JP2000038486A - Mixed resin composition and positive type resist composition using the same - Google Patents

Mixed resin composition and positive type resist composition using the same

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JP2000038486A
JP2000038486A JP11210600A JP21060099A JP2000038486A JP 2000038486 A JP2000038486 A JP 2000038486A JP 11210600 A JP11210600 A JP 11210600A JP 21060099 A JP21060099 A JP 21060099A JP 2000038486 A JP2000038486 A JP 2000038486A
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Toshimasa Nakayama
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a mixed resin composition that has high sensitivity and high resolution and can form good resist patterns by using a specific compound as a resin component for increasing the solubility in an aqueous alkali by the action of acid. SOLUTION: This mixed resin composition includes (A) 10-70 wt.% of polyhydroxystyrene in which 10-60 mol.% of the hydroxy groups are converted to tertiary butyloxy group and (B) 30-90 wt.% of polyhydroxy-styrene in which 10-60 mol.% of hydroxy groups are converted to the residual groups of the formula (R1 is H, methyl; R2 is methyl, ethyl; R3 is a lower alkyl). In a preferred embodiment, this composition contains additionally (C) a compound that liberates acid by irradiation with radioactive rays. Further, the component A and the component B preferably have a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 3-5.

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、酸の作用によりアルカ
リ水溶液に対する溶解性が増大する樹脂成分として、異
なる2種の置換基で各々置換されたポリヒドロキシスチ
レンの混合物を含有する混合樹脂組成物、及びそれを用
いたポジ型レジスト組成物に関し、さらに詳しくは、紫
外線、遠紫外線、KrF、ArFなどのエキシマレーザ
ー、X線、及び電子線などの放射線に感応する化学増幅
型ポジ型レジスト組成物の成分として有用な混合樹脂組
成物、及び該混合樹脂組成物を含有するポジ型レジスト
組成物に関する。
The present invention relates to a mixed resin composition containing a mixture of polyhydroxystyrenes each substituted by two different substituents, as a resin component whose solubility in an aqueous alkali solution is increased by the action of an acid. And a positive resist composition using the same, and more specifically, a chemically amplified positive resist composition sensitive to radiation such as excimer lasers such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, KrF, and ArF, X-rays, and electron beams. And a positive resist composition containing the mixed resin composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ICやLSIなどの半導体素子
は、ホトレジスト組成物を用いたフォトリソグラフイ
ー、エッチング、不純物拡散及び配線形成などの工程を
数回繰り返し製造されている。フォトリソグラフイーに
おいては、ホトレジスト組成物をシリコンウエーハ上に
回転塗布などの方法により塗布し薄膜を形成し、それを
マスクパターンを介して、紫外線などの放射線を照射
し、現像してレジストパターンを形成し、次いで、前記
レジストパターンを保護膜としてエッチングが行われて
いる。これまで、前記フォトリソグラフイーで使用され
ているホトレジスト組成物は、それに要求される解像性
が、サブミクロン(1μm以下)、ハーフミクロン
(0.5μm以下)程度であり、g線(436nm)、
i線(365nm)などの紫外線を利用したアルカリ可
溶性ノボラック樹脂とキノンジアジド基含有化合物を基
本成分としたポジ型ホトレジストが実用に供されてき
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor devices such as ICs and LSIs have been manufactured by repeating steps such as photolithography, etching, impurity diffusion and wiring formation using a photoresist composition several times. In photolithography, a photoresist composition is applied to a silicon wafer by a method such as spin coating to form a thin film, which is irradiated with radiation such as ultraviolet rays through a mask pattern and developed to form a resist pattern. Then, etching is performed using the resist pattern as a protective film. Hitherto, the photoresist composition used in the photolithography has a resolution required for submicron (1 μm or less), half micron (0.5 μm or less), and g-line (436 nm). ,
Positive photoresists containing alkali-soluble novolak resins utilizing ultraviolet rays such as i-rays (365 nm) and quinonediazide group-containing compounds as basic components have been put to practical use.

【0003】しかしながら、近年、半導体素子の微細化
が益々高まり、今日ではクオーターミクロン(0.25
μm以下)の超微細パターンを用いた超LSIの量産が
はじまろうとしている。このようなクオーターミクロン
の超微細パターンを得るには、従来のアルカリ可溶性ノ
ボラック樹脂とキノンジアジド基含有化合物を基本成分
としたポジ型ホトレジストでは困難なことから、より短
波長の遠紫外線(200〜300nm)、KrF、Ar
Fなどのエキシマレーザー、電子線及びX線を利用した
レジストの開発が要望されている。かかるレジストとし
て高解像性が達成される上に、放射線の照射により発生
した酸の触媒反応、連鎖反応を利用し量子収率が1以上
であり、かつ高感度が達成できる化学増幅型レジストが
注目され、盛んに開発が行われている。
However, in recent years, the miniaturization of semiconductor elements has been increasing, and today, quarter-micron (0.25
Mass production of ultra-LSIs using ultra-fine patterns (μm or less) is about to begin. In order to obtain such an ultra-fine pattern of quarter micron, it is difficult to obtain a conventional positive photoresist containing alkali-soluble novolak resin and a quinonediazide group-containing compound as basic components. Therefore, far ultraviolet rays (200 to 300 nm) having a shorter wavelength are difficult. , KrF, Ar
There is a demand for the development of a resist using an excimer laser such as F, an electron beam and an X-ray. In addition to achieving high resolution as such a resist, a chemically amplified resist capable of achieving a high sensitivity with a quantum yield of 1 or more utilizing a catalytic reaction and a chain reaction of an acid generated by irradiation of radiation and achieving high sensitivity is provided. It is receiving attention and is being actively developed.

