JP2000147770A - Positive radiation-sensitive resin composition - Google Patents

Positive radiation-sensitive resin composition

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JP2000147770A
JP2000147770A JP31755298A JP31755298A JP2000147770A JP 2000147770 A JP2000147770 A JP 2000147770A JP 31755298 A JP31755298 A JP 31755298A JP 31755298 A JP31755298 A JP 31755298A JP 2000147770 A JP2000147770 A JP 2000147770A
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Japan
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group
acid
resin composition
sensitive resin
radiation
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JP31755298A
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Japanese (ja)
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Yasuhiro Kameyama
泰弘 亀山
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Mitsubishi Chemical Corp
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  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive radiation-sensitive resin composition superior in sensitivity and resolution and good in environmental resistance. SOLUTION: The positive radiation-sensitive resin composition comprises (A) an alkali-soluble resin having phenolic hydroxyl groups or at least one part of the above hydroxyl groups being protected with an acid-decomposable protective group, (B) a compound having a partial structure decomposable by an action of an acid and capable of producing a group for giving alkali- solubility upon decomposition and (C) a compound to be decomposed by activated rays or radiation resulting in generating an acid and the compound (B) can be embodied by a compound having, as the partial structure to be decomposed by an acid and to give the alkali solubility, a partial structure of an optionally substituted >=7C alkyl carbonate 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、ポジ型感放射線性
組成物に関する。詳しくは、パターン形状、解像性、環
境耐性に優れ、半導体集積回路作成用ポジ型レジストに
好適なポジ型感放射線性樹脂組成物に関する。
[0001] The present invention relates to a positive-working radiation-sensitive composition. More specifically, the present invention relates to a positive radiation-sensitive resin composition which is excellent in pattern shape, resolution and environmental resistance and is suitable for a positive resist for producing a semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の高集積度化、高密度化
の波は目覚ましく早く、特に、DRAM(Dynami
c Random Access Memory)では
16Mbitの量産化がすでに始まり、今世紀中には6
4Mbit、256Mbitの記憶容量を持つものも生
産が始まるといわれている。16Mbitでは0.50
μmであった線幅は64Mbit、256MbitDR
AMでは0.30μm、0.25μmの設計ルールが適
用され、この様なクォーターミクロンリソグラフィーに
対応するフォトレジストの開発が早急に求められてい
る。クォーターミクロン或いはさらに微小な半導体デバ
イス設計ルールに対応するリソグラフィーとしてはX線
リソグラフィーや電子線リソグラフィー及び、KrFエ
キシマーレーザーに代表される遠紫外線リソグラフィー
が使用される。
2. Description of the Related Art The wave of high integration and high density of semiconductor integrated circuits is remarkably fast, and especially, DRAM (Dynami)
c Random Access Memory) has already started mass production of 16 Mbits,
It is said that the production of those having a storage capacity of 4 Mbits and 256 Mbits will start. 0.50 for 16Mbit
μm line width is 64 Mbit, 256 MbitDR
In AM, the design rules of 0.30 μm and 0.25 μm are applied, and development of a photoresist corresponding to such quarter-micron lithography is urgently required. X-ray lithography, electron beam lithography, and far-ultraviolet lithography represented by a KrF excimer laser are used as lithography corresponding to quarter micron or smaller semiconductor device design rules.

【0003】ところで従来からg線やi線のリソグラフ
ィー用としてアルカリ可溶性ノボラック樹脂及びナフト
キノンジアジド系の感光剤を含有するフォトレジストが
知られているが、X線、電子線または遠紫外線を用いて
露光を行うと、良好なパターンプロファイルは得られ
ず、また解像性も劣るという欠点をもっている。従って
ノボラックーナフトキノンジアジド系の材料は、クォー
ターミクロンより微小なリソグラフィーには不適当であ
る。また、スループットの点でもより高感度なレジスト
材料が求められている。
Incidentally, photoresists containing an alkali-soluble novolak resin and a naphthoquinonediazide-based photosensitizer have been known for lithography of g-rays and i-rays. However, exposure using X-rays, electron beams or far ultraviolet rays has been known. In this case, a good pattern profile cannot be obtained, and the resolution is poor. Therefore, a novolak naphthoquinonediazide-based material is unsuitable for lithography smaller than quarter micron. Also, a resist material having higher sensitivity is required in terms of throughput.

【0004】そこでかかる欠点のない高性能のレジスト
として、H.Itoらによって提案された化学増幅型と
よばれるレジストが検討されている(Polm.En
g.Sci.,23,1012(1983))。これ
は、活性光線あるいは放射線の照射により酸を発生する
光酸発生剤と、酸によって容易に脱離する官能基を有
し、官能基脱離の前後においてアルカリ現像液に対する
溶解速度が変化する樹脂を組み合わせた、ポジ型感光性
組成物である。
[0004] As a high-performance resist free of such disadvantages, H.I. A resist called a chemically amplified type proposed by Ito et al. Has been studied (Polm. En).
g. Sci. , 23, 1012 (1983)). This is a resin that has a photoacid generator that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and a resin that has a functional group that is easily desorbed by the acid, and that changes the dissolution rate in an alkaline developer before and after the desorption of the functional group. Is a positive photosensitive composition.

【0005】ところで、このような化学増幅型レジスト
に特有の問題点として、いわゆる環境耐性の問題があ
る。すなわち化学増幅型レジストは露光によって発生し
た微量の酸の触媒作用を利用するため周囲の環境中から
レジスト膜内に侵入してくる酸性あるいは塩基性物質の
影響を受けて、感度の変化またはパターン形状の劣化を
起こしやすくなる。
[0005] As a problem peculiar to such a chemically amplified resist, there is a problem of so-called environmental resistance. In other words, a chemically amplified resist uses the catalytic action of a small amount of acid generated by exposure to light, and is affected by acidic or basic substances that enter the resist film from the surrounding environment, resulting in a change in sensitivity or pattern shape. Is likely to deteriorate.

【0006】このような問題点を解決する方法として、
レジスト膜の上に保護膜を塗布する方法、環境中の塩基
性物質を吸着するケミカルフィルターを使用する方法、
レジスト中にアミンなどの塩基性物質を添加する方法な
どが知られている。しかしながら、これらの方法もそれ
ぞれに一長一短があり例えばレジスト膜の上層に保護膜
を用いる場合では、空気中の塩基性物質の影響を低減す
るために弱酸性の保護膜を使うと、レジスト膜の表面が
保護膜の酸でアルカリ可溶性となり表面荒れが発生する
という問題があった。
As a method for solving such a problem,
A method of applying a protective film on a resist film, a method of using a chemical filter that adsorbs basic substances in the environment,
There is known a method of adding a basic substance such as an amine to a resist. However, each of these methods also has advantages and disadvantages.For example, when a protective film is used as an upper layer of a resist film, if a weakly acidic protective film is used to reduce the influence of a basic substance in the air, the surface of the resist film is reduced. However, there is a problem that the surface of the protective film becomes alkali-soluble due to the acid of the protective film and surface roughness occurs.

【0007】例えば、特開平6−51519号公報で
は、アルカリ可溶性樹脂と低分子酸分解性溶解抑止化合
物との組み合わせが開示されており感度、解像度、パタ
ーンプロファイルが向上するとの効果があると記載され
ている。該公報では具体的な実施例としてtert−ブ
トキシカルボニルオキシ基を酸分解性保護基として使用
した例が記載されている。しかしながら、我々の検討で
はtert−ブトキシカルボニルオキシ基を酸分解性保
護基として含有する低分子溶解抑制剤とポリビニルフェ
ノールなどのアルカリ可溶性樹脂との組み合わせでは、
レジストパターンのエッジラフネスが大であるとの結果
が得られた。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-51519 discloses a combination of an alkali-soluble resin and a low-molecular acid-decomposable dissolution-inhibiting compound, which is described as having an effect of improving sensitivity, resolution and pattern profile. ing. This publication describes a specific example in which a tert-butoxycarbonyloxy group is used as an acid-decomposable protecting group. However, in our study, the combination of a low-molecular dissolution inhibitor containing a tert-butoxycarbonyloxy group as an acid-decomposable protecting group with an alkali-soluble resin such as polyvinylphenol,
The result was that the edge roughness of the resist pattern was large.

【0008】ここで言うところのエッジラフネスとは、
レジストパターンを上面から走査電子顕微鏡を用いて観
察したときに、レジストのエッジの部分に凹凸が見ら
れ、レジスト線幅が一定とならないことである。このよ
うな現象が起こると、レジストをマスクとした基板の加
工時に加工寸法のばらつきが生じるので、問題となる。
このエッジラフネスは、レジストのベース樹脂と他の添
加成分との相溶性が悪いときに顕著に見られることが、
我々の検討の結果分かった。
[0008] The edge roughness referred to here is:
When the resist pattern is observed from above using a scanning electron microscope, irregularities are observed at the edges of the resist, and the resist line width is not constant. When such a phenomenon occurs, a variation in processing dimensions occurs at the time of processing a substrate using a resist as a mask, which is a problem.
This edge roughness is noticeable when the compatibility between the resist base resin and other additive components is poor,
As a result of our examination, we understood.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、感
度、焦点深度等のレジスト性能を維持し、上層保護膜の
影響を受けないように環境耐性を向上させ、かつエッジ
ラフネスが小さいポジ型感放射線性樹脂組成物を提供す
ることである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a positive type resist which maintains resist performance such as sensitivity and depth of focus, improves environmental resistance so as not to be affected by an upper protective film, and has a small edge roughness. An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成するのため鋭意研究を重ねた結果、化学増幅型のフォ
トレジストに於て特定の成分、即ち、酸の作用で分解し
てアルカリ可溶性を付与する基を生成しうる部分構造と
して、炭素数の多い嵩高い基を有するアルキルカーボネ
ート基を有する化合物を用いることにより、感度、焦点
深度等の性能を維持したまま上層保護膜の影響を受けな
いように環境耐性を向上させ、レジスト膜表面の荒れを
抑制し、かつエッジラフネスが小さくすることができる
ことを見い出し本発明に到達した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, a specific component in a chemically amplified photoresist, namely, decomposition by the action of an acid, alkali By using a compound having an alkyl carbonate group having a bulky group having a large number of carbon atoms as a partial structure capable of generating a group that imparts solubility, sensitivity, the influence of the upper protective film while maintaining performance such as depth of focus can be reduced. The present inventors have found that it is possible to improve the environmental resistance so as not to suffer from such damage, to suppress the roughness of the resist film surface, and to reduce the edge roughness.

