JP4177970B2 - Positive photoresist composition - Google Patents

Description

【０００７】
（式（Ｘ）中、Ｒ¹、Ｒ²は同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換基を有していてもよい、直鎖、分岐、環状アルキル基を表わす。ｍは１〜２０の整数を表わす。）
【０００８】
【化７】

【０００９】
（Ｒ³は置換基を有していてもよい直鎖、分岐、環状アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアラルキル基を表わす。ｎは０〜５の整数を表わす。）
【００１０】
【化８】

【００１１】
（式（Ｙ）中、Ｒ⁴は炭素数１〜４の低級アルキル基を表わす。）
(２) （ａ）下記一般式（Ｉ）、一般式（II）及び一般式（III）で示される構造単位を有する、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂（Ａ'）、
下記一般式（IV）、一般式（Ｖ）及び一般式（VI）で示される構造単位を有する、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂（Ｂ'）、及び
（ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
を含有することを特徴とするポジ型フォトレジスト組成物。
【００１２】
【化９】

【００１３】
（式（Ｉ）〜（III)中、Ｒ⁵は酸安定基を表わす。Ｗは前記一般式（Ｘ）で示される基を表わす。ｘ、ｙは１〜９９、ｚは０〜９８、但しｘ＋ｙ＋ｚ＝１００）
【００１４】
【化１０】

【００１５】
（式（IV）〜（VI)中、Ｒ⁶は水素原子、メチル基を表わす。Ｒ⁷は直鎖、分岐、環状アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアラルキル基を表わす。Ｗ'は前記一般式（Ｙ）で示される基を表わす。ｘ'、ｙ'は１〜９９、ｚ'は０〜９８、但しｘ'＋ｙ'＋ｚ'＝１００）
(３) （ｂ）の活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物が、スルホニウム塩構造を有する化合物又はジアゾジスルホン構造を有する化合物であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のポジ型フォトレジスト組成物。
（４） （ｂ）の活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物が、スルホニウム塩構造を有する化合物及びジアゾジスルホン構造を有する化合物であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のポジ型フォトレジスト組成物。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
（ａ）−１：上記一般式（Ｘ）で示される基を有する、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂
一般式（Ｘ）におけるＲ¹、Ｒ²は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、置換基を有してもよい、直鎖、分岐、環状アルキル基を表す。
直鎖アルキル基としては、好ましくは炭素数１〜３０、さらに好ましくは１〜２０であり、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デカニル基等が挙げられる。
分岐アルキル基としては、好ましくは炭素数１〜３０、さらに好ましくは１〜２０であり、例えば、ｉ−プロピル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｉ−ペンチル基、ｔ−ペンチル基、ｉ−ヘキシル基、ｔ−ヘキシル基、ｉ−ヘプチル基、ｔ−ヘプチル基、ｉ−オクチル基、ｔ−オクチル基、ｉ−ノニル基、ｔ−デカノイル基等が挙げられる。
環状アルキル基としては、好ましくは炭素数３〜３０、さらに好ましくは３〜２０であり、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデカノイル基等が挙げられる。
【００１７】
Ｚにおいて、Ｒ³は、置換基を有してもよい直鎖、分岐、環状アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアラルキル基を表す。
Ｒ³の直鎖または分岐状アルキル基としては、好ましくは炭素数１〜３０、さらに好ましくは炭素数１〜２０であり、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ｔ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｉ−ヘキシル基、ｔ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｉ−ヘプチル基、ｔ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｉ−オクチル基、ｔ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｉ−ノニル基、ｔ−ノニル基、ｎ−デカニル基、ｉ−デカニル基、ｔ−デカニル基、ｎ−ウンデシル基、ｉ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｉ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｉ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｉ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｉ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｉ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｉ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｉ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｉ−ノナデシル基等を挙げることができる。
【００１８】
Ｒ³の環状アルキル基としては、好ましくは炭素数３〜３０、さらに好ましくは炭素数３〜２０であり、２０までの炭素数で環を形成する場合でも置換基を有した環状アルキルでもよく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデカニル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シクロペンタデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロヘプタデシル基、シクロオクタデシル基、シクロノナデシル基、４−シクロヘキシルシクロヘキシル基、４−ｎ−ヘキシルシクロヘキシル基、ペンタニルシクロヘキシル基、ヘキシルオキシシクロヘキシル基、ペンタニルオキシシクロヘキシル基等を挙げることができる。ここに挙げた以外の置換環状アルキル基も上記範囲内であれば使用できることができる。
【００１９】
Ｒ³のアリール基としては、好ましくは炭素数６〜３０、さらに好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、フェニル基、４−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、２−メチルフェニル基、４−エチルフェニル基、３−エチルフェニル基、２−エチルフェニル基、４−ｎ−プロピルフェニル基、３−ｎ−プロピルフェニル基、２−ｎ−プロピルフェニル基、４−ｉ−プロピルフェニル基、３−ｉ−プロピルフェニル基、２−ｉ−プロピルフェニル基、４−シクロプロピルフェニル基、３−シクロプロピルフェニル基、２−シクロプロピルフェニル基、４−ｎ−ブチルフェニル基、３−ｎ−ブチルフェニル基、２−ｎ−ブチルフェニル基、４−ｉ−ブチルフェニル基、３−ｉ−ブチルフェニル基、２−ｉ−ブチルフェニル基、４−ｔ−ブチルフェニル基、３−ｔ−ブチルフェニル基、２−ｔ−ブチルフェニル基、４−シクロブチルフェニル基、３−シクロブチルフェニル基、２−シクロブチルフェニル基、４−シクロペンチルフェニル基、４−シクロヘキシルフェニル基、４−シクロヘプテニルフェニル基、４−シクロオクタニルフェニル基、２−シクロペンチルフェニル基、２−シクロヘキシルフェニル基、２−シクロヘプテニルフェニル基、２−シクロオクタニルフェニル基、３−シクロペンチルフェニル基、３−シクロヘキシルフェニル基、３−シクロヘプテニルフェニル基、３−シクロオクタニルフェニル基、４−シクロペンチルオキシフェニル基、４−シクロヘキシルオキシフェニル基、４−シクロヘプテニルオキシフェニル基、４−シクロオクタニルオキシフェニル基、２−シクロペンチルオキシフェニル基、２−シクロヘキシルオキシフェニル基、２−シクロヘプテニルオキシフェニル基、２−シクロオクタニルオキシフェニル基、３−シクロペンチルオキシフェニル基、３−シクロヘキシルオキシフェニル基、３−シクロヘプテニルオキシフェニル基、３−シクロオクタニルオキシフェニル基、４−ｎ−ペンチルフェニル基、４−ｎ−ヘキシルフェニル基、４−ｎ−ヘプテニルフェニル基、４−ｎ−オクタニルフェニル基、２−ｎ−ペンチルフェニル基、２−ｎ−ヘキシルフェニル基、２−ｎ−ヘプテニルフェニル基、２−ｎ−オクタニルフェニル基、３−ｎ−ペンチルフェニル基、３−ｎ−ヘキシルフェニル基、３−ｎ−ヘプテニルフェニル基、３−ｎ−オクタニルフェニル基、２，６−ジ−イソプロピルフェニル基、２，３−ジ−イソプロピルフェニル基、２，４−ジ−イソプロピルフェニル基、３，４−ジ−イソプロピルフェニル基、３，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル基、２，３−ジ−ｔ−ブチルフェニル基、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル基、３，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル基、２，６−ジ−ｎ−ブチルフェニル基、２，３−ジ−ｎ−ブチルフェニル基、２，４−ジ−ｎ−ブチルフェニル基、３，４−ジ−ｎ−ブチルフェニル基、２，６−ジ−ｉ−ブチルフェニル基、２，３−ジ−ｉ−ブチルフェニル基、２，４−ジ−ｉ−ブチルフェニル基、３，４−ジ−ｉ−ブチルフェニル基、２，６−ジ−ｔ−アミルフェニル基、２，３−ジ−ｔ−アミルフェニル基、２，４−ジ−ｔ−アミルフェニル基、３，４−ジ−ｔ−アミルフェニル基、２，６−ジ−ｉ−アミルフェニル基、２，３−ジ−ｉ−アミルフェニル基、２，４−ジ−ｉ−アミルフェニル基、３，４−ジ−ｉ−アミルフェニル基、２，６−ジ−ｎ−ペンチルフェニル基、２，３−ジ−ｎ−ペンチルフェニル基、２，４−ジ−ｎ−ペンチルフェニル基、３，４−ジ−ｎ−ペンチルフェニル基、４−アダマンチルフェニル基、２−アダマンチルフェニル基、４−イソボロニルフェニル基、３−イソボロニルフェニル基、２−イソボロニルフェニル基、４−シクロペンチルオキシフェニル基、４−シクロヘキシルオキシフェニル基、４−シクロヘプテニルオキシフェニル基、４−シクロオクタニルオキシフェニル基、２−シクロペンチルオキシフェニル基、２−シクロヘキシルオキシフェニル基、２−シクロヘプテニルオキシフェニル基、２−シクロオクタニルオキシフェニル基、３−シクロペンチルオキシフェニル基、３−シクロヘキシルオキシフェニル基、３−シクロヘプテニルオキシフェニル基、３−シクロオクタニルオキシフェニル基、４−ｎ−ペンチルオキシフェニル基、４−ｎ−ヘキシルオキシフェニル基、４−ｎ−ヘプテニルオキシフェニル基、４−ｎ−オクタニルオキシフェニル基、２−ｎ−ペンチルオキシフェニル基、２−ｎ−ヘキシルオキシフェニル基、２−ｎ−ヘプテニルオキシフェニル基、２−ｎ−オクタニルオキシフェニル基、３−ｎ−ペンチルオキシフェニル基、３−ｎ−ヘキシルオキシフェニル基、３−ｎ−ヘプテニルオキシフェニル基、３−ｎ−オクタニルオキシフェニル基、２，６−ジ−イソプロピルオキシフェニル基、２，３−ジ−イソプロピルオキシフェニル基、２，４−ジ−イソプロピルオキシフェニル基、３，４−ジ−イソプロピルオキシフェニル基、２，６−ジ−ｔ−ブチルオキシフェニル基、２，３−ジ−ｔ−ブチルオキシフェニル基、２，４−ジ−ｔ−ブチルオキシフェニル基、３，４−ジ−ｔ−ブチルオキシフェニル基、２，６−ジ−ｎ−ブチルオキシフェニル基、２，３−ジ−ｎ−ブチルオキシフェニル基、２，４−ジ−ｎ−ブチルオキシフェニル基、３，４−ジ−ｎ−ブチルオキシフェニル基、２，６−ジ−ｉ−ブチルオキシフェニル基、２，３−ジ−ｉ−ブチルオキシフェニル基、２，４−ジ−ｉ−ブチルオキシフェニル基、３，４−ジ−ｉ−ブチルオキシフェニル基、２，６−ジ−ｔ−アミルオキシフェニル基、２，３−ジ−ｔ−アミルオキシフェニル基、２，４−ジ−ｔ−アミルオキシフェニル基、３，４−ジ−ｔ−アミルオキシフェニル基、２，６−ジ−ｉ−アミルオキシフェニル基、２，３−ジ−ｉ−アミルオキシフェニル基、２，４−ジ−ｉ−アミルオキシフェニル基、３，４−ジ−ｉ−アミルオキシフェニル基、２，６−ジ−ｎ−ペンチルオキシフェニル基、２，３−ジ−ｎ−ペンチルオキシフェニル基、２，４−ジ−ｎ−ペンチルオキシフェニル基、３，４−ジ−ｎ−ペンチルオキシフェニル基、４−アダマンチルオキシフェニル基、３−アダマンチルオキシフェニル基、２−アダマンチルオキシフェニル基、４−イソボロニルオキシフェニル基、３−イソボロニルオキシフェニル基、２−イソボロニルオキシフェニル基、等が挙げられこれらは上記範囲内であればさらに置換してもよく上記例以外の置換基に限定しない。
【００２０】
Ｒ³のアラルキル基としては、好ましくは炭素数７〜３０、さらに好ましくは炭素数７〜２０であり、例えば、フェニルエチル基、４−メチルフェニルエチル基、３−メチルフェニルエチル基、２−メチルフェニルエチル基、４−エチルフェニルエチル基、３−エチルフェニルエチル基、２−エチルフェニルエチル基、４−ｎ−プロピルフェニルエチル基、３−ｎ−プロピルフェニルエチル基、２−ｎ−プロピルフェニルエチル基、４−ｉ−プロピルフェニルエチル基、３−ｉ−プロピルフェニルエチル基、２−ｉ−プロピルフェニルエチル基、４−シクロプロピルフェニルエチル基、３−シクロプロピルフェニルエチル基、２−シクロプロピルフェニルエチル基、４−ｎ−ブチルフェニルエチル基、３−ｎ−ブチルフェニルエチル基、２−ｎ−ブチルフェニルエチル基、４−ｉ−ブチルフェニルエチル基、３−ｉ−ブチルフェニルエチル基、２−ｉ−ブチルフェニルエチル基、４−ｔ−ブチルフェニルエチル基、３−ｔ−ブチルフェニルエチル基、２−ｔ−ブチルフェニルエチル基、４−シクロブチルフェニルエチル基、３−シクロブチルフェニルエチル基、２−シクロブチルフェニルエチル基、４−シクロペンチルフェニルエチル基、４−シクロヘキシルフェニルエチル基、４−シクロヘプテニルフェニルエチル基、４−シクロオクタニルフェニルエチル基、２−シクロペンチルフェニルエチル基、２−シクロヘキシルフェニルエチル基、２−シクロヘプテニルフェニルエチル基、２−シクロオクタニルフェニルエチル基、３−シクロペンチルフェニルエチル基、３−シクロヘキシルフェニルエチル基、３−シクロヘプテニルフェニルエチル基、３−シクロオクタニルフェニルエチル基、４−シクロペンチルオキシフェニルエチル基、４−シクロヘキシルオキシフェニルエチル基、４−シクロヘプテニルオキシフェニルエチル基、４−シクロオクタニルオキシフェニルエチル基、２−シクロペンチルオキシフェニルエチル基、２−シクロヘキシルオキシフェニルエチル基、２−シクロヘプテニルオキシフェニルエチル基、２−シクロオクタニルオキシフェニルエチル基、３−シクロペンチルオキシフェニルエチル基、３−シクロヘキシルオキシフェニルエチル基、３−シクロヘプテニルオキシフェニルエチル基、３−シクロオクタニルオキシフェニルエチル基、４−ｎ−ペンチルフェニルエチル基、４−ｎ−ヘキシルフェニルエチル基、４−ｎ−ヘプテニルフェニルエチル基、４−ｎ−オクタニルフェニルエチル基、２−ｎ−ペンチルフェニルエチル基、２−ｎ−ヘキシルフェニルエチル基、２−ｎ−ヘプテニルフェニルエチル基、２−ｎ−オクタニルフェニルエチル基、３−ｎ−ペンチルフェニルエチル基、３−ｎ−ヘキシルフェニルエチル基、３−ｎ−ヘプテニルフェニルエチル基、３−ｎ−オクタニルフェニルエチル基、２，６−ジ−イソプロピルフェニルエチル基、２，３−ジ−イソプロピルフェニルエチル基、２，４−ジ−イソプロピルフェニルエチル基、３，４−ジ−イソプロピルフェニルエチル基、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェニルエチル基、２，３−ジ−ｔ−ブチルフェニルエチル基、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニルエチル基、３，４−ジ−ｔ−ブチルフェニルエチル基、２，６−ジ−ｎ−ブチルフェニルエチル基、２，３−ジ−ｎ−ブチルフェニルエチル基、２，４−ジ−ｎ−ブチルフェニルエチル基、３，４−ジ−ｎ−ブチルフェニルエチル基、２，６−ジ−ｉ−ブチルフェニルエチル基、２，３−ジ−ｉ−ブチルフェニルエチル基、２，４−ジ−ｉ−ブチルフェニルエチル基、３，４−ジ−ｉ−ブチルフェニルエチル基、２，６−ジ−ｔ−アミルフェニルエチル基、２，３−ジ−ｔ−アミルフェニルエチル基、２，４−ジ−ｔ−アミルフェニルエチル基、３，４−ジ−ｔ−アミルフェニルエチル基、２，６−ジ−ｉ−アミルフェニルエチル基、２，３−ジ−ｉ−アミルフェニルエチル基、２，４−ジ−ｉ−アミルフェニルエチル基、３，４−ジ−ｉ−アミルフェニルエチル基、２，６−ジ−ｎ−ペンチルフェニルエチル基、２，３−ジ−ｎ−ペンチルフェニルエチル基、２，４−ジ−ｎ−ペンチルフェニルエチル基、３，４−ジ−ｎ−ペンチルフェニルエチル基、４−アダマンチルフェニルエチル基、３−アダマンチルフェニルエチル基、２−アダマンチルフェニルエチル基、４−イソボロニルフェニルエチル基、３−イソボロニルフェニルエチル基、２−イソボロニルフェニルエチル基、４−シクロペンチルオキシフェニルエチル基、４−シクロヘキシルオキシフェニルエチル基、４−シクロヘプテニルオキシフェニルエチル基、４−シクロオクタニルオキシフェニルエチル基、２−シクロペンチルオキシフェニルエチル基、２−シクロヘキシルオキシフェニルエチル基、２−シクロヘプテニルオキシフェニルエチル基、２−シクロオクタニルオキシフェニルエチル基、３−シクロペンチルオキシフェニルエチル基、３−シクロヘキシルオキシフェニルエチル基、３−シクロヘプテニルオキシフェニルエチル基、３−シクロオクタニルオキシフェニルエチル基、４−ｎ−ペンチルオキシフェニルエチル基、４−ｎ−へキシルオキシフェニルエチル基、４−ｎ−ヘプテニルオキシフェニルエチル基、４−ｎ−オクタニルオキシフェニルエチル基、２−ｎ−ペンチルオキシフェニルエチル基、２−ｎ−ヘキシルオキシフェニルエチル基、２−ｎ−ヘプテニルオキシフェニルエチル基、２−ｎ−オクタニルオキシフェニルエチル基、３−ｎ−ペンチルオキシフェニルエチル基、３−ｎ−ヘキシルオキシフェニルエチル基、３−ｎ−ヘプテニルオキシフェニルエチル基、３−ｎ−オクタニルオキシフェニルエチル基、２，６−ジーイソプロピルオキシフェニルエチル基、２，３−ジ−イソプロピルオキシフェニルエチル基、２，４−ジ−イソプロピルオキシフェニルエチル基、３，４一ジーイソプロピルオキシフェニルエチル基、２，６−ジ−ｔ−ブチルオキシフェニルエチル基、２，３−ジ−ｔ−ブチルオキシフェニルエチル基、２，４−ジ−ｔ−ブチルオキシフェニルエチル基、３，４−ジ−ｔ−ブチルオキシフェニルエチル基、２，６−ジ−ｎ−ブチルオキシフェニルエチル基、２，３−ジ−ｎ−ブチルオキシフェニルエチル基、２，４−ジ−ｎ−ブチルオキシフェニルエチル基、３，４−ジ−ｎ−ブチルオキシフェニルエチル基、２，６−ジ−ｉ−ブチルオキシフェニルエチル基、２，３−ジ−ｉ−ブチルオキシフェニルエチル基、２，４−ジ−ｉ−ブチルオキシフェニルエチル基、３，４−ジ−ｉ−ブチルオキシフェニルエチル基、２，６−ジ−ｔ−アミルオキシフェニルエチル基、２，３−ジ−ｔ−アミルオキシフェニルエチル基、２，４−ジ−ｔ−アミルオキシフェニルエチル基、３，４−ジ−ｔ−アミルオキシフェニルエチル基、２，６−ジ−ｉ−アミルオキシフェニルエチル基、２，３−ジ−ｉ−アミルオキシフェニルエチル基、２，４−ジ−ｉ−アミルオキシフェニルエチル基、３，４−ジ−ｉ−アミルオキシフェニルエチル基、２，６−ジ−ｎ−ペンチルオキシフェニルエチル基、２，３−ジ−ｎ−ペンチルオキシフェニルエチル基、２，４−ジ−ｎ−ペンチルオキシフェニルエチル基、３，４−ジ−ｎ−ペンチルオキシフェニルエチル基、４−アダマンチルオキシフェニルエチル基、３−アダマンチルオキシフェニルエチル基、２−アダマンチルオキシフェニルエチル基、４−イソボロニルオキシフェニルエチル基、３−イソボロニルオキシフェニルエチル基、２−イソボロニルオキシフェニルエチル基、あるいは、上記アルキルがメチル基、プロピル基、ブチル基等に置き換えたもの等が挙げられる。
【００２１】
また、上記基の更なる置換基としては、水酸基、ハロゲン原子（フツ素、塩素、臭素、ヨウ素）、ニトロ基、シアノ基、上記のアルキル基、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、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基等のアルコキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、ベンジル基、フエネチル基、クミル基等のアラルキル基、アラルキルオキシ基、ホルミル基、アセチル基、ブチリル基、ベンゾイル基、シアナミル基、バレリル基等のアシル基、ブチリルオキシ基等のアシロキシ基、上記のアルケニル基、ビニルオキシ基、プロペニルオキシ基、アリルオキシ基、ブテニルオキシ基等のアルケニルオキシ基、上記のアリール基、フエノキシ基等のアリールオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアリールオキシカルボニル基を挙げることができる。
【００２２】
上記Ｒ³の置換基としては、好ましくは、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基又は炭素数７〜２０のアラルキル基である。これらの置換基はさらに置換基を有してもよい。
【００２３】
一般式（Ｘ）で示される基の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
【化１１】

