JP2001142217A - Photosensitive base material, resist pattern forming method using same and positive resist composition - Google Patents

Photosensitive base material, resist pattern forming method using same and positive resist composition

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JP2001142217A
JP2001142217A JP2000263211A JP2000263211A JP2001142217A JP 2001142217 A JP2001142217 A JP 2001142217A JP 2000263211 A JP2000263211 A JP 2000263211A JP 2000263211 A JP2000263211 A JP 2000263211A JP 2001142217 A JP2001142217 A JP 2001142217A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost photosensitive base material particularly for KrF laser light or for light having a shorter wavelength than F2 laser light excellent in the shape of a resist pattern and dry etching resistance, having high resolution and excellent also in SEM resistance, a resist pattern forming method using the base material and a positive resist composition. SOLUTION: A resist layer is disposed on a substrate in 500-5,800 Å thickness to obtain the objective photosensitive base material. A composition for the resist layer contains (A) a compound which generates an acid when irradiated, (B) an alkali-soluble novolak resin and (C) a compound having at least one acid dissociable dissolution inhibiting group which is dissociated by the action of the acid generated from the component A to generate an organic carboxylic acid. The photosensitive base material is successively subjected to selective exposure with KrF excimer laser light or light having a shorter wavelength than or F2 laser light, post-exposure heating and alkali development to obtain the objective resist pattern.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、感光性基材、それ
を用いたレジストパターンの形成方法およびポジ型レジ
スト組成物に関するものである。
The present invention relates to a photosensitive substrate, a method for forming a resist pattern using the same, and a positive resist composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子の集積度はますます高
まり、既にデザインルール0.20μmのLSIの量産
は開始され、1999年末にはデザインルール0.18
μmのLSIの量産が始まろうとしている。他方、これ
まで化学増幅型のレジストとしては、多数の提案がなさ
れてはいるが、今日の化学増幅型ポジレジストは、特公
平2−27660号公報に提案されているように、Kr
Fレーザー光に対する透明性の高いポリヒドロキシスチ
レンの水酸基をt−boc(tert−ブトキシカルボ
ニルオキシ)基のような酸解離性のアルカリ溶解抑制基
により置換した基材樹脂と酸発生剤を主成分とした2成
分系のレジストが根幹となっている。該公報に提案され
たレジストにおけるレジストパターン形成の原理の概要
は、次のとおりである。基材樹脂はt−boc基を有し
ていることにより、そのアルカリ溶解性がt−boc基
を有さないポリヒドロキシスチレンに比べ低くなってい
る。そして、そのような樹脂を酸発生剤と混合し、選択
的に露光すると露光部では酸発生剤から発生した酸の作
用によりt−boc基が解離し、ポリヒドロキシスチレ
ンが生成し、アルカリ可溶性となる。その際の、基材樹
脂のアルカリ溶解性は、露光によりt−boc基が解離
してポリヒドロキシスチレンが本来有するアルカリ溶解
性を取り戻すというもので、それ以上のアルカリ溶解性
は得られない。
2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of semiconductor devices has been further increased, and mass production of LSIs having a design rule of 0.20 μm has already begun.
Mass production of μm LSIs is about to begin. On the other hand, although a large number of proposals have been made so far for chemically amplified resists, today's chemically amplified positive resists are, as proposed in JP-B-2-27660, Kr.
A base resin in which a hydroxyl group of polyhydroxystyrene having high transparency to F laser light is replaced by an acid dissociable alkali dissolution inhibiting group such as a t-boc (tert-butoxycarbonyloxy) group and an acid generator as main components. The two-component resist is the basis. The outline of the principle of forming a resist pattern on a resist proposed in this publication is as follows. Since the base resin has a t-boc group, its alkali solubility is lower than that of polyhydroxystyrene having no t-boc group. Then, when such a resin is mixed with an acid generator and selectively exposed, the t-boc group is dissociated in the exposed portion by the action of the acid generated from the acid generator, polyhydroxystyrene is generated, and alkali-soluble. Become. At this time, the alkali solubility of the base resin is such that the t-boc group is dissociated by exposure and the alkali solubility inherent in polyhydroxystyrene is restored, and no further alkali solubility can be obtained.

【0003】これに対し、(1)特開平4−28704
4号公報、(2)特開平5−40342号公報、(3)
特開平5−313372号公報、および(4)特開平6
−130670号公報には、基材樹脂成分に(α)ノボ
ラック樹脂を用い、これに(β)酸発生剤と(γ)酸の
作用により酸解離性溶解抑制基が解離し有機カルボン酸
を発生し得る化合物(カルボキシル基を酸解離性溶解抑
制基で置換した化合物)とを配合した3成分系の化学増
幅型レジスト組成物が提案されている。このような3成
分系レジストにおいては、特に(2)と(3)の公報に
詳細に説明されているが、露光により生じた酸の作用に
より(γ)成分からカルボン酸が生成し、このカルボン
酸の存在により、(α)成分の本来有するアルカリ溶解
性以上のアルカリ溶解性が得られる。従って、露光部と
未露光部コントラストに優れるという効果を有してい
る。しかしながら、ノボラック樹脂が有するKrFレー
ザーに対する透明性の低さから、従来の0.20μm迄
のレジストパターンサイズが必要な半導体素子の製造に
は、レジストパターン形状や解像性が不十分であり、実
用に供し得なかった。また、デザインルール0.15μ
m以下の半導体素子製造のために、次世代、次次世代の
レジスト材料として、F2レーザー(157nm)やE
UV(真空紫外線13nm)用のレジスト材料の開発が
急務となっている。このようなレジスト材料は短波長化
により光のエネルギーが増大するため、耐ドライエッチ
ング性およびSEM耐性を向上させる必要がある。な
お、SEM耐性とは、形成されたレジストパターンを走
査型電子顕微鏡(SEM)により観察する必要がある
が、このような顕微鏡の観察時に形成されたレジストパ
ターンが顕微鏡に用いられている電子線の影響を受け劣
化してしまうと言う問題である。しかしながら、これま
でF2レーザー以下の短波長光用のレジスト材料が幾つ
か提案されているが、これらの問題が十分解決されては
いない。また、64メガDRAMなどの半導体素子の急
激な値下がりにより、如何に安価なレジストを提供でき
るかが、半導体産業において、以前にも増して重要にな
ってきている。
On the other hand, (1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-28704
No. 4, JP-A-5-40342, (3)
JP-A-5-313372, and (4) JP-A-6-313
In JP-A-130670, (α) novolak resin is used as a base resin component, and an acid dissociable, dissolution inhibiting group is dissociated by the action of a (β) acid generator and (γ) acid to generate an organic carboxylic acid. There has been proposed a three-component chemically amplified resist composition containing a compound capable of being substituted (a compound having a carboxyl group substituted with an acid dissociable, dissolution inhibiting group). Such three-component resists are described in detail in the gazettes (2) and (3) in particular. However, a carboxylic acid is generated from the (γ) component by the action of an acid generated by exposure, Due to the presence of the acid, alkali solubility higher than the inherent alkali solubility of the component (α) can be obtained. Therefore, there is an effect that the contrast between the exposed portion and the unexposed portion is excellent. However, due to the low transparency of the novolak resin with respect to the KrF laser, the resist pattern shape and resolution are insufficient for the conventional production of semiconductor devices requiring a resist pattern size of up to 0.20 μm. Could not be used. Also, the design rule 0.15μ
m and below, as a next-generation and next-generation resist material, F 2 laser (157 nm) and E
There is an urgent need to develop a resist material for UV (vacuum ultraviolet 13 nm). Since light energy of such a resist material is increased by shortening the wavelength, it is necessary to improve dry etching resistance and SEM resistance. The SEM resistance means that the formed resist pattern needs to be observed with a scanning electron microscope (SEM), and the resist pattern formed at the time of observation with such a microscope uses the electron beam used for the microscope. It is a problem that it is affected and deteriorates. However, although some resist materials for short wavelength light below the F 2 laser have been proposed, these problems have not been sufficiently solved. In addition, it has become more important in the semiconductor industry than ever before to provide an inexpensive resist due to a sharp drop in the price of a semiconductor device such as a 64 mega DRAM.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明におい
ては、安価で、レジストパターン形状および耐ドライエ
ッチング性に優れ、かつ高解像性である、とくにKrF
レーザー用の感光性基材、それを用いたレジストパター
ンの形成方法およびポジ型レジスト組成物の提供を目的
とする。また、本発明の他の目的は、上記問題点、すな
わち耐ドライエッチング性およびSEM耐性の向上した
2レーザー以下の短波長光用の感光性基材、それを用
いたレジストパターン形成方法およびポジ型レジスト組
成物の提供である。
Accordingly, in the present invention, KrF, which is inexpensive, has excellent resist pattern shape and dry etching resistance, and has high resolution,
It is an object of the present invention to provide a photosensitive substrate for laser, a method for forming a resist pattern using the same, and a positive resist composition. Another object of the present invention, the above problems, i.e. dry etching resistance and SEM resistance improved F 2 laser following short wavelength photosensitive substrate for the resist pattern forming method and the positive using the same The present invention provides a resist composition.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記した
(1)〜(4)の先行技術に記載された化学増幅型ポジ
型レジストの利点である露光部と未露光部のコントラス
トに優れることとノボラック樹脂がポリヒドロキシスチ
レンに比べ非常に安価であることに着目し、このような
3成分系レジストを500〜5800Åという極めて薄
い薄膜レジストプロセスに採用することにより、前記課
題を解決できることを見出し、本発明を完成することが
できた。なお、前記した(1)〜(4)の先行技術は、
本発明のような極めて薄い薄膜レジストプロセスについ
て何ら記載または示唆していない。
Means for Solving the Problems The present inventors have found that the contrast between an exposed portion and an unexposed portion, which is an advantage of the chemically amplified positive resist described in the prior arts (1) to (4) above, is improved. Focusing on the superiority and the fact that novolak resins are very inexpensive compared to polyhydroxystyrene, the above problem can be solved by adopting such a three-component resist in an extremely thin thin film resist process of 500 to 5800 °. As a result, the present invention has been completed. The prior arts (1) to (4) described above include:
There is no mention or suggestion of a very thin film resist process as in the present invention.

【0006】すなわち本発明は、基板上にレジスト層を
500〜5800Åの厚さに設けた感光性基材であっ
て、該レジスト層を形成するレジスト組成物が、(A)
放射線の照射により酸を発生する化合物、(B)アルカ
リ可溶性ノボラック樹脂および(C)少なくとも一つの
酸解離性溶解抑制基を有し(A)成分から発生した酸の
作用により該溶解抑制基が解離し有機カルボン酸を発生
し得る化合物を含んでなるポジ型レジスト組成物である
ことを特徴とする感光性基材、該感光性基材に対し、K
rFエキシマレーザーまたはF2レーザー以下の短波長
光による選択的露光、露光後加熱およびアルカリ現像を
順次施すことを特徴とするレジストパターンの形成方
法、および上記レジスト組成物を提供するものである。
That is, the present invention is a photosensitive substrate having a resist layer provided on a substrate to a thickness of 500 to 5800 °, wherein the resist composition for forming the resist layer comprises (A)
A compound which generates an acid upon irradiation with radiation, (B) an alkali-soluble novolak resin, and (C) at least one acid-dissociable, dissolution-inhibiting group, which dissociates by the action of an acid generated from the component (A). A photosensitive resist composition comprising a compound capable of generating an organic carboxylic acid;
rF excimer laser or F 2 selective exposure by laser following short-wavelength light, a method for forming a resist pattern, characterized by sequentially applying a post-exposure heating, and alkali development, and is intended to provide the resist composition.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明の感光性基材は、基板上にレジスト層を5
00〜5800Åの厚さに設けたものであって、このよ
うに極薄いレジスト層を設けたことに特徴を有してい
る。この特徴により、KrFレーザーまたはF2レーザ
ー以下の短波長光の選択的露光に対し、露光効率が最大
に発揮されるようになり、KrF光を用いて0.40μ
m以下、とくに0.20μm以下のレジストパターンサ
イズが、またF2レーザー以下を用いて0.15μm以
下のレジストパターンサイズが必要な半導体素子の製造
においても、レジストパターン形状や解像性が著しく改
善される。さらに安価なノボラック樹脂を用いることに
より、大幅なコスト削減が可能であるとともに、500
〜5800Åという薄膜のレジスト層であっても耐ドラ
イエッチング性に優れ、半導体素子製造に好適に用いる
ことができる。前記レジスト層を形成するレジスト組成
物は、(A)放射線の照射により酸を発生する化合物、
(B)アルカリ可溶性ノボラック樹脂および(C)少な
くとも一つの酸解離性溶解抑制基を有し(A)成分から
発生した酸の作用により該溶解抑制基が解離し有機カル
ボン酸を発生し得る化合物を含んでいるポジ型レジスト
組成物であれば、その構成材料はとくに制限されない
が、以下、本発明において好適なポジ型レジスト組成物
について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The photosensitive substrate of the present invention comprises a resist layer 5 on a substrate.
It is provided with a thickness of 00 to 5800 °, and is characterized by providing such an extremely thin resist layer. Due to this feature, the exposure efficiency is maximized for the selective exposure with short wavelength light of KrF laser or F 2 laser or less, and 0.40 μm using KrF light.
Significantly improved resist pattern shape and resolution in the manufacture of semiconductor devices that require resist pattern sizes of 0.2 m or less, especially 0.20 μm or less, and 0.15 μm or less using F 2 laser or less. Is done. By using a more inexpensive novolak resin, it is possible to significantly reduce costs,
Even a thin resist layer having a thickness of up to 5800 ° has excellent dry etching resistance and can be suitably used for manufacturing semiconductor devices. The resist composition for forming the resist layer includes: (A) a compound which generates an acid upon irradiation with radiation;
(B) an alkali-soluble novolak resin and (C) a compound having at least one acid dissociable, dissolution inhibiting group and capable of generating an organic carboxylic acid by dissociation of the dissolution inhibiting group by the action of an acid generated from the component (A). The constituent material is not particularly limited as long as it is a positive resist composition containing it, but a positive resist composition suitable in the present invention will be described below.

