JP2000250220A - Radiation sensitive composition - Google Patents

Radiation sensitive composition

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JP2000250220A
JP2000250220A JP4852599A JP4852599A JP2000250220A JP 2000250220 A JP2000250220 A JP 2000250220A JP 4852599 A JP4852599 A JP 4852599A JP 4852599 A JP4852599 A JP 4852599A JP 2000250220 A JP2000250220 A JP 2000250220A
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JP
Japan
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group
resin
radiation
sensitive composition
general formula
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Application number
JP4852599A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Fujita
藤田  淳
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a radiation sensitive composition having low edge roughness, a large depth of a focus and high resolution adaptable to quarter-micron lithography by using a resin containing a specified structure as a constituent component. SOLUTION: The radiation sensitive composition contains a resin obtained by protecting part of phenolic hydroxyl groups in the same molecular chain of an alkali-soluble resin having phenolic hydroxyl groups with two or more mutually different protective groups and a photo-acid generating agent. Groups of formulae I and II are contained as the protective groups and the protection rate (Pa mol%) with the groups of the formula I is higher than the protection rate (Pb mol%) with the groups of the formula II. In the formula I, R1 and R2 are each H or optionally substituted 1-6C alkyl, R1 and R2 may bond to each other to form a ring, R3 is 1-12C optionally substituted alkyl and R2 and R3 may bond to each other to form a ring. In the formula II, R4 is 1-3C alkyl or alkoxy.

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】本発明は一般に放射線に感応
する感放射線性組成物に関するものであり、詳しくは平
板印刷版や半導体集積回路を作成するレジストとして好
適な感放射性組成物に関するものである。特に、波長2
00〜300nmの深紫外露光用に適した感放射線性組
成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a radiation-sensitive composition sensitive to radiation, and more particularly to a radiation-sensitive composition suitable as a resist for forming a lithographic printing plate or a semiconductor integrated circuit. In particular, wavelength 2
The present invention relates to a radiation-sensitive composition suitable for deep ultraviolet exposure of 00 to 300 nm.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の高集積度化が進み、例
えばダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ−(D
RAM)を例にとれば、現在では、64Mビットの記憶
容量を持つものの本格生産が開始されている。それにと
もない集積回路の生産に不可欠なフォトリソグラフィ−
技術に対する要求も年々きびしくなってきている。例え
ば、64MビットDRAMの生産には、0.25μmレ
ベルのリソグラフィ−技術が必要とされ、更に高集積度
化の進んだ256MDRAMでは0.20μm以下のレ
ベルのリソグラフィ−技術が必要とされている。これに
ともない、それぞれのリソグラフィ−レベルに対応でき
るレジストの開発が切望されている。
2. Description of the Related Art As the degree of integration of semiconductor integrated circuits increases, for example, dynamic random access memories (D
Taking RAM as an example, full-scale production of a memory having a storage capacity of 64 Mbits has been started. Photolithography is essential for integrated circuit production
The demands on technology are increasing year after year. For example, the production of a 64 Mbit DRAM requires a lithography technique of a 0.25 μm level, and a 256 M DRAM with a higher degree of integration requires a lithography technique of a level of 0.20 μm or less. Along with this, development of a resist that can correspond to each lithography level has been eagerly desired.

【0003】0.25μmレベル以下のリソグラフィ−
には従来使われてきた水銀灯のi線(365nm)の波
長よりも短いKrFエキシマレ−ザ光(248nm)や
ArFエキシマレ−ザ光(193nm)光源を使うこと
が必至となっている。このような短波長露光に適したポ
ジ型レジストとして、高感度化に適した化学増幅型ポジ
型フォトレジストが種々提案されている。化学増幅型レ
ジストとは、放射線(紫外線、遠紫外線、X線、例えば
電子線のような荷電粒子線等)の照射により発生した酸
の触媒作用により放射線照射部の現像液に対する溶解性
を制御するレジストであり、光酸発生剤と酸触媒反応に
よりアルカリ現像液に対する溶解性が増大するような化
合物を含有しこの酸触媒反応により高感度化が実現でき
る。
Lithography below the 0.25 μm level
It has become necessary to use a KrF excimer laser light (248 nm) or ArF excimer laser light (193 nm) light source shorter than the wavelength of the i-line (365 nm) of the conventionally used mercury lamp. As a positive resist suitable for such short-wavelength exposure, various chemically amplified positive photoresists suitable for high sensitivity have been proposed. The chemically amplified resist controls the solubility of a radiation-irradiated portion in a developing solution by a catalytic action of an acid generated by irradiation of radiation (ultraviolet rays, far-ultraviolet rays, X-rays, charged particle beams such as electron beams, etc.). It is a resist and contains a compound that increases the solubility in an alkali developer by an acid-catalyzed reaction with a photoacid generator, and high sensitivity can be realized by this acid-catalyzed reaction.

【0004】例えば特開平8−15864、特開平10
−48826号公報にはエトキシエチル基等のアセター
ル型保護基を有するポリヒドロキシスチレンとt−ブト
キシカルボニルオキシ基の如きカーボネート型保護基を
有するポリヒドロキシスチレンを混合することにより、
耐熱性等に優れたレジストが開示されている。具体的に
は、特開平8−15864号公報にはエトキシエチル基
をもつポリビニルフェノールとt−ブチルオキシカルボ
ニルオキシ基をもったポリビニルフェノールを組み合わ
せると、耐熱性が向上することが記載されている。又、
特開平10−48826号公報にも、保護基の異なる樹
脂を併用することにより、高解像度のパターンが形成で
きることが開示され、アセタール型、カーボネート型の
保護基を種々変更した例が示され、又、併用する樹脂が
分子鎖中に異なる保護基を有する共重合型の樹脂使用の
例も示されている一方、共重合型の樹脂単独ではパター
ン形状不十分とされている。
[0004] For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
No.-48826 discloses that by mixing polyhydroxystyrene having an acetal-type protecting group such as an ethoxyethyl group and polyhydroxystyrene having a carbonate-type protecting group such as a t-butoxycarbonyloxy group,
A resist excellent in heat resistance and the like is disclosed. Specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-15864 describes that when polyvinylphenol having an ethoxyethyl group and polyvinylphenol having a t-butyloxycarbonyloxy group are combined, heat resistance is improved. or,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-48826 also discloses that a high-resolution pattern can be formed by using resins having different protecting groups in combination, and examples of variously changing acetal type and carbonate type protecting groups are shown. In addition, while an example of using a copolymer type resin in which a resin used in combination has different protecting groups in the molecular chain is shown, it is said that the pattern shape is insufficient when the copolymer type resin alone is used.

【0005】本発明者の検討によれば、これらの材料
は、レジストパターンの表面や側面が粗く、また焦点深
度も不十分であることがわかった。レジストパターンの
表面や側面が粗い場合、いわゆるエッジラフネスが大き
い場合、スカムの原因になったり、レジストパターン形
成後に行うエッチングが均一になされず設計通りのエッ
チングが困難となったりする。
According to the study of the present inventors, it has been found that these materials have a rough surface or side surface of a resist pattern and an insufficient depth of focus. When the surface or side surface of the resist pattern is rough, that is, when the so-called edge roughness is large, it causes scum, and the etching performed after the formation of the resist pattern is not uniform, so that etching as designed becomes difficult.

【0006】一方、特開平9−311452号公報には
エトキシエチル基の如きアセタール型保護基とt−ブチ
ルオキシカルボニルオキシ基を同一分子鎖中に有する共
重合体型のポリビニルフェノールを用いることにより、
解像性、パターン形状、耐熱性等の特性のバランスが良
好であることが示されているが、検討の結果、焦点深度
が最適焦点からずれるに従って、T−top形状やアン
ダーカットが顕著となり、求められるレジスト性能とし
ては不十分であることがわかった。
On the other hand, JP-A-9-31452 discloses a copolymer type polyvinylphenol having an acetal-type protecting group such as an ethoxyethyl group and a t-butyloxycarbonyloxy group in the same molecular chain.
It is shown that the balance of characteristics such as resolution, pattern shape and heat resistance is good, but as a result of examination, as the depth of focus shifts from the optimal focus, the T-top shape and undercut become remarkable, It was found that the required resist performance was insufficient.

【0007】焦点深度(Depth Of Focu
s:以下DOFと略す)とは、ウエハ上にレジストパタ
ーンを形成するときの最適な焦点距離からの余裕度のこ
とで、最適な焦点での転写像と比べ支障がない範囲のこ
とをいう。LSIの製造では、ウエハ基板上に凹凸や反
りがあったり、高温処理等の様々な工程を経ることによ
りウエハに撓みや歪みが発生することがあるため、最適
焦点から焦点距離をずらしていくとパターン形状の劣化
が大きく生じる場合があり、半導体製造の歩留まりを上
げるには広いDOFが必要とされる。
[0007] Depth of focus
s: hereinafter abbreviated as DOF) means a margin from an optimum focal length when forming a resist pattern on a wafer, and refers to a range in which there is no problem compared to a transferred image at an optimum focus. In the manufacture of LSI, the wafer may be uneven or warped on the wafer substrate, or the wafer may bend or deform due to various processes such as high-temperature processing. In some cases, the pattern shape significantly deteriorates, and a wide DOF is required to increase the yield of semiconductor manufacturing.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の問題点を解決し、エッジラフネスが小さく、
焦点深度が広く、クオーターミクロンリソグラフィ−に
対応できる高解像度を有する感放射線性組成物を提供す
ることである。特に、デフォーカスしてもパターン形状
がT−topやアンダーカットといった形状になりにく
い感放射線性組成物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to reduce edge roughness,
An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive composition having a wide depth of focus and a high resolution capable of supporting quarter-micron lithography. In particular, it is an object of the present invention to provide a radiation-sensitive composition in which the pattern shape hardly becomes a shape such as T-top or undercut even when defocused.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意研究を重
ねた結果、樹脂として、フェノール性水酸基を有するア
ルカリ可溶性樹脂のフェノール性水酸基の少なくとも一
部が異なる保護基で保護されてアセタール型構造とカー
ボネート型構造を有している共重合型の樹脂であり、カ
ーボネート型構造の保護基の炭素数が少ないものであ
り、しかもアセタール型構造の割合がカーボネート型構
造の割合より大である場合、上記目的が達成されること
を見いだした。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventors have found that, as a resin, at least a part of the phenolic hydroxyl group of an alkali-soluble resin having a phenolic hydroxyl group is protected by a different protecting group, and an acetal type structure is obtained. And a copolymer type resin having a carbonate type structure, wherein the number of carbon atoms in the protective group of the carbonate type structure is small, and the proportion of the acetal type structure is larger than the proportion of the carbonate type structure, We have found that the above objective is achieved.

