JP2001174998A - Positive photoresist composition - Google Patents

Positive photoresist composition

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JP2001174998A
JP2001174998A JP35471099A JP35471099A JP2001174998A JP 2001174998 A JP2001174998 A JP 2001174998A JP 35471099 A JP35471099 A JP 35471099A JP 35471099 A JP35471099 A JP 35471099A JP 2001174998 A JP2001174998 A JP 2001174998A
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acid
positive photoresist
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photoresist composition
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JP35471099A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Mizutani
一良 水谷
Shoichiro Yasunami
昭一郎 安波
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive photoresist composition having high sensitivity and high resolving power and giving a photoresist having a rectangular shape and to provide a polysiloxane less liable to cause a size shift in pattern transfer to a lower layer in an oxygen plasma etching step and capable of imparting excellent characteristics to a positive photoresist composition. SOLUTION: The positive photoresist composition contains at least an alkali- soluble polysiloxane having a structural unit of formula I, e.g. formula II and contains, in principle, the polysiloxane, a compound which is decomposed by exposure to form an acid and a phenolic compound in which phenolic hydroxyl groups contained in its molecule have been partially or wholly protected with acid decomposable groups. The composition may contain an aromatic or aliphatic carboxylic acid compound in which carboxyl groups contained in its molecule have been partially or wholly protected with acid decomposable groups.

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、半導体集積回路素
子、集積回路製造用マスク、プリント配線板、液晶パネ
ル等の製造に用いるポジ型フォトレジスト組成物に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive photoresist composition used for manufacturing semiconductor integrated circuit elements, masks for manufacturing integrated circuits, printed wiring boards, liquid crystal panels, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子、磁気バブルメモリ、集積回
路等の電子部品を製造するためのパターン形成法として
は、従来より、紫外線又は可視光線に感光するフォトレ
ジストを利用する方法が幅広く実用に供されている。フ
ォトレジストには、光照射により被照射部が現像液に不
溶化するネガ型と、反対に可溶化するポジ型とがある
が、ネガ型はポジ型に比べて感度が良く、湿式エッチン
グに必要な基板との接着性及び耐薬品性にも優れている
ことから、近年までフォトレジストの主流を占めてい
た。
2. Description of the Related Art As a pattern forming method for manufacturing electronic components such as a semiconductor device, a magnetic bubble memory, and an integrated circuit, a method utilizing a photoresist which is sensitive to ultraviolet light or visible light has been widely used. Have been. There are two types of photoresist: a negative type, in which the irradiated part is insoluble in the developer by light irradiation, and a positive type, in which the exposed part is solubilized.The negative type has higher sensitivity than the positive type and is necessary for wet etching. Until recently, photoresists occupied the mainstream because of their excellent adhesion to substrates and chemical resistance.

【0003】しかし、半導体素子等の高密度化・高集積
化に伴い、パターンの線幅や間隔が極めて小さくなり、
また、基板のエッチングにはドライエッチングが採用さ
れるようになったことから、フォトレジストには高解像
度及び高ドライエッチング耐性が望まれるようになり、
現在ではポジ型フォトレジストが大部分を占めるように
なった。特に、ポジ型フォトレジストの中でも、感度、
解像度、ドライエッチング耐性に優れることから、例え
ばジェー・シー・ストリエータ著、コダック・マイクロ
エレクトロニクス・セミナー・プロシーディングス、第
116頁(1976年)(J. C. Strieter, Kodak Micr
o electronics Seminar Proceedings、116(197
6年)等に記載されているアルカリ可溶性のノボラック
樹脂をベースにしたアルカリ現像型のポジ型フォトレジ
ストが現行プロセスの主流となっている。
However, with the increase in density and integration of semiconductor devices and the like, the line width and spacing of patterns have become extremely small.
In addition, since dry etching has been adopted for etching the substrate, photoresists have been desired to have high resolution and high dry etching resistance,
At present, positive photoresists occupy the majority. In particular, among positive photoresists, sensitivity,
Because of its excellent resolution and dry etching resistance, for example, JC Strieter, Kodak Microelectronics Seminar Proceedings, p. 116 (1976) (JC Strieter, Kodak Micr)
o electronics Seminar Proceedings, 116 (197
6 years) and the like, and an alkali-developable positive photoresist based on an alkali-soluble novolak resin has become the mainstream of the current process.

【0004】しかしながら、近年電子機器の多機能化、
高度化に伴ない、さらに高密度化及び高集積化を図るべ
くパターンの微細化が強く要請されている。即ち、集積
回路の横方向の寸法の縮小に比べてその縦方向の寸法は
あまり縮小されていかないために、レジストパターンの
幅に対する高さの比は大きくならざるを得なかった。こ
のため、複雑な段差構造を有するウエハー上でレジスト
パターンの寸法変化を押さえていくことは、パターンの
微細化が進むにつれてより困難になってきた。さらに、
各種の露光方式においても、最小寸法の縮小に伴ない問
題が生じてきている。例えば、光による露光では、基板
の段差に基づく反射光の干渉作用が、寸法精度に大きな
影響を与えるようになり、一方電子ビーム露光において
は、電子の後方散乱によって生ずる近接効果により、微
細なレジストパターンの高さと幅の比を大きくすること
ができなくなった。
However, in recent years, multifunctional electronic devices have been
As the sophistication increases, there is a strong demand for finer patterns to achieve higher densities and higher integration. That is, since the vertical dimension of the integrated circuit is not much reduced as compared with the horizontal dimension of the integrated circuit, the ratio of the height to the width of the resist pattern has to be increased. For this reason, it has become more difficult to suppress the dimensional change of the resist pattern on a wafer having a complicated step structure as the pattern becomes finer. further,
Problems have also arisen with various types of exposure methods as the minimum dimensions are reduced. For example, in light exposure, the interference effect of reflected light due to the step of the substrate has a great effect on dimensional accuracy, whereas in electron beam exposure, the fine resist is exposed due to the proximity effect caused by backscattering of electrons. It is no longer possible to increase the height to width ratio of the pattern.

【0005】これらの多くの問題は多層レジストシステ
ムを用いることにより解消されることが見出された。多
層レジストシステムについては、ソリッドステート・テ
クノロジー、74(1981)[Solid Stat
e Technology,74 (1981)]に概
説が掲載されているが、この他にもこのシステムに関す
る多くの研究が発表されている。一般的に多層レジスト
法には3層レジスト法と2層レジスト法がある。3層レ
ジスト法は、段差基板上に有機平坦化膜を塗布し、その
上に、無機中間層、レジストを重ね、レジストをパター
ニングした後、これをマスクとして無機中間層をドライ
エッチングし、さらに、無機中間層をマスクとして有機
平坦化膜をO2RIE(リアクティブイオンエッチン
グ)によりパターニングする方法である。この方法は、
基本的には、従来からの技術が使用できるために、早く
から検討が開始されたが、工程が非常に複雑である、あ
るいは有機膜、無機膜、有機膜と三層物性の異なるもの
が重なるために中間層にクラックやピンホールが発生し
やすいといったことが問題点になっている。
It has been found that many of these problems are eliminated by using a multilayer resist system. For multi-layer resist systems, see Solid State Technology, 74 (1981) [Solid Stat.
e Technology, 74 (1981)], but many other studies on this system have been published. Generally, a multilayer resist method includes a three-layer resist method and a two-layer resist method. In the three-layer resist method, an organic flattening film is applied on a stepped substrate, an inorganic intermediate layer and a resist are stacked thereon, and the resist is patterned. Then, the inorganic intermediate layer is dry-etched using the resist as a mask. This is a method of patterning an organic planarization film by O2RIE (reactive ion etching) using the inorganic intermediate layer as a mask. This method
Basically, studies were started from an early stage because conventional technologies could be used.However, the process was very complicated, or organic films, inorganic films, and organic films overlapped with those with different physical properties. Another problem is that cracks and pinholes are likely to occur in the intermediate layer.

【0006】この3層レジスト法に対して、2層レジス
ト法では、3層レジスト法でのレジストと無機中間層の
両方の性質を兼ね備えたレジスト、すなわち、酸素プラ
ズマ耐性のあるレジストを用いるために、クラックやピ
ンホールの発生が抑えられ、また、3層から2層になる
ので工程が簡略化される。しかし、3層レジスト法で
は、上層レジストに従来のレジストが使用できるのに対
して、2層レジスト法では、新たに酸素プラズマ耐性の
あるレジストを開発しなければならないという課題があ
った。
In contrast to the three-layer resist method, the two-layer resist method uses a resist having both properties of the resist and the inorganic intermediate layer in the three-layer resist method, that is, a resist having oxygen plasma resistance. In addition, the generation of cracks and pinholes is suppressed, and the process is simplified because the number of layers is reduced from three to two. However, in the three-layer resist method, a conventional resist can be used as the upper resist, whereas in the two-layer resist method, there is a problem that a new resist having oxygen plasma resistance has to be developed.

【0007】以上の背景から、2層レジスト法等の上層
レジストとして使用できる酸素プラズマ耐性に優れた、
高感度、高解像度のポジ型フォトレジスト、特に、現行
プロセスを変えることなく使用できるアルカリ現像方式
のレジストの開発が望まれていた。
[0007] From the above background, it has excellent oxygen plasma resistance which can be used as an upper layer resist such as a two-layer resist method.
There has been a demand for the development of a high-sensitivity, high-resolution positive photoresist, in particular, an alkali developing type resist that can be used without changing the current process.

【0008】これに対し、従来のオルトキノンジアジド
感光物に、アルカリ可溶性を付与したポリシロキサン、
又はポリシルメチレン等のシリコンポリマーを組合せた
感光性組成物、例えば特開昭61−144639号、同
61−256347号、同62−159141号、同6
2−191849号、同62−220949号、同62
−229136号、同63−90534号、同63−9
1654号、並びに米国特許第4722881号記載の
感光性組成物、さらには特開昭62−136638号記
載のポリシロキサン/カーボネートのブロック共重合体
に有効量のオニウム塩を組合せた感光性組成物が提案さ
れている。
On the other hand, a polysiloxane having alkali solubility imparted to a conventional orthoquinonediazide photosensitive material,
Or a photosensitive composition combining a silicone polymer such as polysilmethylene, for example, JP-A-61-144639, JP-A-61-256347, JP-A-62-159141, and JP-A-6-159141.
2-191849, 62-220949, 62
-229136, 63-90534, 63-9
1654 and U.S. Pat. No. 4,722,881 and a photosensitive composition obtained by combining an effective amount of an onium salt with a polysiloxane / carbonate block copolymer described in JP-A-62-136638. Proposed.

