JP2000056459A - Resist composition - Google Patents

Resist composition

Info

Publication number
JP2000056459A
JP2000056459A JP22200798A JP22200798A JP2000056459A JP 2000056459 A JP2000056459 A JP 2000056459A JP 22200798 A JP22200798 A JP 22200798A JP 22200798 A JP22200798 A JP 22200798A JP 2000056459 A JP2000056459 A JP 2000056459A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ester
polymer
resist composition
group
resist
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP22200798A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiko Kodachi
明子 小太刀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP22200798A priority Critical patent/JP2000056459A/en
Publication of JP2000056459A publication Critical patent/JP2000056459A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a resist composition useful as a negative resist for ArF excimer laser beam exposure by incorporating the polymer of an α-substituted acrylate having a group capable of forming an intramolecular ester by lactonization in the ester part and a photoacid-generator. SOLUTION: This resist composition contains the polymer of an α-substituted acrylate having a group capable of forming an intramolecular ester by lactonization in the ester part and the photoacid-generator, and the polymer has the repeating units of the formula, and the polymer may be a copolymer of the above-mentioned α-substituted acrylate with the other ester, thus permitting the characteristics of the resist composition to be changed in accordance with the use purpose of the resist composition. In the formula, each of R1 and R2 is a 1-6C hydrocarbon group, and it is preferred that each is an alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, butyl, and the like; and (m) is 2, 3, or 4.

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、半導体集積回路
(IC)の製造技術、特に微細加工技術に係わる。より
詳しく言えば、本発明は、微細加工におけるフォトリソ
グラフィーで「ネガ型」のパターンを形成するレジスト
組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for manufacturing a semiconductor integrated circuit (IC), particularly to a fine processing technique. More specifically, the present invention relates to a resist composition that forms a "negative" pattern by photolithography in microfabrication.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ICは近年ますます高集積化が進
み、その製造における微細加工に用いられるフォトリソ
グラフィーでは、露光光源はi線からもっと波長の短い
KrFエキシマレーザ光(波長248nm)に移行しつ
つあるが、更なる微細化のために更に短波長のArFエ
キシマレーザ光(波長193nm)による露光が検討さ
れている。ArFエキシマレーザ露光技術は次世代の露
光技術として最有力であるが、KrFエキシマレーザ露
光技術以前の波長での露光に用いられてきたレジストの
樹脂材料では、エッチング耐性を与えるため分子中に含
まれるベンゼン環(フェニル基)が短波長の光を吸収す
る特性を持つため、更に波長の短いArFエキシマレー
ザ光に対する透過性があまりにも低くて、露光しても光
反応をレジスト層の極表面(表面に極く近い部分)でし
か起こすことができず、現像によってパターン形成が行
えなかった。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor ICs have become increasingly highly integrated, and in photolithography used for microfabrication in the manufacture thereof, the exposure light source has shifted from i-line to KrF excimer laser light (wavelength: 248 nm) having a shorter wavelength. Exposure with ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) having a shorter wavelength is being studied for further miniaturization. ArF excimer laser exposure technology is the most promising next-generation exposure technology. However, in resin materials for resists that have been used for exposure at wavelengths prior to KrF excimer laser exposure technology, they are included in molecules to provide etching resistance. Since the benzene ring (phenyl group) has the property of absorbing short-wavelength light, the transmittance to ArF excimer laser light having a shorter wavelength is too low, and the photoreaction does not occur even when exposed to light. (A part very close to), and the pattern could not be formed by development.

【0003】そこで、レジストの樹脂材料として、樹脂
骨格に有機高分子中もっとも透明性の高いアクリル骨格
を用い、エッチング耐性基として、ArFエキシマレー
ザ光に対する透過率がほぼ0%になってしまい光反応が
レジスト層の極表面でしか起こらない従来のフェニル基
に代えて、透過率を落とさないアダマンチル基等の脂肪
族基を用いたポジ型レジストが開発されている(特開平
9−73173号公報)。
Therefore, as a resin material of a resist, an acrylic skeleton having the highest transparency among organic polymers is used as a resin skeleton, and a transmittance to an ArF excimer laser beam becomes almost 0% as an etching resistant group, resulting in a photoreaction. Has been developed using an aliphatic group such as an adamantyl group, which does not reduce the transmittance, in place of the conventional phenyl group, which occurs only on the very surface of the resist layer (JP-A-9-73173). .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】これまで開発されてい
るArFエキシマレーザ露光用レジストはポジ型レジス
トばかりであり、ネガ型のものはなかった。レジストを
用いて実際に微細加工をする場合、加工基板段差による
基板からの反射及びレジスト膜厚の違いによる露光プロ
ファイルの劣化や、剥離時の残渣低減などを考えると、
露光部の少ないネガ型レジストの方がポジ型レジストよ
り有利な加工層もあり、ネガ型レジストも開発しておく
必要性がある。
The resists for ArF excimer laser exposure which have been developed so far have been only positive resists, but no negative resists. When actually performing fine processing using a resist, considering the reflection from the substrate due to the step of the processed substrate and the deterioration of the exposure profile due to the difference in the resist film thickness, the reduction of residues at the time of peeling, etc.
There is a processed layer in which a negative resist having few exposed portions is more advantageous than a positive resist, and it is necessary to develop a negative resist.

【0005】そこで、本発明は、ArFエキシマレーザ
露光用のネガ型レジストとして有用なレジスト組成物の
提供を目的とするものである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a resist composition useful as a negative resist for ArF excimer laser exposure.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のレジスト組成物
は、ラクトン化により分子内エステルを作る基をエステ
ル部に持つα置換アクリル酸エステルの重合体と、光酸
発生剤とを含むことを特徴とする。
Means for Solving the Problems The resist composition of the present invention comprises a polymer of an α-substituted acrylate having a group for forming an intramolecular ester by lactonization in an ester portion, and a photoacid generator. Features.

