JPH11109630A - Positive photoresist composition for exposure with far ultraviolet ray - Google Patents

Positive photoresist composition for exposure with far ultraviolet ray

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JPH11109630A
JPH11109630A JP9271404A JP27140497A JPH11109630A JP H11109630 A JPH11109630 A JP H11109630A JP 9271404 A JP9271404 A JP 9271404A JP 27140497 A JP27140497 A JP 27140497A JP H11109630 A JPH11109630 A JP H11109630A
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JP
Japan
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group
acid
photoresist composition
positive photoresist
alkyl group
Prior art date
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Application number
JP9271404A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichiro Sato
健一郎 佐藤
Toshiaki Aoso
利明 青合
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a photoresist compsn. having low absorbance to an ArF excimer laser light source and excellent in adhesion to a substrate, excellent in standard developing and a pattern profile by combining a resin contg. a specified acetal structure as an acid decomposable group with a photo-acid generating agent. SOLUTION: A photoresist compsn. contains a resin which is decomposed by the action of an acid and increases its alkali solubility and a compd. which generates the acid by irradiating active light beams or radiation. The resin contains a monomer as repeating units in which a partial structure represented by formula is linked directly to a polymerizable carbon-carbon double bond or through a divalent org. combining group. In the formula, R1 is an H atom or an alkyl group, R2 is an alkyl group substd. so that an inorg. numerical value in an org. conceptional diagram becomes >=100 and this substituent R2 is preferably 1-12C an alkyl group.

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、超LSIや高容量
マイクロチップの製造などの超マイクロリソグラフィプ
ロセスやその他のフォトファブリケ−ションプロセスに
関するものである。さらに詳しくは、エキシマレ−ザ−
光を含む遠紫外線領域を使用して高精細化したパターン
を形成しうるポジ型フォトレジスト組成物に関するもの
である。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a super microlithography process such as the manufacture of a super LSI and a high capacity micro chip, and other photofabrication processes. More specifically, excimer laser
The present invention relates to a positive photoresist composition capable of forming a high-definition pattern using a far ultraviolet region including light.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路はその集積度を益々高めてお
り、超LSIなどの半導体基板の製造に於いてはハーフ
ミクロン以下の線幅から成る超微細パターンの加工が必
要とされるようになってきた。その必要性を満たすため
にフォトリソグラフィーに用いられる露光装置の使用波
長は益々短波化し、今では、遠紫外線の中でも短波長の
エキシマレーザー光(XeCl、KrF、ArFなど)
を用いることが検討されるまでになってきている。この
波長領域におけるリソグラフィーのパターン形成では、
ノボラック及びナフトキノンジアジドの遠紫外領域に於
ける吸収が強いために光がレジスト底部まで到達しにく
くなり、低感度でテーパーのついたパターンしか得られ
ないので、ノボラック・ナフトキノンジアジド化合物の
レジストでは、不十分である。
2. Description of the Related Art The degree of integration of integrated circuits is increasing, and in the manufacture of semiconductor substrates such as VLSI, processing of ultrafine patterns having a line width of less than half a micron is required. Have been. In order to meet this need, the wavelength of an exposure apparatus used for photolithography is becoming shorter and shorter, and now excimer laser light (XeCl, KrF, ArF, etc.) having a short wavelength even in far ultraviolet rays is used.
The use of is being considered. In lithography pattern formation in this wavelength region,
Since novolak and naphthoquinonediazide have a strong absorption in the deep ultraviolet region, light hardly reaches the bottom of the resist, and only a low-sensitivity, tapered pattern can be obtained. It is enough.

【0003】この問題を解決する手段の一つが、米国特
許第4,491,628 号、欧州特許第249,139 号等に記載され
ている化学増幅系レジスト組成物である。化学増幅系ポ
ジ型レジスト組成物は、遠紫外線などの活性光の照射に
より露光部に酸を生成させ、この酸を触媒とする反応に
よって、活性光の照射部と非照射部の現像液に対する溶
解性を変化させ、基板上にパターンを形成させるように
設計された組成物である。
One of the means for solving this problem is a chemically amplified resist composition described in US Pat. No. 4,491,628, European Patent No. 249,139 and the like. The chemically amplified positive resist composition generates an acid in the exposed area by irradiation with actinic light such as far ultraviolet rays, and the reaction using the acid as a catalyst dissolves the actinic light irradiation area and the non-irradiation area in the developer. A composition designed to change the properties and form a pattern on a substrate.

【0004】一般に化学増幅系レジストは、通称2成分
系、2.5成分系、3成分系の3種類に大別することが
できる。2成分系は、光分解により酸を発生する化合物
(以後、光酸発生剤という)とバインダー樹脂とを組み
合わせている。該バインダー樹脂は、酸の作用により分
解して、樹脂のアルカリ現像液中での溶解性を増大させ
る基(酸分解性基ともいう)を分子内に有する樹脂であ
る。2.5成分系はこうした2成分系に更に酸分解性基
を有する低分子化合物を含有する。3成分系は光酸発生
剤とアルカリ可溶性樹脂と上記低分子化合物を含有する
ものである。
In general, chemically amplified resists can be broadly classified into three types: so-called two-component, 2.5-component and three-component resists. The two-component system combines a compound that generates an acid by photolysis (hereinafter referred to as a photoacid generator) and a binder resin. The binder resin is a resin having a group (also referred to as an acid-decomposable group) which decomposes under the action of an acid to increase the solubility of the resin in an alkaline developer in the molecule. The 2.5-component system further contains a low-molecular compound having an acid-decomposable group in such a two-component system. The three-component system contains a photoacid generator, an alkali-soluble resin, and the above low molecular compound.

【0005】光酸発生剤と、酸によって溶解性が変化す
る上記の2成分系や2.5成分系用の樹脂との組み合わ
せの例としては、アセタールまたはO,N−アセタール
化合物との組合せ(特開昭48−89003号)、オル
トエステル又はアミドアセタール化合物との組合せ(特
開昭51−120714号)、主鎖にアセタール又はケ
タール基を有するポリマーとの組合せ(特開昭53−1
33429号)、エノールエーテル化合物との組合せ
(特開昭55−12995号)、N−アシルイミノ炭酸
化合物との組合せ(特開昭55−126236号)、主
鎖にオルトエステル基を有するポリマーとの組合せ(特
開昭56−17345号)、第3級アルキルエステル化
合物との組合せ(特開昭60−3625号)、シリルエ
ステル化合物との組合せ(特開昭60−10247
号)、第3級又は2級炭素(例えばt-ブチル、2-シクロ
ヘキセニル)のエステル又は炭酸エステル化合物との組
合せ(特開昭63−250642号、Polym.Eng.Sci.,2
3 巻、1012頁(1983);ACS.Sym.242 巻、11頁(198
4);Semiconductor World 1987年、11月号、91頁;Mac
romolecules,21 巻、1475頁(1988);SPIE,920巻、42
頁(1988)等)及びシリルエーテル化合物との組合せ
(特開昭60−37549号、特開昭60−12144
6号)等を挙げることができる。これらは原理的に量子
収率が1を越えるため、高い感光性を示す。
As an example of a combination of a photoacid generator and a resin for the above-described two-component or 2.5-component system whose solubility is changed by an acid, a combination of an acetal or an O, N-acetal compound ( JP-A-48-89003), a combination with an orthoester or an amide acetal compound (JP-A-51-120714), a combination with a polymer having an acetal or ketal group in the main chain (JP-A-53-1)
No. 33429), a combination with an enol ether compound (JP-A-55-12995), a combination with an N-acyliminocarbonate compound (JP-A-55-126236), a combination with a polymer having an orthoester group in the main chain. (JP-A-56-17345), a combination with a tertiary alkyl ester compound (JP-A-60-3625), and a combination with a silyl ester compound (JP-A-60-10247).
Tertiary or secondary carbon (for example, t-butyl, 2-cyclohexenyl) or a combination thereof with a carbonate compound (JP-A-63-250542, Polym. Eng. Sci., 2).
Volume 3, page 1012 (1983); ACS.Sym. 242, page 11 (198
4); Semiconductor World 1987, November, p. 91; Mac
romolecules, 21, 21475 (1988); SPIE, 920, 42
(1988)) and a combination with a silyl ether compound (JP-A-60-37549, JP-A-60-12144).
No. 6). These have high photosensitivity because the quantum yield exceeds 1 in principle.

【0006】上記のように、化学増幅系レジストが紫外
線や塩紫外線照射用のフォトレジストに適しているが、
その中でさらに使用上の要求特性に対応する必要があ
る。例えば、KrFエキシマレーザーの248nmの光
を用いる場合に特に光吸収の少ないヒドロキシスチレン
系のポリマ−に保護基としてアセタ−ル基やケタ−ル基
を導入したポリマ−を用いたレジスト組成物が提案され
ている。特開平2−141636、特開平2−1984
7、特開平4−219757、特開平5−281745
号公報などなどがその例である。そのほかt−ブトキシ
カルボニルオキ基やp−テトラヒドロピラニルオキシ基
を酸分解基とする同様の組成物が特開平2−20997
7、特開平3−206458、特開平2−19847号
公報など)などに提案されている。これらは、KrFエ
キシマレーザーの248nmの光を用いる場合には適し
ていても、ArFエキシマレーザーを光源に用いるとき
は、本質的になお吸光度が大き過ぎるために感度が低
い。さらにそれに付随するその他の欠点、例えば解像性
の劣化、フォ−カス許容度の劣化、パターンプロファイ
ルの劣化などの問題があり、なお改善を要する点が多
い。
As described above, a chemically amplified resist is suitable for a photoresist for irradiation with ultraviolet rays or salt ultraviolet rays.
Among them, it is necessary to further cope with required characteristics in use. For example, when using KrF excimer laser light of 248 nm, a resist composition using a polymer in which an acetal group or a ketal group is introduced as a protective group into a hydroxystyrene-based polymer having a low light absorption is proposed. Have been. JP-A-2-141636, JP-A-2-1984
7, JP-A-4-219775, JP-A-5-281745
For example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. H10 is an example. In addition, a similar composition having a t-butoxycarbonyloxy group or a p-tetrahydropyranyloxy group as an acid-decomposable group is disclosed in JP-A-2-20997.
7, JP-A-3-206458, JP-A-2-19847, etc.). These are suitable when using a KrF excimer laser at 248 nm, but have low sensitivity when using an ArF excimer laser as a light source, because the absorbance is still still essentially too large. In addition, there are other disadvantages associated therewith, such as deterioration of resolution, deterioration of focus tolerance, deterioration of pattern profile, and the like, and many points still need improvement.

【0007】したがってArF光源用のフォトレジスト
組成物としては、部分的にヒドロキシ化したスチレン系
樹脂よりもさらに吸収の少ない(メタ)アクリル系樹脂
を光によつて酸を発生する化合物と組み合わせたフォト
レジスト組成物が提案されている。例えば特開平7−1
99467号、同7−252324号などがある。中で
も特開平6−289615ではアクリル酸のカルボキシ
ル基の酸素に3級炭素有機基がエステル結合した樹脂が
開示されている。
[0007] Accordingly, a photoresist composition for an ArF light source is a photoresist composition in which a (meth) acrylic resin having a lower absorption than a partially hydroxylated styrene resin is combined with a compound capable of generating an acid by light. Resist compositions have been proposed. For example, JP-A-7-1
No. 99467 and No. 7-252324. Among them, JP-A-6-289615 discloses a resin in which a tertiary carbon organic group is ester-bonded to oxygen of a carboxyl group of acrylic acid.

【0008】さらに特開平7−234511号では、A
rF光源用の(メタ)アクリル系樹脂に2−ヒドロキシ
エチル(メタ)アクレレート、アクリロニトリル等のア
ルコール性水酸基やシアノ基を導入して密着性向上を図
る技術が開示されている。また、Journal of Photopoly
mer Science and Technology, Vol.10, 1997, p545-550
及び Journal of Photopolymer Science and Technolog
y, Vol.9, 1996,p509-522には、基板密着性改善を目的
としてメバロニックラクトン等のラクトン構造を着目し
ている。しかし、標準現像液適性(国際的に共通かつ汎
用されている標準現像液である2.38%のテトラメチ
ルアンモニウムハイドロキシド水溶液で満足に性能が現
れるるように現像できる性質)を付与するためにオーバ
ーコート層を必要とする点が問題であり、さらに基板密
着性の面でも不十分である。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-234511,
There is disclosed a technique for improving adhesion by introducing an alcoholic hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate or acrylonitrile or a cyano group into a (meth) acrylic resin for an rF light source. Also, Journal of Photopoly
mer Science and Technology, Vol.10, 1997, p545-550
And Journal of Photopolymer Science and Technolog
y, Vol. 9, 1996, p509-522, focuses on lactone structures such as mevalonic lactone for the purpose of improving substrate adhesion. However, in order to impart standard developer suitability (the property of being able to develop to a satisfactory performance with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, which is a standard developer commonly and widely used internationally), The problem is that an overcoat layer is required, and the substrate adhesion is also insufficient.