【００２５】
【化１２】

【００２６】
本発明における一般式（Ｘ）で示される基を有し、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂（以下、一般式（Ｘ）で示される基を有する樹脂ともいう）は、モノマ−を重合して得られる、分子量分布を有する化合物に、一般式（Ｘ）で示される酸分解性基を導入した構造を有し、酸の作用によりアルカリ可溶性となる化合物のことである。
一般式（Ｘ）で示される基を有する樹脂としては、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、一般式（Ｘ）で示される基を有する樹脂である。この内、一般式（Ｘ）で示される基を側鎖に有する樹脂がより好ましい。
次に、一般式（Ｘ）で示される基が側鎖として結合する場合の母体樹脂としては、側鎖に−ＯＨもしくは−ＣＯＯＨ、好ましくは−Ｒ⁰−ＣＯＯＨもしくは−Ａｒ−ＯＨ基を有するアルカリ可溶性樹脂である。ここで、−Ｒ⁰−は置換基を有してもよい２価以上の脂肪族もしくは芳香族炭化水素を表し、−Ａｒ−は単環もしくは多環の置換基を有してもよい２価以上の芳香族基を表す。
【００２７】
本発明において好ましい母体樹脂としては、フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂である。
本発明に用いられるフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂は、ｏ−、ｍ−又はｐ−ヒドロキシスチレン（これらを総称してヒドロキシスチレンと言う）、あるいはｏ−、ｍ−又はｐ−ヒドロキシ−α−メチルスチレン（これらを総称してヒドロキシ−α−メチルスチレンと言う）に相当する繰り返し単位を少なくとも３０モル％、好ましくは５０モル％以上含有する共重合体又はそのホモポリマー、あるいは該単位のベンゼン核が部分的に水素添加された樹脂であることが好ましく、ｐ−ヒドロキシスチレンホモポリマーがより好ましい。
上記共重合体を共重合により調製するためのヒドロキシスチレン及びヒドロキシ−α−メチルスチレン以外のモノマーとしては、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸、スチレン、α−メチルスチレン、アセトキシスチレン、アルコキシスチレン類が好ましく、スチレン、アセトキシスチレン、ｔ−ブトキシスチレンがより好ましい。
【００２８】
本発明では、このような樹脂中における一般式（Ｘ）で示される基を有する繰り返し単位（構造単位）の含有量としては、全繰り返し単位に対して５モル％〜５０モル％が好ましく、より好ましくは５モル％〜３０モル％である。
【００２９】
本発明において一般式（Ｘ）で示される基を有する樹脂中には、上記一般式（Ｘ）で示される基以外に、他の酸分解性基を含んでいてもよい。
【００３０】
上記一般式（Ｘ）で示される基を含有する樹脂は、対応するビニルエーテルを合成し、テトラヒドロフラン等の適当な溶媒に溶解したフェノール性水酸基含有アルカリ可溶性樹脂と既知の方法により反応させることで得ることができる。反応は、通常酸性の触媒、好ましくは、酸性イオン交換樹脂や、塩酸、ｐ−トルエンスルホン酸あるいは、ピリジニウムトシレートのような塩の存在下実施される。対応する上記ビニルエーテルは、クロロエチルビニルエーテルのような活性な原料から、求核置換反応等の方法により合成することができ、また水銀やパラジウム触媒を用いて合成することができる。
また、別の方法として、対応するアルコールとビニルエーテルを用いてアセタール交換する方法によっても合成することができる。この場合、導入したい置換基をアルコールに持たせ、ビニルエーテルはｔ−ブチルビニルエーテルのような比較的不安定なビニルエーテルを混在させ、ｐ−トルエンスルホン酸やピリジニウムトシレートのような酸存在下実施される。
【００３１】
このような一般式（Ｘ）で示される基を含有する樹脂の具体的構造を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３２】
【化１３】

【００３３】
【化１４】

【００３４】
【化１５】

【００３５】
【化１６】

【００３６】
【化１７】

【００３７】
【化１８】

【００３８】
（ａ）−２：上記一般式（Ｉ）、一般式（II）及び一般式(III)で示される構造単位を有する、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂（Ａ’）
Ｒ⁵における酸の作用により分解しない基（酸安定基という）としては、
水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アシロキシ基を表す。
【００３９】
Ｒ⁵の酸安定基において、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基の様な炭素数１〜４個のものが好ましい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基等の炭素数１〜４個のアルコキシ基が好ましい。アシロキシ基としては、アセトキシ基、プロプノイルオキシ基、ブタノイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等の炭素数２〜７個のものが好ましい。
【００４０】
一般式（Ｉ）における置換基Ｗは、前記一般式（Ｘ）のことであり、一般式（Ｘ）は前述の通りである。
【００４１】
このような一般式（Ｉ）で示される構造単位の具体的構造を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
【化１９】

【００４３】
【化２０】

【００４４】
【化２１】

【００４５】
【化２２】

【００４６】
【化２３】

【００４７】
【化２４】

【００４８】
一般式（III）で表される構造単位を樹脂に含有させることにより、該樹脂が酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度を制御することができる。また、この構造単位を導入することによって矩形性の優れたプロファイルを達成できる。さらには、一般式（Ｉ）で表される構造単位の量を調整するのに有効である。
【００４９】
このような一般式（III）で示される構造単位の重合性モノマーの具体例としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５０】
【化２５】

【００５１】
【化２６】

【００５２】
これら一般式（II) 、又は一般式（III)で示される構造単位を含む樹脂は、フェノール樹脂あるいは、そのモノマーへ、塩基存在下で酸無水物と反応させることにより、あるいは塩基存在下対応するハライドと反応させることなどにより得ることができる。
【００５３】
本発明において、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度を増大させる基を有する樹脂（Ａ’）は、一般式（Ｉ）、一般式（II)又は一般式（III)で表される構造単位の他に共重合成分として他のモノマー単位を含んでいてもよい。
【００５４】
本発明において、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度を増大させる基を有する樹脂（Ａ'）のｘ、ｙ、ｚ比は下記条件を満足することが好ましい。
ｚ＝０の場合
0.05＜ｘ／（ｘ＋ｙ）＜0.50、より好ましくは0.1＜ｘ／（ｘ＋ｙ）＜0.45ｚ＞０の場合
▲１▼ 0.05＜ｘ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）＜0.35、▲２▼ 0.005＜ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）＜0.25、▲３▼ ｘ≧ｚ、▲４▼ 0.5＜ｘ／（ｘ＋ｚ）＜0.95
より好ましくは
▲１▼ 0.1＜ｘ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）＜0.25、▲２▼ 0.01＜ｚ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）＜0.15、▲３▼ ｘ≧ｚ、▲４▼ 0.5＜ｘ／（ｘ＋ｙ）＜0.85
本発明の樹脂は上記条件を満足することにより、プロファイルの矩形性が向上し、特に現像欠陥がさらに改善される。
【００５５】
一般式（Ｉ）、一般式（II) 又は一般式（III)で示される繰り返し構造単位、又は他の重合性モノマーからの繰り返し構造単位は、各々一種、又は二種以上を組み合わせて樹脂中に存在させてもよい。
また本発明のポジ型感光性組成物に含有される樹脂は、アルカリ現像液に対する良好な現像性を維持するために、アルカリ可溶性基、例えばフェノール性水酸基、カルボキシル基が導入され得るように適切な他の重合性モノマーが共重合されていてもよい。
【００５６】
上記樹脂Ａの分子量は、重量平均（Ｍｗ：ポリスチレン標準）で２，０００以上、好ましくは３，０００〜２００，０００であり、より好ましくは５，０００〜７０，０００である。また、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、好ましくは１．０〜４．０、より好ましくは１．０〜３．５、特に好ましくは１．０〜３．０であり、分散度が小さい程、耐熱性、画像形成性（パターンプロファイル、デフォーカスラチチュード等）が良好となる。
上記樹脂Ａのポジ型感光性組成物中（塗布溶媒を除く）の含有量は、好ましくは５０〜９９重量％、更に好ましくは７０〜９７重量％である。
一般式（Ｉ）、一般式（II)又は一般式（III)の繰り返し構造単位を有する樹脂の具体例を以下に示すが、本発明がこれらに限定されるものではない。
【００５７】
【化２７】

【００５８】
【化２８】

【００５９】
【化２９】

【００６０】
【化３０】

【００６１】
【化３１】

【００６２】
【化３２】

【００６３】
【化３３】

【００６４】
【化３４】

【００６５】
【化３５】

【００６６】
【化３６】

【００６７】
【化３７】

【００６８】
【化３８】

【００６９】
【化３９】

【００７０】
【化４０】

【００７１】
(ｂ) 前記一般式（Ｙ）で示される基を有する、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂（Ｂ）
一般式（Ｙ）におけるＲ⁴の炭素数１〜４の低級アルキル基としては、メチル基、エチル基、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−ブチル基等が挙げられる。
一般式（Ｙ）で示される基の具体例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。
【００７２】
【化４１】