【0011】すなわち、本発明の要旨は(A)フェノー
ル性水酸基含有アルカリ可溶性樹脂または該水酸基の少
なくとも一部が酸分解性保護基で保護された樹脂、
(B)酸の作用により分解してアルカリ可溶性となる基
を生成しうる部分構造を有する化合物及び(C)活性光
線または放射線により分解して酸を発生する化合物を含
有するポジ型感放射線性樹脂組成物に於て、成分(B)
が、アルカリ可溶性を付与する基を生成しうる部分構造
として置換されていてもよい炭素数7以上のアルキルカ
ーボネート基を有することを特徴とするポジ型感放射線
性樹脂組成物に存する。以下、本発明を詳細に説明す
る。
That is, the gist of the present invention is (A) a phenolic hydroxyl group-containing alkali-soluble resin or a resin in which at least a part of the hydroxyl group is protected by an acid-decomposable protecting group,
Positive radiation-sensitive resin containing (B) a compound having a partial structure capable of generating a group which becomes alkali-soluble by being decomposed by the action of an acid, and (C) a compound which is decomposed by an actinic ray or radiation to generate an acid. In the composition, component (B)
Is a positive-type radiation-sensitive resin composition characterized by having an alkyl carbonate group having 7 or more carbon atoms which may be substituted as a partial structure capable of forming a group imparting alkali solubility. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0012】本発明において、(A)成分としてのフェ
ノール性水酸基含有アルカリ可溶性樹脂としては現像時
に露光部がアルカリ可溶性となり、アルカリ現像液に溶
出し、均一なレジスト膜形成能のあるものならば用いる
ことができるが、例えばノボラック樹脂、ヒドロキシス
チレン単独での重合またはヒドロキシスチレンと各種の
ビニルモノマーとを共重合して得られる樹脂などのポリ
ヒドロキシスチレン類を用いることができる。ここで、
ポリヒドロキシスチレン類は、部分構造としてヒドロキ
シスチレン由来の構造を有する重合体であれば、単独重
合でも共重合でもよく、又、ベンゼン環上又はそれ以外
の部分に置換基を有しているものを含む。ノボラック樹
脂の場合、フェノール成分としてはフェノール、o−ク
レゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、レゾルシ
ノール、ピロガロール、キシレノール等を用いることが
でき、アルデヒドまたはケトン成分としてはホルムアル
デヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセト
ン等を用いることができる。またヒドロキシスチレンと
共重合するビニルモノマーとしては、アクリル酸、ビニ
ルアルコールまたは、これらの誘導体などのエチレン性
不飽和二重結合を含有する化合物を用いることができ
る。
In the present invention, as the alkali-soluble resin containing a phenolic hydroxyl group as the component (A), any resin which becomes alkali-soluble at the time of development, elutes in an alkali developing solution, and has a uniform resist film forming ability can be used. For example, polyhydroxystyrenes such as a novolak resin, a resin obtained by polymerization of hydroxystyrene alone or a copolymer of hydroxystyrene and various vinyl monomers can be used. here,
Polyhydroxystyrenes may be homopolymerized or copolymerized as long as the polymer has a structure derived from hydroxystyrene as a partial structure, and those having a substituent on a benzene ring or other portions. Including. In the case of the novolak resin, phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, resorcinol, pyrogallol, xylenol and the like can be used as the phenol component, and formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, acetone and the like as the aldehyde or ketone component. Can be used. As the vinyl monomer copolymerized with hydroxystyrene, a compound containing an ethylenically unsaturated double bond such as acrylic acid, vinyl alcohol, or a derivative thereof can be used.

【0013】遠紫外線での露光用レジストの場合、特に
KrF、ArFエキシマーレーザー光での露光において
はポリヒドロキシスチレン類の方が好適に用いることが
できる。ノボラック樹脂は、KrFエキシマーレーザー
光の波長での吸光度が大きく、レジスト膜のボトム部分
での露光強度が弱くなるので、レジスト形状が台形にな
りやすい傾向がある。
In the case of a resist for exposure to far ultraviolet rays, in particular, in exposure to KrF or ArF excimer laser light, polyhydroxystyrenes can be preferably used. The novolak resin has a large absorbance at the wavelength of the KrF excimer laser beam, and the exposure intensity at the bottom portion of the resist film is weak, so that the resist shape tends to be trapezoidal.

【0014】該フェノール性水酸基含有アルカリ可溶性
樹脂がポリヒドロキシスチレン類の場合、具体的には、
o−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、p
−ヒドロキシスチレン、2−(o−ヒドロキシフェニ
ル)プロピレン、2−(m−ヒドロキシフェニル)プロ
ピレン、2−(p−ヒドロキシフェニル)プロピレンな
どのヒドロキシスチレン類の単独または2種以上をラジ
カル重合開始剤、アニオン重合開始剤またはカチオン重
合開始剤の存在下で重合した樹脂が用いられる。また、
重合後樹脂の吸光度を下げるために水素添加を行なった
ものを用いてもよい。またこれらのフェノール性水酸基
含有アルカリ可溶性樹脂の水酸基の少なくとも一部が酸
分解性保護基で保護された樹脂も用いることができる。
ヒドロキシスチレンと共重合するエチレン性不飽和二重
結合を有する化合物の誘導体の例としては、該化合物の
ビニル水素が、アルキル基で置換されたもの、水酸基ま
たはカルボン酸基の水素原子が、アルキル基、アルコキ
シアルキル基、アルコキシカルボニル基などで置換され
たものなどを挙げることができる。
When the phenolic hydroxyl group-containing alkali-soluble resin is a polyhydroxystyrene, specifically,
o-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, p
A radical polymerization initiator comprising one or more hydroxystyrenes such as -hydroxystyrene, 2- (o-hydroxyphenyl) propylene, 2- (m-hydroxyphenyl) propylene and 2- (p-hydroxyphenyl) propylene; A resin polymerized in the presence of an anionic polymerization initiator or a cationic polymerization initiator is used. Also,
After the polymerization, a resin subjected to hydrogenation to reduce the absorbance of the resin may be used. Further, resins in which at least a part of the hydroxyl groups of these phenolic hydroxyl group-containing alkali-soluble resins are protected with an acid-decomposable protecting group can also be used.
Examples of the derivative of the compound having an ethylenically unsaturated double bond copolymerized with hydroxystyrene include a compound in which vinyl hydrogen of the compound is substituted with an alkyl group, and a hydrogen atom of a hydroxyl group or a carboxylic acid group is an alkyl group. And those substituted with an alkoxyalkyl group or an alkoxycarbonyl group.

【0015】該酸分解性保護基としては、露光時に成分
(C)より生成した酸によって、室温または露光後の加
熱(ポスト・エクスポージャ・ベーク)で脱離し、フェ
ノール性水酸基を再生するものであれば特に限定されな
いが、たとえばメトキシメトキシ基、1−メトキシエト
キシ基、1−メトキシプロピルオキシ基、1−メトキシ
ブチルオキシ基、1−エトキシエトキシ基、1−エトキ
シプロピルオキシ基、1−エトキシブチルオキシ基、1
−(n−ブトキシ)エトキシ基、1−(iso−ブトキ
シ)エトキシ基、1−(sec−ブトキシ)エトキシ
基、1−(tert−ブトキシ)エトキシ基、1−(シ
クロヘキシルオキシ)エトキシ基、テトラヒドロフラニ
ルオキシ基、テトラヒドロピラニルオキシ基などのアセ
タール基 −メトキシ−1−メチルエトキシ基などのケタール基、
メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキ
シ基、n−プロピルオキシカルボニルオキシ基、iso
−プロピルオキシカルボニルオキシ基、n−ブトキシカ
ルボニルオキシ基、sec−ブトキシカルボニルオキシ
基、iso−ブトキシカルボニルオキシ基、t −ブトキ
シカルボニルオキシ基、メンチルオキシカルボニルオキ
シ基などの 細書に於て、酸分解性保護基は、フェノール性水酸基由
来の酸素原子を含めて表わしている。これらのうち特に
好ましくは下記一般式(I)で表される基である。
The acid-decomposable protecting group is one which is eliminated by an acid generated from the component (C) at the time of exposure at room temperature or by heating after exposure (post-exposure bake) to regenerate a phenolic hydroxyl group. Although there is no particular limitation as long as it is present, for example, methoxymethoxy, 1-methoxyethoxy, 1-methoxypropyloxy, 1-methoxybutyloxy, 1-ethoxyethoxy, 1-ethoxypropyloxy, 1-ethoxybutyloxy Group, 1
-(N-butoxy) ethoxy group, 1- (iso-butoxy) ethoxy group, 1- (sec-butoxy) ethoxy group, 1- (tert-butoxy) ethoxy group, 1- (cyclohexyloxy) ethoxy group, tetrahydrofuranyl Acetal groups such as oxy group and tetrahydropyranyloxy group Ketal groups such as -methoxy-1-methylethoxy group,
Methoxycarbonyloxy group, ethoxycarbonyloxy group, n-propyloxycarbonyloxy group, iso
-Propyloxycarbonyloxy group, n-butoxycarbonyloxy group, sec-butoxycarbonyloxy group, iso-butoxycarbonyloxy group, t-butoxycarbonyloxy group, menthyloxycarbonyloxy group, etc. In the detailed description, the acid-decomposable protecting group includes an oxygen atom derived from a phenolic hydroxyl group. Of these, a group represented by the following general formula (I) is particularly preferred.

【0016】[0016]

【化4】 Embedded image

【0017】(ただし、R1 及びR2 は独立に水素原
子、置換されていても良いアルキル基または置換されて
いても良いアルコキシ基を表し、R3 は置換されていて
も良いアルキル基を表す。また、R1 とR3 とは結合し
て環を形成していても良い。)R1 〜R3 で表わされる
アルキル基及びアルコキシ基の炭素数は好ましくは1〜
20より好ましくは1〜10である。
(Wherein R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted alkoxy group, and R 3 represents an optionally substituted alkyl group R 1 and R 3 may combine to form a ring.) The alkyl and alkoxy groups represented by R 1 to R 3 preferably have 1 to 1 carbon atoms.
More preferably, it is 1 to 10.

