JP2000194136A - Pattern forming method - Google Patents

Pattern forming method

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JP2000194136A
JP2000194136A JP37121198A JP37121198A JP2000194136A JP 2000194136 A JP2000194136 A JP 2000194136A JP 37121198 A JP37121198 A JP 37121198A JP 37121198 A JP37121198 A JP 37121198A JP 2000194136 A JP2000194136 A JP 2000194136A
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resin
alkyl group
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JP37121198A
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Japanese (ja)
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Kenichiro Sato
健一郎 佐藤
Hajime Nakao
元 中尾
Yasumasa Kawabe
保雅 河辺
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a pattern forming method excellent in the coarse/fine dependency of a resist pattern formed using far ultraviolet ray, particularly ArF excimer laser beam and suitable for the light source of the short wave by using a specific acid degradable resin as a composition and a specific one as a developer. SOLUTION: A photoresist composition containing a resin containing a compound generating an acid by the irradiation with active light or radiation and the resin containing a repeating unit expressed by formula I or a repeating unit expressed by formula II and degraded by the action of the acid to increase the solubility in an alkali is applied on the substrate. The pattern forming method further contains a process for exposing the photoresist composition film with active light or radiation and developing with an organic alkali aq. solution. In the formula, each of R1-R8, R1'-R8' represents hydrogen atom, a (substituted) alkyl group, a group degraded by the acid or the like. The ratio of m/n is 1/9-9/1, each of m+n and m'+n' is 10-100 and each of (m') and (n') is 0-100.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超LSIや高容量
マイクロチップの製造等の超マイクロリソグラフィプロ
セスやその他のフォトファブリケ−ションプロセスに係
わるパターン形成方法に関するものである。更に詳しく
は、疎密依存性に優れ、高精細化したパターンを形成し
うるパターン形成方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern forming method relating to an ultra microlithography process such as the production of an ultra LSI and a high capacity micro chip, and other photofabrication processes. More specifically, the present invention relates to a pattern forming method which has excellent dependency on density and can form a high definition pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、集積回路はその集積度を益々高め
ており、超LSI等の半導体基板の製造に於いてはハー
フミクロン以下の線幅から成る超微細パターンの加工が
必要とされるようになってきた。その必要性を満たすた
めにフォトリソグラフィーに用いられる露光装置の使用
波長は益々短波化し、今では、遠紫外線の中でも短波長
のエキシマレーザー光(XeCl、KrF、ArF等)
を用いることが検討されるまでになってきている。この
波長領域におけるリソグラフィーのパターン形成に用い
られるものとして、化学増幅系レジストがある。
2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of integrated circuits has been increasing more and more, and in the manufacture of semiconductor substrates such as ultra LSIs, processing of ultrafine patterns having a line width of less than half a micron is required. It has become In order to meet this need, the wavelength of an exposure apparatus used for photolithography is becoming shorter and shorter, and now excimer laser light (XeCl, KrF, ArF, etc.) having a short wavelength among far ultraviolet rays is used.
The use of is being considered. A chemically amplified resist is used for forming a pattern in lithography in this wavelength region.

【0003】一般に化学増幅系レジストは、通称2成分
系、2.5成分系、3成分系の3種類に大別することが
できる。2成分系は、光分解により酸を発生する化合物
(以後、光酸発生剤という)とバインダー樹脂とを組み
合わせている。該バインダー樹脂は、酸の作用により分
解して、樹脂のアルカリ現像液中での溶解性を増加させ
る基(酸分解性基ともいう)を分子内に有する樹脂であ
る。2.5成分系はこうした2成分系に更に酸分解性基
を有する低分子化合物を含有する。3成分系は光酸発生
剤とアルカリ可溶性樹脂と上記低分子化合物を含有する
ものである。
In general, chemically amplified resists can be broadly classified into three types: so-called two-component, 2.5-component and three-component resists. The two-component system combines a compound that generates an acid by photolysis (hereinafter referred to as a photoacid generator) and a binder resin. The binder resin is a resin having in its molecule a group (also referred to as an acid-decomposable group) that decomposes under the action of an acid to increase the solubility of the resin in an alkaline developer. The 2.5-component system further contains a low-molecular compound having an acid-decomposable group in such a two-component system. The three-component system contains a photoacid generator, an alkali-soluble resin, and the above low molecular compound.

【0004】上記化学増幅系レジストは紫外線や遠紫外
線照射用のフォトレジストに適しているが、その中でさ
らに使用上の要求特性に対応する必要がある。例えば、
KrFエキシマレーザーの248nmの光を用いる場合
に特に光吸収の少ないヒドロキシスチレン系のポリマ−
に保護基としてアセタ−ル基やケタ−ル基を導入したポ
リマ−を用いたレジスト組成物が提案されている。特開
平2−141636号、特開平2−19847号、特開
平4−219757号、特開平5−281745号各公
報等がその例である。そのほかt−ブトキシカルボニル
オキシ基やp−テトラヒドロピラニルオキシ基を酸分解
基とする同様の組成物が特開平2−209977号、特
開平3−206458号、特開平2−19847号各公
報等に提案されている。これらは、KrFエキシマレー
ザーの248nmの光を用いる場合には適していても、
ArFエキシマレーザーを光源に用いるときは、本質的
になお吸光度が大き過ぎるために感度が低い。さらにそ
れに付随するその他の欠点、例えば解像性の劣化、フォ
−カス許容度の劣化、パターンプロファイルの劣化等の
問題があり、なお改善を要する点が多い。
The above-mentioned chemically amplified resist is suitable for a photoresist for irradiating ultraviolet rays or far ultraviolet rays, but among them, it is necessary to further meet the required characteristics in use. For example,
When using 248 nm light of a KrF excimer laser, a hydroxystyrene-based polymer having a low light absorption is particularly used.
There has been proposed a resist composition using a polymer having an acetal group or a ketal group introduced as a protective group. JP-A-2-141636, JP-A-2-19847, JP-A-4-219775, JP-A-5-281745 and the like are examples thereof. In addition, similar compositions using a t-butoxycarbonyloxy group or a p-tetrahydropyranyloxy group as an acid-decomposable group are disclosed in JP-A-2-209977, JP-A-3-206458, JP-A-2-19847, and the like. Proposed. These are suitable when using KrF excimer laser light of 248 nm,
When an ArF excimer laser is used as the light source, the sensitivity is low because the absorbance is still essentially too high. Further, there are other disadvantages associated therewith, such as deterioration of resolution, deterioration of focus tolerance, deterioration of pattern profile, and the like, and many points still need improvement.

【0005】したがってArF光源用のフォトレジスト
組成物としては、部分的にヒドロキシ化したスチレン系
樹脂よりもさらに吸収の少ない(メタ)アクリル系樹脂
を光によつて酸を発生する化合物と組み合わせたフォト
レジスト組成物が提案されている。例えば特開平7−1
99467号公報、同7−252324号公報等があ
る。中でも特開平6−289615号公報ではアクリル
酸のカルボキシル基の酸素に3級炭素有機基がエステル
結合した樹脂が開示されている。
[0005] Accordingly, a photoresist composition for an ArF light source is a photoresist composition in which a (meth) acrylic resin having a lower absorption than a partially hydroxylated styrene resin is combined with a compound capable of generating an acid by light. Resist compositions have been proposed. For example, JP-A-7-1
Nos. 99467 and 7-252324. Among them, JP-A-6-289615 discloses a resin in which a tertiary carbon organic group is ester-bonded to oxygen of a carboxyl group of acrylic acid.

【0006】さらに特開平7−234511号公報では
アクリル酸エステルやフマル酸エステルを繰り返し単位
とする酸分解性樹脂が開示されているが、パターンプロ
ファイル、基板密着性等が不十分であり、満足な性能が
得られていないのが実情である。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-234511 discloses an acid-decomposable resin having an acrylate ester or a fumarate ester as a repeating unit. The fact is that performance has not been obtained.

【0007】更にまた、ドライエッチング耐性付与の目
的で脂環式炭化水素部位が導入された樹脂が提案されて
いるが、脂環式炭化水素部位導入の弊害として系が極め
て疎水的になるがために、従来レジスト現像液として幅
広く用いられてきたテトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド(以下TMAH)水溶液での現像が困難となった
り、現像中に基板からレジストが剥がれてしまう等の現
象が見られる。このようなレジストの疎水化に対応し
て、レジストの改良というアプローチでは親水基の導入
により疎水的な種々の脂環式炭化水素部位を補うという
施策も数多くなされている。
Further, a resin into which an alicyclic hydrocarbon moiety has been introduced for the purpose of imparting dry etching resistance has been proposed. However, the introduction of an alicyclic hydrocarbon moiety has a disadvantage that the system becomes extremely hydrophobic. In addition, there are phenomena such as difficulty in developing with an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (hereinafter referred to as TMAH), which has been widely used as a resist developing solution, and peeling of the resist from the substrate during the development. In response to such hydrophobicity of the resist, many approaches have been taken to improve various kinds of hydrophobic alicyclic hydrocarbon sites by introducing a hydrophilic group in the approach of improving the resist.

【0008】一般的にはアクリル酸やメタクリル酸とい
うカルボン酸部位を有する単量体を脂環式炭化水素基を
有する単量体と共重合させるという対応を取ってきた
が、カルボン酸基の導入とともに基板密着性が向上する
方向にはあるものの、ドライエッチング耐性が劣化し、
さらにレジストの膜べりが顕著になったりする等問題が
多く、上記課題の解決には至っていない。さらに、特開
平7−234511号公報ではHEMAやアクリロニト
リルの様なカルボン酸基の代わりに水酸基やシアノ基を
分子内に有する単量体を、脂環式炭化水素基を有する単
量体と共重合させることにより現像性解決を目指した
が、全く不十分であった。
In general, a measure has been taken to copolymerize a monomer having a carboxylic acid moiety such as acrylic acid or methacrylic acid with a monomer having an alicyclic hydrocarbon group. At the same time, although there is a tendency to improve the substrate adhesion, the dry etching resistance is deteriorated,
Furthermore, there are many problems such as a significant decrease in resist film thickness, and the above-mentioned problems have not been solved. Further, JP-A-7-234511 discloses copolymerizing a monomer having a hydroxyl group or a cyano group in a molecule instead of a carboxylic acid group such as HEMA or acrylonitrile with a monomer having an alicyclic hydrocarbon group. By doing so, the aim was to solve the developability, but it was completely insufficient.

【0009】一方、前記アクリレート系単量体の側鎖に
脂環式炭化水素部位を導入する方法以外にポリマー主鎖
として脂環式炭化水素部位を活用したドライエッチング
耐性付与する方法も検討されている。但し、この系にお
いても上記問題を抱えており、類似のアプローチによる
改良が検討されている。例えば、Journal of Photopoly
mer Science and Technology, Vol.10, 1997,p529-534
やJournal of Photopolymer Science and Technology,
Vol.10, 1997,p521-528においてはノルボルネンポリマ
ー主鎖に基板密着性付与の観点から水酸基導入を検討し
ている。しかし、現像性、基板密着性とも満足のいく結
果は得られていない。また、SPIE, 3049巻、92〜105 頁
(1988)においては、ノルボルネン環を開環重合した重
合体、あるいはノルボルネン環を主鎖に有する重合体
で、カルボキシル基とt−ブチルエステル基を有する重
合体を含有する組成物が開示されている。しかし、この
技術によるときも、基板密着性及び標準現像液適性のい
ずれも実用的に十分でないという欠点があった。
On the other hand, in addition to the method of introducing an alicyclic hydrocarbon moiety into the side chain of the acrylate monomer, a method of imparting dry etching resistance utilizing an alicyclic hydrocarbon moiety as a polymer main chain has also been studied. I have. However, this system also has the above problem, and improvement by a similar approach is being studied. For example, Journal of Photopoly
mer Science and Technology, Vol.10, 1997, p529-534
And Journal of Photopolymer Science and Technology,
In Vol. 10, 1997, p521-528, the introduction of hydroxyl groups into the norbornene polymer main chain is studied from the viewpoint of imparting substrate adhesion. However, satisfactory results have not been obtained in both the developability and the substrate adhesion. Also, SPIE, Vol. 3049, pp. 92-105 (1988) describes a polymer obtained by ring-opening polymerization of a norbornene ring or a polymer having a norbornene ring in its main chain and having a carboxyl group and a t-butyl ester group. Compositions containing coalescence are disclosed. However, this technique also has a disadvantage that neither the substrate adhesion nor the suitability for a standard developer is practically sufficient.