【0008】(A)成分は、放射線の照射により酸を発
生する化合物、いわゆる酸発生剤である。酸発生剤は、
これまでヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウ
ム塩、オキシムスルホネート類、ビスアルキルまたはビ
スアリールスルホニルジアゾメタン類、ニトロベンジル
スルホネート類、イミノスルホネート類、ジスルホン類
など多種のものが知られているので、このような公知の
酸発生剤から特に限定せずに用いることができる。特に
本発明においては、下記で説明する(C)成分を良好に
酸で解離させるために、発生する酸の強度が強いフッ素
化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム
塩が好ましい。このようなオニウム塩としては、そのカ
チオンとしてはメチル基、エチル基、プロピル、n−ブ
チル基、tert−ブチルのような低級アルキル基また
はメトキシ基、エトキシ基のような低級アルコキシ基で
置換されていてもよいし、置換されなくてもよいジフェ
ニルヨードニウムまたはトリフェニルスルホニウム、ジ
低級アルキルモノフェニルスルホニウム、低級アルキル
シクロヘキシル2−オキソシクロヘキシルスルホニウム
などが挙げられる。アニオンはアルキル基の水素原子の
一部または全部がフッ素化されたフルオロアルキルスル
ホン酸イオンである。炭素数が長くなるほど、またフッ
素化率(アルキル基中のフッ素原子の割合)が小さくな
るほどスルホン酸としての強度が落ちることから、炭素
数1〜10のアルキル基の水素原子の全部がフッ素化さ
れたフッ素化アルキルスルホン酸が好ましい。このよう
なオニウム塩は、次の一般式(III)、(IV)、(V)
および(VI)で表される。
[0008] The component (A) is a compound that generates an acid upon irradiation with radiation, a so-called acid generator. The acid generator is
Various types of onium salts such as iodonium salts and sulfonium salts, oxime sulfonates, bisalkyl or bisarylsulfonyldiazomethanes, nitrobenzyl sulfonates, iminosulfonates, disulfones and the like are known. Known acid generators can be used without particular limitation. In particular, in the present invention, in order to favorably dissociate the component (C) described below with an acid, an onium salt having a strong fluorinated alkyl sulfonate ion as an anion is preferable, since the generated acid has a high strength. As such an onium salt, the cation is substituted with a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl, an n-butyl group or a tert-butyl, or a lower alkoxy group such as a methoxy group or an ethoxy group. And diphenyliodonium or triphenylsulfonium which may be unsubstituted, di-lower alkylmonophenylsulfonium, lower alkylcyclohexyl 2-oxocyclohexylsulfonium and the like. The anion is a fluoroalkyl sulfonate ion in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are fluorinated. As the number of carbon atoms increases and the fluorination rate (the ratio of fluorine atoms in the alkyl group) decreases, the strength of the sulfonic acid decreases. Therefore, all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms are fluorinated. Preferred are fluorinated alkyl sulfonic acids. Such onium salts are represented by the following general formulas (III), (IV) and (V)
And (VI).

【0009】[0009]

【化5】 Embedded image

【0010】[0010]

【化6】 Embedded image

【0011】[0011]

【化7】 Embedded image

【0012】[0012]

【化8】 Embedded image

【0013】(式中、R5、R6、R7、R8およびR9
それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜4のアルキル
基、炭素数1〜2のアルコキシ基であり、R10は炭素数
1〜4のアルキル基であり、X-はフルオロアルキルス
ルホン酸イオンである。)具体的には、 ・ジフェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホ
ネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、 ・ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム
のトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロ
ブタンスルホネート、 ・トリフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスル
ホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、 ・トリ(4−メチルフェニル)スルホニウムのトリフル
オロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスル
ホネート、 ・トリ(4−メトキシフェニル)スルホニウムのトリフ
ルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンス
ルホネート、 ・ジメチルフェニルスルホニウムのトリフルオロメタン
スルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート ・メチルシクロヘキシル2−オキソシクロヘキシルスル
ホニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナ
フルオロブタンスルホネート 等が挙げられる。これらのうち一般式(III)と(IV)
で表されるヨードニウムまたはスルホニウムメタンスル
ホネートまたはノナフルオロブタンスルホネートが好ま
しい。これらは1種または2種以上同時に用いてもよ
い。(A)成分の配合量は(B)成分100重量部に対
し0.5〜20重量部、好ましくは5〜15重量部であ
る。この範囲を逸脱すると、像形成が不十分となるし、
また均一なレジスト溶液が形成されにくい。
(Wherein R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms, 10 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and X - is a fluoroalkylsulfonate ion.) Specifically, trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate of diphenyliodonium, bis (4-tert- Butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, tri (4-methylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate, tri 4-methoxyphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate; dimethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate; methylcyclohexyl 2-oxocyclohexylsulfonium trifluoromethanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate; . Of these, general formulas (III) and (IV)
And iodonium or sulfonium methanesulfonate or nonafluorobutanesulfonate are preferred. These may be used alone or in combination of two or more. The amount of component (A) is 0.5 to 20 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight, per 100 parts by weight of component (B). Deviating from this range results in insufficient image formation,
Further, it is difficult to form a uniform resist solution.

【0014】(B)成分は、アルカリ可溶性ノボラック
樹脂である。従来の技術において説明したように、この
ようなノボラック樹脂を基材樹脂成分に用いることによ
り、下記で説明する(C)成分から生成するカルボン酸
との相互作用により、ノボラック樹脂の本来有するアル
カリ溶解性より一段と向上したアルカリ溶解性が得ら
れ、それにより露光部と未露光部のコントラストに優
れ、500〜5800Åの極めて薄い薄膜レジストプロ
セスで高解像性が達成され好ましい。また、このような
極めて薄い薄膜レジストプロセスであるからこそ、ノボ
ラック樹脂のKrFエキシマレーザーまたはF2レーザ
ー以下の短波長光による低い透明性も解像性に大きな支
障を与えない。さらには、ノボラック樹脂の有する3次
元網目構造により、ポリヒドロキシスチレンより耐ドラ
イエッチング性およびSEM耐性に優れ、これもまた薄
膜レジストプロセスに好適である。
The component (B) is an alkali-soluble novolak resin. As described in the prior art, by using such a novolak resin as the base resin component, the alkali dissolution of the novolak resin inherently possesses by the interaction with the carboxylic acid generated from the component (C) described below. The alkali solubility is further improved than the solubility, and thereby, the contrast between the exposed and unexposed portions is excellent, and high resolution is achieved by an extremely thin thin film resist process of 500 to 5800 °. Moreover, precisely because it is such a very thin film resist process, also it does not significantly interfere with the resolution low transparency of the novolak resin by a KrF excimer laser or F 2 laser following short-wavelength light. Furthermore, due to the three-dimensional network structure of the novolak resin, it has better dry etching resistance and SEM resistance than polyhydroxystyrene, and is also suitable for a thin film resist process.

【0015】このようなアルカリ可溶性ノボラック樹脂
は、これまでナフトキノンジアジドスルホン酸エステル
とノボラック樹脂を含有してなる非化学増幅型のポジレ
ジストにおいて慣用されているものや上記した先行技術
中に記載されたものから、特に制限されずに用いること
ができる。より具体的には、フェノール類とアルデヒド
類とを酸性触媒存在下、縮合して得られるノボラック樹
脂を挙げることができる。フェノール類としては、フェ
ノール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−クレゾ
ール等のクレゾール類、2,3−キシレノール、2,5
−キシレノール、3,5−キシレノール、3,4−キシ
レノール類等のキシレノール類、2,3,5−トリメチ
ルフェノール、2,3,5−トリエチルフェノール等の
アルキルフェノール類を挙げることができる。これらの
フェノール類は、1種または2種以上を同時に用いても
よい。これらのフェノール類の中では、特にm−クレゾ
ール、p−クレゾール、3,5−キシレノール、2,
3,5−トリメチルフェノールが好ましいい。アルデヒ
ド類としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒ
ド、トリオキサン、ホルマリン等が挙げられる。これら
のフェノール類とアルデヒド類との縮合生成物は、酸性
触媒の存在下公知の方法で製造することができる。その
際の酸性触媒としては、塩酸、硫酸、蟻酸、酢酸、シュ
ウ酸、パラトルエンスルホン酸等を使用することができ
る。本発明に好適なアルカリ可溶性ノボラック樹脂の重
量平均分子量は、3000〜25000、好ましくは、
5000〜20000の範囲内であることが好ましい。
ここでいう重量平均分子量は、ゲルパーミエーションク
ロマトグラフィー法によるポリスチレン換算値である。
特に、薄膜レジストプロセスで高解像性、良好なレジス
トパターン形状を安価に得るためは、m−クレゾールの
みから酸性触媒存在下縮合して形成される重量平均分子
量5000〜10000のm−クレゾールノボラック樹
脂、m−クレゾール20〜80モル%とp−クレゾール
20〜80モル%の混合クレゾールを酸性触媒存在下縮
合して形成される重量平均分子量5000〜20000
のクレゾールノボラック樹脂が好ましい。
Such alkali-soluble novolak resins are those commonly used in non-chemically amplified positive resists containing a naphthoquinonediazidesulfonic acid ester and a novolak resin, and those described in the above-mentioned prior art. From these, it can be used without particular limitation. More specifically, a novolak resin obtained by condensing a phenol and an aldehyde in the presence of an acidic catalyst can be mentioned. Examples of phenols include cresols such as phenol, m-cresol, p-cresol, and o-cresol; 2,3-xylenol;
Xylenols such as -xylenol, 3,5-xylenol and 3,4-xylenol; and alkylphenols such as 2,3,5-trimethylphenol and 2,3,5-triethylphenol. One or more of these phenols may be used simultaneously. Among these phenols, m-cresol, p-cresol, 3,5-xylenol, 2,
3,5-trimethylphenol is preferred. Aldehydes include formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, formalin and the like. These condensation products of phenols and aldehydes can be produced by a known method in the presence of an acidic catalyst. Hydrochloric acid, sulfuric acid, formic acid, acetic acid, oxalic acid, p-toluenesulfonic acid and the like can be used as the acidic catalyst at that time. The weight average molecular weight of the alkali-soluble novolak resin suitable for the present invention is 3,000 to 25,000, preferably,
It is preferable to be in the range of 5,000 to 20,000.
Here, the weight average molecular weight is a value in terms of polystyrene determined by a gel permeation chromatography method.
In particular, in order to obtain a high-resolution, good resist pattern shape at low cost in a thin-film resist process, m-cresol novolak resin having a weight average molecular weight of 5,000 to 10,000 formed by condensation from only m-cresol in the presence of an acidic catalyst , A weight-average molecular weight of 5,000 to 20,000 formed by condensing a mixed cresol of m-cresol 20 to 80 mol% and p-cresol 20 to 80 mol% in the presence of an acidic catalyst.
Is preferred.

【0016】(C)成分は、少なくとも一つの酸解離性
溶解抑制基を有し(A)成分から発生した酸の作用によ
り該溶解抑制基が解離し有機カルボン酸を発生し得る化
合物である。このような化合物は、上記(1)〜(4)
の先行技術や特開平6−287163号公報、特開平7
−285918号公報、特開平8−193052号公
報、特開平8−193054号、特開平8−19305
5号公報、特開平8−245515号公報および特開平
9−77720号公報などこれまで多数提案されてお
り、これらを使用することについては特に限定されるも
のではない。酸解離性溶解抑制基はこれまで化学増幅型
のポジレジストにおいて知られているものから任意に選
択できるが、フェノール性水酸基を酸解離性溶解抑制基
で保護する場合と、カルボキシル基を酸解離性溶解抑制
基で保護する場合と2つに分けられる。具体的には、こ
のような酸解離性溶解抑制基としては、tert−ブチ
ルオキシカルボニル基、tert−アミルオキシカルボ
ニル基のような第3級アルキルオキシカルボニル基;t
ert−ブチルオキシカルボニルメチル基、tert−
ブチルオキシカルボニルエチル基のような第3級アルキ
ルオキシカルボニルアルキル基;tert−ブチル基、
tert−アミル基などの第3級アルキル基;テトラヒ
ドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基などの環状エ
ーテル基;エトキシエチル基、メトキシプロピル基など
のアルコキシアルキル基;1−メチルシクロヘキシル
基、1−エチルシクロアルキル基などの1−低級アルキ
ルモノシクロアルキル基、1−メチルアダマンチル基、
1−エチルアダマンチル基などの1−低級アルキルポリ
シクロアルキル基などの1−アルキルシクロアルキル基
が好ましいものとして挙げられる。中でも、tert―
ブチルオキシカルボニル基、tert―ブチルオキシカ
ルボニルメチル基、tert−ブチル基、テトラヒドロ
ピラニル基、エトキシエチル基、1−メチルシクロヘキ
シル基および1−エチルシクロヘキシル基が好ましい。
フェノール性水酸基の酸解離性溶解抑制基としては、上
記した酸解離性溶解抑制基のうち、1−アルキルシクロ
アルキル基を除いたものが挙げられる。カルボキシル基
の酸解離性溶解抑制基としては、上記した酸解離性溶解
抑制基の内第3級アルキルオキシカルボニル基を除いた
ものが挙げられる。但し、(C)成分は、(A)成分か
ら発生した酸の作用により該溶解抑制基が解離し有機カ
ルボン酸を発生し得ることが必要であるから、カルボキ
シル基を持たないフェノール性化合物からそのフェノー
ル性水酸基を上記溶解抑制基で保護して(C)成分とす
る場合、フェノール性水酸基の少なくとも一つは第3級
アルキルオキシカルボニルアルキル基のようなカルボン
酸発生基を用いること必要である。また、少なくとも一
つのカルボキシル基を有する化合物からそのカルボキシ
ル基を上記溶解抑制基で保護して(C)成分とする場
合、上記溶解抑制基から任意に選択可能である。
The component (C) is a compound having at least one acid dissociable, dissolution inhibiting group and capable of dissociating the dissolution inhibiting group by the action of an acid generated from the component (A) to generate an organic carboxylic acid. Such compounds are described in the above (1) to (4)
Prior art, JP-A-6-287163, JP-A-6-287163
-285918, JP-A-8-193052, JP-A-8-193054, JP-A-8-19305
No. 5, JP-A-8-245515 and JP-A-9-77720 have been proposed so far, and their use is not particularly limited. The acid-dissociable, dissolution-inhibiting group can be arbitrarily selected from those known so far in chemically amplified positive resists. It is divided into two cases: protection with a dissolution-inhibiting group and two cases. Specifically, such an acid dissociable, dissolution inhibiting group includes a tertiary alkyloxycarbonyl group such as a tert-butyloxycarbonyl group and a tert-amyloxycarbonyl group;
tert-butyloxycarbonylmethyl group, tert-
Tertiary alkyloxycarbonylalkyl groups such as butyloxycarbonylethyl; tert-butyl,
tertiary alkyl groups such as tert-amyl group; cyclic ether groups such as tetrahydropyranyl group and tetrahydrofuranyl group; alkoxyalkyl groups such as ethoxyethyl group and methoxypropyl group; 1-methylcyclohexyl group and 1-ethylcycloalkyl A 1-lower alkylmonocycloalkyl group such as a group, a 1-methyladamantyl group,
Preferred are 1-alkylcycloalkyl groups such as 1-lower alkylpolycycloalkyl groups such as 1-ethyladamantyl group. Among them, tert-
A butyloxycarbonyl group, a tert-butyloxycarbonylmethyl group, a tert-butyl group, a tetrahydropyranyl group, an ethoxyethyl group, a 1-methylcyclohexyl group and a 1-ethylcyclohexyl group are preferred.
Examples of the acid dissociable, dissolution inhibiting group for the phenolic hydroxyl group include the above-described acid dissociable, dissolution inhibiting groups other than the 1-alkylcycloalkyl group. Examples of the acid dissociable, dissolution inhibiting group for a carboxyl group include the above-described acid dissociable, dissolution inhibiting groups other than the tertiary alkyloxycarbonyl group. However, the component (C) needs to be capable of generating an organic carboxylic acid by dissociation of the dissolution inhibiting group by the action of an acid generated from the component (A). When the phenolic hydroxyl group is protected with the above-mentioned dissolution inhibiting group to obtain the component (C), at least one of the phenolic hydroxyl groups needs to use a carboxylic acid-generating group such as a tertiary alkyloxycarbonylalkyl group. When the carboxyl group is protected from the compound having at least one carboxyl group by the dissolution inhibiting group to obtain the component (C), the compound can be arbitrarily selected from the dissolution inhibiting groups.

