JP2001147538A - Positive type resist laminated body - Google Patents

Positive type resist laminated body

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JP2001147538A
JP2001147538A JP33156899A JP33156899A JP2001147538A JP 2001147538 A JP2001147538 A JP 2001147538A JP 33156899 A JP33156899 A JP 33156899A JP 33156899 A JP33156899 A JP 33156899A JP 2001147538 A JP2001147538 A JP 2001147538A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive type resist laminated body adaptable to exposure in the far ultraviolet region and having high resolving power in the production of a semiconductor device and to provide a positive type resist laminated body giving a resist pattern nearly free from line waving particularly in a minute line/space of <=0.2 μm, less liable to produce residue on development and having high suitability to production. SOLUTION: Each of the positive type resist laminated bodies has a 1st resist layer on a substrate and a 2nd resist layer on the 1st resist layer. The 1st resist layer is a layer which contains a polymer containing specified repeating units and is cured under heat. The 2nd resist layer contains (b) a polysiloxane or a polysilsesquioxane having an acid decomposable group and having solubility in an alkali developing solution increased by the action of an acid and (c) a compound which generates the acid when irradiated with active light or radiation.

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、紫外線、遠紫外
線、X線、電子線、分子線、γ線、シンクロトロン放射
線等の輻射線による露光用のポジ型レジスト積層物に関
し、さらに詳しくは、IC等の半導体製造工程で、例え
ば回路基板等を製造する際に用いる、特に高い解像力と
感度、矩形な断面形状のレジストを与え且つ広いプロセ
ス許容性をそなえた微細加工用ポジ型レジスト積層物に
関する。本発明のポジ型レジスト積層物は、次のような
工程で用いることができる。例えば、半導体ウエハー、
又はガラス、セラミックス、金属等の基板上に又はそれ
らの上に反射防止層や有機膜を設置した上にスピン塗布
法又はローラー塗布法で0.01〜3μmの厚みに塗布
される。その後、加熱、乾燥し、露光マスクを介して回
路パターン等を活性光線照射等により焼き付け、現像し
てポジ画像が得られる。更にこのポジ画像をマスクとし
てエッチングする事により基板にパターン状の加工を施
す事ができる。代表的な応用分野にはIC等の半導体製
造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、更
にその他のフォトファブリケーション工程等がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive resist laminate for exposure to radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, electron beams, molecular beams, gamma rays, and synchrotron radiation. In the process of manufacturing semiconductors such as ICs, it relates to a positive resist laminate for microfabrication which provides a resist having a particularly high resolution and sensitivity, a rectangular cross-sectional shape, and has a wide process tolerance, which is used, for example, when manufacturing a circuit board or the like. . The positive resist laminate of the present invention can be used in the following steps. For example, semiconductor wafers,
Alternatively, an antireflection layer or an organic film is provided on or on a substrate made of glass, ceramics, metal, or the like, and is applied to a thickness of 0.01 to 3 μm by spin coating or roller coating. Thereafter, the film is heated and dried, and a circuit pattern or the like is baked through an exposure mask by irradiation with actinic rays or the like, and developed to obtain a positive image. Further, the substrate can be processed in a pattern by etching using the positive image as a mask. Typical application fields include a semiconductor manufacturing process such as an IC, a circuit board manufacturing such as a liquid crystal and a thermal head, and other photofabrication processes.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIの高集積化にともない従来の単層
レジストでは解像限界が明らかになり、レジストを単層
ではなく多層化することにより、膜厚が厚くしかも微細
な高形状比パターンを形成する方法が提案されている。
すなわち、第1層目に有機高分子の厚膜を形成し、その
上の第2層に薄膜のレジスト材料層を形成したのち、第
2のレジスト材料に高エネルギー線を照射し、現像す
る。それにより得られるパターンをマスクとして第1層
目の有機高分子を酸素プラズマエッチング(O2−RI
E)で異方エッチングすることにより矩形形状性の高い
パターンを得ようとするものである(リン、ソリッドス
テートテクノロジー 第24巻 第73ページ(198
1)参照)。
2. Description of the Related Art The resolution limit of conventional single-layer resists has become evident with the increasing integration of LSIs. By forming resists in multiple layers instead of single layers, thick and fine high-profile ratio patterns can be formed. Methods of forming have been proposed.
That is, a thick organic polymer film is formed on the first layer, a thin resist material layer is formed on the second layer thereon, and then the second resist material is irradiated with high energy rays and developed. The organic polymer of the first layer is subjected to oxygen plasma etching (O 2 -RI
E) Anisotropic etching is performed to obtain a pattern having a high rectangular shape (Rin, Solid State Technology, Vol. 24, p. 73 (198)
1)).

【0003】この場合、第2層のレジスト層はO2−R
IE耐性が高くなければならないので、通常シリコン含
有ポリマーが用いられている。特にシリコン含量を高め
るために、ポリマー主鎖にシリコン原子を有する酸分解
性基含有ポリシロキサン又はポリシルセスキオキサンを
用いる試みが多くなされている。例えば、特開昭63−
218948号、特開平4−245248号、同6−1
84311号、同8−160620号、特開平9−27
4319号等の各公報が挙げられる。そして第1のレジ
スト層は、基板との密着性および製膜性、高い耐ドライ
エッチング性、第2レジスト層との非混和性、露光波長
における高い光吸収特性等を付与させるためにノボラッ
ク樹脂等を高温処理して固化させる方法が一般的であ
り、広く行われている。
In this case, the second resist layer is made of O 2 -R
Silicon-containing polymers are commonly used because of their high IE resistance. In particular, many attempts have been made to use an acid-decomposable group-containing polysiloxane or polysilsesquioxane having a silicon atom in the polymer main chain in order to increase the silicon content. For example, JP-A-63-
No. 218948, JP-A-4-245248, 6-1.
Nos. 84311, 8-160620 and JP-A-9-27
No. 4319 and the like. The first resist layer is made of a novolak resin or the like in order to impart adhesion and film forming properties to the substrate, high dry etching resistance, immiscibility with the second resist layer, high light absorption characteristics at the exposure wavelength, and the like. Is generally and widely used.

【0004】しかしながら、この方法ではポリシロキサ
ン又はポリシルセスキオキサンを用いる第2レジスト層
との密着が悪いことから、特に0.2μm以下の微細な
ライン/スペースを形成するために用いた場合に、ライ
ンのうねりを生じやすく、さらにはパターン倒れを起こ
しやすいという問題があった。また、上記ノボラック樹
脂を含む第1レジスト層においては、高温処理を長時間
行うことが必要であり、半導体デバイス等の製造におい
ては製造適性が著しく低いという問題もあった。この高
温処理を短時間で行うと第1レジスト層の固化が不十分
となり、第2レジスト層と混ざる現象(インターミック
ス)が生じ、結果として現像残査の多いパターンを形成
するという問題もあった。
However, this method has poor adhesion to a second resist layer using polysiloxane or polysilsesquioxane, and is therefore particularly disadvantageous when used for forming fine lines / spaces of 0.2 μm or less. However, there is a problem that the line is easily undulated and the pattern is likely to collapse. Further, in the first resist layer containing the novolak resin, it is necessary to perform a high-temperature treatment for a long time, and there is a problem that the suitability for production is extremely low in the production of semiconductor devices and the like. If the high-temperature treatment is performed in a short time, the solidification of the first resist layer becomes insufficient, and a phenomenon (intermix) of mixing with the second resist layer occurs. As a result, there is also a problem that a pattern with a large development residue is formed. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半導
体デバイスの製造において、遠紫外領域の露光に対応し
得、高い解像力を有するポジ型レジスト積層物を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、特に0.2μm以
下の微細なライン/スペースにおいて、ラインうねりの
少ないレジストパターンを与えるポジ型レジスト積層物
を提供することにある。本発明の他の目的は、特に0.
2μm以下の微細なライン/スペースにおいて、現像残
査の発生量の少ないポジ型レジスト積層物を提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、高い製造適性を有する
ポジ型レジスト積層物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a positive resist laminate having a high resolving power and capable of coping with exposure in the far ultraviolet region in the manufacture of semiconductor devices. Another object of the present invention is to provide a positive resist laminate which provides a resist pattern with less line waviness particularly in a fine line / space of 0.2 μm or less. Another object of the present invention is to provide, among other things, 0.1.
An object of the present invention is to provide a positive resist laminate having a small amount of development residue in a fine line / space of 2 μm or less. Another object of the present invention is to provide a positive resist laminate having high manufacturing suitability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記諸特
性に留意し鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至
った。即ち、本発明の目的は、以下の構成で達成するこ
とができる。 1. 基板上に第1レジスト層及びこの層上に第2レジ
スト層を有するポジ型レジスト積層物であって、〔I〕
第1レジスト層が、(a−1)下記一般式(1)で表さ
れる繰返し単位を含むポリマーを含有し、且つ熱により
硬化する層であり、〔II〕第2レジスト層が、(b)酸
により分解しうる基を有し、かつアルカリ現像液中での
溶解度が酸の作用により増大する性質のあるポリシロキ
サン又はポリシルセスキオキサン、及び(c)活性光線
もしくは放射線の照射により酸を発生する化合物、を含
有することを特徴とするポジ型レジスト積層物。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made intensive studies while paying attention to the above characteristics, and as a result, have completed the present invention. That is, the object of the present invention can be achieved by the following configurations. 1. A positive resist laminate having a first resist layer on a substrate and a second resist layer on this layer, comprising: [I]
The first resist layer is a layer containing (a-1) a polymer containing a repeating unit represented by the following general formula (1) and being cured by heat; [II] the second resist layer is composed of (b) A) polysiloxane or polysilsesquioxane having a group decomposable by an acid and having a property of increasing the solubility in an alkaline developer by the action of an acid, and (c) an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. A positive-working resist laminate comprising:

【0007】[0007]

【化4】 Embedded image

【0008】式中、R1は水素原子、アルキル基、又は
ハロゲン原子を表し、L1、L2は、各々独立に、2価
の連結基を表し、Mは芳香族基を表し、a、b、cは、
各々独立に、0又は1を表す。 2. 第1レジスト層に含有される(a−1)ポリマー
が、さらに下記一般式(2)で表される繰返し単位を含
むことを特徴とする上記(1)に記載のポジ型レジスト
積層物。
In the formula, R1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a halogen atom, L1 and L2 each independently represent a divalent linking group, M represents an aromatic group, a, b, c Is
Each independently represents 0 or 1. 2. The positive resist laminate according to the above (1), wherein the polymer (a-1) contained in the first resist layer further contains a repeating unit represented by the following general formula (2).

【0009】[0009]

【化5】 Embedded image

【0010】式中、R2は上記一般式(1)のR1と同
義である。L3は2価の連結基を表す。 3. 第1レジスト層が、(a−2)酸により活性化さ
れ、上記一般式(1)及び(2)で表される繰返し単位
を含有するポリマーと反応して架橋構造を形成すること
ができる熱架橋剤、及び(a−3)熱により酸を発生す
る化合物を含有することを特徴とする上記2.に記載の
ポジ型レジスト積層物。 4. 第2レジスト層に含有される(b)成分の酸によ
り分解しうる基を有し、かつアルカリ現像液中での溶解
度が酸の作用により増大する性質のあるポリシロキサン
又はポリシルセスキオキサンが、側鎖に下記一般式
(3)で表される構造を有することを特徴とする上記
1.に記載のポジ型レジスト積層物。
In the formula, R2 has the same meaning as R1 in the general formula (1). L3 represents a divalent linking group. 3. The first resist layer is activated by the acid (a-2) and reacts with the polymer containing the repeating unit represented by the general formulas (1) and (2) to form a crosslinked structure. 1. A cross-linking agent, and (a-3) a compound which generates an acid by heat. 4. The positive resist laminate according to item 1. 4. Polysiloxane or polysilsesquioxane having a group decomposable by the acid of the component (b) contained in the second resist layer and having a property of increasing the solubility in an alkaline developer by the action of an acid is used. Wherein the side chain has a structure represented by the following general formula (3). 4. The positive resist laminate according to item 1.

【0011】[0011]

【化6】 Embedded image

【0012】式中、J1は置換基を有していてもよいア
ルキレン基を表し、J2は置換基を有していてもよいア
リーレン基又は置換基を有していてもよいシクロアルキ
レン基を表し、J3は2価の連結基を表し、J4は2〜
4価の連結基を表し、Gは酸の作用により分解する基を
表す。k、l、m、nは、各々独立に、0又は1を表
す。但し、k、l、m、nは、同時に0であることはな
い。pは1〜3の整数を表す。 5. 基板上に上記1.に記載の第1レジスト層を設け
る工程、その第1レジスト層を熱処理して硬化させる工
程、この第1レジスト層上に、請求項1に記載の第2レ
ジスト層を設ける工程、その第2レジスト層に、活性光
線又は放射線を所望のパターン状に露光する工程、露光
された第2レジスト層をアルカリ現像液で現像する工
程、及びそのパターン状に形成された第2レジスト層を
マスクとして、第1レジスト層をエッチングする工程を
含むことを特徴とする微細パターン形成方法。
In the formula, J1 represents an alkylene group which may have a substituent, and J2 represents an arylene group which may have a substituent or a cycloalkylene group which may have a substituent. , J3 represents a divalent linking group, and J4 represents 2 to
G represents a tetravalent linking group, and G represents a group decomposed by the action of an acid. k, l, m, and n each independently represent 0 or 1. However, k, l, m, and n are not 0 at the same time. p represents an integer of 1 to 3. 5. The above-mentioned 1. A step of providing a first resist layer according to claim 1; a step of heat-treating and curing the first resist layer; a step of providing the second resist layer according to claim 1 on the first resist layer; The layer, the step of exposing actinic rays or radiation to a desired pattern, the step of developing the exposed second resist layer with an alkaline developer, and the second resist layer formed in the pattern as a mask, 1. A method for forming a fine pattern, comprising a step of etching one resist layer.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を明ら
かにするが、本発明はこれに限定されない。本発明のポ
ジ型レジスト積層物は、(a−1)成分である一般式
(1)の繰返し単位を有するポリマーを含有する第1レ
ジスト層と、(b)成分である酸により分解しうる基を
有し、かつアルカリ現像液中での溶解度が酸の作用によ
り増大する性質のあるポリシロキサン又はポリシルセス
キオキサン及び(c)活性光線もしくは放射線の照射に
より酸を発生する化合物を含有する第2レジスト層とを
有する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments. The positive resist laminate of the present invention comprises a first resist layer containing a polymer having a repeating unit represented by the general formula (1) as a component (a-1), and a group decomposable by an acid as a component (b). And a polysiloxane or polysilsesquioxane having a property of increasing the solubility in an alkaline developer by the action of an acid, and (c) a compound containing a compound capable of generating an acid by irradiation with actinic rays or radiation. And two resist layers.