【0009】しかしながら、これらのシリコンポリマー
は何れもフェノール性OH基又はシラノール基(≡Si
−OH)導入により、アルカリ可溶性を付与するもの
で、フェノール性OH基導入によりアルカリ可溶性を付
与する場合は、製造が著しく困難となり、またシラノー
ル基によりアルカリ可溶性を付与する場合は経時安定性
が必ずしも良好ではない、あるいは現像後の膜減りが大
きく、矩形性状が得られないという問題点があった。ま
た、特許第2736939号、特開平9−274319
号には、酸の作用により分解しうる基を分子中に持つポ
リシロキサンを含有するフォトレジストが開示されてい
る。しかしながらこれらのフォトレジストにおいては解
像力が低く、さらには矩形形状にならず、次の酸素プラ
ズマ工程において下層へのパターン転写時に寸法シフト
が大きくなるという問題点を有していた。
However, any of these silicone polymers has a phenolic OH group or a silanol group (≡Si
-OH) is introduced to impart alkali solubility, and when alkali solubility is imparted by introduction of a phenolic OH group, the production becomes extremely difficult. There was a problem that the film was not good, or the film loss after development was large, and rectangular properties could not be obtained. Also, Japanese Patent No. 2736939 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-274319
Discloses a photoresist containing a polysiloxane having in its molecule a group that can be decomposed by the action of an acid. However, these photoresists have a problem that the resolution is low, the shape is not rectangular, and the size shift is large when transferring the pattern to the lower layer in the next oxygen plasma process.

【0010】[0010]

【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、高感度であって、0.2μ
m以下の高解像力を有し、しかも矩形形状を有するフォ
トレジストを与えるポジ型フォトレジスト組成物を提供
することにある。本発明の他の目的は、二層レジストシ
ステムの上層レジストとして使用した場合、酸素プラズ
マエッチング工程での下層へのパターン転写の際に寸法
シフトが少ないポジ型フォトレジスト組成物を提供する
ことにある。本発明の更なる他の目的は、ポジ型フォト
レジスト組成物に上記の優れた特性を付与することがで
きるポリシロキサンを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a high sensitivity and a high sensitivity of 0.2 μm.
An object of the present invention is to provide a positive photoresist composition having a high resolution of not more than m and providing a photoresist having a rectangular shape. Another object of the present invention is to provide a positive photoresist composition having a small dimensional shift during pattern transfer to a lower layer in an oxygen plasma etching step when used as an upper layer resist in a two-layer resist system. . Still another object of the present invention is to provide a polysiloxane capable of imparting the above excellent properties to a positive photoresist composition.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記ポ
ジ型フォトレジスト組成物が提供されて、上記目的が達
成される。 (1) 少なくとも下記(I)で示される構造単位を有
するアルカリ可溶性ポリシロキサンを含有する事を特徴
とするポジ型フォトレジスト組成物。
According to the present invention, the above-mentioned object is achieved by providing the following positive photoresist composition. (1) A positive photoresist composition comprising an alkali-soluble polysiloxane having at least a structural unit represented by the following (I):

【0012】[0012]

【化4】 Embedded image

【0013】Lは−A−NHCO−、−A−NHCOO
−、― A−NHCONH−から選択される2価の連結
基を表す。Aは、アルキレン基またはアリーレン基を表
す。Xは単結合または2価の連結基を表す。Zは
L is -A-NHCO-, -A-NHCOO
-,-Represents a divalent linking group selected from A-NHCONH-. A represents an alkylene group or an arylene group. X represents a single bond or a divalent linking group. Z is

【0014】[0014]

【化5】 Embedded image

【0015】で表されるいずれかの一価の基を表す。Y
は水素原子を表す。又はYは、アルキル基、アリール基
あるいはアラルキル基を表す。Yが示す原子団は、直
鎖、分岐、環状のいずれでもよい。lは1〜3の整数を
表す。mも1〜3の整数を表す。 (2) 下式(II)で示される構造単位を併せて含有す
るアルカリ可溶性ポリシロキサンを含む事を特徴とする
上記(1)記載のポジ型フォトレジスト組成物。
Represents any monovalent group represented by Y
Represents a hydrogen atom. Or, Y represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group. The atomic group represented by Y may be linear, branched, or cyclic. l represents an integer of 1 to 3. m also represents an integer of 1 to 3. (2) The positive photoresist composition according to the above (1), further comprising an alkali-soluble polysiloxane containing a structural unit represented by the following formula (II).

【0016】[0016]

【化6】 Embedded image

【0017】X’とZ’とは、上記(1)のXとZとそ
れぞれが同一の範囲を称する。
X 'and Z' refer to the same range as X and Z in (1) above.

【0018】で表される基からなる群から選択される一
価の基を表す。Yは水素原子を表す。又はYは、アルキ
ル基、アリール基あるいはアラルキル基を表す。Yが示
す原子団は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよい。lは
1〜3の整数を、mも1〜3の整数を、nは1〜6の整
数を表す。 (3) 前記(I)で、Lが ―(CH23−NHCO
−である事を特徴とする上記(2)記載のポジ型フォト
レジスト組成物。 (4) 少なくとも下記(a)(b)(c1)を含有す
る事を特徴とするポジ型フォトレジスト組成物。 (a) 上記(1)〜(3)のいずれかに記載のアルカ
リ可溶性ポリシロキサン。 (b) 露光により分解して酸を発生する化合物。 (c1) 分子内に含まれるフェノール性水酸基が、酸
により分解する基で部分的あるいは完全に保護されたフ
ェノール性化合物。 (5) 少なくとも下記(a)(b)(c2)を含有す
る事を特徴とするポジ型フォトレジスト組成物。 (a) 上記(1)〜(3)のいずれかに記載のアルカ
リ可溶性ポリシロキサン。 (b) 露光により分解して酸を発生する化合物。 (c2) 分子内に含まれるカルボキシル基が、酸によ
り分解する基で部分的あるいは完全に保護された芳香族
もしくは脂肪族カルボン酸化合物。
Represents a monovalent group selected from the group consisting of the groups represented by Y represents a hydrogen atom. Or, Y represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group. The atomic group represented by Y may be linear, branched, or cyclic. 1 represents an integer of 1 to 3, m represents an integer of 1 to 3, and n represents an integer of 1 to 6. (3) In the above (I), L is — (CH 2 ) 3 —NHCO
-The positive photoresist composition as described in (2) above, wherein (4) A positive photoresist composition comprising at least the following (a), (b) and (c1). (A) The alkali-soluble polysiloxane according to any one of the above (1) to (3). (B) Compounds that decompose upon exposure to generate an acid. (C1) A phenolic compound in which a phenolic hydroxyl group contained in a molecule is partially or completely protected by a group capable of being decomposed by an acid. (5) A positive photoresist composition comprising at least the following (a), (b) and (c2). (A) The alkali-soluble polysiloxane according to any one of the above (1) to (3). (B) Compounds that decompose upon exposure to generate an acid. (C2) An aromatic or aliphatic carboxylic acid compound in which a carboxyl group contained in the molecule is partially or completely protected by a group capable of being decomposed by an acid.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明のポジ型フォトレジスト組
成物に使用するポリシロキサンについて説明する。一般
式(I)において、Lは−A−NHCO−、−A−NH
COO−、― A−NHCONH−から選択される少な
くとも1つの2価の連結基を表す。Aは、アルキレン基
またはアリーレン基を表す。なかでも炭素数1〜6のア
ルキレン基またはフェニレン基が好ましく、さらに好ま
しくはプロピレン基である。Lが、−A−NHCO−、
−A−NHCOO−又は、― A−NHCONH−であ
る場合、いずれも水素結合によりポリシロキサンの耐熱
性が高まり、これによって高解像力を有し、しかも矩形
形状のパターンが得られる様になる。ここでAがプロピ
レン基で示される場合には、3−アミノプロピルトリア
ルコキシシランという安価な原料から目的のポリシロキ
サンが得られる上、ポリシロキサン中のケイ素含有率を
高レベルに維持しうる点で好ましい。X及びX’は、単
結合または2価の連結基を表す。具体的には単結合、ア
ルキレン基、置換アルキレン基、エーテル基、チオエー
テル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルフ
ォンアミド基、ウレタン基、ウレア基よりなる群から選
択される単独あるいは2つ以上の組み合わせがあげられ
る。好ましくは、単結合又はアルキレン基であり、さら
に好ましくは単結合又は炭素数1〜6のアルキレン基で
ある。Z及びZ’は、
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The polysiloxane used in the positive photoresist composition of the present invention will be described. In the general formula (I), L represents -A-NHCO-, -A-NH
COO-,-represents at least one divalent linking group selected from A-NHCONH-. A represents an alkylene group or an arylene group. Among them, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a phenylene group is preferable, and a propylene group is more preferable. L is -A-NHCO-,
In the case of -A-NHCOO- or -A-NHCONH-, the heat resistance of the polysiloxane is increased by hydrogen bonding, whereby a high resolution and a rectangular pattern can be obtained. Here, when A is represented by a propylene group, the target polysiloxane can be obtained from an inexpensive raw material of 3-aminopropyl trialkoxysilane, and the silicon content in the polysiloxane can be maintained at a high level. preferable. X and X ′ represent a single bond or a divalent linking group. Specifically, single or two or more selected from the group consisting of a single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, and a urea group Combinations. It is preferably a single bond or an alkylene group, and more preferably a single bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Z and Z ′ are

【0020】[0020]

【化7】 Embedded image

【0021】で表される基からなる群から選択される一
価の基を表す。Yは水素原子である。又はYは、アルキ
ル基、アリール基、又はアラルキル基を示す。Yは原子
団の場合、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。好
ましくはYは、水素原子又は、炭素数1〜6の直鎖状、
分岐状若しくは環状のアルキル基である。lは1〜3の
整数を、mは1〜3の整数を表す。レジスト組成物とし
て汎用のエステル又はアルコール系有機溶剤への溶解性
が高まるだけでなく光酸発生剤とポリシロキサンの相溶
性が高まり、高解像力を示すレジスト組成物を与える。
本発明のアルカリ可溶性ポリシロキサンは、一般式
(I)で示される構造単位を10〜100モル%含有す
ることが好ましく、より好ましくは30〜100モル%
である。また、一般式(I)で表される構造単位と一般
式(II)で表される構造単位を共に含むポリシロキサン
では、式(I)と式(II)の構造単位を合わせて20〜
100モル%含有することが好ましく、より好ましくは
50〜100モル%である。(I)/(II)で示す含有
比率は80/20〜40/60が好ましい。
Represents a monovalent group selected from the group consisting of the groups represented by Y is a hydrogen atom. Or, Y represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. When Y is an atomic group, it may be linear, branched, or cyclic. Preferably, Y is a hydrogen atom or a straight chain having 1 to 6 carbon atoms,
It is a branched or cyclic alkyl group. l represents an integer of 1 to 3, and m represents an integer of 1 to 3. As a resist composition, not only the solubility in a general-purpose ester or alcohol-based organic solvent is increased, but also the compatibility between the photoacid generator and the polysiloxane is increased, and a resist composition exhibiting high resolution is provided.
The alkali-soluble polysiloxane of the present invention preferably contains the structural unit represented by the general formula (I) in an amount of 10 to 100 mol%, more preferably 30 to 100 mol%.
It is. Further, in a polysiloxane containing both the structural unit represented by the general formula (I) and the structural unit represented by the general formula (II), the total of the structural units of the formulas (I) and (II) is 20 to
The content is preferably 100 mol%, more preferably 50 to 100 mol%. The content ratio represented by (I) / (II) is preferably from 80/20 to 40/60.

【0022】本発明のアルカリ可溶性ポリシロキサン
は、溶剤溶解性、アルカリ溶解性の調節のため、下記一
般式(III)、(IV)などの構造単位が更に共重合され
ていてもよい。一般式(III)、(IV)などで示せる構
造単位の含有量は10〜70モル%がよい。
In the alkali-soluble polysiloxane of the present invention, structural units of the following general formulas (III) and (IV) may be further copolymerized in order to control the solubility of the solvent and the solubility of the alkali. The content of the structural units represented by the general formulas (III) and (IV) is preferably from 10 to 70 mol%.

