明 細 書
レジスト組成物
技術分野
[0001] 本発明は、酸増幅型非高分子系レジスト材料として有用な、特定の化学構造式で 示されるレジスト化合物、酸発生剤、酸架橋剤とを含む感放射線性レジスト組成物に 関する。本発明のレジスト組成物は、紫外線、遠紫外線、電子線、 X線等の放射線に 感応する感放射線性材料として、エレクトロニクス分野における LSI, VLSI製造時の マスクなどに利用される。
背景技術
[0002] これまでの一般的なレジスト材料は、アモルファス薄膜を形成可能な高分子系材料 である。例えば、ポリメチルメタタリレートと、それを溶解する溶媒に溶解させたものを 基板上に塗布することにより作製したレジスト薄膜に紫外線、遠紫外線、電子線、 X 線などを照射することにより、 0.: L m程度のラインパターンを形成している。
[0003] し力しながら、高分子系レジストは分子量が 1万一 10万程度と大きぐ分子量分布も 広いため、高分子系レジストを用いるリソグラフィでは、微細加工では、パターン表面 にラフネスが生じ、パターン寸法を制御することが困難となり、歩留まりが低下する。 従って、従来の高分子系レジスト材料を用いるリソグラフィでは微細化に限界があつ た。より微細なパターンを作製するために、レジスト材料の分子量を小さくする種々の 方法が開示されている。
[0004] 非高分子系のレジスト材料の例として(1)フラーレンから誘導されるポジ及びネガ型 レジスト、(2)カリックスァレーン力 誘導されるポジ及びネガ型レジスト、(3)スターバ 一スト型化合物力 誘導されるポジ型レジスト、 (4)デンドリマーカ 誘導されるポジ 型レジスト、 (5)デンドリマー Zカリックスァレーン力 誘導されるポジ型レジスト、 (6) 高分岐度のスターバースト型化合物力 誘導されるポジ型レジスト、及び(7)トリメシ ン酸を中心骨格とし、エステル結合を有するスターバースト型化合物から誘導される ポジ型レジストが挙げられる。
[0005] (1)については、エッチング耐'性は良いが、塗布性及び感度が実用レベルに至つ
ていない(特許文献 1一 5参照。;)。 (2)については、エッチング耐性に優れる力 現 像液に対する溶解性が悪 ヽために満足なパターンが得られな 、 (特許文献 6— 8参 照。;)。(3)については、耐熱性が低いために露光後の熱処理中にイメージがひずむ ことがある(特許文献 9一 11参照。)。(4)につ 、ては、製造工程が複雑であり、また 耐熱性が低 、ために露光後の熱処理中にイメージがひずむことがあり、実用性のあ るものとはいえない (非特許文献 1参照。;)。(5)についても、製造工程が複雑であり、 原料が高価であることから実用性のあるものとはいえない。(特許文献 12、 13参照。 ) 。(6)については、製造工程が複雑であり、原料が高価であることから実用性のあるも のとはいえない。(7)については耐熱性が低いために露光後の熱処理中にイメージ がひずむことがあり、また基板密着性が不十分であり、実用性のあるものとはいえな い (特許文献 14参照。)。
[0006] 特許文献 1 :特開平 7— 134413号公報
特許文献 2:特開平 9- 211862号公報
特許文献 3:特開平 10- 282649号公報
特許文献 4:特開平 11 143074号公報
特許文献 5:特開平 11 258796号公報
特許文献 6:特開平 11—72916号公報
特許文献 7:特開平 11 322656号公報
特許文献 8 :特開平 9— 236919号公報
特許文献 9:特開 2000 - 305270号公報
特許文献 10:特開 2002— 99088号公報
特許文献 11:特開 2002— 99089号公報
特許文献 12 :特開 2002— 49152号公報
特許文献 13:特開 2003— 183227号公報
特許文献 14 :特開 2002-328466号公報
非特許文献 1 : Proceedings of SPIE vol.3999 (2000) P1202— 1206 発明の開示
[0007] 本発明の目的は、 i線、 g線等の紫外線のみならず、可視光線、 KrF等のエキシマ
レーザー光、電子線、 X線、イオンビーム等の放射線にも利用できる感放射線性レジ スト組成物を提供することにある。本発明の更に他の目的は、簡単な製造工程で、高 感度、高解像度、高耐熱性かつ溶剤可溶性の非高分子系感放射線性レジスト組成 物を提供することにある。
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、特定の化学構造的条件を満たす化合物と 放射線の照射により直接的又は間接的に酸を発生する酸発生剤、酸架橋剤を含む 組成物が上記課題の解決に有用であることを見出した。
すなわち本発明は、(a)—(d)のすベての条件:
(a)分子中に、水酸基、メルカプト基、およびアミノ基力 なる群力 選ばれる 1種以 上の置換基を 1個以上有する、
(b)分子中に、ウレァ基、ウレタン基、アミド基、およびイミド基カもなる群力も選ばれる 1種以上の置換基を 1個以上有する、
(c)分子量力 00— 5000である、および
(d)分岐構造を有する
を満たすレジスト化合物 (A)、可視光線、紫外線、エキシマレーザー、電子線、 X線、 およびイオンビーム力 なる群力 選ばれるいずれかの放射線の照射により直接的 又は間接的に酸を発生する酸発生剤 (B)、ならびに酸架橋剤 (C)を含むことを特徴 とするレジスト組成物に関するものである。
さらに、本発明は、基板上に前記レジスト組成物カゝらなるレジスト膜が形成されてい るレジスト基板、前記レジスト組成物カゝらなるレジスト膜をパターン形成したパターン 形成基板を提供する。
さらに、本発明は、前記レジスト組成物を基板上に塗布してレジスト膜を形成するェ 程、レジスト膜を可視光線、紫外線、エキシマレーザー、電子線、 X線およびイオンビ ームから選ばれるいずれかの放射線を照射して露光する工程、及び、必要に応じて 加熱処理した後、露光レジスト膜を現像液を用いて現像する工程を含むことを特徴と するレジストパターン形成方法を提供する。
さらに、本発明は、前記レジスト組成物を基板上に塗布してレジスト膜を形成するェ 程、レジスト膜を加熱処理する工程、加熱処理したレジスト膜を可視光線、紫外線、
エキシマレーザー、電子線、 X線、およびイオンビーム力もなる群力も選ばれるいず れかの放射線を照射して露光する工程、及び、必要に応じて加熱処理した後、露光 レジスト膜をアルカリ現像液を用いて現像する工程とを含むことを特徴とするレジスト パターン形成方法を提供する。
さらに、本発明は、前記パターン形成基板をエッチングすることにより得られるバタ ーン配線基板を提供する。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]実施例 15で得られたレジストパターンのラインパターンを示す走査電子顕微鏡 写真である。
発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のレジスト組成物は、レジスト化合物 (A)、酸発生剤 (B)、酸架橋剤 (C)を 含む。本発明におけるレジストイ匕合物 (A)は、以下の(a)— (d)の条件をすベて同時 に満たす。
[0011] (a)分子中に、水酸基、メルカプト基、およびアミノ基力 なる群力 選ばれる 1種以 上の置換基を 1個以上有する。
条件 (a)を満たすことにより、該レジスト化合物は、酸架橋剤 (C)と水酸基、メルカプ ト基、およびアミノ基力 なる群力 選ばれる 1種以上との分子内及び Z又は分子間 架橋反応により、露光部分を選択的に溶剤不溶化させることが可能であり、ネガ型レ ジスト組成物に利用される。なお、ここで架橋反応とは、レジストイ匕合物中の複数の反 応点を共有結合で連結する化学反応を意味する。また該レジスト化合物は、アルカリ 水溶液へ可溶であり、環境対応型の現像液であるアルカリ現像液で現像できるので 好ましい。水酸基、メルカプト基、またはアミノ基は、分子中に少なくとも 1個、好ましく は 2個、さらに好ましくは 2— 15個、特に好ましくは 3— 15個存在する。上記範囲にす ることで、更に解像度、アルカリ現像性能を向上することが可能となる。水酸基、メル カプト基、およびァミノ基の中で好ましいのは水酸基であり、特に好ましいのはフエノ ール性水酸基である。
[0012] (b)分子中に、ウレァ基、ウレタン基、アミド基、およびイミド基カもなる群力も選ばれる
1種以上の置換基を 1個以上有する。
レジストイ匕合物はゥレア基、アミド基、ウレタン基、およびイミド基力 なる群力も選ば れる 1種以上の置換基、特にウレァ基、アミド基、およびウレタン基力 なる群力 選 ばれる 1種以上の置換基を 3個以上含むことが好ましい。また、上記以外の窒素成分 を有する官能基を含んでいても良い。上記以外の官能基として、 3級ァミノ基; 4級ァ ンモ -ゥム基;イミノ基;アジド基;ピリジン、ピロール、イミダゾール、インドール、キノリ ン、ピリミジン、トリアジン、ピロリジン、モルホリン等の窒素原子を含む複素環構造を 含む官能基が挙げられるが、これらに限定されない。なお、塩基性の官能基を含まな い方が好ましい。上記官能基を有することにより、パターン作製に必要な耐熱性、ま た基板密着性を有することができ、更に解像性を向上させることが出来る。また、分子 量 500— 5000程度の化合物を製造する際のプロセスの簡素化が可能となる。
[0013] (c)分子量が 500— 5000である。
分子量は 500— 5000であり、好まし <は 600— 3000、更に好まし <は 700— 2000 である。上記の範囲にすることにより良好なレジスト膜の成膜性を付与することが可能 となり、更に解像性、アルカリ現像性能を向上させることが出来る。
[0014] (d)分岐構造を有する。
本発明において「分岐構造」とは、下記(1)一 (4):
(1)環状構造に含まれない 3級炭素原子または 3級窒素原子を有する、
(2) 4級炭素原子を有する、
(3) 3以上の置換基を有する芳香環又は脂肪族環を少なくとも一つ含む。
(4) 3級リン原子を有する、
(5)イソシァヌレート環を少なくとも一つ含む、
のうち少なくとも 1つの条件を満たすィ匕学構造をいう。
上記分岐構造を有することにより、長期間にわたって安定なアモルファス性を付与す ることができ、レジスト材料としての、パターン形成に必要な成膜性、光透過性、溶剤 可溶性、エッチング耐性に優れる等の特長を有する。また感光基の数を増加させるこ とが出来るため感度を上げることが可能である。
[0015] 本発明においてレジストイ匕合物 (A)が、 F≤5を満たす (Fは、全原子数 Z (全炭素
原子数-全酸素原子数)を表す)ことがさらに好ましい。 Fが 5以下であると、感度、解 像度、エッチング耐性等の性能の悪ィ匕を防ぐことができる。
[0016] 本発明にお 、てレジストイ匕合物 (A) 1S 分岐構造のそれぞれの分子鎖にフエノー ル性水酸基を少なくとも 1つ有し、かつ、分岐構造のそれぞれの分子鎖にウレァ結合
、ウレタン結合、アミド結合、およびイミド結合力もなる群力も選ばれる 1種以上の結合 を 1個以上有することが好ま 、。
[0017] 本発明におけるレジストイ匕合物 (A)は、下記式(1)で示されるものが好ましい。
[化 1]
(式(1)中、 Xは水素、または下記式 (I)
[化 2]
で表され、 Xのうち少なくとも 3つは式 (I)であり;
Eは、炭素数 1一 12の二価の非環状炭化水素基、炭素数 3— 12の二価の環状炭 化水素基、または炭素数 1一 12の置換アルキレン基を表し;
s、 t、 uはそれぞれ独立して 0— 3の整数を表す。但し、複数個の E、 X、 Z、 Yは、各 々同一でも異なっていてもよい。 )
式 (I)において、 R1は、水素原子、または、炭素数 1一 12の直鎖状炭化水素基、炭 素数 3— 12の環状炭化水素基、炭素数 1一 12のアルコキシ基、および炭素数 3— 1 2の 1 分岐アルキル基力 なる群力 選ばれる置換基であり;
Αは、水素または水酸基を表し、 Aのうち少なくとも一つは水酸基であり;
Arは炭素数 6— 12の芳香族炭化水素基を表し;
Yは炭素数 1一 12の二価の非環状炭化水素基、炭素数 3— 12の二価の環状炭化 水素基、炭素数 1一 12の置換アルキレン基、または単結合を表し;
Zは単結合、または、 O S—および NH—からなる群カゝら選ばれる置換基を表 し;
alは 1一 9の整数であり;
rlは 0— 8の整数であり;
al +rl≤9であり
nは 1一 5の整数である。但し、 nが 2— 5の整数である場合、
A、 Ar、 a 1、 rlは、各々同一でも異なっていてもよい。
式(1)および式(I)において、
炭素数 1一 12の直鎖状炭化水素基としては、例えば、メチル基、ェチル基、イソプ 口ピル基、 n -プロピル基、 n -ブチル基、イソブチル基、 sec -ブチル基、 t ブチル基 、へキシル基、ォクチル基、デシル基、ドデシル基等を挙げることができ;
炭素数 3— 12の環状炭化水素基としては、例えば、フエニル基、トリル基、キシリル 基、ナフチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロへプチル基、シクロド デシル基等を挙げることができ;
炭素数 1一 12のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシ エトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、イソプロポキシ基、 n ブトキシ基 、イソブトキシ基、 sec ブトキシ基、 tert ブトキシ基、へキシルォキシ基、ォクチルォ キシ基、ドデシルォキシ基等を挙げることができ;
炭素数 3— 12の 1—分岐アルキル基としては、例えば、イソプロピル基、 sec—ブチル
基、 t ブチル基、 1, 1ージメチルプロピル基、 1 メチルブチル基、 1, 1ージメチルブ チル基、 1ーメチルゥンデカン基等を挙げることができ;
炭素数 1一 12の二価の非環状炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン 基、プロピレン基、ジメチルメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、 tーブチレン 基、へキシレン基、オタチレン基、ドデシレン基等を挙げることができ;
炭素数 3— 12の二価の環状炭化水素基としては、例えば、フエ二レン基、トリレン基 、ナフチレン基、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、シクロドデシレン基等を挙 げることができ;
炭素数 1一 12の置換アルキレン基としては、例えば、アミノメチレン基、ヒドロキシル メチレン基、カルボキシルメチレン基、クロロメチレン基、ブロモメチレン基、ョードメチ レン基、メトキシメチレン基、エトキシメチレン基、プロポキシメチレン基、ブトキシメチレ ン基、ァセチルメチレン基、シァノメチレン基、ニトロメチレン基等を挙げることができ; 炭素数 6— 12の芳香族炭化水素基としては、例えば、フエニル基、トリル基、キシリ ル基、ナフチル基、ビフエ二ル基等を挙げることができる。
[0019] 式(1)の化合物は、ジイソシァネートから誘導されたイソシァヌレート、およびァミノ フエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類を反応させることにより製造される 。ジイソシァネートから誘導されたイソシァヌレートを用いることにより、分岐型ポリフエ ノール化合物を容易に得ることができる。
[0020] 前記イソシァヌレートは特に限定されな 、が、トリレンジイソシァネート、ビス (イソシ ァネートフエ-ル)メタン、ビス(イソシァネートシクロへキシル)メタン、フエ-レンジイソ シァネート、シクロへキサンジイソシァネート、イソホロンジイソシァネート、へキサメチ レンジイソシァネート、ビス(イソシァネートメチル)シクロへキサン、メタキシレンジイソ シァネート、ノルボルナンジイソシァネート、トリジンジイソシァネート、ナフタレンジイソ シァネート、リジンジイソシァネート、テトラメチルキシレンジイソシァネート、またはトリ メチルへキサメチレンジイソシァネートから誘導されたイソシァヌレートのいずれかで あることが好ましい。その中でもトリレンジイソシァネート、ビス (イソシァネートフエ-ル )メタン、イソホロンジイソシァネート、ビス(イソシァネートメチル)シクロへキサン、およ びメタキシレンジイソシァネートから誘導されたイソシァヌレートが好ましぐトリレンジ
イソシァネート、ビス(イソシァネートフエ-ル)メタン、イソホロンジイソシァネート、およ びビス (イソシァネートメチル)シクロへキサン力 誘導されたイソシァヌレートが特に 好ましい。
[0021] ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類は、イソシァネートとの反 応性がフ ノール性水酸基より高 、官能基を有してればよく、特に限定されな 、。
[0022] 前記アミノフエノール類として、例えば p—ァミノフエノール、 m—ァミノフエノール、 o— ァミノフエノール、 4ーアミノカテコール、 3—アミノカテコール、 2—アミノレゾルシノール 、 4 アミノレゾルシノール、 5 アミノレゾルシノール、 2—ァミノハイドロキノン、 4—ァミノ ピロガロール、 5—ァミノピロガロール、 2—ァミノメチルフエノール、 3—ァミノメチルフエ ノール、 4ーァミノメチルフエノール、 4 アミノメチルカテコール、 3—アミノメチルカテコ ール、 2 アミノメチルレゾルシノール、 4 アミノメチルレゾルシノール、 5—ァミノメチル レゾルシノール、 2—ァミノメチルハイドロキノン、 4ーァミノメチルピロガロール、 5—ァミノ メチルピロガロール、 2—ァミノフロログリシノール、 2—ァミノメチルフロログリシノール等 が挙げられる。特に p—ァミノフエノール、および m—ァミノフエノールが好ましい。