【0004】上記化学増幅型レジストとしては、例えば
ポリヒドロキシスチレンの水酸基をtert−ブトキシ
カルボニルオキシ基で置換した樹脂成分とオニウム塩な
どの酸発生剤を組み合わせたレジスト組成物が米国特許
4,491,628号明細書に提案されている。しかし
ながら、前記レジスト組成物は、解像度、焦点深度幅特
性において十分なものでない上、化学増幅型レジストに
特有の露光により発生した酸の失活の起因する露光後一
定時間放置した後、現像した場合のパターン形状劣化の
問題(以下引置き経時安定性という)、すなわちレジス
トパターン上部が庇状に連なってしまうブリッジングの
問題がある。このようなブリッジングができると所望の
配線パターンが得られないため、半導体素子製造におい
て致命的なものとなる。このような引置き経時の問題を
解決する方法として、レジスト層上に露光により発生し
た酸の失活を防止するためトップコート層を設ける方法
があるが、このような方法は、製造工程が増えスループ
ットが悪くなるし、コスト高となるため好ましくない。
従って、トップコート層を設ける必要のない引置き経時
安定性に優れたレジストが強く望まれている。
As the chemically amplified resist, for example, a resist composition comprising a resin component in which a hydroxyl group of polyhydroxystyrene is substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group and an acid generator such as an onium salt is disclosed in US Pat. No. 628. However, the resist composition is not sufficient in resolution and depth of focus characteristics, and when left for a certain period of time after exposure due to deactivation of acid generated by exposure peculiar to the chemically amplified resist, and then developed. (Hereinafter referred to as stability over time), that is, bridging in which the upper portion of the resist pattern is connected in an eaves-like manner. If such bridging is performed, a desired wiring pattern cannot be obtained, which is fatal in semiconductor device manufacturing. As a method of solving such a problem of the withdrawal time, there is a method of providing a top coat layer on the resist layer to prevent deactivation of the acid generated by exposure, but such a method requires an additional manufacturing process. It is not preferable because the throughput is lowered and the cost is increased.
Therefore, there is a strong demand for a resist which does not require a topcoat layer and has excellent stability over time.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、鋭意研究を重ねた結果、酸の作用によりアルカリ水
溶液に対する溶解性が増大する樹脂成分として、異なる
2種の置換基で各々置換されたポリヒドロキシスチレン
の混合物を含有する混合樹脂組成物をポジ型レジスト組
成物の樹脂成分として使用することで、高感度、高解像
性、耐熱性に優れている上に、引置き経時安定性にも優
れ、かつ良好なレジストパターンを形成できるポジ型レ
ジスト組成物が得られることを見出し、本発明を完成し
たものである。すなわち
The inventors of the present invention have conducted intensive studies, and as a result, as a resin component whose solubility in an aqueous alkali solution is increased by the action of an acid, each of the resin components is substituted with two different substituents. By using a mixed resin composition containing a mixture of polyhydroxystyrene as a resin component of a positive resist composition, it has high sensitivity, high resolution, excellent heat resistance, and stability over time. It has been found that a positive resist composition which is excellent in resist properties and can form a good resist pattern can be obtained, and the present invention has been completed. Ie

【0006】本発明は、酸の作用によりアルカリ水溶液
に対する溶解性が増大する樹脂成分として、異なる2種
の置換基で各々置換されたポリヒドロキシスチレンの混
合物を含有する混合樹脂組成物を提供することを目的と
する。
The present invention provides a mixed resin composition containing a mixture of polyhydroxystyrenes each substituted with two different substituents, as a resin component whose solubility in an aqueous alkali solution is increased by the action of an acid. With the goal.

【0007】また、本発明は、上記ポリヒドロキシスチ
レンの混合物に加えて放射線の照射により酸を発生する
化合物(以下酸発生剤という)を含有し、放射線、特に
deep−UVやKrF、ArFなどのエキシマレーザ
ー光に対する光透過性に優れ、高感度、高解像性で、耐
熱性に優れている上に、引置き経時安定性にも優れ、か
つプロファイル形状の良好なレジストパターンを形成で
きるポジ型レジスト組成物を提供することを目的とす
る。
The present invention also includes a compound (hereinafter referred to as an acid generator) which generates an acid upon irradiation with radiation in addition to the above mixture of polyhydroxystyrene, and which contains radiation, especially deep UV, KrF, ArF or the like. Positive type that has excellent light transmittance to excimer laser light, high sensitivity, high resolution, excellent heat resistance, excellent stability over time, and good resist pattern with good profile shape. It is intended to provide a resist composition.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、(イ)水酸基の10〜60モル%をtert−ブ
チルオキシ基としたポリヒドロキシスチレンと、(ロ)
水酸基の10〜60モル%が一般式化4
To achieve the above object, the present invention provides (a) polyhydroxystyrene in which 10 to 60 mol% of hydroxyl groups are tert-butyloxy groups;
10 to 60 mol% of the hydroxyl group is represented by the general formula 4

【0009】[0009]

【化4】 (式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2はメチ
ル基又はエチル基であり、R3は低級アルキル基であ
る。)で表わされる残基で置換されたポリヒドロキシス
チレンを含有することを特徴とする混合樹脂組成物及び
それを用いたポジ型レジスト組成物に係る。
Embedded image Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a methyl group or an ethyl group, and R 3 is a lower alkyl group. And a positive resist composition using the mixed resin composition.

【0010】上記ポリヒドロキシスチレンの混合割合は
(イ)成分が10〜70重量%、(ロ)成分が30〜9
0重量%、好ましくは(イ)成分が20〜50重量%、
(ロ)成分が50〜80重量%の範囲がよい。そして、
前記(ロ)成分の一般式化4で表わされる残基の具体例
としては、例えば1−メトキシエトキシ基、1−エトキ
シエトキシ基、1−n−プロポキシエトキシ基、1−イ
ソプロポキシエトキシ基、1−n−ブトキシエトキシ
基、1−イソブトキシエトキシ基、1−(1,1−ジメ
チルエトキシ)−1−メチルエトキシ基、1−メトキシ
−1−メチルエトキシ基、1−エトキシ−1−メチルエ
トキシ基、1−n−プロポキシ−1−メチルエトキシ
基、1−イソブトキシ−1−メチルエトキシ基、1−メ
トキシ−n−プロポキシ基、1−エトキシ−n−プロポ
キシ基などが挙げられる。中でも、特に1−エトキシエ
トキシ基及び1−メトキシ−n−プロポキシ基が感度、
解像力がバランス良く向上するので好ましい。
The mixing ratio of the above polyhydroxystyrene is 10 to 70% by weight for the component (a) and 30 to 9 for the component (b).
0% by weight, preferably 20 to 50% by weight of the component (A),
The component (b) preferably has a content of 50 to 80% by weight. And
Specific examples of the residue represented by the general formula 4 of the component (b) include, for example, 1-methoxyethoxy group, 1-ethoxyethoxy group, 1-n-propoxyethoxy group, 1-isopropoxyethoxy group, -N-butoxyethoxy group, 1-isobutoxyethoxy group, 1- (1,1-dimethylethoxy) -1-methylethoxy group, 1-methoxy-1-methylethoxy group, 1-ethoxy-1-methylethoxy group , 1-n-propoxy-1-methylethoxy group, 1-isobutoxy-1-methylethoxy group, 1-methoxy-n-propoxy group, 1-ethoxy-n-propoxy group and the like. Among them, 1-ethoxyethoxy group and 1-methoxy-n-propoxy group are particularly sensitive,
This is preferable because the resolving power is improved in a well-balanced manner.