【0009】さらに、Journal of Photopolymer Scienc
e and Technology, Vol.10, 1997,p561-570には、側鎖
脂環部位にカルボン酸基をペンダントしたモノマーを活
用することにより耐ドライエッチング性と基板密着性の
両立を狙った試みが報告されているが、この部分保護ポ
リマーでは標準現像液適性に問題があり、一部を分子内
にアルコール性水酸基を有するモノマーで置き換え、標
準現像液適性付与を図っているものの、やはり不十分で
ある。一方、Journal of Photopolymer Science and Te
chnology, Vol.10, 1997, p529-534及び Journal of Ph
otopolymer Science and Technology, Vol.10, 1997,p5
21-528 では、耐ドライエッチング性付与を目的として
ポリマー主鎖に脂環部位を導入するとともに、基板密着
性付与の観点から脂環部位へのアルコール性水酸基導入
を検討している。しかし、基板密着性はまだまだ不十分
であり、プロファイルにも課題が残った。
Further, Journal of Photopolymer Scienc
e and Technology, Vol. 10, 1997, pp. 561-570, reports an attempt to achieve both dry etching resistance and substrate adhesion by using a monomer with a pendant carboxylic acid group at the side chain alicyclic moiety. However, this partially protected polymer has a problem in suitability for a standard developer, and although a part of the polymer is replaced with a monomer having an alcoholic hydroxyl group in a molecule to provide the suitability for a standard developer, it is still insufficient. . Meanwhile, Journal of Photopolymer Science and Te
chnology, Vol. 10, 1997, p529-534 and Journal of Ph
otopolymer Science and Technology, Vol.10, 1997, p5
In 21-528, an alicyclic moiety is introduced into the polymer main chain for the purpose of imparting dry etching resistance, and an alcoholic hydroxyl group is introduced into the alicyclic moiety from the viewpoint of providing substrate adhesion. However, the substrate adhesion was still insufficient, and the profile still had problems.

【0010】以上に示したようにArF光源用のフォト
レジスト組成物は、活性光に対する透明度が高く、高感
度は得られるが、その弱点である基板密着性と標準現像
適性の不十分と、それに伴うパターンプロファイルの不
満足に関しては、精力的な開発努力がなされてきた。し
かし、いまだにこれらArF光源用の(メタ)アクリル
系樹脂の弱点の全てを解決する技術は見いだされていな
い。
As described above, the photoresist composition for an ArF light source has high transparency with respect to active light and high sensitivity. However, its weak points, that is, insufficient substrate adhesion and standard development suitability, are not sufficient. Intensive development efforts have been made to address the accompanying dissatisfaction with the pattern profile. However, a technique for solving all of the weak points of the (meth) acrylic resin for the ArF light source has not yet been found.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、遠紫外光、とくにエキシマレーザー光を使用する上
記ミクロフォトファブリケ−ション本来の性能向上技術
の課題を解決することで、つまりこの短波長光源の使用
に対して基板密着性、標準現像適性、パタ−ンプロファ
イルなどの必要特性を満足するレジスト組成物の開発で
ある。その中でも、とりわけArFエキシマレーザー光
源に対して吸光度が低く、基板密着性、標準現像適性及
びパタ−ンプロファイルにすぐれたフォトレジスト組成
物の開発が本発明の目的である。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the problem of the performance improvement technology inherent in microphotofabrication using far ultraviolet light, particularly excimer laser light. It is an object of the present invention to develop a resist composition that satisfies necessary characteristics such as substrate adhesion, standard development suitability, and pattern profile for use of a short wavelength light source. Among them, it is an object of the present invention to develop a photoresist composition which has a low absorbance especially for an ArF excimer laser light source, and has excellent substrate adhesion, standard developability and pattern profile.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、ポジ型化
学増幅系におけるレジスト組成物の構成材料を鋭意検討
した結果、適度に親水性を付与した特定構造のアセター
ル構造を酸分解基として含む樹脂と光酸発生剤の組み合
わせによって目的が達成されることを知り、本発明に至
った。即ち、上記目的は下記構成のポジ型フォトレジス
ト組成物によって達成される。
Means for Solving the Problems The present inventors diligently studied constituent materials of a resist composition in a positive-type chemical amplification system, and found that an acetal structure having a specific structure appropriately imparted hydrophilicity was used as an acid-decomposable group. The inventors have found that the object can be achieved by the combination of the resin and the photoacid generator, and have accomplished the present invention. That is, the above object is achieved by a positive photoresist composition having the following constitution.

【0013】1.酸の作用により分解しアルカリに対す
る溶解性が増加する樹脂及び活性光線または放射線の照
射により酸を発生する化合物を含有する遠紫外線露光用
ポジ型フォトレジスト組成物において、酸の作用により
分解しアルカリに対する溶解性が増加する樹脂が下記一
般式〔I〕で表される部分構造が重合可能な炭素ー炭素
二重結合に直接あるいは2価の有機連結基を介して連結
されたモノマーを繰り返し単位として含有することを特
徴とする遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物。
1. In a positive photoresist composition for deep-ultraviolet light exposure containing a resin that decomposes by the action of an acid to increase solubility in alkali and a compound that generates an acid by irradiation with actinic rays or radiation, The resin having increased solubility contains, as a repeating unit, a monomer in which a partial structure represented by the following general formula [I] is directly or via a divalent organic linking group to a polymerizable carbon-carbon double bond. A positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure.

【0014】[0014]

【化3】 Embedded image

【0015】式中、R1は、水素原子又はアルキル基を
表し、R2は、有機概念図における無機性の数値が10
0以上となるように置換されたアルキル基を表す。
In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and R 2 represents an inorganic compound having a numerical value of 10
Represents an alkyl group substituted to be 0 or more.

【0016】2.一般式〔I〕で表される部分構造中の
置換基R2が、炭素原子数1〜12のアルキル基である
ことを特徴とする上記1に記載の遠紫外線露光用ポジ型
フォトレジスト組成物。
2. The positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure according to the above item 1, wherein the substituent R 2 in the partial structure represented by the general formula [I] is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. .

【0017】3.一般式〔I〕で表される部分構造が、
下記一般式〔II〕で表されることを特徴とする上記1又
は2に記載の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成
物。
3. The partial structure represented by the general formula [I] is
3. The positive photoresist composition for deep UV exposure according to the above item 1 or 2, which is represented by the following general formula [II].

【0018】[0018]

【化4】 Embedded image

【0019】式中、R3、R4 及びR5 は、水素原子、
アルキル基、シクロアルキル基、ヒドロキシアルキル
基、アルコキシアスキル基、ヒドロキシアルコキシアル
キル基、アシルアミノアルキル基、スルホアミノアルキ
ル基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基、アシル
アミノ基、スルホアミノ基、スルファモイル基、スルホ
アミノスルホアルキル基、カルバモイル基、アルコキシ
基、アシル基、水酸基又はシアノ基を表す。
Wherein R 3 , R 4 and R 5 are a hydrogen atom,
Alkyl group, cycloalkyl group, hydroxyalkyl group, alkoxyaskill group, hydroxyalkoxyalkyl group, acylaminoalkyl group, sulfoaminoalkyl group, carboxyl group, carboxyalkyl group, acylamino group, sulfamino group, sulfamoyl group, sulfoaminosulfo Represents an alkyl group, a carbamoyl group, an alkoxy group, an acyl group, a hydroxyl group or a cyano group.

【0020】4.露光する活性光線または放射線の波長
が170〜220nmであることを特徴とする上記1〜
3に記載の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成
物。 5.波長が193nmの活性光線に対して塗設物の厚み
1ミクロン当たりの透過光学濃度が1.0以下であるよ
うに構成されたことを特徴とする上記1〜4に記載の遠
紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物。
4. Wherein the wavelength of the actinic ray or radiation to be exposed is 170 to 220 nm.
4. The positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure according to 3. 5. 5. The positive for ultraviolet ray exposure according to any one of the above items 1 to 4, wherein a transmission optical density per 1 micron of the thickness of the coated article with respect to an actinic ray having a wavelength of 193 nm is 1.0 or less. -Type photoresist composition.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明のポジ型フォトレジ
スト組成物の構成について詳細に説明する。まず、本発
明の樹脂が有する、酸の作用により分解し、アルカリ現
像液中での溶解性を増大させる一般式〔I〕で表される
部分構造について説明する。一般式〔I〕において、R
1は、水素原子又はアルキル基を表し、アルキル基の場
合は炭素原子数1〜12の直鎖又は分岐アルキルが好ま
しく、より好ましくは炭素原子数1〜4の直鎖又は分岐
アルキルである。とりわけ好ましいR1は、水素原子又
はメチル基である。R2は、有機概念図における無機性
の数値が100以上であるアルキル基(すなわちアルキ
ル基に置換している各置換基が有する無機性の数値の和
が100以上であるアルキル基)を表す。有機概念図
は、置換基が有する有機的性質と無機的性質の大きさを
数値化して置換基の有機性と無機性の大きさやバランス
を概念的に表示した図であるが、詳細は田中善生著「有
機概念図」(三共出版社、1983年初版刊行)の第1
章(1〜31頁)に詳しい。有機概念図における無機性
の数値が100以上であることは、比較的高い親水性を
有していることを意味している。本発明者は、基板密着
性を向上させるためには、酸の作用により分解し、アル
カリ現像液中での溶解性を増大させる基(以後酸分解基
とよぶ)がある程度親水性であることが必要であること
を見いだし、その必要レベルは検討の結果、R2の無機
性の数値として100以上であることが判った。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the constitution of the positive photoresist composition of the present invention will be described in detail. First, the partial structure represented by the general formula [I] of the resin of the present invention, which is decomposed by the action of an acid and increases the solubility in an alkaline developer, will be described. In the general formula [I], R
1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and in the case of an alkyl group, is preferably a straight-chain or branched alkyl having 1 to 12 carbon atoms, and more preferably a straight-chain or branched alkyl having 1 to 4 carbon atoms. Particularly preferred R 1 is a hydrogen atom or a methyl group. R 2 represents an alkyl group having an inorganic value of 100 or more in the organic conceptual diagram (that is, an alkyl group having a sum of the inorganic values of each substituent that is substituted on the alkyl group is 100 or more). The organic conceptual diagram is a diagram conceptually displaying the size and balance of the organic and inorganic properties of the substituent by numerically expressing the size of the organic and inorganic properties of the substituent. The first of "Organic Conceptual Map" (Sankyo Shuppansha, first edition published in 1983)
See Chapter (pages 1-31). An inorganic value of 100 or more in the organic conceptual diagram means that the organic compound has relatively high hydrophilicity. In order to improve the substrate adhesion, the present inventor requires that a group that decomposes by the action of an acid and increases solubility in an alkaline developer (hereinafter referred to as an acid-decomposable group) is somewhat hydrophilic. It was found necessary, and as a result of examination, it was found that the value of the inorganicity of R 2 was 100 or more.

【0022】R2 に含ませることのできる親水性の置換
基には、アルコール性水酸基、ラクトン環、COOH
基、アミド基、スルフォンアミド基、イミド基、N−ス
ルフォニルアミド基、N,N−ジスルフォニルアミノ基
等が挙げられ、これらは一つあるいは複数含まれてもよ
い。親水性基を複数含む場合は、その置換基は、エーテ
ル基、鎖状エステル基、カルボニル基、スルフォニル
基、スルフォン酸エステル基、シアノ基等のそれぞれが
複数あるいは前記した親水基と組合わせられている。
Hydrophilic substituents that can be included in R 2 include alcoholic hydroxyl groups, lactone rings, COOH
Group, amide group, sulfonamide group, imide group, N-sulfonylamide group, N, N-disulfonylamino group and the like, and one or more of these may be included. When containing a plurality of hydrophilic groups, the substituents are ether groups, chain ester groups, carbonyl groups, sulfonyl groups, sulfonate groups, cyano groups, etc., each of which is combined with a plurality or the above-described hydrophilic groups. I have.

