JP2000281729A - Polymer containing diol structure, negative resist composition using it and pattern formation method - Google Patents

Polymer containing diol structure, negative resist composition using it and pattern formation method

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JP2000281729A
JP2000281729A JP8740399A JP8740399A JP2000281729A JP 2000281729 A JP2000281729 A JP 2000281729A JP 8740399 A JP8740399 A JP 8740399A JP 8740399 A JP8740399 A JP 8740399A JP 2000281729 A JP2000281729 A JP 2000281729A
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alkyl group
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Shigeyuki Iwasa
繁之 岩佐
Katsumi Maeda
勝美 前田
Etsuo Hasegawa
悦雄 長谷川
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NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a negative photo resist having dry-etching resistance, high resolution, resistance against swelling deformation and adhesiveness to the substrate by selecting a polymer having a repeating unit containing an alicyclic alkyl group having a diol. SOLUTION: This polymer contains a repeating unit of formula I. In the formula, R1 is H or CH3; R2 is a 2-6C alkylene; X is an alicyclic alkyl group having a diol structure, preferably a group of formulas II-V; (n) is 0-3; and R3-7 is R1. Preferably, the polymer has a diol structure of formula VI and has a weight average molecular weight of 1,000-50,000. In the formula, R8, R10 and R12 are each R1; R9 is a 7-18C crosslinking cyclic hydrocarbon group; R11 is a 7-13C hydrocarbon group having OH group; R13 is H or a 1-12C hydrocarbon group; w+x+y+z=1; and 0<w<=1; 0<=x, y, z<1. The negative photo resist has high transparency to ArF light, excellent dry-etching resistance and little pattern peeling.

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、ジオール構造を含
有してなる重合体、それを用いたネガ型レジスト組成物
及びパターン形成方法に関する。さらに詳しくは、各種
半導体デバイスの製造工程における220nm以下の遠
紫外光、特にArFエキシマレーザ光を露光光とするフ
ォトリソグラフィーに用いるレジストの材料として好適
な重合体、それを用いたネガ型レジスト組成物、及びパ
ターン形成方法に関する。
The present invention relates to a polymer having a diol structure, a negative resist composition using the same, and a pattern forming method. More specifically, a polymer suitable as a material for a resist used in photolithography using exposure light of 220 nm or less deep ultraviolet light, particularly ArF excimer laser light in the manufacturing process of various semiconductor devices, and a negative resist composition using the same And a pattern forming method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスに代表されるハーフミク
ロンオ−ダ−の微細加工を必要とする各種半導体デバイ
スはより一層の高密度、高集積化がすすめられている。
そのため、微細回路パタ−ン形成のためのフォトリソグ
ラフィ−技術に対する要求がますます厳しくなってい
る。
2. Description of the Related Art Various types of semiconductor devices, such as semiconductor devices, which require fine processing on the order of half microns are required to have higher densities and higher integration.
Therefore, the demand for photolithography technology for forming fine circuit patterns has become more and more severe.

【0003】パタ−ンの微細化を図る手段の一つとし
て、フォトレジストを用いパタ−ンを形成する際に使用
する露光光の短波長化がある。そこで、256Mビット
(加工寸法が0.25μm以下)DRAMの量産プロセ
スには、露光光源としてこれまでのi線(波長=365
nm)に変わり、より短波長のKrFエキシマレ−ザ
(波長=248nm)の利用が検討されている。また、
さらに微細な加工技術を必要とする1Gビット(加工寸
法が0.18μm以下)以上の集積度を持つDRAMの
製造には、より短波長の光源が必要とされており、現在
ArFエキシマレ−ザ(193nm)を用いたフォトリ
ソグラフィーの利用が考えられている。エキシマレーザ
を利用したリソグラフィは、レ−ザ発振の原料であるガ
スの寿命が短いこと、レ−ザ装置自体が高価であること
などから、レ−ザのコストパフォ−マンスを向上させる
必要がある。このため、加工寸法の微細化に対応する高
解像性に加え、高感度化への要求も高まっている。
As one of means for miniaturizing a pattern, there is a method of shortening the wavelength of exposure light used for forming a pattern using a photoresist. Therefore, in a mass production process of a 256 Mbit DRAM (having a processing dimension of 0.25 μm or less), the conventional i-line (wavelength = 365) is used as an exposure light source.
nm), the use of a shorter wavelength KrF excimer laser (wavelength = 248 nm) is being studied. Also,
In order to manufacture a DRAM having a degree of integration of 1 Gbit or more (processing size of 0.18 μm or less) requiring a finer processing technology, a light source having a shorter wavelength is required. At present, an ArF excimer laser ( 193 nm) is being considered. In lithography using an excimer laser, it is necessary to improve the cost performance of the laser because the life of the gas, which is the material for laser oscillation, is short and the laser device itself is expensive. . For this reason, in addition to high resolution corresponding to miniaturization of processing dimensions, demands for high sensitivity are increasing.

【0004】高感度なフォトレジストとして、感光剤で
ある光酸発生剤を利用する化学増幅型レジストが良く知
られている。化学増幅型レジストの特徴は、光照射によ
り含有成分である光酸発生剤から発生したプロトン酸
が、露光後の加熱処理によりレジストのベース樹脂等に
対し酸触媒反応を起こすことである。このようにして光
反応効率(一光子あたりの反応)が1未満の従来のレジ
ストに比べて飛躍的な高感度化を達成している。化学増
幅レジストの代表的な例としては、ポジ型レジストとし
て特開平2−27660号公報に記載されているトリフ
ェニルスルホニウム・ヘキサフルオロア−セナ−トとポ
リ(p−tert−ブトキシカルボニルオキシ−α−メ
チルスチレン)の組み合わせからなるレジストがある。
また、ネガ型レジストとしてはSPIEプロシーディン
グ(Proceeding ofSPIE)、1086
巻、34−47頁(1989年)にL.E.Bogan
らのポリビニルフェノ−ルとメラミン誘導体を組み合わ
せたレジストが記載されている。
As a highly sensitive photoresist, a chemically amplified resist utilizing a photoacid generator as a photosensitive agent is well known. A characteristic of the chemically amplified resist is that a protonic acid generated from a photoacid generator, which is a component contained by light irradiation, causes an acid-catalyzed reaction with a base resin of the resist by heat treatment after exposure. In this way, the photoreaction efficiency (reaction per photon) is significantly higher than that of a conventional resist having less than 1. Representative examples of chemically amplified resists include triphenylsulfonium hexafluoroacetate and poly (p-tert-butoxycarbonyloxy-α) described in JP-A-2-27660 as positive resists. -Methylstyrene).
Further, as a negative resist, SPIE proceeding of SPIE (1086) is used.
Vol., Pp. 34-47 (1989). E. FIG. Bogan
A resist comprising a combination of the polyvinylphenol and a melamine derivative is described.

【0005】g線、i線、KrFエキシマレーザ用のレ
ジストには、ノボラックやポリビニルフェノールなどベ
ンゼン環を有する樹脂が使用されてきた。しかし、ベン
ゼン環を有する樹脂は、ArFエキシマレーザ光等22
0nm以下の波長の光に対し、光吸収が極めて強い。よ
って、これらのレジストはArFエキシマレーザリソグ
ラフィに用いると薄膜表面で大部分の露光光が吸収さ
れ、その結果、露光光は基板まで透過しなくなり微細な
レジストパタ−ンの形成はできない。従ってg線、i
線、KrFエキシマレーザ用レジストに用いられてきた
樹脂は、220nm以下の短波長光を用いたフォトリソ
グラフィーに適用することはできない。しかし、g線、
i線、KrFエキシマレーザ露光用レジストでは半導体
製造用レジストに必要不可欠なドライエッチング耐性
を、樹脂中のベンゼン環より得ていたという現実もあ
り、単にベンゼン環を用いなければよいというものでは
ない。すなわち、ArFエキシマレーザ露光用レジスト
としては、ベンゼン環を含むことなしにエッチング耐性
を有し、かつ220nm以下の波長に対して透明なもの
であることが要求される。
[0005] Resins having a benzene ring such as novolak and polyvinyl phenol have been used as resists for g-line, i-line, and KrF excimer laser. However, resins having a benzene ring are not suitable for ArF excimer laser light or the like.
Light absorption is extremely strong for light having a wavelength of 0 nm or less. Therefore, when these resists are used for ArF excimer laser lithography, most of the exposure light is absorbed on the surface of the thin film, and as a result, the exposure light is not transmitted to the substrate, and a fine resist pattern cannot be formed. Therefore g line, i
Resins that have been used for resists for lines and KrF excimer lasers cannot be applied to photolithography using short-wavelength light of 220 nm or less. But g-line,
In the case of i-line and KrF excimer laser exposure resists, there is also the reality that dry etching resistance, which is indispensable for resists for semiconductor production, is obtained from benzene rings in the resin, and it is not only necessary to use benzene rings. That is, the ArF excimer laser exposure resist is required to have etching resistance without containing a benzene ring and to be transparent to a wavelength of 220 nm or less.

【0006】ArFエキシマレーザ光(193nm)に
対し透明性が高く、なおかつドライエッチング耐性を持
つポジ型レジストはここ数年盛んに研究されている。そ
れらのレジストに脂環式炭化水素基を有する樹脂がベー
ス樹脂として用いられている。代表的な例としては、ア
ダマンチルメタクリレート単位を持つ共重合体[武智
ら、ジャ−ナル・オブ・フォトポリマ−・サイエンス・
アンド・テクノロジ−(Journal of Pho
topolymer Science andTech
nology)、5巻(3号)、439頁〜446頁
(1992年)]やイソボルニルメタクリレート単位を
持つ共重合体[R.D.アレン(R.D.Allen)
ら、ジャ−ナル・オブ・フォトポリマ−・サイエンス・
アンド・テクノロジ−(Journal of Pho
topolymer Science and Tec
hnology)、8巻(4号)、623頁〜636頁
(1995年)、及び9巻(3号)、465頁〜474
頁(1996年)]、カルボキシル化トリシクロデシル
メチルメタクリレート単位を持つ共重合体[前田ら、S
PIEプロシ−ディング(Proceeding of
SPIE)、2724巻、377頁−398頁(19
96年)]等がある。
Positive resists having high transparency to ArF excimer laser light (193 nm) and dry etching resistance have been actively studied in recent years. Resins having alicyclic hydrocarbon groups are used as base resins in those resists. A typical example is a copolymer having adamantyl methacrylate units [Takechi et al., Journal of Photopolymer Science.
AND TECHNOLOGY (Journal of Pho
toppolymer Science andTech
No. 5, Vol. 3 (No. 3), pp. 439-446 (1992)] and copolymers having isobornyl methacrylate units [R. D. Allen (RD Allen)
Et al., Journal of Photopolymer Science
AND TECHNOLOGY (Journal of Pho
toppolymer Science and Tec
hnology), 8 (4), 623-636 (1995), and 9 (3), 465-474.
(1996)], a copolymer having a carboxylated tricyclodecylmethyl methacrylate unit [Maeda et al., S
PIE Proceding of (Proceeding of
SPIE), vol. 2724, pp. 377-398 (19
1996)].

【0007】一方、ArFエキシマレーザ露光用のネガ
型レジストのこれまでの研究例は非常に少ない。現在ま
でに高解像性が得られているネガ型レジストは、本発明
者らによるがポリ(カルボキシテトラシクロドデシルア
クリレートーヒドロキシトリシクロデシルアクリレー
ト)、テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリ
ル、トリフェニルスルホニウムトリフレートを組み合わ
せたネガ型レジストのみでありSPIEプロシ−ディン
グ(Proceeding of SPIE)、3333
巻、417頁−424頁(1998年)にはこのレジストによ
る0.18μmの解像が記載されている。
[0007] On the other hand, there have been very few studies on negative resists for ArF excimer laser exposure. According to the present inventors, negative resists which have obtained high resolution so far are poly (carboxytetracyclododecyl acrylate-hydroxytricyclodecyl acrylate), tetrakis (methoxymethyl) glycoluril, and triphenylsulfonium trif. Negative type resist with only a combination of rates, SPIE Proceding (Proceeding of SPIE), 3333
Vol., Pp. 417-424 (1998) describes a resolution of 0.18 μm by this resist.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなネ
ガ型フォトレジストは架橋密度が不足すると現像液に膨
潤しやすくなり、その結果パターンの変形が起こり、ま
た、密着性不足のためにパターンの剥がれが起こりやす
いという問題があった。 本発明は、このような問題
を解決するためになされたものであり、ArFエキシマ
レーザ光等の220nm以下の光を露光光に用いたリソ
グラフィ用として好適に用いられる、ドライエッチング
耐性、高解像性に加え、膨潤によるパターン変形及び基
板密着性(微細なパターンが基板から剥がれにくい)を
兼ね備えた実用性が高いネガ型フォトレジストを提供す
ることを目的とする。
However, such a negative type photoresist tends to swell in a developing solution when the crosslinking density is insufficient, resulting in deformation of the pattern, and also in the lack of adhesion, which causes the pattern to be deformed. There was a problem that peeling easily occurred. The present invention has been made to solve such a problem, and is preferably used for lithography using light of 220 nm or less such as ArF excimer laser light as exposure light, and has a dry etching resistance and a high resolution. It is an object of the present invention to provide a highly practical negative photoresist having not only properties but also pattern deformation due to swelling and substrate adhesion (a fine pattern is hard to peel off from the substrate).

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の課題
を解決するため鋭意研究を行った結果、所定のジオール
構造を含有してなる重合体、それを用いたネガ型レジス
ト組成物及びパターン形成方法によって、上記課題を解
決し得ることを知見し、本発明を完成させた。
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that a polymer containing a predetermined diol structure, a negative resist composition using the same, The inventors have found that the above problem can be solved by a pattern forming method, and have completed the present invention.

【0010】すなわち、本発明は下記重合体、組成物及
び形成方法を提供する。 [1] 下記式(1)に示す繰り返し単位を有するジオ
ール構造を含有してなる重合体。
That is, the present invention provides the following polymer, composition and forming method. [1] A polymer containing a diol structure having a repeating unit represented by the following formula (1).

【化1】 [式(1)中、Rは水素原子又はメチル基、Rは炭
素数2から6のアルキレン基、Xはジオール構造を有す
る脂環式アルキル基をそれぞれ示す。]
Embedded image [In the formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and X represents an alicyclic alkyl group having a diol structure. ]

【0011】[2] 前記式(1)におけるXが、下記
式(2)、式(3)、式(4)、又は式(5)に示すジ
オール構造を有する脂環式アルキル基である[1]記載
の重合体。
[2] X in the formula (1) is an alicyclic alkyl group having a diol structure represented by the following formula (2), (3), (4) or (5): 1] The polymer according to the above.