【0011】上記混合樹脂組成物にさらに酸発生剤を含
有させることでポジ型レジスト組成物が得られるが、該
ポジ型レジスト組成物にあっては、前記酸発生剤から生
じる酸が(イ)成分のtert−ブチルオキシ基や
(ロ)成分の一般式化4で表わされる残基を分解し、こ
れらが樹脂成分のアルカリに対する溶解性と溶解阻害能
を程よく釣り合わせ、高感度、高解像性及び高耐熱性を
達成することができる。
A positive resist composition can be obtained by further adding an acid generator to the mixed resin composition. In the positive resist composition, the acid generated from the acid generator is (a). Decomposes the tert-butyloxy group of the component and the residue represented by the general formula (4) of the component (b), and appropriately balances the solubility of the resin component with alkali and the dissolution inhibiting ability, resulting in high sensitivity and high resolution. And high heat resistance can be achieved.

【0012】上記(イ)成分は、ポリtert−ブチル
オキシスチレンのtert−ブチル基を、塩酸、硫酸、
シュウ酸、p−トルエンスルホン酸などの酸により、一
部脱離させることにより、得ることができ、残存するt
ert−ブチルオキシ基をポリヒドロキシスチレンの水
酸基の10〜60モル%、好ましくは20〜50モル%
の範囲とすることが必要である。tert−ブチル基が
10モル%未満ではプロファイル形状に優れたレジスト
パターンが得られず、また60モル%を超えると感度が
低下するため好ましくなく、実用上は20〜50モル%
の範囲が有効である。
The above-mentioned component (a) is used to convert the tert-butyl group of polytert-butyloxystyrene with hydrochloric acid, sulfuric acid,
It can be obtained by partial elimination with an acid such as oxalic acid or p-toluenesulfonic acid, and the remaining t
The tert-butyloxy group accounts for 10 to 60 mol%, preferably 20 to 50 mol% of the hydroxyl group of polyhydroxystyrene.
It is necessary to be within the range. If the tert-butyl group is less than 10 mol%, a resist pattern having an excellent profile cannot be obtained. If the tert-butyl group exceeds 60 mol%, sensitivity is lowered, which is not preferable.
Is valid.

【0013】一方、(ロ)成分は、ポリヒドロキシスチ
レンの水酸基を、例えば1−クロロ−1−エトキシエタ
ンや1−クロロ−1−メトキシプロパンなどにより、公
知の置換反応に従い前記一般式化4の基で置換したもの
で、その置換率は10〜60モル%、好ましくは20〜
50モル%とすることが必要である。この置換率が10
モル%未満では形状の優れたパターンが得られず、また
60モル%を超えるとレジストの感度が低下するため好
ましくなく、実用的には20〜50モル%の範囲が有効
である。
On the other hand, the component (b) converts the hydroxyl group of polyhydroxystyrene with, for example, 1-chloro-1-ethoxyethane or 1-chloro-1-methoxypropane according to a known substitution reaction according to the general formula (4). With a substitution rate of 10 to 60 mol%, preferably 20 to 60 mol%.
It must be 50 mol%. This replacement rate is 10
If the amount is less than mol%, a pattern having an excellent shape cannot be obtained. If the amount exceeds 60 mol%, the sensitivity of the resist is lowered, which is not preferable. In practice, the range of 20 to 50 mol% is effective.

【0014】さらに、上記各樹脂成分の重量平均分子量
は、ゲルパーミエーションクロマト法(GPC法)に基
づきポリスチレン基準で3,000〜30,000、好
ましくは8,000〜22,000の範囲がよい。重量
平均分子量が前記範囲未満では被膜性に劣り、また前記
上限範囲を超えるとアルカリ水溶液に対する溶解性が低
下する。さらに、前記各樹脂は重量平均分子量と数平均
分子量の比で表わした分子量分布(MW/Mn)が3〜5
の範囲であるのが好ましい。
Further, the weight average molecular weight of each of the above resin components is in the range of 3,000 to 30,000, preferably 8,000 to 22,000 based on polystyrene based on gel permeation chromatography (GPC). . When the weight-average molecular weight is less than the above range, the coating properties are poor, and when the weight-average molecular weight exceeds the above upper limit, the solubility in an alkaline aqueous solution is reduced. Furthermore, each resin molecular weight distribution expressed by the ratio of the weight average molecular weight to number average molecular weight (M W / M n) is 3-5
Is preferably within the range.