【0018】該成分(A)としては、これらを単独で用
いても、これらのうちの複数の種類を混合して用いても
良い。また、該フェノール性水酸基が酸分解性保護基で
保護された樹脂においては、該酸分解性保護基を単独で
用いても、複数種用いても良く、樹脂の1分子中に複数
の種類の酸分解性保護基を有する共重合体であっても良
い。
As the component (A), these may be used alone, or a plurality of them may be used as a mixture. In the resin in which the phenolic hydroxyl group is protected by an acid-decomposable protecting group, the acid-decomposable protecting group may be used alone or in combination of two or more. A copolymer having an acid-decomposable protecting group may be used.

【0019】該成分(A)としては、該フェノール性水
酸基が酸分解性保護基で保護された樹脂を用いた場合の
方がレジストの露光部と未露光部分の溶解性の差が大き
くなり、現像後のレジスト形状および解像性が向上する
ので好ましい。酸分解性保護基によるアルカリ可溶性樹
脂のフェノール性水酸基の保護率は特に限定されない
が、5〜60%が好ましく、特に10〜50%が好まし
い。保護率が上記記載よりも小さすぎると、レジスト膜
の未露光部の残膜率が低下し、解像性が低下する傾向が
ある。また、保護率が大きすぎると、現像時に現像液を
はじいてしまい、現像できなくなる恐れがある。
As the component (A), when a resin in which the phenolic hydroxyl group is protected with an acid-decomposable protecting group is used, the difference in solubility between the exposed and unexposed portions of the resist becomes larger, This is preferable because the resist shape and resolution after development are improved. The protection ratio of the phenolic hydroxyl group of the alkali-soluble resin by the acid-decomposable protecting group is not particularly limited, but is preferably 5 to 60%, and particularly preferably 10 to 50%. If the protection ratio is lower than the above description, the residual film ratio of the unexposed portion of the resist film tends to decrease, and the resolution tends to decrease. On the other hand, if the protection ratio is too large, the developer may be repelled at the time of development, and development may not be possible.

【0020】該成分(A)として用いる樹脂の重量平均
分子量Mwは、レジスト膜が形成でき露光後にアルカリ
現像液で現像できる範囲であれば使用することができる
が、好ましくはポリスチレン換算値(ゲル・パーミエー
ション・クロマトグラフィ測定)で、通常3,000以
上100,000以下、好ましくは4,000以上5
0,000以下さらに好ましくは6,000以上40,
000以下のものが用いられる。
The weight average molecular weight Mw of the resin used as the component (A) can be used as long as it can form a resist film and can be developed with an alkali developing solution after exposure. Permeation chromatography measurement), usually from 3,000 to 100,000, preferably from 4,000 to 5
6,000 or less, more preferably 6,000 or more,
000 or less are used.

【0021】該樹脂の重量平均分子量が、この範囲より
も大きいと露光部分のアルカリ現像液に対する溶解性が
小さくなり、良好なレジストのパターンが得られない怖
れがある。また該樹脂の重量平均分子量が、この範囲よ
りも小さいと良好なレジスト塗膜が得られない怖れがあ
る。フェノール性水酸基含有アルカリ可溶性樹脂を上記
範囲に調整する方法としては、分別沈殿法、分別溶解
法、カラム分別法、超遠心分離法等があるが、いずれか
の方法を用いてもよい。又、該樹脂の分子量分布Mw/
Mnは1以上1.5以下であるのが解像力の点で好まし
い。
If the weight-average molecular weight of the resin is larger than this range, the solubility of the exposed portion in an alkali developing solution becomes small, and there is a fear that a good resist pattern cannot be obtained. If the weight-average molecular weight of the resin is smaller than this range, a good resist coating may not be obtained. As a method for adjusting the phenolic hydroxyl group-containing alkali-soluble resin to the above range, there are a fractional precipitation method, a fractional dissolution method, a column fractionation method, an ultracentrifugation method and the like, and any of these methods may be used. Further, the molecular weight distribution Mw /
Mn is preferably 1 or more and 1.5 or less from the viewpoint of resolution.

【0022】成分(B)(以下、溶解抑制剤という)
は、該組成物に添加することにより該成分(A)のアル
カリ溶解速度を低下し、露光後室温または加熱下でレジ
スト膜の溶解性を向上させることにより溶解コントラス
トを向上させる効果を持っており、酸の作用により分解
してアルカリ可溶性を付与する基、より具体的には、水
酸基を生成する部分構造を有する化合物であり、本願発
明では該部分構造が嵩高い炭化水素基、具体的には置換
されていてもよい炭素数7以上のアルキルカーボネート
基である必要がある。即ち、従来知られているt−ブト
キシカルボニルオキシ基よりも、より炭素数の多い嵩高
い基を有するカーボネート基を有することにより、特に
エッジラフネスが改良される。アルキルカーボネート基
の炭素数は好ましくは7以上21以下、より好ましくは
9以上17以下である。尚、該炭素数は、カルボニルの
炭素を含む。又、嵩高い基の意味に於て、2級又は3級
アルキルカーボネート基及び環状アルキルカーボネート
基が好ましい。成分(B)はかかる要件を満足すれば特
に制限はないが、具体的にはエタノール、プロパノー
ル、ブタノール、シクロヘキサノール、1,4−シクロ
ヘキサンジオール、エチレングリコール、プロピレング
リコール、グリセリンなどのアルコール類、フェノー
ル、クレゾール、レゾルシノール、ピロガロールなどの
フェノール類、o−ヒドロキシベンゾフェノン、m−ヒ
ドロキシベンゾフェノン、p−ヒドロキシベンゾフェノ
ン、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,
4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’
−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,
2’,4’−ペンタヒドロキシベンゾフェノンなどのヒ
ドロキシベンゾフェノン類または、特開平6−5151
9号公報に記載されているようなフェノール類とアルデ
ヒド或いはケトンなどとを縮合する事によって得られる
多核フェノール類等の水酸基含有化合物の水酸基の少な
くとも一部を、置換されていてもよい炭素数7以上のア
ルキルカーボネート基で保護した化合物が挙げられる。
Component (B) (hereinafter referred to as dissolution inhibitor)
Has the effect of decreasing the alkali dissolution rate of the component (A) by adding it to the composition, and improving the solubility of the resist film at room temperature or under heating after exposure, thereby improving the dissolution contrast. A group that is decomposed by the action of an acid to impart alkali solubility, more specifically, a compound having a partial structure that generates a hydroxyl group. In the present invention, the partial structure is a bulky hydrocarbon group, specifically, It must be an alkyl carbonate group having 7 or more carbon atoms which may be substituted. That is, by having a carbonate group having a bulky group having more carbon atoms than the conventionally known t-butoxycarbonyloxy group, particularly the edge roughness is improved. The alkyl carbonate group preferably has 7 to 21 carbon atoms, and more preferably 9 to 17 carbon atoms. In addition, the carbon number includes carbon of carbonyl. Further, from the viewpoint of a bulky group, a secondary or tertiary alkyl carbonate group and a cyclic alkyl carbonate group are preferred. The component (B) is not particularly limited as long as it satisfies the above requirements. Specifically, alcohols such as ethanol, propanol, butanol, cyclohexanol, 1,4-cyclohexanediol, ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin; Phenols such as cresol, resorcinol, pyrogallol, o-hydroxybenzophenone, m-hydroxybenzophenone, p-hydroxybenzophenone, 4,4′-dihydroxybenzophenone, 2,3
4-trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4 '
-Tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4
Hydroxybenzophenones such as 2 ', 4'-pentahydroxybenzophenone or JP-A-6-5151
No. 9, at least a part of the hydroxyl group of a hydroxyl group-containing compound such as a polynuclear phenol obtained by condensing a phenol with an aldehyde or a ketone, etc. The compounds protected by the above alkyl carbonate groups are exemplified.

【0023】これらのうち、フェノール類とアルデヒド
或いはケトンなどとを縮合する事によって得られる多核
フェノール類の水酸基の少なくとも一部を、置換されて
いてもよい炭素数7以上のアルキルカーボネート基で保
護した化合物が好ましい。フェノール類は、より具体的
にはアルキル基等の置換基を有していてもよい1〜3価
のフェノールを意味し、アルデヒドとしてはホルムアル
デヒド、アセトアルデヒド、アルキル基及び/又は水酸
基等の置換基を有していてもよいベンズアルデヒド等の
1 〜C15のアルデヒドがケトンとしてはアセトン、ア
ルキル基及び/又は水酸基等の置換基を有していてもよ
いアセトフェノン等のC3 〜C15のケトンが挙げられ
る。該カーボネート基としては、嵩高いアルキル基を有
するのが好ましいことから、分岐アルキル基又は環状ア
ルキル基が好ましく、より具体的には下記一般式(II)
または(III )で表される構造のものがより好ましい。
Of these, at least a part of the hydroxyl group of the polynuclear phenol obtained by condensing the phenol with an aldehyde or ketone is protected by an optionally substituted alkylcarbonate group having 7 or more carbon atoms. Compounds are preferred. More specifically, phenols mean a phenol having 1 to 3 valences which may have a substituent such as an alkyl group. Examples of the aldehyde include substituents such as formaldehyde, acetaldehyde, an alkyl group and / or a hydroxyl group. The C 1 -C 15 aldehyde such as benzaldehyde which may be possessed as a ketone is a C 3 -C 15 ketone such as acetophenone which may have a substituent such as acetone, an alkyl group and / or a hydroxyl group. No. As the carbonate group, it is preferable to have a bulky alkyl group, and therefore a branched alkyl group or a cyclic alkyl group is preferable, and more specifically, the following general formula (II)
Or those having the structure represented by (III) are more preferable.

