JPH06236033A - Positive resist material - Google Patents

Positive resist material

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Publication number
JPH06236033A
JPH06236033A JP5041714A JP4171493A JPH06236033A JP H06236033 A JPH06236033 A JP H06236033A JP 5041714 A JP5041714 A JP 5041714A JP 4171493 A JP4171493 A JP 4171493A JP H06236033 A JPH06236033 A JP H06236033A
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JP
Japan
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resist material
group
positive resist
poly
resin
Prior art date
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Application number
JP5041714A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fujio Yagihashi
不二夫 八木橋
Katsuya Takemura
勝也 竹村
Minoru Takamizawa
稔 高見沢
Haruyori Tanaka
啓順 田中
Yoshio Kawai
義夫 河合
Korehito Matsuda
維人 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd, Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication of JPH06236033A publication Critical patent/JPH06236033A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a positive resist material for high energy beam high in sensitivity and resolution and having excellent process aptitude. CONSTITUTION:The positive resist material contains a poly(hydroxy styrene) resin (a) in which hydrogen atom of a part of hydroxyl group is substituted by t-butoxycarbonyl, a dissolution inhibitor (b) and an onium salt (c) so as to be 0.55<=(a), 0.07<=(b)<=0.40, 0.005<=(c)<=0.15 and (a)+(b)+(c)=1 by wt. percent, is developed with an alkaline aq. solution and is sensitive to high energy beam and the onium salt (c) is expressed by a general formula, (R)2IM. In the formula, R is aromatic group, at least one of R's is phenyl group substituted by t-butoxy group and each of Rs can be the same or different. And M is an anion.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はポジ型レジスト材料に関
し、特に、遠紫外線、電子線及びX線等の高エネルギー
線に対して高い感度を有すると共に、アルカリ水溶液で
現像することのできる、微細加工に適したポジ型レジス
ト材料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive resist material, and in particular, it has a high sensitivity to high-energy rays such as deep ultraviolet rays, electron beams and X-rays, and can be developed with an alkaline aqueous solution. The present invention relates to a positive resist material suitable for processing.

【0002】[0002]

【従来技術】従来から、LSI(高密度集積回路)の高
集積化と高速度化に伴い、パタンルールの微細化が求め
られているが、通常の光露光技術で用いる光源から放射
される光は波長が長い上単一波長ではないので、パタン
ルールの微細化には限度があった。そこで、超高圧水銀
灯から放射されるg線(波長436nm)或いはi線
(波長365nm)を光源として用いることも行われて
いる。しかしながら、この場合でも約0.5μmの解像
度のパタンルールが限界であり、製作され得るLSIは
16MビットDRAM程度の集積度のものに過ぎない。
2. Description of the Related Art Conventionally, with the high integration and high speed of LSIs (high-density integrated circuits), miniaturization of pattern rules has been demanded, but light emitted from a light source used in a normal optical exposure technique is required. Has a long wavelength and is not a single wavelength, so there is a limit to the miniaturization of the pattern rule. Therefore, g-rays (wavelength 436 nm) or i-rays (wavelength 365 nm) emitted from an ultra-high pressure mercury lamp are also used as a light source. However, even in this case, the pattern rule with a resolution of about 0.5 μm is the limit, and the LSI that can be manufactured is only the degree of integration of about 16 Mbit DRAM.

【0003】そこで、近年においては、g線やi線より
も更に波長が短い、遠紫外線を光源として用いた遠紫外
線リソグラフィーが有望視されている。遠紫外線リソグ
ラフィーによれば、0.1〜0.3μmのパタンルール
を形成することも可能であり、光吸収性の小さいレジス
ト材料を用いた場合には、基板に対して垂直に近い側壁
を有するパタンを形成することが可能である。更に、一
括してパタンを転写することもできるので、電子線を用
いたリソグラフィーよりもパタン形成処理効率(スルー
プット)が高い点で優れている。また、近年、遠紫外線
用の光源として高輝度のKrFエキシマレーザーを用い
ることができるようになったことに伴い、該光源を用い
てLSIを量産する観点から、特に光吸収が小さい上、
高感度であるレジスト材料を用いることが必要であると
されている。
Therefore, in recent years, far-ultraviolet lithography, which uses far-ultraviolet rays as a light source and has a wavelength shorter than that of g-line or i-line, is regarded as promising. According to deep-UV lithography, it is possible to form a pattern rule of 0.1 to 0.3 μm, and when a resist material having low light absorption is used, it has a side wall that is almost vertical to the substrate. It is possible to form patterns. Further, since the patterns can be transferred at one time, the pattern formation processing efficiency (throughput) is superior to the lithography using the electron beam. In addition, in recent years, since it has become possible to use a high-intensity KrF excimer laser as a light source for far-ultraviolet rays, light absorption is particularly small from the viewpoint of mass-producing LSIs using the light source.
It is said that it is necessary to use a resist material having high sensitivity.

【0004】そこで、近年、従来の高感度レジスト材料
と同等以上の感度を有する上、解像度及びドライエッチ
ング耐性の高い、酸を触媒として製造される化学増幅型
のレジスト材料が開発されており(例えば、リュー(L
iu)等、ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンス
・アンド・テクノロジー(J.Vac.Sci.Tec
hno.)、第B6巻、第379頁、1988年)、シ
プリー(Shipley)社によってノボラック樹脂と
メラミン化合物及び酸発生剤との三成分から成る、化学
増幅型のネガ型レジスト材料(SAL601ER7:シ
プリー社の商品名)が既に商品化されている。
Therefore, in recent years, a chemically amplified resist material has been developed which has sensitivity equal to or higher than that of a conventional high-sensitivity resist material, and has high resolution and high dry etching resistance and which is produced using an acid as a catalyst (for example, , Liu (L
iu), etc., Journal of Vacuum Science and Technology (J. Vac. Sci. Tec)
hno. ), Vol. B6, p. 379, 1988), a chemically amplified negative resist material (SAL601ER7: manufactured by Shipley Co., Ltd.) consisting of three components of a novolak resin, a melamine compound and an acid generator by Shipley Co. The product name) has already been commercialized.

【0005】しかしながら、LSIの製造工程において
ネガ型レジスト材料を用いた場合には、配線やゲート部
分を形成させることは容易であるものの、微細加工が必
要とされるコンタクトホールを形成させることは困難で
あるという欠点があった。また、従来提案されている化
学増幅型のポジ型レジスト材料をそのまま用いて遠紫外
線や電子線或いはX線でパタン形成を行った場合には、
レジスト表面の溶解性が低下して、現像後のパタンがオ
ーバーハング状になり易いために、パタンの寸法を制御
することが困難となって、ドライエッチングを用いた基
板加工の際の寸法制御性を損なうのみならず、パタンの
倒壊を招き易いという欠点があった〔ケー・ジー・チオ
ン(K.G.Chiong)等、ジャーナル・オブ・バ
キューム・サイエンス・アンド・テクノロジー、第B7
巻、(6)、第1771頁、1989年〕。
However, when a negative resist material is used in the LSI manufacturing process, it is easy to form wiring and gate portions, but it is difficult to form contact holes that require fine processing. There was a drawback that was. In addition, when patterning is performed with deep ultraviolet rays, electron beams or X-rays using the conventionally proposed chemically amplified positive type resist material as it is,
Since the solubility of the resist surface decreases and the pattern after development tends to overhang, it becomes difficult to control the size of the pattern, and dimensional controllability during substrate processing using dry etching. Not only the damage to the computer, but also the tendency to cause the pattern to collapse [K. G. Chion et al., Journal of Vacuum Science and Technology, B7].
Vol., (6), p. 1771, 1989].

