｃ
【０１５６】
（２）Ｃｌ2／ＢＣｌ3系ガスでのエッチング試験
日電アネルバ株式会社製ドライエッチング装置Ｌ−５０７Ｄ−Ｌを用い、エッチング前後のポリマー膜の膜厚差を求めた。
エッチング条件は下記に示す通りである。
チャンバー圧力 ４０．０Ｐａ
ＲＦパワー ３００Ｗ
ギャップ ９ｍｍ
Ｃｌ2ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
ＢＣｌ3ガス流量 ３０ｍｌ／ｍｉｎ
ＣＨＦ3ガス流量 １００ｍｌ／ｍｉｎ
Ｏ2ガス流量 ２ｍｌ／ｍｉｎ
時間 ６０ｓｅｃ
【０１５７】
この評価では、膜厚差の少ないもの、すなわち減少量が少ないものがエッチング耐性があることを示している。
結果を表２に示した。
【０１５８】
【表１】
【表２】
表１、２の結果より、本発明の高分子化合物を用いたポジ型レジスト材料は、十分な解像力と感度を満たしている上に、ラインエッジラフネスが小さく、エッチング後の膜厚差が小さいことから、非常に優れた耐ドライエッチング性を有していることがわかる。
【０１６１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１６２】
例えば、上記ではポジ型レジスト材料に酸発生剤、塩基性化合物、溶解阻止剤、有機溶剤を配合して化学増幅ポジ型レジスト材料を構成する場合について例を挙げて説明したが、本発明はこれには限定されず、これらの添加剤等を配合するのは任意であり、必要に応じ界面活性剤その他の添加剤等を配合してもよいし、一部組成の省略等も有り得る。
【０１６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、酸不安定基で置換されたヒドロキシインデンを重合させて得られる高分子化合物をベース樹脂としてポジ型レジスト材料に配合することにより、露光前後のアルカリ溶解速度コントラストが大幅に高く、高感度で高解像性を有し、ラインエッジラフネスが小さく、その上優れたエッチング耐性を示す。したがって、特に超ＬＳＩ製造用の微細パターン形成材料として好適なポジ型レジスト材料、特には化学増幅ポジ型レジスト材料を得ることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, by blending a hydroxyindene homopolymer substituted with an acid labile group into a resist material as a base resin, the alkali dissolution rate contrast before and after exposure is significantly high, and the sensitivity and resolution are high. More particularly, the present invention relates to a positive resist material, particularly a chemically amplified positive resist material, which has a low line edge roughness and exhibits excellent etching resistance, and is particularly suitable as a material for forming a fine pattern of a VLSI or a photomask.
[0002]
[Prior art]
In recent years, along with the high integration and high speed of LSIs, far ultraviolet lithography is considered promising as a next-generation microfabrication technique, while miniaturization of pattern rules is required. Far-ultraviolet lithography can process 0.5 μm or less, and when a resist material with low light absorption is used, it is possible to form a pattern having sidewalls that are nearly perpendicular to the substrate.
[0003]
A recently developed acid-amplified chemically amplified positive resist material (see Japanese Patent Publication No. 2-27660, Japanese Patent Laid-Open No. 63-27829, etc.) uses a high-brightness KrF excimer laser as a light source for far ultraviolet rays. It is used as a particularly promising resist material for deep ultraviolet lithography, which has high sensitivity, resolution and dry etching resistance and has excellent characteristics.
[0004]
As such a chemically amplified positive resist material, a two-component system comprising a base polymer and an acid generator, a three-component system comprising a base polymer, an acid generator and a dissolution inhibitor having an acid labile group are known. .
[0005]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-115440 proposes a resist material comprising poly-p-tert-butoxystyrene and an acid generator. Japanese Patent Laid-Open No. 3-223858 discloses a resist material similar to this proposal. A two-component resist material composed of a resin having a tert-butoxy group and an acid generator, and further disclosed in JP-A-4-21258 is a polymethyl group containing a methyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a tetrahydropyranyl group and a trimethylsilyl group. A two-component resist material composed of hydroxystyrene and an acid generator has been proposed.
[0006]
Further, JP-A-6-1000048 discloses poly [3,4-bis (2-tetrahydropyranyloxy) styrene], poly [3,4-bis (tert-butoxycarbonyloxy) styrene], poly [3, Resist materials comprising polydihydroxystyrene derivatives such as 5-bis (2-tetrahydropyranyloxy) styrene] and acid generators have been proposed.
[0007]
However, the base resin of these resist materials has an acid labile group in the side chain, and the acid labile group is decomposed with a strong acid such as tert-butyl group and tert-butoxycarbonyl group. The pattern shape of the resist material tends to be a T-top shape. On the other hand, an alkoxyalkyl group such as an ethoxyethyl group is decomposed by a weak acid, so that the pattern shape changes with time from exposure to heat treatment. They all have problems such as having a drawback of being extremely thin and having a bulky group in the side chain, resulting in decreased heat resistance and unsatisfactory sensitivity and resolution.
[0008]
Resist material using a copolymer of hydroxystyrene and (meth) acrylic acid tertiary ester to achieve higher transparency and adhesion to the substrate, improve tailing to the substrate, and improve etching resistance (See JP-A-3-275149 and JP-A-6-289608), however, this type of resist material has problems such as heat resistance and poor pattern shape after exposure, and etching. Resistance was not satisfactory.
At present, as the resolution increases, the pattern thinning progresses at the same time, and accordingly, a resist material having higher etching resistance is desired.
[0009]
In recent years, the importance of controlling line edge roughness has been pointed out in the formation of fine patterns. Particularly in electron beam exposure, the size of line edge roughness when a pattern having a line width of 100 nm or less is formed is a problem. In electron beam exposure, a chemically amplified resist is a promising material that can achieve high sensitivity, but has a problem that the line edge roughness is larger than that of a non-chemically amplified resist.
[0010]
The following methods are effective for reducing line edge roughness. That is, in the case of light exposure, the optical contrast of the mask edge is increased. For example, a phase shift mask has a higher optical contrast and a smaller line edge roughness than a normal mask in which a chromium light-shielding area is arranged on a quartz substrate. Modified illumination has higher optical contrast and smaller line edge roughness than normal illumination. In electron beam exposure, the higher the acceleration voltage, the smaller the line edge roughness. Further, the thicker the line dimension, the higher the optical contrast and the smaller the line edge roughness, and the larger the pattern pitch, the higher the optical contrast and the smaller the line edge roughness.
[0011]
In the chemically amplified resist, the low sensitivity resist with a larger amount of quencher added has a smaller roughness, and the longer the acid diffusion distance, the smaller the roughness. The roughness of the pattern side wall due to standing waves in optical lithography is larger as the acid generator that generates a bulky acid having a higher molecular weight is added, and the pattern side wall is smoothed by the acid generator that generates an acid having a lower molecular weight. However, increasing the acid diffusion distance results in blurred image contrast, and in particular, degrades the resolution of a pattern of 100 nm or less. Therefore, it is desired to develop a base polymer having a small roughness even if the acid diffusion distance is small.
[0012]
Here, the line edge roughness can be reduced by a monodispersed polymer having a reduced molecular weight distribution of the base polymer, particularly a monodispersed polymer having a reduced molecular weight. However, if the molecular weight is too small, the glass transition point (Tg) of the polymer is lowered, and the temperature is higher than the temperature of pre-baking for the purpose of evaporating the solvent and post-exposure baking (PEB) for performing the elimination reaction. Tg is lowered, and in particular, when PEB is performed at a temperature higher than Tg, the acid diffusion distance increases and the resolution decreases. For these reasons, when polyhydroxystyrene is used, it is difficult to significantly improve line edge roughness by lowering the molecular weight. Therefore, there is a demand for a polymer having a small decrease in Tg even when the molecular weight is reduced.
[0013]
[Patent Document 1]
JP-B-2-27660
[Patent Document 2]
JP 63-27829 A
[Patent Document 3]
JP 62-115440 A
[Patent Document 4]
JP-A-3-223858
[Patent Document 5]
JP-A-4-21258
[Patent Document 6]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-1000048
[Patent Document 7]
JP-A-3-275149
[Patent Document 8]
JP-A-6-289608
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
Under such background, the present invention has higher sensitivity and higher resolution than conventional positive resist materials, exposure margin, process adaptability, good pattern shape after exposure, especially line edge roughness. It is an object of the present invention to provide a positive resist material, particularly a chemically amplified positive resist material, which has a small thickness and exhibits excellent etching resistance.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to the present invention,,Repeating unit represented by the following general formula (1)Consist only ofA polymer compound having a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000 is provided.
[Chemical Formula 3]
[0016]
The present invention also provides a polymer compound having at least a repeating unit represented by the following general formula (2) and having a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000. 2).
[Formula 4]
[0017]
A positive resist material comprising such a polymer compound having a repeating unit represented by the above general formula (1) and / or (2) and having a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000 as a base resin (Claim 3) has a high dissolution contrast of the resist film before and after exposure, high sensitivity and high resolution, exposure margin, excellent process adaptability, and good pattern shape after exposure, In addition to exhibiting excellent etching resistance, the line edge roughness is particularly small. Therefore, since it has these excellent characteristics, it is extremely practical and is very effective as a resist material for VLSI.
[0018]
The positive resist material of the present invention is preferably a chemically amplified positive resist material further containing an organic solvent and an acid generator.
In this way, by using the polymer compound as a base resin and further blending an organic solvent and an acid generator, the dissolution rate of the polymer compound in the developer is accelerated by an acid catalyst reaction in the exposed portion. It can be a positive resist material with extremely high sensitivity, and is extremely useful as a positive resist material with high sensitivity and low line edge roughness required in recent years.
[0019]
In this case, the positive resist material of the present invention may further contain a dissolution inhibitor (claim 5).
Thus, by adding a dissolution inhibitor to the positive resist material, the difference in dissolution rate between the exposed area and the unexposed area can be further increased, and the resolution can be further improved.
[0020]
In the present invention, a basic compound and / or a surfactant may be further added as an additive (Claim 6).
