JP2000221685A - Positive silicone-containing photosensitive composition - Google Patents
Positive silicone-containing photosensitive compositionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線、遠紫外
線、X線、電子線、分子線、γ線、シンクロトロン放射
線等の輻射線による露光用のポジ型シリコーン含有感光
性組成物に関し、さらに詳しくは、ICなどの半導体製
造工程で例えば回路基板などを製造する際に用いる、特
に高い解像力と感度、矩形な断面形状または広いプロセ
ス許容性をそなえた微細加工用ポジ型シリコーン含有感
光性組成物に関する。本発明のポジ型シリコーン含有感
光性組成物は、次のような工程で用いることができる。
例えば、半導体ウェハー、またはガラス、セラミック
ス、金属等の基板上にまたはそれらの上に反射防止層や
有機膜を設置した上にスピン塗布法またはローラー塗布
法で0.01〜3μmの厚みに塗布される。その後、加
熱、乾燥し、露光マスクを介して回路パターン等を活性
光線照射などにより焼き付け、現像してポジ画像が得ら
れる。更にこのポジ画像をマスクとしてエッチングする
事により基板にパターン状の加工を施す事ができる。代
表的な応用分野にはICなどの半導体製造工程、液晶、
サーマルヘッドなどの回路基板の製造、更にその他のフ
ォトファブリケーション工程などがある。The present invention relates to a positive-type silicone-containing photosensitive composition for exposure to radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, electron beams, molecular beams, γ-rays, and synchrotron radiation. More specifically, a positive type silicone-containing photosensitive composition for fine processing, which has a particularly high resolution and sensitivity, a rectangular cross-sectional shape or a wide process tolerance, which is used, for example, when manufacturing a circuit board in a semiconductor manufacturing process such as an IC. About. The positive silicone-containing photosensitive composition of the present invention can be used in the following steps.
For example, on a semiconductor wafer, or on a substrate of glass, ceramics, metal, or the like, an antireflection layer or an organic film is provided thereon, and then applied to a thickness of 0.01 to 3 μm by spin coating or roller coating. You. Thereafter, the film is heated and dried, and a circuit pattern or the like is baked through an exposure mask by irradiation with actinic rays or the like, and is developed to obtain a positive image. Further, the substrate can be processed in a pattern by etching using the positive image as a mask. Typical application fields are semiconductor manufacturing processes such as IC, liquid crystal,
Manufacturing of circuit boards such as thermal heads and other photofabrication processes are also included.
【0002】[0002]
【従来の技術】LSIの高集積化にともない従来の単層
レジストでは解像限界が明らかになり、レジストを単層
ではなく多層化することにより、膜厚が厚くしかも微細
な高形状比パターンを形成する方法が提案されている。
すなわち、第1層目に有機高分子の厚膜を形成し、その
上の第2層に薄膜のレジスト材料層を形成したのち、第
2のレジスト材料に高エネルギー線を照射し、現像す
る。それにより得られるパターンをマスクとして第1の
有機高分子を酸素プラズマエッチング(O2RIE)で
異方エッチングすることにより矩形形状性の高いパター
ンを得ようとするものである(リン、ソリッドステート
テクノロジー 第24巻 第73ページ(1981)参
照)。2. Description of the Related Art The resolution limit of conventional single-layer resists has become evident with the increasing integration of LSIs. By forming resists in multiple layers instead of single layers, thick and fine high-profile ratio patterns can be formed. Methods of forming have been proposed.
That is, a thick organic polymer film is formed on the first layer, a thin resist material layer is formed on the second layer thereon, and then the second resist material is irradiated with high energy rays and developed. The first organic polymer is anisotropically etched by oxygen plasma etching (O2RIE) using the pattern obtained as a mask to obtain a pattern having a high rectangular shape (phosphorus, solid state technology, No. 24). Vol. 73, page 1981).
【0003】この場合、第2のレジスト材料層は、O2
RIE耐性が高くなければならないので、シリコン含有
ポリマーを用いることが提案されている。例えば、パン
パロンはシリル化ポリオレフィンスルフィンを報告して
いる(アメリカンケミカルソサイアティ シカゴミイテ
ィング予稿集 325ページ(1985)参照)。ま
た、ポウテンらはポリトリメチルシリルブテニルスルフ
ォンを報告している(ソサイアティ オブ フォトオブ
チカル イン ストルメンティション エンジニアリン
グ アブストラクト 631−01 14ページ(19
86)参照)。しかしながら、これらのレジスト材料は
シリコン含有率が低く、またシリコンが側鎖に導入され
ているため、酸素プラズマに対する耐性が十分でなく、
第1層目の有機高分子をエッチングするときのマスクに
はならなかった。また、高解像性のパターン形成のため
にはアルカリ現像が可能な非膨潤形レジストが必要であ
った。In this case, the second resist material layer is made of O2
Since RIE resistance must be high, the use of silicon-containing polymers has been proposed. For example, Pampalone has reported silylated polyolefin sulfines (see American Chemical Society Chicago Meeting Preliminaries, p. 325 (1985)). Have reported polytrimethylsilylbutenylsulfone (Society of Photo-Obtical in Instrumentation Engineering Abstract 631-01 p. 14 (19)
86)). However, since these resist materials have a low silicon content and silicon is introduced into the side chains, the resistance to oxygen plasma is not sufficient,
It did not serve as a mask when etching the first layer of organic polymer. In addition, a non-swelling resist that can be alkali-developed was required for forming a high-resolution pattern.
【0004】この酸素プラズマ耐性を有し、アルカリ現
像適性のあるレジスト開発を目指して数々の試みがなさ
れ、また一部はg線露光(露光波長436nm)用等で
用いられてきた。例えば、特開平1−283555、特
開平4−36754、特開平4−130324、特開平
2−29652号の各公報などが挙げられる。しかし、
これらはKrFエキシマレーザー光等を用いる0.3μ
m以下の微細パターン形成用には露光光に対する光吸収
が大きいために、高解像力で矩形な形状を得ることがで
きないという問題があった。A number of attempts have been made to develop resists having oxygen plasma resistance and alkali developability, and some of them have been used for g-ray exposure (exposure wavelength: 436 nm). For example, JP-A-1-283555, JP-A-4-36754, JP-A-4-130324, and JP-A-2-29652 can be cited. But,
These are 0.3 μm using KrF excimer laser light or the like.
For the formation of a fine pattern of m or less, there is a problem that a rectangular shape cannot be obtained with a high resolving power because of a large light absorption for exposure light.
【0005】この露光光に対する光吸収を低減するため
に、少量の光酸発生剤と、発生した酸によりアルカリ不
溶性基が分解してアルカリ可溶性となる化合物を用いて
解決しようとする試みも数多くなされてきた。例えば、
特開昭63−218948、同63−241542、特
開平4−245248、同6−184311などが挙げ
られる。In order to reduce the light absorption of the exposure light, many attempts have been made to solve the problem by using a small amount of a photoacid generator and a compound which becomes alkali-soluble by the decomposition of an alkali-insoluble group by the generated acid. Have been. For example,
JP-A-63-218948, JP-A-63-241542, JP-A-4-245248, and JP-A-6-184431.
【0006】しかし、こうした試みでも最先端の0.2
μm以下の微細パターン形成用に適用すると、光の回折
現象により未露光部分と言えども一部分露光されるため
に現像後の膜減りが大きく矩形形状が得られなかった。
また、一部のものではレジスト中のシリコン含量が低い
ために次の酸素プラズマ工程での下層へのパターン転写
の際に、寸法シフトが大きくなり、マスクの寸法を再現
し難しいという問題があった。However, even in such attempts, the state-of-the-art 0.2
When applied to the formation of a fine pattern of not more than μm, even if not exposed, a part of the film was exposed due to the light diffraction phenomenon, so that the film loss after development was so large that a rectangular shape could not be obtained.
In addition, in some cases, since the silicon content in the resist is low, when transferring a pattern to a lower layer in the next oxygen plasma process, a size shift becomes large, and there is a problem that it is difficult to reproduce the size of the mask. .
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決し、特に半導体デバイスの製造において、高感度
で且つ高い解像力を有する感光性組成物を提供すること
を目的とする。詳しくはDeep−UV領域での光吸収
が小さく、短波長光源に対応し得る感光性組成物を提供
することを目的とする。更に、特に0.2μm以下の微
細パターンに於ける現像処理後の膜減りが少なく、矩形
形状を与える感光性組成物を提供することを目的とす
る。更に酸素プラズマ工程での下層へのパターンの転写
の際に寸法シフト(寸法変動)が少なく、寸法再現性に
優れた感光性組成物を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a photosensitive composition having high sensitivity and high resolving power especially in the production of semiconductor devices. More specifically, an object of the present invention is to provide a photosensitive composition which has a small light absorption in the Deep-UV region and can be used for a short wavelength light source. Further, it is another object of the present invention to provide a photosensitive composition which gives a rectangular shape with little film loss after development processing, particularly in a fine pattern of 0.2 μm or less. Further, it is another object of the present invention to provide a photosensitive composition which has a small dimensional shift (dimension fluctuation) when transferring a pattern to a lower layer in an oxygen plasma process and has excellent dimensional reproducibility.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記諸特
性に留意し、鋭意検討した結果、本発明を完成させるに
至った。即ち、本発明の目的は、以下の構成で達成でき
る。 (1) (a)下記一般式〔I〕及び/又は〔II〕で表され
る繰り返し単位を有し、水には不溶性、アルカリには可
溶性であるポリマーと、(b)活性光線もしくは放射線の
照射により酸を発生する化合物と、(c)側鎖に下記一般
式〔III〕、一般式(IV)又は一般式(V)で表される基
を含む繰り返し単位を含有し、アルカリ現像液中での溶
解度が酸の作用により増大する性質のあるポリマーとを
含有することを特徴とするポジ型シリコーン含有感光性
組成物。Means for Solving the Problems The present inventors have paid careful attention to the above-mentioned characteristics and made intensive studies. As a result, they have completed the present invention. That is, the object of the present invention can be achieved by the following configurations. (1) (a) a polymer having a repeating unit represented by the following general formula [I] and / or [II] and being insoluble in water and soluble in alkali; A compound that generates an acid upon irradiation and (c) a repeating unit containing a group represented by the following general formula [III], general formula (IV) or general formula (V) in the side chain; And a polymer having a property of increasing the solubility in water by the action of an acid.
【0009】[0009]
【化3】 Embedded image
【0010】〔一般式〔I〕、〔II〕中、Xは、−C
(=O)−R基、−CH(OH)−R基及びカルボキシ
ル基よりなる群から選択される基であり、式中の複数の
Xは同一でも、異なっていてもよい。ここでRは、水素
原子又は置換基を有していてもよい炭化水素基を示す。
R’〜R'''''は、同一でも、異なっていてもよく、水
酸基あるいは、置換基を有していてもよい、アルキル
基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、
アラルキル基及びフェニル基よりなる群から選ばれた基
である。Yは、アルキル基、アルコキシ基又はシロキシ
ル基である。R0は、水素原子、ハロゲン原子、置換基
を有していてもよい、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化
水素基よりなる群から選ばれた基を表す。l、m、n及
びqは、各々0又は正の整数、pは正の整数を示す。[In the general formulas [I] and [II], X is -C
It is a group selected from the group consisting of a () O) —R group, a —CH (OH) —R group and a carboxyl group, and a plurality of Xs in the formula may be the same or different. Here, R represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group which may have a substituent.
R ′ to R ′ ″ ″ may be the same or different, and may be a hydroxyl group or an optionally substituted alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, alkenyl group,
It is a group selected from the group consisting of an aralkyl group and a phenyl group. Y is an alkyl group, an alkoxy group or a siloxyl group. R0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a group selected from the group consisting of an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent. l, m, n and q are each 0 or a positive integer, and p is a positive integer.