[0023] 前記ヒドロキシアルキルフエノール類としては、 4ーヒドロキシメチルフエノール、 3—ヒ ドロキシメチルフエノール、 2—ヒドロキシメチルフエノール、 4ーヒドロキシメチルカテコ 一ノレ、 3—ヒドロキシメチノレ力テコーノレ、 2—ヒドロキシメチノレレゾノレシノーノレ、 4ーヒドロキ シメチルレゾルシノール、 5—ヒドロキシメチルレゾルシノール、 2—ヒドロキシメチルハイ ドロキノン、 4ーヒドロキシメチルピロガロール、 5—ヒドロキシメチルピロガロール等が挙 げられる。特に 4—ヒドロキシメチルフエノール、および 5—ヒドロキシメチルレゾルシノー ルが好ましい。
[0024] 前記イソシァヌレートと、ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類と の反応は、ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類を非プロトン性極 性溶媒に溶解後、これに非プロトン性極性溶媒に溶解したイソシァヌレートを添加す るカゝ、非プロトン性極性溶媒に溶解したイソシァヌレートに、非プロトン性極性溶媒に 溶解したァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類を添加するなどし、 次 ヽで 5分一 24時間程度撹拌して行う。イソシァネート基を 3以上有する化合物が液 体の場合は、非プロトン性溶媒に溶解しなくても良い。なお、 5°C— 100°C程度の
温度で、 1一 150分間程度かけて滴下するのが好ましい。これにより、アミノ基または ヒドロキシアルキル基力 Sイソシァネート基と選択的に反応する。無触媒でも反応は進 行するが、塩基触媒の 1種以上を使用すると反応速度が高まることがある。次いで、 反応溶液に蒸留水を加え結晶を析出させた後、蒸留水で洗浄および Zまたはカラム クロマトグラフ、高速液体クロマトグラフ等で精製し、乾燥することで分岐型ポリフエノ ール化合物(式(1)の化合物)が得られる。
[0025] 上記反応に用いる非プロトン性極性溶媒としては、イソシァネート基を 3以上有する 化合物と、ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類、およびその生成 物である分岐型ポリフ ノールイ匕合物を溶解すれば、とくに制限は無ぐ従来公知の 非プロトン性極性溶媒を用いることができる。例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチル ァセトアミド等をあげることができる。これらは単独で用いても 2種以上を混合して用い ても良い。
[0026] 上記反応に用いる塩基触媒としては、アルカリ性ィ匕合物であれば良ぐ例えば、モ ノー、ジーあるいはトリアルキルアミン類、モノー、ジーあるいはトリアルカノールァミン類、 複素環式ァミン類、テトラメチルアンモ-ゥムヒドロキシド (TMAH)、コリン等のアル力 リ性化合物、アルキルアンモ-ゥム塩、アルコラート等の金属化合物の 1種以上使用 することが好ましい。中でも、トリェチルァミン、トリイソプロピルァミン、トリブチルァミン などのトリアルキルアミン類が好ましぐ特にトリェチルァミンが好ましい。
[0027] 式(1)で示される化合物の中で、さらに下記式 (4)一(6)で示されるものが好ましい
[化 3]
[化 4]
X
O O
人 N/ E、人 N /Eヽ
( 5 )
or ヽ o on
X X
[化 5]
式 (4)一(6)中、 Xと Eは前記と同様である。
[0028] 式 (4)一 (6)の化合物は、ジイソシァネートから誘導されるイソシァヌレート、および ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類を反応させることにより製造 される。ジイソシァネートから誘導されるイソシァヌレートを用いることにより、分岐構造 を有する分岐型ポリフエノールイ匕合物を容易に得ることができる。
[0029] ジイソシァネートから誘導されるイソシァヌレートは、前記の化合物を用いることがで きる。
[0030] ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類は、前記の化合物を用い ることがでさる。
[0031] ジイソシァネートから誘導されるイソシァヌレートと、ァミノフエノール類またはヒドロキ シアルキルフエノール類との反応は、前記のイソシァネート基を 3以上有する化合物 と、ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類との反応と同様の方法で 行うことができる。反応終了後、カラムクロマトにより分離することにより、もしくは、単量 体のイソシァヌレートを原料に用いることにより、対応する単量体の式 (4)一 (6)の化 合物を選択的に得ることができる。
[0032] 前記式 (4)一(6)で表される化合物のうち特に好ましいのは、下記式(19)一(23) で表される化合物である。
[0033] [化 6]
[化 8]
[化 10]
(式(2)中、 Xは前記と同様であり、複数の Xは同一でも異なっていてもよぐ Gは式 (i
Hv):
[化 12]
のいずれかの構造から誘導される特性基であり、 Xは式 (i)一 (V)中の芳香環または 脂肪族環に 3以上結合している。 Vは 3— 15の整数を表す。 )
[0035] 式 (i)一(iii)において、 Rは水素原子、または炭素数 1一 12の直鎖状炭化水素基、 炭素数 3— 12の環状炭化水素基、炭素数 1一 12のアルコキシ基、および炭素数 3— 12の 1 分岐アルキル基力 なる群力 選ばれる置換基であり、 R2は水素原子、水酸 基、炭素数 1一 12の非環状炭化水素基、炭素数 3— 12の環状炭化水素基、炭素数 1一 12の置換アルキル基、および式 (vi):
(式 (vi)中、 E2は炭素数 1一 12の二価の非環状炭化水素基、炭素数 3— 12の二価 の環状炭化水素基、または炭素数 1一 12の置換アルキレン基のいずれかである。 ) の特性基力 なる群力 選ばれる置換基であり、 rは 0— 4の整数であり、 kは 1一 7の 整数である。但し、複数個の rは、各々同一でも異なっていてもよい。 )
[0036] 式 (iv)— (V)において、 E'は同一でも異なっていてもよぐそれぞれ独立に単結合 、炭素数 1一 12の二価の非環状炭化水素基、炭素数 3— 12の二価の環状炭化水素 基、または炭素数 1一 12の置換アルキレン基を表し、式(2)の Xは E'に結合する。 )
[0037] 式 (2)の炭素数 1一 12の直鎖状炭化水素基、炭素数 3— 12の環状炭化水素基、
炭素数 1一 12のアルコキシ基、炭素数 3— 12の 1 分岐アルキル基、炭素数 1一 12 の二価の非環状炭化水素基、炭素数 3— 12の二価の環状炭化水素基、炭素数 1一 12の置換アルキレン基は、式(1)と同じものが例示できる。
炭素数 1一 12の置換アルキル基としては、例えば、メトキシメチル基、メチルチオメ チル基、エトキシメチル基、ェチルチオメチル基、メトキシェトキシメチル基、ベンジル ォキシメチル基、ベンジルチオメチル基、クロロメチル基、ブロモメチル基、ニトロメチ ル基、メトキシェチル基、メチルチオェチル基、エトキシェチル基、ェチルチオェチル 基、メトキシェトキシェチル基、ベンジルォキシェチル基、ベンジルチオェチル基、ク ロロェチル基、ブロモェチル基、ニトロェチル基等を挙げることができる。
[0038] 式(2)の化合物は、モノイソシァネートのオリゴマーまたはトリイソシァネート、および ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類を反応させることにより製造 される。モノイソシァネートのオリゴマーまたはトリイソシァネートを用いることにより、分 岐型ポリフエノールイ匕合物を容易に得ることができる。
[0039] モノイソシァネートのオリゴマーまたはトリイソシァネートは特に限定されないが、イソ シァネートフエ-ルメタンのオリゴマー、トリス(イソシァネートフエ-ル)メタン、トリス(ィ ソシァネートフエ-ル)チォホスフェート、メシチレントリイソシァネート、トリイソシァネ ートベンゼン、リジンエステルトリイソシァネート、 1, 6, 11—ゥンデカントリイソシァネ ート、 1, 8—ジイソシァネート 4 イソシァネートメチルオクタン、 1, 3, 6—へキサメチ レントリイソシァネート、またはビシクロヘプタントリイソシァネートの 、ずれかであること が好ましい。その中でもイソシァネートフエ-ルメタンのオリゴマー、トリス (イソシァネ ートフエ-ル)メタン、およびトリス (イソシァネートフエ-ル)チォホスフェートが特に好 ましい。
[0040] ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類は、前記の化合物を用い ることがでさる。
[0041] モノイソシァネートのオリゴマーまたはトリイソシァネートと、アミノフヱノール類または ヒドロキシアルキルフエノール類との反応は、前記のジイソシァネートから誘導される イソシァヌレートと、アミノフヱノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類との反応 と同様の方法で行うことができる。
[0042] 式(2)で示される化合物の中で、さらに下記式(9)一(14)で示されるものが好まし い。
[0043] [化 14]
[化 15]
式(9)一(14)において、 X、 R
2および kは前記と同様である。
式(9)の化合物は、トリス (イソシァネートフエ-ル)メタン、およびァミノフエノール類 、ヒドロキシアルキルフエノール類を反応させることにより製造される。トリス (イソシァネ ートフエ-ル)メタンを用いることにより、分岐型ポリフエノールイ匕合物を容易に得ること ができる。
ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類は、前記の化合物を用い ることがでさる。
トリス(イソシァネートフエ-ル)メタンと、ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキル フエノール類との反応は、前記のジイソシァネートから誘導されるイソシァヌレートと、 ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類との反応と同様の方法で行 うことができる。
[0045] 式(10)の化合物は、トリス (イソシァネートフエ-ル)チォホスフェート、およびァミノ フエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類を反応させることにより製造される 。トリス (イソシァネートフエ-ル)チォホスフェートを用いることにより、分岐型ポリフエノ ール化合物を容易に得ることができる。
ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類は、前記の化合物を用い ることがでさる。
トリス(イソシァネートフエ-ル)チォホスフェートと、ァミノフエノール類またはヒドロキ シアルキルフエノール類との反応は、前記のジイソシァネートから誘導されるイソシァ ヌレートと、アミノフヱノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類との反応と同様 の方法で行うことができる。
[0046] 式(11)の化合物は、イソシァネートフエ-ルメタンのオリゴマー、およびアミノフエノ ール類またはヒドロキシアルキルフエノール類を反応させることにより製造される。イソ シァネートフエ-ルメタンのオリゴマーを用いることにより、分岐型ポリフエノールイ匕合 物を容易に得ることができる。
ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類は、前記の化合物を用い ることがでさる。
イソシァネートフエ-ルメタンのオリゴマーと、ァミノフエノール類またはヒドロキシァ ルキルフエノール類との反応は、前記のジイソシァネートから誘導されるイソシァヌレ ートと、ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類との反応と同様の方 法で行うことができる。
[0047] 式(12)の化合物は、メシチレントリイソシァネート、およびァミノフエノール類または ヒドロキシアルキルフエノール類を反応させることにより製造される。メシチレントリイソ シァネートを用いることにより、分岐型ポリフエノールイ匕合物を容易に得ることができる ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類は、前記の化合物を用い ることがでさる。
メシチレントリイソシァネートと、ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノー ル類との反応は、前記のジイソシァネートから誘導されるイソシァヌレートと、ァミノフエ
ノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類との反応と同様の方法で行うことがで きる。
[0048] 式(13)の化合物は、トリイソシァネートベンゼン、およびァミノフエノール類またはヒ ドロキシアルキルフエノール類を反応させることにより製造される。トリイソシァネートべ ンゼンを用いることにより、分岐型ポリフエノールイ匕合物を容易に得ることができる。 ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類は、前記の化合物を用い ることがでさる。
トリイソシァネートベンゼンと、ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール 類との反応は、前記のジイソシァネートから誘導されるイソシァヌレートと、アミノフエノ ール類またはヒドロキシアルキルフエノール類との反応と同様の方法で行うことができ る。
[0049] 式(14)の化合物は、シクロへキサントリイソシァネート、およびァミノフエノール類ま たはヒドロキシアルキルフエノール類を反応させることにより製造される。シクロへキサ ントリイソシァネートを用いることにより、分岐型ポリフエノールイ匕合物を容易に得ること ができる。
ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類は、前記の化合物を用い ることがでさる。
シクロへキサントリイソシァネートと、ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエ ノール類との反応は、前記のジイソシァネートから誘導されるイソシァヌレートと、アミ ノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類との反応と同様の方法で行うこ とがでさる。
[0050] 前記式(9)一(14)で表される化合物のうち特に好ましいのは、下記式(26)—(32 )で表される化合物である。
[化 24]
本発明におけるレジストイ匕合物 (A)は、さらに下記式(3)で示されるものが好ましい
[化 27]
(式 (3)中、 R3は水素原子、炭素数 1一 12の非環状炭化水素基、炭素数 3— 12の環 状炭化水素基、および炭素数 1一 12の置換アルキル基カゝらなる群カゝら選ばれる置換 基であり、 X、 E2および kは前記と同様であり、 Bは式 (vi):
[化 28]
0
II H 2 (ν
— C― N― E2— X
(式 (vi)中、 Xと E2は前記と同様である。 )
で表される特性基または水素原子であり、 E
1及び E
1'は、同一でも異なっていてもよく
、それぞれ独立して単結合又は炭素数 1一 11の 2価の炭化水素基を表す。ただし、 E
1と E
1 'の炭素数の合計は 0— 11である。 Jは O—、— S NH—および単結合から なる群力 選ばれる置換基である。但し、複数個の B、
E
1 '、 E
2、 Jは、各々同一で も異なっていてもよい。 )
[0053] 式 (vi)の炭素数 1一 12の二価の非環状炭化水素基、炭素数 3— 12の二価の環状 炭化水素基、炭素数 1一 12の置換アルキレン基は、式(1)と同じものが例示できる。 炭素数 1一 11の 2価の炭化水素基 1、 E1 ' )としては、例えば、メチレン、エチレン、 プロピレン、ブチレン、ペンチレン、へキシレン、ヘプチレン、才クチレン、デシレン、ゥ ンデシレン等が挙げられる。
[0054] 式(3)の化合物は、ジイソシァネートから誘導されるビューレット体、アロハネート体 、またはウレタン体、およびァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類 を反応させることにより製造される。ジイソシァネートから誘導されるビューレット体、ァ ロハネート体、またはウレタン体を用いることにより、分岐型ポリフエノールイ匕合物を容 易に得ることができる。