【0014】本発明の効果をより優れたものにするため
には、第1レジスト層に含有される(a−1)ポリマー
において、一般式(1)で表される繰返し単位の含有量
が、ポリマーの全重量に対して20〜99重量%である
ことが好ましく、30〜98重量%であることがより好
ましく、40〜95重量%であることが特に好ましい。
一般式(1)において、R1は水素原子、アルキル基
(好ましくは炭素数1〜6のアルキル基)、ハロゲン原
子(Cl、Br、Iなど)であり、好ましくは水素原
子、炭素数1〜3のアルキル基であり、特に好ましくは
水素原子、メチル基、エチル基である。L1は2価の連
結基を表し、アルキレン基、アリーレン基、アラルキレ
ン基であることが好ましい。これらの基は置換基を有し
ていてもよく、置換基としては、例えば、Cl、Br、
F等のハロゲン原子、−CN基、−OH基、アミノ基、
炭素数1〜4のアルキル基、炭素数3〜8のシクロアル
キル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数6〜12
のアリール基、炭素数7〜14のアラルキル基等が挙げ
られる。L1としてより好ましくは、置換基を有してい
てもよい炭素数1〜8のアルキレン基、置換基を有して
いてもよいフェニレン基、及び置換基を有していてもよ
い炭素数7〜10のアラルキレン基であり、置換基を有
してもよい炭素数2〜6のアルキレン基と置換基を有し
ていてもよいフェニレン基が特に好ましい。
In order to further improve the effect of the present invention, the content of the repeating unit represented by the general formula (1) in the polymer (a-1) contained in the first resist layer is as follows: It is preferably 20 to 99% by weight, more preferably 30 to 98% by weight, and particularly preferably 40 to 95% by weight based on the total weight of the polymer.
In the general formula (1), R1 is a hydrogen atom, an alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) or a halogen atom (Cl, Br, I, etc.), preferably a hydrogen atom, 1 to 3 carbon atoms. And particularly preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group. L1 represents a divalent linking group, and is preferably an alkylene group, an arylene group, or an aralkylene group. These groups may have a substituent. Examples of the substituent include Cl, Br,
Halogen atom such as F, -CN group, -OH group, amino group,
C1-C4 alkyl group, C3-C8 cycloalkyl group, C1-C4 alkoxy group, C6-C12
And an aralkyl group having 7 to 14 carbon atoms. More preferably, L1 is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms which may have a substituent, a phenylene group which may have a substituent, and 7 to 7 carbon atoms which may have a substituent. An aralkylene group of 10 and an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms which may have a substituent and a phenylene group which may have a substituent are particularly preferable.

【0015】L2は2価の連結基を表し、具体的には、
−COO−、−OCO−、−O−、−CON(R11)
−、−N(R11)CO−、−N(R11)−、−NH
−CO−NH−、−OCOO−を表すことが好ましい。
ここで、R11は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基
を表し、より好ましくは水素原子、炭素数1〜3のアル
キル基である。好ましいL2としては、−COO−、−
OCO−、−O−、−N(R11)CO−、−N(R1
1)−が挙げられる。a、b、cは、各々独立に、0又
は1を表す。Mは芳香族基を表し、置換基を有していて
もよい。置換基としては、上記L1のアルキレン基等の
置換基として挙げたものが挙げられる。好ましいMとし
ては、フェニル基、置換フェニル基、ナフチル基、置換
ナフチル基、ビフェニル基、置換ビフェニル基、アント
リル基、置換アントリル基、フェナントリル基、置換フ
ェナントリル基等が挙げられ、より好ましくはフェニル
基、置換フェニル基、ナフチル基、置換ナフチル基、ビ
フェニル基、置換ビフェニル基である。
L2 represents a divalent linking group, and specifically,
-COO-, -OCO-, -O-, -CON (R11)
-, -N (R11) CO-, -N (R11)-, -NH
It preferably represents -CO-NH-, -OCOO-.
Here, R11 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Preferred L2 is -COO-,-
OCO-, -O-, -N (R11) CO-, -N (R1
1)-. a, b and c each independently represent 0 or 1. M represents an aromatic group and may have a substituent. Examples of the substituent include those described above as the substituent such as the alkylene group for L1. Preferred M includes a phenyl group, a substituted phenyl group, a naphthyl group, a substituted naphthyl group, a biphenyl group, a substituted biphenyl group, an anthryl group, a substituted anthryl group, a phenanthryl group, a substituted phenanthryl group, and more preferably a phenyl group, A substituted phenyl group, a naphthyl group, a substituted naphthyl group, a biphenyl group, and a substituted biphenyl group.

【0016】第1レジスト層に含まれる(a−1)ポリ
マーは、本発明の効果をより優れたものにするために、
一般式(2)で表される繰返し単位をさらに含むことが
好ましい。一般式(2)において、R2はR1と同義で
あり、L3は2価の連結基を表し、好ましくは上記L1
と同義である。L3として、より好ましい連結基は、置
換基を有していてもよい炭素数1〜8のアルキレン基、
置換基を有していてもよいフェニレン基、置換基を有し
ていてもよい炭素数7〜10のアラルキレン基であり、
置換基を有してもよい炭素数2〜6のアルキレン基及び
置換基を有していてもよいフェニレン基が特に好まし
い。第1レジスト層に含有される(a−1)ポリマーに
おいて、一般式(2)で表される繰返し単位の含有量
は、ポリマー全重量に対して1〜80重量%であること
が好ましく、2〜70重量%であることがより好まし
く、5〜60重量%であることが特に好ましい。
The (a-1) polymer contained in the first resist layer is used in order to further improve the effect of the present invention.
It is preferable to further include a repeating unit represented by the general formula (2). In the general formula (2), R2 has the same meaning as R1, L3 represents a divalent linking group, and preferably
Is synonymous with As L3, a more preferred linking group is an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms which may have a substituent,
A phenylene group which may have a substituent, an aralkylene group having 7 to 10 carbon atoms which may have a substituent,
An alkylene group having 2 to 6 carbon atoms which may have a substituent and a phenylene group which may have a substituent are particularly preferred. In the polymer (a-1) contained in the first resist layer, the content of the repeating unit represented by the general formula (2) is preferably 1 to 80% by weight based on the total weight of the polymer, and 2 It is more preferably from 70 to 70% by weight, particularly preferably from 5 to 60% by weight.

【0017】本発明に用いられる(a−1)ポリマー
は、上記一般式(1)、(2)で表される繰返し単位の
他にも、製膜性、密着性、現像性等を向上させる目的で
さらに他の繰返し単位を含有していてもよい。
The polymer (a-1) used in the present invention improves the film-forming properties, adhesion, developability, etc., in addition to the repeating units represented by the above general formulas (1) and (2). It may further contain other repeating units for the purpose.

【0018】このような他の繰返し単位に相当する単量
体として、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸
エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、
アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等
から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物
が挙げられる。具体的にはたとえば、アクリル酸エステ
ル類、例えばアルキル(アルキル基の炭素原子数は1〜
10のものが好ましい)アクリレート(例えば、アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、
アクリル酸アミル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリ
ル酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸
−t−オクチル、クロルエチルアクリレート、2−ヒド
ロキシエチルアクリレート、2,2−ジメチルヒドロキ
シプロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアク
リレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、
ペンタエリスリトールモノアクリレート、ベンジルアク
リレート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリル
アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート
等);
Monomers corresponding to such other repeating units include, for example, acrylates, methacrylates, acrylamides, methacrylamides,
Examples include compounds having one addition-polymerizable unsaturated bond selected from allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, and the like. Specifically, for example, acrylates such as alkyl (the alkyl group has 1 to 1 carbon atoms)
10 are preferred) acrylates (eg, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate,
Amyl acrylate, cyclohexyl acrylate, ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, t-octyl acrylate, chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2,2-dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, trimethylol Propane monoacrylate,
Pentaerythritol monoacrylate, benzyl acrylate, methoxybenzyl acrylate, furfuryl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, etc.);

【0019】メタクリル酸エステル類、例えばアルキル
(アルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好まし
い。)メタクリレート(例えばメチルメタクリレート、
エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソ
プロピルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキ
シルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、
ベンジルメタクリレート、クロルベンジルメタクリレー
ト、オクチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、
5−ヒドロキシペンチルメタクリレート、2,2−ジメ
チル−3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、トリメ
チロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリ
トールモノメタクリレート、フルフリルメタクリレー
ト、テトラヒドロフルフリルメタクリレート等);
Methacrylic esters such as alkyl (alkyl having preferably 1 to 10 carbon atoms) methacrylate (for example, methyl methacrylate,
Ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, amyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate,
Benzyl methacrylate, chlorobenzyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate,
5-hydroxypentyl methacrylate, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl methacrylate, trimethylolpropane monomethacrylate, pentaerythritol monomethacrylate, furfuryl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, etc.);

【0020】アクリルアミド類、例えばアクリルアミ
ド、N−アルキルアクリルアミド、(アルキル基として
は炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘプチル
基、オクチル基、シクロヘキシル基、ヒドロキシエチル
基等がある。)、N,N−ジアルキルアクリルアミド
(アルキル基としては炭素原子数1〜10のもの、例え
ばメチル基、エチル基、ブチル基、イソブチル基、エチ
ルヘキシル基、シクロヘキシル基等がある。)、N−ヒ
ドロキシエチル−N−メチルアクリルアミド、N−2−
アセトアミドエチル−N−アセチルアクリルアミド等;
Acrylamides, for example, acrylamide, N-alkylacrylamide, (where the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, t-butyl, heptyl, octyl) Group, cyclohexyl group, hydroxyethyl group, etc.), N, N-dialkylacrylamide (alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, butyl group, isobutyl group, ethylhexyl group, Cyclohexyl group, etc.), N-hydroxyethyl-N-methylacrylamide, N-2-
Acetamidoethyl-N-acetylacrylamide and the like;

【0021】メタクリルアミド類、例えばメタクリルア
ミド、N−アルキルメタクリルアミド(アルキル基とし
ては炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチ
ル基、t−ブチル基、エチルヘキシル基、ヒドロキシエ
チル基、シクロヘキシル基等がある。)、N,N−ジア
ルキルメタクリルアミド(アルキル基としてはエチル
基、プロピル基、ブチル基等がある。)、N−ヒドロキ
シエチル−N−メチルメタクリルアミド等;
Methacrylamides, for example, methacrylamide, N-alkyl methacrylamide (alkyl having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, t-butyl, ethylhexyl, hydroxyethyl, cycloethyl) Groups, etc.), N, N-dialkyl methacrylamide (alkyl groups include ethyl group, propyl group, butyl group, etc.), N-hydroxyethyl-N-methyl methacrylamide and the like;

【0022】アリル化合物、例えばアリルエステル類
(例えば酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸ア
リル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステア
リン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳
酸アリル等)、アリルオキシエタノール等;
Allyl compounds such as allyl esters (eg, allyl acetate, allyl caproate, allyl caprylate, allyl laurate, allyl palmitate, allyl stearate, allyl benzoate, allyl acetoacetate, allyl lactate, etc.), allyloxy Ethanol, etc .;

【0023】ビニルエーテル類、例えばアルキルビニル
エーテル(例えばヘキシルビニルエーテル、オクチルビ
ニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシル
ビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エト
キシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテ
ル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニルエー
テル、2−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエ
チルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエー
テル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチル
アミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニ
ルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフ
ルフリルビニルエーテル等);
Vinyl ethers such as alkyl vinyl ethers (eg, hexyl vinyl ether, octyl vinyl ether, decyl vinyl ether, ethylhexyl vinyl ether, methoxyethyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, chloroethyl vinyl ether, 1-methyl-2,2-dimethylpropyl vinyl ether, 2-ethyl Butyl vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, diethylene glycol vinyl ether, dimethylaminoethyl vinyl ether, diethylaminoethyl vinyl ether, butylaminoethyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, tetrahydrofurfuryl vinyl ether, etc.);

【0024】ビニルエステル類、(例えばビニルブチレ
ート、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテ
ート、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビ
ニルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジ
クロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニル
ブトキシアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニル
ラクテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニル
シクロヘキシルカルボキシレート等);
Vinyl esters, such as vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl trimethyl acetate, vinyl diethyl acetate, vinyl valate, vinyl caproate, vinyl chloroacetate, vinyl dichloroacetate, vinyl methoxy acetate, vinyl butoxy acetate , Vinyl acetoacetate, vinyl lactate, vinyl-β-phenylbutyrate, vinylcyclohexylcarboxylate, etc.);

【0025】イタコン酸ジアルキル類(例えばイタコン
酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル
等);フマール酸のジアルキルエステル類(例えばジブ
チルフマレート等)又はモノアルキルエステル類;アク
リル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、無水
マレイン酸、マレイミド、アクリロニトリル、メタクリ
ロニトリル、マレイロニトリル等が挙げられる。その他
にも、上記種々の繰り返し単位と共重合可能である付加
重合性の不飽和化合物であればよい。
Dialkyl itaconates (eg, dimethyl itaconate, diethyl itaconate, dibutyl itaconate, etc.); dialkyl esters of fumaric acid (eg, dibutyl fumarate, etc.) or monoalkyl esters; acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid , Itaconic acid, maleic anhydride, maleimide, acrylonitrile, methacrylonitrile, maleilenitrile and the like. In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound copolymerizable with the above various repeating units may be used.