【0007】本発明のレジスト組成物における重合体
は、ラクトン化により分子内エステルを作る基をエステ
ル部に持つα置換アクリル酸エステルの単独重合体であ
ってもよく、あるいは、ラクトン化により分子内エステ
ルを作る基をエステル部に持つα置換アクリル酸エステ
ルとこれとは別のエステルとの共重合体であってもよ
い。このように本発明のレジスト組成物における重合体
成分を共重合体とすることで、レジスト組成物の特性を
レジスト組成物の使用目的に合わせて変えることができ
る。例えば、ドライエッチング耐性を付与できる構造を
持つエステルとの共重合体とすることで、本発明のレジ
スト組成物をドライエッチングを伴う半導体IC製造工
程で有利に使用可能なものとすることができる。
[0007] The polymer in the resist composition of the present invention may be a homopolymer of an α-substituted acrylate having a group that forms an intramolecular ester by lactonization in the ester portion, It may be a copolymer of an α-substituted acrylate having an ester forming group in the ester portion and another ester. By using a copolymer as the polymer component in the resist composition of the present invention, the characteristics of the resist composition can be changed according to the purpose of use of the resist composition. For example, by using a copolymer with an ester having a structure capable of imparting dry etching resistance, the resist composition of the present invention can be advantageously used in a semiconductor IC manufacturing process involving dry etching.

【0008】重合体がこのような共重合体である場合、
ラクトン化により分子内エステルを作る基をエステル部
に持つα置換アクリル酸エステルとは別のエステルは、
好ましくはエステル部に脂環族基を持つアクリル酸エス
テル又はα置換アクリル酸エステルである。
When the polymer is such a copolymer,
An ester other than the α-substituted acrylate having a group that forms an intramolecular ester by lactonization in the ester portion is
An acrylate having an alicyclic group in the ester portion or an α-substituted acrylate is preferred.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明のレジスト組成物で用いら
れるラクトン化により分子内エステルを作る基をエステ
ル部に持つα置換アクリル酸エステルの重合体は、下式
の繰返し単位を持つことができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A polymer of an α-substituted acrylate ester having a group for forming an intramolecular ester by lactonization in the ester portion used in the resist composition of the present invention can have a repeating unit represented by the following formula. .

【0010】[0010]

【化3】 Embedded image

【0011】この式において、R1 、R2 は炭素数1〜
6の炭化水素基であり、mは2〜4の整数である。好ま
しくは、R1 、R2 はメチル、エチル、プロピル、ブチ
ル基等のアルキル基である。また、R1 、R2 は同じで
あっても異なっていてもよい。
In this formula, R 1 and R 2 each have 1 to 1 carbon atoms.
And m is an integer of 2 to 4. Preferably, R 1 and R 2 are alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl and butyl groups. Further, R 1 and R 2 may be the same or different.

【0012】このような重合体は、エステル部にカルボ
キシル基と水酸基を同時に有するので、アルカリ性の溶
液にたやすく溶解する。その一方、このような重合体
は、エステル部のカルボキシル基と水酸基とが酸により
ラクトン化(分子内エステル化)反応を起こしてラクト
ン構造を形成する。そして酸によりラクトン構造を形成
した重合体は、アルカリ性溶液に溶解しにくくなる。
Since such a polymer has a carboxyl group and a hydroxyl group simultaneously in the ester portion, it is easily dissolved in an alkaline solution. On the other hand, such a polymer forms a lactone structure by causing a lactonization (intramolecular esterification) reaction between the carboxyl group and the hydroxyl group of the ester portion by an acid. Then, the polymer having the lactone structure formed by the acid becomes difficult to dissolve in the alkaline solution.

【0013】従って、ラクトン化により分子内エステル
を作る基をエステル部に持つα置換アクリル酸エステル
の重合体を含む本発明のレジスト組成物は、露光により
この組成物中の酸発生剤から酸が発生する前はアルカリ
性溶液に可溶性であるが、露光後は酸発生剤から生じた
酸の作用で露光部の重合体がアルカリ性溶液に不溶性と
なるため、露光によりネガ型パターンを形成することが
でき、すなわち本発明のレジスト組成物はネガ型レジス
トとして使用できる。
Accordingly, the resist composition of the present invention containing a polymer of an α-substituted acrylate ester having a group which forms an intramolecular ester by lactonization in the ester portion, can form an acid from the acid generator in the composition by exposure. Before being generated, it is soluble in an alkaline solution, but after exposure, the polymer in the exposed area becomes insoluble in the alkaline solution due to the action of the acid generated from the acid generator, so that a negative pattern can be formed by exposure. That is, the resist composition of the present invention can be used as a negative resist.

【0014】本発明のレジスト組成物で用いる重合体
は、上記の式(1)の繰返し単位とこれ以外の繰返し単
位を含む共重合体であってもよい。このような共重合体
として、特にドライエッチング耐性を備えた部分を持つ
繰返し単位を含むものを用いることは、レジスト組成物
に半導体ICの製造過程で使用されるドライエッチング
に対する十分な耐性を付与するのに有効である。ドライ
エッチング耐性を備えた部分を持つ繰返し単位の代表例
は、エステル部に脂環族基を持つアクリル酸エステル又
はα置換アクリル酸エステルから得られる繰返し単位で
あり、これは下記の式(2)で表すことができる。
The polymer used in the resist composition of the present invention may be a copolymer containing a repeating unit of the above formula (1) and another repeating unit. Use of such a copolymer containing a repeating unit having a portion having dry etching resistance particularly provides the resist composition with sufficient resistance to dry etching used in the process of manufacturing a semiconductor IC. It is effective for A typical example of the repeating unit having a portion having dry etching resistance is a repeating unit obtained from an acrylate or an α-substituted acrylate having an alicyclic group in the ester portion, which is represented by the following formula (2) Can be represented by

【0015】[0015]

【化4】 Embedded image

【0016】この式中のRA は、水素、ハロゲン(例え
ば塩素、臭素等)、又は炭素数1〜4の置換もしくは非
置換の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基(例えばメチル
基、エチル基、メチロール基等)を表し、RB は脂環族
炭化水素基である。
R A in this formula is hydrogen, halogen (eg, chlorine, bromine, etc.), or a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (eg, methyl, ethyl, represents a methylol group, etc.), R B is alicyclic hydrocarbon group.

