低多分散性の光画像形成可能なポリマーおよびフォトレジストならびにマイクロリソグラフィーのための方法
本発明は、光画像形成およびフォトレジスト組成物に有用な低多分散性コポリマーに、ならびにこれらの組成物を使用する光画像形成方法に関する。本発明の低多分散性コポリマーは、ＲＡＦＴ（可逆付加開裂連鎖移動）重合のような、制御ラジカル重合（ＣＲＰ）技術を用いて製造される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光画像形成およびフォトレジスト組成物に有用な低多分散性コポリマーに、ならびにこれらの組成物を使用する光画像形成方法に関する。本発明の低多分散性コポリマーは、ＲＡＦＴ（可逆付加開裂連鎖移動）重合のような制御ラジカル重合（ＣＲＰ）技術を用いて製造される。
【背景技術】
【０００２】
ポリマー製品は、画像形成および感光システムの成分として、特に光画像形成システムで使用される。かかるシステムで、紫外（ＵＶ）光または他の電磁放射線は、光活性成分を含有する材料に作用して当該材料に物理的または化学的変化を誘発する。有用なまたは潜在的な画像がそれによって生み出され、それは半導体デバイス製造に有用な画像へ処理することができる。
【０００３】
半導体デバイスでサブミクロンレベルでの画像形成機能のために、遠または極紫外（ＵＶ）の電磁放射線が必要とされる。２４８ｎｍ露光での光リソグラフィーが現在商業的に利用されており、１９３ｎｍ露光が現在０．１３μｍ以下用のデザイン・ルールを用いるマイクロエレクトロニクス製造向けに導入されつつある。１５７ｎｍ露光を用いる光リソグラフィーが０．０７μｍ以下のデザイン・ルールに必要とされるかもしれない。
【０００４】
フルオロアルコール官能基付きコポリマーを含むフォトレジストは（特許文献１）に開示された。
【０００５】
フッ素化アルコールモノマーと他のコモノマーとのコポリマーが報告された（米国特許公報（特許文献２）および（特許文献３））。これらの特許は、膜もしくは他の非感光フィルムまたは繊維に関し、感光層（例えば、レジスト）でのフッ素化アルコールコモノマーの使用を教示していない。
【０００６】
特に所望の構造および分子量を有するポリマーを製造するために予想通りに制御することができる重合法を開発することへの関心の高まりもある。かかる結果を達成するための手段の１つは「リビング重合」の方法による。かかる方法は、通常の重合法で製造されたポリマーと比べて予想通りにうまく規定された構造と狭い分散度の分子量とを有するポリマーの合成中により高度の制御を提供する。
【０００７】
ＲＡＦＴ（可逆付加開裂連鎖移動）重合法は、アクリル、スチレン系および選択された他のビニルモノマーからの低多分散性ポリマーの製造について開示されてきた（（特許文献４）、（特許文献５）および（特許文献６））。これらのＲＡＦＴ由来ポリマーのための用途の分野には、画像形成およびエレクトロニクス（例えば、フォトレジスト）が含まれる。
【０００８】
（非特許文献１）はＲＡＦＴ法を用いるアクリレートターポリマーの製造を開示した。彼らはまた、１５７ｎｍフォトレジストで用いられるべきフッ素化ノルボルネンとノルボルネンとの共重合、およびノルボルネンとアクリレートとの共重合のための制御ラジカル重合（ＣＲＰ）法もまた開示している。ポリマーの収率は低く、かつ、分子量はすべてのほんの１つの実施例で非常に低い（Ｍｎ＜３７００）。
【０００９】
【特許文献１】国際公開第００／６７０７２号パンフレット
【特許文献２】米国特許第３，４４４，１４８号明細書
【特許文献３】特開昭６２−１８６９０７Ａ２号公報
【特許文献４】国際公開第９８／０１４７８号パンフレット
【特許文献５】国際公開第９９／３１１４４号パンフレット
【特許文献６】ＥＰ０ ９１０，５８７号明細書
【特許文献７】米国特許第６，５１２，０８１号明細書
【特許文献８】ＥＰ０ ８２５，２４７号明細書
【特許文献９】国際公開第００／６６５７５号パンフレット
【非特許文献１】ティ．−ワイ．リー（Ｔ．−Ｙ Ｌｅｅ）ら著、「レジスト技術および加工の進歩（Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｒｅｓｉｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）ＸＸ」、テオドーレ エッチ．フェディニシン（Ｔｈｅｏｄｏｒｅ Ｈ．Ｆｅｄｙｎｙｓｈｙｎ）編、ＳＰＩＥの紀要、５０３９巻（２００３）、５４８−５５７ページ
【非特許文献２】モードおよびソロモン（Ｍｏａｄ ａｎｄ Ｓｏｌｏｍｏｎ）著、「フリーラジカル重合の化学（Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｆｒｅｅ Ｒａｄｉｃａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）」、ロンドン、ペルガモン（Ｐｅｒｇａｍｏｎ）、１９９５年、５３−９５ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
どんどん小さくなる形状の電子部品の製造を可能にするために１５７〜２４８ｎｍでの高い透明度と良好な解像度とを持ったフォトレジストに対するニーズが依然としてある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、
ａ．アクリルモノマーに由来する繰り返し単位と、
ｂ．不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位と、
ｃ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール基および保護された酸基の群から選択される官能基と、場合により、
ｄ．フルオロオレフィンに由来する繰り返し単位と、
を含む低多分散性コポリマーであって、
低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来するコポリマーを提供する。
【００１２】
第２態様では、本発明はまた、
ａ．光活性成分、および
ｂ．低多分散性コポリマー、
を含むフォトレジストであって、
前記低多分散性コポリマーが、以下のｉ．、ｉｉ．およびｉｉｉ．、すなわち、
ｉ． アクリルモノマーに由来する繰り返し単位、
ｉｉ． 不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位、
ｉｉｉ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール基および保護された酸基の群から選択される官能基、ならびに、場合により、
ｉｖ．フルオロオレフィンに由来する繰り返し単位、
を含む低多分散性コポリマーであり、ならびに
低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来するコポリマー
である、フォトレジストも提供する。
【００１３】
第３態様では、本発明は、
Ａ．混合物で基材を被覆する工程と、
Ｂ．溶媒を蒸発させる工程と
を含む、被覆された基材の形成方法であって、
前記混合物が、
１．低多分散性コポリマー、
２．光活性成分、および
３．溶媒
を含み、
前記低多分散性コポリマーが、
ａ．アクリルモノマーに由来する繰り返し単位、
ｂ．不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位、および
ｃ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール、および保護された酸基の群から選択される官能基を含み、ならびに
該低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来する、基材の形成方法を提供する。
【００１４】
第４態様では、本発明は、
ａ．フォトレジストが本発明の低多分散性コポリマーと光活性成分とを含む、フォトレジスト層を基材上に形成する工程と、
ｂ．フォトレジスト層を化学線に像様露光（ｉｍａｇｅｗｉｓｅ ｅｘｐｏｓｉｎｇ）して画像形成区域および非画像形成区域を形成する工程と、
ｃ．画像形成区域および非画像形成区域を有する露光されたフォトレジスト層を現像して基材上にフォトレジスト画像を形成する工程と、
を含む、基材上へのフォトレジスト画像の形成方法を提供する。
【００１５】
本発明はまた、本発明のコーティングおよび画像形成方法によって製造された、被覆されたおよび／または画像形成された基材も提供する。
【００１６】
本発明はまた、モノマー混合物をフリーラジカル源および連鎖移動剤の存在下に重合させて、アクリルモノマーに由来する少なくとも４０モル％の繰り返し単位を有するコポリマーを製造する工程を含む、低多分散性ポリマーの製造方法であって、
前記混合物が、少なくとも１つのアクリルモノマー、少なくとも１つの不飽和多環式モノマーおよび場合により１つまたは複数のフルオロオレフィンを含み、少なくとも１つのモノマーがフルオロアルコール、保護されたフルオロアルコールまたは保護された酸基を有し、
前記連鎖移動剤が０．１〜５００の範囲の移動定数を有し、かつ、該連鎖移動剤が下記の構造：
【００１７】
【化１】
【００１８】
（式中、
Ｒ＝アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、置換アルキル、置換アリール、炭素環もしくは複素環、アルキルチオ、アルコキシ、またはジアルキルアミノであり、そして
Ｚ＝Ｈ、アルキル、アリール、アラルキル、置換アルキル、置換アリール、炭素環もしくは複素環、アルキルチオ、アリールチオ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、カルボキシ、アシルオキシ、カルバモイル、シアノ、ジアルキル−もしくはジアリール−ホスホネート、またはジアルキル−もしくはジアリール−ホスフィネートである）
を有する、低多分散性ポリマーの製造方法も提供する。
【００１９】
本発明はまた、本発明の重合法によって製造されるポリマーにも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明との関連で、低多分散性ポリマーは、通常のフリーラジカル重合によって製造されたものより著しく少ない多分散性を持ったものである。通常のフリーラジカル重合では、形成されたポリマーの多分散性は典型的には低モノマー転化率（すなわち、０．１％〜１０％転化率）で１．５〜２．０の範囲にあり、より高い転化率（すなわち、１０〜１００％転化率）で実質的により大きい（２〜１０の範囲にある）。１０％より大きい転化率で１．０５〜２．０の範囲の多分散性を有するポリマーが好ましく、高転化率で１．０５〜１．３の多分散性がより好ましい。
【００２１】
本重合システムの利点の１つは、反応化学量論およびモノマーのポリマーへの転化の程度を制御することによって本方法が広範囲のモノマーおよび反応条件にわたって予め定められた分子量および狭い分子量分布のポリマーを製造することである。
【００２２】
（フルオロオレフィン・コモノマー）
本発明の低分散コポリマーは、場合によりフルオロオレフィンに由来する少なくとも１つの繰り返し単位を含む。好適なフルオロオレフィンは２〜２０個の炭素原子を含み、エチレン系不飽和炭素に結合した少なくとも１つのフッ素原子を含有する。代表的なフルオロオレフィンには、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、パーフルオロ−（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）、パーフルオロ−（２−メチレン−４−メチル−１，３−ジオキソラン）、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）ｔＣＦ＝ＣＦ２（ここで、ｔは１または２である）、およびＲｆ’’ＯＣＦ＝ＣＦ２（ここで、Ｒｆ’’は１〜１０個の炭素原子のフルオロアルキル基である）が含まれるが、それらに限定されない。好ましいフルオロオレフィンはテトラフルオロエチレンである。
【００２３】
（多環式コモノマー）
本発明のコポリマーは、少なくとも１つの多環式エチレン系不飽和化合物に由来する繰り返し単位を含む。多環式化合物は、下に例示されるような、コポリマー中へ組み入れることができる（重合によって）少なくとも１つのエチレン系不飽和炭素環または複素環を含有する。
【００２４】
【化２】
【００２５】
多環式不飽和化合物は、場合によりフルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール、または保護された酸官能基に由来する官能基を含有する。このフルオロアルコール基は、部分または完全フッ素化アルキル基であることができる、ＲｆおよびＲｆ’と称される、フルオロアルキル基を含有する。ＲｆおよびＲｆ’は、１〜１０個の炭素原子の同一または異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（式中、ｎは２〜１０である）である。語句「一緒になって」は、ＲｆおよびＲｆ’が個々の、別個のフッ素化アルキル基ではないこと、しかし一緒にそれらが５員環のケースで下に例示されるような環構造を形成することを示す。
【００２６】
【化３】
【００２７】
ＲｆおよびＲｆ’は、ヒドロキシルプロトンが塩基性媒体（例えば、水酸化ナトリウムまたは水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液）中で実質的に除去され得るように、対応するフルオロアルコール官能基のヒドロキシル（−ＯＨ）に酸性を与えるのに十分なほどフッ素化されていなければならない。好ましくは、ヒドロキシル基が５〜１１のｐＫａ値を有するようにフルオロアルコール官能基中に十分なフッ素が存在する。好ましくは、ＲｆおよびＲｆ’は独立して１〜５個の炭素原子のパーフルオロアルキル基であり、最も好ましくは、トリフルオロメチル（ＣＦ３）である。フルオロアルコール基の数は、水性アルカリ現像液での良好な現像に必要とされる量を最適化することによって所与の組成物について決定される。
【００２８】
好ましくは、低多分散性コポリマーは、構造
−Ｘｒ（ＣＨ２）ｑＣ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＨ
［式中、ＲｆおよびＲｆ’は、１〜１０個の炭素原子の同一または異なるフルオロアルキル基であるか、または一緒になって（ＣＦ２）ｎであり、ｎは２〜１０の整数であり、ＸはＳ、Ｏ、Ｎ、およびＰよりなる群から選択され、ｑ＝０およびｒ＝０であるか、またはｑ＝１およびｒ＝０もしくは１である。好ましくは、ｒ＝０である。ｒ＝１の時、好ましくは、ＸはＯ（酸素）である］
を有するフルオロアルコール官能基を含有する少なくとも１つのエチレン系不飽和多環式化合物に由来する繰り返し単位を含む。
【００２９】
本発明の範囲内であるフルオロアルコール官能基を含有する代表的な多環式コモノマーの幾つかの例示的な、しかし非限定的な例が下に提示される：
【００３０】
【化４】
【００３１】
好ましい実施形態では、多環式フッ素化アルコールは、フッ素化アルコール置換ノルボルネン、特にヘキサフルオロイソプロパノール置換ノルボルネンである。ＮＢ−Ｆ−ＯＨが最も好ましい多環式フルオロアルコールである。
【００３２】
（アクリルモノマー）
低多分散性コポリマーはさらに、アクリルモノマー、ＣＨ２＝ＣＲ’ＣＯ２Ｒ’’またはＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ２ＯＨ）ＣＯ２Ｒ’’’に由来する繰り返し単位を含む。
【００３３】
アクリルモノマーがＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ２ＯＨ）ＣＯ２Ｒ’’’である時、Ｒ’’’は、場合により１つまたは複数のヒドロキシ、ハロゲン、エーテル酸素、エステルまたはケトンカルボニル基で置換されたＣ１〜Ｃ２５アルキル基である。好ましくはＲ’’’は１〜２０個の炭素原子を含有する。好ましいアルキル基、Ｒ’’’は酸に不安定なものである。酸に不安定なアルキル基の例には、第三ブチルおよび２−メチル−２−アダマンチルのような第三級アルキル基、ならびに２−テトラヒドロピラニルおよび２−テトラヒドロフラニルのようなα−置換環式エーテルが挙げられるが、それらに限定されない。アルキル置換ヒドロキシメチルアクリレートコモノマーに由来する最も好ましい繰り返し単位は、第三ブチルヒドロキシメチルアクリレート、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ２ＯＨ）ＣＯ２ｔＢｕである。
【００３４】
アクリルモノマーがＣＨ２＝ＣＲ'ＣＯ２Ｒ’’である時、Ｒ'はＨ、Ｆ、１〜５個の炭素原子のアルキル基、または１〜５個の炭素原子のフルオロアルキル基である。Ｒ’’はＣ１〜Ｃ２０非環式脂肪族基、または環式Ｃ５〜Ｃ５０もしくは多環式Ｃ７〜Ｃ５０アルキル基であって場合により少なくとも１つのヒドロキシ官能基を含有してもよいアルキル基、または式−Ｃ（Ｒ１）（Ｒ２）［Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）］ｍ−Ｃ（Ｒ５）（Ｒ６）−ＯＨの官能基である。好ましくはＲ’はＨである。
【００３５】
アクリルモノマーがＣＨ２＝ＣＲ’ＣＯ２Ｒ’’である時、好ましい実施形態は、Ｒ’’が少なくとも１つのヒドロキシル置換値と共に、５〜５０個の炭素原子、好ましくは５〜３０個の炭素原子を含有する多環式基である時である。Ｒ’’はまた場合により１つまたは複数のハロゲン、エーテル酸素、エステルまたはケトンカルボニル基で置換されることができる。好ましい多環式アクリルモノマーには、ヒドロキシアダマンチルアクリレート（ＣＨ２＝ＣＨＣＯ２Ｒ’’、式中、Ｒ’’はヒドロキシアダマンチルである）および２−メチル−２−アダマンチルアクリレートが含まれる。Ｒ’’は１つまたは複数のフッ素置換基を有することができる。
【００３６】
あるいはまた、Ｒ’’は式
−Ｃ（Ｒ１）（Ｒ２）−［Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）］ｍ−Ｃ（Ｒ５）（Ｒ６）−ＯＨ
［式中、
ｍ＝０、１、２、３、４または５であり、
Ｒ１およびＲ２は独立してＣ１〜Ｃ６アルキル、もしくはエーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ６アルキルであるか、またはＲ１およびＲ２は一緒になって３〜８員環を形成し、場合によりエーテル酸素で置換され、ただし、Ｒ１およびＲ２に結合した炭素は橋頭位にはなく、
Ｒ３およびＲ４は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、もしくはエーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ６アルキルであるか、またはＲ３およびＲ４は一緒になって３〜８員環を形成し、場合によりエーテル酸素で置換され、
Ｒ５およびＲ６は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、もしくはエーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ６アルキルであるか、またはＲ５およびＲ６は一緒になって３〜８員環を形成し、場合によりエーテル酸素で置換され、
Ｒ１およびＲ５は−［Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）］ｍ−と一緒になって４〜８員環を形成し、ただし、Ｒ１およびＲ２に結合した炭素は橋頭位にはない］
の官能基であることができる。
【００３７】
ＰｉｎＡｃ（２−プロペン酸、２−ヒドロキシ−１，１，２−トリメチルプロピルエステル）およびメタクリレート類似体、ＰｉｎＭＡｃが好ましい非環式アクリルモノマーである。
【００３８】
低多分散性ポリマーはまた、構造（Ｈ）および（Ｉ）
【００３９】
【化５】
【００４０】
（式中、
ｓは０、１または２であり、
ａおよびｂは、ｂが２である時にａが１ではなく、ａが２である時にｂが１ではないことを除いて、独立して１、２または３であり、かつ、
Ｒ７〜Ｒ１６およびＲ１７〜Ｒ２０は同一もしくは異なるものであり、それぞれが水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、Ｃ３〜Ｃ１４第二級もしくは第三級アルキルカルボキシレート、炭化水素基または置換炭化水素基を表す）
で表されるもののような化合物を含むが、それらに限定されない環式もしくは多環式不飽和化合物に由来する繰り返し単位も含む。
【００４１】
構造Ｈを有する代表的なコモノマーには、以下が含まれるが、それらに限定されない。
【００４２】
【化６】
【００４３】
構造Ｉを有する代表的なコモノマーには、以下が含まれるが、それらに限定されない。
【００４４】
【化７】
【００４５】
他の好適なモノマーには、構造ＩまたはＩＩを有するエチレン系不飽和環式化合物が含まれる。構造Ｉはさらに
【００４６】
【化８】
【００４７】
ｖは０、１、または２であり、
ＡはＯ（酸素）またはＮＲ２７であり、
Ｒ２７は、Ｈ；Ｃ１〜Ｃ１０アルキルもしくはアルコキシであって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキルまたはアルコキシ；Ｃ６〜Ｃ２０アリール、Ｙ、Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲ２８、Ｒ２９Ｙ、およびＯＲ２９Ｙの群から選択され、
Ｒ２８はＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
Ｒ２９は、場合よりハロゲンまたはエーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ２０アルキレン基であり、
ＹはＣＯＺ’またはＳＯ２Ｚ’であり、
Ｚ’はＯＨ、ハロゲン、Ｒ３０またはＯＲ３０であり、
Ｒ３０は、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル基であって、場合よりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキル基；またはＣ６〜Ｃ２０アリールであり、
ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）であり、
Ｒ２１およびＲ２２は独立してＨ、ハロゲン；Ｃ１〜Ｃ１０アルキルもしくはアルコキシであって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキルまたはアルコキシ；Ｃ６〜Ｃ２０アリール、Ｙ、Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲ２８、Ｒ２９Ｙ、およびＯＲ２９Ｙの群から選択され、または
Ｒ２１およびＲ２２は一緒になって＝Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）もしくはＣ２−Ｃ９アルキレンであって、場合によりハロゲンで置換されたもしくはエーテル酸素を組み入れたアルキレンの群から選択される