【0026】本発明に用いられる(a−1)ポリマーの
重量平均分子量は、特に制限はないが、成分(a−2)
の熱架橋剤、(a−3)の熱酸発生剤との相溶性、有機
溶剤性、製膜性等から、1000〜100万が好まし
く、さらには2000〜10万が好ましい。本発明に用
いられる(a−1)ポリマーの具体例には次のようなも
のが挙げられるが、これらに限定されない。括弧に付さ
れている数字はモル分率である。
The weight average molecular weight of the polymer (a-1) used in the present invention is not particularly limited, but the component (a-2)
In view of the compatibility with the thermal crosslinking agent of (a-3), the thermal acid generator of (a-3), organic solvent properties, film forming properties, and the like, it is preferably 1,000 to 1,000,000, and more preferably 2,000 to 100,000. Specific examples of the polymer (a-1) used in the present invention include the following, but are not limited thereto. The numbers in parentheses are mole fractions.

【0027】[0027]

【化7】 Embedded image

【0028】[0028]

【化8】 Embedded image

【0029】[0029]

【化9】 Embedded image

【0030】本発明において、第1レジスト層中の、上
記(a−1)のポリマーの含有量は、第1レジスト層の
全固形分に対して30〜98重量%が好ましく、より好
ましくは50〜95重量%である。第1レジスト層が、
上記(a−1)のポリマーとともに、さらに本発明の効
果をより優れたものにするために、(a−2)酸により
活性化され、一般式(1)及び一般式(2)で表される
繰返し単位を含有するポリマーと反応して架橋構造を形
成することができる熱架橋剤(「熱架橋剤」ともい
う)、及び(a−3)熱により酸を発生する化合物
(「熱酸発生剤」ともいう)とを含有することが好まし
い。熱架橋剤としては、公知のものを広く使用できる
が、例えば、メチロール基、アルコキシメチル基、及び
アシロキシメチル基から選ばれた少なくとも1種の基で
置換された、メラミン化合物、ベンゾグアナミン化合
物、グリコールウリル化合物又はウレア化合物が好まし
く挙げられる。アルコキシメチル基としては、メトキシ
メチル、エトキシメチル、プロポキシメチル、ブトキシ
メチル等が挙げられる。アシロキシメチル基としては、
アセチルオキシメチル等が挙げられる。これら化合物中
に含まれるメチロール基、アルコキシメチル基、及びア
シロキシメチル基の数は、1分子当たり、メラミン化合
物の場合は2〜6個、好ましくは5〜6個、グリコール
ウリル化合物、ベンゾグアナミン化合物の場合は2〜
4、好ましくは3〜4個である。ウレア化合物の場合に
は、3〜4個である。これらのなかでも、熱架橋性及び
保存安定性の観点から、ヘキサメトキシメチルメラミ
ン、テトラメトキシメチルベンゾグアナミン、テトラメ
トキシメチルグリコールウリル化合物が最も好ましい。
In the present invention, the content of the polymer (a-1) in the first resist layer is preferably 30 to 98% by weight, more preferably 50% by weight, based on the total solid content of the first resist layer. ~ 95% by weight. The first resist layer is
In order to further improve the effects of the present invention together with the polymer (a-1), the polymer is activated by an acid (a-2) and represented by the general formulas (1) and (2). A thermal crosslinking agent capable of forming a crosslinked structure by reacting with a polymer containing a repeating unit (also referred to as a “thermal crosslinking agent”); and (a-3) a compound that generates an acid by heat (“thermal acid generation”). Agent). As the thermal cross-linking agent, known compounds can be widely used, and examples thereof include, for example, a melamine compound, a benzoguanamine compound, and a glycol substituted with at least one group selected from a methylol group, an alkoxymethyl group, and an acyloxymethyl group. A uryl compound or a urea compound is preferably exemplified. Examples of the alkoxymethyl group include methoxymethyl, ethoxymethyl, propoxymethyl, butoxymethyl and the like. As an acyloxymethyl group,
Acetyloxymethyl and the like can be mentioned. The number of methylol groups, alkoxymethyl groups, and acyloxymethyl groups contained in these compounds is 2 to 6, preferably 5 to 6, in the case of a melamine compound per molecule, and the number of glycoluril compounds and benzoguanamine compounds per molecule. In case 2
4, preferably 3 to 4. In the case of a urea compound, the number is 3 to 4. Among these, hexamethoxymethylmelamine, tetramethoxymethylbenzoguanamine, and tetramethoxymethylglycoluril compounds are most preferable from the viewpoints of thermal crosslinkability and storage stability.

【0031】以上のメチロール基含有化合物はいずれも
メラミン,グアナミンあるいはウレアを水酸化ナトリウ
ム,水酸化カリウム,アンモニア,テトラアルキルアン
モニウムヒドロキシド等の塩基性触媒存在下ホルマリン
と反応させることにより得られる。また、アルコキシメ
チル基含有化合物は,上記メチロール基含有化合物をア
ルコール中で塩酸,硫酸,硝酸,メタンスルホン酸等の
酸触媒存在下加熱することで得られる。アシロキシメチ
ル基含有化合物は、上記メチロール基含有化合物を塩基
触媒存在下で酸無水物もしくは酸ハロゲン化物と反応さ
せることにより得られる。本発明における第1レジスト
層の組成物中における熱架橋剤の含有量は、固形分換算
で、通常2〜50重量%,好ましくは5〜30重量%で
ある。
All of the above methylol group-containing compounds can be obtained by reacting melamine, guanamine or urea with formalin in the presence of a basic catalyst such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia and tetraalkylammonium hydroxide. The alkoxymethyl group-containing compound can be obtained by heating the methylol group-containing compound in an alcohol in the presence of an acid catalyst such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and methanesulfonic acid. The acyloxymethyl group-containing compound is obtained by reacting the methylol group-containing compound with an acid anhydride or an acid halide in the presence of a base catalyst. The content of the thermal crosslinking agent in the composition of the first resist layer in the present invention is usually 2 to 50% by weight, preferably 5 to 30% by weight in terms of solid content.

【0032】(a−3)熱酸発生剤としては、酸を発生
し始める温度が150〜220℃のものが好ましく、1
70〜200℃であるものがより好ましい。また、スル
ホン酸エステル化合物又はジアリールヨードニウム塩を
用いることが好ましい。スルホン酸エステル化合物とし
ては、好ましくは炭素数3〜20の有機スルホン酸エス
テルであり、具体的には2−プロパノール、2−ブタノ
ール、2−ペンタノール、シクロヘキサノール等の2級
アルコールのスルホン酸エステルが好ましい。ジアリー
ルヨードニウム塩化合物としては、ジアリールヨードニ
ウムカチオンと、有機スルホン酸のアニオン、SbF6
アニオン、PF6アニオンあるいはAsF6アニオンとの
塩が挙げられる。ここでアニオンとしては有機スルホン
酸のアニオンが好ましい。ジアリールヨードニウム塩化
合物としては、具体的には下記の化合物が挙げられる。
(A-3) As the thermal acid generator, those having a temperature at which an acid starts to be generated at a temperature of 150 to 220 ° C. are preferable.
Those having a temperature of 70 to 200 ° C are more preferable. Further, it is preferable to use a sulfonic acid ester compound or a diaryliodonium salt. The sulfonic acid ester compound is preferably an organic sulfonic acid ester having 3 to 20 carbon atoms, specifically, a sulfonic acid ester of a secondary alcohol such as 2-propanol, 2-butanol, 2-pentanol or cyclohexanol. Is preferred. Examples of the diaryliodonium salt compound include a diaryliodonium cation and an anion of an organic sulfonic acid, SbF 6
Salts with anions, PF 6 anions or AsF 6 anions are mentioned. Here, the anion of an organic sulfonic acid is preferable as the anion. Specific examples of the diaryliodonium salt compound include the following compounds.

【0033】[0033]

【化10】 Embedded image

【0034】[0034]

【化11】 Embedded image

【0035】[0035]

【化12】 Embedded image

【0036】[0036]

【化13】 Embedded image

【0037】これらの中でも、ジアリールヨードニウム
と有機スルホン酸の塩が安定性及び溶剤溶解性の観点か
ら好ましい。なかでもアリール基上に炭素数が1〜12
の直鎖状あるいは分岐状アルキル基又は炭素数が1〜1
2のアルコキシ基を置換基として有するジアリールヨー
ドニウムカチオンと有機スルホン酸アニオンの塩は安全
性の観点からも好ましい。ここで、炭素数が1〜12の
直鎖状あるいは分岐状アルキル基、炭素数が1〜12の
アルコキシ基としては、メチル基、エチル基、n−プロ
ピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチ
ル基、i−ブチル基、t−ブチル基、n−アミル基、i
−アミル基、t−アミル基、n−ヘキシル基、n−ヘプ
チル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−
デシル基、n−ドデシル基、シクロプロピル基、シクロ
ペンチル基、シクロヘキシル基、メトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、ブトキシ基が挙げられる。また、上
記アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アン
スリル基、フェナンスリル基等が挙げられる。
Among these, salts of diaryliodonium and organic sulfonic acid are preferred from the viewpoints of stability and solvent solubility. Among them, the aryl group has 1 to 12 carbon atoms.
A linear or branched alkyl group having 1 to 1 carbon atoms
A salt of a diaryliodonium cation having an alkoxy group of 2 as a substituent and an organic sulfonic acid anion is also preferable from the viewpoint of safety. Here, as a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl Group, sec-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, n-amyl group, i
-Amyl group, t-amyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, n-
A decyl group, an n-dodecyl group, a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group are exemplified. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl group.

【0038】有機スルホン酸アニオンとしては、トリフ
ルオロメタンスルホナート、メタンスルホナート、アリ
ール基上に炭素数が1〜12の直鎖状あるいは分岐状ア
ルキル基、炭素数が1〜12のアルコキシ基(これらの
アルキル基、アルコキシ基は前記のものと同様のものが
例示できる。)あるいはハロゲン原子を置換基として有
していても良いアリールスルホナートが溶剤溶解性の観
点から好ましい。アリール基としては、上記のものと同
様のものが例示できる。これら熱酸発生剤は、1種単独
であるいは2種以上を組み合わせて用いることができ
る。熱酸発生剤は、通常、第1レジスト層の組成物10
0重量部に対し、固形分換算で、通常0.5〜10重量
部、好ましくは1〜5重量部の割合で配合される。
Examples of the organic sulfonic acid anion include trifluoromethanesulfonate, methanesulfonate, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms on an aryl group. Examples of the alkyl group and the alkoxy group are the same as those described above.) Or an arylsulfonate which may have a halogen atom as a substituent is preferable from the viewpoint of solvent solubility. Examples of the aryl group include the same as those described above. These thermal acid generators can be used alone or in combination of two or more. The thermal acid generator is usually used in the composition 10 of the first resist layer.
It is blended in a proportion of usually 0.5 to 10 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight, based on 0 parts by weight in terms of solid content.

【0039】本発明のポジ型レジスト積層物の第1レジ
スト層の組成物には、記述した(a−1)ポリマー、
(a−2)熱架橋剤、(a−3)熱酸発生剤の他にも、
製膜性、耐熱性、耐ドライエッチング性等を向上させる
ため、さらにその他のポリマーを添加してもよい。この
ようなポリマーの好適な例としては、ノボラックフェノ
ール樹脂、具体的にはフェノールアルデヒド樹脂、o−
クレゾールホルムアルデヒド樹脂、p−クレゾールホル
ムアルデヒド樹脂、キシレノールホルムアルデヒド樹
脂、もしくはこれらの共縮合物等がある。さらに、特開
昭50−125806号公報に記載されているように、
上記のようなフェノール樹脂とともにt−ブチルフェノ
ールアルデヒド樹脂のような、炭素数3〜8のアルキル
基で置換されたフェノールもしくはクレゾールとホルム
アルデヒドとの縮合物とを併用してもよい。また、N−
(4−ヒドロキシフェニル)メタクリルアミドのような
フェノール性ヒドロキシ基含有モノマーを共重合成分と
するポリマー、p−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロキ
シスチレン、m−イソプロペニルフェノール、p−イソ
プロペニルフェノール等の、単独もしくは共重合のポリ
マー、更に又はこれらのポリマーを部分エーテル化、部
分エステル化したポリマーも使用できる。
The composition of the first resist layer of the positive resist laminate of the present invention contains the polymer (a-1) described above,
(A-2) In addition to the thermal crosslinking agent and (a-3) the thermal acid generator,
In order to improve film forming property, heat resistance, dry etching resistance and the like, other polymers may be further added. Preferred examples of such polymers include novolak phenol resins, specifically phenol aldehyde resins, o-
A cresol formaldehyde resin, a p-cresol formaldehyde resin, a xylenol formaldehyde resin, a co-condensate thereof, or the like is used. Further, as described in JP-A-50-125806,
A condensate of phenol or cresol substituted with an alkyl group having 3 to 8 carbon atoms, such as t-butylphenol aldehyde resin, and a condensate of formaldehyde may be used together with the phenol resin described above. Also, N-
A polymer having a phenolic hydroxy group-containing monomer such as (4-hydroxyphenyl) methacrylamide as a copolymer component, or a homopolymer such as p-hydroxystyrene, o-hydroxystyrene, m-isopropenylphenol, or p-isopropenylphenol; Alternatively, a copolymerized polymer, or a polymer in which these polymers are partially etherified or partially esterified can also be used.