【0017】より好ましい(C)成分は薄膜レジストプ
ロセスで高解像性、良好なレジストパターン形状を安価
に得られることから、(c−1)重量平均分子量が10
0〜1500の化合物、あるいは(c−2)酸解離性溶
解抑制基を有する(メタ)アクリル酸誘導体単位を少な
くとも2モル%以上有する重合体であって、かつその重
量平均分子量が2000〜20000の範囲の重合体が
挙げられる。
The more preferred component (C) is that the (c-1) weight average molecular weight is 10 since high resolution and a good resist pattern shape can be obtained at low cost by a thin film resist process.
0 to 1500, or (c-2) a polymer having at least 2 mol% or more of (meth) acrylic acid derivative units having an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and having a weight average molecular weight of 2,000 to 20,000. A range of polymers are included.

【0018】(c−1)成分としては、好ましいものと
して、少なくとも一つの酸解離性溶解抑制基を有するコ
ール酸、デオキシコール酸、ウルソコール酸およびリト
コール酸などの胆汁酸エステルまたは置換または未置換
のベンゼン核を1〜6個有しかつ少なくとも一つの酸解
離性溶解抑制基を有し(A)成分から発生した酸の作用
により該溶解抑制基が解離し有機カルボン酸を発生し得
る化合物が挙げられる。前者の胆汁酸エステルはとくに
2レーザー用の感光性基材、レジストパターンの形成
方法およびポジ型レジスト組成物に好適である。後者の
(c−1)成分は、次の(i)、(ii)および(iii)に分ける
ことができる。 (i)ビスフェノールA、トリスフェノール類のようなフ
ェノール性化合物とブロモ酢酸tert−ブチルアセテ
ートのようなハロゲン化脂肪酸の第3級アルキルエステ
ルとをアルカリ触媒存在下脱ハロゲン化水素反応させる
ことにより、フェノール性水酸基の水素原子を第3級ア
ルキルオキシカルボニルアルキル基で置換した化合物。
なお、水酸基を複数個有する場合、第3級アルキルオキ
シカルボニルアルキル基以外の他の酸解離性溶解抑制基
で置換されていてもよい。 (ii)ビフェニルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン
酸、ベンゾフェノンジカルボン酸のようなカルボキシル
基含有化合物を酸解離性溶解抑制基で置換した化合物。 (iii)4,4’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペン
タン酸のようなカルボキシル基と水酸基をともに有する
化合物のカルボキシル基または水酸基を前記酸解離性溶
解抑制基で置換した化合物。なお、この場合異種の酸解
離性溶解抑制基で置換されていてもよい。
The component (c-1) is preferably a bile acid ester having at least one acid dissociable, dissolution inhibiting group such as cholic acid, deoxycholic acid, ursocholic acid and lithocholic acid, or a substituted or unsubstituted ester. Compounds having 1 to 6 benzene nuclei and having at least one acid-dissociable, dissolution-inhibiting group can be dissociated by the action of an acid generated from the component (A) to generate an organic carboxylic acid. Can be The former bile acid ester is particularly suitable for a photosensitive substrate for an F 2 laser, a method for forming a resist pattern, and a positive resist composition. The latter component (c-1) can be divided into the following (i), (ii) and (iii). (i) A phenolic compound such as bisphenol A or trisphenols and a tertiary alkyl ester of a halogenated fatty acid such as tert-butyl acetate bromoacetate are subjected to a dehydrohalogenation reaction in the presence of an alkali catalyst to give phenol. A compound in which a hydrogen atom of a labile hydroxyl group is substituted with a tertiary alkyloxycarbonylalkyl group.
When the compound has a plurality of hydroxyl groups, it may be substituted with an acid dissociable, dissolution inhibiting group other than the tertiary alkyloxycarbonylalkyl group. (ii) A compound in which a carboxyl group-containing compound such as biphenyldicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid, or benzophenonedicarboxylic acid is substituted with an acid dissociable, dissolution inhibiting group. (iii) A compound having a carboxyl group and a hydroxyl group, such as 4,4'-bis (4-hydroxyphenyl) pentanoic acid, in which a carboxyl group or a hydroxyl group is substituted with the acid dissociable, dissolution inhibiting group. In this case, it may be substituted with a different kind of acid dissociable, dissolution inhibiting group.

【0019】(i)におけるフェノール性化合物は、上記
の非化学増幅型のポジレジストにおける該スルホン酸エ
ステルに用いるフェノール性化合物として、また該ポジ
レジストに配合する感度向上剤として既に多数のものが
知られており、そのようなものから任意に用いることが
できる。例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタ
ン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタ
ン、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(4’−ヒ
ドロキシフェニル)プロパン、2−(2,3,4−トリ
ヒドロキシフェニル)−2−(2’,3’,4’−トリ
ヒドロキシフェニル)プロパン、トリス(4−ヒドロキ
シフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−
ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、
ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−
2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ
−3,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシ
フェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメ
チルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタ
ン、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−
3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シク
ロヘキシル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)−
4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキ
シル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)−3,4
−ジヒドロキシフェニルメタン、1−[1−(4−ヒド
ロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、フェノ
ール、m−クレゾール、p−クレゾールまたはキシレノ
ールなどのフェノール類のホルマリン縮合物の2、3、
4核体などが挙げられる。(ii)におけるカルボキシル基
含有化合物としては、既に公知のカルボン酸化合物から
任意に用いることができる。例えば、シクロヘキサンカ
ルボン酸、安息香酸、サリチル酸、ビフェニルポリカル
ボン酸、ナフタレン(ジ)カルボン酸、ナフタレントリ
酢酸、ベンゾイル安息香酸、アントラセンカルボン酸、
ベンゾフェノンジカルボン酸、1−ナフチル酢酸、下記
式で表される化合物、
Many phenolic compounds in (i) are already known as the phenolic compound used for the sulfonic acid ester in the above-mentioned non-chemically amplified positive resist, and as a sensitivity improver to be incorporated in the positive resist. And any of these can be used. For example, bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (4′-hydroxyphenyl) propane, 2- (2 3,4-trihydroxyphenyl) -2- (2 ', 3', 4'-trihydroxyphenyl) propane, tris (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-3,5-
Dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane,
Bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl)-
2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, Bis (4-hydroxy-3-methylphenyl)-
3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy-6-methylphenyl)-
4-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy-6-methylphenyl) -3,4
-Dihydroxyphenylmethane, 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene, phenol, m-cresol, p-cresol or xylenol 2, 3 of formalin condensates of phenols
Tetranuclear and the like. As the carboxyl group-containing compound in (ii), any of known carboxylic acid compounds can be used. For example, cyclohexane carboxylic acid, benzoic acid, salicylic acid, biphenyl polycarboxylic acid, naphthalene (di) carboxylic acid, naphthalene triacetic acid, benzoyl benzoic acid, anthracene carboxylic acid,
Benzophenone dicarboxylic acid, 1-naphthylacetic acid, a compound represented by the following formula,

【0020】[0020]

【化9】 Embedded image

【0021】などが挙げられる。(iii)におけるカルボ
キシル基と水酸基をともに有する化合物としては、公知
の化合物から任意に用いることができる。例えば、2,
2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン酸、
4,4’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン
酸、などが挙げられる。
And the like. As the compound having both a carboxyl group and a hydroxyl group in (iii), any of known compounds can be used. For example, 2,
2′-bis (4-hydroxyphenyl) propanoic acid,
4,4'-bis (4-hydroxyphenyl) pentanoic acid, and the like.

【0022】さらに好ましい後者の(c−1)として
は、(c−1−1)下記一般式(I)で表される化合物
の少なくとも一つの水酸基またはカルボキシル基の水素
原子を酸解離性溶解抑制基で置換した化合物、(c−1
−2)フェノール、m−クレゾール、p−クレゾールお
よびキシレノールから選ばれる少なくとも一つとホルム
アルデヒドとの縮合物であって、その水酸基の水素原子
の少なくとも一つをtert−ブチルオキシカルボニル
アルキル基で置換した化合物に分けられる。これらの
(c−1−1)および(c−1−2)は、ポジ型レジス
ト組成物を高コントラストにし、レジストパターン形状
および解像性を一層向上させるので好ましい。
More preferably, the latter (c-1) is (c-1-1) which inhibits the hydrogen atom of at least one hydroxyl group or carboxyl group of the compound represented by the following general formula (I) from undergoing acid dissociable dissolution. A compound substituted with a group, (c-1)
-2) a condensate of formaldehyde with at least one selected from phenol, m-cresol, p-cresol and xylenol, wherein at least one of the hydrogen atoms of the hydroxyl group is substituted with a tert-butyloxycarbonylalkyl group Divided into These (c-1-1) and (c-1-2) are preferable because they make the positive resist composition high in contrast and further improve the resist pattern shape and resolution.

【0023】[0023]

【化10】 Embedded image

【0024】[式中、R1〜R4は、それぞれ独立して水
素原子、直鎖状、分岐状または環状の炭素数6以下のア
ルキル基、低級アルコキシ基、水酸基、カルボキシル
基、カルボキシル基含有アルキル基であり、Xは単結
合、−C(O)−、−C(R5)(R6)−のいずれかで
あり、R5は水素原子または低級アルキル基であり、R6
は水素原子、低級アルキル基、カルボキシル基、カルボ
キシル基含有アルキル基または次の一般式(II)で表さ
れるアリール基であり(式(II)中のR1〜R4は前記定
義に同じである)、qは0または1であり、qが0のと
き括弧内の基は水素原子である。]
[Wherein, R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 6 or less carbon atoms, a lower alkoxy group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carboxyl group-containing group; alkyl group, X is a single bond, -C (O) -, - C (R 5) (R 6) - is any one of, R 5 is a hydrogen atom or a lower alkyl group, R 6
Is a hydrogen atom, a lower alkyl group, a carboxyl group, a carboxyl group-containing alkyl group or an aryl group represented by the following general formula (II) (R 1 to R 4 in the formula (II) are the same as defined above) A), q is 0 or 1, and when q is 0, the group in parentheses is a hydrogen atom. ]

【0025】[0025]

【化11】 Embedded image

【0026】上記R1〜R6における直鎖状、分岐状また
は環状の炭素数6以下の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、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シ
クロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。
低級アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、
プロポキシ基などが挙げられる。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、sec−ブチル基、tert−ブ
チル基などが挙げられる。カルボキシル基含有アルキル
基とは、カルボキシル基が炭素数1−10のアルキレン
基に結合したものであり、該アルキレン基としては、メ
チレン基、エチレン基、直鎖状または分岐状のプロピレ
ン基、ブチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、ノニ
レン基などが挙げられる。
Examples of the linear, branched or cyclic alkyl group having 6 or less carbon atoms in R 1 to R 6 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group and an n-alkyl group.
Examples thereof include a butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group.
As the lower alkoxy group, a methoxy group, an ethoxy group,
And a propoxy group. Examples of the lower alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group and a tert-butyl group. The carboxyl group-containing alkyl group is a carboxyl group bonded to an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a linear or branched propylene group, and a butylene group. , A hexylene group, a heptylene group, a nonylene group and the like.

【0027】本発明における後者の(c−1)成分を具
体的に挙げると次のような化合物が挙げられる。
Specific examples of the latter component (c-1) in the present invention include the following compounds.

【0028】[0028]

【化12】 Embedded image

【0029】[0029]

【化13】 Embedded image

【0030】[0030]

【化14】 Embedded image

【0031】[0031]

【化15】 Embedded image

【0032】(c−2)成分は、酸解離性溶解抑制基を
有する(メタ)アクリル酸誘導体単位を少なくとも2モ
ル%以上有する重合体であり、かつその重量平均分子量
が2000〜20000の範囲である成分である。この
(c−2)成分としては、(1)KrFポジレジストの
基材樹脂成分として用いられている該(メタ)アクリル
酸誘導体単位とヒドロキシ(α−メチル)スチレン単位
を少なくとも有する重合体、(2)ArFポジレジスト
の基材樹脂成分として用いられている酸解離性溶解抑制
基を有する多環式オレフィンから誘導される単位と無水
マレイン酸から誘導される単位を少なくとも有する共重
合体、(3)同じくArFポジレジストの基材樹脂成分
として用いられている該(メタ)アクリル酸誘導体単位
を含みヒドロキシ(α−メチル)スチレン単位を有さな
いアクリル系重合体が挙げられる。上記(1)〜(3)
につき詳細に説明する。 (1) 酸解離性溶解抑制基を有する(メタ)アクリル
酸誘導体単位とヒドロキシ(α−メチル)スチレン単位
を少なくとも有する重合体。該重合体を形成する他の共
重合可能なモノマーとしては、スチレン、(メタ)アク
リル酸、(メタ)アクリル酸のメチル、エチル、ブチル
などのアルキルエステルなどが挙げられる。このような
重合体は、例えば(c−2−1)ヒドロキシ(α−メチ
ル)スチレン単位および(c−2−2)酸解離性溶解抑
制基を有する(メタ)アクリル酸誘導体単位からなる共
重合体、前記(c−2−1)と(c−2−2)とスチレ
ンからなる3元共重合体が挙げられる。後者の3元共重
合体においては、(c−2−1)単位は50−85モル
%、(c−2−2)単位とスチレン単位はそれぞれ2−
30モル%の割合で共重合していることが好ましい。中
でも、高コントラストとなりレジストパターン形状およ
び解像性に優れることから、(c−2−1)ヒドロキシ
(α−メチル)スチレン単位50−70モル%および
(c−2−2)酸解離性溶解抑制基を有する(メタ)ア
クリル酸誘導体単位30−50モル%からなる共重合体
が好ましい。この範囲より、(c−2−2)単位が多く
なると現像液に対する溶解性が悪くなり、少ないとアル
カリ溶解性が高すぎ好ましくない。(c−2−2)単位
における酸解離性溶解抑制基は(c−1)成分の説明の
欄で挙げたものと同様なものが用いられ、好ましいもの
としては、tert−ブチル(メタ)アクリレートから
誘導される単位が挙げられる。
The component (c-2) is a polymer having at least 2 mol% or more of a (meth) acrylic acid derivative unit having an acid dissociable, dissolution inhibiting group and having a weight average molecular weight in the range of 2,000 to 20,000. One component. As the component (c-2), (1) a polymer having at least the (meth) acrylic acid derivative unit and hydroxy (α-methyl) styrene unit used as a base resin component of a KrF positive resist; 2) a copolymer having at least a unit derived from a polycyclic olefin having an acid dissociable, dissolution inhibiting group and a unit derived from maleic anhydride used as a base resin component of an ArF positive resist; An acrylic polymer containing the (meth) acrylic acid derivative unit and having no hydroxy (α-methyl) styrene unit, which is also used as the base resin component of the ArF positive resist. The above (1) to (3)
Will be described in detail. (1) A polymer having at least a (meth) acrylic acid derivative unit having an acid dissociable, dissolution inhibiting group and a hydroxy (α-methyl) styrene unit. Other copolymerizable monomers forming the polymer include styrene, (meth) acrylic acid, and alkyl esters of (meth) acrylic acid such as methyl, ethyl and butyl. Such a polymer is, for example, a copolymer composed of (c-2-1) hydroxy (α-methyl) styrene unit and (c-2-2) (meth) acrylic acid derivative unit having an acid dissociable, dissolution inhibiting group. And a terpolymer comprising (c-2-1), (c-2-2) and styrene. In the latter terpolymer, the (c-2-1) unit is 50-85 mol%, and the (c-2-2) unit and the styrene unit are each 2- (mol).
It is preferable to copolymerize at a rate of 30 mol%. Above all, because of high contrast and excellent resist pattern shape and resolution, (c-2-1) hydroxy (α-methyl) styrene unit 50-70 mol% and (c-2-2) acid dissociable dissolution inhibition. A copolymer consisting of 30 to 50 mol% of a (meth) acrylic acid derivative unit having a group is preferred. When the amount of the (c-2-2) unit is larger than this range, the solubility in the developing solution is deteriorated. As the acid dissociable, dissolution inhibiting group in the (c-2-2) unit, the same groups as those described in the description of the component (c-1) are used, and tert-butyl (meth) acrylate is preferable. And units derived therefrom.