【0010】即ち、本発明の要旨は、フェノール性水酸
基を有するアルカリ可溶性樹脂の、同一分子鎖中のフェ
ノール性水酸基の少なくとも一部が相異なる2種以上の
保護基で保護された樹脂(a)及び光酸発生剤(b)を
含有する感放射線性組成物に於いて、樹脂(a)が保護
基として下記一般式(1)の基及び下記一般式(2)の
基を含み、かつ、一般式(1)の基による保護率(Pa
モル%)が一般式(2)の基による保護率(Pbモル
%)より大であることを特徴とする感放射線性組成物。
That is, the gist of the present invention is to provide an alkali-soluble resin having a phenolic hydroxyl group, wherein at least a part of the phenolic hydroxyl group in the same molecular chain is protected by two or more different protecting groups. And a radiation-sensitive composition containing a photoacid generator (b), wherein the resin (a) contains a group represented by the following general formula (1) and a group represented by the following general formula (2) as a protective group, and Protection ratio (Pa) by the group of the general formula (1)
(Mol%) is larger than the protection ratio (Pb mol%) by the group of the general formula (2).

【0011】[0011]

【化2】 Embedded image

【0012】(式中、R1 およびR2 はそれぞれ水素原
子又は置換されていてもよいC1 〜C 6 のアルキル基を
示し、R1 とR2 は結合して環を形成しても良い。R3
はC1〜C12の置換されていてもよいアルキル基であ
り、R2 とR3 は結合して環を形成しても良い。R4
1 〜C3 のアルキル基またはアルコキシ基を表す。)
に存する。
(Where R1And RTwoAre hydrogen sources
C or an optionally substituted C1~ C 6The alkyl group of
And R1And RTwoMay combine to form a ring. RThree
Is C1~ C12Is an optionally substituted alkyl group
RTwoAnd RThreeMay combine to form a ring. RFourIs
C1~ CThreeRepresents an alkyl group or an alkoxy group. )
Exists.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の樹脂(a)は、フェノール性水酸基を有するア
ルカリ可溶性樹脂(以下、ベース樹脂ということがあ
る)の同一分子鎖中のフェノール性水酸基の少なくとも
一部が前記一般式(1)で示される保護基および前記一
般式(2)で示される保護基で保護された構造を有する
樹脂である。即ち、フェノール性水酸基の酸素原子に一
般式(1)及び(2)で示される基が夫々結合した構造
を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the resin (a) of the present invention, at least a part of the phenolic hydroxyl group in the same molecular chain of an alkali-soluble resin having a phenolic hydroxyl group (hereinafter, sometimes referred to as a base resin) is represented by the general formula (1). It is a resin having a structure protected by a protecting group and a protecting group represented by the general formula (2). That is, it has a structure in which the groups represented by general formulas (1) and (2) are respectively bonded to the oxygen atom of the phenolic hydroxyl group.

【0014】フェノール性水酸基を有するアルカリ可溶
性樹脂としては、ノボラック樹脂あるいはポリビニルフ
ェノールもしくはその誘導体である。すでに半導体の製
造に使われているKrFエキシマーレーザーの波長を考
慮すると、その波長での吸光度が低いポリビニルフェノ
ール又はその誘導体が好ましい。ポリビニルフェノール
の誘導体としては、例えばヒドロキシスチレン類単独で
の重合またはヒドロキシスチレンと各種のビニルモノマ
−とを共重合して得られる樹脂である。ヒドロキシスチ
レンと共重合するビニルモノマ−としては、スチレン、
アクリル酸、ビニルアルコ−ルまたは、これらの誘導体
などが用いられる。
The alkali-soluble resin having a phenolic hydroxyl group is a novolak resin or polyvinylphenol or a derivative thereof. Considering the wavelength of a KrF excimer laser already used in the manufacture of semiconductors, polyvinylphenol or a derivative thereof having a low absorbance at that wavelength is preferred. Derivatives of polyvinyl phenol include, for example, resins obtained by polymerization of hydroxystyrenes alone or copolymerization of hydroxystyrene with various vinyl monomers. As vinyl monomers copolymerized with hydroxystyrene, styrene,
Acrylic acid, vinyl alcohol or derivatives thereof are used.

【0015】ポリビニルフェノ−ルとその誘導体として
は、具体的には、o−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロ
キシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、2−(o−ヒ
ドロキシフェニル)プロピレン、2−(m−ヒドロキシ
フェニル)プロピレン、2−(p−ヒドロキシフェニ
ル)プロピレンなどのヒドロキシスチレン類の単独また
は2種以上をラジカル重合開始剤、アニオン重合開始剤
またはカチオン重合開始剤の存在下で重合した樹脂が用
いられる。また、重合後樹脂の吸光度を下げるために水
素添加を行なったものを用いてもよく、又、芳香族化合
物モノマ−中に本発明に悪影響を与えない限りハロゲン
原子、ニトロ基、エステル基等の置換基を有しても良
い。
As the polyvinylphenol and its derivatives, specifically, o-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, p-hydroxystyrene, 2- (o-hydroxyphenyl) propylene, 2- (m-hydroxyphenyl) A) A resin obtained by polymerizing one or more hydroxystyrenes such as propylene and 2- (p-hydroxyphenyl) propylene in the presence of a radical polymerization initiator, an anionic polymerization initiator or a cationic polymerization initiator is used. Further, a resin which has been subjected to hydrogenation in order to reduce the absorbance of the resin after polymerization may be used, or a halogen atom, a nitro group, an ester group, or the like in the aromatic compound monomer as long as it does not adversely affect the present invention. It may have a substituent.

【0016】尚、上記ヒドロキシ芳香族化合物は本発明
に悪影響を与えないかぎりハロゲン原子、ニトロ基、エ
ステル基等の置換基を有していても良い。又、これらの
樹脂は必要に応じ、更に、水素等により還元し、短波長
領域の吸光度を低くしたものを用いても良い。ベース樹
脂の重量平均分子量は、ゲルパーミェーションクロマト
グラフィー(GPC)によるポリスチレン換算値で通常
1000以上50000以下、塗膜性の点で好ましくは
2000以上30000以下のものが用いられる。
The hydroxy aromatic compound may have a substituent such as a halogen atom, a nitro group or an ester group as long as it does not adversely affect the present invention. If necessary, these resins may be further reduced with hydrogen or the like to reduce the absorbance in the short wavelength region. The weight average molecular weight of the base resin is usually from 1,000 to 50,000 in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC), and preferably from 2,000 to 30,000 in terms of coating properties.

【0017】本発明では、樹脂として上記の如きベース
樹脂の同一分子鎖中のフェノール性水酸基の少なくとも
一部が保護されて、前記式(1)の保護基及び前記式
(2)の保護基で保護された樹脂を含む必要がある。即
ち、式(1)で示される保護基を有するヒドロキシスチ
レン由来の構造単位と、式(2)で示される保護基を有
するヒドロキシスチレン由来の構造単位を持つ共重合体
型の樹脂を含む必要がある。
In the present invention, at least a part of the phenolic hydroxyl group in the same molecular chain of the base resin as described above is protected, and is protected by the protecting group of the above formula (1) and the protecting group of the above formula (2). Must contain protected resin. That is, it is necessary to include a copolymer type resin having a structural unit derived from hydroxystyrene having a protective group represented by the formula (1) and a structural unit derived from hydroxystyrene having a protective group represented by the formula (2). .

【0018】前記式(1)で表わされる保護基は、同一
分子鎖中に単独で存在しても前記式(1)で示される互
いに異なる基が併存してもよく、式中、R1 及びR2
独立に、水素原子または置換されていてもよいC1 〜C
6 のアルキル基であり、R1とR2 は結合して環を形成
しても良い。R3 はC1 〜C12の置換されていてもよい
アルキル基でありR2 とR3 は結合して環を形成してい
てもよい。
The protecting group represented by the formula (1) may be present alone in the same molecular chain may coexist different groups from each other represented by the formula (1), wherein, R 1 and R 2 is independently a hydrogen atom or an optionally substituted C 1 -C
And R 1 and R 2 may combine to form a ring. R 3 is a C 1 to C 12 optionally substituted alkyl group, and R 2 and R 3 may combine to form a ring.

【0019】R1 及びR2 は独立に水素原子または炭素
数1〜2のアルキル基が好ましく、R3 は炭素数1〜1
0のアルキル基が好ましい。尚、アルキル基は、直鎖、
分岐、環状のいずれでもよい。又、上記アルキル基は、
合成上の点で無置換であるのが好ましい。式(1)で示
される具体的な例としては、エトキシメチル基、エトキ
シエチル基、エトキシプロピル基、プロポキシエチル
基、n−ブトキシエチル基、iso−ブトキシエチル
基、sec−ブトキシエチル基、t−ブトキシエチル
基、シクロヘキシルオキシメチル基、シクロヘキシルオ
キシエチル基、メンチルオキシエチル基、イソボルニル
オキシエチル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒド
ロピラニル基等が挙げられるが、これらに限定されるも
のではない。中でもエトキシエチル基、n−プロポキシ
エチル基、isoーブトキシエチル基、エトキシプロピ
ル基、シクロヘキシルオキシエチル基が好ましく、特に
エトキシエチル基が好ましい。
R 1 and R 2 are each independently preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and R 3 is preferably an alkyl group having 1 to 1 carbon atoms.
An alkyl group of 0 is preferred. Incidentally, the alkyl group is a straight-chain,
It may be branched or cyclic. Further, the alkyl group is
It is preferably unsubstituted in terms of synthesis. Specific examples represented by the formula (1) include an ethoxymethyl group, an ethoxyethyl group, an ethoxypropyl group, a propoxyethyl group, an n-butoxyethyl group, an iso-butoxyethyl group, a sec-butoxyethyl group, a t- Examples include, but are not limited to, butoxyethyl, cyclohexyloxymethyl, cyclohexyloxyethyl, menthyloxyethyl, isobornyloxyethyl, tetrahydrofuranyl, tetrahydropyranyl, and the like. Among them, an ethoxyethyl group, an n-propoxyethyl group, an isobutoxyethyl group, an ethoxypropyl group, and a cyclohexyloxyethyl group are preferable, and an ethoxyethyl group is particularly preferable.