【0010】更に、欧州特許公開第789278A2号
明細書には、ノルボルネン環を開環重合した重合体、あ
るいはノルボルネン環を主鎖に有する重合体で、酸分解
性基とカルボキシル基を含む樹脂を含有する組成物が開
示されている。また、WO97/33198号明細書に
は、酸分解性基を有するノルボルネン環を有するモノマ
ーを重合した樹脂を含有するフォトレジスト組成物が開
示されている。また、特開平9−274318号には、
さらにカルボン酸を使用するフォトレジスト組成物が開
示されている。
Further, EP-A-789278 A2 discloses a polymer obtained by ring-opening polymerization of a norbornene ring or a polymer having a norbornene ring in a main chain and containing a resin containing an acid-decomposable group and a carboxyl group. Compositions are disclosed. WO 97/33198 discloses a photoresist composition containing a resin obtained by polymerizing a monomer having a norbornene ring having an acid-decomposable group. Also, JP-A-9-274318 discloses that
Further, a photoresist composition using a carboxylic acid is disclosed.

【0011】以上のように、遠紫外線露光用フォトレジ
ストに用いられる、酸分解性基を含有する樹脂は、分子
内に同時に脂肪族の環状炭化水素基を含有することが一
般的である。このため樹脂が疎水性になり、それに起因
する問題点が存在した。それを改良する上記のような種
々の手段が種々検討されたが、上記の技術では未だ不十
分な点が多く、改善が望まれている。
As described above, the resin containing an acid-decomposable group used in a photoresist for exposure to far ultraviolet rays generally contains an aliphatic cyclic hydrocarbon group in the molecule at the same time. For this reason, the resin becomes hydrophobic, and there is a problem caused by the hydrophobicity. Various means for improving the above have been studied, but the above techniques still have many insufficient points, and improvements are desired.

【0012】一方、レジストの疎水化に対するプロセス
の改良というアプローチでは、現像液にイソプロピルア
ルコール等の有機溶媒を混ぜる等の対応が検討され、一
応の成果が見られるものの、レジスト膜の膨潤の懸念や
プロセスが煩雑になる等必ずしも問題が解決されたとは
言えない。また、特開平9−244261号公報には、
現像液として、高級アルキル基を有する界面活性剤の存
在下で有機アルカリ水溶液を用いることが記載されてい
る。しかし、下記のような疎密依存性において問題があ
った。
On the other hand, in the approach of improving the process for making the resist hydrophobic, an approach such as mixing an organic solvent such as isopropyl alcohol in a developing solution has been studied. Although some results have been obtained, there are concerns about swelling of the resist film. The problem has not always been solved, for example, the process becomes complicated. Also, JP-A-9-244261 discloses that
It is described that an organic alkali aqueous solution is used as a developer in the presence of a surfactant having a higher alkyl group. However, there was a problem in the following sparse / dense dependency.

【0013】最近のデバイスの傾向として様々なパター
ンが含まれるため、レジストには種々の性能が求められ
ており、その一つに疎密依存性がある。すなわち、デバ
イスにはラインの密集する部分と、逆にラインと比較し
スペースが広いパターン、さらに孤立ラインが存在す
る。このため、種々のラインを高い再現性をもって解像
することは重要である。しかし、種々のラインを再現さ
せることは光学的な要因により必ずしも容易ではなく、
レジストあるいはプロセスによる解決方法は明確ではな
いのが現状である。特に、前述の脂環基を含有するレジ
スト系においては、孤立パターンと密集パターンの性能
差が顕著であり、改善が望まれている。
Since various patterns are included as a tendency of recent devices, resists are required to have various performances, and one of them has sparse / dense dependency. That is, the device has a dense portion of lines, a pattern having a wider space than the lines, and an isolated line. Therefore, it is important to resolve various lines with high reproducibility. However, it is not always easy to reproduce various lines due to optical factors.
At present, the solution by the resist or the process is not clear. In particular, in the above-described resist system containing an alicyclic group, the performance difference between the isolated pattern and the dense pattern is remarkable, and improvement is desired.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、遠紫外光、とくにArFエキシマレーザー光を使用
して形成されるレジストパターンの粗密依存性が良好で
あって、且つ短波長光源に対して好適なパターン形成方
法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a short-wavelength light source in which a resist pattern formed using far-ultraviolet light, particularly ArF excimer laser light, has good density dependence. Another object of the present invention is to provide a suitable pattern forming method.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、ポジ型化
学増幅系におけるレジスト組成物の構成材料とパターン
形成工程を鋭意検討した結果、組成物において特定の酸
分解性樹脂を用い、且つ現像液として特定のものを用い
ることにより、本発明の目的が達成されることを知り、
本発明に至った。即ち、上記目的は下記構成によって達
成される。 (1) (イ)活性光線又は放射線の照射により酸を発
生する化合物、並びに(ロ)下記一般式〔I〕で表され
る繰り返し単位又は下記一般式〔II〕で表される繰り返
し単位を含み、酸の作用により分解しアルカリに対する
溶解性が増加する樹脂を含有する遠紫外線露光用ポジ型
フォトレジスト組成物を基板上に塗布する工程、得られ
たフォトレジスト組成物膜を活性光線又は放射線により
パターン状に露光する工程、及びその露光されたフォト
レジスト組成物膜を、界面活性剤の存在下で有機アルカ
リ水溶液で現像する工程を含むパターン形成方法。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies on the constituent materials of the resist composition and the pattern forming process in a positive-type chemical amplification system, and have found that a specific acid-decomposable resin is used in the composition, and Knowing that the purpose of the present invention is achieved by using a specific developer,
The present invention has been reached. That is, the above object is achieved by the following constitutions. (1) including (a) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (b) a repeating unit represented by the following general formula [I] or a repeating unit represented by the following general formula [II] A step of applying a positive photoresist composition for deep ultraviolet light exposure containing a resin which is decomposed by the action of an acid and has increased solubility in alkalis onto a substrate, and the obtained photoresist composition film is irradiated with actinic rays or radiation. A pattern forming method comprising the steps of: exposing in a pattern, and developing the exposed photoresist composition film with an organic alkali aqueous solution in the presence of a surfactant.

【0016】[0016]

【化4】 Embedded image

【0017】[0017]

【化5】 Embedded image

【0018】式中、R1 〜R8 ,R1 ’〜R8 ’;同じ
でも異なってもよく、水素原子、置換基を有していても
よいアルキル基、置換基を有していてもよい環状炭化水
素基、ハロゲン原子、シアノ基、および、酸の作用によ
り分解する基、−C(=O)−X−A−R9 を表す。但
し、R1 〜R8 又はR1 ’〜R8 ’のうち少なくとも1
つは酸の作用により分解する基を表す。 m/n;1/9〜9/1 m+n、m’+n’;10〜100 m’;0〜100 n’;0〜100 X;酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2−、
−NHSO2NH−から選ばれる2価の結合基、 R9 ;−COOH、−COOR10' (R10' はR10と同
義のもの又は下記ラクトン構造を表す)、−CN、水酸
基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、−CO−
NH−R10、−CO−NH−SO2−R10又は
In the formula, R 1 to R 8 , R 1 ′ to R 8 ′ may be the same or different, and may have a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or a substituent. It represents a good cyclic hydrocarbon group, a halogen atom, a cyano group, and a group that decomposes under the action of an acid, —C (XO) —XA—R 9 . However, at least one of R 1 to R 8 or R 1 ′ to R 8
One represents a group that is decomposed by the action of an acid. m / n; 1 / 9~9 / 1 m + n, m '+ n'; 10~100 m '; 0~100 n'; 0~100 X; oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - ,
-NHSO 2 NH- 2 divalent linking group selected from, R 9; -COOH, -COOR 10 '(R 10' represents one or the following lactone structure having the same meaning as R 10), - CN, hydroxyl, a substituted group An optionally substituted alkoxy group, -CO-
NH-R 10, -CO-NH -SO 2 -R 10 or

【0019】[0019]

【化6】 Embedded image

【0020】R10;置換基を有していてもよいアルキル
基、置換基を有していてもよい環状アルキル基、 R11〜R18;各々独立に、水素原子、置換基を有してい
てもよいアルキル基、 A;単結合、アルキレン基、置換アルキレン基、エーテ
ル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、ア
ミド基、スルフォンアミド基、ウレタン基、又はウレア
基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基
の組み合わせ、 a、b;1又は2を表す。
R 10 ; an alkyl group which may have a substituent, a cyclic alkyl group which may have a substituent, R 11 to R 18 each independently have a hydrogen atom or a substituent. An alkyl group which may be selected from the group consisting of: A; a single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group. A or b; 1 or 2 alone or in combination of two or more groups.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明のパターン形成方法
を詳細に説明する。まず、本発明に用いるポジ型フォト
レジスト組成物に使用する化合物について詳細に説明す
る。まず、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中で
の溶解性が増加する樹脂、すなわち一般式〔I〕で表さ
れる単量体繰り返し単位又は一般式〔II〕で表される単
量体繰り返し単位を含む重合体を含有する樹脂について
説明する。上記一般式〔I〕又は一般式〔II〕におい
て、R1 〜R8 、R1 ’〜R8 ’における酸の作用によ
り分解する基(酸分解性基ともいう)としては、−C
(=O)−X1 −R0 で表される基が挙げられる。ここ
で、R0 としては、t−ブチル基、t−アミル基等の3
級アルキル基、イソボロニル基、1−エトキシエチル
基、1−ブトキシエチル基、1−イソブトキシエチル
基、1−シクロヘキシロキシエチル基等の1−アルコキ
シエチル基、1−メトキシメチル基、1−エトキシメチ
ル基等のアルコキシメチル基、テトラヒドロピラニル
基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキルシリルエス
テル基、3−オキソシクロヘキシルエスエル基等を挙げ
ることができる。ここでX1 としては、前記Xと同義で
ある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The pattern forming method of the present invention will be described below in detail. First, the compound used in the positive photoresist composition used in the present invention will be described in detail. First, a resin which is decomposed by the action of an acid and has increased solubility in an alkaline developer, that is, a monomer represented by the general formula [I] or a monomer represented by the general formula [II] The resin containing a polymer containing a repeating unit will be described. In the general formula [I] or the general formula [II], a group (also referred to as an acid-decomposable group) decomposed by the action of an acid in R 1 to R 8 and R 1 ′ to R 8 ′ includes
And a group represented by (OO) —X 1 —R 0 . Here, as R 0 , 3 such as t-butyl group, t-amyl group, etc.
Primary alkyl group, isobornyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-butoxyethyl group, 1-isobutoxyethyl group, 1-alkoxyethyl group such as 1-cyclohexyloxyethyl group, 1-methoxymethyl group, 1-ethoxymethyl Examples include an alkoxymethyl group such as a group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a trialkylsilyl ester group, and a 3-oxocyclohexyl ester group. Here, X 1 has the same meaning as X described above.

【0022】R1 〜R8 ,R1 ’〜R8 ’,R10におけ
るアルキル基としては、炭素数1〜10個の直鎖状ある
いは分岐状アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素
数1〜6個の直鎖状あるいは分岐状アルキル基であり、
更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソ
プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブ
チル基、t−ブチル基である。
The alkyl group for R 1 to R 8 , R 1 ′ to R 8 ′, and R 10 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms. 6 linear or branched alkyl groups,
More preferred are a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group and a t-butyl group.

【0023】R1 〜R8 ,R1 ’〜R8 ’における環状
炭化水素基としては、例えば環状アルキル基、有橋式炭
化水素であり、シクロプロピル基、シクロペンチル基、
シクロヘキシル基、アダマンチル基、2−メチル−2−
アダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、イソボ
ロニル基、トリシクロデカニル基、ジシクロペンテニル
基、ノボルナンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル
基、ネオメンチル基、テトラシクロドデカニル基等を挙
げることができる。
Examples of the cyclic hydrocarbon group for R 1 to R 8 and R 1 ′ to R 8 ′ include a cyclic alkyl group and a bridged hydrocarbon group, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group,
Cyclohexyl group, adamantyl group, 2-methyl-2-
An adamantyl group, a norbornyl group, a boronyl group, an isobornyl group, a tricyclodecanyl group, a dicyclopentenyl group, a nobornane epoxy group, a menthyl group, an isomenthyl group, a neomenthyl group, a tetracyclododecanyl group, and the like can be given.

【0024】R9 におけるアルコキシ基としては、メト
キシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭
素数1〜4個のものが挙げることができる。
Examples of the alkoxy group for R 9 include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group.

【0025】R10における環状アルキル基としては、シ
クロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル
基、アダマンチル基、2−メチル−2−アダマンチル
基、ノルボルニル基、ボロニル基、イソボロニル基、ト
リシクロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ノボルナ
ンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル基、ネオメン
チル基、テトラシクロドデカニル基等を挙げることがで
きる。
The cyclic alkyl group for R 10 includes cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, adamantyl, 2-methyl-2-adamantyl, norbornyl, boronyl, isobornyl, tricyclodecanyl, dicyclodecanyl, Examples thereof include a cyclopentenyl group, a nobornane epoxy group, a menthyl group, an isomenthyl group, a neomenthyl group, and a tetracyclododecanyl group.

