JP2935306B2 - Acid-decomposable compound and positive-type radiation-sensitive resist composition containing the same - Google Patents

Acid-decomposable compound and positive-type radiation-sensitive resist composition containing the same

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JP2935306B2
JP2935306B2 JP4031259A JP3125992A JP2935306B2 JP 2935306 B2 JP2935306 B2 JP 2935306B2 JP 4031259 A JP4031259 A JP 4031259A JP 3125992 A JP3125992 A JP 3125992A JP 2935306 B2 JP2935306 B2 JP 2935306B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、紫外線、遠紫外線、電
子線、X線等の放射線に感応する感放射線性レジスト組
成物に関するものであり、さらに詳しくは、ICやLS
I等の半導体集積回路及びマスクの製造の際に用いられ
る微細加工用アルカリ現像可能なポジ型感放射線性レジ
スト組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation-sensitive resist composition which is sensitive to radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, and X-rays.
The present invention relates to an alkali-developable positive-type radiation-sensitive resist composition for fine processing used in the production of semiconductor integrated circuits and masks such as I.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体集積回路等の製造において
は、レジストを塗布したシリコンウェハー等の基板にマ
スクを通して放射線を照射し、それを現像処理すること
で微細パターンを形成し、次いでそのパターンを利用し
て基板部分を加工することが行われている。現在露光装
置にはg線(436nm)やi線(365nm)が用い
られているが、近年、集積回路の素子の高集積化に伴
い、更に解像度の高いエキシマーレーザー等の遠紫外
線、電子線、X線等の利用が検討されており、これらの
放射線に感応するレジスト材料への要請が高まってきて
いる。現在利用されているレジストとしては、ポジ型レ
ジストとネガ型レジストが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacture of semiconductor integrated circuits and the like, a resist is applied to a substrate such as a silicon wafer, which is irradiated with radiation through a mask and developed to form a fine pattern, and then the pattern is formed. Processing of a substrate portion is performed using the same. At present, g-rays (436 nm) and i-rays (365 nm) are used in the exposure apparatus. In recent years, with the increase in integration of integrated circuit elements, far ultraviolet rays such as excimer lasers with higher resolution, electron beams, The use of X-rays and the like is being studied, and the demand for resist materials sensitive to these radiations is increasing. As the resist currently used, a positive resist and a negative resist are known.

【0003】遠紫外線、電子線、X線等の放射線に感応
するネガ型レジスト組成物としてはポリスチレンを幹ポ
リマーとしたクロルメチル化ポリスチレンあるいはクロ
ル化ポリメチルスチレンを含む樹脂組成物が公知であ
る。解像度を上げるためには一般にアルカリ水溶液によ
る現像処理が有利であるが、それらの組成物は高感度で
かつドライエッチング耐性に優れるという利点がある
が、有機溶剤による現像処理を行う必要がありその際膨
潤の影響で転写パターンがゆがんだり、膜の剥離により
解像度が劣るという欠点を有している。
As a negative resist composition which is sensitive to radiation such as far ultraviolet rays, electron beams and X-rays, a chloromethylated polystyrene or a resin composition containing chlorinated polymethylstyrene using polystyrene as a main polymer is known. In general, development with an aqueous alkali solution is advantageous in order to increase the resolution.However, these compositions have the advantages of high sensitivity and excellent dry etching resistance. It has the disadvantage that the transfer pattern is distorted by the influence of swelling and the resolution is inferior due to peeling of the film.

【0004】またポジ型レジスト組成物としては、ポリ
メチルメタクリレートやポリオレフィンスルホンが公知
であるが、前者は解像度が優れているものの感度が非常
に低く、後者は感度は高いがドライエッチングができな
いという欠点を有している。又米国特許第4339522 号及
びChemische Berichte 92, 130(19959) に開示されてい
るメルドラム酸やジメドン等のオキシジアゾ化合物をポ
ジ型レジスト組成物として利用する試みもなされてい
る。これらの組成物は、アルカリ現像型で解像度が良く
ドライエッチング耐性も問題はないが、熱的負荷に対し
て不安定でありプリベークの間にオキシアゾ化合物が昇
華してかなりの量が失われてしまうという欠点がある。
As the positive resist composition, polymethyl methacrylate and polyolefin sulfone are known, but the former is excellent in resolution but has very low sensitivity, and the latter has high sensitivity but cannot be dry-etched. have. Attempts have also been made to use oxydiazo compounds such as Meldrum's acid and dimedone as disclosed in U.S. Pat. No. 4,339,522 and Chemische Berichte 92, 130 (19959) as positive resist compositions. These compositions have good resolution and good dry etching resistance in an alkali developing type, but are unstable to thermal load, and a considerable amount is lost due to sublimation of the oxyazo compound during prebaking. There is a disadvantage that.

