JPH1195424A - 感光性組成物およびそれを用いたパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３００〜５００ｎｍの放射線および波長が３
００ｎｍ未満の放射線のそれぞれに対して高感度であ
り、解像度が高い感光性組成物、ならびに微細なパター
ンを高いスループットで生産できるパターン形成方法の
提供。 【解決手段】 （１）１，２−ナフトキノンジアジド４
−または５−スルホン酸エステル基を少なくとも一つ、
および酸触媒反応によって分解してアルカリ可溶性基に
変化する基を少なくとも一つ有する化合物、（２）前記
（１）とは異なる、波長が３００ｎｍ未満の放射線を照
射されることにより酸を発生する化合物、および（３）
アルカリ可溶性樹脂を含んでなることを特徴とする感光
性組成物、ならびに（ａ）前記の感光性組成物を含んで
なる感光成層を形成させる工程、（ｂ）前記感光性層に
波長が３００〜５００ｎｍの放射線を照射する工程、
（ｃ）前記感光性層に波長が３００ｎｍ未満の放射線を
照射する工程 （ｄ）放射線照射された感光性層を熱処理する工程、お
よび（ｅ）熱処理された感光性層を現像処理する工程。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
プロセスにおいて、フォトレジスト組成物として適用可
能な感光性組成物、およびそれを用いたパターン形成法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩなどの半導体集積回路をはじめと
する各種の微細加工を必要とする電子部品の分野ではフ
ォトレジストが用いられている。レジストパターン形成
に使用される露光装置としては、通常、ステッパーと呼
ばれる縮小投影型マスクアライナーがある。かかる装置
に用いられる光源としては水銀ランプのｇ線（波長４３
６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、ｉ線（波長３６５
ｎｍ）、ＫｒＦエキシマーレーザー（波長２４８ｎ
ｍ）、ＡｒＦエキシマーレーザー（波長１９３ｎｍ）、
またはＦ₂エキシマーレーザー（波長１５７ｎｍ）が選
ばれることが多い。また、電子ビームまたはイオンビー
ムはより微細な加工が可能であり、しかも直接パターン
を形成させることができるため、電子ビームリソグラフ
ィまたはイオンビームリソグラフィは重要な技術として
注目されており、それに対応するフォトレジストが検討
されている。

【０００３】近年、ＬＳＩなどの半導体集積回路の高集
積化が進むにつれて、従来に増してより微細なパターン
形成が要求されてきており、電子ビームリソグラフィ技
術またはそれに対応したフォトレジスト材料、およびプ
ロセス技術が不可欠となっている。しかしながら、電子
ビームリソグラフィのプロセスに真空系が必要であるた
めにウェハーの搬送に時間がかかり、またパターン形成
のための電子線走査、すなわち描画、に時間がかかるた
めにスループットが悪い、という欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、電子ビームリソグラフィ用フォトレジストに適
用されたときにスループットを改良することができる感
光性組成物およびそれを用いたパターン形成方法を提供
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

［発明の概要］ ＜要旨＞本発明の感光性組成物は、下記の（１）〜
（３）を含んでなること、を特徴とするものである。 （１）１，２−ナフトキノンジアジド４−または５−ス
ルホン酸エステル基を少なくとも一つ、および酸触媒反
応によって分解してアルカリ可溶性基に変化する基を少
なくとも一つ有する化合物、（２）前記（１）とは異な
る、波長が３００ｎｍ未満の放射線を照射されることに
より酸を発生する化合物、および（３）アルカリ可溶性
樹脂。

【０００６】また、本発明のパターン形成方法は、下記
の（ａ）〜（ｅ）の工程を具備してなること、を特徴と
するものである。 （ａ）基板上に、下記の（１）〜（３）を含んでなる感
光性組成物を含んでなる感光性層を形成させる工程、
（１）１，２−ナフトキノンジアジド４−または５−ス
ルホン酸エステル基を少なくとも一つ、および酸触媒反
応によって分解してアルカリ可溶性基に変化する基を少
なくとも一つ有する化合物、（２）前記（１）とは異な
る、波長が３００ｎｍ未満の化学放射線を照射されるこ
とにより酸を発生する化合物、および（３）アルカリ可
溶性樹脂。（ｂ）前記感光性層の所定の領域に波長が３
００〜５００ｎｍの放射線を照射する工程、（ｃ）前記
感光性層の所定の領域に波長が３００ｎｍ未満の放射線
を照射する工程、（ｄ）放射線照射された前記感光性層
を熱処理する工程、および（ｅ）熱処理された前記感光
性層を現像処理して、前記感光性層の所定の領域を基板
から選択的に除去する工程。