Thus, by adding a basic compound, for example, the acid diffusion rate in the resist film can be suppressed and the resolution can be further improved, and by adding a surfactant, the coatability of the resist material can be improved. It can be further improved or controlled.
[0021]
In the present invention, a compound having a group represented by ≡C—COOH in the molecule can be further blended as an additive.
By adding such a compound, PED (Post Exposure Delay) stability is improved, and line edge roughness can be further improved.
[0022]
Such a positive resist material of the present invention includes at least a step of applying the resist material on the substrate, a step of exposing to high energy rays after the heat treatment, and a step of developing using a developer. Thus, it can be used as a method for forming a pattern on a semiconductor substrate, a mask substrate, or the like.
Needless to say, development may be performed after the post-exposure heat treatment, and various other processes such as an etching process, a resist removal process, and a cleaning process may be performed.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.
The inventors of the present invention have made extensive studies in order to obtain a positive resist material having high sensitivity and high resolution, exposure margin, etc., which have been recently required, particularly low line edge roughness, and excellent etching resistance. As a result, it has been found that it is extremely effective to use a hydroxyindene homopolymer in which a hydrogen atom of a hydroxy group is substituted with an acid labile group as a base resin of a positive resist material, particularly a chemically amplified positive resist material. The present invention has been completed.
[0024]
That is, the present inventors studied to achieve high Tg as well as improved etching resistance and lower molecular weight of the polymer.
Usually, it is known that the Tg of the cycloolefin polymer is higher than the Tg of the olefin polymer. For example, compared with polymethyl methacrylate, norbornene / maleic anhydride copolymer has a Tg higher than 100 ° C. The cycloolefin polymer has a high Tg because it is rigid with no free rotation of the main chain.
And polyhydroxyindene made of polyhydroxystyrene with cycloolefin structure is expected to be able to reduce line edge roughness without increasing acid diffusion during PEB even if Tg is high and molecular weight is low. The
Furthermore, polyhydroxyindene has a higher etching resistance because the main chain has a ring structure than polyhydroxystyrene.
[0025]
Based on the above, the inventors have conceived that a hydroxyindene homopolymer in which a hydrogen atom of a hydroxy group is substituted with an acid labile group is used as a base resin of a positive resist material, particularly a chemically amplified positive resist material. did.
[0026]
That is, the polymer compound according to the present invention has at least a repeating unit represented by the following general formula (1) or (2) and has a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000. It is.
[0027]
[Chemical formula 5]
[0028]
[Chemical 6]
[0029]
Using such a high molecular compound as a base resin, an organic solvent, an acid generator, a dissolution inhibitor, a basic compound, a surfactant and the like are appropriately combined according to the purpose to form a positive resist material. The resist film has high dissolution contrast and resolution, has a sufficient exposure margin, has excellent process adaptability, has a good pattern shape after exposure, and exhibits excellent etching resistance, and in particular, line edge roughness. Therefore, the practicality is high and the resist material for VLSI can be very effective. In particular, when a chemically amplified positive resist material containing an acid generator and utilizing an acid catalytic reaction is used, it can be made more sensitive and have excellent properties and is extremely useful. .
[0030]
Here, the repeating unit a represented by the general formulas (1) and (2) is obtained by polymerizing a substituted hydroxyindene derivative, and the hydroxyindene derivative can be specifically exemplified by the following general formula (3). it can.
[Chemical 7]
Where R5Is R1Even if it is the same acid labile group as described above, it may be a hydrogen atom, and the hydrogen atom of the hydroxy group after polymerization may be substituted with an acid labile group. R5Is an acetyl group or a pivaloyl group, and after polymerization, it is hydrolyzed with alkaline water to form a hydroxy group, and then the hydrogen atom of the hydroxy group may be substituted with an acid labile group.
[0032]
Hydroxyindenes are listed below. From the right, there are 4-hydroxyindene, 5-hydroxyindene, 6-hydroxyindene and 7-hydroxyindene. Among these, 4-hydroxyindene is close to a double bond where a hydroxy group is polymerized, and in the case of radical polymerization, it has a drawback that it is difficult to sterically polymerize. Is preferred.
[0033]
[Chemical 8]
A method for synthesizing hydroxyindene is shown below.
The case starting from 5-hydroxy-1-indanone is shown. As shown in the following formula, first, the hydroxy group of 5-hydroxy-1-indanone is converted to pivaloyl, reduced by platinum or palladium catalyst, KHSO.46-Hydroxyindene can be obtained by dehydrating olefin production by NaOMe methanolysis.
[Chemical 9]
In order to obtain 5-hydroxyindene, 4-hydroxy-1-indanone is used as a raw material, and in order to obtain 7-hydroxyindene, 6-hydroxy-1-indanone is used as a raw material.
[0036]
Here, the acid labile group in the polymer compound of the present invention is the R of the repeating unit a in the general formula (1) or (2).1It is. The acid labile group is variously selected and may be the same or non-identical, and the hydrogen atom of the phenol hydroxyl group is particularly represented by the following formula (AL10) or (AL11) or the following formula (AL12). Examples thereof include a structure substituted with a tertiary alkyl group having 4 to 40 carbon atoms, a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms, an oxoalkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and the like.
[0037]
[Chemical Formula 10]
In the formulas (AL10) and (AL11), R6 and R9 are linear, branched, and cyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, and may contain heteroatoms such as oxygen, sulfur, nitrogen, and fluorine.
R7 and R8 are a hydrogen atom, a linear, branched, or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may contain heteroatoms such as oxygen, sulfur, nitrogen, fluorine, and d is an integer of 0 to 10 It is. R7 and R8, R7 and R9, and R8 and R9 may be bonded to form a ring.
[0039]
Specific examples of the compound represented by the formula (AL10) include a tert-butoxycarbonyl group, a tert-butoxycarbonylmethyl group, a tert-amyloxycarbonyl group, a tert-amyloxycarbonylmethyl group, and a 1-ethoxyethoxycarbonylmethyl group. , 2-tetrahydropyranyloxycarbonylmethyl group, 2-tetrahydrofuranyloxycarbonylmethyl group and the like, and substituents represented by the following general formulas (AL10) -1 to (AL10) -9.
[0040]
Embedded image
In formulas (AL10) -1 to (AL10) -9, R14 is the same or non-identical linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, aryl group having 6 to 20 carbon atoms, An aralkyl group is shown. R15 does not exist or represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R16 represents an aryl group or aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms.
[0042]
Examples of the acetal compound represented by the formula (AL11) are the following (AL11) -1 to (AL11) -30.
Embedded image
In addition, the base resin may be intermolecularly or intramolecularly crosslinked by an acid labile group represented by the following general formula (AL-11a) or (AL-11b).
Embedded image
In the above formula, R33, R34Represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. R33And R34May combine to form a ring, and in the case of forming a ring, R33, R34Represents a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms. R35Is a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, e and f are 0 or 1 to 10, preferably 0 or an integer of 1 to 5, and g is an integer of 1 to 7. A represents a (g + 1) -valent C 1-50 aliphatic or alicyclic saturated hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group or heterocyclic group, and these groups are heteroatoms such as O, S, N, etc. Or a part of hydrogen atoms bonded to the carbon atom may be substituted with a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonyl group or a fluorine atom. B represents —CO—O—, —NHCO—O— or —NHCONH—.
[0045]
In this case, preferably, A is a divalent to tetravalent C1-20 linear, branched or cyclic alkylene group, an alkyltriyl group, an alkyltetrayl group, or an arylene group having 6 to 30 carbon atoms. These groups may have intervening heteroatoms such as O, S and N, and a part of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms are substituted by a hydroxyl group, a carboxyl group, an acyl group or a halogen atom. It may be. G is preferably an integer of 1 to 3.
[0046]
Specific examples of the cross-linked acetal group represented by the general formulas (AL-11a) and (AL-11b) include those represented by the following formulas (AL-11) -31 to (AL-11) -38.
Embedded image
Next, examples of the tertiary alkyl group represented by the formula (AL12) include a tert-butyl group, a triethylcarbyl group, a 1-ethylnorbornyl group, a 1-methylcyclohexyl group, a 1-ethylcyclopentyl group, 2- ( Examples thereof include 2-methyl) adamantyl group, 2- (2-ethyl) adamantyl group, tert-amyl group, and the following general formulas (AL12) -1 to (AL12) -18.
[0048]
Embedded image
In the formula, R10 represents the same or non-identical linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and aralkyl group. R11 and R13 are not present or represent a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. R12 represents an aryl group or aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms.
[0050]
Furthermore, as shown in the following formulas (AL12) -19 and (AL12) -20, the polymer molecule may be crosslinked within or between the molecules, including a divalent or higher valent alkylene group and an arylene group R17. . In the formula (AL12) -19, R10 is the same as described above, and R17 represents a linear, branched, or cyclic alkylene group or arylene group having 1 to 20 carbon atoms, and is a heteroatom such as an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom. May be included. h is an integer of 1 to 3.
[0051]
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Furthermore, R10, R11, R12, and R13 may have heteroatoms such as oxygen, nitrogen, and sulfur, and can be specifically shown by the following (AL13) -1 to (AL13) -7.
[0053]
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Examples of the trialkylsilyl group whose acid labile group of the polymer compound of the present invention has 1 to 6 carbon atoms include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, dimethyl-tert-butylsilyl group and the like.
[0055]
Next, in the general formula (1), a and b are positive numbers, 0.1 ≦ a ≦ 0.9, 0.1 ≦ b ≦ 0.9, 0 <a + b ≦ 1, preferably 0. The ranges are 2 ≦ a ≦ 0.7, 0.3 ≦ b ≦ 0.8, and 0.5 ≦ a + b ≦ 1. In the general formula (2), a, b and c are positive numbers, 0.1 ≦ a ≦ 0.9, 0.1 ≦ b ≦ 0.9, 0 <c ≦ 0.5, 0 <a + b + c. The range is ≦ 1. That is, the polymer compound of the present invention may be further copolymerized with another composition. And by having the repeating unit a, b, or c in the above range, the effect of improving the line edge roughness is exhibited.