【0005】一方、アルカリ可溶性樹脂としてポリビニ
ルフェノール樹脂のヒドロキシ基を部分的に第三ブトキ
シカルボニル基(以下tBOC基という)で置換した化
合物と放射線照射により酸を発生する化合物(以下酸発
生剤という)とからなるポジ型レジスト組成物及び、ポ
リビニル安息香酸第三ブチルエステル樹脂と酸発生剤と
からなるポジ型レジスト組成物が知られている(Procee
dings SPIE, 1086, 11(1989))。前者の組成物において
tBOC基は発生した酸により効率よく脱離することが
公知であるが、放射線照射部と未照射部でのアルカリ現
像液に対する溶解速度差がつきにくく解像度が劣るとい
う欠点を有している。又後者の組成物においてポリビニ
ル安息香酸第三ブチルエステルは発生した酸によって分
解しポリビニル安息香酸を生成するがその分解速度は一
般に遅く、その結果感度を上げにくいという欠点を有し
ている。
On the other hand, a compound in which a hydroxy group of a polyvinyl phenol resin is partially substituted with a tertiary butoxycarbonyl group (hereinafter referred to as a tBOC group) as an alkali-soluble resin and a compound which generates an acid upon irradiation (hereinafter referred to as an acid generator) And a positive resist composition comprising a polyvinyl tert-butyl benzoate resin and an acid generator (Procee)
dings SPIE, 1086, 11 (1989)). In the former composition, it is known that the tBOC group is efficiently eliminated by the generated acid, but there is a drawback that the difference in dissolution rate with respect to the alkali developing solution between the irradiated part and the unirradiated part is hardly obtained, and the resolution is inferior. doing. Further, in the latter composition, polyvinyl tert-butyl benzoate is decomposed by the generated acid to produce polyvinyl benzoic acid, but the decomposition rate is generally slow, and as a result, there is a disadvantage that it is difficult to increase the sensitivity.

【0006】他方、アルカリ可溶性樹脂としてノボラッ
ク樹脂、酸分解性化合物として第三ブトキシカルボニル
化ビスフェノールA及び酸発生剤とからなるポジ型レジ
スト組成物が知られている(Proceedings SPIE, 920, 6
0(1988) )。第三ブトキシカルボニル化ビスフェノール
Aは発生した酸により分解しノボラック樹脂のアルカリ
溶解性を増すが、第三ブトキシカルボニル化ビスフェノ
ールAの溶解抑制効果が低いため放射線照射部と未照射
部でのアルカリ現像液に対する溶解速度差がつきにくく
解像度が劣るという欠点を有している。
On the other hand, a positive resist composition comprising a novolak resin as an alkali-soluble resin and a tertiary butoxycarbonylated bisphenol A as an acid-decomposable compound and an acid generator is known (Proceedings SPIE, 920, 6).
0 (1988)). Tertiary butoxycarbonylated bisphenol A is decomposed by the generated acid to increase the alkali solubility of the novolak resin. However, since the effect of suppressing the dissolution of tertiary butoxycarbonylated bisphenol A is low, the alkali developing solution in the irradiated and unirradiated portions is low. However, there is a disadvantage that the difference in dissolution rate is difficult to obtain and the resolution is inferior.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】遠紫外線、電子線及び
X線等の放射線に感応し、感度、残膜率、解像性のよい
耐熱性、耐ドライエッチング性に優れた微細加工用アル
カリ現像可能なポジ型感放射線性レジスト組成物の開発
が求められている。
Alkali development for fine processing which is sensitive to radiation such as far ultraviolet rays, electron beams and X-rays, has excellent sensitivity, residual film ratio, good heat resistance and good dry etching resistance. There is a need for the development of a possible positive radiation sensitive resist composition.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記した
ような課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果本発明に
到ったものである。すなわち本発明は、 (1)式(1)
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and have arrived at the present invention. That is, the present invention provides:

【0009】[0009]

【化2】Embedded image

【0010】 (式(1)中Rは水素あるいはメチル基を示す。)で示
される化合物 (2)アルカリ可溶性樹脂、放射線に感応し酸を発生す
る化合物及び前項(1)に記載の式(1)で示される化
合物を含有することを特徴とするポジ型感放射線性レジ
スト組成物を提供する。
[0010] (Wherein R in the formula (1) represents hydrogen or a methyl group). (2) An alkali-soluble resin, a compound capable of generating an acid in response to radiation and a compound represented by the formula (1) described in the above (1). A positive-working radiation-sensitive resist composition comprising