と定義される。
【００４８】
構造ＩＩはさらに、
【００４９】
【化９】
【００５０】
［式中、
ｗは０、１または２であり、
Ｒ２３、Ｒ２４およびＲ２５は独立してＨ、ハロゲン；Ｃ１〜Ｃ１０アルキルもしくはアルコキシであって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキルまたはアルコキシ；Ｃ６〜Ｃ２０アリール、Ｙ、Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲ２８、Ｒ２９Ｙ、およびＯＲ２９Ｙの群から選択され、または
Ｒ２４およびＲ２５は一緒になって二重結合の部分であり、
Ｒ２６は水素もしくは酸に不安定な保護基であり、
Ｒ２８はＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
Ｒ２９は、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ２０アルキレン基であって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキレン基であり、
ＹはＣＯＺ’もしくはＳＯ２Ｚ’であり、
Ｚ’はＯＨ、ハロゲン、Ｒ３０またはＯＲ３０であり、
Ｒ３０は、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル基であって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキル基；またはＣ６〜Ｃ２０アリールであり、そして
ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）である］
と定義される。
【００５１】
当初は架橋を提供することができ、その後に開裂することができる（例えば、強酸への曝露で）二官能性化合物もまた本発明のコポリマーでのコモノマーとして有用である。これらの二官能性モノマーを含むコポリマーを組み入れたフォトレジスト組成物は、光への露光が二官能基を開裂させる強酸または強塩基を光化学的に発生させるので、改善された現像および画像形成特性を有することができる。これは、大きく改善された現像および画像形成特性（例えば、改善されたコントラスト）につながり得る、非常に著しい分子量の降下をもたらす。
【００５２】
（ＲＡＦＴ重合法）
本発明者らは、新規フリーラジカル重合法およびそれから製造された新規ポリマーを発見した。本方法は、リビング特性を授与するように選ばれた、フリーラジカル源および少なくとも１つのある種の硫黄ベース連鎖移動剤（ＣＴＡ）の存在下でモノマー混合物を重合させることに関する。これらのＣＴＡを用いることによって、制御された分子量および低多分散性のポリマーを得ることができる。
【００５３】
本発明での使用に好適な硫黄ベースＣＴＡは、０．１〜５０００の範囲の、好ましくは１〜２０００の範囲の、より好ましくは１０〜５００の範囲の連鎖移動定数を有する。ＣＴＡの連鎖移動定数が該範囲の上限を超える場合、実質的に何の重合も起こらず、それが下限を下回る場合、低多分散性を有するポリマーを製造することはできない。
【００５４】
「連鎖移動定数」は、連鎖移動の速度定数対モノマーおよびＣＴＡのゼロ転化での成長の速度定数の比を意味する。連鎖移動が付加−開裂によって起こる場合、連鎖移動の速度定数（ｋｔｒ）は次の通り定義される。
【００５５】
【数１】
【００５６】
ここで、ｋａｄｄはＣＴＡへの付加の速度定数であり、ｋ−ａｄｄおよびｋβはそれぞれ、逆方向および順方向での開裂の速度定数である。
【００５７】
好適な連鎖移動剤は次式を有する。
【００５８】
【化１０】
【００５９】
式中、
Ｒ＝アルキル、アルケニル、アリール、置換アルキル、置換アリール、アラルキル、炭素環もしくは複素環、アルキルチオ、アルコキシ、またはジアルキルアミノであり、そして
Ｚ＝Ｈ、アルキル、アリール、アラルキル、置換アルキル、置換アリール、炭素環もしくは複素環、アルキルチオ、アリールチオ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、カルボキシ、アシルオキシ、カルバモイル、シアノ、ジアルキル−もしくはジアリール−ホスホネート、またはジアルキル−もしくはジアリール−ホスフィネートである。
【００６０】
好適なＣＴＡの例の製造は、参照により本明細書によって援用される、米国特許公報（特許文献７）、（特許文献４）、（特許文献５）、（特許文献８）、および（特許文献６）に開示されている。好適なＣＴＡには、ジチオエステル、チオカルボニルチオ化合物、ベンジル（１，２−ベンゼンジカルボキシミド）カルボジチオエート、２−シアノプロピ−２−イル１−ピロールカルボジチオエート、２−シアノブチ−２−イル１−ピロールカルボジチオエート、ベンジル１−イミダゾールカルボジチオレート、Ｏ−エチルＳ−（１−フェニルエチル）ザンテート、Ｏ−エチルＳ−（２−エトキシカルボニルプロピ−２−イル）ザンテート、およびＯ−エチルＳ−（２−シアノイソプロピル）ザンテートのようなザンテート誘導体が含まれる。好ましいＣＴＡには、ジチオエステルおよびトリチオカーボネート、特にＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび４−シアノ−４−（ドデシルスルファニルチオカルボニル）スルファニルペンタン酸が含まれる。
【００６１】
本発明での使用に好適なフリーラジカル源には、モノマーに付加して成長ラジカルを生み出すフリーラジカルを提供するそれらの化合物が含まれる。成長ラジカルは、１つまたは複数のモノマー単位を付加した、さらなるモノマー単位を付加することができるラジカル化学種である。
【００６２】
使用されるフリーラジカル開始剤の量は、フリーラジカル濃度を低く保つように選ばれるべきである。フリーラジカル開始剤対ＲＡＦＴ連鎖移動剤のモル比は約０．０５〜１０、好ましくは０．１〜２、最も好ましくは０．２〜１であるべきである。
【００６３】
コポリマーの分子量はＲＡＦＴ連鎖移動剤対モノマーのモル比によって決定されることが留意されるべきである。原理上、各ポリマー鎖はＲＡＦＴ末端基を有し、だからＲＡＦＴ分子の数がコポリマー鎖の数、従って分子量を決定するであろう。
【００６４】
開始ラジカルのソースは、モノマーに付加して成長ラジカルを生み出すフリーラジカルを提供する、フリーラジカルを発生する任意の好適な方法であることができる。これには、好適な化合物（過酸化物、ペルオキシエステル、ヒドロペルオキシド、過硫酸塩、過ホウ酸塩、またはアゾ化合物のような）の熱誘起均一切断、モノマー、レドックス開始システム、光化学開始システムまたは電子ビーム、Ｘ−もしくはγ−線のような高エネルギー放射線からの自然発生のようなソースが含まれる。開始システムは、実験の条件下で開始剤または開始ラジカルと連鎖移動剤との何の実質的な不都合な相互作用も反応条件下でないように選ばれる。開始剤はまた、反応媒体またはモノマー混合物への必要な溶解性を有するべきである。
【００６５】
本方法に好適なフリーラジカル源の例には、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−シアノ−２−ブタン）、ジメチル２，２’−アゾビス（メチルイソブチレート）、４，４’−アゾビス（４−シアノペンタン酸）、４，４’−アゾビス（４−シアノ−ペンタン−１−オール）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）、２−（ｔ−ブチルアゾ）−２−シアノプロパン、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（１，１）−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル］プロピオンアミド、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−ヒドロキシエチル）］−プロピオンアミド、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）ジヒドロクロリド、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド、２，２’−アゾビス−（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミン）、２，２’−アゾビス（２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス−（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル］プロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス（ヒドロキシメチル）エチル］プロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（イソブチルアミド）二水和物、２，２’−アゾビス（２，２，４−トリメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパン）、過酢酸ｔ−ブチル、過安息香酸ｔ−ブチル、過オクタン酸ｔ−ブチル、過ネオデカン酸ｔ−ブチル、過イソ酪酸ｔ−ブチル、過ピバル酸ｔ−アミル、過ピバル酸ｔ−ブチル、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、ジクミルペルオキシド、過酸化ジベンゾイル、過酸化ジラウロイル、ペルオキシ二硫酸カリウム、ペルオキシ二硫酸アンモニウム、ジ−ｔ−ブチルハイポナイトライト、またはジクミルハイポナイトライトのようなアゾ化合物および過酸化物が挙げられる。
【００６６】
光化学開始剤システムは、反応媒体またはモノマー混合物への必要な溶解性を有し、かつ、重合の条件下でラジカル生成に適切な量子収率を有するように選ばれる。例には、ベンゾイン誘導体、ベンゾフェノン、アシルホスフィンオキシド、および光レドックスシステムが挙げられる。
【００６７】
レドックス開始剤システムは、反応媒体またはモノマー混合物への必要な溶解性を有し、かつ、重合の条件下でラジカル生成の適切な速度を有するように選ばれる。これらの開始システムには、酸化剤（例えば、ペルオキシ二硫酸カリウム、過酸化水素、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド）と還元剤（例えば、鉄（ＩＩ）、チタン（ＩＩＩ）、チオ亜硫酸カリウム、亜硫酸水素カリウム）との組み合わせが含まれるかもしれない。
【００６８】
他の好適な開始システムは最近の文献に記載されている。例えば、（非特許文献２）を参照されたい。
【００６９】
モノマー混合物のモノマーまたはコモノマーには一般に、アクリレートおよびメタクリレートエステルの１つまたは複数と、不飽和多環式フルオロアルコールと、場合によりフルオロオレフィン、ビニルエーテルおよびこれらのモノマーの混合物とが含まれる。
【００７０】
必要ならば、本発明の重合法にわたってＣＴＡの制御された添加によって、広い、依然として制御された、多分散性または多峰性分子量分布のポリマーを製造することもまた可能であることが理解されるべきである。
【００７１】
本発明は、広いまたは非常に広い多分散性のポリマーをさもなければ生み出すであろう重合で形成されるポリマーの多分散性を狭くするために用いることができる。この状況で好ましい多分散性は、ＣＴＡがない場合に形成されるもの未満であるものである。
【００７２】
本発明の方法によって製造されるポリマーの分子量および多分散性は、下記の１つまたは複数によって制御される。
【００７３】
重合条件は、開始剤由来ラジカルから形成される鎖の数を、許容される速度の重合を得ることに相反さない程度まで最小限にするように選択される。ラジカル−ラジカル反応による重合の停止は何の活性基も含有しない鎖につながり、それ故再活性化することはできない。ラジカル−ラジカル停止の速度はラジカル濃度の二乗に比例する。さらに、ブロック、星形または分岐ポリマーの合成で、開始剤由来ラジカルから形成された鎖は、最終生成物中で線状ホモポリマー不純物を構成するであろう。これらの反応条件はそれ故、開始剤濃度および、必要に応じて、開始剤フィード速度の注意深い選択を必要とする。
【００７４】
重合媒体の他の成分（例えば、溶媒、界面活性剤、添加剤、および開始剤）を、それらが成長ラジカルへの低い移動定数を有するように選ぶこともまた望ましい。これらの化学種への連鎖移動は、活性基を含有しない鎖の形成につながるであろう。
【００７５】
狭い多分散性ポリマーの重合のための条件を選ぶ際の一般的指針として、開始剤の濃度および他の反応条件［もしあれば溶媒、反応温度、反応圧力、もしあれば界面活性剤、他の添加剤］は、ＣＴＡなしで形成されたポリマーの分子量がその存在下に形成されたものの少なくとも２倍であるように選ばれるべきである。ラジカル−ラジカル停止がもっぱら不均化による重合では、これは、重合中に形成される開始ラジカルの全モルがＣＴＡの全モルのそれの１０−６倍〜１．０倍の範囲にあるように開始剤濃度を選ぶことと同じである。
【００７６】
このように、ＣＴＡのモルの総数対重合媒体に添加されたフリーラジカル開始剤のモルの総数の比を変えることによって、生じるポリマーの多分散性は制御される。このように、前述の比を下げることによって、より低い多分散性のポリマーが得られ、該比を上げることによって、より高い多分散性のポリマーが得られる。
【００７７】
これらの条件をつけて、本発明による重合法は、通常のフリーラジカル重合に特有の条件下で行われる。本発明のＣＴＡを用いる重合は、反応の間ずっと３０℃〜１２０℃の範囲の、好ましくは６０℃〜１００℃の範囲の温度で適切に実施される。
【００７８】
本発明の方法は、バッチ、セミバッチ、連続、またはフィードモードのどれかで乳化、溶液または懸濁で実施することができる。通常とは異なった手順を、狭い多分散性ポリマーを製造するために用いることができる。最低の多分散性ポリマーのためには、ＣＴＡは重合が開始される前に添加される。例えば、溶液でバッチ・モードで実施される時、反応器に、ＣＴＡおよびモノマーまたは媒体プラスモノマーが典型的には装入される。この混合物に次に所望量の開始剤が加えられ、混合物は、所望の転化率および分子量によって決定される時間加熱される。
【００７９】
乳化または懸濁重合のケースでは、重合媒体はしばしば主に水であろう。通常の安定剤、分散剤および他の添加剤もまた存在することができる。
【００８０】
溶液重合については、重合媒体は、使用中のモノマーと合うように広範囲の媒体から選ぶことができる。好適な重合媒体には、石油ナフサまたはキシレンのような芳香族炭化水素；１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタンのようなフルオロカーボン；メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンおよびアセトンのようなケトン；酢酸エチル、酢酸ブチルおよび酢酸ヘキシルのようなエステル；ならびにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステルが含まれる。
【００８１】
既に述べられたように、フィード重合条件の使用は、より低い移動定数のＣＴＡの使用を可能にし、バッチ重合法を用いて容易には達成されないポリマーの合成を可能にする。重合がフィードシステムとして実施される場合、反応は次の通り実施することができる。反応器に、選ばれた重合媒体、ＣＴＡおよび場合によりモノマー混合物の一部が装入される。別の容器中へ残りのモノマー混合物が入れられる。フリーラジカル開始剤は、別の別個の容器で重合媒体に溶解されるかまたは懸濁される。モノマー混合物＋媒体および開始剤＋媒体が、例えばシリンジ・ポンプまたは他のポンプ送液装置によって導入される間ずっと、反応器中の媒体は加熱され、撹拌される。フィードの速度および継続期間は、溶液の量、所望のモノマー／ＣＴＡ／開始剤比および重合の速度によって主として決定される。フィードが完了した時、加熱は追加期間継続されてもよい。異なるモノマーの逐次添加はブロックコポリマーまたはグラジエントコポリマーを与えるであろう。
【００８２】
好ましいＣＴＡは、Ｓ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび４−シアノ−４−（ドデシルスルファニルチオカルボニル）スルファニルペンタン酸のようなジチオエステルおよびトリチオカーボネートである。重合圧力は０〜約１０，０００ｐｓｉｇ、好ましくは約１５０〜約１，０００ｐｓｉｇに及ぶことができる。好ましくは、モノマー混合物は、生じたポリマーがアクリレートモノマーに由来する少なくとも４０％繰り返し単位を含有するように選ばれる。より好ましくは、モノマー混合物は、生じたポリマーがアクリレートモノマーに由来する少なくとも６０％繰り返し単位を含有するように選ばれる。
【００８３】
本発明の方法の利点は、異なるモノマーを反応混合物に逐次的に加えることによって低多分散性および所望の分子量のブロックポリマーを製造できることである。
【００８４】
重合の完了後に、ポリマーは、媒体および未反応モノマーをストリップすることによってまたは非溶媒での沈澱によって単離することができる。あるいはまた、ポリマー溶液／乳濁液は、その用途に適切な場合、そのようなものとして使用することができる。
【００８５】
本発明の方法は、低多分散性を有するポリマーを製造するために様々な反応条件下で用いることができる。モノマー添加の速度を変えることによってまたはモノマーが重合媒体に加えられる順番を変えることによって、本発明の方法は、ブロックおよび多ブロックならびにグラジエントポリマーを製造するために用いることができる。所望の官能性を選択することによって、特有の最終機能性の末端官能性ポリマーを容易に製造することができる。
【００８６】
（ＰＡＣ触媒作用による除去のための保護基）
本発明のレジスト組成物のコポリマーは、保護された酸性フッ素化アルコール基（例えば、−Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲａ、ここで、ＲａはＨではない）または光活性化合物（ＰＡＣ）から光化学的に発生する酸または塩基との反応によって親水性基をもたらすことができる他の酸基を有する１つまたは複数の成分を含有することができる。所与の保護されたフッ素化アルコール基は、フッ素化アルコール基がこの保護された形にある間ずっとその酸性を示すのを防ぐ保護基を含有する。所与の保護された酸基（Ｒａ）は通常、酸が像様露光で生み出された時に、それが保護された酸性フッ素化アルコール基の脱保護と水性条件下での現像に必要である親水性酸基の生成とを触媒するであろうように、その酸に不安定であることに基づいて選ばれる。
【００８７】
アルファ−アルコキシアルキルエーテル基（すなわち、Ｒａ＝ＯＣＨ２Ｒｂ、式中、Ｒｂ＝Ｃ１〜Ｃ１１アルキルである）が、フォトレジスト組成物で高度の透明性を維持するためにフルオロアルコール基にとって好ましい保護基である。保護基として有効であるアルファ−アルコキシアルキルエーテル基の例示的な、しかし非限定的な例はメトキシメチルエーテル（ＭＯＭ）である。この独特の保護基で保護されたフルオロアルコールは、クロロメチルメチルエーテルとフルオロアルコールとの反応によって得ることができる。特に好ましい保護されたフルオロアルコール基は構造
−Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）Ｏ−ＣＨ２ＯＣＨ２Ｒ１５
［式中、ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一または異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）であり、Ｒ１５はＨ、１〜１０個の炭素原子の線状アルキル基、または３〜１０個の炭素原子の分岐アルキル基である］
を有する。
【００８８】
フッ素化アルコールと第三級脂肪族アルコールとから形成されたカーボネートもまた保護された酸性フッ素化アルコール基として使用することができる。
【００８９】
本発明のコポリマーはまた、酸への曝露で酸性基をもたらす他のタイプの保護された酸性基を含有することもできる。かかるタイプの保護された酸性基の例には、Ａ）第三級カチオンを形成する、またはそれに転位することができるエステル、Ｂ）ラクトンのエステル、Ｃ）アセタールエステル、Ｄ）β−環式ケトンエステル、Ｅ）α−環式エーテルエステル、およびＦ）ＭＥＥＭＡ（メトキシエトキシエチルメタクリレート）のような、隣接基関与のために容易に加水分解できるエステルが挙げられるが、それらに限定されない。
【００９０】
カテゴリーＡ）の幾つかの具体的な例は、ｔ−ブチルエステル、２−メチル−２−アダンマンチルエステル、およびイソボルニルエステルである。
【００９１】
本発明では、しばしば、しかし必ずしもそうとは限らず、保護された基を有する成分は、組成物（上に議論されたような）のベースコポリマー樹脂中に組み入れられた保護された酸基を有する繰り返し単位である。頻繁に、保護された酸基は、本発明の所与のコポリマーベース樹脂を形成するために重合させられる１つまたは複数のコモノマー中に存在する。あるいはまた、本発明では、コポリマーベース樹脂は、酸含有成分との共重合によって形成することができ、次にその後、生じた酸含有コポリマー中の酸官能性は、保護された酸基を有する誘導体に適切な手段によって部分的にまたは完全に変換することができる。
【００９２】
（光活性成分（ＰＡＣ））
本発明のコポリマーは、コポリマーを少なくとも１つの光活性成分、化学線への曝露で酸か塩基かのどちらかを与える化合物と組み合わせることによってフォトレジストを製造するために使用することができる。酸が化学線への曝露で生み出される場合、ＰＡＣは光酸発生剤（ＰＡＧ）と命名される。塩基が化学線への曝露で生み出される場合、ＰＡＣは光塩基発生剤（ＰＢＧ）と命名される。幾つかの好適な光酸発生剤は（特許文献９）に開示されている。
【００９３】
本発明に好適な光酸発生剤には、１）スルホニウム塩（構造ＩＩＩ）、２）ヨードニウム塩（構造ＩＶ）、および３）構造Ｖのようなヒドロキサム酸エステルが含まれるが、それらに限定されない。
【００９４】
【化１１】
【００９５】
構造ＩＩＩ〜Ｖで、Ｒ３１〜Ｒ３５は独立して置換もしくは非置換アリールまたは置換もしくは非置換Ｃ７〜Ｃ２０アルキルアリール（アラルキル）である。代表的なアリール基には、フェニルおよびナフチルが含まれるが、それらに限定されない。好適な置換基には、ヒドロキシル（−ＯＨ）およびＣ１〜Ｃ２０アルキルオキシ（例えば、−ＯＣ１０Ｈ２１）が含まれるが、それらに限定されない。アニオン、Ｘ−は、構造ＩＩＩ〜Ｖにおいて、ＳｂＦ６−（ヘキサフルオロアンチモネート）、ＣＦ３ＳＯ３−（トリフルオロメチルスルホネート＝トリフレート）、およびＣ４Ｆ９ＳＯ３−（パーフルオロブチルスルホネート）であり得るが、それらに限定されない。
【００９６】