[0056]
The polymer compound of the present invention must have a weight average molecular weight (measurement method is as described later) of 1,000 to 500,000, preferably 1,500 to 30,000. If the weight average molecular weight is too small, the resist material is inferior in heat resistance. If the weight average molecular weight is too large, the alkali solubility is lowered, and a trailing phenomenon is likely to occur after pattern formation.
[0057]
Furthermore, in the polymer compound of the present invention, when the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymer of the general formula (1) or (2) is wide, a low molecular weight or high molecular weight polymer exists, After the exposure, foreign matters are seen on the pattern or the shape of the pattern is deteriorated. Therefore, since the influence of such molecular weight and molecular weight distribution tends to increase as the pattern rule becomes finer, in order to obtain a resist material suitably used for fine pattern dimensions, the multi-component copolymer to be used is obtained. The molecular weight distribution is preferably from 1.0 to 2.0, particularly preferably from 1.0 to 1.5 and narrow dispersion.
[0058]
It is also possible to blend two or more polymers having different composition ratios, molecular weight distributions, and molecular weights. The present invention is characterized by using at least a hydroxyindene substituted with an acid labile group represented by the general formula (1) or (2), in order to improve adhesion, dry etching resistance and transparency. It is possible to add other ingredients.
[0059]
Additional components include, for example, (meth) acrylic derivatives, styrene derivatives, hydroxystyrene derivatives, benzofurans, indoles, benzothiophenes, methyleneindanes, norbornene derivatives, acenaphthene derivatives, vinylnaphthalene derivatives, vinylanthracene derivatives, vinyl acetate, (meth) Examples include acrylonitrile, vinyl pyrrolidone, dihydropyran, vinyl ether derivatives, norbornene, norbornadiene, methylene norbornene, propylene, and isopropylene.
[0060]
As a polymerization method of the indene homopolymer, a method by cationic polymerization is common.
Examples of the cationic polymerization initiator include sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hypochlorous acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, camphorsulfonic acid, tosylic acid and the like, BF3AlCl3TiCl4, SnCl4In addition to Friedel Crafts catalysts such as I2, (C6H5)3A substance that easily generates a cation such as CCl is used.
[0061]
In order to synthesize these polymer compounds, one method is to obtain a polymer compound by subjecting hydroxyindene substituted with an acid labile group and hydroxyindene to an organic solvent and adding a cationic polymerization initiator to heat polymerization. it can. Examples of the organic solvent used at the time of polymerization include toluene, benzene, tetrahydrofuran, diethyl ether, dioxane and the like. The polymerization is preferably carried out by heating from 50 ° C to 80 ° C. The reaction time is 2 to 100 hours, preferably 5 to 20 hours. As the acid labile group, the one introduced into the monomer may be used as it is, but the acid labile group may be eliminated depending on the acidity of the cationic polymerization catalyst. There is also a method in which a hydroxyindene homopolymer is obtained by post-alkali hydrolysis, and then the hydrogen atom of the hydroxy group is replaced with an acid labile group.
[0062]
Ammonia water, triethylamine, etc. can be used as the base during the alkali hydrolysis. The reaction temperature is −20 to 100 ° C., preferably 0 to 60 ° C., and the reaction time is 0.2 to 100 hours, preferably 0.5 to 20 hours.
[0063]
As a method for introducing an acid labile group into a hydroxyl group, for example, a phenolic hydroxyl group of a polymer compound is reacted with an alkenyl ether compound under an acid catalyst.
At this time, the reaction solvent is preferably an aprotic polar solvent such as dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran or ethyl acetate, and may be used alone or in combination. As the acid of the catalyst, hydrochloric acid, sulfuric acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid pyridinium salt and the like are preferable, and the amount used thereof is the phenolic hydroxyl group of the polymer compound to be reacted. It is preferable that a hydrogen atom is 0.1-10 mol% with respect to 1 mol of the whole hydroxyl group. The reaction temperature is −20 to 100 ° C., preferably 0 to 60 ° C., and the reaction time is 0.2 to 100 hours, preferably 0.5 to 20 hours.
[0064]
It is also possible to obtain a polymer compound in which a phenolic hydroxyl group is partially protected with an alkoxyalkyl group by reacting with a polymer compound in the presence of a base using a halogenated alkyl ether compound.
At this time, the reaction solvent is preferably an aprotic polar solvent such as acetonitrile, acetone, dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, or dimethylsulfoxide, and may be used alone or in combination. As the base, triethylamine, pyridine, diisopropylamine, potassium carbonate and the like are preferable, and the amount used is 10 mol% or more of the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the polymer compound to be reacted with respect to 1 mol of the total hydroxyl group. Is preferred. The reaction temperature is −50 to 100 ° C., preferably 0 to 60 ° C., and the reaction time is 0.5 to 100 hours, preferably 1 to 20 hours.
[0065]
The introduction of the acid labile group of the above-mentioned formula AL-10 can be carried out by reacting a dialkyl dicarbonate compound or alkoxycarbonylalkyl halide with a polymer compound in a solvent in the presence of a base.
The reaction solvent is preferably an aprotic polar solvent such as acetonitrile, acetone, dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, or dimethyl sulfoxide, and may be used alone or in admixture of two or more.
As the base, triethylamine, pyridine, imidazole, diisopropylamine, potassium carbonate and the like are preferable, and the amount used is 10 mol% or more of the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group of the original polymer compound with respect to 1 mol of the total hydroxyl group. Preferably there is.
The reaction temperature is 0 to 100 ° C, preferably 0 to 60 ° C. The reaction time is 0.2 to 100 hours, preferably 1 to 10 hours.
[0066]
Examples of the dialkyl dicarbonate compound include di-tert-butyl dicarbonate and di-tert-amyl dicarbonate. Examples of the alkoxycarbonylalkyl halide include tert-butoxycarbonylmethyl chloride, tert-amyloxycarbonylmethyl chloride, and tert-butoxy. Examples thereof include carbonylmethyl bromide and tert-butoxycarbonylethyl chloride.
However, it is not limited to these synthesis methods.
[0067]
The positive resist material of the present invention includes an organic solvent, a compound that generates an acid in response to high energy rays (acid generator), a dissolution inhibitor, a basic compound, a surfactant, and other components as necessary. Can be contained.
[0068]
The organic solvent used in the positive resist material of the present invention, particularly the chemically amplified positive resist material, may be any organic solvent that can dissolve the base resin, acid generator, other additives, and the like. Examples of such organic solvents include ketones such as cyclohexanone and methyl-2-n-amyl ketone, 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy- Alcohols such as 2-propanol, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and other ethers, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl Ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxy Ethyl propionate, acetate tert- butyl, tert- butyl propionate, and propylene glycol monobutyl tert- butyl ether acetate, although lactones such as γ- butyl lactone, not being limited thereto.
[0069]
These organic solvents can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. In the present invention, among these organic solvents, diethylene glycol dimethyl ether, 1-ethoxy-2-propanol, propylene glycol monomethyl ether acetate, and mixed solvents thereof, which have the highest solubility of the acid generator in the resist component, are preferably used. .
The amount of the organic solvent used is preferably 200 to 1,000 parts, particularly 400 to 800 parts, based on 100 parts of the base resin.
[0070]
As an acid generator blended in the positive resist material of the present invention,
i) Onium salt of the following general formula (P1a-1), (P1a-2) or (P1b),
ii) a diazomethane derivative represented by the following general formula (P2):
iii) a glyoxime derivative of the following general formula (P3):
iv) a bissulfone derivative of the following general formula (P4),
v) a sulfonic acid ester of an N-hydroxyimide compound of the following general formula (P5),
vi) β-ketosulfonic acid derivatives,
vii) disulfone derivatives,
viii) nitrobenzyl sulfonate derivatives,
ix) Sulfonate derivatives
Etc.
[0071]
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[0072]
R above101a, R101b, R101cMay be the same as or different from each other. Specifically, as an alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group Hexyl group, heptyl group, octyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclopropylmethyl group, 4-methylcyclohexyl group, cyclohexylmethyl group, norbornyl group, adamantyl group and the like. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, and a cyclohexenyl group. Examples of the oxoalkyl group include 2-oxocyclopentyl group, 2-oxocyclohexyl group, and the like. 2-oxopropyl group, 2-cyclopentyl-2-oxoethyl group, 2-cyclohexyl-2-oxoethyl group, 2- (4 -Methylcyclohexyl) -2-oxoethyl group and the like can be mentioned. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a p-methoxyphenyl group, an m-methoxyphenyl group, an o-methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, and an m-tert-butoxyphenyl group. Alkylphenyl groups such as alkoxyphenyl groups, 2-methylphenyl groups, 3-methylphenyl groups, 4-methylphenyl groups, ethylphenyl groups, 4-tert-butylphenyl groups, 4-butylphenyl groups, dimethylphenyl groups, etc. Alkyl naphthyl groups such as methyl naphthyl group and ethyl naphthyl group, alkoxy naphthyl groups such as methoxy naphthyl group and ethoxy naphthyl group, dialkyl naphthyl groups such as dimethyl naphthyl group and diethyl naphthyl group, dimethoxy naphthyl group and diethoxy naphthyl group Dialkoxynaphthyl group And the like. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenylethyl group, and a phenethyl group. As the aryloxoalkyl group, 2-aryl-2-oxoethyl group such as 2-phenyl-2-oxoethyl group, 2- (1-naphthyl) -2-oxoethyl group, 2- (2-naphthyl) -2-oxoethyl group and the like Groups and the like. K-Examples of non-nucleophilic counter ions include halide ions such as chloride ions and bromide ions, triflate, fluoroalkyl sulfonates such as 1,1,1-trifluoroethane sulfonate, and nonafluorobutane sulfonate, tosylate, benzene sulfonate, Examples thereof include aryl sulfonates such as 4-fluorobenzene sulfonate and 1,2,3,4,5-pentafluorobenzene sulfonate, and alkyl sulfonates such as mesylate and butane sulfonate.