【0011】本発明を詳細に説明する。本発明の式
(1)で示される化合物は酸分解性を示し、前述の第三
ブトキシカルボニル化ビスフェノールAに比べアルカリ
可溶性樹脂のアルカリ現像液に対する溶解度を抑制する
効果が著しく大きく、レジスト組成物をアルカリ現像液
に対して十分に難溶化させることができる。(図1を参
照)式(1)で示される化合物は、放射線の照射によっ
て酸発生剤から発生した酸により容易に分解し(酸分解
性)、フェノール誘導体に変化する。これによりアルカ
リ現像液に対する溶解性が高まり、放射線照射部と未照
射部でのアルカリ現像液に対する溶解速度差が大きくな
り、コントラストの高い転写パターンを得られることに
なる。
The present invention will be described in detail. The compound represented by the formula (1) of the present invention exhibits acid-decomposability, and has a remarkably large effect of suppressing the solubility of an alkali-soluble resin in an alkali developing solution as compared with the above-mentioned tert-butoxycarbonylated bisphenol A. It can be made sufficiently insoluble in an alkali developing solution. (See FIG. 1) The compound represented by the formula (1) is easily decomposed (acid-decomposable) by an acid generated from an acid generator upon irradiation with radiation, and is converted into a phenol derivative. As a result, the solubility in the alkali developing solution is increased, and the difference in the dissolving rate in the alkali developing solution between the irradiated portion and the non-irradiated portion is increased, so that a transfer pattern with high contrast can be obtained.

【0012】本発明の式(1)で表される化合物は、式
(2)
The compound represented by the formula (1) of the present invention is represented by the formula (2)

【0013】[0013]

【化4】 Embedded image

【0014】(式(2)中Rは水素あるいはメチル基を
示す。)で表されるヒドロキシ化合物と二炭酸ジ−t−
ブチルとの縮合反応によって得ることが出来る。即ち式
(2)で表される化合物1当量と二炭酸ジ−t−ブチル
2乃至4当量をテトラヒドロフラン、ジエチルエーテ
ル、アセトン、メチルエチルケトン、ジオキサン、ベン
ゼン、トルエン等の有機溶媒に溶解し、次いでこの溶液
にトリエチルアミン、ピリジン、ジメチルアニリン、ジ
エチルアニリン、ジアザビシクロウンデセン、炭酸ナト
リウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素
カリウム等の塩基を1乃至10当量添加し、40乃至9
0℃の温度で1乃至40時間加熱し縮合させる。次い
で、反応液の溶媒を留去し、アセトン、メタノール、エ
タノール等の水溶性溶媒を加え、その溶液を水中に注ぎ
析出した生成物を濾過、水洗後乾燥することで目的物を
得ることが出来る。反応液に水溶性溶媒を用いたときに
は反応液を水中に注ぎ析出した生成物を濾過、水洗後乾
燥することで目的物を得ることが出来る。
(Wherein R in the formula (2) represents hydrogen or a methyl group) and di-t-dicarbonate
It can be obtained by a condensation reaction with butyl. That is, 1 equivalent of the compound represented by the formula (2) and 2 to 4 equivalents of di-t-butyl dicarbonate are dissolved in an organic solvent such as tetrahydrofuran, diethyl ether, acetone, methyl ethyl ketone, dioxane, benzene, and toluene. To the mixture are added 1 to 10 equivalents of a base such as triethylamine, pyridine, dimethylaniline, diethylaniline, diazabicycloundecene, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogencarbonate, potassium hydrogencarbonate and the like.
The mixture is heated and condensed at a temperature of 0 ° C. for 1 to 40 hours. Then, the solvent of the reaction solution is distilled off, a water-soluble solvent such as acetone, methanol, ethanol or the like is added, the solution is poured into water, and the precipitated product is filtered, washed with water and dried to obtain the desired product. . When a water-soluble solvent is used for the reaction solution, the desired product can be obtained by pouring the reaction solution into water, filtering the precipitated product, washing with water and drying.

【0015】式(1)で示される化合物の具体例として
は、トリス(4−第三ブトキシカルボニルオキシフェニ
ル)メタン、ビス(4−第三ブトキシカルボニルオキシ
−3−メチルフェニル)−4−第三ブトキシカルボニル
オキシフェニルメタンが挙げられる。またこれらの酸分
解性化合物は、単独であるいは併用して使用することが
できる。
Specific examples of the compound represented by the formula (1) include tris (4-tert-butoxycarbonyloxyphenyl) methane and bis (4-tert-butoxycarbonyloxy-3-methylphenyl) -4-tert-butyl. Butoxycarbonyloxyphenylmethane. These acid-decomposable compounds can be used alone or in combination.

【0016】本発明のポジ型感放射線性レジスト組成物
において用いるアルカリ可溶性樹脂としては、フェノー
ルノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ポリビ
ニルフェノール、(メタ)アクリル酸メチル−(メタ)
アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体等
が挙げられるが、アルカリに可溶性を示し式(1)で示
される酸分解性化合物と相溶性のあるものはすべて用い
ることができる。
The alkali-soluble resin used in the positive radiation-sensitive resist composition of the present invention includes phenol novolak resin, cresol novolak resin, polyvinyl phenol, methyl (meth) acrylate- (meth) acrylate.
Acrylic acid copolymer, styrene-maleic acid copolymer and the like can be mentioned, and all those which are soluble in alkali and compatible with the acid-decomposable compound represented by the formula (1) can be used.