（溶解抑制剤および添加剤）
様々な溶解抑制剤を、本発明のコポリマーから誘導されるフォトレジストに添加することができる。理想的には、遠および極ＵＶレジスト（例えば、１９３ｎｍレジスト）用の溶解抑制剤（ＤＩ）は、溶解抑制、耐プラズマエッチ性、および所与のＤＩ添加剤を含むレジスト組成物の付着挙動をはじめとする複合的な材料ニーズを満足するようにデザインされる／選ばれるべきである。ある溶解抑制化合物はまた、レジスト組成物で可塑剤としても機能する。幾つかの好適な溶解抑制剤は（特許文献９）に開示されている。
【００９７】
（ポジティブ−ワーキングおよびネガティブ−ワーキング・フォトレジスト）
本発明のフォトレジストは、フルオロポリマー中の成分の選択、任意の溶解抑制剤および架橋剤の存在または欠如、ならびに現像液（現像に使用される溶媒）の選択に依存して、ポジティブ−ワーキング・フォトレジストかネガティブ−ワーキング・フォトレジストかのどちらかであり得る。ポジティブ−ワーキング・フォトレジストでは、レジストポリマーは、画像形成または照射区域で現像に使用される溶媒により可溶性および／または分散性になるが、ネガティブ−ワーキング・フォトレジストでは、レジストポリマーは、画像形成または照射区域でより可溶性および／または分散性でなくなる。本発明の好ましい一実施形態では、照射は、上に議論された光活性成分による酸または塩基の発生を引き起こす。酸または塩基は、構造
−Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲａ
［式中、ＲｆおよびＲｆ’は１〜約１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）であり、そしてＲａは水素または保護官能基である］
を有するフルオロアルコール官能基または保護されたフルオロアルコール官能基を含有する少なくとも１つのエチレン系不飽和化合物に由来する繰り返し単位を含むポリマー中に存在するフルオロアルコールおよび場合により他の酸性基からの保護基の除去を触媒するかもしれない。水酸化テトラメチルアンモニウムのような水性塩基での現像は、ポジティブ画像の形成をもたらすが、有機溶媒または臨界流体（中程度〜低い極性を有する）での現像はネガティブ−ワーキング・システムをもたらし、該システムでは露光区域が残り、非露光区域が除去される。ポジティブ−ワーキング・フォトレジストが好ましい。様々な異なる架橋剤を、本発明のネガティブ−ワーキング・モードで必要に応じてまたは任意の光活性成分として用いることができる。（架橋剤は、架橋の結果として現像液への不溶化を伴う実施形態では必要とされるが、中程度／低い極性を有する有機溶媒および臨界流体に不溶である露光区域に極性基が形成される結果として現像液への不溶化を伴う好ましい実施形態では任意である）。好適な架橋剤には、４，４’−ジアジドジフェニルスルフィドおよび３，３’−ジアジドジフェニルスルホンのような様々なビス−アジドが含まれるが、それらに限定されない。好ましくは、架橋剤を含有するネガティブ−ワーキング・レジスト組成物はまた好適な官能性（例えば、不飽和Ｃ＝Ｃ結合）も含有し、該官能性は、ＵＶへの露光で発生する反応性化学種（例えば、ナイトレン）と反応して現像液に溶けない、分散しない、または実質的に膨潤しない架橋したポリマーを生み出し、その結果としてネガティブ−ワーキング特性を組成物に与える。
【００９８】
（他の成分）
本発明のフォトレジストは追加の任意の成分を含有することができる。任意の成分の例には、解像度増強剤、接着促進剤、残渣低減剤、コーティング助剤、可塑剤、およびＴｇ（ガラス転移温度）調節剤が挙げられるが、それらに限定されない。
【００９９】
（プロセス工程）
（像様露光）
本発明のフォトレジスト組成物は、電磁スペクトルの紫外領域でそして特に３６５ｎｍ以下のそれら波長に敏感である。本発明のレジスト組成物の像様露光は、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、およびより低い波長を含むが、それらに限定されない多くの異なるＵＶ波長で行うことができる。像様露光は好ましくは、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、またはより低い波長の紫外光で行われ、最も好ましくはそれは１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、またはより低い波長の紫外光で行われる。像様露光は、レーザーもしくは同等デバイスでデジタル処理でかフォトマスクの使用で非デジタル処理でかのどちらかで行うことができる。レーザー光もまたフォトマスクで使用することができる。レーザー光でのデジタル画像形成が好ましい。本発明の組成物のデジタル画像形成に好適なレーザーデバイスには、１９３ｎｍでのＵＶ出力のアルゴン−フッ素エキシマーレーザー、２４８ｎｍでのＵＶ出力のクリプトン−フッ素エキシマーレーザー、および１５７ｎｍでの出力のフッ素（Ｆ２）レーザーが含まれるが、それらに限定されない。像様露光のためにより低い波長のＵＶ光の使用はより高い解像度（より低い解像度限界）に相当するので、より低い波長（例えば、１９３ｎｍまたは１５７ｎｍ以下）の使用はより高い波長（例えば、２４８ｎｍ以上）の使用よりも一般に好ましい。
【０１００】
（現像）
本発明のレジスト組成物中のコポリマーは、ＵＶ光への像様露光後の現像のために十分な官能性を含有しなければならない。好ましくは、該官能性は、水性現像が水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液、または水酸化アンモニウム溶液のような塩基性現像液を用いて可能であるように酸または保護された酸である。本発明のレジスト組成物中の幾つかの好ましいコポリマーは、酸含有コポリマーまたは構造単位
−Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＨ
［式中、ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）である］
の少なくとも１つのフルオロアルコール含有モノマーよりなるコポリマーである。酸性フルオロアルコール基のレベルは、水性アルカリ現像液での良好な現像に必要とされる量を最適化することによって所与の組成物について決定される。
【０１０１】
水性処理可能なフォトレジストが基材に被覆されまたは別のやり方で塗布され、ＵＶ光に像様露光される時、フォトレジスト組成物の現像は、バインダー材料が露光で少なくとも部分的に脱保護されてフォトレジスト（または他の光画像形成可能なコーティング組成物）を水性アルカリ現像液で処理可能にするのに十分な酸基（例えば、フルオロアルコール基）および／または保護された酸基を含有することを必要とするかもしれない。ポジティブ−ワーキング・フォトレジストのケースでは、フォトレジスト層はＵＶ放射線に露光された部分で現像中に除去されるが、非露光部分では実質的に影響を受けないであろう。ポジティブ−ワーキング・レジストの現像は典型的には、０．２６２Ｎ水酸化テトラメチルアンモニウムを含有する水溶液のような、水性アルカリシステムによる２５℃で２分間以下の処理よりなる。ネガティブ−ワーキング・フォトレジストのケースでは、フォトレジスト層はＵＶ放射線に露光されていない部分で現像中に除去されるが、露光部分では実質的に影響を受けないであろう。ネガティブ−ワーキング・レジストの現像は典型的には、臨界流体または有機溶媒での処理よりなる。
【０１０２】
臨界流体は、本明細書で用いるところでは、その臨界温度近くまたはそれより高い温度に加熱され、かつ、その臨界圧力近くまたはそれより高い圧力に圧縮された物質である。本発明での臨界流体は、流体の臨界温度より１５℃以上低い温度にあり、流体の臨界圧力より５気圧以上低い圧力にある。二酸化炭素を本発明で臨界流体に使用することができる。様々な有機溶媒もまた本発明で現像液として使用することができる。これらには、ハロゲン化溶媒および非ハロゲン化溶媒が含まれるが、それらに限定されない。ハロゲン化溶媒が好ましく、フッ素化溶媒がより好ましい。臨界流体は、１つまたは複数の化学化合物を含むことができる。
【０１０３】
（基材）
本発明で用いられる基材は例示的に、シリコン、酸化ケイ素、シリコンオキシナイトライド、窒化ケイ素、または半導体製造で使用される様々な他の材料であることができる。
【実施例】
【０１０４】
特に記載のない限り、すべての組成はモル％として与えられる。
【０１０５】
【表１】
【０１０６】
（実施例１）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃテトラポリマーの合成）
おおよそ２７０ｍＬ容量の金属圧力容器に、５２．２ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、１２．３８ｇのＰｉｎＡｃ、１０．６６ｇのＨＡｄＡ、３．１８ｇのＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび１５ｍＬの酢酸エチルを装入した。容器を密閉し、約−１５℃に冷却し、窒素で４００ｐｓｉに加圧し、数回ガス抜きした。ほぼ大気圧の反応器内容物を７５℃まで加熱した。ＴＦＥを１８０ｐｓｉの全圧まで加え、圧力調整器を、必要に応じてＴＦＥを加えることによって重合の間中１８０ｐｓｉに圧力を維持するようにセットした。１００ｍｌのモノマーフィード溶液を、２４．１７ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、３４．４ｇのＰｉｎＡｃおよび２９．６ｇのＨＡｄＡを酢酸エチル中で組み合わせることによって調製した。そのように調製した溶液を０．１０ｍＬ／分の速度で１２時間反応器中へポンプ送液した。同時に、酢酸エチルで１００ｍＬに希釈した２．８９ｇヴァゾ（登録商標）６７の溶液を２．０ｍＬ／分の速度で６分間、そして次に０．１ｍＬ／分の速度で８時間反応器中へポンプ送液した。１６時間の反応後に、容器を室温まで冷却し、１気圧にガス抜きした。回収したポリマー溶液を撹拌しながら過剰のヘプタンにゆっくり加えてポリマーを沈澱させた。それによって形成した沈澱を濾過し、ヘプタンで洗浄し、風乾した。得られた固体を約１３５ｍＬのＴＨＦと２０３ｍＬのソルカン３６５ｍｆｃとの混合物に溶解し、過剰のヘプタンにゆっくり加えた。そのように形成した沈澱を濾過し、ヘプタンで洗浄し、真空オーブン中で一晩乾燥して７２．２１ｇの白色ポリマーを与えた。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝７６００、Ｍｗ＝１３４００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．７６を示した。元素分析 実測値：Ｃ，６０．１４；Ｈ，７．７６；Ｆ，９．８３。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は２％ＴＦＥ、２０％ＮＢ−Ｆ−ＯＨならびに７８％のＰｉｎＡｃおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１０７】
（比較例Ａ）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃテトラポリマーの合成）
何のＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートも反応器に添加しなかったことを除いて実施例１の手順に従った。８２．３ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝１３６００、Ｍｗ＝５６０００およびＭｗ／Ｍｎ＝４．１２を示した。元素分析 実測値：Ｃ，５８．６９；Ｈ，７．３２；Ｆ，１３．２８。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は４％ＴＦＥ、２４％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、４８％ＰｉｎＡｃおよび２４％ＨＡｄＡであることが分かった。
【０１０８】
（実施例２）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃテトラポリマーの合成）
３．１８ｇのＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートを３．８７ｇの４−シアノ−４−（ドデシルスルファニルチオカルボニル）スルファニルペンタン酸で置き換えたことを除いて実施例１の手順に従った。８２．１ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝６７００、Ｍｗ＝１３４００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．００を示した。元素分析 実測値：Ｃ，５８．９５；Ｈ，７．７８；Ｆ，１０．８２。
【０１０９】
（実施例３）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃテトラポリマーの合成）
Ｓ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートの量を４．７７ｇに増やし、かつ、ヴァゾ（登録商標）６７の量を４．４０ｇに増やしたことを除いて実施例１の手順に従った。８０．５ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝６２００、Ｍｗ＝１１１００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．８０を示した。元素分析 実測値：Ｃ，５９．８３；Ｈ，７，７１；Ｆ，１０．３３。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は３％ＴＦＥ、２１％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、４５％ＰｉｎＡｃおよび２７％ＨＡｄＡであることが分かった。
【０１１０】
（比較例Ｂ）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃテトラポリマーの合成）
１４．４ｇのＴＨＦをＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートの代わりに連鎖移動剤として使用したことを除いて実施例３の手順に従った。８４．２ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝７３００、Ｍｗ＝２６７００およびＭｗ／Ｍｎ＝３．６８を示した。元素分析 実測値：Ｃ，５８．４３；Ｈ，７．３５；Ｆ，１３．２６。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は５％ＴＦＥ、２５％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ならびに７１％のＰｉｎＡｃおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１１１】
（比較例Ｃ）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃテトラポリマーの合成）
２．０２ｇのドデカンチオールをＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートの代わりに連鎖移動剤として使用したことを除いて実施例３の手順に従った。８５．３ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝７３００、Ｍｗ＝４３２００、Ｍｗ／Ｍｎ＝５．９３を示した。元素分析 実測値：Ｃ，５７．６９；Ｈ，７．１８；Ｆ，１４．６８。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は４％ＴＦＥ、２５％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、４４％ＰｉｎＡｃおよび２７％ＨＡｄＡであることが分かった。
【０１１２】
実施例３ならびに比較例ＢおよびＣは、より伝統的なエーテルまたはチオール連鎖移動剤と比べてトリチオカーボネート連鎖移動剤で達成されたより良好な分子量制御（より低いＭｗ／Ｍｎ）を例示する。
【０１１３】
（実施例４）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡ、ＨＡｄＡペンタポリマーの合成）
おおよそ２７０ｍＬ容量の金属圧力容器に、５２．２ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、６．１９ｇのＰｉｎＡｃ、２．６４ｇのＭＡｄＡ、１５．９８ｇのＨＡｄＡ、４．７７ｇのＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび１５ｍＬの酢酸エチルを装入した。容器を密閉し、約−１５℃に冷却し、窒素で４００ｐｓｉに加圧し、数回ガス抜きした。ほぼ大気圧の反応器内容物を７５℃まで加熱した。ＴＦＥを１８０ｐｓｉの全圧まで加え、圧力調整器を、必要に応じてＴＦＥを加えることによって重合の間中１８０ｐｓｉに圧力を維持するようにセットした。１００ｍｌのモノマーフィード溶液を、２４．１７ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、１７．２ｇのＰｉｎＡｃ、７．３３ｇのＭＡｄＡおよび４４．４ｇのＨＡｄＡを酢酸エチル中で組み合わせることによって調製した。そのように調製した溶液を０．１０ｍＬ／分の速度で１２時間反応器中へポンプ送液した。同時に、酢酸エチルで１００ｍＬに希釈した２．３１ｇヴァゾ（登録商標）６７の溶液を２．０ｍＬ／分の速度で６分間、そして次に０．１ｍＬ／分の速度で８時間反応器中へポンプ送液した。１６時間の反応後に、容器を室温まで冷却し、１気圧にガス抜きした。回収したポリマー溶液を、７６．０ｇの白色ポリマーを得るために実施例１に記載したように処理した。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝５４００、Ｍｗ＝９３００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．７４を示した。元素分析 実測値：Ｃ，６２．９４；Ｈ，７．８３；Ｆ，８．０７。得られたポリマーの塩化メチレン溶液でのＵＶスペクトルは、ポリマー鎖にチオカーボネート末端基の存在を裏付ける、３１１ｎｍにε＝６８００の吸収バンドを示した。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は２％ＴＦＥ、１８％ＮＢ−Ｆ−ＯＨならびに８０％のＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１１４】
（実施例５）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡ、ＨＡｄＡペンタポリマーの合成）
ヴァゾ（登録商標）６７開始剤の量を１．４５ｇに減らしたことを除いて実施例４の手順に従った。７８．８ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝４４００、Ｍｗ＝７８００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．７５を示した。得られたポリマーのＴＨＦ溶液でのＵＶスペクトルは、ポリマー鎖にチオカーボネート末端基の存在を裏付ける、３１１ｎｍにε＝７０８０の吸収バンドを示した。元素分析 実測値：Ｃ，６２．５４；Ｈ，７．７４；Ｆ，８．８１。
【０１１５】
（実施例６）
（ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡ、ＨＡｄＡテトラポリマーの合成）
おおよそ２７０ｍＬ容量の金属圧力容器に、５２．２ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、６．１９ｇのＰｉｎＡｃ、２．６４ｇのＭＡｄＡ、１５．９８ｇのＨＡｄＡ、３．１８ｇのＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび１５ｍＬの酢酸エチルを装入した。容器を密閉し、約−１５℃に冷却し、窒素で４００ｐｓｉに加圧し、数回ガス抜きした。ほぼ大気圧の反応器内容物を７５℃まで加熱した。１００ｍｌのモノマーフィード溶液を、２４．１７ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、１７．２ｇのＰｉｎＡｃ、７．３３ｇのＭＡｄＡおよび４４．４ｇのＨＡｄＡを酢酸エチル中で組み合わせることによって調製した。そのように調製した溶液を０．１０ｍＬ／分の速度で１２時間反応器中へポンプ送液した。同時に、酢酸エチルで１００ｍＬに希釈した２．８９ｇヴァゾ（登録商標）６７の溶液を２．０ｍＬ／分の速度で６分間、そして次に０．１ｍＬ／分の速度で８時間反応器中へポンプ送液した。１６時間の反応後に、容器を室温まで冷却し、１気圧にガス抜きした。回収したポリマー溶液を、７４．１ｇの白色ポリマーを得るために実施例１に記載したように処理した。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝６３００、Ｍｗ＝１１５００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．８２を示した。元素分析 実測値：Ｃ，６２．６８；Ｈ，７．８４；Ｆ、８．５１。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は２１％ＮＢ−Ｆ−ＯＨならびに７９％のＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１１６】
（比較例Ｄ）
（ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡ、ＨＡｄＡテトラポリマーの合成）
何のＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートも反応器に添加しなかったことを除いて実施例６の手順に従った。８１．１ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝１４，９００、Ｍｗ＝９６，２００、およびＭｗ／Ｍｎ＝６．４６を示した。元素分析 実測値：Ｃ，６１．１１；Ｈ，７．４５；Ｆ，１３．１２。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は２８％ＮＢ−Ｆ−ＯＨならびに７２％のＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡ、およびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１１７】