【０００７】＜効果＞本発明によれば、３００〜５００
ｎｍの放射線および波長が３００ｎｍ未満の放射線のそ
れぞれに対して高感度であり、解像度が高い感光性組成
物、ならびに微細なパターンを高いスループットで生産
できるパターン形成方法が提供される。

【０００８】［発明の具体的説明］ ＜感光性組成物＞本発明の感光性組成物は、（１）１，
２−ナフトキノンジアジド−４または５−スルホン酸エ
ステル基を少なくとも一つ、および酸触媒反応によって
分解してアルカリ可溶性基に変化する基を少なくとも一
つ有する化合物（以下、ＮＱＤ化合物という）、（２）
（１）とは異なる、３００ｎｍ未満の化学放射線を照射
されることにより酸を発生する化合物（以下、酸放出化
合物という）、および（３）アルカリ可溶性樹脂、を含
んでなるものである。

【０００９】（１）ＮＱＤ化合物 本発明の感光性組成物に用いるＮＱＤ化合物は、１，２
−ナフトキノンジアジド−４または５−スルホン酸エス
テル基を少なくとも一つ、および酸触媒反応によって分
解してアルカリ可溶性基に変化する基を少なくとも一つ
有する化合物である。

【００１０】このようなＮＱＤ化合物は、水酸基、好ま
しくはフェノール性水酸基、を２つ以上有する化合物を
骨格化合物として、その水酸基の少なくとも一つが１，
２−ナフトキノンジアジド−４または５−スルホン酸エ
ステル基で置換され、その他の水酸基の少なくとも一つ
が酸触媒反応により分解する基により置換されたもので
ある。

【００１１】本発明の感光性組成物に３００〜５００ｎ
ｍの光を照射すると、このＮＱＤ化合物の１，２−ナフ
トキノンジアジド−４または５−スルホン酸エステル基
の部分が放射線を吸収し、変性して、アルカリ水溶液に
可溶性となる。また、本発明の感光性組成物に３００ｎ
ｍ未満の放射線を照射すると、酸放出化合物（詳細後
記）が酸を放出し、その酸によって、酸触媒反応によっ
て分解してアルカリ可溶性基に変化する基がアルカリ可
溶性となり、アルカリ水溶液に可溶となる。このために
本発明の感光性組成物は、３００〜５００ｎｍの放射線
にも、３００ｎｍ未満の放射線にも感度を有するのであ
る。

【００１２】本発明の感光性組成物に用いるＮＱＤ化合
物の骨格化合物は、本発明の効果を損なわないものであ
ればいかなるものでもよいが、十分な溶解コントラスト
を得るために、ラクトン環またはスルトン環を有するも
のが好ましい。これは、ラクトン環またはスルトン環
は、アルカリ水溶液中で開裂してカルボキシル基または
スルホン酸基を生じるためにアルカリ水溶液に対する溶
解性がよくなるためである。このようなラクトン環また
はスルトン環を有するＮＱＤ化合物は、下記の一般式
（Ｉ）で表されるものである。

【化２】 （ここで、ＯＤは、１，２−ナフトキノンジアジド−４
または５−スルホン酸エステル基であり、ＯＲ₁は酸触
媒反応により分解してアルカリ可溶性基に変化する基で
あり、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₃は、水素原子、ハロゲン原
子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリー
ル基、およびアシル基からなる群から選ばれる基であっ
て、Ｒ₂およびＲ₃は同一であっても異なっていてもよ
く、隣接する複数のＲ₂、Ｒ₃またはＲ₄が環を形成して
もよく、ＸはＣＯまたはＳＯ₂であり、ｍおよびｎは、
それぞれ１以上の整数であり、ｐ、ｑおよびｒは、それ
ぞれ１〜４の整数である。）

