JP3472771B2 - Positive resist composition - Google Patents

Positive resist composition

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JP3472771B2 JP2002076812A JP2002076812A JP3472771B2 JP 3472771 B2 JP3472771 B2 JP 3472771B2 JP 2002076812 A JP2002076812 A JP 2002076812A JP 2002076812 A JP2002076812 A JP 2002076812A JP 3472771 B2 JP3472771 B2 JP 3472771B2
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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、新規なポジ型レジ
スト組成物、さらに詳しくは、高感度、高解像性を有
し、耐熱性、焦点深度幅特性、引置き経時安定性及びレ
ジスト溶液の保存安定性がよく、かつ基板依存性がなく
プロファイル形状の優れたレジストパターンを与える紫
外線、遠紫外線、KrF、ArFなどのエキシマレーザ
ー、X線、及び電子線などの放射線に感応する化学増幅
型のポジ型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 novel positive resist composition, and more specifically, it has high sensitivity and high resolution, and has heat resistance, depth of focus characteristics, stability over time during storage, and resist solution. Chemically amplified type that is sensitive to radiation such as ultraviolet rays, deep ultraviolet rays, excimer lasers such as KrF and ArF, and X-rays and electron beams, which gives a resist pattern with excellent storage stability and excellent profile shape without substrate dependence. Of the positive resist composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ICやLSIなどの半導体素子
は、ホトレジスト組成物を用いたホトリソグラフィー、
エッチング、不純物拡散及び配線形成などの工程を数回
繰り返し製造されているが、このホトリソグラフィーに
おいては、ホトレジスト組成物をシリコンウエーハ上に
回転塗布などにより塗布し薄膜を形成し、それをマスク
パターンを介して、紫外線などの放射線を照射し、現像
してレジストパターンを形成したのち、前記レジストパ
ターンを保護膜としてエッチングが行われる。
2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor devices such as ICs and LSIs have been subjected to photolithography using a photoresist composition,
Although the steps of etching, impurity diffusion and wiring formation are repeated several times, in this photolithography, a photoresist composition is applied onto a silicon wafer by spin coating or the like to form a thin film, which is used as a mask pattern. After that, radiation such as ultraviolet rays is irradiated and developed to form a resist pattern, and then etching is performed using the resist pattern as a protective film.

【0003】そして、これまで、前記ホトリソグラフィ
ーで使用されているホトレジスト組成物は、それに要求
される解像性が、サブミクロン(1μm以下)、ハーフ
ミクロン(0.5μm以下)程度であり、g線(436
nm)、i線(365nm)などの紫外線を利用したア
ルカリ可溶性ノボラック樹脂とキノンジアジド基含有化
合物を基本成分としたポジ型ホトレジストで十分実用に
供することができた。
The photoresist compositions used in the photolithography so far have required a resolution of about submicron (1 μm or less) and half micron (0.5 μm or less). Line (436
nm), i-line (365 nm), and other positive-type photoresists containing an alkali-soluble novolak resin and a quinonediazide group-containing compound as basic components.

【0004】ところで、近年、半導体素子の微細化が益
々高まり、今日ではクオーターミクロン(0.25μm
以下)の超微細パターンを用いた超LSIの量産が開始
されようとしている。しかし、このようなクオーターミ
クロンの超微細パターンを得るには、従来のアルカリ可
溶性ノボラック樹脂とキノンジアジド基含有化合物を基
本成分としたポジ型ホトレジストでは困難なことから、
より短波長の遠紫外線(200〜300nm)、Kr
F、ArFなどのエキシマレーザー、電子線及びX線の
ためのレジストとして、高解像性が達成される上に、放
射線の照射により発生した酸の触媒反応、連鎖反応を利
用でき、量子収率が1以上で、しかも高感度が達成でき
る化学増幅型レジストが注目され、盛んに開発が行わ
れ、既にポリ(ヒドロキシスチレン)の水酸基をter
t‐ブトキシカルボニルオキシ基で置換した樹脂成分と
オニウム塩などの酸発生剤を組み合わせたレジスト組成
物(米国特許4,491,628号明細書)が提案され
ている。
By the way, in recent years, the miniaturization of semiconductor devices has been increasing more and more, and today, it is a quarter micron (0.25 μm).
Mass production of VLSI using the following ultrafine patterns is about to start. However, in order to obtain such an ultra-fine pattern of quarter micron, it is difficult with a positive photoresist using a conventional alkali-soluble novolac resin and a quinonediazide group-containing compound as a basic component,
Far-ultraviolet rays of shorter wavelength (200-300 nm), Kr
As a resist for excimer lasers such as F and ArF, electron beams and X-rays, high resolution can be achieved, and the catalytic reaction and chain reaction of the acid generated by irradiation of radiation can be utilized, and the quantum yield Chemically amplified resists that have a sensitivity of 1 or more and that can achieve high sensitivity have attracted attention and have been actively developed, and the hydroxyl groups of poly (hydroxystyrene) have already been eliminated.
A resist composition (US Pat. No. 4,491,628) in which a resin component substituted with a t-butoxycarbonyloxy group and an acid generator such as an onium salt are combined has been proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記レ
ジスト組成物は、解像度、焦点深度幅特性において十分
なものでない上に、露光後一定時間放置した後、現像し
た場合、化学増幅型レジストに特有の露光により発生し
た酸の失活に起因するパターン形状劣化、いわゆる引置
き安定性の不良(レジストパターン上部が庇状に連なっ
てしまうブリッジング)を生じるという欠点がある。こ
のようなブリッジングを生じると所望の配線パターンが
得られないため、半導体素子製造において致命的なもの
となる。このような欠点を克服する方法として、レジス
ト層上に露光により発生した酸の失活を防止するためト
ップコート層を設ける方法があるが、このような方法
は、製造工程が増えスループットが悪くなる上に、コス
ト高となるため好ましくない。そこで、トップコート層
を設ける必要のない引置き安定性に優れたレジストの出
現が強く望まれている。
However, the above resist composition is not sufficient in resolution and depth of focus characteristics, and when it is developed after being left for a certain period of time after exposure, it is peculiar to a chemically amplified resist. There is a defect that the pattern shape is deteriorated due to the deactivation of the acid generated by the exposure, that is, the so-called leaving stability is poor (bridging in which the upper part of the resist pattern is continuous in an eaves shape). If such bridging occurs, a desired wiring pattern cannot be obtained, which is fatal in manufacturing a semiconductor device. As a method of overcoming such a drawback, there is a method of providing a top coat layer on the resist layer in order to prevent deactivation of the acid generated by exposure, but such a method increases the number of manufacturing steps and deteriorates the throughput. In addition, the cost is high, which is not preferable. Therefore, there is a strong demand for the emergence of a resist that does not need to be provided with a top coat layer and is excellent in stability during deposition.

【0006】また、これまでの化学増幅型レジストは、
シリコン窒化膜(SiN)、ホウ素−リン−シリケート
ガラス(BPSG)などの絶縁膜やチタンナイトライド
(TiN)の膜を設けた基板に対して裾引きのパターン
形状を形成するという欠点がある。
Further, the conventional chemically amplified resist is
There is a drawback in that a bottoming pattern is formed on a substrate provided with an insulating film such as a silicon nitride film (SiN) or boron-phosphorus-silicate glass (BPSG) or a film of titanium nitride (TiN).