【0011】[0011]
【化4】 Embedded image
【0012】一般式〔III〕〜(V)中、Ra、Rb、Rc
は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していても
よい炭化水素基を表す。sは、2以上の整数を表す。In the general formulas [III] to (V), Ra, Rb, Rc
Each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group which may have a substituent. s represents an integer of 2 or more.
【0013】(2) (a)上記の一般式〔I〕及び/又
は〔II〕で表される繰り返し単位を有し、水には不溶
性、アルカリには可溶性であるポリマーと、(b)活性光
線もしくは放射線の照射により酸を発生する化合物と、
(d)側鎖に多環式構造を含む繰り返し単位を含有し、ア
ルカリ現像液中での溶解度が酸の作用により増大する性
質のあるポリマーとを含有することを特徴とするポジ型
シリコーン含有感光性組成物。(2) (a) a polymer having a repeating unit represented by the above general formula [I] and / or [II] and being insoluble in water and soluble in alkali; A compound that generates an acid by irradiation with light or radiation,
(d) a polymer containing a repeating unit containing a polycyclic structure in a side chain thereof, and a polymer having a property of increasing the solubility in an alkali developer by the action of an acid; Composition.
【0014】(3) (a)上記の一般式〔I〕及び/又
は〔II〕で表される繰り返し単位を有し、水には不溶
性、アルカリには可溶性であるポリマーと、(b)活性光
線もしくは放射線の照射により酸を発生する化合物と、
(e)側鎖に上記一般式〔III〕、一般式(IV)又は一般式
(V)で表される基を含む繰り返し単位、及び側鎖に多
環式構造を含む繰り返し単位を含有し、アルカリ現像液
中での溶解度が酸の作用により増大する性質のあるポリ
マーとを含有することを特徴とするポジ型シリコーン含
有感光性組成物。(3) (a) a polymer having a repeating unit represented by the above general formula [I] and / or [II] and being insoluble in water and soluble in alkali; A compound that generates an acid by irradiation with light or radiation,
(e) a repeating unit containing a group represented by the above general formula [III], general formula (IV) or general formula (V) in a side chain, and a repeating unit containing a polycyclic structure in a side chain, A positive-type silicone-containing photosensitive composition comprising a polymer having a property of increasing its solubility in an alkali developer by the action of an acid.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を明らか
にするが、本発明はこれに限定されない。本発明のポジ
型シリコーン含有感光性組成物は、成分(a)のポリマ
ーと、成分(b)の化合物と、成分(c)〜(e)の少
なくとも一種のポリマーとを含有する。成分(a)のポ
リマーは、例えば特開平1−283555号公報、特開
昭63−241542号公報、あるいは特開平4−36
754号公報等に記載の合成法を参考にして当業者に於
いて適切に合成することができる。本発明の目的をより
高度に達成するためには、(a)成分のシリコン含有量
が高いことが好ましく、具体的には、(a)成分のポリ
マー中3〜50重量%含有することが好ましく、より好
ましくは5〜35重量%である。この点では(a)成分
の中では一般式〔II〕で表される繰り返し単位を主要構
造として有するポリマーの方がより好ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be clarified, but the present invention is not limited thereto. The positive silicone-containing photosensitive composition of the present invention contains a polymer of the component (a), a compound of the component (b), and at least one polymer of the components (c) to (e). The polymer of component (a) is described, for example, in JP-A-1-283555, JP-A-63-241542, or JP-A-4-36.
It can be appropriately synthesized by those skilled in the art with reference to the synthesis method described in JP-A No. 754 or the like. In order to achieve the object of the present invention to a higher degree, the silicon content of the component (a) is preferably high, and specifically, it is preferably 3 to 50% by weight in the polymer of the component (a). , More preferably 5 to 35% by weight. In this regard, among the component (a), a polymer having a repeating unit represented by the general formula [II] as a main structure is more preferable.
【0016】Rの炭化水素基としては、メチル基、エチ
ル基、ブチル基等が挙げられる。Xはアセチル基が好ま
しい。R’〜R'''''のアルキル基としては、メチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、クロロメチル
基、ブロモメチル基等が挙げられ、シクロアルキル基と
しては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボ
ルニル基、アダマンチル基、p−イソプロピルシクロヘ
キシル基等が挙げられ、アルケニル基としては、アリル
基、イソプロペニル基、ブテニル基等が挙げられ、アラ
ルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、ナフチ
ルエチル基等が挙げられ、アルコキシ基としては、メト
キシ基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられる。
R’〜R'''''としては、メチル基、シクロヘキシル
基、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。Examples of the hydrocarbon group for R include a methyl group, an ethyl group and a butyl group. X is preferably an acetyl group. Examples of the alkyl group of R ′ to R ′ ″ ″ include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a chloromethyl group, a bromomethyl group, and the like.As the cycloalkyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, Examples include a norbornyl group, an adamantyl group, a p-isopropylcyclohexyl group, and the like, an alkenyl group includes an allyl group, an isopropenyl group, a butenyl group, and the like, and an aralkyl group includes a benzyl group, a phenethyl group, a naphthylethyl group, and the like. And the alkoxy group includes a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and the like.
R ′ to R ′ ″ ″ are preferably a methyl group, a cyclohexyl group, a methoxy group, and an ethoxy group.
【0017】Yのアルキル基としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、クロロメチル基等が挙げられ、アル
コキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキ
シ基等が挙げられ、シロキシル基としては、トリメチル
シロキシル基、トリエトキシシロキシル基等が挙げられ
る。Yは例えばメチル基、メトキシ基などが好ましい。
Roの脂肪族炭化水素基としては、アルキル基、アルコ
キシ基、アルケニル基、アルコキシカルボニル基、アシ
ロキシ基、アシル基等が挙げられ、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、オクチル基等が挙げられる。アルコキシ
基あるいはアルコキシカルボニル基のアルコキシ基とし
ては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプ
ロポキシ基等が挙げられる。アシル基としては、ホルミ
ル基、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカル
ボニル基等が挙げられる。アルケニル基としては、アリ
ル基、イソプロペニル基、ブテニル基等が挙げられる。
アシロキシ基としては、ホルミルオキシ基、アセトキシ
基、プロピオニルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、
アクリロイルオキシ基、クロトノイルオキシ基等が挙げ
られる。芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ベン
ジル基、フェネチル基等が挙げられる。R0は、水素原
子または、炭素数1〜6個の、アルキル基、アルコキシ
基あるいはアシル基が好ましい。より好ましくは、水素
原子又は炭素数1〜6個のアルキル基である。Examples of the alkyl group for Y include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a chloromethyl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group. Examples of the siloxyl group include: Examples include a trimethylsiloxyl group and a triethoxysiloxyl group. Y is preferably, for example, a methyl group, a methoxy group or the like.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group of Ro include an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, an alkoxycarbonyl group, an acyloxy group, and an acyl group. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Examples thereof include a butyl group and an octyl group. Examples of the alkoxy group of the alkoxy group or the alkoxycarbonyl group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and an isopropoxy group. Examples of the acyl group include a formyl group, an acetyl group, an ethylcarbonyl group, and a propylcarbonyl group. Examples of the alkenyl group include an allyl group, an isopropenyl group and a butenyl group.
Asyloxy group, formyloxy group, acetoxy group, propionyloxy group, methacryloyloxy group,
Examples include an acryloyloxy group and a crotonoyloxy group. Examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a benzyl group, and a phenethyl group. R0 is preferably a hydrogen atom or an alkyl, alkoxy, or acyl group having 1 to 6 carbon atoms. More preferably, it is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
【0018】Rの炭化水素基、R’〜R'''''のアルキ
ル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキル基
及びフェニル基は、さらに置換基を有していてもよく、
その場合の置換基としては、例えば、Cl、Br、Fな
どのハロゲン原子、−CN基、−OH基、炭素数1〜4
個のアルキル基、炭素数3〜8個のシクロアルキル基、
炭素数1〜4個のアルコキシ基、炭素数1〜4個のアシ
ル基、アシルアミノ基、フリル基、フルフリル基、ピラ
ニル基、アラルキル基、アリロキシアルキル基、シリル
基等が挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル、
フェネチルを例示できる。アリロキシアルキル基として
は、フェノキシエチルを例示できる。シリルとしては、
トリメチルシリル、トリメトキシシリルを例示できる。
これらの中でも合成の容易性を考慮すれば、ハロゲン原
子、−CN基、アルコキシ基、アルキル基、シリル基等
が好ましい。The hydrocarbon group of R, the alkyl group of R ′ to R ″ ″ ″, the cycloalkyl group, the alkenyl group, the aralkyl group and the phenyl group may further have a substituent,
Examples of the substituent in this case include a halogen atom such as Cl, Br, and F, a —CN group, a —OH group, and a C 1 to C 4 group.
Alkyl groups, cycloalkyl groups having 3 to 8 carbon atoms,
Examples thereof include an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, an acylamino group, a furyl group, a furfuryl group, a pyranyl group, an aralkyl group, an allyloxyalkyl group, and a silyl group. Aralkyl groups include benzyl,
Phenethyl can be exemplified. Examples of the aryloxyalkyl group include phenoxyethyl. As Cyril,
Examples include trimethylsilyl and trimethoxysilyl.
Among these, a halogen atom, a -CN group, an alkoxy group, an alkyl group, a silyl group and the like are preferable in consideration of ease of synthesis.
【0019】l、m、n、p、qについては、下記条件
が好ましく、 l/l+m+n+p+q=0.05〜0.95、 m/l+m+n+p+q=0〜0.95、 n/l+m+n+p+q=0〜0.95、 p/l+m+n+p+q=0.02〜0.5、 q/l+m+n+p+q=0〜0.95、 より好ましくは、 l/l+m+n+p+q=0.2〜0.9、 m/l+m+n+p+q=0〜0.7、 n/l+m+n+p+q=0〜0.5、 p/l+m+n+p+q=0.05〜0.3、 q/l+m+n+p+q=0〜0.7、 である。Regarding l, m, n, p and q, the following conditions are preferable: l / l + m + n + p + q = 0.05-0.95, m / l + m + n + p + q = 0-0.95, n / l + m + n + p + q = 0-0-0. 95, p / l + m + n + p + q = 0.02 to 0.5, q / l + m + n + p + q = 0 to 0.95, more preferably l / l + m + n + p + q = 0.2 to 0.9, m / l + m + n + p + q = 0 to 0.7, n / l + m + n + p + q = 0-0.5, p / l + m + n + p + q = 0.05-0.3, q / l + m + n + p + q = 0-0.7.
【0020】成分(a)のポリマーの重量平均分子量は
特に制限はないが、成分(c)ポリマーとの相溶性、有
機溶媒への溶解性等の点からは400〜5万が好まし
く、更に800〜1万、特に1000〜8000の範囲
が好ましい。The weight average molecular weight of the polymer of component (a) is not particularly limited, but is preferably from 400 to 50,000 from the viewpoint of compatibility with the polymer of component (c), solubility in an organic solvent, and the like. The range is preferably from 10,000 to 10,000, particularly from 1,000 to 8,000.
【0021】本発明で使用される成分(b)は、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
物である。光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合
の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマ
イクロレジスト等に使用されている公知の光により酸を
発生する化合物およびそれらの混合物を適宜に選択して
使用することができる。The component (b) used in the present invention is a compound which decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid. Photo-initiators for photo-cationic polymerization, photo-initiators for photo-radical polymerization, photo-decolorants for dyes, photo-discolorants, or compounds that generate an acid by known light used in micro resists and the like, and mixtures thereof Can be appropriately selected and used.