【0026】上記アルキル基、環状アルキル基、アルコ
キシ基における更なる置換基としては、水酸基、ハロゲ
ン原子、カルボキシル基、アルコキシ基、アシル基、シ
アノ基、アシルオキシ基等を挙げることができる。アル
コキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキ
シ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものが挙げるこ
とができ、アシル基としてはホルミル基、アセチル基等
を挙げることができ、アシルオキシ基としてはアセトキ
シ基等を挙げることができる。
Further substituents in the above alkyl group, cyclic alkyl group and alkoxy group include a hydroxyl group, a halogen atom, a carboxyl group, an alkoxy group, an acyl group, a cyano group and an acyloxy group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. Examples of the acyl group include a formyl group and an acetyl group. Examples thereof include an acetoxy group.

【0027】Aにおけるアルキレン基、置換アルキレン
基としては、下記で示される基を挙げることができる。 −〔C(Ra )(Rb )〕r − 式中、Ra 、Rb :水素原子、アルキル基、置換アルキ
ル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基を表し、両
者は同一でも異なっていてもよく、アルキル基としては
メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブ
チル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくは
メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基より
なる群から選択された置換基を表す。置換アルキル基の
置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基
を挙げることができる。アルコキシ基としてはメトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数
1〜4個のものを挙げることができる。rは1〜10の
整数を表す。上記一般式〔I〕又は一般式〔II〕におい
て、ハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子、フッ素
原子、沃素原子等を挙げることができる。
Examples of the alkylene group and substituted alkylene group in A include the following groups. -[C (R a ) (R b )] r-wherein R a and R b each represent a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, or an alkoxy group; The alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group and a butyl group, and more preferably selected from the group consisting of a methyl group, an ethyl group, a propyl group and an isopropyl group. Represents a substituent. Examples of the substituent of the substituted alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom and an alkoxy group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group. r represents an integer of 1 to 10. In the above general formula [I] or general formula [II], examples of the halogen atom include a chlorine atom, a bromine atom, a fluorine atom and an iodine atom.

【0028】上記一般式〔I〕又は一般式〔II〕におい
ては、一般式〔I〕におけるR1 〜R8 の少なくとも1
つ、あるいは一般式〔II〕におけるR1 ’〜R8 ’の少
なくとも1つは酸分解性基を表す。上記一般式〔I〕又
は一般式〔II〕においては、上記酸分解性基と−C(=
O)−X−A−R9 は同じ繰り返し単位に両方含まれて
もよいし、別々の繰り返し単位に含まれてもよい。
In the general formula (I) or the general formula (II), at least one of R 1 to R 8 in the general formula (I)
Or at least one of R 1 ′ to R 8 ′ in the general formula [II] represents an acid-decomposable group. In the general formula [I] or the general formula [II], the acid-decomposable group and -C (=
O) -XA-R 9 may be contained both in the same repeating unit or may be contained in separate repeating units.

【0029】本発明における酸の作用により分解しアル
カリに対する溶解性が増加する樹脂は、ノルボルネン骨
格を有する単量体を重合、必要ならポリマー反応するこ
とにより得られる。重合反応に関してはアゾ系開始剤等
の一般的なラジカル開始剤を用いたラジカル重合によっ
ても得ることができるが、より好ましくはPd触媒等に
よる非開環型重合や遷移金属錯体等の配位重合触媒を用
いた開環重合により合成される。また開環重合により得
られた樹脂は安定性や光学吸収の観点から還元して用い
るのが好ましい。
The resin of the present invention, which is decomposed by the action of an acid and has increased solubility in alkali, can be obtained by polymerizing a monomer having a norbornene skeleton and, if necessary, conducting a polymer reaction. The polymerization reaction can be obtained by radical polymerization using a general radical initiator such as an azo initiator, but more preferably, non-ring-opening polymerization using a Pd catalyst or the like or coordination polymerization such as a transition metal complex. It is synthesized by ring-opening polymerization using a catalyst. The resin obtained by the ring-opening polymerization is preferably reduced and used from the viewpoint of stability and optical absorption.

【0030】開環重合により一般式[I] の繰り返し単位
を有する樹脂が得られ、非開環型の重合により[II]で表
される繰り返し単位の樹脂が得られる。
A resin having a repeating unit represented by the general formula [I] is obtained by ring-opening polymerization, and a resin having a repeating unit represented by [II] is obtained by non-ring-opening polymerization.

【0031】本発明における上記樹脂は、一般式[I] や
[II]の単量体繰り返し単位を1種あるいは複数含む以外
に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着
性、レジストプロファイル、さらにレジストの一般的な
必要要件である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的
で様々な単量体繰り返し単位との共重合体として使用す
ることができる。好ましい共重合成分としては下記一般
式[V] 〜[VI](開環重合型)、[V']〜[VI'] (非開環重
合型)で表される繰り返し単位を挙げることができる。
The above resin in the present invention is represented by the general formula [I] or
In addition to one or more monomer repeat units of [II], dry etching resistance, suitability for standard developer, substrate adhesion, resist profile, and resolution, heat resistance, and sensitivity, which are the general requirements for resists It can be used as a copolymer with various monomer repeating units for the purpose of adjusting the properties and the like. Preferred copolymerization components include repeating units represented by the following general formulas [V] to [VI] (ring-opening polymerization type) and [V '] to [VI'] (non-ring-opening polymerization type). .

【0032】[0032]

【化7】 Embedded image

【0033】[0033]

【化8】 Embedded image

【0034】ここで、Zは酸素原子、−NH−、−N
(−R3)−、−N(−OSO23)−を表し、R3も前
記と同様の(置換)アルキル基、(置換)環状アルキル
基を意味を有する。本発明の酸の作用により分解しアル
カリに対する溶解性が増加する樹脂の好ましい繰り返し
単位の組み合わせとしては下記開環重合型と下記非開環
重合型を挙げることができる。但し、これに限られるも
のではない。
Here, Z is an oxygen atom, -NH-, -N
(—R 3 ) — and —N (—OSO 2 R 3 ) —, wherein R 3 has the same meaning as the above (substituted) alkyl group and (substituted) cyclic alkyl group. Preferred combinations of the repeating units of the resin which decomposes under the action of the acid of the present invention to increase the solubility in alkali include the following ring-opening polymerization type and the following non-ring-opening polymerization type. However, it is not limited to this.

【0035】[0035]

【化9】 Embedded image

【0036】[0036]

【化10】 Embedded image

【0037】[0037]

【化11】 Embedded image

【0038】[0038]

【化12】 Embedded image

【0039】[0039]

【化13】 Embedded image

【0040】[0040]

【化14】 Embedded image

【0041】[0041]

【化15】 Embedded image

【0042】[0042]

【化16】 Embedded image

【0043】[0043]

【化17】 Embedded image

【0044】本発明において酸の作用により分解する基
は一般式[I] 又は[II]いずれか、或いは共重合成分中に
含有される。
In the present invention, the group decomposed by the action of an acid is contained in either the general formula [I] or [II] or in the copolymer component.

【0045】本発明における上記樹脂において、各繰り
返し単位の含有モル比はレジストのドライエッチング耐
性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイ
ル、さらにはレジストの一般的な必要要件である解像
力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。
In the above resin in the present invention, the molar ratio of each repeating unit is determined by the dry etching resistance of the resist, the suitability for a standard developing solution, the substrate adhesion, the resist profile, and the resolution, heat resistance and heat resistance, which are the general requirements of a resist. It is set as appropriate to adjust properties, sensitivity, and the like.

【0046】但し、本発明における樹脂中、一般式
〔I〕又は一般式〔II〕で表される繰り返し単位の含有
量は、全単量体繰り返し単位中10モル%以上であり、
好ましくは20モル%以上、更に好ましくは30モル%
以上である。また、本発明における樹脂中、酸分解性基
を含有する繰り返し単位の含有量は、全単量体繰り返し
単位中10〜90モル%であり、好ましくは15〜85
モル%、更に好ましくは20〜80モル%である。密着
性を付与するカルボキシル基の含有量は、樹脂中0.0
5〜2.0ミリ当量/gであり、好ましくは0.1〜
1.8ミリ当量/g、更に好ましくは0.3〜1.5ミ
リ当量/gである。
However, in the resin of the present invention, the content of the repeating unit represented by the general formula [I] or the general formula [II] is at least 10 mol% in all monomer repeating units.
Preferably 20 mol% or more, more preferably 30 mol%
That is all. In the resin of the present invention, the content of the repeating unit containing an acid-decomposable group is from 10 to 90 mol%, preferably from 15 to 85 mol%, of all monomer repeating units.
Mol%, more preferably 20 to 80 mol%. The content of the carboxyl group for providing adhesion is 0.0% in the resin.
5 to 2.0 meq / g, preferably 0.1 to
It is 1.8 meq / g, more preferably 0.3-1.5 meq / g.

【0047】以下、開環重合+還元、あるいは更なるポ
リマー反応することによって得られる、本発明の酸の作
用により分解しアルカリに対する溶解性が増加する樹脂
を構成する式[I] 又は[II]、好ましい共重合成分式[II
I] 〜[VI]で示される繰り返し単位の例[I-1] 〜[I-4
0]、[II-1]〜[II-40] 、[III-1] 〜[III-32]、[IV-1]〜
[IV-34] 、[V-1] 〜[V-8] 、[VI-1]〜[VI-8]を以下に示
すが、本発明の内容が決してこれらに限られるものでは
ない。また、非開環型の通常のオレフィン重合、さらに
ポリマー反応することによって得られる、本発明の酸の
作用により分解しアルカリに対する溶解性が増加する樹
脂を構成する式[I']又は[II'] 、好ましい共重合成分式
[III']〜[VI'] で示される繰り返し単位の例[I'-41] 〜
[I'-80] 、[II'-41]〜[II'-80]、[III'-33] 〜[III'-6
4] 、[IV'-35]〜[IV'-68]、[V'-9]〜[V'-16] 、[VI'-9]
〜[VI'-16]を以下に示すが、本発明の内容が決してこ
れらに限られるものではない。
The formula [I] or [II] constituting a resin which is obtained by ring-opening polymerization + reduction or further polymer reaction and which is decomposed by the action of an acid of the present invention and has increased solubility in alkali. A preferred copolymer component formula [II
Examples of repeating units represented by [I] to [VI] [I-1] to [I-4]
0], [II-1] to [II-40], [III-1] to [III-32], [IV-1] to
[IV-34], [V-1] to [V-8], and [VI-1] to [VI-8] are shown below, but the content of the present invention is by no means limited to these. The formula [I '] or [II'], which constitutes a resin which is obtained by non-ring-opening ordinary olefin polymerization and further polymer reaction and which is decomposed by the action of the acid of the present invention and has increased solubility in alkali. ], Preferred copolymer component formula
Examples of repeating units represented by [III '] to [VI'] [I'-41] to
[I'-80], [II'-41]-[II'-80], [III'-33]-[III'-6]
4], [IV'-35]-[IV'-68], [V'-9]-[V'-16], [VI'-9]
To [VI'-16] are shown below, but the content of the present invention is by no means limited to these.

【0048】[0048]

【化18】 Embedded image

【0049】[0049]

【化19】 Embedded image

【0050】[0050]

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【0051】[0051]

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【0052】[0052]

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【0053】[0053]

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【0054】[0054]

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【0055】[0055]

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【0056】[0056]

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【0057】[0057]

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【0058】[0058]

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【0059】[0059]

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【0060】[0060]

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【0061】[0061]

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【0062】[0062]

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【0063】[0063]

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【0064】[0064]

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【0065】[0065]

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【0067】[0067]

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【0068】[0068]

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【0069】[0069]

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【0070】[0070]

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【0071】[0071]

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【0072】[0072]

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【0073】[0073]

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【0074】[0074]

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【0075】[0075]

【化45】 Embedded image

【0076】[0076]

【化46】 Embedded image

【0077】[0077]

【化47】 Embedded image

【0078】このような樹脂は、本発明の効果が有効に
得られる範囲内で、更に以下のような単量体を繰り返し
単位として共重合させることができるが、これらに限定
されるものではない。これにより、前記樹脂に要求され
る性能、特に(1)塗布溶剤に対する溶解性、(2)製
膜性(ガラス転移点)、(3)アルカリ現像性、(4)
膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、(5)未
露光部の基板への密着性、(6)ドライエッチング耐
性、の微調整が可能となる。このような共重合単量体と
しては、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸
エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、
アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類等
から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物
などを挙げることができる。
Such a resin can be further copolymerized as a repeating unit with the following monomers as long as the effects of the present invention can be effectively obtained, but are not limited thereto. . Thereby, the performance required for the resin, particularly (1) solubility in a coating solvent, (2) film-forming property (glass transition point), (3) alkali developability, (4)
Fine adjustment of film loss (hydrophilic / hydrophobic, alkali-soluble group selection), (5) adhesiveness of the unexposed portion to the substrate, and (6) dry etching resistance can be performed. Examples of such a comonomer include acrylates, methacrylates, acrylamides, methacrylamides,
Examples thereof include compounds having one addition-polymerizable unsaturated bond selected from allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, and the like.