[0073]
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[0074]
R above102a, R102bSpecifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group , Cyclopropylmethyl group, 4-methylcyclohexyl group, cyclohexylmethyl group and the like. R103As methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, pentylene group, hexylene group, heptylene group, octylene group, nonylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,2-cyclohexylene group, 1,3-cyclopentylene group, 1,4-cyclooctylene group, 1,4-cyclohexanedimethylene group and the like can be mentioned. R104a, R104bExamples thereof include 2-oxopropyl group, 2-oxocyclopentyl group, 2-oxocyclohexyl group, 2-oxocycloheptyl group and the like. K-May be the same as those described in formulas (P1a-1) and (P1a-2).
[0075]
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[0076]
R105, R106As the alkyl group, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, amyl group, cyclopentyl group Cyclohexyl group, cycloheptyl group, norbornyl group, adamantyl group and the like. Examples of the halogenated alkyl group include a trifluoromethyl group, a 1,1,1-trifluoroethyl group, a 1,1,1-trichloroethyl group, a nonafluorobutyl group, and the like. As the aryl group, an alkoxyphenyl group such as a phenyl group, a p-methoxyphenyl group, an m-methoxyphenyl group, an o-methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, or an m-tert-butoxyphenyl group. And alkylphenyl groups such as 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, ethylphenyl group, 4-tert-butylphenyl group, 4-butylphenyl group, and dimethylphenyl group. Examples of the halogenated aryl group include a fluorophenyl group, a chlorophenyl group, and 1,2,3,4,5-pentafluorophenyl group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group.
[0077]
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[0078]
R107, R108, R109As the alkyl group, halogenated alkyl group, aryl group, halogenated aryl group and aralkyl group,105, R106And the same groups as described above. R108, R109Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a hexylene group.
[0079]
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[0080]
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[0081]
Where R110As the arylene group, 1,2-phenylene group, 1,8-naphthylene group, etc., and as the alkylene group, methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, phenylethylene group, norbornane-2,3- Examples of the alkenylene group such as a diyl group include a 1,2-vinylene group, a 1-phenyl-1,2-vinylene group, and a 5-norbornene-2,3-diyl group. R111As the alkyl group, R101a~ R101cAs the alkenyl group, vinyl group, 1-propenyl group, allyl group, 1-butenyl group, 3-butenyl group, isoprenyl group, 1-pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group, A dimethylallyl group, a 1-hexenyl group, a 3-hexenyl group, a 5-hexenyl group, a 1-heptenyl group, a 3-heptenyl group, a 6-heptenyl group, a 7-octenyl group, and the like, as an alkoxyalkyl group, a methoxymethyl group , Ethoxymethyl group, propoxymethyl group, butoxymethyl group, pentyloxymethyl group, hexyloxymethyl group, heptyloxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, propoxyethyl group, butoxyethyl group, pentyloxyethyl group, Hexyloxyethyl group, methoxypropyl group, ethoxypropyl group, propoxyp Propyl group, butoxy propyl group, methoxybutyl group, ethoxybutyl group, propoxybutyl group, a methoxy pentyl group, an ethoxy pentyl group, a methoxy hexyl group, a methoxy heptyl group.
In addition, examples of the optionally substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group. As the alkoxy group of ˜4, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a tert-butoxy group and the like are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group, and a nitro group. As the phenyl group which may be substituted with an acetyl group, a phenyl group, a tolyl group, a p-tert-butoxyphenyl group, a p-acetylphenyl group, a p-nitrophenyl group, etc. are heterocycles having 3 to 5 carbon atoms. Examples of the aromatic group include a pyridyl group and a furyl group.
[0082]
Specific examples of the acid generator include onium salts such as diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonate (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, diphenyliodonium p-toluenesulfonate, and p-toluenesulfone. Acid (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate , Tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, nona Triphenylsulfonium fluorobutanesulfonate, triphenylsulfonium butanesulfonate, trimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trimethylsulfonium p-toluenesulfonate, cyclohexylmethyl trifluoromethanesulfonate (2-oxocyclohexyl) sulfonium, cyclohexyl p-toluenesulfonate Methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium, dimethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, -Toluenesulfonic acid dimethylphenylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid dicyclohexylphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid dicyclohexylphenylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid trinaphthylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid (2-norbornyl) methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium And onium salts such as ethylenebis [methyl (2-oxocyclopentyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate] and 1,2′-naphthylcarbonylmethyltetrahydrothiophenium triflate.
[0083]
Diazomethane derivatives include bis (benzenesulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (xylenesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclopentylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) diazomethane Bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-amylsulfonyl) diazomethane Bis (isoamylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-amylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-amylsulfur) Nyl) diazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl-1- (tert-butylsulfonyl) diazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl-1- (tert-amylsulfonyl) diazomethane, 1-tert-amylsulfonyl-1- (tert-butylsulfonyl) diazomethane And the like.
[0084]
Examples of glyoxime derivatives include bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl)- α-dicyclohexylglyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -2,3-pentanedione glyoxime, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -2-methyl-3,4-pentanedione glyoxime, Bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-dicyclohexylglyoxime Bis-O- (n-butanesulfonyl) -2,3-pentanedione glyoxime, bis-O- ( -Butanesulfonyl) -2-methyl-3,4-pentanedione glyoxime, bis-O- (methanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (trifluoromethanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis -O- (1,1,1-trifluoroethanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (tert-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (perfluorooctanesulfonyl)- α-dimethylglyoxime, bis-O- (cyclohexanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (benzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (p-fluorobenzenesulfonyl) -α- Dimethylglyoxime, bis-O- (p-tert-butylbenzenesulfonyl) α- dimethylglyoxime, bis -O- (xylene sulfonyl)-.alpha.-dimethylglyoxime, and bis -O- (camphorsulfonyl)-.alpha.-glyoxime derivatives such as dimethylglyoxime.
[0085]
Examples of bissulfone derivatives include bisnaphthylsulfonylmethane, bistrifluoromethylsulfonylmethane, bismethylsulfonylmethane, bisethylsulfonylmethane, bispropylsulfonylmethane, bisisopropylsulfonylmethane, bis-p-toluenesulfonylmethane, and bisbenzenesulfonylmethane. Bissulfone derivatives can be mentioned.
[0086]
Examples of β-ketosulfone derivatives include β-ketosulfone derivatives such as 2-cyclohexylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane and 2-isopropylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane.
Examples of the disulfone derivative include disulfone derivatives such as diphenyl disulfone derivatives and dicyclohexyl disulfone derivatives.
[0087]
Examples of the nitrobenzyl sulfonate derivative include nitrobenzyl sulfonate derivatives such as 2,6-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate and 2,4-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate.
[0088]
Examples of sulfonic acid ester derivatives include 1,2,3-tris (methanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (trifluoromethanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (p-toluenesulfonyloxy). Mention may be made of sulfonic acid ester derivatives such as benzene.
Further, N-hydroxysuccinimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide ethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-propanesulfonic acid Ester, N-hydroxysuccinimide 1-pentanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-octanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide p-methoxybenzenesulfonic acid ester, N-hydroxy Succinimide 2-chloroethane sulfonate, N-hydroxysuccinimide benzene sulfonate N-hydroxysuccinimide-2,4,6-trimethylbenzenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-naphthalenesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-naphthalenesulfonic acid ester, N-hydroxy-2-phenylsuccinimide methanesulfonic acid Ester, N-hydroxymaleimide methanesulfonate, N-hydroxymaleimide ethanesulfonate, N-hydroxy-2-phenylmaleimide methanesulfonate, N-hydroxyglutarimide methanesulfonate, N-hydroxyglutarimide benzenesulfone Acid ester, N-hydroxyphthalimidomethanesulfonic acid ester, N-hydroxyphthalimidobenzenesulfonic acid ester, N-hydroxyl Phthalimide trifluoromethanesulfonate, N-hydroxyphthalimide p-toluenesulfonate, N-hydroxynaphthalimide methanesulfonate, N-hydroxynaphthalimidebenzenesulfonate, N-hydroxy-5-norbornene-2,3- Dicarboximide methanesulfonate, N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide trifluoromethanesulfonate, N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide p-toluenesulfonate Examples thereof include sulfonic acid ester derivatives of N-hydroxyimide compounds.
[0089]
In particular, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonate (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, p -Toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, trifluoromethanesulfonic acid trinaphthylsulfonium, trifluoromethanesulfonic acid cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) ) Sulfonium, (2-norbornyl) methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonyl trifluoromethanesulfonate , 1,2'-naphthyl carbonyl methyl tetrahydrothiophenium triflate onium salts such as,
Bis (benzenesulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (n-butylsulfonyl) diazomethane, bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis ( diazomethane derivatives such as n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane,
Glyoxime derivatives such as bis-O- (p-toluenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime,
Bissulfone derivatives such as bisnaphthylsulfonylmethane,
N-hydroxysuccinimide methanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 2-propanesulfonic acid ester, N-hydroxysuccinimide 1-pentanesulfonic acid A sulfonic acid ester derivative of an N-hydroxyimide compound such as an ester, N-hydroxysuccinimide p-toluenesulfonic acid ester, N-hydroxynaphthalimide methanesulfonic acid ester, or N-hydroxynaphthalimide benzenesulfonic acid ester is preferably used.
[0090]
In addition, the said acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Since onium salts are excellent in rectangularity improving effect and diazomethane derivatives and glyoxime derivatives are excellent in standing wave reducing effect, it is possible to finely adjust the profile by combining both.
The addition amount of the acid generator is preferably 0.1 to 50 parts, more preferably 0.5 to 40 parts with respect to 100 parts (parts by weight, the same applies hereinafter) of the base resin. If the amount is less than 0.1 part, the amount of acid generated during exposure is small, and the sensitivity and resolution may be poor.
[0091]
Next, as a dissolution inhibitor (dissolution control agent) blended in the positive resist material of the present invention, particularly a chemically amplified positive resist material, the average molecular weight is 100 to 1,000, preferably 150 to 800, And the compound which substituted the hydrogen atom of this phenolic hydroxyl group of the compound which has two or more phenolic hydroxyl groups in a molecule | numerator by the acid labile group as a whole in the ratio of 0-100 mol% on the whole, or the compound which has a carboxy group in a molecule | numerator A compound in which the hydrogen atoms of the carboxy group are substituted with an acid labile group as a whole in an average ratio of 50 to 100 mol% is preferable.