【0007】さらに、アルミニウム−ケイ素−銅(Al
−Si−Cu)の合金、タングステン(W)などの金属
膜を設けた基板を使用すると定在波の影響を受けパター
ン断面形状が波形となるという欠点がある。これらの基
板依存性と定在波の欠点を改善する方法としては、基板
とレジスト層との間に反射防止層を設ける方法がある
が、この方法は上述トップコート層と同様に製造工程が
増えスループットが悪くなる上に、コスト高となるため
好ましくない。そこで、基板依存性がなく反射防止層を
設ける必要がない上に、定在波の影響を受けにくくプロ
ファイル形状の優れたレジストパターンを形成できるレ
ジストの出現が強く望まれている。
Further, aluminum-silicon-copper (Al
If a substrate provided with a metal film of —Si—Cu) alloy, tungsten (W), or the like is used, there is a drawback that the pattern cross-sectional shape becomes wavy due to the influence of standing waves. As a method of improving these substrate dependence and the drawbacks of standing wave, there is a method of providing an antireflection layer between the substrate and the resist layer, but this method has the same number of manufacturing steps as the above-mentioned topcoat layer. It is not preferable because the throughput is poor and the cost is high. Therefore, there is a strong demand for a resist that does not depend on a substrate, does not need to be provided with an antireflection layer, and is resistant to the influence of standing waves and that can form a resist pattern having an excellent profile shape.

【0008】そのほか、従来のレジスト組成物は、熱に
対して十分な耐性がない上に、それを溶液としたとき、
しばしばその保存中に異物が発生するなど保存安定性に
欠けるという欠点がある。そのため、耐熱性に優れると
ともに、前記異物の発生のない保存安定性に優れたレジ
スト溶液が得られるレジスト組成物に対する要望も強く
なっている。
In addition, the conventional resist composition does not have sufficient resistance to heat, and when it is used as a solution,
Often, there is a drawback that the storage stability is poor such that foreign substances are generated during the storage. Therefore, there is also a strong demand for a resist composition which is excellent in heat resistance and can provide a resist solution which is free from the generation of foreign matter and is excellent in storage stability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような現状に鑑み、
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、酸の作用により
アルカリ水溶液に対する溶解性が増大する基材樹脂成分
として、水酸基の特定の割合が特定の置換基で置換さ
れ、かつ、特定の重量平均分子量及び分子量分布を有す
るポリ(ヒドロキシスチレン)を用い、かつこれを特定
のジアゾメタン化合物を含む酸発生剤と組み合わせて用
いることにより、高感度、高解像性で、かつ耐熱性、焦
点深度幅特性、引置き経時安定性及びレジスト溶液の保
存安定性が優れるとともに、基板依存性がなくプロファ
イル形状の優れたレジストパターンが形成でき、紫外
線、遠紫外線、KrF、ArFなどのエキシマレーザ
ー、X線、及び電子線などの放射線に感応する化学増幅
型のポジ型レジスト組成物が得られることを見出し、本
発明を完成したものである。
[Means for Solving the Problems] In view of such a current situation,
As a result of intensive studies, the present inventors have found that, as a base resin component whose solubility in an alkaline aqueous solution is increased by the action of an acid, a specific proportion of hydroxyl groups is replaced with a specific substituent, and a specific weight. By using poly (hydroxystyrene) having average molecular weight and molecular weight distribution and using it in combination with an acid generator containing a specific diazomethane compound, high sensitivity, high resolution, heat resistance, and depth of focus range can be obtained. In addition to excellent characteristics, storage stability over time and storage stability of resist solution, it is possible to form resist patterns with excellent profile shape without substrate dependence. Excimer lasers such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, KrF and ArF, X-rays, It was found that a chemically amplified positive resist composition sensitive to radiation such as electron beam can be obtained, and the present invention has been completed. .

【0010】すなわち、本発明は、(A)一般式That is, the present invention provides (A) the general formula

【化6】 (I) (式中、Rは水素原子又はメチル基、Rはメチル基
又はエチル基、Rは炭素数1〜4の低級アルキル基で
ある)で表わされる構成単位10〜60モル%と、式
[Chemical 6] 10 to 60 mol% of a structural unit represented by (I) (in the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a methyl group or an ethyl group, and R 3 is a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). And the expression

【化7】 (II) で表わされる構成単位90〜40モル%とから構成さ
れ、かつ重量平均分子量8,000〜25,000、分
子量分布(Mw/Mn)1.5以下を有するポリ(ヒド
ロキシスチレン)誘導体からなる基材樹脂及び (B)ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン
又はビス(2,4‐ジメチルフェニルスルホニル)ジア
ゾメタンあるいはその両方を含む酸発生剤を含有してな
るポジ型レジスト組成物、及び(A)(a1)前記一般
式(I)で表わされる構成単位10〜60モル%と、前
記式(II)で表わされる構成単位90〜40モル%と
から構成され、かつ重量平均分子量8,000〜25,
000、分子量分布(Mw/Mn)1.5以下を有する
ポリ(ヒドロキシスチレン)誘導体(以下ポリヒドロキ
シスチレンa1という)と、(a2)式
[Chemical 7] From a poly (hydroxystyrene) derivative composed of 90 to 40 mol% of the structural unit represented by (II) and having a weight average molecular weight of 8,000 to 25,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.5 or less. And a positive resist composition containing (B) bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane or bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane or an acid generator containing both of them, and (A) ( a 1 ) 10 to 60 mol% of the structural unit represented by the general formula (I) and 90 to 40 mol% of the structural unit represented by the formula (II), and a weight average molecular weight of 8,000 to 25 ,
000, a poly (hydroxystyrene) derivative having a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.5 or less (hereinafter referred to as polyhydroxystyrene a 1 ), and a (a 2 ) formula

【化8】 (III) で表わされる構成単位10〜60モル%と、前記式(I
I)で表わされる構成単位90〜40モル%とから構成
され、かつ重量平均分子量8,000〜25,000、
分子量分布(Mw/Mn)1.5以下を有するポリ(ヒ
ドロキシスチレン)誘導体(以下ポリヒドロキシスチレ
ンa2という)との混合物からなる基材樹脂及び (B)ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン
又はビス(2,4‐ジメチルフェニルスルホニル)ジア
ゾメタンあるいはその両方を含む酸発生剤を含有してな
るポジ型レジスト組成物を提供するものである。
[Chemical 8] The structural unit represented by (III) is 10 to 60 mol%, and the above formula (I
And 40 to 40 mol% of the structural unit represented by I) and has a weight average molecular weight of 8,000 to 25,000.
A base resin composed of a mixture with a poly (hydroxystyrene) derivative having a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.5 or less (hereinafter referred to as polyhydroxystyrene a 2 ) and (B) bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane or bis (2) The present invention provides a positive resist composition containing an acid generator containing 4-, 4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane or both.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明のポジ型レジスト組成物の
(A)成分として用いる基材樹脂は、ポリ(ヒドロキシ
スチレン)の水酸基の10〜60%、好ましくは20〜
50%を、一般式
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The base resin used as the component (A) in the positive resist composition of the present invention is 10 to 60%, preferably 20 to 60% of the hydroxyl groups of poly (hydroxystyrene).
50% in the general formula

【化9】 (IV) (式中のR、R及びRは前記と同じ意味をもつ)
で表わされる残基で置換することにより得られるポリ
(ヒドロキシスチレン)誘導体であって、重量平均分子
量が8,000〜25,000、分子量分布(Mw/M
n)が1.5以下のものを用いることが必要である。こ
のポリ(ヒドロキシスチレン)の水酸基の置換率が10
%未満では形状の優れたパターンが得られず、60%を
超えるとレジストの感度が低下するため好ましくなく、
実用的には20〜50%が好適である。
[Chemical 9] (IV) (in the formula, R 1 , R 2 and R 3 have the same meanings as described above)
A poly (hydroxystyrene) derivative obtained by substituting with a residue represented by the formula (1), which has a weight average molecular weight of 8,000 to 25,000 and a molecular weight distribution (Mw / M
It is necessary to use those whose n) is 1.5 or less. The substitution rate of hydroxyl groups of this poly (hydroxystyrene) is 10
If it is less than 60%, a pattern having an excellent shape cannot be obtained, and if it exceeds 60%, the sensitivity of the resist is lowered, which is not preferable.
Practically, 20 to 50% is preferable.