【0017】本発明のポジ型感放射線性レジスト組成物
において用いる放射線の照射時に酸を形成又は放出する
酸発生剤としては、多数の化合物及びその混合物が挙げ
られる。これにはジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、ス
ルホニウム塩、ホスホニウム塩、セレノニウム塩、アル
ソニウム塩、メタロセン錯体、ハロゲン化合物及びスル
ホン酸エステル化物が挙げられる。これらの化合物の具
体例としては、Journal of Photopolymer Science and
Technology, 2(2), (1989)の283 ページから284 ページ
にかけて光酸発生剤として記載されているものが挙げら
れるが、放射線照射により酸を発生する化合物ならばこ
れらに限定されることなく用いることができる。
The acid generator which forms or releases an acid upon irradiation with radiation used in the positive radiation-sensitive resist composition of the present invention includes a large number of compounds and mixtures thereof. These include diazonium salts, iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, selenonium salts, arsonium salts, metallocene complexes, halogen compounds and sulfonic acid esters. Specific examples of these compounds include Journal of Photopolymer Science and
Technology, 2 (2), (1989), pages 283 to 284, described as photoacid generators, but are not limited to compounds that generate an acid upon irradiation. be able to.

【0018】本発明において各成分の含有割合は、全固
形分を100重量部としたとき、アルカリ可溶性樹脂
は、60から90重量部、好ましくは65から85重量
部又式(1)で示される化合物は、5から40重量部、
好ましくは10から30重量部又酸発生剤は、0.1か
ら15重量部、好ましくは0.5から10重量部含有さ
せることが望ましい。上記の範囲を逸脱すると感度、パ
ターン形状、解像度、アルカリ溶解性及び耐ドライエッ
チング性に悪影響をもたらすので好ましくない。
In the present invention, the content ratio of each component, when the total solid content is 100 parts by weight, the alkali-soluble resin is 60 to 90 parts by weight, preferably 65 to 85 parts by weight or represented by the formula (1). 5 to 40 parts by weight of the compound,
It is preferable that the acid generator is contained in an amount of 0.1 to 15 parts by weight, preferably 0.5 to 10 parts by weight, more preferably 10 to 30 parts by weight. Outside the above range, the sensitivity, pattern shape, resolution, alkali solubility and dry etching resistance are adversely affected, which is not preferable.

【0019】本発明のポジ型感放射線性レジスト組成物
は、通常は有機溶剤に溶解して感光液の形で用いられ
る。この際用いられる有機溶剤としては、エチルセロソ
ルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、プロピ
レングリコールメチルエーテルアセテート、(エトキシ
プロピル)アセテート、ジエチレングリコールモノメチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルアセ
テート、アミルアセテート、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルラクテ
ート、エチルラクテート、ブチルラクテート等を挙げる
ことができる。これらは、単独で用いてもよいし、2種
以上混合してもよい。
The positive-working radiation-sensitive resist composition of the present invention is usually used by dissolving it in an organic solvent in the form of a photosensitive solution. As the organic solvent used at this time, ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, propylene glycol methyl ether acetate, (ethoxypropyl) acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl acetate, amyl acetate, Examples thereof include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl lactate, ethyl lactate, and butyl lactate. These may be used alone or as a mixture of two or more.

【0020】本発明のポジ型感放射線性レジスト組成物
は、さらに用途に応じて、分光増感剤、可塑剤、光変色
剤、染料、密着向上剤、界面活性剤等の添加剤を添加す
ることができる。
The positive-working radiation-sensitive resist composition of the present invention further comprises additives such as a spectral sensitizer, a plasticizer, a photochromic agent, a dye, an adhesion improver, and a surfactant, depending on the application. be able to.

【0021】次に、このようにして得られた組成物を用
いて微細パターンを形成する方法について説明する。本
発明の組成物を前記したような溶媒に、その固形分濃度
が5から60%、好ましくは10から40%となるよう
に溶解し、必要に応じて前記の添加剤を加えた後濾過を
行い不溶物を取り除き感光液とする。この感光液をまず
シリコンウェハーもしくはクロム蒸着板のような基板上
に、スピンナー等で塗布し均一の膜を得、次にこれを7
0から130℃、好ましくは80から120℃の温度で
ベークすることにより塗膜を乾燥させた後、紫外線、電
子線、X線等の放射線を必要によりマスクを使用下に照
射し、さらに70から120℃、好ましくは80から1
10℃の温度で加熱し、増感反応処理を施し、次いで適
度な濃度のアルカリ水溶液で現像処理することにより基
板上に微細なパターンを転写することができる。
Next, a method for forming a fine pattern using the composition thus obtained will be described. The composition of the present invention is dissolved in the above-mentioned solvent so that the solid content concentration is 5 to 60%, preferably 10 to 40%, and if necessary, the above-mentioned additives are added. The insoluble matter is removed to obtain a photosensitive solution. This photosensitive solution is first applied onto a substrate such as a silicon wafer or a chromium vapor-deposited plate with a spinner or the like to obtain a uniform film.
After drying the coating film by baking at a temperature of 0 to 130 ° C., preferably 80 to 120 ° C., it is irradiated with radiation such as ultraviolet rays, electron beams, and X-rays if necessary using a mask. 120 ° C, preferably 80 to 1
A fine pattern can be transferred onto the substrate by heating at a temperature of 10 ° C., performing a sensitization reaction treatment, and then developing with an aqueous alkali solution having a suitable concentration.

