JP2001166475A - Resist composition - Google Patents

Resist composition

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JP2001166475A
JP2001166475A JP34802399A JP34802399A JP2001166475A JP 2001166475 A JP2001166475 A JP 2001166475A JP 34802399 A JP34802399 A JP 34802399A JP 34802399 A JP34802399 A JP 34802399A JP 2001166475 A JP2001166475 A JP 2001166475A
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polymer
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resist
resin
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JP34802399A
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Japanese (ja)
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Yoshiteru Ota
義輝 太田
Hideyuki Nakai
英之 中井
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resist composition excellent in sensitivity and resolution and having such superior characteristics as to give good profile and a high rate of a residual film. SOLUTION: The resist composition contains a resin component containing a polymer having a substituted styrene unit of formula I (where R is an optionally substituted 6-20C saturated hydrocarbon residue; A is a direct bond, >C=O or >SO2; and R1 is H, a 1-4C alkyl, a 1-4C alkoxy, alkoxycarbonyl having 2-5 total C atoms, acyl having 1-5 total C atoms, acyloxy having 1-5 total C atoms, nitro, cyano, F, Cl or Br) and an acid generating agent. The substituted styrene unit is present in a proportion of 0.1-10 wt.% to the total solid content of the resist.

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、特定の樹脂を用い
たレジスト組成物に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a resist composition using a specific resin.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、集積回路の高集積化に伴い、サブ
ミクロンのパターン形成が要求されるようになってい
る。こうした中でエキシマレーザーリソグラフィは、6
4Mから1GまでのDRAM(ダイナミックランダムア
クセスメモリ)の製造を可能とすることから、注目され
ている。かかるエキシマレーザーリソグラフィプロセス
に適したレジストとして、酸触媒の化学増幅効果を利用
した、いわゆる化学増幅型レジストが実用化されてい
る。例えば、化学増幅型のネガ型レジストは、電磁波な
どの高エネルギー線の作用により、酸発生剤から酸を発
生させ、これと架橋剤の作用により、高エネルギー線照
射部のアルカリ可溶性樹脂を架橋硬化させて、アルカリ
現像液に対する溶解性を減じるものである。一方、高エ
ネルギー線が照射されない部分では酸の発生が起こらな
いので、この部分のアルカリ現像液に対する溶解性は保
持される。こうした機構に基づき、レジスト膜の形成、
パターニング照射及びアルカリ現像により、ネガ型パタ
ーンが得られる。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in the degree of integration of integrated circuits, submicron pattern formation has been required. Under these circumstances, excimer laser lithography
Attention has been paid to the possibility of manufacturing DRAMs (dynamic random access memories) from 4M to 1G. As a resist suitable for such an excimer laser lithography process, a so-called chemically amplified resist utilizing the chemical amplification effect of an acid catalyst has been put to practical use. For example, a chemically amplified negative resist generates an acid from an acid generator by the action of high energy rays such as electromagnetic waves, and crosslinks and cures the alkali-soluble resin in the high energy ray irradiated area by the action of this and a crosslinking agent. Thus, the solubility in an alkali developing solution is reduced. On the other hand, acid generation does not occur in the portion where the high energy beam is not irradiated, so that the solubility of the portion in the alkali developing solution is maintained. Based on such a mechanism, formation of a resist film,
By patterning irradiation and alkali development, a negative pattern is obtained.

【0003】化学増幅型レジスト用の樹脂としては、従
来からポリヒドロキシスチレン、別名ポリビニルフェノ
ールが多く用いられてきた。しかしながら、ポリヒドロ
キシスチレンはアルカリ現像液に対する溶解度が高すぎ
るために、十分な感度や解像度が得られないという問題
があった。このような問題の解決を図るため、特開平7-
295220 号公報や特開平 10-69082 号公報には、フェノ
ール性水酸基が部分的にアルキルエーテル化されたポリ
ヒドロキシスチレンの使用が開示されている。このよう
な部分アルキルエーテル化ポリヒドロキシスチレンを使
用することにより、感度や解像度の向上が図られるが、
さらなる改良が望まれるとともに、プロファイル(パタ
ーンの形状)や現像後の残膜率についても一層の改良が
望まれていた。
As a resin for a chemically amplified resist, polyhydroxystyrene, also known as polyvinylphenol, has been frequently used. However, since polyhydroxystyrene has too high a solubility in an alkali developer, there is a problem that sufficient sensitivity and resolution cannot be obtained. To solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open
JP-A-295220 and JP-A-10-69082 disclose the use of polyhydroxystyrene in which a phenolic hydroxyl group is partially alkyl etherified. By using such partially alkylated polyhydroxystyrene, sensitivity and resolution can be improved.
Further improvement has been desired, and further improvement has been desired in the profile (pattern shape) and the residual film ratio after development.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、感度
や解像度に優れるとともに、良好なプロファイル及び高
い残膜率を与えるなど、優れた特性を有するレジスト組
成物を提供することにある。本発明者らは、かかる目的
を達成すべく鋭意研究を行った結果、樹脂成分として特
定の単位を有する重合体を用いることにより、優れた結
果が得られることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a resist composition having excellent characteristics, such as excellent sensitivity and resolution, and a good profile and high residual film ratio. The present inventors have conducted intensive studies to achieve such an object, and as a result, have found that excellent results can be obtained by using a polymer having a specific unit as a resin component. Reached.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、下式
(I)
That is, the present invention provides the following formula (I)

【0006】 [0006]

【0007】〔式中、Rは置換されていてもよい炭素数
6〜20の飽和炭化水素残基を表し、Aは直接結合、カ
ルボニル(>C=O)又はスルホニル(>SO2)を表
し、R1は水素、炭素数1〜4のアルキル、炭素数1〜
4のアルコキシ、全炭素数2〜5のアルコキシカルボニ
ル、全炭素数1〜5のアシル、全炭素数1〜5のアシル
オキシ、ニトロ、シアノ、フッ素、塩素又は臭素を表
す〕で示される置換スチレン単位を有する重合体を含む
樹脂成分及び酸発生剤を含有し、上記式(I)で示され
る置換スチレン単位が、レジスト中の全固形分に対して
0.1〜10重量%の割合で存在するレジスト組成物を
提供するものである。
[Wherein, R represents an optionally substituted saturated hydrocarbon residue having 6 to 20 carbon atoms, and A represents a direct bond, carbonyl (> C = O) or sulfonyl (> SO 2 ). , R 1 is hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbons, 1 to 1 carbons
4 alkoxy, alkoxycarbonyl having 2 to 5 carbon atoms, acyl having 1 to 5 carbon atoms, acyloxy having 1 to 5 carbon atoms, nitro, cyano, fluorine, chlorine or bromine. Wherein the substituted styrene unit represented by the above formula (I) is present in an amount of 0.1 to 10% by weight based on the total solids in the resist. A resist composition is provided.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳しく説明
する。上記式(I)中、Rは、置換されていてもよい飽
和炭化水素残基を表す。ここでいう飽和炭化水素残基と
は、例えば、直鎖状又は分枝状アルキルのほか、シクロ
アルキル、ビシクロアルキル、トリシクロアルキル、シ
クロアルキルアルキル、ビシクロアルキルアルキル、ト
リシクロアルキルアルキル、さらにはこれらの環状部分
にアルキルが結合した基のように、任意の位置で環を形
成したものをも包含する意味である。この飽和炭化水素
残基は、6〜20の範囲の炭素数をとりうるが、特に炭
素数6〜12の範囲にあるのが好ましい。また、このよ
うな飽和炭化水素残基に置換しうる基としては、例え
ば、炭素数1〜4のアルコキシ、全炭素数2〜5のアル
コキシカルボニル、全炭素数1〜5のアシル、全炭素数
1〜5のアシルオキシ、フェニル、フェノキシ、オキソ
(=O)、フッ素、塩素などを挙げることができる。ア
ルコキシの具体例には、メトキシ、エトキシ、プロポキ
シ、ブトキシなどが包含され、アルコキシカルボニルに
おけるアルコキシの具体例も同様であり、またアシルの
具体例には、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチ
リル、バレリル、ピバロイルなどが包含され、アシルオ
キシにおけるアシルの具体例も同様である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. In the above formula (I), R represents a saturated hydrocarbon residue which may be substituted. The saturated hydrocarbon residue referred to herein includes, for example, linear or branched alkyl, cycloalkyl, bicycloalkyl, tricycloalkyl, cycloalkylalkyl, bicycloalkylalkyl, tricycloalkylalkyl, and furthermore And a group in which a ring is formed at an arbitrary position, such as a group in which an alkyl is bonded to a cyclic portion. The saturated hydrocarbon residue may have a carbon number in the range of 6 to 20, but preferably has a carbon number in the range of 6 to 12. Examples of the group that can be substituted with such a saturated hydrocarbon residue include, for example, alkoxy having 1 to 4 carbon atoms, alkoxycarbonyl having 2 to 5 carbon atoms, acyl having 1 to 5 carbon atoms, and total carbon number. Examples thereof include 1 to 5 acyloxy, phenyl, phenoxy, oxo (= O), fluorine, and chlorine. Specific examples of alkoxy include methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy and the like, and specific examples of alkoxy in alkoxycarbonyl are also the same, and specific examples of acyl include formyl, acetyl, propionyl, butyryl, valeryl, pivaloyl And the like, and the same applies to specific examples of acyl in acyloxy.