【0017】上記の式の脂環族炭化水素基RB の例とし
ては、次に掲げる化合物を骨格とする一価の基を挙げる
ことができる。 (1)アダマンタン及びその誘導体 (2)ノルボルナン及びその誘導体 (3)パーヒドロアントラセン及びその誘導体 (4)パーヒドロナフタレン及びその誘導体 (5)トリシクロ〔5.2.1.02,6 〕デカン及びそ
の誘導体 (6)シクロヘキサン及びその誘導体 (7)ビシクロヘキサン及びその誘導体 (8)スピロ〔4,4〕ノナン及びその誘導体 (9)スピロ〔4,5〕デカン及びその誘導体
[0017] Examples of the alicyclic hydrocarbon group R B of the above formula, the following items compound include a monovalent group to the backbone. (1) Adamantane and its derivatives (2) Norbornane and its derivatives (3) Perhydroanthracene and its derivatives (4) Perhydronaphthalene and its derivatives (5) Tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane and (6) Cyclohexane and its derivatives (7) Bicyclohexane and its derivatives (8) Spiro [4,4] nonane and its derivatives (9) Spiro [4,5] decane and its derivatives

【0018】これらのうち、より好ましい脂環族炭化水
素基はアダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシ
ル基、トリシクロ〔5.2.1.02,6 〕デカニル基な
どであり、特に好ましいのはアダマンチル基である。
Of these, more preferred alicyclic hydrocarbon groups are adamantyl, norbornyl, cyclohexyl, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanyl and the like, and particularly preferred is adamantyl. It is.

【0019】このように、ドライエッチング耐性を備え
た本発明のレジスト組成物は、重合体成分として下記の
一般式で表される共重合体を含む。
As described above, the resist composition of the present invention having dry etching resistance contains a copolymer represented by the following general formula as a polymer component.

【0020】[0020]

【化5】 Embedded image

【0021】この式中のR1 、R2 、RA 、RB 、m
は、先に説明したとおりであり、p及びqはともに1以
上の整数であり、好ましくはp+qの値は共重合体の重
量平均分子量が1,000〜35,000となるような
値である。
In the formula, R 1 , R 2 , R A , R B , m
Is as described above, p and q are both integers of 1 or more, and preferably the value of p + q is such that the weight average molecular weight of the copolymer is 1,000 to 35,000. .

【0022】本発明のレジスト組成物の重合体を共重合
体とする場合には、露光後において未露光部のアルカリ
性現像液への溶解性を失わせないために、ラクトン化に
より分子内エステルを作る基をエステル部に持つα置換
アクリル酸エステルの当該共重合体中における割合を3
5モル%以上(すなわち共重合体において式(1)の繰
返し単位の占める割合が35モル%以上)とするのが適
当である。
When the polymer of the resist composition of the present invention is a copolymer, the intramolecular ester is converted to a lactone to prevent the unexposed portion from being dissolved in an alkaline developer after exposure. The proportion of the α-substituted acrylate having a group to be formed in the ester portion in the copolymer is 3
It is suitable that the content is 5 mol% or more (that is, the proportion of the repeating unit of the formula (1) in the copolymer is 35 mol% or more).

【0023】ラクトン化により分子内エステルを作る基
をエステル部に持つα置換アクリル酸エステルのみの重
合体を用いた組成物も、ネガ型レジスト組成物として有
用なものであることは言うまでもない。例えば、露光装
置の評価用には、レジストパターンを形成できる限りド
ライエッチング耐性のないレジスト材料も使用可能であ
り、ラクトン化により分子内エステルを作る基をエステ
ル部に持つα置換アクリル酸エステルのみの重合体を用
いた本発明のレジスト組成物はこのような用途において
大いに活用できるものである。
Needless to say, a composition using a polymer of only an α-substituted acrylate ester having a group that forms an intramolecular ester by lactonization in the ester portion is also useful as a negative resist composition. For example, for evaluation of an exposure apparatus, a resist material having no dry etching resistance can be used as long as a resist pattern can be formed, and only an α-substituted acrylate having a group that forms an intramolecular ester by lactonization in an ester portion can be used. The resist composition of the present invention using a polymer can be greatly utilized in such applications.

【0024】本発明のレジスト組成物で使用する重合体
は、単独重合体であれ共重合体であれ、有機合成の通常
の手法を利用して所定のモノマーを重合させることで簡
単に調製することができる。例えば、モノマーと重合開
始剤を含む溶液を加熱して重合させ、生成した重合体を
溶媒から分離回収することができる。また、重合体の合
成例を下記の実施例でより具体的に説明する。とは言
え、そのような重合体の調製方法は周知であり、ここで
これ以上詳しく説明するまでもない。
The polymer used in the resist composition of the present invention, whether it is a homopolymer or a copolymer, can be easily prepared by polymerizing a predetermined monomer using a usual method of organic synthesis. Can be. For example, a solution containing a monomer and a polymerization initiator is heated and polymerized, and the produced polymer can be separated and recovered from the solvent. Examples of the synthesis of the polymer will be more specifically described in the following examples. However, methods for preparing such polymers are well known and need not be elaborated upon further here.