【0033】(2) 酸解離性溶解抑制基を有する多環
式オレフィンから誘導される単位と無水マレイン酸から
誘導される単位とを少なくとも含む共重合体。多環式オ
レフィンとしては、例えば、ビシクロ[2.2.1]−2
−ヘプテン(ノルボルネン)やテトラシクロ[4.4.
0.12,5.17,10]−3−ドデセンのような多環式であ
ってエチレン性二重結合を有するものが挙げられ、酸解
離性溶解抑制基を有する多環式オレフィンから誘導され
る単位は、後述するようにDiels−Alder反応
により酸解離性抑制基を有する(メタ)アクリル酸のエ
ステルから合成されるので、本発明の(c−2)成分に
該当する。好ましくは、少なくとも下記一般式(VII)
で表される単位、またはこの単位と下記一般式(VIII)
で表される単位を含む共重合体がよい。
(2) A copolymer containing at least a unit derived from a polycyclic olefin having an acid dissociable, dissolution inhibiting group and a unit derived from maleic anhydride. As the polycyclic olefin, for example, bicyclo [2.2.1] -2
-Heptene (norbornene) or tetracyclo [4.4.
0.1 2,5 . 1 7,10] -3-polycyclic a formula include those having an ethylenic double bond such as dodecene, units derived from polycyclic olefins having an acid dissociable dissolution inhibiting group, later As described above, it is synthesized from a (meth) acrylic acid ester having an acid dissociation-suppressing group by a Diels-Alder reaction, and thus corresponds to the component (c-2) of the present invention. Preferably, at least the following general formula (VII)
Or a unit represented by the following general formula (VIII)
A copolymer containing a unit represented by

【0034】[0034]

【化16】 Embedded image

【0035】(式中、R11は水素原子または低級アルキ
ル基(例えば炭素数1〜3)を表し、Yは酸解離性基を
表し、nは0または1である)
Wherein R 11 represents a hydrogen atom or a lower alkyl group (for example, having 1 to 3 carbon atoms), Y represents an acid dissociable group, and n is 0 or 1.

【0036】[0036]

【化17】 Embedded image

【0037】(式中、R11は前記に同じ、R12は少なく
とも一つのヒドロキシを有するアルキル基、mは0また
は1である)
Wherein R 11 is the same as above, R 12 is an alkyl group having at least one hydroxy, and m is 0 or 1.

【0038】一般式(VII)において、Yは上記で挙げ
た酸解離性基からエステル部分を除いたものであるが、
とくにはtert−ブチル基、1−メチル−1−シクロヘキ
シル基、1−エチル−1−シクロヘキシル基などのよう
な第3級アルキル基;テトラヒドロピラニル基のような
環状エーテル基;などが好ましく、とくには、1−エチ
ル−1−シクロヘキシル基が高感度であり、また安価に
容易に合成でき好ましい。
In the general formula (VII), Y is the above-mentioned acid-dissociable group except for an ester moiety.
Particularly preferred are tertiary alkyl groups such as tert-butyl group, 1-methyl-1-cyclohexyl group and 1-ethyl-1-cyclohexyl group; cyclic ether groups such as tetrahydropyranyl group; Is preferred because a 1-ethyl-1-cyclohexyl group has high sensitivity and can be easily synthesized at low cost.

【0039】一般式(VIII)において、R12はシリコン
ウエーハや無機膜が設けられたシリコンウエーハとレジ
スト層との密着性を向上させるための官能基であり、少
なくとも一つのヒドロキシル基を有するアルキル基であ
れば、とくに限定されないが、例えば炭素数1〜10を
有し、かつヒドロキシ基1つまたは2つを有する低級の
モノヒドロキシアルキル基または低級のジヒドロキシア
ルキル基が好ましい。具体的には、ヒドロキシメチル
基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒド
ロキシブチル基、ジヒドロキシブチル基、ヒドロキシペ
ンチル基などが、とくには2−ヒドロキシプロピル、
2,3−ジヒドロキシブチル基が好ましい。一般式(VI
I)または(VIII)で表される単位は、酸解離性溶解抑
制基含有アクリル酸またはメタクリル酸のエステルとシ
クロペンタジエンまたはジシクロペンタジエンとをDiel
s-Alder反応させ得られる生成物を無水マレイン酸とジ
オキサン、テトラヒドロフランのような適当な有機溶媒
中に溶解し、過酸化ベンゾイル、2,2’−アゾビスイ
ソブチロニトリル、アセチルパーオキシド、ラウリルパ
ーオキシド等のラジカル重合開始剤を加え、共重合させ
ることにより得ることができる。なお、この際、シクロ
ペンタジエンを用いた場合nとmが0の場合に相当し、
ジシクロペンタジエンを用いた場合nとmが1の場合に
相当する。
In the general formula (VIII), R 12 is a functional group for improving the adhesion between the silicon wafer or the silicon wafer provided with the inorganic film and the resist layer, and is an alkyl group having at least one hydroxyl group. In this case, although not particularly limited, for example, a lower monohydroxyalkyl group or a lower dihydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms and having one or two hydroxy groups is preferable. Specifically, hydroxymethyl group, hydroxyethyl group, hydroxypropyl group, hydroxybutyl group, dihydroxybutyl group, hydroxypentyl group and the like, especially 2-hydroxypropyl,
A 2,3-dihydroxybutyl group is preferred. General formula (VI
The unit represented by (I) or (VIII) is an acid dissociable, dissolution inhibiting group-containing acrylic acid or methacrylic acid ester and cyclopentadiene or dicyclopentadiene.
The product obtained by the s-Alder reaction is dissolved in maleic anhydride and a suitable organic solvent such as dioxane and tetrahydrofuran, and benzoyl peroxide, 2,2′-azobisisobutyronitrile, acetyl peroxide, lauryl are dissolved. It can be obtained by adding a radical polymerization initiator such as peroxide and copolymerizing. In this case, when cyclopentadiene is used, n and m correspond to 0,
When dicyclopentadiene is used, this corresponds to the case where n and m are 1.

【0040】一般式(VII)または(VIII)における無
水マレイン酸と酸解離性基を有する多環式オレフィンモ
ノマーとの共重合割合は理論上は各々50モル%であ
る。しかし、実際には無水マレイン酸同士、多環式オレ
フィンモノマー同士の共重合も起こるため、実際上の共
重合割合は無水マレイン酸から誘導される単位40〜6
0モル%、多環式オレフィンモノマーから誘導される単
位40〜60モル%である。また、一般式(VII)と(V
III)の共重合体の場合は、一般式(VII)の単位40〜
90モル%、好ましくは50〜80モル%、一般式(VI
II)の単位10〜60モル%、好ましくは20〜50モ
ル%である。一般式(VII)の単位がこれらの範囲より
少なくなると感度が低下し、多すぎると基板との密着性
に劣る。(2)の共重合体の重量平均分子量は2,00
0〜20,000、好ましくは3,000〜6,000
の範囲がよい。
The copolymerization ratio of maleic anhydride and polycyclic olefin monomer having an acid dissociable group in the general formula (VII) or (VIII) is theoretically 50 mol% each. However, since maleic anhydride and polycyclic olefin monomers are actually copolymerized, the actual copolymerization ratio is 40 to 6 units derived from maleic anhydride.
0 mol%, 40 to 60 mol% of units derived from a polycyclic olefin monomer. The general formulas (VII) and (V
In the case of the copolymer of III), the units 40 to 40 of the general formula (VII)
90 mol%, preferably 50 to 80 mol%, of the general formula (VI
The unit of II) is 10 to 60 mol%, preferably 20 to 50 mol%. When the unit of the general formula (VII) is less than these ranges, the sensitivity is lowered, and when it is too large, the adhesion to the substrate is poor. The weight average molecular weight of the copolymer (2) is 2,000
0-20,000, preferably 3,000-6,000
Range is good.

【0041】(3) 酸解離性溶解抑制基を有する(メ
タ)アクリル酸単位を含みヒドロキシ(α−メチル)ス
チレン単位を有さないアクリル系重合体。この(3)ア
クリル系重合体としては、下記一般式(IX)で表わされ
る構成単位を含むアクリルまたはメタクリル系重合体ま
たは共重合体が用いられる。
(3) An acrylic polymer containing a (meth) acrylic acid unit having an acid dissociable, dissolution inhibiting group and not having a hydroxy (α-methyl) styrene unit. As the acrylic polymer (3), an acrylic or methacrylic polymer or copolymer containing a structural unit represented by the following general formula (IX) is used.

【0042】[0042]

【化18】 Embedded image

【0043】前記一般式(IX)で表わされる構成単位
は、下記一般式 (X)
The structural unit represented by the general formula (IX) is represented by the following general formula (X)

【0044】[0044]

【化19】 Embedded image

【0045】(式中、R13は水素原子またはメチル基、
14およびR15は、それぞれ低級アルキル基、R16はラ
クトン化合物、ケトン化合物およびエステル化合物の中
から選ばれた化合物の炭素原子に結合した水素原子1個
を除いて形成される残基であり、lは0または1であ
る)で表わされるアクリル酸エステルまたはメタクリル
酸エステルから誘導される。このアクリル酸エステルま
たはメタクリル酸エステルは、アクリル酸またはメタク
リル酸を相当するアルコールなどでエステル化すること
により得られ、安価で、かつ容易に製造可能であり、量
産性に適している。前記一般式(IX)および(X)にお
いて、R14およびR15で示される低級アルキル基として
は、炭素数1〜4の直鎖状または分枝状のアルキル基が
好ましく、具体的にはメチル基、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、tert‐ブチル基などが挙げられ
る。R14およびR15は、共にメチル基であるものが好ま
しい。一方、R16のうちのラクトン化合物の炭素原子に
結合した水素原子1個を除いて形成される残基として
は、γ‐ブチロラクトン残基、δ‐バレロラクトン残基
およびこれらの誘導体残基などが好ましく挙げられる。
ここで誘導体としては、メチル基やエチル基などの低級
アルキル置換体、メトキシ基、エトキシ基などの低級ア
ルコキシ置換体、ラクトン環上に酸素原子を複数有する
もの、ラクトン環にメトキシカルボニル基やアシル基が
結合したものなどが挙げられる。これらの中でγ‐ブチ
ロラクトン残基および低級アルキル基または低級アルコ
キシ基をもつγ‐ブチロラクトン残基が好ましい。前記
一般式(X)で表わされるアクリル酸エステルまたはメ
タクリル酸エステルにおいて、前記ラクトン化合物残基
をもつアルコール成分などとしては、例えば、
(Wherein R 13 is a hydrogen atom or a methyl group;
R 14 and R 15 are each a lower alkyl group, and R 16 is a residue formed by removing one hydrogen atom bonded to a carbon atom of a compound selected from a lactone compound, a ketone compound and an ester compound. , 1 is 0 or 1) derived from an acrylate or methacrylate. This acrylate or methacrylate is obtained by esterifying acrylic acid or methacrylic acid with a corresponding alcohol or the like, is inexpensive, can be easily produced, and is suitable for mass production. In the general formulas (IX) and (X), the lower alkyl group represented by R 14 and R 15 is preferably a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group,
Examples thereof include a sec-butyl group and a tert-butyl group. Preferably, R 14 and R 15 are both methyl groups. On the other hand, the residue formed by removing one hydrogen atom bonded to the carbon atom of the lactone compound in R 16 includes a γ-butyrolactone residue, a δ-valerolactone residue and a derivative residue thereof. Preferred are mentioned.
Here, the derivative may be a lower alkyl substituent such as a methyl group or an ethyl group, a lower alkoxy substituent such as a methoxy group or an ethoxy group, a compound having a plurality of oxygen atoms on a lactone ring, a methoxycarbonyl group or an acyl group on a lactone ring. Are bonded. Among these, a γ-butyrolactone residue and a γ-butyrolactone residue having a lower alkyl group or a lower alkoxy group are preferred. In the acrylate or methacrylate represented by the general formula (X), examples of the alcohol component having the lactone compound residue include:

【0046】[0046]

【化20】 Embedded image

【0047】で表わされる化合物を挙げることができ
る。これらの中で五員環のラクトン残基を有するアルコ
ールが好ましい。また、R16のうちのケトン化合物の炭
素原子に結合した水素原子1個を除いて形成される残基
としては、炭素数2〜10のケトン化合物残基が好まし
く、特にアセトニル基が好ましい。前記一般式(X)で
表わされるアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エス
テルにおいて、前記ケトン化合物残基をもつアルコール
成分としては、例えば
Compounds represented by the following formulas can be mentioned. Of these, alcohols having a 5-membered lactone residue are preferred. The residue formed by removing one hydrogen atom bonded to the carbon atom of the ketone compound in R 16 is preferably a ketone compound residue having 2 to 10 carbon atoms, particularly preferably an acetonyl group. In the acrylate or methacrylate represented by the general formula (X), examples of the alcohol component having the ketone compound residue include:

【0048】[0048]

【化21】 Embedded image

【0049】で表わされる4‐ヒドロキシ‐4‐メチル
‐2‐ペンタノン(ジアセトンアルコール)が好まし
い。さらに、R16のうちのエステル化合物の炭素原子に
結合した水素原子1個を除いて形成される残基として
は、例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル
基、プロポキシカルボニル基などの低級アルコキシカル
ボニル基や、低級アルコキシカルボニルメチル基などが
挙げられる。前記一般式(X)で表わされるアクリル酸
エステルまたはメタクリル酸エステルにおいて、前記エ
ステル化合物残基をもつアルコール成分としては、例え
ば、一般式
4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone (diacetone alcohol) represented by the following formula: Further, the residue formed by removing one hydrogen atom bonded to the carbon atom of the ester compound in R 16 includes, for example, a lower alkoxycarbonyl group such as a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and a propoxycarbonyl group; A lower alkoxycarbonylmethyl group; In the acrylate or methacrylate represented by the general formula (X), the alcohol component having the ester compound residue includes, for example, a general formula