【0022】放射線照射後の加熱処理は、ポジ型感放射
線レジスト組成物の感度を増感するための処理であり、
本発明の目的を達成するためにもこれを実施するのが好
ましい。この処理温度が70℃未満では実用的な感度を
得られず、120℃を越えると転写パターンが細り良好
なパターンが得られなくなるおそれがある。
The heat treatment after irradiation is a treatment for sensitizing the sensitivity of the positive-working radiation-sensitive resist composition.
It is preferable to carry out this in order to achieve the object of the present invention. If the processing temperature is lower than 70 ° C., practical sensitivity cannot be obtained. If the processing temperature exceeds 120 ° C., there is a possibility that the transfer pattern becomes thin and a good pattern cannot be obtained.

【0023】本発明のポジ型感放射線性レジスト組成物
にはアルカリ現像液として、テトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイド、トリエチルアミン、トリエタノー
ルアミン等の有機アルカリ水溶液、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無
機アルカリ水溶液を用いることができるが、集積回路製
造プロセスにおいては、有機アルカリ水溶液を使用する
ことが望ましい。放射線照射後加熱処理を行った基板を
これらの現像液で10℃乃至35℃、好ましくは15℃
乃至30℃の温度で、1分乃至30分間、好ましくは
0.5分乃至10分間現像することによってレジストパ
タ−ンを得ることが出来る。
In the positive radiation-sensitive resist composition of the present invention, an aqueous solution of an organic alkali such as tetramethylammonium hydroxide, triethylamine and triethanolamine, sodium hydroxide,
Although an aqueous solution of an inorganic alkali such as potassium hydroxide, sodium carbonate, or potassium carbonate can be used, it is preferable to use an aqueous solution of an organic alkali in the integrated circuit manufacturing process. Substrates subjected to heat treatment after irradiation are treated with these developing solutions at 10 ° C. to 35 ° C., preferably 15 ° C.
A resist pattern can be obtained by developing at a temperature of 1 to 30 ° C. for 1 to 30 minutes, preferably 0.5 to 10 minutes.

【0024】本発明のポジ型感放射線性レジスト組成物
は、放射線に対する感度が高く、転写されたパターン
は、膨潤がなく解像度に極めて優れ、さらにドライエッ
チング耐性及び耐熱性にも極めて優れている。
The positive-working radiation-sensitive resist composition of the present invention has high sensitivity to radiation, and the transferred pattern has no swelling, is extremely excellent in resolution, and is also extremely excellent in dry etching resistance and heat resistance.

【0025】[0025]

【実施例】実施例によって本発明を更に具体的に説明す
るが、本発明がこれらの実施例に限定されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0026】実施例1 トリス(4−第三ブトキシカルボニルオキシフェニル)
メタンの合成 トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン 5.0g
(17.1mmol)及び二炭酸ジ−t−ブチル 1
1.5g(52.7mmol)をテトラヒドロフラン
30mlに溶解させた。次いでこの溶液にトリエチルア
ミン 5.3g(52.4mmol)を加えた後8時間
加熱還流した。反応液を室温まで冷却し、これを水中に
注ぐと白色の結晶が析出した。これを濾取し水で洗浄し
真空乾燥させて目的物8.6gを得た。
Example 1 Tris (4-tert-butoxycarbonyloxyphenyl)
Synthesis of methane Tris (4-hydroxyphenyl) methane 5.0 g
(17.1 mmol) and di-t-butyl dicarbonate 1
1.5 g (52.7 mmol) in tetrahydrofuran
Dissolved in 30 ml. Next, 5.3 g (52.4 mmol) of triethylamine was added to this solution, and the mixture was heated under reflux for 8 hours. The reaction solution was cooled to room temperature and poured into water, whereby white crystals precipitated. This was collected by filtration, washed with water, and dried in vacuo to obtain 8.6 g of the desired product.