【0020】一方、前記式(2)で示される保護基は、
同一分子鎖中に単独で存在しても前記式(2)で示され
る互いに異なる基が併存してもよく、R4 はC1 〜C3
のアルキル基又はアルコキシ基である。即ち、本発明で
はカルボニルオキシ骨格を形成する前記式(2)で示さ
れる保護基の置換基(R4 )としてその炭素数が4より
も小さいものを用いる必要がある。R4 で表わされるア
ルキル基またはアルコキシ基の炭素数は、好ましくは2
〜3である。具体的な例としては、メチル基、エチル
基、n−プロピル基、iso−プロピル基、メトキシ
基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキ
シ基等が挙げられるが、好ましくはアルコキシ基であ
り、特にはエトキシ基が好ましい。炭素数が4以上の場
合には疎水性が高くなりすぎるため、最適焦点から焦点
距離をずらした(以下デフォーカスした)場合、形状の
劣化が顕著になる。
On the other hand, the protecting group represented by the above formula (2)
Same molecule Formula be present alone in the chain may coexist different groups from each other represented by (2), R 4 is C 1 -C 3
Is an alkyl group or an alkoxy group. That is, in the present invention, it is necessary to use a substituent (R 4 ) having a carbon number of less than 4 as a substituent (R 4 ) of the protective group represented by the formula (2) that forms the carbonyloxy skeleton. The alkyl group or the alkoxy group represented by R 4 preferably has 2 carbon atoms.
~ 3. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group and the like, and preferably an alkoxy group. And particularly preferably an ethoxy group. When the number of carbon atoms is 4 or more, the hydrophobicity becomes too high, and when the focal length is shifted from the optimum focus (hereinafter, defocused), the shape is significantly deteriorated.

【0021】更に、本発明では、ベース樹脂(即ち、保
護基が導入される前の樹脂)に対する一般式(1)の基
による保護率(Paモル%)が、同じく一般式(2)の
基による保護率(Pbモル%)より大である必要があ
る。この関係が逆転すると現像液への溶解性が不十分と
なり、十分な解像力が得られない。
Further, in the present invention, the protection ratio (Pa mol%) of the base resin (that is, the resin before the protective group is introduced) by the group of the general formula (1) is also the same as that of the general formula (2). Must be greater than the protection ratio (Pb mol%). When this relationship is reversed, the solubility in the developer becomes insufficient, and a sufficient resolving power cannot be obtained.

【0022】従って、保護基(1)による保護率は、画
像形成能および耐熱性も考慮すると、通常フェノール性
水酸基の合計に対して10〜60モル%が適当であり、
より好ましい導入率としては10〜50モル%である。
さらに好ましくは10〜40モル%である。尚、該保護
基は、後述の光酸発生剤から生じる酸の作用により脱離
し感放射線性組成物の現像液への溶解性向上に寄与す
る。
Therefore, in consideration of image forming ability and heat resistance, the protection ratio by the protecting group (1) is usually from 10 to 60 mol% based on the total amount of the phenolic hydroxyl groups.
A more preferred introduction rate is 10 to 50 mol%.
More preferably, it is 10 to 40 mol%. The protecting group is eliminated by the action of an acid generated from a photoacid generator described later, and contributes to improving the solubility of the radiation-sensitive composition in a developer.

【0023】また、保護基(2)による保護率は、画像
形成能、特に、残膜性および矩形性も考慮すると、通常
フェノール性水酸基の合計に対して5〜45モル%が適
当であり、より好ましくは5〜40モル%、更に好まし
くは5〜30モル%である。中でも、前記式(1)の保
護基と前記式(2)の保護基による全保護率に対する前
記式(2)の保護基による保護率の割合〔Pb×100
/(Pa+Pb)〕は5%以上50%未満が好ましく、
特に10モル%以上40モル%以下が好ましい。更に、
PaとPbが下式(3)の関係を満たす場合、本発明の
性能の点で特に好ましい。
The protection ratio of the protecting group (2) is usually 5 to 45 mol% based on the total amount of the phenolic hydroxyl group in consideration of the image forming ability, particularly, the residual film property and the rectangularity. More preferably, it is 5 to 40 mol%, and still more preferably 5 to 30 mol%. Among them, the ratio of the protection rate by the protecting group of the formula (2) to the total protection rate by the protecting group of the formula (1) and the protecting group of the formula (2) [Pb × 100
/ (Pa + Pb)] is preferably 5% or more and less than 50%,
In particular, it is preferably from 10 mol% to 40 mol%. Furthermore,
When Pa and Pb satisfy the relationship of the following expression (3), it is particularly preferable in terms of the performance of the present invention.

【0024】[0024]

【数3】 0.2≦(Pa+Pb)/100≦0.6 (3)(3) 0.2 ≦ (Pa + Pb) /100≦0.6 (3)

【0025】式(3)の下限は好ましくは0.25であ
り、上限値は0.5である。樹脂(a)の重量平均分子
量は、保護基の導入率により変動し、ベース樹脂のそれ
より大ではあるが、その場合でも通常、ポリスチレン換
算値(ゲル・パ−ミエ−ション・クロマトグラフィ測
定)で1,000以上50,000以下、好ましくは
2,000以上30,000以下、さらに好ましくは
5,000以上25,000以下のものが用いられる。
分子量が、この範囲よりも小さいとレジストとしての十
分な塗膜が得られず、耐熱性も悪くなり、この範囲より
も大きいと露光部分のアルカリ現像液に対する溶解性が
小さくなり、レジストのパタ−ンが得られない。
The lower limit of the equation (3) is preferably 0.25, and the upper limit is 0.5. The weight-average molecular weight of the resin (a) varies depending on the introduction ratio of the protecting group and is larger than that of the base resin. However, even in this case, the weight-average molecular weight is usually expressed in terms of polystyrene (measured by gel permeation chromatography). Those having a molecular weight of 1,000 to 50,000, preferably 2,000 to 30,000, and more preferably 5,000 to 25,000 are used.
If the molecular weight is smaller than this range, a sufficient coating film as a resist cannot be obtained, and the heat resistance deteriorates. If the molecular weight is larger than this range, the solubility of the exposed portion in an alkali developing solution decreases, and the pattern of the resist decreases. Cannot be obtained.

【0026】更に、本発明の樹脂(a)はその分子量分
布(Mw/Mn)が狭いものが好ましい。分子量分布が
広い場合は低分子量や高分子量のポリマーが存在し、低
分子量のポリマーが多く存在すると耐熱性が低下する場
合があり、高分子量のポリマーが多く存在するとアルカ
リに対して溶解し難いものを含み、パターン形成後の裾
引きの原因となる場合がある。また分子量分布の広い樹
脂を酸分解性基で保護した場合には、溶解性にばらつき
が生じ、露光部と未露光部の現像コントラストが下がっ
てしまうため高解像が得難くなる。それ故、微細なパタ
ーン寸法に好適に用いられるレジスト材料を得るには、
樹脂(a)の分子量分布は1.0〜1.6、特に1.1
〜1.4の狭分散であることが好ましい。
Further, the resin (a) of the present invention preferably has a narrow molecular weight distribution (Mw / Mn). If the molecular weight distribution is wide, low molecular weight or high molecular weight polymers are present, heat resistance may be reduced if many low molecular weight polymers are present, and it is difficult to dissolve in alkali when many high molecular weight polymers are present. And may cause footing after pattern formation. Further, when a resin having a wide molecular weight distribution is protected by an acid-decomposable group, the solubility varies, and the development contrast between exposed and unexposed portions is reduced, so that it is difficult to obtain high resolution. Therefore, in order to obtain a resist material suitably used for fine pattern dimensions,
The molecular weight distribution of the resin (a) is 1.0 to 1.6, particularly 1.1.
It is preferable to have a narrow dispersion of ~ 1.4.

【0027】樹脂(a)は例えば以下のようにして製造
することができる。ポリビニルフェノール等のフェノー
ル性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂をテトラヒドロ
フラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン等
の該樹脂を溶解せしめる溶媒に溶解し、p−トルエンス
ルホン酸、塩酸、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム
塩等の酸性触媒存在下、エチルビニルエーテル、エチル
−1−プロペニルエーテル、シクロヘキシルビニルエー
テル等の化合物と樹脂の水酸基の一部を反応させてエー
テル化し、生成物を必要により一旦精製後、ピリジン、
トリエチルアミン等の塩基性化合物の存在下にジエチル
カーボネート、ジ(t−ブチル)カーボネートあるいは
isoプロピルオキシカルボニルクロリド等と反応させ
ることにより樹脂(a)を製造できる。また樹脂(a)
は、フェノール性化合物の水酸基を夫々一般式(1)、
一般式(2)で保護した構造を含むモノマーを重合し、
部分的に分解することによっても、製造することができ
る。
The resin (a) can be produced, for example, as follows. An alkali-soluble resin having a phenolic hydroxyl group such as polyvinyl phenol is dissolved in a solvent such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane or the like which dissolves the resin, and p-toluenesulfonic acid, hydrochloric acid, p-toluenesulfone is dissolved. In the presence of an acid catalyst such as an acid pyridinium salt, ethyl vinyl ether, ethyl-1-propenyl ether, a compound such as cyclohexyl vinyl ether is reacted with a part of the hydroxyl groups of the resin to etherify the product.
The resin (a) can be produced by reacting with diethyl carbonate, di (t-butyl) carbonate or isopropyloxycarbonyl chloride in the presence of a basic compound such as triethylamine. Resin (a)
Represents a hydroxyl group of a phenolic compound represented by the general formula (1),
Polymerizing a monomer containing a structure protected by the general formula (2),
It can also be manufactured by partial decomposition.