【0079】具体的には、例えばアクリル酸エステル
類、例えばアルキル(アルキル基の炭素原子数は1〜1
0のものが好ましい)アクリレート(例えば、アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、ア
クリル酸アミル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル
酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−
t−オクチル、クロルエチルアクリレート、2−ヒドロ
キシエチルアクリレート2,2−ジメチルヒドロキシプ
ロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレ
ート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペン
タエリスリトールモノアクリレート、ベンジルアクリレ
ート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリルアク
リレート、テトラヒドロフルフリルアクリレートな
ど);
Specifically, for example, acrylates such as alkyl (the alkyl group has 1 to 1 carbon atoms)
Acrylates (for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, amyl acrylate, cyclohexyl acrylate, ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, acrylate-
t-octyl, chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate 2,2-dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, benzyl acrylate, methoxybenzyl acrylate, furfuryl acrylate, Tetrahydrofurfuryl acrylate, etc.);

【0080】メタクリル酸エステル類、例えばアルキル
(アルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好まし
い。)メタクリレート(例えばメチルメタクリレート、
エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソ
プロピルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキ
シルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、
ベンジルメタクリレート、クロルベンジルメタクリレー
ト、オクチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、
5−ヒドロキシペンチルメタクリレート、2,2−ジメ
チル−3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、トリメ
チロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリ
トールモノメタクリレート、フルフリルメタクリレー
ト、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなど);
Methacrylic esters, for example, alkyl (preferably having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group) methacrylate (for example, methyl methacrylate,
Ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, amyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate,
Benzyl methacrylate, chlorobenzyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate,
5-hydroxypentyl methacrylate, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl methacrylate, trimethylolpropane monomethacrylate, pentaerythritol monomethacrylate, furfuryl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, etc.);

【0081】アクリルアミド類、例えばアクリルアミ
ド、N−アルキルアクリルアミド、(アルキル基として
は炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘプチル
基、オクチル基、シクロヘキシル基、ヒドロキシエチル
基などがある。)、N,N−ジアルキルアクリルアミド
(アルキル基としては炭素原子数1〜10のもの、例え
ばメチル基、エチル基、ブチル基、イソブチル基、エチ
ルヘキシル基、シクロヘキシル基などがある。)、N−
ヒドロキシエチル−N−メチルアクリルアミド、N−2
−アセトアミドエチル−N−アセチルアクリルアミドな
ど;
Acrylamides, for example, acrylamide, N-alkylacrylamide, (where the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, t-butyl group, heptyl group, octyl Group, cyclohexyl group, hydroxyethyl group, etc.), N, N-dialkylacrylamide (alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, butyl group, isobutyl group, ethylhexyl group, Cyclohexyl group, etc.), N-
Hydroxyethyl-N-methylacrylamide, N-2
-Acetamidoethyl-N-acetylacrylamide and the like;

【0082】メタクリルアミド類、例えばメタクリルア
ミド、N−アルキルメタクリルアミド(アルキル基とし
ては炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチ
ル基、t−ブチル基、エチルヘキシル基、ヒドロキシエ
チル基、シクロヘキシル基などがある。)、N,N−ジ
アルキルメタクリルアミド(アルキル基としてはエチル
基、プロピル基、ブチル基などがある。)、N−ヒドロ
キシエチル−N−メチルメタクリルアミドなど;
Methacrylamides, for example, methacrylamide, N-alkyl methacrylamide (the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, t-butyl, ethylhexyl, hydroxyethyl, cyclohexyl) Groups, etc.), N, N-dialkylmethacrylamide (an alkyl group includes an ethyl group, a propyl group, a butyl group, etc.), N-hydroxyethyl-N-methylmethacrylamide and the like;

【0083】アリル化合物、例えばアリルエステル類
(例えば酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸ア
リル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステア
リン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳
酸アリルなど)、アリルオキシエタノールなど;
Allyl compounds such as allyl esters (eg, allyl acetate, allyl caproate, allyl caprylate, allyl laurate, allyl palmitate, allyl stearate, allyl benzoate, allyl acetoacetate, allyl lactate), allyloxy Ethanol, etc .;

【0084】ビニルエーテル類、例えばアルキルビニル
エーテル(例えばヘキシルビニルエーテル、オクチルビ
ニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシル
ビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エト
キシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテ
ル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニルエー
テル、2−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエ
チルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエー
テル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチル
アミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニ
ルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフ
ルフリルビニルエーテルなど);
Vinyl ethers such as alkyl vinyl ethers (eg, hexyl vinyl ether, octyl vinyl ether, decyl vinyl ether, ethylhexyl vinyl ether, methoxyethyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, chloroethyl vinyl ether, 1-methyl-2,2-dimethylpropyl vinyl ether, 2-ethyl Butyl vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, diethylene glycol vinyl ether, dimethylaminoethyl vinyl ether, diethylaminoethyl vinyl ether, butylaminoethyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, tetrahydrofurfuryl vinyl ether, etc.);

【0085】ビニルエステル類、例えばビニルブチレー
ト、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテー
ト、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニ
ルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジク
ロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブ
トキシアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラ
クテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシ
クロヘキシルカルボキシレートなど;
Vinyl esters such as vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl trimethyl acetate, vinyl diethyl acetate, vinyl valate, vinyl caproate, vinyl chloroacetate, vinyl dichloroacetate, vinyl methoxy acetate, vinyl butoxy acetate, Vinyl acetoacetate, vinyl lactate, vinyl-β-phenylbutyrate, vinylcyclohexylcarboxylate and the like;

【0086】イタコン酸ジアルキル類(例えばイタコン
酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル
など);フマール酸のジアルキルエステル類(例えばジ
ブチルフマレートなど)又はモノアルキルエステル類;
アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、
無水マレイン酸、マレイミド、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、マレイロニトリル等がある。
Dialkyl itaconates (eg, dimethyl itaconate, diethyl itaconate, dibutyl itaconate, etc.); dialkyl esters of fumaric acid (eg, dibutyl fumarate, etc.) or monoalkyl esters;
Acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid,
Examples include maleic anhydride, maleimide, acrylonitrile, methacrylonitrile, maleilenitrile, and the like.

【0087】その他にも、一般式〔I〕又は〔II〕で表
される繰り返し単位と共重合可能である付加重合性の不
飽和化合物であればよい。上記のような更なる単量体に
基づく繰り返し単位の樹脂中の含有量は、一般式〔I〕
又は一般式〔II〕で示される繰り返し構造単位の総モル
数に対して99モル%以下が好ましく、より好ましくは
90モル%以下、さらに好ましくは80モル%以下であ
る。99モル%を越えると本発明の効果が十分に発現し
ないため好ましくない。
In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound copolymerizable with the repeating unit represented by the general formula [I] or [II] may be used. The content of the repeating unit based on the further monomer as described above in the resin is represented by the general formula [I]
Alternatively, it is preferably at most 99 mol%, more preferably at most 90 mol%, even more preferably at most 80 mol%, based on the total number of moles of the repeating structural units represented by the general formula [II]. If it exceeds 99 mol%, the effect of the present invention is not sufficiently exhibited, so that it is not preferable.

【0088】上記本発明に係わる樹脂の重量平均分子量
は好ましくは、2,000〜200,000である。重
量平均分子量が2,000未満では耐熱性やドライエッ
チング耐性の劣化が見られるため余り好ましくなく、2
00,000を越えると現像性が劣化したり、粘度が極
めて高くなるため製膜性が劣化するなど余り好ましくな
い結果を生じる。
The weight average molecular weight of the resin according to the present invention is preferably from 2,000 to 200,000. When the weight average molecular weight is less than 2,000, heat resistance and dry etching resistance are deteriorated.
If it exceeds 000, a very unfavorable result such as deterioration of the developability and an extremely high viscosity will result in deterioration of the film-forming property.

【0089】本発明におけるポジ型フォトレジスト組成
物は、主として上記のような樹脂と光酸発生剤を含む。
上記のような樹脂の組成物全体中の添加量は、全レジス
ト固形分中40〜99重量%が好ましく、より好ましく
は50〜97重量%である。
The positive photoresist composition of the present invention mainly contains the above resin and a photoacid generator.
The addition amount of the above resin in the entire composition is preferably from 40 to 99% by weight, more preferably from 50 to 97% by weight, based on the total resist solids.

【0090】次に、ポジ型フォトレジスト組成物におけ
る光酸発生剤について説明する。光酸発生剤は2つの性
質を満たすことが必要である。すなわち、(1)露光光
に対する透明性(但し、光ブリーチ性がない場合)と、
(2)レジスト感度を確保するための十分な光分解性で
ある。しかし、このような矛盾する必要要件を満たす分
子設計指針は明確でないのが現状であるが、例えば次の
ような例を挙げることができる。すなわち、特開平7−
25846号公報、特開平7−28237号公報、特開
平7−92675号公報、特開平8−27102号公報
に記載の2−オキソシクロヘキシル基を有する脂肪族ア
ルキスルフォニウム塩類、および、N−ヒドロキシスク
シンイミドスルフォネート類などを挙げることができ
る。さらには J. Photopolym. Sci. Technol., Vol 7,
No3, p 423 (1994) 等に記載があり、下記一般式(VI)
で示すことができるスルフォニウム塩、下記一般式(VI
I)で示すことができるジスルフォン類、下記一般式(VI
II)で表される化合物などを挙げることができる。
Next, the photoacid generator in the positive photoresist composition will be described. The photoacid generator needs to satisfy two properties. That is, (1) transparency to exposure light (however, when there is no light bleaching property);
(2) Sufficient photodegradability to ensure resist sensitivity. However, at present, there is no clear guideline for molecular design that satisfies such contradictory requirements. For example, the following examples can be given. That is, JP-A-7-
JP-A-25846, JP-A-7-28237, JP-A-7-92675, and JP-A-8-27102, aliphatic alkulfonium salts having a 2-oxocyclohexyl group, and N-hydroxy Succinimide sulfonates and the like can be mentioned. Furthermore, J. Photopolym. Sci. Technol., Vol 7,
No. 3, p 423 (1994) etc., and the following general formula (VI)
A sulfonium salt represented by the following general formula (VI
Disulfones represented by the formula (I), represented by the following general formula (VI
And the compounds represented by II).

【0091】[0091]

【化48】 Embedded image

【0092】ここで、R12〜R15は各々アルキル基、環
状アルキル基を表す。これらは互いに同じでも異なって
もよい。また、下記一般式(IX)で示されるN−ヒドロ
キシマレインイミドスルフォネート類も好適である。
Here, R 12 to R 15 each represent an alkyl group or a cyclic alkyl group. These may be the same or different from each other. Further, N-hydroxymaleimide sulphonates represented by the following general formula (IX) are also suitable.

【0093】[0093]

【化49】 Embedded image

【0094】ここでR16、R17は、同じでも異なっても
よく、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基またはシ
クロアルキル基を表す。R16とR17とがアルキレン基を
介して結合し、環を形成していてもよい。R18は、アル
キル基、ペルフルオロアルキル基、シクロアルキル基ま
たは樟脳置換体を表す。このようなN−ヒドロキシマレ
インイミドスルフォネート類は光感度の点で特に好まし
い。
Here, R 16 and R 17 may be the same or different and represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group. R 16 and R 17 may be bonded via an alkylene group to form a ring. R 18 represents an alkyl group, a perfluoroalkyl group, a cycloalkyl group or a substituted camphor. Such N-hydroxymaleimide sulphonates are particularly preferred in terms of photosensitivity.

【0095】上記一般式(IX)におけるR16、R17にお
ける炭素数1〜6個のアルキル基としては、メチル基、
エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル
基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、
n−ヘキシル基を挙げることができる。中でも好ましい
のはメチル基、エチル基、プロピル基であり、メチル
基、エチル基が更に好ましい。炭素数6個以下のシクロ
アルキル基としてはシクロプロピル基、シクロペンチル
基、シクロヘキシル基を挙げることができる。好ましく
はシクロペンチル基、シクロヘキシル基である。R16
17がアルキレン鎖により互いに環を形成する場合とし
ては、例えばシクロヘキシル基、ノルボルニル基、トリ
シクロデカニル基を形成する場合などを挙げることがで
きる。
The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms for R 16 and R 17 in the general formula (IX) includes a methyl group,
Ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n-pentyl group,
An n-hexyl group can be mentioned. Among them, preferred are a methyl group, an ethyl group and a propyl group, and a methyl group and an ethyl group are more preferred. Examples of the cycloalkyl group having 6 or less carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group. Preferably, they are a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. R 16 ,
Examples of the case where R 17 forms a ring with each other by an alkylene chain include a case where a cyclohexyl group, a norbornyl group, and a tricyclodecanyl group are formed.