【0023】[0023]

【化8】 Embedded image

【0024】ここで、W、W1、W2は、アルカリ溶解性
や酸分解性を有さない基を表す。具体的には、アルキル
基、アリール基、アラルキル基を表す。アルキル基の場
合、炭素数1〜10の直鎖状基、炭素数3〜10の分岐
状基、炭素数6〜10の環状基を挙げることができる。
いずれの場合も置換基を有していてもよく、有していな
くてもよい。アリール基の場合は、炭素数6〜10のア
リール基を挙げることができ、アラルキル基の場合は、
炭素数7〜11のアラルキル基を挙げることができる。
アリール基、アラルキル基は、いずれも、置換基を有し
ていてもよく、有していなくてもよい。これらの基の好
ましい具体例として、メチル、エチル、n−プロピル、
i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、
n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オク
チル、n−ノニル、n−デシル、シクロヘキシル、フェ
ニル、ナフチル、ベンジル、ナフチルメチルを挙げるこ
とができる。これらの基の置換基としては、ハロゲン原
子、炭素数1〜6のアルコキシ基、フェノキシ基、ヒド
ロキシル基等が挙げられる。なおW1、W2は同じであっ
ても異なっていてもよい。上記一般式(I)で表される
構造単位を有するアルカリ可溶性ポリシロキサンは、フ
ェノール構造を有するカルボン酸化合物と、末端にアミ
ノ基を有する一置換トリアルコキシシランとをDCC法
もしくは混合酸無水物法により、フェノール構造をトリ
アルコキシシラン構造にアミド連結化させた後、所望に
より上記一般式(II)〜(IV)で表される構造単位
を与えるための一置換トリアルコキシシランまたは二置
換ジアルコキシシランを加えた後、水および酸、または
水および塩基触媒存在下で縮重合することにより得られ
る。反応を高収率にするため、OH基が保護されたフェ
ノール構造を有するカルボン酸化合物と、末端にアミノ
基を有する一置換トリアルコキシシランとをDCC法も
しくは混合酸無水物法により、フェノール構造をトリア
ルコキシシラン構造のアミド連結化を行い、その後保護
基の脱保護ののち水および酸、または水および塩基触媒
存在下で縮重合を実施するか、あるいはアミド化に続い
て水および酸、または水および塩基触媒存在下で縮重合
を実施した後、脱保護を実施しても良い。 OHの保護
基としては、t−ブトキシカルボニル(BOC)、アセ
チル、アルコキシ、ベンジルオキシカルボニル(Z)ト
リアルキルシリル等が使用できる。本発明のポリシロキ
サンの構成単位の具体例を以下に示すが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。
Here, W, W 1 and W 2 represent groups having neither alkali solubility nor acid decomposability. Specifically, it represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. In the case of an alkyl group, a linear group having 1 to 10 carbon atoms, a branched group having 3 to 10 carbon atoms, and a cyclic group having 6 to 10 carbon atoms can be exemplified.
In any case, the compound may have a substituent or may not have a substituent. In the case of an aryl group, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms can be mentioned. In the case of an aralkyl group,
An aralkyl group having 7 to 11 carbon atoms can be mentioned.
Each of the aryl group and the aralkyl group may or may not have a substituent. Preferred specific examples of these groups include methyl, ethyl, n-propyl,
i-propyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl,
Examples thereof include n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, n-decyl, cyclohexyl, phenyl, naphthyl, benzyl, and naphthylmethyl. Examples of the substituent of these groups include a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a phenoxy group, and a hydroxyl group. Note that W 1 and W 2 may be the same or different. The alkali-soluble polysiloxane having a structural unit represented by the general formula (I) is obtained by subjecting a carboxylic acid compound having a phenol structure and a monosubstituted trialkoxysilane having an amino group at a terminal to a DCC method or a mixed acid anhydride method. To convert the phenol structure to a trialkoxysilane structure by amide and then optionally give a monosubstituted trialkoxysilane or disubstituted dialkoxysilane to give the structural units represented by the above general formulas (II) to (IV) Is added, followed by condensation polymerization in the presence of water and an acid, or water and a base catalyst. In order to increase the yield of the reaction, a carboxylic acid compound having a phenol group in which an OH group is protected and a monosubstituted trialkoxysilane having an amino group at a terminal are converted to a phenol structure by a DCC method or a mixed acid anhydride method. The amide linkage of the trialkoxysilane structure is performed, and then the deprotection of the protecting group is followed by condensation polymerization in the presence of water and an acid, or water and a base catalyst, or the amidation is followed by water and an acid, or water. After decondensation is performed in the presence of a base catalyst, deprotection may be performed. As the protecting group for OH, t-butoxycarbonyl (BOC), acetyl, alkoxy, benzyloxycarbonyl (Z) trialkylsilyl and the like can be used. Specific examples of the structural unit of the polysiloxane of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

【0025】[0025]

【化9】 Embedded image

【0026】[0026]

【化10】 Embedded image

【0027】[0027]

【化11】 Embedded image

【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】[0032]

【化16】 Embedded image

【0033】[0033]

【化17】 Embedded image

【0034】なお、分子量は重量平均として2000〜
20000がよい。好ましくは重量平均で4000〜1
2000である。次に本発明のポジ型フォトレジスト組
成物について説明する。本発明のポジ型フォトレジスト
組成物は、 (a)上記ポリシロキサン、及び (b)露光により分解して酸を発生する化合物(光酸発
生剤) (c1)分子内に含まれるフェノール性水酸基が、酸に
より分解する基で保護されたフェノール性化合物を含有
する。保護は、部分的でもよく、完全でもよい。このよ
うなフェノール性化合物に代えて、(c2)酸により分
解する基で保護された芳香族もしくは脂肪族カルボン酸
化合物を含有していてもよい。保護は、部分的でもよ
く、完全でもよい。(以下、(c1)と(c2)とを
(c)で総称することがある)
The molecular weight is 2000 to 2000 as a weight average.
20000 is good. Preferably, the weight average is 4000 to 1
2000. Next, the positive photoresist composition of the present invention will be described. The positive photoresist composition of the present invention comprises: (a) the above polysiloxane; and (b) a compound capable of decomposing upon exposure to generate an acid (photoacid generator). (C1) a phenolic hydroxyl group contained in the molecule; And a phenolic compound protected by an acid-decomposable group. Protection may be partial or complete. Instead of such a phenolic compound, (c2) an aromatic or aliphatic carboxylic acid compound protected by a group capable of being decomposed by an acid may be contained. Protection may be partial or complete. (Hereinafter, (c1) and (c2) may be collectively referred to as (c).)

【0035】本発明で用いられる(b)光酸発生剤は、
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物で
ある。本発明で使用される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としては、光カチオン
重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の
光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使
用されている公知の光(400〜200nmの紫外線、
遠紫外線、特に好ましくは、g線、h線、i線、KrF
エキシマレーザー光)、ArFエキシマレーザー光、電
子線、X線、分子線又はイオンビームにより酸を発生す
る化合物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。
The photoacid generator (b) used in the present invention comprises:
A compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. Examples of the compound used in the present invention, which decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, include a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for photoradical polymerization, a photodecolorant for dyes, and a photodiscoloration agent. Agents or known light used in micro resists (400 to 200 nm ultraviolet light,
Far ultraviolet rays, particularly preferably g-line, h-line, i-line, KrF
Excimer laser light), ArF excimer laser light, an electron beam, an X-ray, a compound generating an acid by a molecular beam or an ion beam, and a mixture thereof can be appropriately selected and used.