【0028】本発明の感放射線性組成物における樹脂
(a)の割合は該組成物の固型分100重量部に対し、
通常80〜99.9重量部、好ましくは90〜99.5
重量部である。尚、本発明の感放射線性組成物は、その
性能を損わない範囲で前記樹脂(a)以外に前述のベー
ス樹脂、ベース樹脂の水酸基の一部を上記以外の酸分解
性保護基で保護した樹脂等の他の樹脂を含んでいてもよ
い。
The proportion of the resin (a) in the radiation-sensitive composition of the present invention is based on 100 parts by weight of the solid content of the composition.
Usually 80 to 99.9 parts by weight, preferably 90 to 99.5
Parts by weight. In the radiation-sensitive composition of the present invention, in addition to the resin (a), some of the hydroxyl groups of the base resin and the base resin are protected with an acid-decomposable protecting group other than those described above, insofar as the performance of the composition is not impaired. It may contain other resins such as the above-mentioned resin.

【0029】本発明の光酸発生剤(b)とは露光に用い
られる光または電子線などの放射線の作用によって、酸
を発生するものを意味し、かかる作用を有するものであ
れば、何でも用いることができるが、具体的には、たと
えば、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、
トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネ
ート、トリフェニルスルホニウムp−トルエンスルホネ
ート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレー
ト、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネ
ート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホ
ネートなどのスルホニウム塩、ジフェニルヨードニウム
トリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニ
ウムp−トルエンスルホネート、ジ(4−tertブチ
ルフェニル)ヨードニウムp−トルエンスルホネート、
ジ(4−tertブチルフェニル)ヨードニウムカンフ
ァースルホネート、ジフェニルヨードニウムテトラフル
オロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロ
アルセネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロ
ホスホネートなどのヨードニウム塩、p−トルエンスル
ホン酸メチル、p−トルエンスルホン酸エチル、p−ト
ルエンスルホン酸ブチル、p−トルエンスルホン酸フェ
ニル、1,2,3−トリ(p−トルエンスルホニルオキ
シ)ベンゼン、p−トルエンスルホン酸ベンゾインエス
テル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチ
ル、メタンスルホン酸ブチル、1,2,3−トリ(メタ
ンスルホニルオキシ)ベンゼン、メタンスルホン酸フェ
ニル、メタンスルホン酸ベンゾインエステル、トリフル
オロメタンスルホン酸メチル、トリフルオロメタンスル
ホン酸エチル、トリフルオロメタンスルホン酸ブチル、
1,2,3−トリ(トリフルオロメタンスルホニルオキ
シ)ベンゼン、トリフルオロメタンスルホン酸フェニ
ル、トリフルオロメタンスルホン酸ベンゾインエステ
ル、などのスルホン酸エステル類、o−ニトロベンジル
−p−トルエンスルホネートなどのo−ニトロベンジル
エステル類、α−(4−ニトロベンゼンスルホニルオキ
シイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(p−トル
エンスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリ
ルなどのオキシムスルホネート類、N,N′−ジ(フェ
ニルスルホニル)ヒドラジドなどのスルホンヒドラジド
類、ジフェニルジスルホンなどのジスルホン類、ビス
(フェニルスルホニル)メタン、ビス(シクロヘキシル
スルホニル)メタンなどのビススルホニルメタン類、ビ
ス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロ
ヘキシルスルホニル)ジアゾメタンなどのビススルホニ
ルジアゾメタン類などを挙げることができる。特に保存
安定性の点から、ビススルホニルジアゾメタン骨格を有
するビススルホニルジアゾメタン類が好ましく、具体的
には特開平9−5990号、同4−219757号、同
5−249682号、同4−210960号公報等によ
り公知の化合物及びシクロヘキシルスルホニル−(o−
メトキシフェニルスルホニル)ジアゾメタン、シクロヘ
キシルスルホニル−(p−メトキシフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、シクロペンチルスルホニル−(o−
メトキシフェニルスルホニル)ジアゾメタン、シクロペ
ンチルスルホニル−(p−メトキシフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、シクロヘキシルスルホニル−(o−
フルオロフェニルスルホニル)ジアゾメタン、シクロヘ
キシルスルホニル−(p−フルオロフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、シクロペンチルスルホニル−(o−
フルオロフェニルスルホニル)ジアゾメタン、シクロペ
ンチルスルホニル−(p−フルオロフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、シクロヘキシルスルホニル−(o−
クロロフェニルスルホニル)ジアゾメタン、シクロヘキ
シルスルホニル−(p−クロロフェニルスルホニル)ジ
アゾメタン、シクロペンチルスルホニル−(o−クロロ
フェニルスルホニル)ジアゾメタン、シクロペンチルス
ルホニル−(p−クロロフェニルスルホニル)ジアゾメ
タン、シクロヘキシルスルホニル−(o−トリフルオロ
メチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、シクロヘキ
シルスルホニル−(p−トリフルオロメチルフェニルス
ルホニル)ジアゾメタン、シクロペンチルスルホニル−
(o−トリフルオロメチルフェニルスルホニル)ジアゾ
メタン、シクロペンチルスルホニル−(p−トリフルオ
ロメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、シクロヘ
キシルスルホニル−(o−トリフルオロメトキシフェニ
ルスルホニル)ジアゾメタン、シクロヘキシルスルホニ
ル−(p−トリフルオロメトキシフェニルスルホニル)
ジアゾメタン、シクロペンチルスルホニル−(o−トリ
フルオロメトキシフェニルスルホニル)ジアゾメタン、
シクロペンチルスルホニル−(p−トリフルオロメトキ
シフェニルスルホニル)ジアゾメタン、シクロヘキシル
スルホニル−(2,4,6−トリメチルフェニルスルホ
ニル)ジアゾメタン、シクロヘキシルスルホニル−
(2,3,4−トリメチルフェニルスルホニル)ジアゾ
メタン、シクロヘキシルスルホニル−(2,4,6−ト
リエチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、シクロヘ
キシルスルホニル−(2,3,4−トリエチルフェニル
スルホニル)ジアゾメタン、シクロペンチルスルホニル
−(2,4,6−トリメチルフェニルスルホニル)ジア
ゾメタン、シクロペンチルスルホニル−(2,3,4−
トリメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、シクロ
ペンチルスルホニル−(2,4,6−トリエチルフェニ
ルスルホニル)ジアゾメタン、シクロペンチルスルホニ
ル−(2,3,4−トリエチルフェニルスルホニル)ジ
アゾメタン、t―ブチルスルホニル(2,4,6−トリ
メチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、フェニルス
ルホニル(p−メトキシフェニルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(o−メトキシフェニルスルホニル)ジアゾ
メタン、ビス(p−メトキシフェニルスルホニル)ジア
ゾメタン、フェニルスルホニル−(2,4,6−トリメ
チルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、フェニルスル
ホニル−(2,3,4−トリメチルフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、フェニルスルホニル−(2,4,6
−トリエチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、フェ
ニルスルホニル−(2,3,4−トリエチルフェニルス
ルホニル)ジアゾメタン、2,4−ジメチルフェニルス
ルホニル−(2,4,6−トリメチルフェニルスルホニ
ル)ジアゾメタン、2,4−ジメチルフェニルスルホニ
ル−(2,3,4−トリメチルフェニルスルホニル)ジ
アゾメタン、フェニルスルホニル(o−フルオロフェニ
ルスルホニル)ジアゾメタン、フェニルスルホニル(p
−フルオロフェニルスルホニル)ジアゾメタン、シクロ
ヘキシルスルホニル−(β−ナフチルスルホニル)ジア
ゾメタン、シクロペンチルスルホニル−(β−ナフチル
スルホニル)ジアゾメタンなどが挙げられる。
The photoacid generator (b) of the present invention means a substance which generates an acid by the action of radiation such as light or electron beam used for exposure, and any substance having such an action can be used. Specifically, for example, triphenylsulfonium methanesulfonate,
Sulfonium salts such as triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate, triphenylsulfonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium hexafluoroarsenate, triphenylsulfonium hexafluorophosphonate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium p -Toluenesulfonate, di (4-tertbutylphenyl) iodonium p-toluenesulfonate,
Iodonium salts such as di (4-tertbutylphenyl) iodonium camphorsulfonate, diphenyliodonium tetrafluoroborate, diphenyliodonium hexafluoroarsenate, diphenyliodonium hexafluorophosphonate, methyl p-toluenesulfonate, ethyl p-toluenesulfonate, p -Butyl toluenesulfonate, phenyl p-toluenesulfonate, 1,2,3-tri (p-toluenesulfonyloxy) benzene, p-toluenesulfonic acid benzoin ester, methyl methanesulfonate, ethyl methanesulfonate, methanesulfonic acid Butyl, 1,2,3-tri (methanesulfonyloxy) benzene, phenyl methanesulfonate, benzoin methanesulfonate, trifluoromethanesulfonate Methyl, ethyl trifluoromethanesulfonate, butyl trifluoromethanesulfonate,
Sulfonates such as 1,2,3-tri (trifluoromethanesulfonyloxy) benzene, phenyl trifluoromethanesulfonate and benzoin trifluoromethanesulfonate, and o-nitrobenzyl such as o-nitrobenzyl-p-toluenesulfonate Esters, oxime sulfonates such as α- (4-nitrobenzenesulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, α- (p-toluenesulfonyloxyimino) -phenylacetonitrile, sulfones such as N, N′-di (phenylsulfonyl) hydrazide Hydrazides, disulfones such as diphenyldisulfone, bis (phenylsulfonyl) methane, bissulfonylmethanes such as bis (cyclohexylsulfonyl) methane, bis (phenylsulfonyl) Examples include bissulfonyldiazomethanes such as diazomethane and bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane. In particular, from the viewpoint of storage stability, bissulfonyldiazomethanes having a bissulfonyldiazomethane skeleton are preferred, and specifically, JP-A-9-5990, JP-A-4-219957, JP-A-5-249682 and JP-A-4-210960. And cyclohexylsulfonyl- (o-
(Methoxyphenylsulfonyl) diazomethane, cyclohexylsulfonyl- (p-methoxyphenylsulfonyl) diazomethane, cyclopentylsulfonyl- (o-
(Methoxyphenylsulfonyl) diazomethane, cyclopentylsulfonyl- (p-methoxyphenylsulfonyl) diazomethane, cyclohexylsulfonyl- (o-
(Fluorophenylsulfonyl) diazomethane, cyclohexylsulfonyl- (p-fluorophenylsulfonyl) diazomethane, cyclopentylsulfonyl- (o-
Fluorophenylsulfonyl) diazomethane, cyclopentylsulfonyl- (p-fluorophenylsulfonyl) diazomethane, cyclohexylsulfonyl- (o-
(Chlorophenylsulfonyl) diazomethane, cyclohexylsulfonyl- (p-chlorophenylsulfonyl) diazomethane, cyclopentylsulfonyl- (o-chlorophenylsulfonyl) diazomethane, cyclopentylsulfonyl- (p-chlorophenylsulfonyl) diazomethane, cyclohexylsulfonyl- (o-trifluoromethylphenylsulfonyl) Diazomethane, cyclohexylsulfonyl- (p-trifluoromethylphenylsulfonyl) diazomethane, cyclopentylsulfonyl-
(O-trifluoromethylphenylsulfonyl) diazomethane, cyclopentylsulfonyl- (p-trifluoromethylphenylsulfonyl) diazomethane, cyclohexylsulfonyl- (o-trifluoromethoxyphenylsulfonyl) diazomethane, cyclohexylsulfonyl- (p-trifluoromethoxyphenylsulfonyl )
Diazomethane, cyclopentylsulfonyl- (o-trifluoromethoxyphenylsulfonyl) diazomethane,
Cyclopentylsulfonyl- (p-trifluoromethoxyphenylsulfonyl) diazomethane, cyclohexylsulfonyl- (2,4,6-trimethylphenylsulfonyl) diazomethane, cyclohexylsulfonyl-
(2,3,4-trimethylphenylsulfonyl) diazomethane, cyclohexylsulfonyl- (2,4,6-triethylphenylsulfonyl) diazomethane, cyclohexylsulfonyl- (2,3,4-triethylphenylsulfonyl) diazomethane, cyclopentylsulfonyl- (2 , 4,6-Trimethylphenylsulfonyl) diazomethane, cyclopentylsulfonyl- (2,3,4-
Trimethylphenylsulfonyl) diazomethane, cyclopentylsulfonyl- (2,4,6-triethylphenylsulfonyl) diazomethane, cyclopentylsulfonyl- (2,3,4-triethylphenylsulfonyl) diazomethane, t-butylsulfonyl (2,4,6-trimethyl) Phenylsulfonyl) diazomethane, phenylsulfonyl (p-methoxyphenylsulfonyl) diazomethane, bis (o-methoxyphenylsulfonyl) diazomethane, bis (p-methoxyphenylsulfonyl) diazomethane, phenylsulfonyl- (2,4,6-trimethylphenylsulfonyl) Diazomethane, phenylsulfonyl- (2,3,4-trimethylphenylsulfonyl) diazomethane, phenylsulfonyl- (2,4,6
-Triethylphenylsulfonyl) diazomethane, phenylsulfonyl- (2,3,4-triethylphenylsulfonyl) diazomethane, 2,4-dimethylphenylsulfonyl- (2,4,6-trimethylphenylsulfonyl) diazomethane, 2,4-dimethylphenyl Sulfonyl- (2,3,4-trimethylphenylsulfonyl) diazomethane, phenylsulfonyl (o-fluorophenylsulfonyl) diazomethane, phenylsulfonyl (p
-Fluorophenylsulfonyl) diazomethane, cyclohexylsulfonyl- (β-naphthylsulfonyl) diazomethane, cyclopentylsulfonyl- (β-naphthylsulfonyl) diazomethane and the like.