[0092]
The substitution rate of the hydrogen atom of the phenolic hydroxyl group by an acid labile group is on average 0 mol% or more, preferably 30 mol% or more of the entire phenolic hydroxyl group, and the upper limit is 100 mol%, more preferably 80 mol. %. The substitution rate of the hydrogen atom of the carboxy group with an acid labile group is 50 mol% or more, preferably 70 mol% or more of the entire carboxy group on average, and the upper limit is 100 mol%.
In this case, as the compound having two or more phenolic hydroxyl groups or the compound having a carboxy group, those represented by the following formulas (D1) to (D14) are preferable.
[0093]
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However, in the above formula, R201, R202Each represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms. R203Is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or-(R207)hCOOH is shown. R204Is-(CH2)i-(I = 2 to 10), an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom. R205Represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom. R206Represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group, or a phenyl group or naphthyl group each substituted with a hydroxyl group. R207Represents a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. R208Represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. j is an integer of 0-5. u and h are 0 or 1. s, t, s ′, t ′, s ″, t ″ satisfy s + t = 8, s ′ + t ′ = 5, s ″ + t ″ = 4, respectively, and at least 1 in each phenyl skeleton The number has two hydroxyl groups. α is a number that makes the molecular weight of the compounds of formulas (D8) and (D9) 100 to 1,000.
[0095]
The weight average molecular weight of the above compound is 100 to 1,000, preferably 150 to 800. The blending amount of the dissolution inhibitor is 0 to 50 parts by weight, preferably 5 to 50 parts by weight, more preferably 10 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base resin. Can be used. If the blending amount is small, the resolution may not be improved. If the blending amount is too large, the pattern film is reduced and the resolution tends to decrease.
[0096]
Furthermore, a basic compound can be blended with the positive resist material of the present invention, particularly with the chemically amplified positive resist material.
As the basic compound, a compound capable of suppressing the diffusion rate when the acid generated from the acid generator diffuses into the resist film is suitable. By adding a basic compound, the acid diffusion rate in the resist film is suppressed and resolution is improved, sensitivity change after exposure is suppressed, and substrate and environment dependency is reduced, and exposure margin and pattern profile are reduced. Etc. can be improved.
[0097]
Examples of such basic compounds include primary, secondary, and tertiary aliphatic amines, hybrid amines, aromatic amines, heterocyclic amines, nitrogen-containing compounds having a carboxy group, and sulfonyl groups. A nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyl group, a nitrogen-containing compound having a hydroxyphenyl group, an alcoholic nitrogen-containing compound, an amide derivative, an imide derivative, and the like.
[0098]
Specifically, primary aliphatic amines include ammonia, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, pentylamine, tert- Amylamine, cyclopentylamine, hexylamine, cyclohexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dodecylamine, cetylamine, methylenediamine, ethylenediamine, tetraethylenepentamine, etc. are exemplified as secondary aliphatic amines. Dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, diisopropylamine, di-n-butylamine, diisobutylamine, di-sec-butylamine, dipentylamine, disi Lopentylamine, dihexylamine, dicyclohexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, didodecylamine, dicetylamine, N, N-dimethylmethylenediamine, N, N-dimethylethylenediamine, N, N-dimethyltetraethylenepenta Examples of tertiary aliphatic amines include trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, triisobutylamine, tri-sec-butylamine, and tripentylamine. , Tricyclopentylamine, trihexylamine, tricyclohexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, tridodecylamine, Examples include cetylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylmethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethyltetraethylenepentamine and the like. Is done.
[0099]
Examples of hybrid amines include dimethylethylamine, methylethylpropylamine, benzylamine, phenethylamine, and benzyldimethylamine.
[0100]
Specific examples of aromatic amines and heterocyclic amines include aniline derivatives (eg, aniline, N-methylaniline, N-ethylaniline, N-propylaniline, N, N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3- Methylaniline, 4-methylaniline, ethylaniline, propylaniline, trimethylaniline, 2-nitroaniline, 3-nitroaniline, 4-nitroaniline, 2,4-dinitroaniline, 2,6-dinitroaniline, 3,5- Dinitroaniline, N, N-dimethyltoluidine, etc.), diphenyl (p-tolyl) amine, methyldiphenylamine, triphenylamine, phenylenediamine, naphthylamine, diaminonaphthalene, pyrrole derivatives (eg pyrrole, 2H-pyrrole, 1-methylpyrrole, 2,4-dim Lupyrrole, 2,5-dimethylpyrrole, N-methylpyrrole, etc.), oxazole derivatives (eg oxazole, isoxazole etc.), thiazole derivatives (eg thiazole, isothiazole etc.), imidazole derivatives (eg imidazole, 4-methylimidazole, 4 -Methyl-2-phenylimidazole, etc.), pyrazole derivatives, furazane derivatives, pyrroline derivatives (eg pyrroline, 2-methyl-1-pyrroline etc.), pyrrolidine derivatives (eg pyrrolidine, N-methylpyrrolidine, pyrrolidinone, N-methylpyrrolidone etc.) ), Imidazoline derivatives, imidazolidine derivatives, pyridine derivatives (eg pyridine, methylpyridine, ethylpyridine, propylpyridine, butylpyridine, 4- (1-butylpentyl) pyridine, dimethyl) Lysine, trimethylpyridine, triethylpyridine, phenylpyridine, 3-methyl-2-phenylpyridine, 4-tert-butylpyridine, diphenylpyridine, benzylpyridine, methoxypyridine, butoxypyridine, dimethoxypyridine, 1-methyl-2-pyridone, 4-pyrrolidinopyridine, 1-methyl-4-phenylpyridine, 2- (1-ethylpropyl) pyridine, aminopyridine, dimethylaminopyridine, etc.), pyridazine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolidine derivatives, piperidine Derivatives, piperazine derivatives, morpholine derivatives, indole derivatives, isoindole derivatives, 1H-indazole derivatives, indoline derivatives, quinoline derivatives (eg quinoline, 3-quinoline carbo Nitriles), isoquinoline derivatives, cinnoline derivatives, quinazoline derivatives, quinoxaline derivatives, phthalazine derivatives, purine derivatives, pteridine derivatives, carbazole derivatives, phenanthridine derivatives, acridine derivatives, phenazine derivatives, 1,10-phenanthroline derivatives, adenine derivatives, adenosine Examples include derivatives, guanine derivatives, guanosine derivatives, uracil derivatives, uridine derivatives and the like.
[0101]
Furthermore, examples of the nitrogen-containing compound having a carboxy group include aminobenzoic acid, indolecarboxylic acid, amino acid derivatives (for example, nicotinic acid, alanine, arginine, aspartic acid, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, glycylleucine, leucine, methionine. , Phenylalanine, threonine, lysine, 3-aminopyrazine-2-carboxylic acid, methoxyalanine) and the like, and examples of the nitrogen-containing compound having a sulfonyl group include 3-pyridinesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonate, and the like. Nitrogen-containing compounds having a hydroxyl group, nitrogen-containing compounds having a hydroxyphenyl group, and alcoholic nitrogen-containing compounds include 2-hydroxypyridine, aminocresol, 2,4-quinolinediol, and 3-indolemethanol. Drate, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N, N-diethylethanolamine, triisopropanolamine, 2,2'-iminodiethanol, 2-aminoethanol, 3-amino-1-propanol 4-amino-1-butanol, 4- (2-hydroxyethyl) morpholine, 2- (2-hydroxyethyl) pyridine, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, 1- [2- (2-hydroxyethoxy) Ethyl] piperazine, piperidineethanol, 1- (2-hydroxyethyl) pyrrolidine, 1- (2-hydroxyethyl) -2-pyrrolidinone, 3-piperidino-1,2-propanediol, 3-pyrrolidino-1,2-propane Diol, 8-hydroxyuroli , 3-cuincridinol, 3-tropanol, 1-methyl-2-pyrrolidineethanol, 1-aziridineethanol, N- (2-hydroxyethyl) phthalimide, N- (2-hydroxyethyl) isonicotinamide, etc. Illustrated.
[0102]
Examples of amide derivatives include formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide and the like.
Examples of imide derivatives include phthalimide, succinimide, maleimide and the like.
[0103]
Furthermore, 1 type, or 2 or more types chosen from the basic compound shown by the following general formula (B) -1 can also be added.
N (X)n(Y)3-n (B) -1
In the formula, n = 1, 2, and 3. The side chains X may be the same or different, and can be represented by the following general formulas (X) -1 to (X) -3. The side chain Y represents the same or different hydrogen atom or linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may contain an ether group or a hydroxyl group. Xs may be bonded to form a ring.
[0104]
Embedded image
Where R300, R302, R305Is a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, R301, R304Is a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may contain one or a plurality of hydroxy groups, ether groups, ester groups and lactone rings.
R303Is a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and R306Is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and may contain one or more hydroxy groups, ether groups, ester groups and lactone rings.
[0106]
Specific examples of the compound represented by formula (B) -1 are given below.