【0006】そこで、かかる欠点のない、高性能で化学
増幅型のポジ型レジスト材料の開発が強く望まれてい
た。かかる要望に答えて、イトー(Ito)等は、ポリ
ヒドロキシスチレンのOH基をt─ブトキシカルボニル
基で保護したポリ(ブトキシカルボニルオキシスチレ
ン)(PBOCSTという)樹脂に、オニウム塩を加え
た化学増幅型のポジ型レジスト材料を提案している(ポ
リマース・イン・エレクトロニクス、エー・シー・エス
シンポジウムシリーズ〔Polymers in El
ectoronics,ACS symposium
Series)第242回(アメリカ化学会、ワシント
ンDC.1984年)、第11頁〕。
Therefore, there has been a strong demand for the development of a high-performance, chemically-amplified positive resist material which does not have such drawbacks. In response to such a demand, Ito et al. Have disclosed a chemically amplified type obtained by adding an onium salt to a poly (butoxycarbonyloxystyrene) (PBOCST) resin obtained by protecting the OH group of polyhydroxystyrene with a t-butoxycarbonyl group. Proposal of positive resist materials (Polymers in Electronics, ACS Symposium Series [Polymers in El
electricalonics, ACS symposium
Series) 242 (American Chemical Society, Washington DC. 1984), p. 11].

【0007】しかしながら、上記のオニウム塩がアンチ
モンを金属成分として含有しているために、基板を汚染
するのみならず、上記レジスト材料は遠紫外線等を照射
した後の経時変化が極めて大きいという欠点があった。
また、上野等は、ポリ(p─スチレンオキシテトラヒド
ロピラニル)を主成分とし、これに酸発生剤を添加して
なる遠紫外線用ポジ型レジスト材料を提案している(第
36回応用物理学会関連連合講演会、1989年、1p
─k─7)。
However, since the above-mentioned onium salt contains antimony as a metal component, it not only contaminates the substrate, but also the above-mentioned resist material has the drawback that the change with time after irradiation with far-ultraviolet rays is extremely large. there were.
Also, Ueno et al. Have proposed a positive resist material for deep ultraviolet rays, which is mainly composed of poly (p-styreneoxytetrahydropyranyl) and to which an acid generator is added (36th Japan Society of Applied Physics). Related Joint Lecture, 1989, 1p
-K-7).

【0008】しかしながら、上記ポジ型レジスト材料
は、遠紫外線、電子線又はX線に対してポジ型からネガ
型へ反転し易いという欠点があった。上記したような、
OH基を保護基で保護した樹脂と酸発生剤からなる2成
分系のポジ型レジスト材料は、上記の欠点の他に、更
に、現像液に溶解させるために多くの保護基を分解する
必要があるので、LSIの製造工程においてレジストの
膜厚が変化したり、膜内に応力や気泡を発生させ易いと
いう欠点があった。
However, the above positive type resist material has a drawback that it is easy to invert from a positive type to a negative type with respect to deep ultraviolet rays, electron beams or X-rays. As mentioned above,
In addition to the above-mentioned drawbacks, the two-component positive resist composition comprising a resin in which an OH group is protected by a protective group and an acid generator requires the decomposition of many protective groups in order to be dissolved in a developing solution. Therefore, there are drawbacks that the film thickness of the resist is changed in the manufacturing process of the LSI, and stress and bubbles are easily generated in the film.

【0009】そこで、上記2成分系のポジ型レジスト材
料の欠点を改善した化学増幅型のポジ型レジスト材料と
して、アルカリ可溶性樹脂、溶解阻害剤及び酸発生剤か
らなる3成分系のポジ型レジスト材料が開発されてい
る。このような3成分系のポジ型レジスト材料として
は、ノボラック樹脂、溶解阻害剤としてのアセタール化
合物、及び酸発生剤を添加したレジスト材料(RAY/
PFレジスト材料:ヘキスト社)が、X線リソグラフィ
ー用として開発されている。
Therefore, as a chemically amplified positive resist material which has improved the drawbacks of the above two-component positive resist material, a three-component positive resist material comprising an alkali-soluble resin, a dissolution inhibitor and an acid generator is used. Is being developed. As such a three-component positive resist material, a resist material containing a novolac resin, an acetal compound as a dissolution inhibitor, and an acid generator (RAY /
PF resist material: Hoechst) has been developed for X-ray lithography.

【0010】しかしながら、このレジスト材料は室温で
化学増幅を行うので、レジスト感度は、X線露光から現
像するまでの時間に著しく依存する。従って、該時間を
常時厳密にコントロールする必要があるが、そのコント
ロールが困難であるために、パタンの寸法を安定させる
ことができないという欠点がある上、KrFエキシマレ
ーザー光(波長248nm)の吸収が大きいために、該
レーザーを用いたリソグラフィーに使用することは不適
当であるという欠点があった。
However, since this resist material undergoes chemical amplification at room temperature, the resist sensitivity remarkably depends on the time from X-ray exposure to development. Therefore, it is necessary to control the time strictly at all times, but it is difficult to control the time, so that the dimension of the pattern cannot be stabilized, and the absorption of the KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) is not possible. Due to its large size, it has a drawback that it is unsuitable for use in lithography using the laser.

【0011】ところで、化学増幅するためには、一般
に、露光後に熱処理を必要とする場合が多い。この場合
には、室温で化学増幅を行うレジスト材料の場合よりも
工程が増加するものの、露光から現像するまでの間の時
間のコントロールを厳密に行う必要がないために、レジ
スト特性が安定である。また、化学増幅を行う過程で加
水分解を行う系の場合には、加水分解のために水を必要
とするので、レジスト材料中に水分を含ませることが必
要である。
By the way, in order to carry out chemical amplification, heat treatment is generally required after exposure in many cases. In this case, although the number of steps is increased as compared with the case of a resist material which is chemically amplified at room temperature, it is not necessary to strictly control the time from exposure to development, so that the resist characteristics are stable. . Further, in the case of a system in which hydrolysis is performed in the process of performing chemical amplification, water is required for hydrolysis, so it is necessary to incorporate water into the resist material.