【0023】R2は、上記の親水性基を置換基として含
んでいるアルキル基であり、具体的には、1級あるいは
2級、3級のアルコール性水酸基を有するアルキル基、
5〜7員環のラクトン環あるいはそれを含有するアルキ
ル基、1級あるいは2級、3級のCOOH基を有するア
ルキル基、酸素原子とアルキレン基で結合し、炭素数1
〜8の直鎖あるいは分岐、環状アルキル基に挟まれたア
ミド基、スルフォンアミド基、イミド基、N−スルフォ
ニルアミド基、N,N−ジスルフォニルアミノ基を含有
する置換アルキル基、ポリエチレングリコール基などの
複数のエーテル基を含有するアルキル基、エーテル基、
鎖状エステル基、カルボニル基、スルフォニル基、スル
フォン酸エステル基、シアノ基を置換基として有し、且
つ1級あるいは2級、3級のアルコール性水酸基を有す
るアルキル基、エーテル基、鎖状エステル基、カルボニ
ル基、スルフォニル基、スルフォン酸エステル基、シア
ノ基を置換基として有し、且つ5〜7員環のラクトン環
あるいはそれを含有するアルキル基、エーテル基、鎖状
エステル基、カルボニル基、スルフォニル基、スルフォ
ン酸エステル基、シアノ基を置換基として有し、且つ1
級あるいは2級、3級のCOOH基を有するアルキル
基、エーテル基、鎖状エステル基、カルボニル基、スル
フォニル基、スルフォン酸エステル基、シアノ基を置換
基として有し、且つ酸素原子とアルキレン基で結合し、
炭素数1〜8の直鎖あるいは分岐、環状アルキル基に挟
まれたアミド基、スルフォンアミド基、イミド基、N−
スルフォニルアミド基、N,N−ジスルフォニルアミノ
基、を含有する置換アルキル基である。
R 2 is an alkyl group containing the above-mentioned hydrophilic group as a substituent, specifically, an alkyl group having a primary, secondary, or tertiary alcoholic hydroxyl group;
A 5- to 7-membered lactone ring or an alkyl group containing the lactone ring, an alkyl group having a primary, secondary, or tertiary COOH group;
Amide group, sulfonamide group, imide group, N-sulfonylamido group, substituted alkyl group containing N, N-disulfonylamino group, polyethylene glycol group, etc. An alkyl group containing a plurality of ether groups, an ether group,
Alkyl group, ether group, chain ester group having a chain ester group, carbonyl group, sulfonyl group, sulfonate group, cyano group as a substituent and having a primary, secondary, or tertiary alcoholic hydroxyl group , A lactone ring having a 5- to 7-membered ring or an alkyl group containing the same, an ether group, a chain ester group, a carbonyl group, a sulfonyl group having a carbonyl group, a sulfonyl group, a sulfonate group, or a cyano group as a substituent. Group, a sulfonate group or a cyano group as a substituent, and 1
An alkyl group, ether group, chain ester group, carbonyl group, sulfonyl group, sulfonate group, cyano group having a secondary or secondary COOH group as a substituent, and an oxygen atom and an alkylene group Combine
An amide group, a sulfonamide group, an imide group, an N- group sandwiched between linear or branched, cyclic alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms;
It is a substituted alkyl group containing a sulfonylamide group and an N, N-disulfonylamino group.

【0024】本発明者は、優れた基板密着性、標準現像
液適性及びパターンプロファイルをすべて満足させるR
2の条件をさらに検討した結果、無機性の数値が100
以上であることに加えて、有機性と無機性の適当なバラ
ンスも必要であることを知った。この結果から好ましい
2の炭素数は、1〜12である。無機性の数値が10
0以上で炭素原子数が1〜12である好ましいR2は、
一般式〔II〕で表されるアルキル基である。
The inventor of the present invention has proposed an R which satisfies all excellent substrate adhesion, standard developer suitability and pattern profile.
As a result of further study of the conditions of 2 , the inorganic value was 100
In addition to the above, I have learned that an appropriate balance between organic and inorganic properties is also necessary. From these results, the preferred carbon number of R 2 is 1 to 12. Inorganic value is 10
Preferred R 2 having 0 or more and 1 to 12 carbon atoms is
An alkyl group represented by the general formula [II].

【0025】一般式〔II〕において、R3、R4 及びR
5 は、水素原子、メチル基、エチル基、i−プロピル
基、n−プロピル基、i−ブチル基、n−ブチル基、t
−ブチル基などのアルキル基、シクロヘキシル基、シク
ロペンチル基などのシクロアルキル基、エトキシエチル
基、プロポキシエチル基、エトキシエトキシエチル基な
どのアルコキシアルキル基、ヒドロキシエチル基、ヒド
ロキシプロピル基、ヒドロキブチル基などのヒドロキシ
アルキル基、ヒドロキシエトキシエチル基、ヒドロキシ
エトキシプロピル基、ヒドロキシプロポキシエチル基な
どのヒドロキシアルコキシアルキル基、アセチルアミノ
メチル基、N−メチルアセチルアミノメチル基、アセチ
ルアミノエチル基、プロピオノイルアミノメチル基、プ
ロピオノイルアミノエチル基、ブチロイルアミノエチル
基などのアシルアミノアルキル基、メチルスルフォアミ
ノエチル基、メチルスルフォアミノエチル基、t−ブチ
ルスルフォアミノメチル基、N−メチルメチルスルフォ
アミノエチル基などのスルホアミノアルキル基、カルボ
キシル基、カルボキシメチル基、カルボキシエチル基、
2−カルボキシプロピル基、3−カルボキシプロピル基
などのカルボキシアルキル基、アセチルアミノ基、プロ
ピオノイルアミノ基などのアシルアミノ基、メチルスル
ホアミノ基、エチルスルホアミノ基、i−プロピルスル
ホアミノ基、n−プロピルスルホアミノ基などのスルホ
アミノ基、メチルアミノカルボニル基、ブチルアミノカ
ルボニル基などのカルバモイル基、N−メチルメチルス
ルホアミノスルホメチル基、N−メチルエチルスルホア
ミノスルホメチル基、N−メチルメチルスルホアミノス
ルホエチル基などのスルホアミノスルホアルキル基、N
−メチルアミノスルホニル基、N−(n−ブチル)アミ
ノスルホニル基、N,N−ジメチルアミノスルホニル基
のようなスルファモイル基、メトキシ基、エトキシ基な
どのアルコキシ基、アセチル基、プロピオノイル基など
のアシル基、水酸基又はシアノ基を表す。
In the general formula [II], R 3 , R 4 and R
5 is hydrogen atom, methyl group, ethyl group, i-propyl group, n-propyl group, i-butyl group, n-butyl group, t
Alkyl groups such as -butyl group, cyclohexyl group, cycloalkyl group such as cyclopentyl group, ethoxyethyl group, propoxyethyl group, alkoxyalkyl group such as ethoxyethoxyethyl group, hydroxyethyl group, hydroxypropyl group, hydroxybutyl group and the like. Hydroxyalkyl group, hydroxyethoxyethyl group, hydroxyethoxypropyl group, hydroxyalkoxyalkyl group such as hydroxypropoxyethyl group, acetylaminomethyl group, N-methylacetylaminomethyl group, acetylaminoethyl group, propionoylaminomethyl group, Acylaminoalkyl groups such as propionoylaminoethyl group and butyroylaminoethyl group, methylsulfaminoaminoethyl group, methylsulfaminoaminoethyl group, t-butylsulfamino Butyl group, N- methyl sulfonium sulfo aminoalkyl group such as aminoethyl group, a carboxyl group, a carboxymethyl group, a carboxyethyl group,
Carboxyalkyl groups such as 2-carboxypropyl group and 3-carboxypropyl group; acylamino groups such as acetylamino group and propionoylamino group; methylsulfoamino group; ethylsulfoamino group; i-propylsulfoamino group; Sulfoamino groups such as propylsulfoamino group, carbamoyl groups such as methylaminocarbonyl group and butylaminocarbonyl group, N-methylmethylsulfoaminosulfomethyl group, N-methylethylsulfoaminosulfomethyl group, N-methylmethylsulfoaminosulfo group A sulfoaminosulfoalkyl group such as an ethyl group, N
-Methylaminosulfonyl group, N- (n-butyl) aminosulfonyl group, sulfamoyl group such as N, N-dimethylaminosulfonyl group, alkoxy group such as methoxy group and ethoxy group, and acyl group such as acetyl group and propionoyl group. , A hydroxyl group or a cyano group.

【0026】これらの各置換基は、さらにアルキル基、
ヒドロキシル基、ヒドロキシアルキル基、アシル基、ア
ルキルスルホ基と置換されていてもよく、あるいはヒド
ロキシ基又はヒドロキシアルキル基で置換されていても
よいシクロヘキシル基、またはアルキル基で置換されて
いてもよい5〜7員環ラクトンと直接あるいはエーテル
酸素又はカルボニル基を介して置換さていてもよいが、
3、R4 及びR5 の炭素原子数の総和は、12以下で
ある。
Each of these substituents further comprises an alkyl group,
A hydroxyl group, a hydroxyalkyl group, an acyl group, a cyclohexyl group that may be substituted with an alkylsulfo group, or a hydroxy group or a cyclohexyl group that may be substituted with a hydroxyalkyl group, or an alkyl group; Although it may be substituted directly with a 7-membered lactone or via an ether oxygen or a carbonyl group,
The total number of carbon atoms of R 3 , R 4 and R 5 is 12 or less.

【0027】上記に説明したR2 で示される特定構造の
置換基を有するアセタール型の酸分解基を含有すること
が本発明の樹脂の特徴であり、それによってパターンプ
ロファイル、基板密着性、標準現像適性等の必要特性を
満たした遠紫外線露光用フォトレジスト組成物が得られ
る。上記R2 で示される特定構造の置換基の具体例を以
下に示すが、R2 はこれらに限定されない。
The resin of the present invention is characterized in that it contains an acetal-type acid-decomposable group having a substituent having a specific structure represented by R 2 described above, whereby the pattern profile, substrate adhesion, and standard development A photoresist composition for deep ultraviolet exposure that satisfies the required properties such as suitability can be obtained. Specific examples of substituents of the specific structure represented by the R 2 are shown below, R 2 is not limited thereto.

【0028】[0028]

【化5】 Embedded image

【0029】[0029]

【化6】 Embedded image

【0030】[0030]

【化7】 Embedded image

【0031】[0031]

【化8】 Embedded image

【0032】酸の作用により分解し、アルカリ現像液中
での溶解性を増大させる本発明の樹脂において、上記し
た一般式〔I〕又は一般式〔II〕で示される部分構造
は、下記構造式(a)に示すように直接主鎖に、あるい
は下記構造式(b)に示すように連結基Aを介して主鎖
に結合して繰り返し構造単位を構成する。
In the resin of the present invention, which is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkaline developer, the partial structure represented by the above general formula [I] or [II] has the following structural formula As shown in (a), it is directly bonded to the main chain via a linking group A as shown in the following structural formula (b) to form a repeating structural unit.

【0033】[0033]

【化9】 Embedded image

【0034】上記構造式において、Aは、単結合、アル
キレン基、置換アルキレン基、環状アルキレン基、エー
テル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、
アミド基、スルフォンアミド基、ウレタン基、ウレア基
よりなる群から選択される2価の基、あるいはそれら2
つ以上を組み合わせた2価の基を表す。また、R1 ,R
2 は,一般式(I)における場合と同義である。
In the above structural formula, A represents a single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, a cyclic alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group,
A divalent group selected from the group consisting of an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, and a urea group;
Represents a divalent group obtained by combining two or more. Also, R 1 , R
2 has the same meaning as in general formula (I).

【0035】上記連結基Aについてさらに具体的に述べ
ると、アルキレン基、置換アルキレン基としては、下記
で示される基を挙げることができる。 −〔C(Re )(Rf )〕q − 式中、Re 、Rf は水素原子、アルキル基、置換アルキ
ル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、両
者は同一でも異なっていてもよく、アルキル基としては
メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブ
チル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくは
メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基より
なる群から選択された置換基を表す。置換アルキル基の
置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基
を挙げることができる。アルコキシ基としてはメトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数
1〜4個のものを挙げることができる。qは1〜10の
整数を表す。また、環状アルキレン基は、シクロプロピ
ル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマン
チル基、2−メチル−2−アダマンチル基、ノルボルニ
ル基、ボロニル基、イソボロニル基、トリシクロデカニ
ル基、テトラシクロドデカニル基、ジシクロペンテニル
基、ノボルナンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル
基、ネオメンチル基等の各単環あるいは多環環状基の任
意のサイトに第2の連結結合を有する2価基である。
More specifically, the alkylene group and the substituted alkylene group include the following groups. -[C (R e ) (R f )] q-wherein R e and R f each represent a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, or an alkoxy group. The alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group and a butyl group, and more preferably selected from the group consisting of a methyl group, an ethyl group, a propyl group and an isopropyl group. Represents a substituent. Examples of the substituent of the substituted alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom and an alkoxy group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group. q represents an integer of 1 to 10. Further, the cyclic alkylene group is a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, a 2-methyl-2-adamantyl group, a norbornyl group, a boronyl group, an isobornyl group, a tricyclodecanyl group, a tetracyclododecanyl group, It is a divalent group having a second linking bond at an arbitrary site of each monocyclic or polycyclic group such as a dicyclopentenyl group, a nobornane epoxy group, a menthyl group, an isomenthyl group, and a neomenthyl group.

【0036】本発明のポジ型フォトレジスト組成物にお
ける上記樹脂は、上記一般式〔I〕で示される部分構造
を有する繰り返し構造単位とともに、分子内に脂肪族環
状炭化水素部位を有する繰り返し構造単位を含むことが
できる。分子内に脂肪族環状炭化水素部位を有する繰り
返し構造単位としては、例えば下記一般式〔A〕あるい
は〔B〕で示される繰り返し構造単位を挙げることがで
きる。
The above resin in the positive photoresist composition of the present invention comprises a repeating structural unit having a partial structure represented by the above general formula [I] and a repeating structural unit having an aliphatic cyclic hydrocarbon moiety in the molecule. Can be included. Examples of the repeating structural unit having an aliphatic cyclic hydrocarbon moiety in the molecule include a repeating structural unit represented by the following general formula [A] or [B].