Tris (2-methoxymethoxyethyl) amine, tris {2- (2-methoxyethoxy) ethyl} amine, tris {2- (2-methoxyethoxymethoxy) ethyl} amine, tris {2- (1-methoxyethoxy) ethyl } Amine, Tris {2- (1-ethoxyethoxy) ethyl} amine, Tris {2- (1-ethoxypropoxy) ethyl} amine, Tris [2- {2- (2-hydroxyethoxy) ethoxy} ethyl] amine, 4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicyclo [8.8.8] hexacosane, 4,7,13,18-tetraoxa-1,10-diazabicyclo [8.5.5] Eicosane, 1,4,10,13-tetraoxa-7,16-diazabicyclooctadecane, 1-aza-12-crown-4 1-aza-15-crown-5, 1-aza-18-crown-6, tris (2-formyloxyethyl) amine, tris (2-formyloxyethyl) amine, tris (2-acetoxyethyl) amine, Tris (2-propionyloxyethyl) amine, tris (2-butyryloxyethyl) amine, tris (2-isobutyryloxyethyl) amine, tris (2-valeryloxyethyl) amine, tris (2-pivalo) Yloxyethyl) amine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2- (acetoxyacetoxy) ethylamine, tris (2-methoxycarbonyloxyethyl) amine, tris (2-tert-butoxycarbonyloxyethyl) amine, tris [2- (2-Oxopropoxy) ethyl] amine, tris [2- (mes Xycarbonylmethyl) oxyethyl] amine, tris [2- (tert-butoxycarbonylmethyloxy) ethyl] amine, tris [2- (cyclohexyloxycarbonylmethyloxy) ethyl] amine, tris (2-methoxycarbonylethyl) amine, tris (2-ethoxycarbonylethyl) amine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) 2- (methoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2- (methoxycarbonyl) ethylamine, N, N -Bis (2-hydroxyethyl) 2- (ethoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2- (ethoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) 2- (2 -Methoxyethoxycarbonyl) ethyl Amine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2- (2-methoxyethoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) 2- (2-hydroxyethoxycarbonyl) ethylamine, N, N- Bis (2-acetoxyethyl) 2- (2-acetoxyethoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) 2-[(methoxycarbonyl) methoxycarbonyl] ethylamine, N, N-bis (2-acetoxy) Ethyl) 2-[(methoxycarbonyl) methoxycarbonyl] ethylamine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) 2- (2-oxopropoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2- ( 2-oxopropoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2- Droxyethyl) 2- (tetrahydrofurfuryloxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2- (tetrahydrofurfuryloxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) 2-[( 2-oxotetrahydrofuran-3-yl) oxycarbonyl] ethylamine, N, N-bis (2-acetoxyethyl) 2-[(2-oxotetrahydrofuran-3-yl) oxycarbonyl] ethylamine, N, N-bis (2 -Hydroxyethyl) 2- (4-hydroxybutoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-formyloxyethyl) 2- (4-formyloxybutoxycarbonyl) ethylamine, N, N-bis (2-formyloxyethyl) ) 2- (2-Formyloxyethoxy) Rubonyl) ethylamine, N, N-bis (2-methoxyethyl) 2- (methoxycarbonyl) ethylamine, N- (2-hydroxyethyl) bis [2- (methoxycarbonyl) ethyl] amine, N- (2-acetoxyethyl) ) Bis [2- (methoxycarbonyl) ethyl] amine, N- (2-hydroxyethyl) bis [2- (ethoxycarbonyl) ethyl] amine, N- (2-acetoxyethyl) bis [2- (ethoxycarbonyl) ethyl ], N- (3-hydroxy-1-propyl) bis [2- (methoxycarbonyl) ethyl] amine, N- (3-acetoxy-1-propyl) bis [2- (methoxycarbonyl) ethyl] amine, N -(2-methoxyethyl) bis [2- (methoxycarbonyl) ethyl] amine, N-butylbis [2- ( Methoxycarbonyl) ethyl] amine, N-butylbis [2- (2-methoxyethoxycarbonyl) ethyl] amine, N-methylbis (2-acetoxyethyl) amine, N-ethylbis (2-acetoxyethyl) amine, N-methylbis ( 2-pivaloyloxyethyl) amine, N-ethylbis [2- (methoxycarbonyloxy) ethyl] amine, N-ethylbis [2- (tert-butoxycarbonyloxy) ethyl] amine, tris (methoxycarbonylmethyl) amine, Examples include, but are not limited to, tris (ethoxycarbonylmethyl) amine, N-butylbis (methoxycarbonylmethyl) amine, N-hexylbis (methoxycarbonylmethyl) amine, and β- (diethylamino) -δ-valerolactone.
[0107]
Furthermore, 1 type, or 2 or more types of the basic compound which has the cyclic structure shown by the following general formula (B) -2 can also be added.
Embedded image
[0108]
(B) -2 is specifically 1- [2- (methoxymethoxy) ethyl] pyrrolidine, 1- [2- (methoxymethoxy) ethyl] piperidine, 4- [2- (methoxymethoxy) ethyl] morpholine, 1- [2-[(2-methoxyethoxy) methoxy] ethyl] pyrrolidine, 1- [2-[(2-methoxyethoxy) methoxy] ethyl] piperidine, 4- [2-[(2-methoxyethoxy) methoxy] Ethyl] morpholine, 2- (1-pyrrolidinyl) ethyl acetate, 2-piperidinoethyl acetate, 2-morpholinoethyl acetate, 2- (1-pyrrolidinyl) ethyl formate, 2-piperidinoethyl propionate, 2-morpholinoethyl acetoxyacetate, methoxyacetic acid 2- (1-pyrrolidinyl) ethyl, 4- [2- (methoxycarbonyloxy) ethyl] morpholine 1- [2- (t-butoxycarbonyloxy) ethyl] piperidine, 4- [2- (2-methoxyethoxycarbonyloxy) ethyl] morpholine, methyl 3- (1-pyrrolidinyl) propionate, 3-piperidinopropion Acid methyl, methyl 3-morpholinopropionate, methyl 3- (thiomorpholino) propionate, methyl 2-methyl-3- (1-pyrrolidinyl) propionate, ethyl 3-morpholinopropionate, methoxy 3-piperidinopropionate Carbonylmethyl, 2-hydroxyethyl 3- (1-pyrrolidinyl) propionate, 2-acetoxyethyl 3-morpholinopropionate, 2-oxotetrahydrofuran-3-yl 3- (1-pyrrolidinyl) propionate, 3-morpholinopropionic acid Tetrahydrofurfuryl, 3- Glycidyl peridinopropionate, 2-methoxyethyl 3-morpholinopropionate, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl 3- (1-pyrrolidinyl) propionate, butyl 3-morpholinopropionate, cyclohexyl 3-piperidinopropionate , Α- (1-pyrrolidinyl) methyl-γ-butyrolactone, β-piperidino-γ-butyrolactone, β-morpholino-δ-valerolactone, methyl 1-pyrrolidinyl acetate, methyl piperidinoacetate, methyl morpholinoacetate, methyl thiomorpholinoacetate, Examples include ethyl 1-pyrrolidinyl acetate and 2-methoxyethyl morpholinoacetate.
[0109]
Furthermore, a basic compound containing a cyano group represented by the following general formulas (B) -3 to (B) -6 can be added.
Embedded image
[0110]
Specific examples of the base containing a cyano group include 3- (diethylamino) propiononitrile, N, N-bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropiononitrile, and N, N-bis (2-acetoxyethyl). -3-aminopropiononitrile, N, N-bis (2-formyloxyethyl) -3-aminopropiononitrile, N, N-bis (2-methoxyethyl) -3-aminopropiononitrile, N, N -Bis [2- (methoxymethoxy) ethyl] -3-aminopropiononitrile, methyl N- (2-cyanoethyl) -N- (2-methoxyethyl) -3-aminopropionate, N- (2-cyanoethyl) -N- (2-hydroxyethyl) -3-aminopropionic acid methyl, N- (2-acetoxyethyl) -N- (2-cyanoethyl) -3-aminopro Methyl onate, N- (2-cyanoethyl) -N-ethyl-3-aminopropiononitrile, N- (2-cyanoethyl) -N- (2-hydroxyethyl) -3-aminopropiononitrile, N- ( 2-acetoxyethyl) -N- (2-cyanoethyl) -3-aminopropiononitrile, N- (2-cyanoethyl) -N- (2-formyloxyethyl) -3-aminopropiononitrile, N- (2 -Cyanoethyl) -N- (2-methoxyethyl) -3-aminopropiononitrile, N- (2-cyanoethyl) -N- [2- (methoxymethoxy) ethyl] -3-aminopropiononitrile, N- ( 2-cyanoethyl) -N- (3-hydroxy-1-propyl) -3-aminopropiononitrile, N- (3-acetoxy-1-propyl) -N- (2 Cyanoethyl) -3-aminopropiononitrile, N- (2-cyanoethyl) -N- (3-formyloxy-1-propyl) -3-aminopropiononitrile, N- (2-cyanoethyl) -N-tetrahydrofur Furyl-3-aminopropiononitrile, N, N-bis (2-cyanoethyl) -3-aminopropiononitrile, diethylaminoacetonitrile, N, N-bis (2-hydroxyethyl) aminoacetonitrile, N, N-bis ( 2-acetoxyethyl) aminoacetonitrile, N, N-bis (2-formyloxyethyl) aminoacetonitrile, N, N-bis (2-methoxyethyl) aminoacetonitrile, N, N-bis [2- (methoxymethoxy) ethyl Aminoacetonitrile, N-cyanomethyl-N- (2-methoxyethyl) ) Methyl 3-aminopropionate, methyl N-cyanomethyl-N- (2-hydroxyethyl) -3-aminopropionate, methyl N- (2-acetoxyethyl) -N-cyanomethyl-3-aminopropionate, N -Cyanomethyl-N- (2-hydroxyethyl) aminoacetonitrile, N- (2-acetoxyethyl) -N- (cyanomethyl) aminoacetonitrile, N-cyanomethyl-N- (2-formyloxyethyl) aminoacetonitrile, N-cyanomethyl -N- (2-methoxyethyl) aminoacetonitrile, N-cyanomethyl-N- [2- (methoxymethoxy) ethyl] aminoacetonitrile, N- (cyanomethyl) -N- (3-hydroxy-1-propyl) aminoacetonitrile, N- (3-acetoxy-1-propyl) -N (Cyanomethyl) aminoacetonitrile, N-cyanomethyl-N- (3-formyloxy-1-propyl) aminoacetonitrile, N, N-bis (cyanomethyl) aminoacetonitrile, 1-pyrrolidinepropiononitrile, 1-piperidinepropiononitrile, 4-morpholinepropiononitrile, 1-pyrrolidineacetonitrile, 1-piperidineacetonitrile, 4-morpholineacetonitrile, cyanomethyl 3-diethylaminopropionate, cyanomethyl N, N-bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropionate, N, Cyanomethyl N-bis (2-acetoxyethyl) -3-aminopropionate, cyanomethyl N, N-bis (2-formyloxyethyl) -3-aminopropionate, N, N-bis (2-methoxyethyl) Cyanomethyl 3-aminopropionate, N, N-bis [2- (methoxymethoxy) ethyl] -3-aminopropionate cyanomethyl, 3-diethylaminopropionic acid (2-cyanoethyl), N, N-bis (2-hydroxyethyl) ) -3-Aminopropionic acid (2-cyanoethyl), N, N-bis (2-acetoxyethyl) -3-aminopropionic acid (2-cyanoethyl), N, N-bis (2-formyloxyethyl) -3 Aminopropionic acid (2-cyanoethyl), N, N-bis (2-methoxyethyl) -3-aminopropionic acid (2-cyanoethyl), N, N-bis [2- (methoxymethoxy) ethyl] -3- Aminopropionic acid (2-cyanoethyl), 1-pyrrolidinepropionate cyanomethyl, 1-piperidinepropionate cyano Examples include methyl, cyanomethyl 4-morpholine propionate, 1-pyrrolidinepropionic acid (2-cyanoethyl), 1-piperidinepropionic acid (2-cyanoethyl), 4-morpholine propionic acid (2-cyanoethyl), and the like.