[0055] ジイソシァネートから誘導されるビューレット体、アロハネート体、またはウレタン体は 特に限定されないが、トリレンジイソシァネート,ビス (イソシァネートフエ-ル)メタン、 ビス(イソシァネートシクロへキシル)メタン、フエ-レンジイソシァネート、シクロへキサ ンジイソシァネート、イソホロンジイソシァネート、へキサメチレンジイソシァネート、ビ ス(イソシァネートメチル)シクロへキサン、メタキシレンジイソシァネート、ノルボルナン ジイソシァネート、トリジンジイソシァネート、ナフタレンジイソシァネート、リジンジイソ シァネート、テトラメチルキシレンジイソシァネート、またはトリメチルへキサメチレンジ イソシァネートから誘導されるビューレット体、アロハネート体、またはウレタン体のい ずれかであることが好まし 、。その中でもへキサメチレンジイソシァネートから誘導さ れるビューレット体、およびトリレンジイソシァネートから誘導されるウレタン体が特に 好ましい。
[0056] ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類は、前記の化合物を用い ることがでさる。
[0057] ジイソシァネートから誘導されるビューレット体、アロハネート体、またはウレタン体と
、ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類との反応は、前記のジイソ シァネートから誘導されるイソシァヌレートと、アミノフヱノール類またはヒドロキシアル キルフエノール類との反応と同様の方法で行うことができる。
[0058] 式(3)で示される化合物の中で、さらに式(8)で示されるものが好ましい。
[0059] [化 29]
(式中 R3、 E2、 X、 J、 kは前記と同様である。但し、複数個の 、 E X、 Jは、各々同一 でも異なっていても良い。 )
R3が表す炭素数 1一 12の非環状炭化水素基、炭素数 3— 12の環状炭化水素基、 および炭素数 1一 12の置換アルキル基としては、式(1)と同じものが例示できる。
[0060] 式(8)の化合物は、ジイソシァネートから誘導されるウレタン体、およびアミノフエノ ール類またはヒドロキシアルキルフエノール類を反応させることにより製造される。ジィ ソシァネートから誘導されるウレタン体を用いることにより、分岐型ポリフエノールイ匕合 物を容易に得ることができる。
[0061] ジイソシァネートから誘導されるウレタン体は特に限定されないが、トリレンジイソシ ァネート、ビス(イソシァネートフエ-ル)メタン、ビス(イソシァネートシクロへキシル)メ タン、フエ-レンジイソシァネート、シクロへキサンジイソシァネート、イソホロンジイソシ ァネート、へキサメチレンジイソシァネート、ビス(イソシァネートメチル)シクロへキサン 、メタキシレンジイソシァネート、ノルボルナンジイソシァネート、トリジンジイソシァネー ト、ナフタレンジイソシァネート、リジンジイソシァネート、テトラメチルキシレンジイソシ ァネート、またはトリメチルへキサメチレンジイソシァネートから誘導されるウレタン体の
いずれかであることが好ましい。その中でもトリレンジイソシァネートから誘導されるゥ レタン体が特に好ましい。
[0062] ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類は、前記の化合物を用い ることがでさる。
[0063] ジイソシァネートから誘導されるウレタン体と、ァミノフエノール類またはヒドロキシァ ルキルフエノール類との反応は、前記のジイソシァネートから誘導されるイソシァヌレ ートと、ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類との反応と同様の方 法で行うことができる。
[0064] 前記式 (8)で表される化合物のうち特に好ましいのは、下記式(24)で表される化 合物である。
[0065] [化 30]
[0066] 本発明におけるレジストイ匕合物 (A)は、さらに下記式(7)で示されるものが好ましい
[0067] [化 31]
N、に 2 X ( 7 )
(式(7)中、 E2、 Xおよび kは前記と同様である。 )
[0068] 式(7)の化合物は、ジイソシァネートから誘導されるビューレット体、およびァミノフエ ノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類を反応させることにより製造される。ジ イソシァネートから誘導されるビューレット体を用いることにより、分岐型ポリフエノール 化合物を容易に得ることができる。
[0069] ジイソシァネートから誘導されるビューレット体は特に限定されないが、トリレンジイソ シァネート、ビス(イソシァネートフエ-ル)メタン、ビス(イソシァネートシクロへキシル) メタン、フエ-レンジイソシァネート,シクロへキサンジイソシァネート、イソホロンジイソ シァネート、へキサメチレンジイソシァネート、ビス(イソシァネートメチル)シクロへキサ ン、メタキシレンジイソシァネート、ノルボルナンジイソシァネート、トリジンジイソシァネ ート、ナフタレンジイソシァネート、リジンジイソシァネート、テトラメチルキシレンジイソ シァネート、またはトリメチルへキサメチレンジイソシァネートから誘導されるビューレツ ト体のいずれかであることが好ましい。その中でもへキサメチレンジイソシァネートから 誘導されるビューレット体が特に好まし 、。
[0070] ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類としては、前記の化合物を 用!/、ることができる。
[0071] ジイソシァネートから誘導されるビューレット体と、ァミノフエノール類またはヒドロキシ アルキルフエノール類との反応は、前記のジイソシァネートから誘導されるイソシァヌ レートと、アミノフヱノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類との反応と同様の 方法で行うことができる。
[0072] 前記式(7)で表される化合物のうち特に好ま 、のは、下記式(25)で表される化 合物である。
[化 32]
[0073] 本発明におけるレジストイ匕合物 (A)は、前記式(1)一(14)中の Xが下記式 (II)一( III)で表されるものが好ましい。
[化 33]
(II) (III)
(式 (II)一(III)中、 Aは前記と同様であり、 mは 1一 2の整数である。 )
[0074] Xが式 (II)で表される化合物は、イソシァネート基を 3以上有する化合物、およびァ ミノフエノール類を反応させることにより製造される。 Xが式 (III)で表される化合物は、 イソシァネート基を 3以上有する化合物、およびヒドロキシアルキルフエノール類を反 応させることにより製造される。イソシァネート基を 3以上有する化合物を用いることに より、分岐構造を有する分岐型ポリフエノールイ匕合物を容易に得ることができる。
[0075] イソシァネート基を 3以上有する化合物としては、前記の化合物を用いることができ
る。
[0076] ァミノフエノール類またはヒドロキシアルキルフエノール類は、イソシァネートとの反 応性がフ ノール性水酸基より高 、官能基を有してればよく、特に限定されな 、。
[0077] Xが式 (II)で表される化合物を製造する際に用いられるアミノフヱノール類として、 例えば P-ァミノフエノール、 m-ァミノフエノール、 o—ァミノフエノール、 4-アミノカテコ ール、 3—アミノカテコール、 2—アミノレゾルシノール、 4—アミノレゾルシノール、 5—アミ ノレゾルシノール、 2—ァミノハイドロキノン、 4ーァミノパイロガロール、 5—ァミノパイロガ ロール、 2—ァミノフロログリシノール等が挙げられる。特に p—ァミノフエノール、 m—アミ ノフエノールが好ましい。
[0078] Xが式 (III)で表される化合物を製造する際に用いられるヒドロキシアルキルフエノー ル類としては、 4—ヒドロキシメチルフエノール、 3—ヒドロキシメチルフエノール、 2—ヒド ロキシメチルフエノール、 4ーヒドロキシメチルカテコール、 3—ヒドロキシメチルカテコー キシメチルレゾルシノール、 2—ヒドロキシメチルハイドロキノン、 4ーヒドロキシメチルバ イロガロール、 5—ヒドロキシメチルバイロガロール等が挙げられる。特に 4ーヒドロキシ メチルフエノール、および 5—ヒドロキシメチルレゾルシノールが好まし!/、。
[0079] イソシァネート基を 3以上有する化合物と、アミノフェノール類またはヒドロキシアル キルフエノール類との反応は、前記の方法で行うことができる。
[0080] 本発明におけるレジストイ匕合物 (A)の窒素含有率は 1一 30質量%であるのが好ま しぐ 2— 15質量%であるのがさらに好ましぐ 5— 15質量%であるのが特に好ましい 。窒素元素含有率が上記範囲であると、感度 '解像度に優れ、パターン作製に必要 な耐熱性および基板密着性を有することが出来る。
[0081] 本発明におけるレジスト化合物(A)は、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プ ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートまたは乳酸ェチルに 23°Cで 5重量 %以上溶解することが好ましい。上記の条件を満たしていることにより、半導体工場 で使用できる安全溶媒の使用が可能となる。
[0082] 本発明のレジスト組成物は、上記記載のレジスト化合物 (A)を 1種以上含む。レジ ストィ匕合物を 1種用いると高感度、高解像度が得られることがあり、 2種以上用いると
成膜性基板密着性が向上することがある。
[0083] 本発明のレジスト組成物は、可視光線、紫外線、エキシマレーザー、電子線、 X線、 およびイオンビーム力 選ばれるいずれかの放射線の照射により直接的又は間接的 に酸を発生する酸発生剤 (B)を一種以上含む。
[0084] 前記レジスト化合物 (A)は、酸増幅型化合物であり、酸が共存すると、酸架橋剤 (C )とレジストイ匕合物 (A)力 分子間、または分子内で架橋し、アルカリ不溶物となる。酸 が共存しない部分は、アルカリ可溶物となるため、アルカリ現像可能なネガ型レジスト として利用できる。酸の発生方法は特に限定はしないが、例えば、紫外線、高工ネル ギ一等の放射線を照射することにより露光部に酸が発生する。
[0085] すなわち、本発明では、系内に酸が発生すれば、酸の発生方法は限定されない。 g 線、 i線などの紫外線の代わりにエキシマレーザーを使用すれば、より微細加工が可 能であるし、また高エネルギー線として電子線、 X線、イオンビームを使用すれば更 に微細加工が可能である。
[0086] 前記酸発生剤 (B)としては、下記式(33)— (40)で表される化合物力 なる群から 選択される少なくとも一種類であることが好ましい。
[0087] [化 34]
[0088] 式 (33)中、 R ま、同一でも異なっていても良ぐそれぞれ独立に、水素原子、炭素 数 1一 12の直鎖状アルキル基、炭素数 3— 12の分枝状アルキル基、炭素数 3— 12 の環状アルキル基、炭素数 1一 12の直鎖状アルコキシ基、炭素数 3— 12の分枝状 アルコキシ基、炭素数 3— 12の環状アルコキシ基、ヒドロキシル基、またはハロゲン原
子であり、 ΧΊま、炭素数 1一 12のアルキル基、炭素数 6— 12のァリール基、炭素数 1 一 12のハロゲン置換アルキル基、もしくは炭素数 6— 12のハロゲン置換ァリール基 を有するスルホン酸イオン、またはハロゲン化物イオンである。
前記式(33)で示される化合物は、トリフエ-ルスルホ -ゥムトリフルォロメタンスルホ ネート、トリフエ-ルスルホ-ゥムノナフルオロー η ブタンスルホネート、トリフエ-ルス ルホ -ゥムパーフルオロー η オクタンスルホネート、ジフエ-ルー 4 メチルフエ-ルス ルホ -ゥムトリフルォロメタンスルホネート、ジフエ-ルー 2, 4, 6—トリメチルフエ-ルス ルホ -ゥムトリフルォロメタンスルホネート、ジフエ-ルー 4 t ブトキシフエ-ルスルホ -ゥムトリフルォロメタンスルホネート、ジフエ-ルー 4 t ブトキシフエ-ルスルホ-ゥ ムノナフルオロー n ブタンスルホネート、ジフエ-ルー 4ーヒドロキシフエ-ルスルホ-ゥ ムトリフルォロメタンスルホネート、ビス(4 フルオロフェ -ル) 4—ヒドロキシフエ-ル スルホ -ゥムトリフルォロメタンスルホネート、ジフエ-ルー 4ーヒドロキシフエ-ルスルホ -ゥムノナフルオロー n ブタンスルホネート、ビス(4—ヒドロキシフエ-ル) フエ-ルス ルホ -ゥムトリフルォロメタンスルホネート、トリス(4ーメトキシフエ-ル)スルホ -ゥムトリ フルォロメタンスルホネート、トリス(4 フルオロフェ -ル)スルホ -ゥムトリフルォロメタ ンスノレホネート、トリフエニノレスノレホニゥムー p—トノレエンスノレホネート、トリフエニノレスノレ ホ -ゥムベンゼンスルホネート、ジフエ-ルー 2, 4, 6—トリメチルフエ-ルー p—トルエン スルホネート、ジフエ-ルー 2, 4, 6—トリメチルフエ-ルスルホ-ゥム— 2—トリフルォロメ チルベンゼンスルホネート、ジフエ-ルー 2, 4, 6—トリメチルフエ-ルスルホ-ゥムー 4 トリフルォロメチルベンゼンスルホネート、ジフエ-ルー 2, 4, 6 トリメチルフエ-ルス ルホ-ゥム— 2, 4—ジフルォロベンゼンスルホネート、ジフエ-ルー 2, 4, 6—トリメチル フエ-ノレスノレホニゥムへキサフノレオ口ベンゼンスノレホネート、ジフエ-ノレナフチノレスノレ ホ -ゥムトリフルォロメタンスルホネート、ジフエ-ルー 4ーヒドロキシフエ-ルスルホ-ゥ ムー p—トルエンスルホネート、トリフエニルスルホニゥム 10—カンファースルホネート、 およびジフエ-ルー 4—ヒドロキシフエ-ルスルホ -ゥム 10 カンファースルホネートか らなる群力も選択される少なくとも一種類であることが好ましい。
[0090] [化 35]
[0091] 式(34)中、 X—および R24は、式(33)の X—および R23と同様である。
[0092] 前記式(34)で示される化合物は、ビス(4 t ブチルフエ-ル)ョードニゥムトリフル ォロメタンスルホネート、ビス(4 t ブチルフエ-ル)ョード-ゥムノナフルオロー n—ブ タンスルホネート、ビス(4 t ブチルフエ-ル)ョードニゥムパーフルオロー n オクタン スルホネート、ビス(4 t ブチルフエニル)ョードニゥム p トルエンスルホネート、ビス( 4 t ブチルフエ-ル)ョード -ゥムベンゼンスルホネート、ビス(4 t ブチルフエ-ル )ョ一ドニゥム— 2—トリフルォロメチルベンゼンスルホネート、ビス(4 t ブチルフエ- ル)ョードニゥムー 4—トリフルォロメチルベンゼンスルホネート、ビス(4 t ブチルフエ -ル)ョードニゥム— 2, 4—ジフルォロベンゼンスルホネート、ビス(4 t ブチルフエ- ル)ョード -ゥムへキサフルォロベンゼンスルホネート、ビス(4 t ブチルフエ-ル)ョ 一ドニゥム 10—カンファースルホネート、ジフエ-ルョードニゥムトリフルォロメタンスル ホネート、ジフエ-ルョードニゥムノナフルオロー n ブタンスルホネート、ジフエニルョ 一ドニゥムパーフノレオロー n—オクタンスノレホネート、ジフエ-ノレョード -ゥム p—トノレェン スノレホネート、ジフエ-ノレョード -ゥムベンゼンスノレホネート、ジフエ-ノレョード -ゥム 1 0—カンファースルホネート、ジフエ-ルョードニゥムー2—トリフルォロメチルベンゼンス ルホネート、ジフエ-ルョードニゥムー 4 トリフルォロメチルベンゼンスルホネート、ジ フエ-ノレョード -ゥム—2, 4—ジフノレオ口ベンゼンスノレホネート、ジフエ-ノレョード-ゥ ムへキサフルォロベンゼンスルホネート、ビス(4 トリフルォロメチルフエ-ル)ョード
-ゥムトリフルォロメタンスルホネート、ビス(4 トリフルォロメチルフエ-ル)ョード-ゥ ムノナフルオロー n ブタンスルホネート、ビス(4 トリフルォロメチルフエ-ル)ョードニ ゥムパーフルオロー n オクタンスルホネート、ビス(4 トリフルォロメチルフエ-ル)ョー ドニゥム p—トルエンスルホネート、ビス(4—トリフルォロメチルフエ-ル)ョードニゥムべ
ンセンスルホネート、およびビス(4—トリフルォロメチルフエ-ル)ョード -ゥム 10 カン ファースルホネートからなる群力も選択される少なくとも一種類であることが好ましい。
[化 36]
[0094] 式(35)中、 Qは炭素数 1一 12のアルキレン基、炭素数 6— 12のァリーレン基、また は炭素数 1一 12のアルキレンォキシ基 (一 R'— O—、ただし、 R'は炭素数 1一 12のァ ルキレン基)であり、 R25は炭素数 1一 12のアルキル基、炭素数 6— 12のァリール基、 炭素数 1一 12のハロゲン置換アルキル基、または炭素数 6— 12のハロゲン置換ァリ ール基である。