【0030】これらの光酸発生剤は単独で用いても、こ
れらのうち2種以上を混合して用いてもよい。光酸発生
剤の総含有量は感放射線性組成物の固型分を100重量
部とすると0.1〜20重量部、より好ましくは、0.
5〜10重量部で用いられる。酸発生剤の量がこの範囲
よりも少ないと感度が劣り、酸発生剤がこの範囲よりも
多いと、酸発生剤によるレジスト膜の溶解性の低下によ
り、レジストパターンが台形になり解像力の低下を引き
起こす恐れがある。
These photoacid generators may be used alone or as a mixture of two or more of them. The total content of the photoacid generator is from 0.1 to 20 parts by weight, more preferably from 0.1 to 20 parts by weight, where the solid content of the radiation-sensitive composition is 100 parts by weight.
Used in 5 to 10 parts by weight. If the amount of the acid generator is less than this range, the sensitivity is inferior.If the amount of the acid generator is more than this range, the resist pattern becomes trapezoidal due to a decrease in the solubility of the resist film due to the acid generator, resulting in a decrease in resolution. May cause.

【0031】本発明の感放射線性組成物には本発明の効
果を損なわない程度に添加剤を加えることができる。添
加剤の例としては溶解抑制剤、含窒素化合物、界面活性
剤、色素、増感剤等が挙げられる。溶解抑制剤とはアル
カリ現像液に対する樹脂(a)の未露光部の溶解性を制
御する化合物で、酸触媒作用により脱離する基を有する
ものであれば低分子化合物でも高分子の樹脂でも良い。
好ましくはフェノール性水酸基やカルボキシル基等の酸
性官能基の水素原子を酸触媒作用により脱離する基で保
護した化合物である。具体的には特開平9−6200
6、特開平9−278699、特開平9−50127、
特開平9−166873、特開平10−97075号公
報等に記載された化合物等が挙げられる。
Additives can be added to the radiation-sensitive composition of the present invention to such an extent that the effects of the present invention are not impaired. Examples of the additive include a dissolution inhibitor, a nitrogen-containing compound, a surfactant, a dye, and a sensitizer. The dissolution inhibitor is a compound that controls the solubility of the unexposed portion of the resin (a) in an alkali developing solution, and may be a low-molecular compound or a high-molecular resin as long as it has a group that is eliminated by acid catalysis. .
Preferred are compounds in which a hydrogen atom of an acidic functional group such as a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group is protected by a group capable of leaving by an acid catalyst. Specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-6200
6, JP-A-9-278699, JP-A-9-50127,
Examples include compounds described in JP-A-9-166873 and JP-A-10-97075.