[0111]
In addition, the compounding quantity of the basic compound in this invention is 0.001-2 parts with respect to 100 parts of all base resins, Especially 0.01-1 part is suitable. If the blending amount is less than 0.001 part, there is no blending effect, and if it exceeds 2 parts, the sensitivity may be too low.
[0112]
As the compound having a group represented by ≡C—COOH in the molecule that can be added to the positive resist material of the present invention, for example, one or more compounds selected from the following groups I and II are used. However, the present invention is not limited to these. By blending this component, the PED stability of the resist is improved, and the edge roughness on the nitride film substrate is improved.
[0113]
[Group I]
A part or all of the hydrogen atoms of the phenolic hydroxyl groups of the compounds represented by the following general formulas (A1) to (A10) are represented by -R.401-COOH (R401Is a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms), and the molar ratio of the phenolic hydroxyl group (C) in the molecule to the group (D) represented by ≡C—COOH is The compound whose C / (C + D) = 0.1-1.0.
[0114]
Embedded image
However, in the formula R408Represents a hydrogen atom or a methyl group. R402, R403Respectively represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms. R404Is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or-(R409) h-COOR 'group (R' is a hydrogen atom or -R409-COOH). R405Is-(CH2)i-(I = 2 to 10), an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom, R406Represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfonyl group, an oxygen atom or a sulfur atom. R407Represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group, a phenyl group or a naphthyl group each substituted with a hydroxyl group. R409Is a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms or -R411-Indicates a COOH group. R410Is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms, or -R411-Indicates a COOH group. R411Represents a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. h is an integer of 1 to 4. j is 0 to 3, s and t are numbers satisfying s1 + t1 = 8, s2 + t2 = 5, s3 + t3 = 4, and s4 + t4 = 6, respectively, and having at least one hydroxyl group in each phenyl skeleton. u is an integer of 1-4. κ is a number that makes the compound of formula (A6) a weight average molecular weight of 1,000 to 5,000. λ is a number that makes the compound of formula (A7) a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000.
[0116]
[Group II]
Compounds represented by the following general formulas (A11) to (A15).
Embedded image
R402, R403, R411Indicates the same meaning as above. R412Represents a hydrogen atom or a hydroxyl group. s5 and t5 are numbers satisfying s5 + t5 = 5 with s5 ≧ 0 and t5 ≧ 0. h ′ is 0 or 1.
[0118]
Specific examples of this component include compounds represented by the following general formulas AI-1 to 14 and AII-1 to 10. However, it is not limited to these.
[0119]
Embedded image
Embedded image
In the above formula, R ″ represents a hydrogen atom or CH2Represents a COOH group, and in each compound, 10 to 100 mol% of R ″ represents CH2COOH group. λ and κ have the same meaning as described above.
[0122]
The amount of the compound having a group represented by ≡C—COOH in the molecule is 0 to 5 parts, preferably 0.1 to 5 parts, more preferably 0.1 to 100 parts of the base resin. 3 parts, more preferably 0.1 to 2 parts. If it exceeds 5 parts, the resolution of the resist material may be lowered.
[0123]
In the positive resist material of the present invention, particularly a chemically amplified positive resist material, a surfactant for improving the coating property can be further added.
[0124]
Examples of the surfactant include, but are not limited to, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene olein ether, and polyoxyethylene Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as octylphenol ether and polyoxyethylene nonylphenol, polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monolaurate, sorbitan monovalmitate, sorbitan monostearate, poly Oxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monovalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate Nonionic surfactants of polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan trioleate and polyoxyethylene sorbitan tristearate, F-top EF301, EF303, EF352 (Tokemuputtokutsu), MegaFuck F171, F172, F173 (Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430, FC431 (Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-381, S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106, Surfinol E1004, KH-10, Fluorosurfactants such as KH-20, KH-30, KH-40 (Asahi Glass), organosiloxane polymers-KP-341, X-70-092, X-70-093 (Shin-Etsu Chemical) Work), acrylic acid-based or methacrylic acid-based Polyflow No. 75, no. 95 (Kyoeisha Yushi Chemical Industry Co., Ltd.), among which FC430, Surflon S-381, Surfynol E1004, KH-20, KH-30 are preferred. These can be used alone or in combination of two or more.
[0125]
The addition amount of the surfactant in the positive resist material of the present invention, particularly the chemically amplified positive resist material, is 2 parts by weight or less, preferably 1 part by weight based on 100 parts by weight of the solid content in the resist material composition. Or less.
[0126]
A positive resist material of the present invention, for example, a chemically amplified positive resist material containing an organic solvent, a polymer compound represented by general formula (1) and / or general formula (2), an acid generator, and a basic compound. When used for manufacturing various integrated circuits, it is not particularly limited, but can be applied to known lithography techniques.
[0127]
For example, the positive resist material of the present invention is formed on an integrated circuit manufacturing substrate (Si, SiO2, SiN, SiON, TiN, WSi, BPSG, SOG, organic antireflection film, Cr, CrO, CrON, MoSi, etc.). The coating is applied by an appropriate coating method such as spin coating, roll coating, flow coating, dip coating, spray coating, doctor coating or the like so that the coating film thickness is 0.1 to 2.0 μm. This is pre-baked on a hot plate at 60 to 150 ° C. for 1 to 10 minutes, preferably 80 to 120 ° C. for 1 to 5 minutes. Next, a light source selected from high energy rays such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, X-rays, excimer lasers, γ rays, and synchrotron radiation, preferably a target pattern with an exposure wavelength of 300 nm or less is passed through a predetermined mask. Alternatively, direct exposure is performed. The exposure is preferably performed so that the exposure amount is about 1 to 200 mJ / cm <2>, preferably about 10 to 100 mJ / cm <2>. Next, post exposure baking (PEB) is performed on a hot plate at 60 to 150 ° C. for 1 to 5 minutes, preferably 80 to 120 ° C. for 1 to 3 minutes.
[0128]
Furthermore, 0.1-5%, preferably 2-3% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) or other alkaline aqueous developer is used for 0.1-3 minutes, preferably 0.5-2 minutes. By developing by a conventional method such as a (dip) method, a paddle method, or a spray method, a portion irradiated with light is dissolved in a developer, and a portion not exposed to light is not dissolved. Thus, the desired positive pattern is formed. The resist material of the present invention is particularly suitable for fine patterning by far ultraviolet rays of 254 to 193 nm, vacuum ultraviolet rays of 157 nm, electron beams, soft X-rays, X-rays, excimer lasers, γ rays and synchrotron radiation among high energy rays. Is optimal.
[0129]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example, a comparative synthesis example, an Example, and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example etc.
[0130]
(Synthesis Example 1)
To a 2 L flask, 45 g of 7-acetoxyindene and 80 g of tetrahydrofuran as a solvent were added. In a nitrogen atmosphere, 1 g of sulfuric acid was added as a polymerization initiator to the reaction vessel, and the temperature was raised to 60 ° C., followed by reaction for 15 hours. The reaction solution was concentrated to 1/2, precipitated in a mixed solution of 2.5 L of methanol and 0.2 L of water, and the resulting white solid was filtered and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 35 g of a white polymer. It was. This polymer was dissolved again in 0.3 L of methanol and 0.7 L of tetrahydrofuran, 30 g of triethylamine and 10 g of water were added to carry out a deprotection reaction, and neutralized with acetic acid. The reaction solution was concentrated and then dissolved in 0.5 L of acetone, and precipitation, filtration and drying were performed in the same manner as above to obtain 30 g of a white polymer.
[0131]
When the obtained polymer was measured by 13 C, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
[0132]
(Synthesis Example 2)
To a 2 L flask, 38 g of 7-acetoxyindene, 12 g of indene, and 80 g of tetrahydrofuran as a solvent were added. In a nitrogen atmosphere, 1 g of sulfuric acid was added as a polymerization initiator to the reaction vessel, and the temperature was raised to 60 ° C., followed by reaction for 15 hours. The reaction solution was concentrated to 1/2, precipitated in a mixed solution of 2.5 L of methanol and 0.2 L of water, and the resulting white solid was filtered and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 38 g of a white polymer. It was. This polymer was dissolved again in 0.3 L of methanol and 0.7 L of tetrahydrofuran, 30 g of triethylamine and 10 g of water were added to carry out a deprotection reaction, and neutralized with acetic acid. The reaction solution was concentrated and then dissolved in 0.5 L of acetone, and precipitation, filtration and drying were performed in the same manner as above to obtain 34 g of a white polymer.
[0133]
When the obtained polymer was measured by 13 C, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
[0134]
(Synthesis Example 3)
To a 2 L flask was added 33 g of 6-acetoxyindene, 18 g of indene, and 80 g of tetrahydrofuran as a solvent. In a nitrogen atmosphere, 1 g of sulfuric acid was added as a polymerization initiator to the reaction vessel, and the temperature was raised to 60 ° C., followed by reaction for 15 hours. The reaction solution was concentrated to 1/2, precipitated in a mixed solution of 2.5 L of methanol and 0.2 L of water, and the resulting white solid was filtered and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 39 g of a white polymer. It was. This polymer was dissolved again in 0.3 L of methanol and 0.7 L of tetrahydrofuran, 30 g of triethylamine and 10 g of water were added to carry out a deprotection reaction, and neutralized with acetic acid. The reaction solution was concentrated and then dissolved in 0.5 L of acetone, and precipitation, filtration and drying were performed in the same manner as above to obtain 36 g of a white polymer.