【0096】R18のアルキル基としてはメチル基、エチ
ル基、プロピル基を初めとする直鎖状の炭素数1〜20
個のアルキル基や、イソプロピル基、イソブチル基、t
ert−ブチル基、ネオペンチル基を初めとする分岐し
た炭素数1〜20個のアルキル基を挙げることができ
る。好ましくは炭素数1〜16個の直鎖あるいは分岐し
たアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数4〜15
個の直鎖あるいは分岐したアルキル基である。ペルフル
オロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペン
タフルオロエチル基を初めとする直鎖の炭素数1〜20
個のペルフルオロアルキル基や、ヘプタフルオロイソプ
ロピル基、ノナフルオロtert−ブチル基を初めとする分
岐した炭素数1〜20個のペルフルオロアルキル基を挙
げることができる。好ましくは炭素数1〜16個の直鎖
あるいは分岐したペルフルオロアルキル基である。環状
のアルキル基としてはシクロペンチル基、シクロヘキシ
ル基の様な単環状の環状のアルキル基や、デカリル基、
ノルボルニル基、トリシクロデカニル基のような複数環
状のアルキル基を挙げることができる。
As the alkyl group for R 18 , a straight-chain C 1-20 group such as a methyl group, an ethyl group and a propyl group may be used.
Alkyl groups, isopropyl groups, isobutyl groups, t
Examples thereof include a branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as an tert-butyl group and a neopentyl group. It is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, and more preferably 4 to 15 carbon atoms.
Linear or branched alkyl groups. Examples of the perfluoroalkyl group include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group and other straight-chain carbon atoms having 1 to 20 carbon atoms.
And a branched perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a perfluoroalkyl group, a heptafluoroisopropyl group, and a nonafluoro tert-butyl group. Preferably, it is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms. As the cyclic alkyl group, a monocyclic cyclic alkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, a decalyl group,
Examples thereof include a plurality of cyclic alkyl groups such as a norbornyl group and a tricyclodecanyl group.

【0097】このような光酸発生剤の組成物中の添加量
は、ポジ型フォトレジスト組成物の全固形分中、0.1
〜20重量%が好ましく、より好ましくは0.5〜15
重量%、更に好ましくは1〜10重量%である。
The amount of such a photoacid generator added to the composition is 0.1 to 0.1% of the total solid content of the positive photoresist composition.
To 20% by weight, more preferably 0.5 to 15% by weight.
%, More preferably 1 to 10% by weight.

【0098】本発明のポジ型フォトレジスト組成物に
は、上記のような光酸発生剤以外にも、以下のような光
酸発生剤を併用してもよい。
In the positive photoresist composition of the present invention, the following photoacid generator may be used in addition to the above photoacid generator.

【0099】以下のような併用可能な光酸発生剤の組成
物中の添加量は、ポジ型フォトレジスト組成物全体の固
形分中で2重量%以下であり、更に好ましくは1重量%
以下がよい。たとえば S.I.Schlesinger,Photogr.Sci.E
ng.,18,387(1974)、T.S.Bal etal,Polymer,21,423(198
0) 等に記載のジアゾニウム塩、米国特許第4,069,055
号、同4,069,056 号、同 Re 27,992号、特願平3-140,14
0 号等に記載のアンモニウム塩、D.C.Necker etal,Macr
omolecules,17,2468(1984)、C.S.Wen etal,Teh,Proc.Co
nf.Rad.Curing ASIA,p478 Tokyo,Oct(1988) 、米国特許
第4,069,055 号、同4,069,056 号等に記載のホスホニウ
ム塩、J.V.Crivello etal,Macromorecules,10(6),1307
(1977) 、Chem.&Eng.News,Nov.28,p31(1988) 、欧州特
許第104,143 号、米国特許第339,049 号、同第410,201
号、特開平2-150,848 号、特開平2-296,514号等に記載
のヨードニウム塩、J.V.Crivello etal,Polymer J.17,7
3(1985) 、J.V.Crivello etal.J.Org.Chem.,43,3055(19
78) 、W.R.Watt etal,J.Polymer Sci.,Polymer Chem.E
d.,22,1789(1984) 、J.V.Crivello etal,Polymer Bul
l.,14,279(1985)、J.V.Crivello etal,Macromorecules,
14(5),1141(1981) 、J.V.Crivelloetal,J.PolymerSci.,
Polymer Chem.Ed.,17,2877(1979)、欧州特許第370,693
号、同3,902,114 号、同233,567 号、同297,443 号、同
297,442 号、米国特許第4,933,377 号、同161,811 号、
同410,201 号、同339,049 号、同4,760,013 号、同4,73
4,444 号、同2,833,827 号、獨国特許第2,904,626 号、
同3,604,580 号、同3,604,581 号等に記載のスルホニウ
ム塩、J.V.Crivello etal,Macromorecules,10(6),1307
(1977) 、J.V.Crivello etal,J.PolymerSci.,Polymer C
hem.Ed., 17,1047(1979) 等に記載のセレノニウム塩、
C.S.Wen etal,Teh,Proc.Conf.Rad.Curing ASIA,p478 To
kyo,Oct(1988) 等に記載のアルソニウム塩等のオニウム
塩、米国特許第3,905,815 号、特公昭46-4605 号、特開
昭48-36281号、特開昭55-32070号、特開昭60-239736
号、特開昭61-169835 号、特開昭61-169837 号、特開昭
62-58241号、特開昭62-212401 号、特開昭63-70243号、
特開昭63-298339 号等に記載の有機ハロゲン化合物、K.
Meier etal,J.Rad.Curing,13(4),26(1986)、T.P.Gillet
al,Inorg.Chem.,19,3007(1980)、D.Astruc,Acc.Chem.Re
s.,19(12),377(1896) 、特開平2-161445号等に記載の有
機金属/有機ハロゲン化物、S.Hayase etal,J.Polymer
Sci.,25,753(1987)、 E.Reichmanis etal,J.Pholymer S
ci.,PolymerChem.Ed.,23,1(1985)、 Q.Q.Zhu etal,J.Pho
tochem.,36,85,39,317(1987)、 B.Amit etal,Tetrahedro
n Lett.,(24)2205(1973)、D.H.R.Barton etal,J.Chem So
c.,3571(1965)、 P.M.Collins etal,J.Chem.SoC.,Perkin
I,1695(1975)、 M.Rudinsteinetal,Tetrahedron Lett.,
(17),1445(1975)、 J.W.Walker etalJ.Am.Chem.Soc.,11
0,7170(1988)、 S.C.Busman etal,J.Imaging Technol.,1
1(4),191(1985)、 H.M.Houlihan etal,Macormolecules,2
1,2001(1988)、P.M.Collins etal,J.Chem.Soc.,Chem.Com
mun.,532(1972)、S.Hayase etal,Macromolecules,18,179
9(1985)、 E.Reichmanis etal,J.Electrochem.Soc.,Soli
d State Sci.Technol.,130(6)、 F.M.Houlihan etal,Mac
romolcules,21,2001(1988)、欧州特許第0290,750号、同0
46,083 号、同156,535 号、同271,851 号、同0,388,343
号、 米国特許第3,901,710 号、同4,181,531 号、特開
昭60-198538 号、特開昭53-133022 号等に記載のo−ニ
トロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、M.TUNOOKA
etal,Polymer Preprints Japan,35(8)、G.Berner etal,
J.Rad.Curing,13(4)、 W.J.Mijs etal,Coating Techno
l.,55(697),45(1983),Akzo 、 H.Adachi etal,Polymer
Preprints,Japan,37(3)、欧州特許第0199,672号、同8451
5 号、同199,672 号、同044,115 号、同0101,122号、米
国特許第618,564 号、同4,371,605 号、同4,431,774
号、特開昭64-18143号、特開平2-245756号、特願平3-14
0109号等に記載のイミノスルフォネ−ト等に代表される
光分解してスルホン酸を発生する化合物、特開昭61-166
544 号等に記載のジスルホン化合物を挙げることができ
る。
The amount of the photoacid generator which can be used in combination as described below in the composition is 2% by weight or less, more preferably 1% by weight, in the solid content of the whole positive photoresist composition.
The following is good. For example, SISchlesinger, Photogr.Sci.E
ng., 18,387 (1974), TSBal etal, Polymer, 21,423 (198
0) etc., U.S. Pat.No.4,069,055
No. 4,069,056, Re 27,992, Japanese Patent Application No. 3-140,14
Ammonium salts described in No. 0 etc., DCNecker etal, Macr
omolecules, 17, 2468 (1984), CSwen et al, Teh, Proc. Co.
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3 (1985), JVCrivello et al. J. Org.Chem., 43, 3055 (19
78), WRWatt et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. E
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14 (5), 1141 (1981), JVCrivelloetal, J. PolymerSci.,
Polymer Chem.Ed., 17,2877 (1979), EP 370,693
No. 3,902,114, No. 233,567, No. 297,443, No.
Nos. 297,442; U.S. Pat.Nos. 4,933,377; 161,811;
No. 410,201, No. 339,049, No. 4,760,013, No. 4,73
No. 4,444, No. 2,833,827, Dokoku Patent No. 2,904,626,
The sulfonium salts described in JP-A-3,604,580 and JP-A-3,604,581, etc., JVCrivello et al., Macromorecules, 10 (6), 1307
(1977), JVCrivello et al., J. PolymerSci., Polymer C
hem.Ed., 17,1047 (1979) and the like,
CSWen etal, Teh, Proc.Conf.Rad.Curing ASIA, p478 To
kyo, Oct (1988) and the like, onium salts such as arsonium salts, U.S. Pat.No. 3,905,815, JP-B-46-4605, JP-A-48-36281, JP-A-55-32070, JP-A-60-160 -239736
No., JP-A-61-169835, JP-A-61-169837, JP-A-61-169837
No. 62-58241, JP-A-62-212401, JP-A-63-70243,
Organic halogen compounds described in JP-A-63-298339, etc.
Meier et al., J. Rad. Curing, 13 (4), 26 (1986), TPGillet
al, Inorg.Chem., 19, 3007 (1980), D. Astruc, Acc.
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Sci., 25, 753 (1987), E. Reichmanis et al., J. Pholimer S
ci., PolymerChem. Ed., 23, 1 (1985), QQZhu et al., J. Pho
tochem., 36, 85, 39, 317 (1987), B. Amit etal, Tetrahedro
n Lett., (24) 2205 (1973), DHR Barton et al., J. Chem So
c., 3571 (1965), PMCollins et al., J. Chem.SoC., Perkin
I, 1695 (1975), M. Rudinsteinetal, Tetrahedron Lett.,
(17), 1445 (1975), JWWalker etal J. Am. Chem. Soc., 11
0,7170 (1988), SCBusman et al., J. Imaging Technol., 1
1 (4), 191 (1985), HMHoulihan et al, Macormolecules, 2
1,2001 (1988), PMCollins et al., J. Chem. Soc., Chem. Com
mun., 532 (1972), S. Hayase et al, Macromolecules, 18, 179.
9 (1985), E. Reichmanis et al., J. Electrochem. Soc., Soli
d State Sci.Technol., 130 (6), FMHoulihan et al, Mac
romolcules, 21, 2001 (1988), European Patent No. 0290,750, ibid.
46,083, 156,535, 271,851, 0,388,343
No. 3,901,710, U.S. Pat.No. 4,181,531, JP-A-60-198538, JP-A-53-133022, etc.
etal, Polymer Preprints Japan, 35 (8), G. Berner etal,
J.Rad.Curing, 13 (4), WJMijs etal, Coating Techno
l., 55 (697), 45 (1983), Akzo, H. Adachi et al, Polymer
Preprints, Japan, 37 (3), European Patent Nos. 0199,672 and 8451
No. 5, 199,672, 044,115, 0101, 122, U.S. Patent Nos. 618,564, 4,371,605, 4,431,774
No., JP-A-64-18143, JP-A-2-245756, Japanese Patent Application No. 3-14
Compounds that generate sulfonic acid upon photolysis, such as iminosulfonates described in JP-A-61-166.
And the disulfone compound described in JP-A-544.

【0100】また、これらの光により酸を発生する基、
あるいは化合物をポリマーの主鎖または側鎖に導入した
化合物、たとえば、M.E.Woodhouse etal,J.Am.Chem.So
c.,104,5586(1982) 、S.P.Pappas etal,J.Imaging Sc
i.,30(5),218(1986) 、S.Kondoetal,Makromol.Chem.,Ra
pid Commun.,9,625(1988)、Y.Yamada etal,Makromol.C
hem.,152,153,163(1972) 、J.V.Crivello etal,J.Polym
erSci.,Polymer Chem.Ed., 17,3845(1979) 、米国特許
第3,849,137 号、獨国特許第3914407 号、特開昭63-266
53号、特開昭55-164824 号、特開昭62-69263号、特開昭
63-146038 号、特開昭63-163452 号、特開昭62-153853
号、特開昭63-146029 号等に記載の化合物を用いること
ができる。
Further, a group that generates an acid by these lights,
Alternatively, a compound having a compound introduced into a main chain or a side chain of a polymer, for example, MEWoodhouse et al., J. Am. Chem.
c., 104, 5586 (1982), SPPappas et al, J. Imaging Sc
i., 30 (5), 218 (1986), S. Kondoetal, Makromol.Chem., Ra
pid Commun., 9,625 (1988), Y.Yamada et al., Makromol.C
hem., 152, 153, 163 (1972), JVCrivello etal, J. Polym
erSci., Polymer Chem. Ed., 17,3845 (1979), U.S. Patent No. 3,849,137, Dokoku Patent No. 3,914,407, JP-A-63-266.
No. 53, JP-A-55-164824, JP-A-62-69263, JP-A-Showa
63-146038, JP-A-63-163452, JP-A-62-153853
And the compounds described in JP-A-63-146029 and the like can be used.