【0015】上記酸発生剤としては、従来より酸発生剤
として公知のものを使用することができ、特に制限はな
いが、具体的には(a)ビス(p−トルエンスルホニ
ル)ジアゾメタン、メチルスルホニル−p−トルエンス
ルホニルジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル
−1−(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(1−メチルエチルスルホニル)ジアゾ
メタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(4−エチルフェニルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(3−メチルフェニルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(4−メトキシフェニルスルホニル)ジ
アゾメタン、ビス(4−フルオロフェニルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(4−クロロフェニルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(4−tert−ブチルフェニルス
ルホニル)ジアゾメタンなどのビススルホニルジアゾメ
タン類、(b)2−メチル−2−(p−トルエンスルホ
ニル)プロピオフエノン、2−(シクロヘキシルカルボ
ニル)−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2
−メタンスルホニル−2−メチル−(4−メチルチオ)
プロピオフエノン、2,4−ジメチル−2−(p−トル
エンスルホニル)ペンタン−3−オンなどのスルホニル
カルボニルアルカン類、(c)1−p−トルエンスルホ
ニル−1−シクロヘキシルカルボニルジアゾメタン、1
−ジアゾ−1−メチルスルホニル−4−フエニル−2−
ブタノン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−シクロ
ヘキシルカルボニルジアゾメタン、1−ジアゾ−1−シ
クロヘキシルスルホニル−3,3−ジメチル−2−ブタ
ノン、1−ジアゾ−1−(1,1−ジメチルエチルスル
ホニル)−3,3−ジメチル−2−ブタノン、1−アセ
チル−1−(1−メチルエチルスルホニル)ジアゾメタ
ン、1−ジアゾ−1−(p−トルエンスルホニル)−
3,3−ジメチル−2−ブタノン、1−ジアゾ−1−ベ
ンゼンスルホニル−3,3−ジメチル−2−ブタノン、
1−ジアゾ−1−(p−トルエンスルホニル)−3−メ
チル−2−ブタノン、2−ジアゾ−2−(p−トルエン
スルホニル)酢酸シクロヘキシル、2−ジアゾ−2−ベ
ンゼンスルホニル酢酸tert−ブチル、2−ジアゾ−
2−メタンスルホニル酢酸イソプロピル、2−ジアゾ−
2−ベンゼンスルホニル酢酸シクロヘキシル、2−ジア
ゾ−2−(p−トルエンスルホニル)酢酸tert−ブ
チルなどのスルホニルカルボニルジアゾメタン類、
(d)p−トルエンスルホン酸2−ニトロベンジル、p
−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジル、p−
トリフルオロメチルベンゼンスルホン酸2,4−ジニト
ロベンジルなどのニトロベンジル誘導体、(e)ピロガ
ロールのメタンスルホン酸エステル、ピロガロールのベ
ンゼンスルホン酸エステル、ピロガロールのp−トルエ
ンスルホン酸エステル、ピロガロールのp−メトキシベ
ンゼンスルホン酸エステル、ピロガロールのメシチレン
スルホン酸エステル、ピロガロールのベンジルスルホン
酸エステル、没食子酸アルキルのメタンスルホン酸エス
テル、没食子酸アルキルのベンゼンスルホン酸エステ
ル、没食子酸アルキルのp−トルエンスルホン酸エステ
ル、没食子酸アルキルのp−メトキシベンゼンスルホン
酸エステル、没食子酸アルキルのメシチレンスルホン酸
エステル、没食子酸アルキルのベンジルスルホン酸エス
テルなどのポリヒドロキシ化合物と脂肪族または芳香族
スルホン酸エステル類などを挙げることができる。前記
没食子酸アルキルにおけるアルキル基は、炭素数1〜1
5のアルキル基、特にオクチル基及びラウリル基が好ま
しい。また、(f)次の一般式化5、化6で表わされる
オニウム塩系酸発生剤、(g)一般式化7で表わされる
ベンゾイントレシート系酸発生剤も使用できる。
As the above-mentioned acid generator, those which have hitherto been known as acid generators can be used without any particular limitation. Specifically, (a) bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, methylsulfonyl -P-toluenesulfonyldiazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl-1- (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, bis (1-methylethylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexyl) Sulfonyl) diazomethane, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (4-ethylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (3-methylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (4-methoxyphenylsulfonyl) diazomethane, bis ( - fluorophenylsulfonyl)
Diazomethane, bis (4-chlorophenylsulfonyl)
Bissulfonyldiazomethanes such as diazomethane and bis (4-tert-butylphenylsulfonyl) diazomethane; (b) 2-methyl-2- (p-toluenesulfonyl) propiophenone; 2- (cyclohexylcarbonyl) -2- (p -Toluenesulfonyl) propane, 2
-Methanesulfonyl-2-methyl- (4-methylthio)
Sulfonylcarbonylalkanes such as propiophenone, 2,4-dimethyl-2- (p-toluenesulfonyl) pentan-3-one, (c) 1-p-toluenesulfonyl-1-cyclohexylcarbonyldiazomethane, 1
-Diazo-1-methylsulfonyl-4-phenyl-2-
Butanone, 1-cyclohexylsulfonyl-1-cyclohexylcarbonyldiazomethane, 1-diazo-1-cyclohexylsulfonyl-3,3-dimethyl-2-butanone, 1-diazo-1- (1,1-dimethylethylsulfonyl) -3, 3-dimethyl-2-butanone, 1-acetyl-1- (1-methylethylsulfonyl) diazomethane, 1-diazo-1- (p-toluenesulfonyl)-
3,3-dimethyl-2-butanone, 1-diazo-1-benzenesulfonyl-3,3-dimethyl-2-butanone,
1-diazo-1- (p-toluenesulfonyl) -3-methyl-2-butanone, cyclohexyl 2-diazo-2- (p-toluenesulfonyl) acetate, tert-butyl 2-diazo-2-benzenesulfonylacetate, 2 -Diazo-
2-isopropyl 2-methanesulfonyl acetate, 2-diazo-
Sulfonylcarbonyldiazomethanes such as cyclohexyl 2-benzenesulfonylacetate and tert-butyl 2-diazo-2- (p-toluenesulfonyl) acetate;
(D) 2-nitrobenzyl p-toluenesulfonate, p
-2,6-dinitrobenzyl toluenesulfonate, p-
Nitrobenzyl derivatives such as 2,4-dinitrobenzyl trifluoromethylbenzenesulfonate, (e) methanesulfonic acid ester of pyrogallol, benzenesulfonic acid ester of pyrogallol, p-toluenesulfonic acid ester of pyrogallol, p-methoxybenzene of pyrogallol Sulfonates, mesitylenesulfonate of pyrogallol, benzylsulfonate of pyrogallol, methanesulfonate of alkyl gallate, benzenesulfonate of alkyl gallate, p-toluenesulfonate of alkyl gallate, alkyl gallate Such as p-methoxybenzenesulfonate, mesitylenesulfonate of alkyl gallate and benzylsulfonate of alkyl gallate Carboxymethyl compound with an aliphatic or aromatic sulfonic acid esters, and the like. The alkyl group in the alkyl gallate has 1 to 1 carbon atoms.
5 alkyl groups, especially octyl and lauryl groups, are preferred. Further, (f) an onium salt-based acid generator represented by the following general formulas (5) and (6), and (g) a benzointresheet-based acid generator represented by the following general formula (7) can also be used.

【0016】[0016]

【化5】 (R4及びR5は、アリール基、置換基を有するアリール
基であり、それぞれ同一であっても異なってもよく、X
-はAsF- 6、PF- 6、BF- 4SbF- 6、CF3SO- 3
いずれかである)
Embedded image (R 4 and R 5 are an aryl group and an aryl group having a substituent, and may be the same or different;
- the AsF - 6, PF - 6, BF - 4 SbF - 6, CF 3 SO - 3 of either)

【0017】[0017]

【化6】 (R6、R7及びR8は、アリール基、置換基を有するア
リール基であり、それぞれ同一であっても異なってもよ
く、X-はAsF- 6、PF- 6、BF- 4SbF- 6、CF3
- 3のいずれかである)
Embedded image (R 6, R 7 and R 8, an aryl group, an aryl group having a substituent, each may be the same or different, X - is AsF - 6, PF - 6, BF - 4 SbF - 6 , CF 3 S
O - 3 )

【0018】[0018]

【化7】 (R9、R10はアリール基、置換基を有するアルール基
であり同一でも異なっていてもよく、R11、R12は水素
原子、低級アルキル基、水酸基、アリール基であり同一
でも異なってもよい。nは0又は1である)
Embedded image (R 9 and R 10 are an aryl group or an aryl group having a substituent and may be the same or different, and R 11 and R 12 are a hydrogen atom, a lower alkyl group, a hydroxyl group or an aryl group and may be the same or different. (N is 0 or 1)

【0019】上記一般式化6、7で表わされるオニウム
塩の具体的なものとしては、以下の化8〜29の化合物
が挙げられる。
Specific examples of the onium salts represented by the above general formulas 6 and 7 include the following compounds of the following chemical formulas 8 to 29.