[0095] 前記式(35)で示される化合物は、 N (トリフルォロメチルスルホ -ルォキシ)スクシ ンイミド、 N—(トリフルォロメチルスルホ -ルォキシ)フタルイミド、 N—(トリフルォロメチ ルスルホ -ルォキシ)ジフエ-ルマレイミド、 N— (トリフルォロメチルスルホ -ルォキシ) ビシクロ [2. 2. 1]ヘプト— 5—ェンー 2, 3—ジカルボキシイミド、 N— (トリフルォロメチル スルホ -ルォキシ)ナフチルイミド、 N—( 10—カンファースルホ -ルォキシ)スクシンィ ミド、 N—( 10—カンファースルホ -ルォキシ)フタルイミド、 N—(10—カンファースルホ -ルォキシ)ジフエ-ルマレイミド、 N—( 10—カンファースルホ -ルォキシ)ビシクロ [2 . 2. 1]ヘプト— 5—ェンー 2, 3—ジカルボキシイミド、 N—( 10 カンファースルホ -ルォ キシ)ナフチルイミド、 N—(n オクタンスルホ -ルォキシ)ビシクロ [2. 2. 1]ヘプト— 5 —ェン 2, 3—ジカルボキシイミド、 N—(n オクタンスルホ -ルォキシ)ナフチルイミド、 N—(p—トルエンスルホ -ルォキシ)ビシクロ [2. 2. 1]ヘプト— 5 ェンー 2, 3—ジカル ボキシイミド、 N—(p—トルエンスルホ -ルォキシ)ナフチルイミド、 N— (2—トリフルォロ メチルベンゼンスルホ -ルォキシ)ビシクロ [2. 2. 1]ヘプトー 5 ェンー 2, 3—ジカルボ キシイミド、 N— (2—トリフルォロメチルベンゼンスルホ -ルォキシ)ナフチルイミド、 N— (4 トリフルォロメチルベンゼンスルホ -ルォキシ)ビシクロ [2. 2. 1Ίヘプトー 5—ェン
-2, 3—ジカルポキシイミド、 N— (4—トリフルォロメチルベンゼンスルホ -ルォキシ)ナ フチルイミド、 N— (パーフルォロベンゼンスルホ -ルォキシ)ビシクロ [2. 2. 1]ヘプト —5 ェン— 2, 3—ジカルボキシイミド、 N— (パーフルォロベンゼンスルホ -ルォキシ) ナフチルイミド、 N—(l ナフタレンスルホ -ルォキシ)ビシクロ [2. 2. 1]ヘプト— 5—ェ ン— 2, 3—ジカルボキシイミド、 N—(l—ナフタレンスルホ -ルォキシ)ナフチルイミド、 N —(ノナフルオロー n ブタンスルホ -ルォキシ)ビシクロ [2. 2. 1]ヘプトー 5 ェンー 2, 3 ージカルボキシイミド、 N— (ノナフルオロー n ブタンスルホ -ルォキシ)ナフチルイミド、 N— (パーフルオロー n オクタンスルホ -ルォキシ)ビシクロ [2. 2. 1]ヘプト— 5—ェン 一 2, 3—ジカルボキシイミド、および N—(パーフルオロー n オクタンスルホニルォキシ )ナフチルイミドからなる群力も選択される少なくとも一種類であることが好ま 、。
[0096] [化 37]
0 0
R26— S-S-R26 (36)
II II
0 0
[0097] 式(36)中、 R26は、同一でも異なっていても良ぐそれぞれ独立に、炭素数 1一 12 の直鎖アルキル基、炭素数 3— 12の分枝アルキル基、炭素数 3— 12の環状アルキ ル基、炭素数 6— 12のァリール基、炭素数 3— 12のへテロァリール基、または炭素数 7— 12のァラルキル基である。前記各置換基は炭素数 1一 12のアルキル基、水酸基 、ハロゲン、炭素数 1一 12のハロアルキル基で置換されていてもよい。
[0098] 前記式(36)で示される化合物は、ジフエ-ルジスルフォン、ジ(4 メチルフエ-ル) ジスルフォン、ジナフチルジスルフォン、ジ(4 tert ブチルフエ-ル)ジスルフォン、 ジ(4ーヒドロキシフエ-ル)ジスルフォン、ジ(3—ヒドロキシナフチル)ジスルフォン、ジ( 4—フルオロフェ -ル)ジスルフォン、ジ(2 フルオロフェ -ル)ジスルフォン、およびジ (4 トルフルォロメチルフエ-ル)ジスルフォンからなる群から選択される少なくとも一 種類であることが好ましい。
[0099] [化 38]
O
R27— C=N-0-S-R27 (37)
I II CN O
[0100] 式(37)中、 R27は、同一でも異なっていても良ぐそれぞれ独立に、炭素数 1一 12 の直鎖アルキル基、炭素数 3— 12の分枝アルキル基、炭素数 3— 12の環状アルキ ル基、炭素数 6— 12のァリール基、炭素数 3— 12のへテロァリール基、または炭素数 7— 12のァラルキル基である。前記各置換基は炭素数 1一 12のアルキル基、ハロゲ ン、炭素数 1一 12のアルコキシル基で置換されて!、てもよ!/、。
[0101] 前記式(37)で示される化合物は、 α (メチルスルホ -ルォキシィミノ) フエ-ルァ セトニトリル、 α - (メチルスルホ -ルォキシィミノ) 4ーメトキシフエ-ルァセトニトリル、 a—(トリフルォロメチルスルホ -ルォキシィミノ) フエ-ルァセトニトリル、 α (トリフ ルォロメチルスルホ -ルォキシィミノ) 4ーメトキシフエ-ルァセトニトリル、 α - (ェチ ルスルホ -ルォキシィミノ) 4ーメトキシフエ-ルァセトニトリル、 α - (プロピルスルホ- ルォキシィミノ) 4 メチルフエ-ルァセトニトリル、および α (メチルスルホ-ルォキ シィミノ) 4 ブロモフエ-ルァセトニトリル力 なる群力 選択される少なくとも一種類 であることが好ましい。
[0102] [化 39]
[0103] 式(38)中、 は、同一でも異なっていても良ぐそれぞれ独立に、 1以上の塩素原 子および 1以上の臭素原子を有するハロゲン化アルキル基である。ハロゲンィ匕アルキ ル基の炭素原子数は 1一 5が好まし 、。
前記式(38)で示される化合物は、モノクロロイソシァヌール酸、モノブロモイソシァ
ヌール酸、ジクロロイソシァヌール酸、ジプロモイソシァヌール酸、トリクロ口イソシァヌ ール酸、およびトリブロモイソシァヌール酸力 なる群力 選択される少なくとも一種 類であることが好ましい。
[0104] [化 40]
(39)
[化 41]
[0105] 式(39)および (40)中、 R29および R3Qはそれぞれ独立に、メチル基、ェチル基、 n- プロピル基、イソプロピル基等の炭素原子数 1一 3のアルキル基;シクロペンチル基、 シクロへキシル基等の炭素原子数 3— 12のシクロアルキル基;メトキシ基、エトキシ基 、プロポキシ基等の炭素原子数 1一 3のアルコキシル基;フエ-ル基、トルィル基、ナ フチル基等のァリール基であり、好ましくは、炭素原子数 6— 10のァリール基である。 L29および L3Qはそれぞれ独立に 1, 2—ナフトキノンジアジド基を有する有機基である。 1, 2—ナフトキノンジアジド基を有する有機基としては、具体的には、 1, 2-ナフトキノ ンジアジドー 4ースルホ-ル基、 1, 2—ナフトキノンジアジドー 5—スルホ-ル基、 1、 2— ナフトキノンジアジドー 6—スルホ -ル基等の 1 , 2—キノンジアジドスルホ-ル基を好ま しいものとして挙げることができる。特に、 1, 2—ナフトキノンジアジドー 4ースルホ-ル 基および 1, 2—ナフトキノンジアジドー 5—スルホ-ル基が好ましい。 pは 1一 3の整数、 qは 0— 4の整数、かつ l≤p + q≤5である。 J29は単結合、炭素原子数 2— 4のポリメチ レン基、炭素原子数 3— 10のシクロアルキレン基、炭素原子数 6— 10のフヱ-レン基 、下記式 (41) :
[化 42]
で表わされる置換基、 -R -C ( = O)— R—、 -R -C ( = O)— O— R—、 -R -C ( = O) NH— R
b—、又は O— R
d (但し、 R
aと R
bは同一でも異なっていてもよぐそれぞ れ独立して単結合又は炭素数 1一 3のアルキレン基を表し、 R
aと R
bの炭素数の合計 は 0— 3であり; と R
dは同一でも異なっていてもよぐそれぞれ独立して単結合又は 炭素数 1一 4のアルキレン基を表し、 と R
dの炭素数の合計は 0— 4である)であり、 Y 2
9は水素原子、炭素原子数 1一 3のアルキル基、または炭素原子数 6— 10のァリール 基であり、 X
29および X
3Qは、それぞれ下記式 (42):
[0106] [化 43]
式 (42)中、 まそれぞれ独立に、炭素原子数 1一 3のアルキル基、炭素原子数 3— 10のシクロアルキル基、または炭素原子数 6— 10のァリール基であり、 R
32は炭素原 子数 1一 3のアルキル基、炭素原子数 3— 10のシクロアルキル基、または炭素原子数 1一 3のアルコキシル基であり、 rは 0— 3の整数である。 )
で示される基である。
[0107] その他の酸発生剤として、ビス(p—トルエンスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス(2, 4—ジ メチルフエ-ルスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス(tert—ブチルスルホ -ル)ジァゾメタン 、ビス(n—ブチルスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス(イソブチルスルホ -ル)ジァゾメタン 、ビス(イソプロピルスルホ -ル)ジァゾメタン、ビス(n プロピルスルホ -ル)ジァゾメタ ン、ビス(シクロへキシルスルホ -ル)ジァゾメタンなどのビススルホ-ルジァゾメタン類 、 2— (4—メトキシフエ-ル) 4, 6— (ビストリクロロメチル)—1, 3, 5—トリアジン、 2— (4
ーメトキシナフチル) 4, 6— (ビストリクロロメチル)—1, 3, 5—トリァジン、トリス(2, 3- ジブロモプロピノレ)—1, 3, 5—トリアジン、トリス(2, 3 ジブロモプロピル)イソシァヌレ ートなどのハロゲン含有トリァジン誘導体等が挙げられる。
[0108] また、上記酸発生剤 (B)は、単独で、または 2種以上を使用することができる。本発 明の組成物において、酸発生剤の使用量は、レジストイ匕合物 100重量部当り、 0.1— 30重量部が好ましぐより好ましくは 0.5— 20重量部、さらに好ましくは 1一 15重量部 である。上記範囲であると、感度、解像度、レジストパターンの断面形状が良好である ので好ましい。
[0109] 本発明のレジスト組成物は、酸架橋剤 (C)を一種以上をも含む。酸架橋剤 (C)とは 、酸発生剤 (B)から発生した酸の存在下で、レジストイ匕合物 (A)を分子内又は分子 間架橋し得る化合物である。このような架橋剤(C)としては、例えばレジストイ匕合物( A)との架橋反応性を有する 1種以上の置換基 (以下、「架橋性置換基」という。)を有 する化合物を挙げることができる。
[0110] このような架橋性置換基の具体例としては、例えば (i)ヒドロキシ (C1 C6アルキル 基)、 C1 C6アルコキシ(CI— C6アルキル基)、ァセトキシ(C1 C6アルキル基)等 のヒドロキシアルキル基またはそれら力も誘導される置換基;(ii)ホルミル基、カルボ キシ (ci C6アルキル基)等のカルボ-ル基またはそれら力 誘導される置換基;(m )ジメチルァミノメチル基、ジェチルァミノメチル基、ジメチロールアミノメチル基、ジェ チロールアミノメチル基、モルホリノメチル基等の含窒素基含有置換基;(iv)グリシジ ルエーテル基、グリシジルエステル基、グリシジルァミノ基等のグリシジル基含有置換 基;(V)ベンジルォキシメチル基、ベンゾィルォキシメチル基等の、 C1 C6ァリルォ キシ(C1 C6アルキル基)、 C1 C6ァラルキルォキシ(CI— C6アルキル基)等の芳 香族基から誘導される置換基;(vi)ビュル基、イソプロぺニル基等の重合性多重結 合含有置換基等を挙げることができる。本発明の架橋剤の架橋性置換基としては、ヒ ドロキシアルキル基、およびアルコキシアルキル基等が好ましぐ特にアルコキシメチ ル基が好ましい。
[0111] 前記架橋性置換基を有する酸架橋剤 (C)としては、例えば (i)メチロール基含有メ ラミンィ匕合物、メチロール基含有べンゾグアナミンィ匕合物、メチロール基含有ウレァ化
合物、メチロール基含有グリコールゥリルイ匕合物、メチロール基含有フエノールイ匕合 物等のメチロール基含有ィ匕合物;(ϋ)アルコキシアルキル基含有メラミンィ匕合物、ァ ルコキシアルキル基含有べンゾグアナミン化合物、アルコキシアルキル基含有ウレァ 化合物、アルコキシアルキル基含有グリコールゥリル化合物、アルコキシアルキル基 含有フエノールイ匕合物等のアルコキシアルキル基含有ィ匕合物;(m)カルボキシメチル 基含有メラミン化合物、カルボキシメチル基含有べンゾグアナミンィ匕合物、カルボキシ メチル基含有ウレァ化合物、カルボキシメチル基含有グリコールゥリル化合物、カル ボキシメチル基含有フエノールイ匕合物等のカルボキシメチル基含有ィ匕合物;(iv)ビス フエノール A系エポキシ化合物、ビスフエノール F系エポキシ化合物、ビスフエノール S系エポキシ化合物、ノボラック榭脂系エポキシ化合物、レゾール榭脂系エポキシィ匕 合物、ポリ(ヒドロキシスチレン)系エポキシィ匕合物等のエポキシィ匕合物等を挙げること ができる。
[0112] 酸架橋剤 (C)としては、さら〖こ、フエノール性水酸基を有する化合物、ならびにアル カリ可溶性榭脂中の酸性官能基に前記架橋性置換基を導入し、架橋性を付与した 化合物および榭脂を使用することができる。その場合の架橋性置換基の導入率は、 フエノール性水酸基を有する化合物、およびアルカリ可溶性榭脂中の全酸性官能基 に対して、通常、 5— 100モル%、好ましくは 10— 60モル%、さらに好ましくは 15— 4
0モル%に調節される。上記範囲であると、架橋反応が十分起こり、残膜率の低下、 ノ《ターンの膨潤現象や蛇行等が避けられるので好ましい。
[0113] 本発明のレジスト組成物において酸架橋剤(C)は、アルコキシアルキル化ゥレア化 合物もしくはその榭脂、またはアルコキシアルキルィ匕グリコールゥリルイ匕合物もしくは その樹脂が好ましい。特に好ましい酸架橋剤(C)としては、下記式 (43)—(45)で示 される化合物及びアルコキシメチル化メラミンィ匕合物を挙げることができる(酸架橋剤 (Cl) )。
[0114] 式 (43)—(45)において R5は、水素原子、炭素数 1一 6のアルキル基、又は炭素数 2— 6のァシル基を表す。炭素数 1一 6のアルキル基は、更に炭素数 1一 3のアルキル 基が好ましぐ例えばメチル基、ェチル基、プロピル基が挙げられる。炭素数 2— 6の ァシル基は、更に炭素数 2— 4のァシル基が好ましぐ例えばァセチル基、プロピオ- ル基が挙げられる。式 (43)における R6— R9は、水素原子、水酸基、炭素数 1一 6の アルキル基、又は炭素数 1一 6のアルコキシル基を表す。炭素数 1一 6のアルキル基 は、更に炭素数 1一 3のアルキル基が好ましぐ例えばメチル基、ェチル基、プロピル 基が挙げられる。炭素数 1一 6のアルコキシル基は、更に炭素数 1一 3のアルコキシル 基が好ましくは、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基が挙げられる。 X2は、単 結合、メチレン基、又は酸素原子を表し、単結合又はメチレン基が好ましい。尚、 R5 一 R9、 X2は、上記で例示した基に、更にメチル基、ェチル基等のアルキル基、メトキ シ基、エトキシ基等のアルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子などの置換基を有してい てもよい。複数個のお、 R6— R9は、各々同一でも異なっていてもよい。
[0115] 式 (43)で表される化合物として具体的には、例えば、以下に示される化合物等を 挙げることができる。
[化 45]
OC¾
式 (44)で表される化合物として具体的には、例えば、 N, N, N, N—テトラ (メトキシ メチル)グリコールゥリル、 N, N, N, N—テトラ(エトキシメチル)グリコールゥリル、 N, N, N, N—テトラ(n プロポキシメチル)グリコールゥリル、 N, N, N, N—テトラ(イソプ ロポキシメチル)グリコールゥリル、 N, N, N, N—テトラ(n ブトキシメチル)グリコール ゥリル、 N, N, N, N—テトラ(t ブトキシメチル)グリコールゥリル等を挙げることができ る。この中で、特に、 N, N, N, N—テトラ (メトキシメチル)グリコールゥリルが好ましい
[0116] 式 (45)で表される化合物として具体的には、例えば、以下に示される化合物等を 挙げることができる。
[化 46]
[0117] アルコキシメチル化メラミン化合物として具体的には、例えば、 N, N, N, N, N, N キサ(メトキシメチル)メラミン、 N, N, N, N, N, N キサ(エトキシメチル)メラミ ン、 N, N, N, N, N, N キサ(n プロボキシメチル)メラミン、 N, N, N, N, N, N キサ(イソプロポキシメチル)メラミン、 N, N, N, N, N, N—へキサ(n ブトキシメ チル)メラミン、 N, N, N, N, N, N キサ(t ブトキシメチル)メラミン等を挙げること ができる。この中で特に、 N, N, N, N, N, N—へキサ(メトキシメチル)メラミンが好ま
しい。
[0118] 前記酸架橋剤 (C1)は、例えば尿素化合物またはグリコールゥリルイ匕合物、および ホルマリンを縮合反応させてメチロール基を導入した後、さらにメチルアルコール、ェ チルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等の低級アルコール類で エーテルィ匕し、次 、で反応液を冷却して析出する化合物またはその榭脂を回収する ことで得られる。また前記酸架橋剤(C1)は、 CYMEL (商品名、三井サイアナミツド 製)、ユカラック (三和ケミカル (株)製)のような市販品としても入手することができる。
[0119] また、他の特に好ましい酸架橋剤(C)として、分子内にベンゼン環を 1一 6有し、ヒド ロキシアルキル基及び Z又はアルコキシアルキル基を分子内全体に 2以上有し、該 ヒドロキシアルキル基及び Z又はアルコキシアルキル基が前記いずれかのベンゼン 環に結合して 、るフ ノール誘導体を挙げることができる(酸架橋剤 (C2) )。好ましく は、分子量が 1500以下、分子内にベンゼン環を 1一 6有し、ヒドロキシアルキル基及 び Z又はアルコキシアルキル基を合わせて 2以上有し、該ヒドロキシアルキル基及び /又はアルコキシアルキル基が前記ベンゼン環のいずれか一、または、複数のベン ゼン環に結合してなるフエノール誘導体を挙げることができる。