【0012】前記一般式(IV)の置換基としては、例
えば1‐メトキシエトキシ基、1‐エトキシエトキシ
基、1‐n‐プロポキシエトキシ基、1‐イソプロポキ
シエトキシ基、1‐n‐ブトキシエトキシ基、1‐イソ
ブトキシエトキシ基、1‐(1,1‐ジメチルエトキ
シ)‐1‐メチルエトキシ基、1‐メトキシ‐1‐メチ
ルエトキシ基、1‐エトキシ‐1‐メチルエトキシ基、
1‐n‐プロポキシ‐1‐メチルエトキシ基、1‐イソ
ブトキシ‐1‐メチルエトキシ基、1‐メトキシ‐n‐
プロポキシ基、1‐エトキシ‐n‐プロポキシ基などが
挙げられる。中でも、特に1‐エトキシエトキシ基及び
1‐メトキシ‐n‐プロポキシ基が感度、解像力がバラ
ンス良く向上するので好ましい。この基材樹脂は、上記
重量平均分子量と上記分子量分布を有するポリ(ヒドロ
キシスチレン)の水酸基を、例えば1‐クロロ‐1‐エ
トキシエタンや1‐クロロ‐1‐メトキシプロパンなど
により、公知の置換反応に従い前記一般式(IV)の残
基で置換することにより製造することができる。
Examples of the substituent of the general formula (IV) include 1-methoxyethoxy group, 1-ethoxyethoxy group, 1-n-propoxyethoxy group, 1-isopropoxyethoxy group, 1-n-butoxyethoxy group. 1-isobutoxyethoxy group, 1- (1,1-dimethylethoxy) -1-methylethoxy group, 1-methoxy-1-methylethoxy group, 1-ethoxy-1-methylethoxy group,
1-n-propoxy-1-methylethoxy group, 1-isobutoxy-1-methylethoxy group, 1-methoxy-n-
Examples thereof include a propoxy group and a 1-ethoxy-n-propoxy group. Of these, a 1-ethoxyethoxy group and a 1-methoxy-n-propoxy group are particularly preferable because the sensitivity and resolution are improved in a well-balanced manner. This base resin is
The hydroxyl group of poly (hydroxystyrene) having the weight average molecular weight and the above molecular weight distribution is converted to the above-mentioned general formula (IV) according to a known substitution reaction with, for example, 1-chloro-1-ethoxyethane or 1-chloro-1-methoxypropane. It can be produced by substituting the residue of

【0013】このポリ(ヒドロキシスチレン)誘導体の
重量平均分子量は、前記したように、ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィ法(GPC法)に基づき、ポリス
チレン基準で8,000〜25,000の範囲にあるこ
とが必要である。これよりも小さいと被膜性が不十分に
なるし、また、これよりも大きいとアルカリ水溶液に対
する溶解性が低下する。さらに、耐熱性を高めるには、
重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比で
表わされる分子量分布(Mw/Mn)が1.5以下であ
ることが必要である。
Of the poly (hydroxystyrene) derivative
As described above, the weight average molecular weight needs to be in the range of 8,000 to 25,000 based on polystyrene based on the gel permeation chromatography method (GPC method). If it is smaller than this, the coating property becomes insufficient, and if it is larger than this, the solubility in an alkaline aqueous solution decreases. Furthermore, to increase heat resistance,
It is necessary that the molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) is 1.5 or less.

【0014】また、(A)成分は、前記の一般式(I)
で表わされる構成単位と式(II)で表わされる構成単
位からなるポリ(ヒドロキシスチレン)誘導体すなわち
ポリヒドロキシスチレンa1は、水酸基の10〜60%
がtert‐ブトキシカルボニルオキシ基で置換された
ポリ(ヒドロキシスチレン)、すなわち式
Further, the component (A) is the above-mentioned general formula (I).
The poly (hydroxystyrene) derivative consisting of the structural unit represented by the formula (II) and the structural unit represented by the formula (II), that is, polyhydroxystyrene a 1 is 10 to 60% of the hydroxyl group.
Is a poly (hydroxystyrene) substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group, ie the formula

【化10】 (V) で表わされる構成単位10〜60モル%と、前記式(I
I)で表わされる構成単位90〜40モル%とから構成
され、かつ重量平均分子量8,000〜25,000、
分子量分布(Mw/Mn)1.5以下を有するポリ(ヒ
ドロキシスチレン)誘導体すなわちポリヒドロキシスチ
レンa2と混合して用いることもできる。このような基
材樹脂を用いると、解像性、耐熱性及びプロファイル形
状がより優れたポジ型レジスト組成物が得られるので有
利である。
[Chemical 10] And 10 to 60 mol% of the structural unit represented by (V)
And 40 to 40 mol% of the structural unit represented by I) and has a weight average molecular weight of 8,000 to 25,000.
It can also be used as a mixture with a poly (hydroxystyrene) derivative having a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.5 or less, that is, polyhydroxystyrene a 2 . Use of such a base resin is advantageous because a positive resist composition having more excellent resolution, heat resistance and profile shape can be obtained.

【0015】このポリヒドロキシスチレンa2は、例え
重量平均分子量8,000〜25,000、分子量分
布(Mw/Mn)1.5以下のポリ(ヒドロキシスチレ
ン)の水酸基を、ジ‐tert‐ブチル‐ジカーボネー
トとの反応により、tert‐ブトキシカルボニルオキ
シ基で置換することにより得られる。この際、水酸基の
置換率が10%未満では、プロファイル形状の優れたレ
ジストパターンを与えることができないし、またこれが
60%を超えると感度が低下する。水酸基の置換率の好
ましい範囲は20〜50%である。ポリヒドロキシスチ
レンa1とポリヒドロキシスチレンa2とを混合して用い
る場合の混合割合は、前者が30〜90重量%、後者が
70〜10重量%、好ましくは前者が50〜80重量
%、後者が50〜20重量%の範囲内で選ぶのが好まし
い。
This polyhydroxystyrene a2Is like
IfweightAverage molecular weight 8,000 to 25,000, molecular weight equivalent
Poly (hydroxystyrene) with cloth (Mw / Mn) of 1.5 or less
Hydroxyl group of di-tert-butyl-dicarbonate
Reaction with tert-butoxycarbonyloxy
It is obtained by substituting with a Si group. At this time,
When the substitution rate is less than 10%, the profile profile is excellent.
I can't give you a giste pattern, and this is
If it exceeds 60%, the sensitivity decreases. Good substitution rate of hydroxyl groups
The preferable range is 20 to 50%. Polyhydroxystyrene
Ren a1And polyhydroxystyrene a2Mixed with
The mixing ratio of the former is 30 to 90weight%, The latter is
70-10weight%, Preferably 50-80 for the formerweight
%, The latter is 50-20weightIt is preferable to select within the range of
Yes.