【0032】更に、本発明に用いられる溶解抑制剤は単
独もしくは2種以上混合して使用することもできる。溶
解抑制剤を添加する場合、その添加量は感放射線性組成
物の固型分100重量部に対して、通常50重量部以
下、好ましくは1〜50重量部、特に好ましくは5〜3
0重量部の割合で用いられる。含窒素化合物は、酸に対
して塩基として作用する化合物であり、感度調整に用い
られたり、露光から露光後ベークまでの間に、プリベー
ク時に発生した酸又は露光時に酸発生剤から発生した酸
が移動してレジストパターンが寸法変動を起こすのを防
ぐために有効である。従って、上記のごとき酸発生剤か
ら生じた酸を中和しうる化合物であれば、特に限定され
ないが、有機アミド化合物や有機アミン化合物が挙げら
れる。具体的には、例えば、ピリミジン、2−アミノピ
リミジン、4−アミノピリミジン、5−アミノピリミジ
ン、2,4−ジアミノピリミジン、2,5−ジアミノピ
リミジン、4,5−ジアミノピリミジン、4,6−ジア
ミノピリミジン、2,4,5−トリアミノピリミジン、
2,4,6−トリアミノピリミジン、4,5,6−トリ
アミノピリミジン、2,4,5,6−テトラアミノピリ
ミジン、2−ヒドロキシピリミジン、4−ヒドロキシピ
リミジン、5−ヒドロキシピリミジン、2,4−ジヒド
ロキシピリミジン、2,5−ジヒドロキシピリミジン、
4,5−ジヒドロキシピリミジン、4,6−ジヒドロキ
シピリミジン、2,4,5−トリヒドロキシピリミジ
ン、2,4,6−トリヒドロキシピリミジン、4,5,
6−トリヒドロキシピリミジン、2,4,5,6−テト
ラヒドロキシピリミジン、2−アミノ−4−ヒドロキシ
ピリミジン、2−アミノ−5−ヒドロキシピリミジン、
2−アミノ−4,5−ジヒドロキシピリミジン、2−ア
ミノ−4,6−ジヒドロキシピリミジン、4−アミノ−
2,5−ジヒドロキシピリミジン、4−アミノ−2,6
−ジヒドロキシピリミジン、2−アミノ−4−メチルピ
リミジン、2−アミノ−5−メチルピリミジン、2−ア
ミノ−4,5−ジメチルピリミジン、2−アミノ−4,
6−ジメチルピリミジン、4−アミノ−2,5−ジメチ
ルピリミジン、4−アミノ−2,6−ジメチルピリミジ
ン、2−アミノ−4−メトキシピリミジン、2−アミノ
−5−メトキシピリミジン、2−アミノ−4,5−ジメ
トキシピリミジン、2−アミノ−4,6−ジメトキシピ
リミジン、4−アミノ−2,5−ジメトキシピリミジ
ン、4−アミノ−2,6−ジメトキシピリミジン、2−
ヒドロキシ−4−メチルピリミジン、2−ヒドロキシ−
5−メチルピリミジン、2−ヒドロキシ−4,5−ジメ
チルピリミジン、2−ヒドロキシ−4,6−ジメチルピ
リミジン、4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルピリミジ
ン、4−ヒドロキシ−2,6−ジメチルピリミジン、2
−ヒドロキシ−4−メトキシピリミジン、2−ヒドロキ
シ−4−メトキシピリミジン、2−ヒドロキシ−5−メ
トキシピリミジン、2−ヒドロキシ−4,5−ジメトキ
シピリミジン、2−ヒドロキシ−4,6−ジメトキシピ
リミジン、4−ヒドロキシ−2,5−ジメトキシピリミ
ジン、4−ヒドロキシ−2,6−ジメトキシピリミジン
などのピリミジン化合物類、ピリジン、メチルピリジ
ン、N,N−ジメチルアミノピリジン、2,6−ジメチ
ルピリジン等のピリジン化合物類、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミ
ン、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、ビス
(2−ヒドロキシエチル)イミノトリス(ヒドロキシメ
チル)メタンなどの炭素数1以上4以下のヒドロキシア
ルキル基で置換されたアミン類、2−アミノフェノー
ル、3−アミノフェノール、4−アミノフェノールなど
のアミノフェノール類、酢酸ジエタノールアミド、ラウ
リン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジイソプロパ
ノールアミドなどのアミド類が挙げられるが、ヒドロキ
シ基をもつ含窒素化合物が好ましく、特にヒドロキシ基
が1分子中に複数個あるアミン類またはアミド類が好ま
しい。含窒素化合物の含有量は光酸発生剤に対して通
常、0.1〜300モル%の範囲から適宜選定される
が、アミン類の場合の含有量は、光酸発生剤の含有量に
対して、0.1〜100モル%が好ましく、さらに好ま
しくは、1〜50モル%である。アミド類の場合の含有
量は、光酸発生剤の含有量に対して、5〜300モル%
が好ましく、さらに好ましくは、10〜200モル%で
ある。その他の添加剤としては特開平9−5990記載
の吸光剤や特開平9−6002、特開平9−6003記
載のカルボン酸化合物などが挙げられる。
Further, the dissolution inhibitors used in the present invention can be used alone or in combination of two or more. When a dissolution inhibitor is added, the addition amount is usually 50 parts by weight or less, preferably 1 to 50 parts by weight, particularly preferably 5 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the solid component of the radiation-sensitive composition.
It is used in a proportion of 0 parts by weight. A nitrogen-containing compound is a compound that acts as a base with respect to an acid, and is used for sensitivity adjustment, or during the period from exposure to baking after exposure, an acid generated during prebaking or an acid generated from an acid generator during exposure. This is effective for preventing the resist pattern from moving and causing a dimensional change. Therefore, the compound is not particularly limited as long as it can neutralize the acid generated from the acid generator as described above, and examples thereof include an organic amide compound and an organic amine compound. Specifically, for example, pyrimidine, 2-aminopyrimidine, 4-aminopyrimidine, 5-aminopyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 2,5-diaminopyrimidine, 4,5-diaminopyrimidine, 4,6-diamino Pyrimidine, 2,4,5-triaminopyrimidine,
2,4,6-triaminopyrimidine, 4,5,6-triaminopyrimidine, 2,4,5,6-tetraaminopyrimidine, 2-hydroxypyrimidine, 4-hydroxypyrimidine, 5-hydroxypyrimidine, 2,4 -Dihydroxypyrimidine, 2,5-dihydroxypyrimidine,
4,5-dihydroxypyrimidine, 4,6-dihydroxypyrimidine, 2,4,5-trihydroxypyrimidine, 2,4,6-trihydroxypyrimidine, 4,5
6-trihydroxypyrimidine, 2,4,5,6-tetrahydroxypyrimidine, 2-amino-4-hydroxypyrimidine, 2-amino-5-hydroxypyrimidine,
2-amino-4,5-dihydroxypyrimidine, 2-amino-4,6-dihydroxypyrimidine, 4-amino-
2,5-dihydroxypyrimidine, 4-amino-2,6
-Dihydroxypyrimidine, 2-amino-4-methylpyrimidine, 2-amino-5-methylpyrimidine, 2-amino-4,5-dimethylpyrimidine, 2-amino-4,
6-dimethylpyrimidine, 4-amino-2,5-dimethylpyrimidine, 4-amino-2,6-dimethylpyrimidine, 2-amino-4-methoxypyrimidine, 2-amino-5-methoxypyrimidine, 2-amino-4 , 5-Dimethoxypyrimidine, 2-amino-4,6-dimethoxypyrimidine, 4-amino-2,5-dimethoxypyrimidine, 4-amino-2,6-dimethoxypyrimidine, 2-
Hydroxy-4-methylpyrimidine, 2-hydroxy-
5-methylpyrimidine, 2-hydroxy-4,5-dimethylpyrimidine, 2-hydroxy-4,6-dimethylpyrimidine, 4-hydroxy-2,5-dimethylpyrimidine, 4-hydroxy-2,6-dimethylpyrimidine,
-Hydroxy-4-methoxypyrimidine, 2-hydroxy-4-methoxypyrimidine, 2-hydroxy-5-methoxypyrimidine, 2-hydroxy-4,5-dimethoxypyrimidine, 2-hydroxy-4,6-dimethoxypyrimidine, 4- Pyrimidine compounds such as hydroxy-2,5-dimethoxypyrimidine and 4-hydroxy-2,6-dimethoxypyrimidine; pyridine compounds such as pyridine, methylpyridine, N, N-dimethylaminopyridine and 2,6-dimethylpyridine; An alcohol substituted with a hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as diethanolamine, triethanolamine, triisopropanolamine, tris (hydroxymethyl) aminomethane, and bis (2-hydroxyethyl) iminotris (hydroxymethyl) methane Amides, such as aminophenols such as 2-aminophenol, 3-aminophenol, and 4-aminophenol, and amides such as diethanolamide acetate, diethanolamide laurate, and diisopropanolamide stearate, which have a hydroxy group. Nitrogen-containing compounds are preferred, and amines or amides having a plurality of hydroxy groups in one molecule are particularly preferred. The content of the nitrogen-containing compound is usually appropriately selected from the range of 0.1 to 300 mol% based on the photoacid generator, but the content of the amines is based on the content of the photoacid generator. Thus, the content is preferably 0.1 to 100 mol%, more preferably 1 to 50 mol%. The content of the amide is 5 to 300 mol% based on the content of the photoacid generator.
Is more preferable, and more preferably 10 to 200 mol%. Other additives include a light absorbing agent described in JP-A-9-5990 and a carboxylic acid compound described in JP-A-9-6002 and 9-6003.

【0033】本発明における感放射線性組成物は、前述
の樹脂(a)、光酸発生剤、溶解抑止剤、含窒素化合物
等の上記各成分を溶解させ得る適当な溶媒に溶解して用
いる。好ましい溶媒としてはメチルセロソルブ、エチル
セロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロ
ソルブアセテートなどのセロソルブ系溶媒、ジエチルオ
キサレート、ピルビン酸エチル、エチル−2−ヒドロキ
シブチレート、エチルアセトアセテート、酢酸ブチル、
酢酸アミル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳
酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヒド
ロキシ−2−メチルプロピオン酸メチルなどのエステル
系溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレング
リコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモ
ノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモ
ノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモ
ノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコール
ジメチルエーテルなどのプロピレングリコール系溶媒、
シクロヘキサノン、メチルアミルケトン、2−ヘプタノ
ンなどのケトン系溶媒、あるいはこれらの混合溶媒、あ
るいはさらに芳香族炭化水素を添加したものなどが挙げ
られる。溶媒の使用割合は、感放射線性組成物の固形分
の総量に対して重量比で1〜20倍の範囲であることが
望ましい。
The radiation-sensitive composition of the present invention is used by dissolving it in a suitable solvent capable of dissolving the above-mentioned components such as the resin (a), photoacid generator, dissolution inhibitor and nitrogen-containing compound. Preferred solvents are cellosolve solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethyl oxalate, ethyl pyruvate, ethyl-2-hydroxybutyrate, ethyl acetoacetate, butyl acetate,
Ester solvents such as amyl acetate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene Propylene glycol solvents such as glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, and dipropylene glycol dimethyl ether;
Examples thereof include ketone solvents such as cyclohexanone, methyl amyl ketone, and 2-heptanone, a mixed solvent thereof, and a solvent to which an aromatic hydrocarbon is further added. The ratio of the solvent used is desirably in the range of 1 to 20 times by weight based on the total amount of the solid content of the radiation-sensitive composition.

【0034】本発明の感放射線性組成物を用いて半導体
基板上にレジストパターンを形成する場合には、通常、
上記のような溶媒に溶解した本発明の感放射線性組成物
を半導体基板上に塗布し、プリベーク、露光によるパタ
ーンの転写、露光後ベーク、現像の各工程を経てフォト
レジストとして使用することができる。半導体基板は、
通常半導体製造用基板として使用されているものであ
り、シリコン基板、ガリウムヒ素基板などである。尚、
基板上及びレジスト膜上には必要により公知の種々の反
射防止膜を用いることも可能である。
In the case of forming a resist pattern on a semiconductor substrate using the radiation-sensitive composition of the present invention, usually,
The radiation-sensitive composition of the present invention dissolved in a solvent as described above is applied on a semiconductor substrate, and can be used as a photoresist through each step of pre-baking, pattern transfer by exposure, baking after exposure, and development. . The semiconductor substrate is
Usually, it is used as a substrate for semiconductor manufacturing, such as a silicon substrate or a gallium arsenide substrate. still,
If necessary, various known antireflection films can be used on the substrate and the resist film.