【００１３】一般式（Ｉ）の化合物の典型的なものは、
ｍおよびｎがそれぞれ１または２、ｐ、ｑおよびｒがそ
れぞれ０または１、ＯＤ基およびＯＲ₁基が環状エステ
ルの炭素原子の結合位置に対していずれもパラ位に存在
するものである。

【００１４】この一般式（Ｉ）の化合物の基本骨格をな
す化合物は、具体的にはフェノールフタレイン、クレゾ
ールフタレイン、チモールフタレイン、ナフトールフタ
レイン、フェノールレッド、フェノールスルホフタレイ
ン、クレゾールパープル、クレゾールレッド、およびそ
の他、である。従って、本発明に用いる一般式（Ｉ）の
化合物は、前記の基本骨格をなす化合物のフェノール性
水酸基のに結合している水素のひとつを１，２−ナフト
キノン−４または５−スルホン酸エステル基で置換し、
すなわち当該スルホン酸でエステル化し、もう一つのフ
ェノール性水酸基に結合している水素を酸触媒反応によ
り分解する基に置換することで得られる。

【００１５】ＮＱＤ化合物の、酸触媒反応により分解す
る基には本発明の効果を損なわない範囲で任意の基を導
入することができるが、（イ）ｔ−ブチル誘導体置換
基、例えばｔ−ブトキシカルボニル基、ｔ−ブトキシカ
ルボニルメチル基、ｔ−ブトキシカルボニルエチル基、
およびその他、（ロ）直鎖状または分岐鎖状アセタール
基、例えば１−エトキシエチル基、１−プロポキシエチ
ル基、１−ｎ−ブトキシエチル基、１−ｉｓｏ−ブトキ
シエチル基、１−ｔｅｒｔ−ブトキシエチル基、および
その他、（ハ）環状アセタール基、テトラヒドロフラニ
ル基、テトラヒドラピラニル基、およびその他、（ニ）
アルキルシリル基、例えばトリメチルシリル基、トリエ
チルシリル基、トリフェニルシリル基、およびその他、
を例として挙げることができる。これらの酸触媒反応に
より分解する基は、必要に応じて２種類以上を任意に組
み合わせてＮＱＤ化合物に導入することができる。これ
らのＮＱＤ化合物の好ましい具体例は、フェノールフタ
レインの１つの水酸基を１，２−ナフトキノンジアジド
−５−スルホン酸エステル化し、残りの１つの水酸基を
ピラニル化した化合物、クレゾールフタレインの１つの
水酸基を１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン
酸エステル化し、残りの１つの水酸基をｔ−ブトキシカ
ルボニル化した化合物、チモールフタレインの１つの水
酸基を１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸
エステル化し、残りの１つの水酸基をｔ−ブトキシカル
ボニル化した化合物、およびその他である。

【００１６】本発明の感光性組成物は、ＮＱＤ化合物
を、アルカリ可溶性樹脂１００重量部に対して、一般に
５〜５０重量部、好ましくは１０〜４０重量部含有す
る。前記化合物の含有量がこの範囲外であると、この感
光性組成物を用いた感光性層を露光したときに、露光部
と未露光部の溶解コントラストが不十分となることがあ
る。

【００１７】（２）酸放出化合物 本発明の感光性組成物において、ＮＱＤ化合物とは異な
る、波長が３００ｎｍ未満の放射線を照射されることに
より酸を発生する化合物である酸放出化合物には、当該
分野で知られている任意のものを用いることができる。
このような化合物としては、オニウム塩、スルホニル化
合物、スルホン酸エステル化合物、有機ハロゲン化合
物、およびその他が挙げられる。