【0016】本発明組成物は、上記の基材樹脂と、酸発
生剤すなわち放射線の照射により酸を発生する化合物を
含有してなるもので、これにより、高感度、高解像性を
有し、溶液として良好な保存安定性を示す。そして、こ
のポジ型レジスト組成物は、耐熱性、焦点深度幅特性、
引置き経時安定性が優れ、かつ基板依存性がなく良好な
プロファイル形状のレジストパターンを与える。
The composition of the present invention comprises the above-mentioned base resin and an acid generator, that is, a compound capable of generating an acid upon irradiation with radiation, whereby it has high sensitivity and high resolution. , Shows good storage stability as a solution. The positive resist composition has heat resistance, depth of focus characteristics,
It provides a resist pattern having a good profile shape that is excellent in stability over time during deposition and has no substrate dependence.

【0017】次に、本発明組成物の(B)成分として用
いられる酸発生剤としては、ビス(シクロヘキシルスル
ホニル)ジアゾメタン又はビス(2,4‐ジメチルフェ
ニルスルホニル)ジアゾメタンあるいはこの両方の混合
物を含むものが用いられる。前記酸発生剤の配合量は、
基材樹脂成分100重量部に対し1〜20重量部、好ま
しくは2〜10重量部の範囲が選ばれる。酸発生剤が1
重量部未満の配合では効果が不十分であり、また20
部を超えると溶剤に溶解しにくくなる上に、樹脂成分
との混和性が劣化する。
Next, the acid generator used as the component (B) of the composition of the present invention contains bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane or bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane or a mixture of both. Is used. The amount of the acid generator compounded is
A range of 1 to 20 parts by weight , preferably 2 to 10 parts by weight is selected with respect to 100 parts by weight of the base resin component. 1 acid generator
The effect is insufficient with less than 20 parts by weight.
If it exceeds the amount, it becomes difficult to dissolve in the solvent and the miscibility with the resin component deteriorates.

【0018】本発明のポジ型レジスト組成物において
は、所望によりさらに(C)成分として有機カルボン酸
を含有させることができる。これにより、感度、解像
度、レジストパターンの断面形状、露光後の引置き経時
安定性が優れているとともに、種々の基板に対しても断
面形状の良好なレジストパターンを与えるレジストとす
ることができる。
The positive resist composition of the present invention may further contain an organic carboxylic acid as the component (C), if desired. This makes it possible to obtain a resist which has excellent sensitivity, resolution, cross-sectional shape of the resist pattern, and stability over time after being placed after exposure, and which gives a resist pattern having a good cross-sectional shape to various substrates.

【0019】このような有機カルボン酸としては、飽和
又は不飽和脂肪族カルボン酸、脂環式カルボン酸、オキ
シカルボン酸、アルコキシカルボン酸、ケトカルボン
酸、芳香族カルボン酸などいずれも使用でき、特に制限
はない。このような有機カルボン酸としては、例えば、
ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、シュウ
酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸など
の一価又は多価脂肪族カルボン酸、1,1‐シクロヘキ
サンジカルボン酸、1,2‐シクロヘキサンジカルボン
酸、1,3‐シクロヘキサンジカルボン酸、1,4‐シ
クロヘキサンジカルボン酸、1,1‐シクロヘキシルジ
酢酸などの脂環式カルボン酸、アクリル酸、クロトン
酸、イソクロトン酸、3‐ブテン酸、メタクリル酸、4
‐ペンテン酸、プロピオール酸、2‐ブチン酸、マレイ
ン酸、フマル酸、アセチレンカルボン酸などの不飽和脂
肪族カルボン酸、オキシ酢酸などのオキシカルボン酸、
メトキシ酢酸、エトキシ酢酸などのアルコキシカルボン
酸、ピルビン酸などのケトカルボン酸や一般式
As such an organic carboxylic acid, any of saturated or unsaturated aliphatic carboxylic acid, alicyclic carboxylic acid, oxycarboxylic acid, alkoxycarboxylic acid, ketocarboxylic acid, aromatic carboxylic acid and the like can be used, with particular limitation. There is no. As such an organic carboxylic acid, for example,
Mono- or polyvalent aliphatic carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, 1,1-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2- Cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, alicyclic carboxylic acid such as 1,1-cyclohexyldiacetic acid, acrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, 3-butenoic acid, methacrylic acid Acid, 4
-Pentenoic acid, propiolic acid, 2-butyric acid, maleic acid, fumaric acid, unsaturated aliphatic carboxylic acids such as acetylene carboxylic acid, oxycarboxylic acids such as oxyacetic acid,
Alkoxycarboxylic acids such as methoxyacetic acid and ethoxyacetic acid, ketocarboxylic acids such as pyruvic acid and general formulas

【化11】 (VI) [式中、R13及びR14はそれぞれ独立して水素原
子、水酸基、ニトロ基、カルボキシル基、ビニル基を表
す(ただし、R13及びR14が共に水素原子の場合は
除く)]及び一般式
[Chemical 11] (VI) [In the formula, R 13 and R 14 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a carboxyl group, or a vinyl group (provided that R 13 and R 14 are both hydrogen atoms)]. And the general formula

【化12】 (VII) (式中、nは0又は1〜10の整数を示す)で表わされ
る芳香族カルボン酸などを挙げることができるが、特に
脂環式カルボン酸、不飽和脂肪族カルボン酸、及び芳香
族カルボン酸が好ましい。
[Chemical 12] (VII) (In the formula, n represents 0 or an integer of 1 to 10) and the like can be mentioned, but in particular, alicyclic carboxylic acid, unsaturated aliphatic carboxylic acid, and aromatic Group carboxylic acids are preferred.

【0020】上記一般式(VI)で表わされる芳香族カ
ルボン酸としては、例えばp‐ヒドロキシ安息香酸、o
‐ヒドロキシ安息香酸、2‐ヒドロキシ‐3‐ニトロ安
息香酸、3,5‐ジニトロ安息香酸、2‐ニトロ安息香
酸、2,4‐ジヒドロキシ安息香酸、2,5‐ジヒドロ
キシ安息香酸、2,6‐ジヒドロキシ安息香酸、3,4
‐ジヒドロキシ安息香酸、3,5‐ジヒドロキシ安息香
酸、2‐ビニル安息香酸、4‐ビニル安息香酸、フタル
酸、テレフタル酸、イソフタル酸などを挙げることがで
き、特にo‐位に置換基を有する安息香酸、例えばo‐
ヒドロキシ安息香酸、o‐ニトロ安息香酸、フタル酸な
どが好適である。
Examples of the aromatic carboxylic acid represented by the above general formula (VI) include p-hydroxybenzoic acid, o
-Hydroxybenzoic acid, 2-Hydroxy-3-nitrobenzoic acid, 3,5-Dinitrobenzoic acid, 2-Nitrobenzoic acid, 2,4-Dihydroxybenzoic acid, 2,5-Dihydroxybenzoic acid, 2,6-Dihydroxy Benzoic acid, 3,4
-Dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid, 2-vinylbenzoic acid, 4-vinylbenzoic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, etc., and particularly benzo having a substituent at the o-position Acid, eg o-
Hydroxybenzoic acid, o-nitrobenzoic acid, phthalic acid and the like are preferable.