【００７３】
本発明における一般式（Ｙ）で示される基を有し、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂（以下、一般式（Ｙ）で示される基を有する樹脂ともいう）は、モノマ−を重合して得られる、分子量分布を有する化合物に、一般式（Ｙ）で示される酸分解性基を導入した構造を有し、酸の作用によりアルカリ可溶性となる化合物のことである。
一般式（Ｙ）で示される基を有する樹脂としては、樹脂の主鎖又は側鎖、あるいは、主鎖及び側鎖の両方に、一般式（Ｙ）で示される基を有する樹脂である。この内、一般式（Ｙ）で示される基を側鎖に有する樹脂がより好ましい。
次に、一般式（Ｙ）で示される基が側鎖として結合する場合の母体樹脂としては、側鎖に−ＯＨもしくは−ＣＯＯＨ、好ましくは−Ｒ⁰−ＣＯＯＨもしくは−Ａｒ−ＯＨ基を有するアルカリ可溶性樹脂である。ここで、−Ｒ⁰−は置換基を有してもよい２価以上の脂肪族もしくは芳香族炭化水素を表し、−Ａｒ−は単環もしくは多環の置換基を有してもよい２価以上の芳香族基を表す。
【００７４】
本発明において好ましい母体樹脂としては、フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂である。
本発明に用いられるフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂は、ｏ−、ｍ−又はｐ−ヒドロキシスチレン（これらを総称してヒドロキシスチレンと言う）、あるいはｏ−、ｍ−又はｐ−ヒドロキシ−α−メチルスチレン（これらを総称してヒドロキシ−α−メチルスチレンと言う）に相当する繰り返し単位を少なくとも３０モル％、好ましくは５０モル％以上含有する共重合体又はそのホモポリマー、あるいは該単位のベンゼン核が部分的に水素添加された樹脂であることが好ましく、ｐ−ヒドロキシスチレンホモポリマーがより好ましい。
上記共重合体を共重合により調製するためのヒドロキシスチレン及びヒドロキシ−α−メチルスチレン以外のモノマーとしては、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸、スチレン、α−メチルスチレン、アセトキシスチレン、アルコキシスチレン類が好ましく、スチレン、アセトキシスチレン、ｔ−ブトキシスチレンがより好ましい。
【００７５】
本発明では、このような樹脂中における一般式（Ｙ）で示される基を有する繰り返し単位（構造単位）の含有量としては、全繰り返し単位に対して５モル％〜７０モル％が好ましく、より好ましくは５モル％〜５０モル％である。
【００７６】
本発明において一般式（Ｙ）で示される基を有する樹脂中には、上記一般式（Ｙ）で示される基以外に、他の酸分解性基を含んでいてもよい。
【００７７】
上記一般式（Ｙ）で示される基を含有する樹脂は、対応するビニルエーテルを合成し、テトラヒドロフラン等の適当な溶媒に溶解したフェノール性水酸基含有アルカリ可溶性樹脂と既知の方法により反応させることで得ることができる。反応は、通常酸性の触媒、好ましくは、酸性イオン交換樹脂や、塩酸、ｐ−トルエンスルホン酸あるいは、ピリジニウムトシレートのような塩の存在下実施される。対応する上記ビニルエーテルは、クロロエチルビニルエーテルのような活性な原料から、求核置換反応等の方法により合成することができ、また水銀やパラジウム触媒を用いて合成することができる。
また、別の方法として、対応するアルコールとビニルエーテルを用いてアセタール交換する方法によっても合成することができる。この場合、導入したい置換基をアルコールに持たせ、ビニルエーテルはｔ−ブチルビニルエーテルのような比較的不安定なビニルエーテルを混在させ、ｐ−トルエンスルホン酸やピリジニウムトシレートのような酸存在下実施される。
【００７８】
上記一般式（Ｙ）で示される基を含有する樹脂の具体的構造を以下に例示するが、本発明の内容がこれらに限定されるものではない。
【００７９】
【化４２】

【００８０】
【化４３】

【００８１】
(b)-2；前記一般式（IV）、一般式（Ｖ）及び一般式（VI）で示される構造単位を有する酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂（Ｂ’）
Ｒ⁶は水素原子、メチル基を表わす。
Ｒ⁷の直鎖アルキル基、分岐アルキル基、環状アルキル基、アリール基、アラルキル基としては、具体的には、前述の一般式（Ｘ）のＲ³で例示したものが各々挙げられる。
一般式（IV）における置換基Ｗ'は前記一般式（Ｙ）のことであり、一般式（Ｙ）は前述の通りである。
このような一般式（IV）で示される構造単位の具体的構造を以下に例示するが本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８２】
【化４４】

【００８３】
一般式（VI）で表わされる構造単位を樹脂に含有させることにより該樹脂が酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度を制御することができる。また、この構造単位を導入することによって矩形性の優れたプロファイルを達成できる。さらには一般式（IV）で示される構造単位の量を調整するのに有効である。
このような一般式（VI）で示される構造単位の重合性モノマーの具体例としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８４】
【化４５】

【００８５】
これら一般式（Ｖ)又は一般式（ＶI)で示される構造単位を含む樹脂は、フェノール樹脂あるいは、そのモノマーへ、塩基存在下で酸無水物と反応させることにより、あるいは塩基存在下対応するハライドと反応させることなどにより得ることができる。
【００８６】
本発明において、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度を増大させる基を有する樹脂（Ｂ’）は、一般式（IV）、一般式（V)又は一般式（VI)で表される構造単位の他に共重合成分として他のモノマー単位を含んでいてもよい。
【００８７】
本発明において、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度を増大させる基を有する樹脂（Ｂ'）のｘ'、ｙ'、ｚ'比は下記条件を満足することが好ましい。
ｚ'＝０の場合
0.05＜ｘ'／（ｘ'＋ｙ'）＜0.5、より好ましくは0.1＜ｘ'／（ｘ'＋ｙ'）＜0.45
ｚ＞０の場合
▲１▼ 0.10＜ｘ'／（ｘ'＋ｙ'＋ｚ'）＜0.50、▲２▼ 0.005＜ｚ'／（ｘ'＋ｙ'＋ｚ'）＜0.35、▲３▼ ｘ'＞ｚ'、▲４▼ 0.4＜ｘ'／（ｘ'＋ｚ'）＜0.95
より好ましくは
▲１▼ 0.20＜ｘ'／（ｘ'＋ｙ'＋ｚ'）＜0.40、▲２▼ 0.01＜ｚ'／（ｘ'＋ｙ'＋ｚ'）＜0.25、▲３▼ ｘ'≧ｚ'、 ▲４▼ 0.5＜ｘ'／（ｘ'＋ｙ'）＜0.85
本発明の樹脂は上記条件を満足することにより、プロファイルの矩形性が向上し、特に現像欠陥がさらに改善される。
【００８８】
一般式（IV）、一般式（V)又は一般式（VI)で示される繰り返し構造単位、
又は他の重合性モノマーからの繰り返し構造単位は、各々一種、又は二種以上を組み合わせて樹脂中に存在させてもよい。
また本発明のポジ型感光性組成物に含有される樹脂は、アルカリ現像液に対する良好な現像性を維持するために、アルカリ可溶性基、例えばフェノール性水酸基、カルボキシル基が導入され得るように適切な他の重合性モノマーが共重合されていてもよい。
【００８９】
上記樹脂Ｂの分子量は、重量平均（Ｍｗ：ポリスチレン標準）で２，０００以上、好ましくは３，０００〜２００，０００であり、より好ましくは５，０００〜７０，０００である。また、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、好ましくは１．０〜４．０、より好ましくは１．０〜３．５、特に好ましくは１．０〜３．０であり、分散度が小さい程、耐熱性、画像形成性（パターンプロファイル、デフォーカスラチチュード等）が良好となる。
上記樹脂Ｂのポジ型感光性組成物中（塗布溶媒を除く）の含有量は、好ましくは５０〜９９重量％、更に好ましくは７０〜９７重量％である。
一般式（IV）、一般式（V)又は一般式（VI)の繰り返し構造単位を有する樹脂の具体例を以下に示すが、本発明がこれらに限定されるものではない。
【００９０】
【化４６】

【００９１】
【化４７】

【００９２】
【化４８】

【００９３】
【化４９】

【００９４】
本発明において、酸の作用により分解して、アルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂（Ａ）と（Ｂ）との混合比は
０．１≦（Ａ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）｝≦０．９（重量比）
より好ましくは
０．２≦（Ａ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）｝≦０．８（重量比）
更に好ましくは
０．３≦（Ａ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）｝≦０．７（重量比）
樹脂（Ａ）の割合が１割以下の場合、耐ドライエッチング性能、画像性能（パターンプロファイル、デフォーカスラチチュード等）が劣化し、また（Ｂ）の割合が１割以下の場合ショートニング性能が劣化する。
【００９５】
＜（ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物（光酸発生剤）＞本発明で用いられる（ｂ）光酸発生剤は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物である。
本発明で使用される光酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている公知の光（４００〜２００ｎｍの紫外線、遠紫外線、特に好ましくは、ｇ線、ｈ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザー光）、ＡｒＦエキシマレーザー光、電子線、Ｘ線、分子線又はイオンビームにより酸を発生する化合物およびそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
【００９６】
また、その他の本発明に用いられる光酸発生剤としては、たとえばジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩等のオニウム塩、有機ハロゲン化合物、有機金属／有機ハロゲン化物、ｏ−ニトロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、イミノスルフォネ−ト等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化合物、ジスルホン化合物、ジアゾケトスルホン、ジアゾジスルホン化合物等を挙げることができる。
また、これらの光により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖または側鎖に導入した化合物を用いることができる。
【００９７】
さらにV.N.R.Pillai,Synthesis,(1),1(1980)、A.Abad etal,Tetrahedron Lett.,(47)4555(1971)、D.H.R.Barton etal,J.Chem.Soc.,(C),329(1970)、米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。
【００９８】
上記光酸発生剤の中で、特に有効に用いられるものについて以下に説明する。（１）トリハロメチル基が置換した下記一般式（ＰＡＧ１）で表されるオキサゾール誘導体または一般式（ＰＡＧ２）で表されるＳ−トリアジン誘導体。
【００９９】
【化５０】

【０１００】
式中、Ｒ²⁰¹は置換もしくは未置換のアリール基、アルケニル基、Ｒ²⁰²は置換もしくは未置換のアリール基、アルケニル基、アルキル基、−Ｃ（Ｙ）₃をしめす。Ｙは塩素原子または臭素原子を示す。
具体的には以下の化合物を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。
【０１０１】
【化５１】

【０１０２】
（２）下記の一般式（ＰＡＧ３）で表されるヨードニウム塩、または一般式（ＰＡＧ４）で表されるスルホニウム塩。
【０１０３】
【化５２】

【０１０４】
ここで式Ａｒ¹、Ａｒ²は各々独立に置換もしくは未置換のアリール基を示す。
Ｒ²⁰³、Ｒ²⁰⁴、Ｒ²⁰⁵は各々独立に、置換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。
【０１０５】
Ｚ^-は対アニオンを示し、例えばＢＦ₄ ^-、ＡｓＦ₆ ^-、ＰＦ₆ ^-、ＳｂＦ₆ ^-、ＳｉＦ₆ ^2-、ＣｌＯ₄ ^-、ＣＦ₃ＳＯ₃ ^-等のパーフルオロアルカンスルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオン等のアルキルスルホン酸アニオン、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオン、ベンゼンスルホン酸アニオン、フルオロアルキルベンゼンスルホン酸アニオン、トリイソプロピルベンゼンスルホン酸アニオン等の芳香族スルホン酸アニオン、ナフタレン−１−スルホン酸アニオン等の縮合多核芳香族スルホン酸アニオン、アントラキノンスルホン酸アニオン、スルホン酸基含有染料等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。また、これらのアニオン種は、更に置換基を有していてもよい。
【０１０６】
またＲ²⁰³、Ｒ²⁰⁴、Ｒ²⁰⁵のうちの２つおよびＡｒ¹、Ａｒ²はそれぞれの単結合または置換基を介して結合してもよい。
【０１０７】
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１０８】
【化５３】

【０１０９】
【化５４】

【０１１０】
【化５５】

【０１１１】
【化５６】

【０１１２】
【化５７】

【０１１３】
【化５８】

【０１１４】
【化５９】

【０１１５】
【化６０】

【０１１６】
【化６１】

【０１１７】
【化６２】

【０１１８】
【化６３】

【０１１９】
【化６４】

【０１２０】
【化６５】

【０１２１】
【化６６】

【０１２２】
一般式（ＰＡＧ３）、（ＰＡＧ４）で示される上記オニウム塩は公知であり、例えばJ.W.Knapczyk etal,J.Am.Chem.Soc.,91,145(1969)、A.L. Maycok etal, J.Org.Chem.,35,2532,(1970)、E.Goethas etal, Bull. Soc. Chem. Belg.,73,546,(1964)、H.M.Leicester、J. Ame. Chem. Soc., 51,3587(1929)、J.V.Crivello etal,J.Polym.Chem.Ed.,18,2677(198 0)、米国特許第2,807,648 号および同4,247,473号、特開昭53-101,331号等に記載の方法により合成することができる。
【０１２３】
（３）下記一般式（ＰＡＧ５）で表されるジスルホン誘導体または一般式（ＰＡＧ６）で表されるイミノスルホネート誘導体。
【０１２４】
【化６７】

【０１２５】
式中、Ａｒ³、Ａｒ⁴は各々独立に置換もしくは未置換のアリール基を示す。Ｒ²⁰⁶は置換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。Ａは置換もしくは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基を示す。
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１２６】
【化６８】

【０１２７】
【化６９】

【０１２８】
【化７０】

【０１２９】
（４）下記一般式（ＰＡＧ７）で表されるジアゾジスルホン誘導体。
【０１３０】
【化７１】

【０１３１】
ここでＲは、直鎖、分岐又は環状アルキル基、あるいは置換していてもよいアリール基を表す。
具体例としては以下に示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１３２】
【化７２】

【０１３３】
（ｂ）の活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物が、スルホニウム塩構造を有する化合物及びジアゾジスルホン構造を有する化合物のうち少なくとも１種であることが好ましく、より好ましくはスルホニウム塩構造を有する化合物及びジアゾジスルホン構造を有する化合物の両方を併用することが好ましい。これにより、本発明の効果が一層顕著になる。
これらの光酸発生剤の添加量は、組成物中の固形分を基準として、通常０．００１〜４０重量％の範囲で用いられ、好ましくは０．０１〜２０重量％、更に好ましくは０．１〜５重量％の範囲で使用される。光酸発生剤の添加量が、０．００１重量％より少ないと感度が低くなり、また添加量が４０重量％より多いとレジストの光吸収が高くなりすぎ、プロファイルの悪化や、プロセス（特にベーク）マージンが狭くなり好ましくない。
【０１３４】
本発明の組成物には、活性光線又は放射線の照射によりカルボン酸を発生する化合物（カルボン酸発生化合物）を用いることができる。これにより、保存時の安定性が更に向上し、かつＰＥＤによる線巾変化が更に少なくなり、更に疎密依存性も向上する。
カルボン酸発生化合物としては、上記光酸発生剤のところで例示したカチオン（好ましくはトリフェニルスルホニウムカチオン）と、カルボン酸のアニオンとを有するオニウム塩が挙げられる。具体的には、ジフェニルヨードニウムカルボキシレート、トリフェニルスルホニウムカルボキシレート、ジフェニルヨードニウムベンゼンカルボキシレート、トリフェニルスルホニウムベンゼンカルボキシレート、及びこれらに置換基が導入されたものを挙げることができる。中でもトリフェニルスルホニウムカルボキシレート、トリフェニルスルホニウム置換ベンゼンカルボキシレートがより好ましい。
本発明の組成物中のカルボン酸発生化合物の添加量としては、通常、組成物の全固形分に対して０．０１〜４０重量％、好ましくは０．０１〜２０重量％である。
【０１３５】
また、本発明の組成物には、ヒドロキサム酸化合物類（ＢＰＡ等）を用いることができる。
【０１３６】
本発明の組成物には、有機塩基性化合物を用いることができる。これにより、保存時の安定性が更に向上し、かつＰＥＤによる線巾変化が更に少なくなるため好ましい。
本発明で用いることのできる好ましい有機塩基性化合物とは、フェノールよりも塩基性の強い化合物である。中でも含窒素塩基性化合物が好ましい。
好ましい化学的環境として、下記式（Ａ）〜（Ｅ）構造を挙げることができる。
【０１３７】
【化７３】

【０１３８】
ここで、Ｒ²⁵⁰、Ｒ²⁵¹及びＲ²⁵²は、同一又は異なり、水素原子、炭素数１〜６個のアルキル基、炭素数１〜６個のアミノアルキル基、炭素数１〜６個のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜１２個のアルコキシアルキル基、炭素数１〜１２個のアルコキシアルコキシアルキル基または炭素数６〜２０個の置換もしくは非置換のアリール基であり、ここでＲ²⁵¹とＲ²⁵²は互いに結合して環を形成してもよい。
【０１３９】
【化７４】