【0050】[0050]

【化22】 Embedded image

【0051】(式中、R17は低級アルキル基である)で
表わされる2‐ヒドロキシ‐2‐メチルプロピオン酸ア
ルキルエステルなどが好ましい。(3)アクリル系重合
体は、前記一般式(IX)で表わされる構成単位を20〜
80モル%、好ましくは40〜70モル%の割合で含有
するものが、感度、解像性、透明性、密着性およびアル
カリに対する親和性をバランスよく向上させ、好まし
い。 (3)アクリル系重合体は、前記一般式(X)で
表わされる(メタ)アクリル酸エステルを重合させて得
られたものであってもよいが、一般式(X)で表わされ
る(メタ)アクリル酸エステルと以下に示す他のモノマ
ーとを、一般式(IX)で表わされる構成単位の割合が上
記範囲になるように共重合させて得られたものが好まし
い。共重合させる他のモノマーとしては、例えば、従
来、ArF用の化学増幅型ポジ型ホトレジストに用いら
れている公知の耐ドライエッチング性向上基または酸解
離性基などの保護基を有する(メタ)アクリル酸誘導体
(以下第1モノマーという);(メタ)アクリル酸、マ
レイン酸、フマル酸などのアルカリ可溶性とするための
エチレン性二重結合を有するカルボン酸(以下第2モノ
マーという)およびアクリル樹脂として公知のモノマー
成分(以下第3モノマーという)などが挙げられる。こ
れらの他のモノマーは適宜組み合わせて用いてもよい。
前記第1モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル
酸tert‐ブチル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロ
ピラニル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフラニル、
(メタ)アクリル酸1‐メチルシクロヘキシル、(メ
タ)アクリル酸1‐メチルアダマンチル、(メタ)アク
リル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシプ
ロピル、(メタ)アクリル酸と2‐ヒドロキシ‐3‐ピ
ナノンのエステルなどのカルボキシル基の水酸基を酸解
離性置換基で保護した(メタ)アクリル酸エステル、ま
たは(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリ
ル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ナフチル、
(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸3‐
オキソシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ビシクロ
[2,2,1]ヘプチル、(メタ)アクリル酸トリシク
ロデカニル、(メタ)アクリル酸とテルピネオールとの
エステル、(メタ)アクリル酸と3‐ブロモアセトンと
のエステルなどのカルボキシル基の水酸基を酸非解離性
置換基で保護したものなどが挙げられる。このような第
1モノマーは、例えば一般式
(Wherein R 17 is a lower alkyl group), such as an alkyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, is preferred. (3) The acrylic polymer contains the structural unit represented by the general formula (IX) in an amount of 20 to
Those containing at a ratio of 80 mol%, preferably 40 to 70 mol% are preferable because they improve sensitivity, resolution, transparency, adhesion and affinity for alkali in a well-balanced manner. (3) The acrylic polymer may be a polymer obtained by polymerizing the (meth) acrylic acid ester represented by the general formula (X), but the (meth) acrylic polymer represented by the general formula (X) may be used. A monomer obtained by copolymerizing an acrylic acid ester and another monomer shown below such that the proportion of the structural unit represented by the general formula (IX) falls within the above range is preferable. As the other monomer to be copolymerized, for example, a (meth) acryl having a protective group such as a known dry etching resistance improving group or an acid dissociable group conventionally used in a chemically amplified positive photoresist for ArF is used. Acid derivatives (hereinafter referred to as first monomers); known as carboxylic acids having an ethylenic double bond (hereinafter referred to as second monomers) for making them alkali-soluble such as (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, and acrylic resins (Hereinafter, referred to as a third monomer). These other monomers may be used in appropriate combination.
Examples of the first monomer include tert-butyl (meth) acrylate, tetrahydropyranyl (meth) acrylate, tetrahydrofuranyl (meth) acrylate,
1-methylcyclohexyl (meth) acrylate, 1-methyladamantyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, methoxypropyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid and 2-hydroxy-3-pinanone (Meth) acrylates in which the hydroxyl group of a carboxyl group such as an ester is protected by an acid-dissociable substituent, or adamantyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, naphthyl (meth) acrylate,
Benzyl (meth) acrylate, 3- (meth) acrylic acid
Oxocyclohexyl, bicyclo [2,2,1] heptyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, ester of (meth) acrylic acid and terpineol, (meth) acrylic acid and 3-bromoacetone And the like in which a hydroxyl group of a carboxyl group such as an ester is protected with an acid non-dissociable substituent. Such a first monomer has, for example, the general formula

【0052】[0052]

【化23】 Embedded image

【0053】(式中、R18は水素原子またはメチル基、
Zはtert‐ブチル基、エトキシエチル基、メトキシ
プロピル基、テルピネオール残基または
(Wherein R 18 is a hydrogen atom or a methyl group,
Z is a tert-butyl group, an ethoxyethyl group, a methoxypropyl group, a terpineol residue or

【0054】[0054]

【化24】 Embedded image

【0055】で示される基である)で表わすことができ
る。また第2モノマーとしては、例えば(メタ)アクリ
ル酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられるが、これ
らの中で(メタ)アクリル酸が好ましい。さらに、第3
モノマーとしては、例えば(イ)(メタ)アクリル酸メ
チル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸
プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)
アクリル酸n‐ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチ
ル、(メタ)アクリル酸n‐ヘキシル、(メタ)アクリ
ル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2‐エチルヘキシ
ル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸
2‐ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2‐ヒドロ
キシプロピルなどのアルキルエステル、(ロ)(メタ)
アクリルアミド、N‐メチロール(メタ)アクリルアミ
ド、ジアセトンアクリルアミドなどのアミド、(ハ)ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、エ
チルビニルエーテルなどを挙げることができる。(3)
アクリル系重合体としては、一般式(X)で表されるモノ
マーと、前記第1、第2および第3モノマーの中から選
ばれた少なくとも1種とを重合させて得られた共重合体
が好ましい。(1)、(2)、(3)の重合体のうち、
(1)が容易に安価に入手できることから好ましい。
Which is a group represented by Examples of the second monomer include, for example, (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, etc., of which (meth) acrylic acid is preferable. In addition, the third
Examples of the monomer include (a) methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, (meth)
N-butyl acrylate, isobutyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Alkyl esters such as 2-hydroxyethyl and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, (b) (meth)
Examples include amides such as acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, and diacetone acrylamide; (c) acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl chloride, and ethyl vinyl ether. (3)
Examples of the acrylic polymer include a copolymer obtained by polymerizing a monomer represented by the general formula (X) and at least one selected from the first, second, and third monomers. preferable. Of the polymers of (1), (2) and (3),
(1) is preferable because it can be easily and inexpensively obtained.

【0056】(C)成分の配合割合は、(B)成分10
0重量部に対し、10〜400重量部である。(c−
1)成分の低分子量体を用いる場合は、(B)成分10
0重量部に対し、10〜50重量部で用いると高解像性
で耐ドライエッチング性に優れるレジストパターンが得
られ好ましい。一方、(c−2)成分の重合体を用いる
場合は、(B)成分100重量部に対し、20〜200
重量部で用いると高解像性で耐ドライエッチング性に優
れるレジストパターンが得られ好ましい。
The mixing ratio of the component (C) is 10
It is 10 to 400 parts by weight with respect to 0 parts by weight. (C-
When the low molecular weight component (1) is used, the component (B) 10
It is preferable to use 10 to 50 parts by weight with respect to 0 part by weight because a resist pattern having high resolution and excellent dry etching resistance can be obtained. On the other hand, when the polymer of the component (c-2) is used, 20 to 200 parts by weight per 100 parts by weight of the component (B) is used.
When used in parts by weight, a resist pattern having high resolution and excellent dry etching resistance is obtained, which is preferable.

【0057】本発明におけるポジ型レジスト組成物に
は、必要に応じて各種添加剤を配合することができる。
添加剤としては、例えば公知のtime delay(露光後引き
置き経時安定性)を向上させるための(D)脂肪族低級
アミンや、(E)感度低下や基板依存性を改善するため
の有機カルボン酸もしくはリンのオキソ酸またはその誘
導体等が挙げられる。
The positive resist composition of the present invention may contain various additives as required.
Examples of the additive include (D) an aliphatic lower amine for improving a known time delay (stability after lapse of time after exposure) and (E) an organic carboxylic acid for improving sensitivity reduction and substrate dependency. Or oxo acid of phosphorus or its derivative.

【0058】脂肪族低級アミンとしては、ジエチルアミ
ン、トリエチルアミン、n−プロピルアミン、ジ−n−
プロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリイソ
プロパノールアミン、イソプロピルアミン、トリブチル
アミン、トリペンチルアミン、トリエタノールアミン、
ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン等が挙
げられる。中でも好ましいのは第3級脂肪族低級アミン
である。有機カルボン酸としては、飽和または不飽和脂
肪族カルボン酸、脂環式カルボン酸、芳香族カルボン酸
等の有機カルボン酸を挙げることができるが、とくに限
定されるものではない。飽和脂肪族カルボン酸として
は、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、シュ
ウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸等
の1価または多価カルボン酸が挙げられる。不飽和脂肪
族カルボン酸としては、アクリル酸、クロトン酸、イソ
クロトン酸、3−ブテン酸、メタクリル酸、4−ペンテ
ン酸、プロピオル酸、2−ブチン酸、マレイン酸、フマ
ル酸、アセチレンカルボン酸等が挙げられる。脂環式カ
ルボン酸としては、1,1−シクロヘキサンジカルボン
酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シ
クロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジ
カルボン酸、1,1−シクロヘキシルジ酢酸等が挙げら
れる。芳香族カルボン酸としては、p−ヒドロキシ安息
香酸、o−ヒドロキシ安息香酸、2−ヒドロキシ−3−
ニトロ安息香酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル
酸等の水酸基、ニトロ基、カルボキシル基等の置換基を
有する芳香族カルボン酸が挙げられる。リンのオキソ酸
若しくはその誘導体としては、具体的はリン酸、亜リン
酸、リン酸ジn−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエ
ステル等のリン酸または亜リン酸あるいはそれらのエス
テルのような誘導体、ホスホン酸、ホスホン酸ジメチル
エステル、ホスホン酸ジn−ブチルエステル、フェニル
ホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン
酸ジベンジルエステル等のホスホン酸およびそれらのエ
ステルのような誘導体、ホスフィン酸、フェニルホスフ
ィン酸等のホスフィン酸およびそれらのエステルのよう
な誘導体が挙げられるがこれらに限定されるものではな
い。
As the aliphatic lower amine, diethylamine, triethylamine, n-propylamine, di-n-
Propylamine, tri-n-propylamine, triisopropanolamine, isopropylamine, tributylamine, tripentylamine, triethanolamine,
Dipropanolamine, tripropanolamine and the like can be mentioned. Among them, tertiary aliphatic lower amines are preferred. Examples of the organic carboxylic acid include, but are not particularly limited to, organic carboxylic acids such as saturated or unsaturated aliphatic carboxylic acids, alicyclic carboxylic acids, and aromatic carboxylic acids. Examples of the saturated aliphatic carboxylic acid include monovalent or polyvalent carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, and adipic acid. Examples of the unsaturated aliphatic carboxylic acid include acrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, 3-butenoic acid, methacrylic acid, 4-pentenoic acid, propiolic acid, 2-butyric acid, maleic acid, fumaric acid, acetylene carboxylic acid, and the like. No. Examples of the alicyclic carboxylic acid include 1,1-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and 1,1-cyclohexyldiacetic acid. Can be As the aromatic carboxylic acid, p-hydroxybenzoic acid, o-hydroxybenzoic acid, 2-hydroxy-3-
Aromatic carboxylic acids having a substituent such as a hydroxyl group such as nitrobenzoic acid, phthalic acid, terephthalic acid and isophthalic acid, a nitro group, a carboxyl group and the like can be mentioned. Specific examples of the oxo acid of phosphorus or a derivative thereof include a derivative such as phosphoric acid or phosphorous acid such as phosphoric acid, phosphorous acid, di-n-butyl phosphate, diphenyl phosphate, or a derivative thereof such as phosphonic acid. Acids, phosphonic acid dimethyl ester, phosphonic acid di-n-butyl ester, phenylphosphonic acid, phosphonic acid diphenyl ester, phosphonic acid dibenzyl ester, etc., phosphonic acids and derivatives thereof such as esters, phosphinic acid, phenylphosphinic acid, etc. Derivatives such as phosphinic acids and their esters include, but are not limited to.

【0059】(D)脂肪族アミンの配合割合は、(B)
成分100重量部に対し、0.01〜1.0重量部、好
ましくは0.05〜0.5重量部がよい。この範囲であ
ると、レジストパターン形状および感度が向上し好まし
い。(E)有機カルボン酸もしくは燐のオキソ酸又はそ
の誘導体の配合割合は、(B)成分100重量部に対
し、0.01〜1.0重量部、好ましくは0.05〜
0.5重量部がよい。この範囲であると、解像性および
感度が向上し好ましい。
(D) The mixing ratio of the aliphatic amine is (B)
The amount is preferably 0.01 to 1.0 part by weight, preferably 0.05 to 0.5 part by weight, per 100 parts by weight of the component. Within this range, the resist pattern shape and sensitivity are improved, which is preferable. The compounding ratio of the (E) organic carboxylic acid or oxo acid of phosphorus or a derivative thereof is 0.01 to 1.0 part by weight, preferably 0.05 to 1.0 part by weight, per 100 parts by weight of the component (B).
0.5 parts by weight is preferred. Within this range, the resolution and sensitivity are improved, which is preferable.

【0060】また本発明におけるポジ型レジスト組成物
には、さらに必要に応じて、相容性のある添加物、例え
ばハレーション防止剤や界面活性剤等を適宜配合するこ
とができる。
The positive resist composition of the present invention may further contain, if necessary, compatible additives such as an antihalation agent and a surfactant.

【0061】本発明におけるポジ型レジスト組成物は、
上記した各成分を適当な溶剤に溶解して溶液の形で用い
るのが好ましい。このような溶剤の例としては、従来の
ポジ型ホトレジスト組成物に用いられる溶剤を挙げるこ
とができ、例えばアセトン、メチルエチルケトン、シク
ロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、2−ヘプタノ
ン等のケトン類;エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ジエチレングリコール、エチレングリコールモ
ノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、
ジエチレングリコールモノアセテート、あるいはこれら
のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロ
ピルエーテル、モノブチルエーテルまたはモノフェニル
エーテル等の多価アルコール類およびその誘導体;ジオ
キサンのような環式エーテル類;および乳酸エチル、酢
酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチ
ル、ピルビン酸エチル、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等のエステル類を挙げるこ
とができる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上
を混合して用いてもよい。
The positive resist composition according to the present invention comprises:
It is preferable that each of the above components is dissolved in an appropriate solvent and used in the form of a solution. Examples of such a solvent include solvents used in conventional positive photoresist compositions, for example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone and 2-heptanone; ethylene glycol, propylene glycol , Diethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate,
Diethylene glycol monoacetate or polyhydric alcohols such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether and derivatives thereof; cyclic ethers such as dioxane; and ethyl lactate, methyl acetate; Ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate,
Esters such as ethyl ethoxypropionate can be mentioned. These may be used alone or as a mixture of two or more.