【0009】具体的なRの例としては、ヘキシル、ヘプ
チル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシ
ル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、エイ
コシル、シクロヘキシル、シクロヘキシルメチル、2−
ノルボルニルメチル、2−オキソ−7,7−ジメチルビ
シクロ[2.2.1]−1−ヘプチルメチルなどを挙げ
ることができる。なかでも、炭素数6〜12のアルキ
ル、シクロヘキシル、シクロヘキシルメチル、2−ノル
ボルニルメチル、2−オキソ−7,7−ジメチルビシク
ロ[2.2.1]−1−ヘプチルメチルなどが好まし
い。
Specific examples of R include hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, octadecyl, eicosyl, cyclohexyl, cyclohexylmethyl, 2-
Norbornylmethyl, 2-oxo-7,7-dimethylbicyclo [2.2.1] -1-heptylmethyl and the like can be mentioned. Among them, alkyl having 6 to 12 carbon atoms, cyclohexyl, cyclohexylmethyl, 2-norbornylmethyl, 2-oxo-7,7-dimethylbicyclo [2.2.1] -1-heptylmethyl and the like are preferable.

【0010】また式(I)中のR1 は、水素、炭素数1
〜4のアルキル、炭素数1〜4のアルコキシ、全炭素数
2〜5のアルコキシカルボニル、全炭素数1〜5のアシ
ル、全炭素数1〜5のアシルオキシ、ニトロ、シアノ、
フッ素、塩素又は臭素でありうるが、一般には水素であ
るのが好ましい。さらに式(I)中、 -O-A-R に相当す
る基は、重合体主鎖からぶら下がるベンゼン環のo−
位、m−位及びp−位のいずれに位置することもできる
が、原料面などからすれば、p−位に位置するのが一般
的である。
R 1 in the formula (I) is hydrogen, carbon number 1
Alkyl having 4 to 4 carbon atoms, alkoxy having 1 to 4 carbon atoms, alkoxycarbonyl having 2 to 5 carbon atoms, acyl having 1 to 5 carbon atoms, acyloxy having 1 to 5 carbon atoms, nitro, cyano,
It can be fluorine, chlorine or bromine, but is generally preferably hydrogen. Further, in the formula (I), the group corresponding to -OAR is an o- of a benzene ring hanging from the polymer main chain.
It can be located at any of the n-, m-, and p-positions, but is generally located at the p-position from the viewpoint of the raw material.

【0011】式(I)で示される置換スチレン単位を有
する重合体は、例えば、次のような方法によって製造す
ることができる。すなわち、下式(II)
The polymer having a substituted styrene unit represented by the formula (I) can be produced, for example, by the following method. That is, the following formula (II)

【0012】 [0012]

【0013】(式中、R1 は先に定義したとおりであ
る)で示される核置換していてもよいヒドロキシスチレ
ン単位を有する重合体、具体的には、下式 (III)
(Wherein R 1 is as defined above), and a polymer having an optionally substituted hydroxystyrene unit represented by the following formula (III):

【0014】 [0014]

【0015】(式中、R1 は先に定義したとおりであ
る)に相当する核置換していてもよいヒドロキシスチレ
ンの単独重合体又は、このヒドロキシスチレンと他の重
合性ビニル化合物の1若しくは複数との共重合体を、下
式(IV)〜(VIII)
(Wherein R 1 is as defined above), or a homopolymer of hydroxystyrene optionally substituted with a nucleus, or one or more of hydroxystyrene and another polymerizable vinyl compound. With the following formulas (IV) to (VIII)

【0016】 R2SO2O−R (IV) I−R (V) X−C(=O)R (VI) R−C(=O)−O−C(=O)R (VII) X−SO2R (VIII)R 2 SO 2 O—R (IV) IR (V) XC ((O) R (VI) RC (= O) —OC (= O) R (VII) X —SO 2 R (VIII)

【0017】(式中、R2 はメチル、トリフルオロメチ
ル、フェニル又はp−トリルを表し、Xはフッ素、塩
素、臭素又はヨウ素を表し、Rは先に定義したとおりで
ある)で示されるいずれかの化合物と反応させ、式(I
I)で示される単位中の水酸基の少なくとも一部を式
(I)中の -O-A-R に相当する基に変換する方法によ
り、式(I)の単位が導入された重合体を製造すること
ができる。この反応は通常、酢酸エチル、プロピレング
リコールモノメチルエーテルアセテート又はメチルイソ
ブチルケトンのような溶媒中で、炭酸カリウム、トリエ
チルアミン又はピリジンのような脱酸剤の存在下に行わ
れ、式(II)の単位を有する重合体を溶媒に溶解又は分
散し、20〜60℃程度の温度で行うのが有利である。
(Wherein R 2 represents methyl, trifluoromethyl, phenyl or p-tolyl, X represents fluorine, chlorine, bromine or iodine, and R is as defined above) With the compound of formula (I)
A polymer having the unit of the formula (I) introduced therein can be produced by a method of converting at least a part of the hydroxyl group in the unit represented by the formula (I) into a group corresponding to -OAR in the formula (I). . This reaction is usually carried out in a solvent such as ethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate or methyl isobutyl ketone in the presence of a deoxidizing agent such as potassium carbonate, triethylamine or pyridine, and the unit of the formula (II) It is advantageous to dissolve or disperse the polymer in a solvent and to carry out the reaction at a temperature of about 20 to 60 ° C.

【0018】この反応において、式(IV)〜(VIII)で示
されるいずれかの化合物を十分な量用い、式(II)の単
位を実質的にすべて式(I)で示される置換スチレン単
位とすることもできるが、一般には、式(II)のヒドロ
キシスチレン単位がある程度残るようにするのが好まし
い。また、式(III) の核置換していてもよいビニルフェ
ノールと他のビニル化合物との共重合体を原料とするこ
とにより、式(I)の単位と当該他のビニル化合物の単
位、任意にさらに式(II)の単位を含む二元又はそれ以
上の共重合体を得ることができる。これらの反応におい
て、式(IV)〜(VIII)に包含される複数の化合物を任意
の順序で作用させれば、式(I)の範囲内で複数の単位
を有する共重合体を得ることもできる。
In this reaction, a sufficient amount of any of the compounds of the formulas (IV) to (VIII) is used, and substantially all of the units of the formula (II) are substituted with the substituted styrene units of the formula (I). However, it is generally preferred that some hydroxystyrene units of formula (II) remain. Further, by using a copolymer of vinyl phenol optionally substituted with a nucleus of the formula (III) and another vinyl compound as a raw material, a unit of the formula (I) and a unit of the other vinyl compound, optionally Further, a binary or higher copolymer containing a unit of the formula (II) can be obtained. In these reactions, if a plurality of compounds included in formulas (IV) to (VIII) are allowed to act in any order, a copolymer having a plurality of units within the range of formula (I) may be obtained. it can.