【０１４０】
（式中、Ｒ²⁵³、Ｒ²⁵⁴、Ｒ²⁵⁵及びＲ²⁵⁶は、同一又は異なり、炭素数１〜６個のアルキル基を示す。
【０１４１】
更に好ましい化合物は、窒素含有環状化合物（環状アミン化合物ともいう）あるいは一分子中に異なる化学的環境の窒素原子を２個以上有する含窒素塩基性化合物である。
環状アミン化合物としては、多環構造であることがより好ましい。環状アミン化合物の好ましい具体例としては、下記一般式（Ｆ）で表される化合物が挙げられる。
【０１４２】
【化７５】

【０１４３】
式（Ｆ）中、Ｙ、Ｚは、各々独立に、ヘテロ原子を含んでいてもよく、置換してもよい直鎖、分岐、環状アルキレン基を表す。
ここで、ヘテロ原子としては、窒素原子、硫黄原子、酸素原子が挙げられる。アルキレン基としては、炭素数２〜１０個が好ましく、より好ましくは２〜５個のものである。アルキレン基の置換基としては、炭素数１〜６個のアルキル基、アリール基、アルケニル基の他、ハロゲン原子、ハロゲン置換アルキル基が挙げられる。更に、一般式（Ｆ）で示される化合物の具体例としては、下記に示す化合物が挙げられる。
【０１４４】
【化７６】

【０１４５】
上記の中でも、１、８−ジアザビシクロ〔５．４．０〕ウンデカ−７−エン、１、５−ジアザビシクロ〔４．３．０〕ノナ−５−エンが特に好ましい。
【０１４６】
一分子中に異なる化学的環境の窒素原子を２個以上有する含窒素塩基性化合物としては、特に好ましくは、置換もしくは未置換のアミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物もしくはアルキルアミノ基を有する化合物である。好ましい具体例としては、置換もしくは未置換のグアニジン、置換もしくは未置換のアミノピリジン、置換もしくは未置換のアミノアルキルピリジン、置換もしくは未置換のアミノピロリジン、置換もしくは未置換のインダーゾル、置換もしくは未置換のピラゾール、置換もしくは未置換のピラジン、置換もしくは未置換のピリミジン、置換もしくは未置換のプリン、置換もしくは未置換のイミダゾリン、置換もしくは未置換のピラゾリン、置換もしくは未置換のピペラジン、置換もしくは未置換のアミノモルフォリン、置換もしくは未置換のアミノアルキルモルフォリン等が挙げられる。好ましい置換基は、アミノ基、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、水酸基、シアノ基である。
【０１４７】
特に好ましい化合物として、グアニジン、１,１−ジメチルグアニジン、１,１、３,３−テトラメチルグアニジン、２−アミノピリジン、３−アミノピリジン、４−アミノピリジン、２−ジメチルアミノピリジン、４−ジメチルアミノピリジン、２−ジエチルアミノピリジン、２−（アミノメチル）ピリジン、２−アミノ−３−メチルピリジン、２−アミノ−４−メチルピリジン、２−アミノ−５−メチルピリジン、２−アミノ−６−メチルピリジン、３−アミノエチルピリジン、４−アミノエチルピリジン、３−アミノピロリジン、ピペラジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペリジン、４−アミノ−２,２,６,６−テトラメチルピペリジン、４−ピペリジノピペリジン、２−イミノピペリジン、１−（２−アミノエチル）ピロリジン、ピラゾール、３−アミノ−５−メチルピラゾール、５−アミノ−３−メチル−１−ｐ−トリルピラゾール、ピラジン、２−（アミノメチル）−５−メチルピラジン、ピリミジン、２,４−ジアミノピリミジン、４,６−ジヒドロキシピリミジン、２−ピラゾリン、３−ピラゾリン、Ｎ−アミノモルフォリン、Ｎ−（２−アミノエチル）モルフォリン、トリメチルイミダゾール、トリフェニルイミダゾール、メチルジフェニルイミダゾール、トリス（メトキシエチル）アミン、トリス（メトキシエトキシエチル）アミン、トリス（エトキシエトキシエチル）アミン、トリス（メトキシメトキシメチル）アミン、トリス（メトキシメトキシエチル）アミン等が挙げられるがこれに限定されるものではない。
また、これら塩基性化合物のかわりに、第４級アンモニウム塩のヒドロキシド化合物を用いてもよく、その場合、単独でもしくは前記塩基性化合物と併用して用いることが出来る。
第４級アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチル（２−ヒドロキシエチル）アンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエタノールアンモニウムヒドロキシド、メチルトリエタノールアンモニウムヒドロキシド、ベンジルメチルジエタノールアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエタノールアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。
【０１４８】
これらの含窒素塩基性化合物は、単独であるいは２種以上一緒に用いられる。含窒素塩基性化合物の使用量は、感光性樹脂組成物（溶媒を除く）１００重量部に対し、通常、０．００１〜１０重量部、好ましくは０．０１〜５重量部である。０．００１重量部未満では上記効果が得られない。一方、１０重量部を超えると感度の低下や非露光部の現像性が悪化する傾向がある。
【０１４９】
本発明の化学増幅型ポジレジスト組成物には必要に応じて、更に界面活性剤、染料、顔料、可塑剤、光増感剤及び現像液に対する溶解性を促進させるフエノール性ＯＨ基を２個以上有する化合物等を含有させることができる。
【０１５０】
本発明の感光性樹脂組成物には、界面活性剤を含有することが好ましい。具体的には、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトップＥＦ３０１、ＥＦ３０３、ＥＦ３５２（新秋田化成（株）製）、メガファックＦ１７１、Ｆ１７３、Ｆ１７６、Ｆ１８９、Ｒ０８（大日本インキ（株）製）、フロラ−ドＦＣ４３０、ＦＣ４３１（住友スリーエム（株）製）、アサヒガードＡＧ７１０、サーフロンＳ−３８２、ＳＣ１０１、ＳＣ１０２、ＳＣ１０３、ＳＣ１０４、ＳＣ１０５、ＳＣ１０６（旭硝子（株）製）等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーＫＰ３４１（信越化学工業（株）製）やアクリル酸系もしくはメタクリル酸系（共）重合ポリフローＮｏ．７５、Ｎｏ．９５（共栄社油脂化学工業（株）製）、トロイゾルＳ−３６６（トロイケミカル（株）製）等を挙げることができる。
これらの界面活性剤の中でも、フッ素系またはシリコン系界面活性剤が塗布性、現像欠陥低減の点で好ましい。
界面活性剤の配合量は、本発明の組成物中の全組成物の固形分に対し、通常０．０１重量％〜２重量％、好ましくは０．０１重量％〜１重量％である。
これらの界面活性剤は１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１５１】
さらに、下記に挙げるような分光増感剤を添加し、使用する光酸発生剤が吸収を持たない遠紫外より長波長領域に増感させることで、本発明の化学増幅型ポジレジストをｉ又はｇ線に感度を持たせることができる。好適な分光増感剤としては、具体的にはベンゾフェノン、ｐ,ｐ’−テトラメチルジアミノベンゾフェノン、ｐ,ｐ’−テトラエチルエチルアミノベンゾフェノン、２−クロロチオキサントン、アントロン、９−エトキシアントラセン、アントラセン、ピレン、ペリレン、フェノチアジン、ベンジル、アクリジンオレンジ、ベンゾフラビン、セトフラビン−Ｔ、９,１０−ジフェニルアントラセン、９−フルオレノン、アセトフェノン、フェナントレン、２−ニトロフルオレン、５−ニトロアセナフテン、ベンゾキノン、２−クロロ−４−ニトロアニリン、Ｎ−アセチル−ｐ−ニトロアニリン、ｐ−ニトロアニリン、Ｎ−アセチル−４−ニトロ−１−ナフチルアミン、ピクラミド、アントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−tert−ブチルアントラキノン、１,２−ベンズアンスラキノン、３−メチル−１,３−ジアザ−１,９−ベンズアンスロン、ジベンザルアセトン、１,２−ナフトキノン、３,３’−カルボニル−ビス（５,７−ジメトキシカルボニルクマリン）及びコロネン等であるがこれらに限定されるものではない。
【０１５２】
現像液に対する溶解性を促進させるフェノール性ＯＨ基を２個以上有する化合物としては、ポリヒドロキシ化合物が挙げられ、好ましくはポリヒドロキシ化合物には、フェノール類、レゾルシン、フロログルシン、フロログルシド、２,３,４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２,３,４,４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、α,α',α''−トリス（４−ヒドロキシフェニル）−１,３,５−トリイソプロピルベンゼン、トリス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１,１’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンがある。
【０１５３】
本発明の化学増幅型ポジレジスト組成物は、上記各成分を溶解する溶媒に溶かして支持体上に塗布するものであり、使用することのできる溶媒としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、２−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、２−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶媒を単独あるいは混合して使用する。
【０１５４】
上記化学増幅型ポジレジスト組成物は精密集積回路素子の製造に使用されるような基板（例：シリコン／二酸化シリコン被覆）上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布後、所定のマスクを通して露光し、ベークを行い現像することにより良好なレジストパターンを得ることができる。
【０１５５】
本発明の化学増幅型ポジレジスト組成物の現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン等の第１アミン類、ジエチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン等の第２アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第３アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、ホルムアミドやアセトアミド等のアミド類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチル（２−ヒドロキシエチル）アンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエタノールアンモニウムヒドロキシド、メチルトリエタノールアンモニウムヒドロキシド、ベンジルメチルジエタノールアンモニウムヒドロキシド、ベンジルジメチルエタノールアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエタノールアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等の第４級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン等のアルカリ類の水溶液等がある。
【０１５６】
【実施例】
以下、本発明によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（樹脂の合成例）
樹脂の合成は、アセタール化に関してはビニルエーテルを用いる方法、アルコールとアルキルビニルエーテルを用いたアセタール交換法のいずれを用いても合成することが出来る。
また、効率よく、また安定的に合成するため、以下に示すような脱水共沸法が好ましく用いることが出来る。ただし、これら合成法は一例であって、これらに限定されることはない。
合成例−１（樹脂Ａ'−１の合成）
日本曹達製ＶＰ１５０００（１８００ｇ）とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）（８２００ｇ）をフラスコ中で溶解し、減圧蒸留を行い、水とＰＧＭＥＡを共沸留去した。
含水が十分低くなったことを確認した後、シクロヘキサンエタノール（５７６．２ｇ）にピリジニウム−ｐ−トルエンスルホネート（９．０ｇ）を加え溶解した溶液を、反応液に添加し、さらに、ｔ−ブチルビニルエーテル（４５０．２ｇ）を添加、室温にて５時間撹拌した。
そこヘピリジン（１４２．２ｇ）及び無水酢酸（１５３．２ｇ）を加えて室温にて２時間撹拌した。反応液に水（３．６リットル）と酢酸エチル（７．２リットル）を添加、分液し、さらに水洗した後、減圧留去によって酢酸エチル、水、共沸分のＰＧＭＥＡを留去し、本発明に係わる置換基を有するアルカリ可溶性樹脂Ａ'−１（３０％ＰＧＭＥＡ溶液）を得た。
【０１５７】
合成例−２（樹脂Ａ'−２の合成）
ｐ−アセトキシスチレンモノマー（又はｐ−ｔ−ブトキシスチレンモノマー）と４−ｔ−ブチルスチレンモノマーを２，２’−アゾビスイソ酪酸ジメチル（ＡＩＢＮ）を開始剤として用いて重合、さらに塩酸などで脱保護し、ｐ−ヒドロキシスチレン／ｐ−ｔ−ブチルスチレン共重合体（９３／７）Ｒ−１を得た。
Ｒ−１（２５ｇ）とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）（１２０ｇ）をフラスコ中で溶解し、減圧蒸留を行い、水とＰＧＭＥＡを共沸留去した。含水が十分低くなったことを確認した後、シクロヘキサンエタノール（３．５ｇ）にピリジニウム−ｐ−トルエンスルホネート（０．１２ｇ）を加え溶解した溶液を、反応液に添加し、さらに、ｔ−ブチルビニルエーテル（３．４ｇ）を添加、室温にて５時間撹拌した。
反応液にトリエチルアミン（０．１ｇ）を添加して反応を停止させ、水（５０ｍｌ）と酢酸エチル（１００ｍｌ）を添加、分液し、さらに水洗した後、減圧留去によって酢酸エチル、水、共沸分のＰＧＭＥＡを留去し、本発明に係わる置換基を有するアルカリ可溶性樹脂Ａ'−２（３０％ＰＧＭＥＡ溶液）を得た。
【０１５８】
合成例−３（樹脂Ａ'−３の合成）
日本曹達製ＶＰ１５０００（１８００ｇ）とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）（８２００ｇ）をフラスコ中で溶解し、減圧蒸留を行い、水とＰＧＭＥＡを共沸留去した。
含水が十分低くなったことを確認した後、シクロヘキサンエタノール（５７６．２ｇ）にピリジニウム−ｐ−トルエンスルホネート（９．０ｇ）を加え溶解した溶液を、反応液に添加し、さらに、ｔ−ブチルビニルエーテル（４５０．２ｇ）を添加、室温にて５時間撹拌した。
反応液に水（３．６リットル）と酢酸エチル（７．２リットル）を添加、分液し、さらに水洗した後、減圧留去によって酢酸エチル、水、共沸分のＰＧＭＥＡを留去し、本発明に係わる置換基を有するアルカリ可溶性樹脂Ａ’−３（３０％ＰＧＭＥＡ溶液）を得た。
【０１５９】
合成例−４（樹脂Ｂ'−４の合成）
日本曹達製ＶＰ１５０００（１００ｇ）とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）（４００ｇ）をフラスコ中で溶解し、減圧蒸留を行い、水とＰＧＭＥＡを共沸留去した。
含水が十分低くなったことを確認した後、エチルビニルエーテル（２５．０ｇ）とｐ−トルエンスルホン酸（０．０２ｇ）を添加、室温にて１時間撹拌した。反応液にトリエチルアミン（０．０３ｇ）を添加、反応を停止させ、水（４００ｍｌ）と酢酸エチル（８００ｍｌ）を添加、分液し、さらに水洗した後、減圧留去によって酢酸エチル、水、共沸分のＰＧＭＥＡを留去し、本発明に係わる置換基を有するアルカリ可溶性樹脂Ｂ'−４（３０％ＰＧＭＥＡ溶液）を得た。
【０１６０】
合成例−５（樹脂Ｂ'−５の合成）
ｐ−アセトキシスチレンモノマー（又はｐ−ｔ−ブトキシスチレンモノマー）とシクロヘキシルアクリレートモノマーを２，２'−アゾビスイソ酪酸ジメチル（ＡＩＢＮ）を開始剤として用いて重合、さらに塩酸などで脱保護し、ｐ−ヒドロキシスチレン／シクロヘキシルアクリレート共重合体（９０／１０）Ｒ−２を得た。
樹脂Ｒ−２（１００ｇ）とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）（４００ｇ）をフラスコ中で溶解し、減圧蒸留を行い、水とＰＧＭＥＡを共沸留去した。含水が十分低くなったことを確認した後、エチルビニルエーテル（２５．０ｇ）とｐ−トルエンスルホン酸（０．０２ｇ）を添加、室温にて１時間撹拌した。
反応液にトリエチルアミン（０．０３ｇ）を添加、反応を停止させ、水（４００ｍｌ）と酢酸エチル（８００ｍｌ）を添加、分液し、さらに水洗した後、減圧留去によって酢酸エチル、水、共沸分のＰＧＭＥＡを留去し、本発明に係わる置換基を有するアルカリ可溶性樹脂Ｂ'−５（３０％ＰＧＭＥＡ溶液）を得た。
【０１６１】
実施例１〜２５、比較例１
表１、２に記載した各成分を表１、２に記載した重量比で、総重量比が１６％になるようにＰＧＭＥＡ溶剤で溶解し、０．１μｍのミクロフィルターで濾過し、実施例１〜２０、比較例１のポジ型フォトレジスト液を調整した。
（ショートニングの評価方法）
得られたポジ型フォトレジスト液をスピンコーター（東京エレクトロン社製Mark８）を利用して日産化学社製有機ＢＡＲＣ（ＤＵＶ−４２）を７０ｎｍ塗膜形成したシリコンウエハー上に塗布し、１２０℃で９０秒間乾燥し、約０．８３μｍのレジスト膜を形成し、それにＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ、ＮＡ＝０．４５、σ＝０．５０のキャノン製ＦＰＡ−３０００ＥＸ５）で露光した。露光後に１００℃で９０秒間加熱処理を行い、２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像、続いて純水でリンス後、スピン乾燥を行いレジストパターンを得た。
この際、上記プロセスにより基板上に転写したレジストパターンは、０．３０μｍのライン幅とスペース幅との比が１対１の周期性を有する５本ラインよりなり、その各ラインの長さは１．８μｍである（図１）。ショートニング評価では、この５本ラインのうち中央部にある左右より３本目のラインに着目した。
ここでショートニングの定義をする。まず、上記５本ラインのライン幅とスペース幅との比が１対１を再現する露光量を求め、その露光量における左右から３本目にあるラインの長手方向の長さを日立社製測長ＳＥＭ：Ｓ−８８４０により測定し、Ｌ（μｍ）の値を得た場合、下記計算式による長手方向の縮み率をショートニングと定義した。
ショートニング（％）＝（（１．８−Ｌ）／１．８）×１００（％）
これらの結果を下記表１及び２に示す。
【０１６２】
【表１】