【化2】 [式(2)中、nは0から3の整数、R、Rは水素
原子又はメチル基をそれぞれ示す。]
Embedded image [In the formula (2), n represents an integer of 0 to 3, and R 3 and R 4 each represent a hydrogen atom or a methyl group. ]

【0012】[0012]

【化3】 [式(3)中、Rは水素原子又はメチル基を示す。]Embedded image [In the formula (3), R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]

【0013】[0013]

【化4】 [式(4)中、Rは水素原子又はメチル基を示す。]Embedded image [In the formula (4), R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]

【0014】[0014]

【化5】 [式(5)中、Rは水素原子又はメチル基を示す。]Embedded image [In the formula (5), R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]

【0015】[3]下記式(6)に示すジオール構造を
有し、かつその重量平均分子量が1,000〜50,0
00である[1]又は[2]に記載の重合体。
[3] It has a diol structure represented by the following formula (6) and has a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000.
The polymer according to [1] or [2], which is 00.

【0016】[0016]

【化6】 [式(6)中、R、Rは前記式(1)における場合
と同様であり、Xは前記式(1)〜(5)における場合
と同様であり、Rは水素原子又はメチル基、Rはカ
ルボキシル基を有する炭素数7〜18の橋かけ環式炭化
水素基、R10は水素原子又はメチル基、R11は水酸
基を有する炭素数7〜13の炭化水素基、R12は水素
原子又はメチル基、R13は水素原子又は炭素数1〜1
2の炭化水素基である。またw、x、y、zはそれぞれ
w+x+y+z=1、0<w≦1、0≦x<1、0≦y
<1、0≦z<1を満たす任意の数である。]
Embedded image [In the formula (6), R 1 and R 2 are the same as in the formula (1), X is the same as in the formulas (1) to (5), and R 8 is a hydrogen atom or methyl. R 9 is a bridged cyclic hydrocarbon group having 7 to 18 carbon atoms having a carboxyl group, R 10 is a hydrogen atom or a methyl group, R 11 is a hydrocarbon group having 7 to 13 carbon atoms having a hydroxyl group, R 12 Is a hydrogen atom or a methyl group, R 13 is a hydrogen atom or a carbon number of 1 to 1.
2 hydrocarbon groups. In addition, w, x, y, and z are respectively w + x + y + z = 1, 0 <w ≦ 1, 0 ≦ x <1, and 0 ≦ y
<1, 0 ≦ z <1 is an arbitrary number satisfying. ]

【0017】[4] [1]〜[3]のいずれかに記載
のジオール構造を含有してなる重合体と、下記式(7)
に示す官能基を含む化合物からなる架橋剤と、露光によ
り酸を発生する光酸発生剤とを含有することを特徴とす
るネガ型フォトレジスト組成物。
[4] A polymer comprising the diol structure according to any one of [1] to [3], and a polymer represented by the following formula (7):
A negative photoresist composition comprising a cross-linking agent comprising a compound having a functional group shown in (1) and a photoacid generator which generates an acid upon exposure.

【0018】[0018]

【化7】 [式(7)中、R14は水素原子、炭素数1から6のア
ルキル基又は炭素数3から6のオキソアルキル基を示
す。]
Embedded image [In the formula (7), R 14 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an oxoalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. ]

【0019】[5] 多価アルコール化合物をさらに含
有する[4]に記載のネガ型フォトレジスト組成物。
[5] The negative photoresist composition according to [4], further comprising a polyhydric alcohol compound.

【0020】[6] 前記架橋剤が下記式(8)〜(1
2)に示す化合物の少なくとも1種である[4]又は
[5]に記載のネガ型フォトレジスト組成物。
[6] The crosslinking agent is represented by the following formulas (8) to (1).
The negative photoresist composition according to [4] or [5], which is at least one of the compounds described in 2).

【0021】[0021]

【化8】 [式(8)中、R14は式(7)における場合と同様で
あり、aは1又は2、aは1又は2、bは0又は
1、bは0又は1をそれぞれ示し、a+b =2、
+b=2である。]
Embedded image[In the formula (8), R14Is the same as in equation (7)
Yes, a1Is 1 or 2, a2Is 1 or 2, b1Is 0 or
1, b2Represents 0 or 1, respectively, and a1+ B 1= 2,
a2+ B2= 2. ]

【0022】[0022]

【化9】 [式(9)中、R14は式(7)における場合と同様で
あり、R15は水素原子、水酸基、炭素数1から6のア
ルコキシ基又は炭素数3から6のオキソアルキルオキシ
基を示す。]
Embedded image [In the formula (9), R 14 is the same as in the formula (7), and R 15 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an oxoalkyloxy group having 3 to 6 carbon atoms. . ]

【0023】[0023]

【化10】 [式(10)中、R14は式(7)における場合と同様
であり、R16は水素原子、水酸基、炭素数1から6の
アルコキシ基、炭素数3から6のオキソアルキルオキシ
基、R17は酸素原子、硫黄原子、炭素数1〜3のアル
キレン基、ヒドロキシメチレン基を示す。]
Embedded image [In the formula (10), R 14 is the same as in the formula (7), and R 16 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an oxoalkyloxy group having 3 to 6 carbon atoms, R 17 represents an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, or a hydroxymethylene group. ]

【0024】[0024]

【化11】 [式(11)中、R14は式(7)における場合と同様
であり、R18は水素原子又はメチル基を示す。]
Embedded image [In the formula (11), R 14 is the same as in the formula (7), and R 18 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]

【0025】[0025]

【化12】 [7] 前記光酸発生剤が、下記式(13)に示すスル
ホニウム塩化合物、下記式(15)に示すヨードニウム
塩化合物、下記式(16)に示すイミド化合物、又は下
記式(17)に示すジアゾ化合物の少なくとも1種であ
る[4]〜[6]のいずれかに記載のネガ型フォトレジ
スト組成物。
Embedded image [7] The photoacid generator is a sulfonium salt compound represented by the following formula (13), an iodonium salt compound represented by the following formula (15), an imide compound represented by the following formula (16), or a formula represented by the following formula (17) The negative photoresist composition according to any one of [4] to [6], which is at least one diazo compound.

【0026】[0026]

【化13】 [式(13)中、R19、R20、R21は各々独立に
アルキル置換、ハロゲン置換又は無置換の芳香族基、脂
環式アルキル基、橋かけ環式炭化水素基、2−オキソ脂
環式アルキル基、アルキル基を示し、YはBF
AsF 、SbF6、又は下記式(14)に示す対イ
オンを示す。]
Embedded image [In the formula (13), R 19 , R 20 , and R 21 each independently represent an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted aromatic group, an alicyclic alkyl group, a bridged cyclic hydrocarbon group, or a 2-oxo aliphatic compound. cyclic alkyl group, an alkyl group, Y - is BF 4 -,
And AsF 6 , SbF 6, or a counter ion represented by the following formula (14). ]

【0027】[0027]

【化14】 [式(14)中、ZはC2n+1(nは1から6の
整数)、アルキル基、アルキル置換、ハロゲン置換又は
無置換の芳香族基を示す。]
Embedded image [In the formula (14), Z represents C n F 2n + 1 (n is an integer of 1 to 6), an alkyl group, an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted aromatic group. ]

【0028】[0028]

【化15】 [式(15)中、R22、R23は各々独立にアルキル
置換、ハロゲン置換又は無置換の芳香族基、脂環式アル
キル基、橋かけ環式炭化水素基、2−オキソ脂環式アル
キル基、アルキル基を示し、Yは式(13)の場合と
同様である。]
Embedded image [In formula (15), R 22 and R 23 each independently represent an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted aromatic group, an alicyclic alkyl group, a bridged cyclic hydrocarbon group, or a 2-oxo alicyclic alkyl. group, an alkyl group, Y - is the same as that of formula (13). ]

【0029】[0029]

【化16】 [式(16)中、R24はハロゲン置換又は無置換のア
ルキレン基、アルキル置換、ハロゲン置換又は無置換の
2価の芳香族基、R25はハロゲン置換又は無置換のア
ルキル基、アルキル基、ハロゲン置換又は無置換の芳香
族基を示す。]
Embedded image [In the formula (16), R 24 is a halogen-substituted or unsubstituted alkylene group, an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted divalent aromatic group, R 25 is a halogen-substituted or unsubstituted alkyl group, an alkyl group, It represents a halogen-substituted or unsubstituted aromatic group. ]

【0030】[0030]

【化17】 [式(17)中、R26、R27は各々独立に、ハロゲ
ン置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン置換又は無置
換の芳香族基、脂環式炭化水素基を示す。]
Embedded image [In the formula (17), R 26 and R 27 each independently represent a halogen-substituted or unsubstituted alkyl group, a halogen-substituted or unsubstituted aromatic group, or an alicyclic hydrocarbon group. ]

【0031】[8] 前記重合体を50〜98重量部、
前記架橋剤を1〜50重量部及び露光により酸を発生す
る光酸発生剤を0.2〜15重量部含有する[4]〜
[7]のいずれかに記載のネガ型フォトレジスト組成
物。
[8] 50 to 98 parts by weight of the polymer,
It contains 1 to 50 parts by weight of the crosslinking agent and 0.2 to 15 parts by weight of a photoacid generator which generates an acid upon exposure [4] to
The negative photoresist composition according to any one of [7].

【0032】[9] [4]〜[8]のいずれかに記載
のネガ型フォトレジスト組成物を被加工基板上に塗布す
る工程と、180〜220nmの波長の光で前記ネガ型
フォトレジスト組成物を露光する工程と、ベークを行う
工程と、現像を行う工程とを含むレジストパターン形成
方法。
[9] A step of applying the negative photoresist composition according to any one of [4] to [8] on a substrate to be processed, and the step of applying the negative photoresist composition with light having a wavelength of 180 to 220 nm. A resist pattern forming method including a step of exposing an object, a step of performing baking, and a step of performing development.

【0033】[10] 前記180nm〜220nmの
波長の光が、ArFエキシマレーザ光である[9]記載
のレジストパタ−ン形成方法。
[10] The method for forming a resist pattern according to [9], wherein the light having a wavelength of 180 nm to 220 nm is ArF excimer laser light.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的に説明する。 1.ジオール構造を含有してなる重合体 本発明の重合体は、前記式(1)に示す繰り返し単位を
有するジオール構造を含有してなる重合体である。式
(1)中、Xはジオール構造を有する脂環式アルキル基
を示す。ジオール構造を有する脂環式アルキル基の例と
しては、前記式(2)、式(3)、式(4)、又は式
(5)に示す脂環式アルキル基等が挙げられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below. 1. Polymer Containing Diol Structure The polymer of the present invention is a polymer containing a diol structure having a repeating unit represented by the above formula (1). In the formula (1), X represents an alicyclic alkyl group having a diol structure. Examples of the alicyclic alkyl group having a diol structure include the alicyclic alkyl groups represented by the formulas (2), (3), (4), and (5).

【0035】より具体的には、表1に示す3,4−ジヒ
ドロキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、3,4−
ジヒドロキシ−ジメチルトリシクロ[5.2.1.02,6]デシ
ル基、3,4−ジヒドロキシテトラシクロ[4.4.0.
12,5.17,10]ドデシルメチル基、3,4−ジヒドロキシ
−8−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシ
ルメチル基やジヒドロキシアダマンチル基、ジヒドロキ
シイソボニル基、ジヒドロキシアダマンチル基、ジヒド
ロキシイソボルニル基等が挙げられる。
More specifically, the 3,4-dihydroxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group shown in Table 1
Dihydroxy-dimethyltricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, 3,4-dihydroxytetracyclo [4.4.0.
1 2,5 .1 7,10] dodecyl methyl group, 3,4-dihydroxy-8-methyl-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecyl methyl or dihydroxy adamantyl group, dihydroxy isobornyl group , A dihydroxyadamantyl group, a dihydroxyisobornyl group and the like.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】本発明の重合体の具体例としては、前記式
(6)に示すジオール構造を有し、かつその重量平均分
子量が1,000〜50,000である重合体を挙げる
ことができる。
Specific examples of the polymer of the present invention include a polymer having a diol structure represented by the above formula (6) and having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000.

【0038】式(6)中、Rは具体的には表2に示す
ようなカルボキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシルメチ
ル基、カルボキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、
カルボキシアダマンチル基、カルボキシノルボルニル
基、カルボキシメチルノルボルニル基、カルボキシイソ
ボルニル基、カルボキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,
10]ドデシル基、カルボキシメチルテトラシクロ[4.4.
0.12,5.17,10]ドデシル基等が挙げられるが、これらだ
けに限定されるものではない。
In the formula (6), R 9 is specifically a carboxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decylmethyl group, a carboxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group as shown in Table 2,
Carboxy adamantyl group, carboxy norbornyl group, a carboxymethyl norbornyl group, carboxy isobornyl group, carboxy tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,
10 ] dodecyl group, carboxymethyltetracyclo [4.4.
0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecyl group, and the like, but is not limited thereto.

【0039】パターニングのためには未露光のネガ型フ
ォトレジストは現像液に溶解する必要があり、カルボキ
シル基を有する脂環基はネガ型フォトレジストの現像液
に対する溶解速度を増大させる作用がある。また、橋か
け環式炭化水素はドライエッチング耐性を向上させる作
用がある。
For patterning, an unexposed negative photoresist must be dissolved in a developer, and an alicyclic group having a carboxyl group has an effect of increasing the dissolution rate of the negative photoresist in the developer. Further, the crosslinked cyclic hydrocarbon has an effect of improving dry etching resistance.

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】また、R11は具体的にはヒドロキシエチ
ル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒ
ドロキシシクロヘキシル基、ヒドロキジメチルシクロヘ
キシル基、ヒドロキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル
基、ヒドロキシアダマンチル基、ヒドロキシノルボニル
基、ヒドロキシイソボルニル基、ヒドロキシテトラシク
ロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシル基等が挙げられるがこ
れらだけに限定されるものではない。
R 11 is specifically a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, a hydroxybutyl group, a hydroxycyclohexyl group, a hydroxydimethylcyclohexyl group, a hydroxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, a hydroxyadamantyl group , hydroxy norbornyl group, hydroxy isobornyl group, hydroxy tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecyl group, and the like are not limited only to these.

【0042】R13は具体的には、メチル基、エチル
基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、
イソブチル基、t−ブチル基、シクロヘキシル基、ジメ
チルシクロヘキシル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシ
ル基、アダマンチル基、ノルボニル基、イソボルニル
基、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシル基等が
挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。
R 13 is specifically a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group,
Isobutyl, t- butyl group, a cyclohexyl group, dimethyl cyclohexyl group, a tricyclo [5.2.1.0 2, 6] decyl group, an adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] Examples thereof include a dodecyl group, but are not limited thereto.