【0022】たとえばS. I. Schlesinger, Photogr. Sc
i. Eng., 18, 387(1974)、T. S. Bal etal, Polymer, 2
1, 423(1980)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、特開平3-1
40140号等に記載のアンモニウム塩、D. C. Necker eta
l, Macromolecules, 17, 2468(1984)、C. S. Wen etal,
Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo, Oc
t(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 et al,Macromo
recules, 10(6)., 1307(1977)、Chem. & Eng. News, N
ov. 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. Crive
llo etal,Polymer J. 17, 73(1985)、J. V. Crivello e
tal. J. Org. Chem., 43, 3055(1978)、W. R. Watt eta
l, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 22, 1789(19
84)、J. V. Crivello etal, Polymer Bull., 14, 279(1
985)、J. V. Crivello etal, Macromorecules, 14(5),
1141(1981)、J. V. Crivello etal, J. Polymer Sci.,
Polymer Chem. Ed., 17, 2877(1979)、欧州特許第370,6
93号、同161,811号、同410,201号、同339,049号、同23
3,567号、同297,443号、同297,442号、米国特許第4,93
3,377号、同3,902,114 号、同4,760,013号、同4,734,44
4号、同2,833,827号、独国特許第2,904,626号、同3,60
4,580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(197
7)、J.V. Crivello etal, J. Polymer Sci., 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 Tokyo, 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60-2
39736号、特開昭61-169835号、特開昭61-169837号、特
開昭62-58241号、特開昭62-212401号、特開昭63-70243
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(198
6)、T. P. Gill etal, Inorg. Chem., 19, 3007(198
0)、D. Astruc, Acc. Chem. Res., 19(12), 377(189
6)、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(1
987)、E. Reichmanis etal, J. PholymerSci., Polymer
Chem. Ed., 23, 1(1985)、Q. Q. Zhu etal, J. Photoc
hem., 36,85, 39, 317(1987)、B. Amit etal, Tetrahed
ron Lett., (24) 2205(1973)、D.H. R. Barton etal,
J. Chem Soc., 3571(1965)、P. M. Collins etal, J. C
hem. Soc., Perkin I, 1695(1975)、M. Rudinstein eta
l, Tetrahedron Lett., (17), 1445(1975)、J. W. Walk
er etal J. Am. Chem. Soc., 110, 7170(1988)、S.C. B
usman etal, J. Imaging Technol., 11(4), 191(198
5)、H. M. Houlihan etal, Macormolecules, 21, 2001
(1988)、P. M. Collins etal, J. Chem. Soc.,Chem. Co
mmun., 532(1972)、S. H ayase etal, Macromole cule
s, 18, 1799(1985)、E. Reichman is etal, J. Electro
chem. Soc., Solid State Sci. Technol., 130(6)、F.
M. Houlihan etal, Macromolcules, 21, 2001(1988)、
欧州特許第0290,750号、同046,083号、同156,535号、同
271,851号、同0,388,343号、米国特許第3,901,710号、
同4,181,531号、特開昭60-198538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 Technol., 55(697), 45(1983),
Akzo、H. Adachi etal,Polymer Preprints, Japan, 37
(3)、欧州特許第0199,672号、同84515号、同044,115号,
同618,564号、同0101,122号、米国特許第4,371,605
号、同4,431,774号、特開昭64-18143号、特開平2-24575
6号、特開平3-140109号等に記載のイミノスルフォネー
ト等に代表される光分解してスルホン酸を発生する化合
物、特開昭61-166544号等に記載のジスルホン化合物を
挙げることができる。For example, SI Schlesinger, Photogr. Sc
i. Eng., 18, 387 (1974), TS Bal etal, Polymer, 2
1, 423 (1980) and the like diazonium salts, U.S. Pat.
No. 069,055, 4,069,056, Re 27,992, JP-A 3-1
Ammonium salt described in No. 40140, DC Necker eta
l, Macromolecules, 17, 2468 (1984), CS Wen etal,
Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo, Oc
t (1988), U.S. Pat.Nos. 4,069,055 and 4,069,056, and phosphonium salts described in JV Crivello et al, Macromo
recules, 10 (6)., 1307 (1977), Chem. & Eng. News, N
ov. 28, p31 (1988), EP 104,143, U.S. Pat.
Nos. 339,049, 410,201, JP-A-2-150,848, JP-A-2-296,514 and the like, iodonium salts described in JV Crive, etc.
llo etal, Polymer J. 17, 73 (1985), JV Crivello e
tal.J. Org.Chem., 43, 3055 (1978), WR Watt eta
l, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 22, 1789 (19
84), JV Crivello etal, Polymer Bull., 14, 279 (1
985), JV Crivello etal, Macromorecules, 14 (5),
1141 (1981), JV Crivello etal, J. Polymer Sci.,
Polymer Chem.Ed., 17, 2877 (1979), European Patent No. 370,6
No. 93, No. 161,811, No. 410, 201, No. 339,049, No. 23
No. 3,567, No. 297,443, No. 297,442, U.S. Pat.
3,377, 3,902,114, 4,760,013, 4,734,44
No. 4, No. 2,833,827, German Patent No. 2,904,626, No. 3,60
No. 4,580, 3,604,581, etc., sulfonium salts described in J.
V. Crivello etal, Macromorecules, 10 (6), 1307 (197
7), JV Crivello etal, J. Polymer Sci., Polymer C
Selenonium salts described in hem. Ed., 17, 1047 (1979) and the like,
CS Wen etal, Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA,
Onium salts such as arsonium salts described in p478 Tokyo, Oct (1988), etc., U.S. Pat.No. 3,905,815, JP-B-46-4605
No., JP-A-48-36281, JP-A-55-32070, JP-A-60-2
39736, JP-A-61-169835, JP-A-61-169837, JP-A-62-58241, JP-A-62-212401, JP-A-63-70243
Organic halide compounds described in JP-A-63-298339, K. Meier et al., J. Rad.Curing, 13 (4), 26 (198
6), TP Gill et al., Inorg. Chem., 19, 3007 (198
0), D. Astruc, Acc. Chem. Res., 19 (12), 377 (189
6), organometallics / organic halides described in JP-A-2-14145, S. Hayase et al., J. Polymer Sci., 25, 753 (1
987), E. Reichmanis et al., J. PholymerSci., Polymer
Chem. Ed., 23, 1 (1985), QQ Zhu etal, J. Photoc.
hem., 36, 85, 39, 317 (1987), B. Amit etal, Tetrahed
ron Lett., (24) 2205 (1973), DHR Barton etal,
J. Chem Soc., 3571 (1965), PM Collins et al., J. C.
hem. Soc., Perkin I, 1695 (1975), M. Rudinstein eta.
l, Tetrahedron Lett., (17), 1445 (1975), JW Walk
er etal J. Am. Chem. Soc., 110, 7170 (1988), SC B
usman etal, J. Imaging Technol., 11 (4), 191 (198
5), HM Houlihan et al, Macormolecules, 21, 2001
(1988), PM Collins etal, J. Chem. Soc., Chem. Co.
mmun., 532 (1972), S. Hayase etal, Macromole cule
s, 18, 1799 (1985), E. Reichman is etal, J. Electro
chem. Soc., Solid State Sci. Technol., 130 (6), F.
M. Houlihan et al, Macromolcules, 21, 2001 (1988),
European Patent Nos. 0290,750, 046,083, 156,535,
No. 271,851, No. 0,388,343, U.S. Pat.No. 3,901,710,
No. 4,181,531, JP-A-60-198538, JP-A-53-133022
No., etc., a photoacid generator having an O-nitrobenzyl type protecting group, M. TUNOOKA et al., Polymer Preprints Japan,
35 (8), G. Berner et al, J. Rad. Curing, 13 (4), W.
J. Mijs etal, Coating Technol., 55 (697), 45 (1983),
Akzo, H. Adachi etal, Polymer Preprints, Japan, 37
(3), European Patent Nos. 0199,672, 84515, 044,115,
No. 618,564, No. 0101,122, U.S. Pat.No. 4,371,605
No. 4,431,774, JP-A-64-18143, JP-A-2-24575
No. 6, compounds that generate sulfonic acid upon photolysis represented by iminosulfonates and the like described in JP-A-3-140109 and the like, and disulfone compounds described in JP-A-61-166544 and the like. it can.
【0023】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. Che
m. Soc., 104, 5586(1982)、S. P. Pappas etal, J. Im
aging Sci., 30(5), 218(1986)、S. Kondo etal, Makro
mol. Chem., Rapid Commun., 9,625(1988)、Y. Yamada
etal, Makromol. Chem., 152, 153, 163(1972)、J. V.
Crivello etal, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed.,
17, 3845(1979)、米国特許第3,849,137号、独国特許第
3914407、特開昭63-26653号、特開昭55-164824号、特開
昭62-69263号、特開昭63-146038、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。さらにV. N. R. Pillai, Syn
thesis,(1), 1(1980)、A. Abad etal, Tetrahedron Let
t., (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。A group that generates an acid by the light;
Alternatively, a compound having a compound introduced into the main chain or side chain of a polymer, for example, ME Woodhouse etal, J. Am. Che.
m. Soc., 104, 5586 (1982), SP Pappas etal, J. Im.
aging Sci., 30 (5), 218 (1986), S. Kondo etal, Makro
mol. Chem., Rapid Commun., 9,625 (1988), Y. Yamada
etal, Makromol.Chem., 152, 153, 163 (1972), JV
Crivello etal, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed.,
17, 3845 (1979), U.S. Patent No. 3,849,137, German Patent No.
3914407, JP-A-63-26653, JP-A-55-164824, JP-A-62-69263, JP-A-63-146038, JP-A-63-163452,
The compounds described in JP-A-62-153853 and JP-A-63-146029 can be used. VNR Pillai, Syn
thesis, (1), 1 (1980), A. Abad etal, Tetrahedron Let
t., (47) 4555 (1971), DHR Barton et al., J. Chem.
Soc., (C), 329 (1970), U.S. Pat. No. 3,779,778, and EP 126,712, etc., can also be used to generate a compound which generates an acid by light.
【0024】これらの中でも、露光による酸の発生効
率、酸の適性拡散、レジスト中での安定性等の観点から
ジアゾジスルホン化合物、置換又は非置換のジアリール
ヨードニウム又はトリアリールスルホニウムの塩、特に
置換又は非置換のアリールスルホン酸塩、カンファース
ルホン酸塩等が好ましい。Among them, diazodisulfone compounds, substituted or unsubstituted salts of diaryliodonium or triarylsulfonium, particularly substituted or unsubstituted diazodisulfone compounds, from the viewpoints of acid generation efficiency by exposure, appropriate diffusion of acid, and stability in resist. Unsubstituted aryl sulfonates, camphor sulfonates and the like are preferred.
【0025】以下、(c)〜(e)成分であるポリマー
について説明する。成分(c)および(e)のポリマー
は側鎖に一般式〔III〕〜〔V〕で表わされる基を少な
くとも1つ有する繰返し単位を含有する。一般式〔II
I〕〜〔V〕において、Ra、Rb、Rcはそれぞれ独立に
水素原子、炭化水素基を表わすが、炭化水素基として
は、炭素数1〜8個のアルキル基、炭素数4〜10個の
シクロアルキル基、炭素数7〜12個のアラルキル基が
挙げられる。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、オクチル
基等が挙げられる。シクロ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、シクロヘプチル基等が
挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル基、フェ
ネチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。上記R
a、Rb、Rcがアルキル基、シクロアルキル基、アラル
キル基である場合、これらの基はさらに置換基を有して
もよく、置換基としてはたとえば次のようなものを例示
できる。すなわち、Cl、Br、Fなどのハロゲン原
子、−CN基、−OH基、炭素数1〜4個のアルキル
基、炭素数3〜8個のシクロアルキル基、炭素数1〜4
個のアルコキシ基、アセチルアミノ基などのアシルアミ
ノ基、ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基、
フェノキシエチル基などのアリロキシアルキル基、トリ
メチルシリル基、トリメトキシシリル基などのシリル基
を挙げることができる。しかも、置換基の範囲はこれら
に限定されるものではない。Hereinafter, the polymers as the components (c) to (e) will be described. The polymer of components (c) and (e) contains a repeating unit having at least one group represented by formulas [III] to [V] in the side chain. General formula (II
In I] to [V], Ra, Rb and Rc each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and examples of the hydrocarbon group include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and a hydrocarbon group having 4 to 10 carbon atoms. Examples thereof include a cycloalkyl group and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an octyl group and the like. Examples of the cycloalkyl group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cycloheptyl group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylethyl group. R above
When a, Rb, and Rc are an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aralkyl group, these groups may further have a substituent, and examples of the substituent include the following. That is, halogen atoms such as Cl, Br and F, -CN group, -OH group, alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, and 1 to 4 carbon atoms.