【０１６３】
【表２】

【０１６４】
有機塩基として下記構造の（Ｅ−２）、（Ｅ−４）、（Ｅ−５）、（Ｅ−11）〜（Ｅ−13）を使用した。カルボン酸発生剤として下記構造の（Ｅ−７）、（Ｅ−８）を使用し、他の添加剤として（Ｅ−９）、（Ｅ−１０）を使用した。
【０１６５】
【化７７】

【０１６６】
【化７８】

【０１６７】
界面活性剤（Ｆ−２）として、トロイゾルＳ−３６６（トロイケミカル（株）製）を使用した。
【０１６８】
上記表１及び２に示すように、本発明の組成物は、比較例に比べてショートニングが著しく改善されていることが判る。
【０１６９】
【発明の効果】
本発明によれば、ラインパターン端部（長手方向）のショートニングが改善された化学増幅型ポジ型フォトレジスト組成物が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ショートニングを説明するための図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a positive photoresist composition used for manufacturing semiconductor integrated circuit elements, integrated circuit manufacturing masks, printed wiring boards, liquid crystal panels and the like.
[0002]
[Prior art]
As the positive photoresist composition, there are chemically amplified resist compositions described in US Pat. No. 4,491,628 and European Patent 29,139. The chemically amplified positive resist composition generates an acid in the exposed area by irradiation with radiation such as far-ultraviolet light, and the acid-catalyzed reaction causes the solubility of the active radiation irradiated and non-irradiated areas in the developer. It is a pattern forming material for changing the pattern to form a pattern on the substrate.
[0003]
The chemically amplified positive resist composition is a three-component system comprising an alkali-soluble resin, a compound that generates an acid upon exposure to radiation (photoacid generator), and a dissolution-inhibiting compound for the alkali-soluble resin having an acid-decomposable group. A two-component system composed of a resin having a group that is decomposed by reaction with an acid and becomes alkali-soluble and a photoacid generator, a resin having a group that is decomposed by reaction with an acid and becomes alkali-soluble, and acid-decomposable It can be roughly classified into a hybrid system comprising a low-molecular dissolution inhibiting compound having a group and a photoacid generator.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Technology that improves performance by mixing two or more resins (acid-decomposable resins) that are decomposed by the action of the acid used in the chemically amplified positive resist composition as described above and increase the solubility in an alkaline developer. Are known in various ways.
However, even such a technique has a problem in shortening performance. Here, the shortening performance is a phenomenon that the length in the longitudinal direction of the obtained line and space pattern is shortened.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a chemically amplified positive photoresist composition that does not cause shortening of line pattern ends (longitudinal direction).
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies in view of the present situation, the present inventor has achieved the above object by using a positive photoresist composition having two types of resins having an acid-decomposable group having a specific structure. It came to completion.
That is, the positive photoresist composition according to the present invention has the following constitution.
(1) (a) a resin (A) having a structural unit containing a group represented by the following general formula (X), which is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer,
A resin (B) having a structural unit containing a group represented by the following general formula (Y), which is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer, and
(B) A compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation
A positive photoresist composition comprising:
[0006]
[Chemical 6]

[0007]
(In the formula (X), R¹, R²May be the same or different and each represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent. m represents an integer of 1 to 20. )
[0008]
[Chemical 7]

[0009]
(R^ThreeRepresents a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, and an aralkyl group which may have a substituent. n represents an integer of 0 to 5. )
[0010]
[Chemical 8]

[0011]
(In formula (Y), R^FourRepresents a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. )
(2) (a) a resin having structural units represented by the following general formula (I), general formula (II) and general formula (III), which decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer ( A '),
A resin (B ′) having a structural unit represented by the following general formula (IV), general formula (V) and general formula (VI), which is decomposed by the action of an acid and has increased solubility in an alkaline developer, and
(B) A compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation
A positive photoresist composition comprising:
[0012]
[Chemical 9]

[0013]
(In the formulas (I) to (III), R^FiveRepresents an acid stabilizing group. W represents a group represented by the general formula (X). x and y are 1 to99, Z is 0 to98However, x + y + z = 100)
[0014]
[Chemical Formula 10]