【0012】しかしながら、レジスト材料を基板に塗布
する際に用いられる溶媒には、一般に、酢酸エトキシエ
チル等の水に溶解しない有機溶媒を用いる場合が多く、
また、レジスト材料として用いられる樹脂自体も水と相
溶しないものが多いので、レジスト材料中に水分を含有
させることが難しい上、含有させたとしてもその水分の
コントロールが煩雑となる。これに対し、t─ブトキシ
カルボニルオキシ基の分解反応は、t─ブトキシカルボ
ニルオキシ基と触媒である酸との2成分で反応が進行
し、水分を必要としないので、化学増幅を行わせるため
には好適である。
However, as the solvent used for coating the resist material on the substrate, an organic solvent which is not soluble in water, such as ethoxyethyl acetate, is generally used.
In addition, since many resins themselves used as resist materials are not compatible with water, it is difficult to add water to the resist material, and even if it is added, the control of the water becomes complicated. On the other hand, in the decomposition reaction of the t-butoxycarbonyloxy group, the reaction proceeds with the two components of the t-butoxycarbonyloxy group and the acid which is the catalyst, and water is not required. Is preferred.

【0013】また、t─ブトキシカルボニルオキシ基を
有する化合物の多くが、ノボラック樹脂の溶解性を阻害
する効果を有するので、t─ブトキシカルボニルオキシ
基がノボラック樹脂に対して溶解阻害効果を有するとい
うことが知られている。このような観点から、シュレゲ
ル(Schlegel)等は、ノボラック樹脂、ビスフ
ェノールAにt─ブトキシカルボニル基を導入した溶解
阻害剤、及びピロガロールメタンスルホン酸エステルか
らなる3成分系のポジ型レジスト材料を提案している
(1990年春李、第37回応用物理学会関連連合講演
会、28p─ZE─4)。
Further, since many compounds having a t-butoxycarbonyloxy group have an effect of inhibiting the solubility of the novolak resin, the t-butoxycarbonyloxy group has a dissolution inhibiting effect on the novolak resin. It has been known. From this point of view, Schlegel et al. Proposed a three-component positive resist material consisting of a novolak resin, a dissolution inhibitor obtained by introducing a t-butoxycarbonyl group into bisphenol A, and pyrogallol methanesulfonate. (Spring Lee 1990, 37th Joint Lecture Meeting of Japan Society of Applied Physics, 28p-ZE-4).

【0014】しかしながら、この場合には、ノボラック
樹脂の光吸収が大きいために実用化することが困難であ
る。また、シュウォーム(Schwalm)等は、溶解
阻害剤と酸発生剤とを兼ねた材料としてビス(p─t─
ブトキシカルボニルオキシフェニル)ヨードニウムヘキ
サフルオロアンチモネートを開発し〔ポリマー・フォア
・マイクロエレクトロニクス(polymer for
Microelectronics)、東京、198
9年、セッションA38〕、これをノボラック樹脂に混
合した遠紫外線用ポジ型レジスト材料を提案している。
However, in this case, it is difficult to put it into practical use because the light absorption of the novolac resin is large. In addition, Schwarm and the like use bis (pt-t-) as a material that serves as both a dissolution inhibitor and an acid generator.
Butoxycarbonyloxyphenyl) iodonium hexafluoroantimonate was developed [polymer for microelectronics (polymer for
Microelectronics), Tokyo, 198.
9th session, Session A38], and proposes a positive resist material for deep ultraviolet rays in which this is mixed with a novolac resin.

【0015】しかしながら、上記のポジ型レジスト材料
は、ノボラック樹脂の光吸収が大きい上金属を含有する
ことから、実用化が困難であるという欠点があった。と
ころで、樹脂、溶解阻害剤及び酸発生剤からなる3成分
系の化学増幅型ポジ型レジスト材料においては、用いる
酸発生剤が、レジスト材料としての性能に特に大きな影
響を及ぼすことが知られている。このような酸発生剤の
代表的なものの例としては、(C6 5 3 +-3
CF3 、(C6 5 3 +-PF6 、(C6 5 3
+-SbF6 、(C6 5SC6 4 )(C6 5 2
+-3 SCF3 、CH3 OC6 5 (C6 52
+-OSO2 CF3 で各々表される化合物が挙げられる。
However, the above positive type resist material has a drawback that it is difficult to put into practical use because the novolak resin has a large light absorption and contains a metal. By the way, in a three-component chemically amplified positive resist composition comprising a resin, a dissolution inhibitor and an acid generator, the acid generator used is known to have a particularly large effect on the performance as a resist material. . A typical example of such an acid generator is (C 6 H 5 ) 3 S + -O 3 S.
CF 3, (C 6 H 5 ) 3 S + - PF 6, (C 6 H 5) 3 S
+ - SbF 6, (C 6 H 5 SC 6 H 4) (C 6 H 5) 2
S + -O 3 SCF 3 , CH 3 OC 6 H 5 (C 6 H 5 ) 2 S
The compounds represented by + -OSO 2 CF 3 can be mentioned.

【0016】しかしながら、これらの何れの酸発生剤も
以下の何れかの欠点を有しているために、レジスト材料
としての性能が低下するという欠点があった。上記の欠
点は、レジスト用感光材料を基材に塗布する際に用いる
エチルセルソルブアセテート、乳酸エチル、メトキシ─
2─プロパノール等の溶媒に対する溶解性が低いため
に、レジスト中に適量含有させることが困難であるこ
と、溶媒に対する溶解性が比較的高いものであっても、
レジスト膜形成用樹脂に対する相溶性が悪いために良好
なレジスト膜を形成させることが困難であること、及び
光照射後であって露光後の熱処理を行うまでの間に、経
時的な感度低下やパタン形状の変化が生じ易いことであ
る。
However, since any of these acid generators has any of the following drawbacks, the performance as a resist material is deteriorated. The above-mentioned drawback is caused by ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, methoxy-
2-Solubility in a solvent such as propanol is low, so it is difficult to add an appropriate amount to the resist, and even if the solubility in a solvent is relatively high,
It is difficult to form a good resist film because of poor compatibility with the resin for forming a resist film, and it is possible to reduce sensitivity with time after light irradiation and before heat treatment after exposure. The pattern shape is likely to change.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等は
かかる酸発生剤について鋭意研究した結果、樹脂と溶解
阻害剤及び酸発生剤を組み合わせた化学増幅型ポジ型レ
ジスト材料において、ポリ(ヒドロキシスチレン)系樹
脂及び特定のオニウム塩を酸発生剤として用いた場合に
は、従来の高エネルギー線用の化学増幅型ポジ型レジス
ト材料の欠点が解決され、従来にない、高感度、高解像
性、及び優れたプロセス適性を有する高エネルギー線用
ポジ型レジスト材料とすることができることを見出し、
本発明に到達した。従って、本発明の目的は、従来にな
い、高感度、高解像性、及び優れたプロセス適性を有す
る、高エネルギー線用ポジ型レジスト材料を提供するこ
とにある。
Therefore, as a result of diligent research on such an acid generator, the present inventors have found that in a chemically amplified positive resist composition in which a resin, a dissolution inhibitor and an acid generator are combined, poly (hydroxy) is used. When a styrene resin and a specific onium salt are used as an acid generator, the drawbacks of the conventional chemically amplified positive resist material for high energy rays are solved, and high sensitivity and high resolution not seen in the past. And that it can be a positive resist material for high energy rays having excellent properties and excellent process suitability,
The present invention has been reached. Therefore, an object of the present invention is to provide a positive resist material for high energy rays, which has unprecedentedly high sensitivity, high resolution, and excellent process suitability.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
一部の水酸基の水素原子がt−ブトキシカルボニルで置
換されたポリ(ヒドロキシスチレン)樹脂(a)、溶解
阻害剤(b)及びオニウム塩(c)を、それぞれ重量1
00分率で0.55≦a、0.07≦b≦ 0.40、
0.005≦c≦0.15並びにa+b+c=1となる
ように含有すると共に、アルカリ水溶液で現像すること
が可能な、高エネルギー線に感応するポジ型レジスト材
料であって、前記オニウム塩(c)が一般式(R)2
Mで表されるオニウム塩であることを特徴とするポジ型
レジスト材料によって達成された。上式中、Rは芳香族
基であり、各Rの内の少なくとも一つはt─ブトキシ基
で置換されたフェニル基であり、各Rは同じであっても
異なっても良い;また、Mは陰イオンである。
The above objects of the present invention are as follows.
A poly (hydroxystyrene) resin (a) in which some of the hydrogen atoms of the hydroxyl groups are substituted with t-butoxycarbonyl, a dissolution inhibitor (b) and an onium salt (c) each weigh 1 wt.
0.50 ≦ a, 0.07 ≦ b ≦ 0.40 in the percentage
A positive resist material containing 0.005 ≦ c ≦ 0.15 and a + b + c = 1 so that it can be developed with an aqueous alkaline solution and is sensitive to high energy rays, wherein the onium salt (c ) Is the general formula (R) 2 I
This is achieved by a positive resist material characterized by being an onium salt represented by M. In the above formula, R is an aromatic group, at least one of each R is a phenyl group substituted with a t-butoxy group, and each R may be the same or different; Is an anion.