【0020】[0020]

【化8】 Embedded image

【0021】[0021]

【化9】 Embedded image

【0022】[0022]

【化10】 Embedded image

【0023】[0023]

【化11】 Embedded image

【0024】[0024]

【化12】 Embedded image

【0025】[0025]

【化13】 Embedded image

【0026】[0026]

【化14】 Embedded image

【0027】[0027]

【化15】 Embedded image

【0028】[0028]

【化16】 Embedded image

【0029】[0029]

【化17】 Embedded image

【0030】[0030]

【化18】 Embedded image

【0031】[0031]

【化19】 Embedded image

【0032】[0032]

【化20】 Embedded image

【0033】[0033]

【化21】 Embedded image

【0034】[0034]

【化22】 Embedded image

【0035】[0035]

【化23】 Embedded image

【0036】[0036]

【化24】 Embedded image

【0037】[0037]

【化25】 Embedded image

【0038】[0038]

【化26】 Embedded image

【0039】[0039]

【化27】 Embedded image

【0040】[0040]

【化28】 Embedded image

【0041】[0041]

【化29】 Embedded image

【0042】上記オニウム塩の中でトリフルオロメタン
スルホネートを陰イオンとするオニウム塩が半導体素子
製造の際に使用されるリン、ホウ素、アンチモンなどの
拡散剤として用いられる原子を含まないため好ましい。
Of the above onium salts, onium salts having trifluoromethanesulfonate as an anion are preferable because they do not contain atoms used as diffusing agents such as phosphorus, boron and antimony used in the production of semiconductor devices.

【0043】(g)ベンゾイントシレート系酸発生剤の
具体的なものとしては以下の化30〜34の化合物が挙
げられる。
(G) Specific examples of the benzoin tosylate-based acid generator include the following compounds of formulas 30 to 34.

【0044】[0044]

【化30】 Embedded image

【0045】[0045]

【化31】 Embedded image

【0046】[0046]

【化32】 Embedded image

【0047】[0047]

【化33】 Embedded image

【0048】[0048]

【化34】 Embedded image

【0049】上記酸発生剤は1種を用いてもよいし、2
種以上を組み合せて用いてもよい。前記酸発生剤の中
で、エキシマレーザ用のレジストに好適なものとしては
特にビススルホニルジアゾメタン類が好ましく、中でも
ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン又はビ
ス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタ
ン、或はそれらの混合物が好適である。特に、前記混合
物がより高感度となるため好ましい。
The above-mentioned acid generators may be used alone,
A combination of more than one species may be used. Among the acid generators, bissulfonyldiazomethanes are particularly preferable as resists for excimer lasers. Among them, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane or bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, or Are preferred. In particular, the mixture is preferable because the mixture has higher sensitivity.

【0050】また、電子線用レジストの酸発生剤として
は、上記(a)、(c)以外の酸発生剤、特には、
(d)のニトロベンジル誘導体、中でもp−トルエンス
ルホン酸2,6−ジニトロベンジル、(e)のポリヒド
ロキシ化合物の脂肪族又は芳香族スルホン酸エステル、
中でもピロガロールトリメシレート、(f)のオニウム
塩、中でもビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨー
ドニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニ
ルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、及び
(g)ベンゾイントシレート系酸発生剤が好ましい。上
記酸発生剤の配合割合は、樹脂成分100重量部に対し
1〜20重量部、好ましくは2〜10重量部の割合であ
る。酸発生剤が1重量部未満の配合では効果が不十分で
あり、20重量部を超えると、溶剤に溶け切れず、また
樹脂成分との混和性が悪くなる。
As the acid generator for the electron beam resist, acid generators other than the above (a) and (c), in particular,
(D) nitrobenzyl derivatives, in particular 2,6-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate, (e) aliphatic or aromatic sulfonic acid esters of polyhydroxy compounds,
Of these, pyrogallol trimesylate, an onium salt of (f), bis (p-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, and (g) a benzoin tosylate acid generator are preferred. The mixing ratio of the acid generator is 1 to 20 parts by weight, preferably 2 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin component. If the amount of the acid generator is less than 1 part by weight, the effect is insufficient. If the amount exceeds 20 parts by weight, the acid generator cannot be completely dissolved in the solvent and the miscibility with the resin component is poor.

【0051】本発明の混合樹脂組成物をポジ型レジスト
組成物をして使用する場合には、上記樹脂成分及び酸発
生剤に加えて感度や解像性を向上させるため吸光剤を配
合するのが良い。前記吸光剤としては、例えばメルカプ
トオキサゾール、メルカプトベンゾキサゾール、メルカ
プトオキサゾリン、メルカプトベンゾチアゾール、ベン
ゾキサゾリノン、ベンゾチアゾロン、メルカプトベンゾ
イミダゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプト
ピリミジン、ベンゾフエノン及びこれらの誘導体を挙げ
ることができ、特にベンゾフエノンが感度及び解像性の
向上効果に優れるとともに、定在波の影響を抑制し断面
形状が波状とならず矩形のレジストパターンを形成する
作用をも有するため好ましく使用できる。この吸光剤の
配合量としては上記した(イ)成分、(ロ)成分および
酸発生剤の合計量に対して30重量%を超えない範囲で
配合され、好ましくは0.5〜15重量%の範囲で配合
される。この配合量が30重量%を超えるとプロファイ
ル形状が悪くなるため好ましくない。
When the mixed resin composition of the present invention is used as a positive resist composition, a light absorbing agent is added to improve the sensitivity and resolution in addition to the above resin component and acid generator. Is good. Examples of the light absorbing agent include mercaptooxazole, mercaptobenzoxazole, mercaptooxazoline, mercaptobenzothiazole, benzoxazolinone, benzothiazolone, mercaptobenzimidazole, urazole, thiouracil, mercaptopyrimidine, benzophenone and derivatives thereof. In particular, benzophenone is preferably used because it has an effect of improving the sensitivity and the resolution, and also has an effect of suppressing the influence of standing waves and forming a rectangular resist pattern without forming a wavy cross-sectional shape. The compounding amount of the light absorbing agent is not more than 30% by weight, preferably 0.5 to 15% by weight, based on the total amount of the components (a), (b) and the acid generator. It is blended in the range. If the amount is more than 30% by weight, the profile shape is unfavorably deteriorated.

【0052】本発明の混合樹脂組成物は、その使用に当
たって、特にポジ型レジスト組成物の使用に当たっては
各成分を溶剤に溶解した溶液の形で用いるのが好まし
い。このような溶剤の例としては、アセトン、メチルエ
チルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケト
ンなどのケトン類;エチレングリコール、エチレングリ
コールモノアセテート、ジエチレングリコール、ジエチ
レングリコールモノアセテート、プロピレングリコー
ル、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレ
ングリコール又はジプロピレングリコールモノアセテー
トのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプ
ロピルエーテル、モノブチルエーテル又はモノフエニル
エーテルなどの多価アルコール類及びその誘導体;ジオ
キサンのような環式エーテル類;及び乳酸メチル、乳酸
エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビ
ン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸
メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類
を挙げることができる。これらは単独で用いてもよい
し、2種以上混合して用いてもよい。
The mixed resin composition of the present invention is preferably used in the form of a solution obtained by dissolving each component in a solvent, particularly when using a positive resist composition. Examples of such solvents include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, and methyl isoamyl ketone; ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol or dipropylene glycol. Polyhydric alcohols such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether of propylene glycol monoacetate and derivatives thereof; cyclic ethers such as dioxane; and methyl lactate, ethyl lactate and methyl acetate , Ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethoxypropyl It can be mentioned esters such as phosphate ethyl. These may be used alone or as a mixture of two or more.