【0021】また、一般式(VII)で表わされる芳香
族カルボン酸としては、式中のnが単一のもののみ、ま
たは異種のものを組み合わせても使用することができる
が、実用的にはフェノール化合物として市販されている
SAX(商品名、三井東圧化学社製)が好ましい。
As the aromatic carboxylic acid represented by the general formula (VII), those in which n in the formula is single or different ones can be used in combination, but in practical use. SAX (trade name, manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.), which is commercially available as a phenol compound, is preferable.

【0022】上記一般式(VI)及び(VII)で表わ
される芳香族カルボン酸は、それぞれ単独で用いてもよ
いし、2種以上を混合して用いてもよい。これらの芳香
族カルボン酸の配合により断面形状の良好なレジストパ
ターンを形成することができるとともに、露光後の引置
き経時安定性が優れ、露光後に施される加熱処理までの
時間の長さに関係なく、良好なプロファイル形状が形成
できる。特に一般式(VII)で表わされる芳香族カル
ボン酸は矩形の断面形状が形成できるため好適である。
The aromatic carboxylic acids represented by the above general formulas (VI) and (VII) may be used alone or in combination of two or more. The composition of these aromatic carboxylic acids makes it possible to form a resist pattern having a good cross-sectional shape, and has excellent stability over time after exposure after exposure, which is related to the length of time until the heat treatment performed after exposure. And a good profile shape can be formed. In particular, the aromatic carboxylic acid represented by the general formula (VII) is suitable because it can form a rectangular cross section.

【0023】この有機カルボン酸の配合量としては、基
材樹脂と酸発生剤の合計量に対して0.01〜1重量
%、好ましくは0.05〜0.5重量%の範囲で用いら
れる。有機カルボン酸の配合量が0.01重量%未満で
は断面形状の良好なレジストパターンが得られず、また
重量%を超えると現像性が低下するため好ましくな
い。
The amount of this organic carboxylic acid compounded is
0.01 to 1 relative to the total amount of material resin and acid generatorweight
%, Preferably 0.05 to 0.5weight%Used in the range of
Be done. The amount of organic carboxylic acid is 0.01weightLess than%
Does not provide a resist pattern with a good cross-sectional shape, and
1weight% Is not preferable because the developability is deteriorated.
Yes.

【0024】本発明のポジ型レジスト組成物には、さら
に放射線の照射により発生した酸の必要以上の拡散を防
止し、マスクパターンに忠実なレジストパターンを形成
でき、かつ解像度、引置き経時安定性を高めるために、
(D)成分としてアミンを基材樹脂に基づき0.01〜
重量%、好ましくは0.05〜0.5重量%の範囲で
含有させることができる。このアミンとしては脂肪族ア
ミン、芳香族アミン、複素環式アミンなどが用いられ
る。この脂肪族アミンとしては、例えばメチルアミン、
ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジ
エチルアミン、トリエチルアミン、n‐プロピルアミ
ン、ジ‐n‐プロピルアミン、トリ‐n‐プロピルアミ
ン、イソプロピルアミンなどを挙げることができる。ま
た、芳香族アミンとしては、例えばベンジルアミン、ア
ニリン、N‐メチルアニリン、N,N‐ジメチルアニリ
ン、o‐メチルアニリン、m‐メチルアニリン、p‐メ
チルアニリン、N,N‐ジエチルアニリン、ジフェニル
アミン、ジ‐p‐トリルアミンなどを挙げることができ
る。さらに複素環式アミンとしては、例えばピリジン、
o‐メチルピリジン、o‐エチルピリジン、2,3‐ジ
メチルピリジン、4‐エチル‐2‐メチルピリジン、3
‐エチル‐4‐メチルピリジンなどを挙げることができ
る。これらの中で、特に強塩基性で低沸点のアミン、例
えばメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミ
ン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン
のような脂肪族アミンが好ましい。これらは単独で用い
てもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。
The positive resist composition of the present invention can further prevent unnecessary diffusion of acid generated by irradiation of radiation, can form a resist pattern faithful to a mask pattern, and has high resolution and stability over time. To increase
As the component (D), an amine of 0.01 to
It can be contained in an amount of 1% by weight , preferably 0.05 to 0.5% by weight . As this amine, an aliphatic amine, an aromatic amine, a heterocyclic amine, or the like is used. Examples of this aliphatic amine include methylamine,
Examples thereof include dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, n-propylamine, di-n-propylamine, tri-n-propylamine and isopropylamine. Examples of aromatic amines include benzylamine, aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, o-methylaniline, m-methylaniline, p-methylaniline, N, N-diethylaniline, diphenylamine, Examples thereof include di-p-tolylamine. Further, as the heterocyclic amine, for example, pyridine,
o-methylpyridine, o-ethylpyridine, 2,3-dimethylpyridine, 4-ethyl-2-methylpyridine, 3
-Ethyl-4-methylpyridine and the like can be mentioned. Among these, particularly strongly basic and low-boiling amines, for example, aliphatic amines such as methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine and triethylamine are preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

【0025】本発明のポジ型レジスト組成物には、前記
した(A)ないし(D)成分に加え、さらに(E)成分
としてN,N‐ジアルキルカルボン酸アミドを含有させ
ることにより、孤立したレジストパターンの形状の改善
を行うことができる。このN,N‐ジアルキルカルボン
酸アミドの含有量は、基材樹脂に基づき0.1〜5重量
%の範囲が好ましい。このN,N‐ジアルキルカルボン
酸アミドとしては、低級カルボン酸アミドのN,N‐ジ
アルキル基置換体、例えばN,N‐ジメチルホルムアミ
ド又はN,N‐ジメチルアセトアミドが好ましい。これ
らは単独で用いてもよいし、また2種以上組み合せて用
いてもよい。
The positive resist composition of the present invention contains an N, N-dialkylcarboxylic acid amide as the component (E) in addition to the components (A) to (D) described above, so that an isolated resist is obtained. The pattern shape can be improved. The content of the N, N-dialkylcarboxylic acid amide is preferably in the range of 0.1 to 5% by weight based on the base resin. The N, N-dialkylcarboxylic acid amide is preferably an N, N-dialkyl group-substituted lower carboxylic acid amide, for example, N, N-dimethylformamide or N, N-dimethylacetamide. These may be used alone or in combination of two or more.