【0025】本発明のレジスト組成物に含まれる重合体
の分子量は、使用目的に応じて適当なものを選ぶことが
できる。とは言え、本発明における重合体は、単独重合
体であれ共重合体であれ、重量平均分子量が1,000
〜35,000の範囲のものが好ましい。と言うのは、
重量平均分子量が1,000未満ではレジスト膜を十分
形成できないことがあり、35,000より大きな分子
量では形成した膜にクラックが生じることがあるからで
ある。
The molecular weight of the polymer contained in the resist composition of the present invention can be appropriately selected according to the purpose of use. However, the polymer in the present invention, whether a homopolymer or a copolymer, has a weight average molecular weight of 1,000.
Those having a range of ~ 35,000 are preferred. I mean,
If the weight average molecular weight is less than 1,000, a resist film may not be formed sufficiently. If the weight average molecular weight is more than 35,000, cracks may occur in the formed film.

【0026】本発明のレジスト組成物は、露光された部
分の重合体のアルカリ性溶液への溶解性を変化させてそ
の部分をアルカリ性現像液に不溶性とするための成分で
ある酸発生剤を含有する。酸発生剤としては、露光によ
り(すなわち、ArFエキシマレーザ光を含めた放射線
の照射により)酸を生じる物質であって、生じた酸が上
述のラクトン化を促進するのに有効な任意の物質を利用
可能である。実際問題としては、レジスト材料の分野に
おいて一般に使用されている物質のうちから適宜選択し
たものを使用することができ、一例として次に掲げる式
(4)〜(8)で表されるような各種の酸発生剤を挙げ
ることができるが、本発明の酸発生剤はこれらに限定さ
れるものではない。
The resist composition of the present invention contains an acid generator which is a component for changing the solubility of the exposed portion of the polymer in an alkaline solution to make the portion insoluble in an alkaline developer. . As the acid generator, any substance capable of generating an acid upon exposure (that is, upon irradiation with radiation including ArF excimer laser light), and the generated acid being effective for promoting the above-described lactonization, may be used. Available. As a practical problem, a substance appropriately selected from substances generally used in the field of resist materials can be used. For example, various substances represented by the following formulas (4) to (8) can be used. However, the acid generator of the present invention is not limited to these.

【0027】[0027]

【化6】 Embedded image

【0028】[0028]

【化7】 Embedded image

【0029】[0029]

【化8】 Embedded image

【0030】[0030]

【化9】 Embedded image

【0031】[0031]

【化10】 Embedded image

【0032】酸発生剤は、本発明のレジスト組成物に重
合体成分の重量を基準として1〜20重量%の割合で含
まれるのが好ましい。酸発生剤が重合体の1重量%に満
たない場合には露光により発生する酸が不足するため思
いどおりのパターン形成ができず、20重量%を超える
酸発生剤を用いると重合体成分の含有量が相対的に少な
くなりレジスト膜の特性にとって不利である。
The acid generator is preferably contained in the resist composition of the present invention at a ratio of 1 to 20% by weight based on the weight of the polymer component. When the amount of the acid generator is less than 1% by weight of the polymer, the pattern formed cannot be formed as expected because of insufficient acid generated by exposure. When the amount of the acid generator exceeds 20% by weight, polymer components are contained. The amount is relatively small, which is disadvantageous for the characteristics of the resist film.

【0033】本発明のレジスト組成物は、一般のレジス
ト材料と同様のやり方で使用することができる。より具
体的に言えば、適当な溶媒に溶解した溶液をレジストパ
ターンを形成しようとする基板の表面に塗布し、次いで
塗布溶媒を蒸発させてレジスト被膜を形成後、露光及び
現像して所定のレジストパターンを形成することができ
る。溶媒としては、例えばシクロヘキサノン、プロピレ
ングリコールメチルエーテルアセテート(PGME
A)、乳酸エステル等の有機溶媒を挙げることができる
が、溶媒はこれらに限定されない。露光には、ArFエ
キシマレーザ光のように極めて短い波長の光源を使用す
るのが、微細レジストパターンの形成に有利である。と
は言え、このほかの波長の光源を使用しても差し支えな
い。現像には、アルカリ性現像液を使用することがで
き、代表的なアルカリ性現像液を挙げると、テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)、テト
ラブチルアンモニウムハイドロオキサイド(TBA
H)、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド
(TEAH)、テトラプロピルアンモニウムハイドロオ
キサイド(TPAH)などの水溶液である。
The resist composition of the present invention can be used in the same manner as a general resist material. More specifically, a solution dissolved in a suitable solvent is applied to the surface of a substrate on which a resist pattern is to be formed, and then the coating solvent is evaporated to form a resist film, which is then exposed and developed to obtain a predetermined resist. A pattern can be formed. As the solvent, for example, cyclohexanone, propylene glycol methyl ether acetate (PGME
Organic solvents such as A) and lactic acid esters can be mentioned, but the solvent is not limited to these. The use of a light source having an extremely short wavelength such as ArF excimer laser light for exposure is advantageous for forming a fine resist pattern. That said, light sources of other wavelengths can be used. An alkaline developer can be used for development, and typical alkaline developers include tetramethylammonium hydroxide (TMAH) and tetrabutylammonium hydroxide (TBAH).
H), an aqueous solution of tetraethylammonium hydroxide (TEAH), tetrapropylammonium hydroxide (TPAH), or the like.

【0034】[0034]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に説明する。
言うまでもなく、本発明はこれらの例に限定されるもの
ではない。
The present invention will be further described with reference to the following examples.
Of course, the invention is not limited to these examples.

【0035】〔実施例1〕この例では、本発明のレジス
ト組成物の基剤樹脂の調製を説明する。
Example 1 This example describes the preparation of a base resin for the resist composition of the present invention.