[0135]
When the obtained polymer was measured by 13 C, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Copolymer composition ratio
6-hydroxyindene: indene = 78: 22
Weight average molecular weight (Mw) = 4900
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.78
This polymer compound is referred to as (Polymer 3).
[0136]
(Synthesis Example 4)
40 g of polymer 1 was dissolved in 400 mL of tetrahydrofuran, 1.4 g of methanesulfonic acid and 12.3 g of ethyl vinyl ether were added, and the mixture was reacted at room temperature for 1 hour, and 2.5 g of aqueous ammonia (30%) was added to stop the reaction. The reaction solution was crystallized and precipitated using 5 L of acetic acid water, washed twice with water, and the obtained white solid was filtered and dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain 47 g of a white polymer.
[0137]
When the obtained polymer was measured by 13 C, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Copolymer composition ratio
7-hydroxyindene: 7-ethoxyethoxyindene = 60.2: 39.8
Weight average molecular weight (Mw) = 4600
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.88
This polymer compound is referred to as (Polymer 4).
[0138]
(Synthesis Example 5)
40 g of Polymer 2 was dissolved in 400 mL of tetrahydrofuran, 1.4 g of methanesulfonic acid and 10.1 g of ethyl vinyl ether were added, and the reaction was carried out at room temperature for 1 hour, and 2.5 g of aqueous ammonia (30%) was added to stop the reaction. The reaction solution was crystallized and precipitated using 5 L of acetic acid water, washed twice with water, and the resulting white solid was filtered and dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain 44 g of a white polymer.
[0139]
When the obtained polymer was measured by 13 C, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Copolymer composition ratio
7-hydroxyindene: indene: 7-ethoxyethoxyindene = 65.5: 12.0: 22.5
Weight average molecular weight (Mw) = 5100
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.78
This polymer compound is referred to as (Polymer 5).
[0140]
[Synthesis Example 6]
40 g of Polymer 3 was dissolved in 400 mL of tetrahydrofuran, 1.4 g of methanesulfonic acid and 11.1 g of ethyl vinyl ether were added, and the mixture was reacted at room temperature for 1 hour, and 2.5 g of aqueous ammonia (30%) was added to stop the reaction. The reaction solution was crystallized and precipitated using 5 L of acetic acid water, washed twice with water, and the resulting white solid was filtered and dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain 42 g of a white polymer.
[0141]
When the obtained polymer was measured by 13 C, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Copolymer composition ratio
6-hydroxyindene: indene: 6-ethoxyethoxyindene = 59.9: 22.3: 17.8
Weight average molecular weight (Mw) = 4800
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.78
This polymer compound is referred to as (Polymer 6).
[0142]
(Synthesis Example 7)
40 g of polymer 2 was dissolved in 400 ml of pyridine, and 22.6 g of di-tert-butyl dicarbonate was added with stirring at 45 ° C. After making it react for 1 hour, when the reaction liquid was dripped at 3 L of water, white solid was obtained. This was filtered, dissolved in 100 ml of acetone, dropped into 5 L of water, filtered, and vacuum dried to obtain a polymer.
[0143]
When the obtained polymer was measured by 13 C, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Copolymer composition ratio
7-hydroxyindene: indene: 7-tbutoxycarbonylindene = 70.9: 12.0: 17.1
Weight average molecular weight (Mw) = 5500
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.78
This polymer compound is referred to as (Polymer 7).
[0144]
(Comparative Synthesis Example 1)
Using a 2 L flask, 40 g of polyhydroxystyrene (Mw = 11000, Mw / Mn = 1.08) was dissolved in 400 mL of tetrahydrofuran, and 1.4 g of methanesulfonic acid and 12.3 g of ethyl vinyl ether were added. The reaction was stopped by adding 2.5 g of aqueous ammonia (30%), the reaction solution was crystallized and precipitated with 5 L of acetic acid water, washed twice with water, and the resulting white solid was filtered. And dried under reduced pressure at 40 ° C. to obtain 47 g of a white polymer.
[0145]
When the obtained polymer was measured by 13 C, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Copolymer composition ratio
Hydroxystyrene: p-ethoxyethoxystyrene = 63.5: 36.5
Weight average molecular weight (Mw) = 13000
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.10
This polymer compound is referred to as (Comparative Polymer 1).
[0146]
(Comparative Synthesis Example 2)
To a 2 L flask, 43.0 g of tert-butyl methacrylate, 113.8 g of 4-acetoxystyrene, and 130 g of toluene as a solvent were added. The reaction vessel was cooled to −70 ° C. in a nitrogen atmosphere, and vacuum degassing and nitrogen flow were repeated three times. After raising the temperature to room temperature, 4.1 g of AIBN was added as a polymerization initiator, and the temperature was raised to 60 ° C. and reacted for 15 hours. The reaction solution was concentrated to 1/2 and precipitated in a mixed solution of 4.5 L of methanol and 0.5 L of water, and the resulting white solid was filtered and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 125 g of a white polymer. It was. This polymer was dissolved again in 0.5 L of methanol and 1.0 L of tetrahydrofuran, 70 g of triethylamine and 15 g of water were added to perform a deprotection reaction, and neutralized with acetic acid. The reaction solution was concentrated and then dissolved in 0.5 L of acetone, and precipitation, filtration and drying were performed in the same manner as above to obtain 112 g of a white polymer.
[0147]
When the obtained polymer was measured by 13 C, 1 H-NMR and GPC, the following analysis results were obtained.
Copolymer composition ratio
T-Butyl methacrylate: 4-hydroxystyrene = 32: 68
Weight average molecular weight (Mw) = 12400
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.75
This polymer compound is referred to as (Comparative Polymer 2).
[0148]
(Examples and comparative examples)
Using the polymer compound synthesized above, a solution dissolved in the composition shown in Table 1 below was filtered through a 0.2 μm size filter to prepare a positive resist material.
Each composition in Table 1 is as follows.
[0149]
Polymer 4 to Polymer 7: From Synthesis Examples 4 to 7,
Comparative polymer 1 and comparative polymer 2: From comparative synthesis example 1 and comparative synthesis example 2,
Organic solvent: PGMEA (propylene glycol methyl ether acetate)
Acid generator: PAG1, PAG2, PAG3 (see structural formula below)
Embedded image
Basic compounds: Tributylamine, triethanolamine, TMMEA, AAA, AACN (see the following structural formula)
Embedded image
Dissolution inhibitor: DRI1 (see structural formula below)
Embedded image
The obtained positive resist material was spin-coated on a silicon wafer having a DUV-30 (Nissan Chemical) film thickness of 55 nm and baked at 110 ° C. for 90 seconds using a hot plate. The thickness was 300 nm.
This was exposed using an excimer laser stepper (Nikon Corporation, NSR-S203B, NA-0.68, σ0.75, 2/3 annular illumination), and immediately after exposure, baked at 110 ° C. for 90 seconds, and 2.38. Development was performed for 60 seconds with an aqueous solution of% tetramethylammonium hydroxide to obtain a positive pattern.
[0153]
The obtained resist pattern was evaluated as follows.
The exposure amount for resolving 0.15 μm line and space at 1: 1 was defined as the resist sensitivity, and the minimum line width of the line and space separated at this exposure amount was defined as the resolution of the evaluation resist.
Moreover, the line edge roughness of 0.15 micrometer line and space was measured using length measuring SEM (S-9220 by Hitachi, Ltd.).
The results are also shown in Table 1.
[0154]
In the dry etching resistance test, 10 g of PGMEA was dissolved in 2 g of each of the above polymers, and a polymer solution filtered through a 0.2 μm size filter was formed on a Si substrate by spin coating to form a film having a thickness of 300 nm. Evaluation was carried out under such two conditions.
[0155]
(1) CHFThree/ CFFourEtching test with system gas
Using a dry etching apparatus TE-8500P manufactured by Tokyo Electron Ltd., the film thickness difference between the polymer films before and after etching was determined.
Etching conditions are as shown below.
Chamber pressure 40.0Pa
RF power 1,300W
Gap 9mm
CHFThreeGas flow rate 30ml / min
CFFourGas flow rate 30ml / min
Ar gas flow rate 100ml / min
60 sec
[0156]
(2) Cl2/ BClThreeEtching test with system gas
Using a dry etching apparatus L-507D-L manufactured by Nidec Anelva Co., Ltd., the film thickness difference between the polymer films before and after etching was determined.
Etching conditions are as shown below.
Chamber pressure 40.0Pa
RF power 300W
Gap 9mm
Cl2Gas flow rate 30ml / min
BClThreeGas flow rate 30ml / min
CHFThreeGas flow rate 100ml / min
O2Gas flow rate 2ml / min
60 sec
[0157]
This evaluation shows that a film having a small difference in film thickness, that is, a film having a small decrease amount has etching resistance.
The results are shown in Table 2.
[0158]
[Table 1]
[Table 2]
From the results of Tables 1 and 2, the positive resist material using the polymer compound of the present invention satisfies a sufficient resolution and sensitivity, and has a small line edge roughness and a small film thickness difference after etching. Thus, it can be seen that the film has very excellent dry etching resistance.
[0161]
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
[0162]
For example, in the above description, the case where a chemically amplified positive resist material is formed by mixing a positive resist material with an acid generator, a basic compound, a dissolution inhibitor, and an organic solvent has been described. However, it is optional to add these additives and the like, and if necessary, surfactants and other additives may be added, or a part of the composition may be omitted.
[0163]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an alkali dissolution rate contrast before and after exposure is obtained by blending a polymer compound obtained by polymerizing hydroxyindene substituted with an acid labile group into a positive resist material as a base resin. Is significantly high, has high sensitivity and high resolution, has low line edge roughness, and exhibits excellent etching resistance. Accordingly, it is possible to obtain a positive resist material, particularly a chemically amplified positive resist material, which is particularly suitable as a fine pattern forming material for VLSI manufacturing.
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