【0036】また、その他の本発明に用いられる活性光
線又は放射線の照射により酸を発生する化合物として
は、たとえば S. I. Schlesinger, Photogr. Sci. En
g., 18,387(1974)、T. S. Bal et al, Polymer,21, 423
(1980)等に記載のジアゾニウム塩、米国特許第4,069,05
5号、同4,069,056号、同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, Macrom
olecules, 17, 2468(1984)、C. S. Wen et al, Teh, Pr
oc. Conf. Rad. Curing ASIA, p.478 Tokyo, Oct(198
8)、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, Macromorecu
les, 10(6), 1307(1977)、Chem. & Eng. News,Nov. 28,
p.31(1988)、欧州特許第104,143 号、同339,049号、同
410,201号、特開平2-150848号、特開平2-296514号等に
記載のヨードニウム塩、J. V. Crivelloet al, Polymer
J. 17, 73(1985)、J. V. Crivello et al. J. Org. Ch
em.,43,3055(1978)、W. R. Watt et al, J. Polymer Sc
i., Polymer Chem. Ed., 22, 1789(1984)、J. V. Crive
llo et al, Polymer Bull., 14, 279(1985)、J. V.Criv
ello et al, Macromorecules, 14(5), 1141(1981)、J.
V. Crivello et al,J. Polymer Sci., Polymer Chem. E
d., 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297,4
43号、同297,442号、米国特許第3,902,114号、同4,933,
377号、同4,760,013号、同4,734,444号、同2,833,827
号、獨国特許第2,904,626号、同3,604,580号、同3,604,
581号、特開平7-28237号、同8-27102号等に記載のスル
ホニウム塩、J. V. Crivello et al,Macromorecules, 1
0(6), 1307(1977)、J. V. Crivello et al, J. Polymer
Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 1047(1979)等に記載の
セレノニウム塩、C. S. Wen et al, Teh, Proc. Conf.
Rad. Curing ASIA, p.478 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61-169835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 et al, J. Rad. Curin
g, 13(4), 26(1986)、T. P. Gill et al, Inorg. Che
m., 19, 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 et al, J. Polymer
Sci.,25, 753(1987)、E. Reichmanis et al, J. Pholyme
r Sci., Polymer Chem. Ed.,23, 1(1985)、Q. Q. Zhu et
al, J. Photochem., 36, 85, 39, 317(1987)、 B. Amit
etal, Tetrahedron Lett., (24)2205(1973)、D. H. R.
Barton et al, J. Chem Soc., 3571(1965)、P. M. Colli
ns et al, J. Chem. Soc., Perkin I, 1695(1975)、M. R
udinstein et al, Tetrahedron Lett., (17), 1445(197
5)、J. W. Walker etal J. Am. Chem. Soc., 110, 7170
(1988)、S. C. Busman et al, J. Imaging Technol., 11
(4), 191(1985)、H. M. Houlihan et al, Macormolecule
s, 21,2001(1988)、P. M. Collinsetal, J. Chem. Soc.,
Chem. Commun., 532(1972)、S.Hayaseet al, Macromole
cules, 18, 1799(1985)、E. Reichmanis et al, J. Elec
trochem. Soc., Solid State Sci. Technol., 130(6)、
F. M. Houlihan et al,Macromolcules, 21, 2001(198
8)、 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3,901,71
0号、同4,181,531号、特開昭60-198538号、特開昭53-13
3022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. TUNOOKA et al, Polymer Preprints Ja
pan, 35(8)、G. Berneret al, J. Rad. Curing, 13(4)、
W. J. Mijs et al, Coating Technol., 55(697), 45(19
83), Akzo、H. Adachi et al, Polymer Preprints, Japa
n, 37(3)、欧州特許第0199,672号、同84,515号、同044,1
15号、同618,564号、同0101,122号、米国特許第4,371,6
05号、同4,431,774 号、特開昭64-18143号、特開平2-24
5756号、特開平3-140109号等に記載のイミノスルフォネ
−ト等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化
合物、特開昭61-166544 号、特開平2-71270号等に記載
のジスルホン化合物、特開平3-103854号、同3-103856
号、同4-210960号等に記載のジアゾケトスルホン、ジア
ゾジスルホン化合物を挙げることができる。
Other examples of the compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation used in the present invention include, for example, SI Schlesinger, Photogr. Sci. En.
g., 18,387 (1974), TS Bal et al, Polymer, 21, 423
(1980) diazonium salts described in U.S. Pat.No.4,069,05
No. 5, 4,069,056, 27,992, ammonium salts described in JP-A-3-140140, etc., DC Necker et al, Macrom
olecules, 17, 2468 (1984), CS Wen et al, Teh, Pr.
oc.Conf.Rad.Curing ASIA, p.478 Tokyo, Oct (198
8), U.S. Pat.Nos. 4,069,055, 4,069,056, etc., and phosphonium salts described in JV Crivello et al, Macromorecu
les, 10 (6), 1307 (1977), Chem. & Eng. News, Nov. 28,
p.31 (1988), European Patent Nos. 104,143 and 339,049,
410,201, JP-A-2-150848, iodonium salts described in JP-A-2-29514, etc., JV Crivelloet al, Polymer
J. 17, 73 (1985), JV Crivello et al. J. Org. Ch.
em., 43, 3055 (1978), WR Watt et al, J. Polymer Sc
i., Polymer Chem.Ed., 22, 1789 (1984), JV Crive
llo et al, Polymer Bull., 14, 279 (1985), JVCriv
ello et al, Macromorecules, 14 (5), 1141 (1981), J.
V. Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. E
d., 17, 2877 (1979), European Patent Nos. 370,693, 161,811
Nos. 410,201, 339,049, 233,567, 297,4
No. 43, No. 297,442, U.S. Pat.Nos. 3,902,114, 4,933,
No. 377, No. 4,760,013, No. 4,734,444, No. 2,833,827
No. 2,904,626, 3,604,580, 3,604,
No. 581, JP-A-7-28237, sulfonium salts described in JP-A-8-27102 and the like, JV Crivello et al, Macromorecules, 1
0 (6), 1307 (1977), JV Crivello et al, J. Polymer
Sci., Polymer Chem.Ed., 17, 1047 (1979) and the like, CS Wen et al, Teh, Proc. Conf.
Onium salts such as arsonium salts described in Rad. Curing ASIA, p.478 Tokyo, Oct (1988), U.S. Pat.
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, and organic halogen compounds described in JP-A-63-298339, K. Meier et al, J. Rad.
g, 13 (4), 26 (1986), TP Gill et al, Inorg.
m., 19, 3007 (1980), D. Astruc, Acc. Chem. Res., 19
(12), 377 (1896), and organometallic / organic halides described in JP-A-2-14145, S. Hayase et al, J. Polymer
Sci., 25, 753 (1987), E. Reichmanis et al, J. Pholyme
r Sci., Polymer Chem. Ed., 23, 1 (1985), QQ Zhu et
al, J. Photochem., 36, 85, 39, 317 (1987), B. Amit
etal, Tetrahedron Lett., (24) 2205 (1973), DHR
Barton et al, J. Chem Soc., 3571 (1965), PM Colli
ns et al, J. Chem. Soc., Perkin I, 1695 (1975), M.R.
udinstein et al, Tetrahedron Lett., (17), 1445 (197
5), JW Walker etal J. Am. Chem. Soc., 110, 7170
(1988), SC Busman et al, J. Imaging Technol., 11
(4), 191 (1985), HM Houlihan et al, Macormolecule
s, 21, 2001 (1988), PM Collinsetal, J. Chem. Soc.,
Chem. Commun., 532 (1972), S. Hayasetet al, Macromole
cules, 18, 1799 (1985), E. Reichmanis et al, J. Elec
trochem. Soc., Solid State Sci. Technol., 130 (6),
FM Houlihan et al, Macromolcules, 21, 2001 (198
8), European Patent Nos. 0290,750, 046,083, 156,535
No. 271,851, No. 0,388,343, U.S. Pat.No. 3,901,71
No. 0, 4,181,531, JP-A-60-198538, JP-A-53-13
No. 3022, etc., a photoacid generator having an O-nitrobenzyl-type protecting group, M. TUNOOKA et al, Polymer Preprints Ja
pan, 35 (8), G. Berneret al, J. Rad. Curing, 13 (4),
WJ Mijs et al, Coating Technol., 55 (697), 45 (19
83), Akzo, H. Adachi et al, Polymer Preprints, Japa
n, 37 (3), European Patent Nos. 0199,672, 84,515, 044,1
No. 15, 618,564, No. 0101,122, U.S. Pat.No. 4,371,6
No. 05, 4,431,774, JP-A-64-18143, JP-A-2-24
No. 5756, compounds that generate sulfonic acid upon photolysis, such as iminosulfonate described in JP-A-3-140109, etc., described in JP-A-61-166544, JP-A-2-71270, etc. Disulfone compound, JP-A-3-103854, JP-A-3-103856
And the diazoketosulfone and diazodisulfone compounds described in JP-A Nos. 4-210960 and 4-210960.

【0037】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 et al, J. Am. Che
m. Soc., 104, 5586(1982)、S. P. Pappas et al, J. I
maging Sci., 30(5), 218(1986)、S. Kondo et al, Mak
romol. Chem., Rapid Commun., 9, 625(1988)、Y. Yama
da et al, Makromol. Chem., 152, 153, 163(1972)、J.
V. Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem.
Ed., 17, 3845(1979)、米国特許第3,849,137号、獨国
特許第3914407、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63-1
63452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。
Further, a group generating an acid by these lights,
Alternatively, a compound having a compound introduced into a main chain or a side chain of a polymer, for example, ME Woodhouse et al, J. Am. Che.
m. Soc., 104, 5586 (1982), SP Pappas et al, J. I.
maging Sci., 30 (5), 218 (1986), S. Kondo et al, Mak
romol. Chem., Rapid Commun., 9, 625 (1988), Y. Yama
da et al, Makromol.Chem., 152, 153, 163 (1972);
V. Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem.
Ed., 17, 3845 (1979), U.S. Patent No. 3,849,137, Dokoku Patent No. 3,914,407, JP-A-63-26653, JP-A-55-164824.
No., JP-A-62-69263, JP-A-63-146038, JP-A-63-1
Compounds described in JP-A-63452, JP-A-62-153853, JP-A-63-146029 and the like can be used.

【0038】さらにV. N. R. Pillai, Synthesis, (1),
1(1980)、A. Abad et al, Tetrahedron Lett., (47)45
55(1971)、D. H. R. Barton et al, J. Chem. Soc.,
(C), 329(1970)、米国特許第3,779,778号、欧州特許第1
26,712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, VNR Pillai, Synthesis, (1),
1 (1980), A. Abad et al, Tetrahedron Lett., (47) 45
55 (1971), DHR Barton et al, J. Chem. Soc.,
(C), 329 (1970), U.S. Patent 3,779,778, European Patent 1
Compounds that generate an acid by light described in No. 26,712 and the like can also be used.

【0039】上記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の中で、特に有効に用いられる
ものについて以下に説明する。 (1)トリハロメチル基が置換した下記一般式(PAG
1)で表されるオキサゾール誘導体又は一般式(PAG
2)で表されるS−トリアジン誘導体。
Among the compounds capable of decomposing upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, those which are particularly effectively used are described below. (1) The following general formula (PAG) substituted with a trihalomethyl group
The oxazole derivative represented by 1) or the general formula (PAG)
An S-triazine derivative represented by 2).

【0040】[0040]

【化18】 Embedded image

【0041】式中、R201 は置換もしくは未置換のアリ
ール基、アルケニル基、R202 は置換もしくは未置換の
アリール基、アルケニル基、アルキル基、−C(Y)3
を示す。Yは塩素原子又は臭素原子を示す。具体的には
以下の化合物を挙げることができるがこれらに限定され
るものではない。
In the formula, R 201 is a substituted or unsubstituted aryl group or alkenyl group, and R 202 is a substituted or unsubstituted aryl group, alkenyl group, alkyl group, —C (Y) 3
Is shown. Y represents a chlorine atom or a bromine atom. Specific examples include the following compounds, but the present invention is not limited thereto.

【0042】[0042]

【化19】 Embedded image

【0043】[0043]

【化20】 Embedded image

【0044】[0044]

【化21】 Embedded image

【0045】(2)下記の一般式(PAG3)で表され
るヨードニウム塩、又は一般式(PAG4)で表される
スルホニウム塩。
(2) An iodonium salt represented by the following formula (PAG3) or a sulfonium salt represented by the following formula (PAG4).

【0046】[0046]

【化22】 Embedded image

【0047】ここで式Ar1、Ar2は各々独立に置換も
しくは未置換のアリール基を示す。好ましい置換基とし
ては、アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル
基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、カルボキシ
ル基、アルコキシカルボニル基、ヒロドキシ基、メルカ
プト基及びハロゲン原子が挙げられる。
Here, the formulas Ar 1 and Ar 2 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group. Preferred substituents include an alkyl group, a haloalkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a nitro group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, a hydroxy group, a mercapto group, and a halogen atom.

【0048】R203 、R204 、R205は各々独立に、置
換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。好
ましくは、炭素数6〜14のアリール基、炭素数1〜8
のアルキル基及びそれらの置換誘導体である。好ましい
置換基としては、アリール基に対しては炭素数1〜8の
アルコキシ基、炭素数1〜8のアルキル基、ニトロ基、
カルボキシル基、ヒロドキシ基及びハロゲン原子であ
り、アルキル基に対しては炭素数1〜8のアルコキシ
基、カルボキシル基、アルコシキカルボニル基である。
R 203 , R 204 and R 205 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group. Preferably, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms
And substituted derivatives thereof. Preferred substituents include an aryl group, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a nitro group,
A carboxyl group, a hydroxy group and a halogen atom, and an alkyl group is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a carboxyl group and an alkoxycarbonyl group.

【0049】Z-は対アニオンを示し、例えばBF4 -
AsF6 -、PF6 -、SbF6 -、SiF6 2-、ClO4 -
CF3SO3 -等のパーフルオロアルカンスルホン酸アニ
オン、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオン、ナ
フタレン−1−スルホン酸アニオン等の縮合多核芳香族
スルホン酸アニオン、アントラキノンスルホン酸 アニ
オン、スルホン酸基含有染料等を挙げることができるが
これらに限定されるものではない。
[0049] Z - represents a counter anion, for example BF 4 -,
AsF 6 -, PF 6 -, SbF 6 -, SiF 6 2-, ClO 4 -,
CF 3 SO 3 -, etc. perfluoroalkane sulfonate anion, pentafluorobenzenesulfonic acid anion, condensed polynuclear aromatic sulfonic acid anion such as naphthalene-1-sulfonic acid anion, anthraquinone sulfonic acid anion, a sulfonic acid group-containing dyes Examples include, but are not limited to:

【0050】またR203、R204、R205のうちの2つ及
びAr1、Ar2はそれぞれの単結合又は置換基を介して
結合してもよい。
Further, two of R 203 , R 204 and R 205 and Ar 1 and Ar 2 may be bonded via a single bond or a substituent.