【0036】1,4−ジオキサン中で、アダマンチルメ
タクリレートと3−ヒドロキシ−1−メチルカルボキシ
ルブチルメタクリレートを3:7のモル比で混合し、3
重量%の溶液としてナス型フラスコに仕込んだ。このフ
ラスコ中に、ラジカル重合開始剤であるN,N′−アゾ
ビスイソブチロニトリル(AIBN)を総モノマーモル
数の1モル%添加し、撹拌しながらフラスコを80℃の
オイルバスに8時間浸漬した。8時間後、フラスコをオ
イルバスから取り出して室温に戻るまで放置し、フラス
コ内容物を大量のジエチルエーテルに投入して、生じた
沈殿物を濾別・回収して乾燥させた。乾燥後の沈殿物を
再度テトラヒドロフラン(THF)に溶かして溶液化
し、この溶液を大量のジエチルエーテルに投入して、生
じた沈殿物を濾別・回収して更に十分乾燥させたとこ
ろ、下式
In 1,4-dioxane, adamantyl methacrylate and 3-hydroxy-1-methylcarboxylbutyl methacrylate are mixed at a molar ratio of 3: 7,
The solution was charged in a eggplant-shaped flask as a weight% solution. To this flask, N, N'-azobisisobutyronitrile (AIBN), which is a radical polymerization initiator, was added at 1 mol% of the total number of moles of the monomer, and the flask was immersed in an oil bath at 80 ° C. for 8 hours while stirring. did. Eight hours later, the flask was taken out of the oil bath and allowed to return to room temperature, the contents of the flask were poured into a large amount of diethyl ether, and the resulting precipitate was separated by filtration, collected, and dried. The dried precipitate was dissolved again in tetrahydrofuran (THF) to form a solution. The solution was poured into a large amount of diethyl ether, and the resulting precipitate was separated by filtration, collected, and dried sufficiently.

【0037】[0037]

【化11】 Embedded image

【0038】で表されるアダマンチルメタクリレートと
4−ヒドロキシ−1−メチルカルボキシルブチルメタク
リレートの1:1の共重合体樹脂が収率34重量%で得
られた。この樹脂組成の決定は、13C−NMRを用いて
行った。また、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)
により測定したこの樹脂の重量平均分子量(Mw)は
3,400(分散度2.24)であった。
A 1: 1 copolymer resin of adamantyl methacrylate and 4-hydroxy-1-methylcarboxylbutyl methacrylate represented by the following formula was obtained in a yield of 34% by weight. The determination of the resin composition was performed using 13 C-NMR. Also, gel permeation chromatography (GPC)
The resin had a weight average molecular weight (Mw) of 3,400 (dispersion degree 2.24) measured by the method described in (1).

【0039】〔実施例2〕実施例1の3−ヒドロキシ−
1−メチルカルボキシルブチルメタクリレートを4−ヒ
ドロキシ−1−メチルカルボキシルペンチルメタクリレ
ートに替えたことを除いて、実施例1を反復した。下式
Example 2 3-Hydroxy- of Example 1
Example 1 was repeated except that 1-methylcarboxyl butyl methacrylate was replaced with 4-hydroxy-1-methyl carboxyl pentyl methacrylate. Lower formula

【0040】[0040]

【化12】 Embedded image

【0041】で表されるアダマンチルメタクリレートと
4−ヒドロキシ−1−メチルカルボキシルペンチルメタ
クリレートの1:1の共重合体樹脂が収率23重量%で
得られた。この樹脂組成の決定は、13C−NMRを用い
て行った。また、GPCにより測定したこの樹脂の重量
平均分子量(Mw)は2,840(分散度3.08)で
あった。
A 1: 1 copolymer resin of adamantyl methacrylate and 4-hydroxy-1-methylcarboxylpentyl methacrylate represented by the following formula was obtained in a yield of 23% by weight. The determination of the resin composition was performed using 13 C-NMR. The weight average molecular weight (Mw) of this resin measured by GPC was 2,840 (dispersion degree 3.08).

【0042】〔実施例3〕実施例1のアダマンチルメタ
クリレートをシクロヘキシルメタクリレートに替えたこ
とを除いて、実施例1を反復した。下式
Example 3 Example 1 was repeated except that the adamantyl methacrylate of Example 1 was replaced with cyclohexyl methacrylate. Lower formula

【0043】[0043]

【化13】 Embedded image

【0044】で表されるシクロヘキシルメタクリレート
と3−ヒドロキシ−1−メチルカルボキシルブチルメタ
クリレートの60:40の共重合体樹脂が収率42重量
%で得られた。この樹脂組成の決定は、13C−NMRを
用いて行った。また、GPCにより測定したこの樹脂の
重量平均分子量(Mw)は5,430(分散度2.5
6)であった。
A 60:40 copolymer resin of cyclohexyl methacrylate and 3-hydroxy-1-methylcarboxylbutyl methacrylate represented by the following formula was obtained in a yield of 42% by weight. The determination of the resin composition was performed using 13 C-NMR. The weight average molecular weight (Mw) of this resin measured by GPC is 5,430 (dispersion degree 2.5
6).