Alkoxy group, acylamino group such as acetylamino group, benzyl group, aralkyl group such as phenethyl group,
Allyloxyalkyl groups such as a phenoxyethyl group; and silyl groups such as a trimethylsilyl group and a trimethoxysilyl group can be exemplified. Moreover, the range of the substituent is not limited to these.
【0026】成分(a)との相溶性、現像液適性や本発
明の目的を高度に達成させる観点等から、一般式〔II
I〕〜〔V〕のRa、Rb、Rcとして好ましくはそれぞれ
独立に水素原子、置換基を有してもよい炭素数1〜8の
アルキル基、置換基を有してもよい炭素数7〜12のア
ラルキル基であり、より好ましくはそれぞれ独立に水素
原子、置換基を有してもよい炭素数1〜4のアルキル基
であり、特に好ましくは、それぞれ独立に水素原子、メ
チル基、エチル基である。sは2〜6の整数が好まし
く、より好ましくは2〜4であり、特に好ましくは2で
ある。一般式〔III〕〜〔V〕で表わされる基を側鎖に
含む繰り返し単位としては、具体的には下記一般式〔V
I〕で表わされる。From the viewpoints of compatibility with the component (a), suitability for a developing solution, and a high degree of attaining the object of the present invention, the general formula [II
Preferably, Ra, Rb, and Rc in I] to [V] are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may have a substituent, or a carbon atom having 7 to 7 carbon atoms which may have a substituent. 12 aralkyl groups, more preferably each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent, particularly preferably each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group It is. s is preferably an integer of 2 to 6, more preferably 2 to 4, and particularly preferably 2. As the repeating unit containing a group represented by the general formulas (III) to (V) in the side chain, specifically, the following general formula (V
I].
【0027】[0027]
【化5】 Embedded image
【0028】R1、R2、R3はそれぞれ独立に水素原
子、置換基を有してもよいアルキル基、ハロゲン原子、
シアノ基、−C(=O)−Z-R4基を表わす。Zは単結
合、−O−、−N(−R5)−で表わされる基を表わす。
R4及びR5はそれぞれ独立に水素原子、置換基を有して
もよいアルキル基、アラルキル基を表わす。R1〜R5の
アルキル基、アラルキル基の置換基としては上記Ra〜
Rcの説明で述べた置換基と同じものが挙げられる。L
は単結合、−C(=O)O−、−C(=O)−N
(R6)−で表わされる基を表わす。R6は上記R5と同
義である。Kは置換基を有してもよいアルキレン基、ア
ラルキレン基を表わす。これらの基の置換基としてはそ
れぞれRa〜Rcの説明で述べた置換基と同じものが挙げ
られる。R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, a halogen atom,
Represents a cyano group or a —C (= O) —Z—R 4 group. Z is a single bond, -O -, - N (-R 5) - represents a group of the.
R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aralkyl group. Examples of the substituent of the alkyl group or aralkyl group represented by R 1 to R 5 include the above Ra to R 5.
The same substituents as described in the description of Rc can be used. L
Is a single bond, -C (= O) O-, -C (= O) -N
(R 6) - represents a group of the. R 6 has the same meaning as R 5 described above. K represents an alkylene group or an aralkylene group which may have a substituent. Examples of the substituents of these groups include the same substituents as described in the description of Ra to Rc.
【0029】tは0又は1を表わす。Mは一般式〔II
I〕〜〔V〕で表わされる基のいずれかの基を表わす。
R4として好ましくは置換基を有してもよい炭素数1〜
4のアルキル基であり、メチル基、エチル基が特に好ま
しい。R5として好ましくは水素原子、置換基を有して
もよい炭素数1〜4のアルキル基であり、水素原子、メ
チル基、エチル基が特に好ましい。R1〜R3として好ま
しくはそれぞれ独立に水素原子、置換基を有してもよい
炭素数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子であり、特に
好ましくはそれぞれ独立に水素原子、メチル基である。T represents 0 or 1. M is a general formula [II
It represents any of the groups represented by I] to [V].
R 4 preferably has 1 to 1 carbon atoms which may have a substituent.
And 4 is an alkyl group, and a methyl group and an ethyl group are particularly preferable. R 5 is preferably a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group. R 1 to R 3 are preferably each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent, or a halogen atom, and particularly preferably independently a hydrogen atom or a methyl group.
【0030】Lとして好ましくは−C(=O)O−、−
C(=O)−NH−、−C−N(CH3)−で表わされ
る基であり、−C(=O)O−が特に好ましい。Kとし
て好ましくは置換基を有してもよい炭素数1〜8のアル
キレン基、置換基を有してもよい炭素数7〜12のアラ
ルキレン基であり、より好ましくは置換基を有してもよ
い炭素数1〜6のアルキレン基である。Kとして特に好
ましくはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、−C
H2CH(CH3)−基、−C(CH3)2−基、ブチレン
基、−CH(CH3)CH2CH2−基、−CH2CH(C
H3)CH2−基、−C(CH3)2CH2−基、−CH2C
(CH3)2−基、−CH(CH3)−CH(CH3)−基
である。L is preferably -C (= O) O-,-
C (= O) -NH -, - C-N (CH 3) - is a group represented by, -C (= O) O- is particularly preferable. K is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms which may have a substituent, an aralkylene group having 7 to 12 carbon atoms which may have a substituent, and more preferably A good alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Particularly preferably, K is a methylene group, an ethylene group, a propylene group, -C
H 2 CH (CH 3) - group, -C (CH 3) 2 - group, butylene group, -CH (CH 3) CH 2 CH 2 - group, -CH 2 CH (C
H 3 ) CH 2 — group, —C (CH 3 ) 2 CH 2 — group, —CH 2 C
A (CH 3 ) 2 — group and a —CH (CH 3 ) —CH (CH 3 ) — group.
【0031】成分(d)あるいは(e)のポリマーは側
鎖に多環式構造を有する繰返し単位を含有する。側鎖に
多環式構造を有する繰り返し単位としては、具体的には
下記一般式〔VII〕で表わされる。The polymer of component (d) or (e) contains a repeating unit having a polycyclic structure in the side chain. The repeating unit having a polycyclic structure in the side chain is specifically represented by the following general formula [VII].
【0032】[0032]
【化6】 Embedded image
【0033】一般式〔VII〕において、R11〜R13はそ
れぞれ一般式〔VI〕におけるR1〜R 3と同義である。L
1は一般式〔VI〕におけるLと同義である。K1は一般式
〔VI〕におけるKと同義である。uは一般式〔VI〕にお
けるtと同義である。Gは1価の多環式基を表わす。G
として好ましくは置換基を有してもよい炭素数5〜30
個の脂環式多環式基であり、より好ましくは、置換基を
有してもよい炭素数6〜25個の脂環式多環式基であ
り、具体的には下記構造が挙げられる。なお、これらの
基の置換基としては、一般式〔III〕〜〔V〕における
Ra〜Rcの置換基の説明で述べた置換基と同じものが挙
げられる。In the general formula [VII], R11~ R13Haso
R in general formula [VI]1~ R ThreeIs synonymous with L
1Has the same meaning as L in the general formula [VI]. K1Is the general formula
It is synonymous with K in [VI]. u is represented by the general formula [VI]
This is synonymous with t. G represents a monovalent polycyclic group. G
Preferably has 5 to 30 carbon atoms which may have a substituent.
Alicyclic polycyclic groups, more preferably a substituent
An alicyclic polycyclic group having 6 to 25 carbon atoms which may have
Specifically, the following structures are exemplified. Note that these
As the substituent of the group, in the general formulas (III) to (V)
The same substituents as described in the description of the substituents of Ra to Rc are listed.
I can do it.
【0034】[0034]
【化7】 Embedded image
【0035】[0035]
【化8】 Embedded image
【0036】上記の中でも、Gとして特に好ましくは、
(5)、(6)、(7)、(9)、(10)、(1
3)、(14)、(15)、(23)、(28)、(3
6)、(37)、(40)、(42)、(47)であ
る。Gで表わされる多環式基は任意の部位でK1又はL1
に連結される。本発明に用いられるアルカリ現像液中で
の溶解度が酸の作用により増大する性質のあるポリマー
は、一般式〔III〕〜〔V〕で表わされる基を側鎖に含
む繰り返し単位及び/又は多環式基を側鎖に含む繰り返
し単位〔好ましくは一般式〔VI〕及び/又は一般式〔VI
I〕で表わされる繰り返し単位〕を含有するが、酸分解
性をより向上させる目的でさらに別の酸分解性基を側鎖
に有する繰り返し単位を含有してもよい。別の酸分解性
基を側鎖に有する繰り返し単位としては、具体的には下
記一般式〔VIII〕で表わされる。Of the above, G is particularly preferably
(5), (6), (7), (9), (10), (1)
3), (14), (15), (23), (28), (3)
6), (37), (40), (42), and (47). The polycyclic group represented by G can be K 1 or L 1 at any position.
Linked to The polymer having a property of increasing the solubility in an alkaline developer used by the present invention due to the action of an acid is preferably a repeating unit containing a group represented by any of the general formulas [III] to [V] in a side chain and / or a polycyclic compound. A repeating unit containing a formula group in a side chain (preferably a general formula [VI] and / or a general formula [VI
A repeating unit having a side chain having another acid-decomposable group for the purpose of further improving acid-decomposability. The repeating unit having another acid-decomposable group in the side chain is specifically represented by the following general formula [VIII].
【0037】[0037]
【化9】 Embedded image
【0038】一般式〔VIII〕において、R21〜R23はそ
れぞれ一般式〔VI〕におけるR1〜R3と同義である。R
xは酸分解性基を含む基を表わし、具体的には、−C
(=O)−O−A、または−Ar−O−Bで表わされ
る。ここで、Aは−C(R31)(R32)(R33)、−S
i(R31)(R32)(R33)、−C(R34)(R35)−
O−R36基を表わす。R31〜R35はそれぞれ同じでも異
なっていてもよく、水素原子、置換基を有してもよいア
ルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アラルキ
ル基、アリール基を表わし、R36は置換基を有してもよ
いアルキル基、シクロアルキル基、アリール基を表わ
す。但しR31〜R 33のうち、少なくとも2つは水素原子
以外の基であり、またR31〜R33、及びR 34〜R36のう
ちの少なくとも2つの基が結合して環を形成してもよ
い。これらの基の置換基としては一般式〔III〕〜
〔V〕のRa〜Rcの説明で述べた置換基と同じものが挙
げられる。In the general formula [VIII], Rtwenty one~ Rtwenty threeHaso
R in general formula [VI]1~ RThreeIs synonymous with R
x represents a group containing an acid-decomposable group, specifically, -C
(= O) -OA or -Ar-OB
You. Here, A is -C (R31) (R32) (R33), -S
i (R31) (R32) (R33), -C (R34) (R35)-
OR36Represents a group. R31~ R35Are the same but different
And may have a hydrogen atom or a substituent.
Alkyl, cycloalkyl, alkenyl, aralkyl
And an aryl group;36May have a substituent
Represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
You. Where R31~ R 33At least two of which are hydrogen atoms
A group other than31~ R33, And R 34~ R36Baby
At least two of the groups may be combined to form a ring
No. As the substituents of these groups, general formulas (III) to
The same substituents as those described in the description of Ra to Rc in [V] are listed.
I can do it.