[0120] ベンゼン環に結合するヒドロキシアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、 2—ヒドロ キシェチル基、及び 2—ヒドロキシー 1—プロピル基などの炭素数 1一 6のものが好まし い。ベンゼン環に結合するアルコキシアルキル基としては、炭素数 2— 6のものが好ま しい。具体的にはメトキシメチル基、エトキシメチル基、 n プロポキシメチル基、イソプ 口ポキシメチル基、 n ブトキシメチル基、イソブトキシメチル基、 sec ブトキシメチル基 、 t ブトキシメチル基、 2—メトキシェチル基、及び、 2—メトキシー 1 プロピル基が好ま しい。
[0121] これらのフエノール誘導体の内、特に好ましいものを以下に挙げる。
[化 47]
[化 50]
[化 52]
[0122] 上記式中、 L1一 L8は、同じであっても異なっていてもよぐそれぞれ独立して、ヒドロ キシメチル基、メトキシメチル基又はエトキシメチル基を示す。ヒドロキシメチル基を有 するフエノール誘導体は、対応するヒドロキシメチル基を有さないフエノールイ匕合物( 上記式にぉ 、て L1一 L8が水素原子である化合物)とホルムアルデヒドを塩基触媒下 で反応させること〖こよって得ることができる。この際、榭脂化やゲルィ匕を防ぐために、 反応温度を 60°C以下で行うことが好ましい。具体的には、特開平 6— 282067号公報 、特開平 7-64285号公報等に記載されている方法にて合成することができる。
[0123] アルコキシメチル基を有するフエノール誘導体は、対応するヒドロキシメチル基を有 するフエノール誘導体とアルコールを酸触媒下で反応させることによって得ることがで きる。この際、榭脂化やゲルィ匕を防ぐために、反応温度を 100°C以下で行うことが好 ましい。具体的には、 EP632003A1等に記載されている方法にて合成することがで きる。
[0124] このようにして合成されたヒドロキシメチル基及び Z又はアルコキシメチル基を有す るフエノール誘導体は、保存時の安定性の点で好ましいが、アルコキシメチル基を有 するフエノール誘導体は保存時の安定性の観点から特に好ましい。酸架橋剤 (C2) は、単独で使用してもよぐまた 2種以上を組み合わせて使用してもよい。
[0125] また、他の特に好ま 、酸架橋剤 (C)として、少なくとも一つの aーヒドロキシイソプ 口ピル基を有する化合物を挙げることができる (架橋剤 (C3) )。 aーヒドロキシイソプロ
ピル基を有する限り、その構造に特に限定はない。また、上記 α—ヒドロキシイソプロ ピル基中のヒドロキシル基の水素原子を 1種以上の酸解離性基 (R— COO—基、 R-S Ο -基等、 Rは、炭素数 1一 12の直鎖状炭化水素基、炭素数 3— 12の環状炭化水
2
素基、炭素数 1一 12のアルコキシ基、炭素数 3— 12の 1 分岐アルキル基、および炭 素数 6— 12の芳香族炭化水素基力もなる群力も選ばれる置換基を表す)で置換され ていてもよい。上記 α—ヒドロキシイソプロピル基を有する化合物としては、例えば、少 なくとも 1つの α—ヒドロキシイソプロピル基を含有する置換又は非置換の芳香族系ィ匕 合物、ジフエニル化合物、ナフタレンィ匕合物、フラン化合物等の 1種又は 2種以上が 挙げられる。具体的には、例えば、下記一般式 (46)で表される化合物(以下、「ベン ゼン系化合物 (46)」という。)、下記一般式 (47)で表される化合物(以下、「ジフ 二 ル系化合物 (47)」という。)、下記一般式 (48)で表される化合物(以下、「ナフタレン 系化合物 (48)」と 、う。)、及び下記一般式 (49)で表される化合物(以下、「フラン系 化合物 (49)」と 、う。 )等が挙げられる。
[化 53]
上記一般式 (46)— (49)中、各 Α
2は独立に α—ヒドロキシイソプロピル基又は水素 原子を示し、かつ少なくとも 1の Α
2が α -ヒドロキシイソプロピル基である。また、一般 式 (46)中、 R
51は水素原子、ヒドロキシル基、炭素数 2— 6の直鎖状若しくは分岐状の
アルキルカルボニル基、又は炭素数 2— 6の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシカル ボニル基を示す。更に、一般式 (47)中、 R
52は単結合、炭素数 1一 5の直鎖状若しく は分岐状のアルキレン基、 O CO—、又は COO を示す。また、一般式 (49) 中、 R
53及び R
54は、相互に独立に水素原子又は炭素数 1一 6の直鎖状若しくは分岐 状のアルキル基を示す。
上記ベンゼン系化合物(46)として具体的には、例えば、 aーヒドロキシイソプロピル ベンゼン、 1, 3 ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)ベンゼン、 1, 4 ビス(α—ヒドロキシ イソプロピル)ベンゼン、 1, 2, 4—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル)ベンゼン、 1, 3, 5—トリス ( aーヒドロキシイソプロピル)ベンゼン等の ocーヒドロキシイソプロピルべンゼ ン類; 3— aーヒドロキシイソプロピルフエノール、 4— aーヒドロキシイソプロピルフエノー ル、 3, 5 ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)フエノール、 2, 4, 6—トリス(α—ヒドロキシ イソプロピル)フエノール等の aーヒドロキシイソプロピルフエノール類; 3— aーヒドロキ シイソプロピルフエニル 'メチルケトン、 4 aーヒドロキシイソプロピルフエニル'メチル ケトン、 4— α—ヒドロキシイソプロピルフエニル 'ェチルケトン、 4— α—ヒドロキシイソプ 口ピルフエ-ル ·η プロピルケトン、 4— a—ヒドロキシイソプロピルフエ-ル 'イソプロピ ルケトン、 4— aーヒドロキシイソプロピルフエニル · n—ブチルケトン、 4— a—ヒドロキシィ ソプロピルフエニル · tーブチルケトン、 4— a—ヒドロキシイソプロピルフエニル · n ペン チルケトン、 3, 5—ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)フエ-ル 'メチルケトン、 3, 5—ビス ( α—ヒドロキシイソプロピル)フエ-ル 'ェチルケトン、 2, 4, 6—トリス(α—ヒドロキシィ ソプロピル)フエ-ル 'メチルケトン等の α ヒドロキシイソプロピルフエ-ル 'アルキル ケトン類; 3— aーヒドロキシイソプロピル安息香酸メチル、 4— aーヒドロキシイソプロピ ル安息香酸メチル、 4—α—ヒドロキシイソプロピル安息香酸ェチル、 4—α—ヒドロキシ イソプロピル安息香酸 η プロピル、 4 aーヒドロキシイソプロピル安息香酸イソプロピ ル、 4— α—ヒドロキシイソプロピル安息香酸 n—ブチル、 4— α—ヒドロキシイソプロピル 安息香酸 tーブチル、 4—α—ヒドロキシイソプロピル安息香酸 n ペンチル、 3, 5—ビス ( a—ヒドロキシイソプロピル)安息香酸メチル、 3, 5—ビス( atーヒドロキシイソプロピル) 安息香酸ェチル、 2, 4, 6—トリス —ヒドロキシイソプロピル)安息香酸メチル等の 4 aーヒドロキシイソプロピル安息香酸アルキル類等が挙げられる。
また、上記ジフエニル系化合物(47)として具体的には、例えば、 3—0;—ヒドロキシィ ソプロピルビフエ-ル、 4— α—ヒドロキシイソプロピルビフエ-ル、 3, 5—ビス(α—ヒドロ キシイソプロピル)ビフエ-ル、 3, 3 '—ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)ビフエ-ル、 3 , 4' ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)ビフエ-ル、 4, 4' ビス(α—ヒドロキシイソプロ ピル)ビフエ-ル、 2, 4, 6—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル)ビフエ-ル、 3, 3', 5—ト リス(α—ヒドロキシイソプロピル)ビフエ-ル、 3, 4', 5—トリス(α—ヒドロキシイソプロピ ル)ビフエニル、 2, 3', 4, 6,ーテトラキス(α—ヒドロキシイソプロピル)ビフエ-ル、 2, 4, 4', 6,ーテトラキス(α—ヒドロキシイソプロピル)ビフエ-ル、 3, 3', 5, 5'—テトラキ ス(α—ヒドロキシイソプロピル)ビフエ-ル、 2, 3', 4, 5', 6—ペンタキス(α—ヒドロキ シイソプロピル)ビフエ-ル、 2, 2', 4, 4', 6, 6' キサキス(α—ヒドロキシイソプロピ ル)ビフエ-ル等の a—ヒドロキシイソプロピルビフエ-ル類; 3— aーヒドロキシイソプロ ピルジフエニルメタン、 4— aーヒドロキシイソプロピルジフエニルメタン、 1— (4— aーヒド ロキシイソプロピルフエ-ル)—2 フエ-ルェタン、 1— (4— aーヒドロキシイソプロピル フエ-ル)—2 フエ-ルプロパン、 2— (4— aーヒドロキシイソプロピルフエ-ル)—2—フ ェ-ルプロパン、 1— (4— aーヒドロキシイソプロピルフエ-ル)—3 フエ-ルプロパン、 1— (4— a—ヒドロキシイソプロピルフエ-ル) 4—フエ-ルブタン、 1— (4— a—ヒドロキ シイソプロピルフエ-ル)— 5—フエ-ルペンタン、 3, 5—ビス(α—ヒドロキシイソプロピ ルジフエ-ルメタン、 3, 3'—ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルメタン、 3, 4'— ビス( α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルメタン、 4, 4' ビス ( aーヒドロキシイソプロ ピル)ジフエ-ルメタン、 1, 2—ビス(4— α—ヒドロキシイソプロピルフエ-ル)ェタン、 1 , 2 ビス(4— α—ヒドロキシプロピルフエ-ル)プロパン、 2, 2—ビス(4— α—ヒドロキシ プロピルフエ-ル)プロノ ン、 1 , 3—ビス(4— —ヒドロキシプロピルフエ-ル)プロパン 2, 4, 6—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルメタン、 3, 3', 5—トリス(α—ヒ ドロキシイソプロピル)ジフエ-ルメタン、 3, 4', 5—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル) ジフエ-ルメタン、 2, 3', 4, 6—テトラキス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルメタ ン、 2, 4, 4', 6—テトラキス —ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルメタン、 3, 3', 5, 5 'ーテトラキス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルメタン、 2, 3', 4, 5', 6 ペンタキ ス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルメタン、 2, 2', 4, 4', 6, 6'—へキサキス(α
—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルメタン等のひーヒドロキシイソプロピルジフエ-ルァ ルカン類; 3— aーヒドロキシイソプロピルジフエ-ルエーテル、 4— aーヒドロキシイソプ 口ピルジフエ-ルエーテル、 3, 5—ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルエーテ ル、 3, 3'—ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルエーテル、 3, 4'—ビス(α—ヒド ロキシイソプロピル)ジフエ-ルエーテル、 4, 4' ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジ フエ-ルエーテル、 2, 4, 6—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルエーテル、 3, 3', 5—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルエーテル、 3, 4', 5—トリス(α —ヒドロキシイソプロピル)ジフエニルエーテル、 2, 3' , 4, 6—テトラキス(α—ヒドロキシ イソプロピル)ジフエ-ルエーテル、 2, 4, 4', 6—テトラキス(α—ヒドロキシイソプロピ ル)ジフエ-ルエーテル、 3, 3', 5, 5'—テトラキス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ -ルエーテル、 2, 3', 4, 5', 6 ペンタキス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルェ 一テル、 2, 2', 4, 4', 6, 6'—へキサキス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルエー テル等の αーヒドロキシイソプロピルジフエ-ルエーテル類; 3— a—ヒドロキシイソプロ ピルジフエ二ルケトン、 4— α—ヒドロキシイソプロピルジフエ二ルケトン、 3, 5—ビス(α —ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルケトン、 3, 3'—ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジ フエ二ルケトン、 3, 4' ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルケトン、 4, 4' ビス ( α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルケトン、 2, 4, 6—トリス(α—ヒドロキシイソプロ ピル)ジフエ-ルケトン、 3, 3', 5—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルケトン 、 3, 4', 5—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルケトン、 2, 3', 4, 6—テトラキ ス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルケトン、 2, 4, 4', 6—テトラキス(α—ヒドロキ シイソプロピル)ジフエ-ルケトン、 3, 3', 5, 5'—テトラキス(α—ヒドロキシイソプロピル )ジフエニノレケトン、 2, 3', 4, 5', 6 ペンタキス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ- ルケトン、 2, 2', 4, 4', 6, 6'—へキサキス(α—ヒドロキシイソプロピル)ジフエ-ルケト ン等の αーヒドロキシイソプロピルジフエ-ルケトン類; 3— aーヒドロキシイソプロピル安 息香酸フヱ-ル、 4 α—ヒドロキシイソプロピル安息香酸フエ-ル、安息香酸 3— α— ヒドロキシイソプロピルフエ-ル、安息香酸 4— α—ヒドロキシイソプロピルフエ-ル、 3, 5—ビス ( a—ヒドロキシイソプロピル)安息香酸フエ-ル、 3— aーヒドロキシイソプロピル 安息香酸 3— aーヒドロキシイソプロピルフエ-ル、 3— aーヒドロキシイソプロピル安息
香酸 4 aーヒドロキシイソプロピルフエ-ル、 4 aーヒドロキシイソプロピル安息香酸 3 - aーヒドロキシイソプロピルフエ-ル、 4— aーヒドロキシイソプロピル安息香酸 4— a - ヒドロキシイソプロピルフエ-ル、安息香酸 3, 5—ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)フエ -ル、 2, 4, 6—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル)安息香酸フエ-ル、 3, 5—ビス(α— ヒドロキシイソプロピル)安息香酸 3—ひーヒドロキシイソプロピルフエ-ル、 3, 5—ビス( a—ヒドロキシイソプロピル)安息香酸 4— a—ヒドロキシイソプロピルフエ-ル、 3— α— ヒドロキシイソプロピル安息香酸 3, 5—ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)フエ-ル、 4— a—ヒドロキシイソプロピル安息香酸 3, 5—ビス ( a—ヒドロキシイソプロピル)フエ-ル、 安息香酸 2, 4, 6—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル)フエ-ル、 2, 4, 6—トリス(α—ヒ ドロキシイソプロピル)安息香酸 3—ひ—ヒドロキシイソプロピルフエ-ル、 2, 4, 6—トリス ( α—ヒドロキシイソプロピル)安息香酸 4— α—ヒドロキシイソプロピルフエ-ル、 3, 5— ビス( aーヒドロキシイソプロピル)安息香酸 3, 5—ビス( atーヒドロキシイソプロピル)フエ -ル、 3— α—ヒドロキシイソプロピル安息香酸 2, 4, 6—トリス(α—ヒドロキシイソプロピ ル)フエ-ル、 4— α—ヒドロキシイソプロピル安息香酸 2, 4, 6—トリス(α—ヒドロキシィ ソプロピル)フエ-ル、 2, 4, 6—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル)安息香酸 3, 5 ビス ( a—ヒドロキシイソプロピル)フエ-ル、 3, 5—ビス ( a—ヒドロキシイソプロピル)安息香 酸 2, 4, 6—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル)フエ-ル、 2, 4, 6—トリス( α—ヒドロキシ イソプロピル)安息香酸 2, 4, 6—トリス( atーヒドロキシイソプロピル)フエ-ル等の αーヒ ドロキシイソプロピル安息香酸フエ-ル類等が挙げられる。