【0045】〔実施例4〕実施例1のアダマンチルメタ
クリレートと3−ヒドロキシ−1−メチルカルボキシル
ブチルメタクリレートを、シクロヘキシルメタクリレー
トと4−ヒドロキシ−1−メチルカルボキシルペンチル
メタクリレートに替えたことを除いて、実施例1を反復
した。下式
Example 4 Example 4 was repeated except that adamantyl methacrylate and 3-hydroxy-1-methylcarboxylbutyl methacrylate of Example 1 were replaced with cyclohexyl methacrylate and 4-hydroxy-1-methylcarboxylpentyl methacrylate. 1 was repeated. Lower formula

【0046】[0046]

【化14】 Embedded image

【0047】で表されるシクロヘキシルメタクリレート
と4−ヒドロキシ−1−メチルカルボキシルペンチルメ
タクリレートの60:40の共重合体樹脂が収率38重
量%で得られた。この樹脂組成の決定は、13C−NMR
を用いて行った。また、GPCにより測定したこの樹脂
の重量平均分子量(Mw)は3,150(分散度2.8
7)であった。
A 60:40 copolymer resin of cyclohexyl methacrylate and 4-hydroxy-1-methylcarboxylpentyl methacrylate represented by the following formula was obtained in a yield of 38% by weight. The determination of the resin composition was determined by 13 C-NMR
This was performed using The weight average molecular weight (Mw) of this resin measured by GPC was 3,150 (dispersion degree 2.8).
7).

【0048】〔実施例5〕基剤樹脂として実施例1で調
製したアダマンチルメタクリレートと3−ヒドロキシ−
1−メチルカルボキシルブチルメタクリレートとのモル
組成比1:1の共重合体樹脂を用いて、レジスト組成物
を調製した。この共重合体樹脂に、光酸発生剤として、
下式
Example 5 As a base resin, adamantyl methacrylate prepared in Example 1 and 3-hydroxy-
A resist composition was prepared using a copolymer resin having a molar composition ratio of 1: 1 with 1-methylcarboxylbutyl methacrylate. In this copolymer resin, as a photoacid generator,
Lower formula

【0049】[0049]

【化15】 Embedded image

【0050】で表されるみどり化学株式会社より市販さ
れているTPS−105を樹脂の2重量%添加し、これ
をプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(P
GMEA)に溶解させて、樹脂量が15重量%のレジス
ト溶液を調製した。このレジスト溶液をヘキサメチルジ
シラザン(HMDS)により密着性強化したシリコンウ
エハーにスピンコーティングし、100℃のホットプレ
ートにより60秒間べークして塗布溶媒を蒸発させて、
厚さ0.50μmのレジスト層を形成した。このウエハ
ーをArFエキシマレーザステッパ(NA=0.55)
によりレチクルを介して選択露光してレジスト層に電子
回路パターンを焼付け、露光後すぐに80℃のホットプ
レートにて120秒間べークした。べーク後のウエハー
を27℃の2.38重量%テトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイド(TMAH)水溶液に120秒間浸漬
して現像し、その後水洗、乾燥させたところ、露光部分
が回路パターンとして残り、調製した組成物がネガ型レ
ジストとして機能することが確認された。このネガ型レ
ジストの最小解像線幅は露光量12mJ/cm2 で0.
17μmであった。
TPS-105 commercially available from Midori Kagaku Co., Ltd. represented by the following formula was added in an amount of 2% by weight of the resin, and this was added to propylene glycol methyl ether acetate (P
GMEA) to prepare a resist solution having a resin amount of 15% by weight. This resist solution is spin-coated on a silicon wafer having enhanced adhesion with hexamethyldisilazane (HMDS), baked on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds to evaporate the coating solvent,
A resist layer having a thickness of 0.50 μm was formed. This wafer is placed on an ArF excimer laser stepper (NA = 0.55)
To expose the electronic circuit pattern on the resist layer by exposure through a reticle, and immediately after exposure, baked on a hot plate at 80 ° C. for 120 seconds. The baked wafer was immersed in a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) at 27 ° C. for 120 seconds, developed, washed and dried, and the exposed portion remained as a circuit pattern. It was confirmed that the obtained composition functioned as a negative resist. The minimum resolution line width of this negative resist was 0.1 at an exposure dose of 12 mJ / cm 2 .
It was 17 μm.

【0051】〔実施例6〕光酸発生剤を下式Example 6 The photoacid generator was represented by the following formula:

【0052】[0052]

【化16】 Embedded image

【0053】で表されるみどり化学株式会社より市販さ
れているTPS−103に替えたことを除き、実施例5
を繰り返したところ、最小解像線幅が露光量10mJ/
cm2で0.17μmのネガ型レジストパターンが形成
できた。
Example 5 except that TPS-103 commercially available from Midori Kagaku Co., Ltd. was replaced by
Was repeated, the minimum resolution line width was 10 mJ /
A negative resist pattern of 0.17 μm in cm 2 was formed.

【0054】〔実施例7〕基剤樹脂として実施例2で調
製したアダマンチルメタクリレートと4−ヒドロキシ−
1−メチルカルボキシルペンチルメタクリレートとのモ
ル組成比1:1の共重合体樹脂を用いたことを除いて、
実施例5を繰り返したところ、最小解像線幅が露光量8
mJ/cm2 で0.17μmのネガ型レジストパターン
が形成できた。
Example 7 The adamantyl methacrylate prepared in Example 2 and 4-hydroxy-
Except for using a copolymer resin having a molar composition ratio of 1: 1 with 1-methylcarboxylpentyl methacrylate,
When Example 5 was repeated, the minimum resolution line width was 8
A negative resist pattern of 0.17 μm was formed at mJ / cm 2 .

【0055】〔実施例8〕光酸発生剤をみどり化学株式
会社より市販されているTPS−103に替えて実施例
7を繰り返したところ、最小解像線幅が露光量7.2m
J/cm2 で0.17μmのネガ型レジストパターンが
形成できた。
Example 8 Example 7 was repeated, except that the photoacid generator was changed to TPS-103 commercially available from Midori Kagaku Co., Ltd., and the minimum resolution line width was 7.2 m.
A 0.17 μm negative resist pattern was formed at J / cm 2 .