【0019】一部の水酸基の水素原子がt─ブトキシカ
ルボニル化されたポリ(ヒドロキシスチレン)樹脂とし
ては、t─ブトキシカルボニル化率が10〜50モル%
の範囲のものが好ましい。t─ブトキシカルボニル化率
が50モル%以上ではアルカリ水溶液への溶解性が低下
するので、一般に使用されている現像液を用いて現像す
る場合には、レジスト材料の感度が低下する。一方、t
─ブトキシカルボニル化率が10モル%以下では溶解阻
害効果が小さい。
A poly (hydroxystyrene) resin in which some hydrogen atoms of hydroxyl groups are t-butoxycarbonylated has a t-butoxycarbonylation rate of 10 to 50 mol%.
The range of is preferable. When the t-butoxycarbonylation rate is 50 mol% or more, the solubility in an alkaline aqueous solution decreases, so that the sensitivity of the resist material decreases when developing with a commonly used developing solution. On the other hand, t
-If the butoxycarbonylation rate is 10 mol% or less, the dissolution inhibiting effect is small.

【0020】ポリ(ヒドロキシスチレン)の水酸基にお
ける水素原子をt−ブトキシカルボニル化することは、
一般にペプチド合成で良く用いられるような、官能基を
保護する方法、即ち、ピリジン溶液中で、ポリ(ヒドロ
キシスチレン)を二炭酸ジ−t−ブチルと反応させるこ
とによって容易に行うことができる。ポリ(ヒドロキシ
スチレン)系樹脂の重量平均分子量は、耐熱性のレジス
ト膜を得るという観点から1万以上であることが好まし
く、又精度の高いパタンを形成させるという観点から分
子量分布は単分散性であることが好ましい。
The t-butoxycarbonylation of hydrogen atoms in the hydroxyl groups of poly (hydroxystyrene)
It can be easily carried out by a method of protecting a functional group as is commonly used in peptide synthesis, that is, by reacting poly (hydroxystyrene) with di-t-butyl dicarbonate in a pyridine solution. The weight average molecular weight of the poly (hydroxystyrene) resin is preferably 10,000 or more from the viewpoint of obtaining a heat resistant resist film, and the molecular weight distribution is monodisperse from the viewpoint of forming a highly accurate pattern. Preferably there is.

【0021】ラジカル重合で得られるような、分子量分
布の広いポリ(ヒドロキシスチレン)樹脂を用いた場合
には、レジスト材料中に、アルカリ水溶液に溶解し難い
大きい分子量のものまで含まれることとなるため、これ
がパタン形成後の裾ひきの原因となる。従って、リビン
グ重合によって得られるような単分散性のポリ(ヒドロ
キシスチレン)樹脂を使用することが好ましい。
When a poly (hydroxystyrene) resin having a wide molecular weight distribution, such as obtained by radical polymerization, is used, the resist material contains a large molecular weight which is difficult to dissolve in an alkaline aqueous solution. , This causes the trailing edge after pattern formation. Therefore, it is preferable to use a monodisperse poly (hydroxystyrene) resin as obtained by living polymerization.

【0022】因みに、本発明において、リビング重合に
よって得られたポリ(ヒドロキシスチレン)(例えば、
平均分子量が1万で分子量分布が1.1のもの)を用い
たレジスト材料を使用して、0.2μmのラインとスペ
ースのパタンを形成させた場合には、裾ひきがなく良好
な精度のパタンを形成することができる。また、このよ
うにして得られたパタンを150℃で10分間ベークし
ても、パタンに何の変形も認められず、耐熱性が十分で
ある。
Incidentally, in the present invention, poly (hydroxystyrene) obtained by living polymerization (for example,
When a resist material using an average molecular weight of 10,000 and a molecular weight distribution of 1.1) is used to form a line and space pattern of 0.2 μm, there is no trailing and good accuracy is obtained. A pattern can be formed. Moreover, even if the pattern thus obtained is baked at 150 ° C. for 10 minutes, no deformation is observed in the pattern and the heat resistance is sufficient.

【0023】一方、ラジカル重合で得られたポリ(ヒド
ロキシスチレン)(例えば、平均分子量が1.2万で分
子量分布が3.0)を用いたレジスト材料を使用して、
0.5μmのラインとスペースのパタンを形成させた場
合には、パタンの耐熱性は略同等であるものの、裾ひき
が見られるので、とても0.2μmの解像度は得られな
い。尚、単分散性とは、分子量分布Mw/Mnが1.0
5〜1.50であることを意味する。但し、Mwは高分
子の重量平均分子量、Mnは数平均分子量である。重量
平均分子量は、リビング重合させる場合にあってはモノ
マーの重量と開始剤のモル数から計算することにより、
又は光散乱法を用いて容易に求められる。また、数平均
分子量は、膜浸透圧計を用いて容易に測定される。
On the other hand, a resist material using poly (hydroxystyrene) obtained by radical polymerization (for example, an average molecular weight of 12,000 and a molecular weight distribution of 3.0) is used,
When a pattern of 0.5 μm lines and spaces is formed, although the heat resistance of the pattern is approximately the same, the tailing is visible, so a resolution of 0.2 μm cannot be obtained. The monodispersity means that the molecular weight distribution Mw / Mn is 1.0.
It means 5 to 1.50. However, Mw is a weight average molecular weight of a polymer, and Mn is a number average molecular weight. The weight average molecular weight is calculated by calculating the weight of the monomer and the number of moles of the initiator in the case of living polymerization.
Alternatively, it can be easily obtained by using a light scattering method. Moreover, the number average molecular weight is easily measured using a membrane osmometer.