【0040】第1レジスト層を形成するための組成物に
は、必要に応じて特開平4−122938号公報、特開
平2−275955号公報、同4−230754号公報
等に記載の芳香族ポリヒドロキシ化合物を添加してもよ
い。また、第1レジスト層を形成するための組成物は、
有機塩基性化合物を含有してもよい。有機塩基性化合物
としては、後記する第2レジスト層の組成物に配合され
るものと同じものを挙げることができるが、なかでもグ
アニジン、1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,
3−テトラメチルグアニジン、2−アミノピリジン、3
−アミノピリジン、4−アミノピリジン、2−ジメチル
アミノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−ジ
エチルアミノピリジン、2−(アミノメチル)ピリジ
ン、2−アミノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−4
−メチルピリジン、2−アミノ−5−メチルピリジン、
2−アミノ−6−メチルピリジン、3−アミノエチルピ
リジン、4−アミノエチルピリジン、3−アミノピロリ
ジン、ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジ
ン、N−(2−アミノエチル)ピペリジン、4−アミノ
−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ピペ
リジノピペリジン、2−イミノピペリジン、1−(2−
アミノエチル)ピロリジン、ピラゾール、3−アミノ−
5−メチルピラゾール、5−アミノ−3−メチル−1−
p−トリルピラゾール、ピラジン、2−(アミノメチ
ル)−5−メチルピラジン、ピリミジン、2,4−ジア
ミノピリミジン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、2
−ピラゾリン、3−ピラゾリン、N−アミノモルフォリ
ン、N−(2−アミノエチル)モルフオリン、イミダゾ
ール、ベンズイミダゾール、フェニルイミダゾール、ジ
フェニルイミダゾール、トリフェニルイミダゾール等の
使用が好ましい。
The composition for forming the first resist layer may include, if necessary, an aromatic polycyclic compound described in JP-A-4-122938, JP-A-2-27555, JP-A-4-230754, and the like. A hydroxy compound may be added. Further, the composition for forming the first resist layer includes:
It may contain an organic basic compound. Examples of the organic basic compound include the same compounds as those to be blended in the composition of the second resist layer described later. Among them, guanidine, 1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,
3-tetramethylguanidine, 2-aminopyridine, 3
-Aminopyridine, 4-aminopyridine, 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, 2-diethylaminopyridine, 2- (aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methylpyridine, 2-amino-4
-Methylpyridine, 2-amino-5-methylpyridine,
2-amino-6-methylpyridine, 3-aminoethylpyridine, 4-aminoethylpyridine, 3-aminopyrrolidine, piperazine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N- (2-aminoethyl) piperidine, 4- Amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-iminopiperidine, 1- (2-
Aminoethyl) pyrrolidine, pyrazole, 3-amino-
5-methylpyrazole, 5-amino-3-methyl-1-
p-tolylpyrazole, pyrazine, 2- (aminomethyl) -5-methylpyrazine, pyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 4,6-dihydroxypyrimidine,
-Pyrazoline, 3-pyrazolin, N-aminomorpholine, N- (2-aminoethyl) morpholin, imidazole, benzimidazole, phenylimidazole, diphenylimidazole, triphenylimidazole and the like are preferred.

【0041】第1レジスト層における成分(a−1)、
(a−2)、及び(a−3)を溶解させる溶剤として
は、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン
類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレン
グリコールモノエチルエーテル等のアルコールエーテル
類、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル
類のエーテル類、メチルセロソルブアセテート、エチル
セロソルブアセテート等のセロソルブエステル類、酢酸
ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル等の脂肪酸エステル
類、1,1,2−トリクロロエチレン等のハロゲン化炭
化水素類、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリド
ン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の
高極性溶剤を例示することができる。これら溶剤は単独
で、あるいは複数の溶剤を混合して使用することもでき
る。
Component (a-1) in the first resist layer,
Examples of the solvent for dissolving (a-2) and (a-3) include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, alcohol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, dioxane, and ethylene glycol dimethyl ether. Ethers, cellosolve esters such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate, fatty acid esters such as butyl acetate, methyl lactate and ethyl lactate, halogenated hydrocarbons such as 1,1,2-trichloroethylene, dimethylacetamide, N- Highly polar solvents such as methylpyrrolidone, dimethylformamide, and dimethylsulfoxide can be exemplified. These solvents can be used alone or as a mixture of a plurality of solvents.

【0042】第1レジスト層の組成物には、必要に応じ
染料、可塑剤、接着助剤及び界面活性剤等を配合するこ
とができる。その具体例として、メチルバイオレット、
クリスタルバイオレット、マラカイトグリーン等の染
料、ステアリン酸、アセタール樹脂、フェノキシ樹脂、
アルキッド樹脂、エポキシ樹脂等の可塑剤、ヘキサメチ
ルジシラザン、クロロメチルシラン等の接着助剤及びノ
ニルフェノキシポリ(エチレンオキシ)エタノール、オ
クチルフェノキシポリ(エチレンオキシ)エタノール等
の界面活性剤が挙げられる。使用できる界面活性剤につ
いては、詳しく後述されるものが挙げられる。染料にお
いては、分子内に芳香族水酸基、カルボン酸基等のアル
カリ可溶基を含む染料、例えばクルクミン等が特に有利
に使用される。
The composition of the first resist layer may optionally contain a dye, a plasticizer, an adhesion aid, a surfactant and the like. Specific examples include methyl violet,
Dyes such as crystal violet and malachite green, stearic acid, acetal resin, phenoxy resin,
Plasticizers such as alkyd resins and epoxy resins; adhesion aids such as hexamethyldisilazane and chloromethylsilane; and surfactants such as nonylphenoxypoly (ethyleneoxy) ethanol and octylphenoxypoly (ethyleneoxy) ethanol. Surfactants that can be used include those described in detail below. As the dye, a dye containing an alkali-soluble group such as an aromatic hydroxyl group or a carboxylic acid group in the molecule, such as curcumin, is particularly preferably used.

【0043】次に、第2レジスト層に用いられる(b)
酸により分解しうる基を有し、かつアルカリ現像液中で
の溶解度が酸の作用により増大する性質のあるポリシロ
キサン又はポリシルセスキオキサンについて説明する。
(b)成分のポリシロキサン又はポリシルセスキオキサ
ンは、酸の作用により分解する基を側鎖に有するものが
挙げられ、好ましくは下記一般式(3)で表される構造
を側鎖に有するものである。これにより、解像力等のレ
ジスト性能及び耐熱性が優れる。
Next, (b) used for the second resist layer
The polysiloxane or polysilsesquioxane having a group decomposable by an acid and having a property of increasing the solubility in an alkaline developer by the action of an acid will be described.
As the polysiloxane or polysilsesquioxane of the component (b), those having a group capable of decomposing by the action of an acid on the side chain are mentioned, and preferably have a structure represented by the following general formula (3) in the side chain. Things. Thereby, the resist performance such as the resolution and the heat resistance are excellent.

【0044】[0044]

【化14】 Embedded image

【0045】式中、J1は、置換基を有していてもよい
アルキレン基、好ましくは置換基を有していてもよい炭
素数1〜10のアルキレン基を表し、置換基の例として
は、先に一般式(1)におけるL1のアルキレン基等の
置換基の例としてあげたものと同じものが挙げられる。
好ましいJ1は、炭素数1〜6のアルキレン基であり、
より好ましくは炭素数1〜4のアルキレン基(メチレン
基、エチレン基、プロピレン基等)である。kは0又は
1を表す。J2は置換基を有していてもよいアリーレン
基、好ましくは置換基を有していてもよい炭素数6〜1
4のアリーレン基又は置換基を有していてもよいシクロ
アルキレン基、好ましくは置換基を有していてもよい炭
素数4〜10のシクロアルキレン基を表し、これらの置
換基の例としてはJ1の説明と同様である。好ましいJ
2は、炭素数6〜10のアリーレン基(フェニレン基、
ナフチレン基等)、炭素数5〜8のシクロアルキレン基
(シクロヘキシレン基、シクロオクチレン基等)であ
る。lは0又は1を表す。
In the formula, J1 represents an alkylene group which may have a substituent, preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent. The same substituents as those described above as examples of the substituent such as the alkylene group of L1 in the general formula (1) can be used.
Desirable J1 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms,
More preferably, it is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms (methylene group, ethylene group, propylene group, etc.). k represents 0 or 1. J2 is an arylene group which may have a substituent, and preferably has 6 to 1 carbon atoms which may have a substituent.
4 represents an arylene group or a cycloalkylene group which may have a substituent, preferably a cycloalkylene group having 4 to 10 carbon atoms which may have a substituent. Examples of these substituents include J1 It is the same as the description of Preferred J
2 is an arylene group having 6 to 10 carbon atoms (phenylene group,
A cycloalkylene group having 5 to 8 carbon atoms (such as a cyclohexylene group and a cyclooctylene group). l represents 0 or 1.

【0046】J3は2価の連結基を表す。該連結基とし
て、−O−、−N(R21)−、−COO−、−OC
(=O)−、−O(C=O)O−、−CON(R21)
−、−N(R21)CO−、−NH−CO−NH−基等
を挙げることができる。R21は一般式(1)における
R11と同義である。好ましいJ3は、−COO−、−
OCO−、−O−、−CON(R21)−、−N(R2
1)CO−である。mは0又は1を表す。J4は2〜4
価の連結基を表す。該連結基として、炭素数1〜8のア
ルキレン基、炭素数4〜10のシクロアルキレン基、炭
素数5〜10のビシクロアルキレン基、炭素数5〜10
のトリシクロアルキレン基、炭素数6〜12のアリーレ
ン基、及びこれらの基から水素原子1個又は2個除いて
形成される3価又は4価の基が好ましく挙げられる。よ
り好ましい連結基としては、炭素数1〜5のアルキレン
基、このアルキレン基から水素原子1個を除いて形成さ
れる3価の基、炭素数5〜8のビシクロアルキレン基、
炭素数5〜8のトリシクロアルキレン基、フェニレン
基、フェニレン基から水素原子1個又は2個除いて形成
される3価又は4価の基が挙げられる。nは0又は1を
表す。
J3 represents a divalent linking group. As the linking group, -O-, -N (R21)-, -COO-, -OC
(= O)-, -O (C = O) O-, -CON (R21)
—, —N (R21) CO— and —NH—CO—NH— groups. R21 has the same meaning as R11 in formula (1). Preferred J3 is -COO-,-
OCO-, -O-, -CON (R21)-, -N (R2
1) CO-. m represents 0 or 1. J4 is 2-4
Represents a valent linking group. Examples of the linking group include an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkylene group having 4 to 10 carbon atoms, a bicycloalkylene group having 5 to 10 carbon atoms, and a 5 to 10 carbon atoms.
And an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, and a trivalent or tetravalent group formed by removing one or two hydrogen atoms from these groups. More preferable linking groups include an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, a trivalent group formed by removing one hydrogen atom from the alkylene group, a bicycloalkylene group having 5 to 8 carbon atoms,
Examples thereof include a tricycloalkylene group having 5 to 8 carbon atoms, a phenylene group, and a trivalent or tetravalent group formed by removing one or two hydrogen atoms from a phenylene group. n represents 0 or 1.

【0047】Gは、酸の作用により分解する基、即ち酸
分解性基を表す。好ましい酸分解性基として、−COO
−R31、−OCO−R31、−O−CH(CH3)−
O−R32、−COOCH(CH3)−O−R32が挙
げられる。ここでR31は3級アルキル基を表し、好ま
しくは炭素数4〜8の3級アルキル基(t−ブチル基、
t−アミル基等)である。R32は置換基を有していて
もよい炭素数2〜12のアルキル基または置換基を有し
ていてもよい炭素数7〜14のアラルキル基を表す。置
換基の例としては、先に一般式(1)におけるL1のア
ルキレン基等の置換基の例としてあげたものと同じもの
が挙げられる。R32として、好ましくはエチル基、プ
ロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、イ
ソアミル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシル
エチル基、ベンジル基、フェネチル基、フェニルオキシ
エチル基等が挙げられる。pは1〜3の整数を表す。
k、l、m、nは同時に0であることはない。
G represents a group decomposed by the action of an acid, that is, an acid-decomposable group. Preferred acid-decomposable groups include -COO
-R31, -OCO-R31, -O- CH (CH 3) -
O-R32, -COOCH (CH 3 ) -O-R32 can be mentioned. Here, R31 represents a tertiary alkyl group, preferably a tertiary alkyl group having 4 to 8 carbon atoms (t-butyl group,
t-amyl group). R32 represents an alkyl group having 2 to 12 carbon atoms which may have a substituent or an aralkyl group having 7 to 14 carbon atoms which may have a substituent. Examples of the substituent include the same as those described above as examples of the substituent such as the alkylene group of L1 in the general formula (1). Preferred examples of R32 include an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, an isoamyl group, a cyclohexylmethyl group, a cyclohexylethyl group, a benzyl group, a phenethyl group, and a phenyloxyethyl group. p represents an integer of 1 to 3.
k, l, m, and n are never 0 at the same time.