【0035】例えば、特開平6−148896号、同6
−118630号、同6−148896号、同5−24
1332号、USP5688987号、同569369
1号、同5368989号、同5234990号、同5
110697号等に記載の反射防止膜が使用できる。塗
布には通常スピンコーターが使用され、露光には、低圧
水銀灯の254nm、エキシマレーザーなどを光源とす
る157nm、193nm、222nm、248nmの
光または電子線など200〜300nmの波長の光が好
適に用いられ、特にエキシマレーザーを光源とするのが
有利である。露光の際の光は、単色光でなくブロードで
あってもよい。また、位相シフト法や変形照明による露
光も適用可能である。
For example, see JP-A-6-148896 and JP-A-6-148896.
-118630, 6-148896, 5-24
No. 1332, US Pat. No. 5,688,987, 569,369
No. 1, No. 536889, No. 5234990, No. 5
The antireflection film described in No. 110697 can be used. A spin coater is usually used for coating, and light having a wavelength of 200 to 300 nm, such as light of 157 nm, 193 nm, 222 nm, or 248 nm, or an electron beam using a low-pressure mercury lamp of 254 nm or an excimer laser as a light source is preferably used for exposure. In particular, it is advantageous to use an excimer laser as a light source. Light at the time of exposure may be broad instead of monochromatic light. Exposure using a phase shift method or modified illumination is also applicable.

【0036】本発明の感放射線性組成物の現像液には、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、
ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア
水などの無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピル
アミンなどの第1級アミン類、ジエチルアミン、ジ−n
−プロピルアミンなどの第2級アミン類、トリエチルア
ミン、N,N−ジエチルメチルアミンなどの第3級アミ
ン類、テトラメチルアンモニウムハイドロオキシド、ト
リメチルヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキシ
ドなどの第4級アンモニウム塩、もしくはこれにアルコ
ール、界面活性剤などを添加したものを使用することが
できる。
The developer of the radiation-sensitive composition of the present invention includes:
Sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate,
Inorganic alkalis such as sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, diethylamine, di-n
Secondary amines such as -propylamine; tertiary amines such as triethylamine and N, N-diethylmethylamine; quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and trimethylhydroxyethylammonium hydroxide; To which alcohol, a surfactant and the like are added.

【0037】本発明の感放射線性組成物は超LSIの製
造のみならず一般のIC製造用、マスク製造用、画像形
成用、液晶画面製造用、カラーフィルター製造用あるい
は平版印刷用としても有用である。特に、半導体集積回
路作成用として、更には波長200〜300nmの深紫
外露光用として有用である
The radiation-sensitive composition of the present invention is useful not only for the production of VLSI but also for the production of general ICs, masks, images, liquid crystal screens, color filters or lithographic printing. is there. In particular, it is useful for making semiconductor integrated circuits and for deep ultraviolet exposure at a wavelength of 200 to 300 nm.

【0038】[0038]

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り実施例により
何等制約を受けない。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited by the examples unless it exceeds the gist thereof.

【0039】合成例1 窒素導入管、撹拌機、温度計を備えた1Lの四つ口フラ
スコにポリビニルフェノ−ル(重量平均分子量1500
0)90gと1,3−ジオキソラン450mLとを加え
溶解させた後、エチルビニルエ−テル35.5gを加
え、しばらく攪拌し均一な溶液とした。これに、35%
塩酸0.15mlを加え、ウオ−タ−バスで40℃に加
熱し2時間撹拌を続けた。その後、この反応溶液に28
%アンモニア水2.5mLを加え30分間攪拌した。こ
の反応液を純水9L中に滴下して得られた沈殿をろ取し
た。さらに、この沈殿物をアセトンに溶解させ、その溶
液を純水に滴下し沈殿させることにより目的の樹脂を回
収した。回収した樹脂を真空乾燥して、88gの1−エ
トキシエチル化ポリビニルフェノ−ルを得た。窒素導入
管、撹拌機、温度計を備えた1Lの四つ口フラスコに上
記の方法で合成した樹脂10g、0.005gのN,N
−ジメチルアミノピリジン及びアセトン45mLを加え
溶解させた後、ジエチルジカーボネート0.91gを滴
下した。ウオ−タ−バスで40℃に加熱し一晩撹拌を続
けた。この反応液を純水1L中に滴下して、得られた沈
殿をろ取した。さらにこの沈殿物をアセトンに溶解さ
せ、その溶液を純水に滴下し沈殿させることにより目的
の樹脂を回収した。回収した樹脂を真空乾燥して、10
gの樹脂を得た。得られた樹脂の重量平均分子量は19
000であった。得られた樹脂を重水素化アセトンに溶
解し、プロトンNMRスペクトルを測定し、δ値6.2
〜7.0の芳香族水素のシグナルとδ値5.2〜5.5
のアセタ−ルメチン水素のシグナルとδ値4.1〜4.
5のメチレン水素のシグナルとの面積比よりエトキシエ
チル基(一般式(1)の基に相当)とエトキシカルボニ
ル基(一般式(2)の基に相当)の導入率をもとめると
それぞれ33%、8%となった。得られた樹脂の構造は
次の通りである。又、樹脂の分散度は1.5である。
Synthesis Example 1 Polyvinylphenol (weight average molecular weight 1500) was placed in a 1 L four-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube, a stirrer, and a thermometer.
0) 90 g and 450 mL of 1,3-dioxolane were added and dissolved, and then 35.5 g of ethyl vinyl ether was added, followed by stirring for a while to obtain a uniform solution. 35%
0.15 ml of hydrochloric acid was added, the mixture was heated to 40 ° C. in a water bath, and stirring was continued for 2 hours. Thereafter, 28
2.5 mL of aqueous ammonia was added and stirred for 30 minutes. This reaction solution was dropped into 9 L of pure water, and the resulting precipitate was collected by filtration. Further, the precipitate was dissolved in acetone, and the solution was dropped into pure water to cause precipitation, thereby recovering a target resin. The collected resin was dried under vacuum to obtain 88 g of 1-ethoxyethylated polyvinyl phenol. In a 1 L four-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube, a stirrer, and a thermometer, 10 g of the resin synthesized by the above method and 0.005 g of N, N
After adding and dissolving 45 mL of dimethylaminopyridine and acetone, 0.91 g of diethyl dicarbonate was added dropwise. The mixture was heated to 40 ° C. in a water bath and stirred overnight. The reaction solution was dropped into 1 L of pure water, and the obtained precipitate was collected by filtration. Further, the precipitate was dissolved in acetone, and the solution was dropped into pure water to cause precipitation, thereby recovering a target resin. The recovered resin is dried under vacuum and
g of resin were obtained. The weight average molecular weight of the obtained resin is 19
000. The obtained resin was dissolved in deuterated acetone, the proton NMR spectrum was measured, and the δ value was 6.2.
Aromatic-hydrogen signal of 7.0 and a δ value of 5.2-5.5
Of acetalumethine hydrogen and δ values of 4.1 to 4.
From the area ratio with the methylene hydrogen signal of 5, the introduction rates of the ethoxyethyl group (corresponding to the group of the general formula (1)) and the ethoxycarbonyl group (corresponding to the group of the general formula (2)) are 33%, 8%. The structure of the obtained resin is as follows. The degree of dispersion of the resin is 1.5.

【0040】[0040]

【化3】 Embedded image

【0041】合成例2 エチルビニルエーテルの量を34.0g、ジエチルジカ
ーボネートの量を1.3gを使用した以外合成例1と同
様にして10gの樹脂を得た。得られた樹脂の重量平均
分子量は19000であった。得られた樹脂を重水素化
アセトンに溶解し、プロトンNMRスペクトルを測定
し、δ値6.2〜7.0の芳香族水素のシグナルとδ値
5.2〜5.5のアセタ−ルメチン水素のシグナルとδ
値4.1〜4.5のメチレン水素のシグナルとの面積比
よりエトキシエチル基(一般式(1)の基に相当)とエ
トキシカルボニル基(一般式(2)の基に相当)の導入
率をもとめるとそれぞれ28%、12%となった。得ら
れた樹脂の構造は次の通りである。又、樹脂の分散度は
1.4である。
Synthesis Example 2 10 g of a resin was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the amount of ethyl vinyl ether was 34.0 g and the amount of diethyl dicarbonate was 1.3 g. The weight average molecular weight of the obtained resin was 19,000. The obtained resin was dissolved in deuterated acetone, and the proton NMR spectrum was measured. A signal of an aromatic hydrogen having a δ value of 6.2 to 7.0 and an acetal-methine hydrogen having a δ value of 5.2 to 5.5 were obtained. Signal and δ
Based on the area ratio of the signal of methylene hydrogen having a value of 4.1 to 4.5, the introduction ratio of an ethoxyethyl group (corresponding to the group of the general formula (1)) and an ethoxycarbonyl group (corresponding to the group of the general formula (2)) Was 28% and 12% respectively. The structure of the obtained resin is as follows. The degree of dispersion of the resin is 1.4.

【0042】[0042]

【化4】 Embedded image

【0043】合成例3 ジエチルジカーボネートに代えて、ジ−t−ブチルジカ
ーボネート(1.5g)を使用した以外は合成例1と同
様にして9.5gの樹脂を得た。得られた樹脂の重量平
均分子量は20000であった。得られた樹脂を重水素
化アセトンに溶解し、13C−NMRスペクトルを測定
し、面積比よりエトキシエチル基(一般式(1)の基に
相当)とt−ブトキシカルボニル基の導入率をもとめる
とそれぞれ28%、10%となった。得られた樹脂の構
造は次の通りである。又、樹脂の分散度は1.4であ
る。
Synthesis Example 3 9.5 g of a resin was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that di-t-butyl dicarbonate (1.5 g) was used instead of diethyl dicarbonate. The weight average molecular weight of the obtained resin was 20,000. The obtained resin is dissolved in deuterated acetone, 13 C-NMR spectrum is measured, and the introduction ratio of ethoxyethyl group (corresponding to the group of the general formula (1)) and t-butoxycarbonyl group is determined from the area ratio. And 28% and 10%, respectively. The structure of the obtained resin is as follows. The degree of dispersion of the resin is 1.4.