【0043】本発明の重合体は、例えば特願平10−3
12171に記載のジオール構造を有する脂環式(メ
タ)アクリレート誘導体などの単量体を適当なラジカル
重合開始剤を用い重合することにより得ることができ
る。具体的には、テトラヒドロフランなどの溶媒中、不
活性ガス(アルゴン、窒素など)雰囲気下、アゾビスイ
ソブチロニトリルや過酸化ベンゾイルなどのラジカル重
合開始剤を加えて、50〜70℃で0.5〜12時間加
熱攪拌することにより得ることができる。
The polymer of the present invention is, for example, disclosed in Japanese Patent Application No. 10-3.
It can be obtained by polymerizing a monomer such as an alicyclic (meth) acrylate derivative having a diol structure described in 12171 using a suitable radical polymerization initiator. Specifically, a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile or benzoyl peroxide is added in a solvent such as tetrahydrofuran under an inert gas (argon, nitrogen, etc.) atmosphere, and the solution is added at 0. It can be obtained by heating and stirring for 5 to 12 hours.

【0044】ジオール構造を有する脂環式(メタ)アク
リレート誘導体は、例えば 以下に従い合成可能であ
る。下記式(18)に示す不飽和結合を有する脂環式
(メタ)アクリレートをm−クロロ過安息香酸などの過
酸化物によりエポキシ化することにより下記式(19)
に示す脂環式エポキシ(メタ)アクリレートを合成し、
さらに過塩素酸などでエポキシ基の開環反応を行うこと
により得ることができる。ここで用いる式(19)で表
される脂環式(メタ)アクリレートは、下記式(20)
に示す脂環式アルコールと(メタ)アクリル酸クロリド
を三級アミン等のアルカリ触媒を用い反応させることに
より得ることができる。また、式(20)に示す脂環式
アルコールと(メタ)アクリル酸をトリフルオロ酢酸な
どの酸触媒を用い反応させても合成可能である。
The alicyclic (meth) acrylate derivative having a diol structure can be synthesized, for example, according to the following. The alicyclic (meth) acrylate having an unsaturated bond represented by the following formula (18) is epoxidized with a peroxide such as m-chloroperbenzoic acid to obtain the following formula (19)
Alicyclic epoxy (meth) acrylate shown in
Further, it can be obtained by performing a ring opening reaction of an epoxy group with perchloric acid or the like. The alicyclic (meth) acrylate represented by the formula (19) used herein is represented by the following formula (20)
Can be obtained by reacting an alicyclic alcohol shown in (1) with (meth) acrylic acid chloride using an alkali catalyst such as a tertiary amine. Further, it can also be synthesized by reacting the alicyclic alcohol represented by the formula (20) with (meth) acrylic acid using an acid catalyst such as trifluoroacetic acid.

【化18】 [式(18)中、Rは水素原子又はメチル基、R
炭素数2から6のアルキレン鎖、nは0から3の整数を
示す。]
Embedded image [In the formula (18), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkylene chain having 2 to 6 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 3. ]

【0045】[0045]

【化19】 [式(19)中、Rは水素原子又はメチル基、R
炭素数2から6のアルキレン鎖、nは0から3の整数を
示す。]
Embedded image [In the formula (19), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkylene chain having 2 to 6 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 3. ]

【0046】[0046]

【化20】 [式(20)中、nは0から3の整数を示す。] 前記式(6)に示す重合体は、単量体を適当なラジカル
重合開始剤を用い重合することにより得ることができ
る。具体的には、テトラヒドロフランなどの溶媒中、不
活性ガス(アルゴン、窒素など)雰囲気下、アゾビスイ
ソブチロニトリルや過酸化ベンゾイルなどのラジカル重
合開始剤を加えて50〜70℃で0.5〜12時間加熱
攪拌することにより得ることができる。共重合比は、モ
ノマーの仕込み割合などの重合条件を選定することによ
り任意の共重合比の重合体を得ることができる。この重
合体の重量平均分子量は1,000〜500,000が
好ましく、さらに好ましくは3,000〜200,00
0である。1,000未満であると重合体はガラス転移
点が低くなりレジストとして扱いにくくなることがあ
り、また500,000を超えると基板上に均一な膜を
形成しにくくなることがある。
Embedded image [In the formula (20), n represents an integer of 0 to 3. The polymer represented by the formula (6) can be obtained by polymerizing a monomer using a suitable radical polymerization initiator. Specifically, a radical polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile or benzoyl peroxide is added in a solvent such as tetrahydrofuran under an inert gas (argon, nitrogen, etc.) atmosphere at a temperature of 0.5 to 50.degree. It can be obtained by heating and stirring for up to 12 hours. As for the copolymerization ratio, a polymer having an arbitrary copolymerization ratio can be obtained by selecting polymerization conditions such as the ratio of charged monomers. The weight average molecular weight of this polymer is preferably from 1,000 to 500,000, more preferably from 3,000 to 200,000.
0. If the molecular weight is less than 1,000, the polymer has a low glass transition point and may be difficult to handle as a resist. If it exceeds 500,000, it may be difficult to form a uniform film on a substrate.

【0047】2.ネガ型フォトレジスト組成物 本発明のネガ型フォトレジスト組成物は、前記重合体
と、架橋剤と、光酸発生剤と、必要に応じて多価アルコ
ール化合物とを含有する。ここで架橋剤としては、前記
式(7)に示す基を含む化合物を挙げることができる。
式(7)に示す官能基を有する化合物は、酸触媒存在下
で水酸基と下記反応式(A)に示したように反応する性
質がある。すなわち、水酸基を有する重合体は酸触媒存
在下で式(7)に示す官能基を有する化合物により架橋
する。この重合体が現像液に可溶ならば、重合体はこの
架橋により現像液に不溶となる。
2. Negative photoresist composition The negative photoresist composition of the present invention contains the polymer, a crosslinking agent, a photoacid generator and, if necessary, a polyhydric alcohol compound. Here, as the crosslinking agent, a compound containing a group represented by the above formula (7) can be exemplified.
The compound having a functional group represented by the formula (7) has a property of reacting with a hydroxyl group in the presence of an acid catalyst as shown in the following reaction formula (A). That is, the polymer having a hydroxyl group is crosslinked by a compound having a functional group represented by the formula (7) in the presence of an acid catalyst. If the polymer is soluble in the developer, the polymer becomes insoluble in the developer due to the crosslinking.

【0048】本発明のネガ型フォトレジストは、繰り返
し単位中に水酸基を2つ有するジオール構造を有する脂
環式アルキル基を有する重合体を成分としている。つま
り、本発明のネガ型フォトレジストにおける重合体は、
これまで知られていたモノオールを有する重合体に比べ
架橋剤との反応点を多く有している。
The negative photoresist of the present invention comprises a polymer having an alicyclic alkyl group having a diol structure having two hydroxyl groups in a repeating unit. That is, the polymer in the negative photoresist of the present invention is:
It has more reaction sites with a crosslinking agent than a conventionally known polymer having a monol.

【0049】さらに、本発明のネガ型フォトレジストに
おける重合体において水酸化脂環式アルキル基(一般式
(1)におけるX)は、脂環式アルキル基と重合体の主
鎖の間にアルキレン鎖(一般式(1)中のR)を有し
ているためにレジスト膜での自由度が比較的大きく、こ
の結果、架橋剤に対する反応性が高くなる。すなわち、
本発明のネガ型フォトレジストにおける重合体は架橋剤
に対する反応点が多く、また架橋剤に対する反応性も高
いため高架橋密度を得ることができる。
Further, in the polymer in the negative photoresist of the present invention, the hydroxylated alicyclic alkyl group (X in the general formula (1)) has an alkylene chain between the alicyclic alkyl group and the main chain of the polymer. (R 2 in the general formula (1)), the degree of freedom in the resist film is relatively large, and as a result, the reactivity to the crosslinking agent increases. That is,
The polymer in the negative photoresist of the present invention has a large number of reaction sites with respect to the crosslinking agent and has high reactivity with the crosslinking agent, so that a high crosslinking density can be obtained.

【0050】これにより、ジオール構造を有する基を含
有する重合体をネガ型レジストに用いる場合、架橋不足
に由来するパターンの変形が起こりにくい。また、ジオ
ール構造を有する基を含有する重合体は、基板密着性の
向上作用がある極性基を2つ有するため、形成したレジ
ストパターンは基板から剥がれにくい。
Thus, when a polymer containing a group having a diol structure is used for a negative resist, pattern deformation due to insufficient crosslinking is unlikely to occur. Further, since the polymer containing a group having a diol structure has two polar groups having an action of improving the adhesion to the substrate, the formed resist pattern is not easily peeled off from the substrate.

【0051】[0051]

【化21】 [上記式(7)中、R14は水素原子、炭素数1から6
のアルキル基又は炭素数3から6のオキソアルキル基を
示す。]
Embedded image [In the above formula (7), R 14 is a hydrogen atom, having 1 to 6 carbon atoms.
Or an oxoalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. ]

【0052】[0052]

【化22】 このような式(7)に示す基を含む化合物としては、下
記式(8)、式(12)に示す化合物を挙げることがで
きる。
Embedded image Examples of the compound containing the group represented by the formula (7) include compounds represented by the following formulas (8) and (12).

【0053】[0053]

【化23】 [式(8)において、R14は水素原子、炭素数1から
6のアルキル基(具体的にはメチル基、エチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、タ
ーシャルブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等を示すが
これだけに限定されるものではない。)、又は炭素数3
から6のオキソアルキル基(具体的にはβ―オキソプロ
ピル基、β−オキソブチル基、β―オキソヘプチル基、
β−オキソヘキシル基等を表すがこれだけに限定される
ものではない。)を示す。aは1又は2、aは1又
は2、bは0又は1、bは0又は1、a+b
2、a+b=2である。]
Embedded image [In the formula (8), R 14 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl A hexyl group, etc., but is not limited thereto.) Or 3 carbon atoms.
To 6 oxoalkyl groups (specifically, β-oxopropyl, β-oxobutyl, β-oxoheptyl,
represents a β-oxohexyl group or the like, but is not limited thereto. ). a 1 is 1 or 2, a 2 is 1 or 2, b 1 is 0 or 1, b 2 is 0 or 1, a 1 + b 1 =
2, a 2 + b 2 = 2. ]

【0054】[0054]

【化24】 [一般式(9)中、R14は式(8)の場合と同様であ
り、R15は水素原子、水酸基又は炭素数1から6のア
ルコキシ基(具体的にはメトキシ基、エトキシ基、プロ
ピロキシ基、イソプロピロキシ基、ブトキシ基、イソブ
トキシ基、ターシャルブトキシ基、ペンチルオキシ基、
ヘキシルオキシ基等を表すがこれだけに限定されるもの
ではない。)又は炭素数3から6のオキソアルキルオキ
シ基(具体的にはβ―オキソプロポキシ基、β−オキソ
ブトキシ基、β―オキソヘプチルオキシ基、β−オキソ
ヘキシルオキシ基等を示すがこれだけに限定されるもの
ではない。)を示す。]
Embedded image [In the general formula (9), R 14 is the same as in the case of the formula (8), and R 15 is a hydrogen atom, a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms (specifically, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group) Group, isopropyloxy group, butoxy group, isobutoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group,
Represents a hexyloxy group or the like, but is not limited thereto. ) Or an oxoalkyloxy group having 3 to 6 carbon atoms (specifically, a β-oxopropoxy group, a β-oxobutoxy group, a β-oxoheptyloxy group, a β-oxohexyloxy group, and the like, but not limited thereto. It is not.) ]

【0055】[0055]

【化25】 [一般式(10)中、R14は式(8)の場合と同様で
あり、R17は酸素原子、硫黄原子、炭素数1から3の
アルキレン基(具体的にはメチレン基、エチレン基、プ
ロピレン基、1−メチルエチレン基等を表すがこれだけ
に限定されるものではない。)、ヒドロキシメチレン基
を示す。]
Embedded image [In the general formula (10), R 14 is the same as in the case of the formula (8), and R 17 is an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms (specifically, a methylene group, an ethylene group, Represents a propylene group, a 1-methylethylene group, etc., but is not limited thereto.) And a hydroxymethylene group. ]

【0056】[0056]

【化26】 [式(11)中、R14は式(8)の場合と同様であ
り、R18は水素原子もしくはメチル基、エチル基を示
す。]
Embedded image [In the formula (11), R 14 is the same as in the case of the formula (8), and R 18 represents a hydrogen atom or a methyl group or an ethyl group. ]

【0057】本発明のネガ型フォトレジスト組成物の架
橋剤である式(7)に示す基を含む化合物において、例
えばR14が水素原子であるメチロール尿素は、尿素を
ホルムアルデヒドにてメチロール化することにより合成
可能である。
In the compound containing a group represented by the formula (7) which is a crosslinking agent of the negative photoresist composition of the present invention, for example, methylol urea in which R 14 is a hydrogen atom is obtained by converting urea to methylol with formaldehyde. Can be synthesized.

【0058】また、式(8)においてR14がアルキル
基もしくはオキソアルキル基である化合物は、メチロー
ル尿素を対応するアルコールにより処理することにより
得ることができる。例えば、メタノールで処理するとジ
メチル化メチロール尿素[式(8)においてR14がメ
チル基(炭素数1のアルキル基)]、エタノールで処理
するとしたジエチル化メチロール尿素[式(8)におい
てR14がエチル基(炭素数2のアルキル基)]、イソ
ブタノールで処理するとジイソブチル化メチロール尿素
[式(8)においてR14がイソブチル基(炭素数4の
アルキル基)]、2−オキソプロパノール(別名ヒドロ
キシアセトン)で処理するとジ−β−オキソプロピル化
メチロール尿素[式(8)においてR14がβ−オキソ
プロピル基(炭素数3のオキソアルキル基)]を得るこ
とができる。
The compound of the formula (8) wherein R 14 is an alkyl group or an oxoalkyl group can be obtained by treating methylol urea with the corresponding alcohol. For example, when treated with methanol, dimethylated methylol urea [in Formula (8), R 14 is a methyl group (alkyl group having 1 carbon atom)], and when treated with ethanol, diethyl methylol urea [in Formula (8), R 14 is ethyl] Group (alkyl group having 2 carbon atoms)], and when treated with isobutanol, diisobutylated methylol urea [in the formula (8), R 14 is an isobutyl group (alkyl group having 4 carbon atoms)], 2-oxopropanol (also called hydroxyacetone) To obtain a di-β-oxopropylated methylol urea [in the formula (8), R 14 is a β-oxopropyl group (an oxoalkyl group having 3 carbon atoms)].