【0024】[0024]

【化5】 Embedded image

【0025】(式中、R4 、R5 、R6 は独立に水素原
子、置換されていても良い直鎖状または分枝状のアルキ
ル基を表し、互いに結合して環を形成していても良く、
nは5以上15以下の自然数を表す。)
(Wherein, R 4 , R 5 and R 6 independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group which may be substituted, and are bonded to each other to form a ring. Well,
n represents a natural number of 5 or more and 15 or less. )

【0026】[0026]

【化6】 Embedded image

【0027】(R7 、R8 及びR9 は独立に置換されて
いても良い直鎖状または分枝状のアルキル基を表す。R
7 、R8 及びR9 の炭素数の合計が5以上である。)上
記式(II)、(III)に於るR4 〜R9 がアルキル基の場
合の炭素数は通常1〜10、好ましくは1〜6である。
又、式(III)に於けるR9 は水素原子が好ましい。具
体的には、シクロヘキシルオキシカルボニルオキシ基、
メンチルオキシカルボニルオキシ基、下記構造式(II-
1)、(II-2)、(II-3)、(II-4)で表される脂環式
アルキルオキシカルボニルオキシ基およびそのそれらの
構造中に、更に置換基を有する基、2−(n−ヘキシ
ル)オキシカルボニルオキシ基、3,3−ジメチル−2
−ブトキシカルボニルオキシ基、3−メチル−2−ペン
チルオキシカルボニルオキシ基、2,4−ジメチル−3
−ペンチルオキシカルボニルオキシ基、2,6−ジメチ
ル−4−ヘプチルオキシカルボニルオキシ基などの2級
アルキルオキシカルボニルオキシ基およびそれらの構造
中に、更に置換基を有する基などを挙げることができ
る。
(R 7 , R 8 and R 9 independently represent an optionally substituted linear or branched alkyl group.
The total number of carbon atoms of 7 , R 8 and R 9 is 5 or more. When R 4 to R 9 in the above formulas (II) and (III) are alkyl groups, the number of carbon atoms is usually 1 to 10, preferably 1 to 6.
R 9 in the formula (III) is preferably a hydrogen atom. Specifically, a cyclohexyloxycarbonyloxy group,
A menthyloxycarbonyloxy group represented by the following structural formula (II-
Alicyclic alkyloxycarbonyloxy groups represented by 1), (II-2), (II-3), and (II-4), and a group further having a substituent in their structures, 2- ( n-hexyl) oxycarbonyloxy group, 3,3-dimethyl-2
-Butoxycarbonyloxy group, 3-methyl-2-pentyloxycarbonyloxy group, 2,4-dimethyl-3
Secondary alkyloxycarbonyloxy groups such as -pentyloxycarbonyloxy group and 2,6-dimethyl-4-heptyloxycarbonyloxy group, and groups having further substituents in their structures.

【0028】[0028]

【化7】 Embedded image

【0029】尚、成分(B)は、成分(A)の樹脂とは
区別されるものであり、該溶解抑制剤の好ましい分子量
範囲としては200以上3,000未満である。この範
囲よりも分子量が小さいと十分な溶解抑止効果が得られ
ず、この範囲よりも分子量が大きいと露光後の溶解性の
低下が起こり、レジストのパターン形状が悪くなる傾向
にある。
The component (B) is distinguished from the resin of the component (A), and the preferred molecular weight range of the dissolution inhibitor is 200 or more and less than 3,000. When the molecular weight is smaller than this range, a sufficient dissolution inhibiting effect cannot be obtained, and when the molecular weight is larger than this range, the solubility after exposure is reduced, and the resist pattern shape tends to be deteriorated.

【0030】多核フェノール類の水酸基の少なくとも一
部を前記カーボネート基で保護した化合物の場合、1分
子中のフェノール性水酸基の保護率は、高いほど溶解抑
制効果が大きくなるので好ましく、平均して40%以上
100%以下の保護率が好ましい。より好ましくは60
%以上100%以下、更に好ましくは80%以上100
%以下である。
In the case of a compound in which at least a part of the hydroxyl group of a polynuclear phenol is protected by the above-mentioned carbonate group, the higher the protection ratio of the phenolic hydroxyl group in one molecule is, the higher the dissolution inhibiting effect becomes. % Or more and 100% or less are preferable. More preferably 60
% To 100%, more preferably 80% to 100%
% Or less.

【0031】該溶解抑制剤の添加量は該樹脂成分(A)
100重量部に対して溶解抑制剤1〜50重量部、好ま
しくは5〜40重量部の割合で用いられる。溶解抑制剤
の量をこの範囲で用いると、露光部と未露光部との間で
十分な溶解速度変化が得られ、特に良好なレジストパタ
ーンが得られる。溶解抑制剤が多すぎる場合には、露光
後未分解の溶解抑制剤が現像液に溶解せずレジストパタ
ーン間に残さが残る場合がある。
The amount of the dissolution inhibitor added depends on the amount of the resin component (A).
The dissolution inhibitor is used in a proportion of 1 to 50 parts by weight, preferably 5 to 40 parts by weight, per 100 parts by weight. When the amount of the dissolution inhibitor is used in this range, a sufficient change in the dissolution rate between the exposed portion and the unexposed portion can be obtained, and a particularly good resist pattern can be obtained. If the amount of the dissolution inhibitor is too large, the undissolved dissolution inhibitor after exposure may not dissolve in the developing solution and a residue may remain between the resist patterns.

【0032】本発明で使用する成分(C)(以下、光酸
発生剤という)としては、露光に用いられる活性光線ま
たは放射線によって酸を発生するものであれば特に限定
されるものではなく、従来公知のものが使用できるが、
具体的には、たとえばトリス(トリクロロメチル)−s
−トリアジン、トリス(トリブロモメチル)−s−トリ
アジン、トリス(ジブロモメチル)−s−トリアジン、
2,4−ビス(トリブロモメチル)−6−p−メトキシ
フェニル−s−トリアジンなどのハロゲン含有s−トリ
アジン誘導体、1,2,3,4−テトラブロモブタン、
1,1,2,2−テトラブロモエタン、四臭化炭素、ヨ
ードホルムなどのハロゲン置換パラフィン系炭化水素、
ヘキサブロモシクロヘキサン、ヘキサクロロシクロヘキ
サン、ヘキサブロモシクロドデカンなどのハロゲン置換
シクロパラフィン系炭化水素、ビス(トリクロロメチ
ル)ベンゼン、ビス(トリブロモメチル)ベンゼンなど
のハロゲン含有ベンゼン誘導体、トリブロモメチルフェ
ニルスルホン、トリクロロメチルフェニルスルホン、
2,3−ジブロモスルホランなどのハロゲン含有スルホ
ン化合物、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシ
アヌレートなどのハロゲン含有イソシアヌレート誘導
体、トリフェニルスルホニウムクロライド、トリフェニ
ルスルホニウム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チルスルホネート、トリフェニ
ルスルホニウ、p−トルエンスルホネート、トリフェニ
ルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニル
スルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニ
ルスルホニウムヘキサフルオロホスホネートなどのスル
ホニウム塩、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメチ
ルスルホネート、ジフェニルヨードニウムp−トルエン
スルホネート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロ
ボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアル
セネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホス
ホネートなどのヨードニウム塩、p−トルエンスルホン
酸メチル、p−トルエンスルホン酸エチル、p−トルエ
ンスルホン酸ブチル、p−トルエンスルホン酸フェニ
ル、1,2,3−トリ(p−トルエンスルホニルオキ
シ)ベンゼン、p−トルエンスルホン酸ベンゾインエス
テル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチ
ル、メタンスルホン酸ブチル、1,2,3−トリ(メタ
ンスルホニルオキシ)ベンゼン、メタンスルホン酸フェ
ニル、メタンスルホン酸ベンゾインエステル、トリフル
オロメタンスルホン酸メチル、トリフルオロメタンスル
ホン酸エチル、トリフルオロメタンスルホン酸ブチル、
1,2,3−トリ(トリフルオロメタンスルホニルオキ
シ)ベンゼン、トリフルオロメタンスルホン酸フェニ
ル、トリフルオロメタンスルホン酸ベンゾインエステ
ル、などのスルホン酸エステル類、ジフェニルジスルホ
ンなどのジスルホン類、フェニルカルボニルフェニルス
ルホニルジアゾメタンなどのカルボニルスルホニルジア
ゾメタン類、ビス(フェニルスルホニル)メタン、ビス
(シクロヘキシルスルホニル)メタンなどのビススルホ
ニルメタン類、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタンな
どのビススルホニルジアゾメタン類、o−ニトロベンジ
ル−p−トルエンスルホネートなどのo−ニトロベンジ
ルエステル類、N,N’−ジ(フェニルスルホニル)ヒ
ドラジドなどのスルホンヒドラジド類、フタルイミノト
リフルオロメチルスルホネート、フタルイミノp−トル
エンスルホネート、フタルイミノカンファースルホネー
トなどのイミノスルホネート類などが挙げられる。これ
らの中でも、露光後スルホン酸を発生する化合物が好適
に用いられ、なかでも下記一般式(IV)に示すビスフェ
ニルスルホニルジアゾメタン類が特に好ましい。
The component (C) (hereinafter referred to as a photoacid generator) used in the present invention is not particularly limited as long as it generates an acid by actinic rays or radiation used for exposure. Known ones can be used,
Specifically, for example, tris (trichloromethyl) -s
-Triazine, tris (tribromomethyl) -s-triazine, tris (dibromomethyl) -s-triazine,
Halogen-containing s-triazine derivatives such as 2,4-bis (tribromomethyl) -6-p-methoxyphenyl-s-triazine, 1,2,3,4-tetrabromobutane,
Halogen-substituted paraffinic hydrocarbons such as 1,1,2,2-tetrabromoethane, carbon tetrabromide and iodoform;
Halogen-substituted cycloparaffinic hydrocarbons such as hexabromocyclohexane, hexachlorocyclohexane, and hexabromocyclododecane; halogen-containing benzene derivatives such as bis (trichloromethyl) benzene and bis (tribromomethyl) benzene; tribromomethylphenylsulfone; trichloromethyl Phenyl sulfone,
Halogen-containing sulfone compounds such as 2,3-dibromosulfolane, halogen-containing isocyanurate derivatives such as tris (2,3-dibromopropyl) isocyanurate, triphenylsulfonium chloride, triphenylsulfonium methanesulfonate, and triphenylsulfonium trifluoromethylsulfonate , Triphenylsulfonium, p-toluenesulfonate, sulfonium salts such as triphenylsulfonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium hexafluoroarsenate, triphenylsulfonium hexafluorophosphonate, diphenyliodonium trifluoromethylsulfonate, diphenyliodonium p-toluenesulfonate , Diphenyliodonium tetrafluoroborate, diphenyl Iodonium salts such as iodonium hexafluoroarsenate, diphenyliodonium hexafluorophosphonate, methyl p-toluenesulfonate, ethyl p-toluenesulfonate, butyl p-toluenesulfonate, phenyl p-toluenesulfonate, 1,2,3- Tri (p-toluenesulfonyloxy) benzene, p-toluenesulfonic acid benzoin ester, methyl methanesulfonate, ethyl methanesulfonate, butyl methanesulfonate, 1,2,3-tri (methanesulfonyloxy) benzene, methanesulfonic acid Phenyl, methanesulfonic acid benzoin ester, methyl trifluoromethanesulfonate, ethyl trifluoromethanesulfonate, butyl trifluoromethanesulfonate,
Sulfonates such as 1,2,3-tri (trifluoromethanesulfonyloxy) benzene, phenyl trifluoromethanesulfonate and benzoin trifluoromethanesulfonate, disulfones such as diphenyldisulfone, and carbonyls such as phenylcarbonylphenylsulfonyldiazomethane Bissulfonylmethanes such as sulfonyldiazomethanes, bis (phenylsulfonyl) methane and bis (cyclohexylsulfonyl) methane; bissulfonyldiazomethanes such as bis (phenylsulfonyl) diazomethane and bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane; o-nitrobenzyl-p O-nitrobenzyl esters such as toluenesulfonate; sulfones such as N, N′-di (phenylsulfonyl) hydrazide Examples include hydrazides, iminosulfonates such as phthaliminotrifluoromethylsulfonate, phthalimino p-toluenesulfonate, and phthaliminocamphorsulfonate. Among these, compounds that generate sulfonic acid after exposure are suitably used, and among them, bisphenylsulfonyldiazomethanes represented by the following general formula (IV) are particularly preferable.