【0044】[0044]

【化5】 Embedded image

【0045】実施例1 合成例1で合成した樹脂1.0g、光酸発生剤として、
シクロヘキシルスルホニル−(4−メトキシフェニルス
ルホニル)ジアゾメタン0.02g、およびプロピレン
グリコ−ルモノメチルエ−テルアセテ−ト5.35gを
混合し、更に含窒素化合物としてビス(2−ヒドロキシ
エチル)イミノトリス(ヒドロキシメチル)メタンを光
酸発生剤の15モル%添加しレジスト感光液とした。こ
の感光液を、シリコン基板上に下層用反射防止膜(Br
ewer Science社製、DUV42)を塗布し
たウェハにスピンコ−トし、ホットプレ−ト上で90
℃、60秒間ベ−クし、膜厚0.72μmのレジスト膜
とした。この基板上のレジスト膜をニコン社製KrFエ
キシマレ−ザ縮小投影露光装置(NA=0.42)を用
いて露光した後、ホットプレ−ト上で110℃、60秒
間ベ−クした。この後、このレジスト膜をテトラメチル
アンモニウムヒドロキシド2.38重量%水溶液で1分
間現像した。この現像後に得られたレジストパタ−ンを
走査電子顕微鏡で観察することにより感度、即ち、0.
30μm のライン アンド スペ−ス(L/S)が1:
1に解像している露光量(以下、E0と表す)と解像度
(露光量E0に於ける限界解像度)を評価した。また、
0.30μmラインアンドスペースのパターンと0.2
0μm孤立ラインのDOFを評価した。感度、解像度、
DOF、パターン形状及びエッジラフネスの結果を表−
1に示す。
Example 1 1.0 g of the resin synthesized in Synthesis Example 1 was used as a photoacid generator.
A mixture of 0.02 g of cyclohexylsulfonyl- (4-methoxyphenylsulfonyl) diazomethane and 5.35 g of propylene glycol monomethyl ether acetate was mixed with bis (2-hydroxyethyl) iminotris (hydroxymethyl) methane as a nitrogen-containing compound. A photosensitizer was prepared by adding 15 mol% of a photoacid generator. This photosensitive liquid is applied on a silicon substrate by using a lower antireflection film (Br).
spin-coated on a wafer coated with DUV42 (Ear Science, Inc.)
The resist was baked at 60 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a thickness of 0.72 μm. The resist film on this substrate was exposed using a KrF excimer laser reduction projection exposure apparatus (NA = 0.42) manufactured by Nikon Corporation, and baked on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds. Thereafter, the resist film was developed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 1 minute. By observing the resist pattern obtained after the development with a scanning electron microscope, the sensitivity, that is, 0.
30 μm line and space (L / S) is 1:
The exposure amount (hereinafter referred to as E0) and the resolution (limit resolution at the exposure amount E0) resolved to 1 were evaluated. Also,
0.30 μm line and space pattern and 0.2
The DOF of the 0 μm isolated line was evaluated. Sensitivity, resolution,
Table of DOF, pattern shape and edge roughness results
It is shown in FIG.

【0046】実施例2及び比較例1 レジスト感光液中の樹脂を表−1に記載のものに変更し
た以外は、実施例1と同様に調液し、評価を行った。結
果を表−1に示す。 比較例2 合成例1に準じて合成した樹脂(重量平均分子量190
00、分散度1.4、エトキシエチル基の導入率16
%、エトキシカルボニル基の導入率24%の樹脂)を用
いて実施例1と同様に評価したところ、0.30μmL
/Sのパターンが解像しなかった。
Example 2 and Comparative Example 1 A liquid was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the resin in the resist photosensitive solution was changed to those shown in Table 1. The results are shown in Table 1. Comparative Example 2 Resin synthesized according to Synthesis Example 1 (weight average molecular weight 190
00, dispersity 1.4, ethoxyethyl group introduction rate 16
%, A resin having an ethoxycarbonyl group introduction rate of 24%) was evaluated in the same manner as in Example 1.
The pattern of / S was not resolved.

【0047】表−1から明らかな様に、本発明の樹脂を
使用したレジストは本発明と異なる保護基を有する樹脂
又は保護率の異なる樹脂を使用した比較例よりも、エッ
ジラフネスが小さい性能を維持しつつ、パターンプロフ
ァイルが良好でかつ、DOFが広い。特に、比較例に比
べデフォーカスしてもパターン形状がT−topやアン
ダーカットといった形状にならない。また、実施例1及
び2のレジストは露光性加熱までの引き置き耐性に対し
てもレジスト線幅の変化はほとんどなかった。
As is evident from Table 1, the resist using the resin of the present invention has a performance with lower edge roughness than the comparative example using a resin having a different protecting group or a resin having a different protection rate from the present invention. While maintaining, the pattern profile is good and the DOF is wide. In particular, as compared with the comparative example, even when defocused, the pattern shape does not become a shape such as T-top or undercut. Further, the resists of Examples 1 and 2 showed almost no change in the resist line width with respect to the withdrawal resistance up to exposure heat.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の感放射線性組成物は、その構成
成分として特定の構造を含む樹脂を用いることにより、
良好な感度および解像力を維持しつつ、エッジラフネス
が小さく、しかも従来より焦点深度が向上し、デフォー
カス時にも良好な形状のパターンが得られ、半導体製造
プロセスで実用上極めて有用である。
According to the radiation-sensitive composition of the present invention, by using a resin having a specific structure as a component thereof,
While maintaining good sensitivity and resolving power, the edge roughness is small, the depth of focus is improved more than before, and a pattern having a good shape can be obtained even during defocusing, which is extremely useful practically in a semiconductor manufacturing process.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/027 H01L 21/30 502R Fターム(参考) 2H025 AA00 AA01 AA02 AA03 AB03 AB08 AB13 AB16 AB17 AC04 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 BJ05 CB52 FA03 FA12 FA17 2H048 BA48 4J002 AA051 BC121 CC031 EV216 FD206 GP03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/027 H01L 21/30 502R F term (Reference) 2H025 AA00 AA01 AA02 AA03 AB03 AB08 AB13 AB16 AB17 AC04 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 BJ05 CB52 FA03 FA12 FA17 2H048 BA48 4J002 AA051 BC121 CC031 EV216 FD206 GP03

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フェノール性水酸基を有するアルカリ可
溶性樹脂の、同一分子鎖中のフェノール性水酸基の少な
くとも一部が相異なる2種以上の保護基で保護された樹
脂(a)及び光酸発生剤(b)を含有する感放射線性組
成物に於いて、樹脂(a)が保護基として下記一般式
(1)の基及び下記一般式(2)の基を含み、かつ、一
般式(1)の基による保護率(Paモル%)が一般式
(2)の基による保護率(Pbモル%)より大であるこ
とを特徴とする感放射線性組成物。 【化1】 (式中、R1 およびR2 はそれぞれ水素原子又は置換さ
れていてもよいC1 〜C 6 のアルキル基を示し、R1
2 は結合して環を形成しても良い。R3 はC1〜C12
の置換されていてもよいアルキル基であり、R2 とR3
は結合して環を形成しても良い。R4 はC1 〜C3 のア
ルキル基またはアルコキシ基を表す。)
1. An alkali-based compound having a phenolic hydroxyl group.
Low soluble phenolic hydroxyl groups in the same molecular chain
Trees at least partially protected by two or more different protecting groups
Radiation-sensitive group containing fat (a) and photoacid generator (b)
In the composition, the resin (a) has the following general formula as a protecting group:
A group containing the group of (1) and the group of the following general formula (2);
The protection ratio (Pa mol%) by the group of the general formula (1) is represented by the general formula:
The degree of protection by the group (2) (Pb mol%)
And a radiation-sensitive composition. Embedded image(Where R1And RTwoIs a hydrogen atom or
C that may be1~ C 6Represents an alkyl group represented by1When
RTwoMay combine to form a ring. RThreeIs C1~ C12
Is an optionally substituted alkyl group ofTwoAnd RThree
May combine to form a ring. RFourIs C1~ CThreeNo
Represents an alkyl group or an alkoxy group. )
【請求項2】 一般式(1)におけるR1 が水素原子で
あり、R2 がC1 〜C2 の無置換のアルキル基を示し、
3 がC1 〜C10の無置換のアルキル基である請求項1
記載の感放射線性組成物。
2. In the general formula (1), R 1 is a hydrogen atom, R 2 is a C 1 -C 2 unsubstituted alkyl group,
Claim R 3 is an unsubstituted alkyl group of C 1 -C 10 1
The radiation-sensitive composition as described in the above.
【請求項3】 一般式(2)においてR4 がC1 〜C3
の無置換のアルコキシ基である請求項1又は2に記載の
感放射線性組成物。
3. In the general formula (2), R 4 is C 1 -C 3.
The radiation-sensitive composition according to claim 1, which is an unsubstituted alkoxy group.
【請求項4】 樹脂(a)の分散度Mw/Mnが1.0
〜1.6である請求項1〜3のいずれかに記載の感放射
線性組成物。
4. The resin (a) having a degree of dispersion Mw / Mn of 1.0.
The radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the composition is from 1.6 to 1.6.
【請求項5】 光酸発生剤(b)がビススルホニルジア
ゾメタン類である請求項1〜4のいずれかに記載の感放
射線性組成物。
5. The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the photoacid generator (b) is a bissulfonyldiazomethane.
【請求項6】 PaとPbが下式(3)を満足すること
を特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の感放射線
性組成物。 【数1】 0.20≦(Pa+Pb)/100≦0.6 (3)
6. The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein Pa and Pb satisfy the following formula (3). (1) 0.20 ≦ (Pa + Pb) /100≦0.6 (3)
【請求項7】 PaとPbが下式(4)を満足すること
を特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の感放射線
性樹脂組成物。 【数2】 5≦(Pb×100)/(Pa+Pb)<50 (4)
7. The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein Pa and Pb satisfy the following formula (4). ## EQU2 ## 5 ≦ (Pb × 100) / (Pa + Pb) <50 (4)
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