更に、上記ナフタレン系化合物 (48)として具体的には、例えば、 1 —ヒドロキシ イソプロピル)ナフタレン、 2— ( α—ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、 1, 3—ビス(α—
、 1, 5 ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、 1, 6 ビス(α—ヒドロキシイソプ 口ピル)ナフタレン、 1, 7—ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、 2, 6 ビス(α —ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、 2, 7—ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)ナフタレ ン、 1, 3, 5—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、 1, 3, 6—トリス(α—ヒドロ キシイソプロピル)ナフタレン、 1, 3, 7—トリス(α—ヒドロキシイソプロピル)ナフタレン、
イソプロピル)ナフタレン、 1, 3, 5, 7—テトラキス(α—ヒドロキシイソプロピル)ナフタレ ン等が挙げられる。
[0130] また、上記フラン系化合物 (49)として具体的には、例えば、 3—( α—ヒドロキシイソ プロピル)フラン、 2 メチル 3— ( α—ヒドロキシイソプロピル)フラン、 2—メチルー 4— ( a—ヒドロキシイソプロピル)フラン、 2—ェチルー 4— ( a—ヒドロキシイソプロピル)フラン 、 2 n プロピル 4— ( α—ヒドロキシイソプロピル)フラン、 2 イソプロピノレー 4— ( α—ヒ ドロキシイソプロピル)フラン、 2 η—ブチルー 4— ( α—ヒドロキシイソプロピル)フラン、 2 tーブチルー 4— ( aーヒドロキシイソプロピル)フラン、 2— n ペンチルー 4— ( aーヒドロキ シイソプロピル)フラン、 2, 5 ジメチルー 3— ( α—ヒドロキシイソプロピル)フラン、 2, 5 —ジェチルー 3— (ひ一ヒドロキシイソプロピル)フラン、 3, 4—ビス(α—ヒドロキシイソプロ ピル)フラン、 2, 5 ジメチルー 3, 4 ビス(α—ヒドロキシイソプロピル)フラン、 2, 5—ジ ェチルー 3, 4—ビス ( a—ヒドロキシイソプロピル)フラン等を挙げることができる。
[0131] 上記酸架橋剤 (C3)としては、遊離の ocーヒドロキシイソプロピル基を 2以上有する 化合物が好ましぐ aーヒドロキシイソプロピル基を 2以上有するベンゼン系化合物(4 6)、 aーヒドロキシイソプロピル基を 2以上有するジフエ-ル系化合物(47)、 aーヒドロ キシイソプロピル基を 2個以上有するナフタレン系化合物(48)が更に好ましぐ α—ヒ ドロキシイソプロピル基を 2個以上有する α—ヒドロキシイソプロピルビフエ-ル類、 α ーヒドロキシイソプロピル基を 2個以上有するナフタレン系化合物(48)が特に好ましい
[0132] 上記酸架橋剤 (C3)は、通常、 1, 3—ジァセチルベンゼン等のァセチル基含有ィ匕 合物に、 CH MgBr等のグリニャール試薬を反応させてメチル化した後、加水分解す
3
る方法や、 1, 3—ジイソプロピルベンゼン等のイソプロピル基含有ィ匕合物を酸素等で 酸化して過酸化物を生成させた後、還元する方法により得ることができる。
[0133] 本発明にお ヽて酸架橋剤 (C)の配合割合は、上記レジスト化合物 (A) 100重量部 あたり 0. 5— 70重量部、好ましくは 0. 5— 40重量部、より好ましくは 1一 30重量部で ある。上記酸架橋剤 (C)の配合割合を 0. 5重量部以上とすると、上記榭脂 (A)のァ ルカリ現像液に対する溶解性の抑制効果を向上させ、残膜率が低下したり、パター ンの膨潤や蛇行が生じるのを抑制することができるので好ましぐ一方、 70重量部以
下とすると、レジストとしての耐熱性の低下を抑制できることから好ま 、。
[0134] また、上記酸架橋剤 (C)中の上記酸架橋剤 (C1)、酸架橋剤 (C2)、酸架橋剤 (C3 )力も選ばれる少なくとも 1種の化合物の配合割合も特に限定はなぐレジストパター ンを形成する際に使用される基板の種類等によって種々の範囲とすることができる。
[0135] 全酸架橋剤成分にお!、て、上記アルコキシメチル化メラミンィ匕合物及び Z又は (44 )で示される化合物が 50— 99重量%、好ましくは 60— 99重量%、より好ましくは 70 一 98重量%、更に好ましくは 80— 97重量%であることが好ましい。アルコキシメチル ィ匕メラミン化合物及び Z又は (44)で示される化合物を全酸架橋剤成分の 50重量% 以上とすることにより、解像度を向上させることができるので好ましぐ 99重量%以下 とすることにより、パターン断面形状として矩形状の断面形状とし易いので好ましい。
[0136] 本発明のレジスト組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲で、必要に応じて、 任意成分 (D)として、酸拡散制御剤、溶解制御剤、溶解促進剤、増感剤、及び界面 活性剤等の各種添加剤を 1種又は 2種以上添加することができる。
[0137] [1]酸拡散制御剤
本発明のレジスト組成物に、放射線照射により光酸発生剤カゝら生じた酸のレジスト 被膜中における拡散現象を制御して、未露光領域での好ましくな 、化学反応を制御 する作用等を有する酸拡散制御剤を配合しても良い。この様な酸拡散制御剤を使用 することにより、レジスト組成物の貯蔵安定性が向上し、また解像度が向上するととも に、電子線照射前の引き置き時間、電子線照射後の引き置き時間の変動によるレジ ストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に極めて優れたものとな る。
[0138] 上記酸拡散制御剤としては、例えば、含窒素有機化合物や、露光により分解する 塩基性化合物等が挙げられる。上記含窒素有機化合物としては、例えば、下記一般 式(50):
[化 54]
R61
^ (50)
で表される化合物 (以下、「含窒素化合物 (1)」という。)、同一分子内に窒素原子を 2 個有するジァミノ化合物(以下、「含窒素化合物 (11)」という。)、窒素原子を 3個以上 有するポリアミノ化合物や重合体 (以下、「含窒素化合物 (111)」という。)、アミド基含有 化合物、ゥレア化合物、及び含窒素複素環式ィ匕合物等を挙げることができる。尚、上 記酸拡散制御剤は、 1種単独で用いてもよぐ 2種以上を併用してもよい。
[0139] 上記一般式 (50)中、 R61、 R62及び R63は相互に独立に水素原子、直鎖状、分岐状 若しくは環状のアルキル基、ァリール基、又はァラルキル基を示す。また、上記アル キル基、ァリール基、又はァラルキル基は、非置換でもよぐヒドロキシル基等の他の 官能基で置換されていてもよい。ここで、上記直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキ ル基としては、例えば、炭素数 1一 15、好ましくは 1一 10のものが挙げられ、具体的 には、メチル基、ェチル基、 n プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、イソブチル 基、 sec -ブチル基、 t ブチル基、 n -ペンチル基、ネオペンチル基、 n -へキシル基、 テキシル基、 n—へプチル基、 n—才クチル基、 n ェチルへキシル基、 n ノ-ル基、 n デシル基等が挙げられる。また、上記ァリール基としては、炭素数 6— 12のものが 挙げられ、具体的には、フエニル基、トリル基、キシリル基、タメ二ル基、 1 ナフチル 基等が挙げられる。更に、上記ァラルキル基としては、炭素数 7— 19、好ましくは 7— 13のものが挙げられ、具体的には、ベンジル基、 α メチルベンジル基、フエネチル 基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
[0140] 上記含窒素化合物 (I)として具体的には、例えば、 η—へキシルァミン、 η—へプチル ァミン、 η—ォクチルァミン、 η—ノ-ルァミン、 η デシルァミン、 η—ドデシルァミン、シク 口へキシルァミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン類;ジー η—ブチルァミン、ジー η—ぺ ンチルァミン、ジー η—へキシルァミン、ジー η—へプチルァミン、ジー η—ォクチルァミン、 ジー η—ノ-ルァミン、ジー η デシルァミン、メチルー η—ドデシルァミン、ジー η—ドデシル メチル、シクロへキシルメチルァミン、ジシクロへキシルァミン等のジ(シクロ)アルキル アミン類;トリェチルァミン、トリー η プロピルァミン、トリー η—ブチルァミン、トリー η ペン チルァミン、トリー η—へキシルァミン、トリー η—へプチルァミン、トリー η—才クチルァミン、 トリー η—ノ-ルァミン、トリー η デシルァミン、ジメチルー η—ドデシルァミン、ジー η—ドデ シルメチルァミン、ジシクロへキシルメチルァミン、トリシクロへキシルァミン等のトリ(シ
クロ)アルキルアミン類;モノエタノールァミン、ジエタノールァミン、トリエタノールアミ ン等のアルカノールァミン類;ァ-リン、 N—メチルァ-リン、 N, N ジメチルァ-リン、 2—メチルァニリン、 3—メチルァニリン、 4ーメチルァ-リン、 4 -トロア二リン、ジフエ二 ルァミン、トリフエ-ルァミン、 1 ナフチルァミン等の芳香族アミン類等を挙げることが できる。
[0141] 上記含窒素化合物(II)として具体的には、例えば、エチレンジァミン、 N, N, Ν', Ν '-テトラメチルエチレンジァミン、 Ν, Ν, Ν', Ν'—テトラキス(2—ヒドロキシプロピル)ェ チレンジァミン、テトラメチレンジァミン、へキサメチレンジァミン、 4, 4'ージアミノジフエ ニルメタン、 4, 4'ージアミノジフエニルエーテル、 4, 4'ージァミノべンゾフエノン、 4, 4' —ジアミノジフエ-ルァミン、 2, 2 ビス(4ーァミノフエ-ル)プロパン、 2— (3—ァミノフエ -ル)—2— (4—ァミノフエ-ル)プロパン、 2— (4—ァミノフエ-ル)— 2— (3—ヒドロキシフ ェ -ル)プロパン、 2— (4—ァミノフエ-ル)— 2— (4—ヒドロキシフエ-ル)プロパン、 1, 4 ビス [1— (4ーァミノフエ-ル )ー1ーメチルェチル]ベンゼン、 1, 3 ビス [1— (4ーァミノ フエ-ル)ー1ーメチルェチル]ベンゼン等を挙げることができる。
[0142] 上記含窒素化合物 (III)として具体的には、例えば、ポリエチレンィミン、ポリアリル ァミン、 Ν— (2—ジメチルアミノエチル)アクリルアミドの重合体等を挙げることができる
[0143] 上記アミド基含有ィ匕合物として具体的には、例えば、ホルムアミド、 Ν メチルホルム アミド、 Ν, Ν -ジメチルホルムアミド、ァセトアミド、 Ν -メチルァセトアミド、 Ν, Ν -ジメ チルァセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド、ピロリドン、 Ν メチルピロリドン等を 挙げることができる。
[0144] 上記ウレァ化合物として具体的には、例えば、尿素、メチルゥレア、 1, 1ージメチル ゥレア、 1, 3—ジメチルゥレア、 1, 1, 3, 3—テトラメチルゥレア、 1, 3—ジフエ-ルウレ ァ、トリ- η-ブチルチオウレァ等を挙げることができる。
[0145] 上記含窒素複素環式ィ匕合物として具体的には、例えば、イミダゾール、ベンズイミ ダゾール、 4ーメチルイミダゾール、 4ーメチルー 2—フエ-ルイミダゾール、 2 フエ-ル ベンズイミダゾール等のイミダゾール類;ピリジン、 2 メチルピリジン、 4 メチルピリジ ン、 2 ェチルピリジン、 4 ェチルピリジン、 2 フエニルピリジン、 4 フエニルピリジン
、 2—メチルー 4 フエ-ルビリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミド、キノリン、 8—ォキシキノリン、アタリジン等のピリジン類;及び、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン 、キノザリン、プリン、ピロリジン、ピぺリジン、モノレホリン、 4ーメチノレモノレホリン、ピペラ ジン、 1, 4—ジメチルビペラジン、 1, 4ージァザビシクロ [2. 2. 2]オクタン等を挙げる ことができる。
また、上記露光により分解する塩基性化合物としては、例えば、下記一般式(51): [化 55]
で表されるスルホニゥム化合物、及び下記一般式(52):
[化 56]
で表されるョードニゥム化合物等を挙げることができる。
上記一般式 (51)及び (52)中、 R
71、 R
72、
R
74及び R
75は相互に独立に水素原 子、炭素数 1一 6のアルキル基、炭素数 1一 6のアルコキシル基、ヒドロキシル基又は ハロゲン原子を示す。 ΖΊま HO—、 R— COO—(但し、 Rは炭素数 1一 6のアルキル基、 炭素数 1一 6のァリール基若しくは炭素数 1一 6のアルカリール基を示す。)又は下記 一般式(53) :
で表されるァ-オンを示す。
[0148] 上記露光により分解する塩基性化合物として具体的には、例えば、トリフエニルスル ホ -ゥムハイド口オキサイド、トリフエ-ノレスノレホニゥムアセテート、トリフエ-ノレスノレホニ ゥムサリチレート、ジフエニノレー 4ーヒドロキシフエニノレスノレホニゥムハイド口オキサイド、 ジフエ-ルー 4ーヒドロキシフエ-ルスルホ -ゥムアセテート、ジフエ-ルー 4—ヒドロキシ フエ-ルスルホ -ゥムサリチレート、ビス(4 t ブチルフエ-ル)ョード -ゥムハイド口 オキサイド、ビス(4 t ブチルフエ-ル)ョードニゥムアセテート、ビス(4 tーブチルフ ェ -ル)ョードニゥムハイド口オキサイド、ビス(4 t ブチルフエ-ル)ョードニゥムァセ テート、ビス(4 t ブチルフエ-ル)ョード -ゥムサリチレート、 4 t ブチルフエ-ルー 4ーヒドロキシフエ-ルョードニゥムハイド口オキサイド、 4 t ブチルフエ-ルー 4ーヒドロ キシフエ-ルョードニゥムアセテート、 4 t ブチルフエ-ルー 4ーヒドロキシフエ-ルョ 一ドニゥムサリチレート等が挙げられる。
[0149] 酸拡散制御剤の配合量は、レジスト化合物 (A) 100重量部当たり、 0. 001— 10重 量部が好ましぐより好ましくは 0. 005— 5重量部、さらに好ましくは 0. 01— 3重量部 である。配合量を 0. 001重量部以上にすることにより、解像度、パターン形状、寸法 忠実度等がさらに良好になり、また、電子線照射力 放射線照射後加熱までの引き 置き時間が長くなつても、パターン上層部のパターン形状を良好にすることができる。 配合量を 10重量部以下にすると、レジストの感度、未露光部の現像性等が低下する のを防ぐことができる。
[0150] [2]溶解制御剤
溶解制御剤は、レジスト化合物 (A)がアルカリ等の現像液に対する溶解性が高す ぎる場合に、その溶解性を制御して現像時の溶解速度を適度に減少させる作用を有 する成分である。このような溶解制御剤としては、レジスト被膜の焼成、放射線照射、 現像等の工程にお!、て化学変化しな!/、ものが好ま 、。
[0151] 溶解制御剤としては、例えば、ナフタレン、フエナントレン、アントラセン、ァセナフテ ン等の芳香族炭化水素類;ァセトフエノン、ベンゾフエノン、フエ-ルナフチルケトン等 のケトン類;メチルフエ-ルスルホン、ジフエ-ルスルホン、ジナフチルスルホン等のス ルホン類等を挙げることができる。これらの溶解制御剤は、単独でまたは 2種以上を 使用することができる。
[0152] 溶解制御剤の配合量は、使用するレジスト化合物 (A)の種類に応じて適宜調節さ れるが、レジストイ匕合物 (A) 100重量部当たり、 30重量部以下が好ましぐより好まし くは 10重量部以下である。
[0153] [3]溶解促進剤
溶解促進剤は、レジスト化合物 (A)のアルカリ等の現像液に対する溶解性が低す ぎる場合に、その溶解性を高めて、現像時のレジスト化合物 (A)の溶解速度を適度 に増大させる作用を有する成分である。前記溶解促進剤としては、例えば、ベンゼン 環を 2— 6程度有する低分子量のフエノール性ィ匕合物を挙げることができ、具体的に は、例えば、ビスフエノール類、トリス(ヒドロキシフエニル)メタン等を挙げることができ る。これらの溶解促進剤は、単独でまたは 2種以上を混合して使用することができる。