【0024】分子量分布の評価は、ゲルパーミェーショ
ンクロマトグラフィー(GPC)によって行うことがで
き、分子構造は赤外線吸収(IR)スペクトル又は1
─NMRスペクトルによって容易に確認することができ
る。単分散性の樹脂(ポリマーという)を得る方法とし
ては、第1に、ラジカル重合法によって得られる、広い
分子量分布を有するポリマーを分別処理する方法、第2
に、リビング重合法により当初から単分散性のポリマー
を得る方法が挙げられるが、単分散化する工程が簡易で
あることから、リビング重合法を採用することが好まし
い。
The molecular weight distribution can be evaluated by gel permeation chromatography (GPC), the molecular structure of which is infrared absorption (IR) spectrum or 1 H
-It can be easily confirmed by the NMR spectrum. As a method of obtaining a monodisperse resin (referred to as a polymer), firstly, a method of fractionating a polymer having a wide molecular weight distribution obtained by a radical polymerization method, and a second method
Examples of the method include a method of obtaining a monodisperse polymer from the beginning by the living polymerization method. However, the living polymerization method is preferably used because the step of monodispersion is simple.

【0025】次に、単分散性のポリ(ヒドロキシスチレ
ン)樹脂のリビング重合法による製造法を、ポリ(p─
ヒドロキシスチレン)の場合を例として更に詳述する。
ポリ(p─ヒドロキシスチレン)を得るために、p−ヒ
ドロキシスチレンモノマーをそのままリビング重合させ
ようとしても、モノマーの水酸基と重合開始剤とが反応
してしまうので重合を開始しない。そこで、該水酸基を
保護する保護基を導入したモノマーをリビング重合させ
た後、該保護基を脱離させて目的のパラヒドロキシスチ
レンを得る手法が用いられる。
Next, a method for producing a monodisperse poly (hydroxystyrene) resin by a living polymerization method is applied to poly (p-
(Hydroxystyrene) will be described in more detail as an example.
Even if the p-hydroxystyrene monomer is subjected to living polymerization as it is to obtain poly (p-hydroxystyrene), the hydroxyl group of the monomer reacts with the polymerization initiator, so that the polymerization is not started. Therefore, a method is used in which a monomer introduced with a protective group for protecting the hydroxyl group is subjected to living polymerization and then the protective group is eliminated to obtain the target parahydroxystyrene.

【0026】用いられる保護基としては、第三級ブチル
基、ジメチルフェニルカルビルメチルシリル基、第三級
ブトキシカルボニル基、テトラヒドロピラニル基、第三
級ブチルジメチルシリル基等が挙げられる。上記リビン
グ重合に際しては、重合開始剤として、有機金属化合物
を用いることが好ましい。好ましい有機金属化合物とし
ては、例えばn−ブチルリチウム、sec−ブチルリチ
ウム、tert−ブチルリチウム、ナトリウムナフタレ
ン、アントラセンナトリウム、α−メチルスチレンテト
ラマージナトリウム、クミルカリウム、クミルセシウム
等の有機アルカリ金属化合物等が挙げられる。
Examples of the protective group used include a tertiary butyl group, a dimethylphenylcarbylmethylsilyl group, a tertiary butoxycarbonyl group, a tetrahydropyranyl group and a tertiary butyldimethylsilyl group. In the above living polymerization, it is preferable to use an organometallic compound as a polymerization initiator. Examples of preferable organic metal compounds include organic alkali metal compounds such as n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, sodium naphthalene, anthracene sodium, α-methylstyrenetetramage sodium, cumylpotassium and cumylcesium. .

【0027】リビングアニオン重合は有機溶媒中で行わ
れることが好ましい。この場合に用いられる有機溶媒は
芳香族炭化水素、環状エーテル、脂肪族炭化水素等の溶
媒であり、これらの具体例としては、例えばベンゼン、
トルエン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、テトラヒ
ドロピラン、ジメトキシエタン、n−ヘキサン、シクロ
ヘキサン等が挙げられる。これらの有機溶媒は単独で使
用しても混合して使用しても良いが、特にテトラヒドロ
フランを使用することが好ましい。
Living anionic polymerization is preferably carried out in an organic solvent. The organic solvent used in this case is a solvent such as an aromatic hydrocarbon, a cyclic ether, or an aliphatic hydrocarbon, and specific examples thereof include benzene and
Examples thereof include toluene, tetrahydrofuran, dioxane, tetrahydropyran, dimethoxyethane, n-hexane and cyclohexane. These organic solvents may be used alone or in combination, but tetrahydrofuran is particularly preferably used.

【0028】重合に際するモノマーの濃度は1〜50重
量%、特に1〜30重量%が適切であり、反応は高真空
下又はアルゴン、窒素等の不活性ガス雰囲気下で攪拌し
て行うことが好ましい。反応温度は、−100℃乃至使
用した有機溶媒の沸点温度までの範囲で任意に選択する
ことができる。特にテトラヒドロフラン溶媒を使用した
場合には−78℃〜0℃、ベンゼン溶媒を使用した場合
には室温で反応させることが好ましい。
The concentration of the monomer in the polymerization is suitably 1 to 50% by weight, particularly 1 to 30% by weight, and the reaction should be carried out under high vacuum or in an atmosphere of an inert gas such as argon or nitrogen with stirring. Is preferred. The reaction temperature can be arbitrarily selected in the range of -100 ° C to the boiling temperature of the organic solvent used. In particular, the reaction is preferably carried out at -78 ° C to 0 ° C when a tetrahydrofuran solvent is used, and at room temperature when a benzene solvent is used.

【0029】上記の如き条件で約10分〜7時間反応を
行うことにより、ビニル基のみが選択的に反応して重合
し、ポリマーを得ることができる。所望の重合度に達し
た時点で、例えばメタノール、水、メチルブロマイド等
の重合反応停止剤を反応系に添加して重合反応を停止さ
せることにより、所望の分子量を有するリビングポリマ
ーを得ることができる。更に、得られた反応混合物を適
当な溶剤(例えばメタノール)を用いて沈澱せしめ、洗
浄・乾燥することによりリビングポリマーを精製・単離
することができる。
By carrying out the reaction for about 10 minutes to 7 hours under the conditions as described above, only the vinyl group selectively reacts and polymerizes to obtain a polymer. When the desired degree of polymerization is reached, for example, a living polymer having a desired molecular weight can be obtained by adding a polymerization reaction terminator such as methanol, water or methyl bromide to the reaction system to stop the polymerization reaction. . Further, the living polymer can be purified and isolated by precipitating the obtained reaction mixture with an appropriate solvent (for example, methanol), washing and drying.