【0039】R31〜R35として好ましくはそれぞれ独立
に水素原子、炭素数1〜4のアルキル基(メチル基、エ
チル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−
ブチル基など)、炭素数4〜8のシクロアルキル基(シ
クロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル
基、アダマンチル基など)、炭素数2〜4のアルケニル
基(ビニル基、プロペニル基、アリル基など)、炭素数
7〜14のアラルキル基(ベンジル基、フェネチル基な
ど)、炭素数6〜12のアリール基(フェニル基、トル
イル基、キシリル基など)である。R 31 to R 35 are preferably each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, t-
A C4-8 cycloalkyl group (cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, adamantyl group and the like), a C2-4 alkenyl group (vinyl group, propenyl group, allyl group and the like), An aralkyl group having 7 to 14 carbon atoms (such as a benzyl group and a phenethyl group); and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms (such as a phenyl group, a toluyl group, and a xylyl group).
【0040】R36として好ましくは置換基を有してもよ
い炭素数1〜6のアルキル基、炭素数4〜12のシクロ
アルキル基、炭素数6〜12のアリール基であり、より
好ましくは炭素数1〜4のアルキル基(メチル基、エチ
ル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec
−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基など)、炭素
数5〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シ
クロヘキシル基、シクロオクチル基、アダマンチル基な
ど)、炭素数6〜10のアリール基(フェニル基、トル
イル基、キシリル基、t−ブチルフェニル基、イソプロ
ピルフェニル基など)である。Arは置換基を有しても
よい単環又は多環の2価以上の芳香族基を表わす。置換
基としては一般式〔III〕〜〔V〕のRa〜Rcの説明で
述べた置換基と同じものが挙げられる。Arとして好ま
しくは置換基を有してもよいフェニレン基である。Bは
A又は−C(=O)−O−A基を表わす。本発明におけ
る(c)のポリマーにおいては、上記一般式〔III〕〜
〔V〕で表わされる基及び/又は多環式基が、酸分解性
基も兼ね備える場合が好ましい。R 36 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent, a cycloalkyl group having 4 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. Alkyl groups of formulas 1 to 4 (methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, sec
-Butyl group, isobutyl group, t-butyl group, etc.), a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms (cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, adamantyl group, etc.), an aryl group having 6 to 10 carbon atoms (phenyl group, etc.) , A toluyl group, a xylyl group, a t-butylphenyl group, an isopropylphenyl group, etc.). Ar represents a monocyclic or polycyclic divalent or higher valent aromatic group which may have a substituent. Examples of the substituent include the same substituents as those described in the description of Ra to Rc in formulas [III] to [V]. Ar is preferably a phenylene group which may have a substituent. B represents A or —C (= O) —OA group. In the polymer (c) in the present invention, the above-mentioned general formulas [III] to
It is preferable that the group represented by [V] and / or the polycyclic group also have an acid-decomposable group.
【0041】本発明に用いられる成分(c)のポリマー
において、一般式〔III〕〜〔V〕で表わされる基を側
鎖に含む繰り返し単位〔好ましくは一般式〔VI〕で表わ
される繰返し単位〕は10〜100モル%含有すること
が好ましく、20〜90モル%がより好ましく、特に好
ましくは25〜80モル%である。本発明に用いられる
成分(d)のポリマーにおいて、多環式基を側鎖に含む
繰り返し単位〔好ましくは一般式〔VII〕で表わされる
繰返し単位〕は10〜100モル%含有することが好ま
しく、20〜90モル%がより好ましく、特に好ましく
は25〜80モル%である。本発明に用いられる成分
(e)のポリマーにおいて、一般式〔III〕〜〔V〕で
表わされる繰り返し単位及び多環式基を側鎖に含む繰り
返し単位〔好ましくは一般式〔VI〕及び一般式〔VII〕
で表わされる繰返し単位〕は合計で10〜100モル%
含有することが好ましく、20〜100モル%がより好
ましく、特に好ましくは25〜100モル%である。一
般式〔III〕〜〔V〕で表わされる繰り返し単位と多環
式基を側鎖に含む繰り返し単位〔好ましくは一般式〔V
I〕で表わされる繰返し単位と一般式〔VII〕で表わされ
る繰返し単位〕のモル比率は15/85〜85/15が
好ましく、20/80〜80/20がより好ましく、特
に好ましくは25/75〜75/25である。本発明に
用いられる成分(c)〜(e)のポリマーにおいて、酸
分解性基を有する繰り返し単位は10〜100モル%含
有することが好ましく、20〜100モル%がより好ま
しく、特に好ましくは30〜100モル%である。In the polymer of the component (c) used in the present invention, a repeating unit containing a group represented by the general formulas [III] to [V] in the side chain [preferably, a repeating unit represented by the general formula [VI]] Is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 20 to 90 mol%, particularly preferably 25 to 80 mol%. In the polymer of the component (d) used in the present invention, a repeating unit containing a polycyclic group in a side chain (preferably a repeating unit represented by the general formula [VII]) preferably contains 10 to 100 mol%, It is more preferably from 20 to 90 mol%, particularly preferably from 25 to 80 mol%. In the polymer of the component (e) used in the present invention, a repeating unit represented by the general formulas [III] to [V] and a repeating unit containing a polycyclic group in a side chain [preferably the general formula [VI] and the general formula (VII)
Is a total of 10 to 100 mol%.
It is preferably contained, more preferably from 20 to 100 mol%, particularly preferably from 25 to 100 mol%. A repeating unit represented by the general formulas [III] to [V] and a repeating unit containing a polycyclic group in a side chain [preferably a general formula [V
The molar ratio of the repeating unit represented by I] to the repeating unit represented by the general formula [VII] is preferably 15/85 to 85/15, more preferably 20/80 to 80/20, and particularly preferably 25/75. 7575/25. In the polymer of the components (c) to (e) used in the present invention, the content of the repeating unit having an acid-decomposable group is preferably 10 to 100 mol%, more preferably 20 to 100 mol%, and particularly preferably 30 to 100 mol%. 100100 mol%.
【0042】成分(c)のポリマーには、上記一般式
〔III〕〜〔V〕で表わされる繰り返し単位(好ましく
は一般式〔VI〕で表される繰り返し単位)の各繰返し単
位を各々2種以上含まれてもよい。成分(d)のポリマ
ーには、上記多環式基を側鎖に含む繰り返し単位(好ま
しくは一般式〔VII〕で表される繰り返し単位)の各繰
返し単位を各々2種以上含まれてもよい。成分(e)の
ポリマーには、一般式〔III〕〜〔V〕で表わされる繰
り返し単位及び多環式基を側鎖に含む繰り返し単位(好
ましくは上記一般式〔VI〕及び一般式〔VII〕で表され
る繰り返し単位)の各々繰返し単位をそれぞれ2種以上
含まれてもよい。In the polymer of the component (c), two types of each of the repeating units represented by the general formulas [III] to [V] (preferably, the repeating units represented by the general formula [VI]) are used. The above may be included. The polymer of the component (d) may contain two or more kinds of each repeating unit of the repeating unit containing the above polycyclic group in the side chain (preferably, the repeating unit represented by the general formula [VII]). . The polymer of the component (e) includes a repeating unit represented by the general formulas [III] to [V] and a repeating unit containing a polycyclic group in a side chain (preferably, the general formulas [VI] and [VII]). ), And two or more kinds of repeating units may be included.
【0043】本発明に用いられる成分(c)、成分
(d)、成分(e)のポリマーはそれぞれ一般式〔II
I〕〜〔V〕で表わされる繰り返し単位、多環式基を側
鎖に含む繰り返し単位、それらの両方の繰返し単位を含
有するが、これらの他に皮膜性、密着性、現像性等を向
上させる目的でさらに別の繰返し単位を含有してもよ
く、共重合体として使用できる。このような繰返し単位
に相当する共重合単量体としては、たとえば、スチレン
類、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個有する化合物が挙げられ
る。具体的にはたとえば、スチレン類(例えばスチレ
ン、p−ヒドロキシスチレン、メチルスチレン、メトキ
シスチレンなど)、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1〜10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):The polymers of the components (c), (d) and (e) used in the present invention each have the general formula [II]
It contains repeating units represented by I] to [V], a repeating unit containing a polycyclic group in the side chain, and both of these repeating units, and in addition to these, improves film properties, adhesion, developability, etc. For the purpose of causing the copolymer to contain another repeating unit, it may be used as a copolymer. Examples of the comonomer corresponding to such a repeating unit include, for example, styrenes, acrylates, methacrylates,
Compounds having one addition-polymerizable unsaturated bond selected from acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, and the like can be given. Specifically, for example, styrenes (for example, styrene, p-hydroxystyrene, methylstyrene, methoxystyrene, etc.), acrylates, for example, alkyl (alkyl groups preferably having 1 to 10 carbon atoms) acrylate ( For example, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, amyl acrylate, cyclohexyl acrylate, ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, tert-octyl acrylate, 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.):
【0044】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 such as alkyl (alkyl having preferably 1 to 10 carbon atoms) 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.):
【0045】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, wherein the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, t-butyl, heptyl, octyl Group, cyclohexyl group, hydroxyethyl group, etc.), N, N-dialkylacrylamide (alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, butyl group, isobutyl group, ethylhexyl group, Cyclohexyl group, etc.), N-
Hydroxyethyl-N-methylacrylamide, N-2
-Acetamidoethyl-N-acetylacrylamide and the like;
【0046】メタクリルアミド類、例えばメタクリルア
ミド、N−アルキルメタクリルアミド(アルキル基とし
ては炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチ
ル基、t−ブチル基、エチルヘキシル基、ヒドロキシエ
チル基、シクロヘキシル基などがある。)、N,N−ジ
アルキルメタクリルアミド(アルキル基としてはエチル
基、プロピル基、ブチル基などがある。)、N−ヒドロ
キシエチル−N−メチルメタクリルアミドなど;Methacrylamides, for example, methacrylamide, N-alkyl methacrylamide (alkyl having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, t-butyl, ethylhexyl, hydroxyethyl, cycloethyl) 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;
【0047】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 .;
【0048】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.);
【0049】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;
【0050】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。その他に
も、上記種々の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。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. In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound copolymerizable with the above various repeating units may be used.
【0051】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。本発明に用いられる成分(c)、成分
(d)及び成分(e)のポリマーの具体例には次のよう
なものが挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。The molar ratio of each repeating unit is determined based on the dry etching resistance of the resist, suitability for a standard developing solution, substrate adhesion,
It is appropriately set to adjust the resist profile, and further, the resolution, heat resistance, sensitivity, and the like, which are general necessary requirements for the resist. Specific examples of the polymer of component (c), component (d) and component (e) used in the present invention include the following, but are not limited thereto.
【0052】[0052]
【化10】 Embedded image
【0053】[0053]
【化11】 Embedded image
【0054】[0054]
【化12】 Embedded image
【0055】[0055]
【化13】 Embedded image
【0056】[0056]
【化14】 Embedded image
【0057】[0057]
【化15】 Embedded image
【0058】[0058]
【化16】 Embedded image
【0059】[0059]
【化17】 Embedded image
【0060】[0060]
【化18】 Embedded image
【0061】[0061]
【化19】 Embedded image
【0062】[0062]
【化20】 Embedded image
【0063】[0063]
【化21】 Embedded image
【0064】[0064]
【化22】 Embedded image
【0065】成分(c)、(d)及び(e)の各酸分解
性ポリマーの重量平均分子量は、特に制限はないが、成
分(a)のポリマーとの相溶性、有機溶剤溶解性、本発
明の目的の性能のバランス性等から1000〜10万が
好ましく、さらには3000〜4万が好ましい。本発明
に用いられる成分(a)の化合物の使用量は、本発明の
組成物固形分中10重量%〜90重量%が好ましく、さ
らには20重量%〜70重量%が好ましい。The weight-average molecular weight of each of the acid-decomposable polymers of the components (c), (d) and (e) is not particularly limited, but the compatibility with the polymer of the component (a), the solubility in organic solvents, It is preferably 1,000 to 100,000, and more preferably 3000 to 40,000, from the viewpoint of the balance of the desired performance of the invention. The amount of the component (a) compound used in the present invention is preferably from 10% by weight to 90% by weight, more preferably from 20% by weight to 70% by weight, based on the solid content of the composition of the present invention.