（実施例７）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡペンタポリマーの合成）
おおよそ２７０ｍＬ容量の金属圧力容器に、５２．２ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、６．１９ｇのＰｉｎＡｃ、２．６４ｇのＭＡｄＡ、１５．９８ｇのＨＡｄＡ、３．１８ｇのＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび１５ｍＬの酢酸エチルを装入した。容器を密閉し、約−１５℃に冷却し、窒素で４００ｐｓｉに加圧し、数回ガス抜きした。ほぼ大気圧の反応器内容物を７５℃まで加熱した。ＴＦＥを１８０ｐｓｉの全圧まで加え、圧力調整器を、必要に応じてＴＦＥを加えることによって重合の間中１８０ｐｓｉに圧力を維持するようにセットした。１００ｍｌのモノマーフィード溶液を、２４．１７ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、１７．２ｇのＰｉｎＡｃ、７．３３ｇのＭＡｄＡおよび４４．４ｇのＨＡｄＡを酢酸エチル中で組み合わせることによって調製した。そのように調製した溶液を０．１０ｍＬ／分の速度で１２時間反応器中へポンプ送液した。同時に、酢酸エチルで１００ｍＬに希釈した２．８９ｇヴァゾ（登録商標）６７の溶液を２．０ｍＬ／分の速度で６分間、そして次に０．１ｍＬ／分の速度で８時間反応器中へポンプ送液した。１６時間の反応後に、容器を室温まで冷却し、１気圧にガス抜きした。回収したポリマー溶液を、７８．６ｇの白色ポリマーを得るために実施例１に記載したように処理した。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝６８００、Ｍｗ＝１３４００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．９７を示した。元素分析 実測値：Ｃ，６２．６６；Ｈ，７．７５；Ｆ，９．２９。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は３％ＴＦＥ、２０％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ならびに７７％のＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１１８】
（実施例８）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡペンタポリマーの合成）
おおよそ２７０ｍＬ容量の金属圧力容器に、７１．３４ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、３．１０ｇのＰｉｎＡｃ、１．９８ｇのＭＡｄＡ、５．９９ｇのＨＡｄＡ、３．１８ｇのＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび１５ｍＬの酢酸エチルを装入した。容器を密閉し、約−１５℃に冷却し、窒素で４００ｐｓｉに加圧し、数回ガス抜きした。ほぼ大気圧の反応器内容物を７５℃まで加熱した。ＴＦＥを２４０ｐｓｉの全圧まで加え、圧力調整器を、必要に応じてＴＦＥを加えることによって重合の間中２４０ｐｓｉに圧力を維持するようにセットした。１００ｍｌのモノマーフィード溶液を、４１．０８ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、１５．７７ｇのＰｉｎＡｃ、１０．０８ｇのＭＡｄＡおよび３０．５３ｇのＨＡｄＡを酢酸エチル中で組み合わせることによって調製した。そのように調製した溶液を０．１０ｍＬ／分の速度で１２時間反応器中へポンプ送液した。同時に、酢酸エチルで１００ｍＬに希釈した２．８９ｇヴァゾ（登録商標）６７の溶液を２．０ｍＬ／分の速度で６分間、そして次に０．１ｍＬ／分の速度で８時間反応器中へポンプ送液した。１６時間の反応後に、容器を室温まで冷却し、１気圧にガス抜きした。回収したポリマー溶液を、５２．２ｇの白色ポリマーを得るために実施例１に記載したように処理した。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝５１００、Ｍｗ＝１０１００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．９８を示した。元素分析 実測値：Ｃ，６１．０２；Ｈ，７．４７；Ｆ，１２．０７。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は３％ＴＦＥ、２３％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ならびに７３％のＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１１９】
（比較例Ｅ）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡペンタポリマーの合成）
何のＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートも反応器に添加しなかったことを除いて実施例８の手順に従った。６９．９ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝７４００、Ｍｗ＝１８３００およびＭｗ／Ｍｎ＝２．４８を示した。元素分析 実測値：Ｃ，５７．７３；Ｈ，６．８４；Ｆ，１７．６８。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は６％ＴＦＥ、３２％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ならびに６３％のＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１２０】
（実施例９）
次の溶液を調製し、一晩磁気撹拌した。
【０１２１】
【表２】
【０１２２】
ウェハーを、ＹＥＳ−３蒸気プライムオーブンを用いてＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）プライマー層を塗布することによって製造した。アーチ・ケミカル社（Ａｒｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）製の１００％ＨＭＤＳ接着促進剤を使用した。オーブンを、１５０〜３００℃で１６０秒間プライムを与えるようにプログラムした。
【０１２３】
サンプルを、ブルーアー・サイエンス社（Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｉｎｃ．）モデル−１００ＣＢ連結スピンコーター／ホットプレートを用いて４インチ直径タイプ「Ｐ」、＜１００＞配向、シリコンウェハー上にスピンコートした。コーティングを作るために、２ｍｌの上記溶液を、０．４５μｍのＰＴＦＥシリンジフィルターを通して濾過した後に溶着し、２５００ｒｐｍで６０秒間回転させ、次に１５０℃で６０秒間ベーキングした。
【０１２４】
２４８ｎｍでの画像形成を、２４８ｎｍでエネルギーの約３０％を通す２４８ｎｍ干渉フィルターを通してオリエル（ＯＲＩＥＬ）モデル−８２４２１ソーラー・シミュレーター（１０００ワット）からのブロードバンドＵＶ光を通過させることによって得られた光に被覆されたウェハーを露光することによって成し遂げた。露光時間は３０秒であり、４５ｍＪ／ｃｍ２の非減衰線量を提供した。マスクを様々なニュートラル光学密度の１８の位置で使用することによって、多種多様な露光線量を発生させた。露光後に露光されたウェハーを１５０℃で６０秒間ベーキングした。
【０１２５】
現像を、リソテックジャパン株式会社レジスト現像分析器（Ｒｅｓｉｓｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｎａｌｙｚｅｒ）（モデル７９０）で行った。ウェハーを水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液（シップレイ（Ｓｈｉｐｌｅｙ）ＬＤＤ−０２６ｗ、２．３８％ＴＭＡＨ溶液）中で６０秒間現像した。
【０１２６】
本試験はおおよそ１５．７ｍＪ／ｃｍ２のクリアリング線量でポジティブ画像を生み出した。
【０１２７】
（実施例１０）
このケースでは実施例７のＴＦＥ／ＮＢ−Ｆ−ＯＨ／ＰｉｎＡｃ／ＭＡｄＡ／ＨＡｄＡポリマーを実施例１のＴＦＥ／ＮＢ−Ｆ−ＯＨ／ＨＡｄＡ／ＰｉｎＡｃの代わりに用いたことを除いて、実施例９について記載したように溶液を調製し、一晩磁気撹拌した。
【０１２８】
ウェハーを実施例９でのように製造し、処理した。本試験は１３．５ｍＪ／ｃｍ２のクリアリング線量でポジティブ画像を生み出した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光画像形成およびフォトレジスト組成物に有用な低多分散性コポリマーに、ならびにこれらの組成物を使用する光画像形成方法に関する。本発明の低多分散性コポリマーは、ＲＡＦＴ（可逆付加開裂連鎖移動）重合のような制御ラジカル重合（ＣＲＰ）技術を用いて製造される。
【背景技術】
【０００２】
ポリマー製品は、画像形成および感光システムの成分として、特に光画像形成システムで使用される。かかるシステムで、紫外（ＵＶ）光または他の電磁放射線は、光活性成分を含有する材料に作用して当該材料に物理的または化学的変化を誘発する。有用なまたは潜在的な画像がそれによって生み出され、それは半導体デバイス製造に有用な画像へ処理することができる。
【０００３】
半導体デバイスでサブミクロンレベルでの画像形成機能のために、遠または極紫外（ＵＶ）の電磁放射線が必要とされる。２４８ｎｍ露光での光リソグラフィーが現在商業的に利用されており、１９３ｎｍ露光が現在０．１３μｍ以下用のデザイン・ルールを用いるマイクロエレクトロニクス製造向けに導入されつつある。１５７ｎｍ露光を用いる光リソグラフィーが０．０７μｍ以下のデザイン・ルールに必要とされるかもしれない。
【０００４】
フルオロアルコール官能基付きコポリマーを含むフォトレジストは（特許文献１）に開示された。
【０００５】
フッ素化アルコールモノマーと他のコモノマーとのコポリマーが報告された（米国特許公報（特許文献２）および（特許文献３））。これらの特許は、膜もしくは他の非感光フィルムまたは繊維に関し、感光層（例えば、レジスト）でのフッ素化アルコールコモノマーの使用を教示していない。
【０００６】
特に所望の構造および分子量を有するポリマーを製造するために予想通りに制御することができる重合法を開発することへの関心の高まりもある。かかる結果を達成するための手段の１つは「リビング重合」の方法による。かかる方法は、通常の重合法で製造されたポリマーと比べて予想通りにうまく規定された構造と狭い分散度の分子量とを有するポリマーの合成中により高度の制御を提供する。
【０００７】
ＲＡＦＴ（可逆付加開裂連鎖移動）重合法は、アクリル、スチレン系および選択された他のビニルモノマーからの低多分散性ポリマーの製造について開示されてきた（（特許文献４）、（特許文献５）および（特許文献６））。これらのＲＡＦＴ由来ポリマーのための用途の分野には、画像形成およびエレクトロニクス（例えば、フォトレジスト）が含まれる。
【０００８】
（非特許文献１）はＲＡＦＴ法を用いるアクリレートターポリマーの製造を開示した。彼らはまた、１５７ｎｍフォトレジストで用いられるべきフッ素化ノルボルネンとノルボルネンとの共重合、およびノルボルネンとアクリレートとの共重合のための制御ラジカル重合（ＣＲＰ）法もまた開示している。ポリマーの収率は低く、かつ、分子量はすべてのほんの１つの実施例で非常に低い（Ｍｎ＜３７００）。
【０００９】
【特許文献１】国際公開第００／６７０７２号パンフレット
【特許文献２】米国特許第３，４４４，１４８号明細書
【特許文献３】特開昭６２−１８６９０７Ａ２号公報
【特許文献４】国際公開第９８／０１４７８号パンフレット
【特許文献５】国際公開第９９／３１１４４号パンフレット
【特許文献６】ＥＰ０ ９１０，５８７号明細書
【特許文献７】米国特許第６，５１２，０８１号明細書
【特許文献８】ＥＰ０ ８２５，２４７号明細書
【特許文献９】国際公開第００／６６５７５号パンフレット
【非特許文献１】ティ．−ワイ．リー（Ｔ．−Ｙ Ｌｅｅ）ら著、「レジスト技術および加工の進歩（Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｒｅｓｉｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）ＸＸ」、テオドーレ エッチ．フェディニシン（Ｔｈｅｏｄｏｒｅ Ｈ．Ｆｅｄｙｎｙｓｈｙｎ）編、ＳＰＩＥの紀要、５０３９巻（２００３）、５４８−５５７ページ
【非特許文献２】モードおよびソロモン（Ｍｏａｄ ａｎｄ Ｓｏｌｏｍｏｎ）著、「フリーラジカル重合の化学（Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｆｒｅｅ Ｒａｄｉｃａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）」、ロンドン、ペルガモン（Ｐｅｒｇａｍｏｎ）、１９９５年、５３−９５ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
どんどん小さくなる形状の電子部品の製造を可能にするために１５７〜２４８ｎｍでの高い透明度と良好な解像度とを持ったフォトレジストに対するニーズが依然としてある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、
ａ．アクリルモノマーに由来する繰り返し単位と、
ｂ．不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位と、
ｃ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール基および保護された酸基の群から選択される官能基と、場合により、
ｄ．フルオロオレフィンに由来する繰り返し単位と、
を含む低多分散性コポリマーであって、
低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来するコポリマーを提供する。
【００１２】
第２態様では、本発明はまた、
ａ．光活性成分、および
ｂ．低多分散性コポリマー、
を含むフォトレジストであって、
前記低多分散性コポリマーが、以下のｉ．、ｉｉ．およびｉｉｉ．、すなわち、
ｉ． アクリルモノマーに由来する繰り返し単位、
ｉｉ． 不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位、
ｉｉｉ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール基および保護された酸基の群から選択される官能基、ならびに、場合により、
ｉｖ．フルオロオレフィンに由来する繰り返し単位、
を含む低多分散性コポリマーであり、ならびに
低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来するコポリマー
である、フォトレジストも提供する。
【００１３】
第３態様では、本発明は、
Ａ．混合物で基材を被覆する工程と、
Ｂ．溶媒を蒸発させる工程と
を含む、被覆された基材の形成方法であって、
前記混合物が、
１．低多分散性コポリマー、
２．光活性成分、および
３．溶媒
を含み、
前記低多分散性コポリマーが、
ａ．アクリルモノマーに由来する繰り返し単位、
ｂ．不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位、および
ｃ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール、および保護された酸基の群から選択される官能基を含み、ならびに
該低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来する、基材の形成方法を提供する。
【００１４】
第４態様では、本発明は、
ａ．フォトレジストが本発明の低多分散性コポリマーと光活性成分とを含む、フォトレジスト層を基材上に形成する工程と、
ｂ．フォトレジスト層を化学線に像様露光（ｉｍａｇｅｗｉｓｅ ｅｘｐｏｓｉｎｇ）して画像形成区域および非画像形成区域を形成する工程と、
ｃ．画像形成区域および非画像形成区域を有する露光されたフォトレジスト層を現像して基材上にフォトレジスト画像を形成する工程と、
を含む、基材上へのフォトレジスト画像の形成方法を提供する。
【００１５】
本発明はまた、本発明のコーティングおよび画像形成方法によって製造された、被覆されたおよび／または画像形成された基材も提供する。
【００１６】
本発明はまた、モノマー混合物をフリーラジカル源および連鎖移動剤の存在下に重合させて、アクリルモノマーに由来する少なくとも４０モル％の繰り返し単位を有するコポリマーを製造する工程を含む、低多分散性ポリマーの製造方法であって、
前記混合物が、少なくとも１つのアクリルモノマー、少なくとも１つの不飽和多環式モノマーおよび場合により１つまたは複数のフルオロオレフィンを含み、少なくとも１つのモノマーがフルオロアルコール、保護されたフルオロアルコールまたは保護された酸基を有し、
前記連鎖移動剤が０．１〜５００の範囲の移動定数を有し、かつ、該連鎖移動剤が下記の構造：
【００１７】
【化１】
【００１８】
（式中、
Ｒ＝アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、置換アルキル、置換アリール、炭素環もしくは複素環、アルキルチオ、アルコキシ、またはジアルキルアミノであり、そして
Ｚ＝Ｈ、アルキル、アリール、アラルキル、置換アルキル、置換アリール、炭素環もしくは複素環、アルキルチオ、アリールチオ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、カルボキシ、アシルオキシ、カルバモイル、シアノ、ジアルキル−もしくはジアリール−ホスホネート、またはジアルキル−もしくはジアリール−ホスフィネートである）
を有する、低多分散性ポリマーの製造方法も提供する。
【００１９】
本発明はまた、本発明の重合法によって製造されるポリマーにも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明との関連で、低多分散性ポリマーは、通常のフリーラジカル重合によって製造されたものより著しく少ない多分散性を持ったものである。通常のフリーラジカル重合では、形成されたポリマーの多分散性は典型的には低モノマー転化率（すなわち、０．１％〜１０％転化率）で１．５〜２．０の範囲にあり、より高い転化率（すなわち、１０〜１００％転化率）で実質的により大きい（２〜１０の範囲にある）。１０％より大きい転化率で１．０５〜２．０の範囲の多分散性を有するポリマーが好ましく、高転化率で１．０５〜１．３の多分散性がより好ましい。
【００２１】
本重合システムの利点の１つは、反応化学量論およびモノマーのポリマーへの転化の程度を制御することによって本方法が広範囲のモノマーおよび反応条件にわたって予め定められた分子量および狭い分子量分布のポリマーを製造することである。
【００２２】
（フルオロオレフィン・コモノマー）
本発明の低分散コポリマーは、場合によりフルオロオレフィンに由来する少なくとも１つの繰り返し単位を含む。好適なフルオロオレフィンは２〜２０個の炭素原子を含み、エチレン系不飽和炭素に結合した少なくとも１つのフッ素原子を含有する。代表的なフルオロオレフィンには、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、パーフルオロ−（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）、パーフルオロ−（２−メチレン−４−メチル−１，３−ジオキソラン）、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）ｔＣＦ＝ＣＦ２（ここで、ｔは１または２である）、およびＲｆ’’ＯＣＦ＝ＣＦ２（ここで、Ｒｆ’’は１〜１０個の炭素原子のフルオロアルキル基である）が含まれるが、それらに限定されない。好ましいフルオロオレフィンはテトラフルオロエチレンである。
【００２３】
（多環式コモノマー）
本発明のコポリマーは、少なくとも１つの多環式エチレン系不飽和化合物に由来する繰り返し単位を含む。多環式化合物は、下に例示されるような、コポリマー中へ組み入れることができる（重合によって）少なくとも１つのエチレン系不飽和炭素環または複素環を含有する。
【００２４】
【化２】
【００２５】
多環式不飽和化合物は、場合によりフルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール、または保護された酸官能基に由来する官能基を含有する。このフルオロアルコール基は、部分または完全フッ素化アルキル基であることができる、ＲｆおよびＲｆ’と称される、フルオロアルキル基を含有する。ＲｆおよびＲｆ’は、１〜１０個の炭素原子の同一または異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（式中、ｎは２〜１０である）である。語句「一緒になって」は、ＲｆおよびＲｆ’が個々の、別個のフッ素化アルキル基ではないこと、しかし一緒にそれらが５員環のケースで下に例示されるような環構造を形成することを示す。
【００２６】
【化３】
【００２７】
ＲｆおよびＲｆ’は、ヒドロキシルプロトンが塩基性媒体（例えば、水酸化ナトリウムまたは水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液）中で実質的に除去され得るように、対応するフルオロアルコール官能基のヒドロキシル（−ＯＨ）に酸性を与えるのに十分なほどフッ素化されていなければならない。好ましくは、ヒドロキシル基が５〜１１のｐＫａ値を有するようにフルオロアルコール官能基中に十分なフッ素が存在する。好ましくは、ＲｆおよびＲｆ’は独立して１〜５個の炭素原子のパーフルオロアルキル基であり、最も好ましくは、トリフルオロメチル（ＣＦ３）である。フルオロアルコール基の数は、水性アルカリ現像液での良好な現像に必要とされる量を最適化することによって所与の組成物について決定される。
【００２８】
好ましくは、低多分散性コポリマーは、構造
−Ｘｒ（ＣＨ２）ｑＣ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＨ
［式中、ＲｆおよびＲｆ’は、１〜１０個の炭素原子の同一または異なるフルオロアルキル基であるか、または一緒になって（ＣＦ２）ｎであり、ｎは２〜１０の整数であり、ＸはＳ、Ｏ、Ｎ、およびＰよりなる群から選択され、ｑ＝０およびｒ＝０であるか、またはｑ＝１およびｒ＝０もしくは１である。好ましくは、ｒ＝０である。ｒ＝１の時、好ましくは、ＸはＯ（酸素）である］