【0101】さらにV.N.R.Pillai,Synthesis,(1),1(198
0)、A.Abad etal,Tetrahedron Lett.,(47)4555(1971)、
D.H.R.Barton etal,J.Chem.Soc.,(C),329(1970) 、米国
特許第3,779,778 号、欧州特許第126,712 号等に記載の
光により酸を発生する化合物も使用することができる。
Further, VNRPillai, Synthesis, (1), 1 (198
0), A. Abad etal, Tetrahedron Lett., (47) 4555 (1971),
DHR Barton et al., J. Chem. Soc., (C), 329 (1970), U.S. Pat. No. 3,779,778, EP 126,712, and the like, can also be used compounds which generate an acid by light.

【0102】上記併用可能な活性光線または放射線の照
射により分解して酸を発生する化合物の中で、特に有効
に用いられるものについて以下に説明する。 (1)トリハロメチル基が置換した下記一般式(PAG
1)で表されるオキサゾール誘導体または一般式(PA
G2)で表されるS−トリアジン誘導体。
Among the above compounds which can be used together and which generate an acid by being decomposed by irradiation with actinic rays or radiation, those which are particularly effectively used are described below. (1) The following general formula (PAG) substituted with a trihalomethyl group
The oxazole derivative represented by 1) or the general formula (PA)
An S-triazine derivative represented by G2).

【0103】[0103]

【化50】 Embedded image

【0104】式中、R201 は置換もしくは未置換のアリ
ール基、アルケニル基、R202 は置換もしくは未置換の
アリール基、アルケニル基、アルキル基、−C(Y)3
しめす。Yは塩素原子または臭素原子を示す。具体的に
は以下の化合物を挙げることができるがこれらに限定さ
れるものではない。
In the formula, R 201 represents a substituted or unsubstituted aryl group or alkenyl group, and R 202 represents a substituted or unsubstituted aryl group, alkenyl group, alkyl group or —C (Y) 3 . Y represents a chlorine atom or a bromine atom. Specific examples include the following compounds, but the present invention is not limited thereto.

【0105】[0105]

【化51】 Embedded image

【0106】[0106]

【化52】 Embedded image

【0107】[0107]

【化53】 Embedded image

【0108】(2)下記の一般式(PAG3)で表され
るヨードニウム塩、または一般式(PAG4)で表され
るスルホニウム塩。
(2) An iodonium salt represented by the following general formula (PAG3) or a sulfonium salt represented by the following general formula (PAG4).

【0109】[0109]

【化54】 Embedded image

【0110】式中、Ar1 、Ar2 は各々独立に置換も
しくは未置換のアリール基を示す。ここで、好ましい置
換基としては、アルキル基、ハロアルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、カル
ボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヒロドキシ基、
メルカプト基およびハロゲン原子が挙げられる。
In the formula, Ar 1 and Ar 2 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group. Here, preferred substituents include an alkyl group, a haloalkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a nitro group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, a hydroxy group,
And mercapto groups and halogen atoms.

【0111】R203 、R204 、R205 は各々独立に、置
換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。好
ましくは、炭素数6〜14のアリール基、炭素数1〜8
のアルキル基およびそれらの置換誘導体である。好まし
い置換基としては、アリール基に対しては炭素数1〜8
のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルキル基、ニトロ
基、カルボキシル基、ヒロドキシ基およびハロゲン原子
であり、アルキル基に対しては炭素数1〜8のアルコキ
シ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基であ
る。
R 203 , R 204 and R 205 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group. Preferably, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms
And substituted derivatives thereof. Preferred substituents are those having 1 to 8 carbon atoms for the aryl group.
And an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a nitro group, a carboxyl group, a hydroxy group and a halogen atom, and an alkyl group is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a carboxyl group and an alkoxycarbonyl group. .

【0112】Z- は対アニオンを示し、CF3 SO3 -
等のパーフルオロアルカンスルホン酸アニオン、ペンタ
フルオロベンゼンスルホン酸アニオンを示す。またR
203 、R204 、R205 のうちの2つおよびAr1 、Ar
2 はそれぞれの単結合または置換基を介して結合しても
よい。具体例としては以下に示す化合物が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
[0112] Z - represents a counter anion, CF 3 SO 3 -
And the like, such as perfluoroalkanesulfonic acid anions and pentafluorobenzenesulfonic acid anions. Also R
Two of 203 , R 204 and R 205 and Ar 1 and Ar
2 may be bonded via each single bond or a substituent. Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.

【0113】[0113]

【化55】 Embedded image

【0114】[0114]

【化56】 Embedded image

【0115】[0115]

【化57】 Embedded image

【0116】[0116]

【化58】 Embedded image

【0117】[0117]

【化59】 Embedded image

【0118】[0118]

【化60】 Embedded image

【0119】[0119]

【化61】 Embedded image

【0120】[0120]

【化62】 Embedded image

【0121】一般式(PAG3)、(PAG4)で示さ
れる上記オニウム塩は公知であり、たとえばJ.W.Knapcz
yk etal,J.Am.Chem.Soc.,91,145(1969) 、A.L.Maycok e
tal,J.Org.Chem.,35,2532,(1970)、E.Goethas etal ,Bu
ll.Soc.Chem.Belg.,73,546,(1964) 、H.M.Leicester 、
J.Ame.Chem.Soc.,51,3587(1929) 、J.V.Crivello etal,
J.Polym.Chem.Ed.,18,2677(1980)、米国特許第2,807,64
8 号および同4,247,473 号、特開昭53-101,331号等に記
載の方法により合成することができる。 (3)下記一般式(PAG5)で表されるジスルホン誘
導体または一般式(PAG6)で表されるイミノスルホ
ネート誘導体。
The above onium salts represented by the general formulas (PAG3) and (PAG4) are known, for example, JWKnapcz
yk etal, J. Am. Chem. Soc., 91, 145 (1969), ALMaycoke
tal, J. Org.Chem., 35, 2532, (1970), E. Goethas et al, Bu
ll.Soc.Chem.Belg., 73,546, (1964), HM Leicester,
J. Ame. Chem. Soc., 51, 3587 (1929), JVCrivello etal,
J. Polym. Chem. Ed., 18,2677 (1980), U.S. Pat.
It can be synthesized by the methods described in JP-A Nos. 8 and 4,247,473 and JP-A-53-101,331. (3) Disulfone derivatives represented by the following general formula (PAG5) or iminosulfonate derivatives represented by the following general formula (PAG6).

【0122】[0122]

【化63】 Embedded image

【0123】式中、Ar3 、Ar4 は各々独立に置換も
しくは未置換のアリール基を示す。R206 は置換もしく
は未置換のアルキル基、アリール基を示す。Aは置換も
しくは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリー
レン基を示す。具体例としては以下に示す化合物が挙げ
られるが、これらに限定されるものではない。
In the formula, Ar 3 and Ar 4 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group. R 206 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group. A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, alkenylene group, or arylene group. Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.

【0124】[0124]

【化64】 Embedded image

【0125】[0125]

【化65】 Embedded image

【0126】[0126]

【化66】 Embedded image

【0127】[0127]

【化67】 Embedded image

【0128】[0128]

【化68】 Embedded image

【0129】ポジ型フォトレジスト組成物には系のアル
カリ溶解性を向上させる目的や、系のガラス転移温度を
調節し、膜がもろくなったり、耐熱性が劣化したりする
ことを防ぐ目的で適当なアルカリ可溶性の低分子化合物
を添加してもよい。このアルカリ可溶性低分子化合物と
しては、ジアルキルスルフォンアミド化合物やジアルキ
ルスルフォニルイミド(−SO2 −NH−CO−)化合
物、ジアルキルジスルフォニルイミド(−SO2 −NH
−SO2 −)化合物などの分子内に酸性基を含有する化
合物を挙げることができる。このアルカリ可溶性の低分
子化合物の含有量は、上記バインダー樹脂に対して、4
0重量%以下が好ましく、より好ましくは30重量%以
下であり、更に好ましくは25重量%以下である。
The positive photoresist composition is suitable for the purpose of improving the alkali solubility of the system, or adjusting the glass transition temperature of the system to prevent the film from becoming brittle or from deteriorating the heat resistance. An alkali-soluble low molecular weight compound may be added. Examples of the alkali-soluble low molecular weight compound include a dialkyl sulfonamide compound, a dialkyl sulfonyl imide (—SO 2 —NH—CO—) compound, and a dialkyl disulfonyl imide (—SO 2 —NH
Compounds containing an acidic group in the molecule, such as —SO 2 —) compounds, may be mentioned. The content of the alkali-soluble low molecular compound is 4 to the binder resin.
The content is preferably 0% by weight or less, more preferably 30% by weight or less, and further preferably 25% by weight or less.

【0130】本発明に用いる遠紫外線露光用ポジ型フォ
トレジスト組成物には、必要に応じて更に酸分解性溶解
阻止化合物、染料、可塑剤、界面活性剤、光増感剤、有
機塩基性化合物、及び現像液に対する溶解性を促進させ
る化合物等を含有させることができる。
The positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure used in the present invention may further contain, if necessary, an acid-decomposable dissolution inhibiting compound, a dye, a plasticizer, a surfactant, a photosensitizer, and an organic basic compound. And a compound that promotes solubility in a developing solution.

【0131】本発明における組成物は、上記各成分を溶
解する溶媒に溶かして支持体上に塗布する。ここで使用
する溶媒としては、エチレンジクロライド、シクロヘキ
サノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチ
ロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコール
モノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエ
ーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリ
コールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリ
コールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳
酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、
エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピル
ビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチル
ホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロ
リドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶
媒を単独あるいは混合して使用する。
The composition of the present invention is dissolved in a solvent in which each of the above components is dissolved, and coated on a support. As the solvent used here, ethylene dichloride, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate , Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate,
Ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like are preferable, and these solvents are used alone or in combination.

【0132】上記の中でも、好ましい溶媒としては2−
ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、エチレングリコール
モノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエ
ーテル、エチ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、乳酸メチル、乳
酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロ
ピオン酸エチル、N−メチルピロリドン、テトラヒドロ
フランを挙げることができる。
Among the above, preferred solvents are 2-
Heptanone, γ-butyrolactone, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, methyl lactate, ethyl lactate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate , N-methylpyrrolidone and tetrahydrofuran.

【0133】上記溶媒に界面活性剤を加えることもでき
る。具体的には、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
シエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイ
ルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル
類、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、
ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリ
オキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシ
エチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー
類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミ
テート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノ
オレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタント
リステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリ
オキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシ
エチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチ
レンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレン
ソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビ
タントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタ
ン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフト
ップEF301,EF303,EF352(新秋田化成
(株)製)、メガファックF171,F173 (大日
本インキ(株)製)、フロラ−ドFC430,FC43
1(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG71
0,サーフロンS−382,SC101,SC102,
SC103,SC104,SC105,SC106(旭
硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロ
キサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)や
アクリル酸系もしくはメタクリル酸系(共)重合ポリフ
ローNo.75,No.95(共栄社油脂化学工業
(株)製)等を挙げることができる。これらの界面活性
剤の配合量は、本発明の組成物中の固形分100重量部
当たり、通常、2重量部以下、好ましくは1重量部以下
である。これらの界面活性剤は単独で添加してもよい
し、また、いくつかの組み合わせで添加することもでき
る。
A surfactant may be added to the above solvents. Specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenol ether,
Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as polyoxyethylene nonylphenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, Sorbitan fatty acid esters such as sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate Surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as acrylates and the like, F-top EF301, E 303, EF352 (manufactured by Shin Akita Kasei Co., Ltd.), Megafac F171, F173 (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), Flora - de FC430, FC43
1 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Asahi Guard AG71
0, Surflon S-382, SC101, SC102,
Fluorinated surfactants such as SC103, SC104, SC105, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and acrylic or methacrylic (co) polymerized polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo KK) and the like. The amount of these surfactants is usually 2 parts by weight or less, preferably 1 part by weight or less, per 100 parts by weight of the solids in the composition of the present invention. These surfactants may be added alone or in some combination.