【0027】次にこのものの分析データを示す。 (イ) 融点 100−102℃ (ロ) Mass*1 (M+1)/e=593 (ハ) 1 H NMR*2 δ 1.56ppm(s,27H),5.52
(s,1H),7.08(s,12H) (ニ) UV*3 λmax 273,265nm
Next, the analysis data of this is shown. (B) Melting point 100-102 ° C (b) Mass * 1 (M + 1) / e = 593 (c) 1 H NMR * 2 δ 1.56 ppm (s, 27H), 5.52
(s, 1H), 7.08 (s, 12H) (d) UV * 3 λmax 273,265nm

【0028】*1 Massは質量スペクトルの略記。
化学イオン化法により測定し(M+1)イオンを検出。
以下の実施例でも同じ。 *2 1 H NMRはプロトン核磁気共鳴スペクトルの
略記。CDCl3 溶媒。テトラメチルシラン標準。以下
の実施例でも同じ。 *3 UVは電子スペクトルの略記。エタノール溶媒。
以下の実施例でも同じ。
* 1 Mass is an abbreviation for mass spectrum.
Measured by chemical ionization method and detected (M + 1) ion.
The same applies to the following embodiments. * 2 1 H NMR is an abbreviation for proton nuclear magnetic resonance spectrum. CDCl 3 solvent. Tetramethylsilane standard. The same applies to the following embodiments. * 3 UV is an abbreviation of electronic spectrum. Ethanol solvent.
The same applies to the following embodiments.

【0029】実施例2 ビス(4−第三ブトキシカルボニルオキシ−3−メチル
フェニル)−4−第三ブトキシカルボニルオキシフェニ
ルメタンの合成 ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−4−ヒ
ドロキシフェニルメタン 3.0g(9.36mmo
l)と二炭酸ジ−t−ブチル 6.4g(29.3mm
ol)をテトラヒドロフラン 30mlに溶解させた。
次いでこの溶液にジアザビシクロウンデセン 4.4g
(28.9mmol)を加えた後加熱し3時間加熱還流
した。溶媒を留去後メタノール 50mlを加え、これ
を水中に注ぐと白色固体が析出した。これを濾取し水で
洗浄し真空乾燥させて目的物4.4gを得た。
Example 2 Synthesis of bis (4-tert-butoxycarbonyloxy-3-methylphenyl) -4-tert-butoxycarbonyloxyphenylmethane bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane 3.0 g (9.36 mmo
l) and di-t-butyl dicarbonate 6.4 g (29.3 mm)
ol) was dissolved in 30 ml of tetrahydrofuran.
Then 4.4 g of diazabicycloundecene was added to this solution.
(28.9 mmol) was added, and the mixture was heated and refluxed for 3 hours. After the solvent was distilled off, 50 ml of methanol was added, and the mixture was poured into water to precipitate a white solid. This was collected by filtration, washed with water, and dried under vacuum to obtain 4.4 g of the desired product.

【0030】次にこのものの分析データを示す。 (イ) ガラス転移点 52℃ (ロ) 分解点 174℃ (ハ) Mass (M+1)/e=621 (ニ) 1 H NMR δ 1.55ppm(s,27H),2.16
(s,6H),5.43(s,1H),6.88(dd,J=8.3,2.2Hz,2H),6.96(d,J
=2.2Hz,2H),6.98(d,J=8.3Hz,2H),7.08(s,4H) (ホ) UV λmax 274,267nm
Next, the analysis data of this is shown. (B) Glass transition point 52 ° C (b) Decomposition point 174 ° C (c) Mass (M + 1) / e = 621 (d) 1 H NMR δ 1.55 ppm (s, 27H), 2.16
(s, 6H), 5.43 (s, 1H), 6.88 (dd, J = 8.3,2.2Hz, 2H), 6.96 (d, J
= 2.2Hz, 2H), 6.98 (d, J = 8.3Hz, 2H), 7.08 (s, 4H) (e) UV λmax 274,267nm

【0031】実施例3 重量平均分子量10,000のm,p−クレゾールノボ
ラック樹脂80重量部、酸発生剤としてトリフェニルス
ルホニウムトリフルオロメタンスルホン酸塩3重量部及
び本発明の酸分解性化合物として前記トリス(4−第三
ブトキシカルボニルオキシフェニル)メタン17重量部
をそれらの全固形分の濃度が24%となるように乳酸エ
チルセテートに溶解し、得られた溶液を孔径0.2μm
のメンブランフィルターを用いて加圧濾過することによ
り感光液を得た。
Example 3 80 parts by weight of m, p-cresol novolak resin having a weight average molecular weight of 10,000, 3 parts by weight of triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate as an acid generator, and the above tris as an acid-decomposable compound of the present invention 17 parts by weight of (4-tert-butoxycarbonyloxyphenyl) methane are dissolved in ethyl lactate so that the concentration of the total solid content thereof is 24%, and the obtained solution is 0.2 μm in pore size.
A photosensitive solution was obtained by pressure filtration using a membrane filter of No.