【0066】本発明に用いられる成分(c)、(d)及
び(e)の各化合物の使用量は、本発明の組成物固形分
中それぞれ10重量%〜90重量%が好ましく、さらに
は30重量%〜80重量%が好ましい。本発明の組成物
において成分(c)、(d)及び(e)の各酸分解性ポ
リマーの使用量と、成分(a)のポリマーの使用量との
使用比率(重量比)は、耐酸素プラズマドライエッチン
グ性や解像力、感度、現像性、現像後パターンの矩形形
状性等の点から、70/30〜5/95が好ましく、さ
らには60/40〜20/80が好ましい。The amount of each of the compounds (c), (d) and (e) used in the present invention is preferably 10% by weight to 90% by weight, and more preferably 30% by weight, based on the solid content of the composition of the present invention. % By weight to 80% by weight is preferred. In the composition of the present invention, the use ratio (weight ratio) of the amount of each of the acid-decomposable polymers of the components (c), (d) and (e) to the amount of the polymer of the component (a) is oxygen-resistant. From the viewpoints of plasma dry etching properties, resolution, sensitivity, developability, and rectangular shape of the developed pattern, 70/30 to 5/95 is preferable, and 60/40 to 20/80 is more preferable.
【0067】本発明に使用される成分(b)の化合物の
使用量は、本発明の組成物固形分中0.01重量%〜2
0重量%が好ましく、更には0.1重量%〜10重量%
が好ましい。本発明の成分(b)の化合物の使用量が少
ない場合には感度が低くなり、また高い解像力が得られ
ない。また、この使用比率が多過ぎる場合には、パター
ン露光後の時間経過に伴なうパターンの寸法変動が大き
くなり、望ましくない。The compound (b) used in the present invention may be used in an amount of 0.01 to 2% by weight based on the solid content of the composition of the present invention.
0% by weight is preferred, and more preferably 0.1% by weight to 10% by weight.
Is preferred. When the amount of the compound of the component (b) of the present invention is small, the sensitivity becomes low and a high resolution cannot be obtained. On the other hand, if the usage ratio is too large, the dimensional variation of the pattern over time after the pattern exposure increases, which is not desirable.
【0068】本発明のポジ型感光性組成物は、基本的に
既述の成分(a)、成分(b)及び成分(c)〜
(e)の酸分解性ポリマーで構成されるが、更に皮膜
性、耐熱性等を向上させるため、アルカリ可溶性樹脂を
添加してもよい。このようなアルカリ可溶性樹脂として
は、好ましくは、フェノール性水酸基、カルボン酸基、
スルホン酸基、イミド基、スルホンアミド基、N−スル
ホニルアミド基、N−スルホニルウレタン基、活性メチ
レン基等のpKa11以下の酸性水素原子を有するポリ
マーである。好適なアルカリ可溶性ポリマーとしては、
ノボラックフェノール樹脂、具体的にはフェノールホル
ムアルデヒド樹脂、o−クレゾール−ホルムアルデヒド
樹脂、m−クレゾール−ホルムアルデヒド樹脂、p−ク
レゾールホルムアルデヒド樹脂、キシレノール−ホルム
アルデヒド樹脂、もしくはこれらの共縮合物等がある。
更に、特開昭50−125806号公報に記載されてい
る様に、上記のようなフェノール樹脂と共に、t−ブチ
ルフェノールホルムアルデヒド樹脂の様な、炭素数3〜
8のアルキル基で置換されたフェノールもしくはクレゾ
ールとホルムアルデヒドとの縮合物とを併用してもよ
い。また、N−(4−ヒドロキシフェニル)メタクリル
アミドのようなフェノール性ヒドロキシ基含有モノマー
を共重合成分とするポリマー、p−ヒドロキシスチレ
ン、o−ヒドロキシスチレン、m−イソプロペニルフェ
ノール、p−イソプロペニルフェノール等の、単独もし
くは共重合のポリマー、更にまたはこれらのポリマーを
部分エーテル化、部分エステル化したポリマーも使用で
きる。The positive photosensitive composition of the present invention basically comprises the components (a), (b) and (c) described above.
Although it is composed of the acid-decomposable polymer (e), an alkali-soluble resin may be added in order to further improve film properties, heat resistance and the like. As such an alkali-soluble resin, preferably, a phenolic hydroxyl group, a carboxylic acid group,
It is a polymer having an acidic hydrogen atom having a pKa of 11 or less such as a sulfonic acid group, an imide group, a sulfonamide group, an N-sulfonylamido group, an N-sulfonylurethane group, and an active methylene group. Suitable alkali-soluble polymers include:
Novolak phenol resins, specifically, phenol formaldehyde resin, o-cresol-formaldehyde resin, m-cresol-formaldehyde resin, p-cresol formaldehyde resin, xylenol-formaldehyde resin, or co-condensates thereof, and the like.
Further, as described in JP-A-50-125806, a phenolic resin as described above, together with a phenolic resin such as t-butylphenolformaldehyde resin, having 3 to 3 carbon atoms.
A condensate of phenol or cresol substituted with an alkyl group of 8 and formaldehyde may be used in combination. Also, a polymer having a phenolic hydroxy group-containing monomer such as N- (4-hydroxyphenyl) methacrylamide as a copolymer component, p-hydroxystyrene, o-hydroxystyrene, m-isopropenylphenol, p-isopropenylphenol And the like, or a homo- or copolymerized polymer, or a polymer in which these polymers are partially etherified or partially esterified can also be used.
【0069】本発明の組成物には、必要に応じて特開平
4−122938号公報、特開平2−275955号公
報、同4−230754号公報等に記載の芳香族ポリヒ
ドロキシ化合物を添加してもよい。本発明の組成物に、
有機塩基性化合物を含有してもよい。To the composition of the present invention, if necessary, an aromatic polyhydroxy compound described in JP-A-4-122938, JP-A-2-275955, JP-A-4-230754 or the like is added. Is also good. In the composition of the present invention,
It may contain an organic basic compound.
【0070】本発明の組成物に於ける成分(a)、
(b)及び(c)〜(e)のポリマーを溶解させる溶剤
としては、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等の
ケトン類、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等のアルコールエ
ーテル類、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエ
ーテル類のエーテル類、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等のセロソルブエステル
類、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチルなどの脂肪酸
エステル類、1,1,2−トリクロロエチレン等のハロ
ゲン化炭化水素類、ジメチルアセトアミド、N−メチル
ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキ
シド等の高極性溶剤を例示することができる。これら溶
剤は単独で、あるいは複数の溶剤を混合して使用するこ
ともできる。The component (a) in the composition of the present invention,
Solvents for dissolving the polymers (b) and (c) to (e) include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, alcohol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, dioxane and ethylene glycol dimethyl ether. Ethers, methyl cellosolve acetate,
Cellosolve esters such as ethyl cellosolve acetate, fatty acid esters such as butyl acetate, methyl lactate and ethyl lactate, halogenated hydrocarbons such as 1,1,2-trichloroethylene, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl A highly polar solvent such as sulfoxide can be exemplified. These solvents can be used alone or as a mixture of a plurality of solvents.
【0071】本発明のポジ型フォトレジスト用組成物に
は、必要に応じ染料、可塑剤、接着助剤及び界面活性剤
等を配合することができる。その具体例を挙げるなら
ば、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、マ
ラカイトグリーン等の染料、ステアリン酸、アセタール
樹脂、フェノキシ樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂
等の可塑剤、ヘキサメチルジシラザン、クロロメチルシ
ラン等の接着助剤及びノニルフェノキシポリ(エチレン
オキシ)エタノール、オクチルフェノキシポリ(エチレ
ンオキシ)エタノール等の界面活性剤がある。The positive photoresist composition of the present invention may optionally contain a dye, a plasticizer, an adhesion aid, a surfactant and the like. Specific examples thereof include dyes such as methyl violet, crystal violet, and malachite green, stearic acid, acetal resins, phenoxy resins, alkyd resins, plasticizers such as epoxy resins, and adhesion of hexamethyldisilazane, chloromethylsilane, and the like. There are auxiliary agents and surfactants such as nonylphenoxypoly (ethyleneoxy) ethanol and octylphenoxypoly (ethyleneoxy) ethanol.
【0072】特に染料に於いては、分子内に芳香族水酸
基、カルボン酸基などのアルカリ可溶基を含む染料、例
えばクルクミン等が特に有利に使用される。In particular, in the case of a dye, a dye containing an alkali-soluble group such as an aromatic hydroxyl group or a carboxylic acid group in the molecule, such as curcumin, is particularly preferably used.
【0073】上記ポジ型フォトレジスト組成物を精密集
積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコ
ン/二酸化シリコン被覆)、ガラス、セラミックス、金
属等の基板上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法
により0.5〜3μmの厚みに塗布後、所定のマスクを
通して露光し、現像することにより良好なレジストを得
ることができる。塗布性を改良する目的で弗素置換基や
シリコン含有基等を有する界面活性剤を添加して、表面
張力を低下させることも好ましい。The above positive photoresist composition is applied to a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating), glass, ceramics, metal, or the like used in the manufacture of precision integrated circuit devices by spinner, coater or the like. A good resist can be obtained by applying to a thickness of 0.5 to 3 μm by a suitable coating method, exposing through a predetermined mask, and developing. It is also preferable to add a surfactant having a fluorine substituent, a silicon-containing group, or the like to reduce the surface tension for the purpose of improving the coatability.
【0074】本発明のポジ型フォトレジスト用組成物の
現像液としては、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、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミ
ン、n−プロピルアミン等の単一アミン類、ジエチルア
ミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエ
チルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、
ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等の
アルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第
4級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状ア
ミン類等のアルカリ類の水溶液を使用することができ
る。更に、上記アルカリ類の水溶液にアルコール類、界
面活性剤、芳香族水酸基含有化合物などを適当量添加し
て使用することもできる。中では、特にテトラメチルア
ンモニウムヒドロキシドを用いることが最も好ましい。As the developer for the positive photoresist composition of the present invention, sodium hydroxide, potassium hydroxide,
Inorganic alkalis such as sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia; single amines such as ethylamine and n-propylamine; secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine; triethylamine and methyldiethylamine Tertiary amines such as
It is possible to use aqueous solutions of alkali amines such as alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide, and cyclic amines such as pyrrole and piperidine. it can. Further, an appropriate amount of an alcohol, a surfactant, an aromatic hydroxyl group-containing compound or the like may be added to the aqueous solution of the above alkalis. Among them, it is particularly preferable to use tetramethylammonium hydroxide.
【0075】本発明による感光性組成物を2層レジスト
の上層レジストとして使用する場合、上層レジストパタ
ーンを保護マスクとして下層の有機高分子膜の酸素プラ
ズマによるエッチングが行なわれるが、この上層レジス
トは酸素プラズマに対する十分な耐性を有する。本発明
の感光性組成物の酸素プラズマ耐性は上層レジストのシ
リコン含有量や、エッチング装置、及びエッチング条件
にも依存するが、エッチング選択比(下層と上層レジス
トとのエッチング速度比)は10〜100と充分大きく
取ることができる。When the photosensitive composition according to the present invention is used as the upper resist of a two-layer resist, the lower organic polymer film is etched by oxygen plasma using the upper resist pattern as a protective mask. It has sufficient resistance to plasma. Although the oxygen plasma resistance of the photosensitive composition of the present invention also depends on the silicon content of the upper resist, the etching apparatus, and the etching conditions, the etching selectivity (the etching rate ratio between the lower layer and the upper resist) is 10 to 100. Can be taken sufficiently large.