【0048】成分(b)のポリシロキサン又はポリシル
セスキオキサンは、溶解性の調節やリソグラフィー性能
の向上の観点から、一般式(3)において、Gが酸分解
性基ではなくて、−OH基及び/又は−COOH基であ
る側鎖を有することが好ましい。この場合、Gが−OH
基及び/又は−COOH基である側鎖の割合は、Gが酸
分解性基である場合の側鎖との合計量のうち、モル分率
で0〜60%であることが好ましく、5〜40%である
ことがより好ましい。
In the general formula (3), the polysiloxane or polysilsesquioxane of the component (b) is not an acid-decomposable group in the general formula (3) but from the viewpoint of improving solubility and improving lithography performance. It is preferred to have a side chain that is a group and / or a -COOH group. In this case, G is -OH
The proportion of the side chain that is a group and / or a —COOH group is preferably 0 to 60% by mole fraction of the total amount of G and the side chain when G is an acid-decomposable group. More preferably, it is 40%.

【0049】また、リソグラフィー性能、製膜性、耐熱
性を向上させる目的で、 成分(b)のポリシロキサン
又はポリシルセスキオキサンは、下記一般式(4)及び
/又は(5)で表される側鎖を有することが好ましい。
For the purpose of improving lithography performance, film forming property and heat resistance, the component (b) polysiloxane or polysilsesquioxane is represented by the following general formulas (4) and / or (5). It is preferable to have a side chain.

【0050】[0050]

【化15】 Embedded image

【0051】式中、J5はJ1と、J6はJ2と同義で
ある。q、rは、各々独立に、0又は1を表す。Aは、
アルキル基、アリール基、アラルキル基を表し、それぞ
れ置換基を有していてもよい。置換基の例としては上記
一般式(1)のL1のアルキレン基等の置換基としてあ
げたものが挙げられる。Aとして好ましくは、炭素数1
〜10のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭
素数7〜12のアラルキル基であり、より好ましくは、
炭素数1〜8のアルキル基(メチル基、エチル基、プロ
ピル基、シクロヘキシルメチル基等)、炭素数6〜9の
アリール基(フェニル基、p−メチルフェニル基等)、
炭素数7〜10のアラルキル基(ベンジル基、フェネチ
ル基等)が挙げられる。L7はJ1と同義である。R4
1、R42は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜6の
アルキル基である。また、R41とR42は、互いに結
合して環を形成してもよい。この場合、環の数は1〜3
個であることが好ましく、さらには以下の構造のものも
好ましい。
In the formula, J5 has the same meaning as J1 and J6 has the same meaning as J2. q and r each independently represent 0 or 1. A is
Represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, each of which may have a substituent. Examples of the substituent include those exemplified as the substituent such as the alkylene group of L1 in the general formula (1). A preferably has 1 carbon atom
An alkyl group having 10 to 10, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, more preferably
An alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, cyclohexylmethyl group, etc.), an aryl group having 6 to 9 carbon atoms (phenyl group, p-methylphenyl group, etc.),
An aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms (such as a benzyl group or a phenethyl group) is exemplified. L7 is synonymous with J1. R4
1, and R42 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Further, R41 and R42 may combine with each other to form a ring. In this case, the number of rings is 1-3
It is preferable that the number is the same, and the one having the following structure is also preferable.

【0052】[0052]

【化16】 Embedded image

【0053】一般式(4)及び/又は(5)で表される
側鎖を有する繰返し単位の割合は、成分(b)のポリマ
ー中に存在する全繰り返し単位のうち、モル分率でそれ
ぞれ0〜70%であることが好ましく、より好ましくは
0〜60%であり、特に好ましくは0〜50%である。
The proportion of the repeating unit having a side chain represented by the general formulas (4) and / or (5) is 0 in terms of mole fraction among all the repeating units present in the polymer of the component (b). It is preferably from 70% to 70%, more preferably from 0 to 60%, particularly preferably from 0 to 50%.

【0054】本発明の第2レジスト層に含有される
(b)成分の酸分解性基含有ポリシロキサン及びポリシ
ルセスキオキサンの重量平均分子量は、特に制限はない
が、他の成分との相溶性、有機溶剤溶解性、性能のバラ
ンス等から、1000〜10万が好ましく、さらには2
500〜5万が好ましい。以下に、本発明の第2レジス
ト層に含有される(b)成分のポリシロキサン及びポリ
シルセスキオキサンの具体例を挙げるが、これらに限定
されるわけではない。なお、下記の具体例で、保護率と
は、アルカリ現像液に対する溶解性を示す基を酸分解性
基で保護する際の保護の割合をモル%で表したものを意
味する。
The weight-average molecular weight of the acid-decomposable group-containing polysiloxane and polysilsesquioxane of the component (b) contained in the second resist layer of the present invention is not particularly limited. In view of the balance of solubility, organic solvent solubility, performance, and the like, it is preferably 1,000 to 100,000,
500-50,000 is preferred. Hereinafter, specific examples of the polysiloxane and the polysilsesquioxane of the component (b) contained in the second resist layer of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto. In the following specific examples, the term "protection ratio" refers to the ratio of protection in the case of protecting a group exhibiting solubility in an alkaline developer with an acid-decomposable group, expressed as mol%.

【0055】[0055]

【化17】 Embedded image

【0056】[0056]

【化18】 Embedded image

【0057】[0057]

【化19】 Embedded image

【0058】[0058]

【化20】 Embedded image

【0059】[0059]

【化21】 Embedded image

【0060】[0060]

【化22】 Embedded image

【0061】本発明において、上記(b)成分の第2レ
ジスト層中の添加量としては、第2レジスト層の固形分
の全重量に対して50〜99重量%が好ましく、より好
ましくは70〜98重量%である。本発明のポジ型レジ
スト積層物の第2のレジスト層を形成するための組成物
に配合される(c)成分は、活性光線又は放射線の照射
により分解して酸を発生する化合物、即ち光酸発生剤で
ある。光酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始
剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光
変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている
公知の光により酸を発生する化合物及びそれらの混合物
を適宜に選択して使用することができる。
In the present invention, the amount of the component (b) added to the second resist layer is preferably from 50 to 99% by weight, more preferably from 70 to 99% by weight, based on the total weight of the solid content of the second resist layer. 98% by weight. The component (c) blended in the composition for forming the second resist layer of the positive resist laminate of the present invention is a compound which decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, ie, a photoacid. It is a generator. As the photoacid generator, a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for photoradical polymerization, a photodecolorant for dyes, a photochromic agent, or an acid by a known light used in a micro resist or the like. Generated compounds and their mixtures can be appropriately selected and used.

【0062】たとえばS. I. Schlesinger, Photogr. Sc
i. Eng., 18, 387(1974)、T. S. Bal etal, Pol ymer,
21, 423(1980)等に記載のジアゾニウム塩、米国特許第
4,069,055号、同4,069,056号、同Re 27,992号、特開平3
-140140号等に記載のアンモニウム塩、D. C. Necker et
al, Macromolecules, 17, 2468(1984)、C. S. Wen eta
l, Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo,
Oct(1988)、米国特許第4,069,055号、同4,069,056号等
に記載のホスホニウム塩、J. V. Crivello et al,Macro
morecules, 10(6)., 1307(1977)、Chem. & Eng. News,
Nov. 28, p31(1988)、欧州特許第104,143号、米国特許
第339,049号、同第410,201号、特開平2-150,848号、特
開平2-296,514号等に記載のヨードニウム塩、J. V. Cri
vello etal,Polymer J. 17, 73(1985)、J. V. Crivello
etal. J. Org. Chem ., 43, 3055(1978)、W. R. Watt
etal, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 22, 1789
(1984)、J. V. Crivello etal, Polymer Bull., 14, 27
9(1985)、J. V. Crivello et.al, Macromorecules, 14
(5), 1141(1981)、J. V. Crivello etal, J. Polymer S
ci., Polymer Chem. Ed., 17, 2877 (1979)、欧州特許
第370,693号、同161,811号、同410,201号、同339,049
号、同233,567号、同297,443号、同297,442号、米国特
許第4,933,377号、同3,902,114 号、同4,760,013号、同
4,734,444号、同2,833,827号、独国特許第2,904,626
号、同3,604,580号、同3,604,581号等に記載のスルホ
ニウム塩、J. V. Crivello etal, Macromorecules, 10
(6), 1307(1977)、J. V. Crivello etal, J. Polymer S
ci., Polymer Chem. Ed., 17, 1047(1979)等に記 載の
セレノニウム塩、C. S. Wen etal, Teh, Proc. Conf. R
ad. Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct(1988)等に記載のア
ルソニウム塩等のオニウム塩、米国特許第3,905,815
号、特公昭46-4605号、特開昭48-36281号、特開昭55-32
070号、特開昭60-239736号、特開昭61-16983 5号、特開
昭61-169837号、特開昭62-58241号、特開 昭62-212401
号、特開昭63-70243号、特開昭63-298339号等に記載の
有機ハロゲン化合物、K. Meier etal, J. Rad. Curing,
13(4)、26(1986)、T. P.Gill etal, Inorg. Chem., 1
9, 3007(1980)、D. Astruc, Acc. Chem. Res., 19(12),
377(1896)、特開平2-161445号等に記載の有機金属/有
機ハロゲン化物、S. Hayase etal, J. Polymer Sci., 2
5, 753(1987)、E. Reichmanis etal, J. Pholymer Sc
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ns etal, J. Chem. Soc., Perkin I, 1695(1975)、M. R
udinstein etal, Tetrahedron Lett., (17), 1445(197
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es, 21, 2001(1988)、P. M. Collins etal, J. Chem.So
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l, J. Electrochem. Soc., Solid State Sci. Techno
l., 130(6)、F. M. Houlihan etal, Macromolcules, 2
1, 200 1(1988)、欧州特許第0290,750号、同046,083
号、同156,535号、同271,851号、同0,388,343号、米国
特許第3,901,710号、同4,1 81,531号、特開昭60-198538
号、特開昭53-133022号等に記載のO−ニトロベンジル
型保護基を有する光酸発生剤、M. TUNOOKAetal, Polyme
r Preprints Japan, 35(8)、G. Berner etal, J. Rad.
Curing, 13(4)、W. J. Mijs etal, Coating Technol.,
55(697), 45(1983), Akzo、H.Adachi etal, Polymer Pr
eprints, Japan, 37(3)、欧州特許第0199,672号、同845
15号、同044,115号, 同618,564号、同0101,122号、米国
特許第4,371,605号、同4,431,774号、 特開昭64-18143
号、特開平2-245756号、特開平3-140109号等に記載のイ
ミノスルフォネート等に代表される光分解してスルホン
酸を発生する化合物、特開昭61-166544号等に記載のジ
スルホン化合物等を挙げることができる。
For example, SI Schlesinger, Photogr. Sc
i. Eng., 18, 387 (1974), TS Bal etal, Pol ymer,
21, 423 (1980) etc., U.S. Pat.
No. 4,069,055, 4,069,056, Re 27,992, JP-A-3
Ammonium salts described in -140140, etc., DC Necker et.
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Nov. 28, p31 (1988), European Patent No. 104,143, U.S. Patent Nos. 339,049, 410,201, JP-A-2-150,848, JP-A-2-296,514 and the like, iodonium salts described in JV Cri
vello etal, Polymer J. 17, 73 (1985), JV Crivello
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etal, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 22, 1789
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Nos. 233,567, 297,443, 297,442, U.S. Pat.Nos. 4,933,377, 3,902,114, 4,760,013,
4,734,444, 2,833,827, German Patent 2,904,626
Nos. 3,604,580, 3,604,581, etc.
Salt, JV Crivello etal, Macromorecules, 10
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ci., Polymer Chem. Ed., 17, 1047 (1979), etc., selenonium salts, CS Wen etal, Teh, Proc. Conf. R
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No., JP-B-46-4605, JP-A-48-36281, JP-A-55-32
No. 070, JP-A-60-239736, JP-A-61-169835, JP-A-61-169837, JP-A-62-58241, JP-A-62-212401
No., JP-A-63-70243, organic halogen compounds described in JP-A-63-298339, K. Meier et al., J. Rad.
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9, 3007 (1980), D. Astruc, Acc. Chem. Res., 19 (12),
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, A photoacid generator having an O-nitrobenzyl-type protecting group described in JP-A-53-133022, etc., M. TUNOOKAetal, Polyme
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No. 15, No. 044,115, No. 618,564, No. 0101,122, U.S. Pat.Nos. 4,371,605, 4,431,774, JP-A-64-18143
No. JP-A-2-245756, compounds that generate sulfonic acid upon photodecomposition represented by iminosulfonate and the like described in JP-A-3-140109, etc., described in JP-A-61-166544 and the like Disulfone compounds and the like can be mentioned.