【0026】本発明のポジ型レジスト組成物において
は、さらに、吸光剤を配合するのが好ましい。この吸光
剤としては、例えば1‐[1‐(4‐ヒドロキシフェニ
ル)イソプロピル]‐4‐[1,1‐ビス(4‐ヒドロ
キシフェニル)エチル]ベンゼン、ビス(4‐ヒドロキ
シ‐3,5‐ジメチルフェニル)‐3,4‐ジヒドロキ
シフェニルメタンなどのポリフェノール類のナフトキノ
ン‐1,2‐ジアジド‐5‐スルホン酸エステル、ベン
ゾフェノンなどが用いられる。そして、これらの吸光剤
を配合することにより感度及び解像性の向上効果が得ら
れるとともに、定在波の影響を抑制し断面形状が波状と
ならず矩形のレジストパターンを与えることができる。
この吸光剤の配合量としては、基材樹脂と酸発生剤との
合計量に対して30重量%を超えない範囲、好ましくは
0.5〜15重量%の範囲が選ばれる。この配合量が3
重量%を超えるとプロファイル形状が悪くなる。
In the positive resist composition of the present invention, it is preferable to add a light absorber. Examples of the light absorber include 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene and bis (4-hydroxy-3,5-dimethyl). Naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonic acid esters of polyphenols such as (phenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, benzophenone and the like are used. By adding these light absorbers, the effect of improving the sensitivity and resolution can be obtained, and the influence of standing waves can be suppressed to give a rectangular resist pattern whose cross-sectional shape is not wavy.
As the amount of light absorbent, the total does not exceed 30% by weight relative to the weight range of the base resin and the acid generator is preferably selected in the range of 0.5 to 15 wt%. This blend amount is 3
If it exceeds 0% by weight , the profile shape becomes poor.

【0027】上記各成分を含有するポジ型レジスト組成
物は、その使用に当たっては溶剤に溶解した溶液の形で
用いるのが好ましい。このような溶剤の例としては、ア
セトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチ
ルイソアミルケトン、2‐ヘプタノンなどのケトン類;
エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテー
ト、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノ
アセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコ
ールモノアセテート、ジプロピレングリコール又はジプ
ロピレングリコールモノアセテートのモノメチルエーテ
ル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノ
ブチルエーテル又はモノフェニルエーテルなどの多価ア
ルコール類及びその誘導体;ジオキサンのような環式エ
ーテル類;及び乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、
酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン
酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロ
ピオン酸エチルなどのエステル類を挙げることができ
る。これらは単独で用いてもよいし、2種以上混合して
用いてもよい。
The positive resist composition containing each of the above components is preferably used in the form of a solution dissolved in a solvent for its use. Examples of such a solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone and 2-heptanone;
Ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol or dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether, etc. Polyhydric alcohols and derivatives thereof; cyclic ethers such as dioxane; and methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate,
Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate and ethyl ethoxypropionate can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

【0028】また、この際、所望によりポジ型レジスト
組成物と混和性のある添加物、例えばレジスト膜の性能
を改良するための付加的樹脂、可塑剤、安定剤、着色
剤、界面活性剤などの慣用されているものを添加含有さ
せることができる。
At this time, if desired, an additive miscible with the positive resist composition, for example, an additional resin for improving the performance of the resist film, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, a surfactant, etc. The conventional one can be added and contained.

【0029】上記ポジ型レジスト組成物は、溶剤に溶解
されスピンナーなどを用いて、例えばシリコンウエー
ハ、シリコン窒化膜(SiN)、BPSGなどの絶縁膜
を設けた基板、チタンナイトライド(TiN)、Al−
Si−Cu、タングステンなどの金属膜を設けた基板な
どに塗布し、乾燥して、感光層を形成したのち、縮小投
影露光装置などにより、deep−UV光、エキシマレ
ーザー光を所望のマスクパターンを介して照射するか、
電子線により描画し、現像液、例えば1〜10重量%テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液のようなア
ルカリ性水溶液などを用いて現像処理することにより、
マスクパターンに忠実で良好なレジストパターンを形成
する。このようにして、本発明の基材樹脂と酸発生剤を
用いることにより、各種基板に依存することがなく、優
れたレジストパターンが形成できる。
The above-mentioned positive resist composition is dissolved in a solvent and uses a spinner or the like to form, for example, a silicon wafer, a silicon nitride film (SiN), a substrate provided with an insulating film such as BPSG, titanium nitride (TiN), Al. −
After coating a substrate provided with a metal film of Si-Cu, tungsten, etc., and drying it to form a photosensitive layer, a deep-UV light or an excimer laser light is formed into a desired mask pattern by a reduction projection exposure device or the like. Or irradiate through
By drawing with an electron beam and developing with a developing solution, for example, an alkaline aqueous solution such as a 1 to 10 wt % tetramethylammonium hydroxide aqueous solution,
A good resist pattern that is faithful to the mask pattern is formed. Thus, by using the base resin and acid generator of the present invention, an excellent resist pattern can be formed without depending on various substrates.

【0030】[0030]

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail by way of examples, which should not be construed as limiting the invention thereto.

【0031】参考例1重量 平均分子量13,000、分子量分布(Mw/M
n)1.5のポリ(ヒドロキシスチレン)120gを
N,N‐ジメチルアセトアミド680gに溶解し、この
溶液の中にジ‐tert‐ブチル‐ジ‐カーボネート8
5.0gを加え、かき混ぜながら完全に溶解したのち、
トリエチルアミン59gを約15分間かけて滴下した。
滴下終了後、そのまま約3時間かき混ぜた。次いで、得
られた溶液に対して20倍量の純水を加え、水酸基がt
ert‐ブトキシカルボニルオキシ基で置換されたポリ
(ヒドロキシスチレン)を析出させた。該析出物を純水
で洗浄、脱水、乾燥することにより、水酸基の39%が
tert‐ブトキシカルボニルオキシ基で置換されたポ
リ(ヒドロキシスチレン)[重量平均分子量13,00
0、分子量分布(Mw/Mn)1.5]150gを得
た。
Reference Example 1 Weight average molecular weight 13,000, molecular weight distribution (Mw / M
n) 120 g of poly (hydroxystyrene) of 1.5 was dissolved in 680 g of N, N-dimethylacetamide and di-tert-butyl-dicarbonate 8 was added to the solution.
After adding 5.0 g and stirring to dissolve completely,
59 g of triethylamine was added dropwise over about 15 minutes.
After completion of dropping, the mixture was stirred for about 3 hours as it was. Then, 20 times the amount of pure water was added to the obtained solution, and the hydroxyl group
Poly (hydroxystyrene) substituted with ert-butoxycarbonyloxy groups was deposited. The precipitate was washed with pure water, dehydrated, and dried to give poly (hydroxystyrene) in which 39% of hydroxyl groups were substituted with tert-butoxycarbonyloxy groups [ weight average molecular weight 13,000.
0, molecular weight distribution (Mw / Mn) 1.5], 150 g was obtained.

【0032】参考例2重量 平均分子量13,000、分子量分布(Mw/M
n)1.5のポリ(ヒドロキシスチレン)120gを
N,N‐ジメチルアセトアミド680gに溶解し、この
溶液の中に1‐クロロ‐1‐エトキシエタン42.3g
を加え、かき混ぜながら完全に溶解したのち、トリエチ
ルアミン78.8gを約30分間かけて滴下した。滴下
終了後、そのまま約3時間かき混ぜた。次いで、得られ
た溶液に対して20倍量の純水を加え、水酸基が1‐エ
トキシエトキシ基で置換されたポリ(ヒドロキシスチレ
ン)を析出させた。該析出物を純水で洗浄、脱水、乾燥
することにより、水酸基の39%が1‐エトキシエトキ
シ基で置換されたポリ(ヒドロキシスチレン)[重量
均分子量13,000、分子量分布(Mw/Mn)1.
5]130gを得た。
Reference Example 2 Weight average molecular weight 13,000, molecular weight distribution (Mw / M
n) 120 g of poly (hydroxystyrene) of 1.5 was dissolved in 680 g of N, N-dimethylacetamide, and 42.3 g of 1-chloro-1-ethoxyethane was dissolved in this solution.
Was added and dissolved completely with stirring, and then 78.8 g of triethylamine was added dropwise over about 30 minutes. After completion of dropping, the mixture was stirred for about 3 hours as it was. Next, 20 times the amount of pure water was added to the resulting solution to precipitate poly (hydroxystyrene) in which the hydroxyl groups were replaced by 1-ethoxyethoxy groups. By washing the precipitate with pure water, dehydration, and drying, poly (hydroxystyrene) in which 39% of hydroxyl groups are substituted with 1-ethoxyethoxy groups [ weight average molecular weight 13,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 1.
5] 130 g was obtained.