【0033】[0033]

【化8】 Embedded image

【0034】(ただし、R9 、R10は独立に置換されて
いても良い直鎖状、分枝状または環状アルキル基、置換
されていても良いアリル基、置換されていても良いアラ
ルキル基を表す。) 本発明の感放射線性組成物においては、樹脂成分(A)
100重量部に対して光酸発生剤0.001〜30重量
部、好ましくは0.05〜20重量部の割合で用いられ
る。光酸発生剤の量がこの範囲よりも少ないと感度が劣
り、この範囲よりも多いと、光酸発生剤によるレジスト
膜の透明性の低下によりレジストパターンが台形になり
解像力の低下を引き起こす恐れがある。
(Provided that R 9 and R 10 independently represent a linear, branched or cyclic alkyl group which may be substituted, an allyl group which may be substituted, an aralkyl group which may be substituted; In the radiation-sensitive composition of the present invention, the resin component (A)
The photoacid generator is used in an amount of 0.001 to 30 parts by weight, preferably 0.05 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight. If the amount of the photoacid generator is less than this range, the sensitivity is inferior. If the amount is larger than this range, the transparency of the resist film due to the photoacid generator may cause the resist pattern to become trapezoidal, causing a reduction in resolution. is there.

【0035】本発明のレジストには添加剤を加えること
ができ、添加剤の例としては有機カルボン酸、有機塩
基、界面活性剤、吸光剤などが挙げられる。有機カルボ
ン酸は、環境からの塩基性物質の侵入によるレジスト性
能の低下を抑制するのに効果があり、特に溶解抑制剤
(B)と組み合わせて使用することによって、エッジラ
フネスがより改善され、又、塩基性基板上でのレジスト
のボトム部分が裾引き形状となるのを抑制する効果があ
り、好ましい。
Additives can be added to the resist of the present invention, and examples of the additives include organic carboxylic acids, organic bases, surfactants, and light absorbing agents. The organic carboxylic acid is effective in suppressing a decrease in resist performance due to invasion of a basic substance from the environment. Particularly, when used in combination with the dissolution inhibitor (B), edge roughness is further improved, and This is preferable because it has the effect of suppressing the bottom portion of the resist on the basic substrate from having a skirted shape.

【0036】本発明において用いることのできる有機カ
ルボン酸の具体例としては、蟻酸、酢酸、プロピオン
酸、n−酪酸、iso−酪酸、蓚酸、マロン酸、琥珀
酸、グルタル酸、アジピン酸、アクリル酸、メタクリル
酸、マレイン酸、フマル酸などの脂肪族カルボン酸、ピ
ルビン酸などのケトカルボン酸、安息香酸、サリチル
酸、o−ヒドロキシ安息香酸、m−ヒドロキシ安息香
酸、p−ヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安
息香酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、2,6−ジヒ
ドロキシ安息香酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタ
ル酸などの芳香族カルボン酸、または商品名SAX(三
井東圧化学製)として市販されている芳香族カルボン酸
の構造単位を含むポリマーなどを用いることができる。
Specific examples of the organic carboxylic acids which can be used in the present invention include formic acid, acetic acid, propionic acid, n-butyric acid, iso-butyric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, acrylic acid Aliphatic carboxylic acids such as methacrylic acid, maleic acid and fumaric acid, ketocarboxylic acids such as pyruvic acid, benzoic acid, salicylic acid, o-hydroxybenzoic acid, m-hydroxybenzoic acid, p-hydroxybenzoic acid, 2,4- Commercially available as aromatic carboxylic acids such as dihydroxybenzoic acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid, 2,6-dihydroxybenzoic acid, phthalic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid, or trade name SAX (manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals). For example, a polymer containing a structural unit of an aromatic carboxylic acid can be used.

【0037】有機カルボン酸の添加量は該樹脂成分
(A)100重量部に対して、有機カルボン酸0.00
01〜10重量部、好ましくは0.001〜5重量部の
割合で用いられる。有機カルボン酸を上記範囲の量で用
いると、環境から侵入する塩基性物質の露光部への拡散
を防止する効果が得られ、良好なレジストパターンが得
られ好ましい。但し、過剰に多いとレジストの未露光部
残膜率が落ちるため好ましくない。
The amount of the organic carboxylic acid added is 0.00 0.00 parts by weight of the organic carboxylic acid per 100 parts by weight of the resin component (A).
It is used in an amount of from 0.01 to 10 parts by weight, preferably from 0.001 to 5 parts by weight. When the organic carboxylic acid is used in an amount in the above range, an effect of preventing diffusion of a basic substance which enters from the environment to the exposed portion is obtained, and a favorable resist pattern is obtained, which is preferable. However, an excessive amount is not preferable because the residual film ratio of the unexposed portion of the resist decreases.

【0038】有機塩基は光酸発生剤から発生した酸の未
露光部への拡散を防ぐもので、具体的には、アルキルア
ミン類、アリールアミン類、ピリジン類、ピリジニウム
塩類などが挙げられ、特開平5−127369号、特開
平5−232706号、特開平7−92678号、特開
平9−179300号、特開平9−325496号に開
示されている化合物などを用いることができる。
The organic base prevents the acid generated from the photoacid generator from diffusing into the unexposed area, and specific examples thereof include alkylamines, arylamines, pyridines, and pyridinium salts. Compounds disclosed in JP-A-5-127369, JP-A-5-232706, JP-A-7-92678, JP-A-9-179300, and JP-A-9-325496 can be used.

【0039】有機塩基の添加量は該樹脂成分(A)10
0重量部に対して、有機塩基0.0001〜5重量部、
好ましくは0.001〜2重量部の割合で用いられる。
有機塩基を上記範囲の量で用いると、十分な酸の未露光
部への拡散を防止する効果が得られ、良好なレジストパ
ターンが得られ好ましい。但し、過剰に多いとレジスト
の感度が落ちるため好ましくない。界面活性剤は、感放
射線性樹脂組成物の塗膜性を良くし、スピンコート時の
膜厚均一性を改善したり、感放射線性樹脂組成物の現像
性を良くする目的で添加される。
The amount of the organic base added depends on the amount of the resin component (A) 10
0.0001 to 5 parts by weight of an organic base relative to 0 parts by weight,
Preferably, it is used in a ratio of 0.001 to 2 parts by weight.
When the organic base is used in an amount in the above range, an effect of preventing sufficient diffusion of the acid to the unexposed portion is obtained, and a favorable resist pattern is obtained, which is preferable. However, an excessive amount is not preferable because the sensitivity of the resist is lowered. The surfactant is added for the purpose of improving the coating properties of the radiation-sensitive resin composition, improving the film thickness uniformity during spin coating, and improving the developability of the radiation-sensitive resin composition.

【0040】このような目的で使用できる界面活性剤と
しては、たとえばポリオキシエチレンラウリルエーテ
ル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキ
シエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオク
チルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェ
ニルエーテル、ポリオキシエチレングリコールラウリテ
ート、ポリオキシエチレングリコールジステアレート、
エフトップEF301、EF303、EF352(トー
ケムプロダクツ社製)、メガファックF170、F17
1、F172、F173(大日本インキ社製)、フロラ
ードFC430、FC431、FC170C(住友3M
社製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−38
2、SC―101、SC−102、SC−103、SC
−104、SC−105、SC−106(旭硝子社
製)、KP341(信越化学社製)、ポリフローNo.
75、No.95(共栄社油脂化学工業製)などを挙げ
ることができる。これらの界面活性剤は単独であるいは
2種以上を混合で用いることができ、通常樹脂成分
(A)100重量部に対して、界面活性剤0.01重量
部以上3重量部以下の割合で使用される。
Examples of the surfactant which can be used for this purpose include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, and polyoxyethylene nonyl phenyl ether. Oxyethylene glycol laurate, polyoxyethylene glycol distearate,
F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Tochem Products), Megafac F170, F17
1, F172, F173 (Dai Nippon Ink Co., Ltd.), Florade FC430, FC431, FC170C (Sumitomo 3M
Asahi Guard AG710, Surflon S-38
2, SC-101, SC-102, SC-103, SC
-104, SC-105, SC-106 (made by Asahi Glass Co., Ltd.), KP341 (made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No.
75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo) and the like. These surfactants can be used alone or as a mixture of two or more kinds. Usually, the surfactant is used in a proportion of 0.01 part by weight to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin component (A). Is done.

【0041】アルミなどの反射率の高い基板上でレジス
トの画像形成をする場合には、基板からの露光光の反射
によるレジストパターン形状の劣化を防ぐために、吸光
剤を加えることができる。このような目的に使用される
吸光剤の例としては、ナフトキノンジアジド化合物、ベ
ンゾフェノン類、ナフタレンやアントラセンなどの縮合
芳香族環含有化合物などを挙げることができる。
When an image of a resist is formed on a substrate having a high reflectance, such as aluminum, a light absorbing agent can be added to prevent deterioration of the resist pattern shape due to reflection of exposure light from the substrate. Examples of the light absorbing agent used for such a purpose include naphthoquinonediazide compounds, benzophenones, and compounds containing a condensed aromatic ring such as naphthalene and anthracene.