【0030】重合反応においては、モノマーが100%
反応するので生成するリビングポリマーの収量は略10
0%である。従って、モノマーの使用量と反応開始剤の
モル数を調整することにより、得られるリビングポリマ
ーの分子量を適宜調整することができる。このようにし
て得られたリビングポリマーの分子量分布は単分散性
(Mw/Mn=1.05〜1.50)である。
In the polymerization reaction, 100% of the monomer is used.
The reaction yields a living polymer of about 10
It is 0%. Therefore, the molecular weight of the living polymer obtained can be appropriately adjusted by adjusting the amount of the monomer used and the number of moles of the reaction initiator. The molecular weight distribution of the living polymer thus obtained is monodisperse (Mw / Mn = 1.05 to 1.50).

【0031】更に、ポリマーのジメチルフェニルカルビ
ルジメチルシリル基又はt─ブチル基を脱離させること
によって、ポリ(p─ヒドロキシスチレン)を得ること
ができる。上記の脱離反応は、ポリマーをジオキサン、
アセトン、アセトニトリル、ベンゼン等の溶媒又はこれ
らの混合溶媒に溶解した後、塩酸、臭化水素酸又はパラ
トルエンスルホン酸ピリジニウム塩等の酸を滴下するこ
とによって容易に行うことができる。上記の反応におい
ては、ポリマーの主鎖が切断されたり分子間に架橋反応
が生じるということがないので、得られるポリ(p−ヒ
ドロキシスチレン)は単分散性である。
Further, poly (p-hydroxystyrene) can be obtained by eliminating the dimethylphenylcarbyldimethylsilyl group or t-butyl group of the polymer. In the above elimination reaction, the polymer is dioxane,
It can be easily carried out by dissolving it in a solvent such as acetone, acetonitrile, benzene or a mixed solvent thereof, and then adding an acid such as hydrochloric acid, hydrobromic acid or pyridinium p-toluenesulfonic acid salt. In the above reaction, the main chain of the polymer is not cleaved and the crosslinking reaction between the molecules does not occur, so that the obtained poly (p-hydroxystyrene) is monodisperse.

【0032】本発明で使用する溶解阻害剤(b)として
は、レジスト膜に遠紫外線等の高エネルギー線を照射
し、必要に応じて加熱処理した後アルカリ現像液で処理
する場合に、アルカリ水溶液に対して可溶性となるよう
な物質が挙げられる。このような溶解阻害剤としては、
ジ─t─ブトキシカルボニルヒドロキノン、4,4’─
ジ─t─ブトキシカルボニルオキシビフェニル、ジ─t
─ブトキシカルボニルビスフェノールA、ジ─t─ブト
キシカルボニルビスフェノールF等のt─ブトキシカル
ボニル基によって保護されたフェノール類;コール酸─
t−ブチルエステル、デオキシコール酸─t─ブチルエ
ステル等の胆汁酸誘導体、及び4─t─ブトキシカルボ
ニルビフェニル、ジ─t─ブトキシアセチルビスフェノ
ールA等の、テトラヒドロピラニル基、メトキシメチル
基、t─ブチル基又はt─アミル基等で保護されたエス
テル類が挙げられる。
As the dissolution inhibitor (b) used in the present invention, an alkali aqueous solution is used when the resist film is irradiated with high energy rays such as deep ultraviolet rays and, if necessary, heat-treated and then treated with an alkali developing solution. A substance which becomes soluble in As such a dissolution inhibitor,
Di-t-butoxycarbonylhydroquinone, 4,4'-
Di-t-butoxycarbonyloxybiphenyl, di-t
-Phenols protected by a t-butoxycarbonyl group such as butoxycarbonylbisphenol A, di-t-butoxycarbonylbisphenol F; cholic acid-
Bile acid derivatives such as t-butyl ester and deoxycholic acid-t-butyl ester, and tetrahydropyranyl group, methoxymethyl group, t- such as 4-t-butoxycarbonylbiphenyl and di-t-butoxyacetylbisphenol A. Examples thereof include esters protected with a butyl group or a t-amyl group.

【0033】本発明のレジスト材料中の溶解阻害剤の含
有量は、7〜40重量%の範囲が好ましい。含有量が7
重量%未満では溶解阻害効果が小さく、40重量%以上
ではレジスト膜の機械的強度や耐熱性が低下する。本発
明で使用するヨードニウム塩の一般式中、Rは芳香族基
であってその少なくとも一つはt─ブトキシ基で置換さ
れたフェニル基であり、各Rは同じであっても異なって
も良い。また、Mはヨードニウムの陰イオンである。
The content of the dissolution inhibitor in the resist material of the present invention is preferably in the range of 7-40% by weight. Content is 7
If it is less than wt%, the dissolution inhibiting effect is small, and if it is 40 wt% or more, the mechanical strength and heat resistance of the resist film are lowered. In the general formula of the iodonium salt used in the present invention, R is an aromatic group, at least one of which is a phenyl group substituted with a t-butoxy group, and each R may be the same or different. . Further, M is an anion of iodonium.

【0034】芳香族基としては、フェニル基、3─メチ
ルフェニル基、4─メチルフェニル基、4─イソプロピ
ルフェニル基、4─t─ブチルフェニル基、4─フルオ
ロフェニル基、3─フルオロフェニル基、4─クロロフ
ェニル基、2─メトキシフェニル基、3─メトキシフェ
ニル基、4─メトキシフェニル基、4─フェノキシフェ
ニル基、4─フェニルチオフェニル基、3─トリフルオ
ロメチルフェニル基、4─トリフルオロメチルフェニル
基等が挙げられる。
As the aromatic group, a phenyl group, a 3-methylphenyl group, a 4-methylphenyl group, a 4-isopropylphenyl group, a 4-t-butylphenyl group, a 4-fluorophenyl group, a 3-fluorophenyl group, 4-chlorophenyl group, 2-methoxyphenyl group, 3-methoxyphenyl group, 4-methoxyphenyl group, 4-phenoxyphenyl group, 4-phenylthiophenyl group, 3-trifluoromethylphenyl group, 4-trifluoromethylphenyl group Groups and the like.