[0154] 溶解促進剤の配合量は、使用するレジスト化合物 (A)の種類に応じて適宜調節さ れるが、レジストイ匕合物 (A) 100重量部当たり、 30重量部以下が好ましぐより好まし くは 10重量部以下である。
[0155] [4]増感剤
増感剤は、照射された放射線のエネルギーを吸収して、そのエネルギーを酸発生 剤(B)に伝達し、それにより酸の生成量を増加する作用を有し、レジストの見掛けの 感度を向上させる成分である。このような増感剤としては、例えば、ベンゾフエノン類、 ビアセチル類、ピレン類、フエノチアジン類、フルオレン類等を挙げることができるが、 特に限定はされない。
[0156] これらの増感剤は、単独でまたは 2種以上を使用することができる。増感剤の配合 量は、レジストイ匕合物 (A) 100重量部当たり、 30重量部以下が好ましぐより好ましく は 10重量部以下である。
[0157] [5]界面活性剤
界面活性剤は、本発明のレジスト組成物の塗布性やストリエーシヨン、レジストの現 像性等を改良する作用を有する成分である。このような界面活性剤は、ァ-オン系、 カチオン系、ノ-オン系あるいは両性のいずれでもよい。好ましい界面活性剤はノ- オン系界面活性剤である。ノニオン系界面活性剤は、感放射線性レジスト組成物の 製造に用いる溶剤との親和性がよぐより効果がある。ノ-オン系界面活性剤の例とし ては、ポリオキシエチレン高級アルキルエーテル類、ポリオキシエチレン高級アルキ ルフエ-ルエーテル類、ポリエチレングリコールの高級脂肪酸ジエステル類等が挙げ られる力 特に限定はされない。市販品としては、以下商品名で、エフトップ (ジェムコ 社製)、メガファック (大日本インキ化学工業社製)、フロラード (住友スリーェム社製) 、アサヒガード、サーフロン (以上、旭硝子社製)、ぺポール (東邦化学工業社製)、 K P (信越化学工業社製)、ポリフロー (共栄社油脂化学工業社製)等を挙げることがで きる。
[0158] 界面活性剤の配合量は、レジスト化合物 (A) 100重量部当たり、界面活性剤の有 効成分として、 2重量部以下が好ましい。
[0159] [6]上記酸拡散制御剤、溶解促進剤、溶解制御剤、増感剤、及び界面活性剤以外 の添加剤
更に、本発明のネガ型感放射線性レジスト組成物には、本発明の目的を阻害しな い範囲で、必要に応じて、上記酸拡散制御剤、溶解促進剤、溶解制御剤、増感剤、 及び界面活性剤以外の添加剤を 1種又は 2種以上配合することができる。そのような 添加剤としては、例えば、染料、顔料、及び接着助剤等が挙げられる。例えば、染料 又は顔料を配合すると、露光部の潜像を可視化させて、露光時のハレーションの影 響を緩和できるので好ましい。また、接着助剤を配合すると、基板との接着性を改善 することができるので好ましい。更に、他の添加剤としては、ハレーション防止剤、保 存安定剤、消泡剤、形状改良剤等、具体的には 4 -ヒドロキシ- 4' -メチルカルコン等 を挙げることができる。
[0160] 本発明のレジスト組成物は、通常は、使用時に各成分を溶剤に溶解して均一溶液 とし、その後、必要に応じて、例えば孔径 0. 2 m程度のフィルタ一等でろ過すること により調製される。上記均一溶液中の全固形分濃度は、通常 50重量%以下、好まし
[0161] 本発明のレジスト組成物の調製に使用される前記溶剤としては、例えば、エチレン グリコーノレモノメチノレエーテノレアセテート、エチレングリコーノレモノェチノレエーテノレア セテート、エチレングリコールモノー n—プロピルエーテルアセテート、エチレングリコー ルモノー n—ブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテル アセテート類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノェチル エーテルなどのエチレングリコールモノアルキルエーテル類;プロピレングリコールモ ノメチノレエーテノレアセテート、プロピレングリコーノレモノェチノレエーテノレアセテート、プ ロピレングリコールモノー n—プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノー n—ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルァセテ ート類;プロピレングリコーノレモノメチノレエーテル、プロピレングリコーノレモノェチノレエ 一テルなどのプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;乳酸メチル、乳酸ェチ ル、乳酸 n -プロピル、乳酸 n -ブチル、乳酸 n -ァミル等の乳酸エステル類;酢酸メチ ル、酢酸ェチル、酢酸 n—プロピル、酢酸 n—ブチル、酢酸 n—ァミル、酢酸 n—へキシ ル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸ェチル等の脂肪族カルボン酸エステル類; 3— メトキシプロピオン酸メチル、 3—メトキシプロピオン酸ェチル、 3—エトキシプロピオン 酸メチル、 3—エトキシプロピオン酸ェチル、 3—メトキシー 2—メチルプロピオン酸メチル 、 3—メトキシブチルアセテート、 3—メチルー 3—メトキシブチルアセテート、 3—メトキシー 3—メチルプロピオン酸ブチル、 3—メトキシー 3—メチル酪酸ブチル、ァセト酢酸メチル 、ピルビン酸メチル、ピルビン酸ェチル等の他のエステル類;トルエン、キシレン等の 芳香族炭化水素類; 2—へプタノン、 3—へプタノン、 4一へプタノン、シクロへキサノン 等のケトン類; N, N—ジメチルホルムアミド、 N—メチルァセトアミド、 N, N—ジメチルァ セトアミド、 N—メチルピロリドン等のアミド類; γ—ラタトン等のラタトン類等を挙げること ができる力 特に限定はされない。これらの溶剤は、単独でまたは 2種以上を使用す ることがでさる。
[0162] 本発明のレジスト組成物は、本発明の目的を阻害しな ヽ範囲で、アルカリ水溶液に 可溶である化合物および Ζまたは榭脂を含むことができる。アルカリ水溶液に可溶で
ある化合物としては、特に限定されないが、例えば、ポリフエノールイ匕合物等のフエノ ール性水酸基を有するフエノールイヒ合物が挙げられ、アルカリ水溶液に可溶である 榭脂としては、ノボラック榭脂、ポリビニルフエノール類、ポリアクリル酸、ポリビュルァ ルコール、スチレン 無水マレイン酸榭脂、およびアクリル酸、ビュルアルコール、ま たはビュルフエノールを単量体単位として含む重合体、ある!/、はこれらの誘導体など が挙げられる。
また、本発明の目的を阻害しない範囲で、可視光線、紫外線、エキシマレーザー、 電子線、 X線およびイオンビーム照射あるいはこれにより誘起される化学反応により 架橋反応を起こす架橋反応性基であるビニル基、ァリル基、シンナモイル基、ビニル シリル基、エポキシ基、クロロメチル基、ハロゲン化フエ二ル基を有する化合物および
Zまたは榭脂を含むことができる。架橋反応性基を有する化合物および Zまたは榭 脂としては、特に限定されないが、前記アルカリ水溶液に可溶である化合物および Z または榭脂と、架橋反応性基導入試剤を塩基触媒下で反応させて製造される化合 物および Zまたは重合体、あるいはこれらの誘導体などが挙げられる。ここで云う架 橋反応性基導入試剤とは、架橋反応性基を有する酸、酸塩化物、酸無水物、ジカー ボネートなどのカルボン酸誘導体化合物やアルキルハライド等を云う。これらの中で、 酸塩ィ匕物が特に好ま U、。これらは一種以上を用いても良!、。
[0163] 本発明のレジスト組成物の配合 (レジストイ匕合物 (A) Z酸発生剤 (B) Z酸架橋剤 ( C)Z任意成分 (D) )は、固形物基準の重量%で、好ましくは 3— 96. 9/0. 1一 30 /3— 65/0— 93. 9、より好ましくは 65— 96. 9/0. 1—30/0. 3— 34. 9/0—3 0、さらに好ましくは 65— 96. 9/0. 1一 30/0. 3— 34. 9/0— 10、特に好ましく は 65— 96. 9/0. 1—30/0. 6— 34. 9,0— 5、最も好ましくは 65— 96. 9/0. 1 -30/0. 6— 30Z0である。上記配合にすると、感度、解像度、アルカリ現像性等 の性能に優れる。
[0164] 本発明にお 、てレジスト基板とは、基板上に前記レジスト組成物力もなるレジスト膜 が形成されている基板であり、パターン形成基板とは、前記レジスト基板上のレジスト 膜が露光、現像によりパターン化されている基板である。また、「パターン形成材料」 とは、レジスト基板上に形成され、光、電子線または放射線の照射等によりパターン
形成可能な組成物をいい、「レジスト膜」と同義である。「パターン配線基板」とはバタ ーン形成基板をエッチングして得られたパターンィ匕された配線を有する基板である。
[0165] レジストパターンを形成するには、まず、シリコンウェハー、アルミニウムで被覆され たウェハー等の基板上に本発明のレジスト組成物を、回転塗布、流延塗布、ロール 塗布等の塗布手段によって塗布することによりレジスト膜を形成する。必要に応じて、 基板上にへキサメチレンジシラザン等の表面処理剤を予め塗布してもよい。
[0166] 次 、で、必要に応じ、塗布した基板を加熱する。加熱条件は、感放射線性レジスト 組成物の配合組成等により変わる力 20— 250°Cが好ましぐより好ましくは 20— 15 0°Cである。加熱することによって、レジストの基板に対する密着性が向上する場合が あり好ましい。次いで、可視光線、紫外線、エキシマレーザー、電子線、 X線、および イオンビーム力 なる群力 選ばれるいずれかの放射線により、レジスト膜を所望の パターンに露光する。露光条件等は、感放射線性レジスト組成物の配合組成等に応 じて適宜選定される。本発明においては、露光における高精度の微細パターンを安 定して形成するために、放射線照射後に加熱するのが好ましい。加熱条件は、感放 射線性レジスト組成物の配合組成等により変わる力 20— 250°Cが好ましぐより好 ましくは 20— 150。Cである。
[0167] 次いで、露光されたレジスト膜をアルカリ現像液で現像することにより、所定のレジス トパターンを形成する。前記アルカリ現像液としては、例えば、モノ-、ジ-あるいはトリ アルキルアミン類、モノー、ジーあるいはトリアルカノールァミン類、複素環式ァミン類、 テトラメチルアンモ-ゥムヒドロキシド (TMAH)、コリン等のアルカリ性化合物の 1種 以上を、好ましくは 1一 10質量%、より好ましくは 1一 5質量%の濃度となるように溶解 したアルカリ性水溶液が使用される。上記アルカリ性水溶液の濃度が 10質量%以下 とすると、露光部が現像液に溶解することを抑制することが出来るので好ましい。
[0168] また、前記アルカリ現像液には、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールな どのアルコール類や前記界面活性剤を適量添加することもできる。これらのうちイソプ 口ピルアルコールを 10— 30質量%添加することが特に好ましい。これにより、レジスト に対する現像液の濡れ性を高めることが出来るので好ましい。なお、このようなアル力 リ性水溶液カゝらなる現像液を用いた場合は、一般に、現像後、水で洗浄する。
[0169] レジストパターンを形成した後、エッチングすることによりパターン配線基板が得ら れる。エッチングの方法はプラズマガスを使用するドライエッチングおよびアルカリ溶 液、塩化第二銅溶液、塩ィ匕第二鉄溶液等によるウエットエッチングなど公知の方法で 行うことが出来る。
[0170] レジストパターンを形成した後、めっきを行うことも出来る。上記めつき法としては、 例えば、銅めつき、はんだめつき、ニッケルめっき、金めつきなどがある。
[0171] エッチング後の残存レジストパターンは有機溶剤や現像に用いたアルカリ水溶液よ り強アルカリ性の水溶液で剥離することが出来る。上記有機溶剤として、 PGMEA( プロピレングリコーノレモノメチノレエーテノレアセテート) , PGME (プロピレングリコーノレ モノメチルエーテル), EL (乳酸ェチル)等が挙げられ、強アルカリ水溶液としては、 例えば 1一 20質量%の水酸化ナトリウム水溶液や 1一 20質量%の水酸化カリウム水 溶液が挙げられる。上記剥離方法としては、例えば、浸漬方法、スプレイ方式等が挙 げられる。またレジストパターンが形成された配線基板は、多層配線基板でも良ぐ小 径スルーホールを有して 、ても良 、。
[0172] 本発明で得られる配線基板は、レジストパターン形成後、金属を真空中で蒸着し、 その後レジストパターンを溶液で溶かす方法、すなわちリフトオフ法により形成するこ とちでさる。
実施例
[0173] 以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本 発明は、これらの実施例に限定はされない。
[0174] 各測定法を以下に示す。
(1)化合物の窒素含有率: CHN元素分析により求めた。
(2)化合物の分子量: IR、 一 NMRより同定した物質について、計算で求めた。
(3)化合物のファクター (F):計算で求めた。
(4)レジスト膜の成膜性評価
10 X 10mm角のレジスト被膜を 100区画に分割し、レジスト膜が被覆していない区 画および結晶化して!/ヽる区画を数え、下記基準で評価した。
ゼロ: + (良好)
1箇所以上: - (不良)
(5)レジストパターンの 5 μ mL&S
現像後のレジストパターンを光学顕微鏡で観察し、 5 μ mのラインアンドスペースの 形成の有無を確認し、下記基準で評価した。
確認: +
確認できず: -
(6)レジストパターンの基板密着性
10 X 10mm角のレジスト被膜を 100区画に分割し、レジスト膜のはがれている区画 を数え、下記基準で評価した。
ゼロ: + (良好)
1箇所以上: - (不良)
(7)レジストパターンのエッチング而ォ性
シリコンウェハー上に AlZSiZCu合金薄膜 (約 200nm)を日本真空技術製 SH—5 50型ノ、ィレートスパッタリング装置を用いて蒸着させた。薄膜上にレジスト組成物を 塗布しレジスト膜を形成した。レジスト膜をパターン露光、現像してレジストパターンを 形成した。次いで、下記条件でエッチングを行ったのち、純水で洗浄、アセトンで残 留レジストを溶解した。
エッチング液: 0. 1N水酸ィ匕ナトリウム水溶液
エッチング時間: 3min
エッチングパターンを光学顕微鏡で観察し、パターンの形状を目視で判断した。
良好: +
不民:ー
合成例 1 TDIAP (ィ匕合物(19) )の製造
トリレンジイソシァネートのイソシァヌレート(TDI)の酢酸ブチル 50重量0 /0溶液(大 日本インキ工業製バーノック D— 800、 NCO当量: 592、不揮発分: 51重量0 /0) 17. 3 4gにジメチルァセトアミド (DMAc) (関東化学 (株)製試薬) 10mlを加えた。得られた 溶液を滴下ロートを用いて、 P-アミノフエノール (AP) (関東化学 (株)製試薬) 3. 27g (30mmol)の DMAclOml溶液にゆっくり滴下し、室温で 1時間攪拌した。反応液を
多量の水に加え結晶化させ、ろ別した結晶をアセトンに溶解した後、再度、多量の水 に加え結晶化させ、白色粉末を得た。得られた白色粉末をへキサン Z酢酸ェチル =
3Z4の混合溶媒を用い、カラムクロマトグラフで精製した。最後に減圧乾燥を行い、 生成物 20. lgを得た。構造は FT— IR、 400MHz- ¾— NMRにより式(19)であるこ とを確認した。窒素含有率は 14. 8%、分子量 849. 3、ファクター (F)は 2. 8、であつ た。
IR: (cm—
3413 (0— H伸縮振動)、 1702 (C = 0,カルボ-ル)
'H-NMR : (400MHZ, CDCl、内部標準 TMS)
3
δ (ppm): 7. 0—8. 1 (Ph-H)、 3. 5 (— C (CH ) )、 2. 1—2. 4 (Ph-CH )、9. 3
3 3 3
(-OH) , 9. 0—9. 1 (-NH-)
[化 58]
合成例 2 TDIDHBA (ィ匕合物(21) )の製造
TDIの酢酸ブチル 50重量%溶液 17. 34gに DMAc20mlをカ卩えた溶液を滴下口 ートを用いて、 3, 5—ジヒドロキシベンジルアルコール(DHBA) (ACROS社製試薬) 4. 20g (30mmol; l. 0当量)の DMAc30ml溶液にゆっくり滴下し、室温で 1時間攪 拌した。反応液を多量の水に加え結晶化させ、ろ別した結晶をアセトンに溶解した後
、再度、多量の水に加え結晶化させ、白色粉末た得た。得られた白色粉末をへキサ ン Z酢酸ェチル =3Z4の混合溶媒を用い、カラムクロマトグラフで精製した。最後に 減圧乾燥を行い、生成物 21. lgを得た。構造は FT - IR、 400MHz- ¾ - NMRによ り式(21)であることを確認した。窒素含有率は 8.9%、分子量 942.3、ファクター )は 3.4、であった。
IR: (cm—
3355(0— H伸縮振動)、 1708 (C = 0,カルボ-ル)
'H-NMR: (400MHZ, CDCl、内部標準 TMS)
3
δ (ppm) :7.0—8.3(Ph— H)、 1.49(— C(CH ) )、 2.1—2.4(Ph— CH )、 3.