【0033】参考例3 参考例1においてポリ(ヒドロキシスチレン)を重量
均分子量13,000、分子量分布(Mw/Mn)4.
0のポリ(ヒドロキシスチレン)に代えた以外は、参考
例1と同様にして、水酸基の39%がtert‐ブトキ
シカルボニルオキシ基で置換されたポリ(ヒドロキシス
チレン)[重量平均分子量13,000、分子量分布
(Mw/Mn)4.0]150gを得た。
Reference Example 3 Poly (hydroxystyrene) in Reference Example 1 was used in a weight average molecular weight of 13,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 4.
In the same manner as in Reference Example 1 except that poly (hydroxystyrene) of 0 was used, poly (hydroxystyrene) in which 39% of hydroxyl groups were substituted with tert-butoxycarbonyloxy groups [ weight average molecular weight 13,000, molecular weight Distribution (Mw / Mn) 4.0] 150 g was obtained.

【0034】参考例4 参考例2においてポリ(ヒドロキシスチレン)を重量
均分子量13,000、分子量分布(Mw/Mn)4.
0のポリ(ヒドロキシスチレン)に代えた以外は、参考
例2と同様にして、水酸基の39%が1‐エトキシエト
キシ基で置換されたポリ(ヒドロキシスチレン)[重量
平均分子量13,000、分子量分布(Mw/Mn)
4.0]130gを得た。
Reference Example 4 Poly (hydroxystyrene) in Reference Example 2 was used in a weight average molecular weight of 13,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 4.
In the same manner as in Reference Example 2 except that poly (hydroxystyrene) of 0 was used, poly (hydroxystyrene) in which 39% of hydroxyl groups were substituted with 1-ethoxyethoxy groups [ weight average molecular weight: 13, 000, molecular weight distribution (Mw / Mn)
4.0] 130 g was obtained.

【0035】実施例1 参考例1で得られたポリ(ヒドロキシスチレン)3gと
参考例2で得られたポリ(ヒドロキシスチレン)7g、
ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン0.4
g、ビス(2,4‐ジメチルフェニルスルホニル)ジア
ゾメタン0.1g、ピロガロールトリメシレート0.2
g、サリチル酸0.02g及びベンゾフェノン0.1g
をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
45gに溶解したのち、さらにトリエチルアミン0.0
3g及びN,N‐ジメチルアセトアミド0.5gを加え
て溶解して得られた溶液を孔径0.2μmのメンブレン
フィルターでろ過したものをポジ型レジストの塗布液と
して調製した。
Example 1 3 g of poly (hydroxystyrene) obtained in Reference Example 1 and 7 g of poly (hydroxystyrene) obtained in Reference Example 2,
Bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane 0.4
g, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane 0.1 g, pyrogallol trimesylate 0.2
g, salicylic acid 0.02 g and benzophenone 0.1 g
Was dissolved in 45 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and then triethylamine 0.0
3 g and 0.5 g of N, N-dimethylacetamide were added and dissolved, and the resulting solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a positive resist coating solution.

【0036】次に調製された塗布液をスピンナーを使用
してシリコンウエーハ上に塗布し、ホットプレート上で
80℃、90秒間乾燥して膜厚0.7μmのレジスト膜
を得た。この膜に縮小投影露光装置NSR−2005E
X8A(ニコン社製)を用い、1mJずつドーズ量を加
え露光したのち、105℃、90秒間加熱し、次いで
2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド
水溶液で23℃において65秒間現像処理し、30秒間
水洗、乾燥してレジストパターンを形成した。形成され
たレジストパターン断面は、定在波の影響はなく矩形に
近い良好なものであり、0.21μmのラインアンドス
ペースパターンが形成された。また、目視で確認できる
大面積のレジストパターンがパターニングされ基板表面
が現れる最小露光量を感度として測定した結果、11m
J/cmであった。さらに、形成されたレジストパタ
ーンの耐熱性(熱によるフローが生じる温度)を調べた
結果、135℃であった。焦点深度幅として0.25μ
mのラインアンドスペースパターンが1:1に形成され
る焦点の最大幅(μm)を求めたところ2.0μmであ
った。このレジスト溶液を褐色ビン中25℃で保存し保
存安定性を調べたところ、6か月間異物の発生がなかっ
た。
Next, the prepared coating solution was applied onto a silicon wafer using a spinner and dried on a hot plate at 80 ° C. for 90 seconds to obtain a resist film having a thickness of 0.7 μm. Reduction projection exposure apparatus NSR-2005E on this film
X8A (manufactured by Nikon Corporation) was added with a dose amount of 1 mJ for exposure, followed by heating at 105 ° C. for 90 seconds, and then development treatment with a 2.38 wt % tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. for 65 seconds, 30 It was washed with water for 2 seconds and dried to form a resist pattern. The cross section of the formed resist pattern was a good rectangular shape with no influence of standing waves, and a line-and-space pattern of 0.21 μm was formed. In addition, the minimum exposure amount at which a large-area resist pattern that can be visually confirmed and the surface of the substrate is exposed was measured as the sensitivity, and as a result, 11 m
It was J / cm 2 . Furthermore, the heat resistance of the formed resist pattern (the temperature at which a flow caused by heat occurs) was examined, and it was 135 ° C. 0.25μ as the depth of focus
The maximum width (μm) of the focal point at which a line-and-space pattern of m was formed 1: 1 was 2.0 μm. When this resist solution was stored in a brown bottle at 25 ° C. and its storage stability was examined, no foreign matter was generated for 6 months.

【0037】また、引置き経時安定性として、上記と同
様にしてレジストパターンを形成し、側面が垂直で良好
なプロファイル形状の0.25μmのラインアンドスペ
ースパターンが形成される露光から露光後加熱処理まで
の時間を測定したところ、90分間であった。
Further, as the stability over time of leaving, a resist pattern is formed in the same manner as described above, and a 0.25 μm line-and-space pattern having a vertical side surface and a good profile is formed. It was 90 minutes when the time until was measured.

【0038】比較例1 参考例3で得られたポリ(ヒドロキシスチレン)3gと
参考例4で得られたポリ(ヒドロキシスチレン)7g、
ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン0.7
g、サリチル酸0.05gをプロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテート45gに溶解したのち、さら
にトリエチルアミン0.01g及びN,N‐ジメチルア
セトアミド0.2gを加えて溶解して得られた溶液を孔
径0.2μmのメンブレンフィルターでろ過したものを
ポジ型レジストの塗布液として調製した。
Comparative Example 1 3 g of poly (hydroxystyrene) obtained in Reference Example 3 and 7 g of poly (hydroxystyrene) obtained in Reference Example 4,
Bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane 0.7
g, and 0.05 g of salicylic acid were dissolved in 45 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and then 0.01 g of triethylamine and 0.2 g of N, N-dimethylacetamide were added and dissolved to obtain a solution. What was filtered with a filter was prepared as a positive resist coating solution.