【0019】前記式(IV)〜(VIII)で示され、式(I)
中の -A-R に相当する基を導入するために用いられるそ
れぞれの化合物について説明すると、これらの化合物の
多くは市販されており、また所望なら、公知の方法に準
じて製造することができる。式(IV)で示されるスルホ
ン酸エステルの具体例としては、p−トルエンスルホン
酸オクチル、p−トルエンスルホン酸デシル、p−トル
エンスルホン酸シクロヘキシル、p−トルエンスルホン
酸シクロヘキシルメチル、p−トルエンスルホン酸2−
ノルボルニルメチルなどが挙られる。これらのスルホン
酸エステルは、公知の方法、例えば C. S. Marvel and
V. C. Sekera, Org. Synth., III, 366(1955) に記載の
方法に準じて、R2SO2Clに相当する酸クロリドとR
OHに相当するアルコールとの反応によって合成するこ
とができる。式(V)で示されるヨウ化物の具体例とし
ては、ヨードシクロヘキサン、ヨードオクタン、ヨード
デカンなどが、式(VI)で示されるカルボン酸ハライド
の具体例としてはオクタン酸クロリドなどが、式(VII)
で示されるカルボン酸無水物の具体例としては無水オク
タン酸などが、また式(VIII)で示されるスルホン酸ハラ
イドの具体例としては10−カンファースルホン酸クロ
リドやオクタンスルホン酸クロリドなどが、それぞれ挙
げられる。
Formulas (IV) to (VIII) and formula (I)
Each compound used to introduce a group corresponding to -AR therein will be described. Many of these compounds are commercially available, and if desired, can be produced according to a known method. Specific examples of the sulfonic acid ester represented by the formula (IV) include octyl p-toluenesulfonate, decyl p-toluenesulfonate, cyclohexyl p-toluenesulfonate, cyclohexylmethyl p-toluenesulfonate, p-toluenesulfonic acid 2-
Norbornylmethyl and the like. These sulfonic esters can be prepared by known methods, for example, CS Marvel and
According to the method described in VC Sekera, Org. Synth., III, 366 (1955), an acid chloride corresponding to R 2 SO 2 Cl and R
It can be synthesized by a reaction with an alcohol corresponding to OH. Specific examples of the iodide represented by the formula (V) include iodocyclohexane, iodooctane, iododecane, and the like. Specific examples of the carboxylic acid halide represented by the formula (VI) include octanoic acid chloride and the like.
Specific examples of the carboxylic acid anhydride represented by octanoic anhydride and the like, and specific examples of the sulfonic acid halide represented by the formula (VIII) include 10-camphorsulfonic acid chloride and octanesulfonic acid chloride. Can be

【0020】なお、式(IV)で示されるスルホン酸エス
テルを、上述のR2SO2Cl に相当する酸クロリドとR
OHに相当するアルコールとの反応によって合成した場
合、原料の酸クロリドが未反応のまま若干残存すること
もある。このような未反応の酸クロリドを含む式(IV)
のスルホン酸エステルを、前記式(II)の核置換してい
てもよいヒドロキシスチレン単位を有する重合体との反
応に用いた場合には、式(IV)中のRに相当する基が主
体的にフェノール性水酸基に導入されるが、酸クロリド
もフェノール性水酸基と反応して、R2SO2−に相当す
るスルホン酸残基がフェノール性水酸基の一部に導入さ
れることもある。このように、式(I)の単位を有する
とともに、フェノール性水酸基が同式の -A-R に相当し
ないスルホン酸エステル化された単位を含む重合体であ
っても、そのまま本発明に用いることができる。
The sulfonic acid ester represented by the formula (IV) is converted to an acid chloride corresponding to R 2 SO 2 Cl described above and R
When synthesized by reaction with an alcohol corresponding to OH, the acid chloride as a raw material may remain slightly unreacted. Formula (IV) containing such unreacted acid chloride
When the sulfonic acid ester of the formula (II) is used for the reaction with the polymer having an optionally substituted hydroxystyrene unit of the formula (II), the group corresponding to R in the formula (IV) is mainly used. However, the acid chloride may also react with the phenolic hydroxyl group to introduce a sulfonic acid residue corresponding to R 2 SO 2 — into a part of the phenolic hydroxyl group. As described above, a polymer having a unit of the formula (I) and a sulfonic acid esterified unit having a phenolic hydroxyl group not corresponding to -AR of the same formula can be directly used in the present invention. .

【0021】そこでもちろん、前記式(II)で示される
核置換していてもよいヒドロキシスチレン単位中の水酸
基の一部を前記式(I)中の -O-A-R に変換するととも
に、残りの水酸基の一部を他の基で修飾した重合体とす
ることもできる。水酸基を修飾する基としては、当該水
酸基の水素に置換する基で表して、例えば、メチル、エ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、tert−ブチル
のようなアルキル基、1−エトキシエチル、1−エトキ
シプロピル、1−イソブトキシエチル、2−テトラヒド
ロピラニルのようなアセタール型の基、アセチル、プロ
ピオニル、ピバロイル、ベンゾイルのようなアシル基、
メシル、フェニルスルホニル、トシルのようなスルホン
酸残基、tert−ブトキシカルボニルなどが挙げられる。
Therefore, of course, part of the hydroxyl groups in the optionally substituted hydroxystyrene unit represented by the above formula (II) is converted to -OAR in the above formula (I), and one of the remaining hydroxyl groups is converted. The polymer may be a polymer whose part is modified with another group. The group modifying the hydroxyl group is represented by a group that substitutes for hydrogen of the hydroxyl group, for example, an alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, and tert-butyl, 1-ethoxyethyl, 1-ethoxypropyl. , 1-isobutoxyethyl, acetal-type groups such as 2-tetrahydropyranyl, acetyl, propionyl, pivaloyl, acyl groups such as benzoyl,
Examples include sulfonic acid residues such as mesyl, phenylsulfonyl, and tosyl, and tert-butoxycarbonyl.

【0022】この重合体はさらに、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステル、マレイン酸エステル、フマ
ル酸エステル、イタコン酸エステルのような不飽和カル
ボン酸エステルの単位、スチレンの単位、無水マレイン
酸の単位、1,3−ブタジエンの単位、アクリロニトリ
ルの単位、メタクリロニトリルの単位、塩化ビニルの単
位、酢酸ビニルの単位など、エチレン性不飽和化合物か
ら導かれる他の単位を有することもできる。これらのエ
チレン性不飽和化合物から導かれる単位は、一般に共重
合によって導入される。
The polymer further comprises units of unsaturated carboxylic esters such as acrylates, methacrylates, maleates, fumarates, itaconic esters, units of styrene, units of maleic anhydride, , 3-butadiene units, acrylonitrile units, methacrylonitrile units, vinyl chloride units, vinyl acetate units, and other units derived from ethylenically unsaturated compounds. The units derived from these ethylenically unsaturated compounds are generally introduced by copolymerization.

【0023】以上のようにして、前記式(I)に含まれ
る置換スチレン単位を有する各種の重合体を製造するこ
とができるが、この重合体は、重量平均分子量が2,0
00〜32,000程度の範囲にあるのが好ましい。
また、この重合体の重量平均分子量(Mw)と数平均分
子量(Mn)との比(Mw/Mn)で表される分散度は、
1.01〜2.0程度の範囲にあるのが好ましい。ここで
いう重量平均分子量及び数平均分子量は、ポリスチレン
を標準品として、ゲルパーミェーションクロマトグラフ
ィー(GPC)により測定される値である。
As described above, various polymers having a substituted styrene unit contained in the above formula (I) can be produced, and this polymer has a weight average molecular weight of 2,0.
It is preferably in the range of about 00 to 32,000.
The degree of dispersion represented by the ratio (Mw / Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the polymer is as follows:
It is preferably in the range of about 1.01 to 2.0. Here, the weight average molecular weight and the number average molecular weight are values measured by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard.