【0063】また、これらの光により酸を発生する基、
あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化
合物、たとえば、M. E. Woodhouse etal, J. Am. Chem.
Soc., 104, 5586(1982)、S. P. Pappas etal, J. Imag
ing Sci., 30(5), 218(1986)、S. Kondo etal, Makromo
l. Chem. , Rapid Commun., 9,625(1988)、Y. Yamadaet
al, Makromol. Chem., 152, 153, 163(1972)、J. V. Cr
ivello etal, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 1
7, 3845(1979)、米国特許第3,849,137号、独国特許第39
14407、特開昭63-26653号、特開昭55-164824号、特開昭
62-69263号、特開昭63-146038、特開昭63-163452号、特
開昭62- 153853号、特開昭63-146029号等に記載の化合
物を用いることができる。さらにV. N. R. Pillai, Syn
thesis,(1), 1(1980)、A. Abad etal, Tetra hedron Le
tt., (47) 4555(1971)、D. H.R.Barton etal, J. Chem.
Soc., (C), 329(1970)、米国特許第3,779,778号、欧州
特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合
物も使用することができる。
Further, a group that generates an acid by these lights,
Alternatively, a compound having a compound introduced into the main chain or side chain of a polymer, for example, ME Woodhouse et al., J. Am. Chem.
Soc., 104, 5586 (1982), SP Pappas etal, J. Imag
ing Sci., 30 (5), 218 (1986), S. Kondo etal, Makromo
l. Chem., Rapid Commun., 9,625 (1988), Y. Yamadaet
al, Makromol.Chem., 152, 153, 163 (1972), JV Cr
ivello etal, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 1
7, 3845 (1979), U.S. Patent 3,849,137, German Patent 39
14407, JP-A-63-26653, JP-A-55-164824, JP-A-Showa
Compounds described in JP-A-62-69263, JP-A-63-146038, JP-A-63-163452, JP-A-62-153853, JP-A-63-146029 and the like can be used. VNR Pillai, Syn
thesis, (1), 1 (1980), A. Abad etal, Tetra hedron Le
tt., (47) 4555 (1971), DHR Barton et al., J. Chem.
Soc., (C), 329 (1970), U.S. Pat. No. 3,779,778, and EP 126,712, etc., can also be used to generate a compound which generates an acid by light.

【0064】これらの中でも、露光による酸の発生効
率、酸の適性拡散、レジスト中での安定性等の観点か
ら、ジアゾジスルホン化合物、置換又は非置換のジアリ
ールヨードニウム又はトリアリールスルホニウムの塩、
特に置換又は非置換のアリールスルホン酸塩、カンファ
ースルホン酸塩等が好ましい。本発明において、上記
(c)成分の第2レジスト層中の添加量としては、第2
レジスト層の固形分の全重量に対して0.01〜20重
量%が好ましく、より好ましくは0.1〜10重量%で
ある。
Among these, diazodisulfone compounds, substituted or unsubstituted salts of diaryliodonium or triarylsulfonium, and the like, from the viewpoints of acid generation efficiency by exposure, appropriate diffusion of acid, stability in resist, and the like.
In particular, a substituted or unsubstituted aryl sulfonate, camphor sulfonate and the like are preferable. In the present invention, the addition amount of the component (c) in the second resist layer
It is preferably 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight, based on the total weight of the solid content of the resist layer.

【0065】第2レジスト層を形成するための組成物に
含有される上記(b)成分、(c)成分、下記する各種
成分を溶解して組成物を溶液として調製するための溶剤
としては、第1レジストの組成物を溶解するために用い
られる上記した溶剤を用いることができる。
The solvent for dissolving the components (b) and (c) contained in the composition for forming the second resist layer and the various components described below to prepare the composition as a solution includes: The above-mentioned solvent used for dissolving the composition of the first resist can be used.

【0066】本発明のポジ型レジスト積層物の第2レジ
スト層を形成するための組成物に、有機塩基性化合物を
配合することができる。これにより、保存時の安定性向
上及びPEDによる線巾変化が少なくなるため好まし
い。本発明で用いることのできる好ましい有機塩基性化
合物とは、フェノールよりも塩基性の強い化合物であ
る。中でも含窒素塩基性化合物が好ましい。好ましい化
学的環境として、下記式(A)〜(E)の構造を挙げる
ことができる。
An organic basic compound can be blended with the composition for forming the second resist layer of the positive resist laminate of the present invention. This is preferable because the storage stability is improved and the line width change due to PED is reduced. Preferred organic basic compounds that can be used in the present invention are compounds that are more basic than phenol. Among them, a nitrogen-containing basic compound is preferable. Preferred chemical environments include the structures of the following formulas (A) to (E).

【0067】[0067]

【化23】 Embedded image

【0068】ここで、R250、R251及びR252は、各々
独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数
1〜6のアミノアルキル基、炭素数1〜6のヒドロキシ
アルキル基又は炭素数6〜20の置換もしくは非置換の
アリール基であり、ここでR 251とR252は互いに結合し
て環を形成してもよい。
Here, R250, R251And R252Are each
Independently, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
1-6 aminoalkyl groups, hydroxy having 1-6 carbon atoms
Alkyl group or substituted or unsubstituted 6 to 20 carbon atoms
An aryl group, where R 251And R252Are connected to each other
To form a ring.

【0069】[0069]

【化24】 Embedded image

【0070】上記式(E)中、R253、R254、R255
びR256は、同一又は異なり、炭素数1〜6のアルキル
基を示す。
In the above formula (E), R 253 , R 254 , R 255 and R 256 are the same or different and represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

【0071】さらに好ましい化合物は、一分子中に異な
る化学的環境の窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性
化合物であり、特に好ましくは、置換もしくは未置換の
アミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物も
しくはアルキルアミノ基を有する化合物である。好まし
い具体例としては、置換もしくは未置換のグアニジン、
置換もしくは未置換のアミノピリジン、置換もしくは未
置換のアミノアルキルピリジン、置換もしくは未置換の
アミノピロリジン、置換もしくは未置換のインダゾー
ル、置換もしくは未置換のピラゾール、置換もしくは未
置換のピラジン、置換もしくは未置換のピリミジン、置
換もしくは未置換のプリン、置換もしくは未置換のイミ
ダゾリン、置換もしくは未置換のピラゾリン、置換もし
くは未置換のピペラジン、置換もしくは未置換のアミノ
モルフォリン、置換もしくは未置換のアミノアルキルモ
ルフォリン、置換もしくは未置換のイミダゾール、ジア
ザビシクロ化合物等が挙げられる。好ましい置換基は、
アミノ基、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミ
ノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコ
キシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリー
ルオキシ基、ニトロ基、水酸基、シアノ基である。
Further preferred compounds are nitrogen-containing basic compounds having two or more nitrogen atoms having different chemical environments in one molecule, and particularly preferred is a ring structure containing a substituted or unsubstituted amino group and a nitrogen atom. Or a compound having an alkylamino group. Preferred specific examples are substituted or unsubstituted guanidine,
Substituted or unsubstituted aminopyridine, substituted or unsubstituted aminoalkylpyridine, substituted or unsubstituted aminopyrrolidine, substituted or unsubstituted indazole, substituted or unsubstituted pyrazole, substituted or unsubstituted pyrazine, substituted or unsubstituted Pyrimidine, substituted or unsubstituted purine, substituted or unsubstituted imidazoline, substituted or unsubstituted pyrazoline, substituted or unsubstituted piperazine, substituted or unsubstituted aminomorpholine, substituted or unsubstituted aminoalkylmorpholine, Substituted or unsubstituted imidazole, diazabicyclo compounds and the like can be mentioned. Preferred substituents are
Amino group, aminoalkyl group, alkylamino group, aminoaryl group, arylamino group, alkyl group, alkoxy group, acyl group, acyloxy group, aryl group, aryloxy group, nitro group, hydroxyl group, cyano group.

【0072】特に好ましい化合物として、グアニジン、
1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3−テトラ
メチルグアニジン、2−アミノピリジン、3−アミノピ
リジン、4−アミノピリジン、2−ジメチルアミノピリ
ジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−ジエチルアミ
ノピリジン、2−(アミノメチル)ピリジン、2−アミ
ノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−4−メチルピリ
ジン、2−アミノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−
6−メチルピリジン、3−アミノエチルピリジン、4−
アミノエチルピリジン、3−アミノピロリジン、ピペラ
ジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−(2
−アミノエチル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,
6,6−テトラメチルピペリジン、4−ピペリジノピペ
リジン、2−イミノピペリジン、1−(2−アミノエチ
ル)ピロリジン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチル
ピラゾール、5−アミノ−3−メチル−1−p−トリル
ピラゾール、ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メ
チルピラジン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジ
ン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリ
ン、3−ピラゾリン、N−アミノモルフォリン、N−
(2−アミノエチル)モルフオリン、イミダゾール、ベ
ンズイミダゾール、フェニルイミダゾール、ジフェニル
イミダゾール、トリフェニルイミダゾール等が挙げられ
るがこれに限定されるものではない。
Particularly preferred compounds are guanidine,
1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine, 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, 2-diethylaminopyridine , 2- (aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methylpyridine, 2-amino-4-methylpyridine, 2-amino-5-methylpyridine, 2-amino-
6-methylpyridine, 3-aminoethylpyridine, 4-
Aminoethylpyridine, 3-aminopyrrolidine, piperazine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N- (2
-Aminoethyl) piperidine, 4-amino-2,2,
6,6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-iminopiperidine, 1- (2-aminoethyl) pyrrolidine, pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, 5-amino-3-methyl-1 -P-tolylpyrazole, pyrazine, 2- (aminomethyl) -5-methylpyrazine, pyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 4,6-dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyrazoline, N-aminomorpholine, N-
Examples include (2-aminoethyl) morpholin, imidazole, benzimidazole, phenylimidazole, diphenylimidazole, triphenylimidazole, and the like, but are not limited thereto.

【0073】これらの含窒素塩基性化合物は、単独であ
るいは2種以上組み合わせて用いられる。また、これら
の含窒素塩基性化合物は、第1レジスト層の組成物に添
加することができる。含窒素塩基性化合物の使用量は、
第1レジスト層あるいは第2レジスト層の組成物(溶媒
を除く)100重量部に対し、通常、0.001〜10
重量部、好ましくは0.01〜5重量部である。0.0
01重量部未満では上記効果が得られない。一方、10
重量部を超えると感度の低下や非露光部の現像性が悪化
する傾向がある。
These nitrogen-containing basic compounds are used alone or in combination of two or more. These nitrogen-containing basic compounds can be added to the composition of the first resist layer. The amount of the nitrogen-containing basic compound used is
Usually, 0.001 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the composition (excluding solvent) of the first resist layer or the second resist layer.
Parts by weight, preferably 0.01 to 5 parts by weight. 0.0
If the amount is less than 01 parts by weight, the above effects cannot be obtained. On the other hand, 10
If the amount exceeds the weight part, the sensitivity tends to decrease and the developability of the unexposed part tends to deteriorate.

【0074】本発明のポジ型レジスト積層物の各レジス
ト層の組成物には、必要に応じて、さらに界面活性剤、
染料、顔料、可塑剤、光増感剤及び現像液に対する溶解
性を促進させるフェノール性OH基を2個以上有する化
合物等を含有させることができる。
The composition of each resist layer of the positive resist laminate of the present invention may further contain, if necessary, a surfactant,
Dyes, pigments, plasticizers, photosensitizers, and compounds having two or more phenolic OH groups that promote solubility in a developer can be contained.

【0075】好適な界面活性剤は、具体的にはポリオキ
シエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステ
アリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、
ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエ
チレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチ
ルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェ
ノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリル
エーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレ
ンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、
ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレ
ート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレ
エート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂
肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラ
ウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ
ート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレー
ト、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポ
リオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリ
オキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオ
ン系界面活性剤、エフトップEF301,EF303,
EF352(新秋田化成(株)製)、メガファックF1
71,F173(大日本インキ(株)製)、フロラード
FC430,FC431(住友スリーエム(株)製)、
アサヒガードAG710、サーフロンS−382,SC
101,SC102,SC103,SC104,SC1
05,SC106(旭硝子(株)製)等のフッ素系界面
活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越
化学工業(株)製)やアクリル酸系もしくはメタクリル
酸系(共)重合ポリフローNo.75,No.95(共
栄社油脂化学工業(株)製)等を挙げることができる。
Suitable surfactants include, specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether,
Polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as polyoxyethylene octyl phenol ether and polyoxyethylene nonyl phenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate ,
Sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan fatty acid esters such as sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, and polyoxyethylene sorbitan tristearate; F-Top EF301, EF303;
EF352 (manufactured by Shin-Akita Chemical Co., Ltd.), MegaFac F1
71, F173 (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), Florado FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited),
Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC
101, SC102, SC103, SC104, SC1
05, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), acrylic acid or methacrylic acid (co) polymerized polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo KK) and the like.

【0076】これらの界面活性剤は単独で添加してもよ
いし、また、いくつかの組み合わせで添加することもで
きる。好ましい添加量は、第1レジスト層あるいは第2
レジスト層の組成物(溶媒を除く)100重量部に対し
て、0.0005〜0.01重量部である。
These surfactants may be added alone or in some combination. The preferable addition amount is the first resist layer or the second resist layer.
0.0005 to 0.01 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition of the resist layer (excluding the solvent).

【0077】第2レジスト層の現像液としては、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸
ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の
無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等
の単一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミ
ン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチ
ルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルア
ンモニウムヒドロキシド等の第4級アンモニウム塩、ピ
ロール、ピペリジン等の環状アミン類等のアルカリ類の
水溶液を使用することができる。更に、上記アルカリ類
の水溶液にアルコール類、界面活性剤、芳香族水酸基含
有化合物等を適当量添加して使用することもできる。中
では、特にテトラメチルアンモニウムヒドロキシドを用
いることが最も好ましい。
Examples of the developing solution for the second resist layer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, and monoamines such as ethylamine and n-propylamine. Amines, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxy An aqueous solution of an alkali such as a quaternary ammonium salt such as chloride or a cyclic amine such as pyrrole or piperidine can be used. Further, an appropriate amount of an alcohol, a surfactant, an aromatic hydroxyl group-containing compound, or the like can be added to the aqueous solution of the above-mentioned alkalis. Among them, it is particularly preferable to use tetramethylammonium hydroxide.