【0134】得られた化学増幅型レジスト組成物溶液を
基板上に塗布する。ここで使用する基板は、半導体装置
及びその他の装置において通常用いられているものであ
れば、いずれのものでもよい。具体的には、シリコン、
酸化膜、ポリシリコン、窒化膜、アルミニウムなどをあ
げることができる。これらの基板は、すでに回路が作成
されていてもよい。これらの基板は、場合によっては、
レジスト組成物との密着性を向上させるために、例えば
ヘキサメチルジシラザン(HMDS)などのような密着
促進剤で前処理しておくことが好ましい。また、必要に
応じて基板上に有機の反射防止膜を塗布したものを使用
してもよい。反射防止膜としてはブレーーワーサイエン
ス社(Brewer Science)製のDUVシリーズなどが挙げ
られるが、これに限定されるものでない。
The resulting chemically amplified resist composition solution is applied on a substrate. The substrate used here may be any substrate that is commonly used in semiconductor devices and other devices. Specifically, silicon,
Examples include an oxide film, polysilicon, a nitride film, and aluminum. These substrates may have circuits already created. These substrates may, in some cases,
In order to improve the adhesion with the resist composition, it is preferable to pre-treat with an adhesion promoter such as hexamethyldisilazane (HMDS). Alternatively, a substrate coated with an organic antireflection film as necessary may be used. Examples of the antireflection film include a DUV series manufactured by Brewer Science, but are not limited thereto.

【0135】レジスト組成物溶液の塗布は、スピンコー
タ、デイップコータ、ローラコータなどのような常用の
塗布装置を使用して行うことができる。形成されるレジ
スト膜の膜厚は、そのレジスト組成物膜の使途などに応
じて適宜設定できるものであり、通常約0.25〜2.
0μmの範囲である。次いで、形成されたレジスト組成
物膜を活性光線又は放射線をパターン状に選択的に露光
する前に、約80〜165℃、好ましくは約90〜15
5℃の温度で約60〜180秒間にわたってプリベーク
することが好ましい。このプリベークには、例えばホッ
トプレートのような加熱手段を用いることができる。
The application of the resist composition solution can be performed by using a conventional coating apparatus such as a spin coater, a dip coater, a roller coater and the like. The thickness of the formed resist film can be appropriately set according to the use of the resist composition film and the like.
The range is 0 μm. Next, before the formed resist composition film is selectively exposed to actinic rays or radiation in a pattern, the temperature is about 80 to 165 ° C, preferably about 90 to 15 ° C.
Prebaking at a temperature of 5 ° C. for about 60 to 180 seconds is preferred. For this pre-bake, for example, a heating means such as a hot plate can be used.

【0136】また、レジスト組成物膜の上にさらにトッ
プコート膜(保護膜)を施してもよい。この場合には、
例えば、オレフィン樹脂の溶液をスピンコート法により
レジスト膜上に塗布し、100℃前後の温度でベーキン
グを行うことによって、トップコート膜とすることがで
きる。レジスト組成物膜のプリベーク後、そのレジスト
膜を常用の露光装置で活性光線又は放射線でパターン状
に露光する。適当な露光装置は、市販の紫外線(遠紫外
線・真空紫外線)露光装置、X線露光装置、電子ビーム
露光装置、エキシマステッパ、その他である。露光条件
は、その都度、適当な条件を選択することができる。
A top coat film (protective film) may be further provided on the resist composition film. In this case,
For example, a top coat film can be formed by applying a solution of an olefin resin onto a resist film by spin coating and performing baking at a temperature of about 100 ° C. After pre-baking the resist composition film, the resist film is exposed to actinic rays or radiation in a pattern using a conventional exposure apparatus. Suitable exposure apparatuses are commercially available ultraviolet (far ultraviolet / vacuum ultraviolet) exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, excimer steppers, and the like. As the exposure condition, an appropriate condition can be selected each time.

【0137】次いで、露光後のレジスト組成物膜を、現
像工程に先がけて、露光後ベーク(PEB:Post
Exposure Bake)することが好ましい。こ
の露光後ベークによって、酸を触媒とした保護基の脱離
反応を生じさせることができる。この露光後ベークは、
先のプリベークと同様にして行うことができる。例え
ば、ベーク温度は約60〜150℃、好ましくは約10
0〜150℃である。なお、トップコート膜を併用して
いる場合には、この露光後ベークの後であって現像の
前、例えば有機溶剤によってそれを剥離除去する。
Next, the exposed resist composition film was subjected to a post-exposure bake (PEB: Post) prior to the developing step.
Exposure Bake) is preferable. By the post-exposure bake, an acid-catalyzed elimination reaction of the protecting group can be caused. This post-exposure bake
This can be performed in the same manner as in the previous pre-bake. For example, the baking temperature is about 60 to 150 ° C, preferably about 10 ° C.
0-150 ° C. When a top coat film is used in combination, after the post-exposure bake and before the development, it is removed by, for example, an organic solvent.

【0138】露光後ベークを完了した後、露光後のレジ
スト組成物膜を、界面活性剤の存在下において有機アル
カリ水溶液で現像する。界面活性剤は、予め現像液中に
含まれていてもよく、また、現像の前あるいはその途中
に現像液中に添加されてもよい。本発明において、界面
活性剤としては、炭素数3個以上のアルキル基を有する
界面活性剤が好ましい。ここで、炭素数3個以上のアル
キル基は、好ましくは3〜20個の炭素原子を有してい
るアルキル基であり、例えばプロピル基、ブチル基、ペ
ンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル
基、ペンタデシル基、オクタデシル基、エイコシル基な
どを表す。このアルキル基としては、好ましくは炭素数
3〜16個であり、より好ましくは3〜16個である。
アルキル基は、必要に応じて、任意の置換基で置換され
ていてもよい。
After completion of the post-exposure bake, the exposed resist composition film is developed with an organic alkali aqueous solution in the presence of a surfactant. The surfactant may be contained in the developer in advance, or may be added to the developer before or during the development. In the present invention, as the surfactant, a surfactant having an alkyl group having 3 or more carbon atoms is preferable. Here, the alkyl group having 3 or more carbon atoms is preferably an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, for example, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a nonyl group. , Decyl, pentadecyl, octadecyl, eicosyl and the like. The alkyl group preferably has 3 to 16 carbon atoms, and more preferably 3 to 16 carbon atoms.
The alkyl group may be substituted with an optional substituent, if necessary.

【0139】本発明において、界面活性剤は、カチオン
系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性イオン系界
面活性剤あるいは非イオン系界面活性剤のいずれであっ
てもよい。必要に応じて、2種類もしくはそれ以上の界
面活性剤を組み合わせて使用してもよい。以下に本発明
において好適に使用することのできる界面活性剤の例を
示す。なお、下記の一般式において、Ra1は、それぞ
れ、任意の置換基を表し、但し、それらの基の少なくと
も1個は、上述のような3個以上の炭素原子を有してい
る高級アルキル基であり、Ra2は、上述のような3個以
上の炭素原子を有している高級アルキル基であり、Mは
アンモニウムイオンであり、そしてXは、塩素原子、ヨ
ウ素原子、フッ素原子、BF4 、BF6 、PF6 、As
6 、SbF6 、CF 3 SO3 、ClO4 等が挙げられ
る。 カチオン系界面活性剤 ピリジニウム塩:
In the present invention, the surfactant is a cation
Surfactant, anionic surfactant, zwitterionic field
Either a surfactant or a nonionic surfactant
You may. Two or more fields as required
A surfactant may be used in combination. The present invention is described below.
Examples of surfactants that can be suitably used in
Show. In the following general formula, Ra1Each
And represents an optional substituent, provided that at least
Also have at least three carbon atoms as described above.
A higher alkyl group;a2Is three or more as described above.
Is a higher alkyl group having the above carbon atoms, and M is
X is a chlorine atom,
Iodine atom, fluorine atom, BFFour , BF6 , PF6 , As
F6 , SbF6 , CF Three SOThree , ClOFour Etc.
You. Cationic surfactant Pyridinium salt:

【0140】[0140]

【化69】 Embedded image

【0141】アルキルアミン塩:Alkylamine salt:

【0142】[0142]

【化70】 Embedded image

【0143】第4級アンモニウム塩:Quaternary ammonium salt:

【0144】[0144]

【化71】 Embedded image

【0145】アニオン系界面活性剤 アルキルベンゼンスルホン酸塩:Anionic Surfactant Alkylbenzene Sulfonate:

【0146】[0146]

【化72】 Embedded image

【0147】高級アルキルスルホン酸塩:Higher alkyl sulfonates:

【0148】[0148]

【化73】 Embedded image

【0149】高級脂肪酸塩:Higher fatty acid salts:

【0150】[0150]

【化74】 Embedded image

【0151】アルキル燐酸塩:Alkyl phosphate:

【0152】[0152]

【化75】 Embedded image

【0153】アルキル硫酸塩:Alkyl sulfate:

【0154】[0154]

【化76】 Embedded image

【0155】アルキルナフタレンスルホン酸塩:Alkyl naphthalene sulfonate:

【0156】[0156]

【化77】 Embedded image

【0157】ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸
塩:
Polyoxyethylene alkyl ether sulfate:

【0158】[0158]

【化78】 Embedded image

【0159】両性イオン系界面活性剤 アルキルベタイン:Zwitterionic surfactant Alkyl betaine:

【0160】[0160]

【化79】 Embedded image

【0161】アミノ酸型:Amino acid type:

【0162】[0162]

【化80】 Embedded image

【0163】アルキルイミダゾリン誘導体:Alkyl imidazoline derivative:

【0164】[0164]

【化81】 Embedded image

【0165】非イオン系界面活性剤 ポリオキシエチレンアルキルエーテル:Nonionic surfactant Polyoxyethylene alkyl ether:

【0166】[0166]

【化82】 Embedded image

【0167】脂肪酸ソルビタン:Fatty acid sorbitan:

【0168】[0168]

【化83】 Embedded image

【0169】脂肪酸グリセリン:Fatty acid glycerin:

【0170】[0170]

【化84】 Embedded image

【0171】ポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テル:
Polyoxyethylene alkyl phenyl ether:

【0172】[0172]

【化85】 Embedded image

【0173】脂肪酸アルカノールアミド:Fatty acid alkanolamides:

【0174】[0174]

【化86】 Embedded image

【0175】脂肪酸ポリエチレングリコール:Fatty acid polyethylene glycol:

【0176】[0176]

【化87】 Embedded image

【0177】その他 アセチレンアルコール:Other acetylene alcohols:

【0178】[0178]

【化88】 Embedded image

【0179】ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン
アルキルエーテル:
Polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether:

【0180】[0180]

【化89】 Embedded image

【0181】本発明においては、上記式WXX及びWX
XIで示される界面活性剤が本発明の効果が顕著になる
点で好ましい。上記式WXX及びWXXIにおいて、
m、nは各々1以上の数を表し、それらの分子量が50
0〜10000に成るような数であり、それは好ましく
は1000〜8000であり、より好ましくは1500
〜5000である。現像液として使用する有機アルカリ
水溶液は、この技術分野において常用のアルカリ水溶液
を使用することができる。例えば、現像剤としての、次
式のアンモニウム化合物:
In the present invention, the above formulas WXX and WX
The surfactant represented by XI is preferable in that the effect of the present invention becomes remarkable. In the above formulas WXX and WXXI,
m and n each represent a number of 1 or more, and their molecular weight is 50
A number such as 0 to 10000, preferably 1000 to 8000, more preferably 1500
~ 5000. As the organic alkali aqueous solution used as the developer, an alkali aqueous solution commonly used in this technical field can be used. For example, an ammonium compound of the following formula as a developer:

【0182】[0182]

【化90】 Embedded image

【0183】(上式において、R1 、R2 、R3 及びR
4は、それぞれ、置換基を有していてもよい炭化水素基
を表し、R1〜R4のうち少なくとも1つは、炭素数2〜
6個のアルキル基を表す。) 次式のモルフォリン化合物:
(In the above formula, R 1 , R 2 , R 3 and R
4 represents a hydrocarbon group which may have a substituent, and at least one of R 1 to R 4 has 2 to 2 carbon atoms.
Represents six alkyl groups. ) A morpholine compound of the formula:

【0184】[0184]

【化91】 Embedded image

【0185】(上式において、R1 は、水素原子を表す
かもしくは任意の置換基、例えばアルキル基、例えばエ
チル基を表す)又はその混合物の水溶液又はアルコール
溶液を含む現像液を有利に使用することができる。現像
剤としてのアンモニウム化合物の好ましい例は、テトラ
メチルアンモニウムハイドロキシド(TMAH)、テト
ラエチルアンモニウムハイドロキシド(TEAH)、テ
トラブチルアンモニウムハイドロキシド(TBAH)、
テトラプロピルアンモニウムハイドロキシド(TPA
H)、などが挙げられる。また、モルフォリン化合物
は、次式により表されるエチルモルフォリンなどを包含
する。
(In the above formula, R 1 represents a hydrogen atom or an optional substituent such as an alkyl group such as an ethyl group) or a developer containing an aqueous solution or an alcohol solution of a mixture thereof is advantageously used. be able to. Preferred examples of the ammonium compound as a developer include tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide (TEAH), tetrabutylammonium hydroxide (TBAH),
Tetrapropylammonium hydroxide (TPA
H), and the like. Further, the morpholine compound includes ethyl morpholine represented by the following formula.