【0042】通常本発明の感放射線性樹脂組成物は、上
記各成分を適当な溶媒に溶解して用いる。溶媒として
は、該光酸発生剤、添加剤、および該樹脂に対して、十
分な溶解度を持ち良好な塗膜性を与える溶媒であれば特
に制限はないが、2−ヘキサノン、シクロヘキサノンな
どのケトン系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソル
ブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブア
セテートなどのセロソルブ系溶媒、ジエチルオキサレー
ト、ピルビン酸エチル、エチル−2−ヒドロキシブチレ
ート、エチルアセトアセテート、酢酸ブチル、酢酸アミ
ル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチ
ル、3−メトキシプロピオン酸メチルなどのエステル系
溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロ
ピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリ
コールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ
エチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノ
ブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジ
メチルエーテルなどのプロピレングリコール系溶媒、シ
クロヘキサノン、メチルアミルケトン、2−ヘプタノン
などのケトン系溶媒、あるいはこれらの混合溶媒、ある
いはさらに芳香族炭化水素を添加したものなどが挙げら
れる。溶媒の使用割合は、感放射線性樹脂組成物中の固
形分の総量に対して重量比として1〜20倍の範囲であ
ることが好ましい。
Usually, the radiation-sensitive resin composition of the present invention is used by dissolving each of the above components in an appropriate solvent. The solvent is not particularly limited as long as it has a sufficient solubility in the photoacid generator, the additive, and the resin and gives good coating properties, and ketones such as 2-hexanone and cyclohexanone System solvents, cellosolve solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethyl oxalate, ethyl pyruvate, ethyl-2-hydroxybutyrate, ethyl acetoacetate, butyl acetate, amyl acetate, ethyl butyrate Butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, ester solvents such as methyl 3-methoxypropionate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether Propylene glycol solvents such as teracetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol dimethyl ether, cyclohexanone, methyl amyl ketone, ketone solvents such as 2-heptanone, or a mixed solvent thereof, or further Those to which an aromatic hydrocarbon is added are exemplified. The use ratio of the solvent is preferably in the range of 1 to 20 times by weight based on the total amount of solids in the radiation-sensitive resin composition.

【0043】本発明の感放射線性樹脂組成物を用いて半
導体基板上にレジストパターンを形成する場合には、通
常上記のような溶媒に溶解した本発明の感放射線性樹脂
組成物を半導体基板上に塗布し、プリベーク、露光によ
るパターンの転写、露光後加熱(ポスト・エクスポージ
ャー・ベーク;PEB)、現像の各工程を経てフォトレ
ジストとして使用することができる。半導体基板は、通
常半導体製造用基板として使用されているものであり、
シリコン基板、ガリウムヒ素基板などである。
When a resist pattern is formed on a semiconductor substrate using the radiation-sensitive resin composition of the present invention, the radiation-sensitive resin composition of the present invention dissolved in a solvent as described above is usually applied to the semiconductor substrate. And then subjected to pre-baking, pattern transfer by exposure, post-exposure baking (post exposure bake; PEB), and development steps to be used as a photoresist. Semiconductor substrates are those that are usually used as semiconductor manufacturing substrates,
For example, a silicon substrate or a gallium arsenide substrate may be used.

【0044】塗布には通常スピンコーターが使用され、
露光には、高圧水銀灯の436nm、365nmの光、
低圧水銀灯の254nm、またはエキシマレーザーなど
を光源とする157nm、193nm、222nm、2
48nmの光、X線、電子線などが好適に用いられる。
露光の際の光は、単色光でなくブロードであってもよ
い。また、位相シフト法、輪帯照明などの超解像露光技
術による露光も適用可能である。
A spin coater is usually used for coating.
For exposure, light of 436 nm and 365 nm of a high pressure mercury lamp,
254 nm of a low-pressure mercury lamp, or 157 nm, 193 nm, 222 nm, 2
Light of 48 nm, X-rays, electron beams and the like are preferably used.
Light at the time of exposure may be broad instead of monochromatic light. Exposure by a super-resolution exposure technique such as a phase shift method and an annular illumination is also applicable.

【0045】本発明の感放射線性樹脂組成物の現像液に
は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウ
ム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモ
ニア水などの無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロ
ピルアミンなどの第1級アミン類、ジエチルアミン、ジ
−n−プロピルアミンなどの第2級アミン類、トリエチ
ルアミン、N、N−ジエチルメチルアミンなどの第3級
アミン類、テトラメチルアンモニウムハイドロオキシ
ド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムハイドロ
オキシドなどの第4級アンモニウム塩、もしくはこれに
アルコール、界面活性剤などを添加したものを使用する
ことができる。本発明の感放射線性樹脂組成物は超LS
Iの製造のみならず一般のIC製造用、マスク製造用、
画像形成用、液晶画面製造用、カラーフィルター製造用
あるいはオフセット印刷用としても有用である。特に、
KrF、ArFエキシマレーザー用として有用である。
The developer of the radiation-sensitive resin composition of the present invention includes inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, and n-propyl. Primary amines such as amines, secondary amines such as diethylamine and di-n-propylamine, tertiary amines such as triethylamine, N, N-diethylmethylamine, tetramethylammonium hydroxide, trimethylhydroxyl A quaternary ammonium salt such as ethylammonium hydroxide, or a quaternary ammonium salt to which an alcohol, a surfactant or the like is added can be used. The radiation-sensitive resin composition of the present invention has a super LS
For general IC production, mask production,
It is also useful for image formation, liquid crystal screen production, color filter production or offset printing. In particular,
It is useful for KrF and ArF excimer lasers.

【0046】[0046]

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り実施例により
何等制約は受けない。 合成例1(1−エトキシエチル化ポリヒドロキシスチレ
ンの合成) 窒素導入管、撹拌機、温度計を備えた1Lの四つ口フラ
スコにポリヒドロキシスチレン(日本曹達(株)製、重
量平均分子量15,900、Mw/Mn1.12)30
gと1,3−ジオキソラン300mLとを加え、均一に
溶解させたあと、エチルビニルエーテル15.0gを加
え、ウオーターバスで40℃に加熱した。これに、36
%塩酸0.3gを加え、4時間撹拌を続けた。反応後、
この反応溶液に28%アンモニア水3mLを加え30分
攪拌した。この反応液を純水3L中に滴下して得られた
沈殿を濾過した。さらに、この沈殿物をアセトンに溶解
させ、その溶液を純水に滴下し沈殿させることにより目
的のポリマーを回収した。析出したポリマーを真空乾燥
して、37.1gの1−エトキシエチル化ポリビニルフ
ェノールを得た。得られたポリマーを重水素化アセトン
に溶解し、プロトンNMRスペクトルを測定したとこ
ろ、δ値6.2〜7.0の芳香族水素のシグナルとδ値
5.2〜5.5のアセタールメチン水素のシグナルとの
面積比は、10.2:1であった。この結果よりアセタ
ール化率をもとめると39.4%となった。 合成例2(溶解抑制剤1の合成) 窒素導入管、撹拌機、温度計を備えた300mLの四つ
口フラスコに下記構造式(V)
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited by the examples unless it exceeds the gist thereof. Synthesis Example 1 (Synthesis of 1-ethoxyethylated polyhydroxystyrene) Polyhydroxystyrene (produced by Nippon Soda Co., Ltd., weight average molecular weight 15, 900, Mw / Mn 1.12) 30
g and 300 mL of 1,3-dioxolane were added and uniformly dissolved. Then, 15.0 g of ethyl vinyl ether was added, and the mixture was heated to 40 ° C. in a water bath. In addition, 36
0.3% hydrochloric acid was added and stirring was continued for 4 hours. After the reaction,
To this reaction solution, 3 mL of 28% aqueous ammonia was added and stirred for 30 minutes. This reaction solution was dropped into 3 L of pure water, and the resulting precipitate was filtered. Further, the precipitate was dissolved in acetone, and the solution was dropped into pure water to cause precipitation, whereby a target polymer was recovered. The precipitated polymer was dried under vacuum to obtain 37.1 g of 1-ethoxyethylated polyvinylphenol. The obtained polymer was dissolved in deuterated acetone, and the proton NMR spectrum was measured. As a result, a signal of an aromatic hydrogen having a δ value of 6.2 to 7.0 and an acetal methine hydrogen having a δ value of 5.2 to 5.5 were obtained. Area ratio with the signal was 10.2: 1. From this result, the acetalization rate was 39.4%. Synthesis Example 2 (Synthesis of dissolution inhibitor 1) The following structural formula (V) was placed in a 300 mL four-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube, a stirrer, and a thermometer.

【0047】[0047]

【化9】 Embedded image

【0048】で表される化合物(Bis−RS3P、本
州化学(株)製)4.28gと1,3−ジオキソラン2
0mLとを加え、均一に溶解させたあと、メンチルクロ
ロフォルメート5.47gを加え、ウオーターバスで4
0℃に加熱した。これに、トリエチルアミン2.53g
の1,3−ジオキソラン5mL溶液を5分間で滴下し、
滴下終了後3時間撹拌を続けた。反応後、この反応溶液
を純水400mL中に滴下して得られた沈殿を濾過し
た。さらに、この沈殿物をアセトンに溶解させ、その溶
液を純水に滴下し沈殿させることによりメンチルカーボ
ネート基を有する目的物を回収した。析出した固体を真
空乾燥して、4.89gの溶解抑制剤1を得た。
4.28 g of a compound represented by the formula (Bis-RS3P, manufactured by Honshu Chemical Co., Ltd.) and 1,3-dioxolane 2
0 mL and uniformly dissolved, and then 5.47 g of menthyl chloroformate was added.
Heated to 0 ° C. 2.53 g of triethylamine
5 mL of 1,3-dioxolane solution was added dropwise over 5 minutes,
After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 3 hours. After the reaction, this reaction solution was dropped into 400 mL of pure water, and the resulting precipitate was filtered. Further, this precipitate was dissolved in acetone, and the solution was dropped into pure water to cause precipitation, thereby recovering a target substance having a menthyl carbonate group. The precipitated solid was dried under vacuum to obtain 4.89 g of dissolution inhibitor 1.

【0049】得られた溶解抑制剤1を重水素化アセトン
に溶解し、プロトンNMRスペクトルを測定したとこ
ろ、δ値7.0〜7.4の芳香族水素のシグナルとδ値
4.4〜4.7のメチン水素のシグナルとの面積比は、
2.74:1であった。この結果よりメンチルカーボネ
ート基によるフェノール性水酸基の保護率をもとめると
94.9%となった。
The obtained dissolution inhibitor 1 was dissolved in deuterated acetone, and the proton NMR spectrum was measured. The signal of aromatic hydrogen having a δ value of 7.0 to 7.4 and the δ value of 4.4 to 4 were measured. The area ratio to the methine hydrogen signal of 0.7 is
2.74: 1. From this result, the protection ratio of the phenolic hydroxyl group by the menthyl carbonate group was 94.9%.