【0053】本発明の混合樹脂組成物からなるポジ型レ
ジスト組成物は、(イ)成分、(ロ)成分および酸発生
剤に加えてさらに所望により混和性のある添加物、例え
ばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、可塑
剤、安定剤、着色剤、界面活性剤などの慣用されている
ものを添加含有させることができる。
The positive resist composition comprising the mixed resin composition of the present invention may further comprise, if desired, a miscible additive in addition to the component (A), the component (B) and the acid generator, for example, the performance of the resist film. It is possible to add and contain commonly used materials such as an additional resin, a plasticizer, a stabilizer, a colorant, a surfactant and the like for improving the quality.

【0054】上記ポジ型レジスト組成物の使用に当たっ
ては、該ポジ型レジスト組成物を溶剤に溶解しそれをス
ピンナー等を用いて基板等に塗布し、乾燥し、感光層を
形成させたのち、縮小投影露光装置等により、deep
ーUV光、KrF、ArFなどのエキシマレーザー光を
所望のマスクパターンを介して照射するか、電子線によ
り描画し、現像液、例えば1〜10重量%テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液のような弱アルカリ性
水溶液などを用いて現像処理するのがよい。前記により
マスクパターンに忠実で良好なレジストパターンが形成
できる。
In using the above positive resist composition, the positive resist composition is dissolved in a solvent, applied to a substrate or the like using a spinner or the like, dried, and a photosensitive layer is formed. Deep with projection exposure equipment etc.
-Irradiation with UV light, excimer laser light such as KrF, ArF or the like through a desired mask pattern or drawing with an electron beam, and a weak alkaline solution such as a developing solution, for example, an aqueous solution of 1 to 10% by weight of tetramethylammonium hydroxide. It is preferable to perform development processing using an aqueous solution or the like. As described above, a good resist pattern faithful to the mask pattern can be formed.

【0055】[0055]

【実施例】次に製造例及び実施例により本発明をさらに
詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら
限定されるものではない。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to Production Examples and Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0056】製造例1 (水酸基35モル%をtert−ブチルオキシ基とした
ポリヒドロキシスチレンの合成)重量平均分子量10,
000、分子量分布(Mw/Mn)4のポリtert−ブ
チルオキシスチレン120gをジオキサン480gに溶
解し、この溶液に21.6gの塩酸水溶液を加え、80
℃で2時間かき混ぜた。次いで、得られた溶液に対して
20倍量の純水を加え、かき混ぜてtert−ブチルオ
キシ基が65モル%離脱したポリヒドロキシスチレンを
析出させた。該析出物を純水で洗浄、脱水、乾燥して、
水酸基の35モル%をtert−ブチルオキシ基とした
ポリヒドロキシスチレン125gを得た。
Production Example 1 (Synthesis of polyhydroxystyrene having 35 mol% of hydroxyl group as tert-butyloxy group) Weight average molecular weight 10,
000, 120 g of polytert-butyloxystyrene having a molecular weight distribution ( Mw / Mn ) of 4 was dissolved in 480 g of dioxane, and 21.6 g of an aqueous hydrochloric acid solution was added to this solution.
Stir at 2 ° C. for 2 hours. Next, a 20-fold amount of pure water was added to the obtained solution, and the mixture was stirred to precipitate polyhydroxystyrene from which tert-butyloxy groups had been eliminated by 65 mol%. The precipitate is washed with pure water, dehydrated and dried,
125 g of polyhydroxystyrene in which 35 mol% of hydroxyl groups were tert-butyloxy groups were obtained.

【0057】製造例2 (水酸基の35モル%をエトキシエトキシ基で置換した
ポリヒドロキシスチレンの合成)重量平均分子量10,
000、分子量分布(Mw/Mn)4のポリヒドロキシス
チレン120gをN,N−ジメチルアセトアミド680
gに溶解し、この溶液の中に1−クロロ−1−エトキシ
エタン37.2gを加え、かき混ぜて完全に溶解したの
ち、かき混ぜながらトリエチルアミン78.8gを約3
0分間かけて滴下した。滴下終了後、そのまま約3時間
かき混ぜた。次いで、得られた溶液に対して20倍量の
純水を加え、かき混ぜて水酸基が1−エトキシエトキシ
基で置換されたポリヒドロキシスチレン130gを得
た。
Production Example 2 (Synthesis of polyhydroxystyrene in which 35 mol% of hydroxyl groups were substituted with ethoxyethoxy groups) Weight average molecular weight 10,
000, 120 g of polyhydroxystyrene having a molecular weight distribution (M w / M n ) 4 of N, N-dimethylacetamide 680
g, and 37.2 g of 1-chloro-1-ethoxyethane was added to the solution, and the mixture was completely dissolved by stirring. Then, 78.8 g of triethylamine was added to the solution while stirring.
It was added dropwise over 0 minutes. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred for about 3 hours. Next, a 20-fold amount of pure water was added to the obtained solution, and the mixture was stirred to obtain 130 g of polyhydroxystyrene in which a hydroxyl group was substituted with a 1-ethoxyethoxy group.

【0058】実施例1 製造例1で得られた水酸基の35モル%をtert−ブ
チルオキシ基としたポリヒドロキシスチレン{重量平均
分子量10,000、分子量分布(Mw/Mn)4}1.
48gと製造例2で得られた水酸基の35モル%をエト
キシエトキシ基で保護したポリヒドロキシスチレン{重
量平均分子量10,000、分子量分布(Mw/Mn
4}1.48gとをプロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート16.8gに溶解したのち、ビス(シ
クロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン0.148gと
ベンゾフエノン0.093gを更に加えて溶解して得ら
れた溶液を孔径0.2μmメンブレンフイルターでろ過
してポジ型レジストの塗布液を調製した。
Example 1 Polyhydroxystyrene in which 35 mol% of the hydroxyl groups obtained in Production Example 1 was a tert-butyloxy group {weight average molecular weight 10,000, molecular weight distribution (M w / M n ) 4}
48 g, polyhydroxystyrene in which 35 mol% of the hydroxyl group obtained in Production Example 2 was protected with an ethoxyethoxy group 基 weight average molecular weight 10,000, molecular weight distribution (M w / M n )
4} 1.48 g was dissolved in 16.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 0.148 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and 0.093 g of benzophenone were further added and dissolved to obtain a solution having a pore diameter of 0.2 μm. The solution was filtered through a membrane filter to prepare a positive resist coating solution.