[0015]
(In the formulas (IV) to (VI), R⁶Represents a hydrogen atom or a methyl group. R⁷Represents a linear, branched or cyclic alkyl group, an aryl group which may have a substituent, or an aralkyl group which may have a substituent. W ′ represents a group represented by the general formula (Y). x 'and y' are 1 to99, Z ′ is 0 to98However, x ′ + y ′ + z ′ = 100)
(3) In the above (1) or (2), the compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation in (b) is a compound having a sulfonium salt structure or a compound having a diazodisulfone structure. The positive photoresist composition as described.
(4) In the above (1) or (2), the compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation in (b) is a compound having a sulfonium salt structure and a compound having a diazodisulfone structure. The positive photoresist composition as described.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below.
(A) -1: a resin having a group represented by the above general formula (X), which is decomposed by the action of an acid and has increased solubility in an alkaline developer.
R in the general formula (X)¹, R²Are the same or different and each represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent.
The linear alkyl group preferably has 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl. Group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decanyl group and the like.
As a branched alkyl group, Preferably it is C1-C30, More preferably, it is 1-20, for example, i-propyl group, i-butyl group, t-butyl group, i-pentyl group, t-pentyl group, Examples include i-hexyl group, t-hexyl group, i-heptyl group, t-heptyl group, i-octyl group, t-octyl group, i-nonyl group, t-decanoyl group and the like.
The cyclic alkyl group preferably has 3 to 30 carbon atoms, more preferably 3 to 20 carbon atoms. For example, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclononyl group, cyclo A decanoyl group etc. are mentioned.
[0017]
In Z, R^ThreeRepresents a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or an aralkyl group which may have a substituent.
R^ThreeThe linear or branched alkyl group is preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n- Butyl group, i-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, i-pentyl group, t-pentyl group, n-hexyl group, i-hexyl group, t-hexyl group, n-heptyl group, i- Heptyl group, t-heptyl group, n-octyl group, i-octyl group, t-octyl group, n-nonyl group, i-nonyl group, t-nonyl group, n-decanyl group, i-decanyl group, t- Decanyl group, n-undecyl group, i-undecyl group, n-dodecyl group, i-dodecyl group, n-tridecyl group, i-tridecyl group, n-tetradecyl group, i-tetradecyl group, n-pentadecyl group, i- Pentadecyl , N- hexadecyl group, i- hexadecyl group, n- heptadecyl group, i- heptadecyl, n- octadecyl, i- octadecyl group, n- nonadecyl group, and i- nonadecyl group.
[0018]
R^ThreeThe cyclic alkyl group is preferably 3 to 30 carbon atoms, more preferably 3 to 20 carbon atoms, and may be a cyclic alkyl having a substituent even when forming a ring with up to 20 carbon atoms. Cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclononyl group, cyclodecanyl group, cycloundecyl group, cyclododecyl group, cyclotridecyl group, cyclotridecyl group, cyclotetradecyl group , Cyclopentadecyl group, cyclohexadecyl group, cycloheptadecyl group, cyclooctadecyl group, cyclononadecyl group, 4-cyclohexylcyclohexyl group, 4-n-hexylcyclohexyl group, pentanylcyclohexyl group, hexyloxycyclohexyl group, pentanyloxy Kurohekishiru group, and the like can be mentioned. Substituted cyclic alkyl groups other than those listed here can also be used within the above ranges.
[0019]
R^ThreeThe aryl group preferably has 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group, 4-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 2-methylphenyl group, 4- Ethylphenyl group, 3-ethylphenyl group, 2-ethylphenyl group, 4-n-propylphenyl group, 3-n-propylphenyl group, 2-n-propylphenyl group, 4-i-propylphenyl group, 3- i-propylphenyl group, 2-i-propylphenyl group, 4-cyclopropylphenyl group, 3-cyclopropylphenyl group, 2-cyclopropylphenyl group, 4-n-butylphenyl group, 3-n-butylphenyl group 2-n-butylphenyl group, 4-i-butylphenyl group, 3-i-butylphenyl group, 2-i-butylphenyl group, 4-t-butyl Enyl group, 3-t-butylphenyl group, 2-t-butylphenyl group, 4-cyclobutylphenyl group, 3-cyclobutylphenyl group, 2-cyclobutylphenyl group, 4-cyclopentylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl Group, 4-cycloheptenylphenyl group, 4-cyclooctanylphenyl group, 2-cyclopentylphenyl group, 2-cyclohexylphenyl group, 2-cycloheptenylphenyl group, 2-cyclooctanylphenyl group, 3-cyclopentylphenyl group Group, 3-cyclohexylphenyl group, 3-cycloheptenylphenyl group, 3-cyclooctanylphenyl group, 4-cyclopentyloxyphenyl group, 4-cyclohexyloxyphenyl group, 4-cycloheptenyloxyphenyl group, 4-cyclo Octanyloxyphenyl group 2-cyclopentyloxyphenyl group, 2-cyclohexyloxyphenyl group, 2-cycloheptenyloxyphenyl group, 2-cyclooctanyloxyphenyl group, 3-cyclopentyloxyphenyl group, 3-cyclohexyloxyphenyl group, 3-cyclohept Tenenyloxyphenyl group, 3-cyclooctanyloxyphenyl group, 4-n-pentylphenyl group, 4-n-hexylphenyl group, 4-n-heptenylphenyl group, 4-n-octanylphenyl group, 2- n-pentylphenyl group, 2-n-hexylphenyl group, 2-n-heptenylphenyl group, 2-n-octanylphenyl group, 3-n-pentylphenyl group, 3-n-hexylphenyl group, 3- n-heptenylphenyl group, 3-n-octanylphenyl group, 2,6-di-isopropyl Ruphenyl group, 2,3-di-isopropylphenyl group, 2,4-di-isopropylphenyl group, 3,4-di-isopropylphenyl group, 3,6-di-t-butylphenyl group, 2,3-di -T-butylphenyl group, 2,4-di-t-butylphenyl group, 3,4-di-t-butylphenyl group, 2,6-di-n-butylphenyl group, 2,3-di-n -Butylphenyl group, 2,4-di-n-butylphenyl group, 3,4-di-n-butylphenyl group, 2,6-di-i-butylphenyl group, 2,3-di-i-butyl Phenyl group, 2,4-di-i-butylphenyl group, 3,4-di-i-butylphenyl group, 2,6-di-t-amylphenyl group, 2,3-di-t-amylphenyl group 2,4-di-t-amylphenyl group, 3,4-di-t-amylphenyl group, , 6-Di-i-amylphenyl group, 2,3-di-i-amylphenyl group, 2,4-di-i-amylphenyl group, 3,4-di-i-amylphenyl group, 2,6 -Di-n-pentylphenyl group, 2,3-di-n-pentylphenyl group, 2,4-di-n-pentylphenyl group, 3,4-di-n-pentylphenyl group, 4-adamantylphenyl group , 2-adamantylphenyl group, 4-isobornylphenyl group, 3-isobornylphenyl group, 2-isobornylphenyl group, 4-cyclopentyloxyphenyl group, 4-cyclohexyloxyphenyl group, 4-cycloheptenyl Oxyphenyl group, 4-cyclooctanyloxyphenyl group, 2-cyclopentyloxyphenyl group, 2-cyclohexyloxyphenyl group, 2-cycloheptenyloxy Enyl group, 2-cyclooctanyloxyphenyl group, 3-cyclopentyloxyphenyl group, 3-cyclohexyloxyphenyl group, 3-cycloheptenyloxyphenyl group, 3-cyclooctanyloxyphenyl group, 4-n-pentyloxy Phenyl group, 4-n-hexyloxyphenyl group, 4-n-heptenyloxyphenyl group, 4-n-octanyloxyphenyl group, 2-n-pentyloxyphenyl group, 2-n-hexyloxyphenyl group, 2-n-heptenyloxyphenyl group, 2-n-octanyloxyphenyl group, 3-n-pentyloxyphenyl group, 3-n-hexyloxyphenyl group, 3-n-heptenyloxyphenyl group, 3- n-octanyloxyphenyl group, 2,6-di-isopropyloxyphenyl group, 2,3- Di-isopropyloxyphenyl group, 2,4-di-isopropyloxyphenyl group, 3,4-di-isopropyloxyphenyl group, 2,6-di-t-butyloxyphenyl group, 2,3-di-t- Butyloxyphenyl group, 2,4-di-t-butyloxyphenyl group, 3,4-di-t-butyloxyphenyl group, 2,6-di-n-butyloxyphenyl group, 2,3-di- n-butyloxyphenyl group, 2,4-di-n-butyloxyphenyl group, 3,4-di-n-butyloxyphenyl group, 2,6-di-i-butyloxyphenyl group, 2,3- Di-i-butyloxyphenyl group, 2,4-di-i-butyloxyphenyl group, 3,4-di-i-butyloxyphenyl group, 2,6-di-t-amyloxyphenyl group, 2, 3-di-t-amyloxy Phenyl group, 2,4-di-t-amyloxyphenyl group, 3,4-di-t-amyloxyphenyl group, 2,6-di-i-amyloxyphenyl group, 2,3-di-i- Amyloxyphenyl group, 2,4-di-i-amyloxyphenyl group, 3,4-di-i-amyloxyphenyl group, 2,6-di-n-pentyloxyphenyl group, 2,3-di- n-pentyloxyphenyl group, 2,4-di-n-pentyloxyphenyl group, 3,4-di-n-pentyloxyphenyl group, 4-adamantyloxyphenyl group, 3-adamantyloxyphenyl group, 2-adamantyl Examples include oxyphenyl group, 4-isobornyloxyphenyl group, 3-isobornyloxyphenyl group, 2-isoboronyloxyphenyl group, and the like. It may be substituted without limitation substituent other than the above example.
[0020]
R^ThreeThe aralkyl group is preferably 7 to 30 carbon atoms, more preferably 7 to 20 carbon atoms, such as phenylethyl group, 4-methylphenylethyl group, 3-methylphenylethyl group, 2-methylphenylethyl. Group, 4-ethylphenylethyl group, 3-ethylphenylethyl group, 2-ethylphenylethyl group, 4-n-propylphenylethyl group, 3-n-propylphenylethyl group, 2-n-propylphenylethyl group, 4-i-propylphenylethyl group, 3-i-propylphenylethyl group, 2-i-propylphenylethyl group, 4-cyclopropylphenylethyl group, 3-cyclopropylphenylethyl group, 2-cyclopropylphenylethyl group 4-n-butylphenylethyl group, 3-n-butylphenylethyl group, 2-n- Tilphenylethyl group, 4-i-butylphenylethyl group, 3-i-butylphenylethyl group, 2-i-butylphenylethyl group, 4-t-butylphenylethyl group, 3-t-butylphenylethyl group, 2-t-butylphenylethyl group, 4-cyclobutylphenylethyl group, 3-cyclobutylphenylethyl group, 2-cyclobutylphenylethyl group, 4-cyclopentylphenylethyl group, 4-cyclohexylphenylethyl group, 4-cyclo Heptenylphenylethyl group, 4-cyclooctanylphenylethyl group, 2-cyclopentylphenylethyl group, 2-cyclohexylphenylethyl group, 2-cycloheptenylphenylethyl group, 2-cyclooctanylphenylethyl group, 3-cyclopentyl Phenylethyl group, 3-cyclohexyl Phenylethyl group, 3-cycloheptenylphenylethyl group, 3-cyclooctanylphenylethyl group, 4-cyclopentyloxyphenylethyl group, 4-cyclohexyloxyphenylethyl group, 4-cycloheptenyloxyphenylethyl group, 4- Cyclooctanyloxyphenylethyl group, 2-cyclopentyloxyphenylethyl group, 2-cyclohexyloxyphenylethyl group, 2-cycloheptenyloxyphenylethyl group, 2-cyclooctanyloxyphenylethyl group, 3-cyclopentyloxyphenylethyl group Group, 3-cyclohexyloxyphenylethyl group, 3-cycloheptenyloxyphenylethyl group, 3-cyclooctanyloxyphenylethyl group, 4-n-pentylphenylethyl group, 4-n-hexylphenyl Ruethyl group, 4-n-heptenylphenylethyl group, 4-n-octanylphenylethyl group, 2-n-pentylphenylethyl group, 2-n-hexylphenylethyl group, 2-n-heptenylphenylethyl group 2-n-octanylphenylethyl group, 3-n-pentylphenylethyl group, 3-n-hexylphenylethyl group, 3-n-heptenylphenylethyl group, 3-n-octanylphenylethyl group, 2 , 6-di-isopropylphenylethyl group, 2,3-di-isopropylphenylethyl group, 2,4-di-isopropylphenylethyl group, 3,4-di-isopropylphenylethyl group, 2,6-di-t -Butylphenylethyl group, 2,3-di-t-butylphenylethyl group, 2,4-di-t-butylphenylethyl group, 3,4-di-t Butylphenylethyl group, 2,6-di-n-butylphenylethyl group, 2,3-di-n-butylphenylethyl group, 2,4-di-n-butylphenylethyl group, 3,4-di- n-butylphenylethyl group, 2,6-di-i-butylphenylethyl group, 2,3-di-i-butylphenylethyl group, 2,4-di-i-butylphenylethyl group, 3,4- Di-i-butylphenylethyl group, 2,6-di-t-amylphenylethyl group, 2,3-di-t-amylphenylethyl group, 2,4-di-t-amylphenylethyl group, 3, 4-di-t-amylphenylethyl group, 2,6-di-i-amylphenylethyl group, 2,3-di-i-amylphenylethyl group, 2,4-di-i-amylphenylethyl group, 3,4-di-i-amylphenylethyl group, , 6-Di-n-pentylphenylethyl group, 2,3-di-n-pentylphenylethyl group, 2,4-di-n-pentylphenylethyl group, 3,4-di-n-pentylphenylethyl group 4-adamantylphenylethyl group, 3-adamantylphenylethyl group, 2-adamantylphenylethyl group, 4-isoboronylphenylethyl group, 3-isobornylphenylethyl group, 2-isoboronylphenylethyl group, 4 -Cyclopentyloxyphenylethyl group, 4-cyclohexyloxyphenylethyl group, 4-cycloheptenyloxyphenylethyl group, 4-cyclooctanyloxyphenylethyl group, 2-cyclopentyloxyphenylethyl group, 2-cyclohexyloxyphenylethyl group 2-cycloheptenyloxyphenylethyl Group, 2-cyclooctanyloxyphenylethyl group, 3-cyclopentyloxyphenylethyl group, 3-cyclohexyloxyphenylethyl group, 3-cycloheptenyloxyphenylethyl group, 3-cyclooctanyloxyphenylethyl group, 4- n-pentyloxyphenylethyl group, 4-n-hexyloxyphenylethyl group, 4-n-heptenyloxyphenylethyl group, 4-n-octanyloxyphenylethyl group, 2-n-pentyloxyphenylethyl group 2-n-hexyloxyphenylethyl group, 2-n-heptenyloxyphenylethyl group, 2-n-octanyloxyphenylethyl group, 3-n-pentyloxyphenylethyl group, 3-n-hexyloxyphenyl group Ethyl group, 3-n-heptenyloxyphenylethyl 3-n-octanyloxyphenylethyl group, 2,6-diisopropyloxyphenylethyl group, 2,3-di-isopropyloxyphenylethyl group, 2,4-diisopropyloxyphenylethyl group, 3,4 1-diisopropyloxyphenylethyl group, 2,6-di-t-butyloxyphenylethyl group, 2,3-di-t-butyloxyphenylethyl group, 2,4-di-t-butyloxyphenylethyl group, 3,4-di-t-butyloxyphenylethyl group, 2,6-di-n-butyloxyphenylethyl group, 2,3-di-n-butyloxyphenylethyl group, 2,4-di-n- Butyloxyphenylethyl group, 3,4-di-n-butyloxyphenylethyl group, 2,6-di-i-butyloxyphenylethyl group, 2,3-di-i Butyloxyphenylethyl group, 2,4-di-i-butyloxyphenylethyl group, 3,4-di-i-butyloxyphenylethyl group, 2,6-di-t-amyloxyphenylethyl group, 2, 3-di-t-amyloxyphenylethyl group, 2,4-di-t-amyloxyphenylethyl group, 3,4-di-t-amyloxyphenylethyl group, 2,6-di-i-amyloxy Phenylethyl group, 2,3-di-i-amyloxyphenylethyl group, 2,4-di-i-amyloxyphenylethyl group, 3,4-di-i-amyloxyphenylethyl group, 2,6- Di-n-pentyloxyphenylethyl group, 2,3-di-n-pentyloxyphenylethyl group, 2,4-di-n-pentyloxyphenylethyl group, 3,4-di-n-pentyloxyph Enylethyl group, 4-adamantyloxyphenylethyl group, 3-adamantyloxyphenylethyl group, 2-adamantyloxyphenylethyl group, 4-isobornyloxyphenylethyl group, 3-isoboronyloxyphenylethyl group, 2-iso Examples include a boronyloxyphenylethyl group, or a group in which the alkyl is replaced with a methyl group, a propyl group, a butyl group, or the like.
[0021]
As further substituents of the above groups, hydroxyl groups, halogen atoms (fluorine, chlorine, bromine, iodine), nitro groups, cyano groups, the above alkyl groups, methoxy groups, ethoxy groups, hydroxyethoxy groups, propoxy groups Hydroxypropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, alkoxy group such as t-butoxy group, alkoxycarbonyl group such as methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, benzyl group, phenethyl group, cumyl group, etc. Aralkyl groups, aralkyloxy groups, formyl groups, acetyl groups, butyryl groups, benzoyl groups, cyanyl groups, acyl groups such as valeryl groups, acyloxy groups such as butyryloxy groups, the above alkenyl groups, vinyloxy groups, propenyloxy groups, allyloxy groups Alkenyloxy such as butenyloxy group , Mention may be made of the above aryl group, an aryloxy group such as phenoxy group, aryloxycarbonyl group such as benzoyloxy group.
[0022]
R above^ThreeThe substituent is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms. These substituents may further have a substituent.
[0023]
Specific examples of the group represented by the general formula (X) are shown below, but are not limited thereto.
[0024]
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[0025]
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[0026]
A resin having a group represented by the general formula (X) in the present invention, decomposed by the action of an acid, and increased in solubility in an alkaline developer (hereinafter also referred to as a resin having a group represented by the general formula (X)). ) Is a compound obtained by polymerizing a monomer and having a structure in which an acid-decomposable group represented by the general formula (X) is introduced into a compound having a molecular weight distribution and becomes alkali-soluble by the action of an acid. It is.
The resin having a group represented by the general formula (X) is a resin having a group represented by the general formula (X) in the main chain or side chain of the resin, or both the main chain and the side chain. Among these, a resin having a group represented by the general formula (X) in the side chain is more preferable.
Next, as the base resin when the group represented by the general formula (X) is bonded as a side chain, the side chain is —OH or —COOH, preferably —R.⁰An alkali-soluble resin having —COOH or —Ar—OH groups. Where -R⁰-Represents a divalent or higher aliphatic or aromatic hydrocarbon which may have a substituent, and -Ar- represents a divalent or higher aromatic group which may have a monocyclic or polycyclic substituent. To express.
[0027]
A preferable base resin in the present invention is an alkali-soluble resin having a phenolic hydroxyl group.
The alkali-soluble resin having a phenolic hydroxyl group used in the present invention is o-, m- or p-hydroxystyrene (these are collectively referred to as hydroxystyrene), or o-, m- or p-hydroxy-α-. Copolymer or homopolymer thereof containing at least 30 mol%, preferably 50 mol% or more of repeating units corresponding to methylstyrene (collectively referred to as hydroxy-α-methylstyrene), or the benzene nucleus of the unit Is preferably a partially hydrogenated resin, more preferably a p-hydroxystyrene homopolymer.
As monomers other than hydroxystyrene and hydroxy-α-methylstyrene for preparing the copolymer by copolymerization, acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, acrylonitrile, methacrylonitrile, Maleic anhydride, styrene, α-methylstyrene, acetoxystyrene, and alkoxystyrenes are preferable, and styrene, acetoxystyrene, and t-butoxystyrene are more preferable.
[0028]
In the present invention, the content of the repeating unit (structural unit) having a group represented by the general formula (X) in such a resin is preferably 5 mol% to 50 mol% with respect to all the repeating units. Preferably it is 5 mol%-30 mol%.
[0029]
In the present invention, the resin having a group represented by the general formula (X) may contain other acid-decomposable groups in addition to the group represented by the general formula (X).
[0030]
The resin containing the group represented by the general formula (X) is obtained by synthesizing the corresponding vinyl ether and reacting with a phenolic hydroxyl group-containing alkali-soluble resin dissolved in an appropriate solvent such as tetrahydrofuran by a known method. Can do. The reaction is usually carried out in the presence of an acidic catalyst, preferably an acidic ion exchange resin, hydrochloric acid, p-toluenesulfonic acid, or a salt such as pyridinium tosylate. The corresponding vinyl ether can be synthesized from an active raw material such as chloroethyl vinyl ether by a method such as a nucleophilic substitution reaction or can be synthesized using a mercury or palladium catalyst.
As another method, it can also be synthesized by a method of acetal exchange using a corresponding alcohol and vinyl ether. In this case, the substituent to be introduced is given to the alcohol, the vinyl ether is mixed with a relatively unstable vinyl ether such as t-butyl vinyl ether, and the reaction is carried out in the presence of an acid such as p-toluenesulfonic acid or pyridinium tosylate. .
[0031]
Although the specific structure of resin containing group shown by such general formula (X) is illustrated below, this invention is not limited to these.
[0032]
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[0033]
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[0034]
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[0035]
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[0036]
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[0037]
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[0038]
(A) -2: a resin having structural units represented by the above general formula (I), general formula (II) and general formula (III), which decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer ( A ')
R^FiveAs a group that is not decomposed by the action of acid in acid (referred to as acid stable group),
A hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or an acyloxy group is represented.
[0039]
R^FiveIn the acid stable group, the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, or a t-butyl group. The alkoxy group is preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a hydroxyethoxy group, a propoxy group, a hydroxypropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, or a sec-butoxy group. As the acyloxy group, those having 2 to 7 carbon atoms such as an acetoxy group, a propnoyloxy group, a butanoyloxy group, and a benzoyloxy group are preferable.
[0040]
The substituent W in the general formula (I) is the general formula (X), and the general formula (X) is as described above.
[0041]
Specific examples of the structural unit represented by the general formula (I) are illustrated below, but the present invention is not limited thereto.
[0042]
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[0043]
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[0044]
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[0045]
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[0046]
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[0047]
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[0048]
By containing the structural unit represented by the general formula (III) in the resin, the resin is decomposed by the action of an acid, and the solubility in an alkaline developer can be controlled. In addition, by introducing this structural unit, a profile with excellent rectangularity can be achieved. Furthermore, it is effective for adjusting the amount of the structural unit represented by the general formula (I).
[0049]
Specific examples of the polymerizable monomer having the structural unit represented by the general formula (III) include the following, but are not limited thereto.
[0050]
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[0051]
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[0052]
The resin containing the structural unit represented by the general formula (II) or the general formula (III) corresponds to a phenol resin or its monomer by reacting with an acid anhydride in the presence of a base or in the presence of a base. It can be obtained by reacting with a halide.
[0053]
In the present invention, the resin (A ′) having a group that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer is represented by the general formula (I), the general formula (II), or the general formula (III). In addition to the structural unit, other monomer units may be included as a copolymerization component.
[0054]
In the present invention, it is preferable that the x, y, z ratio of the resin (A ′) having a group that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer satisfies the following conditions.
When z = 0
0.05 <x / (x + y) <0.50, more preferably 0.1 <x / (x + y) <0.45z> 0
(1) 0.05 <x / (x + y + z) <0.35, (2) 0.005 <z / (x + y + z) <0.25, (3) x ≧ z, (4) 0.5 <x / (x + z) <0.95
More preferably
(1) 0.1 <x / (x + y + z) <0.25, (2) 0.01 <z / (x + y + z) <0.15, (3) x ≧ z, (4) 0.5 <x / (x + y) <0.85
When the resin of the present invention satisfies the above conditions, the rectangularity of the profile is improved, and particularly development defects are further improved.
[0055]
The repeating structural unit represented by the general formula (I), the general formula (II) or the general formula (III), or the repeating structural units from other polymerizable monomers may be used alone or in combination of two or more in the resin. May be present.
The resin contained in the positive photosensitive composition of the present invention is suitable so that an alkali-soluble group such as a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group can be introduced in order to maintain good developability with respect to an alkaline developer. Other polymerizable monomers may be copolymerized.
[0056]
The molecular weight of the resin A is 2,000 or more, preferably 3,000 to 200,000, more preferably 5,000 to 70,000 in terms of weight average (Mw: polystyrene standard). Further, the dispersity (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.0 to 3.5, and particularly preferably 1.0 to 3.0. , Heat resistance and image formability (pattern profile, defocus latitude, etc.) are improved.
The content of the resin A in the positive photosensitive composition (excluding the coating solvent) is preferably 50 to 99% by weight, more preferably 70 to 97% by weight.
Specific examples of the resin having the repeating structural unit of the general formula (I), the general formula (II), or the general formula (III) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
[0057]
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[0058]
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[0070]
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[0071]
(b) Resin (B) having a group represented by the general formula (Y), which is decomposed by the action of an acid and has increased solubility in an alkaline developer.
R in the general formula (Y)^FourExamples of the lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group and the like.
Specific examples of the group represented by the general formula (Y) are shown below, but are not limited thereto.
[0072]
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[0073]
A resin having a group represented by the general formula (Y) in the present invention, decomposed by the action of an acid, and increased in solubility in an alkaline developer (hereinafter also referred to as a resin having a group represented by the general formula (Y)). ) Is a compound obtained by polymerizing monomers and having a structure in which an acid-decomposable group represented by the general formula (Y) is introduced into a compound having a molecular weight distribution, and becomes alkali-soluble by the action of an acid. It is.
The resin having a group represented by the general formula (Y) is a resin having a group represented by the general formula (Y) in the main chain or side chain of the resin, or both the main chain and the side chain. Among these, a resin having a group represented by the general formula (Y) in the side chain is more preferable.
Next, as the base resin when the group represented by the general formula (Y) is bonded as a side chain, the side chain is —OH or —COOH, preferably —R.⁰An alkali-soluble resin having —COOH or —Ar—OH groups. Where -R⁰-Represents a divalent or higher aliphatic or aromatic hydrocarbon which may have a substituent, and -Ar- represents a divalent or higher aromatic group which may have a monocyclic or polycyclic substituent. To express.
[0074]
A preferable base resin in the present invention is an alkali-soluble resin having a phenolic hydroxyl group.
The alkali-soluble resin having a phenolic hydroxyl group used in the present invention is o-, m- or p-hydroxystyrene (these are collectively referred to as hydroxystyrene), or o-, m- or p-hydroxy-α-. Copolymer or homopolymer thereof containing at least 30 mol%, preferably 50 mol% or more of repeating units corresponding to methylstyrene (collectively referred to as hydroxy-α-methylstyrene), or the benzene nucleus of the unit Is preferably a partially hydrogenated resin, more preferably a p-hydroxystyrene homopolymer.
As monomers other than hydroxystyrene and hydroxy-α-methylstyrene for preparing the copolymer by copolymerization, acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, acrylonitrile, methacrylonitrile, Maleic anhydride, styrene, α-methylstyrene, acetoxystyrene, and alkoxystyrenes are preferable, and styrene, acetoxystyrene, and t-butoxystyrene are more preferable.
[0075]
In this invention, as content of the repeating unit (structure unit) which has group shown by general formula (Y) in such resin, 5 mol%-70 mol% are preferable with respect to all the repeating units, More Preferably it is 5 mol%-50 mol%.
[0076]
In the present invention, the resin having a group represented by the general formula (Y) may contain other acid-decomposable groups in addition to the group represented by the general formula (Y).
[0077]
The resin containing the group represented by the general formula (Y) is obtained by synthesizing the corresponding vinyl ether and reacting with a phenolic hydroxyl group-containing alkali-soluble resin dissolved in an appropriate solvent such as tetrahydrofuran by a known method. Can do. The reaction is usually carried out in the presence of an acidic catalyst, preferably an acidic ion exchange resin, hydrochloric acid, p-toluenesulfonic acid, or a salt such as pyridinium tosylate. The corresponding vinyl ether can be synthesized from an active raw material such as chloroethyl vinyl ether by a method such as a nucleophilic substitution reaction or can be synthesized using a mercury or palladium catalyst.
As another method, it can also be synthesized by a method of acetal exchange using a corresponding alcohol and vinyl ether. In this case, the substituent to be introduced is given to the alcohol, the vinyl ether is mixed with a relatively unstable vinyl ether such as t-butyl vinyl ether, and the reaction is carried out in the presence of an acid such as p-toluenesulfonic acid or pyridinium tosylate. .
[0078]
Although the specific structure of resin containing group shown by the said general formula (Y) is illustrated below, the content of this invention is not limited to these.
[0079]
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[0080]
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[0081]
(b) -2; a resin (B) that decomposes by the action of an acid having a structural unit represented by the general formula (IV), general formula (V), or general formula (VI), and has increased solubility in an alkaline developer. ')
R⁶Represents a hydrogen atom or a methyl group.
R⁷Specific examples of the straight chain alkyl group, branched alkyl group, cyclic alkyl group, aryl group, and aralkyl group of R are those represented by the general formula (X) R^ThreeAnd those exemplified in.
The substituent W ′ in the general formula (IV) is the general formula (Y), and the general formula (Y) is as described above.
Specific examples of the structural unit represented by the general formula (IV) are illustrated below, but the present invention is not limited thereto.
[0082]
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[0083]
By containing the structural unit represented by the general formula (VI) in the resin, the resin is decomposed by the action of an acid, and the solubility in an alkaline developer can be controlled. In addition, by introducing this structural unit, a profile with excellent rectangularity can be achieved. Furthermore, it is effective for adjusting the amount of the structural unit represented by the general formula (IV).