【0024】本発明では、核置換していてもよいヒドロ
キシスチレンの水酸基が、式(I)中の -A-R に相当す
る嵩高い基で保護された単位を有する重合体を用いる点
に、大きな特徴がある。式(I)の単位を有する重合体
は、同式中の嵩高い基Rの効果により、アルカリ現像液
に対する溶解度が小さくなることから、残膜率を高くす
るのに有効であり、ネガ型の場合はさらに感度の向上に
も寄与する。式(I)で示される単位の存在により、こ
のような効果が達成されるのであるが、その量があまり
少ないと、目的とする効果が発揮されにくくなり、また
その量があまり多いと、レジストの他の性能に悪影響を
及ぼしかねないことから、式(I)で示される置換スチ
レン単位は、レジスト中の全固形分に対して0.1〜1
0重量%の範囲で存在させる。特に、レジスト中の全固
形分に対して、式(I)の置換スチレン単位を0.5〜
4重量%の範囲で存在させるのが一層好ましい。
The present invention is characterized in that a polymer having a unit in which the hydroxyl group of the optionally substituted hydroxystyrene is protected by a bulky group corresponding to -AR in the formula (I) is used. There is. The polymer having the unit of the formula (I) is effective in increasing the residual film ratio because the solubility in an alkali developing solution is reduced due to the effect of the bulky group R in the formula. In this case, the sensitivity is further improved. Such an effect can be achieved by the presence of the unit represented by the formula (I). However, if the amount is too small, it is difficult to achieve the desired effect. Since the substituted styrene unit represented by the formula (I) may have an adverse effect on other performances of the resist, the content of the substituted styrene unit may be 0.1 to 1 based on the total solids in the resist.
It is present in the range of 0% by weight. In particular, the substituted styrene unit of the formula (I) is added to the total solid content of the resist in a range of 0.5 to
More preferably, it is present in the range of 4% by weight.

【0025】このように本発明では、式(I)の置換ス
チレン単位はレジスト中に比較的少量存在させることか
ら、この単位を適当量有する樹脂を用意し、別途、式
(I)の単位を有しない別の重合体を用意し、両者を組
み合わせてレジストのバインダー樹脂とし、レジスト中
の全固形分に対する式(I)の単位の割合が上記の範囲
となるようにするのが有利である。式(I)の置換スチ
レン単位を有する重合体と、その単位を有しない、特に
同式中の -A-R に相当する嵩高い基を有しない別の重合
体とを併用した場合は、レジストを基板上に塗布してレ
ジスト膜を形成させたときに、式(I)の単位を有する
重合体がレジスト膜の上部表面に集中しやすいので、残
膜率や感度の向上に一層有効に作用する。
As described above, in the present invention, since the substituted styrene unit of the formula (I) is present in a relatively small amount in the resist, a resin having an appropriate amount of this unit is prepared, and the unit of the formula (I) is separately prepared. It is advantageous to prepare another polymer that does not have it and combine them to form a binder resin for the resist so that the ratio of the unit of the formula (I) to the total solids in the resist falls within the above range. When a polymer having a substituted styrene unit of the formula (I) and another polymer not having the unit, particularly having no bulky group corresponding to -AR in the formula, are used in combination, the resist is used as a substrate. When a resist film is formed by coating on the upper surface, the polymer having the unit of the formula (I) tends to concentrate on the upper surface of the resist film, so that it more effectively acts to improve the residual film ratio and sensitivity.

【0026】式(I)の置換スチレン単位を有する重合
体と併用されうる別の重合体としては、例えば、ノボラ
ック樹脂や、先に式(I)の単位とともに存在しうる別
の単位として例示した各種の単位を有する単独重合体又
は共重合体が挙げられる。例えば、ポリヒドロキシスチ
レンやその部分アルキルエーテル化物などが、本発明で
特定する式(I)の置換スチレン単位を有する重合体と
ともに樹脂成分として有利に用いられる。このような式
(I)の単位を有しない重合体も、2,000〜32,0
00程度の範囲の重量平均分子量及び1.01〜2.0程
度の範囲の分散度を有するのが好ましい。
Examples of other polymers which can be used in combination with the polymer having a substituted styrene unit of the formula (I) include, for example, novolak resins and other units which may be present together with the unit of the formula (I). Homopolymers or copolymers having various units are exemplified. For example, polyhydroxystyrene or a partially alkyl etherified product thereof is advantageously used as a resin component together with the polymer having a substituted styrene unit of the formula (I) specified in the present invention. Such a polymer having no unit of the formula (I) is also 2,000 to 32.0.
It preferably has a weight average molecular weight in the range of about 00 and a dispersity in the range of about 1.01 to 2.0.

【0027】式(I)の置換スチレン単位を有する重合
体とともに、その単位を有しない重合体を混合して、レ
ジストのバインダー樹脂とする場合は、前者の重合体中
に式(I)の単位を比較的多く存在させることができ
る。例えば、式(I)の単位及び前記式(II)の核置換
していてもよいヒドロキシスチレン単位を含む共重合体
においては、式(I)の単位が占める割合を20〜60
モル%程度とすることができる。そこで、式(I)の単
位と式(II)の単位を有し、前者:後者が20:80〜
60:40のモル比で存在する重合体を用い、これと、
式(I)の単位を有しない重合体、例えば、ポリヒドロ
キシスチレン又はその部分アルキルエーテル化物とを組
み合わせて、バインダー樹脂とするのが有利である。
When a polymer having no substituted styrene unit of the formula (I) is mixed with a polymer having no such unit to form a binder resin for a resist, the polymer of the formula (I) may be added to the former polymer. Can be present in a relatively large amount. For example, in a copolymer containing a unit of the formula (I) and an optionally substituted hydroxystyrene unit of the formula (II), the proportion of the unit of the formula (I) is 20 to 60.
It can be about mol%. Therefore, the former has the unit of the formula (I) and the unit of the formula (II), and the former: the latter is 20: 80-
Using a polymer present in a molar ratio of 60:40,
It is advantageous to combine with a polymer having no unit of the formula (I), for example, polyhydroxystyrene or a partially alkyl etherified product thereof to form a binder resin.

【0028】アルカリ現像タイプのレジスト組成物では
通常、その中の樹脂が、アルカリ可溶性の官能基を有し
ている。式(I)の置換スチレン単位とともに式(II)
の核置換されていてもよいヒドロキシスチレン単位を有
する重合体では、式(II)のヒドロキシスチレン単位中
のヒドロキシフェニルが、アルカリ可溶性の官能基とな
る。もちろん、式(I)の置換スチレン単位を有する重
合体とともに、ポリヒドロキシスチレン又は、その部分
アルキルエーテル化物のような部分修飾物を樹脂成分と
した場合は、ポリヒドロキシスチレン又はその部分修飾
物におけるビニルフェノール単位中のヒドロキシフェニ
ルも、アルカリ可溶性を付与することになる。
In an alkali developing type resist composition, the resin therein usually has an alkali-soluble functional group. Formula (II) with a substituted styrene unit of formula (I)
In the polymer having an optionally substituted hydroxystyrene unit of the formula (1), hydroxyphenyl in the hydroxystyrene unit of the formula (II) becomes an alkali-soluble functional group. Of course, when polyhydroxystyrene or a partially modified product such as a partially alkyl etherified product thereof is used as a resin component together with a polymer having a substituted styrene unit of the formula (I), vinyl in the polyhydroxystyrene or the partially modified product thereof is used. Hydroxyphenyl in the phenol unit will also impart alkali solubility.

【0029】次に、本発明のもう一つの成分である酸発
生剤について説明すると、この酸発生剤は、化学増幅型
レジスト組成物に通常用いられるものでよい。すなわ
ち、化学増幅型レジスト組成物は、高エネルギー線を当
該組成物に照射することにより酸を発生させ、その酸の
触媒作用を利用するものであり、本発明においても、こ
のような高エネルギー線の照射により酸を発生する化合
物が、酸発生剤として用いられる。ここでいう高エネル
ギー線とは、波長468nmのg線、波長365nmのi
線、波長248nmのKrFエキシマ光、波長198nmの
ArFエキシマ光、さらにはX線、電子線、イオンビー
ムなど、分子に作用して化学反応を引き起こす能力のあ
る電磁波やビームを意味する。
Next, the acid generator, which is another component of the present invention, will be described. The acid generator may be any of those commonly used in chemically amplified resist compositions. That is, the chemically amplified resist composition generates an acid by irradiating the composition with a high-energy ray and utilizes the catalytic action of the acid. In the present invention, such a high-energy ray is also used. A compound that generates an acid upon irradiation is used as an acid generator. Here, the high energy ray is a g-line having a wavelength of 468 nm and an i-line having a wavelength of 365 nm.
X-rays, KrF excimer light having a wavelength of 248 nm, ArF excimer light having a wavelength of 198 nm, and X-rays, electron beams, ion beams, and other electromagnetic waves or beams capable of acting on molecules to cause a chemical reaction.