【0050】合成例3(溶解抑制剤2の合成) 窒素導入管、撹拌機、温度計を備えた300mLの四つ
口フラスコに前記構造式(V)で表される化合物(Bi
s−RS3P、本州化学(株)製)4.28gとアセト
ン30mLとを加え、均一に溶解させたあと、N,N−
ジメチルアミノピリジン0.05gを加え、ウオーター
バスで40℃に加熱した。これに、ジ(tert−ブチ
ル)ジカーボネート11.0gを10分間で滴下し、滴
下終了後4時間撹拌を続けた。反応後、この反応溶液を
純水1L中に滴下して得られた沈殿を濾過した。さら
に、この沈殿物をアセトンに溶解させ、その溶液を純水
に滴下し沈殿させることにより目的物を回収した。析出
した固体を真空乾燥して、9.02gの溶解抑制剤2を
得た。
Synthesis Example 3 (Synthesis of Dissolution Inhibitor 2) The compound represented by the above structural formula (V) (Bi) was placed in a 300 mL four-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube, a stirrer, and a thermometer.
After adding 4.28 g of s-RS3P (manufactured by Honshu Chemical Co., Ltd.) and 30 mL of acetone and dissolving uniformly, N, N-
0.05 g of dimethylaminopyridine was added, and the mixture was heated to 40 ° C. in a water bath. To this, 11.0 g of di (tert-butyl) dicarbonate was added dropwise over 10 minutes, and stirring was continued for 4 hours after completion of the addition. After the reaction, this reaction solution was dropped into 1 L of pure water, and the resulting precipitate was filtered. Further, the precipitate was dissolved in acetone, and the solution was dropped into pure water to cause precipitation, thereby recovering the target substance. The precipitated solid was dried under vacuum to obtain 9.02 g of dissolution inhibitor 2.

【0051】得られた溶解抑制剤を重水素化アセトンに
溶解し、プロトンNMRスペクトルを測定したところ、
δ値7.0〜7.4の芳香族水素のシグナルとδ値1.
3〜1.7のtert−ブチル基水素のシグナルとの面
積比は、1.96:6.74であった。この結果よりt
ert−ブチルカーボネート基によるフェノール性水酸
基の保護率をもとめると99.3%となった。
The obtained dissolution inhibitor was dissolved in deuterated acetone, and the proton NMR spectrum was measured.
Signals of aromatic hydrogen having a δ value of 7.0 to 7.4 and a δ value of 1.
The area ratio to the signal of tert-butyl group hydrogen of 3 to 1.7 was 1.96: 6.74. From this result, t
The protection ratio of the phenolic hydroxyl group by the tert-butyl carbonate group was 99.3%.

【0052】合成例4(光酸発生剤の合成) (1)窒素導入管、攪拌機、温度計を備えた1Lの四つ
口フラスコにパラホルムアルデヒド12.1gとトルエ
ン60gを加え攪拌した後に、濃塩酸120mLを加
え、ウオーターバスで40℃に加熱した。これに、シク
ロヘキサンチオール35.4gのトルエン溶液60gを
20分間で滴下した。滴下終了後、反応液を50℃に保
ちながら攪拌した。TLCにより反応終了確認後、水層
を廃棄し飽和炭酸ソーダ水溶液でアルカリ性にしクロロ
メチルシクロヘキシルスルフィドのトルエン溶液を得
た。
Synthesis Example 4 (Synthesis of Photoacid Generator) (1) In a 1 L four-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube, a stirrer, and a thermometer, 12.1 g of paraformaldehyde and 60 g of toluene were added, stirred, and concentrated. Hydrochloric acid (120 mL) was added, and the mixture was heated to 40 ° C. in a water bath. To this, 60 g of a toluene solution of 35.4 g of cyclohexanethiol was added dropwise over 20 minutes. After completion of the dropwise addition, the reaction solution was stirred while maintaining the temperature at 50 ° C. After confirming the completion of the reaction by TLC, the aqueous layer was discarded and made alkaline with a saturated aqueous sodium carbonate solution to obtain a toluene solution of chloromethylcyclohexyl sulfide.

【0053】(2)4−メトキシベンゼンチオール7.
4gを200mLフラスコに入れ、水酸化ナトリウムの
5wt%エタノール溶液45.2gを加え攪拌をした。
このフラスコを水冷しながら、(1)で得られたクロロ
メチルシクロヘキシルスルフィドのトルエン溶液27.
8gを5分間で滴下した。2時間攪拌後、70℃に昇温
してさらに1時間攪拌した。この反応溶液にタングステ
ン酸ナトリウム500mgを加えた後、30%過酸化水
素水25gを1時間かけて加え5時間攪拌した。トルエ
ンで抽出し無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧留
去する事により、シクロヘキシルスルホニル−(4−メ
トキシフェニルスルホニル)メタンを得た。
(2) 4-methoxybenzenethiol7.
4 g was placed in a 200 mL flask, and 45.2 g of a 5 wt% sodium hydroxide solution in ethanol was added and stirred.
While cooling the flask with water, the toluene solution of chloromethylcyclohexyl sulfide obtained in (1) 27.
8 g were added dropwise over 5 minutes. After stirring for 2 hours, the temperature was raised to 70 ° C., and the mixture was further stirred for 1 hour. After adding 500 mg of sodium tungstate to this reaction solution, 25 g of 30% hydrogen peroxide solution was added over 1 hour, and the mixture was stirred for 5 hours. After extraction with toluene and drying over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain cyclohexylsulfonyl- (4-methoxyphenylsulfonyl) methane.

【0054】(3)(2)で合成したシクロヘキシルス
ルホニルヘキシルスルホニル−(4−メトキシフェニル
スルホニル)メタン3.0gをフラスコに入れ、エタノ
ール100mLを加え攪拌した。さらに、この溶液に水
酸化ナトリウムの5wt%エタノール溶液8.0gを加
え攪拌した。この反応溶液を−5℃から−10℃まで冷
却し純水35mLを加えた後、p−トルエンスルホニル
アジド2.0gのエタノール溶液10mLを5分間かけ
て滴下し、3時間攪拌し静置した。一晩放置後析出物を
濾取し粗結晶を得た。この粗結晶をエタノールで再結晶
することによりシクロヘキシルスルホニル−(4−メト
キシフェニルスルホニル)ジアゾメタンを得た。
(3) 3.0 g of cyclohexylsulfonylhexylsulfonyl- (4-methoxyphenylsulfonyl) methane synthesized in (2) was placed in a flask, and 100 mL of ethanol was added and stirred. Further, 8.0 g of a 5 wt% solution of sodium hydroxide in ethanol was added to this solution and stirred. The reaction solution was cooled from -5 ° C to -10 ° C, and 35 mL of pure water was added. Then, 10 mL of an ethanol solution of 2.0 g of p-toluenesulfonyl azide was added dropwise over 5 minutes, and the mixture was stirred for 3 hours and allowed to stand. After standing overnight, the precipitate was collected by filtration to obtain a crude crystal. The crude crystals were recrystallized from ethanol to obtain cyclohexylsulfonyl- (4-methoxyphenylsulfonyl) diazomethane.

【0055】実施例1 合成例1で合成した樹脂0.60g、合成例2で合成し
た溶解抑制剤1 0.06g、合成例4で合成した光酸
発生剤0.012g、有機カルボン酸としてサリチル酸
0.0023g、添加剤としてビス(2−ヒドロキシエ
チル)イミノトリス(ヒドロキシメチル)メタン(構造
式(VI))0.0011g、
Example 1 0.60 g of the resin synthesized in Synthesis Example 1, 0.06 g of the dissolution inhibitor synthesized in Synthesis Example 2, 0.012 g of the photoacid generator synthesized in Synthesis Example 4, and salicylic acid as the organic carboxylic acid 0.0023 g, bis (2-hydroxyethyl) iminotris (hydroxymethyl) methane (structural formula (VI)) 0.0011 g as an additive,

【0056】[0056]

【化10】 Embedded image

【0057】界面活性剤としてフロラードFC430
(住友3M社製)0.0004gおよび溶媒としてプロ
ピレングリコールモノメチルエーテルアセテート3.1
5g、乳酸エチル0.65gを混合し、レジスト感光液
とした。基板からの反射光がレジストパターン形状に与
える影響を抑えるために、シリコン基板上に反射防止膜
DUV−42(商品名、ブリュワー・サイエンス社製)
を800nmの膜厚で塗布した基板を用意し、レジスト
感光液をこの基板上にスピンコートし、ホットプレート
上で90℃、60秒間ベークし、膜厚0.72μmのレ
ジスト膜とした。さらに、酸性の保護膜に対する耐性を
評価するために、このレジスト膜上に純水中にポリビニ
ルピロリドンとパーフルオロオクチルスルホン酸とを固
形分濃度2.5wt%、pH2.0になるように溶解し
た水溶液を膜厚40nmになるようにスピンコートし、
60℃、60秒間ベークした。このレジスト膜をニコン
社製KrFエキシマレーザ縮小投影露光装置(NA=
0.42)を用い、露光した後、ホットプレート上で1
10℃、60秒間ベークした。この後、このレジスト膜
をテトラメチルアンモニウムヒドロキシド2.38重量
%水溶液で1分間現像した。この現像後に得られたレジ
ストパターンを走査電子顕微鏡で観察することにより解
像力、パターン形状、レジスト膜表面荒れ、焦点深度、
エッジラフネスを評価した。
Florard FC430 as a surfactant
0.0004 g (manufactured by Sumitomo 3M) and propylene glycol monomethyl ether acetate 3.1 as a solvent
5 g and 0.65 g of ethyl lactate were mixed to prepare a resist photosensitive solution. In order to suppress the influence of the reflected light from the substrate on the resist pattern shape, an antireflection film DUV-42 (trade name, manufactured by Brewer Science) on a silicon substrate
Was prepared at a thickness of 800 nm, a resist photosensitive solution was spin-coated on the substrate, and baked on a hot plate at 90 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 0.72 μm. Further, in order to evaluate the resistance to the acidic protective film, polyvinylpyrrolidone and perfluorooctylsulfonic acid were dissolved in pure water on this resist film so as to have a solid concentration of 2.5 wt% and a pH of 2.0. Spin coating the aqueous solution to a thickness of 40 nm,
Baking was performed at 60 ° C. for 60 seconds. This resist film is subjected to a Nikon KrF excimer laser reduction projection exposure apparatus (NA =
0.42), and after exposure, 1
Baking was performed at 10 ° C. for 60 seconds. Thereafter, the resist film was developed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 1 minute. By observing the resist pattern obtained after this development with a scanning electron microscope, resolution, pattern shape, surface roughness of the resist film, depth of focus,
The edge roughness was evaluated.