【0062】本発明における感光性基材およびポジ型レ
ジスト組成物の好適な使用方法は、まず、シリコンウェ
ーハ、該ウェーハ上に各種半導体素子に応じて設けられ
る多結晶シリコン、TiN、SiON、PSG、BPS
G、SiN、Si34などの各種薄膜が設けられた基板
等の上に、ポジ型レジスト組成物の溶液をスピンナー等
で塗布し、乾燥して感光層を形成させる。このようにし
て感光性基材が得られる。次いでパターンが描かれたホ
トマスクを介して露光する。次にこれを露光後加熱(P
EB)した後、現像液、例えば1〜10重量%テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液のよ
うなアルカリ性水溶液で現像すると、露光部が溶解除去
されてマスクパターンに忠実な画像(レジストパター
ン)を得ることができる。なお、レジストパターンの解
像性をさらに高めるためには、基板と本発明の組成物を
用いて得られる感光層との間に無機または有機の反射防
止膜を介在させて使用してもよい。このときの反射防止
膜の膜厚は30〜300nmの範囲が一般的である。
A preferred method of using the photosensitive substrate and the positive resist composition in the present invention is as follows: a silicon wafer, polycrystalline silicon, TiN, SiON, PSG, and the like provided on the wafer in accordance with various semiconductor elements. BPS
A solution of a positive resist composition is applied on a substrate or the like on which various thin films such as G, SiN, and Si 3 N 4 are provided by a spinner or the like, and dried to form a photosensitive layer. Thus, a photosensitive substrate is obtained. Next, exposure is performed through a photomask on which a pattern is drawn. Next, this is heated after exposure (P
After EB), when developing with a developing solution, for example, an alkaline aqueous solution such as an aqueous solution of 1 to 10% by weight of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), an exposed portion is dissolved and removed, and an image (resist pattern) faithful to the mask pattern is formed. Obtainable. In order to further improve the resolution of the resist pattern, an inorganic or organic antireflection film may be interposed between the substrate and the photosensitive layer obtained by using the composition of the present invention. At this time, the thickness of the antireflection film is generally in the range of 30 to 300 nm.

【0063】本発明によれば、上記のようなポジ型レジ
スト組成物を用い、これまで行われているKrFエキシ
マレーザーまたはF2レーザー以下の短波長光による通
常のリソグラフィープロセスによりレジストパターンが
形成できる。すなわち、感光性基材に対し、KrFエキ
シマレーザーまたはF2レーザー以下の短波長光による
選択的露光、露光後加熱およびアルカリ現像を順次施す
ことによってレジストパターンが形成できる。ただし、
基板上に設けるレジスト層の膜厚は500〜5800
Å、好ましくは500〜5000Å、さらに好ましくは
500〜4000Å、最適には500〜3000Åの厚
さに設ける必要がある。レジスト層の膜厚が薄くなる程
本発明の優れた効果が発揮され好ましい。膜厚が500
Å未満であると、レジストパターンの耐ドライエッチン
グ性が小さくなり好ましくない。逆に5800Åを超え
ると、解像性、断面形状が劣化し好ましくない。また、
膜厚4500〜5500Åの場合には、特に高い耐ドラ
イエッチング性が要求されるイオンプランテーション用
のレジストとして好適である。なお、本発明の感光性基
材は、露光光によりその膜厚を選択して用いるとよい。
KrFエキシマレーザーであれば、1000〜5800
Å、好ましくは1000〜5000Å、さらに好ましく
は1000〜4000Å、最適には1000〜3000
Åの厚さが好ましい。F2レーザー以下の短波長光であ
れば、500〜1000Å、好ましくは500〜900
Åの厚さが好ましい。また、このような超薄膜の場合、
基板上の被エッチング層とレジスト層の間にエッチング
ストッパー層としてハードマスク層が設けられることに
より0.15μm以下の微細なレジストパターンの適用
が可能となる。
According to the present invention, a resist pattern can be formed by a conventional lithography process using a short-wavelength light of KrF excimer laser or F 2 laser or less using the above positive resist composition. . That is, the photosensitive substrate, selective exposure by KrF excimer laser or F 2 laser following short-wavelength light, resist pattern by sequentially performing exposure baking and alkali developing can be formed. However,
The thickness of the resist layer provided on the substrate is 500 to 5800
Å, preferably 500〜5000Å, more preferably 500〜4000Å, and most preferably 500〜3000Å. The thinner the resist layer is, the better the effects of the present invention are exhibited, which is preferable. 500 film thickness
If it is less than Å, the dry etching resistance of the resist pattern is undesirably small. Conversely, if it exceeds 5800 °, the resolution and the cross-sectional shape deteriorate, which is not preferable. Also,
When the film thickness is 4500 to 5500 °, it is suitable as a resist for ion plantation which requires particularly high dry etching resistance. Note that the photosensitive substrate of the present invention is preferably used by selecting its film thickness by exposure light.
If it is a KrF excimer laser, 1000 to 5800
Å, preferably 1000-5000Å, more preferably 1000-4000Å, optimally 1000-3000
厚 thickness is preferred. If F 2 laser following short-wavelength light, 500-1000, preferably 500 to 900
厚 thickness is preferred. In the case of such an ultra-thin film,
By providing a hard mask layer as an etching stopper layer between the resist layer and the layer to be etched on the substrate, a fine resist pattern of 0.15 μm or less can be applied.

【0064】[0064]

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によりさ
らに説明する。 実施例1 (A)成分 ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムノ
ナフルオロブタンスルホネート 2.67重量部 (B)成分 m−クレゾール40モル%とp−クレゾール60モル%
の混合クレゾールをホルマリンによりシュウ酸触媒下縮
合して得られた重量平均分子量18000のクレゾール
ノボラック樹脂 100重量部 (C)成分 ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−6−メチ
ルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン1モルに
対しブロモ酢酸tert−ブチルエステル2モルを反応
させ、水酸基の一部をtert―ブチルオキシカルボニ
ルメチルオキシに置換した化合物 20重量部 (D)成分 トリエタノールアミン 0.27重量部 (E)成分 サリチル酸 0.27重量部 上記(A)〜(E)成分をメチルアミルケトン1070
重量部に溶解した後、孔径0.2μmのメンブレンフィ
ルターをとおしてろ過しポジ型レジスト溶液を得た。一
方、ヘキサメチルジシラザン処理された6インチシリコ
ンウェーハ上に上記ポジ型レジスト溶液をスピンコート
し、ホットプレート上90℃で90秒間乾燥することに
より、膜厚2500Åのレジスト層を形成した。次い
で、縮小投影露光装置FPA−3000EX3(キヤノ
ン社製、NA=0.6)により、KrFエキシマレーザ
ーを選択的に照射したのち、110℃で90秒間PEB
処理し、次いで2.38重量%テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド水溶液で60秒間パドル現像することに
より、ポジ型のレジストパターンを得た。このようにし
て0.20μmのラインアンドスペースパターンが解像
され、そのレジストパターン形状は基板から垂直に切り
立った良好な形状であった。また、0.20μmのレジ
ストパターンを得るのに要する最小露光量(感度)は3
1mJ/cm2であった。また、限界解像度は0.18
μmであった。耐ドライエッチング性も良好であった。
The present invention will be further described below with reference to examples and comparative examples. Example 1 (A) component bis (4-tert-butylphenyl) iodonium nonafluorobutanesulfonate 2.67 parts by weight (B) component m-cresol 40 mol% and p-cresol 60 mol%
Of cresol novolak resin having a weight average molecular weight of 18,000 obtained by condensation of cresol mixed with oxalic acid catalyst with formalin 100 parts by weight of component (C) bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy-6-methylphenyl) -4-hydroxy 20 mole parts of a compound obtained by reacting 2 moles of bromoacetic acid tert-butyl ester with 1 mole of phenylmethane and substituting a part of hydroxyl groups with tert-butyloxycarbonylmethyloxy (D) 0.27 weight parts of triethanolamine (D) E) Component 0.27 parts by weight of salicylic acid The above components (A) to (E) are combined with methyl amyl ketone 1070
After being dissolved in parts by weight, the solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to obtain a positive resist solution. On the other hand, the positive type resist solution was spin-coated on a 6-inch silicon wafer treated with hexamethyldisilazane, and dried on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to form a resist layer having a thickness of 2500 °. Next, after selectively irradiating a KrF excimer laser with a reduction projection exposure apparatus FPA-3000EX3 (manufactured by Canon Inc., NA = 0.6), PEB is used at 110 ° C. for 90 seconds.
After that, a positive resist pattern was obtained by paddle development with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 60 seconds. In this way, a 0.20 μm line and space pattern was resolved, and the resist pattern shape was a good shape that stood vertically from the substrate. The minimum exposure (sensitivity) required to obtain a 0.20 μm resist pattern is 3
It was 1 mJ / cm 2 . The limit resolution is 0.18
μm. The dry etching resistance was also good.

【0065】実施例2 実施例1において、レジスト膜厚を1800Åに代えた
以外は、実施例1と同様にしてレジストパターニング処
理した。その結果0.20μmのラインアンドスペース
パターンが解像され、そのレジストパターン形状は基板
から垂直に切り立った良好な形状なものであった。ま
た、0.20μmのレジストパターンを得るのに要する
最小露光量(感度)は28mJ/cm2であった。ま
た、限界解像度は0.17μmであった。耐ドライエッ
チング性も良好であった。
Example 2 A resist patterning process was performed in the same manner as in Example 1 except that the resist film thickness was changed to 1800 °. As a result, a 0.20 μm line-and-space pattern was resolved, and the resist pattern shape was a good shape that stood vertically from the substrate. The minimum exposure (sensitivity) required to obtain a 0.20 μm resist pattern was 28 mJ / cm 2 . In addition, the limit resolution was 0.17 μm. The dry etching resistance was also good.

【0066】実施例3 実施例1において、(C)成分を3,4,3’,4’−
ビフェニルテトラカルボン酸のカルボキシル基の全てを
tert―ブチル基エステルに置換した化合物20重量
部に代えた以外は、実施例1と同様にしてポジ型レジス
ト溶液を調製した。次いで、実施例1と同じ条件でレジ
ストパターニング処理した。その結果0.20μmのラ
インアンドスペースパターンが解像され、そのレジスト
パターン形状は支障のない程度のテーパー形状であっ
た。また、0.20μmのレジストパターンを得るのに
要する最小露光量(感度)は50mJ/cm2であっ
た。また、限界解像度は0.18μmであった。耐ドラ
イエッチング性も良好であった。
Example 3 In Example 1, the component (C) was replaced with 3,4,3 ', 4'-
A positive resist solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 parts by weight of a compound in which all of the carboxyl groups of biphenyltetracarboxylic acid were substituted with a tert-butyl group ester was used. Next, a resist patterning process was performed under the same conditions as in Example 1. As a result, a 0.20 μm line-and-space pattern was resolved, and the resist pattern shape was a taper shape that did not hinder. The minimum exposure (sensitivity) required to obtain a 0.20 μm resist pattern was 50 mJ / cm 2 . Further, the limit resolution was 0.18 μm. The dry etching resistance was also good.

【0067】実施例4 実施例1において、(C)成分を安息香酸のカルボキシ
ル基を1−エトキシエチルオキシカルボニル基に置換し
た化合物50重量部に代えた以外は、実施例1と同様に
してポジ型レジスト溶液を調製した。次いで、実施例と
同じ条件でレジストパターニング処理した。その結果
0.20μmのラインアンドスペースパターンが解像さ
れ、そのレジストパターン形状は支障のない程度のテー
パー形状であった。また、0.20μmのレジストパタ
ーンを得るのに要する最小露光量(感度)は32mJ/
cm2であった。また、限界解像度は0.19μmであ
った。耐ドライエッチング性も良好であった。
Example 4 A positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the component (C) was replaced with 50 parts by weight of a compound in which the carboxyl group of benzoic acid was substituted with 1-ethoxyethyloxycarbonyl group. A mold resist solution was prepared. Next, a resist patterning process was performed under the same conditions as in the example. As a result, a 0.20 μm line-and-space pattern was resolved, and the resist pattern shape was a taper shape that did not hinder. The minimum exposure (sensitivity) required to obtain a 0.20 μm resist pattern is 32 mJ /
cm 2 . The limit resolution was 0.19 μm. The dry etching resistance was also good.

【0068】実施例5 実施例1において、(C)成分を次の構造式の化合物2
0重量部に代えた以外は、実施例1と同様にしてポジ型
レジスト溶液を調製した。次いで、実施例と同じ条件で
レジストパターニング処理した。その結果0.20μm
のラインアンドスペースパターンが解像され、そのレジ
ストパターン形状は基板から垂直に切り立った良好な形
状であった。また、0.20μmのレジストパターンを
得るのに要する最小露光量(感度)は40mJ/cm2
であった。また、限界解像度は0.17μmであった。
耐ドライエッチング性も良好であった。
Example 5 In Example 1, the component (C) was replaced with the compound 2 of the following structural formula.
A positive resist solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed to 0 parts by weight. Next, a resist patterning process was performed under the same conditions as in the example. As a result 0.20 μm
The line and space pattern was resolved, and the resist pattern shape was a good shape that stood vertically from the substrate. The minimum exposure (sensitivity) required to obtain a 0.20 μm resist pattern is 40 mJ / cm 2.
Met. In addition, the limit resolution was 0.17 μm.
The dry etching resistance was also good.

【0069】[0069]

【化25】 Embedded image

【0070】実施例6 実施例1において、レジスト膜厚を0.5μmに代えた
以外は、実施例1と同じ条件でレジストパターニング処
理した。その結果0.25μmのラインアンドスペース
パターンが解像され、そのレジストパターン形状は台形
形状であった。また、0.25μmのレジストパターン
を得るのに要する最小露光量(感度)は40mJ/cm
2であった。また、限界解像度は0.20μmであっ
た。耐ドライエッチング性も良好であった。
Example 6 A resist patterning process was performed under the same conditions as in Example 1 except that the resist film thickness was changed to 0.5 μm. As a result, a 0.25 μm line and space pattern was resolved, and the resist pattern was trapezoidal. The minimum exposure (sensitivity) required to obtain a 0.25 μm resist pattern is 40 mJ / cm.
Was 2 . Further, the limit resolution was 0.20 μm. The dry etching resistance was also good.