【0030】酸発生剤としては、例えば、ヨードニウム
塩化合物、スルホニウム塩化合物、有機ハロゲン化合物
(特にハロアルキル−s−トリアジン化合物)、スルホ
ネート化合物、ジスルホン化合物、ジアゾメタン化合
物、N−スルホニルオキシイミド化合物などが用いられ
うる。これらに包含される化合物をそれぞれ単独で、又
は必要により2種以上混合して使用することができる。
より具体的には、酸発生剤として、以下のような化合物
を例示することができる。
Examples of the acid generator include iodonium salt compounds, sulfonium salt compounds, organic halogen compounds (particularly haloalkyl-s-triazine compounds), sulfonate compounds, disulfone compounds, diazomethane compounds, and N-sulfonyloxyimide compounds. Can be The compounds included in these can be used alone or in combination of two or more, if necessary.
More specifically, examples of the acid generator include the following compounds.

【0031】(1) ヨードニウム塩化合物 ジフェニルヨードニウム トリフルオロメタンスルホネ
ート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウム
ヘキサフルオロアンチモネート、4−メトキシフェニル
フェニルヨードニウム トリフルオロメタンスルホネー
ト、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム
テトラフルオロボレート、ビス(4−tert−ブチルフェ
ニル)ヨードニウム ヘキサフルオロホスフェート、ビ
ス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム ヘキサ
フルオロアンチモネート、ビス(4−tert−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ネー
ト、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム
10−カンファースルホネート、ビス(4−tert−ブチ
ルフェニル)ヨードニウム p−トルエンスルホネート
など。
(1) Iodonium salt compound Diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, 4-methoxyphenylphenyliodonium
Hexafluoroantimonate, 4-methoxyphenylphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium
Tetrafluoroborate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium hexafluorophosphate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium hexafluoroantimonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4 -Tert-butylphenyl) iodonium
10-Camphorsulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium p-toluenesulfonate and the like.

【0032】(2) スルホニウム塩化合物 トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェー
ト、トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチ
モネート、トリフェニルスルホニウム トリフルオロメ
タンスルホネート、4−メトキシフェニルジフェニルス
ルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−メト
キシフェニルジフェニルスルホニウム トリフルオロメ
タンスルホネート、4−メチルフェニルジフェニルスル
ホニウム メタンスルホネート、p−トリルジフェニル
スルホニウム トリフルオロメタンスルホネート、2,
4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウム
トリフルオロメタンスルホネート、4−tert−ブチルフ
ェニルジフェニルスルホニウム トリフルオロメタンス
ルホネート、4−フェニルチオフェニルジフェニルスル
ホニウム ヘキサフルオロホスフェート、4−フェニル
チオフェニルジフェニルスルホニウム ヘキサフルオロ
アンチモネート、1−(2−ナフトイルメチル)チオラ
ニウム ヘキサフルオロアンチモネート、1−(2−
ナフトイルメチル)チオラニウム トリフルオロメタン
スルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルジメチル
スルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−ヒ
ドロキシ−1−ナフチルジメチルスルホニウム トリフ
ルオロメタンスルホネートなど。
(2) Sulfonium salt compound Triphenylsulfonium hexafluorophosphate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium trifluoromethane Sulfonate, 4-methylphenyldiphenylsulfonium methanesulfonate, p-tolyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 2,
4,6-trimethylphenyldiphenylsulfonium
Trifluoromethanesulfonate, 4-tert-butylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-phenylthiophenyldiphenylsulfonium hexafluorophosphate, 4-phenylthiophenyldiphenylsulfonium hexafluoroantimonate, 1- (2-naphthoylmethyl) thiolanium hexa Fluoroantimonate, 1- (2-
Naphthoylmethyl) thiolanium trifluoromethanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-hydroxy-1-naphthyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate and the like.

【0033】(3) 有機ハロゲン化合物 2−メチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,
3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(トリクロロ
メチル)−1,3,5−トリアジン、2−フェニル−
4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリア
ジン、2−(4−クロロフェニル)−4,6−ビス(ト
リクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4
−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチ
ル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシ−
1−ナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−
1,3,5−トリアジン、2−(ベンゾ[d][1,
3]ジオキソラン−5−イル)−4,6−ビス(トリク
ロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メ
トキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−
1,3,5−トリアジン、2−(3,4,5−トリメト
キシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−
1,3,5−トリアジン、2−(3,4−ジメトキシス
チリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,
3,5−トリアジン、2−(2,4−ジメトキシスチリ
ル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5
−トリアジン、2−(2−メトキシスチリル)−4,6
−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、
2−(4−ブトキシスチリル)−4,6−ビス(トリク
ロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−ペ
ンチルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメ
チル)−1,3,5−トリアジンなど。
(3) Organohalogen compound 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,
3,5-triazine, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-phenyl-
4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-chlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4
-Methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxy-
1-naphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl)-
1,3,5-triazine, 2- (benzo [d] [1,
3] dioxolan-5-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl)-
1,3,5-triazine, 2- (3,4,5-trimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl)-
1,3,5-triazine, 2- (3,4-dimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,
3,5-triazine, 2- (2,4-dimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5
-Triazine, 2- (2-methoxystyryl) -4,6
-Bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine,
2- (4-butoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-pentyloxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 , 5-triazine and the like.

【0034】(4) スルホネート化合物 1−ベンゾイル−1−フェニルメチル p−トルエンス
ルホネート(通称ベンゾイントシレート)、2−ベンゾ
イル−2−ヒドロキシ−2−フェニルエチル p−トル
エンスルホネート(通称α−メチロールベンゾイントシ
レート)、1,2,3−ベンゼントリイル トリスメタ
ンスルホネート、2,6−ジニトロベンジル p−トル
エンスルホネート、2−ニトロベンジル p−トルエン
スルホネート、4−ニトロベンジル p−トルエンスル
ホネートなど。
(4) Sulfonate compound 1-benzoyl-1-phenylmethyl p-toluenesulfonate (commonly called benzoin tosylate), 2-benzoyl-2-hydroxy-2-phenylethyl p-toluenesulfonate (commonly called α-methylol benzoin toshi) Rate), 1,2,3-benzenetriyl trismethanesulfonate, 2,6-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate, 2-nitrobenzyl p-toluenesulfonate, 4-nitrobenzyl p-toluenesulfonate and the like.

【0035】(5) ジスルホン化合物 ジフェニル ジスルホン、ジ−p−トリル ジスルホン
など。
(5) Disulfone compounds Diphenyl disulfone, di-p-tolyl disulfone and the like.

【0036】(6) ジアゾメタン化合物 ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−
クロロフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−
トリルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−tert−ブ
チルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4
−キシリルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘ
キシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチル
スルホニル)ジアゾメタン、(ベンゾイル)(フェニル
スルホニル)ジアゾメタンなど。
(6) diazomethane compound bis (phenylsulfonyl) diazomethane, bis (4-
Chlorophenylsulfonyl) diazomethane, bis (p-
Tolylsulfonyl) diazomethane, bis (4-tert-butylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4
-Xylylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, (benzoyl) (phenylsulfonyl) diazomethane and the like.

【0037】(7) N−スルホニルオキシイミド化合物 N−(エチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−
(イソプロピルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N
−(ブチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−
(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイミ
ド、N−(フェニルスルホニルオキシ)スクシンイミ
ド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スク
シンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキ
シ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニ
ルオキシ)−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシ
イミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)
ナフタルイミド、N−(10−カンファースルホニルオ
キシ)ナフタルイミドなど。
(7) N-sulfonyloxyimide compound N- (ethylsulfonyloxy) succinimide, N-
(Isopropylsulfonyloxy) succinimide, N
-(Butylsulfonyloxy) succinimide, N-
(10-camphorsulfonyloxy) succinimide, N- (phenylsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy)- 5-norbornene-2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy)
Naphthalimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) naphthalimide and the like.