【００１８】前記オニウム塩としては、例えばＣＦ₃Ｓ
Ｏ₃ ^-、ｐ−ＣＨ₃ＰｈＳＯ₃ ^-、およびその他を対アニオ
ンとするジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウ
ム塩が挙げられるが、これらの中でトリアリルスルホニ
ウム塩、ジアリルヨードニウム塩が好ましい。具体的に
は、ジフェニルヨードニウム、４，４’−ジブチルフェ
ニルヨードニウム、トリフェニルスルホニウム、および
その他のトリフルオロ酢酸塩、トリフルオロメタンスル
ホン酸塩、およびジアリルヨードニウム塩が挙げられ、
それらのより具体的な例はジフェニルヨードニウムトリ
フルオロメタンスルホネート、ジ（ｐ−ｔ−ブチル）フ
ェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、
トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネ
ート、およびその他である。このようなオニウム塩は、
放射線の照射に対して感度が良好な酸発生剤として知ら
れている。

【００１９】前記スルホニル化合物は、波長が３００ｎ
ｍ未満の放射線の照射によってスルホン酸を放出する化
合物であり、そのような化合物としては米国特許第５，
３４８，８３８号明細書に開示されているものなどがあ
る。それらの具体的な例は、フェニルスルホニルアセト
ニトリル、ビスフェニルスルホニルメタン、トリフェニ
ルスルホニルメタン、およびその他である。

【００２０】前記スルホン酸エステル化合物の例として
は、ニトロベンジルパラトルエンスルホン酸、およびそ
の他が挙げられる。

【００２１】前記の、波長が３００ｎｍ未満の放射線の
照射により酸を発生する有機ハロゲン化合物は、放射線
を照射されることでハロゲン化水素を放出する化合物で
あり、そのような化合物としては、米国特許第３，５１
５，５５２号、および同第３，５３６，４８９号各明細
書に開示されているものなどが挙げられる。それらの具
体的な例は、２，４，６−トリクロロメチルトリアジ
ン、およびその他、である。

【００２２】本発明の感光性組成物は、酸放出化合物
を、感光性組成物の固形分の全重量に対して、一般に
０．１〜２０重量部、好ましくは０．２〜１０重量部、
含有する。酸放出化合物の含有量がこれよりも少ない
と、酸放出化合物の配合による増感効果が不十分となる
ことがあり、酸放出化合物の含有量がこれよりも多い
と、感光性組成物を用いたレジストを波長が３００〜５
００ｎｍの放射線で露光したときに溶解コントラストが
不足することがある。

【００２３】（３）アルカリ可溶性樹脂 本発明の感光性組成物は、アルカリ可溶性樹脂を含んで
なる。このような樹脂としては当該分野で知られている
フェノール骨格を有する樹脂、例えばフェノールノボラ
ック樹脂、キシレノールノボラック樹脂、ビニルフェノ
ール樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビニルフェノー
ルとアクリル樹脂の共重合体、およびその他、を用いる
ことができる。これらの樹脂の分子量などはとくに制限
されないが、一般に重量平均分子量が１，０００〜３
０，０００である重合体が用いられる。これらの樹脂
は、必要に応じて、２種類以上のものを混合して用いる
こともできる。

【００２４】（４）その他の成分 本発明の感光性組成物は、必要に応じて、アルカリ可溶
性基の一部または全部が酸触媒反応により分解する基に
よって保護された樹脂または有機化合物を含んでなるこ
とができる。この成分は、アルカリ可溶性成分（３）と
は、アルカリ可溶性基が保護されており、アルカリ水溶
液に対して難溶性または不溶性である点で異なっている
ものである。

【００２５】このような樹脂または化合物の例として
は、ポリヒドロキシスチレン樹脂の水酸基の一部がｔ−
ブトキシカルボニル基、ｔ−ブトキシカルボニルメチル
基、テトラヒドロピラニル基、または１ーエトキシエチ
ル基で保護された樹脂、ビスフェノールＡの水酸基の一
つまたは２つがｔ−ブトキシカルボニル基、またはｔ−
ブトキシカルボニルメチル基で保護された化合物、フェ
ノールフタレインの水酸基の１つまたは２つがｔ−ブト
キシカルボニル基、ｔ−ブトキシカルボニルメチル基、
またはテトラヒドロピラニル基で保護された化合物、ク
レゾールフタレインの水酸基の１つまたは２つがｔ−ブ
トキシカルボニル基、ｔ−ブトキシカルボニルメチル
基、またはテトラヒドロピラニル基で保護された化合
物、チモールフタレインの水酸基の１つまたは２つがｔ
−ブトキシカルボニル基、ｔ−ブトキシカルボニルメチ
ル基、またはテトラヒドロピラニル基で保護された化合
物、およびその他、が挙げられる。