一 一 3 3 一 3
34 (Ph-CH -0-)、 9.1 (— NH— )、 9.0 (—OH)
2
[化 59]
合成例 3 TPMTIAP (化合物(26))の製造
トリフエ-ルメタントリイソシァネート(TPMTI)の酢酸ェチル Zモノクロ口ベンゼン(7 0Z3)27重量%溶液(Bayer製デスモジュール RE、 NCO当量: 441、不揮発分: 2 7重量%)2.21gに DMAc3mlをカ卩えた溶液を滴下ロートを用いて、 APO.55g(5m mol、 1.0当量)の DMAc5ml溶液にゆっくり滴下し、室温で 1時間攪拌した。反応 液を多量の水に加え結晶化させ、ろ別した結晶をアセトンに溶解した後、再度、多量
の水に加え結晶化させ、白色粉末を得た。得られた白色粉末をへキサン Z酢酸ェチ ル = 3Z4の混合溶媒を用い、カラムクロマトグラフで精製した。最後に減圧乾燥を行 い、生成物 1. 02gを得た。構造は FT— IR、 400MHz- ¾— NMRにより式(26)であ ることを確認した。窒素含有率は 12. 1%、分子量 694. 3、ファクター (F)は 2. 7、で あった。
IR: (cm—
3307cm— ^O—H伸縮振動)、 1648cm— 1 (C = 0,カルボ-ル)
^H—NMR: (400MHz, DMSO—d6、内部標準 TMS)
δ (ppm) : 6. 5—7. 4ppm (Ph— Η)、 5. 4ppm (-CH = ) , 8. 3—8. 6ppm(— N H— )、 9. 0 (-OH)
[化 60]
合成例 4 TPMTIDHBA (ィ匕合物(27) )の製造
TPMTIの酢酸ェチル Zモノクロ口ベンゼン(70Z3) 27重量0 /0溶液 2. 21gに DM Ac3mlを加えた溶液を滴下ロートを用いて、 DHBAO. 70g (5mmol、 1. 0当量)の DMAc5ml溶液にゆっくり滴下し、室温で 1時間攪拌した。反応液を多量の水に加え 結晶化させ、ろ別した結晶をアセトンに溶解した後、再度、多量の水に加え結晶化さ せ、白色粉末を得た。得られた白色粉末をへキサン Z酢酸ェチル =3Z4の混合溶 媒を用い、カラムクロマトグラフで精製した。最後に減圧乾燥を行い、生成物 1. 51g
を得た。構造は FT— IR、 400ΜΗζ-Ή— NMRにより式(27)であることを確認した。 窒素含有率は 5. 3%、分子量 787. 2、ファクター(F)は 3. 1、であった。
IR: (cm—
3295cm— ^O—H伸縮振動)、 1697cm— 1 (C = 0,カルボ-ル)
^H—NMR: (400MHz, DMSO—d6、内部標準 TMS)
δ (ppm) : 6. 8—7. 4ppm (Ph— H)、 5. Oppm (— CH―)、 6. lppm (— CH = )、 9
一 一 2 一
. 8ppm (— NH―)、 9. 3 (—OH)
[化 61]
合成例 5 MDIAP (化合物(29) )の製造
ポリメチレンポリイソシァネート(MDI) (住化バイエルウレタン (株)製スミジュール 44 V20、 NCO当量: 135、不揮発分: 100重量%) 2. 70gに DM Ac 5mlをカ卩えた溶液 を滴下ロートを用 ヽて、 AP2. 18g (20mmol、 1. 0当量)の DMAc5ml溶液にゆつく り滴下し、室温で 1時間攪拌した。反応液を多量の水に加え結晶化させ、ろ別した結 晶をアセトンに溶解した後、再度、多量の水に加え結晶化させ、白色粉末を得た。得 られた白色粉末をへキサン Z酢酸ェチル = 3Z4の混合溶媒を用 、、カラムクロマト グラフで精製した。最後に減圧乾燥を行い、生成物 4. 23gを得た。構造は FT— IR、
窒素含有率は 11. 9%、 分子量 708. 3、ファクター(F)は 2. 6、であった。
IR: (cm )
3298cm— 0— H伸縮振動)、 1641cm— 1 (C = 0,カルボ-ル)
^H—NMR: (400MHz, DMSO—d6、内部標準 TMS)
δ (ppm) : 6. 6—7. 4ppm (Ph— H)、 3. 8—3. 9ppm(— CH―)、 8. 2—8. 5pp 一 ~ 2
m (-NH-) , 9. 1 (-OH)
[化 62]
合成例 6 BICAP (化合物(20) )の製造
ビスイソシアナトシクロへキサン (関東ィ匕学 (株)製試薬) 2039gを撹拌しながら 50°C にし、触媒として、テトラメチルアンモ-ゥムの 2ェチルへキサン酸ェチルセルソルブ 溶液 (DABCOZTMR) (日本乳化剤 (株)製) 2. 2gを 20分かけて滴下した。その後 、 70°Cで撹拌しながら、ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー(以下、 GPCと略す。 )で反応を追跡し、イソシァヌレートイ匕率が 40%に到達した時点で、反応停止剤とし てリン酸(関東化学 (株)製試薬) 0. 35gを添加した。 50°Cに冷却した反応液をろ過 し、触媒と反応停止剤の塩を除いたのち、薄膜蒸留装置にて薄膜蒸留を行い、 GPC にて組成を確認したところ、イソシァヌレート体含有率が 99. 2%の 739gのビスイソシ アナトシクロへキサンのイソシァヌレート体(BIC)を得た。その後、 71. 8重量0 /0酢酸 ブチル溶液とした。 BICの酢酸ブチル溶液 (NCO当量: 324、不揮発分: 71. 8重量 %) 6. 50g【こ DMAc5mlをカロえた溶液を滴下ロー卜を用!ヽて、 AP2. 18g (20mmol 、 1. 0当量)の DMAc5ml溶液にゆっくり滴下し、室温で 1時間攪拌した。反応液を 多量の水に加えて結晶化させ、ろ別した結晶をアセトンに溶解した後、再度、多量の 水に加え結晶化させ、白色粉末を得た。得られた白色粉末をへキサン Z酢酸ェチル
= 3Z4の混合溶媒を用い、カラムクロマトグラフで精製した。最後に減圧乾燥を行い 、生成物 4. 55gを得た。構造は FT—IR、 400MHz- — NMRにより式(20)である ことを確認した。窒素含有率は 13. 9%、分子量 909. 5、ファクター (F)は 3. 3、であ つ 7こ。
IR: (cm—
3299cm— ^O—H伸縮振動)、 1689cm— 1 (C = 0,カルボ-ル)
^H—NMR: (400MHz, DMSO—d6、内部標準 TMS)
δ (ppm) : 7. 1一 7. 3ppm (Ph— H)、 0. 6— 1. 7ppm(Ch— H)、 2. 4一 4. Oppm (— CH— )、 6. 0、 7. 9ppm (— NH— )、 8. 9 (—OH)
~ 2 一 一
[化 63]
合成例 7 IPDIAP (化合物(22) )の製造
イソホロンジイソシァネートのイソシァヌレート体(IPDI)の酢酸ブチル 70重量0 /0溶 液(Degussa社製、 NCO当量: 358、不揮発分: 70重量0 /0) 7. 16gに DMAc5mlを カロえた溶液を滴下ロー卜を用いて、 AP2. 19g (20mmol、 1. 0当量)の DMAc5ml 溶液にゆっくり滴下し、室温で 1時間攪拌した。反応液を多量の水に加えて結晶化さ せ、ろ別した結晶をアセトンに溶解した後、再度、多量の水に加え結晶化させ、白色 粉末を得た。得られた白色粉末をへキサン Z酢酸ェチル = 3Z4の混合溶媒を用い
、カラムクロマトグラフで精製した。最後に減圧乾燥を行い、生成物 4. 34gを得た。構 造は FT— IR、 ΑΟΟΜΗζ-1!!— NMRにより式(22)であることを確認した。窒素含有率 は 12. 7%、分子量 993. 6、ファクター(F)は 3. 3、であった。
IR: (cm—
3299cm— 0— H伸縮振動)、 1691cm— 1 (C = 0,カルボ-ル)
^H—NMR: (400MHz, DMSO—d6、内部標準 TMS)
δ (ppm) : 6. 9—7. 4ppm (Ph— H)、 0. 9—1. 4ppm(— CH )、 1. 0— 1. 6、 3.
一 一 3
7ppm (Ch— H)、 3. 6ppm(— CH— )、 8. 4—8. 5ppm (— NH— )、 8. 9 (—OH) 一 ~ 2 一 一
[化 64]
合成例 8 TDITMPAP (化合物(24) )の製造
トリレンジイソシァネートのトリメチロールプロパンァダクト体(TDITMP)の酢酸ェチ ル 75重量0 /0溶液(住化バイエルウレタン (株)製スミジュール L75、 NCO当量: 324、 不揮発分: 75重量%) 3. 16gに DMAc5mlをカ卩えた溶液を滴下ロートを用いて、 AP 1. 09g (10mmol、 1. 0当量)の DMAc5ml溶液にゆっくり滴下し、室温で 1時間攪 拌した。反応液を多量の水に加えて結晶化させ、ろ別した結晶をアセトンに溶解した 後、再度、多量の水に加え結晶化させ、白色粉末を得た。得られた白色粉末をへキ サン Z酢酸ェチル =3Z4の混合溶媒を用い、カラムクロマトグラフで精製した。最後 に減圧乾燥を行い、生成物 2. 66gを得た。構造は FT—IR、 400MHz- ^H—NMRに
より式(24)であることを確認した。窒素含有率は 12. 8%、分子量 983. 4、ファクタ 一(F)は 3. 2、であった。
IR: (cm—
3293cm— ^O—H伸縮振動)、 1700、 1652cm"1 (C = 0,カルボ-ル)
^H—NMR: (400MHz, DMSO—d6、内部標準 TMS)
δ (ppm) : 6. 7—8. 0ppm (Ph— H)、 0. 9ppm (— CH )、 2. 2ppm (— CH—)、4.
一 一 3 一 2 lppm (— CH―)、 9. 1—9. 6ppm (— NH―)、 8. 7 (— OH)
一 2 一 一
[化 65]
合成例 9 HDIAP (化合物(25) )の製造
へキサメチレンジイソシァネートのビューレット体(HDI)のメトキシプロピルァセテ一 ト Zキシレン 75重量0 /0溶液(住化バイエルウレタン (株)製スミジュール N75、 NCO 当量: 255、不揮発分: 75重量%) 2. 62gに DMAc5mlを加えた溶液を滴下ロート を用いて、 API. 09g (10mmol、 1. 0当量)の DMAcml溶液にゆっくり滴下し、室 温で 1時間攪拌した。反応液を多量の水に加えて結晶化させ、ろ別した結晶をァセト ンに溶解した後、再度、多量の水に加え結晶化させ、白色粉末を得た。得られた白 色粉末をへキサン Z酢酸ェチル = 3Z4の混合溶媒を用い、カラムクロマトグラフで 精製した。最後に減圧乾燥を行い、生成物 2. 10gを得た。構造は FT-IR、 400MH
z-^H— NMRにより式(25)であることを確認した。窒素含有率は 15. 6%、分子量 80 5. 5、ファクター(F)は 3. 5、であった。
IR: (cm—
3307cm— ^O—H伸縮振動)、 1672、 1616cm"1 (C = 0,カルボ-ル)
^H—NMR: (400MHz, DMSO—d6、内部標準 TMS)
δ (ppm) : 6. 6—7. 2ppm (Ph— H)、 1. 2ppm (— CH )、 1. 2—2. 0ppm (— CH
一 一 3 一 2
―)、 3. 6ppm (— CH―)、 5. 9ppm(— NH— )、 8. 0—8. 2ppm (— NH— )、 8. 9 (— O
一 2 一 一
H)
[化 66]
合成例 10 TIPTPAP (化合物(28) )の製造
トリス(フエ-ルイソシァネート)チォホスフェート(TIPTP)の酢酸ェチル Zクロ口べ ンゼン(70Z3) 27重量%溶液(Bayer製デスモジュール RFE、 NCO当量: 581、不 揮発分: 27重量%) 11. 62gに DMAc5mlをカ卩えた溶液を滴下ロートを用いて、 AP 2. 18g (20mmol、 1. 0当量)の DMAcml溶液にゆっくり滴下し、室温で 1時間攪拌 した。反応液を多量の水に加えて結晶化させ、ろ別した結晶をアセトンに溶解した後 、再度、多量の水に加え結晶化させ、白色粉末を得た。得られた白色粉末をへキサ ン Z酢酸ェチル =3Z4の混合溶媒を用い、カラムクロマトグラフで精製した。最後に
減圧乾燥を行い、生成物 4. 44gを得た。構造は FT— IR、 400MHz- Ή—NMRによ り式(28)であることを確認した。窒素含有率は 10. 6%、分子量 792. 2、ファクター ( F)は 3. 0、であった。
IR: (cm—
3331cm— 0— H伸縮振動)、 1652cm— 1 (C = 0,カルボ-ル)
^H—NMR: (400MHz, DMSO—d6、内部標準 TMS)
δ (ppm) : 6. 4—7. 6ppm (Ph— H)、 8. 3—8. 7ppm(— NH―)、 9. 1 (~OH) [化 67]
合成例 11 TDIHBA (ィ匕合物(23) )の製造
TDI8. 90gに DMAc5mlをカ卩えた溶液を滴下ロートを用いて、 4—ヒドロキシベンジ ルアルコール(HBA) (ACROS社製試薬) 2. 49g (20mmol、 1. 0当量)の DMAc 5ml溶液にゆっくり滴下し、室温で 1時間攪拌した。反応液を多量の水に加えて結晶 化させ、ろ別した結晶をアセトンに溶解した後、再度、多量の水に加え結晶化させ、 白色粉末を得た。得られた白色粉末をへキサン Z酢酸ェチル = 3Z4の混合溶媒を 用い、カラムクロマトグラフで精製した。最後に減圧乾燥を行い、生成物 3. 33gを得 た。構造は FT— IR、 ΑΟΟΜΗζ-1!!— NMRにより式(23)であることを確認した。窒素
含有率は 9. 4%、分子量 894. 3、ファクター(F)は 3. 0、であった。
IR: (cm—
3355 (0— H伸縮振動)、 1708 (C = 0,カルボ-ル)
^H—NMR: (400MHz, DMSO—d6、内部標準 TMS)
δ (ppm) : 7. 0—8. 3 (Ph— H)、 1. 49 (— C (CH ) )、 2. 1—2. 4 (Ph— CH )、 3.
一 一 3 3 一 3
34 (Ph— CH— O— )、 9. 1 (— NH―)、 9. 0 (— OH)
一 2 一 一
[化 68]
[0186] 実施例 1一 14
第 1表に示したように、合成例 1一 11で合成したレジストイ匕合物 (A) (0. 67g)、酸 発生剤 (B) (0. Olg)、酸架橋剤 (C) (0. 33g)に溶媒(1. 89g)を加えて均一溶液と したのち、孔径 0. 2 mのテフロン製メンブランフィルターで濾過して、レジスト溶液 を調製した。得られたレジスト溶液を表 2記載の基板に回転塗布し、レジスト膜を形成 した。得られた各レジスト膜の成膜性を第 2表に示す。
[0187] [表 1]
第 1表
実施例 レ スト化合物 (A) 酸発生剤 (B) 酸架橋剤 (C) 溶媒
1 A-1 B-1 C-1 PGME
2 A-1 B-1 C-2 PGME
3 A-1 B-1 C-3 PGME
4 A-1 B-1 C-1 PGMEA
5 A-2 B-1 C-1 PGME
6 A-3 B-1 C-1 PGME
7 A-4 B-1 C-1 PGME
8 A-5 B-1 C-1 PGME
9 A-6 B- 1 C-1 PGME
10 A-7 B-1 C-1 PGME
11 A-8 B-1 C-1 PGME
12 A-9 B-1 C-1 PGME
13 A-10 B-1 C-1 PGME
14 A-11 B-1 C-1 PGME
A-1:TPMTIAP
A-2:TDIAP
A-3:TDIDHBA
A-4:TPMTIDHBA
A-5:MDIAP
A-6:BICAP
A-7:IPDIAP
A-8:TDITMPAP
A-9:HDIAP
A-10:TIPTPAP
A-11:TDIHBA
B-1: 1, 2 ナフトキノン 2—ジアジドー 5—スルホン酸ナトリウム(DNQ) C-1:二力ラック MW— 100LM (三和ケミカル (株)製)
C-2:二力ラック N— 2702 (三和ケミカル (株)製)
C-3: 2,6 ビス (ヒドロキシメチル) p タレゾール(関東ィ匕学 (株)製) PGME;プロピレングリコールモノメチルエーテル
PGMEA;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
[表 2]
第 2表 (成膜性)
n- Si基极 GaAs 板
実施例
表面未処理 表面処理 * フッ酸処理 表面未処理
1 + + + +
2 + + + +
3 + 十 + +
4 + + + +
5 + + + +
6 + + + +
7 + + + +
8 + + + +
9 + + + +
10 + + + +
11 + + 十 十
12 + + + +
13 + + + +
14 + + + +
*表面処理剤: 1 , 1 , 1 , 3 , 3 , 3一^■キサメチルジシラ
[0189] 実施例 15— 28
実施例 1一 14で調製したレジスト溶液を清浄なシリコンウェハー上に回転塗布した 後、第 3表に記載の条件でオーブン中で露光前ベータ(PB)して、厚さ 0. のレ ジスト膜を形成した。該レジスト被膜を波長 365nmの i線を第 3表に記載の条件で露 光した。その後、第 4表に記載の条件でオーブン中で露光後ベータし、第 4表に記載 の条件で静置法により、 23°Cで現像を行った。その後、水で 30秒間洗浄し、乾燥し て、ネガ型のレジストパターンを形成した。評価結果を第 5表に示す。
[0190] 実施例 15で得られたレジストパターンの走査電子顕微鏡写真を図 1に示す。濃い 部分が未露光部で残存レジストであり、薄 、部分は露光部でレジストが除去された部 分を示す。
[0191] [表 3]
第 3表
露光前べーク(PB) 露 量 実施例
温度 ( ) 時間 (sec) (mj/cm2)
15 100 600 220
16 100 600 5280
17 100 600 5280
18 100 600 220
19 100 600 220
20 100 600 5280
21 100 600 5280
22 100 600 220
23 100 600 220
24 100 600 220
25 100 600 220
26 100 600 220
27 100 600 220
28 100 600 5280
[0192] [表 4] 第 4表
実施例 露光後ベ一ク 現像条件
温度 CC) 時間(sec) 現像液 時間(sec)
15 145 600 T画 60
16 190 600 通 H 60
17 180 600 TMAH 60
18 145 600 T画 60
19 145 600 TMAH 60
20 180 600 TMAH 60
21 180 600 TMAH 60
22 145 600 TMAH 60
23 145 600 TMAH 60
24 145 600 TMAH 60
25 145 600 TMAH 60
26 145 600 TMAH 60
27 145 600 TMAH 60
28 180 600 TMAH 60 現像液:テトラメチルアンモニゥムヒ ドロキシド (TMA H) 溶液
[0193] [表 5]
第 5表
実施例 5 μ m L & S 基板密着性 エッチング耐性
15 + + +
16 + + +
17 + + +
18 + + +
19 + + +
20 + + +
21 + + +
22 + + +
23 + + +
24 + + +
25 + + +
26 + + +
27 + + +
28 + + +
[0194] 実施例 15— 28において、パターン形状が良好な 5 μ mL&Sパターンが得られた。
産業上の利用可能性
[0195] 本発明のレジスト組成物は高感度であるので、高解像度のレジストパターンを作製 することができ、集積度の高!、半導体素子を高 、生産性で作製することが可能となる