【0038】これらのなかでも、本発明で規定する樹脂
との組合せで好ましい酸発生剤としては、ビス(4−te
rt−ブチルフェニル)ヨードニウム 10−カンファー
スルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨード
ニウム p−トルエンスルホネート、4−メチルフェニ
ルジフェニルスルホニウム メタンスルホネート、4−
メチルフェニルジフェニルスルホニウム トリフルオロ
メタンスルホネート、ビス(tert−ブチルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(p−トリルスルホニル)ジアゾメタ
ン、N−(エチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、
N−(イソプロピルスルホニルオキシ)スクシンイミ
ド、N−(ブチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、
N−(10−カンファースルホニルオキシ)スクシンイ
ミドなどを挙げることができる。
Among these, preferred acid generators in combination with the resin specified in the present invention include bis (4-te
rt-butylphenyl) iodonium 10-camphorsulfonate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium p-toluenesulfonate, 4-methylphenyldiphenylsulfonium methanesulfonate, 4-
Methylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, bis (tert-butylsulfonyl)
Diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (p-tolylsulfonyl) diazomethane, N- (ethylsulfonyloxy) succinimide,
N- (isopropylsulfonyloxy) succinimide, N- (butylsulfonyloxy) succinimide,
N- (10-camphorsulfonyloxy) succinimide and the like can be mentioned.

【0039】また、化学増幅型のレジスト組成物を用い
たリソグラフィーでは一般に、露光により発生した酸を
触媒として連鎖的に化学反応を進行させるために露光後
ベーク(ポスト・エクスポージャ・ベーク)を行うが、
露光から露光後ベークまでの時間が長くなると、酸の失
活に伴う性能劣化を引き起こすことが知られている。さ
らに、発生した酸がレジスト塗膜中で必要以上に拡散す
ることにより、未露光部にまで化学反応が広がり、パタ
ーン形状等の性能が劣化することがある。このような露
光後の引き置きに伴う酸の失活による性能劣化を防止
し、あるいは、酸の拡散を制御し、未露光部での反応を
抑えるために、塩基性化合物、特に塩基性含窒素有機化
合物、例えばアミン類をクェンチャーとして少量配合す
るのが有効であることが知られており、本発明において
も、このような塩基性含窒素有機化合物をクェンチャー
として含有するのが好ましい。
In lithography using a chemically amplified resist composition, a post-exposure bake (post-exposure bake) is generally performed to progress a chemical reaction in a chain using an acid generated by the exposure as a catalyst. But,
It is known that if the time from exposure to post-exposure bake is prolonged, performance degradation accompanying acid deactivation is caused. Furthermore, when the generated acid diffuses more than necessary in the resist coating film, the chemical reaction spreads to the unexposed portion, and the performance such as the pattern shape may be deteriorated. Basic compounds, especially basic nitrogen-containing compounds, are used to prevent performance degradation due to acid deactivation associated with the withdrawal after exposure, or to control acid diffusion and suppress reactions in unexposed areas. It is known that it is effective to mix a small amount of an organic compound such as an amine as a quencher. In the present invention, it is preferable to include such a basic nitrogen-containing organic compound as a quencher.

【0040】クェンチャーに用いる含窒素有機化合物
は、1級アミン、2級アミン、3級アミン、不飽和環状
アミン、4級アンモニウム塩などであることができ、よ
り具体的には、以下のような化合物が例示される。
The nitrogen-containing organic compound used for the quencher can be a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, an unsaturated cyclic amine, a quaternary ammonium salt, and the like. Compounds are exemplified.

【0041】(8) 1級アミン ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノ
ニルアミン、デシルアミン、アニリン、2−,3−又は
4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、1−又は2
−ナフチルアミン、エチレンジアミン、テトラメチレン
ジアミン、ヘキサメチレンジアミン、 4,4′−ジア
ミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4′−ジアミノ
−3,3′−ジメチルジフェニルメタン、4,4′−ジ
アミノ−3,3′−ジエチルジフェニルメタンなど。
(8) Primary amine hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, aniline, 2-, 3- or 4-methylaniline, 4-nitroaniline, 1- or 2
-Naphthylamine, ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4'-diamino-1,2-diphenylethane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3 , 3'-diethyldiphenylmethane and the like.

【0042】(9) 2級アミン ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミ
ン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルア
ミン、ジデシルアミン、N−メチルアニリン、ピペリジ
ン、ジフェニルアミンなど。
(9) Secondary amine dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, N-methylaniline, piperidine, diphenylamine and the like.

【0043】(10)3級アミン トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルア
ミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘ
キシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミ
ン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、 メチルジ
ブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキ
シルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジ
ヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノ
ニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルア
ミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミ
ン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミ
ン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ト
リス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、
トリイソプロパノールアミン、N,N−ジメチルアニリ
ンなど。
(10) Tertiary amine triethylamine, trimethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, methyldibutylamine, methyldipentyl Amine, methyldihexylamine, methyldicyclohexylamine, methyldiheptylamine, methyldioctylamine, methyldinonylamine, methyldidecylamine, ethyldibutylamine, ethyldipentylamine, ethyldihexylamine, ethyldiheptylamine, ethyldioctylamine, Ethyldinonylamine, ethyldidecylamine, tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine,
Triisopropanolamine, N, N-dimethylaniline and the like.

【0044】(11)不飽和環状アミン イミダゾール、ピリジン、4−メチルピリジン、4−メ
チルイミダゾール、ビピリジン、2,2′−ジピリジル
アミン、ジ−2−ピリジルケトン、1,2−ジ(2−ピ
リジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、
1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ジ(2
−ピリジル)エチレン、1,2−ジ(4−ピリジル)エ
チレン、1,2−ビス(4−ピリジルオキシ)エタン、
4,4′−ジピリジルスルフィド、4,4′−ジピリジ
ルジスルフィド、2,2′−ジピコリルアミン、3,
3′−ジピコリルアミンなど。
(11) Unsaturated cyclic amine imidazole, pyridine, 4-methylpyridine, 4-methylimidazole, bipyridine, 2,2'-dipyridylamine, di-2-pyridyl ketone, 1,2-di (2-pyridyl ) Ethane, 1,2-di (4-pyridyl) ethane,
1,3-di (4-pyridyl) propane, 1,2-di (2
-Pyridyl) ethylene, 1,2-di (4-pyridyl) ethylene, 1,2-bis (4-pyridyloxy) ethane,
4,4'-dipyridyl sulfide, 4,4'-dipyridyl disulfide, 2,2'-dipicolylamine, 3,
3'-dipicolylamine and the like.

【0045】(12)4級アンモニウム塩 水酸化テトライソプロピルアンモニウム、水酸化テトラ
ブチルアンモニウムなど。
(12) Quaternary ammonium salts such as tetraisopropylammonium hydroxide and tetrabutylammonium hydroxide.

【0046】これらのなかでも、不飽和環状アミンが好
ましく、とりわけ好ましいものとして、ビピリジン、
2,2′−ジピリジルアミン、ジ−2−ピリジルケト
ン、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ
(4−ピリジル)エタン、1,3−ジ(4−ピリジル)
プロパン、1,2−ジ(2−ピリジル)エチレン、1,
2−ジ(4−ピリジル)エチレン、4,4′−ジピリジ
ルスルフィド、4,4′−ジピリジルジスルフィド、
2,2′−ジピコリルアミン、3,3′−ジピコリルア
ミンなどが挙げられる。また、クェンチャーとして用い
る塩基性含窒素有機化合物は、基板上に形成されたレジ
スト膜のプリベーク後も、レジスト膜中に残存して効果
を発揮するよう、プリベークの温度で蒸発しにくいもの
が好ましく、具体的には150℃以上の沸点を有する化
合物が好ましい。
Of these, unsaturated cyclic amines are preferred, and particularly preferred are bipyridine,
2,2'-dipyridylamine, di-2-pyridyl ketone, 1,2-di (2-pyridyl) ethane, 1,2-di (4-pyridyl) ethane, 1,3-di (4-pyridyl)
Propane, 1,2-di (2-pyridyl) ethylene, 1,
2-di (4-pyridyl) ethylene, 4,4'-dipyridyl sulfide, 4,4'-dipyridyl disulfide,
Examples thereof include 2,2'-dipicolylamine and 3,3'-dipicolylamine. In addition, the basic nitrogen-containing organic compound used as the quencher is preferably one that is hard to evaporate at the temperature of the pre-bake, so that the basic nitrogen-containing organic compound remains in the resist film even after the pre-bake of the resist film formed on the substrate and exhibits an effect. Specifically, compounds having a boiling point of 150 ° C. or higher are preferred.