【0059】また、式(9)に示す化合物において、例
えば式(9)においてR14が水素原子、R15が水素
原子である1,3−ビス(ヒドロキシメチル)エチレン
ユリア(別名1,3−ジメチロールイミダゾリドン−
2)は、尿素とエチレンジアミン、ホルムアルデヒドを
反応させることにより得ることができる。
In the compound represented by the formula (9), for example, 1,3-bis (hydroxymethyl) ethylene urea (also called 1,3-bis) in which R 14 is a hydrogen atom and R 15 is a hydrogen atom in the formula (9) Dimethylol imidazolidone-
2) can be obtained by reacting urea with ethylenediamine and formaldehyde.

【0060】また、式(9)においてR14がアルキル
基もしくはオキソアルキル基、R が水素原子である
化合物は、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)エチレン
ユリアを対応するアルコールにより処理することにより
得ることができる。例えば、メタノールで処理すると
1,3−ビス(メトキシメチル)エチレンユリア[式
(9)においてR14がメチル基(炭素数1のアルキル
基)、R15が水素原子]、エタノールで処理すると
1,3−ビス(エトキシメチル)エチレンユリア[式
(9)においてR14がエチル基(炭素数2のアルキル
基)、R15が水素原子]、イソブタノールで処理する
と1,3−ビス(イソブトキシメチル)エチレンユリア
[式(9)においてR14がイソブチル基(炭素数4の
アルキル基)、R 15が水素原子]、2−オキソプロパ
ノール(別名ヒドロキシアセトン)で処理すると1,3
−ビス(β−オキソプロポキシメチル)エチレンユリア
[式(9)においてR14が2−オキソプロピル基(炭
素数3のオキソアルキル基)、R が水素原子]を得
ることができる。
In the equation (9), R14Is alkyl
Group or oxoalkyl group, R1 5Is a hydrogen atom
The compound is 1,3-bis (hydroxymethyl) ethylene
By treating urea with the corresponding alcohol
Obtainable. For example, when treated with methanol
1,3-bis (methoxymethyl) ethyleneurea [Formula
In (9), R14Is a methyl group (alkyl having 1 carbon atom)
Group), RFifteenIs a hydrogen atom], when treated with ethanol
1,3-bis (ethoxymethyl) ethyleneurea [Formula
In (9), R14Is an ethyl group (alkyl having 2 carbon atoms)
Group), RFifteenIs a hydrogen atom], treated with isobutanol
And 1,3-bis (isobutoxymethyl) ethyleneurea
[In the formula (9), R14Is an isobutyl group (with 4 carbon atoms)
Alkyl group), R FifteenIs a hydrogen atom], 2-oxopropa
1,3 when treated with knol (also known as hydroxyacetone)
-Bis (β-oxopropoxymethyl) ethylene urea
[In the formula (9), R14Is a 2-oxopropyl group (charcoal
An oxoalkyl group having a prime number of 3), R1 5Is a hydrogen atom]
Can be

【0061】また、式(9)においてR14が水素原
子、R15が水酸基である1,3−ビス(ヒドロキシメ
チル)−4,5−ビス(ヒドロキシ)エチレンユリア
(別名1,3−ジメチロール−4,5−ジヒドロキシイ
ミダゾリドン−2)は、尿素とグリオキザールを反応さ
せた後、ホルムアルデヒドでメチロール化することによ
り合成可能である。
Also, in the formula (9), 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-bis (hydroxy) ethylene urea wherein R 14 is a hydrogen atom and R 15 is a hydroxyl group (also known as 1,3-dimethylol- 4,5-Dihydroxyimidazolidone-2) can be synthesized by reacting urea with glyoxal and then converting it to methylol with formaldehyde.

【0062】また、式(9)においてR14がアルキル
基もしくはオキソアルキル基、R がアルコキシ基も
しくはオキソアルコキシ基である化合物は、1,3−ビ
ス(ヒドロキシメチル)−4,5−ビス(ヒドロキシ)
エチレンユリアを対応するアルコールにより処理するこ
とにより得ることができる。例えば、メタノールで処理
すると1,3−ビス(メトキシメチル)−4,5−ビス
(メトキシ)エチレンユリア[式(9)においてR14
がメチル基(炭素数1のアルキル基)、R15がメトキ
シ基(炭素数1のアルコキシ基)]、またエタノールで
処理すると1,3−ビス(エトキシメチル)−4,5−
ビス(エトキシ)エチレンユリア[式(9)においてR
14がエチル基(炭素数2のアルキル基)、R15がエ
トキシ基(炭素数2のアルコキシ基)]、イソプロパノ
ールで処理すると1,3−ビス(イソプロポキシメチ
ル)−4,5−ビス(イソプロポキシ)エチレンユリア
[式(9)においてR14がイソプロピル基(炭素数3
のアルキル基)、R15がプロピルオキシ基(炭素数3
のアルコキシ基)]、ターシャルブタノールで処理する
と1,3−ビス(ターシャルブトキシメチル)−4,5
−ビス(ターシャルブトキシ)エチレンユリア[式
(9)においてR14がターシャルブチル基(炭素数4
のアルキル基)、R15がターシャルブトキシ基(炭素
数4のアルコキシ基)]、2−オキソプロパノール(別
名ヒドロキシアセトン)で処理すると1,3−ビス(β
−オキソプロポキシメチル)−4,5−ビス(β−オキ
ソプロポキシ)エチレンユリア[式(9)においてR
14がβ−オキソプロピロピル基(炭素数3のオキソア
ルキル基)、R15がβ−オキソプロピロキシ基(炭素
数3のオキソアルコキシ基)]を得ることができる。
[0062] Further, compounds wherein R 14 is an alkyl group or an oxoalkyl group, R 1 5 is an alkoxy group or an oxo alkoxy group in the formula (9) include 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-bis (Hydroxy)
It can be obtained by treating ethylene urea with the corresponding alcohol. For example, when treated with methanol, 1,3-bis (methoxymethyl) -4,5-bis (methoxy) ethyleneurea [R 14 in the formula (9)]
There methyl group (alkyl group having 1 carbon atom), R 15 is a methoxy group (an alkoxy group having 1 carbon atom), also by treatment with ethanol and 1,3-bis (ethoxymethyl) -4,5
Bis (ethoxy) ethyleneurea [R in formula (9)
14 is an ethyl group (an alkyl group having 2 carbon atoms), R 15 is an ethoxy group (an alkoxy group having 2 carbon atoms)], and when treated with isopropanol, 1,3-bis (isopropoxymethyl) -4,5-bis (iso- Propoxy) ethylene urea [In the formula (9), R 14 is an isopropyl group (having 3 carbon atoms)
Alkyl group) of, R 15 is propyl group (3 carbon atoms
Alkoxy group)] and treated with tert-butanol to give 1,3-bis (tert-butoxymethyl) -4,5
-Bis (tert-butoxy) ethylene urea [In the formula (9), R 14 represents a tert-butyl group (C 4
Alkyl group), alkoxy groups R 15 is tertiary butoxy group (4 carbon atoms)], treatment with 2-oxo-propanol (also known as hydroxyacetone) 1,3-bis (beta
-Oxopropoxymethyl) -4,5-bis (β-oxopropoxy) ethyleneurea [In the formula (9), R
14 is a β-oxopropyropyl group (an oxoalkyl group having 3 carbon atoms), and R 15 is a β-oxopropoxy group (an oxoalkoxy group having 3 carbon atoms).

【0063】また、式(10)に示す化合物は、例えば
式(10)においてR14、R16が水素原子、R17
がメチレン基である1,3―ビス(ヒドロキシメチル)
―テトラヒドロー2(1H)ピリミジノンの場合、尿素
とプロピレンジアミンを反応させ、さらにホルムアルデ
ヒドと反応させることにより得ることができる。
In the compound represented by the formula (10), for example, in the formula (10), R 14 and R 16 are hydrogen atoms, R 17
Is a methylene group, 1,3-bis (hydroxymethyl)
In the case of -tetrahydro-2 (1H) pyrimidinone, it can be obtained by reacting urea with propylenediamine and further reacting with formaldehyde.

【0064】また、式(10)においてR14がアルキ
ル基、R16が水素原子、R17がメチレン基である場
合は、1,3―ビス(ヒドロキシメチル)―テトラーヒ
ドロ−2(1H)ピリミジノンを対応するアルコールに
より処理することにより得ることができる。例えば、メ
タノールで処理するとジメチル化1,3―ビス(ヒドロ
キシメチル)―テトラヒドロー2(1H)ピリミジノン
[式(10)においてR14がメチル基(炭素数2のア
ルキル基)、R16が水素原子、R17がメチレン基
(炭素数1のアルキレン基)]、エタノールで処理する
とジエチル化1,3―ビス(ヒドロキシメチル)―テト
ラヒドロー2(1H)ピリミジノン [式(10)にお
いてR14がエチル基(炭素数2のアルキル基)、R
16が水素原子、R17がメチレン基水素原子(炭素数
1のアルキレン基)]、イソブタノールで処理するとブ
チル化1,3―ビス(ヒドロキシメチル)―テトラヒド
ロー2(1H)ピリミジノン[式(10)においてR
14がイソブチル基(炭素数4のアルキル基)、R16
が水素原子、R17がメチレン基(炭素数1のアルキレ
ン基)]を得ることができる。
In the formula (10), when R 14 is an alkyl group, R 16 is a hydrogen atom and R 17 is a methylene group, 1,3-bis (hydroxymethyl) -tetra-hydro-2 (1H) pyrimidinone is used. It can be obtained by treating with the corresponding alcohol. For example, when treated with methanol, dimethylated 1,3-bis (hydroxymethyl) -tetrahydro-2 (1H) pyrimidinone [in the formula (10), R 14 is a methyl group (an alkyl group having 2 carbon atoms), R 16 is a hydrogen atom, R 17 is a methylene group (alkylene group having 1 carbon atom)], and treated with ethanol to give diethylated 1,3-bis (hydroxymethyl) -tetrahydro-2 (1H) pyrimidinone [In the formula (10), R 14 is an ethyl group (carbon An alkyl group of Formula 2), R
16 is a hydrogen atom, R 17 is a hydrogen atom of a methylene group (alkylene group having 1 carbon atom)], and treated with isobutanol, butylated 1,3-bis (hydroxymethyl) -tetrahydro-2 (1H) pyrimidinone [formula (10) At R
14 isobutyl group (an alkyl group having 4 carbon atoms), R 16
Is a hydrogen atom, and R 17 is a methylene group (alkylene group having 1 carbon atom)].

【0065】また、式(10)においてR14、R16
が水素原子、R17が酸素原子であるジメチロールウロ
ンは、尿素とその4倍モルのホルムアルデヒドを反応さ
せることにより得ることができる。
In the formula (10), R 14 and R 16
Is a hydrogen atom, and R 17 is an oxygen atom. The dimethylol uron can be obtained by reacting urea with formaldehyde in a molar ratio of 4 times that of urea.

【0066】また、R14、R16が水素原子、R17
がヒドロキシメチレン基である1,3―ビス(ヒドロキ
シメチル)―テトラヒドロー5―ヒドロキシー2(H)
ピリミジノンは、尿素と2−ヒドロキシプロピレンジア
ミンと反応させ、さらにホルムアルデヒドと反応させる
ことにより得ることができる。
Further, R 14 and R 16 are a hydrogen atom, R 17
Is a hydroxymethylene group, 1,3-bis (hydroxymethyl) -tetrahydro-5-hydroxy-2 (H)
Pyrimidinone can be obtained by reacting urea with 2-hydroxypropylenediamine and further reacting with formaldehyde.

【0067】また、式(11)で表される化合物の場
合、例えば一般式(11)においてR 14が水素原子、
18が水素原子である1,3,4,6−テトラキス
(ヒドロキシメチル)グリコールウリル(別名1,3,
4,6−テトラキス(ヒドロキシメチル)アセチレンユ
リア、テトラメチロール化グレオキサゾールジウレイ
ン)の場合、グリオキサゾールと2倍モル量の尿素を反
応させ、さらにホルムアルデヒドにてメチロール化する
ことにより合成可能である。
In the case of the compound represented by the formula (11),
In general, for example, in general formula (11), R 14Is a hydrogen atom,
R18Is a hydrogen atom, 1,3,4,6-tetrakis
(Hydroxymethyl) glycoluril (also known as 1,3
4,6-tetrakis (hydroxymethyl) acetylene
Rear, tetramethylolated greoxazole diurei
G), glyoxazole and twice the molar amount of urea are
And then methylolate with formaldehyde
Can be synthesized.

【0068】また、式(11)においてR14がアルキ
ル基もしくはオキソアルキル基、R 18が水素原子の化
合物の場合、1,3,4,6−テトラキス(ヒドロキシ
メチル)グリコールウリルを対応するアルコールにより
処理することにより得ることができる。例えば、メタノ
ールで処理すると1,3,4,6−テトラキス(メトキ
シメチル)グリコールウリル[式(11)においてR
14がメチル基(炭素数1のアルキル基)、R18が水
素原子]、エタノールで処理すると1,3,4,6−テ
トラキス(エトキシメチル)グリコールウリル[式(1
1)においてR がエチル基(炭素数2のアルキル
基)、R18が水素原子]、イソブタノールで処理する
と1,3,4,6−テトラキス(イソブトキシメチル)
グリコールウリル[式(11)においてR14がイソブ
チル基(炭素数4のアルキル基)、R 18が水素原
子]、2−オキソプロパノール(別名ヒドロキシアセト
ン)で処理すると1,3,4,6−テトラキス(β―オ
キソプロポキシメチル)グリコールウリル[式(10)
においてR14がβ―オキソプロピル基(炭素数3のオ
キソアルキル基)、R18が水素原子]を得ることがで
きる。
In the equation (11), R14Is archi
Or an oxoalkyl group, R 18Is a hydrogen atom
In the case of the compound, 1,3,4,6-tetrakis (hydroxy
Methyl) glycoluril with the corresponding alcohol
It can be obtained by processing. For example, methano
And 1,3,4,6-tetrakis (Metoki)
(Cimethyl) glycoluril [in the formula (11), R
14Is a methyl group (alkyl group having 1 carbon atom), R18But water
Elementary atom], when treated with ethanol, 1,3,4,6-te
Thrakis (ethoxymethyl) glycoluril [Formula (1)
In 1), R1 4Is an ethyl group (alkyl having 2 carbon atoms)
Group), R18Is a hydrogen atom], treated with isobutanol
And 1,3,4,6-tetrakis (isobutoxymethyl)
Glycoluril [in the formula (11), R14Is isobu
Tyl group (alkyl group having 4 carbon atoms), R 18Is a hydrogen source
Child], 2-oxopropanol (also known as hydroxyaceto
1,3,4,6-tetrakis (β-O
Xopropoxymethyl) glycoluril [formula (10)
At R14Is a β-oxopropyl group (C 3
Oxoalkyl group), R18Is a hydrogen atom]
Wear.