【0056】〔実施例9〕基剤樹脂として実施例3で調
製したシクロヘキシルメタクリレートと3−ヒドロキシ
−1−メチルカルボキシルブチルメタクリレートとのモ
ル組成比60:40の共重合体樹脂を用いたこと、及び
2.38重量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド(TMAH)水溶液への浸漬時間を30秒とした
ことを除き、実施例5を繰り返したところ、最小解像線
幅が露光量6mJ/cm2 で0.175μmのネガ型レ
ジストパターンが形成できた。
[Example 9] Copolymer resin of cyclohexyl methacrylate and 3-hydroxy-1-methylcarboxylbutyl methacrylate prepared in Example 3 having a molar composition ratio of 60:40 was used as a base resin, and Example 5 was repeated except that the immersion time in the 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) was 30 seconds, and the minimum resolution line width was 0.3 mm at an exposure dose of 6 mJ / cm 2 . A 175 μm negative resist pattern was formed.

【0057】〔実施例10〕光酸発生剤をみどり化学株
式会社より市販されているTPS−103に替えて実施
例9を繰り返したところ、最小解像線幅が露光量4.8
mJ/cm2 で0.17μmのネガ型レジストパターン
が形成できた。
Example 10 Example 9 was repeated, except that the photoacid generator was changed to TPS-103 commercially available from Midori Kagaku Co., Ltd., and the minimum resolution line width was 4.8.
A negative resist pattern of 0.17 μm was formed at mJ / cm 2 .

【0058】〔実施例11〕基剤樹脂として実施例4で
調製したシクロヘキシルメタクリレートと4−ヒドロキ
シ−1−メチルカルボキシルペンチルメタクリレートと
のモル組成比60:40の共重合体樹脂を用いたこと、
及び2.38重量%テトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイド(TMAH)水溶液への浸漬時間を30秒と
したことを除いて、実施例5を繰り返したところ、最小
解像線幅が露光量5.5mJ/cm2で0.16μmの
ネガ型レジストパターンが形成できた。
[Example 11] A copolymer resin of cyclohexyl methacrylate and 4-hydroxy-1-methylcarboxylpentyl methacrylate prepared in Example 4 and having a molar composition ratio of 60:40 was used as a base resin.
Example 5 was repeated except that the immersion time in 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution was 30 seconds, and the minimum resolution line width was 5.5 mJ / cm. 2 , a negative resist pattern of 0.16 μm was formed.

【0059】〔実施例12〕光酸発生剤をみどり化学株
式会社より市販されているTPS−103に替えて実施
例11を繰り返したところ、最小解像線幅が露光量3.
9mJ/cm2 で0.17μmのネガ型レジストパター
ンが形成できた。
Example 12 Example 11 was repeated with the photoacid generator replaced by TPS-103 commercially available from Midori Kagaku Co., Ltd., and the minimum resolution line width was 3.
A negative resist pattern of 0.17 μm was formed at 9 mJ / cm 2 .

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ArFエキシマレーザ露光でネガ型レジストパターンを
形成できるレジスト組成物の利用が可能になり、これま
で以上の微細加工の要求される高集積化の進んだ次世代
半導体ICの製造に資するところ大である。
As described above, according to the present invention,
The use of a resist composition capable of forming a negative resist pattern by ArF excimer laser exposure becomes possible, greatly contributing to the production of a highly integrated next-generation semiconductor IC that requires finer processing than ever before. .

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ラクトン化により分子内エステルを作る
基をエステル部に持つα置換アクリル酸エステルの重合
体と、光酸発生剤とを含むことを特徴とするレジスト組
成物。
1. A resist composition comprising a polymer of an α-substituted acrylate having a group that forms an intramolecular ester by lactonization in an ester portion, and a photoacid generator.
【請求項2】 前記重合体が下式の繰返し単位を持つ、
請求項1記載のレジスト組成物。 【化1】 (この式のR1 、R2 は炭素数1〜6の炭化水素基であ
り、mは2〜4の整数である)
2. The polymer has a repeating unit represented by the following formula:
The resist composition according to claim 1. Embedded image (R 1 and R 2 in this formula are each a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and m is an integer of 2 to 4)
【請求項3】 前記重合体がラクトン化により分子内エ
ステルを作る基をエステル部に持つα置換アクリル酸エ
ステルの単独重合体である、請求項1又は2記載のレジ
スト組成物。
3. The resist composition according to claim 1, wherein the polymer is a homopolymer of an α-substituted acrylate ester having a group that forms an intramolecular ester by lactonization in an ester portion.
【請求項4】 前記重合体がラクトン化により分子内エ
ステルを作る基をエステル部に持つα置換アクリル酸エ
ステルとこれとは別のエステルとの共重合体である、請
求項1又は2記載のレジスト組成物。
4. The polymer according to claim 1, wherein the polymer is a copolymer of an α-substituted acrylate ester having a group that forms an intramolecular ester by lactonization in the ester portion and another ester. Resist composition.
【請求項5】 前記ラクトン化により分子内エステルを
作る基をエステル部に持つα置換アクリル酸エステルと
は別のエステルが、エステル部に脂環族基を持つアクリ
ル酸エステル又はα置換アクリル酸エステルである、請
求項4記載のレジスト組成物。
5. An acrylate ester or an α-substituted acrylate ester having an alicyclic group in the ester portion other than the α-substituted acrylate ester having a group that forms an intramolecular ester by lactonization in the ester portion. The resist composition according to claim 4, wherein
【請求項6】 前記重合体が下式で表される、請求項5
記載のレジスト組成物。 【化2】 (この式のR1 、R2 は炭素数1〜6の炭化水素基であ
り、RA は、水素、ハロゲン、又は炭素数1〜4の置換
もしくは非置換の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基を表
し、RB は脂環族基であり、mは2〜4の整数であり、
p及びqは1以上の整数である)
6. The polymer according to claim 5, wherein the polymer is represented by the following formula.
The resist composition as described in the above. Embedded image (In the formula, R 1 and R 2 are a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R A is hydrogen, halogen, or a substituted or unsubstituted linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R B is an alicyclic group, m is an integer of 2 to 4,
p and q are integers of 1 or more)
JP22200798A 1998-08-05 1998-08-05 Resist composition Withdrawn JP2000056459A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22200798A JP2000056459A (en) 1998-08-05 1998-08-05 Resist composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22200798A JP2000056459A (en) 1998-08-05 1998-08-05 Resist composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000056459A true JP2000056459A (en) 2000-02-25