【0047】さらに、架橋剤を含有させることにより、
ネガ型に作用するレジスト組成物とすることができる。
ここでいう架橋剤とは、酸の作用により樹脂成分を架橋
する作用のある化合物を意味する。かかる架橋剤として
は、メチロール基を含む化合物又はそのアルキルエーテ
ル体が好ましく、例えば、特開平 1-293339 号公報や特
開平 5-210239 号公報に記載の化合物が挙げられる。な
かでも好ましい架橋剤としては、下式(a)で示される
ヘキサメトキシメチルメラミン、下式(b)で示される
テトラメトキシメチルベンゾグアナミン、下式(c)で
示されるテトラメトキシメチルグリオキザールジウレイ
ン(2,4,6,8−テトラメトキシメチル−2,4,
6,8−テトラアザビシクロ[3.3.0]ビシクロオ
クタン−3,7−ジオンと表現することもできる)など
を挙げることができる。
Further, by including a crosslinking agent,
A negatively acting resist composition can be obtained.
As used herein, the term "crosslinking agent" means a compound having an action of crosslinking a resin component by the action of an acid. As such a crosslinking agent, a compound containing a methylol group or an alkyl ether thereof is preferable, and examples thereof include compounds described in JP-A-1-293339 and JP-A-5-210239. Among them, preferred crosslinking agents include hexamethoxymethylmelamine represented by the following formula (a), tetramethoxymethylbenzoguanamine represented by the following formula (b), and tetramethoxymethylglyoxal diurein (2) represented by the following formula (c) , 4,6,8-Tetramethoxymethyl-2,4
6,8-tetraazabicyclo [3.3.0] bicyclooctane-3,7-dione).

【0048】 [0048]

【0049】本発明のレジスト組成物は通常、式(I)
の置換スチレン単位を有する重合体を含む樹脂成分を合
計で70〜99.9重量%、そして酸発生剤を0.1〜2
0重量%の範囲で含有する。樹脂成分と酸発生剤を主体
とする組成物であれば、樹脂成分を80〜99.9重量
%、そして酸発生剤を0.1〜20重量%の範囲とする
のが好ましい。また、クェンチャーを含有させる場合
は、同じくレジスト組成物の全固形分量を基準に、0.
0001〜1重量%の範囲で用いるのが好ましい。さら
に、ネガ型レジストとして架橋剤を含有させる場合は、
同じくレジスト組成物の全固形分量を基準に、樹脂を7
0〜99.9重量%、酸発生剤を0.1〜20重量%、架
橋剤を1〜30重量%の範囲で用いるのが好ましい。ま
た本発明のレジスト組成物は、必要に応じて、増感剤、
溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤、染料など、各種の添
加物を少量含有することもできる。
The resist composition of the present invention usually has the formula (I)
In total of 70 to 99.9% by weight of a resin component containing a polymer having a substituted styrene unit, and 0.1 to 2 parts by weight of an acid generator.
It is contained in the range of 0% by weight. In the case of a composition mainly composed of a resin component and an acid generator, it is preferable that the resin component be in the range of 80 to 99.9% by weight and the acid generator be in the range of 0.1 to 20% by weight. When a quencher is contained, the quencher is also used in an amount of 0.1% based on the total solid content of the resist composition.
It is preferably used in the range of 0001 to 1% by weight. Further, when a crosslinking agent is contained as a negative resist,
Similarly, based on the total solid content of the resist composition, 7
It is preferable to use 0 to 99.9% by weight, 0.1 to 20% by weight of an acid generator and 1 to 30% by weight of a crosslinking agent. Further, the resist composition of the present invention, if necessary, a sensitizer,
Various additives such as a dissolution inhibitor, a surfactant, a stabilizer, and a dye may be contained in a small amount.

【0050】このレジスト組成物は通常、全固形分濃度
が10〜50重量%となるよう、上記各成分を溶剤に混
合してレジスト溶液とされ、シリコンウェハなどの基板
上に塗布される。ここで用いる溶剤は、各成分を溶解
し、適当な乾燥速度を有するものであればよく、この分
野で通常用いられているものが使用できる。例えば、エ
チルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテー
ト、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテー
トのようなグリコールエーテルエステル類、エチルセロ
ソルブ、メチルセロソルブ、プロピレングリコールモノ
メチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエー
テル、ジエチレングリコールジメチルエーテルのような
グリコールモノ又はジエーテル類、乳酸エチル、酢酸ブ
チル、酢酸アミル、ピルビン酸エチル、γ−ブチロラク
トンのようなエステル類、2−ヘプタノン、シクロヘキ
サノン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、キ
シレンのような芳香族炭化水素類、N−メチル−2−ピ
ロリドンのようなラクタム類などが挙げられる。これら
の溶剤は、それぞれ単独で、又は2種以上組み合わせて
用いることができる。
The resist composition is usually prepared by mixing the above components with a solvent so as to have a total solid content of 10 to 50% by weight to form a resist solution, which is applied onto a substrate such as a silicon wafer. The solvent used here may be any solvent that dissolves each component and has an appropriate drying rate, and those commonly used in this field can be used. For example, ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, glycol ether esters such as propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl cellosolve, methyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether Glycols such as glycol mono- or diethers, ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate, ethyl pyruvate, esters such as γ-butyrolactone, ketones such as 2-heptanone, cyclohexanone, methyl isobutyl ketone, and aromatics such as xylene. Group hydrocarbons and lactams such as N-methyl-2-pyrrolidone. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

【0051】本発明のレジスト組成物は、例えば以下の
ようにして用いることができる。すなわち、上記のよう
に溶剤に溶解したレジスト溶液を、スピンコーティング
などの常法によって基板上に塗布し、乾燥(プリベー
ク)し、パターニングのための露光処理を施し、次いで
化学反応を促進するための加熱処理を行った後、アルカ
リ現像液で現像することにより、レジストパターンを形
成することができる。ここで用いるアルカリ現像液は、
この分野で通常用いられているものでありうる。例え
ば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドや(2−ヒ
ドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド
(通称コリン)の1〜10重量%水溶液などが挙げられ
る。またこれらのアルカリ水溶液に、メタノールやエタ
ノールのような水溶性有機溶剤、ある種の界面活性剤な
どを適当量添加して用いることも可能である。
The resist composition of the present invention can be used, for example, as follows. That is, a resist solution dissolved in a solvent as described above is applied to a substrate by a conventional method such as spin coating, dried (prebaked), subjected to an exposure treatment for patterning, and then to promote a chemical reaction. After the heat treatment, the resist pattern can be formed by developing with an alkali developing solution. The alkaline developer used here is
It may be one commonly used in this field. For example, a 1 to 10% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide or (2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly known as choline) is exemplified. It is also possible to add an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol, or a certain surfactant to these alkaline aqueous solutions.

【0052】[0052]

【実施例】次に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定
されるものではない。例中、含有量ないし使用量を表す
%及び部は、特にことわらない限り重量基準である。ま
た、重量平均分子量及び分散度は、ポリスチレンを標準
品として、ゲルパーミェーションクロマトグラフィーに
よって測定された値である。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the examples, percentages and parts representing contents or amounts used are by weight unless otherwise specified. The weight average molecular weight and the degree of dispersion are values measured by gel permeation chromatography using polystyrene as a standard.