を有するフルオロアルコール官能基を含有する少なくとも１つのエチレン系不飽和多環式化合物に由来する繰り返し単位を含む。
【００２９】
本発明の範囲内であるフルオロアルコール官能基を含有する代表的な多環式コモノマーの幾つかの例示的な、しかし非限定的な例が下に提示される：
【００３０】
【化４】
【００３１】
好ましい実施形態では、多環式フッ素化アルコールは、フッ素化アルコール置換ノルボルネン、特にヘキサフルオロイソプロパノール置換ノルボルネンである。ＮＢ−Ｆ−ＯＨが最も好ましい多環式フルオロアルコールである。
【００３２】
（アクリルモノマー）
低多分散性コポリマーはさらに、アクリルモノマー、ＣＨ２＝ＣＲ’ＣＯ２Ｒ’’またはＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ２ＯＨ）ＣＯ２Ｒ’’’に由来する繰り返し単位を含む。
【００３３】
アクリルモノマーがＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ２ＯＨ）ＣＯ２Ｒ’’’である時、Ｒ’’’は、場合により１つまたは複数のヒドロキシ、ハロゲン、エーテル酸素、エステルまたはケトンカルボニル基で置換されたＣ１〜Ｃ２５アルキル基である。好ましくはＲ’’’は１〜２０個の炭素原子を含有する。好ましいアルキル基、Ｒ’’’は酸に不安定なものである。酸に不安定なアルキル基の例には、第三ブチルおよび２−メチル−２−アダマンチルのような第三級アルキル基、ならびに２−テトラヒドロピラニルおよび２−テトラヒドロフラニルのようなα−置換環式エーテルが挙げられるが、それらに限定されない。アルキル置換ヒドロキシメチルアクリレートコモノマーに由来する最も好ましい繰り返し単位は、第三ブチルヒドロキシメチルアクリレート、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ２ＯＨ）ＣＯ２ｔＢｕである。
【００３４】
アクリルモノマーがＣＨ２＝ＣＲ'ＣＯ２Ｒ’’である時、Ｒ'はＨ、Ｆ、１〜５個の炭素原子のアルキル基、または１〜５個の炭素原子のフルオロアルキル基である。Ｒ’’はＣ１〜Ｃ２０非環式脂肪族基、または環式Ｃ５〜Ｃ５０もしくは多環式Ｃ７〜Ｃ５０アルキル基であって場合により少なくとも１つのヒドロキシ官能基を含有してもよいアルキル基、または式−Ｃ（Ｒ１）（Ｒ２）［Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）］ｍ−Ｃ（Ｒ５）（Ｒ６）−ＯＨの官能基である。好ましくはＲ’はＨである。
【００３５】
アクリルモノマーがＣＨ２＝ＣＲ’ＣＯ２Ｒ’’である時、好ましい実施形態は、Ｒ’’が少なくとも１つのヒドロキシル置換値と共に、５〜５０個の炭素原子、好ましくは５〜３０個の炭素原子を含有する多環式基である時である。Ｒ’’はまた場合により１つまたは複数のハロゲン、エーテル酸素、エステルまたはケトンカルボニル基で置換されることができる。好ましい多環式アクリルモノマーには、ヒドロキシアダマンチルアクリレート（ＣＨ２＝ＣＨＣＯ２Ｒ’’、式中、Ｒ’’はヒドロキシアダマンチルである）および２−メチル−２−アダマンチルアクリレートが含まれる。Ｒ’’は１つまたは複数のフッ素置換基を有することができる。
【００３６】
あるいはまた、Ｒ’’は式
−Ｃ（Ｒ１）（Ｒ２）−［Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）］ｍ−Ｃ（Ｒ５）（Ｒ６）−ＯＨ
［式中、
ｍ＝０、１、２、３、４または５であり、
Ｒ１およびＲ２は独立してＣ１〜Ｃ６アルキル、もしくはエーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ６アルキルであるか、またはＲ１およびＲ２は一緒になって３〜８員環を形成し、場合によりエーテル酸素で置換され、ただし、Ｒ１およびＲ２に結合した炭素は橋頭位にはなく、
Ｒ３およびＲ４は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、もしくはエーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ６アルキルであるか、またはＲ３およびＲ４は一緒になって３〜８員環を形成し、場合によりエーテル酸素で置換され、
Ｒ５およびＲ６は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、もしくはエーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ６アルキルであるか、またはＲ５およびＲ６は一緒になって３〜８員環を形成し、場合によりエーテル酸素で置換され、
Ｒ１およびＲ５は−［Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）］ｍ−と一緒になって４〜８員環を形成し、ただし、Ｒ１およびＲ２に結合した炭素は橋頭位にはない］
の官能基であることができる。
【００３７】
ＰｉｎＡｃ（２−プロペン酸、２−ヒドロキシ−１，１，２−トリメチルプロピルエステル）およびメタクリレート類似体、ＰｉｎＭＡｃが好ましい非環式アクリルモノマーである。
【００３８】
低多分散性ポリマーはまた、構造（Ｈ）および（Ｉ）
【００３９】
【化５】
【００４０】
（式中、
ｓは０、１または２であり、
ａおよびｂは、ｂが２である時にａが１ではなく、ａが２である時にｂが１ではないことを除いて、独立して１、２または３であり、かつ、
Ｒ７〜Ｒ１６およびＲ１７〜Ｒ２０は同一もしくは異なるものであり、それぞれが水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、Ｃ３〜Ｃ１４第二級もしくは第三級アルキルカルボキシレート、炭化水素基または置換炭化水素基を表す）
で表されるもののような化合物を含むが、それらに限定されない環式もしくは多環式不飽和化合物に由来する繰り返し単位も含む。
【００４１】
構造Ｈを有する代表的なコモノマーには、以下が含まれるが、それらに限定されない。
【００４２】
【化６】
【００４３】
構造Ｉを有する代表的なコモノマーには、以下が含まれるが、それらに限定されない。
【００４４】
【化７】
【００４５】
他の好適なモノマーには、構造ＩまたはＩＩを有するエチレン系不飽和環式化合物が含まれる。構造Ｉはさらに
【００４６】
【化８】
【００４７】
ｖは０、１、または２であり、
ＡはＯ（酸素）またはＮＲ２７であり、
Ｒ２７は、Ｈ；Ｃ１〜Ｃ１０アルキルもしくはアルコキシであって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキルまたはアルコキシ；Ｃ６〜Ｃ２０アリール、Ｙ、Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲ２８、Ｒ２９Ｙ、およびＯＲ２９Ｙの群から選択され、
Ｒ２８はＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
Ｒ２９は、場合よりハロゲンまたはエーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ２０アルキレン基であり、
ＹはＣＯＺ’またはＳＯ２Ｚ’であり、
Ｚ’はＯＨ、ハロゲン、Ｒ３０またはＯＲ３０であり、
Ｒ３０は、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル基であって、場合よりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキル基；またはＣ６〜Ｃ２０アリールであり、
ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）であり、
Ｒ２１およびＲ２２は独立してＨ、ハロゲン；Ｃ１〜Ｃ１０アルキルもしくはアルコキシであって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキルまたはアルコキシ；Ｃ６〜Ｃ２０アリール、Ｙ、Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲ２８、Ｒ２９Ｙ、およびＯＲ２９Ｙの群から選択され、または
Ｒ２１およびＲ２２は一緒になって＝Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）もしくはＣ２−Ｃ９アルキレンであって、場合によりハロゲンで置換されたもしくはエーテル酸素を組み入れたアルキレンの群から選択される
と定義される。
【００４８】
構造ＩＩはさらに、
【００４９】
【化９】
【００５０】
［式中、
ｗは０、１または２であり、
Ｒ２３、Ｒ２４およびＲ２５は独立してＨ、ハロゲン；Ｃ１〜Ｃ１０アルキルもしくはアルコキシであって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキルまたはアルコキシ；Ｃ６〜Ｃ２０アリール、Ｙ、Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲ２８、Ｒ２９Ｙ、およびＯＲ２９Ｙの群から選択され、または
Ｒ２４およびＲ２５は一緒になって二重結合の部分であり、
Ｒ２６は水素もしくは酸に不安定な保護基であり、
Ｒ２８はＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
Ｒ２９は、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ２０アルキレン基であって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキレン基であり、
ＹはＣＯＺ’もしくはＳＯ２Ｚ’であり、
Ｚ’はＯＨ、ハロゲン、Ｒ３０またはＯＲ３０であり、
Ｒ３０は、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル基であって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキル基；またはＣ６〜Ｃ２０アリールであり、そして
ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）である］
と定義される。
【００５１】
当初は架橋を提供することができ、その後に開裂することができる（例えば、強酸への曝露で）二官能性化合物もまた本発明のコポリマーでのコモノマーとして有用である。これらの二官能性モノマーを含むコポリマーを組み入れたフォトレジスト組成物は、光への露光が二官能基を開裂させる強酸または強塩基を光化学的に発生させるので、改善された現像および画像形成特性を有することができる。これは、大きく改善された現像および画像形成特性（例えば、改善されたコントラスト）につながり得る、非常に著しい分子量の降下をもたらす。
【００５２】
（ＲＡＦＴ重合法）
本発明者らは、新規フリーラジカル重合法およびそれから製造された新規ポリマーを発見した。本方法は、リビング特性を授与するように選ばれた、フリーラジカル源および少なくとも１つのある種の硫黄ベース連鎖移動剤（ＣＴＡ）の存在下でモノマー混合物を重合させることに関する。これらのＣＴＡを用いることによって、制御された分子量および低多分散性のポリマーを得ることができる。
【００５３】
本発明での使用に好適な硫黄ベースＣＴＡは、０．１〜５０００の範囲の、好ましくは１〜２０００の範囲の、より好ましくは１０〜５００の範囲の連鎖移動定数を有する。ＣＴＡの連鎖移動定数が該範囲の上限を超える場合、実質的に何の重合も起こらず、それが下限を下回る場合、低多分散性を有するポリマーを製造することはできない。
【００５４】
「連鎖移動定数」は、連鎖移動の速度定数対モノマーおよびＣＴＡのゼロ転化での成長の速度定数の比を意味する。連鎖移動が付加−開裂によって起こる場合、連鎖移動の速度定数（ｋｔｒ）は次の通り定義される。
【００５５】
【数１】
【００５６】
ここで、ｋａｄｄはＣＴＡへの付加の速度定数であり、ｋ−ａｄｄおよびｋβはそれぞれ、逆方向および順方向での開裂の速度定数である。
【００５７】
好適な連鎖移動剤は次式を有する。
【００５８】
【化１０】
【００５９】
式中、
Ｒ＝アルキル、アルケニル、アリール、置換アルキル、置換アリール、アラルキル、炭素環もしくは複素環、アルキルチオ、アルコキシ、またはジアルキルアミノであり、そして
Ｚ＝Ｈ、アルキル、アリール、アラルキル、置換アルキル、置換アリール、炭素環もしくは複素環、アルキルチオ、アリールチオ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、カルボキシ、アシルオキシ、カルバモイル、シアノ、ジアルキル−もしくはジアリール−ホスホネート、またはジアルキル−もしくはジアリール−ホスフィネートである。
【００６０】
好適なＣＴＡの例の製造は、参照により本明細書によって援用される、米国特許公報（特許文献７）、（特許文献４）、（特許文献５）、（特許文献８）、および（特許文献６）に開示されている。好適なＣＴＡには、ジチオエステル、チオカルボニルチオ化合物、ベンジル（１，２−ベンゼンジカルボキシミド）カルボジチオエート、２−シアノプロピ−２−イル１−ピロールカルボジチオエート、２−シアノブチ−２−イル１−ピロールカルボジチオエート、ベンジル１−イミダゾールカルボジチオレート、Ｏ−エチルＳ−（１−フェニルエチル）ザンテート、Ｏ−エチルＳ−（２−エトキシカルボニルプロピ−２−イル）ザンテート、およびＯ−エチルＳ−（２−シアノイソプロピル）ザンテートのようなザンテート誘導体が含まれる。好ましいＣＴＡには、ジチオエステルおよびトリチオカーボネート、特にＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび４−シアノ−４−（ドデシルスルファニルチオカルボニル）スルファニルペンタン酸が含まれる。
【００６１】
本発明での使用に好適なフリーラジカル源には、モノマーに付加して成長ラジカルを生み出すフリーラジカルを提供するそれらの化合物が含まれる。成長ラジカルは、１つまたは複数のモノマー単位を付加した、さらなるモノマー単位を付加することができるラジカル化学種である。
【００６２】
使用されるフリーラジカル開始剤の量は、フリーラジカル濃度を低く保つように選ばれるべきである。フリーラジカル開始剤対ＲＡＦＴ連鎖移動剤のモル比は約０．０５〜１０、好ましくは０．１〜２、最も好ましくは０．２〜１であるべきである。
【００６３】
コポリマーの分子量はＲＡＦＴ連鎖移動剤対モノマーのモル比によって決定されることが留意されるべきである。原理上、各ポリマー鎖はＲＡＦＴ末端基を有し、だからＲＡＦＴ分子の数がコポリマー鎖の数、従って分子量を決定するであろう。
【００６４】
開始ラジカルのソースは、モノマーに付加して成長ラジカルを生み出すフリーラジカルを提供する、フリーラジカルを発生する任意の好適な方法であることができる。これには、好適な化合物（過酸化物、ペルオキシエステル、ヒドロペルオキシド、過硫酸塩、過ホウ酸塩、またはアゾ化合物のような）の熱誘起均一切断、モノマー、レドックス開始システム、光化学開始システムまたは電子ビーム、Ｘ−もしくはγ−線のような高エネルギー放射線からの自然発生のようなソースが含まれる。開始システムは、実験の条件下で開始剤または開始ラジカルと連鎖移動剤との何の実質的な不都合な相互作用も反応条件下でないように選ばれる。開始剤はまた、反応媒体またはモノマー混合物への必要な溶解性を有するべきである。
【００６５】
本方法に好適なフリーラジカル源の例には、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−シアノ−２−ブタン）、ジメチル２，２’−アゾビス（メチルイソブチレート）、４，４’−アゾビス（４−シアノペンタン酸）、４，４’−アゾビス（４−シアノ−ペンタン−１−オール）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）、２−（ｔ−ブチルアゾ）−２−シアノプロパン、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（１，１）−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル］プロピオンアミド、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−ヒドロキシエチル）］−プロピオンアミド、２，２’−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）ジヒドロクロリド、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド、２，２’−アゾビス−（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミン）、２，２’−アゾビス（２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス−（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル］プロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス（ヒドロキシメチル）エチル］プロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（イソブチルアミド）二水和物、２，２’−アゾビス（２，２，４−トリメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパン）、過酢酸ｔ−ブチル、過安息香酸ｔ−ブチル、過オクタン酸ｔ−ブチル、過ネオデカン酸ｔ−ブチル、過イソ酪酸ｔ−ブチル、過ピバル酸ｔ−アミル、過ピバル酸ｔ−ブチル、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート、ジクミルペルオキシド、過酸化ジベンゾイル、過酸化ジラウロイル、ペルオキシ二硫酸カリウム、ペルオキシ二硫酸アンモニウム、ジ−ｔ−ブチルハイポナイトライト、またはジクミルハイポナイトライトのようなアゾ化合物および過酸化物が挙げられる。
【００６６】
光化学開始剤システムは、反応媒体またはモノマー混合物への必要な溶解性を有し、かつ、重合の条件下でラジカル生成に適切な量子収率を有するように選ばれる。例には、ベンゾイン誘導体、ベンゾフェノン、アシルホスフィンオキシド、および光レドックスシステムが挙げられる。
【００６７】
レドックス開始剤システムは、反応媒体またはモノマー混合物への必要な溶解性を有し、かつ、重合の条件下でラジカル生成の適切な速度を有するように選ばれる。これらの開始システムには、酸化剤（例えば、ペルオキシ二硫酸カリウム、過酸化水素、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド）と還元剤（例えば、鉄（ＩＩ）、チタン（ＩＩＩ）、チオ亜硫酸カリウム、亜硫酸水素カリウム）との組み合わせが含まれるかもしれない。
【００６８】
他の好適な開始システムは最近の文献に記載されている。例えば、（非特許文献２）を参照されたい。
【００６９】
モノマー混合物のモノマーまたはコモノマーには一般に、アクリレートおよびメタクリレートエステルの１つまたは複数と、不飽和多環式フルオロアルコールと、場合によりフルオロオレフィン、ビニルエーテルおよびこれらのモノマーの混合物とが含まれる。
【００７０】
必要ならば、本発明の重合法にわたってＣＴＡの制御された添加によって、広い、依然として制御された、多分散性または多峰性分子量分布のポリマーを製造することもまた可能であることが理解されるべきである。
【００７１】
本発明は、広いまたは非常に広い多分散性のポリマーをさもなければ生み出すであろう重合で形成されるポリマーの多分散性を狭くするために用いることができる。この状況で好ましい多分散性は、ＣＴＡがない場合に形成されるもの未満であるものである。
【００７２】
本発明の方法によって製造されるポリマーの分子量および多分散性は、下記の１つまたは複数によって制御される。
【００７３】
重合条件は、開始剤由来ラジカルから形成される鎖の数を、許容される速度の重合を得ることに相反さない程度まで最小限にするように選択される。ラジカル−ラジカル反応による重合の停止は何の活性基も含有しない鎖につながり、それ故再活性化することはできない。ラジカル−ラジカル停止の速度はラジカル濃度の二乗に比例する。さらに、ブロック、星形または分岐ポリマーの合成で、開始剤由来ラジカルから形成された鎖は、最終生成物中で線状ホモポリマー不純物を構成するであろう。これらの反応条件はそれ故、開始剤濃度および、必要に応じて、開始剤フィード速度の注意深い選択を必要とする。
【００７４】
重合媒体の他の成分（例えば、溶媒、界面活性剤、添加剤、および開始剤）を、それらが成長ラジカルへの低い移動定数を有するように選ぶこともまた望ましい。これらの化学種への連鎖移動は、活性基を含有しない鎖の形成につながるであろう。
【００７５】
狭い多分散性ポリマーの重合のための条件を選ぶ際の一般的指針として、開始剤の濃度および他の反応条件［もしあれば溶媒、反応温度、反応圧力、もしあれば界面活性剤、他の添加剤］は、ＣＴＡなしで形成されたポリマーの分子量がその存在下に形成されたものの少なくとも２倍であるように選ばれるべきである。ラジカル−ラジカル停止がもっぱら不均化による重合では、これは、重合中に形成される開始ラジカルの全モルがＣＴＡの全モルのそれの１０−６倍〜１．０倍の範囲にあるように開始剤濃度を選ぶことと同じである。
【００７６】
このように、ＣＴＡのモルの総数対重合媒体に添加されたフリーラジカル開始剤のモルの総数の比を変えることによって、生じるポリマーの多分散性は制御される。このように、前述の比を下げることによって、より低い多分散性のポリマーが得られ、該比を上げることによって、より高い多分散性のポリマーが得られる。
【００７７】
これらの条件をつけて、本発明による重合法は、通常のフリーラジカル重合に特有の条件下で行われる。本発明のＣＴＡを用いる重合は、反応の間ずっと３０℃〜１２０℃の範囲の、好ましくは６０℃〜１００℃の範囲の温度で適切に実施される。
【００７８】
本発明の方法は、バッチ、セミバッチ、連続、またはフィードモードのどれかで乳化、溶液または懸濁で実施することができる。通常とは異なった手順を、狭い多分散性ポリマーを製造するために用いることができる。最低の多分散性ポリマーのためには、ＣＴＡは重合が開始される前に添加される。例えば、溶液でバッチ・モードで実施される時、反応器に、ＣＴＡおよびモノマーまたは媒体プラスモノマーが典型的には装入される。この混合物に次に所望量の開始剤が加えられ、混合物は、所望の転化率および分子量によって決定される時間加熱される。
【００７９】
乳化または懸濁重合のケースでは、重合媒体はしばしば主に水であろう。通常の安定剤、分散剤および他の添加剤もまた存在することができる。
【００８０】