【0037】[0037]

【化10】 Embedded image

【0038】[0038]

【化11】 Embedded image

【0039】一般式〔A〕中のR41は1価の脂肪族環状
炭化水素基である。具体的には、アダマンチル基、2−
メチル−2−アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニ
ル基、イソボロニル基、トリシクロデカニル基、テトラ
シクロドデカニル基、ジシクロペンテニル基、ノボルナ
ンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル基、ネオメン
チル基等を挙げることができる。一般式〔B〕中、R42
は2価の脂肪族環状炭化水素部位を有する連結基であ
る。Gは、−COOH、−OH、−COOR43又は−O
43を表す。R43は3級アルキル基、テトラヒドロピラ
ニル基、テトラヒドロフラニル基、−CH2 OR44又は
−CH(CH3 )OR44を表す。R44はアルキル基を表
す。R40は水素原子またはメチル基を表す。R42の連結
基中に含まれる脂肪族環状炭化水素部位としては、例え
ば、2価のテトラシクロドデカニル基や、以下のような
構造を挙げることができる。
R 41 in the general formula [A] is a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group. Specifically, an adamantyl group, 2-
Methyl-2-adamantyl, norbornyl, boronyl, isobornyl, tricyclodecanyl, tetracyclododecanyl, dicyclopentenyl, nobornane epoxy, menthyl, isomenthyl, neomenthyl, etc. Can be. In the general formula [B], R 42
Is a linking group having a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon site. G is -COOH, -OH, -COOR 43 or -O
Representing the R 43. R 43 represents a tertiary alkyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, a -CH 2 OR 44 or -CH (CH 3) OR 44. R 44 represents an alkyl group. R 40 represents a hydrogen atom or a methyl group. Examples of the aliphatic cyclic hydrocarbon moiety contained in the linking group R 42, for example, or a divalent tetracyclododecanyl group include the following structure.

【0040】[0040]

【化12】 Embedded image

【0041】また、上記脂肪族環状炭化水素部位とエス
テル基、あるいは上記脂肪族環状炭化水素部位とG基を
つなぐR42内の連結基としては単結合でもよく、アルキ
レン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、
エステル基、アミド基、スルフォンアミド基等の中から
選ばれる1つの基もしくは2つ以上を組み合わせた基を
挙げることができる。
Further, the linking group in R 42 that connects the alicyclic hydrocarbon moiety and an ester group or the alicyclic hydrocarbon moiety and G groups may be a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group , Carbonyl group,
Examples thereof include one group selected from an ester group, an amide group, a sulfonamide group, and the like, or a group obtained by combining two or more groups.

【0042】−COOR43基もしくは−OR43基におけ
るR43は、t−ブチル基、t−アミル基等の3級アルキ
ル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル
基、−CH(CH3 )OCH2 CH3 基、−CH(CH
3 )OCH2 CH(CH3 2 基等の1−アルコキシエ
チル基、−CH2 OCH3 基、−CH2 OCH2 CH 3
基等のアルコキシメチル基等の酸の作用により分解する
置換基を表す。
-COOR43Group or -OR43In the base
R43Is a tertiary alkyl such as a t-butyl group and a t-amyl group.
Group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl
Group, -CH (CHThree) OCHTwoCHThreeGroup, -CH (CH
Three) OCHTwoCH (CHThree) Two1-alkoxy groups such as
Chill group, -CHTwoOCHThreeGroup, -CHTwoOCHTwoCH Three
Decomposes by the action of acids such as alkoxymethyl groups
Represents a substituent.

【0043】上記分子内に脂肪族環状炭化水素部位を有
する繰り返し構造単位の樹脂中の含有量は、全繰り返し
単位に対して70モル%以下が好ましく、より好ましく
は50モル%以下、更に好ましくは30モル%以下であ
る。また、一般式〔I〕の酸分解性基の樹脂中の含有量
は、全繰り返し単位に対して30モル%以上が好まし
く、より好ましくは40モル%以上、更に好ましくは5
0モル%以上である。本発明の樹脂の構成は、遠紫外光
に対して透過度が十分に大きくレジスト組成物の底部ま
で光の作用が及び、良好なレジストパターンを形成する
ことができる。透過濃度はレジスト膜1ミクロンの厚み
あたり1.0以下であるのが好ましい。
The content of the repeating structural unit having an aliphatic cyclic hydrocarbon moiety in the resin in the resin is preferably 70 mol% or less, more preferably 50 mol% or less, and still more preferably all the repeating units. 30 mol% or less. Further, the content of the acid-decomposable group of the general formula [I] in the resin is preferably at least 30 mol%, more preferably at least 40 mol%, even more preferably 5 mol% based on all repeating units.
0 mol% or more. The constitution of the resin of the present invention is sufficiently high in the transmittance for far ultraviolet light, the effect of light reaches the bottom of the resist composition, and a good resist pattern can be formed. The transmission density is preferably 1.0 or less per 1 micron thickness of the resist film.

【0044】上記本発明に係わる樹脂は、更に一般式
〔I〕で示される基、脂肪族環状炭化水素部位を有する
繰り返し構造単位以外に、酸の作用により分解し、アル
カリ現像液中で溶解性を増大させる基(酸分解性基とも
いう)を含有することができる。このような酸分解性基
としては、上記−COOR43、−OR43、3−オキソシ
クロヘキシル基、又は2−オキソシクロヘキシル基が好
ましい。具体的には、次のような既存の単量体に相当す
る繰り返し構造単位が挙げられる。
The resin according to the present invention is further decomposed by the action of an acid, in addition to the group represented by the general formula [I] and the repeating structural unit having an aliphatic cyclic hydrocarbon moiety, and is soluble in an alkali developing solution. (Also referred to as an acid-decomposable group). As such an acid-decomposable group, the above-mentioned —COOR 43 , —OR 43 , 3-oxocyclohexyl group, or 2-oxocyclohexyl group is preferable. Specific examples include the following repeating structural units corresponding to existing monomers.

【0045】例えば、t−ブチルアクリレート、t−ブ
チルメタクリレート、t−アミルアクリレート、t−ア
ミルメタクリレート、テトラヒドロフラニルアクリレー
ト、テトラヒドロフラニルメタクリレート、テトラヒド
ロピラニルアクリレート、テトラヒドロピラニルメタク
リレート、アルコキシメチルアクリレート、アルコキシ
メチルメタクリレート、1−アルコキシエチルメタクリ
レート、3−オキソシクロヘキシルアクリレート、3−
オキソシクロヘキシルメタクリレート、2−オキソシク
ロヘキシルアクリレート、2−オキソシクロヘキシルメ
タクリレートなどを挙げることができる。
For example, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, t-amyl acrylate, t-amyl methacrylate, tetrahydrofuranyl acrylate, tetrahydrofuranyl methacrylate, tetrahydropyranyl acrylate, tetrahydropyranyl methacrylate, alkoxymethyl acrylate, alkoxymethyl methacrylate , 1-alkoxyethyl methacrylate, 3-oxocyclohexyl acrylate, 3-
Oxocyclohexyl methacrylate, 2-oxocyclohexyl acrylate, 2-oxocyclohexyl methacrylate and the like can be mentioned.

【0046】上記の樹脂中、このような既存の酸分解性
基を有する単量体に基づく繰り返し構造単位の含有率に
おいては、全繰り返し単位に対して、好ましくは50モ
ル%以下、より好ましくは30モル%以下である。該値
が50モル%を越えると、ドライエッチング耐性の劣化
する傾向となり、また本発明の効果が十分に発現しない
ため好ましくない。
In the above resin, the content of the repeating structural unit based on such a monomer having an acid-decomposable group is preferably not more than 50 mol%, more preferably not more than 50 mol%, based on all repeating units. 30 mol% or less. If the value exceeds 50 mol%, the dry etching resistance tends to deteriorate, and the effect of the present invention is not sufficiently exhibited, which is not preferable.

【0047】このような樹脂は、本発明の効果が有効に
得られる範囲内で、更に以下のような単量体を繰り返し
単位として共重合させることができるが、これらに限定
されるものではない。これにより、前記樹脂に要求され
る性能、特に(1)塗布溶剤に対する溶解性、(2)製
膜性(ガラス転移点)、(3)アルカリ現像性、(4)
膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、(5)未
露光部の基板への密着性、(6)ドライエッチング耐
性、の微調整が可能となる。
Such a resin can be copolymerized as a repeating unit with the following monomers as long as the effects of the present invention can be effectively obtained, but are not limited thereto. . Thereby, the performance required for the resin, particularly (1) solubility in a coating solvent, (2) film-forming property (glass transition point), (3) alkali developability, (4)
Fine adjustment of film loss (hydrophilic / hydrophobic, alkali-soluble group selection), (5) adhesiveness of the unexposed portion to the substrate, and (6) dry etching resistance can be performed.

【0048】このような共重合単量体としては、例え
ば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、
アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合
物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等から選ばれ
る付加重合性不飽和結合を1個有する化合物などを挙げ
ることができる。
Examples of such a comonomer include acrylic esters, methacrylic esters,
Examples thereof include compounds having one addition-polymerizable unsaturated bond selected from acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, and the like.

【0049】具体的には、例えばアクリル酸エステル
類、例えばアルキル(アルキル基の炭素原子数は1〜1
0のものが好ましい)アクリレート(例えば、アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、ア
クリル酸アミル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル
酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−
t−オクチル、クロルエチルアクリレート、2−ヒドロ
キシエチルアクリレート2,2−ジメチルヒドロキシプ
ロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレ
ート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペン
タエリスリトールモノアクリレート、ベンジルアクリレ
ート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリルアク
リレート、テトラヒドロフルフリルアクリレートな
ど);
Specifically, for example, acrylates such as alkyl (the alkyl group has 1 to 1 carbon atoms)
Acrylates (for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, amyl acrylate, cyclohexyl acrylate, ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, acrylate-
t-octyl, chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate 2,2-dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, benzyl acrylate, methoxybenzyl acrylate, furfuryl acrylate, Tetrahydrofurfuryl acrylate, etc.);

【0050】メタクリル酸エステル類、例えばアルキル
(アルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好まし
い。)メタクリレート(例えばメチルメタクリレート、
エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソ
プロピルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキ
シルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、
ベンジルメタクリレート、クロルベンジルメタクリレー
ト、オクチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、
5−ヒドロキシペンチルメタクリレート、2,2−ジメ
チル−3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、トリメ
チロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリ
トールモノメタクリレート、フルフリルメタクリレー
ト、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなど);
Methacrylic esters, for example, alkyl (preferably having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group) methacrylate (for example, methyl methacrylate,
Ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, amyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate,
Benzyl methacrylate, chlorobenzyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate,
5-hydroxypentyl methacrylate, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl methacrylate, trimethylolpropane monomethacrylate, pentaerythritol monomethacrylate, furfuryl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, etc.);

【0051】アクリルアミド類、例えばアクリルアミ
ド、N−アルキルアクリルアミド、(アルキル基として
は炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘプチル
基、オクチル基、シクロヘキシル基、ヒドロキシエチル
基などがある。)、N,N−ジアルキルアクリルアミド
(アルキル基としては炭素原子数1〜10のもの、例え
ばメチル基、エチル基、ブチル基、イソブチル基、エチ
ルヘキシル基、シクロヘキシル基などがある。)、N−
ヒドロキシエチル−N−メチルアクリルアミド、N−2
−アセトアミドエチル−N−アセチルアクリルアミドな
ど;
Acrylamides, for example, acrylamide, N-alkylacrylamide, (alkyl having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, t-butyl, heptyl, octyl Group, cyclohexyl group, hydroxyethyl group, etc.), N, N-dialkylacrylamide (alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, butyl group, isobutyl group, ethylhexyl group, Cyclohexyl group, etc.), N-
Hydroxyethyl-N-methylacrylamide, N-2
-Acetamidoethyl-N-acetylacrylamide and the like;

【0052】メタクリルアミド類、例えばメタクリルア
ミド、N−アルキルメタクリルアミド(アルキル基とし
ては炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチ
ル基、t−ブチル基、エチルヘキシル基、ヒドロキシエ
チル基、シクロヘキシル基などがある。)、N,N−ジ
アルキルメタクリルアミド(アルキル基としてはエチル
基、プロピル基、ブチル基などがある。)、N−ヒドロ
キシエチル−N−メチルメタクリルアミドなど;
Methacrylamides, for example, methacrylamide, N-alkyl methacrylamide (alkyl having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, t-butyl, ethylhexyl, hydroxyethyl, cyclohexyl) Groups, etc.), N, N-dialkylmethacrylamide (an alkyl group includes an ethyl group, a propyl group, a butyl group, etc.), N-hydroxyethyl-N-methylmethacrylamide and the like;

【0053】アリル化合物、例えばアリルエステル類
(例えば酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸ア
リル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステア
リン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳
酸アリルなど)、アリルオキシエタノールなど;
Allyl compounds such as allyl esters (eg, allyl acetate, allyl caproate, allyl caprylate, allyl laurate, allyl palmitate, allyl stearate, allyl benzoate, allyl acetoacetate, allyl lactate), allyloxy Ethanol, etc .;

【0054】ビニルエーテル類、例えばアルキルビニル
エーテル(例えばヘキシルビニルエーテル、オクチルビ
ニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシル
ビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エト
キシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテ
ル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニルエー
テル、2−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエ
チルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエー
テル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチル
アミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニ
ルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフ
ルフリルビニルエーテルなど);
Vinyl ethers such as alkyl vinyl ethers (eg, hexyl vinyl ether, octyl vinyl ether, decyl vinyl ether, ethylhexyl vinyl ether, methoxyethyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, chloroethyl vinyl ether, 1-methyl-2,2-dimethylpropyl vinyl ether, 2-ethyl Butyl vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, diethylene glycol vinyl ether, dimethylaminoethyl vinyl ether, diethylaminoethyl vinyl ether, butylaminoethyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, tetrahydrofurfuryl vinyl ether, etc.);

【0055】ビニルエステル類、例えばビニルブチレー
ト、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテー
ト、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニ
ルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジク
ロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブ
トキシアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラ
クテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシ
クロヘキシルカルボキシレートなど;
Vinyl esters such as vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl trimethyl acetate, vinyl diethyl acetate, vinyl valate, vinyl caproate, vinyl chloroacetate, vinyl dichloroacetate, vinyl methoxy acetate, vinyl butoxy acetate, Vinyl acetoacetate, vinyl lactate, vinyl-β-phenylbutyrate, vinylcyclohexylcarboxylate and the like;

【0056】イタコン酸ジアルキル類(例えばイタコン
酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル
など);フマール酸のジアルキルエステル類(例えばジ
ブチルフマレートなど)又はモノアルキルエステル類;
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、
無水マレイン酸、マレイミド、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、マレイロニトリル等がある。
Dialkyl itaconates (eg, dimethyl itaconate, diethyl itaconate, dibutyl itaconate, etc.); dialkyl esters of fumaric acid (eg, dibutyl fumarate, etc.) or monoalkyl esters;
Acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid,
Examples include maleic anhydride, maleimide, acrylonitrile, methacrylonitrile, maleilenitrile, and the like.