【００２６】このような樹脂または化合物が本発明の組
成物に含まれる場合の含有量は、本発明の感光性組成物
に含まれるアルカリ可溶性樹脂の全重量に対して、一般
に２０重量部以下である。含有量が２０重量部を超える
と、本発明の組成物を用いた感光性層に波長が３００〜
５００ｎｍの放射線を照射したときの溶解コントラスト
が不十分となることがある。

【００２７】また、本発明の感光性組成物は、必要に応
じて、一般的にフォトレジストに用いられる各種の添加
剤を含有することもできる。このような添加剤として
は、界面活性剤（塗膜改質剤）、対環境安定化剤（例え
ばアミン化合物、ピリジン化合物、およびその他）、お
よびその他、が挙げられる。

【００２８】（５）溶剤 本発明の感光性組成物は、一般に前記の各成分を有機溶
剤に溶解し、必要に応じて濾過することにより調製され
る。このような溶剤には、本発明の効果を損なわないも
のであれば任意のものを用いることができるが、具体的
には、シクロヘキサン、アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、メチルセロソルブ、メチ
ルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテー
ト、メトキシメチルプロピオン酸、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、酢酸エ
チル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、γ−ブチロラクト
ン、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムア
ミド、Ｎ−メチルピロリドン、およびその他、が挙げら
れる。これらの有機溶剤は、必要に応じて２種類以上を
混合して用いることもできる。

【００２９】＜パターン形成法＞本発明のパターン形成
方法は、前記の感光性組成物を用いたものである。以下
に、その方法を説明する。

【００３０】まず、必要に応じて前記の有機溶剤により
溶解または希釈された、前記の感光性組成物を基材上に
塗布する。用いる基材は任意であるが、例えばシリコン
ウェハー（これは、表面に各種の絶縁膜、電極、または
配線が設けられたものであってもよい）、化合物半導体
ウェハー（例えばＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、およびその
他のウェハー）、各種のマスク（例えばクロムマスク、
ＳｉＮマスク、ＭｏＳｉマスク、およびその他）、を挙
げることができる。

【００３１】感光性組成物を基材上に塗布する方法も任
意であり、具体的には、スピンコーティング、ディップ
コーティング、フローコーティング、カーテンコーティ
ング、およびその他の方法を用いることができる。

【００３２】基材上に塗布された感光性組成物を、一般
に２００℃以下、好ましくは７０〜１５０℃、で乾燥し
てレジスト膜（感光性層）を形成させる。

【００３３】次いで感光性層を露光する。露光は、波長
が３００〜５００ｎｍの放射線による露光と、波長が３
００ｎｍ未満の放射線による露光との少なくとも２回行
う。波長が３００〜５００ｎｍの放射線による露光で
は、比較的粗いパターンを露光するのに用い、そのよう
な露光により形成させるのが困難な微細なパターンを、
波長が３００ｎｍ未満の放射線により露光する。このよ
うな２種類の光で露光することにより、波長が３００〜
５００ｎｍの放射線を照射することにより作成すること
が困難な微細なパターンを、波長が３００ｎｍ未満の放
射線を照射する場合よりもはるかに大きなスループット
で作成することが可能になる。

【００３４】波長が３００〜５００ｎｍの放射線の光源
は任意のものを用いることができる。具体的には、水銀
ランプ、白熱電球、キセノン放電管、水素放電管、およ
びその他が挙げられる。これらの中で、水銀ランプのｉ
線またはｇ線を用いることが好ましい。

【００３５】波長が３００ｎｍ未満の放射線も任意のも
のを用いることができる。具体的には、ＫｒＦまたはＡ
ｒＦなどのエキシマーレーザー、Ｘ線、電子線、および
その他が挙げられる。