【0069】本発明に用いられる光酸発生剤としては、
180nm〜220nmの光の照射により酸を発生する
光酸発生剤であることが好ましく、また先に示した本発
明のレジスト組成物の重合体との混合物が有機溶媒に十
分に溶解し、かつその溶液がスピンコ−トなどの製膜法
で均一な塗布膜が形成可能なものが好ましい。また、1
種単独でも、2種以上を混合して用いてもよい。
The photoacid generator used in the present invention includes
It is preferably a photoacid generator that generates an acid upon irradiation with light having a wavelength of 180 nm to 220 nm, and the mixture with the polymer of the resist composition of the present invention described above is sufficiently dissolved in an organic solvent, and It is preferable that the solution can form a uniform coating film by a film forming method such as spin coating. Also, 1
Species may be used alone or in combination of two or more.

【0070】使用可能な光酸発生剤の例としては、前記
式(13)に示すスルホニウム塩化合物、一般式(1
5)に示すヨードニウム塩化合物、一般式(16)で表
されるスクシイミド誘導体、式(17)に示すジアゾ化
合物、2、6−ジニトロベンジルエステル類、ジスルホ
ン化合物等が使用可能である。これらの例としてはジャ
−ナル・オブ・ジ・オ−ガニック・ケミストリ−(Jo
urnal of the Organic Chem
istry)、43巻、15号、3055頁〜3058
頁(1978年)に記載されているJ.V.クリベロ
(J.V.Crivello)らのトリフェニルスルホ
ニウム塩誘導体、ジャ−ナル・オブ・ザ・ポリマー・サ
イエンス(Journal of thePolyme
r Science)、56巻、383頁〜395頁
(1976年)に記載されているJ.V.クリベロ
(J.V.Crivello)らのジフェニルヨードニ
ウム塩誘導体、特開平7−28237号公報で開示され
たシクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)
スルホニウム トリフルオロメタンスルホナート等のア
ルキルスルホニウム塩誘導体、特開平8−27102号
公報で開示されたβ−オキソシクロヘキシルメチル(2
−ノルボルニル)スルホニウム トリフルオロメタンス
ルホナート等の橋かけ環式アルキル基を有するスルホニ
ウム塩化合物がある。また、その他にも2、6−ジニト
ロベンジルエステル類[O.ナラマス(O.Nalam
asu)ら、SPIEプロシ−ディング、1262巻、
32頁(1990年)]、1、2、3−トリ(メタンス
ルホニルオキシ)ベンゼン[タクミ ウエノら、プロシ
−ディング・オブ・PME’89、講談社、413〜4
24頁(1990年)]、ジスルホン化合物等がある。
Examples of the photoacid generator that can be used include a sulfonium salt compound represented by the above formula (13) and a compound represented by the following general formula (1):
An iodonium salt compound represented by 5), a succinimide derivative represented by the general formula (16), a diazo compound represented by the formula (17), 2,6-dinitrobenzyl esters, a disulfone compound, and the like can be used. Examples of these include the Journal of the Organic Chemistry (Jo
urnal of the Organic Chem
Istry), Vol. 43, No. 15, pp. 3055-3058
Page (1978). V. JV Crivello et al., A triphenylsulfonium salt derivative, Journal of the Polymer Science (Journal of the Polymer).
r Science), 56, 383-395 (1976). V. A diphenyliodonium salt derivative of JV Crivello et al., Cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) disclosed in JP-A-7-28237.
Alkylsulfonium salt derivatives such as sulfonium trifluoromethanesulfonate; β-oxocyclohexylmethyl (2) disclosed in JP-A-8-27102;
-Norbornyl) sulfonium There are sulfonium salt compounds having a bridged cyclic alkyl group such as trifluoromethanesulfonate. In addition, 2,6-dinitrobenzyl esters [O. O. Nalam
asu) et al., SPIE Proceeding, Vol. 1262,
32 (1990)], 1,2,3-tri (methanesulfonyloxy) benzene [Takumi Ueno et al., Proceeding of PME '89, Kodansha, 413-4]
24 (1990)], disulfone compounds and the like.

【0071】[0071]

【化27】 [式(13)中、R19、R20、R21は各々独立に
アルキル置換、ハロゲン置換又は無置換の芳香族基、脂
環式アルキル基、橋かけ環式炭化水素基、2−オキソ脂
環式アルキル基、アルキル基を示し、YはBF
AsF 、SbF6、又は下記式(14)に示す対イ
オンを示す。]
Embedded image [In the formula (13), R 19 , R 20 , and R 21 each independently represent an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted aromatic group, an alicyclic alkyl group, a bridged cyclic hydrocarbon group, or a 2-oxo aliphatic compound. cyclic alkyl group, an alkyl group, Y - is BF 4 -,
And AsF 6 , SbF 6, or a counter ion represented by the following formula (14). ]

【0072】[0072]

【化28】 [式(14)中、ZはC2n+1(nは1から6の
整数)、アルキル基、アルキル置換、ハロゲン置換又は
無置換の芳香族基を示す。]
Embedded image [In the formula (14), Z represents C n F 2n + 1 (n is an integer of 1 to 6), an alkyl group, an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted aromatic group. ]

【0073】[0073]

【化29】 [式(15)中、R22、R23は各々独立にアルキル
置換、ハロゲン置換又は無置換の芳香族基、脂環式アル
キル基、橋かけ環式炭化水素基、2−オキソ脂環式アル
キル基、アルキル基を示し、Yは式(13)の場合と
同様である。]
Embedded image [In formula (15), R 22 and R 23 each independently represent an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted aromatic group, an alicyclic alkyl group, a bridged cyclic hydrocarbon group, or a 2-oxo alicyclic alkyl. group, an alkyl group, Y - is the same as that of formula (13). ]

【0074】[0074]

【化30】 [式(16)中、R24はハロゲン置換又は無置換のア
ルキレン基、アルキル置換、ハロゲン置換又は無置換の
2価の芳香族基、R25はハロゲン置換又は無置換のア
ルキル基、アルキル基、ハロゲン置換又は無置換の芳香
族基を示す。]
Embedded image [In the formula (16), R 24 is a halogen-substituted or unsubstituted alkylene group, an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted divalent aromatic group, R 25 is a halogen-substituted or unsubstituted alkyl group, an alkyl group, It represents a halogen-substituted or unsubstituted aromatic group. ]

【0075】[0075]

【化31】 [式(17)中、R26、R27は各々独立に、ハロゲ
ン置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン置換又は無置
換の芳香族基、脂環式炭化水素基を示す。]
Embedded image [In the formula (17), R 26 and R 27 each independently represent a halogen-substituted or unsubstituted alkyl group, a halogen-substituted or unsubstituted aromatic group, or an alicyclic hydrocarbon group. ]

【0076】また、本発明のネガ型フォトレジスト組成
物に多価アルコール(2価以上のアルコール)を含有さ
せると、解像性が向上する場合がある。これは、架橋剤
と反応性が高い多価アルコールが、架橋促進剤として作
用するからである。本発明に必要に応じて用いられる多
価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、
グリセロール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタ
ンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタン
ジオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2−ペ
ンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−
ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,2
−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,
6−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、
1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキ
サンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,
2−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキ
サンジメタノール、1,3,5−シクロヘキサントリメ
タノール、1,2−シクロペンタンジオール、1,3−
シクロペンタンジオール、1,2−シクロオクタンジオ
ール、1,5−シクロオクタンジオール、トリシクロデ
カンジメタノール、2,3−ノルボルナンジオール、2
(3)−ヒドロキシ−5、6−ビス(ヒドロキシメチ
ル)ノルボルナン、2,3−ジヒドロキシ−5(6)−
ヒドロキシメチルノルボルナン、1,4−アンヒドロエ
リトリオール,L−アラビノース、L−アラビトール、
D−セロビオース、セルロース、1,5−デカリンジオ
ール、グルコース、ガラクトース、ラクトース、マルト
ース、マンノース、マンニトール等が挙げられるがこれ
らだけに限定されるものではない。
When the negative photoresist composition of the present invention contains a polyhydric alcohol (dihydric or higher alcohol), the resolution may be improved. This is because a polyhydric alcohol having high reactivity with the crosslinking agent acts as a crosslinking accelerator. As the polyhydric alcohol used as needed in the present invention, for example, ethylene glycol,
Glycerol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,2,4-butanetriol, 1,2-pentanediol, 1,4- Pentanediol, 1,5-
Pentanediol, 2,4-pentanediol, 1,2
-Hexanediol, 1,5-hexanediol, 1,
6-hexanediol, 2,5-hexanediol,
1,2-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,
2-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3,5-cyclohexanetrimethanol, 1,2-cyclopentanediol, 1,3-
Cyclopentanediol, 1,2-cyclooctanediol, 1,5-cyclooctanediol, tricyclodecanedimethanol, 2,3-norbornanediol, 2
(3) -hydroxy-5,6-bis (hydroxymethyl) norbornane, 2,3-dihydroxy-5 (6)-
Hydroxymethylnorbornane, 1,4-anhydroerythritol, L-arabinose, L-arabitol,
Examples include, but are not limited to, D-cellobiose, cellulose, 1,5-decalindiol, glucose, galactose, lactose, maltose, mannose, mannitol, and the like.

【0077】本発明のネガ型フォトレジスト組成物にお
けるジオール構造を含有する重合体の含有率は、それ自
身を含む全構成成分100重量部に対して通常50から
98重量部、好ましくは70から95重量部である。こ
の含有率が50重量部未満であると、均一な膜の形成が
困難である。また、98重量部を超えると、導入できる
架橋剤及び光酸発生剤の量が必然的に少なくなるため
に、架橋が十分起こらずパターンが得られない。
The content of the polymer having a diol structure in the negative photoresist composition of the present invention is usually 50 to 98 parts by weight, preferably 70 to 95 parts by weight, per 100 parts by weight of all the components including itself. Parts by weight. If the content is less than 50 parts by weight, it is difficult to form a uniform film. On the other hand, if the amount exceeds 98 parts by weight, the amount of the crosslinking agent and the photoacid generator that can be introduced is inevitably reduced.

【0078】また、架橋剤の含有率は、それ自身を含む
全構成成分100重量部に対して通常1から50重量
部、好ましくは10から30重量部である。この含有率
が1重量部未満であると、重合体の架橋が十分起こらず
パターンが得られない。また、50重量部を超えると、
均一な膜の形成が困難であり、薄膜の透明性が低下する
場合がある。さらに、重合体の含有率も不十分であり、
十分なエッチング耐性を得られない場合がある。
The content of the crosslinking agent is usually 1 to 50 parts by weight, preferably 10 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of all the components including itself. If the content is less than 1 part by weight, crosslinking of the polymer does not sufficiently occur and a pattern cannot be obtained. Also, if it exceeds 50 parts by weight,
It is difficult to form a uniform film, and the transparency of the thin film may decrease. Furthermore, the content of the polymer is also insufficient,
In some cases, sufficient etching resistance cannot be obtained.

【0079】また、光酸発生剤の含有率は、それ自身を
含む全構成成分100重量部に対して通常0.2〜15
重量部、好ましくは0.5〜10重量部である。この含
有率が0.2重量部未満であると本発明のネガ型レジス
ト組成物の感度が著しく低下し、パタ−ンの形成が困難
である。また15重量部を越えると、均一な塗布膜の形
成が困難になり、さらに現像後には残さ(スカム)が発
生し易くなるなどの問題が生ずる。
The content of the photoacid generator is usually 0.2 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of all the components including itself.
Parts by weight, preferably 0.5 to 10 parts by weight. If the content is less than 0.2 parts by weight, the sensitivity of the negative resist composition of the present invention is remarkably reduced, and it is difficult to form a pattern. On the other hand, when the amount exceeds 15 parts by weight, it becomes difficult to form a uniform coating film, and there is a problem that a residue (scum) is easily generated after development.

【0080】また、多価アルコールを含有する場合は、
それ自身を含む全構成成分100重量部に対して通常
0.2〜20重量部含有させると、解像性向上に効果が
ある。
When a polyhydric alcohol is contained,
The content of 0.2 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of all components including itself has an effect of improving resolution.

【0081】また、本発明に用いる溶剤として好ましい
ものは、本発明のネガ型レジスト組成物が充分に溶解
し、かつその溶液がスピンコ−ト法などの方法で均一な
塗布膜が形成可能な有機溶媒であれば特に制限はない。
また、1種単独で、又は2種類以上を混合して用いても
良い。
Further, a preferable solvent used in the present invention is an organic solvent in which the negative resist composition of the present invention is sufficiently dissolved and the solution is capable of forming a uniform coating film by a method such as spin coating. There is no particular limitation as long as it is a solvent.
Moreover, you may use individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

【0082】具体的には、n−プロピルアルコ−ル、イ
ソプロピルアルコ−ル、n−ブチルアルコ−ル、ter
t−ブチルアルコ−ル、メチルセロソルブアセテ−ト、
エチルセロソルブアセテ−ト、プロピレングリコ−ルモ
ノエチルエ−テルアセテ−ト(1−メトキシー2−アセ
トキシプロパン)、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸2−
メトキシブチル、酢酸2−エトキシエチル、ピルビン酸
メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸
メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、N−メチル
−2−ピロリジノン、シクロヘキサノン、シクロペンタ
ノン、シクロヘキサノ−ル、メチルエチルケトン、1,
4−ジオキサン、エチレングリコ−ルモノメチルエ−テ
ル、エチレングリコ−ルモノメチルエ−テルアセテ−
ト、エチレングリコ−ルモノエチルエ−テル、エチレン
グリコ−ルモノイソプロピルエ−テル、ジエチレングリ
コ−ルモノメチルエ−テル、ジエチレングリコ−ルジメ
チルエ−テルなどが挙げられるが、もちろんこれらだけ
に限定されるものではない。また本発明のレジスト組成
物には、必要に応じて界面活性剤、色素、安定剤、塗布
性改良剤、染料などの他の成分を添加してもよい。
Specifically, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, ter
t-butyl alcohol, methyl cellosolve acetate,
Ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate (1-methoxy-2-acetoxypropane), methyl lactate, ethyl lactate, acetic acid 2-
Methoxybutyl, 2-ethoxyethyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, N-methyl-2-pyrrolidinone, cyclohexanone, cyclopentanone, cyclohexanol, Methyl ethyl ketone, 1,
4-dioxane, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate
, Ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and the like, but are not limited thereto. Further, other components such as a surfactant, a dye, a stabilizer, a coating improver, and a dye may be added to the resist composition of the present invention as needed.