Specific examples of the polymerizable monomer having the structural unit represented by the general formula (VI) include the following, but are not limited thereto.
[0084]
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[0085]
The resin containing the structural unit represented by the general formula (V) or the general formula (VI) is obtained by reacting a phenol resin or its monomer with an acid anhydride in the presence of a base, or a corresponding halide in the presence of a base. It can obtain by making it react.
[0086]
In the present invention, the resin (B ′) having a group that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer is represented by the general formula (IV), the general formula (V), or the general formula (VI). In addition to the structural unit, other monomer units may be included as a copolymerization component.
[0087]
In the present invention, the x ′, y ′, z ′ ratio of the resin (B ′) having a group that decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer preferably satisfies the following conditions.
When z '= 0
0.05 <x ′ / (x ′ + y ′) <0.5, more preferably 0.1 <x ′ / (x ′ + y ′) <0.45
When z> 0
(1) 0.10 <x '/ (x' + y '+ z') <0.50, (2) 0.005 <z '/ (x' + y '+ z') <0.35, (3) x '> z', (4) 0.4 <x ′ / (x ′ + z ′) <0.95
More preferably
(1) 0.20 <x ′ / (x ′ + y ′ + z ′) <0.40, (2) 0.01 <z ′ / (x ′ + y ′ + z ′) <0.25, (3) x ′ ≧ z ′, (4) 0.5 <x ′ / (x ′ + y ′) <0.85
When the resin of the present invention satisfies the above conditions, the rectangularity of the profile is improved, and particularly development defects are further improved.
[0088]
Repeating structural units represented by general formula (IV), general formula (V) or general formula (VI),
Alternatively, repeating structural units from other polymerizable monomers may be present in the resin either individually or in combination of two or more.
The resin contained in the positive photosensitive composition of the present invention is suitable so that an alkali-soluble group such as a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group can be introduced in order to maintain good developability with respect to an alkaline developer. Other polymerizable monomers may be copolymerized.
[0089]
The molecular weight of the resin B is 2,000 or more, preferably 3,000 to 200,000, more preferably 5,000 to 70,000 in terms of weight average (Mw: polystyrene standard). Further, the dispersity (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.0 to 3.5, and particularly preferably 1.0 to 3.0. , Heat resistance and image formability (pattern profile, defocus latitude, etc.) are improved.
The content of the resin B in the positive photosensitive composition (excluding the coating solvent) is preferably 50 to 99% by weight, more preferably 70 to 97% by weight.
Specific examples of the resin having the repeating structural unit of the general formula (IV), the general formula (V), or the general formula (VI) are shown below, but the present invention is not limited thereto.
[0090]
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[0091]
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[0092]
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[0093]
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[0094]
In the present invention, the mixing ratio of the resins (A) and (B), which decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer, is
0.1 ≦ (A) / {(A) + (B)} ≦ 0.9 (weight ratio)
More preferably
0.2 ≦ (A) / {(A) + (B)} ≦ 0.8 (weight ratio)
More preferably
0.3 ≦ (A) / {(A) + (B)} ≦ 0.7 (weight ratio)
When the proportion of the resin (A) is 10% or less, the dry etching resistance and image performance (pattern profile, defocus latitude, etc.) deteriorate, and when the proportion of (B) is 10% or less, the shortening performance deteriorates. .
[0095]
<(B) Compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation (photoacid generator)> (b) The photoacid generator used in the present invention is a compound that generates acid upon irradiation with actinic ray or radiation. is there.
As the photoacid generator used in the present invention, it is used as a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for radical photopolymerization, a photodecolorant for dyes, a photochromic agent, a microresist, or the like. Acid by known light (400-200 nm ultraviolet light, far ultraviolet light, particularly preferably g-line, h-line, i-line, KrF excimer laser beam), ArF excimer laser beam, electron beam, X-ray, molecular beam or ion beam Can be selected and used as appropriate.
[0096]
Examples of other photoacid generators used in the present invention include diazonium salts, ammonium salts, phosphonium salts, iodonium salts, sulfonium salts, selenonium salts, onium salts such as arsonium salts, organic halogen compounds, organic metals / organics. Examples include halides, photoacid generators having an o-nitrobenzyl-type protecting group, compounds that generate photosulfonic acid by photolysis, such as iminosulfonates, disulfone compounds, diazoketosulfones, diazodisulfone compounds, etc. Can do.
In addition, a group in which an acid is generated by light or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of a polymer can be used.
[0097]
Furthermore, VNRPillai, Synthesis, (1), 1 (1980), A. Abad etal, Tetrahedron Lett., (47) 4555 (1971), DHR Barton etal, J. Chem. Soc., (C), 329 (1970) ), Compounds capable of generating an acid by light described in US Pat. No. 3,779,778, European Patent 126,712 and the like can also be used.
[0098]
Among the photoacid generators, those that are particularly effective will be described below. (1) An oxazole derivative represented by the following general formula (PAG1) substituted with a trihalomethyl group or an S-triazine derivative represented by the general formula (PAG2).
[0099]
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[0100]
Where R²⁰¹Is a substituted or unsubstituted aryl group, alkenyl group, R²⁰²Is a substituted or unsubstituted aryl group, alkenyl group, alkyl group, -C (Y)_ThreeShow. Y represents a chlorine atom or a bromine atom.
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
[0101]
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[0102]
(2) An iodonium salt represented by the following general formula (PAG3) or a sulfonium salt represented by the general formula (PAG4).
[0103]
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[0104]
Where the formula Ar¹, Ar²Each independently represents a substituted or unsubstituted aryl group.
R²⁰³, R²⁰⁴, R²⁰⁵Each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group.
[0105]
Z^-Represents a counter anion, for example BF_Four ^-, AsF₆ ^-, PF₆ ^-, SbF₆ ^-, SiF₆ ^2-, ClO_Four ^-, CF_ThreeSO_Three ^-Perfluoroalkane sulfonate anion such as alkyl sulfonate anion such as camphor sulfonate anion, pentafluorobenzene sulfonate anion, benzene sulfonate anion, fluoroalkyl benzene sulfonate anion, triisopropyl benzene sulfonate anion, etc. Examples thereof include, but are not limited to, a condensed polynuclear aromatic sulfonate anion such as an anion and naphthalene-1-sulfonate anion, an anthraquinone sulfonate anion, and a sulfonate group-containing dye. These anionic species may further have a substituent.
[0106]
Also R²⁰³, R²⁰⁴, R²⁰⁵Two of them and Ar¹, Ar²May be bonded via a single bond or a substituent.
[0107]
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
[0108]
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[0109]
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[0110]
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[0119]
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[0120]
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[0121]
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[0122]
The above onium salts represented by the general formulas (PAG3) and (PAG4) are known, for example, JWKnapczyk etal, J. Am. Chem. Soc., 91, 145 (1969), AL Maycok etal, J. Org. Chem., 35,2532, (1970), E. Goethas etal, Bull. Soc. Chem. Belg., 73,546, (1964), HMLeicester, J. Ame. Chem. Soc., 51, 3587 (1929), JVCrivello etal J. Polym. Chem. Ed., 18, 2677 (1980), US Pat. Nos. 2,807,648 and 4,247,473, and JP-A-53-101,331.
[0123]
(3) A disulfone derivative represented by the following general formula (PAG5) or an iminosulfonate derivative represented by the general formula (PAG6).
[0124]
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[0125]
Where Ar^Three, Ar^FourEach independently represents a substituted or unsubstituted aryl group. R²⁰⁶Represents a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group. A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, alkenylene group, or arylene group.
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
[0126]
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[0127]
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[0128]
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[0129]
(4) A diazodisulfone derivative represented by the following general formula (PAG7).
[0130]
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[0131]
Here, R represents a linear, branched or cyclic alkyl group, or an aryl group which may be substituted.
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
[0132]
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[0133]
The compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation in (b) is preferably at least one of a compound having a sulfonium salt structure and a compound having a diazodisulfone structure, and more preferably has a sulfonium salt structure. It is preferable to use both the compound and the compound having a diazodisulfone structure. Thereby, the effect of the present invention becomes more remarkable.
The addition amount of these photoacid generators is usually used in the range of 0.001 to 40% by weight, preferably 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.8%, based on the solid content in the composition. It is used in the range of 1 to 5% by weight. If the addition amount of the photoacid generator is less than 0.001% by weight, the sensitivity becomes low, and if the addition amount is more than 40% by weight, the light absorption of the resist becomes too high, resulting in deterioration of the profile or process (especially baking). ) Margin becomes narrow, which is not preferable.
[0134]
In the composition of the present invention, a compound capable of generating a carboxylic acid upon irradiation with actinic rays or radiation (carboxylic acid generating compound) can be used. Thereby, stability at the time of storage is further improved, line width change due to PED is further reduced, and density dependency is further improved.
Examples of the carboxylic acid generating compound include onium salts having the cation (preferably triphenylsulfonium cation) exemplified in the above photo acid generator and an anion of carboxylic acid. Specific examples include diphenyliodonium carboxylate, triphenylsulfonium carboxylate, diphenyliodonium benzenecarboxylate, triphenylsulfonium benzenecarboxylate, and those having a substituent introduced therein. Of these, triphenylsulfonium carboxylate and triphenylsulfonium substituted benzenecarboxylate are more preferable.
The addition amount of the carboxylic acid generating compound in the composition of the present invention is usually 0.01 to 40% by weight, preferably 0.01 to 20% by weight, based on the total solid content of the composition.
[0135]
Moreover, hydroxamic acid compounds (BPA etc.) can be used for the composition of this invention.
[0136]
An organic basic compound can be used in the composition of the present invention. This is preferable because stability during storage is further improved and a change in line width due to PED is further reduced.
A preferable organic basic compound that can be used in the present invention is a compound that is more basic than phenol. Of these, nitrogen-containing basic compounds are preferred.
Preferable chemical environments include the structures of the following formulas (A) to (E).
[0137]
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[0138]
Where R²⁵⁰, R²⁵¹And R²⁵²Are the same or different and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and an alkoxyalkyl having 1 to 12 carbon atoms. Group, an alkoxyalkoxyalkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, wherein R²⁵¹And R²⁵²May combine with each other to form a ring.
[0139]
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[0140]
(Wherein R²⁵³, R²⁵⁴, R²⁵⁵And R²⁵⁶Are the same or different and represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
[0141]
Further preferred compounds are nitrogen-containing cyclic compounds (also referred to as cyclic amine compounds) or nitrogen-containing basic compounds having two or more nitrogen atoms in different chemical environments in one molecule.
The cyclic amine compound is more preferably a polycyclic structure. Preferable specific examples of the cyclic amine compound include compounds represented by the following general formula (F).
[0142]
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[0143]
In formula (F), Y and Z each independently represent a linear, branched or cyclic alkylene group which may contain a hetero atom and may be substituted.
Here, examples of the hetero atom include a nitrogen atom, a sulfur atom, and an oxygen atom. The alkylene group preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 5 carbon atoms. Examples of the substituent of the alkylene group include a halogen atom and a halogen-substituted alkyl group in addition to an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group, and an alkenyl group. Furthermore, specific examples of the compound represented by formula (F) include the compounds shown below.
[0144]
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[0145]
Among these, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene and 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene are particularly preferable.
[0146]
The nitrogen-containing basic compound having two or more nitrogen atoms of different chemical environments in one molecule is particularly preferably a compound or alkylamino containing both a substituted or unsubstituted amino group and a ring structure containing a nitrogen atom. A compound having a group. Preferred examples include substituted or unsubstituted guanidine, substituted or unsubstituted aminopyridine, substituted or unsubstituted aminoalkylpyridine, substituted or unsubstituted aminopyrrolidine, substituted or unsubstituted indazole, substituted or unsubstituted Pyrazole, substituted or unsubstituted pyrazine, substituted or unsubstituted pyrimidine, substituted or unsubstituted purine, substituted or unsubstituted imidazoline, substituted or unsubstituted pyrazoline, substituted or unsubstituted piperazine, substituted or unsubstituted amino Examples include morpholine and substituted or unsubstituted aminoalkylmorpholine. Preferred substituents are amino group, aminoalkyl group, alkylamino group, aminoaryl group, arylamino group, alkyl group, alkoxy group, acyl group, acyloxy group, aryl group, aryloxy group, nitro group, hydroxyl group, cyano group It is.
[0147]
Particularly preferred compounds include guanidine, 1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine, 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethyl. Aminopyridine, 2-diethylaminopyridine, 2- (aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methylpyridine, 2-amino-4-methylpyridine, 2-amino-5-methylpyridine, 2-amino-6-methyl Pyridine, 3-aminoethylpyridine, 4-aminoethylpyridine, 3-aminopyrrolidine, piperazine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N- (2-aminoethyl) piperidine, 4-amino-2,2,6 , 6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-iminopiperidine, 1- (2 Aminoethyl) pyrrolidine, pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, 5-amino-3-methyl-1-p-tolylpyrazole, pyrazine, 2- (aminomethyl) -5-methylpyrazine, pyrimidine, 2,4 -Diaminopyrimidine, 4,6-dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyrazoline, N-aminomorpholine, N- (2-aminoethyl) morpholine, trimethylimidazole, triphenylimidazole, methyldiphenylimidazole, tris (methoxy Examples include, but are not limited to, ethyl) amine, tris (methoxyethoxyethyl) amine, tris (ethoxyethoxyethyl) amine, tris (methoxymethoxymethyl) amine, and tris (methoxymethoxyethyl) amine.
Further, in place of these basic compounds, hydroxide compounds of quaternary ammonium salts may be used, and in that case, they can be used alone or in combination with the basic compounds.
As quaternary ammonium salts, tetramethylammonium hydroxide, trimethyl (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetraethanolammonium hydroxide, methyltriethanolammonium hydroxide, benzyl Examples thereof include methyl diethanolammonium hydroxide, benzyltriethanolammonium hydroxide, and tetrapropylammonium hydroxide.
[0148]
These nitrogen-containing basic compounds are used alone or in combination of two or more. The usage-amount of a nitrogen-containing basic compound is 0.001-10 weight part normally with respect to 100 weight part of photosensitive resin compositions (except a solvent), Preferably it is 0.01-5 weight part. If it is less than 0.001 part by weight, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 10 parts by weight, the sensitivity tends to decrease and the developability of the non-exposed part tends to deteriorate.
[0149]
If necessary, the chemically amplified positive resist composition of the present invention further comprises two or more phenolic OH groups that promote solubility in a surfactant, dye, pigment, plasticizer, photosensitizer and developer. And the like.
[0150]
The photosensitive resin composition of the present invention preferably contains a surfactant. Specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol ether, etc. Sorbitans such as polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopal Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as tate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, F-top EF301, EF303, EF352 (Manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Megafac F171, F173, F176, F189, R08 (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), Florad FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M Ltd.), Asahi Guard AG710, Fluorosurfactants such as Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106 (Asahi Glass Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and acrylic acid Methacrylic acid-based (co) polymer Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.), Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.) and the like.
Among these surfactants, fluorine-based or silicon-based surfactants are preferable from the viewpoints of coatability and development defect reduction.
The compounding amount of the surfactant is usually 0.01% to 2% by weight, preferably 0.01% to 1% by weight, based on the solid content of the whole composition in the composition of the present invention.
These surfactants can be used alone or in combination of two or more.
[0151]
Furthermore, by adding a spectral sensitizer as described below, the photoacid generator to be used is sensitized to a longer wavelength region than far ultraviolet, which has no absorption, so that the chemically amplified positive resist of the present invention is i or Sensitivity can be given to the g-line. Specific examples of suitable spectral sensitizers include benzophenone, p, p′-tetramethyldiaminobenzophenone, p, p′-tetraethylethylaminobenzophenone, 2-chlorothioxanthone, anthrone, 9-ethoxyanthracene, anthracene, and pyrene. Perylene, phenothiazine, benzyl, acridine orange, benzoflavin, cetoflavin-T, 9,10-diphenylanthracene, 9-fluorenone, acetophenone, phenanthrene, 2-nitrofluorene, 5-nitroacenaphthene, benzoquinone, 2-chloro-4 -Nitroaniline, N-acetyl-p-nitroaniline, p-nitroaniline, N-acetyl-4-nitro-1-naphthylamine, picramid, anthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butyla Nthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, 3-methyl-1,3-diaza-1,9-benzanthrone, dibenzalacetone, 1,2-naphthoquinone, 3,3′-carbonyl-bis (5,7 -Dimethoxycarbonylcoumarin) and coronene, but are not limited thereto.
[0152]
Examples of the compound having two or more phenolic OH groups that promote solubility in a developer include polyhydroxy compounds. Preferably, polyhydroxy compounds include phenols, resorcin, phloroglucin, phloroglucid, 2,3,4. -Trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, α, α ', α' '-tris (4-hydroxyphenyl) -1,3,5-triisopropylbenzene, tris (4-hydroxy Phenyl) methane, tris (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1′-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane.
[0153]
The chemically amplified positive resist composition of the present invention is a composition that dissolves the above-described components in a solvent that dissolves them and applies them onto a support. Examples of solvents that can be used include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, Methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N-dimethyl Le formamide, dimethyl sulfoxide, N- methylpyrrolidone and tetrahydrofuran. These solvents are used alone or in combination.
[0154]
The chemically amplified positive resist composition is applied onto a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) used for manufacturing a precision integrated circuit element by an appropriate application method such as a spinner or a coater, and then passed through a predetermined mask. A good resist pattern can be obtained by exposure, baking and development.
[0155]
Examples of the developer of the chemically amplified positive resist composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium phosphate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, and ethylamine. Primary amines such as n-propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, Amides such as formamide and acetamide, tetramethylammonium hydroxide, trimethyl (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tributylmethylammonium hydroxide, tetraethanol Quaternary ammonium salts such as ammonium hydroxide, methyltriethanolammonium hydroxide, benzylmethyldiethanolammonium hydroxide, benzyldimethylethanolammonium hydroxide, benzyltriethanolammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide And aqueous solutions of alkalis such as cyclic amines such as pyrrole and piperidine.
[0156]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically, but the present invention is not limited thereto.
(Resin synthesis example)
The resin can be synthesized by using either a method using vinyl ether or an acetal exchange method using alcohol and alkyl vinyl ether for acetalization.
Moreover, in order to synthesize | combine efficiently and stably, the following dehydration azeotropic methods can be used preferably. However, these synthesis methods are examples, and are not limited to these.
Synthesis Example 1 (Synthesis of Resin A′-1)
Nippon Soda VP15000 (1800 g) and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) (8200 g) were dissolved in a flask, distilled under reduced pressure, and water and PGMEA were distilled off azeotropically.
After confirming that the water content was sufficiently low, a solution of pyridinium-p-toluenesulfonate (9.0 g) dissolved in cyclohexaneethanol (576.2 g) was added to the reaction solution, and t-butyl vinyl ether was further added. (450.2 g) was added and stirred at room temperature for 5 hours.
Thereto pyridine (142.2 g) and acetic anhydride (153.2 g) were added and stirred at room temperature for 2 hours. Water (3.6 liters) and ethyl acetate (7.2 liters) were added to the reaction solution, and the phases were separated, further washed with water, and then ethyl acetate, water, and azeotropic PGMEA were distilled off by distillation under reduced pressure. An alkali-soluble resin A′-1 (30% PGMEA solution) having a substituent according to the present invention was obtained.
[0157]
Synthesis Example 2 (Synthesis of Resin A′-2)
Polymerization of p-acetoxystyrene monomer (or pt-butoxystyrene monomer) and 4-t-butylstyrene monomer using dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate (AIBN) as an initiator, followed by deprotection with hydrochloric acid, etc. , P-hydroxystyrene / pt-butylstyrene copolymer (93/7) R-1 was obtained.
R-1 (25 g) and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) (120 g) were dissolved in a flask and distilled under reduced pressure, and water and PGMEA were distilled off azeotropically. After confirming that the water content was sufficiently low, a solution of pyridinium-p-toluenesulfonate (0.12 g) dissolved in cyclohexaneethanol (3.5 g) was added to the reaction solution, and t-butyl vinyl ether was further added. (3.4 g) was added and stirred at room temperature for 5 hours.
The reaction was stopped by adding triethylamine (0.1 g) to the reaction solution, water (50 ml) and ethyl acetate (100 ml) were added, and the mixture was separated, and further washed with water. The boiling PGMEA was distilled off to obtain an alkali-soluble resin A′-2 (30% PGMEA solution) having a substituent according to the present invention.
[0158]
Synthesis Example 3 (Synthesis of Resin A′-3)
Nippon Soda VP15000 (1800 g) and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) (8200 g) were dissolved in a flask, distilled under reduced pressure, and water and PGMEA were distilled off azeotropically.
After confirming that the water content was sufficiently low, a solution of pyridinium-p-toluenesulfonate (9.0 g) dissolved in cyclohexaneethanol (576.2 g) was added to the reaction solution, and t-butyl vinyl ether was further added. (450.2 g) was added and stirred at room temperature for 5 hours.
Water (3.6 liters) and ethyl acetate (7.2 liters) were added to the reaction solution, and the phases were separated, further washed with water, and then ethyl acetate, water, and azeotropic PGMEA were distilled off by distillation under reduced pressure. An alkali-soluble resin A′-3 (30% PGMEA solution) having a substituent according to the present invention was obtained.
[0159]
Synthesis Example 4 (Synthesis of Resin B′-4)
Nippon Soda VP15000 (100 g) and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) (400 g) were dissolved in a flask, distilled under reduced pressure, and water and PGMEA were distilled off azeotropically.
After confirming that the water content was sufficiently low, ethyl vinyl ether (25.0 g) and p-toluenesulfonic acid (0.02 g) were added and stirred at room temperature for 1 hour. Triethylamine (0.03 g) was added to the reaction solution to stop the reaction, water (400 ml) and ethyl acetate (800 ml) were added and separated, and further washed with water, and then distilled off under reduced pressure to remove ethyl acetate, water, azeotrope. PGMEA was distilled off to obtain an alkali-soluble resin B′-4 (30% PGMEA solution) having a substituent according to the present invention.
[0160]
Synthesis Example-5 (Synthesis of Resin B′-5)
Polymerization of p-acetoxystyrene monomer (or pt-butoxystyrene monomer) and cyclohexyl acrylate monomer using dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate (AIBN) as an initiator, and deprotection with hydrochloric acid or the like, p-hydroxy A styrene / cyclohexyl acrylate copolymer (90/10) R-2 was obtained.
Resin R-2 (100 g) and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) (400 g) were dissolved in a flask and distilled under reduced pressure, and water and PGMEA were distilled off azeotropically. After confirming that the water content was sufficiently low, ethyl vinyl ether (25.0 g) and p-toluenesulfonic acid (0.02 g) were added and stirred at room temperature for 1 hour.
Triethylamine (0.03 g) was added to the reaction solution to stop the reaction, water (400 ml) and ethyl acetate (800 ml) were added and separated, and further washed with water, and then distilled off under reduced pressure to remove ethyl acetate, water, azeotrope. PGMEA was distilled off to obtain an alkali-soluble resin B′-5 (30% PGMEA solution) having a substituent according to the present invention.
[0161]
Examples 1 to 25, Comparative Example 1
Each component described in Tables 1 and 2 was dissolved in a PGMEA solvent so that the total weight ratio was 16% in the weight ratios described in Tables 1 and 2, and filtered through a 0.1 μm microfilter. -20, the positive photoresist solution of Comparative Example 1 was prepared.
(Shortening evaluation method)
The obtained positive photoresist solution was applied onto a silicon wafer having a 70 nm coating film formed of an organic BARC (DUV-42) manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. using a spin coater (Mark 8 manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.). The resist film was dried for about 2 seconds to form a resist film having a thickness of about 0.83 μm, and exposed to KrF excimer laser (Canon FPA-3000EX5 having a wavelength of 248 nm, NA = 0.45, σ = 0.50). After exposure, heat treatment was performed at 100 ° C. for 90 seconds, development was performed with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, followed by rinsing with pure water, followed by spin drying to obtain a resist pattern.
At this time, the resist pattern transferred onto the substrate by the above process is composed of five lines having a periodicity in which the ratio of the line width to the space width of 0.30 μm is 1: 1, and the length of each line is 1 8 μm (FIG. 1). In the shortening evaluation, attention was paid to the third line from the left and right at the center of the five lines.
Here we define shortening. First, an exposure amount that reproduces the ratio of the line width to the space width of the five lines is 1: 1, and the length in the longitudinal direction of the third line from the left and right in the exposure amount is measured by Hitachi When measured by SEM: S-8840 and the value of L (μm) was obtained, the shrinkage ratio in the longitudinal direction according to the following formula was defined as shortening.
Shortening (%) = ((1.8−L) /1.8) × 100 (%)
These results are shown in Tables 1 and 2 below.
[0162]
[Table 1]