【0186】[0186]

【化92】 Embedded image

【0187】これらの現像剤を上記した界面活性剤とと
もに水に溶解するかもしくは、例えばメタノール、エタ
ノール、イソプロピルアルコール等のアルコールに溶解
して現像液となす。現像剤及び界面活性剤の添加の順序
は任意に変更可能である。溶解する現像剤の濃度は、一
般的に約0.1〜15重量%の範囲、好ましくは約0.
1〜10重量%の範囲である。また、界面活性剤の濃度
は、有機アルカリ水溶液の有機アルカリの濃度に関し
て、好ましくは約0.01〜1モル当量、さらに好まし
くは約0.01〜0.5モル当量である。現像時間は、
一般的に約1〜5分間の範囲、好ましくは約1〜3分間
の範囲である。現像の結果、レジスト膜の露光域が溶解
除去せしめられて、所望とするレジストパターンを得る
ことができる。最後に、得られたレジストパターンも常
法に従って純水でリンスし、そして乾燥する。
These developers are dissolved in water together with the above-mentioned surfactant, or dissolved in an alcohol such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol or the like to form a developer. The order of adding the developer and the surfactant can be arbitrarily changed. The concentration of the dissolving developer is generally in the range of about 0.1 to 15% by weight, preferably about 0.
It is in the range of 1 to 10% by weight. The concentration of the surfactant is preferably about 0.01 to 1 molar equivalent, more preferably about 0.01 to 0.5 molar equivalent, with respect to the concentration of the organic alkali in the organic alkali aqueous solution. The development time is
Generally, it will be in the range of about 1-5 minutes, preferably in the range of about 1-3 minutes. As a result of development, the exposed area of the resist film is dissolved and removed, and a desired resist pattern can be obtained. Finally, the obtained resist pattern is also rinsed with pure water according to a conventional method, and dried.

【0188】化学増幅型レジストの現像剤として、前記
したアンモニウム化合物又はモルフォリン化合物を用い
ることにより、レジスト樹脂とのなじみやすさ、溶解度
をコントロールして、現像時に発生するストレスの緩和
の帰結として、レジスト膜の剥れやクラックを低減し、
安定したパターニング特性を得ることができる。
By using the above-mentioned ammonium compound or morpholine compound as a developer for the chemically amplified resist, the compatibility with the resist resin and the solubility are controlled, and as a result of the relaxation of the stress generated during the development, Reduce peeling and cracking of resist film,
Stable patterning characteristics can be obtained.

【0189】[0189]

【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。合成例:
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. Synthesis example:

【0190】(1)樹脂Aの合成 欧州特許公報0789278号の合成例2にしたがって
下記構造の樹脂を合成した。得られた樹脂AのGPC測
定を行ったところ、標準ポリヒドロキシスチレン換算で
の重量平均分子量は33,000であった。 樹脂A
(1) Synthesis of Resin A A resin having the following structure was synthesized according to Synthesis Example 2 of European Patent Publication No. 0789278. GPC measurement of the obtained resin A showed that the weight average molecular weight in terms of standard polyhydroxystyrene was 33,000. Resin A

【0191】[0191]

【化93】 Embedded image

【0192】(2)樹脂Bの合成 欧州特許公報0789278号の合成例5にしたがって
下記構造の樹脂Bを合成した。得られた樹脂BのGPC
測定を行ったところ、標準ポリヒドロキシスチレン換算
での重量平均分子量は30,000であった。 樹脂B
(2) Synthesis of Resin B Resin B having the following structure was synthesized according to Synthesis Example 5 of European Patent Publication No. 0789278. GPC of the obtained resin B
Upon measurement, the weight average molecular weight in terms of standard polyhydroxystyrene was 30,000. Resin B

【0193】[0193]

【化94】 Embedded image

【0194】〔実施例・比較例〕上記合成例で合成した
表1に示す樹脂をそれぞれ1.4g、光酸発生剤(4−
ヒドロキシナフチルジメチルスルフォニウムトリフレー
ト)0.18g、1,5−ジアザビシクロ〔4.3.
0〕−5−ノネン(DBN)10mgを配合し、それぞ
れ固形分14重量%の割合でプロピレングリコールモノ
エチルエーテルアセテートに溶解した後、0.1μmの
ミクロフィルターで濾過し、遠紫外線露光用ポジ型フォ
トレジスト組成物溶液を調製した。
Examples and Comparative Examples 1.4 g of each of the resins shown in Table 1 synthesized in the above synthesis examples were added to a photoacid generator (4-
(Hydroxynaphthyldimethylsulfonium triflate) 0.18 g, 1,5-diazabicyclo [4.3.
0] -5-Nonene (DBN) 10 mg, and each was dissolved in propylene glycol monoethyl ether acetate at a solid content of 14% by weight, and then filtered through a 0.1 μm microfilter to obtain a positive type for deep ultraviolet light exposure. A photoresist composition solution was prepared.

【0195】比較例1 上記実施例1の樹脂の代わりに、下記樹脂A−1を用い
た以外は、実施例1と同様にしてポジ型フォトレジスト
組成物溶液を調製した。
Comparative Example 1 A positive photoresist composition solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the following resin A-1 was used instead of the resin of Example 1 described above.

【0196】[0196]

【化95】 Embedded image

【0197】(評価試験)得られたポジ型フォトレジス
ト組成物溶液をスピンコータを利用してシリコンウエハ
ー上に塗布し、120℃で90秒間乾燥、約0.5μm
のポジ型フォトレジスト膜を作成し、それにArFエキ
シマレーザー(波長193nm、NA=0.55のステ
ッパー)で露光した。露光後の加熱処理を130℃で9
0秒間行い、下記表1に示す各界面活性剤及びその添加
量を含有する2.38%のテトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシド水溶液で現像し、蒸留水でリンスし、レジス
トパターンプロファイルを得た。
(Evaluation Test) The obtained positive photoresist composition solution was applied on a silicon wafer by using a spin coater, dried at 120 ° C. for 90 seconds, and dried at about 0.5 μm.
Was formed and exposed to an ArF excimer laser (stepper having a wavelength of 193 nm and NA = 0.55). Heat treatment after exposure at 130 ° C 9
This was carried out for 0 second, developed with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide containing each of the surfactants and the amounts thereof shown in Table 1 below, and rinsed with distilled water to obtain a resist pattern profile.

【0198】〔粗密依存性〕:線幅0.25μmのライ
ンアンドスペースパターン(密パターン)と孤立ライン
パターン(疎パターン)において、それぞれ0.25μ
m±10%を許容する焦点余裕度の重なり範囲を求め
た。この範囲が大きい程、疎密依存性が良好なことを表
す。
[Coarse / Dense Dependence]: 0.25 μm each in a line and space pattern (dense pattern) and an isolated line pattern (sparse pattern) having a line width of 0.25 μm.
The overlap range of the focus margin allowing m ± 10% was determined. The greater this range, the better the density dependency.

【0199】上記評価結果を表1に示す。Table 1 shows the evaluation results.

【0200】[0200]

【表1】 [Table 1]

【0201】W−1:テトラn−ブチルアンモニウムク
ロリド W−2:1−ブタンスルフォン酸アンモニウム W−3:ラウリルベタイン W−4:ポリオキシエチレンラウリルエーテル W−5:テトラn−プロピルアンモニウムクロリド
W-1: Tetra n-butylammonium chloride W-2: Ammonium 1-butanesulfonate W-3: Lauryl betaine W-4: Polyoxyethylene lauryl ether W-5: Tetra n-propylammonium chloride

【0202】[0202]

【化96】 Embedded image

【0203】表1の結果から明らかなように、比較例は
いずれも、粗密依存性に劣る。一方、本発明の方法を用
いると粗密依存性について満足がいくレベルにあった。
すなわち、ArFエキシマレーザー露光を始めとする遠
紫外線を用いたリソグラフィーに好適である。
As is evident from the results shown in Table 1, all the comparative examples are inferior in the density dependence. On the other hand, when the method of the present invention was used, the density dependency was at a satisfactory level.
That is, it is suitable for lithography using far ultraviolet rays such as ArF excimer laser exposure.

【0204】[0204]

【発明の効果】本発明のパターン形成方法により、特に
170nm〜220nmという波長領域の光に対して十分好
適であり、粗密依存性が良好であり、優れた感度を有
し、更に現像欠陥も少なく、良好なレジストパターンプ
ロファイルが得られる。
According to the pattern forming method of the present invention, it is particularly suitable for light in the wavelength region of 170 nm to 220 nm, has good dependency on density, has excellent sensitivity, and has few development defects. And a good resist pattern profile can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河辺 保雅 静岡県榛原郡吉田町川尻4000番地 富士写 真フイルム株式会社内 Fターム(参考) 2H025 AA00 AA02 AA03 AA09 AB16 AC04 AC08 AD03 BE00 BE10 CB08 CB41 CB42 FA17 FA41 2H096 AA25 BA11 EA03 EA05 GA09 GA11 HA23  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Yasumasa Kawabe 4000F, Kawajiri, Yoshida-cho, Haibara-gun, Shizuoka Prefecture F-term in Fujisha Shin Film Co., Ltd. FA17 FA41 2H096 AA25 BA11 EA03 EA05 GA09 GA11 HA23

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (イ)活性光線又は放射線の照射により
酸を発生する化合物、並びに(ロ)下記一般式〔I〕で
表される繰り返し単位又は下記一般式〔II〕で表される
繰り返し単位を含み、酸の作用により分解しアルカリに
対する溶解性が増加する樹脂を含有する遠紫外線露光用
ポジ型フォトレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
得られたフォトレジスト組成物膜を活性光線又は放射線
によりパターン状に露光する工程、及びその露光された
フォトレジスト組成物膜を、界面活性剤の存在下で有機
アルカリ水溶液で現像する工程を含むパターン形成方
法。 【化1】 【化2】 式中、 R1 〜R8 ,R1 ’〜R8 ’;同じでも異なってもよ
く、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、
置換基を有していてもよい環状炭化水素基、ハロゲン原
子、シアノ基、および、酸の作用により分解する基、−
C(=O)−X−A−R9 を表す。但し、R1 〜R8
はR1 ’〜R8 ’のうち少なくとも1つは酸の作用によ
り分解する基を表す。 m/n;1/9〜9/1 m+n、m’+n’;10〜100 m’;0〜100 n’;0〜100 X;酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2−、
−NHSO2NH−から選ばれる2価の結合基、 R9 ;−COOH、−COOR10' (R10' はR10と同
義のもの又は下記ラクトン構造を表す)、−CN、水酸
基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、−CO−
NH−R10、−CO−NH−SO2−R10又は 【化3】 10;置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を
有していてもよい環状アルキル基、 R11〜R18;各々独立に、水素原子、置換基を有してい
てもよいアルキル基、 A;単結合、アルキレン基、置換アルキレン基、エーテ
ル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、ア
ミド基、スルフォンアミド基、ウレタン基、又はウレア
基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基
の組み合わせ、 a、b;1又は2を表す。
(1) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation; and (b) a repeating unit represented by the following general formula [I] or a repeating unit represented by the following general formula [II] A step of applying a positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure containing a resin that is decomposed by the action of an acid and has increased solubility in alkalis on a substrate,
Patterning the obtained photoresist composition film by actinic rays or radiation in a pattern, and developing the exposed photoresist composition film with an organic alkali aqueous solution in the presence of a surfactant. Forming method. Embedded image Embedded image In the formula, R 1 to R 8 , R 1 ′ to R 8 ′ may be the same or different, a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent,
A cyclic hydrocarbon group which may have a substituent, a halogen atom, a cyano group, and a group which decomposes under the action of an acid;
It represents a C (= O) -X-A -R 9. However, at least one of R 1 to R 8 or R 1 ′ to R 8 ′ represents a group decomposed by the action of an acid. m / n; 1 / 9~9 / 1 m + n, m '+ n'; 10~100 m '; 0~100 n'; 0~100 X; oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - ,
-NHSO 2 NH- 2 divalent linking group selected from, R 9; -COOH, -COOR 10 '(R 10' represents one or the following lactone structure having the same meaning as R 10), - CN, hydroxyl, a substituted group An optionally substituted alkoxy group, -CO-
NH-R 10, -CO-NH -SO 2 -R 10 or ## STR3 ## R 10 ; an alkyl group which may have a substituent, a cyclic alkyl group which may have a substituent, R 11 to R 18 ; each independently may have a hydrogen atom or a substituent An alkyl group, A; a single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, or a urea group; Represents a combination of one or more groups, a, b;
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