【0076】また、この発明の感光性組成物によるパタ
ーン形成方法においては、まず、被加工基板上に有機高
分子膜を形成する。この有機高分子膜は各種公知のフォ
トレジストでよく、たとえば、フジフイルムオーリン社
製FHシリーズ、FHiシリーズ或いはオーリン社製O
iRシリーズ、住友化学社製PFIシリーズの各シリー
ズを例示することができる。この有機高分子膜の形成
は、これらを適当な溶剤に溶解させ、得られる溶液をス
ピンコート法、スプレイ法等により塗布することにより
行なわれる。次いで、上記有機高分子膜の第1層上に、
本発明の感光性組成物の膜を形成する。これは第1層と
同様にレジスト材料を適当な溶剤に溶解させ、得られる
溶液をスピンコート法、スプレイ法等により塗布するこ
とにより行なわれる。In the pattern forming method using the photosensitive composition of the present invention, first, an organic polymer film is formed on a substrate to be processed. The organic polymer film may be any of various known photoresists, for example, FH series or FHi series manufactured by Fujifilm Ohlin Co., Ltd.
Examples are the iR series and the PFI series manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. The organic polymer film is formed by dissolving these in an appropriate solvent and applying the resulting solution by a spin coating method, a spray method, or the like. Next, on the first layer of the organic polymer film,
A film of the photosensitive composition of the present invention is formed. This is performed by dissolving the resist material in an appropriate solvent in the same manner as in the first layer, and applying the resulting solution by spin coating, spraying, or the like.
【0077】得られた2層レジストは次にパターン形成
工程に付されるが、その第1段階として、まず第2層、
すなわち上層のレジスト組成物の膜にパターン形成処理
を行なう。必要に応じてマスク合わせを行ない、このマ
スクを通して高エネルギー線を照射することにより、照
射部分のレジスト組成物をアルカリ水溶液に可溶とし、
アルカリ水溶液で現像してパターンを形成する。The obtained two-layer resist is then subjected to a pattern forming step. As a first step, first, a second layer,
That is, a pattern forming process is performed on the upper resist composition film. Perform mask alignment as necessary, and irradiate high-energy rays through this mask to make the irradiated portion of the resist composition soluble in an alkaline aqueous solution,
The pattern is formed by developing with an alkaline aqueous solution.
【0078】次いで、第2段階として有機高分子膜のエ
ッチングを行なうが、この操作は上記のレジスト組成物
の膜のパターンをマスクとして酸素プラズマエッチング
により実施し、アスペクト比の高い微細なパターンを形
成する。この酸素プラズマエッチングによる有機高分子
膜のエッチングは、従来のフォトエッチング操作による
基板のエッチング加工の終了後に行なわれるレジスト膜
の剥離の際に利用されるプラズマアッシングとまったく
同一の技術である。この操作は、例えば円筒形プラズマ
エッチング装置、平行平板形プラズマエッチング装置に
より、反応性ガス、すなわちエッチングガスとして酸素
を使用して実施することができる。Next, the organic polymer film is etched as a second step. This operation is performed by oxygen plasma etching using the above-described resist composition film pattern as a mask to form a fine pattern having a high aspect ratio. I do. The etching of the organic polymer film by the oxygen plasma etching is exactly the same technique as the plasma ashing used when the resist film is peeled off after the etching of the substrate is completed by the conventional photoetching operation. This operation can be performed by, for example, a cylindrical plasma etching apparatus or a parallel plate plasma etching apparatus using oxygen as a reactive gas, ie, an etching gas.
【0079】さらに、このレジストパターンをマスクと
して基板の加工が行なわれるが、加工法としてはスパッ
タエッチング、ガスプラズマエッチング、イオンビーム
エッチングなどのドライエッチング法を利用することが
できる。本発明の感光性組成物による膜を含む2層膜レ
ジスト法によるエッチング処理は、レジスト膜の剥離操
作によって完了する。このレジスト膜の剥離は、単に第
1層の有機高分子材料の溶解処理によって実施すること
ができる。この有機高分子材料は任意のフォトレジスト
であり、かつ上記フォトエッチング操作においてなんら
変質(硬化等)されていないので、各公知のフォトレジ
スト自体の有機溶媒を使用することができる。あるい
は、プラズマアッシング等の処理により、溶媒を使用す
ることなく剥離することも可能である。Further, the substrate is processed by using the resist pattern as a mask. As a processing method, a dry etching method such as sputter etching, gas plasma etching, or ion beam etching can be used. The etching treatment by the two-layer film resist method including the film of the photosensitive composition of the present invention is completed by the operation of removing the resist film. The removal of the resist film can be performed simply by dissolving the organic polymer material of the first layer. Since this organic polymer material is an arbitrary photoresist and has not been altered (hardened or the like) at all in the photoetching operation, an organic solvent of each known photoresist itself can be used. Alternatively, peeling can be performed by a process such as plasma ashing without using a solvent.
【0080】[0080]
【実施例】以下に本発明をその実施例をもって説明する
が、無論本発明の態様はこれらの実施例にのみ限定され
るべきものではない。 (製造例−1) 成分(a)ポリマー(シルセスキオキ
サンポリマー)の合成 かき混ぜ機、温度計、滴下ロートをつけた300mlの
フラスコに、無水塩化アルミニウム15g、塩化アセチ
ル50mlを採り、攪拌した。つぎに分子量4200の
ポリフェニルシルセスキオキサン5gを塩化アセチル5
0mlに溶かした溶液を徐々に滴下した。温度を25℃
に保ち反応を進めた。反応の進行とともに塩化水素が発
生した。3時間反応後、冷却して内容物を250gの氷
水中に注いだ。よくかき混ぜて塩化アルミニウムを分解
し、50gのエチルエーテルを加え、沈澱物を溶解し
た。水層を除去した後、100gの水を加えエーテル層
とよく浸透させた。水層を除去した後、エーテルを蒸発
させ、最後に真空乾燥機で乾燥した。得られたポリマー
の分子量は4500であり、元素分析法によりシリコン
元素が23.2%含まれていることが分かった。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but of course, the embodiments of the present invention should not be limited to these examples. (Production Example-1) Synthesis of Component (a) Polymer (Silsesquioxane Polymer) In a 300 ml flask equipped with a stirrer, a thermometer and a dropping funnel, 15 g of anhydrous aluminum chloride and 50 ml of acetyl chloride were placed and stirred. Next, 5 g of polyphenylsilsesquioxane having a molecular weight of 4200 was added to acetyl chloride 5
A solution dissolved in 0 ml was gradually added dropwise. 25 ℃
And proceeded the reaction. Hydrogen chloride was generated with the progress of the reaction. After reacting for 3 hours, the mixture was cooled and the contents were poured into 250 g of ice water. The aluminum chloride was decomposed by stirring well, and 50 g of ethyl ether was added to dissolve the precipitate. After removing the aqueous layer, 100 g of water was added to thoroughly permeate the ether layer. After removal of the aqueous layer, the ether was evaporated and finally dried in a vacuum dryer. The molecular weight of the obtained polymer was 4,500, and elemental analysis showed that it contained 23.2% of silicon elements.
【0081】(製造例−2) 成分(a)ポリマー《シ
ルセスキオキサンポリマー》の合成 分子量3800のポリフェニルメチルシルセスキオキサ
ン5gを用いた他は製造例−1と同様にし、本発明の成
分(a)に対応するポリマーを合成した。得られたポリ
マーの分子量は3900であり、元素分析法によるシリ
コン元素は25.2%であった。(Production Example 2) Synthesis of Component (a) Polymer << Silsesquioxane Polymer >> The same procedure as in Production Example 1 was carried out except that 5 g of polyphenylmethylsilsesquioxane having a molecular weight of 3,800 was used. A polymer corresponding to component (a) was synthesized. The molecular weight of the obtained polymer was 3,900, and the amount of silicon element was 25.2% by elemental analysis.
【0082】(製造例3)成分(e)ポリマーの合成 ・ポリマー例 E−1の合成 2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート及びメバ
ロニックメタクリレートを50/50の割合で仕込み、
N,N−ジメチルアセトアミド/テトラヒドロフラン=
5/5の混合溶媒に溶解し、固形分濃度20%の溶液1
00mlを調製した。この溶液に和光純薬製V−65を
3モル%およびメルカプトエタノール6モル%を加え、
窒素雰囲気下、3時間かけて60℃に加熱したテトラヒ
ドロフラン10mlに滴下した。滴下終了後、反応液を
6時間加熱攪拌した。反応終了後、反応液を室温まで冷
却し、メタノール3Lに晶析し、析出した白色粉体を回
収した。ポリマー例E−1において、C13NMRから求
めたポリマー組成比は50/50であった。またゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によ
り求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は、7
800であった。その他のポリマーについても同様の方
法で合成した。(Production Example 3) Synthesis of Component (e) Polymer Synthesis of Polymer Example E-1 2-methyl-2-adamantyl methacrylate and mevalonic methacrylate were charged at a ratio of 50/50.
N, N-dimethylacetamide / tetrahydrofuran =
Dissolved in 5/5 mixed solvent, solution 1 with 20% solids concentration
00 ml was prepared. 3 mol% of Wako Pure Chemical V-65 and 6 mol% of mercaptoethanol were added to this solution,
Under a nitrogen atmosphere, the solution was added dropwise to 10 ml of tetrahydrofuran heated to 60 ° C. over 3 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction solution was heated and stirred for 6 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, crystallized in 3 L of methanol, and the precipitated white powder was recovered. In Polymer Example E-1, the polymer composition ratio determined from C 13 NMR was 50/50. The weight average molecular weight in terms of standard polystyrene determined by gel permeation chromatography (GPC) was 7
800. Other polymers were synthesized in the same manner.
【0083】 (実施例1) 製造例−1により得られたシルセスキオキサンポリマー 1gと、 ポリマー具体例E−1のポリマー 1g、 トリフェニルスルホニウム−2,4,6−トリイソプロピルフェニルスルホネー ト 0.04g、並びに トリフェニルイミダゾール 0.005gを 18gのメトキシプロピルアセテートに溶解し、得られた溶液を0.1μm口径 のメンブレンフィルターで精密ろ過して、シリコン含有感光性組成物を得た。 シリコンウエハにFHi−028Dレジスト(富士フイ
ルムオーリン社製i線用レジスト)をキャノン製コータ
ーCDS−650を用い塗布し、90℃、90秒べーク
して膜厚0.85μmの均一膜を得た。これを更に20
0℃、3分加熱したところ膜厚は0.70μmとなっ
た。この上に上記で調製したシリコン含有感光性組成物
を塗布、110℃、60秒べークして0.20μmの膜
厚の塗布膜を得た。(Example 1) 1 g of the silsesquioxane polymer obtained in Production Example-1, 1 g of the polymer of Polymer Specific Example E-1, and triphenylsulfonium-2,4,6-triisopropylphenylsulfonate 0.04 g and 0.005 g of triphenylimidazole were dissolved in 18 g of methoxypropyl acetate, and the resulting solution was subjected to microfiltration with a 0.1 μm-diameter membrane filter to obtain a silicon-containing photosensitive composition. A silicon wafer is coated with FHi-028D resist (resist for i-line manufactured by Fuji Film Orin Co.) using a coater CDS-650 manufactured by Canon Inc., and baked at 90 ° C. for 90 seconds to obtain a uniform film having a thickness of 0.85 μm. Was. Add another 20
After heating at 0 ° C. for 3 minutes, the film thickness became 0.70 μm. The silicon-containing photosensitive composition prepared above was coated thereon and baked at 110 ° C. for 60 seconds to obtain a coating film having a thickness of 0.20 μm.