【００３６】露光された感光性層を、引き続き任意の方
法、例えば熱板、加熱炉、赤外線照射、およびその他、
によって熱処理、すなわちベーキングする。このとき、
加熱温度は一般に２００℃以下である。引き続いて、現
像液によって現像処理を施す。現像液には、当該分野で
一般に用いられるもの、例えばテトラメチルアンモニウ
ムハイドロキサイドなどの有機アルカリ水溶液、あるい
は水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどの無機アルカ
リ水溶液、が用いられる。これらのアルカリ水溶液は、
通常１５重量％以下の濃度で用いられる。この現像液を
露光／熱処理済みのレジスト膜にディップ法、スプレー
法、パドル法、およびその他により供給して現像する。
現像された感光性層は、必要に応じて水などによりリン
ス処理される。

【００３７】

【発明の実施の形態】合成例１ フェノールフタレイン１６ｇ（０．０５モル）および
１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホニルクロラ
イド１３．３ｇをテトラヒドロフラン２００ｇに混合し
て溶液とした。この溶液にトリエチルアミン１０ｇ
（０．１モル）を滴下ロートでゆっくり滴下した。滴下
終了後、２５℃で３時間反応させたあと、得られた混合
物を大量の１％塩酸中に注ぎ、反応生成物を析出させ、
析出物を濾過、洗浄、および乾燥させて、フェノールフ
タレインの１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホ
ン酸エステル基による１置換体および２置換体の混合物
を得た。次いで、得られた混合物をジオキサンに溶解さ
せ、シリカゲルカラムにより１置換体を分別した。得ら
れた１置換体をジヒドロピランに溶解させ、濃塩酸を数
滴加え、室温で２日間撹拌して反応させた。ドライアッ
プ後、十分に水洗を行い、フェノールフタレインを骨格
化合物とし、一つのフェノール性水酸基が１，２−ナフ
トキノンジアジド−５−スルホン酸によりエステル化さ
れ、もう一つのフェノール性水酸基がテトラヒトロピラ
ンで保護された化合物を得た（以下、化合物Ａと呼
ぶ）。

【００３８】合成例２ 合成例１と同様な方法でクレゾールフタレインを骨格化
合物とする、１，２−ナフトキノン−５−スルホン酸エ
ステル１置換化合物を得た。この化合物をテトラヒドロ
フランに溶解させて溶液とし、この溶液にジ−ｔ−ブチ
ルカーボネート、１８−クラウンエーテル−６、および
炭酸カリウムを混合し、３０℃で２日間撹拌して反応さ
せた。反応混合物をドライアップ後、１％シュウ酸水溶
液で洗浄し、さらに十分に水洗を行って、クレゾールフ
タレインを骨格化合物とし、一つのフェノール性水酸基
が１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸によ
りエステル化され、もう一つのフェノール性水酸基がｔ
−ブトキシカルボニルで保護された化合物を得た（以
下、化合物Ｂと呼ぶ）。

【００３９】合成例３ 合成例１と同様な方法でチモールフタレインを骨格化合
物とする、１，２−ナフトキノン−５−スルホン酸エス
テル１置換化合物を得た。この化合物をテトラヒドロフ
ランに溶解させて溶液とし、この溶液にブロモ酢酸−ｔ
−ブチルカーボネート、およびトリエチルアミンを混合
し、３５℃で２日間撹拌して反応させた。反応混合物を
ドライアップ後、水洗および乾燥を行って、チモールフ
タレインを骨格化合物とし、一つのフェノール性水酸基
が１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸によ
りエステル化され、もう一つのフェノール性水酸基がｔ
−ブトキシカルボニルで保護された化合物を得た（以
下、化合物Ｃと呼ぶ）。

【００４０】合成例４ １，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホニルクロラ
イドを、１，２−ナフトキノンジアジド−４−スルホニ
ルクロライドに置き換えるだけで、他は合成例２と同様
にして、クレゾールフタレインを骨格化合物とし、一つ
のフェノール性水酸基が１，２−ナフトキノンジアジド
−４−スルホン酸によりエステル化され、もう一つのフ
ェノール性水酸基がｔ−ブトキシカルボニルで保護され
た化合物を得た（以下、化合物Ｄと呼ぶ）。