溶液重合については、重合媒体は、使用中のモノマーと合うように広範囲の媒体から選ぶことができる。好適な重合媒体には、石油ナフサまたはキシレンのような芳香族炭化水素；１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタンのようなフルオロカーボン；メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンおよびアセトンのようなケトン；酢酸エチル、酢酸ブチルおよび酢酸ヘキシルのようなエステル；ならびにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステルが含まれる。
【００８１】
既に述べられたように、フィード重合条件の使用は、より低い移動定数のＣＴＡの使用を可能にし、バッチ重合法を用いて容易には達成されないポリマーの合成を可能にする。重合がフィードシステムとして実施される場合、反応は次の通り実施することができる。反応器に、選ばれた重合媒体、ＣＴＡおよび場合によりモノマー混合物の一部が装入される。別の容器中へ残りのモノマー混合物が入れられる。フリーラジカル開始剤は、別の別個の容器で重合媒体に溶解されるかまたは懸濁される。モノマー混合物＋媒体および開始剤＋媒体が、例えばシリンジ・ポンプまたは他のポンプ送液装置によって導入される間ずっと、反応器中の媒体は加熱され、撹拌される。フィードの速度および継続期間は、溶液の量、所望のモノマー／ＣＴＡ／開始剤比および重合の速度によって主として決定される。フィードが完了した時、加熱は追加期間継続されてもよい。異なるモノマーの逐次添加はブロックコポリマーまたはグラジエントコポリマーを与えるであろう。
【００８２】
好ましいＣＴＡは、Ｓ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび４−シアノ−４−（ドデシルスルファニルチオカルボニル）スルファニルペンタン酸のようなジチオエステルおよびトリチオカーボネートである。重合圧力は０〜約１０，０００ｐｓｉｇ、好ましくは約１５０〜約１，０００ｐｓｉｇに及ぶことができる。好ましくは、モノマー混合物は、生じたポリマーがアクリレートモノマーに由来する少なくとも４０％繰り返し単位を含有するように選ばれる。より好ましくは、モノマー混合物は、生じたポリマーがアクリレートモノマーに由来する少なくとも６０％繰り返し単位を含有するように選ばれる。
【００８３】
本発明の方法の利点は、異なるモノマーを反応混合物に逐次的に加えることによって低多分散性および所望の分子量のブロックポリマーを製造できることである。
【００８４】
重合の完了後に、ポリマーは、媒体および未反応モノマーをストリップすることによってまたは非溶媒での沈澱によって単離することができる。あるいはまた、ポリマー溶液／乳濁液は、その用途に適切な場合、そのようなものとして使用することができる。
【００８５】
本発明の方法は、低多分散性を有するポリマーを製造するために様々な反応条件下で用いることができる。モノマー添加の速度を変えることによってまたはモノマーが重合媒体に加えられる順番を変えることによって、本発明の方法は、ブロックおよび多ブロックならびにグラジエントポリマーを製造するために用いることができる。所望の官能性を選択することによって、特有の最終機能性の末端官能性ポリマーを容易に製造することができる。
【００８６】
（ＰＡＣ触媒作用による除去のための保護基）
本発明のレジスト組成物のコポリマーは、保護された酸性フッ素化アルコール基（例えば、−Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲａ、ここで、ＲａはＨではない）または光活性化合物（ＰＡＣ）から光化学的に発生する酸または塩基との反応によって親水性基をもたらすことができる他の酸基を有する１つまたは複数の成分を含有することができる。所与の保護されたフッ素化アルコール基は、フッ素化アルコール基がこの保護された形にある間ずっとその酸性を示すのを防ぐ保護基を含有する。所与の保護された酸基（Ｒａ）は通常、酸が像様露光で生み出された時に、それが保護された酸性フッ素化アルコール基の脱保護と水性条件下での現像に必要である親水性酸基の生成とを触媒するであろうように、その酸に不安定であることに基づいて選ばれる。
【００８７】
アルファ−アルコキシアルキルエーテル基（すなわち、Ｒａ＝ＯＣＨ２Ｒｂ、式中、Ｒｂ＝Ｃ１〜Ｃ１１アルキルである）が、フォトレジスト組成物で高度の透明性を維持するためにフルオロアルコール基にとって好ましい保護基である。保護基として有効であるアルファ−アルコキシアルキルエーテル基の例示的な、しかし非限定的な例はメトキシメチルエーテル（ＭＯＭ）である。この独特の保護基で保護されたフルオロアルコールは、クロロメチルメチルエーテルとフルオロアルコールとの反応によって得ることができる。特に好ましい保護されたフルオロアルコール基は構造
−Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）Ｏ−ＣＨ２ＯＣＨ２Ｒ１５
［式中、ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一または異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）であり、Ｒ１５はＨ、１〜１０個の炭素原子の線状アルキル基、または３〜１０個の炭素原子の分岐アルキル基である］
を有する。
【００８８】
フッ素化アルコールと第三級脂肪族アルコールとから形成されたカーボネートもまた保護された酸性フッ素化アルコール基として使用することができる。
【００８９】
本発明のコポリマーはまた、酸への曝露で酸性基をもたらす他のタイプの保護された酸性基を含有することもできる。かかるタイプの保護された酸性基の例には、Ａ）第三級カチオンを形成する、またはそれに転位することができるエステル、Ｂ）ラクトンのエステル、Ｃ）アセタールエステル、Ｄ）β−環式ケトンエステル、Ｅ）α−環式エーテルエステル、およびＦ）ＭＥＥＭＡ（メトキシエトキシエチルメタクリレート）のような、隣接基関与のために容易に加水分解できるエステルが挙げられるが、それらに限定されない。
【００９０】
カテゴリーＡ）の幾つかの具体的な例は、ｔ−ブチルエステル、２−メチル−２−アダンマンチルエステル、およびイソボルニルエステルである。
【００９１】
本発明では、しばしば、しかし必ずしもそうとは限らず、保護された基を有する成分は、組成物（上に議論されたような）のベースコポリマー樹脂中に組み入れられた保護された酸基を有する繰り返し単位である。頻繁に、保護された酸基は、本発明の所与のコポリマーベース樹脂を形成するために重合させられる１つまたは複数のコモノマー中に存在する。あるいはまた、本発明では、コポリマーベース樹脂は、酸含有成分との共重合によって形成することができ、次にその後、生じた酸含有コポリマー中の酸官能性は、保護された酸基を有する誘導体に適切な手段によって部分的にまたは完全に変換することができる。
【００９２】
（光活性成分（ＰＡＣ））
本発明のコポリマーは、コポリマーを少なくとも１つの光活性成分、化学線への曝露で酸か塩基かのどちらかを与える化合物と組み合わせることによってフォトレジストを製造するために使用することができる。酸が化学線への曝露で生み出される場合、ＰＡＣは光酸発生剤（ＰＡＧ）と命名される。塩基が化学線への曝露で生み出される場合、ＰＡＣは光塩基発生剤（ＰＢＧ）と命名される。幾つかの好適な光酸発生剤は（特許文献９）に開示されている。
【００９３】
本発明に好適な光酸発生剤には、１）スルホニウム塩（構造ＩＩＩ）、２）ヨードニウム塩（構造ＩＶ）、および３）構造Ｖのようなヒドロキサム酸エステルが含まれるが、それらに限定されない。
【００９４】
【化１１】
【００９５】
構造ＩＩＩ〜Ｖで、Ｒ３１〜Ｒ３５は独立して置換もしくは非置換アリールまたは置換もしくは非置換Ｃ７〜Ｃ２０アルキルアリール（アラルキル）である。代表的なアリール基には、フェニルおよびナフチルが含まれるが、それらに限定されない。好適な置換基には、ヒドロキシル（−ＯＨ）およびＣ１〜Ｃ２０アルキルオキシ（例えば、−ＯＣ１０Ｈ２１）が含まれるが、それらに限定されない。アニオン、Ｘ−は、構造ＩＩＩ〜Ｖにおいて、ＳｂＦ６−（ヘキサフルオロアンチモネート）、ＣＦ３ＳＯ３−（トリフルオロメチルスルホネート＝トリフレート）、およびＣ４Ｆ９ＳＯ３−（パーフルオロブチルスルホネート）であり得るが、それらに限定されない。
【００９６】
（溶解抑制剤および添加剤）
様々な溶解抑制剤を、本発明のコポリマーから誘導されるフォトレジストに添加することができる。理想的には、遠および極ＵＶレジスト（例えば、１９３ｎｍレジスト）用の溶解抑制剤（ＤＩ）は、溶解抑制、耐プラズマエッチ性、および所与のＤＩ添加剤を含むレジスト組成物の付着挙動をはじめとする複合的な材料ニーズを満足するようにデザインされる／選ばれるべきである。ある溶解抑制化合物はまた、レジスト組成物で可塑剤としても機能する。幾つかの好適な溶解抑制剤は（特許文献９）に開示されている。
【００９７】
（ポジティブ−ワーキングおよびネガティブ−ワーキング・フォトレジスト）
本発明のフォトレジストは、フルオロポリマー中の成分の選択、任意の溶解抑制剤および架橋剤の存在または欠如、ならびに現像液（現像に使用される溶媒）の選択に依存して、ポジティブ−ワーキング・フォトレジストかネガティブ−ワーキング・フォトレジストかのどちらかであり得る。ポジティブ−ワーキング・フォトレジストでは、レジストポリマーは、画像形成または照射区域で現像に使用される溶媒により可溶性および／または分散性になるが、ネガティブ−ワーキング・フォトレジストでは、レジストポリマーは、画像形成または照射区域でより可溶性および／または分散性でなくなる。本発明の好ましい一実施形態では、照射は、上に議論された光活性成分による酸または塩基の発生を引き起こす。酸または塩基は、構造
−Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲａ
［式中、ＲｆおよびＲｆ’は１〜約１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）であり、そしてＲａは水素または保護官能基である］
を有するフルオロアルコール官能基または保護されたフルオロアルコール官能基を含有する少なくとも１つのエチレン系不飽和化合物に由来する繰り返し単位を含むポリマー中に存在するフルオロアルコールおよび場合により他の酸性基からの保護基の除去を触媒するかもしれない。水酸化テトラメチルアンモニウムのような水性塩基での現像は、ポジティブ画像の形成をもたらすが、有機溶媒または臨界流体（中程度〜低い極性を有する）での現像はネガティブ−ワーキング・システムをもたらし、該システムでは露光区域が残り、非露光区域が除去される。ポジティブ−ワーキング・フォトレジストが好ましい。様々な異なる架橋剤を、本発明のネガティブ−ワーキング・モードで必要に応じてまたは任意の光活性成分として用いることができる。（架橋剤は、架橋の結果として現像液への不溶化を伴う実施形態では必要とされるが、中程度／低い極性を有する有機溶媒および臨界流体に不溶である露光区域に極性基が形成される結果として現像液への不溶化を伴う好ましい実施形態では任意である）。好適な架橋剤には、４，４’−ジアジドジフェニルスルフィドおよび３，３’−ジアジドジフェニルスルホンのような様々なビス−アジドが含まれるが、それらに限定されない。好ましくは、架橋剤を含有するネガティブ−ワーキング・レジスト組成物はまた好適な官能性（例えば、不飽和Ｃ＝Ｃ結合）も含有し、該官能性は、ＵＶへの露光で発生する反応性化学種（例えば、ナイトレン）と反応して現像液に溶けない、分散しない、または実質的に膨潤しない架橋したポリマーを生み出し、その結果としてネガティブ−ワーキング特性を組成物に与える。
【００９８】
（他の成分）
本発明のフォトレジストは追加の任意の成分を含有することができる。任意の成分の例には、解像度増強剤、接着促進剤、残渣低減剤、コーティング助剤、可塑剤、およびＴｇ（ガラス転移温度）調節剤が挙げられるが、それらに限定されない。
【００９９】
（プロセス工程）
（像様露光）
本発明のフォトレジスト組成物は、電磁スペクトルの紫外領域でそして特に３６５ｎｍ以下のそれら波長に敏感である。本発明のレジスト組成物の像様露光は、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、およびより低い波長を含むが、それらに限定されない多くの異なるＵＶ波長で行うことができる。像様露光は好ましくは、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、またはより低い波長の紫外光で行われ、最も好ましくはそれは１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、またはより低い波長の紫外光で行われる。像様露光は、レーザーもしくは同等デバイスでデジタル処理でかフォトマスクの使用で非デジタル処理でかのどちらかで行うことができる。レーザー光もまたフォトマスクで使用することができる。レーザー光でのデジタル画像形成が好ましい。本発明の組成物のデジタル画像形成に好適なレーザーデバイスには、１９３ｎｍでのＵＶ出力のアルゴン−フッ素エキシマーレーザー、２４８ｎｍでのＵＶ出力のクリプトン−フッ素エキシマーレーザー、および１５７ｎｍでの出力のフッ素（Ｆ２）レーザーが含まれるが、それらに限定されない。像様露光のためにより低い波長のＵＶ光の使用はより高い解像度（より低い解像度限界）に相当するので、より低い波長（例えば、１９３ｎｍまたは１５７ｎｍ以下）の使用はより高い波長（例えば、２４８ｎｍ以上）の使用よりも一般に好ましい。
【０１００】
（現像）
本発明のレジスト組成物中のコポリマーは、ＵＶ光への像様露光後の現像のために十分な官能性を含有しなければならない。好ましくは、該官能性は、水性現像が水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液、または水酸化アンモニウム溶液のような塩基性現像液を用いて可能であるように酸または保護された酸である。本発明のレジスト組成物中の幾つかの好ましいコポリマーは、酸含有コポリマーまたは構造単位
−Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＨ
［式中、ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）である］
の少なくとも１つのフルオロアルコール含有モノマーよりなるコポリマーである。酸性フルオロアルコール基のレベルは、水性アルカリ現像液での良好な現像に必要とされる量を最適化することによって所与の組成物について決定される。
【０１０１】
水性処理可能なフォトレジストが基材に被覆されまたは別のやり方で塗布され、ＵＶ光に像様露光される時、フォトレジスト組成物の現像は、バインダー材料が露光で少なくとも部分的に脱保護されてフォトレジスト（または他の光画像形成可能なコーティング組成物）を水性アルカリ現像液で処理可能にするのに十分な酸基（例えば、フルオロアルコール基）および／または保護された酸基を含有することを必要とするかもしれない。ポジティブ−ワーキング・フォトレジストのケースでは、フォトレジスト層はＵＶ放射線に露光された部分で現像中に除去されるが、非露光部分では実質的に影響を受けないであろう。ポジティブ−ワーキング・レジストの現像は典型的には、０．２６２Ｎ水酸化テトラメチルアンモニウムを含有する水溶液のような、水性アルカリシステムによる２５℃で２分間以下の処理よりなる。ネガティブ−ワーキング・フォトレジストのケースでは、フォトレジスト層はＵＶ放射線に露光されていない部分で現像中に除去されるが、露光部分では実質的に影響を受けないであろう。ネガティブ−ワーキング・レジストの現像は典型的には、臨界流体または有機溶媒での処理よりなる。
【０１０２】
臨界流体は、本明細書で用いるところでは、その臨界温度近くまたはそれより高い温度に加熱され、かつ、その臨界圧力近くまたはそれより高い圧力に圧縮された物質である。本発明での臨界流体は、流体の臨界温度より１５℃以上低い温度にあり、流体の臨界圧力より５気圧以上低い圧力にある。二酸化炭素を本発明で臨界流体に使用することができる。様々な有機溶媒もまた本発明で現像液として使用することができる。これらには、ハロゲン化溶媒および非ハロゲン化溶媒が含まれるが、それらに限定されない。ハロゲン化溶媒が好ましく、フッ素化溶媒がより好ましい。臨界流体は、１つまたは複数の化学化合物を含むことができる。
【０１０３】
（基材）
本発明で用いられる基材は例示的に、シリコン、酸化ケイ素、シリコンオキシナイトライド、窒化ケイ素、または半導体製造で使用される様々な他の材料であることができる。
【実施例】
【０１０４】
特に記載のない限り、すべての組成はモル％として与えられる。
【０１０５】
【表１】
【０１０６】
（実施例１）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃテトラポリマーの合成）
おおよそ２７０ｍＬ容量の金属圧力容器に、５２．２ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、１２．３８ｇのＰｉｎＡｃ、１０．６６ｇのＨＡｄＡ、３．１８ｇのＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび１５ｍＬの酢酸エチルを装入した。容器を密閉し、約−１５℃に冷却し、窒素で４００ｐｓｉに加圧し、数回ガス抜きした。ほぼ大気圧の反応器内容物を７５℃まで加熱した。ＴＦＥを１８０ｐｓｉの全圧まで加え、圧力調整器を、必要に応じてＴＦＥを加えることによって重合の間中１８０ｐｓｉに圧力を維持するようにセットした。１００ｍｌのモノマーフィード溶液を、２４．１７ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、３４．４ｇのＰｉｎＡｃおよび２９．６ｇのＨＡｄＡを酢酸エチル中で組み合わせることによって調製した。そのように調製した溶液を０．１０ｍＬ／分の速度で１２時間反応器中へポンプ送液した。同時に、酢酸エチルで１００ｍＬに希釈した２．８９ｇヴァゾ（登録商標）６７の溶液を２．０ｍＬ／分の速度で６分間、そして次に０．１ｍＬ／分の速度で８時間反応器中へポンプ送液した。１６時間の反応後に、容器を室温まで冷却し、１気圧にガス抜きした。回収したポリマー溶液を撹拌しながら過剰のヘプタンにゆっくり加えてポリマーを沈澱させた。それによって形成した沈澱を濾過し、ヘプタンで洗浄し、風乾した。得られた固体を約１３５ｍＬのＴＨＦと２０３ｍＬのソルカン３６５ｍｆｃとの混合物に溶解し、過剰のヘプタンにゆっくり加えた。そのように形成した沈澱を濾過し、ヘプタンで洗浄し、真空オーブン中で一晩乾燥して７２．２１ｇの白色ポリマーを与えた。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝７６００、Ｍｗ＝１３４００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．７６を示した。元素分析 実測値：Ｃ，６０．１４；Ｈ，７．７６；Ｆ，９．８３。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は２％ＴＦＥ、２０％ＮＢ−Ｆ−ＯＨならびに７８％のＰｉｎＡｃおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１０７】
（比較例Ａ）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃテトラポリマーの合成）
何のＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートも反応器に添加しなかったことを除いて実施例１の手順に従った。８２．３ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝１３６００、Ｍｗ＝５６０００およびＭｗ／Ｍｎ＝４．１２を示した。元素分析 実測値：Ｃ，５８．６９；Ｈ，７．３２；Ｆ，１３．２８。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は４％ＴＦＥ、２４％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、４８％ＰｉｎＡｃおよび２４％ＨＡｄＡであることが分かった。
【０１０８】
（実施例２）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃテトラポリマーの合成）
３．１８ｇのＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートを３．８７ｇの４−シアノ−４−（ドデシルスルファニルチオカルボニル）スルファニルペンタン酸で置き換えたことを除いて実施例１の手順に従った。８２．１ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝６７００、Ｍｗ＝１３４００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．００を示した。元素分析 実測値：Ｃ，５８．９５；Ｈ，７．７８；Ｆ，１０．８２。
【０１０９】
（実施例３）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃテトラポリマーの合成）
Ｓ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートの量を４．７７ｇに増やし、かつ、ヴァゾ（登録商標）６７の量を４．４０ｇに増やしたことを除いて実施例１の手順に従った。８０．５ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝６２００、Ｍｗ＝１１１００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．８０を示した。元素分析 実測値：Ｃ，５９．８３；Ｈ，７，７１；Ｆ，１０．３３。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は３％ＴＦＥ、２１％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、４５％ＰｉｎＡｃおよび２７％ＨＡｄＡであることが分かった。
【０１１０】
（比較例Ｂ）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃテトラポリマーの合成）