[0163]
[Table 2]

[0164]
As the organic base, (E-2), (E-4), (E-5) and (E-11) to (E-13) having the following structures were used. (E-7) and (E-8) having the following structures were used as carboxylic acid generators, and (E-9) and (E-10) were used as other additives.
[0165]
Embedded image

[0166]
Embedded image

[0167]
As the surfactant (F-2), Troisol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.) was used.
[0168]
As shown in Tables 1 and 2, it can be seen that the shortening of the composition of the present invention is remarkably improved as compared with the comparative example.
[0169]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the chemical amplification type positive photoresist composition improved in shortening of the line pattern edge part (longitudinal direction) is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining shortening.

Claims (5)

(A) a resin (A) having a structural unit containing a group represented by the following general formula (X), which is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer;
A resin (B) having a structural unit containing a group represented by the following general formula (Y), which is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developer, and (b) irradiation with actinic rays or radiation A positive photoresist composition comprising a compound capable of generating an acid by heating.

(In the formula (X), R ¹ and R ² may be the same or different and each represents a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent. Represents an integer.)

(R ³ represents a linear, branched or cyclic alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or an aralkyl group which may have a substituent. Represents an integer of 0 to 5)

(In formula (Y), R ⁴ represents a lower alkyl group having 1 to ⁴ carbon atoms.) (A) Resin (A ′) having structural units represented by the following general formula (I), general formula (II) and general formula (III), which is decomposed by the action of an acid and has increased solubility in an alkaline developer ,
A resin (B ′) having structural units represented by the following general formula (IV), general formula (V) and general formula (VI), which decomposes by the action of an acid and increases the solubility in an alkali developer; b) A positive photoresist composition comprising a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation.

(In the formulas (I) to (III), R ⁵ represents an acid stabilizing group. W represents a group represented by the general formula (X). X and y are 1 to 99 , and z is 0 to 98 . x + y + z = 100)

(In formulas (IV) to (VI), R ⁶ represents a hydrogen atom or a methyl group. R ⁷ has a linear, branched or cyclic alkyl group, an aryl group which may have a substituent, or a substituent. W ′ represents a group represented by the general formula (Y), x ′ and y ′ are 1 to 99 , z ′ is 0 to 98 , and x ′ + y ′ + z ′. = 100)   3. The positive photoresist according to claim 1, wherein the compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation in (b) is a compound having a sulfonium salt structure or a compound having a diazodisulfone structure. Composition. 3. The positive photoresist according to claim 1, wherein the compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation in (b) is a compound having a sulfonium salt structure and a compound having a diazodisulfone structure. Composition.   A pattern forming method comprising: forming a resist film from the positive photoresist composition according to claim 1; and exposing and developing the resist film.

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