【0078】本発明のポジ型レジスト積層物は、基板上
に第1レジスト層を形成する。この層の形成は、第1レ
ジスト層に含有される成分を、適当な溶剤に溶解させ、
得られた溶液をスピンコート法、スプレー法等により塗
布することにより行われる。第1レジスト層の膜厚は、
0.1〜2.0μmであることが好ましく、より好まし
くは0.2〜1.5μmであり、特に好ましくは0.2
5〜1.2μmである。0.1μmより薄いと、反射防
止や耐ドライエッチング性の観点で好ましくなく、また
2.0μmより厚いとアスペクト比が高くなりすぎて、
形成した微細パターンが倒れやすいという問題があり、
やはり好ましくない。次いで、第2レジスト層の形成を
行うが、その前に、第1レジスト層を熱処理することが
好ましい。熱処理の温度としては、150〜250℃が
好ましく、さらには170〜240℃が好ましく、18
0〜230℃が特に好ましい。150℃より温度が低い
と、第2レジスト層を塗布する際に、第1レジスト層と
インターミキシングが起こしやすく、また250℃以上
では第1レジスト層中のポリマーの分解劣化が起こりや
すいので、それぞれ好ましくない。また、熱処理の時間
は、上記熱処理温度によって異なるが、180〜230
℃の熱処理の場合で、10秒〜1000秒の範囲に設定
されることが好ましく、20〜600秒がより好まし
い。
In the positive resist laminate of the present invention, a first resist layer is formed on a substrate. This layer is formed by dissolving the components contained in the first resist layer in a suitable solvent,
It is performed by applying the obtained solution by a spin coating method, a spray method, or the like. The thickness of the first resist layer is
It is preferably from 0.1 to 2.0 μm, more preferably from 0.2 to 1.5 μm, particularly preferably from 0.2 to 1.5 μm.
5 to 1.2 μm. When the thickness is less than 0.1 μm, it is not preferable from the viewpoint of antireflection and dry etching resistance, and when the thickness is more than 2.0 μm, the aspect ratio becomes too high,
There is a problem that the formed fine pattern easily collapses,
After all it is not desirable. Next, before forming a second resist layer, it is preferable to heat-treat the first resist layer before that. The temperature of the heat treatment is preferably from 150 to 250 ° C, more preferably from 170 to 240 ° C,
0-230 ° C is particularly preferred. When the temperature is lower than 150 ° C., when the second resist layer is applied, intermixing with the first resist layer is likely to occur, and when the temperature is higher than 250 ° C., the polymer in the first resist layer is likely to decompose and deteriorate. Not preferred. The time of the heat treatment varies depending on the heat treatment temperature.
In the case of the heat treatment at ° C., it is preferably set in the range of 10 seconds to 1000 seconds, more preferably 20 to 600 seconds.

【0079】次いで、第2レジスト層を第1レジスト層
の上に形成させるが、上記の第1レジスト層の形成と同
様に行うことができる。第2レジスト層の膜厚は、0.
03〜0.6μmであることが好ましく、より好ましく
は0.04〜0.5μmであり、特に好ましくは0.0
5〜0.45μmである。得られた第2レジスト層は、
次にパターン形成工程に付されるが、その第1段階とし
て、まず第2層のレジスト組成物の膜にパターン形成処
理を行う。必要に応じてマスク合わせを行い、このマス
クを通して高エネルギー線を照射することにより、照射
部分のレジスト組成物をアルカリ水溶液に可溶とし、ア
ルカリ水溶液で現像してパターンを形成する。
Next, a second resist layer is formed on the first resist layer, which can be performed in the same manner as the formation of the first resist layer. The thickness of the second resist layer is set to 0.1.
It is preferably from 0.3 to 0.6 μm, more preferably from 0.04 to 0.5 μm, particularly preferably from 0.04 to 0.5 μm.
5 to 0.45 μm. The obtained second resist layer is
Next, a pattern forming step is performed. As a first step, a pattern forming process is first performed on the second layer of the resist composition film. The mask is adjusted as required, and high-energy rays are irradiated through the mask, so that the resist composition in the irradiated portion is made soluble in an aqueous alkaline solution, and developed with an aqueous alkaline solution to form a pattern.

【0080】次いで、第2段階としてドライエッチング
を行うが、この操作は上記レジスト組成物の膜のパター
ンをマスクとして酸素プラズマエッチングにより実施
し、アスペクト比の高い微細なパターンが形成される。
この酸素プラズマエッチングによる第1レジスト層に含
有される有機高分子膜のエッチングは、従来のフォトエ
ッチング操作により基板のエッチング加工の終了後に行
われるレジスト膜の剥離の際に利用されるプラズマエッ
チングとまったく同一の技術である。この操作は、例え
ば円筒形プラズマエッチング装置により、反応性ガス、
すなわちエッチングガスとして酸素を使用して実施する
ことができる。
Next, dry etching is performed as a second step. This operation is performed by oxygen plasma etching using the pattern of the resist composition film as a mask to form a fine pattern having a high aspect ratio.
The etching of the organic polymer film contained in the first resist layer by the oxygen plasma etching is completely different from the plasma etching used when the resist film is peeled off after the etching of the substrate is completed by a conventional photoetching operation. It is the same technology. This operation is performed by, for example, a reactive gas,
That is, it can be performed using oxygen as an etching gas.

【0081】[0081]

【実施例】以下に、本発明を実施例をもって具体的に説
明するが、無論本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples, but, of course, the present invention is not limited to these examples.

【0082】<(a−1)ポリマー、(b)ポリマーの
合成> 合成例1((a−1)ポリマー:P−5の合成、実施例
2、3、6、9〜11で使用) 4−ヒドロキシビフェニル18.6gと、メタクリル酸
クロリド10.5gを酢酸エチル50mlに溶解した
後、トリエチルアミン10.1gを滴下した。40℃で
2時間反応させた後、蒸留水1リットルを添加し、デカ
ンテーションにより集めた。生成物はシリカゲルカラム
クロマトグラフィーにて精製した。収率は75%であっ
た。 (ポリマー合成)上記モノマー22.4gと2−ヒドロ
キシエチルメタクリレート3.2gをDMF100gに
溶解した後、反応液を65℃に加温し、同時に反応液中
に窒素を30分流した。重合開始剤としてV−65(和
光純薬(株)製品)50mgを2時間ごとに3回添加し
た。反応物は蒸留水1リットル中に再沈することにより
粉体として回収した。得られたポリマーのGPC分析を
行ったところ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子
量は8200であった。
<Synthesis of (a-1) polymer and (b) polymer> Synthesis Example 1 (Synthesis of (a-1) polymer: P-5, used in Examples 2, 3, 6, 9 to 11) After dissolving 18.6 g of -hydroxybiphenyl and 10.5 g of methacrylic acid chloride in 50 ml of ethyl acetate, 10.1 g of triethylamine was added dropwise. After reacting at 40 ° C. for 2 hours, 1 liter of distilled water was added and collected by decantation. The product was purified by silica gel column chromatography. The yield was 75%. (Synthesis of polymer) After dissolving 22.4 g of the above monomer and 3.2 g of 2-hydroxyethyl methacrylate in 100 g of DMF, the reaction solution was heated to 65 ° C, and at the same time, nitrogen was passed through the reaction solution for 30 minutes. 50 mg of V-65 (a product of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added three times every two hours as a polymerization initiator. The reaction product was recovered as a powder by reprecipitation in 1 liter of distilled water. GPC analysis of the obtained polymer showed that the weight average molecular weight was 8,200 in terms of standard polystyrene.

【0083】合成例2((a−1)ポリマー:P−16
の合成、実施例4、5、13で使用) グリシジルメタクリレート14.2gと、3−ヒドロキ
シ−7−メトキシ−2−ナフトエ酸21.8gと、メト
キシハイドロキノン0.5gをアセトン60mlに添加
した後、トリエチルアミン10.1gを滴下した。70
℃で4時間反応させた後、蒸留水0.5リットルを添加
し、デカンテーションにより集めた。生成物はシリカゲ
ルカラムクロマトグラフィーにて精製した。収率は80
%であった。 (ポリマー合成)上記モノマー20.2gと、2−ヒド
ロキシエチルメタクリレート1.6gをDMF60gに
溶解した後、反応液を65℃に加温し、同時に反応液中
に窒素を30分流した。重合開始剤としてV−65(和
光純薬(株)製品)35mgを2時間ごとに3回添加し
た。反応物は蒸留水1リットル中に再沈することにより
粉体として回収した。得られたポリマーのGPC分析を
行ったところ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子
量は9100であった。
Synthesis Example 2 ((a-1) Polymer: P-16
Synthesis, used in Examples 4, 5, and 13) 14.2 g of glycidyl methacrylate, 21.8 g of 3-hydroxy-7-methoxy-2-naphthoic acid, and 0.5 g of methoxyhydroquinone were added to 60 ml of acetone. 10.1 g of triethylamine was added dropwise. 70
After the reaction at 4 ° C. for 4 hours, 0.5 liter of distilled water was added and collected by decantation. The product was purified by silica gel column chromatography. The yield is 80
%Met. (Synthesis of Polymer) After dissolving 20.2 g of the above monomer and 1.6 g of 2-hydroxyethyl methacrylate in 60 g of DMF, the reaction solution was heated to 65 ° C., and simultaneously, nitrogen was passed through the reaction solution for 30 minutes. As a polymerization initiator, 35 mg of V-65 (a product of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added three times every two hours. The reaction product was recovered as a powder by reprecipitation in 1 liter of distilled water. GPC analysis of the obtained polymer showed that the weight average molecular weight was 9,100 in terms of standard polystyrene.

【0084】合成例3((b)ポリマー:C−5の合
成、実施例14で使用) 3−クロロプロピルトリメトキシシラン20gを乾燥し
たN,N−ジメチルアセトアミド200mlに添加した
後、ジフェノール酸28.7g、ヨウ化カリウム3.0
gおよびDBU16.0gを添加した。乾燥窒素雰囲気
下70〜90℃で5時間反応させた。反応液を室温に戻
し、そのまま次の工程に用いた。 (未保護ポリマー合成)上記反応液に、フェニルトリメ
トキシシラン20gと蒸留水14.5gを添加し、50
℃で3時間、ついで120℃で12時間反応させた。反
応液を希塩酸で中和した後、蒸留水3リットルに攪拌下
投入して、白色の固形粉体51gを得た。 (C−5の合成)上記白色粉体を真空乾燥させた後、そ
の20gをTHF100mlに溶解させた。ついでエチ
ルビニルエーテル2.0gとp−トルエンスルホン酸−
水和物20mgを加え、室温で10時間反応させた。ト
リエチルアミンを添加して反応をクエンチした後、蒸留
水2Lに攪拌下投入して、ポリマーを析出させた後、室
温にて減圧乾燥し、目的のポリマー、C−5を16.2
g得た。
Synthesis Example 3 ((b) Polymer: Synthesis of C-5, used in Example 14) 20 g of 3-chloropropyltrimethoxysilane was added to 200 ml of dried N, N-dimethylacetamide, and then diphenol acid was added. 28.7 g, potassium iodide 3.0
g and DBU 16.0 g were added. The reaction was carried out at 70 to 90 ° C. for 5 hours in a dry nitrogen atmosphere. The reaction solution was returned to room temperature and used as it was in the next step. (Synthesis of Unprotected Polymer) To the above reaction solution, 20 g of phenyltrimethoxysilane and 14.5 g of distilled water were added, and 50
The reaction was carried out at a temperature of 120 ° C for 3 hours and then at 120 ° C for 12 hours. After neutralizing the reaction solution with dilute hydrochloric acid, it was poured into 3 liters of distilled water with stirring to obtain 51 g of white solid powder. (Synthesis of C-5) After the above white powder was dried under vacuum, 20 g of the white powder was dissolved in 100 ml of THF. Then, 2.0 g of ethyl vinyl ether and p-toluenesulfonic acid-
20 mg of hydrate was added and reacted at room temperature for 10 hours. After quenching the reaction by adding triethylamine, the mixture was poured into 2 L of distilled water with stirring to precipitate a polymer, which was then dried at room temperature under reduced pressure to obtain 16.2 of the target polymer, C-5.
g was obtained.

【0085】 実施例1 (1)第1レジスト層の形成 成分(a−1):化合物例 P−5(合成例1で合成) (重量平均分子量=7500) 4.5g 成分(a−2):ヘキサメチロールメラミン 0.375g 成分(a−3):ジ(t−アミル)フェニルヨードニウム−2,4,6−トリ イソプロピルスルホネート 0.125g をメトキシプロピルアセテート28gに溶解し、得られ
た溶液を0.1μm口径のメンブレンフィルターで精密
ろ過して、第1レジスト組成物を得た。シリコンウェハ
にこの組成物をキャノン製コーターCDS−650も用
いて塗布し、90℃、90秒加熱して膜厚0.65μm
の均一膜を得た。これをさらに200℃、90秒加熱し
て、膜厚0.50μmの第1レジスト層を得た。 (2)第2レジスト層の形成 成分(b):化合物例 C−4(重量平均分子量=5800) 0.9g 成分(c):トリフェニルスルホニウム−2,4,6−トリイソプロピルスル ホネート 0.05g トリフェニルイミダゾール 0.006g をメトキシプロピルアセテート9gに溶解し、得られた
溶液を0.1μm口径のメンブレンフィルターで精密ろ
過して、第2レジスト組成物を得た。上記の第1レジス
ト層の上に、第2レジスト層を同様に塗布し、110
℃、90秒加熱して膜厚0.20μmの第2レジスト層
を得た。
Example 1 (1) Formation of First Resist Layer Component (a-1): Compound Example P-5 (synthesized in Synthesis Example 1) (Weight average molecular weight = 7500) 4.5 g Component (a-2) : 0.375 g of hexamethylolmelamine Component (a-3): 0.125 g of di (t-amyl) phenyliodonium-2,4,6-triisopropylsulfonate is dissolved in 28 g of methoxypropyl acetate, and the obtained solution is dissolved in 0 g of methoxypropyl acetate. The solution was finely filtered through a 1 μm-diameter membrane filter to obtain a first resist composition. This composition was applied to a silicon wafer using a coater CDS-650 manufactured by Canon, and heated at 90 ° C. for 90 seconds to form a film having a thickness of 0.65 μm.
Was obtained. This was further heated at 200 ° C. for 90 seconds to obtain a first resist layer having a thickness of 0.50 μm. (2) Formation of Second Resist Layer Component (b): Compound Example C-4 (weight average molecular weight = 5800) 0.9 g Component (c): triphenylsulfonium-2,4,6-triisopropylsulfonate 05 g triphenylimidazole 0.006 g was dissolved in methoxypropyl acetate 9 g, and the resulting solution was subjected to microfiltration with a 0.1 μm-diameter membrane filter to obtain a second resist composition. On the first resist layer, a second resist layer is similarly applied,
By heating at 90 ° C. for 90 seconds, a second resist layer having a thickness of 0.20 μm was obtained.