【0039】次に調製された塗布液を実施例1と同様に
してレジストパターンを形成した。形成されたレジスト
パターン断面は、定在波の影響はなく矩形に近い良好な
ものであり、0.21μmのラインアンドスペースパタ
ーンが形成された。また、目視で確認できる大面積のレ
ジストパターンがパターニングされ基板表面が現れる最
小露光量を感度として測定した結果、15mJ/cm
であった。さらに、形成された目視で確認できる大面積
のレジストパターンの耐熱性(熱によるフローが生じる
温度)を調べた結果、125℃であった。焦点深度幅と
して0.25μmのラインアンドスペースパターンが
1:1に形成される焦点の最大幅(μm)を求めたとこ
ろ1.6μmであった。このレジスト溶液を褐色ビン中
25℃で保存し保存安定性を調べたところ、6か月間異
物の発生がなかった。
Then, a resist pattern was formed from the prepared coating liquid in the same manner as in Example 1. The cross section of the formed resist pattern was a good rectangular shape with no influence of standing waves, and a line-and-space pattern of 0.21 μm was formed. In addition, the minimum exposure amount at which a large-area resist pattern that can be visually confirmed and the surface of the substrate is exposed is measured as the sensitivity, and as a result, 15 mJ / cm 2
Met. Further, as a result of examining the heat resistance (temperature at which heat flow occurs) of the formed large-area resist pattern which can be visually confirmed, it was 125 ° C. The maximum width (μm) of the focus at which a line-and-space pattern having a depth of focus of 0.25 μm was formed 1: 1 was 1.6 μm. When this resist solution was stored in a brown bottle at 25 ° C. and its storage stability was examined, no foreign matter was generated for 6 months.

【0040】また、引置き経時安定性として、露光後加
熱処理を110℃、90秒間とした以外は実施例1と同
様にしてレジストパターンを形成し、側面が垂直で良好
なプロファイル形状の0.25μmのラインアンドスペ
ースパターンが形成される露光から露光後加熱処理まで
の時間を測定したところ、60分間であった。
Further, as the stability with respect to storage over time, a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the post-exposure heat treatment was carried out at 110 ° C. for 90 seconds, and the side surface was vertical and a good profile shape of 0. The time from the exposure for forming a 25 μm line-and-space pattern to the post-exposure heat treatment was 60 minutes.

【0041】実施例2 実施例1において、基板をTiNの金属膜が形成された
シリコンウエーハとした以外は、実施例1と同様にして
レジストパターンを形成した。形成されたレジストパタ
ーン断面は定在波の影響はなく矩形に近い良好なもので
あり、0.23μmのラインアンドスペースパターンが
形成された。
Example 2 A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the substrate in Example 1 was a silicon wafer having a TiN metal film formed thereon. The cross section of the formed resist pattern was a good rectangular shape with no influence of standing waves, and a 0.23 μm line-and-space pattern was formed.

【0042】実施例3 実施例1において、基板をBPSGの絶縁膜が形成され
たシリコンウエーハとした以外は、実施例1と同様にし
てレジストパターンを形成した。形成されたレジストパ
ターン断面は定在波の影響はなく矩形に近い良好なもの
であり、0.23μmのラインアンドスペースパターン
が形成された。
Example 3 A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the substrate in Example 1 was a silicon wafer on which an insulating film of BPSG was formed. The cross section of the formed resist pattern was a good rectangular shape with no influence of standing waves, and a 0.23 μm line-and-space pattern was formed.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明のポジ型レジスト組成物は、高感
度で、クオーターミクロン以下の高解像性を有し、かつ
耐熱性、焦点深度幅特性、引置き経時安定性及びレジス
ト溶液の保存安定性が優れ、基板依存性がなくプロファ
イル形状の優れたレジストパターンを与える。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The positive resist composition of the present invention has high sensitivity and high resolution of not more than quarter micron, and also has heat resistance, focal depth range characteristic, stability during storage for a long time, and preservation of resist solution. It provides a resist pattern with excellent stability, excellent substrate profile, and excellent profile shape.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂井 与日 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東京応化工業株式会社内 (72)発明者 中山 寿昌 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東京応化工業株式会社内 (56)参考文献 特許3416876(JP,B2) 特許3226270(JP,B2) 特許3073149(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/00 - 7/18 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yohei Sakai 150 Nakamaruko, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. (72) Hisashi Nakayama 150, Nakamaruko, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Within the corporation (56) References Patent 3416876 (JP, B2) Patent 3226270 (JP, B2) Patent 3073149 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G03F 7/ 00- 7/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (A)一般式 【化1】 (式中、Rは水素原子又はメチル基、Rはメチル基
又はエチル基、Rは炭素数1〜4の低級アルキル基で
ある)で表わされる構成単位10〜60モル%と、式 【化2】 で表わされる構成単位90〜40モル%とから構成さ
れ、かつ重量平均分子量8,000〜25,000、分
子量分布(Mw/Mn)1.5以下を有するポリ(ヒド
ロキシスチレン)誘導体からなる基材樹脂及び (B)ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン
又はビス(2,4‐ジメチルフェニルスルホニル)ジア
ゾメタンあるいはその両方を含む酸発生剤を含有してな
るポジ型レジスト組成物。
1. A general formula: (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a methyl group or an ethyl group, and R 3 is a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms); [Chemical 2] A base material comprising a poly (hydroxystyrene) derivative having a weight average molecular weight of 8,000 to 25,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.5 or less. A positive resist composition comprising a resin and (B) bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane or bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, or an acid generator containing both.
【請求項2】 (A)(a1)一般式 【化3】 (式中、Rは水素原子又はメチル基、Rはメチル基
又はエチル基、Rは炭素数1〜4の低級アルキル基で
ある)で表わされる構成単位10〜60モル%と、式 【化4】 で表わされる構成単位90〜40モル%とから構成さ
れ、かつ重量平均分子量8,000〜25,000、分
子量分布(Mw/Mn)1.5以下を有するポリ(ヒド
ロキシスチレン)誘導体と、(a2)式 【化5】 で表わされる構成単位10〜60モル%と、前記化4で
表わされる構成単位90〜40モル%とから構成され、
かつ重量平均分子量8,000〜25,000、分子量
分布(Mw/Mn)1.5以下を有するポリ(ヒドロキ
シスチレン)誘導体との混合物からなる基材樹脂及び (B)ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン
又はビス(2,4‐ジメチルフェニルスルホニル)ジア
ゾメタンあるいはその両方を含む酸発生剤を含有してな
るポジ型レジスト組成物。
2. (A) (a 1 ) general formula: (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a methyl group or an ethyl group, and R 3 is a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms); [Chemical 4] And a poly (hydroxystyrene) derivative having a weight average molecular weight of 8,000 to 25,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.5 or less. 2 ) Formula [Chemical formula 5] Composed of 10 to 60 mol% of the structural unit represented by and 90 to 40 mol% of the structural unit represented by Chemical formula 4,
And a base resin comprising a mixture with a poly (hydroxystyrene) derivative having a weight average molecular weight of 8,000 to 25,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.5 or less and (B) bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane or A positive resist composition comprising an acid generator containing bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane or both.
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