【0051】具体例としては以下に示す化合物が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.

【0052】[0052]

【化23】 Embedded image

【0053】[0053]

【化24】 Embedded image

【0054】[0054]

【化25】 Embedded image

【0055】[0055]

【化26】 Embedded image

【0056】[0056]

【化27】 Embedded image

【0057】[0057]

【化28】 Embedded image

【0058】[0058]

【化29】 Embedded image

【0059】[0059]

【化30】 Embedded image

【0060】[0060]

【化31】 Embedded image

【0061】[0061]

【化32】 Embedded image

【0062】[0062]

【化33】 Embedded image

【0063】[0063]

【化34】 Embedded image

【0064】[0064]

【化35】 Embedded image

【0065】[0065]

【化36】 Embedded image

【0066】[0066]

【化37】 Embedded image

【0067】一般式(PAG3)、(PAG4)で示さ
れる上記オニウム塩は公知であり、例えばJ.W.Kn
apczyk et al,J.Am.Chem.So
c.,91,145(1969)、A.L.Mayco
k et al,J.Org.Chem.,35,25
32,(1970)、E.Goethas et a
l,Bull.Soc.Chem.Belg.,73,
546,(1964)、H.M.Leicester、
J.Am.Chem.Soc.,51,3587(19
29)、J.V.Crivello et al,J.
Polym.Chem.Ed.,18,2677(19
80)、米国特許第2,807,648号及び同4,2
47,473号、特開昭53−101,331号等に記
載の方法により合成することができる。
The onium salts represented by the general formulas (PAG3) and (PAG4) are known. W. Kn
apczyk et al, J. Mol. Am. Chem. So
c. , 91, 145 (1969); L. Mayco
k et al, J. et al. Org. Chem. , 35,25
32, (1970); Goethas et a
1, Bull. Soc. Chem. Belg. , 73,
546, (1964); M. Leicester,
J. Am. Chem. Soc. , 51, 3587 (19
29); V. Crivello et al, J. Mol.
Polym. Chem. Ed. , 18, 2677 (19
80); U.S. Patent Nos. 2,807,648 and 4,2;
No. 47,473, JP-A-53-101,331 and the like.

【0068】(3)下記一般式(PAG5)で表される
ジスルホン誘導体又は一般式(PAG6)で表されるイ
ミノスルホネート誘導体。
(3) Disulfone derivatives represented by the following general formula (PAG5) or iminosulfonate derivatives represented by the following general formula (PAG6).

【0069】[0069]

【化38】 Embedded image

【0070】式中、Ar3、Ar4は各々独立に置換もし
くは未置換のアリール基を示す。R 206は置換もしくは
未置換のアルキル基、アリール基を示す。Aは置換もし
くは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレ
ン基を示す。具体例としては以下に示す化合物が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。
Where ArThree, ArFourAre each independently substituted
Or an unsubstituted aryl group. R 206Is replaced or
It represents an unsubstituted alkyl group or aryl group. A is a substitution
Or unsubstituted alkylene, alkenylene, arylene
Shows a substituent group. Specific examples include the compounds shown below.
However, the present invention is not limited to these.

【0071】[0071]

【化39】 Embedded image

【0072】[0072]

【化40】 Embedded image

【0073】[0073]

【化41】 Embedded image

【0074】[0074]

【化42】 Embedded image

【0075】[0075]

【化43】 Embedded image

【0076】本発明において、(b)光酸発生剤が、オ
ニウム塩、ジスルホン、4位DNQ(ジアゾナフトキノ
ン)スルホン酸エステル、トリアジン化合物であること
が好ましい。
In the present invention, the photoacid generator (b) is preferably an onium salt, disulfone, 4-position DNQ (diazonaphthoquinone) sulfonic acid ester, or a triazine compound.

【0077】これらの(b)光酸発生剤の添加量は、本
発明のポジ型フォトレジスト組成物の全重量(塗布溶媒
を除く)を基準として通常0.001〜40重量%の範
囲で用いられ、好ましくは0.01〜20重量%、さら
に好ましくは0.1〜5重量%の範囲で使用される。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
合物の添加量が、0.001重量%より少ないと感度が
低くなり、また添加量が40重量%より多いとレジスト
の光吸収が高くなりすぎ、プロファイルの悪化や、プロ
セス(特にベーク)マージンが狭くなり好ましくない。
The amount of the photoacid generator (b) used is usually in the range of 0.001 to 40% by weight based on the total weight (excluding the coating solvent) of the positive photoresist composition of the present invention. It is preferably used in the range of 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight. If the amount of the compound that decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid is less than 0.001% by weight, the sensitivity becomes low. If the amount is more than 40% by weight, the light absorption of the resist becomes high. This is not preferable because the profile is deteriorated and the process (especially baking) margin is narrowed.

【0078】本発明に用いられる(c1)分子内に含ま
れるフェノール性水酸基が酸分解性基で部分的もしくは
完全に保護されたフェノール性化合物、又は(c2)分
子内に含まれるカルボキシル基が、酸分解性基で部分的
もしくは完全に保護された芳香族もしくは脂肪族カルボ
ン酸化合物としては、例えば2〜7個の芳香環を含有す
る分子量186〜1500の芳香族化合物、又はGPC
法で測定された重量平均分子量が2000〜20000
の範囲にあるヒドロキシスチレン共重合体から選ばれた
フェノール性化合物の水酸基の20〜100%が酸分解
性基で保護されている化合物等を挙げることができる。
(c)成分の添加量は、本発明のポリシロキサンに対し
て重量比で5〜50%が好ましく、さらに好ましくは1
0〜40%であり、特に好ましくは20〜30%であ
る。
The (c1) phenolic compound in which the phenolic hydroxyl group contained in the molecule is partially or completely protected by an acid-decomposable group, or (c2) the carboxyl group contained in the molecule is: As the aromatic or aliphatic carboxylic acid compound partially or completely protected with an acid-decomposable group, for example, an aromatic compound having 2 to 7 aromatic rings and having a molecular weight of 186 to 1500, or GPC
Weight average molecular weight of 2000 to 20,000
And a compound in which 20 to 100% of the hydroxyl groups of the phenolic compound selected from the hydroxystyrene copolymers are protected by an acid-decomposable group.
The amount of the component (c) is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 1 to 50% by weight based on the polysiloxane of the present invention.
It is 0 to 40%, particularly preferably 20 to 30%.

【0079】(c)成分として、具体的には下記化合物
が挙げられる。
Specific examples of the component (c) include the following compounds.

【0080】[0080]

【化44】 Embedded image

【0081】[0081]

【化45】 Embedded image

【0082】[0082]

【化46】 Embedded image

【0083】[0083]

【化47】 Embedded image

【0084】[0084]

【化48】 Embedded image

【0085】[0085]

【化49】 Embedded image

【0086】[0086]

【化50】 Embedded image

【0087】[0087]

【化51】 Embedded image

【0088】[0088]

【化52】 Embedded image

【0089】[0089]

【化53】 Embedded image

【0090】[0090]

【化54】 Embedded image

【0091】[0091]

【化55】 Embedded image

【0092】[0092]

【化56】 Embedded image

【0093】[0093]

【化57】 Embedded image

【0094】[0094]

【化58】 Embedded image

【0095】[0095]

【化59】 Embedded image

【0096】[0096]

【化60】 Embedded image

【0097】[0097]

【化61】 Embedded image

【0098】[0098]

【化62】 Embedded image

【0099】(化合物(1)〜(63)中のRは、水素
原子又は、
(R in the compounds (1) to (63) is a hydrogen atom or

【0100】[0100]

【化63】 Embedded image

【0101】の中から選ばれる基である。但し、少なく
とも2個、もしくは構造により3個は水素原子以外の基
であり、各置換基Rは同一の基でなくともよい。)
This is a group selected from the following. However, at least two or three depending on the structure are groups other than hydrogen atoms, and each substituent R may not be the same group. )

【0102】[0102]

【化64】 Embedded image

【0103】[0103]

【化65】 Embedded image

【0104】[0104]

【化66】 Embedded image

【0105】[0105]

【化67】 Embedded image

【0106】本発明の組成物には、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)構造を挙げるこ
とができる。
An organic basic compound can be added to the composition 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).

【0107】[0107]

【化68】 Embedded image

【0108】ここで、R250、R251及びR252は、同一
又は異なり、水素原子、炭素数1〜6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R251とR252は互いに結
合して環を形成してもよい。
Here, R 250 , R 251 and R 252 are the same or different and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyalkyl having 1 to 6 carbon atoms. A substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, wherein R 251 and R 252 may be bonded to each other to form a ring.

【0109】[0109]

【化69】 Embedded image

【0110】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 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.

【0111】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, etc. Is mentioned. Preferred substituents are an amino group, aminoalkyl group, alkylamino group, aminoaryl group, arylamino group, alkyl group, alkoxy group, acyl group, acyloxy group, aryl group, aryloxy group, nitro group, hydroxyl group, cyano group It is.

【0112】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 and the like, but are not limited thereto.

【0113】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。含窒素塩基性
化合物の使用量は、感光性樹脂組成物(溶媒を除く)1
00重量部に対し、通常、0.001〜10重量部、好
ましくは0.01〜5重量部である。0.001重量部
未満では上記効果が得られない。一方、10重量部を超
えると感度の低下や非露光部の現像性が悪化する傾向が
ある。
These nitrogen-containing basic compounds are used alone or in combination of two or more. The amount of the nitrogen-containing basic compound to be used is the photosensitive resin composition (excluding the solvent) 1
The amount is usually 0.001 to 10 parts by weight, preferably 0.01 to 5 parts by weight, based on 00 parts by weight. If the amount is less than 0.001 part by weight, the above effects cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 10 parts by weight, the sensitivity tends to decrease and the developability of the unexposed part tends to deteriorate.

【0114】本発明のポジ型フォトレジスト組成物に
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 positive photoresist composition of the present invention may further contain, if necessary, a phenolic OH group which promotes solubility in a surfactant, a dye, a pigment, a plasticizer, a photosensitizer and a developing solution. Compounds having two or more compounds can be contained.

【0115】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.

【0116】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、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。好適な染料としては油性染料及び塩基性染料があ
る。具体的にはオイルイエロー#101、オイルイエロ
ー#103、オイルピンク#312、オイルグリーンB
G、オイルブルーBOS、オイルブルー#603、オイ
ルブラックBY、オイルブラックBS、オイルブラック
T−505(以上オリエント化学工業株式会社製)、ク
リスタルバイオレット(CI42555)、メチルバイ
オレット(CI42535)、ローダミンB(CI45
170B)、マラカイトグリーン(CI42000)、
メチレンブルー(CI52015)等を挙げることがで
きる。
These surfactants may be added alone or in some combination. A preferable addition amount is 100 parts of the composition (excluding the solvent).
0.0005 to 0.01 parts by weight with respect to parts by weight. Suitable dyes include oily dyes and basic dyes. Specifically, Oil Yellow # 101, Oil Yellow # 103, Oil Pink # 312, Oil Green B
G, oil blue BOS, oil blue # 603, oil black BY, oil black BS, oil black T-505 (all manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), crystal violet (CI42555), methyl violet (CI42535), rhodamine B (CI45)
170B), malachite green (CI42000),
Methylene blue (CI52015) and the like can be mentioned.