【００４１】実施例１〜６、比較例１〜２ それぞれ表に示す通りの組成を有するレジスト組成物溶
液をシリコンウェハーに回転塗布により塗布し、１１０
℃で２分間乾燥させて膜厚０．５μｍのレジスト膜を形
成させた。

【００４２】各レジスト膜にｉ線で像様露光した後、１
００℃で３分間ベーキングし、次いで２．３８％テトラ
メチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液で現像し
てレジストパターンを形成させ、その感度とパターン形
状を評価した。また、光源に電子線（５０ＫｅＶ）を用
いて同様の評価を行った。得られた結果は表に示すとお
りであった。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【発明の効果】本発明の感光性組成物は、３００〜５０
０ｎｍの放射線および波長が３００ｎｍ未満の放射線の
それぞれに対して高感度であり、解像度が高いこと、な
らびに本発明のパターン形成方法によって、微細なパタ
ーンを高いスループットで生産できることは、［発明の
概要］の項に前記したとおりである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｒ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記の（１）〜（３）を含んでなることを
   特徴とする感光性組成物。 （１）１，２−ナフトキノンジアジド４−または５−ス
   ルホン酸エステル基を少なくとも一つ、および酸触媒反
   応によって分解してアルカリ可溶性基に変化する基を少
   なくとも一つ有する化合物、（２）前記（１）とは異な
   る、波長が３００ｎｍ未満の放射線を照射されることに
   より酸を発生する化合物、および（３）アルカリ可溶性
   樹脂。
2. 【請求項２】化合物（１）が、ラクトン環またはスルト
   ン環を有するものである、請求項１に記載の感光性組成
   物。
3. 【請求項３】化合物（１）が下記（Ｉ）の一般式を有す
   るものである、請求項２に記載の感光性組成物。 【化１】 （ここで、ＯＤは、１，２−ナフトキノンジアジド４−
   または５−スルホン酸エステル基であり、ＯＲ₁は酸触
   媒反応により分解してアルカリ可溶性基に変化する基で
   あり、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₃は、水素原子、ハロゲン原
   子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリー
   ル基、およびアシル基からなる群から選ばれる基であっ
   て、Ｒ₂およびＲ₃は同一であっても異なっていてもよ
   く、隣接する複数のＲ₂、Ｒ₃またはＲ₄が環を形成して
   もよく、ＸはＣＯまたはＳＯ₂であり、ｍおよびｎは、
   それぞれ１以上の整数であり、ｐ、ｑおよびｒは、それ
   ぞれ１〜４の整数である。）
4. 【請求項４】化合物（２）が、オニウム塩またはスルホ
   ニル化合物である、請求項１〜３のいずれか１項に記載
   の感光性組成物。
5. 【請求項５】アルカリ可溶性基の一部または全部が酸触
   媒反応により分解する基により保護された樹脂または有
   機化合物を含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載
   の感光性組成物。
6. 【請求項６】下記の（ａ）〜（ｅ）の工程を具備してな
   ることを特徴とするパターン形成方法。 （ａ）基板上に、下記の（１）〜（３）を含んでなる感
   光性組成物を含んでなる感光性層を形成させる工程、
   （１）１，２−ナフトキノンジアジド４−または５−ス
   ルホン酸エステル基を少なくとも一つ、および酸触媒反
   応によって分解してアルカリ可溶性基に変化する基を少
   なくとも一つ有する化合物、（２）前記（１）とは異な
   る、波長が３００ｎｍ未満の化学放射線を照射されるこ
   とにより酸を発生する化合物、および（３）アルカリ可
   溶性樹脂。（ｂ）前記感光性層の所定の領域に波長が３
   ００〜５００ｎｍの放射線を照射する工程、（ｃ）前記
   感光性層の所定の領域に波長が３００ｎｍ未満の放射線
   を照射する工程、（ｄ）放射線照射された前記感光性層
   を熱処理する工程、および（ｅ）熱処理された前記感光
   性層を現像処理して、前記感光性層の所定の領域を基板
   から選択的に除去する工程。