【0059】調製した塗布液をスピンナーを使用して6
インチシリコンウエ−ハ上に塗布し、ホットプレートで
90℃、90秒間乾燥して膜厚0.7μmのレジスト膜
を得た。この膜に縮小投影露光装置NSR−2005E
X8A(ニコン社製)を用い、テストチャートマスクを
介してエキシマレーザーを露光したのち、120℃、9
0秒間加熱し、次いで2.38重量%テトラメチルアン
モニウムヒドロキシド水溶液で65秒間パドル現像し、
30秒間水洗・乾燥してレジストパターンを形成した。
得られたレジストパターンは0.21μmのラインアン
ドスペースパターンであった。また、形成された0.5
μmのラインパターンの耐熱性(熱によるフローが生じ
る温度)を調べた結果、130℃であった。
The prepared coating solution was coated with a spinner 6
It was applied on an inch silicon wafer and dried on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to obtain a resist film having a thickness of 0.7 μm. This film has a reduced projection exposure apparatus NSR-2005E
After excimer laser exposure through a test chart mask using X8A (manufactured by Nikon Corporation),
Heated for 0 seconds, and then paddle-developed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 65 seconds,
After washing with water and drying for 30 seconds, a resist pattern was formed.
The obtained resist pattern was a 0.21 μm line and space pattern. Also, the formed 0.5
It was 130 ° C. as a result of examining the heat resistance (temperature at which a flow due to heat occurs) of the μm line pattern.

【0060】上記露光処理を施したのち、15分間静置
してから120℃、90秒間の加熱処理を施したレジス
トパターンを形成したところ、最小解像度が0.30μ
mのラインアンドスペースパターンが形成された。
After the above exposure treatment, the resist pattern was left standing for 15 minutes and then heated at 120 ° C. for 90 seconds to form a resist pattern.
m line and space patterns were formed.

【0061】比較例1 水酸基の8%をtert−ブチルオキシ基としたポリヒ
ドロキシスチレン1.05gと水酸基の8%がメトキシ
−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒドロキシス
チレン1.95gをプロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート16.8gに溶解したのち、ビス(シ
クロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン0.21g、o
−ニトロ安息香酸0.009g、ベンゾフェノン0.1
28gを更に加えて、溶解して得られた溶液を0.2μ
mメンブレンフイルターでろ過し、ポジ型レジストの塗
布液を調製した。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 1.05 g of polyhydroxystyrene in which 8% of hydroxyl groups were tert-butyloxy groups and 1.95 g of polyhydroxystyrene in which 8% of hydroxyl groups were substituted with methoxy-n-propyloxy groups were treated with propylene glycol monomethyl After dissolving in 16.8 g of ether acetate, 0.21 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, o
-Nitrobenzoic acid 0.009 g, benzophenone 0.1
28 g was further added, and the solution obtained by dissolution was 0.2 μm.
The mixture was filtered through a membrane filter to prepare a coating solution for a positive resist.

【0062】上記塗布液について露光後加熱処理の温度
を120℃から110℃に変えた以外は実施例1と同様
にしてレジスト特性の評価を行ったところ、レジストパ
ターンが得られず、評価が不能であった。
The resist properties of the coating solution were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the post-exposure bake was changed from 120 ° C. to 110 ° C. Met.

【0063】比較例2 水酸基の70%をtert−ブチルオキシ基としたポリ
ヒドロキシスチレン1.05gと水酸基の70%が1−
メトキシ−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒド
ロキシスチレン1.95gをプロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテート16.8gに溶解したのち、
ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン0.2
1g、SAX(商品名、三井東圧化学社製)0.009
g、ベンゾフェノン0.128gを更に加えて、溶解し
て得られた溶液を0.2μmメンブレンフイルターでろ
過し、ポジ型レジストの塗布液を調製した。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 1.05 g of polyhydroxystyrene in which 70% of hydroxyl groups were tert-butyloxy groups and 70% of hydroxyl groups were 1-
After dissolving 1.95 g of polyhydroxystyrene substituted with a methoxy-n-propyloxy group in 16.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate,
Bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane 0.2
1 g, SAX (trade name, manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals) 0.009
g and benzophenone (0.128 g) were further added, and the resulting solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter to prepare a positive resist coating solution.

【0064】上記塗布液について比較例1と同様のレジ
スト特性の評価を行ったところ、0.3μmのラインア
ンドスペースパターンが限界であり、そのレジストパタ
ーン断面は、T字形を呈し不良なものであった。また、
目視で確認できる大面積のレジストパターンがパターニ
ングされ基板表面が現れる最小露光量(以下最小露光量
という)は20mJ/cm2であった。さらに形成され
た0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べた結果、
130℃であった。
When the resist properties of the coating solution were evaluated in the same manner as in Comparative Example 1, the limit was a line-and-space pattern of 0.3 μm, and the cross section of the resist pattern was T-shaped and poor. Was. Also,
The minimum exposure amount (hereinafter referred to as minimum exposure amount) in which a large area resist pattern that can be visually confirmed was patterned and the substrate surface appeared was 20 mJ / cm 2 . As a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern,
130 ° C.

【0065】比較例3 水酸基の8%をtert−ブチルオキシ基としたポリヒ
ドロキシスチレン1.05gと水酸基の70%が1−メ
トキシ−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒドロ
キシスチレン1.95gをプロピレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート16.8gに溶解したのち、ビ
ス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン0.21
g、フタル酸0.009g、ベンゾフェノン0.128
gを更に加えて、溶解して得られた溶液を0.2μmメ
ンブレンフイルターでろ過し、ポジ型レジストの塗布液
を調製した。
Comparative Example 3 1.05 g of polyhydroxystyrene in which 8% of hydroxyl groups were tert-butyloxy groups and 1.95 g of polyhydroxystyrene in which 70% of hydroxyl groups were substituted with 1-methoxy-n-propyloxy group were propylene After dissolving in 16.8 g of glycol monomethyl ether acetate, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane 0.21 was dissolved.
g, phthalic acid 0.009 g, benzophenone 0.128
g was further added, and the resulting solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter to prepare a coating solution for a positive resist.