【0117】さらに、下記に挙げるような分光増感剤を
添加し、使用する光酸発生剤が吸収を持たない遠紫外よ
り長波長領域に増感させることで、本発明の化学増幅型
ポジレジストをi又はg線に感度を持たせることができ
る。好適な分光増感剤としては、具体的にはベンゾフェ
ノン、p,p′−テトラメチルジアミノベンゾフェノ
ン、p,p′−テトラエチルエチルアミノベンゾフェノ
ン、2−クロロチオキサントン、アントロン、9−エト
キシアントラセン、アントラセン、ピレン、ペリレン、
フェノチアジン、ベンジル、アクリジンオレンジ、ベン
ゾフラビン、セトフラビン−T、9,10−ジフエニル
アントラセン、9−フルオレノン、アセトフェノン、フ
ェナントレン、2−ニトロフルオレン、5−ニトロアセ
ナフテン、ベンゾキノン、2−クロロ−4−ニトロアニ
リン、N−アセチル−p−ニトロアニリン、p−ニトロ
アニリン、N−アセチル−4−ニトロ−1−ナフチルア
ミン、ビクラミド、アントラキノン、2−エチルアント
ラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1,
2−ベンズアンスラキノン、3−メチル−1,3−ジア
ザ−1,9−ベンズアンスロン、ジベンザルアセトン、
1,2−ナフトキノン、3,3′−カルボニル−ビス
(5,7−ジメトキシカルボニルクマリン)及びコロネ
ン等であるがこれらに限定されるものではない。
Further, the following spectral sensitizers are added to sensitize the photoacid generator to be used in a longer wavelength region than far ultraviolet where the photoacid generator used has no absorption, thereby obtaining the chemically amplified positive resist of the present invention. Can be made sensitive to i or g rays. Examples of suitable spectral sensitizers include benzophenone, p, p'-tetramethyldiaminobenzophenone, p, p'-tetraethylethylaminobenzophenone, 2-chlorothioxanthone, anthrone, 9-ethoxyanthracene, anthracene and pyrene. , Perylene,
Phenothiazine, benzyl, acridine orange, benzoflavin, cetoflavin-T, 9,10-diphenylanthracene, 9-fluorenone, acetophenone, phenanthrene, 2-nitrofluorene, 5-nitroacenaphthene, benzoquinone, 2-chloro-4-nitro Aniline, N-acetyl-p-nitroaniline, p-nitroaniline, N-acetyl-4-nitro-1-naphthylamine, viclamide, anthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1,
2-benzanthraquinone, 3-methyl-1,3-diaza-1,9-benzanthrone, dibenzalacetone,
Examples include, but are not limited to, 1,2-naphthoquinone, 3,3'-carbonyl-bis (5,7-dimethoxycarbonylcoumarin) and coronene.

【0118】現像液に対する溶解性を促進させるフェノ
ール性水酸基を2個以上有する化合物としては、ポリヒ
ドロキシ化合物が挙げられ、好ましくはポリヒドロキシ
化合物には、フェノール類、レゾルシン、フロログルシ
ン、フロログルシド、2,3,4−トリヒドロキシベン
ゾフェノン、2,3,4,4′−テトラヒドロキシベン
ゾフェノン、α,α′,α″−トリス(4−ヒドロキシ
フェニル)−1,3,5−トリイソプロピルベンゼン、
トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4
−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1′−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンがある。
Examples of the compound having two or more phenolic hydroxyl groups that promote the solubility in a developer include polyhydroxy compounds. Preferably, the polyhydroxy compound includes phenols, resorcin, phloroglucin, phloroglucside, 2,3 , 4-trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, α, α ′, α ″ -tris (4-hydroxyphenyl) -1,3,5-triisopropylbenzene,
Tris (4-hydroxyphenyl) methane, Tris (4
-Hydroxyphenyl) ethane, 1,1'-bis (4-
(Hydroxyphenyl) cyclohexane.

【0119】本発明のポジ型フォトレジスト組成物は、
上記各成分を溶解する溶媒に溶かして支持体上に塗布す
るものであり、使用することのできる溶媒としては、エ
チレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタ
ノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエ
チルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、
エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシ
エチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエー
テルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエー
テル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチ
ル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン
酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピル
ビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメ
チルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒド
ロフラン等が好ましく、これらの溶媒を単独あるいは混
合して使用する。
The positive photoresist composition of the present invention comprises
The above components are dissolved in a solvent that dissolves the components, and coated on a support. Examples of the solvent that can be used include ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, and ethylene glycol. Monomethyl ether,
Ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate , Methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran, and the like, and these solvents are used alone or in combination.

【0120】本発明のポジ型フォトレジスト組成物は精
密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シ
リコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーター
等の適当な塗布方法により塗布後、所定のマスクを通し
て露光し、べークを行い現像することにより良好なレジ
ストパターンを得ることができる。
The positive photoresist composition of the present invention is applied onto a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) such as used in the production of precision integrated circuit devices by a suitable application method such as a spinner or a coater. By exposing through a predetermined mask, baking and developing, a good resist pattern can be obtained.

【0121】本発明のポジ型フォトレジスト組成物の現
像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、リン酸ナト
リウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機
アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第
1アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等
の第2アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルア
ミン等の第3アミン類、ジメチルエタノールアミン、ト
リエタノールアミン等のアルコールアミン類、ホルムア
ミドやアセトアミド等のアミド類、テトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド、トリメチル(2−ヒドロキシエチ
ル)アンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニ
ウムヒドロキシド、トリブチルメチルアンモニウムヒド
ロキシド、テトラエタノールアンモニウムヒドロキシ
ド、メチルトリエタノールアンモニウムヒドロキシド、
ベンジルメチルジエタノールアンモニウムヒドロキシ
ド、ベンジルジメチルエタノールアンモニウムヒドロキ
シド、ベンジルトリエタノールアンモニウムヒドロキシ
ド、テトラブロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラ
ブチルアンモニウムヒドロキシド等の第4級アンモニウ
ム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン等のアルカ
リ類の水溶液等がある。
Examples of the developing solution for the positive photoresist composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium phosphate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia. , Ethylamine, primary amines such as n-propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, and alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine. , Amides such as formamide and acetamide, tetramethylammonium hydroxide, trimethyl (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tributylmethylammonium hydroxide, Ethanol ammonium hydroxide, methyl triethanol ammonium hydroxide,
Quaternary ammonium salts such as benzylmethyldiethanolammonium hydroxide, benzyldimethylethanolammonium hydroxide, benzyltriethanolammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, and tetrabutylammonium hydroxide; cyclic amines such as pyrrole and piperidine; There are aqueous solutions of alkalis.

【0122】本発明のポジ型フォトレジスト組成物は、
基本的に既述の成分(a)及び(b)、さらには成分
(c)で構成されるが、さらに皮膜性、耐熱性等を向上
させるため、成分(a)以外のアルカリ可溶性樹脂を添
加してもよい。このようなアルカリ可溶性樹脂として
は、好ましくは、フェノール性水酸基、カルボン酸基、
スルホン酸基、イミド基、スルホンアミド基、N−スル
ホニルアミド基、N−スルホニルウレタン基、活性メチ
レン基等のpKaが11以下の酸性水素原子を有するポ
リマーである。
The positive photoresist composition of the present invention comprises
Basically, it is composed of the components (a) and (b) described above and the component (c). In order to further improve the film properties and heat resistance, an alkali-soluble resin other than the component (a) is added. May be. As such an alkali-soluble resin, preferably, a phenolic hydroxyl group, a carboxylic acid group,
It is a polymer having an acidic hydrogen atom having a pKa of 11 or less, such as a sulfonic acid group, an imide group, a sulfonamide group, an N-sulfonylamido group, an N-sulfonylurethane group and an active methylene group.

【0123】好適なアルカリ可溶性ポリマーとしては、
ノボラックフェノール樹脂、具体的にはフェノールホル
ムアルデヒド樹脂、o−クレゾール−ホルムアルデヒド
樹脂、m−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公報に記載され
ている様に、下記のようなフェノール樹脂と共に、t−
ブチルフェノールホルムアルデヒド樹脂の様な、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、さら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。
Preferred alkali-soluble polymers include:
Novolak phenol resins, specifically, phenol formaldehyde resins, o-cresol-formaldehyde resins, m-cresol-formaldehyde resins, p-cresol-formaldehyde resins, xylenol-formaldehyde resins, or co-condensates thereof. Further, as described in JP-A-50-125806, t-
A condensate of phenol or cresol substituted with an alkyl group having 3 to 8 carbon atoms, such as butylphenol formaldehyde resin, and formaldehyde may be used in combination. Also, a polymer having a phenolic hydroxy group-containing monomer such as N- (4-hydroxyphenyl) methacrylamide as a copolymer component, p-hydroxystyrene, o-hydroxystyrene, m-isopropenylphenol, p-isopropenylphenol Or a homo- or copolymerized polymer, or a polymer in which these polymers are partially etherified or partially esterified.

【0124】本発明のポジ型フォトレジスト組成物によ
るレジストを2層レジストの上層レジストとして使用す
る場合、上層レジストパターンを保護マスクとして下層
の有機高分子膜の酸素プラズマによるエッチングが行な
われるが、この上層レジストは酸素プラズマに対する十
分な耐性を有する。本発明のポジ型フォトレジスト組成
物の酸素プラズマ耐性は上層レジストのシリコン含有量
や、エッチング装置、及びエッチング条件にも依存する
が、エッチング選択比(下層と上層レジストとのエッチ
ング速度比)は10〜100と充分大きく取ることがで
きる。
When a resist of the positive photoresist composition of the present invention is used as an upper resist of a two-layer resist, the lower organic polymer film is etched by oxygen plasma using the upper resist pattern as a protective mask. The upper resist has sufficient resistance to oxygen plasma. Although the oxygen plasma resistance of the positive photoresist composition of the present invention depends on the silicon content of the upper resist, the etching apparatus, and the etching conditions, the etching selectivity (the etching rate ratio between the lower resist and the upper resist) is 10%. It can be taken as a sufficiently large value of ~ 100.