【0057】その他にも、一般式〔I〕で表わされる部
分構造を含む繰り返し単位と共重合可能である付加重合
性の不飽和化合物であれば共重合用の単量体成分として
加えてよい。上記した更に付加される単量体による繰り
返し単位の樹脂中の含有量は、一般式〔I〕で示される
部分構造を含む繰り返し構造単位の総モル数に対して9
9モル%以下が好ましく、より好ましくは90モル%以
下、さらに好ましくは80モル%以下である。99モル
%を越えると本発明の効果が十分に発現しないため好ま
しくない。
In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound copolymerizable with the repeating unit having the partial structure represented by the general formula [I] may be added as a monomer component for copolymerization. The content of the repeating unit in the resin by the monomer to be further added is 9 to the total number of moles of the repeating structural unit containing the partial structure represented by the general formula [I].
It is preferably at most 9 mol%, more preferably at most 90 mol%, further preferably at most 80 mol%. If it exceeds 99 mol%, the effect of the present invention is not sufficiently exhibited, so that it is not preferable.

【0058】上記本発明に係わる樹脂の重量平均分子量
は好ましくは、2,000〜200,000である。重
量平均分子量が2,000未満では耐熱性やドライエッ
チング耐性の劣化が見られるため余り好ましくなく、2
00,000を越えると現像性が劣化したり、粘度が極
めて高くなるため製膜性が劣化するなど余り好ましくな
い結果を生じる。
The weight average molecular weight of the resin according to the present invention is preferably from 2,000 to 200,000. When the weight average molecular weight is less than 2,000, heat resistance and dry etching resistance are deteriorated.
If it exceeds 000, a very unfavorable result such as deterioration of the developability and an extremely high viscosity will result in deterioration of the film-forming property.

【0059】上記した一般式〔I〕で示される部分構造
を有する繰り返し構造単位を含む樹脂は、重合反応に関
してはアゾ化合物などのラジカル開始剤を用い、常法に
従ってラジカル重合することにより得られる。また、ア
セタールエステル化反応は、対応するカルボン酸化合物
を塩基性条件下でアルコキシハロゲン化メチルと反応出
せるか、あるいは酸性条件下ビニルエーテル類と反応さ
せることにより得られる。
The resin containing a repeating structural unit having a partial structure represented by the above-mentioned general formula [I] can be obtained by radical polymerization according to a conventional method using a radical initiator such as an azo compound with respect to a polymerization reaction. The acetal esterification reaction can be obtained by reacting the corresponding carboxylic acid compound with an alkoxymethyl halide under basic conditions, or by reacting the corresponding carboxylic acid compound with vinyl ethers under acidic conditions.

【0060】以上に述べてきたように本発明に係わる樹
脂は、基板密着性が改良され、ArF光のような遠紫外
線領域における光吸収性の強い基を主鎖にも側鎖にも実
質的に持たないので、塗設膜の基板面付近にも十分に照
射光が及び、それが高い感度と優れたパタ−ンプロファ
イルをもたらしている。透過濃度が低いことは必要条件
であってそれが直ちに優れたレジスト特性に結びつくも
のではなく、ほかの影響要因も関係することはいうまで
もないが、本発明に係わる樹脂は、かかる必要条件を満
たしている。
As described above, the resin according to the present invention has improved adhesion to the substrate, and has a strong light-absorbing group in the far ultraviolet region such as ArF light in both the main chain and the side chain. Therefore, the irradiation light sufficiently spreads also near the substrate surface of the coating film, which results in high sensitivity and an excellent pattern profile. Low transmission density is a necessary condition, which does not immediately lead to excellent resist properties, and it is needless to say that other influencing factors are involved, but the resin according to the present invention satisfies such requirements. Meets

【0061】本発明のポジ型フォトレジスト組成物は、
主として上記のような樹脂と光酸発生剤を含む。上記の
ような樹脂の組成物全体中の添加量は、全レジスト固形
分中40〜99重量%、好ましくは50〜97重量%で
ある。
The positive photoresist composition of the present invention comprises
It mainly contains the resin as described above and a photoacid generator. The addition amount of the above resin in the entire composition is 40 to 99% by weight, preferably 50 to 97% by weight, based on the whole resist solids.

【0062】次に、本発明のポジ型フォトレジスト組成
物における光酸発生剤について説明する。光酸発生剤は
2つの性質を満たすことが必要である。すなわち、
(1)露光光に対する透明性(但し、光ブリーチ性がな
い場合)と、(2)レジスト感度を確保するための十分
な光分解性である。しかし、このような矛盾する必要要
件を満たす分子設計指針は明確でないのが現状である
が、例えば次のような例を挙げることができる。すなわ
ち、特開平7−25846号公報、特開平7−2823
7号公報、特開平7−92675号公報、特開平8−2
7102号公報に記載の2−オキソシクロヘキシル基を
有する脂肪族アルキスルフォニウム塩類、および、N−
ヒドロキシスクシンイミドスルフォネート類などを挙げ
ることができる。さらには J. Photopolym. Sci. Techn
ol., Vol 7, No3, p 423 (1994) 等に記載があり、下記
一般式〔III 〕 で示すことができるスルフォニウム
塩、下記一般式〔IV〕で示すことができるジスルフォン
類、下記一般式〔V〕で表される化合物などを挙げるこ
とができる。
Next, the photoacid generator in the positive photoresist composition of the present invention will be described. The photoacid generator needs to satisfy two properties. That is,
(1) transparency to exposure light (provided that there is no light bleaching property); and (2) sufficient photodegradability to ensure resist sensitivity. However, at present, there is no clear guideline for molecular design that satisfies such contradictory requirements. For example, the following examples can be given. That is, JP-A-7-25846 and JP-A-7-2823
7, JP-A-7-92675, JP-A-8-2
Aliphatic alkulfonium salts having a 2-oxocyclohexyl group described in JP-A-7102, and N-
Hydroxysuccinimide sulfonates and the like can be mentioned. Furthermore, J. Photopolym. Sci. Techn
ol., Vol 7, No. 3, p 423 (1994), etc., and sulfonium salts represented by the following general formula [III], disulfones represented by the following general formula [IV], and the following general formula The compound represented by [V] can be mentioned.

【0063】[0063]

【化13】 Embedded image

【0064】ここで、R100 〜R103 は各々アルキル
基、環状アルキル基を表す。これらは互いに同じでも異
なってもよい。また、下記一般式〔VI〕で示されるN−
ヒドロキシマレインイミドスルフォネート類も好適であ
る。
Here, R 100 to R 103 each represent an alkyl group or a cyclic alkyl group. These may be the same or different from each other. Further, N- represented by the following general formula [VI]
Hydroxymaleimide sulphonates are also suitable.

【0065】[0065]

【化14】 Embedded image

【0066】ここでR104 、R105 は、同じでも異なっ
てもよく、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基また
はシクロアルキル基を表す。R104 とR105 とがアルキ
レン基を介して結合し、環を形成していてもよい。R
106 は、アルキル基、ペルフルオロアルキル基、シクロ
アルキル基または樟脳置換体を表す。このようなN−ヒ
ドロキシマレインイミドスルフォネート類は光感度の点
で特に好ましい。
Here, R 104 and R 105 may be the same or different and represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group. R 104 and R 105 may be bonded via an alkylene group to form a ring. R
106 represents an alkyl group, a perfluoroalkyl group, a cycloalkyl group or a substituted camphor. Such N-hydroxymaleimide sulphonates are particularly preferred in terms of photosensitivity.

【0067】上記一般式〔VI〕におけるR104 、R105
における炭素数1〜6個のアルキル基としては、メチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチ
ル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル
基、n−ヘキシル基を挙げることができる。中でも好ま
しいのはメチル基、エチル基、プロピル基であり、メチ
ル基、エチル基が更に好ましい。炭素数6個以下のシク
ロアルキル基としてはシクロプロピル基、シクロペンチ
ル基、シクロヘキシル基を挙げることができる。好まし
くはシクロペンチル基、シクロヘキシル基である。R
104 、R105 がアルキレン鎖により互いに環を形成する
場合としては、例えばシクロヘキシル基、ノルボルニル
基、トリシクロデカニル基を形成する場合などを挙げる
ことができる。
R 104 and R 105 in the above general formula [VI]
Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, and an n-hexyl group. Can be. Among them, preferred are a methyl group, an ethyl group and a propyl group, and a methyl group and an ethyl group are more preferred. Examples of the cycloalkyl group having 6 or less carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group. Preferably, they are a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. R
Examples of a case where 104 and R 105 form a ring with each other by an alkylene chain include a case where a cyclohexyl group, a norbornyl group, and a tricyclodecanyl group are formed.

【0068】R106 のアルキル基としてはメチル基、エ
チル基、プロピル基を初めとする直鎖状の炭素数1〜2
0個のアルキル基や、イソプロピル基、イソブチル基、
tert−ブチル基、ネオペンチル基を初めとする分岐
した炭素数1〜20個のアルキル基を挙げることができ
る。好ましくは炭素数1〜16個の直鎖あるいは分岐し
たアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数4〜15
個の直鎖あるいは分岐したアルキル基である。ペルフル
オロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペン
タフルオロエチル基を初めとする直鎖の炭素数1〜20
個のペルフルオロアルキル基や、ヘプタフルオロイソプ
ロピル基、ノナフルオロtert−ブチル基を初めとする分
岐した炭素数1〜20個のペルフルオロアルキル基を挙
げることができる。好ましくは炭素数1〜16個の直鎖
あるいは分岐したペルフルオロアルキル基である。環状
のアルキル基としてはシクロペンチル基、シクロヘキシ
ル基の様な単環状の環状のアルキル基や、デカリル基、
ノルボルニル基、トリシクロデカニル基のような複数環
状のアルキル基を挙げることができる。
As the alkyl group for R 106 , a straight-chain carbon group having 1 to 2 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group and a propyl group.
0 alkyl groups, isopropyl groups, isobutyl groups,
Examples include a branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a tert-butyl group and a neopentyl group. It is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, and more preferably 4 to 15 carbon atoms.
Linear or branched alkyl groups. Examples of the perfluoroalkyl group include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group and other straight-chain carbon atoms having 1 to 20 carbon atoms.
And a branched perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a perfluoroalkyl group, a heptafluoroisopropyl group, and a nonafluoro tert-butyl group. Preferably, it is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms. As the cyclic alkyl group, a monocyclic cyclic alkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, a decalyl group,
Examples thereof include a plurality of cyclic alkyl groups such as a norbornyl group and a tricyclodecanyl group.

【0069】このような光酸発生剤の組成物中の添加量
は、ポジ型フォトレジスト組成物の全固形分中、0.1
〜20重量%が好ましく、より好ましくは0.5〜15
重量%、更に好ましくは1〜10重量%である。
The amount of such a photoacid generator added to the composition is 0.1 to 0.1% of the total solid content of the positive photoresist composition.
To 20% by weight, more preferably 0.5 to 15% by weight.
%, More preferably 1 to 10% by weight.

【0070】本発明のポジ型フォトレジスト組成物に
は、上記のような光酸発生剤以外にも、以下のような光
酸発生剤を併用してもよい。
In the positive photoresist composition of the present invention, the following photoacid generator may be used in addition to the above photoacid generator.