１４．４ｇのＴＨＦをＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートの代わりに連鎖移動剤として使用したことを除いて実施例３の手順に従った。８４．２ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝７３００、Ｍｗ＝２６７００およびＭｗ／Ｍｎ＝３．６８を示した。元素分析 実測値：Ｃ，５８．４３；Ｈ，７．３５；Ｆ，１３．２６。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は５％ＴＦＥ、２５％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ならびに７１％のＰｉｎＡｃおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１１１】
（比較例Ｃ）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃテトラポリマーの合成）
２．０２ｇのドデカンチオールをＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートの代わりに連鎖移動剤として使用したことを除いて実施例３の手順に従った。８５．３ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝７３００、Ｍｗ＝４３２００、Ｍｗ／Ｍｎ＝５．９３を示した。元素分析 実測値：Ｃ，５７．６９；Ｈ，７．１８；Ｆ，１４．６８。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は４％ＴＦＥ、２５％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、４４％ＰｉｎＡｃおよび２７％ＨＡｄＡであることが分かった。
【０１１２】
実施例３ならびに比較例ＢおよびＣは、より伝統的なエーテルまたはチオール連鎖移動剤と比べてトリチオカーボネート連鎖移動剤で達成されたより良好な分子量制御（より低いＭｗ／Ｍｎ）を例示する。
【０１１３】
（実施例４）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡ、ＨＡｄＡペンタポリマーの合成）
おおよそ２７０ｍＬ容量の金属圧力容器に、５２．２ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、６．１９ｇのＰｉｎＡｃ、２．６４ｇのＭＡｄＡ、１５．９８ｇのＨＡｄＡ、４．７７ｇのＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび１５ｍＬの酢酸エチルを装入した。容器を密閉し、約−１５℃に冷却し、窒素で４００ｐｓｉに加圧し、数回ガス抜きした。ほぼ大気圧の反応器内容物を７５℃まで加熱した。ＴＦＥを１８０ｐｓｉの全圧まで加え、圧力調整器を、必要に応じてＴＦＥを加えることによって重合の間中１８０ｐｓｉに圧力を維持するようにセットした。１００ｍｌのモノマーフィード溶液を、２４．１７ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、１７．２ｇのＰｉｎＡｃ、７．３３ｇのＭＡｄＡおよび４４．４ｇのＨＡｄＡを酢酸エチル中で組み合わせることによって調製した。そのように調製した溶液を０．１０ｍＬ／分の速度で１２時間反応器中へポンプ送液した。同時に、酢酸エチルで１００ｍＬに希釈した２．３１ｇヴァゾ（登録商標）６７の溶液を２．０ｍＬ／分の速度で６分間、そして次に０．１ｍＬ／分の速度で８時間反応器中へポンプ送液した。１６時間の反応後に、容器を室温まで冷却し、１気圧にガス抜きした。回収したポリマー溶液を、７６．０ｇの白色ポリマーを得るために実施例１に記載したように処理した。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝５４００、Ｍｗ＝９３００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．７４を示した。元素分析 実測値：Ｃ，６２．９４；Ｈ，７．８３；Ｆ，８．０７。得られたポリマーの塩化メチレン溶液でのＵＶスペクトルは、ポリマー鎖にチオカーボネート末端基の存在を裏付ける、３１１ｎｍにε＝６８００の吸収バンドを示した。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は２％ＴＦＥ、１８％ＮＢ−Ｆ−ＯＨならびに８０％のＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１１４】
（実施例５）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡ、ＨＡｄＡペンタポリマーの合成）
ヴァゾ（登録商標）６７開始剤の量を１．４５ｇに減らしたことを除いて実施例４の手順に従った。７８．８ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝４４００、Ｍｗ＝７８００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．７５を示した。得られたポリマーのＴＨＦ溶液でのＵＶスペクトルは、ポリマー鎖にチオカーボネート末端基の存在を裏付ける、３１１ｎｍにε＝７０８０の吸収バンドを示した。元素分析 実測値：Ｃ，６２．５４；Ｈ，７．７４；Ｆ，８．８１。
【０１１５】
（実施例６）
（ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡ、ＨＡｄＡテトラポリマーの合成）
おおよそ２７０ｍＬ容量の金属圧力容器に、５２．２ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、６．１９ｇのＰｉｎＡｃ、２．６４ｇのＭＡｄＡ、１５．９８ｇのＨＡｄＡ、３．１８ｇのＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび１５ｍＬの酢酸エチルを装入した。容器を密閉し、約−１５℃に冷却し、窒素で４００ｐｓｉに加圧し、数回ガス抜きした。ほぼ大気圧の反応器内容物を７５℃まで加熱した。１００ｍｌのモノマーフィード溶液を、２４．１７ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、１７．２ｇのＰｉｎＡｃ、７．３３ｇのＭＡｄＡおよび４４．４ｇのＨＡｄＡを酢酸エチル中で組み合わせることによって調製した。そのように調製した溶液を０．１０ｍＬ／分の速度で１２時間反応器中へポンプ送液した。同時に、酢酸エチルで１００ｍＬに希釈した２．８９ｇヴァゾ（登録商標）６７の溶液を２．０ｍＬ／分の速度で６分間、そして次に０．１ｍＬ／分の速度で８時間反応器中へポンプ送液した。１６時間の反応後に、容器を室温まで冷却し、１気圧にガス抜きした。回収したポリマー溶液を、７４．１ｇの白色ポリマーを得るために実施例１に記載したように処理した。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝６３００、Ｍｗ＝１１５００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．８２を示した。元素分析 実測値：Ｃ，６２．６８；Ｈ，７．８４；Ｆ、８．５１。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は２１％ＮＢ−Ｆ−ＯＨならびに７９％のＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１１６】
（比較例Ｄ）
（ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡ、ＨＡｄＡテトラポリマーの合成）
何のＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートも反応器に添加しなかったことを除いて実施例６の手順に従った。８１．１ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝１４，９００、Ｍｗ＝９６，２００、およびＭｗ／Ｍｎ＝６．４６を示した。元素分析 実測値：Ｃ，６１．１１；Ｈ，７．４５；Ｆ，１３．１２。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は２８％ＮＢ−Ｆ−ＯＨならびに７２％のＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡ、およびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１１７】
（実施例７）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡペンタポリマーの合成）
おおよそ２７０ｍＬ容量の金属圧力容器に、５２．２ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、６．１９ｇのＰｉｎＡｃ、２．６４ｇのＭＡｄＡ、１５．９８ｇのＨＡｄＡ、３．１８ｇのＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび１５ｍＬの酢酸エチルを装入した。容器を密閉し、約−１５℃に冷却し、窒素で４００ｐｓｉに加圧し、数回ガス抜きした。ほぼ大気圧の反応器内容物を７５℃まで加熱した。ＴＦＥを１８０ｐｓｉの全圧まで加え、圧力調整器を、必要に応じてＴＦＥを加えることによって重合の間中１８０ｐｓｉに圧力を維持するようにセットした。１００ｍｌのモノマーフィード溶液を、２４．１７ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、１７．２ｇのＰｉｎＡｃ、７．３３ｇのＭＡｄＡおよび４４．４ｇのＨＡｄＡを酢酸エチル中で組み合わせることによって調製した。そのように調製した溶液を０．１０ｍＬ／分の速度で１２時間反応器中へポンプ送液した。同時に、酢酸エチルで１００ｍＬに希釈した２．８９ｇヴァゾ（登録商標）６７の溶液を２．０ｍＬ／分の速度で６分間、そして次に０．１ｍＬ／分の速度で８時間反応器中へポンプ送液した。１６時間の反応後に、容器を室温まで冷却し、１気圧にガス抜きした。回収したポリマー溶液を、７８．６ｇの白色ポリマーを得るために実施例１に記載したように処理した。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝６８００、Ｍｗ＝１３４００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．９７を示した。元素分析 実測値：Ｃ，６２．６６；Ｈ，７．７５；Ｆ，９．２９。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は３％ＴＦＥ、２０％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ならびに７７％のＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１１８】
（実施例８）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡペンタポリマーの合成）
おおよそ２７０ｍＬ容量の金属圧力容器に、７１．３４ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、３．１０ｇのＰｉｎＡｃ、１．９８ｇのＭＡｄＡ、５．９９ｇのＨＡｄＡ、３．１８ｇのＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートおよび１５ｍＬの酢酸エチルを装入した。容器を密閉し、約−１５℃に冷却し、窒素で４００ｐｓｉに加圧し、数回ガス抜きした。ほぼ大気圧の反応器内容物を７５℃まで加熱した。ＴＦＥを２４０ｐｓｉの全圧まで加え、圧力調整器を、必要に応じてＴＦＥを加えることによって重合の間中２４０ｐｓｉに圧力を維持するようにセットした。１００ｍｌのモノマーフィード溶液を、４１．０８ｇのＮＢ−Ｆ−ＯＨ、１５．７７ｇのＰｉｎＡｃ、１０．０８ｇのＭＡｄＡおよび３０．５３ｇのＨＡｄＡを酢酸エチル中で組み合わせることによって調製した。そのように調製した溶液を０．１０ｍＬ／分の速度で１２時間反応器中へポンプ送液した。同時に、酢酸エチルで１００ｍＬに希釈した２．８９ｇヴァゾ（登録商標）６７の溶液を２．０ｍＬ／分の速度で６分間、そして次に０．１ｍＬ／分の速度で８時間反応器中へポンプ送液した。１６時間の反応後に、容器を室温まで冷却し、１気圧にガス抜きした。回収したポリマー溶液を、５２．２ｇの白色ポリマーを得るために実施例１に記載したように処理した。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝５１００、Ｍｗ＝１０１００およびＭｗ／Ｍｎ＝１．９８を示した。元素分析 実測値：Ｃ，６１．０２；Ｈ，７．４７；Ｆ，１２．０７。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は３％ＴＦＥ、２３％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ならびに７３％のＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１１９】
（比較例Ｅ）
（ＴＦＥ、ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡペンタポリマーの合成）
何のＳ−シアノメチル−Ｓ−ドデシルトリチオカーボネートも反応器に添加しなかったことを除いて実施例８の手順に従った。６９．９ｇのポリマーが単離された。ＧＰＣ分析は、Ｍｎ＝７４００、Ｍｗ＝１８３００およびＭｗ／Ｍｎ＝２．４８を示した。元素分析 実測値：Ｃ，５７．７３；Ｈ，６．８４；Ｆ，１７．６８。その１３Ｃ ＮＭＲスペクトルから、ポリマー組成は６％ＴＦＥ、３２％ＮＢ−Ｆ−ＯＨ、ならびに６３％のＰｉｎＡｃ、ＭＡｄＡおよびＨＡｄＡの混合物であることが分かった。
【０１２０】
（実施例９）
次の溶液を調製し、一晩磁気撹拌した。
【０１２１】
【表２】
【０１２２】
ウェハーを、ＹＥＳ−３蒸気プライムオーブンを用いてＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）プライマー層を塗布することによって製造した。アーチ・ケミカル社（Ａｒｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）製の１００％ＨＭＤＳ接着促進剤を使用した。オーブンを、１５０〜３００℃で１６０秒間プライムを与えるようにプログラムした。
【０１２３】
サンプルを、ブルーアー・サイエンス社（Ｂｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｉｎｃ．）モデル−１００ＣＢ連結スピンコーター／ホットプレートを用いて４インチ直径タイプ「Ｐ」、＜１００＞配向、シリコンウェハー上にスピンコートした。コーティングを作るために、２ｍｌの上記溶液を、０．４５μｍのＰＴＦＥシリンジフィルターを通して濾過した後に溶着し、２５００ｒｐｍで６０秒間回転させ、次に１５０℃で６０秒間ベーキングした。
【０１２４】
２４８ｎｍでの画像形成を、２４８ｎｍでエネルギーの約３０％を通す２４８ｎｍ干渉フィルターを通してオリエル（ＯＲＩＥＬ）モデル−８２４２１ソーラー・シミュレーター（１０００ワット）からのブロードバンドＵＶ光を通過させることによって得られた光に被覆されたウェハーを露光することによって成し遂げた。露光時間は３０秒であり、４５ｍＪ／ｃｍ２の非減衰線量を提供した。マスクを様々なニュートラル光学密度の１８の位置で使用することによって、多種多様な露光線量を発生させた。露光後に露光されたウェハーを１５０℃で６０秒間ベーキングした。
【０１２５】
現像を、リソテックジャパン株式会社レジスト現像分析器（Ｒｅｓｉｓｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｎａｌｙｚｅｒ）（モデル７９０）で行った。ウェハーを水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液（シップレイ（Ｓｈｉｐｌｅｙ）ＬＤＤ−０２６ｗ、２．３８％ＴＭＡＨ溶液）中で６０秒間現像した。
【０１２６】
本試験はおおよそ１５．７ｍＪ／ｃｍ２のクリアリング線量でポジティブ画像を生み出した。
【０１２７】
（実施例１０）
このケースでは実施例７のＴＦＥ／ＮＢ−Ｆ−ＯＨ／ＰｉｎＡｃ／ＭＡｄＡ／ＨＡｄＡポリマーを実施例１のＴＦＥ／ＮＢ−Ｆ−ＯＨ／ＨＡｄＡ／ＰｉｎＡｃの代わりに用いたことを除いて、実施例９について記載したように溶液を調製し、一晩磁気撹拌した。
【０１２８】
ウェハーを実施例９でのように製造し、処理した。本試験は１３．５ｍＪ／ｃｍ２のクリアリング線量でポジティブ画像を生み出した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．アクリルモノマーに由来する繰り返し単位と、
ｂ．不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位と、
ｃ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコールおよび保護された酸基の群から選択される官能基と、
を含む低多分散性コポリマーであって、
該低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来することを特徴とするコポリマー。
【請求項２】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
前記アクリルモノマーがＣＨ２＝ＣＲ’ＣＯ２Ｒ’’であり、
Ｒ’はＨ、Ｆ、１〜５個の炭素原子のアルキル基、または１〜５個の炭素原子のフルオロアルキル基であり、
Ｒ’’はＣ１〜Ｃ２０非環式脂肪族基、多環式Ｃ５〜Ｃ５０アルキル基であって場合により少なくとも１つのヒドロキシ官能基を含有してもよいアルキル基、または式−Ｃ（Ｒ１）（Ｒ２）−［Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）］ｍ−Ｃ（Ｒ５）（Ｒ６）−ＯＨの官能基であり、
ｍ＝０、１、２、３、４または５であり、
Ｒ１およびＲ２は独立してＣ１〜Ｃ６アルキル、エーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ６アルキルであるか；またはＲ１およびＲ２は一緒になって３〜８員環を形成し、場合によりエーテル酸素で置換され、ただし、Ｒ１およびＲ２に結合した炭素は橋頭位にはなく、
Ｒ３およびＲ４は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、エーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ６アルキルであるか；またはＲ３およびＲ４は一緒になって３〜８員環を形成し、場合によりエーテル酸素で置換され、
Ｒ５およびＲ６は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、エーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ６アルキルであるか；またはＲ５およびＲ６は一緒になって３〜８員環を形成し、場合によりエーテル酸素で置換され、
Ｒ１およびＲ５は−［Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）］ｍ−と一緒になって４〜８員環を形成し、ただし、Ｒ１およびＲ２に結合した炭素は橋頭位にはない
ことを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項３】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
前記アクリルモノマーがＭＡｄＡ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃおよびＰｉｎＭＡｃの群から選択されることを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項４】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
不飽和多環式モノマーに由来する前記繰り返し単位がフルオロアルコール官能基または保護されたフルオロアルコール官能基を含むことを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項５】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
不飽和多環式モノマーに由来する前記繰り返し単位がフルオロアルコール官能基、−Ｘｒ（ＣＨ２）ｑＣ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＨ、または保護されたフルオロアルコール官能基、−Ｘｒ（ＣＨ２）ｑＣ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲａ
［式中、
ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるか、または一緒になって（ＣＦ２）ｎであり、
ｎは２〜１０の整数であり、
ＸはＳ、Ｏ、Ｎ、およびＰよりなる群から選択され、
ｑ＝０およびｒ＝０、またはｑ＝１およびｒ＝０もしくは１である］
を含むことを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項６】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
フルオロ−オレフィンをさらに含むことを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項７】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
前記不飽和多環式モノマーが（Ｈ）および（Ｉ）：
【化１】
（式中、
ｓは０、１または２であり、
ａおよびｂは、ｂが２である時にａが１ではなく、または逆もまた同様であることを除いて、独立して１、２または３であり、そして
Ｒ７〜Ｒ１６およびＲ１７〜Ｒ２０は同一もしくは異なるものであり、かつ、それぞれが水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、Ｃ３〜Ｃ１４第二級もしくは第三級アルキルカルボキシレート、炭化水素基または置換炭化水素基を表す）
よりなる群から選択されることを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項８】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
前記不飽和多環式モノマーが構造Ｉ：
【化２】
［式中、
ｖは０、１、または２であり、
ＡはＯ（酸素）またはＮＲ２７であり、