【0066】上記塗布液について比較例1と同様のレジ
スト特性の評価を行ったところ、0.3μmのラインア
ンドスペースパターンが限界であり、そのレジストパタ
ーン断面は、逆三角形に近い形を呈し不良なものであっ
た。また、最小露光量は10mJ/cm2であった。さ
らに形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を
調べた結果、130℃であった。
When the resist properties of the above coating liquid were evaluated in the same manner as in Comparative Example 1, the limit was a line and space pattern of 0.3 μm, and the cross section of the resist pattern had a shape close to an inverted triangle and was poor. Was something. The minimum exposure was 10 mJ / cm 2 . Further, as a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明の混合樹脂組成物は酸の作用によ
りアルカリ水溶液に対する溶解性が増大する樹脂成分と
して、異なる2種の置換基で各々置換されたポリヒドロ
キシスチレンの混合物を含有し、該混合樹脂組成物を用
いて作製したポジ型レジスト組成物は、化学増幅型であ
って、高感度、高解像性及び高耐熱性である上に、引置
き経時安定性に優れ、かつプロファイル形状の良好なレ
ジストパターンを形成でき、しかも放射線、特に紫外
線、遠紫外線、KrF、ArFなどのエキシマレーザ
ー、X線、及び電子線に良好に感応し、超LSIの製造
工程の微細加工に特に有効である。
The mixed resin composition of the present invention contains a mixture of polyhydroxystyrenes each substituted with two different substituents as a resin component whose solubility in an aqueous alkali solution is increased by the action of an acid. The positive resist composition prepared using the mixed resin composition is a chemically amplified type, and has high sensitivity, high resolution, high heat resistance, excellent stability over time, and a profile shape. And is sensitive to radiation, especially ultraviolet, far ultraviolet, excimer lasers such as KrF, ArF, X-rays and electron beams, and is particularly effective for microfabrication in ultra LSI manufacturing processes. is there.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72)発明者 山崎 晃義 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内 (72)発明者 坂井 与日 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内 (72)発明者 中山 寿昌 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72) Inventor Akiyoshi Yamazaki 150 Nakamaruko Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Tokyo (72) Inventor Yoshihiro Sakai 150 Nakamurako, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (72) Toshimasa Nakayama 150 Nakamaruko, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Inside the corporation

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(イ)水酸基の10〜60モル%をter
t−ブチルオキシ基としたポリヒドロキシスチレンと、
(ロ)水酸基の10〜60モル%が一般式化1 【化1】 (式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2はメチ
ル基又はエチル基であり、R3は低級アルキル基であ
る。)で表わされる残基で置換されたポリヒドロキシス
チレンを含有することを特徴とする混合樹脂組成物。
(1) 10 to 60 mol% of a hydroxyl group is
polyhydroxystyrene having a t-butyloxy group;
(B) 10 to 60 mol% of the hydroxyl groups is represented by the general formula 1 Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a methyl group or an ethyl group, and R 3 is a lower alkyl group. A mixed resin composition.
【請求項2】(イ)水酸基の10〜60モル%をter
t−ブチルオキシ基としたポリヒドロキシスチレンと、
(ロ)水酸基の10〜60モル%が一般式化2 【化2】 (式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2はメチ
ル基又はエチル基であり、R3は低級アルキル基であ
る。)で表わされる残基で置換されたポリヒドロキシス
チレンに加えてさらに放射線の照射により酸を発生する
化合物を含有することを特徴とする混合樹脂組成物。
(A) 10 to 60 mol% of hydroxyl groups is
polyhydroxystyrene having a t-butyloxy group;
(B) 10 to 60 mol% of the hydroxyl groups is represented by the general formula 2 Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a methyl group or an ethyl group, and R 3 is a lower alkyl group. A mixed resin composition further comprising a compound capable of generating an acid upon irradiation with radiation.
【請求項3】(イ)成分が水酸基の10〜60モル%を
tert−ブチルオキシ基とし、重量平均分子量が3,
000〜30,000、分子量分布(Mw/Mn)が3〜
5のポリヒドロキシスチレン、(ロ)成分が水酸基の1
0〜60モル%が一般式化3 【化3】 (式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2はメチ
ル基又はエチル基であり、R3は低級アルキル基であ
る。)で表わされる残基で置換され、重量平均分子量が
3,000〜30,000、分子量分布(Mw/Mn)が
3〜5のポリヒドロキシスチレンであることを特徴とす
る請求項1又は2記載の混合樹脂組成物。
(3) The component (A) has 10 to 60 mol% of hydroxyl groups as tert-butyloxy groups, and has a weight average molecular weight of 3,
000 to 30,000, molecular weight distribution (M w / M n ) of 3 to
5 polyhydroxystyrene, wherein component (b) is a hydroxyl group 1
0 to 60 mol% is represented by the general formula 3 (Wherein, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a methyl group or an ethyl group, and R 3 is a lower alkyl group), and the weight average molecular weight is 3 The mixed resin composition according to claim 1, wherein the mixed resin composition is a polyhydroxystyrene having a molecular weight distribution (M w / M n ) of 3 to 5, 000 to 30,000.
【請求項4】(イ)成分および(ロ)成分の重量平均分
子量が8,000〜22,000の範囲にあることを特
徴とする請求項1又は2記載の混合樹脂組成物。
4. The mixed resin composition according to claim 1, wherein the weight average molecular weight of the components (a) and (b) is in the range of 8,000 to 22,000.
【請求項5】混合樹脂組成物中の(イ)成分が10〜7
0重量%、(ロ)成分が30〜90重量%の範囲にある
ことを特徴とする請求項1又は2記載の混合樹脂組成
物。
5. The composition according to claim 1, wherein component (a) in the mixed resin composition is 10 to 7%.
The mixed resin composition according to claim 1 or 2, wherein 0% by weight and (b) component are in a range of 30 to 90% by weight.
【請求項6】混合樹脂組成物中の(イ)成分が20〜5
0重量%、(ロ)成分が50〜80重量%の範囲にある
ことを特徴とする請求項5記載の混合樹脂組成物。
6. The composition according to claim 1, wherein component (a) in the mixed resin composition is 20 to 5%.
The mixed resin composition according to claim 5, wherein 0% by weight and the component (b) are in the range of 50 to 80% by weight.
【請求項7】放射線の照射により酸を発生する化合物が
ビススルホニルジアゾメタン類であることを特徴とする
請求項2記載の混合樹脂組成物。
7. The mixed resin composition according to claim 2, wherein the compound generating an acid upon irradiation with radiation is bissulfonyldiazomethane.
【請求項8】放射線の照射により酸を発生する化合物が
(イ)成分および(ロ)成分の合計100重量部に対し
1〜20重量部の範囲で含有することを特徴とする請求
項2記載の混合樹脂組成物。
8. The compound according to claim 2, wherein the compound capable of generating an acid upon irradiation with radiation is contained in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the components (a) and (b). A mixed resin composition.
【請求項9】請求項2記載の混合樹脂組成物からなるポ
ジ型レジスト組成物。
9. A positive resist composition comprising the mixed resin composition according to claim 2.
【請求項10】さらに吸光剤を含有することを特徴とす
る請求項9記載のポジ型レジスト組成物。
10. The positive resist composition according to claim 9, further comprising a light absorbing agent.
【請求項11】吸光剤がベンゾフェノンであることを特
徴とする請求項10記載のポジ型レジスト組成物。
11. The positive resist composition according to claim 10, wherein the light absorbing agent is benzophenone.
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