【0083】本発明のネガ型レジスト組成物は、高いド
ライエッチング耐性が得られることが知られている脂環
式アルキル基を有する重合体をベース樹脂としている。
また、この重合体はベンゼン環を有することがないため
にArFエキシマレーザ光等220nm以下の短波長の
光に対し、透明性が高い。以上より、本発明のレジスト
組成物は、化学増幅型のレジストであり、さらにArF
エキシマレーザ光等の220nm以下の短波長光に対す
る透明性と高いドライエッチング耐性とを兼ね備えてい
る。このため半導体素子製造の新しいネガ型フォトレジ
スト材料として利用できる。
The negative resist composition of the present invention uses, as a base resin, a polymer having an alicyclic alkyl group, which is known to provide high dry etching resistance.
Further, since this polymer has no benzene ring, it has high transparency to light having a short wavelength of 220 nm or less such as ArF excimer laser light. As described above, the resist composition of the present invention is a chemically amplified resist,
It has both transparency to short wavelength light of 220 nm or less such as excimer laser light and high dry etching resistance. Therefore, it can be used as a new negative photoresist material for manufacturing semiconductor devices.

【0084】3.パターン形成方法 また本発明は、上記ネガ型フォトレジスト組成物を使用
して、被加工基板上にフォトレジストのネガ型パターン
を形成する方法も提供する。本発明のネガ型パターン形
成の方法を図1に示す。
3. Pattern Forming Method The present invention also provides a method for forming a negative pattern of a photoresist on a substrate to be processed using the above negative photoresist composition. FIG. 1 shows a method of forming a negative pattern according to the present invention.

【0085】まず、図1(A)に示すように、本発明の
ネガ型フォトレジスト材料を被加工基板1上に塗布し、
そして60〜170℃で、30〜240秒間、ホットプ
レート等の加熱手段を用いてプリベーク処理することで
レジスト膜2を形成する。次に、図1(B)に示すよう
に、レジスト膜2をフォトマスク3を用いて露光装置に
より選択的に露光する。そして露光後、レジスト2膜を
加熱処理する。その結果、図1(C)に示すように、露
光領域4では、樹脂の架橋がおこる。そして最後に図1
(D)に示すようにテトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド(TMAH)水溶液等のアルカリ現像液により、レ
ジスト膜2の未露光部のみが選択的に溶解除去され、ネ
ガ型パターンが形成される。
First, as shown in FIG. 1A, a negative photoresist material of the present invention is applied on a substrate 1 to be processed.
Then, the resist film 2 is formed by performing a pre-baking process at 60 to 170 ° C. for 30 to 240 seconds using a heating means such as a hot plate. Next, as shown in FIG. 1B, the resist film 2 is selectively exposed by an exposure device using a photomask 3. After the exposure, the resist 2 film is subjected to a heat treatment. As a result, as shown in FIG. 1 (C), in the exposed region 4, crosslinking of the resin occurs. And finally Figure 1
As shown in (D), only an unexposed portion of the resist film 2 is selectively dissolved and removed by an alkali developing solution such as an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) to form a negative pattern.

【0086】[0086]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によって何ら制限される
ものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the scope of the invention.

【0087】(実施例1) 下記構造の重合体A1の合成(Example 1) Synthesis of polymer A1 having the following structure

【0088】[0088]

【化32】 Embedded image

【0089】還流管を付けた100mlナスフラスコ
中、3,4−ジヒドロキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デ
シルオキシエチルアクリレート0.52g、カルボキシ
テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,1]ドデシルアクリレー
ト3.31g、ヒドロキシトリシクロデシルアクリレー
ト5gを乾燥テトラヒドロフラン36mlに溶解し、そ
こにアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)119m
gを加え、アルゴン雰囲気下、60〜65℃で撹拌す
る。2時間後放冷し、反応混合物をヘキサン/エーテル
(4/1)400mlに注ぎ、析出した沈殿を濾別す
る。更にもう一度再沈精製を行うことにより目的物を
4.8g得た(収率54.4%)。また、この時の共重
合比はH−NMRの積分比から5:33:62であっ
た。得られた樹脂A1の分子量は8300であった。こ
こで分子量は、島津製作所製LC−9A(カラム:昭和
電工製KF−80M)を用いゲル・パーミエーション・
クロマトグラフィ(GPC)により測定し、ポリスチレ
ン換算分子量として求めた。
[0089] In 100ml round-bottomed flask with a reflux pipe, 3,4-dihydroxy tricyclo [5.2.1.0 2, 6] decyl oxyethyl acrylate 0.52 g, carboxy tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7, 1 ] 3.31 g of dodecyl acrylate and 5 g of hydroxytricyclodecyl acrylate were dissolved in 36 ml of dry tetrahydrofuran, and azobisisobutyronitrile (AIBN) 119 m was added thereto.
g and stirred at 60-65 ° C. under an argon atmosphere. After cooling for 2 hours, the reaction mixture was poured into 400 ml of hexane / ether (4/1), and the deposited precipitate was separated by filtration. Further re-precipitation purification was performed again to obtain 4.8 g of the desired product (yield: 54.4%). The copolymerization ratio at this time was 5:33:62 from the integration ratio of 1 H-NMR. The molecular weight of the obtained resin A1 was 8,300. The molecular weight was determined by gel permeation using LC-9A manufactured by Shimadzu Corporation (column: KF-80M manufactured by Showa Denko).
It was measured by chromatography (GPC) and determined as a molecular weight in terms of polystyrene.

【0090】(実施例2)下記の組成からなるレジスト
を調製した。以下の実験はイエローランプ下で行った。 (a)樹脂A1(実施例1で合成したA1) 3.7g (b)架橋剤B1(下記に示したB1) 0.28g (c)光酸発生剤C1(トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナ ート)(下記に示したC1) 0.02g (d)ジエチレングリコールジメチルエーテル 18.2g
Example 2 A resist having the following composition was prepared. The following experiment was performed under a yellow lamp. (A) Resin A1 (A1 synthesized in Example 1) 3.7 g (b) Crosslinking agent B1 (B1 shown below) 0.28 g (c) Photoacid generator C1 (triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate) G) (C1 shown below) 0.02 g (d) diethylene glycol dimethyl ether 18.2 g

【化33】 Embedded image

【化34】 Embedded image

【化35】 Embedded image

【0091】用いた樹脂A1の分子量は8300であっ
た。ここで分子量は、島津製作所製LC−9A(カラ
ム:昭和電工製KF−80M)を用いゲル・パーミエー
ション・クロマトグラフィ(GPC)により測定し、ポ
リスチレン換算分子量として求めた。上記混合物を0.
2μmテトロンフィルターにてろ過し、レジストを調製
した。これを3インチ石英基板上にスピンコート塗布
し、120℃で60秒間ホットプレートにて加熱し、膜
厚0.4μmの薄膜を形成した。この薄膜の193.4
nm光(ArFエキシマレーザ光の中心波長)における
透過率を紫外分光光度計(島津製作所製UV365)を
測定したところ透過率は68%であった。これは、単層
レジストとして十分な透明性である。
The molecular weight of the resin A1 used was 8,300. Here, the molecular weight was measured by gel permeation chromatography (GPC) using LC-9A manufactured by Shimadzu Corporation (column: KF-80M manufactured by Showa Denko KK) and determined as a molecular weight in terms of polystyrene. Add the above mixture to 0.
After filtration through a 2 μm tetron filter, a resist was prepared. This was spin-coated on a 3-inch quartz substrate, and heated on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds to form a thin film having a thickness of 0.4 μm. 193.4 of this thin film
The transmittance in nm light (center wavelength of ArF excimer laser light) was measured by an ultraviolet spectrophotometer (UV365, manufactured by Shimadzu Corporation), and the transmittance was 68%. This is sufficient transparency as a single-layer resist.

【0092】(実施例3)実施例2で調製したレジスト
を8インチシリコン基板上にスピンコート塗布し、ホッ
トプレート上で120℃に60秒間加熱し、膜厚0.4
μmの薄膜を形成した。これをニコン製ArFエキシマ
レーザ露光装置(NA=0.55)を用いマスクを通し
て露光した。その後すぐさま120℃、60秒間ホット
プレ−ト上でベ−クし、液温23℃の2.38%TMA
H水溶液で60秒間浸漬法による現像をおこない、続け
て60秒間純水でリンス処理をそれぞれおこなった。こ
の結果、レジスト膜の未露光部分のみが現像液に溶解除
去され、6.4mJ/cmの露光量で0.2μmライ
ンアンドスペース(L/S)のネガ型のパタ−ンが得ら
れた。得られたパターンには、膨潤による変形及び密着
性不足に由来するパターンの剥がれは見られなかった。
(Example 3) The resist prepared in Example 2 was spin-coated on an 8-inch silicon substrate and heated on a hot plate at 120 ° C for 60 seconds to form a film having a thickness of 0.4.
A μm thin film was formed. This was exposed through a mask using a Nikon ArF excimer laser exposure apparatus (NA = 0.55). Immediately thereafter, baked on a hot plate at 120 ° C for 60 seconds, and 2.38% TMA at a liquid temperature of 23 ° C.
Developing by an immersion method in an H aqueous solution for 60 seconds, followed by rinsing with pure water for 60 seconds. As a result, only the unexposed portion of the resist film was dissolved and removed in the developing solution, and a 0.2 μm line and space (L / S) negative pattern was obtained at an exposure of 6.4 mJ / cm 2 . . In the obtained pattern, no deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion were observed.

【0093】(実施例4)下記の組成からなるレジスト
を調製した。以下の実験はイエローランプ下で行った。 (a)樹脂A1(実施例1に示したA1) 6.84g (b)架橋剤B1(実施例2に示したB1) 0.56g (c)光酸発生剤C1(トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナ ート) (実施例2に示したC1) 0.04g (d)多価アルコールD1(下記に示したD1) 0.56g (e)ジエチレングリコールジメチルエーテル 36.4g
Example 4 A resist having the following composition was prepared. The following experiment was performed under a yellow lamp. (A) Resin A1 (A1 shown in Example 1) 6.84 g (b) Crosslinking agent B1 (B1 shown in Example 2) 0.56 g (c) Photoacid generator C1 (triphenylsulfonium trifluoromethanesulfo) (Nat) (C1 shown in Example 2) 0.04 g (d) Polyhydric alcohol D1 (D1 shown below) 0.56 g (e) Diethylene glycol dimethyl ether 36.4 g

【0094】調製したレジストを8インチシリコン基板
上にスピンコート塗布し、ホットプレート上で120℃
に60秒間加熱し、膜厚0.4μmの薄膜を形成した。
これをニコン製ArFエキシマレーザ露光装置(NA=
0.55)を用いマスクを通して露光した。その後すぐ
さま130℃、60秒間ホットプレ−ト上でベ−クし、
液温23℃の2.38%TMAH水溶液で60秒間浸漬
法による現像をおこない、続けて60秒間純水でリンス
処理をそれぞれおこなった。この結果、レジスト膜の未
露光部分のみが現像液に溶解除去され、5.2mJ/c
の露光量で0.17μmL/Sのネガ型のパタ−ン
が得られた。得られたパターンには、膨潤による変形及
び密着性不足に由来するパターンの剥がれは見られなか
った。
The prepared resist was spin-coated on an 8-inch silicon substrate and placed on a hot plate at 120 ° C.
For 60 seconds to form a thin film having a thickness of 0.4 μm.
This is a Nikon ArF excimer laser exposure device (NA =
0.55) through a mask. Immediately thereafter, bake on a hot plate at 130 ° C for 60 seconds,
Developing by a dipping method in a 2.38% TMAH aqueous solution at a liquid temperature of 23 ° C. for 60 seconds, followed by rinsing with pure water for 60 seconds. As a result, only the unexposed portion of the resist film was dissolved and removed in the developing solution, and 5.2 mJ / c
pattern of negative type 0.17μmL / S at an exposure amount of m 2 - emission was obtained. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化36】 Embedded image

【0095】(実施例5)架橋剤B1の代わりに架橋剤
B2(下記に示したB2)0.56gを用いレジストを
調製したこと以外は実施例4と同様にして、露光実験を
行った。この結果、5.8mJ/cmの露光量で0.
21μmL/Sのネガ型のパタ−ンが得られた。得られ
たパターンには、膨潤による変形及び密着性不足に由来
するパターンの剥がれは見られなかった。
Example 5 An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that a resist was prepared using 0.56 g of a crosslinking agent B2 (B2 shown below) instead of the crosslinking agent B1. As a result, at a light exposure of 5.8 mJ / cm 2 , the light intensity was 0.1 mm.
A negative pattern of 21 μmL / S was obtained. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化37】 Embedded image

【0096】(実施例6)架橋剤B1の代わりに架橋剤
B3(下記に示したB3)を0.56g用いレジストを
調製したこと以外は実施例4と同様にして、露光実験を
行った。その結果、6.0mJ/cmの露光量で0.
225mL/Sのネガ型のパタ−ンが得られた。得られ
たパターンには、膨潤による変形及び密着性不足に由来
するパターンの剥がれは見られなかった。
Example 6 An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that a resist was prepared using 0.56 g of a crosslinking agent B3 (B3 shown below) instead of the crosslinking agent B1. As a result, at an exposure amount of 6.0 mJ / cm 2 , the light intensity was 0.1 mm.
A negative type pattern of 225 mL / S was obtained. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化38】 Embedded image

【0097】(実施例7)架橋剤B1の代わりに架橋剤
B4(下記に示したB4)を用いレジストを調製したこ
と以外は実施例4と同様にして、露光実験を行った。そ
の結果、12.8mJ/cmの露光量で0.3μmL
/Sのネガ型のパタ−ンが得られた。得られたパターン
には、膨潤による変形及び密着性不足に由来するパター
ンの剥がれは見られなかった。
(Example 7) An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that a resist was prepared by using a cross-linking agent B4 (B4 shown below) instead of the cross-linking agent B1. As a result, 0.3 μmL at an exposure amount of 12.8 mJ / cm 2
A negative pattern of / S was obtained. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化39】 Embedded image

【0098】(実施例8)架橋剤B1の代わりに架橋剤
B5(下記に示したB3)を用いレジストを調製したこ
と以外は実施例4と同様にして、露光実験を行った。そ
の結果、13.6mJ/cmの露光量で0.35μm
L/Sのネガ型のパタ−ンが得られた。得られたパター
ンには、膨潤による変形及び密着性不足に由来するパタ
ーンの剥がれは見られなかった。
(Example 8) An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that a resist was prepared using a cross-linking agent B5 (B3 shown below) instead of the cross-linking agent B1. As a result, 0.35 μm at an exposure of 13.6 mJ / cm 2
An L / S negative pattern was obtained. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化40】 Embedded image

【0099】(実施例9)樹脂A1の代わりに樹脂A2
(下記に示したA2)を用いレジストを調製したこと以
外は実施例4と同様にして、露光実験を行った。なお、
樹脂A2の分子量は6200(ポリスチレン換算分子
量)であった。露光実験の結果、8.8mJ/cm
露光量で0.21μmL/Sのネガ型のパタ−ンが得ら
れた。得られたパターンには、膨潤による変形及び密着
性不足に由来するパターンの剥がれは見られなかった。
(Example 9) A resin A2 was used instead of the resin A1.
An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that a resist was prepared using (A2 shown below). In addition,
The molecular weight of the resin A2 was 6,200 (polystyrene equivalent molecular weight). As a result of the exposure experiment, a negative pattern of 0.21 μmL / S was obtained at an exposure amount of 8.8 mJ / cm 2 . The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化41】 Embedded image

【0100】(実施例10)樹脂A1の代わりに樹脂A
3(下記に示したA3)を用いレジストを調製したこと
以外は実施例4と同様にして、露光実験を行った。な
お、樹脂A3の分子量は32500(ポリスチレン換算
分子量)であった。この実験において現像液は0.11
9wt%TMAH水溶液を用いた。露光実験の結果、
5.2mJ/cm の露光量で0.275μmL/Sの
ネガ型のパタ−ンが得られた。得られたパターンには、
膨潤による変形及び密着性不足に由来するパターンの剥
がれは見られなかった。
Example 10 Resin A was used instead of resin A1
Preparation of resist using A3 (A3 shown below)
An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 4 except for the above. What
The molecular weight of resin A3 is 32500 (polystyrene conversion
Molecular weight). In this experiment the developer was 0.11
A 9 wt% TMAH aqueous solution was used. As a result of the exposure experiment,
5.2mJ / cm 20.275 μmL / S
A negative pattern was obtained. In the obtained pattern,
Deformation due to deformation due to swelling and poor adhesion
No screeching was seen.