【0071】実施例7 (A)成分 ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムノ
ナフルオロブタンスルホネート 2.67重量部 (B)成分 m−クレゾール60モル%とp−クレゾール40モル%
の混合クレゾールをホルマリンによりシュウ酸触媒下縮
合して得られた重量平均分子量23000のクレゾール
ノボラック樹脂 50重量部 (C)成分 ヒドロキシスチレン単位60モル%とtert−ブチル
アクリレート単位40モル%の共重合体であって、重量
平均分子量12000の共重合体 50重量部 (D)成分 トリエタノールアミン 0.12重量部 (E)成分 サリチル酸 0.12重量部 上記(A)〜(E)成分をメチルアミルケトン1070
重量部に溶解した後、孔径0.2μmのメンブレンフィ
ルターをとおしてろ過しポジ型レジスト溶液を得た。一
方、ヘキサメチルジシラザン処理された6インチシリコ
ンウェーハ上に上記ポジ型レジスト溶液をスピンコート
し、ホットプレート上100℃で60秒間乾燥すること
により、膜厚5400Åのレジスト層を形成した。次い
で、縮小投影露光装置FPA−3000EX3(キヤノ
ン社製、NA=0.6)により、KrFエキシマレーザ
ーを選択的に照射したのち、110℃で60秒間PEB
処理し、次いで2.38重量%テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド水溶液で60秒間パドル現像することに
より、ポジ型のレジストパターンを得た。このようにし
て0.30μmのラインアンドスペースパターンが解像
され、そのレジストパターン形状は基板から垂直に切り
立った良好な形状であるが、定在波が若干観察された。
また、0.30μmのレジストパターンを得るのに要す
る最小露光量(感度)は17mJ/cm2であった。ま
た、限界解像度は0.20μmであった。耐ドライエッ
チング性も良好であった。
Example 7 Component (A) 2.67 parts by weight of bis (4-tert-butylphenyl) iodonium nonafluorobutanesulfonate Component (B) 60 mol% of m-cresol and 40 mol% of p-cresol
Of cresol novolak resin having a weight average molecular weight of 23,000 obtained by condensation of cresol mixed with formalin under oxalic acid catalyst 50 parts by weight of component (C) Copolymer of hydroxystyrene unit 60 mol% and tert-butyl acrylate unit 40 mol% 50 parts by weight of a copolymer having a weight average molecular weight of 12,000 (D) component 0.12 parts by weight of triethanolamine (E) component 0.12 parts by weight of salicylic acid The above components (A) to (E) are replaced with methyl amyl ketone. 1070
After being dissolved in parts by weight, the solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to obtain a positive resist solution. On the other hand, the positive resist solution was spin-coated on a 6-inch silicon wafer that had been treated with hexamethyldisilazane, and dried on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds to form a resist layer having a thickness of 5400 °. Next, after selectively irradiating a KrF excimer laser with a reduction projection exposure apparatus FPA-3000EX3 (manufactured by Canon Inc., NA = 0.6), PEB at 110 ° C. for 60 seconds.
After that, a positive resist pattern was obtained by paddle development with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 60 seconds. In this way, a 0.30 μm line-and-space pattern was resolved, and the resist pattern shape was a good shape that stood vertically from the substrate, but some standing waves were observed.
The minimum exposure (sensitivity) required to obtain a 0.30 μm resist pattern was 17 mJ / cm 2 . Further, the limit resolution was 0.20 μm. The dry etching resistance was also good.

【0072】 実施例8 (A)成分 実施例1で用いた(B)成分と同じクレゾールノボラック樹脂 100重量部 (B)成分 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 3重量部 (C)成分 下記化合物)Example 8 Component (A) 100 parts by weight of the same cresol novolak resin as the component (B) used in Example 1 (B) Component 3 parts by weight of triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate (Component (C) The following compound)

【0073】[0073]

【化26】 Embedded image

【0074】 25重量部 その他成分 トリイソプロパノールアミン 0.3重量部25 parts by weight Other components 0.3 parts by weight of triisopropanolamine

【0075】上記(A)、(B)、(C)およびその他
成分をプロピレングリコールモノメチルエーテルモノア
セテート1660重量部に溶解した後、孔径0.1μm
のメンブレンフィルターをとおしてろ過し、ポジ型レジ
スト組成物の溶液を得た。6インチシリコンウェーハに
上記ポジ型レジスト組成物の溶液をスピンコートし、ホ
ットプレート上90℃で90秒間乾燥することにより、
膜厚800Åのレジスト層を形成した。次いで、密着露
光装置VUVES−4500(リソテックジャパン社
製)により、F2エキシマレーザー(157nm)を選
択的に照射したのち、110℃で90秒間加熱(PE
B)処理し、2.38重量%テトラメチルアンモニウム
ヒドロキシド水溶液で23℃にて60秒間パドル現像し
た。次いで、純水で30秒間リンスし、ポジ型のレジス
トパターンを得た。このようにして180nmのライン
アンドスペースパターンが得られ、そのときの露光量は
3mJ/cm2であり、その断面形状は矩形に近い良好
なものであった。また、SEM耐性、耐ドライエッチン
グ性も良好であった。
After dissolving the above components (A), (B), (C) and other components in 1660 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether monoacetate, a pore diameter of 0.1 μm
To obtain a solution of the positive resist composition. A solution of the positive resist composition was spin-coated on a 6-inch silicon wafer and dried on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds,
A resist layer having a thickness of 800 ° was formed. Next, after selectively irradiating an F 2 excimer laser (157 nm) with a contact exposure apparatus VUVES-4500 (manufactured by Litho Tech Japan), heating was performed at 110 ° C. for 90 seconds (PE).
B) Treatment and paddle development with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at 23 ° C. for 60 seconds. Then, the substrate was rinsed with pure water for 30 seconds to obtain a positive resist pattern. In this way, a 180 nm line and space pattern was obtained. At that time, the exposure amount was 3 mJ / cm 2 , and the cross-sectional shape was a good one close to a rectangle. The SEM resistance and the dry etching resistance were also good.

【0076】(実施例9)実施例8において、(C)成
分を同量のリトコール酸のtert−ブチルエステルに
代えた以外は、実施例8と同様にしてポジ型レジスト組
成物の溶液を得た。次いで、実施例8と同様にレジスト
パターニングを行ったところ、180nmのラインアン
ドスペースパターンが得られ、そのときの露光量は3m
J/cm2であり、その断面形状は矩形に近い良好なも
のであった。また、SEM耐性、耐ドライエッチング性
も良好であった。
Example 9 A positive resist composition solution was obtained in the same manner as in Example 8, except that the component (C) was replaced with the same amount of tert-butyl lithocholic acid. Was. Next, when resist patterning was performed in the same manner as in Example 8, a line and space pattern of 180 nm was obtained, and the exposure amount was 3 m
J / cm 2 , and the cross-sectional shape was good and nearly rectangular. The SEM resistance and the dry etching resistance were also good.

【0077】比較例1 実施例1において、レジスト膜厚を0.7μmに代えた
以外は、実施例1と同じ条件でレジストパターニング処
理した。その結果0.35μmのラインアンドスペース
パターンが解像され、そのレジストパターン形状は不良
な三角形形状であった。また、0.35μmのレジスト
パターンを得るのに要する最小露光量(感度)は50m
J/cm2であった。また、限界解像度は0.28μm
であった。
Comparative Example 1 A resist patterning process was performed under the same conditions as in Example 1 except that the resist film thickness was changed to 0.7 μm. As a result, a 0.35 μm line and space pattern was resolved, and the resist pattern shape was a defective triangular shape. The minimum exposure amount (sensitivity) required to obtain a 0.35 μm resist pattern is 50 m.
J / cm 2 . The limit resolution is 0.28 μm
Met.

【0078】[0078]