【0071】以下のような併用可能な光酸発生剤の組成
物中の添加量は、ポジ型フォトレジスト組成物全体の固
形分中で2重量%以下であり、更に好ましくは1重量%
以下がよい。たとえば S.I.Schlesinger,Photogr.Sci.E
ng.,18,387(1974)、T.S.Bal etal,Polymer,21,423(198
0) 等に記載のジアゾニウム塩、米国特許第4,069,055
号、同4,069,056 号、同 Re 27,992号、特願平3-140,14
0 号等に記載のアンモニウム塩、D.C.Necker etal,Macr
omolecules,17,2468(1984)、C.S.Wen etal,Teh,Proc.Co
nf.Rad.Curing ASIA,p478 Tokyo,Oct(1988) 、米国特許
第4,069,055 号、同4,069,056 号等に記載のホスホニウ
ム塩、
The amount of the photoacid generator which can be used together as described below in the composition is 2% by weight or less, more preferably 1% by weight, in the solid content of the whole positive photoresist composition.
The following is good. For example, SISchlesinger, Photogr.Sci.E
ng., 18,387 (1974), TSBal etal, Polymer, 21,423 (198
0) etc., U.S. Pat.No.4,069,055
No. 4,069,056, Re 27,992, Japanese Patent Application No. 3-140,14
Ammonium salts described in No. 0 etc., DCNecker etal, Macr
omolecules, 17, 2468 (1984), CSwen et al, Teh, Proc. Co.
nf.Rad.Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct (1988), U.S. Pat.Nos. 4,069,055, 4,069,056, etc.

【0072】J.V.Crivello etal,Macromorecules,10
(6),1307(1977) 、Chem.&Eng.News,Nov.28,p31(1988)
、欧州特許第104,143 号、米国特許第339,049 号、同
第410,201号、特開平2-150,848 号、特開平2-296,514
号等に記載のヨードニウム塩、J.V.Crivello etal,Poly
mer J.17,73(1985) 、J.V.Crivello etal.J.Org.Chem.,
43,3055(1978) 、W.R.Watt etal,J.Polymer Sci.,Polym
er Chem.Ed.,22,1789(1984) 、J.V.Crivello etal,Poly
mer Bull.,14,279(1985)、J.V.Crivello etal,Macromor
ecules,14(5),1141(1981) 、J.V.Crivello etal,J.Poly
merSci.,Polymer Chem.Ed.,17,2877(1979)、欧州特許第
370,693 号、同3,902,114 号、同233,567 号、同297,44
3 号、同297,442 号、米国特許第4,933,377 号、同161,
811 号、同410,201 号、同339,049 号、同4,760,013
号、同4,734,444 号、同2,833,827号、獨国特許第2,90
4,626 号、同3,604,580 号、同3,604,581 号等に記載の
スルホニウム塩、J.V.Crivello etal,Macromorecules,1
0(6),1307(1977) 、J.V.Crivello etal,J.PolymerSci.,
Polymer Chem.Ed., 17,1047(1979) 等に記載のセレノニ
ウム塩、C.S.Wen etal,Teh,Proc.Conf.Rad.Curing ASI
A,p478 Tokyo,Oct(1988) 等に記載のアルソニウム塩等
のオニウム塩、
JVCrivello etal, Macromorecules, 10
(6), 1307 (1977), Chem. & Eng. News, Nov. 28, p31 (1988)
, European Patent No. 104,143, U.S. Patent No. 339,049, No. 410,201, JP-A-2-150,848, JP-A-2-296,514
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mer J. 17, 73 (1985), JVCrivello et al. J. Org. Chem.,
43,3055 (1978), WRWatt et al, J. Polymer Sci., Polym
er Chem. Ed., 22, 1789 (1984), JVCrivello etal, Poly
mer Bull., 14,279 (1985), JVCrivello etal, Macromor
ecules, 14 (5), 1141 (1981), JVCrivello et al, J. Poly
merSci., Polymer Chem. Ed., 17, 2877 (1979), European Patent No.
370,693, 3,902,114, 233,567, 297,44
Nos. 3,297,442; U.S. Pat.Nos. 4,933,377, 161,
811, 410,201, 339,049, 4,760,013
No. 4,734,444, No. 2,833,827, Dokoku Patent No. 2,90
Nos. 4,626, 3,604,580, 3,604,581, etc., sulfonium salts, JVCrivello et al., Macromorecules, 1
0 (6), 1307 (1977), JVCrivello etal, J.PolymerSci.,
Selenonium salts described in Polymer Chem.Ed., 17, 1047 (1979), etc., CSWen et al., Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASI
A, p478 Tokyo, Oct (1988) etc. onium salts such as arsonium salts,

【0073】米国特許第3,905,815 号、特公昭46-4605
号、特開昭48-36281号、特開昭55-32070号、特開昭60-2
39736 号、特開昭61-169835 号、特開昭61-169837 号、
特開昭62-58241号、特開昭62-212401 号、特開昭63-702
43号、特開昭63-298339 号等に記載の有機ハロゲン化合
物、K.Meier etal,J.Rad.Curing,13(4),26(1986)、T.P.
Gill etal,Inorg.Chem.,19,3007(1980)、D.Astruc,Ac
c.Chem.Res.,19(12),377(1896) 、特開平2-161445号等
に記載の有機金属/有機ハロゲン化物、
US Pat. No. 3,905,815, JP-B-46-4605
No., JP-A-48-36281, JP-A-55-32070, JP-A-60-2
39736, JP-A-61-169835, JP-A-61-169837,
JP-A-62-58241, JP-A-62-212401, JP-A-63-702
No. 43, organic halogen compounds described in JP-A-63-298339, etc., K. Meier et al., J. Rad.Curing, 13 (4), 26 (1986), TP
Gill et al., Inorg.Chem., 19,3007 (1980), D. Astruc, Ac
c. Chem. Res., 19 (12), 377 (1896), organometallics / organic halides described in JP-A-2-14145 and the like,

【0074】S.Hayase etal,J.Polymer Sci.,25,753(1
987)、 E.Reichmanis etal,J.Pholymer Sci.,Polymer Ch
em.Ed.,23,1(1985)、 Q.Q.Zhu etal,J.Photochem.,36,8
5,39,317(1987)、 B.Amit etal,Tetrahedron Lett.,(24)
2205(1973)、D.H.R.Barton etal,J.Chem Soc.,3571(196
5)、 P.M.Collins etal,J.Chem.SoC.,Perkin I,1695(197
5)、 M.Rudinstein etal,Tetrahedron Lett.,(17),1445
(1975)、 J.W.Walker etalJ.Am.Chem.Soc.,110,7170(198
8)、 S.C.Busman etal,J.Imaging Technol.,11(4),191(1
985)、 H.M.Houlihan etal,Macormolecules,21,2001(198
8)、P.M.Collins etal,J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,532(1
972)、S.Hayase etal,Macromolecules,18,1799(1985)、
E.Reichmanis etal,J.Electrochem.Soc.,Solid State S
ci.Technol.,130(6)、 F.M.Houlihan etal,Macromolcule
s,21,2001(1988)、欧州特許第0290,750号、同046,083
号、同156,535 号、同271,851 号、同0,388,343 号、 米
国特許第3,901,710 号、同4,181,531 号、特開昭60-198
538 号、特開昭53-133022 号等に記載のo−ニトロベン
ジル型保護基を有する光酸発生剤、
S. Hayase et al., J. Polymer Sci., 25, 753 (1
987), E. Reichmanis et al., J. Pholimer Sci., Polymer Ch.
em.Ed., 23,1 (1985), QQZhu et al., J.Photochem., 36,8
5,39,317 (1987), B. Amit etal, Tetrahedron Lett., (24)
2205 (1973), DHR Barton et al., J. Chem Soc., 3571 (196
5), PMCollins et al., J. Chem.SoC., Perkin I, 1695 (197
5), M. Rudinstein et al., Tetrahedron Lett., (17), 1445
(1975), JWWalker etal J. Am. Chem. Soc., 110, 7170 (198
8), SCBusman et al., J. Imaging Technol., 11 (4), 191 (1
985), HM Houlihan et al, Macormolecules, 21, 2001 (198
8), PMCollins et al., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 532 (1
972), S. Hayase et al, Macromolecules, 18, 1799 (1985),
E. Reichmanis etal, J. Electrochem. Soc., Solid State S
ci.Technol., 130 (6), FMHoulihan et al, Macromolcule
s, 21, 2001 (1988), European Patent Nos. 0290,750 and 046,083
Nos. 156,535, 271,851, 0,388,343, U.S. Pat.Nos. 3,901,710 and 4,181,531, JP-A-60-198
No. 538, JP-A-53-133022 and the like, a photoacid generator having an o-nitrobenzyl-type protecting group,

【0075】M.TUNOOKA etal,Polymer Preprints Japa
n,35(8)、G.Berner etal,J.Rad.Curing,13(4)、 W.J.Mijs
etal,Coating Technol.,55(697),45(1983),Akzo 、 H.A
dachi etal,Polymer Preprints,Japan,37(3)、欧州特許
第0199,672号、同84515 号、同199,672 号、同044,115
号、同0101,122号、米国特許第618,564 号、同4,371,60
5 号、同4,431,774 号、特開昭64-18143号、特開平2-24
5756号、特願平3-140109号等に記載のイミノスルフォネ
−ト等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化
合物、特開昭61-166544 号等に記載のジスルホン化合
物,を挙げることができる。
M. TUNOOKA etal, Polymer Preprints Japa
n, 35 (8), G.Berner et al., J.Rad.Curing, 13 (4), WJMijs
etal, Coating Technol., 55 (697), 45 (1983), Akzo, HA
dachi etal, Polymer Preprints, Japan, 37 (3), European Patent Nos. 0199,672, 84515, 199,672, 044,115
No. 0101122, U.S. Pat.Nos. 618,564, 4,371,60
No. 5, 4,431,774, JP-A-64-18143, JP-A 2-24
Compounds that generate sulfonic acid upon photolysis, such as iminosulfonates described in JP-A-5756 and Japanese Patent Application No. 3-140109, and disulfone compounds described in JP-A-61-166544. Can be.

【0076】また、これらの光により酸を発生する基、
あるいは化合物をポリマーの主鎖または側鎖に導入した
化合物、たとえば、M.E.Woodhouse etal,J.Am.Chem.So
c.,104,5586(1982) 、S.P.Pappas etal,J.Imaging Sc
i.,30(5),218(1986) 、S.Kondoetal,Makromol.Chem.,Ra
pid Commun.,9,625(1988)、Y.Yamada etal,Makromol.C
hem.,152,153,163(1972) 、J.V.Crivello etal,J.Polym
erSci.,Polymer Chem.Ed., 17,3845(1979) 、米国特許
第3,849,137 号、獨国特許第3914407 号、特開昭63-266
53号、特開昭55-164824 号、特開昭62-69263号、特開昭
63-146038 号、特開昭63-163452 号、特開昭62-153853
号、特開昭63-146029 号等に記載の化合物を用いること
ができる。
Further, a group that generates an acid by these lights,
Alternatively, a compound having a compound introduced into a main chain or a side chain of a polymer, for example, MEWoodhouse et al., J. Am. Chem.
c., 104, 5586 (1982), SPPappas et al, J. Imaging Sc
i., 30 (5), 218 (1986), S. Kondoetal, Makromol.Chem., Ra
pid Commun., 9,625 (1988), Y.Yamada et al., Makromol.C
hem., 152, 153, 163 (1972), JVCrivello etal, J. Polym
erSci., Polymer Chem. Ed., 17,3845 (1979), U.S. Patent No. 3,849,137, Dokoku Patent No. 3,914,407, JP-A-63-266.
No. 53, JP-A-55-164824, JP-A-62-69263, JP-A-Showa
63-146038, JP-A-63-163452, JP-A-62-153853
And the compounds described in JP-A-63-146029 and the like can be used.

【0077】さらにV.N.R.Pillai,Synthesis,(1),1(198
0)、A.Abad etal,Tetrahedron Lett.,(47)4555(1971)、
D.H.R.Barton etal,J.Chem.Soc.,(C),329(1970) 、米国
特許第3,779,778 号、欧州特許第126,712 号等に記載の
光により酸を発生する化合物も使用することができる。
Further, VNRPillai, Synthesis, (1), 1 (198
0), A. Abad etal, Tetrahedron Lett., (47) 4555 (1971),
DHR Barton et al., J. Chem. Soc., (C), 329 (1970), U.S. Pat. No. 3,779,778, EP 126,712, and the like, can also be used compounds which generate an acid by light.

【0078】上記併用可能な活性光線または放射線の照
射により分解して酸を発生する化合物の中で、特に有効
に用いられるものについて以下に説明する。 (1)トリハロメチル基が置換した下記一般式(PAG
1)で表されるオキサゾール誘導体または一般式(PA
G2)で表されるS−トリアジン誘導体。
Among the compounds which can be used together and which decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, those which are particularly effectively used are described below. (1) The following general formula (PAG) substituted with a trihalomethyl group
The oxazole derivative represented by 1) or the general formula (PA)
An S-triazine derivative represented by G2).

【0079】[0079]

【化15】 Embedded image

【0080】式中、R201 は置換もしくは未置換のアリ
ール基、アルケニル基、R202 は置換もしくは未置換の
アリール基、アルケニル基、アルキル基、−C(Y)3
しめす。Yは塩素原子または臭素原子を示す。具体的に
は以下の化合物を挙げることができるがこれらに限定さ
れるものではない。
In the formula, R 201 represents a substituted or unsubstituted aryl group or alkenyl group, and R 202 represents a substituted or unsubstituted aryl group, alkenyl group, alkyl group or —C (Y) 3 . Y represents a chlorine atom or a bromine atom. Specific examples include the following compounds, but the present invention is not limited thereto.