【0125】また、本発明のポジ型フォトレジスト組成
物によるパターン形成方法においては、まず、被加工基
板上に有機高分子膜を形成する。この有機高分子膜は各
種公知のフォトレジストでよく、たとえば、フジフィル
ムオーリン社製FHシリーズ、FHiシリーズあるいは
オーリン社製OiRシリーズ、住友化学社製PFIシリ
ーズの各シリーズを例示することができる。この有機高
分子膜の形成は、これらを適当な溶剤に溶解させ、得ら
れる溶液をスピンコ一ト法、スプレイ法等により塗布す
ることにより行なわれる。次いで、上記有機高分子膜の
第1層上に、本発明のポジ型フォトレジスト組成物の膜
を形成する。これは第1層と同様にレジスト材料を適当
な溶剤に溶解させ、得られる溶液をスピンコート法、ス
プレイ法等により塗布することにより行なわれる。得ら
れた2層レジスト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、すなわち上層の
フォトレジスト組成物の膜にパターン形成処理を行な
う。必要に応じてマスク合わせを行ない、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
のフォト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。
In the pattern forming method using the positive photoresist composition of the present invention, first, an organic polymer film is formed on a substrate to be processed. The organic polymer film may be various known photoresists, and examples thereof include FH series and FHi series manufactured by Fujifilm Olin Co., or OiR series manufactured by Olin Co., and PFI series manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. The formation of the organic polymer film is performed by dissolving these in an appropriate solvent and applying the resulting solution by a spin coating method, a spraying method or the like. Next, a film of the positive photoresist composition of the present invention is formed on the first layer of the organic polymer film. This is performed by dissolving the resist material in an appropriate solvent in the same manner as in the first layer, and applying the resulting solution by spin coating, spraying, or the like. The obtained two-layer resist is then subjected to a pattern forming step. As a first step, a pattern forming process is first performed on the second layer, that is, the film of the upper photoresist composition. Perform mask alignment as necessary, and irradiate high-energy radiation through this mask to make the irradiated portion of the photoresist composition soluble in an alkaline aqueous solution,
The pattern is formed by developing with an alkaline aqueous solution.

【0126】次いで、第2段階として有機高分子膜のエ
ッチングを行なうが、この操作は上記のレジスト組成物
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を形
成する。この酸素プラズマエッチングによる有機高分子
膜のエッチングは、従来のホトエッチング操作による基
板のエッチング加工の終了後に行なわれるレジスト膜の
剥離の際に利用されるプラズマアッシングとまったく同
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、平行平坂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。さらに、このレジスト
パターンをマスクとして基板の加工が行なわれるが、加
工法としてはスパッタエッチング、ガスプラズマエッチ
ング、イオンビームエッチング等のドライエッチング法
を利用することができる。
Next, the organic polymer film is etched as a second step. This operation is performed by oxygen plasma etching using the above-described resist composition film pattern as a mask to form a fine pattern having a high aspect ratio. I do. The etching of the organic polymer film by the oxygen plasma etching is exactly the same technique as the plasma ashing used when the resist film is peeled off after the etching of the substrate is completed by the conventional photoetching operation. This operation can be performed by, for example, a cylindrical plasma etching apparatus or a parallel flat slope plasma etching apparatus using oxygen as a reactive gas, that is, an etching gas. Further, the substrate is processed using this resist pattern as a mask. As a processing method, a dry etching method such as sputter etching, gas plasma etching, or ion beam etching can be used.

【0127】本発明のレジスト膜を含む2層膜レジスト
法によるエッチング処理は、レジスト膜の剥離操作によ
って完了する。このレジスト層の剥離は単に第1層の有
機高分子材料の溶解処理によって実施することができ
る。この有機高分子材料は任意のフォトレジストであ
り、かつ、上記フォトエッチング操作においてなんら変
質(硬化等)されていないので、各公知のフォトレジス
ト自体の有機溶媒を使用することができる。あるいは、
プラズマエッチング等の処理により、溶媒を使用するこ
となく剥離することも可能である。
The etching treatment by the two-layer film resist method including the resist film of the present invention is completed by the operation of removing the resist film. The removal of the resist layer can be carried out simply by dissolving the organic polymer material of the first layer. Since this organic polymer material is an arbitrary photoresist and has not been altered (hardened or the like) at all in the photoetching operation, an organic solvent of each known photoresist itself can be used. Or,
By a process such as plasma etching, separation can be performed without using a solvent.

【0128】[0128]

【実施例】以下、合成例、実施例及び比較例を示すが、
本発明は下記実施例に限定されるものではない。 <合成例1> ポリシロキサン(1)の合成
Hereinafter, Synthesis Examples, Examples and Comparative Examples will be shown.
The present invention is not limited to the following examples. <Synthesis Example 1> Synthesis of polysiloxane (1)

【0129】[0129]

【化70】 Embedded image

【0130】ジフェノール酸28.7gおよびトリエチ
ルアミン10.0gを乾燥したN,N−ジメチルアセト
アミド200mlに添加したのち、−20℃に冷却し、
そこへクロロギ酸イソブチル13.7gを2時間かけて
滴下した。乾燥窒素雰囲気下0℃で2時間反応させた。
そこへ3−アミノプロピルトリメトキシシラン20gを
2時間かけて滴下した。その後、乾燥窒素雰囲気下室温
で5時間反応させた。そこへジメチルアミノピリジン2
gと蒸留水15gを添加し50℃で3時間、次いで13
0〜140℃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3L中に攪拌下投入して、白色の粉
体状ポリマーを得た。 これをアセトン200mlに溶
解させた後、攪拌下蒸留水を添加することによりポリマ
ーのオリゴマー成分を分別除去し、下層を蒸留水2L中
に再沈処理して白色のポリマーを得た。このポリマーの
平均分子量をGPC(ポリスチレン標準)で測定したと
ころ、重量平均分子量4300であり、分子量が100
0以下の成分の含有量はGPC面積比で8%であった。 <合成例2> ポリシロキサン(2)の合成
After adding 28.7 g of diphenolic acid and 10.0 g of triethylamine to 200 ml of dried N, N-dimethylacetamide, the mixture was cooled to -20 ° C.
Thereto, 13.7 g of isobutyl chloroformate was added dropwise over 2 hours. The reaction was performed at 0 ° C. for 2 hours in a dry nitrogen atmosphere.
20 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane was dripped there over 2 hours. Thereafter, the reaction was carried out at room temperature under a dry nitrogen atmosphere for 5 hours. There dimethylaminopyridine 2
g of distilled water and 15 g of distilled water at 50 ° C. for 3 hours and then 13 g.
The reaction was performed at 0 to 140 ° C. for 12 hours. After neutralizing the reaction solution with dilute hydrochloric acid, it was poured into 3 L of distilled water with stirring to obtain a white powdery polymer. After dissolving this in 200 ml of acetone, the oligomer component of the polymer was separated and removed by adding distilled water with stirring, and the lower layer was reprecipitated in 2 L of distilled water to obtain a white polymer. When the average molecular weight of this polymer was measured by GPC (polystyrene standard), the weight average molecular weight was 4,300, and the molecular weight was 100.
The content of the component of 0 or less was 8% in GPC area ratio. <Synthesis Example 2> Synthesis of polysiloxane (2)

【0131】[0131]

【化71】 Embedded image

【0132】ジフェノール酸28.7gおよびトリエチ
ルアミン10.0gを乾燥したN,N−ジメチルアセト
アミド200mlに添加したのち、−20℃に冷却し、
そこへクロロギ酸イソブチル13.7gを2時間かけて
滴下した。乾燥窒素雰囲気下0℃で2時間反応させた。
そこへ3−アミノプロピルトリメトキシシラン20gを
2時間かけて滴下した。その後、乾燥窒素雰囲気下室温
で5時間反応させた(これを反応液Aとする)。これと
は別に、クロロメチルトリメトキシシラン17.2gを
乾燥したN,N−ジメチルアセトアミト゛200mlに添
加した後、4―ヒドロキシフェニル酢酸15.2g、ヨ
ウ化カリウム3.0g、及びDBU(1,8−ジアザビ
シクロ[5.4.0]−7−ウンデセン)16.0gを
添加した。乾燥窒素雰囲気下70〜90℃で5時間反応
させた(これを反応液Bと呼ぶ)。B液を室温に戻した
のち、上記A液を添加したのち、ジメチルアミノピリジ
ン2gと蒸留水15gを添加し50℃で3時間、次いで
130〜140℃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3L中に攪拌下投入して、白色
の粉体状ポリマーを得た。これをアセトン200mlに
溶解させた後、攪拌下蒸留水を添加することによりポリ
マーのオリゴマー成分を分別除去し、下層を蒸留水2L
中に再沈処理して白色のポリマーを得た。 このポリマ
ーの平均分子量をGPC(ポリスチレン標準)で測定し
たところ、重量平均分子量5300であり、分子量が1
000以下の成分の含有量はGPC面積比で5%であっ
た。以下同様にして下記記載のポリシロキサンを合成し
た。
After adding 28.7 g of diphenolic acid and 10.0 g of triethylamine to 200 ml of dried N, N-dimethylacetamide, the mixture was cooled to -20 ° C.
Thereto, 13.7 g of isobutyl chloroformate was added dropwise over 2 hours. The reaction was performed at 0 ° C. for 2 hours in a dry nitrogen atmosphere.
20 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane was dripped there over 2 hours. Thereafter, the reaction was carried out at room temperature in a dry nitrogen atmosphere for 5 hours (this is referred to as a reaction solution A). Separately, 17.2 g of chloromethyltrimethoxysilane was added to 200 ml of dried N, N-dimethylacetamide, and then 15.2 g of 4-hydroxyphenylacetic acid, 3.0 g of potassium iodide, and DBU (1,8 -Diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene) was added. The reaction was performed at 70 to 90 ° C. for 5 hours in a dry nitrogen atmosphere (this is referred to as a reaction liquid B). After the solution B was returned to room temperature, the above solution A was added, 2 g of dimethylaminopyridine and 15 g of distilled water were added, and the mixture was reacted at 50 ° C for 3 hours and then at 130 to 140 ° C for 12 hours. After neutralizing the reaction solution with dilute hydrochloric acid, it was poured into 3 L of distilled water with stirring to obtain a white powdery polymer. After dissolving this in 200 ml of acetone, the oligomer component of the polymer was separated and removed by adding distilled water with stirring, and the lower layer was separated with 2 L of distilled water.
The precipitate was subjected to reprecipitation to obtain a white polymer. When the average molecular weight of this polymer was measured by GPC (polystyrene standard), the weight average molecular weight was 5300, and the molecular weight was 1
The content of the components of 000 or less was 5% in GPC area ratio. The following polysiloxane was synthesized in the same manner.

【0133】[0133]

【化72】 Embedded image

【0134】[0134]

【化73】 Embedded image

【0135】〔実施例1〕本発明のポリシロキサン(a)
成分としてポリシロキサン(1)1.6g、酸発生剤化
合物(b)成分としてトリフェニルスルホニウム−2,
4,6−トリイソプロピルフェニルスルホネート0.1
2g、トリフェニルイミダゾール0.012gおよび化
合物例(60)(ここでR=−CH2COOC(CH3
3)0.48gを(C)成分とし、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート19.2gに溶解し、
サーフロンS−382を微量添加した後、0.1μmの
メンブレンフィルターで精密濾過した。
[Example 1] Polysiloxane (a) of the present invention
1.6 g of polysiloxane (1) as a component and triphenylsulfonium-2,2 as an acid generator compound (b).
4,6-triisopropylphenylsulfonate 0.1
2 g, triphenylimidazole 0.012 g and compound example (60) (where R = —CH 2 COOC (CH 3 )
3 ) 0.48 g as the component (C) was dissolved in 19.2 g of propylene glycol monomethyl ether acetate,
After a small amount of Surflon S-382 was added, the mixture was microfiltered with a 0.1 μm membrane filter.