【0032】次にこのようにして得られた感光液を、公
知の方法で表面処理を行ったクロム蒸着基板上に4,0
00rpmで30秒間スピンコ−タ−で回転塗布し、表
面温度100℃のホットプレート上で90秒間乾燥する
ことにより、膜厚1.0μmのレジスト層を得た。次い
でこのレジスト層に、エリオニクス(株)製ELS−3
300電子線描画装置を用いて加速電圧20kVで1.
3μC/cm2 のエネルギーの電子線を照射した後、表
面温度90℃のホットプレート上で300秒間加熱増感
反応を行い、濃度2.38重量%のテトラメチルアンモ
ニウムハイドロオキサイド水溶液に23℃で120秒間
浸漬することにより電子線照射部を溶解除去してパター
ンを得た。この転写パターンは95%以上の残膜を有し
断面形状は矩形であった。またその最小線幅は、0.3
μmの解像度を有していることが確認された。
Next, the photosensitive solution thus obtained was applied to a chromium-deposited substrate, which had been subjected to a surface treatment by a known method, onto a chromium-deposited substrate.
Spin coating was performed with a spin coater at 00 rpm for 30 seconds and dried on a hot plate having a surface temperature of 100 ° C. for 90 seconds to obtain a resist layer having a thickness of 1.0 μm. Then, ELS-3 manufactured by Elionix, Inc. was added to the resist layer.
1. Using a 300 electron beam lithography system at an acceleration voltage of 20 kV.
After irradiating with an electron beam having an energy of 3 μC / cm 2, a heating sensitization reaction was performed for 300 seconds on a hot plate having a surface temperature of 90 ° C., and an aqueous solution of 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide was added at 120 ° C. The pattern was obtained by dissolving and removing the electron beam irradiated portion by immersing for 2 seconds. This transfer pattern had a residual film of 95% or more and had a rectangular cross section. The minimum line width is 0.3
It was confirmed that it had a resolution of μm.

【0033】実施例4 重量平均分子量20,000のスチレン−マレイン酸モ
ノメチルエステル共重合体65.0重量部、酸発生剤と
してジフェニルヨードニウム−トリフルオロメタンスル
ホン酸塩1.0重量部及び本発明の酸分解性化合物とし
てビス(4−第三ブトキシカルボニルオキシ−3−メチ
ルフェニル)−4−第三ブトキシカルボニルオキシフェ
ニルメタン30重量部をそれらの全固形分濃度が20%
となるようにエチルセロソルブアセテートに溶解し、得
られた溶液を孔径0.2μmのメンブランフィルターを
用いて加圧濾過することにより感光液を得た。
Example 4 65.0 parts by weight of a styrene-maleic acid monomethyl ester copolymer having a weight average molecular weight of 20,000, 1.0 part by weight of diphenyliodonium-trifluoromethanesulfonate as an acid generator and an acid of the present invention As a decomposable compound, 30 parts by weight of bis (4-tert-butoxycarbonyloxy-3-methylphenyl) -4-tert-butoxycarbonyloxyphenylmethane has a total solid concentration of 20%.
Was dissolved in ethyl cellosolve acetate so as to obtain a photosensitive solution by subjecting the resulting solution to pressure filtration using a membrane filter having a pore size of 0.2 μm.

【0034】次にこのようにして得られた感光液を、公
知の方法で表面処理を行ったシリコン基板上に4,00
0rpmで30秒間スピンコ−タ−で回転塗布し、表面
温度80℃のホットプレート上で60秒間乾燥すること
により、膜厚1.0μmのレジスト層を得た。次いでこ
のレジスト層に、パターンの描かれたマスクを介して波
長254nmの紫外線を照射した後、表面温度80℃の
ホットプレート上で300秒間加熱増感反応を行い、濃
度2.38重量%のテトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイド水溶液に23℃で60秒間浸漬することによ
り、紫外線照射部を溶解除去してパターンを得た。この
転写パターンは90%以上の残膜を有し断面形状は矩形
であった。またその最小線幅は、0.35μmの解像度
を有していることが確認された。
Next, the photosensitive solution thus obtained was applied to a silicon substrate which had been subjected to a surface treatment by a known method, for 4,000 hours.
Spin coating was performed with a spin coater at 0 rpm for 30 seconds, and dried on a hot plate having a surface temperature of 80 ° C. for 60 seconds to obtain a resist layer having a thickness of 1.0 μm. Next, the resist layer was irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 254 nm through a mask on which a pattern was drawn, and then subjected to a heat sensitization reaction on a hot plate having a surface temperature of 80 ° C. for 300 seconds to obtain a 2.38 wt. By immersing in a methylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. for 60 seconds, the ultraviolet irradiation part was dissolved and removed to obtain a pattern. This transfer pattern had a residual film of 90% or more and had a rectangular cross section. It was also confirmed that the minimum line width had a resolution of 0.35 μm.