【0035】ヨードニウムの陰イオンとしては、求核性
を有しない陰イオンであれば特に限定されるものではな
いが、具体的には、ヘキサフロオロフォスフェート、ヘ
キサフルオロアンチモネート、ヘキサフルオロアルセネ
ート、トリフルオロメタンスルホネート、パラトルエン
スルホネート、テトラフロオロボレート、フルオロスル
ホネート等が挙げられる。これらの中でも、金属イオン
による基板の汚染を防止する観点から、特にトリフルオ
ルロメタンスルホネートやパラトルエンスルホネートを
使用することが好適である。
The anion of iodonium is not particularly limited as long as it is an anion having no nucleophilicity, and specifically, hexafluorophosphate, hexafluoroantimonate, hexafluoroarsenate. , Trifluoromethanesulfonate, paratoluenesulfonate, tetrafluoroborate, fluorosulfonate and the like. Among these, it is particularly preferable to use trifluoromethanesulfonate or paratoluenesulfonate from the viewpoint of preventing contamination of the substrate with metal ions.

【0036】本発明のレジスト材料中のオニウム塩の含
有量は、0.5〜15重量%の範囲であることが好まし
い。含有量が0.5重量%未満ではレジスト材料の感度
を向上させることができず、15重量%以上では、レジ
スト材料のコストが上昇する上レジスト膜の機械的強度
が低下する。本発明のレジスト材料を用いて基板にパタ
ンを形成することは、以下の方法によって容易に行うこ
とができる。
The content of the onium salt in the resist material of the present invention is preferably in the range of 0.5 to 15% by weight. If the content is less than 0.5% by weight, the sensitivity of the resist material cannot be improved, and if it is 15% by weight or more, the cost of the resist material increases and the mechanical strength of the resist film decreases. Pattern formation on a substrate using the resist material of the present invention can be easily performed by the following method.

【0037】即ち、レジスト材料溶液を基板上にスピン
塗布した後、プリベークを行って塗布基板を得る。得ら
れた塗布基板に高エネルギー線を照射すると、塗布膜中
のヨードニウム塩(酸発生剤)が分解して酸が生成す
る。次いで、熱処理を行うと、生成した酸を触媒として
t─ブトキシカルボニルオキシ基が分解し、レジストの
溶解阻害効果が消失することによって形成された潜像を
有する基板が得られる。次に、該潜像を有する基板をア
ルカリ水溶液で現像処理し、水洗することによってポジ
型パタンを形成することができる。
That is, a resist material solution is spin-coated on a substrate and then pre-baked to obtain a coated substrate. When the obtained coated substrate is irradiated with a high energy ray, the iodonium salt (acid generator) in the coated film is decomposed to generate an acid. Then, when heat treatment is performed, a substrate having a latent image formed by the decomposition of the t-butoxycarbonyloxy group using the generated acid as a catalyst and the dissolution inhibiting effect of the resist disappearing is obtained. Then, the substrate having the latent image is developed with an alkaline aqueous solution and washed with water to form a positive pattern.

【0038】ヨードニウム塩を用いた本発明のレジスト
材料が高エネルギー線に対する感度及び解像度に優れて
いる理由は、必ずしも明らかではないが、本発明で使用
するヨードニウム塩が、レジスト材料の塗布時に用いる
溶剤、ポリ(ヒドロキシレン)樹脂及び溶解阻害剤に対
する相溶性が良好であるために、均一なレジスト膜を形
成することができること、及びレジスト材料中のヨード
ニウム塩が光照射によって酸を生成し、該酸によって樹
脂が有するt─ブチル基を分解してフェノール性水酸基
を生成させるので、光照射されなかった部分は優れた溶
解阻害効果を有しているにもかかわらず、光照射された
部分は溶解阻害効果が消失し、アルカリ水溶液に対する
溶解速度が大きくなるためと推定される。
The reason why the resist material of the present invention using an iodonium salt is excellent in sensitivity and resolution to high energy rays is not necessarily clear, but the iodonium salt used in the present invention is a solvent used for coating the resist material. , A poly (hydroxylene) resin and a dissolution inhibitor have good compatibility, so that a uniform resist film can be formed, and an iodonium salt in a resist material produces an acid by light irradiation, Since the t-butyl group of the resin is decomposed to generate a phenolic hydroxyl group, the light-irradiated portion has an excellent dissolution inhibiting effect even though the light-irradiated portion has an excellent dissolution inhibiting effect. It is presumed that the effect disappears and the dissolution rate in the alkaline aqueous solution increases.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明のポジ型レジスト材料は、高エネ
ルギー線に対する感度が高く、特に波長の短い遠紫外線
(KrFエキシマレーザー等)に対する感度が高い。ま
た、プラズマエッチング耐性及びレジストパタンの耐熱
性に優れている上、該遠紫外線の吸収が少ないので、L
SI等に用いられる基板の微細加工に好適なレジスト材
料である。更に、本発明のポジ型レジスト材料は、金属
元素を含まず露光後の経時依存性が少ない上、化学増幅
過程で水分を必要としないので、LSI等に用いられる
基板の、高エネルギー線による微細加工プロセスに極め
て好適なポジ型レジスト材料である。
The positive resist material of the present invention has a high sensitivity to high energy rays, and particularly to a deep ultraviolet ray (KrF excimer laser etc.) having a short wavelength. In addition, the plasma etching resistance and the heat resistance of the resist pattern are excellent, and the absorption of the far ultraviolet rays is small.
It is a resist material suitable for fine processing of substrates used for SI and the like. Further, since the positive resist composition of the present invention does not contain a metal element and has little time dependency after exposure and does not require water in the chemical amplification process, it is possible to reduce the amount of fine energy of a substrate used for LSI or the like due to high energy rays. It is a positive resist material that is extremely suitable for processing processes.

【0040】[0040]

【実施例】以下、本発明を実施例に従って更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
尚、実施例中のベース樹脂には、分子量が10,000
で分子量分布(Mw/Mn)が1.05のポリ(p−ヒ
ドロキシスチレン)の水酸基を、20モル%tーブトキ
シカルボニル化した樹脂を用いた。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
The base resin in the examples has a molecular weight of 10,000.
A resin was used in which the hydroxyl group of poly (p-hydroxystyrene) having a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.05 was 20 mol% t-butoxycarbonylated.

【0041】実施例1.下記の組成物を混合したレジス
ト溶液を、シリコン基板上に2,000回転/分でスピ
ン塗布し、ホットプレート上で85℃で1分間プリベー
クして、レジスト膜の厚さが0.7μmのレジスト塗布
基板を得た。 ベース樹脂 81重量部、 ジ─t─ブトキシカルボニルビスフェノールA(溶解阻害剤) 14重量部、 ジフェニル(4−t─ブトキシフェニル)ヨードニウムトリフレート(酸発生 剤) 5重量部、 酢酸エトキシエチル 400重量部
Example 1. A resist solution containing the following composition was spin-coated on a silicon substrate at 2,000 rpm, and prebaked on a hot plate at 85 ° C. for 1 minute to form a resist having a resist film thickness of 0.7 μm. A coated substrate was obtained. Base resin 81 parts by weight, di-t-butoxycarbonylbisphenol A (dissolution inhibitor) 14 parts by weight, diphenyl (4-t-butoxyphenyl) iodonium triflate (acid generator) 5 parts by weight, ethoxyethyl acetate 400 parts by weight

【0042】得られた塗布基板の塗布側に、KrFエキ
シマレーザー(波長248nm)を用いて描画した後、
熱処理を85℃で2分間行った。次いで、テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド(TMAH)2.4重量%の
水溶液を用いて1分間現像を行い、30秒間水洗して、
パタンが形成されたシリコン基板(パタン基板)を得
た。得られた基板のパタンはポジ型の特性を示し、レジ
スト膜のD0 感度は40mJ/cm2 であった。
After drawing on the coated side of the obtained coated substrate using a KrF excimer laser (wavelength 248 nm),
The heat treatment was performed at 85 ° C. for 2 minutes. Next, development was performed for 1 minute using an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) 2.4% by weight, followed by washing for 30 seconds with water,
A silicon substrate (pattern substrate) on which a pattern was formed was obtained. The pattern of the obtained substrate showed positive characteristics, and the D 0 sensitivity of the resist film was 40 mJ / cm 2 .