【0081】[0081]

【化16】 Embedded image

【0082】[0082]

【化17】 Embedded image

【0083】[0083]

【化18】 Embedded image

【0084】(2)下記の一般式(PAG3)で表され
るヨードニウム塩、または一般式(PAG4)で表され
るスルホニウム塩。
(2) An iodonium salt represented by the following formula (PAG3) or a sulfonium salt represented by the following formula (PAG4).

【0085】[0085]

【化19】 Embedded image

【0086】式中、Ar1 、Ar2 は各々独立に置換も
しくは未置換のアリール基を示す。ここで、好ましい置
換基としては、アルキル基、ハロアルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、カル
ボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヒロドキシ基、
メルカプト基およびハロゲン原子が挙げられる。
In the formula, Ar 1 and Ar 2 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group. Here, preferred substituents include an alkyl group, a haloalkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a nitro group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, a hydroxy group,
And mercapto groups and halogen atoms.

【0087】R203 、R204 、R205 は各々独立に、置
換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。好
ましくは、炭素数6〜14のアリール基、炭素数1〜8
のアルキル基およびそれらの置換誘導体である。好まし
い置換基としては、アリール基に対しては炭素数1〜8
のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルキル基、ニトロ
基、カルボキシル基、ヒロドキシ基およびハロゲン原子
であり、アルキル基に対しては炭素数1〜8のアルコキ
シ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基であ
る。
R 203 , R 204 and R 205 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group. Preferably, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms
And substituted derivatives thereof. Preferred substituents are those having 1 to 8 carbon atoms for the aryl group.
And an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a nitro group, a carboxyl group, a hydroxy group and a halogen atom, and an alkyl group is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a carboxyl group and an alkoxycarbonyl group. .

【0088】Z- は対アニオンを示し、CF3 SO3 -
等のパーフルオロアルカンスルホン酸アニオン、ペンタ
フルオロベンゼンスルホン酸アニオンを示す。またR
203 、R204 、R205 のうちの2つおよびAr1 、Ar
2 はそれぞれの単結合または置換基を介して結合しても
よい。具体例としては以下に示す化合物が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
[0088] Z - represents a counter anion, CF 3 SO 3 -
And the like, such as perfluoroalkanesulfonic acid anions and pentafluorobenzenesulfonic acid anions. Also R
Two of 203 , R 204 and R 205 and Ar 1 and Ar
2 may be bonded via each single bond or a substituent. Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.

【0089】[0089]

【化20】 Embedded image

【0090】[0090]

【化21】 Embedded image

【0091】[0091]

【化22】 Embedded image

【0092】[0092]

【化23】 Embedded image

【0093】[0093]

【化24】 Embedded image

【0094】[0094]

【化25】 Embedded image

【0095】[0095]

【化26】 Embedded image

【0096】[0096]

【化27】 Embedded image

【0097】一般式(PAG3)、(PAG4)で示さ
れる上記オニウム塩は公知であり、たとえばJ.W.Knapcz
yk etal,J.Am.Chem.Soc.,91,145(1969) 、A.L.Maycok e
tal,J.Org.Chem.,35,2532,(1970)、E.Goethas etal ,Bu
ll.Soc.Chem.Belg.,73,546,(1964) 、H.M.Leicester 、
J.Ame.Chem.Soc.,51,3587(1929) 、J.V.Crivello etal,
J.Polym.Chem.Ed.,18,2677(1980)、米国特許第2,807,64
8 号および同4,247,473 号、特開昭53-101,331号等に記
載の方法により合成することができる。 (3)下記一般式(PAG5)で表されるジスルホン誘
導体または一般式(PAG6)で表されるイミノスルホ
ネート誘導体。
The above onium salts represented by the general formulas (PAG3) and (PAG4) are known, for example, JWKnapcz
yk etal, J. Am. Chem. Soc., 91, 145 (1969), ALMaycoke
tal, J. Org.Chem., 35, 2532, (1970), E. Goethas et al, Bu
ll.Soc.Chem.Belg., 73,546, (1964), HM Leicester,
J. Ame. Chem. Soc., 51, 3587 (1929), JVCrivello etal,
J. Polym. Chem. Ed., 18,2677 (1980), U.S. Pat.
It can be synthesized by the methods described in JP-A Nos. 8 and 4,247,473 and JP-A-53-101,331. (3) Disulfone derivatives represented by the following general formula (PAG5) or iminosulfonate derivatives represented by the following general formula (PAG6).

【0098】[0098]

【化28】 Embedded image

【0099】式中、Ar3 、Ar4 は各々独立に置換も
しくは未置換のアリール基を示す。R206 は置換もしく
は未置換のアルキル基、アリール基を示す。Aは置換も
しくは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリー
レン基を示す。具体例としては以下に示す化合物が挙げ
られるが、これらに限定されるものではない。
In the formula, Ar 3 and Ar 4 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group. R 206 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group. A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, alkenylene group, or arylene group. Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.

【0100】[0100]

【化29】 Embedded image

【0101】[0101]

【化30】 Embedded image

【0102】[0102]

【化31】 Embedded image

【0103】[0103]

【化32】 Embedded image

【0104】[0104]

【化33】 Embedded image

【0105】ポジ型フォトレジスト組成物には系のアル
カリ溶解性を向上させる目的や、系のガラス転移温度を
調節し、膜がもろくなったり、耐熱性が劣化したりする
ことを防ぐ目的で適当なアルカリ可溶性の低分子化合物
を添加してもよい。このアルカリ可溶性低分子化合物と
しては、ジアルキルスルフォンアミド化合物やジアルキ
ルスルフォニルイミド(−SO2 −NH−CO−)化合
物、ジアルキルジスルフォニルイミド(−SO2 −NH
−SO2 −)化合物などの分子内に酸性基を含有する化
合物を挙げることができる。このアルカリ可溶性の低分
子化合物の含有量は、上記バインダー樹脂に対して、4
0重量%以下が好ましく、より好ましくは30重量%以
下であり、更に好ましくは25重量%以下である。
The positive photoresist composition is suitable for the purpose of improving the alkali solubility of the system, adjusting the glass transition temperature of the system, and preventing the film from becoming brittle and from deteriorating the heat resistance. An alkali-soluble low molecular weight compound may be added. Examples of the alkali-soluble low molecular weight compound include a dialkyl sulfonamide compound, a dialkyl sulfonyl imide (—SO 2 —NH—CO—) compound, and a dialkyl disulfonyl imide (—SO 2 —NH
Compounds containing an acidic group in the molecule, such as —SO 2 —) compounds, may be mentioned. The content of the alkali-soluble low molecular compound is 4 to the binder resin.
The content is preferably 0% by weight or less, more preferably 30% by weight or less, and further preferably 25% by weight or less.

【0106】本発明に関する組成物は、特定の溶剤に溶
解して用いるとよい。そのような溶剤として好ましいも
のは、各固形成分が充分に溶解し、かつその溶液がスピ
ンコート法などの方法で均一な塗布膜が形成可能な有機
溶媒であればいかなる溶媒でもよい。また、単独でも2
種類以上を混合して用いても良い。具体的には、n−プ
ロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチ
ルアルコール、ターシャル−ブチルアルコール、メチル
セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、
プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、
乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸2−メトキシブチル、酢
酸2−エトキシエチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸
エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキ
シプロピオン酸エチル、N−メチル−2−ピロリジノ
ン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロヘキ
サノール、メチルエチルケトン、1,4−ジオキサン、
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソ
プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、2−
ヘプタノンなどが挙げられるが、もちろんこれらだけに
限定されるものではない。
The composition according to the present invention may be used after being dissolved in a specific solvent. As such a solvent, any solvent may be used as long as the solid components are sufficiently dissolved and the solution is an organic solvent capable of forming a uniform coating film by a method such as a spin coating method. In addition, 2
More than one kind may be mixed and used. Specifically, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate,
Propylene glycol monoethyl ether acetate,
Methyl lactate, ethyl lactate, 2-methoxybutyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, N-methyl-2-pyrrolidinone, cyclohexanone, Cyclopentanone, cyclohexanol, methyl ethyl ketone, 1,4-dioxane,
Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, 2-
Examples include heptanone, but are not limited thereto.

【0107】また本発明のポジ型フォトレジスト組成物
には、更に必要に応じて界面活性剤、色素、安定剤、塗
布性改良剤、染料などの他の成分を添加しても構わな
い。本発明のこのようなポジ型フォトレジスト組成物は
基板上に塗布され、薄膜を形成する。この塗膜の膜厚は
0.4〜1.5μmが好ましい。露光手段としては、A
rFエキシマレーザーステッパー露光など、露光波長が
170〜220nmの範囲に含まれるものが好ましく、
特に好ましいのはArFエキシマレーザーステッパーで
ある。
The positive photoresist composition of the present invention may further contain other components such as a surfactant, a dye, a stabilizer, a coating improver, and a dye, if necessary. Such a positive photoresist composition of the present invention is applied on a substrate to form a thin film. The thickness of this coating film is preferably from 0.4 to 1.5 μm. As the exposure means, A
Preferably, the exposure wavelength is in the range of 170 to 220 nm, such as rF excimer laser stepper exposure,
Particularly preferred is an ArF excimer laser stepper.

【0108】[0108]

〔合成例〕(Synthesis example)

(1)単量体aの合成 ジシクロペンタジエンを170〜180℃に加熱分解
後、シクロペンタジエンを蒸留取り出しした。得られた
シクロペンタジエン21gとt−ブチルアクリレート4
1gを混合し、12時間40℃で加熱攪拌した。得られ
た反応混合物を減圧条件下蒸留し、目的のt−ブトキシ
カルボニルノルボルネン50gを合成した。次に、公開
特許公報8−333304記載の方法でt−ブトキシカ
ルボニルノルボルネンとメタクリル酸を反応させた後、
t−ブチルエステル部分を酸加水分解し、目的物である
単量体aを得た。
(1) Synthesis of Monomer a After dicyclopentadiene was thermally decomposed at 170 to 180 ° C., cyclopentadiene was distilled out. 21 g of the obtained cyclopentadiene and t-butyl acrylate 4
1 g was mixed and heated and stirred at 40 ° C. for 12 hours. The obtained reaction mixture was distilled under reduced pressure to synthesize 50 g of the desired t-butoxycarbonylnorbornene. Next, after reacting t-butoxycarbonylnorbornene and methacrylic acid by the method described in JP-A-8-333304,
The t-butyl ester moiety was acid-hydrolyzed to obtain the desired monomer a.

【0109】(2)単量体bの合成 上記合成例(1)で合成した単量体aと過剰の2−ヒド
ロキシエチルビニルエーテルをメチルイソブチルケトン
に溶解し、少量の2−エチルヘキシルリン酸を加え、窒
素雰囲気下24時間攪拌した。反応終了後、重曹水で洗
浄、過剰の2−ヒドロキシエチルビニルエーテルを減圧
留去し、再度、酢酸エチルに溶解させ、更に5%NaO
H水溶液で洗浄、飽和塩水で水が中性になるまで洗浄
し、得られた油層を濃縮、目的物である単量体bを得
た。同様の方法で下記単量体c〜iを合成した。
(2) Synthesis of Monomer b Monomer a synthesized in the above synthesis example (1) and excess 2-hydroxyethyl vinyl ether were dissolved in methyl isobutyl ketone, and a small amount of 2-ethylhexyl phosphoric acid was added. The mixture was stirred for 24 hours under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, the mixture was washed with aqueous sodium bicarbonate, excess 2-hydroxyethyl vinyl ether was distilled off under reduced pressure, dissolved again in ethyl acetate, and further dissolved in 5% NaO 3.
Washed with an aqueous H solution and washed with saturated brine until the water became neutral, and the resulting oil layer was concentrated to obtain the target monomer b. The following monomers c to i were synthesized in the same manner.

【0110】[0110]

【化34】 Embedded image

【0111】(3)単量体jの合成 上記合成例(1)で合成した単量体aをトリエチルアミ
ンと予め反応させてアンモニウム塩とした後、これをジ
メチルホルムアミドに溶解し、クロロメチル−2−ヒド
ロキシエチルエーテルをゆっくりと滴下し、そのまま3
時間、室温下で攪拌した。得られた反応液を濃縮し、ジ
メチルホルムアミドを留去した。再度、酢酸エチルに溶
解し、重曹水で洗浄したのち、再度濃縮し、シリカゲル
カラムクロマノグラフィーにより精製し目的物である単
量体jを合成した。
(3) Synthesis of Monomer j Monomer a synthesized in the above synthesis example (1) was previously reacted with triethylamine to form an ammonium salt, which was dissolved in dimethylformamide to give chloromethyl-2 -Hydroxyethyl ether is slowly added dropwise,
Stirred at room temperature for hours. The obtained reaction solution was concentrated, and dimethylformamide was distilled off. It was dissolved again in ethyl acetate, washed with aqueous sodium bicarbonate, concentrated again, and purified by silica gel column chromatography to synthesize the desired monomer j.