【0035】実施例5 重量平均分子量25,000のポリビニルフェノール8
5重量部、酸発生剤として9,10−ジエトキシアント
ラセン−2−スルホン酸−p−ニトロベンジルエステル
5重量部及び本発明の酸分解性化合物としてトリス(4
−第三ブトキシカルボニルオキシフェニル)メタン10
重量部をそらの固形分濃度が20%となるようにジエチ
レングリコールジメチルエーテルに溶解し、得られた溶
液を孔径0.2μmのメンブランフィルターを用いて加
圧濾過することにより感光液を得た。
Example 5 Polyvinylphenol 8 having a weight average molecular weight of 25,000
5 parts by weight, 9,10-diethoxyanthracene-2-sulfonic acid-p-nitrobenzyl ester as an acid generator and tris (4) as an acid-decomposable compound of the present invention.
-Tert-butoxycarbonyloxyphenyl) methane 10
A weight part was dissolved in diethylene glycol dimethyl ether so that the solid content concentration became 20%, and the obtained solution was subjected to pressure filtration using a membrane filter having a pore diameter of 0.2 μm to obtain a photosensitive solution.

【0036】次にこのようにして得られた感光液を公知
の方法で表面処理を行ったシリコン基板上に4,000
rpmで30秒間スピンコ−タ−で回転塗布し、表面温
度110℃のホットプレート上で60秒間乾燥すること
により、膜厚1.0μmのレジスト層を得た。次いでこ
のレジスト層に、パターンの描かれたマスクを介して波
長365nmの紫外線を照射した後、表面温度80℃の
ホットプレート上で600秒間加熱増感反応を行い、濃
度1.0重量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオ
キサイド水溶液に23℃で60秒間浸漬することによ
り、紫外線照射部を溶解除去してパターンを得た。この
転写パターンは90%以上の残膜を有し断面形状は矩形
であった。またその最小線幅は、0.40μmの解像度
を有していることが確認された。
Next, the photosensitive solution thus obtained was applied to a silicon substrate which had been subjected to a surface treatment by a known method, to 4,000.
The resist was spin-coated with a spin coater at 30 rpm for 30 seconds and dried on a hot plate having a surface temperature of 110 ° C. for 60 seconds to obtain a resist layer having a thickness of 1.0 μm. Next, this resist layer was irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 365 nm through a mask on which a pattern was drawn, and then subjected to a heat sensitization reaction on a hot plate having a surface temperature of 80 ° C. for 600 seconds to obtain a 1.0 wt. By immersing in a methylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. for 60 seconds, the ultraviolet irradiation part was dissolved and removed to obtain a pattern. This transfer pattern had a residual film of 90% or more and had a rectangular cross section. It was also confirmed that the minimum line width had a resolution of 0.40 μm.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明の酸分解性化合物は放射線照射に
より発生した酸により容易に分解し、これを用いたポジ
型感放射線性レジスト組成物は放射線に対する感度が高
く、基板に転写されたパターンは膨潤がなく解像度が極
めて優れ、さらにドライエッチング耐性及び耐熱性に極
めて優れているので半導体集積回路の製造に極めて有用
である。
The acid-decomposable compound of the present invention is easily decomposed by an acid generated by irradiation with radiation, and a positive-type radiation-sensitive resist composition using the compound has high sensitivity to radiation and a pattern transferred to a substrate. Is extremely useful in the production of semiconductor integrated circuits because it has no swelling, has extremely excellent resolution, and has extremely excellent dry etching resistance and heat resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は抑制剤/固形分と溶解速度との関係を示
す図である。図1において横軸は抑制剤/固形分(%)
を、又縦軸は溶解速度(μm/min)をそれぞれ示
す。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between inhibitor / solid content and dissolution rate. In FIG. 1, the horizontal axis is the inhibitor / solid content (%).
And the vertical axis indicates the dissolution rate (μm / min).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/027 H01L 21/30 502R (56)参考文献 特開 平4−211256(JP,A) 特開 昭63−27829(JP,A) 特開 平5−173333(JP,A) 特開 平5−142774(JP,A) 特開 平5−158242(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 7/004 501 C07C 69/96 C08K 5/10 C08L 101/00 G03F 7/039 601 ────────────────────────────────────────────────── (5) Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01L 21/027 H01L 21/30 502R (56) References JP-A-4-211256 (JP, A) JP-A-63-27829 ( JP, A) JP-A-5-173333 (JP, A) JP-A-5-142774 (JP, A) JP-A-5-158242 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , (DB name) G03F 7/004 501 C07C 69/96 C08K 5/10 C08L 101/00 G03F 7/039 601

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】式(1) 【化1】 (式(1)中Rは水素あるいはメチル基を示す。)で示
される化合物
(1) Formula (1) (In the formula (1), R represents hydrogen or a methyl group.)
【請求項2】アルカリ可溶性樹脂、放射線に感応し酸を
発生する化合物及び請求項1に記載の式(1)で示され
る化合物を含有することを特徴とするポジ型感放射線性
レジスト組成物
2. A positive radiation-sensitive resist composition comprising an alkali-soluble resin, a compound capable of generating an acid in response to radiation and a compound represented by the formula (1) according to claim 1.
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