【化42】 Embedded image

【0101】(実施例11)樹脂A1の代わりに樹脂A
4(下記に示したA4)を用いレジストを調製したこと
以外は実施例4と同様にして、露光実験を行った。な
お、樹脂A4の分子量は22000(ポリスチレン換算
分子量)であった。露光実験の結果、3.8mJ/cm
の露光量で0.325μmL/Sのネガ型のパタ−ン
が得られた。得られたパターンには、膨潤による変形及
び密着性不足に由来するパターンの剥がれは見られなか
った。
(Example 11) In place of resin A1, resin A
An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that a resist was prepared using No. 4 (A4 shown below). The molecular weight of the resin A4 was 22000 (polystyrene equivalent molecular weight). 3.8 mJ / cm as a result of exposure experiment
At a light exposure of 2 , a negative pattern of 0.325 μmL / S was obtained. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化43】 Embedded image

【0102】(実施例12)樹脂A1の代わりに樹脂A
5(下記に示したA5)を用いレジストを調製したこと
以外は実施例4と同様にして、露光実験を行った。な
お、樹脂A5の分子量は6100(ポリスチレン換算分
子量)であった。露光実験の結果、8mJ/cmの露
光量で0.25μmL/Sのネガ型のパタ−ンが得られ
た。得られたパターンには、膨潤による変形及び密着性
不足に由来するパターンの剥がれは見られなかった。
(Example 12) In place of resin A1, resin A
An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that a resist was prepared using No. 5 (A5 shown below). The molecular weight of the resin A5 was 6,100 (molecular weight in terms of polystyrene). As a result of the exposure experiment, a 0.25 μmL / S negative pattern was obtained at an exposure amount of 8 mJ / cm 2 . The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【0103】[0103]

【化44】 Embedded image

【0104】(実施例13)樹脂A1の代わりに樹脂A
6(下記に示したA6)を用いレジストを調製したこと
以外は実施例4と同様にして、露光実験を行った。な
お、樹脂A6の分子量は8200(ポリスチレン換算分
子量)であった。この実験において現像液は0.119
wt%TMAH水溶液を用いた。露光実験の結果、4.
6mJ/cmの露光量で0.25μmL/Sのネガ型
のパタ−ンが得られた。得られたパターンには、膨潤に
よる変形及び密着性不足に由来するパターンの剥がれは
見られなかった。
(Example 13) In place of resin A1, resin A
An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that a resist was prepared using No. 6 (A6 shown below). The molecular weight of the resin A6 was 8,200 (molecular weight in terms of polystyrene). In this experiment the developer was 0.119
A wt% TMAH aqueous solution was used. 3. Results of exposure experiment.
With an exposure of 6 mJ / cm 2 , a negative pattern of 0.25 μmL / S was obtained. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化45】 Embedded image

【0105】(実施例14)樹脂A1の代わりに樹脂A
7(下記に示したA7)を用いレジストを調製したこと
以外は実施例4と同様にして、露光実験を行った。な
お、樹脂A6の分子量は6400(ポリスチレン換算分
子量)であった。露光実験の結果、3.4mJ/cm
の露光量で0.19μmL/Sのネガ型のパタ−ンが得
られた。得られたパターンには、膨潤による変形及び密
着性不足に由来するパターンの剥がれは見られなかっ
た。
(Example 14) Resin A instead of resin A1
An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that a resist was prepared using No. 7 (A7 shown below). The molecular weight of the resin A6 was 6,400 (molecular weight in terms of polystyrene). As a result of the exposure experiment, 3.4 mJ / cm 2
With a light exposure of 0.19 μmL / S, a negative pattern was obtained. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化46】 Embedded image

【0106】(実施例15)樹脂A1の代わりに樹脂A
8(下記に示したA8)を用いレジストを調製したこと
以外は実施例4と同様にして、露光実験を行った。な
お、樹脂A6の分子量は5500(ポリスチレン換算分
子量)であった。露光実験の結果、3.6mJ/cm
の露光量で0.21μmL/Sのネガ型のパタ−ンが得
られた。得られたパターンには、膨潤による変形及び密
着性不足に由来するパターンの剥がれは見られなかっ
た。
(Example 15) In place of resin A1, resin A
An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that a resist was prepared using No. 8 (A8 shown below). The molecular weight of the resin A6 was 5,500 (molecular weight in terms of polystyrene). As a result of the exposure experiment, 3.6 mJ / cm 2
With this exposure amount, a negative pattern of 0.21 μmL / S was obtained. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化47】 Embedded image

【0107】(実施例16)樹脂A1の代わりに樹脂A
9(下記に示したA9)を用いレジストを調製したこと
以外は実施例4と同様にして、露光実験を行った。な
お、樹脂A6の分子量は9500(ポリスチレン換算分
子量)であった。露光実験の結果、4.0mJ/cm
の露光量で0.19μmL/Sのネガ型のパタ−ンが得
られた。得られたパターンには、膨潤による変形及び密
着性不足に由来するパターンの剥がれは見られなかっ
た。
(Example 16) Resin A instead of resin A1
An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 4, except that a resist was prepared using No. 9 (A9 shown below). The molecular weight of the resin A6 was 9,500 (polystyrene equivalent molecular weight). As a result of the exposure experiment, 4.0 mJ / cm 2
With a light exposure of 0.19 μmL / S, a negative pattern was obtained. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化48】 Embedded image

【0108】(実施例17)下記の組成からなるレジス
トを調製した。以下の実験はイエローランプ下で行っ
た。 (a)樹脂A1(実施例1に示したA1) 6.64g (b)架橋剤B1(実施例2に示したB1) 0.56g (c)光酸発生剤C2(β―オキソシクロヘキシルメチル(ノルボルニル)トリ フルオロメタンスルホナート)(下記に示したC2) 0.24g (d)多価アルコールD1(実施例4に示したD1) 0.56g (e)ジエチレングリコールジメチルエーテル 36.4g
(Example 17) A resist having the following composition was prepared. The following experiment was performed under a yellow lamp. (A) Resin A1 (A1 shown in Example 1) 6.64 g (b) Crosslinking agent B1 (B1 shown in Example 2) 0.56 g (c) Photoacid generator C2 (β-oxocyclohexylmethyl ( (Norbornyl) trifluoromethanesulfonate) (C2 shown below) 0.24 g (d) Polyhydric alcohol D1 (D1 shown in Example 4) 0.56 g (e) Diethylene glycol dimethyl ether 36.4 g

【0109】調製したレジストを8インチシリコン基板
上にスピンコート塗布し、ホットプレート上で120℃
に60秒間加熱し、膜厚0.4μmの薄膜を形成した。
これをニコン製ArFエキシマレーザ露光装置(NA=
0.55)を用いマスクを通して露光した。その後すぐ
さま130℃、60秒間ホットプレ−ト上でベ−クし、
2.38%TMAH水溶液で60秒間浸漬法による現像
をおこない、続けて60秒間純水でリンス処理をそれぞ
れおこなった。この結果、レジスト膜の未露光部分のみ
が現像液に溶解除去され、14.4mJ/cmの露光
量で0.225mL/Sのネガ型のパタ−ンが得られ
た。得られたパターンには、膨潤による変形及び密着性
不足に由来するパターンの剥がれは見られなかった。
The prepared resist was spin-coated on an 8-inch silicon substrate, and was heated to 120 ° C. on a hot plate.
For 60 seconds to form a thin film having a thickness of 0.4 μm.
This is a Nikon ArF excimer laser exposure device (NA =
0.55) through a mask. Immediately thereafter, bake on a hot plate at 130 ° C for 60 seconds,
Development was performed by a dipping method in a 2.38% TMAH aqueous solution for 60 seconds, followed by rinsing with pure water for 60 seconds. As a result, only the unexposed portion of the resist film was dissolved and removed in the developing solution, and a 0.225 mL / S negative pattern was obtained at an exposure of 14.4 mJ / cm 2 . The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【0110】[0110]

【化49】 Embedded image

【0111】(実施例18)光酸発生剤C1に代え、光
酸発生剤C3(ビス(ターシャルブチルフェニル)ヨー
ドニウムトリフルオロメタンスルホナート)(下記に示
したC3)を用いレジストを調製したこと以外は実施例
4と同様にして、露光実験を行った。この結果、10.
2mJ/cmの露光量で0.19μmL/Sのネガ型
のパタ−ンが得られた。得られたパターンには、膨潤に
よる変形及び密着性不足に由来するパターンの剥がれは
見られなかった。
Example 18 A resist was prepared using photoacid generator C3 (bis (tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate) (C3 shown below) instead of photoacid generator C1. An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 4. As a result, 10.
At an exposure of 2 mJ / cm 2 , a negative pattern of 0.19 μmL / S was obtained. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化50】 Embedded image

【0112】(実施例19)下記の組成からなるレジス
トを調製した。以下の実験はイエローランプ下で行っ
た。 (a)樹脂A1(実施例1に示したA1) 6.8g (b)架橋剤B1(実施例2に示したB1) 0.56g (c)光酸発生剤C4(N−ヒドロキシフタルイミド−p−トルエンスルホン酸 エステル)(下記に示したC4) 0.08g (d)多価アルコールD1(実施例4に示したD1) 0.56g (e)ジエチレングリコールジメチルエーテル 36.4g
(Example 19) A resist having the following composition was prepared. The following experiment was performed under a yellow lamp. (A) Resin A1 (A1 shown in Example 1) 6.8 g (b) Crosslinking agent B1 (B1 shown in Example 2) 0.56 g (c) Photoacid generator C4 (N-hydroxyphthalimide-p) -Toluenesulfonic acid ester) (C4 shown below) 0.08 g (d) Polyhydric alcohol D1 (D1 shown in Example 4) 0.56 g (e) Diethylene glycol dimethyl ether 36.4 g

【0113】調製したレジストを8インチシリコン基板
上にスピンコート塗布し、ホットプレート上で120℃
に60秒間加熱し、膜厚0.4μmの薄膜を形成した。
これをニコン製ArFエキシマレーザ露光装置(NA=
0.55)を用いマスクを通して露光した。その後すぐ
さま150℃、60秒間ホットプレ−ト上でベ−クし、
液温23℃の2.38%TMAH水溶液で60秒間浸漬
法による現像をおこない、続けて60秒間純水でリンス
処理をそれぞれおこなった。この結果、レジスト膜の未
露光部分のみが現像液に溶解除去され、7.2mJ/c
の露光量で0.30μmL/Sのネガ型のパタ−ン
が得られた。得られたパターンには、膨潤による変形及
び密着性不足に由来するパターンの剥がれは見られなか
った。得られたパターンには、膨潤による変形及び密着
性不足に由来するパターンの剥がれは見られなかった。
The prepared resist was spin-coated on an 8-inch silicon substrate, and heated on a hot plate at 120 ° C.
For 60 seconds to form a thin film having a thickness of 0.4 μm.
This is a Nikon ArF excimer laser exposure device (NA =
0.55) through a mask. Immediately thereafter, baked on a hot plate at 150 ° C for 60 seconds,
Developing by a dipping method in a 2.38% TMAH aqueous solution at a liquid temperature of 23 ° C. for 60 seconds, followed by rinsing with pure water for 60 seconds. As a result, only the unexposed portion of the resist film was dissolved and removed in the developing solution, and the resist film was 7.2 mJ / c.
pattern of negative type 0.30μmL / S at an exposure amount of m 2 - emission was obtained. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化51】 Embedded image

【0114】(実施例20)光酸発生剤C4に代え、光
酸発生剤C5(ビスベンゼンスルホニル)ジアゾメタ
ン)(下記に示したC5)を用いレジストを調製したこ
と以外は実施例19と同様にして、露光実験を行った。
この結果、7.4mJ/cmの露光量で0.325μ
mL/Sのネガ型のパタ−ンが得られた。得られたパタ
ーンには、膨潤による変形及び密着性不足に由来するパ
ターンの剥がれは見られなかった。
(Example 20) In the same manner as in Example 19 except that a resist was prepared using a photoacid generator C5 (bisbenzenesulfonyl) diazomethane (C5 shown below) instead of the photoacid generator C4. Then, an exposure experiment was performed.
As a result, 0.325 μm at an exposure amount of 7.4 mJ / cm 2.
A negative pattern of mL / S was obtained. The resulting pattern did not show any deformation due to swelling and no peeling of the pattern due to insufficient adhesion.