【0112】同様の方法で下記単量体k〜rを合成し
た。以上の本発明に係わる単量体b〜r及び比較用の単
量体s〜uの有機概念図における無機性の数値の和は、
それぞれつぎの通りである。 b;100, c;100, d;100, e;140, f;200, g;200, h;240, i;175, j;100, k;100, l;100, m;140, n;200, o;200, p;240, q;240, r;175, s;85, t;20, u;0,
The following monomers k to r were synthesized in the same manner. The sum of the inorganic values in the organic conceptual diagrams of the monomers b to r according to the present invention and the monomers s to u for comparison is as follows:
Each is as follows. b, 100, c; 100, d; 100, e; 140, f; 200, g; 200, h; 240, i; 175, j; 100, k; 100, l; 100, m; 140, n; 200, o; 200, p; 240, q; 240, r; 175, s; 85, t; 20, u;

【0113】[0113]

【化35】 Embedded image

【0114】(4)樹脂Bの合成 単量体aとbをモル比で4/6混合したもの10gをテ
トラヒドロフラン30gに溶解し、窒素雰囲気とした
後、60℃に加温、次いで和光純薬製V−65を200
mgを5回に分けて1時間おきに添加し、さらに3時間
攪拌した。得られた反応混合物をテトラヒドロフラン1
00gで希釈し、蒸留水1.5Lに晶析、析出した白色
粉体を濾別して目的物である樹脂Bを回収した。得られ
た樹脂BのGPC測定を行ったところ、標準ポリスチレ
ン換算による重量平均分子量は12100であった。以
下同様の方法で単量体aと単量体c〜rの共重合体(こ
れらのモル比は、4/6)である樹脂C〜Rを合成し
た。
(4) Synthesis of Resin B 10 g of a mixture of monomers a and b in a 4/6 molar ratio was dissolved in 30 g of tetrahydrofuran, and the mixture was heated to 60 ° C. under a nitrogen atmosphere. 200 V-65
mg was added in five portions every 1 hour, and the mixture was further stirred for 3 hours. The obtained reaction mixture is mixed with tetrahydrofuran 1
After diluting with 00 g, crystallization in 1.5 L of distilled water, and the precipitated white powder were separated by filtration to collect the target resin B. GPC measurement of the obtained resin B showed that the weight average molecular weight in terms of standard polystyrene was 12,100. Thereafter, resins C to R, which are copolymers of the monomer a and the monomers cr (the molar ratio thereof is 4/6), were synthesized in the same manner.

【0115】[0115]

【表1】 [Table 1]

【0116】(5)比較用樹脂S、T、Uの合成 下式で表される単量体s、t及びuと単量体aとを原料
として合成例(4)と同様の一般的ラジカル重合法によ
り比較用樹脂S、T、Uを合成した。得られた樹脂S、
T、UのGPC測定を行ったところ、標準ポリスチレン
換算による重量平均分子量はそれぞれ11400、10
200、9900であった。
(5) Synthesis of Comparative Resins S, T and U The same general radicals as in Synthesis Example (4) were obtained by using monomers s, t and u represented by the following formulas and monomer a as raw materials. Comparative resins S, T and U were synthesized by a polymerization method. The obtained resin S,
When GPC measurement of T and U was performed, the weight average molecular weights in terms of standard polystyrene were 11400 and 10400, respectively.
200, 9900.

【0117】[0117]

【化36】 Embedded image

【0118】(6)比較用樹脂V、Wの合成 Journal of Photopolymer Science and Technology, Vo
l.10, 1997, p545-550記載の方法で下記樹脂Vを、Jour
nal of photopolymer Science and Technology, Vol.1
0, 1997, p561-570記載の方法でアルコールモノマーを
含有する樹脂Wを合成した。
(6) Synthesis of Comparative Resins V and W Journal of Photopolymer Science and Technology, Vo
l.10, 1997, p545-550, the following resin V
nal of photopolymer Science and Technology, Vol.1
A resin W containing an alcohol monomer was synthesized by the method described in J. P. No. 0, 1997, p561-570.

【0119】[0119]

【化37】 Embedded image

【0120】(7)比較用樹脂X、Yの合成 公開特許公報7−234511の実施例10、17記載
の樹脂を特許記載の方法に準じて合成し対応する樹脂
X、Yを得た。
(7) Synthesis of Comparative Resins X and Y Resins described in Examples 10 and 17 of JP-A-7-234511 were synthesized according to the method described in the patent to obtain corresponding resins X and Y.

【0121】〔実施例・比較例〕 (1)試験用試料の作製 上記合成例で合成した本発明の樹脂B〜Rと比較例の樹
脂S〜Yをそれぞれ1.2gと、光酸発生剤としてトリ
フェニルスルフォニウムトリフレート0.25gとを固
形分14重量%の割合で2−ヘプタノンに溶解した後、
0.1μmのミクロフィルターで濾過、ポジ型フォトレ
ジスト組成物溶液を調製した。得られたポジ型フォトレ
ジスト組成物溶液をスピンコータを利用してシリコンウ
エハー上に塗布し、120℃で90秒間乾燥、約0.5
μmのポジ型フォトレジスト膜を作成し、それにArF
エキシマレーザー(193nm)で露光した。露光後の
加熱処理を110℃で90秒間で行い、標準現像液であ
る2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
水溶液で現像、蒸留水でリンスし、レジストパターンプ
ロファイルを得た。
[Examples / Comparative Examples] (1) Preparation of Test Samples Resins B to R of the present invention synthesized in the above Synthesis Examples and Resins S to Y of Comparative Examples 1.2 g each, and a photoacid generator After dissolving 0.25 g of triphenylsulfonium triflate in 2-heptanone at a solid content of 14% by weight,
The solution was filtered through a 0.1 μm microfilter to prepare a positive photoresist composition solution. The obtained positive photoresist composition solution was applied on a silicon wafer using a spin coater, dried at 120 ° C. for 90 seconds, and dried for about 0.5 hour.
μm positive type photoresist film is formed, and ArF
It was exposed with an excimer laser (193 nm). A heat treatment after exposure was performed at 110 ° C. for 90 seconds, developed with a 2.38% aqueous tetramethylammonium hydroxide solution as a standard developer, and rinsed with distilled water to obtain a resist pattern profile.

【0122】(2)評価方法 〔パターンプロファイル〕:上記で得られたレジストパ
ターンプロファイルを走査型電子顕微鏡で観察し、矩形
なものを○、標準現像液に溶解しすぎるためにトップが
丸くなるもの、逆に現像性が劣るためにT−トップ形状
を示したものを×として評価した。
(2) Evaluation method [Pattern profile]: The resist pattern profile obtained above was observed with a scanning electron microscope. On the contrary, those showing a T-top shape due to poor developability were evaluated as x.

【0123】〔密着性〕(残存細線の最小線幅):線幅
0.35μmを再現する露光量を感度として、この露光
量で露光して得られたレジストパターンプロファイルを
走査型電子顕微鏡で観察したとき、残存している最も細
線の線幅をもって密着性を評価した。即ち、密着性がよ
り高いものは、より細かい線幅のパターンも残存する
が、逆に密着性の劣るものは細かい線幅ほど基板界面で
密着できず、パターンが剥がれてしまうので残存細線の
最小線幅によって密着性を評価できる。
[Adhesion] (Minimum line width of remaining fine line): A resist pattern profile obtained by exposing at this exposure amount with the exposure amount reproducing the line width of 0.35 μm as a sensitivity is observed with a scanning electron microscope. Then, the adhesiveness was evaluated based on the line width of the remaining thinnest line. That is, a pattern having a higher adhesion has a pattern with a finer line width remaining, whereas a pattern having a lower adhesion cannot be adhered to a substrate interface as a smaller line width, and the pattern is peeled off. Adhesion can be evaluated by the line width.

【0124】(3)結果 評価結果を表2に示す。表2に示されるように、本発明
の樹脂B〜Rは、比較試料S〜Yに較べて優れた密着性
(残存最小線幅)とパタンプロファイルを有している。
また、これらの樹脂の感度は、ArFエキシマレーザー
(193nm)光源に対して十分の透過性を有すること
を反映して上記試験に支障のない十分の感度を有してい
た。試料B〜Rは、有機概念図における無機性の数値が
100以上の酸分解基を繰り返し構造単位の中に含むこ
とで比較用試料S〜Yと異なっている。また、比較試料
の現像不良品は現像ができていないので、大パターン以
外しか現像されていない。従って便宜上線の残っている
ところを読みとった。
(3) Results The evaluation results are shown in Table 2. As shown in Table 2, the resins B to R of the present invention have excellent adhesion (minimum remaining line width) and pattern profile as compared with Comparative Samples S to Y.
In addition, the sensitivity of these resins had sufficient sensitivity that did not hinder the above test, reflecting that they had sufficient transparency to an ArF excimer laser (193 nm) light source. Samples B to R are different from Comparative Samples S to Y in that the repeating unit contains an acid-decomposable group having an inorganic value of 100 or more in the organic conceptual diagram. Further, since the poorly developed product of the comparative sample has not been developed, only a pattern other than the large pattern has been developed. Therefore, for convenience, the place where the line remains is read.

【0125】[0125]

【表2】 [Table 2]

【0126】[0126]

【発明の効果】以上説明したように本発明の一般式
〔I〕に示したアセタール型の酸分解基を含有する樹脂
は、特に170nm〜220nmという波長領域の光に適し
て、かつ基板密着性に優れ、標準現像適性があり、良好
なレジストパターンプロファイルが得られるポジ型フォ
トレジスト組成物を提供できる。
As described above, the resin containing an acetal-type acid-decomposable group represented by the general formula [I] of the present invention is particularly suitable for light in a wavelength region of 170 nm to 220 nm and has good adhesion to a substrate. A positive photoresist composition which is excellent in thermal stability, has standard development suitability, and can obtain a favorable resist pattern profile can be provided.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸の作用により分解しアルカリに対する
溶解性が増加する樹脂及び活性光線または放射線の照射
により酸を発生する化合物を含有する遠紫外線露光用ポ
ジ型フォトレジスト組成物において、酸の作用により分
解しアルカリに対する溶解性が増加する樹脂が下記一般
式〔I〕で表される部分構造が重合可能な炭素ー炭素二
重結合に直接あるいは2価の有機連結基を介して連結さ
れたモノマーを繰り返し単位として含有することを特徴
とする遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物。 【化1】 式中、R1は、水素原子又はアルキル基を表し、R2は、
有機概念図における無機性の数値が100以上となるよ
うに置換されたアルキル基を表す。
1. The action of an acid in a positive photoresist composition for deep ultraviolet light exposure, comprising a resin which decomposes under the action of an acid to increase solubility in alkali and a compound which generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. A monomer whose partial structure represented by the following general formula [I] is directly or via a divalent organic linking group to a polymerizable carbon-carbon double bond: , As a repeating unit, wherein the composition is a positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure. Embedded image In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and R 2 represents
It represents an alkyl group substituted so that the numerical value of inorganicity in the organic conceptual diagram is 100 or more.
【請求項2】 一般式〔I〕で表される部分構造中の置
換基R2が、炭素原子数1〜12のアルキル基であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の遠紫外線露光用ポジ型
フォトレジスト組成物。
2. The far ultraviolet exposure according to claim 1, wherein the substituent R 2 in the partial structure represented by the general formula [I] is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Positive photoresist composition.
【請求項3】 一般式〔I〕で表される部分構造が、下
記一般式〔II〕で表されることを特徴とする請求項1又
は2に記載の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成
物。 【化2】 式中、R3、R4 及びR5 は、水素原子、アルキル基、
シクロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシ
アルキル基、ヒドロキシアルコキシアルキル基、アシル
アミノアルキル基、スルホアミノアルキル基、カルボキ
シル基、カルボキシアルキル基、アシルアミノ基、スル
ホアミノ基、スルファモイル基、スルホアミノスルホア
ルキル基、カルバモイル基、アルコキシ基、アシル基、
水酸基又はシアノ基を表す。
3. The positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure according to claim 1, wherein the partial structure represented by the general formula [I] is represented by the following general formula [II]. Stuff. Embedded image Wherein R 3 , R 4 and R 5 are a hydrogen atom, an alkyl group,
Cycloalkyl group, hydroxyalkyl group, alkoxyalkyl group, hydroxyalkoxyalkyl group, acylaminoalkyl group, sulfoaminoalkyl group, carboxyl group, carboxyalkyl group, acylamino group, sulfoamino group, sulfamoyl group, sulfoaminosulfoalkyl group, carbamoyl Group, alkoxy group, acyl group,
Represents a hydroxyl group or a cyano group.
【請求項4】 露光する活性光線または放射線の波長が
170〜220nmであることを特徴とする請求項1〜
3に記載の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成
物。
4. The method according to claim 1, wherein the wavelength of the actinic ray or radiation to be exposed is 170 to 220 nm.
4. The positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure according to 3.
【請求項5】 波長が193nmの活性光線に対して塗
設物の厚み1ミクロン当たりの透過光学濃度が1.0以
下であるように構成されたことを特徴とする請求項1〜
4に記載の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成
物。
5. An optical system according to claim 1, wherein the transmission optical density per one micron of the thickness of the coating is 1.0 or less for an actinic ray having a wavelength of 193 nm.
5. The positive photoresist composition for deep UV exposure according to item 4.
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