【発明の効果】本発明によれば、安価で、レジストパタ
ーン形状および耐ドライエッチング性に優れ、かつ高解
像性であり、SEM耐性に優れる、とくにKrFレーザ
ー用またはF2レーザー以下の短波長光用の感光性基
材、それを用いたレジストパターンの形成方法およびポ
ジ型レジスト組成物が提供される。
According to the present invention, it is inexpensive, has excellent resist pattern shape and dry etching resistance, has high resolution, and has excellent SEM resistance, especially for KrF laser or short wavelength not more than F 2 laser. A photosensitive substrate for light, a method for forming a resist pattern using the same, and a positive resist composition are provided.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 101/06 C08L 101/06 G03F 7/004 501 G03F 7/004 501 H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72)発明者 新田 和行 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内 (72)発明者 緒方 寿幸 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) C08L 101/06 C08L 101/06 G03F 7/004 501 G03F 7/004 501 H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72) Inventor Kazuyuki Nitta 150 Nakamurako, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上にレジスト層を500〜5800
Åの厚さに設けた感光性基材であって、該レジスト層を
形成するレジスト組成物が、(A)放射線の照射により
酸を発生する化合物、(B)アルカリ可溶性ノボラック
樹脂および(C)少なくとも一つの酸解離性溶解抑制基
を有し(A)成分から発生した酸の作用により該溶解抑
制基が解離し有機カルボン酸を発生し得る化合物を含ん
でなるポジ型レジスト組成物であることを特徴とする感
光性基材。
A resist layer is formed on a substrate in a range of 500 to 5800.
(A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with radiation, (B) an alkali-soluble novolak resin, and (C) A positive resist composition containing a compound having at least one acid dissociable, dissolution inhibiting group and capable of generating an organic carboxylic acid by dissociation of the dissolution inhibiting group by the action of an acid generated from the component (A); A photosensitive substrate characterized by the following.
【請求項2】 レジスト層が500〜4000Åの厚さ
である請求項1に記載の感光性基材。
2. The photosensitive substrate according to claim 1, wherein the resist layer has a thickness of 500 to 4000 °.
【請求項3】 (C)成分が、(c−1)重量平均分子
量100〜1500の範囲の化合物である請求項1また
は2に記載の感光性基材。
3. The photosensitive substrate according to claim 1, wherein the component (C) is (c-1) a compound having a weight-average molecular weight of 100 to 1500.
【請求項4】 (c−1)成分が、置換または未置換の
ベンゼン核を1〜6個有しかつ少なくとも一つの酸解離
性溶解抑制基を有する化合物である請求項3に記載の感
光性基材。
4. The photosensitive composition according to claim 3, wherein the component (c-1) is a compound having 1 to 6 substituted or unsubstituted benzene nuclei and having at least one acid dissociable, dissolution inhibiting group. Base material.
【請求項5】 (c−1)成分が少なくとも一つの酸解
離性溶解抑制基を有する胆汁酸エステルである請求項3
に記載の感光性基材。
5. The component (c-1) is a bile acid ester having at least one acid dissociable, dissolution inhibiting group.
3. The photosensitive substrate according to item 1.
【請求項6】 (c−1)成分が、(c−1−1)次の
一般式(I)で表される化合物の少なくとも一つの水酸
基またはカルボキシル基の水素原子を酸解離性溶解抑制
基で置換した化合物である請求項4に記載の感光性基
材。 【化1】 [式中、R1〜R4は、それぞれ独立して水素原子、直鎖
状、分岐状または環状の炭素数6以下のアルキル基、低
級アルコキシ基、水酸基、カルボキシル基、カルボキシ
ル基含有アルキル基であり、 Xは単結合、−C(O)−、−C(R5)(R6)−のい
ずれかであり、 R5は水素原子または低級アルキル基であり、 R6は水素原子、低級アルキル基、カルボキシル基、カ
ルボキシル基含有アルキル基または次の一般式(II)で
表されるアリール基であり(なお、式(II)中のR1
4は前記定義に同じである)、qは0または1であ
り、qが0のとき括弧内の基は水素原子である。] 【化2】
6. A component (c-1) wherein (c-1-1) an acid dissociable, dissolution inhibiting group having at least one hydroxyl or carboxyl hydrogen atom of a compound represented by the following general formula (I): The photosensitive substrate according to claim 4, which is a compound substituted with: Embedded image [Wherein, R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 6 or less carbon atoms, a lower alkoxy group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or a carboxyl group-containing alkyl group. X is a single bond, —C (O) —, or —C (R 5 ) (R 6 ) —, R 5 is a hydrogen atom or a lower alkyl group, R 6 is a hydrogen atom, a lower An alkyl group, a carboxyl group, a carboxyl group-containing alkyl group or an aryl group represented by the following general formula (II) (R 1 to R 1 in the formula (II))
R 4 is the same as defined above), q is 0 or 1, and when q is 0, the group in parentheses is a hydrogen atom. ]
【請求項7】 (c−1)成分が、(c−1−2)フェ
ノール、m−クレゾール、p−クレゾールおよびキシレ
ノールから選ばれる少なくとも一つとホルムアルデヒド
との縮合物であって、その水酸基の水素原子の少なくと
も一つをtert−ブチルオキシカルボニルアルキル基
で置換した化合物である請求項4に記載の感光性基材。
7. The component (c-1) is a condensate of (c-1-2) at least one selected from phenol, m-cresol, p-cresol and xylenol with formaldehyde, and the hydrogen of the hydroxyl group thereof is The photosensitive substrate according to claim 4, which is a compound in which at least one of the atoms is substituted with a tert-butyloxycarbonylalkyl group.
【請求項8】 (C)成分が、(c−2)酸解離性溶解
抑制基を有する(メタ)アクリル酸誘導体単位を少なく
とも2モル%以上有する重合体であって、かつその重量
平均分子量が2000〜20000の範囲である請求項
1または2に記載の感光性基材。
8. The component (C) is a polymer having (c-2) at least 2 mol% of a (meth) acrylic acid derivative unit having an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and having a weight average molecular weight of at least 2 mol%. The photosensitive substrate according to claim 1, wherein the photosensitive substrate has a range of 2,000 to 20,000.
【請求項9】 (c−2)成分が、(c−2−1)ヒド
ロキシ(α−メチ)スチレン単位50−70モル%およ
び(c−2−2)酸解離性溶解抑制基を有する(メタ)
アクリル酸誘導体単位30−50モル%からなる共重合
体である請求項8に記載の感光性基材。
9. The component (c-2) has (c-2-1) 50-70 mol% of a hydroxy (α-methyl) styrene unit and (c-2-2) an acid dissociable, dissolution inhibiting group ( Meta)
The photosensitive substrate according to claim 8, which is a copolymer comprising 30 to 50 mol% of acrylic acid derivative units.
【請求項10】 酸解離性溶解抑制基が、第3級アルコ
キシカルボニル基、第3級アルコキシカルボニルアルキ
ル基、第3級アルキル基、環状エーテル基、アルコキシ
アルキル基および1−アルキルシクロアルキル基から選
択される少なくとも1種である請求項1ないし6のいず
れか1項に記載の感光性基材。
10. The acid dissociable, dissolution inhibiting group is selected from a tertiary alkoxycarbonyl group, a tertiary alkoxycarbonylalkyl group, a tertiary alkyl group, a cyclic ether group, an alkoxyalkyl group and a 1-alkylcycloalkyl group. The photosensitive substrate according to any one of claims 1 to 6, which is at least one of the following.
【請求項11】 酸解離性溶解抑制基が、tert―ブ
チルオキシカルボニル基、tert―ブチルオキシカル
ボニルメチル基、tert−ブチル基、テトラヒドロピ
ラニル基、エトキシエチル基、1−メチルシクロヘキシ
ル基および1−エチルシクロヘキシル基から選択される
少なくとも1種である請求項10に記載の感光性基材。
11. The acid dissociable, dissolution inhibiting group includes a tert-butyloxycarbonyl group, a tert-butyloxycarbonylmethyl group, a tert-butyl group, a tetrahydropyranyl group, an ethoxyethyl group, a 1-methylcyclohexyl group, and a 1-methylcyclohexyl group. The photosensitive substrate according to claim 10, wherein the photosensitive substrate is at least one selected from an ethylcyclohexyl group.
【請求項12】 酸解離性溶解抑制基が第3級アルキル
基、環状エーテル基、アルコキシアルキル基および1−
アルキルシクロアルキル基から選択される少なくとも1
種である請求項8に記載の感光性基材。
12. The method according to claim 12, wherein the acid dissociable, dissolution inhibiting group is a tertiary alkyl group, a cyclic ether group, an alkoxyalkyl group,
At least one selected from an alkylcycloalkyl group
9. The photosensitive substrate according to claim 8, which is a seed.
【請求項13】 酸解離性溶解抑制基がtert−ブチ
ル基、テトラヒドロピラニル基、エトキシエチル基、1
−メチルシクロヘキシル基および1−エチルシクロヘキ
シル基から選択される少なくとも1種である請求項12
に記載の感光性基材。
13. An acid dissociable, dissolution inhibiting group comprising a tert-butyl group, a tetrahydropyranyl group, an ethoxyethyl group,
13. It is at least one selected from a -methylcyclohexyl group and a 1-ethylcyclohexyl group.
3. The photosensitive substrate according to item 1.
【請求項14】 ポジ型レジスト組成物が、さらに
(D)脂肪族低級アミンを(B)成分100重量部に対
し0.01〜1.0重量部の割合で含む請求項1ないし
13のいずれか1項に記載の感光性基材。
14. The positive resist composition according to claim 1, further comprising (D) an aliphatic lower amine in an amount of 0.01 to 1.0 part by weight based on 100 parts by weight of the component (B). Or the photosensitive substrate according to item 1.
【請求項15】 ポジ型レジスト組成物が、さらに
(E)有機カルボン酸もしくはリンのオキソ酸またはそ
の誘導体を(B)成分100重量部に対し0.01〜
1.0重量部の割合で含む請求項1ないし14のいずれ
か1項に記載の感光性基材。
15. The positive resist composition further comprises (E) an organic carboxylic acid or an oxo acid of phosphorus or a derivative thereof in an amount of 0.01 to 100 parts by weight of component (B).
The photosensitive substrate according to any one of claims 1 to 14, wherein the photosensitive substrate is contained in an amount of 1.0 part by weight.
【請求項16】 請求項1ないし15のいずれか1項に
記載の感光性基材に対し、KrFエキシマレーザーによ
る選択的露光、露光後加熱およびアルカリ現像を順次施
すことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
16. The resist pattern according to claim 1, wherein the photosensitive substrate according to claim 1 is sequentially subjected to selective exposure by a KrF excimer laser, heating after exposure, and alkali development. Forming method.
【請求項17】 請求項1ないし14のいずれか1項記
載の感光性基材であって、レジスト層が1000〜58
00Åの厚さである請求項16記載のレジストパターン
形成方法。
17. The photosensitive substrate according to claim 1, wherein the resist layer has a thickness of 1000 to 58.
17. The method for forming a resist pattern according to claim 16, which has a thickness of 00 °.
【請求項18】 請求項1ないし14のいずれか1項記
載の感光性基材に対し、F2(157nm)以下の波長
の光による選択的露光、露光後加熱およびアルカリ現像
を順次施すことを特徴とするレジストパターン形成方
法。
18. The method according to claim 1, wherein the photosensitive substrate according to claim 1 is sequentially subjected to selective exposure with light having a wavelength of F 2 (157 nm) or less, heating after exposure, and alkali development. Characteristic method of forming a resist pattern.
【請求項19】 請求項1ないし14のいずれか1項記
載の感光性基材であって、レジスト層が500〜100
0Åの厚さである請求項18記載のレジストパターン形
成方法。
19. The photosensitive substrate according to claim 1, wherein the resist layer has a thickness of 500 to 100.
19. The method for forming a resist pattern according to claim 18, wherein the thickness is 0 [deg.].
【請求項20】 (A)放射線の照射により酸を発生す
る化合物、(B)アルカリ可溶性ノボラック樹脂および
(C)少なくとも一つの酸解離性溶解抑制基を有し
(A)成分から発生した酸の作用により該溶解抑制基が
解離して有機カルボン酸を発生し得る化合物を含んでな
るポジ型レジスト組成物において、(C)成分が重量平
均分子量100〜1500の範囲であって、少なくとも
一つの酸解離性溶解抑制基を有する胆汁酸エステルであ
ることを特徴とするポジ型レジスト組成物。
20. (A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with radiation, (B) an alkali-soluble novolak resin, and (C) an acid having at least one acid dissociable, dissolution inhibiting group. In a positive resist composition comprising a compound capable of generating an organic carboxylic acid by dissociation of the dissolution inhibiting group by action, the component (C) has a weight average molecular weight of 100 to 1500, and at least one acid A positive resist composition comprising a bile acid ester having a dissociable, dissolution inhibiting group.
【請求項21】 (A)放射線の照射により酸を発生す
る化合物、(B)アルカリ可溶性ノボラック樹脂および
(C)少なくとも一つの酸解離性溶解抑制基を有し
(A)成分から発生した酸の作用により該溶解抑制基が
解離し有機カルボン酸を発生し得る化合物を含んでなる
ポジ型レジスト組成物において、(C)成分が、下記
(c−1)および(c−1−1)の条件を同時に満たす
ことを特徴とするポジ型レジスト組成物。 (c−1):重量平均分子量100〜1500の範囲の
化合物である。 (c−1−1):次の一般式(I)で表される化合物の
少なくとも一つの水酸基またはカルボキシル基の水素原
子を酸解離性溶解抑制基で置換した化合物である。 【化3】 [式中、R1〜R4は、それぞれ独立して水素原子、直鎖
状、分岐状または環状の炭素数6以下のアルキル基、低
級アルコキシ基、水酸基、カルボキシル基、カルボキシ
ル基含有アルキル基であり、 Xは単結合、−C(O)−、−C(R5)(R6)−のい
ずれかであり、 R5は水素原子または低級アルキル基であり、 R6は水素原子、低級アルキル基、カルボキシル基、カ
ルボキシル基含有アルキル基または次の一般式(II)で
表されるアリール基であり(なお、式(II)中のR1
4は前記定義に同じである)、qは0または1であ
り、qが0のとき括弧内の基は水素原子である。] 【化4】
21. (A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with radiation, (B) an alkali-soluble novolak resin, and (C) an acid having at least one acid-dissociable, dissolution-inhibiting group. In a positive resist composition comprising a compound capable of generating an organic carboxylic acid by dissociation of the dissolution inhibiting group by the action, the component (C) is used under the following conditions (c-1) and (c-1-1): A positive resist composition, wherein (C-1): a compound having a weight average molecular weight of 100 to 1500. (C-1-1): a compound in which at least one hydroxyl group or carboxyl group hydrogen atom of the compound represented by the following general formula (I) is substituted with an acid dissociable, dissolution inhibiting group. Embedded image [Wherein, R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 6 or less carbon atoms, a lower alkoxy group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or a carboxyl group-containing alkyl group. X is a single bond, —C (O) —, or —C (R 5 ) (R 6 ) —, R 5 is a hydrogen atom or a lower alkyl group, R 6 is a hydrogen atom, a lower An alkyl group, a carboxyl group, a carboxyl group-containing alkyl group or an aryl group represented by the following general formula (II) (R 1 to R 1 in the formula (II))
R 4 is the same as defined above), q is 0 or 1, and when q is 0, the group in parentheses is a hydrogen atom. ]
【請求項22】 (A)放射線の照射により酸を発生す
る化合物、(B)アルカリ可溶性ノボラック樹脂および
(C)少なくとも一つの酸解離性溶解抑制基を有し
(A)成分から発生した酸の作用により該溶解抑制基が
解離し有機カルボン酸を発生し得る化合物を含んでなる
ポジ型レジスト組成物において、(C)成分が、下記
(c−1’)および(c−1−2)の条件を同時に満た
すことを特徴とするポジ型レジスト組成物。 (c−1’):重量平均分子量100〜1500の範囲
の化合物であり、かつ置換または未置換のベンゼン核を
1〜6個有しかつ少なくとも一つの酸解離性溶解抑制基
を有する化合物である。 (c−1−2):フェノール、m−クレゾール、p−ク
レゾールおよびキシレノールから選ばれる少なくとも一
つとホルムアルデヒドとの縮合物であって、その水酸基
の水素原子の少なくとも一つをtert−ブチルオキシ
カルボニルアルキル基で置換した化合物である。
22. (A) a compound capable of generating an acid upon irradiation, (B) an alkali-soluble novolak resin, and (C) an acid having at least one acid-dissociable, dissolution-inhibiting group. In a positive resist composition comprising a compound capable of generating an organic carboxylic acid by dissociation of the dissolution inhibiting group by the action, the component (C) comprises the following (c-1 ′) and (c-1-2) A positive resist composition which satisfies conditions simultaneously. (C-1 ′): a compound having a weight average molecular weight of 100 to 1500, having 1 to 6 substituted or unsubstituted benzene nuclei, and having at least one acid dissociable, dissolution inhibiting group. . (C-1-2): a condensate of formaldehyde with at least one selected from phenol, m-cresol, p-cresol and xylenol, wherein at least one of the hydrogen atoms of the hydroxyl group is tert-butyloxycarbonylalkyl Is a compound substituted with a group.
【請求項23】 (A)放射線の照射により酸を発生す
る化合物、(B)アルカリ可溶性ノボラック樹脂および
(C)少なくとも一つの酸解離性溶解抑制基を有し
(A)成分から発生した酸の作用により該溶解抑制基が
解離し有機カルボン酸を発生し得る化合物を含んでなる
ポジ型レジスト組成物において、(C)成分が、下記
(c−2)の条件を満たすことを特徴とするポジ型レジ
スト組成物。 (c−2):酸解離性溶解抑制基を有する(メタ)アク
リル酸誘導体単位を少なくとも2モル%以上有する重合
体であって、かつその重量平均分子量が2000〜20
000の範囲である。
(A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with radiation, (B) an alkali-soluble novolak resin, and (C) an acid having at least one acid-dissociable, dissolution-inhibiting group. In a positive resist composition comprising a compound capable of generating an organic carboxylic acid by dissociation of the dissolution inhibiting group by the action, the component (C) satisfies the following condition (c-2): -Type resist composition. (C-2): a polymer having at least 2 mol% or more of a (meth) acrylic acid derivative unit having an acid dissociable, dissolution inhibiting group, and having a weight average molecular weight of 2,000 to 20,
000.
【請求項24】 (c−2)に記載される重合体が、
(c−2−1)ヒドロキシ(α−メチル)スチレン単位
50−70モル%および(c−2−2)酸解離性溶解抑
制基を有する(メタ)アクリル酸誘導体単位30−50
モル%からなる共重合体である請求項23に記載のポジ
型レジスト組成物。
24. The polymer according to (c-2),
(C-2-1) 50-70 mol% of hydroxy (α-methyl) styrene unit and (c-2-2) (meth) acrylic acid derivative unit 30-50 having an acid dissociable, dissolution inhibiting group
The positive resist composition according to claim 23, which is a copolymer consisting of mol%.
【請求項25】 酸解離性溶解抑制基が、第3級アルコ
キシカルボニル基、第3級アルコキシカルボニルオキシ
アルキル基、第3級アルキル基、環状エーテル基、アル
コキシアルキル基および1−アルキルシクロアルキル基
から選択される少なくとも1種である請求項20または
21に記載のポジ型レジスト組成物。
25. The acid dissociable, dissolution inhibiting group is selected from a tertiary alkoxycarbonyl group, a tertiary alkoxycarbonyloxyalkyl group, a tertiary alkyl group, a cyclic ether group, an alkoxyalkyl group, and a 1-alkylcycloalkyl group. The positive resist composition according to claim 20, which is at least one selected from the group consisting of:
【請求項26】 酸解離性溶解抑制基が、tert―ブ
チルオキシカルボニル基、tert―ブチルオキシカル
ボニルメチル基、tert−ブチル基、テトラヒドロピ
ラニル基、エトキシエチル基、1−メチルシクロヘキシ
ル基および1−エチルシクロヘキシル基から選択される
少なくとも1種である請求項25に記載のポジ型レジス
ト組成物。
26. The acid dissociable, dissolution inhibiting group includes a tert-butyloxycarbonyl group, a tert-butyloxycarbonylmethyl group, a tert-butyl group, a tetrahydropyranyl group, an ethoxyethyl group, a 1-methylcyclohexyl group, and a 1-methylcyclohexyl group. 26. The positive resist composition according to claim 25, which is at least one member selected from an ethylcyclohexyl group.
【請求項27】 酸解離性溶解抑制基が第3級アルキル
基、環状エーテル基、アルコキシアルキル基および1−
アルキルシクロアルキル基から選択される少なくとも1
種である請求項23に記載のポジ型レジスト組成物。
27. An acid dissociable, dissolution inhibiting group comprising a tertiary alkyl group, a cyclic ether group, an alkoxyalkyl group, and 1-
At least one selected from an alkylcycloalkyl group
24. The positive resist composition according to claim 23, which is a seed.
【請求項28】 酸解離性溶解抑制基がtert−ブチ
ル基、テトラヒドロピラニル基、エトキシエチル基、1
−メチルシクロヘキシル基および1−エチルシクロヘキ
シル基から選択される少なくとも1種である請求項27
に記載のポジ型レジスト組成物。
28. The acid dissociable, dissolution inhibiting group is a tert-butyl group, a tetrahydropyranyl group, an ethoxyethyl group,
28. It is at least one selected from a -methylcyclohexyl group and a 1-ethylcyclohexyl group.
4. The positive resist composition according to item 1.
【請求項29】 ポジ型レジスト組成物が、さらに
(D)脂肪族低級アミンを(B)成分100重量部に対
し0.01〜1.0重量部の割合で含む請求項20ない
し28のいずれか1項に記載のポジ型レジスト組成物。
29. The positive resist composition according to claim 20, further comprising (D) an aliphatic lower amine in an amount of 0.01 to 1.0 part by weight based on 100 parts by weight of the component (B). The positive resist composition according to claim 1.
【請求項30】 ポジ型レジスト組成物が、さらに
(E)有機カルボン酸もしくはリンのオキソ酸またはそ
の誘導体を(B)成分100重量部に対し0.01〜
1.0重量部の割合で含む請求項20ないし29のいず
れか1項に記載のポジ型レジスト組成物。
30. The positive resist composition further comprises (E) an organic carboxylic acid or an oxo acid of phosphorus or a derivative thereof in an amount of from 0.01 to 100 parts by weight of component (B).
30. The positive resist composition according to any one of claims 20 to 29, comprising 1.0 part by weight.
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