Ｒ２７は、Ｈ；Ｃ１〜Ｃ１０アルキルまたはアルコキシであって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキルまたはアルコキシ；Ｃ６〜Ｃ２０アリール、Ｙ、Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲ２８、Ｒ２９Ｙ、およびＯＲ２９Ｙの群から選択され、
Ｒ２８はＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
Ｒ２９は、Ｃ１〜Ｃ２０アルキレン基であって、場合よりハロゲンまたはエーテル酸素で置換されてもよく、
ＹはＣＯＺ’またはＳＯ２Ｚ’であり、
Ｚ’はＯＨ、ハロゲン、Ｒ３０またはＯＲ３０であり、
Ｒ３０は、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル基であって、場合よりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキル基；またはＣ６〜Ｃ２０アリールであり、
ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）であり、
Ｒ２１およびＲ２２は独立してＨ、ハロゲン；Ｃ１〜Ｃ１０アルキルまたはアルコキシであって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキルまたはアルコキシ；Ｃ６〜Ｃ２０アリール、Ｙ、Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲ２８、Ｒ２９Ｙ、およびＯＲ２９Ｙの群から選択され、またはＲ２１およびＲ２２は一緒になって＝Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）もしくはＣ２−Ｃ９アルキレンであって、場合によりハロゲンで置換されたもしくはエーテル酸素を組み入れたアルキレンの群から選択される］
で表されることを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項９】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
前記不飽和多環式モノマーが構造ＩＩ：
【化３】
［式中、
ｗは０、１、または２であり、
Ｒ２３、Ｒ２４およびＲ２５は独立してＨ、ハロゲン；Ｃ１〜Ｃ１０アルキルまたはアルコキシであって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されたアルキルまたはアルコキシ；Ｃ６〜Ｃ２０アリール、Ｙ、Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲ２８、Ｒ２９Ｙ、およびＯＲ２９Ｙの群から選択され、またはＲ２４およびＲ２５は一緒になって二重結合の部分であり、
Ｒ２６は水素もしくは酸に不安定な保護基であり、
Ｒ２８はＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
Ｒ２９はＣ１〜Ｃ２０アルキレン基であって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキレン基であり、
ＹはＣＯＺ’またはＳＯ２Ｚ’であり、
Ｚ’はＯＨ、ハロゲン、Ｒ３０またはＯＲ３０であり、
Ｒ３０はＣ１〜Ｃ２０アルキル基であって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキル基；またはＣ６〜Ｃ２０アリールであり、そして
ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）である］
で表されることを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項１０】
ａ．光活性成分、および
ｂ．低多分散性コポリマー、
を含むフォトレジストであって、
前記低多分散性コポリマーが、以下のｉ．、ｉｉ．およびｉｉｉ．、すなわち、
ｉ． アクリルモノマーに由来する繰り返し単位、
ｉｉ． 不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位、および
ｉｉｉ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール、および保護された酸基の群から選択される官能基、
を含む低多分散性コポリマーであり、ならびに
該低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来するコポリマーである、
ことを特徴とするフォトレジスト。
【請求項１１】
Ａ．混合物で基材を被覆する工程と、
Ｂ．該溶媒を蒸発させる工程と
を含む被覆された基材の形成方法であって、
前記混合物が、
１．低多分散性コポリマー、
２．光活性成分、および
３．溶媒
を含み、
前記低多分散性コポリマーが、
ａ．アクリルモノマーに由来する繰り返し単位、
ｂ．不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位、および
ｃ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール、および保護された酸基の群から選択される官能基を含み、ならびに
該低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来することを特徴とする基材の形成方法。
【請求項１２】
Ａ．フォトレジスト層を基材上に形成する工程と、
Ｂ．該フォトレジスト層を化学線に像様露光（ｉｍａｇｅｗｉｓｅ ｅｘｐｏｓｉｎｇ）して画像形成区域および非画像形成区域を形成する工程と、
Ｃ．画像形成区域および非画像形成区域を有する該露光されたフォトレジスト層を現像して該基材上にフォトレジスト画像を形成する工程と、
を含む基材上へのフォトレジスト画像の形成方法であって、
該フォトレジストが、
１．光活性成分、および
２．低多分散性コポリマー、
を含み、
該低多分散性コポリマーが、
ａ．アクリルモノマーに由来する繰り返し単位、
ｂ．不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位、および
ｃ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール、および保護された酸基の群から選択される官能基を含み、ならびに
該低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来すること、
を特徴とするフォトレジスト画像の形成方法。
【請求項１３】
モノマー混合物をフリーラジカル源および連鎖移動剤の存在下に重合させて、アクリルモノマーに由来する少なくとも４０モル％の繰り返し単位を有するコポリマーを製造する工程を含む、低多分散性ポリマーの製造方法であって、
前記混合物が、少なくとも１つのアクリルモノマーおよび少なくとも１つの不飽和多環式モノマーを含み、少なくとも１つのモノマーがフルオロアルコール、保護されたフルオロアルコールまたは保護された酸基を有し、
前記連鎖移動剤が０．１〜５０００の範囲の移動定数を有し、かつ、該連鎖移動剤が次の構造：
【化４】
（式中、
Ｒ＝アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、置換アルキル、置換アリール、炭素環もしくは複素環、アルキルチオ、アルコキシ、またはジアルキルアミノであり、そして
Ｚ＝Ｈ、アルキル、アリール、アラルキル、置換アルキル、置換アリール、炭素環もしくは複素環、アルキルチオ、アリールチオ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、カルボキシ、アシルオキシ、カルバモイル、シアノ、ジアルキル−もしくはジアリール−ホスホネート、またはジアルキル−もしくはジアリール−ホスフィネートである）
を有することを特徴とする低多分散性ポリマーの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法によって製造されることを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法によって製造されることを特徴とする被覆された基材。
【請求項１６】
請求項１２に記載の方法によって製造されることを特徴とする基材上のフォトレジスト画像。
【請求項１】
ａ．アクリルモノマーに由来する繰り返し単位と、
ｂ．不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位と、
ｃ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコールおよび保護された酸基の群から選択される官能基と、
を含む低多分散性コポリマーであって、
該低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来することを特徴とするコポリマー。
【請求項２】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
前記アクリルモノマーがＣＨ２＝ＣＲ’ＣＯ２Ｒ’’であり、
Ｒ’はＨ、Ｆ、１〜５個の炭素原子のアルキル基、または１〜５個の炭素原子のフルオロアルキル基であり、
Ｒ’’はＣ１〜Ｃ２０非環式脂肪族基、多環式Ｃ５〜Ｃ５０アルキル基であって場合により少なくとも１つのヒドロキシ官能基を含有してもよいアルキル基、または式−Ｃ（Ｒ１）（Ｒ２）−［Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）］ｍ−Ｃ（Ｒ５）（Ｒ６）−ＯＨの官能基であり、
ｍ＝０、１、２、３、４または５であり、
Ｒ１およびＲ２は独立してＣ１〜Ｃ６アルキル、エーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ６アルキルであるか；またはＲ１およびＲ２は一緒になって３〜８員環を形成し、場合によりエーテル酸素で置換され、ただし、Ｒ１およびＲ２に結合した炭素は橋頭位にはなく、
Ｒ３およびＲ４は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、エーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ６アルキルであるか；またはＲ３およびＲ４は一緒になって３〜８員環を形成し、場合によりエーテル酸素で置換され、
Ｒ５およびＲ６は独立してＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、エーテル酸素で置換されたＣ１〜Ｃ６アルキルであるか；またはＲ５およびＲ６は一緒になって３〜８員環を形成し、場合によりエーテル酸素で置換され、
Ｒ１およびＲ５は−［Ｃ（Ｒ３）（Ｒ４）］ｍ−と一緒になって４〜８員環を形成し、ただし、Ｒ１およびＲ２に結合した炭素は橋頭位にはない
ことを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項３】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
前記アクリルモノマーがＭＡｄＡ、ＨＡｄＡ、ＰｉｎＡｃおよびＰｉｎＭＡｃの群から選択されることを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項４】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
不飽和多環式モノマーに由来する前記繰り返し単位がフルオロアルコール官能基または保護されたフルオロアルコール官能基を含むことを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項５】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
不飽和多環式モノマーに由来する前記繰り返し単位がフルオロアルコール官能基、−Ｘｒ（ＣＨ２）ｑＣ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＨ、または保護されたフルオロアルコール官能基、−Ｘｒ（ＣＨ２）ｑＣ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲａ
［式中、
ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるか、または一緒になって（ＣＦ２）ｎであり、
ｎは２〜１０の整数であり、
ＸはＳ、Ｏ、Ｎ、およびＰよりなる群から選択され、
ｑ＝０およびｒ＝０、またはｑ＝１およびｒ＝０もしくは１である］
を含むことを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項６】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
フルオロ−オレフィンをさらに含むことを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項７】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
前記不飽和多環式モノマーが（Ｈ）および（Ｉ）：
【化１】
（式中、
ｓは０、１または２であり、
ａおよびｂは、ｂが２である時にａが１ではなく、または逆もまた同様であることを除いて、独立して１、２または３であり、そして
Ｒ７〜Ｒ１６およびＲ１７〜Ｒ２０は同一もしくは異なるものであり、かつ、それぞれが水素原子、ハロゲン原子、カルボキシル基、Ｃ３〜Ｃ１４第二級もしくは第三級アルキルカルボキシレート、炭化水素基または置換炭化水素基を表す）
よりなる群から選択されることを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項８】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
前記不飽和多環式モノマーが構造Ｉ：
【化２】
［式中、
ｖは０、１、または２であり、
ＡはＯ（酸素）またはＮＲ２７であり、
Ｒ２７は、Ｈ；Ｃ１〜Ｃ１０アルキルまたはアルコキシであって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキルまたはアルコキシ；Ｃ６〜Ｃ２０アリール、Ｙ、Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲ２８、Ｒ２９Ｙ、およびＯＲ２９Ｙの群から選択され、
Ｒ２８はＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
Ｒ２９は、Ｃ１〜Ｃ２０アルキレン基であって、場合よりハロゲンまたはエーテル酸素で置換されてもよく、
ＹはＣＯＺ’またはＳＯ２Ｚ’であり、
Ｚ’はＯＨ、ハロゲン、Ｒ３０またはＯＲ３０であり、
Ｒ３０は、Ｃ１〜Ｃ２０アルキル基であって、場合よりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキル基；またはＣ６〜Ｃ２０アリールであり、
ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）であり、
Ｒ２１およびＲ２２は独立してＨ、ハロゲン；Ｃ１〜Ｃ１０アルキルまたはアルコキシであって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキルまたはアルコキシ；Ｃ６〜Ｃ２０アリール、Ｙ、Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲ２８、Ｒ２９Ｙ、およびＯＲ２９Ｙの群から選択され、またはＲ２１およびＲ２２は一緒になって＝Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）もしくはＣ２−Ｃ９アルキレンであって、場合によりハロゲンで置換されたもしくはエーテル酸素を組み入れたアルキレンの群から選択される］
で表されることを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項９】
請求項１に記載の低多分散性コポリマーであって、
前記不飽和多環式モノマーが構造ＩＩ：
【化３】
［式中、
ｗは０、１、または２であり、
Ｒ２３、Ｒ２４およびＲ２５は独立してＨ、ハロゲン；Ｃ１〜Ｃ１０アルキルまたはアルコキシであって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されたアルキルまたはアルコキシ；Ｃ６〜Ｃ２０アリール、Ｙ、Ｃ（Ｒｆ）（Ｒｆ’）ＯＲ２８、Ｒ２９Ｙ、およびＯＲ２９Ｙの群から選択され、またはＲ２４およびＲ２５は一緒になって二重結合の部分であり、
Ｒ２６は水素もしくは酸に不安定な保護基であり、
Ｒ２８はＣ１〜Ｃ１０アルキル基であり、
Ｒ２９はＣ１〜Ｃ２０アルキレン基であって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキレン基であり、
ＹはＣＯＺ’またはＳＯ２Ｚ’であり、
Ｚ’はＯＨ、ハロゲン、Ｒ３０またはＯＲ３０であり、
Ｒ３０はＣ１〜Ｃ２０アルキル基であって、場合によりハロゲンもしくはエーテル酸素で置換されてもよいアルキル基；またはＣ６〜Ｃ２０アリールであり、そして
ＲｆおよびＲｆ’は１〜１０個の炭素原子の同一もしくは異なるフルオロアルキル基であるかまたは一緒になって（ＣＦ２）ｎ（ここで、ｎは２〜１０である）である］
で表されることを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項１０】
ａ．光活性成分、および
ｂ．低多分散性コポリマー、
を含むフォトレジストであって、
前記低多分散性コポリマーが、以下のｉ．、ｉｉ．およびｉｉｉ．、すなわち、
ｉ． アクリルモノマーに由来する繰り返し単位、
ｉｉ． 不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位、および
ｉｉｉ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール、および保護された酸基の群から選択される官能基、
を含む低多分散性コポリマーであり、ならびに
該低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来するコポリマーである、
ことを特徴とするフォトレジスト。
【請求項１１】
Ａ．混合物で基材を被覆する工程と、
Ｂ．該溶媒を蒸発させる工程と
を含む被覆された基材の形成方法であって、
前記混合物が、
１．低多分散性コポリマー、
２．光活性成分、および
３．溶媒
を含み、
前記低多分散性コポリマーが、
ａ．アクリルモノマーに由来する繰り返し単位、
ｂ．不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位、および
ｃ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール、および保護された酸基の群から選択される官能基を含み、ならびに
該低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来することを特徴とする基材の形成方法。
【請求項１２】
Ａ．フォトレジスト層を基材上に形成する工程と、
Ｂ．該フォトレジスト層を化学線に像様露光（ｉｍａｇｅｗｉｓｅ ｅｘｐｏｓｉｎｇ）して画像形成区域および非画像形成区域を形成する工程と、
Ｃ．画像形成区域および非画像形成区域を有する該露光されたフォトレジスト層を現像して該基材上にフォトレジスト画像を形成する工程と、
を含む基材上へのフォトレジスト画像の形成方法であって、
該フォトレジストが、
１．光活性成分、および
２．低多分散性コポリマー、
を含み、
該低多分散性コポリマーが、
ａ．アクリルモノマーに由来する繰り返し単位、
ｂ．不飽和多環式モノマーに由来する繰り返し単位、および
ｃ．フルオロアルコール、保護されたフルオロアルコール、および保護された酸基の群から選択される官能基を含み、ならびに
該低多分散性コポリマーの繰り返し単位の少なくとも４０モル％がアクリルモノマーに由来すること、
を特徴とするフォトレジスト画像の形成方法。
【請求項１３】
モノマー混合物をフリーラジカル源および連鎖移動剤の存在下に重合させて、アクリルモノマーに由来する少なくとも４０モル％の繰り返し単位を有するコポリマーを製造する工程を含む、低多分散性ポリマーの製造方法であって、
前記混合物が、少なくとも１つのアクリルモノマーおよび少なくとも１つの不飽和多環式モノマーを含み、少なくとも１つのモノマーがフルオロアルコール、保護されたフルオロアルコールまたは保護された酸基を有し、
前記連鎖移動剤が０．１〜５０００の範囲の移動定数を有し、かつ、該連鎖移動剤が次の構造：
【化４】
（式中、
Ｒ＝アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、置換アルキル、置換アリール、炭素環もしくは複素環、アルキルチオ、アルコキシ、またはジアルキルアミノであり、そして
Ｚ＝Ｈ、アルキル、アリール、アラルキル、置換アルキル、置換アリール、炭素環もしくは複素環、アルキルチオ、アリールチオ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、カルボキシ、アシルオキシ、カルバモイル、シアノ、ジアルキル−もしくはジアリール−ホスホネート、またはジアルキル−もしくはジアリール−ホスフィネートである）
を有することを特徴とする低多分散性ポリマーの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法によって製造されることを特徴とする低多分散性コポリマー。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法によって製造されることを特徴とする被覆された基材。
【請求項１６】
請求項１２に記載の方法によって製造されることを特徴とする基材上のフォトレジスト画像。
【公表番号】特表２００７−５０６８４６（Ｐ２００７−５０６８４６Ａ）
【公表日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２８１６６（Ｐ２００６−５２８１６６）
【出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３１２４７
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３１４６２
【国際公開日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３１２４７
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３１４６２
【国際公開日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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