Family

ID=16775652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22200798A Withdrawn JP2000056459A (en) 1998-08-05 1998-08-05 Resist composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000056459A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003100523A1 (en) * 2002-05-27 2003-12-04 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Negative resist composition
WO2004088427A1 (en) * 2003-03-28 2004-10-14 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Negative resist composition and process for formation of resist patterns
KR100907585B1 (en) * 2001-12-26 2009-07-14 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Method of forming radiation-sensitive composition and pattern and manufacturing method of semiconductor device
JP2009258506A (en) * 2008-04-18 2009-11-05 Fujifilm Corp Negative resist composition and resist pattern-forming method
JP2013125156A (en) * 2011-12-15 2013-06-24 Shin Etsu Chem Co Ltd Pattern forming method, resist composition, polymer compound, and polymerizable ester compound
JP2014137473A (en) * 2013-01-17 2014-07-28 Shin Etsu Chem Co Ltd Pattern forming method, resist composition, polymeric compound and monomer
US20150118616A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-30 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Method for forming resist pattern and resist composition
US9411227B2 (en) 2014-01-16 2016-08-09 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition, method of forming resist pattern, compound, and polymeric compound
KR101772733B1 (en) 2013-04-10 2017-08-29 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Patterning process, resist composition, polymer, and monomer

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100907585B1 (en) * 2001-12-26 2009-07-14 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Method of forming radiation-sensitive composition and pattern and manufacturing method of semiconductor device
WO2003100523A1 (en) * 2002-05-27 2003-12-04 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Negative resist composition
US6936400B2 (en) 2002-05-27 2005-08-30 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Negative resist composition
WO2004088427A1 (en) * 2003-03-28 2004-10-14 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Negative resist composition and process for formation of resist patterns
JP2009258506A (en) * 2008-04-18 2009-11-05 Fujifilm Corp Negative resist composition and resist pattern-forming method
JP2013125156A (en) * 2011-12-15 2013-06-24 Shin Etsu Chem Co Ltd Pattern forming method, resist composition, polymer compound, and polymerizable ester compound
JP2014137473A (en) * 2013-01-17 2014-07-28 Shin Etsu Chem Co Ltd Pattern forming method, resist composition, polymeric compound and monomer
KR101772733B1 (en) 2013-04-10 2017-08-29 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Patterning process, resist composition, polymer, and monomer
US20150118616A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-30 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Method for forming resist pattern and resist composition
US9405190B2 (en) * 2013-10-25 2016-08-02 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Method for forming resist pattern and resist composition
US9411227B2 (en) 2014-01-16 2016-08-09 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition, method of forming resist pattern, compound, and polymeric compound

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI657072B (en) Sulfonium salt, polymer, resist composition, and patterning process
JP2017008068A (en) Base reactive photoacid generator and photoresist comprising the same
KR20000047909A (en) Itaconic anhydride polymers and photoresist compositions comprising same
JP2004294638A (en) Negative resist material and method for forming resist pattern
EP1262830A1 (en) Polymer for chemically amplified resist and chemically amplified resist composition containing the same
JP2004530159A (en) Photoresist composition for deep ultraviolet lithography
JP3554532B2 (en) Chemically amplified resist composition containing norbornane-based low molecular compound additive
JP3793453B2 (en) Novel acid-sensitive polymer and resist composition containing the same
JP2000098615A (en) Chemical amplification type positive photoresist composition
JP2003233190A (en) Polymer with mixed photoacid-labile group and photoresist comprising the same
JP2000235263A (en) Positive type resist composition and acid dissociable group-containing monomer used in same
JP2000239436A (en) Photoresist crosslinking monomer, photoresist crosslinking agent, photoresist composition, photoresist pattern formation, and semiconductor element
JP2005532413A (en) Fluorinated polymers having ester groups and microlithographic photoresists
KR20000047041A (en) Photoresist crosslinking monomer, polymer thereof and photoresist composition using the same
JP3477163B2 (en) Chemically amplified resist composition containing low molecular compound additive
JP2003295444A (en) Acetal/alicyclic polymer and photoresist composition
KR20090039492A (en) The copolymer containing 5-hydroxy-1-adamantyl (meth)acrylate derivatives and their resist compositions
JP3587770B2 (en) Copolymer for photoresist and method for producing the same, photoresist composition, method for forming photoresist pattern, and semiconductor device
JP2000056459A (en) Resist composition
KR100557554B1 (en) Photoresist Monomer Containing Fluorine-Substituted Benzylcarboxylate Group and Photoresist Polymer Comprising the same
JP2001098034A (en) Photoresist monomer and its preparing method, photoresist compolymer and its preparing method, photoresist composition, method of forming photoresist pattern, and semiconductor element
JP2001200014A (en) Photosensitive polymer and chemically amplified photoresist composition containing the same
JP4536244B2 (en) Polymer compound for photoresist and method for producing the same
JP2003206315A (en) Method for manufacturing polymeric compound for photoresist, and resin composition for photoresist
JP2001081141A (en) Copolymer for photoresist and its production, photoresist composition, method for forming photoresist pattern and semiconductor element

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20051101