【化52】 Embedded image

【0115】(実施例20)下記の組成からなるレジス
トを調製した。以下の実験はイエローランプ下で行っ
た。 (a)樹脂A1(実施例1に示したA1) 4.65g (b)架橋剤B1(実施例2に示したB1) 0.35g (c)ジエチレングリコールジメチルエーテル 20g
(Example 20) A resist having the following composition was prepared. The following experiment was performed under a yellow lamp. (A) Resin A1 (A1 shown in Example 1) 4.65 g (b) Crosslinking agent B1 (B1 shown in Example 2) 0.35 g (c) Diethylene glycol dimethyl ether 20 g

【0116】上記混合物を0.2μmテトロンフィルタ
ーにてろ過し、レジストを調製した。これを4インチシ
リコン基板上にスピンコート塗布し、100℃、60秒
間ホットプレート上でベーキングを行い、膜厚0.5μ
mの薄膜を形成した。得られた膜を日電アネルバ製DE
M451リアクティブイオンエッチング(RIE)装置
を用いてCFガスに対するエッチング速度を測定した
(エッチング条件:Power=100W、圧力=5P
a、ガス流量=30sccm)。その結果を表3に示
す。比較例としてノボラックレジスト(住友化学社製P
FI−15A)、KrFレジストのベース樹脂として使
用されているポリ(p−ビニルフェノール)、及び分子
構造に橋かけ環式炭化水素基も持たない樹脂であるポリ
(メチルメタクリレート)塗布膜の結果も示す。なおエ
ッチング速度はノボラックレジストに対して規格化し
た。得られた結果から、本発明のレジストはCFガス
に対するエッチング速度が遅く、ドライエッチング耐性
に優れていることが示された。本発明のレジストが高い
ドライエッチング耐性を有することを示す。
The above mixture was filtered through a 0.2 μm tetron filter to prepare a resist. This was spin-coated on a 4-inch silicon substrate and baked on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds to form a film having a thickness of 0.5 μm.
m was formed. The obtained membrane was used by Nidec Anelva DE
The etching rate with respect to CF 4 gas was measured using an M451 reactive ion etching (RIE) apparatus (etching conditions: Power = 100 W, pressure = 5P).
a, gas flow rate = 30 sccm). Table 3 shows the results. As a comparative example, novolak resist (P, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
FI-15A), poly (p-vinylphenol) used as a base resin for KrF resist, and poly (methyl methacrylate) coating film which is a resin having no bridging cyclic hydrocarbon group in the molecular structure. Show. The etching rate was standardized for the novolak resist. The obtained results show that the resist of the present invention has a low etching rate with respect to CF 4 gas and is excellent in dry etching resistance. It shows that the resist of the present invention has high dry etching resistance.

【0117】(実施例21)樹脂A1の代わりに樹脂A
2(実施例5で示した樹脂A2)を用いレジストを調製
したこと以外は実施例20と同様にして、レジストのエ
ッチング速度を測定した。その結果を表2に示す。得ら
れた結果から、本発明のレジストはCFガスに対する
エッチング速度が遅く、ドライエッチング耐性に優れて
いることが示された。これは、本発明のレジストが高い
ドライエッチング耐性を有することを示す。
(Example 21) In place of resin A1, resin A
The etching rate of the resist was measured in the same manner as in Example 20, except that the resist was prepared using the resin 2 (resin A2 shown in Example 5). Table 2 shows the results. The obtained results show that the resist of the present invention has a low etching rate with respect to CF 4 gas and is excellent in dry etching resistance. This indicates that the resist of the present invention has high dry etching resistance.

【0118】[0118]

【表3】 [Table 3]

【0119】[0119]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明のネガ型フォトレジストは、ArF光に対し透明
性が高く、ドライエッチング耐性に優れており、さらに
得られたパターンは膨潤によるパターン変形がなく、パ
ターン剥がれも少ない。よって、半導体素子製造におけ
るフォトリソグラフィーに有用である。
As is apparent from the above description,
The negative photoresist of the present invention has high transparency to ArF light, excellent dry etching resistance, and the obtained pattern is free from pattern deformation due to swelling and has little pattern peeling. Therefore, it is useful for photolithography in semiconductor device manufacturing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のレジストパターン形成方法を示した説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a resist pattern forming method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:被加工基板 2:レジスト膜 3:マスク 4:架橋した領域 1: substrate to be processed 2: resist film 3: mask 4: cross-linked area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 悦雄 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 Fターム(参考) 2H025 AA09 AB16 AC04 AC08 AD01 BE00 BE07 BG00 CC20 FA12 4J002 BG071 EC048 EC058 EC068 ET016 EV217 EV297 EZ007 FD146 FD207 GP03 4J100 AL16P AL16Q BA03P BA16Q BC08P BC08Q BC09P BC09Q BC12P BC12Q BC27Q CA01 CA04 CA05 CA06 DA01 HA53 JA38  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Etsuo Hasegawa 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo F-term within NEC Corporation (reference) 2H025 AA09 AB16 AC04 AC08 AD01 BE00 BE07 BG00 CC20 FA12 4J002 BG071 EC048 EC058 EC068 ET016 EV217 EV297 EZ007 FD146 FD207 GP03 4J100 AL16P AL16Q BA03P BA16Q BC08P BC08Q BC09P BC09Q BC12P BC12Q BC27Q CA01 CA04 CA05 CA06 DA01 HA53 JA38

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記式(1)に示す繰り返し単位を有する
ジオール構造を含有してなる重合体。 【化1】 [式(1)中、Rは水素原子又はメチル基、Rは炭
素数2から6のアルキレン基、Xはジオール構造を有す
る脂環式アルキル基をそれぞれ示す。]
1. A polymer comprising a diol structure having a repeating unit represented by the following formula (1). Embedded image [In the formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and X represents an alicyclic alkyl group having a diol structure. ]
【請求項2】前記式(1)におけるXが、下記式
(2)、式(3)、式(4)、又は式(5)に示すジオ
ール構造を有する脂環式アルキル基である請求項1記載
の重合体。 【化2】 [式(2)中、nは0から3の整数、R、Rは水素
原子又はメチル基をそれぞれ示す。] 【化3】 [式(3)中、Rは水素原子又はメチル基を示す。] 【化4】 [式(4)中、Rは水素原子又はメチル基を示す。] 【化5】 [式(5)中、Rは水素原子又はメチル基を示す。]
2. X in the formula (1) is an alicyclic alkyl group having a diol structure represented by the following formula (2), (3), (4) or (5). 2. The polymer according to 1. Embedded image [In the formula (2), n represents an integer of 0 to 3, and R 3 and R 4 each represent a hydrogen atom or a methyl group. ] [In the formula (3), R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group. ] [In the formula (4), R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group. ] [In the formula (5), R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group. ]
【請求項3】下記式(6)に示すジオール構造を有し、
かつその重量平均分子量が1,000〜50,000で
ある請求項1又は2に記載の重合体。 【化6】 [式(6)中、R、Rは前記式(1)における場合
と同様であり、Xは前記式(1)〜(5)における場合
と同様であり、Rは水素原子又はメチル基、Rはカ
ルボキシル基を有する炭素数7〜18の橋かけ環式炭化
水素基、R10は水素原子又はメチル基、R11は水酸
基を有する炭素数7〜13の炭化水素基、R12は水素
原子又はメチル基、R13は水素原子又は炭素数1〜1
2の炭化水素基である。またw、x、y、zはそれぞれ
w+x+y+z=1、0<w≦1、0≦x<1、0≦y
<1、0≦z<1を満たす任意の数である。]
3. It has a diol structure represented by the following formula (6):
3. The polymer according to claim 1, wherein the weight average molecular weight is 1,000 to 50,000. Embedded image [In the formula (6), R 1 and R 2 are the same as in the formula (1), X is the same as in the formulas (1) to (5), and R 8 is a hydrogen atom or methyl. R 9 is a bridged cyclic hydrocarbon group having 7 to 18 carbon atoms having a carboxyl group, R 10 is a hydrogen atom or a methyl group, R 11 is a hydrocarbon group having 7 to 13 carbon atoms having a hydroxyl group, R 12 Is a hydrogen atom or a methyl group, R 13 is a hydrogen atom or a carbon number of 1 to 1.
2 hydrocarbon groups. In addition, w, x, y, and z are respectively w + x + y + z = 1, 0 <w ≦ 1, 0 ≦ x <1, and 0 ≦ y
<1, 0 ≦ z <1 is an arbitrary number satisfying. ]
【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載のジオール
構造を含有してなる重合体と、下記式(7)に示す官能
基を含む化合物からなる架橋剤と、露光により酸を発生
する光酸発生剤とを含有することを特徴とするネガ型フ
ォトレジスト組成物。 【化7】 [式(7)中、R14は水素原子、炭素数1から6のア
ルキル基又は炭素数3から6のオキソアルキル基を示
す。]
4. A polymer comprising a diol structure according to claim 1, a crosslinking agent comprising a compound having a functional group represented by the following formula (7): A negative-working photoresist composition comprising a photoacid generator. Embedded image [In the formula (7), R 14 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an oxoalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. ]
【請求項5】多価アルコール化合物をさらに含有する請
求項4に記載のネガ型フォトレジスト組成物。
5. The negative photoresist composition according to claim 4, further comprising a polyhydric alcohol compound.
【請求項6】前記架橋剤が下記式(8)〜(12)に示
す化合物の少なくとも1種である請求項4又は5に記載
のネガ型フォトレジスト組成物。 【化8】 [式(8)中、R14は式(7)における場合と同様で
あり、aは1又は2、aは1又は2、bは0又は
1、bは0又は1をそれぞれ示し、a+b =2、
+b=2である。] 【化9】 [式(9)中、R14は式(7)における場合と同様で
あり、R15は水素原子、水酸基、炭素数1から6のア
ルコキシ基又は炭素数3から6のオキソアルキルオキシ
基を示す。] 【化10】 [式(10)中、R14は式(7)における場合と同様
であり、R16は水素原子、水酸基、炭素数1から6の
アルコキシ基、炭素数3から6のオキソアルキルオキシ
基、R17は酸素原子、硫黄原子、炭素数1〜3のアル
キレン基、ヒドロキシメチレン基を示す。] 【化11】 [式(11)中、R14は式(7)における場合と同様
であり、R18は水素原子又はメチル基を示す。] 【化12】
6. The crosslinking agent represented by the following formulas (8) to (12):
6. The compound according to claim 4, which is at least one kind of compound.
Negative photoresist composition. Embedded image[In the formula (8), R14Is the same as in equation (7)
Yes, a1Is 1 or 2, a2Is 1 or 2, b1Is 0 or
1, b2Represents 0 or 1, respectively, and a1+ B 1= 2,
a2+ B2= 2. ][In the formula (9), R14Is the same as in equation (7)
Yes, RFifteenRepresents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Alkoxy group or oxoalkyloxy having 3 to 6 carbon atoms
Represents a group. ][In the formula (10), R14Is the same as in equation (7)
And R16Represents a hydrogen atom, a hydroxyl group,
Alkoxy group, oxoalkyloxy having 3 to 6 carbon atoms
Group, R17Is an oxygen atom, a sulfur atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
It represents a kylene group or a hydroxymethylene group. [Image Omitted][In the formula (11), R14Is the same as in equation (7)
And R18Represents a hydrogen atom or a methyl group. ]
【請求項7】前記光酸発生剤が、下記式(13)に示す
スルホニウム塩化合物、下記式(15)に示すヨードニ
ウム塩化合物、下記式(16)に示すイミド化合物、又
は下記式(17)に示すジアゾ化合物の少なくとも1種
である請求項4〜6のいずれかに記載のネガ型フォトレ
ジスト組成物。 【化13】 [式(13)中、R19、R20、R21は各々独立に
アルキル置換、ハロゲン置換又は無置換の芳香族基、脂
環式アルキル基、橋かけ環式炭化水素基、2−オキソ脂
環式アルキル基、アルキル基を示し、YはBF
AsF 、SbF6、又は下記式(14)に示す対イ
オンを示す。] 【化14】 [式(14)中、ZはC2n+1(nは1から6の
整数)、アルキル基、アルキル置換、ハロゲン置換又は
無置換の芳香族基を示す。] 【化15】 [式(15)中、R22、R23は各々独立にアルキル
置換、ハロゲン置換又は無置換の芳香族基、脂環式アル
キル基、橋かけ環式炭化水素基、2−オキソ脂環式アル
キル基、アルキル基を示し、Yは式(13)の場合と
同様である。] 【化16】 [式(16)中、R24はハロゲン置換又は無置換のア
ルキレン基、アルキル置換、ハロゲン置換又は無置換の
2価の芳香族基、R25はハロゲン置換又は無置換のア
ルキル基、アルキル基、ハロゲン置換又は無置換の芳香
族基を示す。] 【化17】 [式(17)中、R26、R27は各々独立に、ハロゲ
ン置換又は無置換のアルキル基、ハロゲン置換又は無置
換の芳香族基、脂環式炭化水素基を示す。]
7. The photoacid generator is a sulfonium salt compound represented by the following formula (13), an iodonium salt compound represented by the following formula (15), an imide compound represented by the following formula (16), or a compound represented by the following formula (17): The negative photoresist composition according to any one of claims 4 to 6, wherein the composition is at least one of the following diazo compounds. Embedded image [In the formula (13), R 19 , R 20 , and R 21 each independently represent an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted aromatic group, an alicyclic alkyl group, a bridged cyclic hydrocarbon group, or a 2-oxo aliphatic compound. cyclic alkyl group, an alkyl group, Y - is BF 4 -,
And AsF 6 , SbF 6, or a counter ion represented by the following formula (14). ] [In the formula (14), Z represents C n F 2n + 1 (n is an integer of 1 to 6), an alkyl group, an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted aromatic group. ] [In formula (15), R 22 and R 23 each independently represent an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted aromatic group, an alicyclic alkyl group, a bridged cyclic hydrocarbon group, or a 2-oxo alicyclic alkyl. group, an alkyl group, Y - is the same as that of formula (13). ] [In the formula (16), R 24 is a halogen-substituted or unsubstituted alkylene group, an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted divalent aromatic group, R 25 is a halogen-substituted or unsubstituted alkyl group, an alkyl group, It represents a halogen-substituted or unsubstituted aromatic group. Embedded image [In the formula (17), R 26 and R 27 each independently represent a halogen-substituted or unsubstituted alkyl group, a halogen-substituted or unsubstituted aromatic group, or an alicyclic hydrocarbon group. ]
【請求項8】前記重合体を50〜98重量部、前記架橋
剤を1〜50重量部及び露光により酸を発生する光酸発
生剤を0.2〜15重量部含有する請求項4〜7のいず
れかに記載のネガ型フォトレジスト組成物。
8. The composition according to claim 4, wherein said polymer comprises 50 to 98 parts by weight, said crosslinking agent comprises 1 to 50 parts by weight, and 0.2 to 15 parts by weight of a photoacid generator which generates an acid upon exposure. A negative photoresist composition according to any one of the above.
【請求項9】請求項4〜8のいずれかに記載のネガ型フ
ォトレジスト組成物を被加工基板上に塗布する工程と、
180〜220nmの波長の光で前記ネガ型フォトレジ
スト組成物を露光する工程と、ベークを行う工程と、現
像を行う工程とを含むレジストパターン形成方法。
9. A step of applying the negative photoresist composition according to claim 4 on a substrate to be processed.
A method of forming a resist pattern, comprising: exposing the negative photoresist composition to light having a wavelength of 180 to 220 nm; baking; and developing.
【請求項10】前記180nm〜220nmの波長の光
が、ArFエキシマレーザ光である請求項9記載のレジ
ストパタ−ン形成方法。
10. The method according to claim 9, wherein the light having a wavelength of 180 nm to 220 nm is ArF excimer laser light.
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