【0086】こうして得られたウェハをキャノン製Kr
FエキシマレーザーステッパーFPA3000EX5に
解像力マスクを装填して露光量を変化させながら露光し
た。その後、クリーンルーム内で90℃、90秒加熱し
た後、テトラヒドロアンモニウムヒドロキシド現像液
(2.38%)で60秒間現像し、蒸留水でリンス、乾
燥してパターンを得た(上層パターン)。走査型電子顕
微鏡にてパターンを観察した。さらにアルバック製平行
平板型リアクティブイオンエッチング装置を用い、上記
上層のパターンを有するウェハをエッチング(ドライ現
像)し、下層にパターン形成した。エッチングガスは酸
素、圧力は20ミリトール、印加パワー100mW/c
2、エッチング時間は15分間とした。形成されたレ
ジストパターンを走査型電子顕微鏡で観察した。
The wafer obtained in this manner was manufactured by Canon Kr.
An F excimer laser stepper FPA3000EX5 was loaded with a resolving power mask and exposed while changing the exposure amount. Thereafter, the film was heated at 90 ° C. for 90 seconds in a clean room, developed with a tetrahydroammonium hydroxide developer (2.38%) for 60 seconds, rinsed with distilled water and dried to obtain a pattern (upper layer pattern). The pattern was observed with a scanning electron microscope. Further, the wafer having the pattern of the upper layer was etched (dry developed) using a parallel plate type reactive ion etching apparatus manufactured by ULVAC to form a pattern on the lower layer. Etching gas is oxygen, pressure is 20 mTorr, applied power is 100 mW / c.
m 2 , and the etching time was 15 minutes. The formed resist pattern was observed with a scanning electron microscope.

【0087】下記の方法により、解像力、ラインパター
ンうねり、現像残査について評価した。 (1)解像力:マスクの0.18μmのライン/スペー
スが再現される最小露光量のとき、上層(第2レジスト
層)においてライン/スペースが分離解像する最小寸法
で評価した。 (2)ラインパターンうねり:上層(第2レジスト層)
パターンにおいて、上記マスクの0.18μmラインの
長さ方向20μmにおける直線からのラインのずれを任
意の20点で測定したときの平均値で評価した。 (3)現像残査:発生の程度を目視評価(電子顕微鏡)
し、5(著しく少ない)、4(少ない)、3(やや見ら
れる)、2(多い)、1(著しく多い)の5段階評価と
した。結果は、解像力は0.15μm、ラインパターン
のうねりは0.006μm、現像残査はレベル1と良好
であった。
The following methods were used to evaluate the resolving power, line pattern undulation, and development residue. (1) Resolving power: At the minimum exposure amount at which a 0.18 μm line / space of the mask was reproduced, evaluation was made with a minimum dimension at which the line / space was separated and resolved in the upper layer (second resist layer). (2) Line pattern undulation: upper layer (second resist layer)
In the pattern, the deviation of the line from the straight line in the length direction of 20 μm in the length direction of the 0.18 μm line of the mask was evaluated by an average value measured at arbitrary 20 points. (3) Development residue: Visual evaluation of the degree of occurrence (electron microscope)
The evaluation was made on a five-point scale of 5 (significantly small), 4 (small), 3 (somewhat seen), 2 (many), and 1 (significantly). As a result, the resolving power was 0.15 μm, the waviness of the line pattern was 0.006 μm, and the development residue was as good as Level 1.

【0088】実施例2〜20 実施例1の各レジスト層の成分(a−1)、(a−
2)、(a−3)、(b)、(c)に代えて、表−1に
記載の成分(a−1)、(a−2)、(a−3)、
(b)、(c)を実施例1と同量用い、さらに必要に応
じてその他成分を用い、実施例1と同様にして露光現
像、エッチング処理し、それを走査型電子顕微鏡で観察
し、評価を実施例1と同様に行った。その結果を表3に
示す。
Examples 2 to 20 The components (a-1) and (a-
2), (a-3), (b), and (c) are replaced with the components (a-1), (a-2), (a-3),
Using (b) and (c) in the same amounts as in Example 1, and further using other components as necessary, exposure and development and etching treatments were performed in the same manner as in Example 1, and observed with a scanning electron microscope. The evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the results.

【0089】比較例1〜3 実施例1の第1レジスト層の成分(a−1)、(a−
2)、(a−3)に代えて、ノボラック樹脂及びキノン
ジアジド系感光剤を含む汎用のi線レジストであるFH
i−028DD(富士フイルムオーリン社製i線用レジ
スト)を用い、高温加熱条件をそれぞれ200℃/90
秒(比較例1)、200℃/10分(比較例2)、20
0℃/60分(比較例3)とした以外は、実施例1と同
様にして露光現像、エッチング処理し、それを走査型電
子顕微鏡で観察し、評価を実施例1と同様に行った。そ
の結果を表3に示す。
Comparative Examples 1 to 3 The components (a-1) and (a-
FH, a general-purpose i-line resist containing a novolak resin and a quinonediazide-based photosensitizer instead of 2) and (a-3)
Using i-028DD (resist for i-line manufactured by Fuji Film Ohlin Co., Ltd.), the high-temperature heating conditions were 200 ° C./90
Second (Comparative Example 1), 200 ° C./10 minutes (Comparative Example 2), 20
Except that the temperature was set to 0 ° C./60 minutes (Comparative Example 3), exposure, development, and etching were performed in the same manner as in Example 1, and the resultant was observed with a scanning electron microscope and evaluated in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the results.

【0090】[0090]

【表1】 [Table 1]

【0091】[0091]

【表2】 [Table 2]

【0092】[0092]

【表3】 [Table 3]

【0093】表3に示された実施例1〜16および比較
例1〜3の評価結果より、以下のことが明らかである。
すなわち、実施例のレジスト積層物から、90秒という
短時間の高温処理で固化し、解像力が高く、ラインうね
り及び現像残査の少ないレジストパターンを形成するこ
とができる。一方、第1レジスト層に従来のi線レジス
トを用いた比較例の場合、実施例と同じ短時間の高温処
理では解像力が低く、ラインうねりが大きく、現像残査
の発生量も多い。長時間の高温処理により、解像力、ラ
インうねり、現像残査は少なくなるものの、実施例の性
能より劣り、しかも長時間処理することで、製造適性も
大きく低下する。
From the evaluation results of Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 3 shown in Table 3, the following is clear.
That is, from the resist laminate of the example, a resist pattern is solidified by a high-temperature treatment for a short time of 90 seconds, and a resist pattern with high resolution and little line waviness and development residue can be formed. On the other hand, in the case of the comparative example in which the conventional i-line resist is used for the first resist layer, the resolving power is low, the line waviness is large, and the amount of development residue is large in the same short-time high-temperature treatment as in the example. The long-term high-temperature treatment reduces the resolution, line waviness, and development residue, but is inferior to the performance of the examples, and the long-term treatment greatly reduces the suitability for production.

【0094】[0094]

【発明の効果】本発明のポジ型レジスト積層物は、遠紫
外領域の露光に対応し得、高い解像力を有する。また、
0.2μm以下の微細パターンにおけるラインうねり及
び現像残査の少ないレジストパターンを形成することが
できる。さらに、短時間での高温処理が可能であり、製
造適性にも優れる。従って、本発明の組成物は、超微細
な回路を有する半導体基板の量産製造用に極めて好適に
用いられる。
The positive resist laminate of the present invention can cope with exposure in the far ultraviolet region and has a high resolution. Also,
A resist pattern with less line waviness and development residue in a fine pattern of 0.2 μm or less can be formed. Further, high-temperature treatment can be performed in a short time, and the suitability for production is excellent. Therefore, the composition of the present invention is very suitably used for mass production of semiconductor substrates having ultrafine circuits.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に第1レジスト層及びこの層上に
第2レジスト層を有するポジ型レジスト積層物であっ
て、〔I〕第1レジスト層が、(a−1)下記一般式
(1)で表される繰返し単位を含むポリマーを含有し、
且つ熱により硬化する層であり、〔II〕第2レジスト層
が、(b)酸により分解しうる基を有し、かつアルカリ
現像液中での溶解度が酸の作用により増大する性質のあ
るポリシロキサン又はポリシルセスキオキサン、及び
(c)活性光線もしくは放射線の照射により酸を発生す
る化合物、を含有することを特徴とするポジ型レジスト
積層物。 【化1】 式中、R1は水素原子、アルキル基、又はハロゲン原子
を表し、L1、L2は、各々独立に、2価の連結基を表
し、Mは芳香族基を表し、a、b、cは、各々独立に、
0又は1を表す。
1. A positive resist laminate having a first resist layer on a substrate and a second resist layer on this layer, wherein [I] the first resist layer comprises (a-1) A polymer containing a repeating unit represented by 1),
And (II) a second resist layer which has a group which can be decomposed by an acid and whose solubility in an alkali developing solution is increased by the action of an acid. A positive resist laminate comprising: siloxane or polysilsesquioxane; and (c) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. Embedded image In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a halogen atom, L 1 and L 2 each independently represent a divalent linking group, M represents an aromatic group, and a, b, and c each represent Independently
Represents 0 or 1.
【請求項2】 第1レジスト層に含有される(a−1)
ポリマーが、さらに下記一般式(2)で表される繰返し
単位を含むことを特徴とする請求項1に記載のポジ型レ
ジスト積層物。 【化2】 式中、R2は上記一般式(1)のR1と同義である。L
3は2価の連結基を表す。
2. (a-1) contained in a first resist layer
The positive resist laminate according to claim 1, wherein the polymer further contains a repeating unit represented by the following general formula (2). Embedded image In the formula, R2 has the same meaning as R1 in formula (1). L
3 represents a divalent linking group.
【請求項3】 第1レジスト層が、(a−2)酸により
活性化され、上記一般式(1)及び(2)で表される繰
返し単位を含有するポリマーと反応して架橋構造を形成
することができる熱架橋剤、及び(a−3)熱により酸
を発生する化合物を含有することを特徴とする請求項2
に記載のポジ型レジスト積層物。
3. The first resist layer is activated by an acid (a-2) and reacts with a polymer containing a repeating unit represented by the general formulas (1) and (2) to form a crosslinked structure. 3. A heat-crosslinking agent which can be used as a binder, and (a-3) a compound which generates an acid by heat.
4. The positive resist laminate according to item 1.
【請求項4】 第2レジスト層に含有される(b)成分
の酸により分解しうる基を有し、かつアルカリ現像液中
での溶解度が酸の作用により増大する性質のあるポリシ
ロキサン又はポリシルセスキオキサンが、側鎖に下記一
般式(3)で表される構造を有することを特徴とする請
求項1に記載のポジ型レジスト積層物。 【化3】 式中、J1は置換基を有していてもよいアルキレン基を
表し、J2は置換基を有していてもよいアリーレン基又
は置換基を有していてもよいシクロアルキレン基を表
し、J3は2価の連結基を表し、J4は2〜4価の連結
基を表し、Gは酸の作用により分解する基を表す。k、
l、m、nは、各々独立に、0又は1を表す。但し、
k、l、m、nは、同時に0であることはない。pは1
〜3の整数を表す。
4. A polysiloxane or a polysiloxane having a group decomposable by an acid of the component (b) contained in the second resist layer and having a property of increasing the solubility in an alkaline developer by the action of an acid. The positive resist laminate according to claim 1, wherein the sesquioxane has a structure in a side chain represented by the following general formula (3). Embedded image In the formula, J1 represents an alkylene group which may have a substituent, J2 represents an arylene group which may have a substituent or a cycloalkylene group which may have a substituent, and J3 represents J4 represents a divalent linking group, J2 represents a divalent to tetravalent linking group, and G represents a group decomposed by the action of an acid. k,
l, m and n each independently represent 0 or 1. However,
k, l, m, and n are never 0 at the same time. p is 1
Represents an integer of 1 to 3.
【請求項5】 基板上に請求項1に記載の第1レジスト
層を設ける工程、その第1レジスト層を熱処理して硬化
させる工程、この第1レジスト層上に、請求項1に記載
の第2レジスト層を設ける工程、その第2レジスト層
に、活性光線又は放射線を所望のパターン状に露光する
工程、露光された第2レジスト層をアルカリ現像液で現
像する工程、及びそのパターン状に形成された第2レジ
スト層をマスクとして、第1レジスト層をエッチングす
る工程を含むことを特徴とする微細パターン形成方法。
5. A step of providing the first resist layer according to claim 1 on a substrate, a step of heat-treating and curing the first resist layer, and a step of curing the first resist layer according to claim 1 on the first resist layer. (2) a step of providing a resist layer, a step of exposing the second resist layer to actinic rays or radiation in a desired pattern, a step of developing the exposed second resist layer with an alkaline developer, and forming the pattern in the pattern A step of etching the first resist layer using the formed second resist layer as a mask.
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