【0136】シリコンウエハーにFHi−028Dレジ
スト(フジフイルムオーリン社製、i線用レジスト)を
キャノン製コーターCDS−650を用いて塗布し、9
0℃、90秒ベークして膜厚0.83μmの均一膜を得
た。これをさらに200℃、3分加熱したところ膜厚は
0.71μmとなった。この上に上記で調整したシリコ
ン含有レジストを塗布、90℃、90秒ベークして0.
20μmの膜厚で塗設した。
A silicon wafer was coated with FHi-028D resist (i-line resist, manufactured by Fujifilm Ohlin Co.) using a coater CDS-650 manufactured by Canon Inc.
Baking was performed at 0 ° C. for 90 seconds to obtain a uniform film having a thickness of 0.83 μm. When this was further heated at 200 ° C. for 3 minutes, the film thickness became 0.71 μm. The silicon-containing resist prepared above was applied thereonto and baked at 90 ° C. for 90 seconds to form a resist.
It was applied with a film thickness of 20 μm.

【0137】こうして得られたウェハーをキャノン製K
rFエキシマレーザーステッパーFPA−3000EX
3に解像力マスクを装填して露光量と焦点を変化させな
がら露光した。その後クリーンルーム内で120℃、9
0秒加熱した後、テトラメチルアンモニウムヒドロオキ
サイド現像液(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。走査型電子顕微鏡
で観察したところ、感度22mJ/cm2で0.16μ
mのライン/スペースが解像していた。断面の矩形性は
評価Bであった。
The wafer obtained in this way was manufactured by Canon K
rF excimer laser stepper FPA-3000EX
3 was loaded with a resolving power mask and exposed while changing the exposure amount and focus. Then, in a clean room at 120 ° C, 9
After heating for 0 second, the film was developed with a tetramethylammonium hydroxide developer (2.38%) for 60 seconds, rinsed with distilled water and dried to obtain a pattern. Observation with a scanning electron microscope revealed that the sensitivity was 0.16 μm at a sensitivity of 22 mJ / cm 2 .
m lines / spaces were resolved. The rectangularity of the cross section was evaluated as B.

【0138】なお、断面の矩形性は次のようにして3段
階評価にて比較した。すなわち、基板とレジストパター
ンの側壁との角度を測定し、80°以上90°以下をA
評価、70°以上80°未満のものをB評価、70°未
満のものをC評価とした。さらに上記ウエハーをアルバ
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、エッチングガスを酸素とし、圧力20ミリトー
ル、印加パワー100mW/cm2の条件で15分間エ
ッチング処理した。その結果を走査型電子顕微鏡で観察
した。0.15μmパターンの寸法シフトは0.008
μmであった。評価結果を表2に示す。
Incidentally, the rectangularity of the cross section was compared by a three-step evaluation as follows. That is, the angle between the substrate and the side wall of the resist pattern was measured, and the angle between 80 ° and 90 ° was A
Evaluated, those with 70 ° or more and less than 80 ° were evaluated as B, and those with less than 70 ° were evaluated as C. Further, the wafer was subjected to an etching treatment for 15 minutes under the conditions of a pressure of 20 mTorr and an applied power of 100 mW / cm 2 using an etching gas of oxygen and a parallel plate type reactive ion etching apparatus manufactured by ULVAC. The results were observed with a scanning electron microscope. The dimensional shift of the 0.15 μm pattern is 0.008
μm. Table 2 shows the evaluation results.

【0139】〔実施例2〜14〕実施例1におけるアル
カリ可溶性シロキサン(a)成分、(b)成分及び
(c)成分の代りに、それぞれ表1に示したポリシロキ
サン(a)成分、(b)成分及び(c)成分を用いた以
外は、実施例1と全く同様にしてポジ型フォトレジスト
を調製し、実施例1と同様にして露光、現像、エッチン
グ処理を行った。得られたレジスト性能について表2に
まとめて示した。
Examples 2 to 14 Instead of the alkali-soluble siloxane (a), (b) and (c) in Example 1, the polysiloxane (a) and (b) A positive photoresist was prepared in exactly the same manner as in Example 1 except for using the component (c) and the component (c), and exposed, developed and etched in the same manner as in Example 1. The obtained resist performance is summarized in Table 2.

【0140】[0140]

【表1】 [Table 1]

【0141】[0141]

【表2】 [Table 2]

【0142】表1の(a)成分構造欄、括弧とその中の
数字は、<合成例2>以下で示したポリシロキサンそれ
ぞれ個別の各具体例を指す数字を示す。(c)成分構造
欄、括弧とその中の数字は、(c)成分についての上記
具体例中、それぞれ個別の具体例を指す数字を示す。R
は、各具体例の構造式中、フェノールと基を保護する保
護基を示す。
In Table 1, the component structure column (a), parentheses and the numbers in the parentheses indicate the specific examples of each of the polysiloxanes shown below. In the (c) component structure column, parentheses and the numbers in the parentheses indicate the respective specific examples in the above specific examples of the component (c). R
Represents a protecting group for protecting a phenol and a group in the structural formula of each specific example.

【0143】〔比較例1〕実施例1のポリシロキサンの
代りに下記ポリシロキサン(D−1)を用い、その他
は、実施例1と全く同様にして塗布、露光、現像、エッ
チング処理を行い、実施例1と同様に走査型電子顕微鏡
で観察した。結果を表3に示す。
[Comparative Example 1] The following polysiloxane (D-1) was used in place of the polysiloxane of Example 1, and the coating, exposure, development and etching treatments were carried out in exactly the same manner as in Example 1 except that Observation was made with a scanning electron microscope in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the results.

【0144】[0144]

【化74】 Embedded image

【0145】[0145]

【表3】 [Table 3]

【0146】〔比較例2〕実施例1のポリシロキサンの
代りに下記ポリシロキサン(D−2)を用い、その他
は、実施例1と全く同様にして塗布、露光、現像、エッ
チング処理を行い、実施例1と同様に走査型電子顕微鏡
で観察した。結果を表3に示す。
[Comparative Example 2] The following polysiloxane (D-2) was used in place of the polysiloxane of Example 1, and the coating, exposure, development, and etching treatments were performed in exactly the same manner as in Example 1 except that Observation was made with a scanning electron microscope in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the results.

【0147】表1〜表3に示される結果から、以下のこ
とが明らかである。本発明のポリシロキサンを用いた本
発明のポジ型フォトレジスト組成物は、解像力が高く、
矩形性が良好で、しかもエッチング後の寸法シフトが小
さいレジストを与え、これらの特性のバランスが良い。
一方、本発明のポリシロキサンを用いていない比較例1
及び比較例2の場合は、上記特性のバランスに劣る。
From the results shown in Tables 1 to 3, the following is clear. The positive photoresist composition of the present invention using the polysiloxane of the present invention has high resolution,
A resist having good rectangularity and a small dimensional shift after etching is provided, and these characteristics are well balanced.
On the other hand, Comparative Example 1 not using the polysiloxane of the present invention
In the case of Comparative Example 2, the balance of the above characteristics is poor.

【0148】[0148]

【発明の効果】本発明のポリシロキサンを用いた本発明
のポジ型フォトレジスト組成物は、高感度かつ高解像力
で矩形形状のレジストが得られる。さらに二層レジスト
システムの上層レジストとして使用した場合、酸素系プ
ラズマエッチング工程を用いて下層にパターン転写する
際、寸法シフトが少なく高アスペクト比の微細パターン
を形成することができる。
According to the positive photoresist composition of the present invention using the polysiloxane of the present invention, a rectangular resist having high sensitivity and high resolution can be obtained. Furthermore, when used as an upper layer resist of a two-layer resist system, a fine pattern with a small aspect shift and a high aspect ratio can be formed when transferring a pattern to a lower layer using an oxygen-based plasma etching process.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記(I)で示される構造単位を有する
アルカリ可溶性ポリシロキサンを含有する事を特徴とす
るポジ型フォトレジスト組成物。 【化1】 Lは−A−NHCO−、−A−NHCOO−、― A−
NHCONH−から選択される2価の連結基を表す。A
は単結合又アルキレン基またはアリーレン基を表す。X
は単結合または2価の連結基を表す。Zは 【化2】 で表されるいずれかの一価の基を表す。Yは水素原子を
表す。又はYは、アルキル基、アリール基あるいはアラ
ルキル基を表す。Yが示す原子団は、直鎖、分岐、環状
のいずれでもよい。lは1〜3の整数を表す。mも1〜
3の整数を表す。
1. A positive photoresist composition comprising an alkali-soluble polysiloxane having a structural unit represented by the following (I): Embedded image L is -A-NHCO-, -A-NHCOO-, -A-
Represents a divalent linking group selected from NHCONH-. A
Represents a single bond, an alkylene group or an arylene group. X
Represents a single bond or a divalent linking group. Z is Represents any monovalent group represented by Y represents a hydrogen atom. Or, Y represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group. The atomic group represented by Y may be linear, branched, or cyclic. l represents an integer of 1 to 3. m is also 1
Represents an integer of 3.
【請求項2】下式(II)で示される構造単位を併せて含
有するアルカリ可溶性ポリシロキサンを含む事を特徴と
する請求項1記載のポジ型フォトレジスト組成物。 【化3】 X’とZ’とは、請求項1のXとZとそれぞれが同一の
範囲を称する。
2. The positive photoresist composition according to claim 1, further comprising an alkali-soluble polysiloxane containing a structural unit represented by the following formula (II). Embedded image X 'and Z' refer to the same range as X and Z in claim 1 respectively.
【請求項3】 前記式(I)で、Lが ―(CH23
NHCO−である事を特徴とする請求項2記載のポジ型
フォトレジスト組成物。
3. In the formula (I), L is — (CH 2 ) 3
3. The positive photoresist composition according to claim 2, wherein the composition is NHCO-.
【請求項4】 少なくとも下記(a)(b)(c1)を
含有する事を特徴とするポジ型フォトレジスト組成物。 (a) 請求項1〜3のいずれかに記載のアルカリ可溶
性ポリシロキサン。 (b) 露光により分解して酸を発生する化合物。 (c1) 分子内に含まれるフェノール性水酸基が、酸
により分解する基で部分的あるいは完全に保護されたフ
ェノール性化合物。
4. A positive photoresist composition comprising at least the following (a), (b) and (c1). (A) The alkali-soluble polysiloxane according to any one of claims 1 to 3. (B) Compounds that decompose upon exposure to generate an acid. (C1) A phenolic compound in which a phenolic hydroxyl group contained in a molecule is partially or completely protected by a group capable of being decomposed by an acid.
【請求項5】 少なくとも下記(a)(b)(c2)を
含有する事を特徴とするポジ型フォトレジスト組成物 (a) 請求項1〜3のいずれかに記載のアルカリ可溶
性ポリシロキサン。 (b) 露光により分解して酸を発生する化合物。 (c2) 分子内に含まれるカルボキシル基が、酸によ
り分解する基で部分的あるいは完全に保護された芳香族
もしくは脂肪族カルボン酸化合物。
5. A positive photoresist composition comprising at least the following (a), (b) and (c2): (a) The alkali-soluble polysiloxane according to any one of claims 1 to 3. (B) Compounds that decompose upon exposure to generate an acid. (C2) An aromatic or aliphatic carboxylic acid compound in which a carboxyl group contained in the molecule is partially or completely protected by a group capable of being decomposed by an acid.
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