【0084】こうして得られたウエハをキャノン製Kr
FエキシマレーザーステッパーFPA−3000EX4
に解像力マスクを装填して露光量と焦点を変化させなが
ら露光した。その後クリーンルーム内で120℃、90
秒加熱した後、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイ
ド現像液(2.38%)で60秒間現像し、蒸留水でリ
ンス、乾燥してパターン(上層のパターン)を得た。走
査型電子顕微鏡で観察した。さらにアルバック製平行平
板型リアクティブイオンエッチング装置を用い、上記上
層のレジストパターンを有するウエハをエッチング(ド
ライ現像)し、下層にパターン形成した。エッチングガ
スは酸素、圧力は20ミリトール、印加パワー100m
W/cm2エッチング時間は15分間とした。結果は走
査型電子顕微鏡で評価した。The wafer obtained in this manner was manufactured by Canon Kr.
F Excimer Laser Stepper FPA-3000EX4
Was exposed while changing the exposure amount and focus. Then, in a clean room at 120 ° C, 90
After heating for 2 seconds, the film was developed with a tetramethylammonium hydroxide developer (2.38%) for 60 seconds, rinsed with distilled water and dried to obtain a pattern (upper layer pattern). Observed with a scanning electron microscope. Further, the wafer having the upper resist pattern was etched (dry-developed) using a parallel plate reactive ion etching apparatus manufactured by ULVAC to form a pattern in the lower layer. Etching gas is oxygen, pressure is 20 mTorr, applied power is 100 m
The W / cm 2 etching time was 15 minutes. The results were evaluated with a scanning electron microscope.
【0085】以下の方法により、感度、解像力、焦点深
度、寸法変動等を評価した。 感度:マスクの0.18μmのライン/スペースが、上
層のパターンで再現される時の露光量で評価した。 解像力:上記マスクの0.18μmのライン/スペース
が再現される時の露光量の時、下層においてライン/ス
ペースが分離解像する最小寸法で評価した。 焦点深度は、露光時に段階的に焦点を外した露光を行
い、下層において0.18μmのラインが解像できる焦
点の変動幅を評価した。パターンの寸法変動(シフト)
は、露光、ウェット現像して形成された上層レジストの
着目パターンの寸法と、これをさらにドライ現像して下
層にパターン形成した後の寸法との寸法差を示す。The sensitivity, the resolving power, the depth of focus, the dimensional variation and the like were evaluated by the following methods. Sensitivity: The sensitivity was evaluated based on the exposure when a 0.18 μm line / space of the mask was reproduced in the upper layer pattern. Resolving power: At the exposure amount when the 0.18 μm line / space of the above mask was reproduced, evaluation was made at the minimum dimension at which the line / space was separated and resolved in the lower layer. Depth of focus was determined by performing stepwise out-of-focus exposure at the time of exposure, and evaluating the range of change in focus at which a 0.18 μm line could be resolved in the lower layer. Pattern dimensional fluctuation (shift)
Shows the dimensional difference between the size of the pattern of interest of the upper resist formed by exposure and wet development and the size after pattern formation of the lower layer by further dry development.
【0086】結果としては、感度は22mJ/cm
2で、0.14μm(解像力)のライン/スペースが解
像していた。また、0.18μmラインの膜減りは1.
5%と、非常に小さく、ラインの断面形状は矩形に近い
台形であった。0.18μm幅の垂直なパターンが、膜
厚0.8μmで焦点深度1.2μmの幅で形成された。
また、0.18μmの寸法シフトは、0.005μmと
非常にわずかだった。As a result, the sensitivity was 22 mJ / cm
2 , line / space of 0.14 μm (resolution) was resolved. In addition, the film reduction of the 0.18 μm line is 1.
The line was very small, 5%, and the cross-sectional shape of the line was a trapezoid close to a rectangle. A vertical pattern having a width of 0.18 μm was formed with a thickness of 0.8 μm and a depth of focus of 1.2 μm.
Also, the dimensional shift of 0.18 μm was very small, 0.005 μm.
【0087】(実施例2)実施例1におけるシルセスキ
オキサンポリマー1gの代りに製造例2で得られたシル
セスキオキサンポリマー1gを用い、ポリマー具体例E
−1の代りにE−26(重量平均分子量:6800)を
用いた。これら以外は実施例1と同様にし、感光性組成
物を調製した。次いで実施例1と同様にして露光現像
し、評価した。感度36mJ/cm2で0.13μmの
ライン/スペースが解像した。また0.18μmライン
の膜減りは2.5%と極めて小さく、断面形状は矩形に
近い台形であった。実施例1と同様にしてエッチングし
た後は0.18μmの焦点深度は1.0μm、寸法シフ
トは0.007μmと極めてわずかであった。(Example 2) In place of 1 g of the silsesquioxane polymer in Example 1, 1 g of the silsesquioxane polymer obtained in Production Example 2 was used.
E-26 (weight average molecular weight: 6800) was used in place of -1. Except for these, the procedure of Example 1 was repeated to prepare a photosensitive composition. Next, exposure and development were performed in the same manner as in Example 1, and evaluation was performed. A 0.13 μm line / space was resolved at a sensitivity of 36 mJ / cm 2 . Further, the film reduction of the 0.18 μm line was as extremely small as 2.5%, and the cross-sectional shape was a trapezoidal shape close to a rectangle. After etching in the same manner as in Example 1, the depth of focus of 0.18 μm was very small, 1.0 μm, and the dimensional shift was very small, 0.007 μm.
【0088】(実施例3〜20及び比較例1、2)実施
例1の成分(b)及び成分(e)に替えて表−1に記載
の成分(b)及び成分(c)〜(e)を用い、実施例1
と同様にしてそれぞれの感光性組成物を調製し、実施例
1と同様にして露光現像し、またエッチング処理し、そ
れを走査型電子顕微鏡で観察し、評価を上記と同様に行
った。その結果を表−2に示す。(Examples 3 to 20 and Comparative Examples 1 and 2) The components (b) and (c) to (e) described in Table 1 were replaced with the components (b) and (e) of Example 1. Example 1
Each photosensitive composition was prepared in the same manner as described above, exposed and developed and etched in the same manner as in Example 1, and observed with a scanning electron microscope, and evaluated in the same manner as described above. Table 2 shows the results.
【0089】[0089]
【表1】 [Table 1]
【0090】[0090]
【表2】 [Table 2]
【0091】[0091]
【化23】 Embedded image
【0092】[0092]
【表3】 [Table 3]
【0093】[0093]
【発明の効果】本発明により、特に半導体デバイスの製
造において、高感度でかつ高い解像力を有する感光性組
成物を提供でき、詳しくはDeeP−UV領域での光吸
収が小さく、短波長光源に対応しうる感光性組成物を提
供できる。さらに、特に0.2μm以下の微細パターン
における現像処理後の膜減りが少なく、矩形形状を与え
る感光性組成物を提供できる。さらに酸素プラズマ工程
での下層へのパターンの転写の際に寸法シフト(寸法変
動)が少なく、寸法再現性に優れた感光性組成物が得ら
れる。従って、超微細な回路を有する半導体基板の量産
製造用に最も好適に用いられるものである。According to the present invention, a photosensitive composition having high sensitivity and high resolving power can be provided, particularly in the production of semiconductor devices, and more specifically, has a small light absorption in the Deep P-UV region and is compatible with a short wavelength light source. The photosensitive composition which can be provided can be provided. Furthermore, a photosensitive composition that gives a rectangular shape with less film loss after development processing, particularly in a fine pattern of 0.2 μm or less, can be provided. Further, a photosensitive composition excellent in dimensional reproducibility with a small dimensional shift (dimension fluctuation) when transferring a pattern to a lower layer in an oxygen plasma process can be obtained. Therefore, it is most suitably used for mass production of semiconductor substrates having ultrafine circuits.
Claims (3)
で表される繰り返し単位を有し、水には不溶性、アルカ
リには可溶性であるポリマーと、(b)活性光線もしくは
放射線の照射により酸を発生する化合物と、(c)側鎖に
下記一般式〔III〕、一般式(IV)又は一般式(V)で表
される基を含む繰り返し単位を含有し、アルカリ現像液
中での溶解度が酸の作用により増大する性質のあるポリ
マーとを含有することを特徴とするポジ型シリコーン含
有感光性組成物。 【化1】 〔一般式〔I〕、〔II〕中、Xは、−C(=O)−R
基、−CH(OH)−R基及びカルボキシル基よりなる
群から選択される基であり、式中の複数のXは同一で
も、異なっていてもよい。ここでRは、水素原子又は置
換基を有していてもよい炭化水素基を示す。R’〜
R'''''は、同一でも、異なっていてもよく、水酸基あ
るいは、置換基を有していてもよい、アルキル基、シク
ロアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アラルキ
ル基及びフェニル基よりなる群から選ばれた基である。
Yは、アルキル基、アルコキシ基又はシロキシル基であ
る。R0は、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有して
いてもよい、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基よ
りなる群から選ばれた基を表す。l、m、n及びqは、
各々0又は正の整数、pは正の整数を示す。 【化2】 一般式〔III〕〜(V)中、Ra、Rb、Rcは、それぞれ
独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭化水素
基を表す。sは、2以上の整数を表す。(1) (a) The following general formula [I] and / or [II]
Having a repeating unit represented by, a polymer that is insoluble in water and soluble in alkali, (b) a compound that generates an acid by irradiation with actinic rays or radiation, and (c) a side chain having the following general formula: [III] containing a polymer having a repeating unit containing a group represented by the general formula (IV) or (V) and having a property of increasing the solubility in an alkaline developer by the action of an acid. A positive-type silicone-containing photosensitive composition, comprising: Embedded image [In the general formulas [I] and [II], X is -C (= O) -R
A group selected from the group consisting of a group, a —CH (OH) —R group and a carboxyl group, wherein a plurality of Xs in the formula may be the same or different. Here, R represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group which may have a substituent. R '~
R '''''' may be the same or different and may be a hydroxyl group or an optionally substituted alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, an aralkyl group and a phenyl group It is a group selected from the group.
Y is an alkyl group, an alkoxy group or a siloxyl group. R0 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or a group selected from the group consisting of an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent. l, m, n and q are
Each represents 0 or a positive integer, and p represents a positive integer. Embedded image In the general formulas [III] to (V), Ra, Rb and Rc each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group which may have a substituent. s represents an integer of 2 or more.
/又は〔II〕で表される繰り返し単位を有し、水には不
溶性、アルカリには可溶性であるポリマーと、(b)活性
光線もしくは放射線の照射により酸を発生する化合物
と、(d)側鎖に多環式構造を含む繰り返し単位を含有
し、アルカリ現像液中での溶解度が酸の作用により増大
する性質のあるポリマーとを含有することを特徴とする
ポジ型シリコーン含有感光性組成物。(A) a polymer having a repeating unit represented by the general formula [I] and / or [II] according to claim 1 and being insoluble in water and soluble in alkali; b) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (d) a repeating unit containing a polycyclic structure in a side chain, the solubility of which in an alkaline developer is increased by the action of an acid. A positive-type silicone-containing photosensitive composition comprising a polymer.
/又は〔II〕で表される繰り返し単位を有し、水には不
溶性、アルカリには可溶性であるポリマーと、(b)活性
光線もしくは放射線の照射により酸を発生する化合物
と、(e)側鎖に請求項1に記載の一般式〔III〕、一般式
(IV)又は一般式(V)で表される基を含む繰り返し単
位、及び側鎖に多環式構造を含む繰り返し単位を含有
し、アルカリ現像液中での溶解度が酸の作用により増大
する性質のあるポリマーとを含有することを特徴とする
ポジ型シリコーン含有感光性組成物。(A) a polymer having a repeating unit represented by the general formula [I] and / or [II] according to claim 1 and being insoluble in water and soluble in alkali; b) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (e) a side chain having the general formula [III] or the general formula according to claim 1
(IV) or a repeating unit containing a group represented by the general formula (V) and a repeating unit containing a polycyclic structure in a side chain, and the solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid. A positive-working silicone-containing photosensitive composition, characterized in that the composition comprises:
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- 1999-01-28 JP JP2022499A patent/JP2000221685A/en active Pending
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