【0058】0.30μmのライン・アンド・スペース
が0.30μmの線幅で解像する露光量を最適露光感度
とし、このときのライン・アンド・スペース・パターン
での最小解像寸法を解像力と定義した。また、レジスト
膜の表面荒れについては、最適露光感度での0.30μ
mのライン・アンド・スペースのレジスト膜表面を走査
電子顕微鏡で観察することにより評価した。又、焦点深
度は、最適露光感度での0.30μmのライン・アンド
・スペースのレジスト断面形状を走査電子顕微鏡で観察
し、レジストの膜べりが無く解像している露光焦点範囲
の幅と定義した。エッジラフネスについては、同様に最
適露光感度での0.30μmのライン・アンド・スペー
スのレジストパターンを上面から走査電子顕微鏡で観察
し、レジストパターンエッジの凹凸の有無の程度によっ
て5段階のランク付けを行った(5:無し、4:ほとん
どなし、3:あり(不良)、2:かなりあり(不良)、
1:著しくあり(不良))。その結果を表−1に示す。
The optimum exposure sensitivity is defined as the exposure amount at which a 0.30 μm line and space is resolved with a line width of 0.30 μm. The minimum resolution dimension of the line and space pattern at this time is defined as the resolution and Defined. Regarding the surface roughness of the resist film, 0.30 μm at the optimum exposure sensitivity was used.
The evaluation was made by observing the surface of the resist film of m lines and spaces with a scanning electron microscope. Also, the depth of focus is defined as the width of the exposure focal range where the resist cross-sectional shape of a 0.30 μm line-and-space resist at the optimal exposure sensitivity is observed with a scanning electron microscope and resolved without resist film loss. did. Regarding the edge roughness, a 0.30 μm line-and-space resist pattern at the optimum exposure sensitivity was similarly observed from above using a scanning electron microscope, and a five-step ranking was performed according to the presence or absence of unevenness of the resist pattern edge. Performed (5: none, 4: almost none, 3: present (poor), 2: considerably present (poor),
1: marked (bad). Table 1 shows the results.

【0059】実施例2 有機カルボン酸成分としてのサリチル酸を加えなかった
以外は実施例1と全く同様にして、レジストの解像力、
パターン形状、レジスト膜表面荒れ、焦点深度、エッジ
ラフネスを評価した。その結果を表−1に示す。 比較例1 溶解抑制剤1を合成例3の溶解抑制剤2に変えた以外は
実施例1と全く同様にして、レジストの解像力、パター
ン形状、レジスト膜表面荒れ、焦点深度、エッジラフネ
スを評価した。その結果を表−1に示す。
Example 2 The same procedure as in Example 1 was repeated except that salicylic acid as an organic carboxylic acid component was not added.
The pattern shape, surface roughness of the resist film, depth of focus, and edge roughness were evaluated. Table 1 shows the results. Comparative Example 1 The resist resolving power, pattern shape, resist film surface roughness, depth of focus, and edge roughness were evaluated in exactly the same manner as in Example 1 except that the dissolution inhibitor 1 was changed to the dissolution inhibitor 2 of Synthesis Example 3. . Table 1 shows the results.

【0060】比較例2 溶解抑制剤1を合成例3で合成した溶解抑止剤2に変え
た以外は実施例2と全く同様にして、レジストの解像
力、パターン形状、レジスト膜表面荒れ、焦点深度、エ
ッジラフネスを評価した。その結果を表−1に示す。 比較例3 溶解抑制剤1を加えなかった以外は実施例2と全く同様
にして、レジストの解像力、パターン形状、レジスト膜
表面荒れ、焦点深度、エッジラフネスを評価した。その
結果を表−1に示す。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 Except that the dissolution inhibitor 1 was changed to the dissolution inhibitor 2 synthesized in Synthesis Example 3, the resolution of the resist, the pattern shape, the surface roughness of the resist film, the depth of focus, The edge roughness was evaluated. Table 1 shows the results. Comparative Example 3 The resist resolving power, pattern shape, resist film surface roughness, depth of focus, and edge roughness were evaluated in exactly the same manner as in Example 2 except that the dissolution inhibitor 1 was not added. Table 1 shows the results.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明の感放射線性樹脂組成物は、化学
増幅型のポジ型感放射線性樹脂組成物に上記特定の化合
物を含有することにより、良好な感度、解像度を維持
し、しかも基板及び上層保護膜等の環境耐性に優れ、膜
アレ、エッジラフネスがなく焦点深度も大なる良好な形
状のパターンを形成しうる。
The radiation-sensitive resin composition of the present invention maintains good sensitivity and resolution by containing the above-mentioned specific compound in the chemically amplified positive-type radiation-sensitive resin composition, and furthermore, maintains the substrate. In addition, it is possible to form a good-shaped pattern having excellent environmental resistance, such as an upper protective film, having no film irregularity and edge roughness and having a large depth of focus.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)フェノール性水酸基含有アルカリ
可溶性樹脂または該水酸基の少なくとも一部が酸分解性
保護基で保護された樹脂、(B)酸の作用により分解し
てアルカリ可溶性を付与する基を生成しうる部分構造を
有する化合物及び(C)活性光線または放射線により分
解して酸を発生する化合物を含有するポジ型感放射線性
樹脂組成物に於て、成分(B)が、アルカリ可溶性を付
与する基を生成しうる部分構造として置換されていても
よい炭素数7以上のアルキルカーボネート基を有するこ
とを特徴とするポジ型感放射線性樹脂組成物。
(A) a phenolic hydroxyl group-containing alkali-soluble resin or a resin in which at least a part of the hydroxyl group is protected by an acid-decomposable protecting group, and (B) a group which is decomposed by the action of an acid to impart alkali solubility. In a positive-type radiation-sensitive resin composition containing a compound having a partial structure capable of producing a compound and (C) a compound capable of decomposing by actinic rays or radiation to generate an acid, the component (B) has alkali solubility. A positive radiation-sensitive resin composition comprising an alkyl carbonate group having 7 or more carbon atoms which may be substituted as a partial structure capable of forming a group to be imparted.
【請求項2】 成分(A)がフェノール性水酸基の少な
くとも一部が酸分解性保護基で保護された樹脂であるこ
とを特徴とする請求項1記載のポジ型感放射線性樹脂組
成物。
2. The positive radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the component (A) is a resin in which at least a part of a phenolic hydroxyl group is protected by an acid-decomposable protecting group.
【請求項3】 成分(A)の酸分解性保護基が下記一般
式(I)で表される構造であることを特徴とする請求項
1又は2記載のポジ型感放射線性樹脂組成物。 【化1】 (ただし、R1 、R2 は独立に水素原子、置換されてい
ても良いアルキル基または置換されていても良いアルコ
キシ基を表し、R3 は置換されていても良いアルキル基
を表す。また、R1 とR3 とは結合して環を形成してい
ても良い。)
3. The positive radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the acid-decomposable protecting group of the component (A) has a structure represented by the following general formula (I). Embedded image (However, R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted alkoxy group, and R 3 represents an optionally substituted alkyl group. R 1 and R 3 may combine to form a ring.)
【請求項4】 成分(A)がポリヒドロキシスチレン類
のフェノール性水酸基の少なくとも一部を一般式(I)
に示す保護基で保護した樹脂であることを特徴とする請
求項3記載のポジ型感放射線性樹脂組成物。
4. Component (A) wherein at least a part of the phenolic hydroxyl group of the polyhydroxystyrene is represented by the general formula (I):
4. The positive-type radiation-sensitive resin composition according to claim 3, wherein the resin is a resin protected by the protective group shown in (1).
【請求項5】 成分(B)のアルキルカーボネート基が
下記一般式(II)で表される基であることを特徴とする
請求項1〜4のいずれかに記載のポジ型感放射線性樹脂
組成物。 【化2】 (式中、R4 、R5 、R6 は独立に水素原子、置換され
ていても良い直鎖状または分枝状のアルキル基を表し、
互いに結合して環を形成していても良く、nは5以上1
5以下の自然数を表す。)
5. The positive radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the alkyl carbonate group of the component (B) is a group represented by the following general formula (II). object. Embedded image (Wherein, R 4 , R 5 and R 6 independently represent a hydrogen atom, an optionally substituted linear or branched alkyl group,
N may be 5 or more and 1
Represents a natural number of 5 or less. )
【請求項6】 成分(B)のアルキルカーボネート基が
下記一般式(III)で表される構造であることを特徴とす
る請求項1〜4のいずれか記載のポジ型感放射線性樹脂
組成物。 【化3】 (式中、R7 、R8 及びR9 は独立に置換されていても
良い直鎖状または分枝状のアルキル基を表す。R7 、R
8 及びR9 の炭素数の合計が5以上である。)
6. The positive radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the alkyl carbonate group of the component (B) has a structure represented by the following general formula (III). . Embedded image (Wherein, R 7, R 8 and R 9 .R 7 is representative of the optionally substituted independently a linear or branched alkyl radical, R
The total number of carbon atoms of 8 and R 9 is 5 or more. )
【請求項7】 成分(B)の分子量が200以上300
0未満であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか
に記載のポジ型感放射線性樹脂組成物。
7. The molecular weight of the component (B) is from 200 to 300.
The positive radiation-sensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the value is less than 0.
【請求項8】 成分(B)が多核フェノール類のフェノ
ール性水酸基の少なくとも一部を該アルキルカーボネー
ト構造で置換した化合物であることを特徴とする請求項
1〜7のいずれかに記載のポジ型感放射線性樹脂組成
物。
8. The positive type according to claim 1, wherein the component (B) is a compound in which at least a part of a phenolic hydroxyl group of a polynuclear phenol is substituted with the alkyl carbonate structure. Radiation-sensitive resin composition.
【請求項9】 更に、有機カルボン酸を含む請求項1〜
8のいずれかに記載のポジ型感放射線性樹脂組成物。
9. The method according to claim 1, further comprising an organic carboxylic acid.
8. The positive-type radiation-sensitive resin composition according to any one of 8.
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