【0043】また、KrFエキシマレーザーに代えて3
0kvの電子線を用いた場合には、レジスト膜のDo感
度は15.2μC/cm2 であった。得られたパタン
は、KrFエキシマレーザーを用いた場合のものでは、
ラインとスペースのパタン及びホールパタンの解像度が
夫々0.25μmである上、垂直な側壁を有するパタン
であり、電子線を用いた場合のパタンの解像度は0.2
μmであった。
Further, in place of the KrF excimer laser, 3
When the electron beam of 0 kv was used, the Do sensitivity of the resist film was 15.2 μC / cm 2 . The obtained pattern is in the case of using the KrF excimer laser,
The line and space patterns and the hole pattern each have a resolution of 0.25 μm and also have vertical sidewalls. The resolution of the pattern when an electron beam is used is 0.2.
was μm.

【0044】実施例2〜6.実施例1で使用したジフェ
ニル(4−t─ブトキシフェニル)ヨードニウムトリフ
レートに代えて、表1で示したヨードニウム塩(酸発生
剤)を用いた他は、実施例1と全く同様にしてレジスト
溶液を調製し、パタン基板を作製し、実施例1と全く同
様にして感度及び解像度を評価した。感度の結果は表2
に示した通りである。尚、解像度は実施例1のものと同
様であった。
Examples 2-6. A resist solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the iodonium salt (acid generator) shown in Table 1 was used instead of the diphenyl (4-t-butoxyphenyl) iodonium triflate used in Example 1. Was prepared, a pattern substrate was prepared, and sensitivity and resolution were evaluated in exactly the same manner as in Example 1. The results of sensitivity are shown in Table 2.
As shown in. The resolution was the same as that of the first embodiment.

【0045】実施例7〜21.実施例1で使用したベー
ス樹脂及び溶解阻害剤に代えて、表3及び表4で示した
ベース樹脂及び溶解阻害剤を各々用い、実施例1で使用
したジフェニル(4−t─ブトキシフェニル)ヨードニ
ウムトリフレートに代えて、実施例1〜6で使用した酸
発生剤(表1に示したもの)を各々用いた他は、実施例
1と全く同様にしてレジスト溶液を調製し、パタン基板
を作製し、実施例1と全く同様にして感度及び解像度を
評価した。感度の結果は表5に示した通りである。尚、
多少の差異は見られるものの、いずれの場合も、ライン
とスペースのパタンの解像度は0.3μmであった。
Examples 7-21. Instead of the base resin and the dissolution inhibitor used in Example 1, the base resin and the dissolution inhibitor shown in Tables 3 and 4 were used respectively, and diphenyl (4-t-butoxyphenyl) iodonium used in Example 1 was used. A resist solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the acid generators (shown in Table 1) used in Examples 1 to 6 were used instead of the triflate to prepare a pattern substrate. Then, the sensitivity and the resolution were evaluated in exactly the same manner as in Example 1. The results of sensitivity are as shown in Table 5. still,
Although there were some differences, the resolution of the line and space patterns was 0.3 μm in each case.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】[0049]

【表4】 [Table 4]

【表5】 [Table 5]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹村 勝也 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地の 1 信越化学工業株式会社合成技術研究所 内 (72)発明者 高見沢 稔 神奈川県川崎市高津区坂戸3丁目2番1号 信越化学工業株式会社コーポレートリサ ーチセンター内 (72)発明者 田中 啓順 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 河合 義夫 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 松田 維人 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Katsuya Takemura, Inventor Katsuya Takemura, Niigata Prefecture, Chubiki-gun, Kubiki Village, No. 28 Nishi-Fukushima 1 Shinsei Chemical Industry Co., Ltd. Synthetic Technology Laboratory (72) Minoru Takamizawa Takatsu Kawasaki, Kanagawa 3-2-1, Sakado, Shinjuku Corporate Research Center, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Keijun Tanaka 1-1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Yoshio Kawai 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Ito Matsuda 1-1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一部の水酸基の水素原子がt−ブトキシ
カルボニルで置換されたポリ(ヒドロキシスチレン)樹
脂(a)、溶解阻害剤(b)及びオニウム塩(c)を、
それぞれ重量100分率で0.55≦a、0.07≦b
≦ 0.40、0.005≦c≦0.15並びにa+b
+c=1となるように含有すると共に、アルカリ水溶液
で現像することが可能な、高エネルギー線に感応するポ
ジ型レジスト材料であって、前記オニウム塩(c)が一
般式(R)2 IMで表されるオニウム塩であることを特
徴とするポジ型レジスト材料;但し、一般式中のRは芳
香族基であり、各Rの内の少なくとも一つはt─ブトキ
シ基で置換されたフェニル基であり、各Rは同じであっ
ても異なっても良い;また、Mは陰イオンである。
1. A poly (hydroxystyrene) resin (a) in which hydrogen atoms of some hydroxyl groups are substituted with t-butoxycarbonyl, a dissolution inhibitor (b) and an onium salt (c),
0.55 ≦ a and 0.07 ≦ b, respectively, in terms of weight percentage.
≤ 0.40, 0.005 ≤ c ≤ 0.15 and a + b
A positive resist material which is contained so that + c = 1 and which can be developed with an alkaline aqueous solution and is sensitive to high energy rays, wherein the onium salt (c) has the general formula (R) 2 IM A positive resist material characterized by being an onium salt represented by the formula; wherein R in the general formula is an aromatic group, and at least one of each R is a phenyl group substituted with a t-butoxy group. And each R may be the same or different; and M is an anion.
【請求項2】ポリ(ヒドロキシスチレン)が、リビング
重合反応により得られる、単分散性のポリ(ヒドロキシ
スチレン)である請求項1に記載のポジ型レジスト材
料。
2. The positive resist composition according to claim 1, wherein the poly (hydroxystyrene) is a monodisperse poly (hydroxystyrene) obtained by a living polymerization reaction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8426110B2 (en) 2011-01-31 2013-04-23 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Chemically amplified positive resist composition, patterning process, and acid-decomposable keto ester compound

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