【0053】合成例1:ポリ(p−ヒドロキシスチレン
/p−オクチルオキシスチレン/p−トシルオキシスチ
レン)の製造 ポリ(p−ヒドロキシスチレン)〔重量平均分子量4,0
00、分散度1.15〕100部をアセトン400部に
溶解し、そこに、炭酸カリウム69.6部及びp−トル
エンスルホン酸オクチル156.9部(未反応のp−ト
ルエンスルホン酸クロリドを約12.3%含み、したが
ってp−トルエンスルホン酸オクチルの純分は約13
7.6部に相当)を加えて、還流状態になるまで昇温し
た。引き続き還流状態を48時間保持した。次にメチル
イソブチルケトンを加え、この液を蓚酸水溶液で洗浄し
た後、イオン交換水で洗浄した。洗浄後の有機層を23
0部まで濃縮し、そこにプロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート800部を加えて、さらに612
部まで濃縮した。その結果、加熱重量減少法により求め
た固形分含量が23.20%の樹脂溶液を得た。 1H−
NMR測定〔270MHz、(ジメチルスルホキシド)−
6中〕で3.9ppm にブロードなピークを確認し、この
ピークを酸素原子に結合したメチレンプロトンと帰属し
た。また、7.3ppm及び7.6ppmにブロードなピークを
確認し、これらのピークをトシル基の芳香族プロトンと
帰属した。これらのプロトンとポリ(p−ヒドロキシス
チレン)由来の芳香族プロトンとの積分比から、この樹
脂は、p−ヒドロキシスチレン単位、p−オクチルオキ
シスチレン単位及びp−トシルオキシスチレン単位のモ
ル比が57:37:6の共重合体であることが確認され
た。この共重合体を樹脂 R1 とする。
Synthesis Example 1: Production of poly (p-hydroxystyrene / p-octyloxystyrene / p-tosyloxystyrene) poly (p-hydroxystyrene) [weight average molecular weight of 4.0
00, dispersity 1.15] 100 parts were dissolved in 400 parts of acetone, and 69.6 parts of potassium carbonate and 156.9 parts of octyl p-toluenesulfonate (unreacted p-toluenesulfonic acid chloride was dissolved in about 12.3%, so that the pure content of octyl p-toluenesulfonate is about 13%.
(Equivalent to 7.6 parts), and the mixture was heated to a reflux state. Subsequently, the reflux state was maintained for 48 hours. Next, methyl isobutyl ketone was added, and this solution was washed with an aqueous oxalic acid solution, and then washed with ion-exchanged water. After washing the organic layer
0 parts, and 800 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate was added thereto.
Concentrated. As a result, a resin solution having a solid content of 23.20% determined by a heating weight reduction method was obtained. 1 H-
NMR measurement [270 MHz, (dimethyl sulfoxide)-
Check the broad peak 3.9ppm at d in 6], it was assigned to this peak and bound to the methylene protons on oxygen atom. Further, broad peaks were observed at 7.3 ppm and 7.6 ppm, and these peaks were assigned to the aromatic proton of the tosyl group. From the integral ratio of these protons to the aromatic protons derived from poly (p-hydroxystyrene), this resin has a molar ratio of p-hydroxystyrene unit, p-octyloxystyrene unit and p-tosyloxystyrene unit of 57%. : 37: 6. This copolymer is referred to as a resin R1.

【0054】合成例2: ポリ(p−ヒドロキシスチレ
ン/p−オクチルオキシスチレン)の製造 合成例1で用いたのと同じポリ(p−ヒドロキシスチレ
ン)50部をアセトン200部に溶解し、そこに炭酸カ
リウム50.61部及びp−トルエンスルホン酸オクチ
ル66.78部を加えて、還流状態になるまで昇温し
た。引き続き還流状態を38時間保持した。次にメチル
イソブチルケトンを加え、この液を蓚酸水溶液で洗浄し
た後、イオン交換水で洗浄した。洗浄後の有機層を濃縮
し、そこにプロピレングリコールモノメチルエーテルア
セテート400部を加えて、さらに177部まで濃縮し
た。 その結果、加熱重量減少法により求めた固形分含
量が39.56%の樹脂溶液を得た。 1H−NMR測定
〔270MHz、(ジメチルスルホキシド)−d6中〕か
ら、この樹脂は、p−ヒドロキシスチレン単位とp−オ
クチルオキシスチレン単位とのモル比が53:47の共
重合体であることが確認された。この共重合体を樹脂 R
2 とする。
Synthesis Example 2: Production of poly (p-hydroxystyrene / p-octyloxystyrene) 50 parts of the same poly (p-hydroxystyrene) used in Synthesis Example 1 were dissolved in 200 parts of acetone, and 50.61 parts of potassium carbonate and 66.78 parts of octyl p-toluenesulfonate were added, and the mixture was heated to a reflux state. Subsequently, the reflux state was maintained for 38 hours. Next, methyl isobutyl ketone was added, and this solution was washed with an aqueous oxalic acid solution, and then washed with ion-exchanged water. The organic layer after washing was concentrated, and 400 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate was added thereto, and further concentrated to 177 parts. As a result, a resin solution having a solid content of 39.56% determined by a heating weight reduction method was obtained. From 1 H-NMR measurement [270 MHz, in (dimethyl sulfoxide) -d 6 ], this resin is a copolymer having a molar ratio of p-hydroxystyrene units to p-octyloxystyrene units of 53:47. Was confirmed. Resin R
Assume 2.

【0055】合成例3:ポリ(p−ヒドロキシスチレン
/p−シクロヘキシルメトキシスチレン)の製造 合成例1で用いたのと同じポリ(p−ヒドロキシスチレ
ン)40部をアセトン160部に溶解し、そこに炭酸カ
リウム50.61部及びp−トルエンスルホン酸シクロ
ヘキシルメチル40.70部を加えて、還流状態になる
まで昇温した。引き続き還流状態を150時間保持し
た。次にメチルイソブチルケトンを加え、この液を蓚酸
水溶液で洗浄した後、イオン交換水で洗浄した。洗浄後
の有機層を濃縮し、そこにプロピレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート320部を加えて、さらに12
5部まで濃縮した。 その結果、加熱重量減少法により
求めた固形分含量が34.06%の樹脂溶液を得た。 1
H−NMR測定〔270MHz、(ジメチルスルホキシ
ド)−d6中〕で3.7ppm にブロードなピークを確認
し、このピークを酸素原子に結合したメチレンプロトン
と帰属した。このプロトンと芳香族プロトンとの積分比
から、この樹脂は、p−ヒドロキシスチレン単位とp−
シクロヘキシルメトキシスチレン単位とのモル比が7
1:29の共重合体であることが確認された。この共重
合体を樹脂 R3 とする。
Synthesis Example 3: Preparation of poly (p-hydroxystyrene / p-cyclohexylmethoxystyrene) 40 parts of the same poly (p-hydroxystyrene) used in Synthesis Example 1 were dissolved in 160 parts of acetone, and 50.61 parts of potassium carbonate and 40.70 parts of cyclohexylmethyl p-toluenesulfonate were added, and the mixture was heated to a reflux state. Subsequently, the reflux state was maintained for 150 hours. Next, methyl isobutyl ketone was added, and this solution was washed with an aqueous oxalic acid solution, and then washed with ion-exchanged water. The washed organic layer was concentrated, and 320 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate was added thereto.
Concentrated to 5 parts. As a result, a resin solution having a solid content of 34.06% as determined by a heating weight reduction method was obtained. 1
H-NMR measurement [270 MHz, (dimethyl sulfoxide) -d # 6] Ensure broad peak 3.7ppm in, I was assigned to this peak and bound to the methylene protons on oxygen atom. From the integral ratio of this proton to the aromatic proton, this resin was found to have p-hydroxystyrene units and p-hydroxystyrene units.
When the molar ratio to the cyclohexylmethoxystyrene unit is 7
It was confirmed that the copolymer was a 1:29 copolymer. This copolymer is referred to as a resin R3.

【0056】合成例4:ポリ(p−ヒドロキシスチレン
/p−オクタノイルオキシスチレン)の製造 合成例1で用いたのと同じポリ(p−ヒドロキシスチレ
ン)40部をアセトン160部に溶解し、40℃まで昇
温した。そこにトリエチルアミン22.23部を加え、
さらにオクタノイルクロリド23.83部を30分かけ
て滴下した。引き続き40℃で3時間保持した。次にメ
チルイソブチルケトンを加え、この液を蓚酸水溶液で洗
浄した後、イオン交換水で洗浄した。洗浄後の有機層を
濃縮し、そこにプロピレングリコールモノメチルエーテ
ルアセテート360部を加え、さらに187部まで濃縮
した。その結果、加熱重量減少法により求めた固形分含
量が29.44%の樹脂溶液を得た。 1H−NMR測定
〔270MHz、(アセトン)−d6中〕で2.6ppm にブ
ロードなピークを確認し、このピークをカルボニルに結
合したメチレンプロトンと帰属した。このプロトンと芳
香族プロトンとの積分比から、この樹脂は、p−ヒドロ
キシスチレン単位とp−オクタノイルオキシスチレン単
位とのモル比が63:37の共重合体であることが確認
された。この共重合体を樹脂 R4 とする。
Synthesis Example 4: Production of poly (p-hydroxystyrene / p-octanoyloxystyrene) 40 parts of the same poly (p-hydroxystyrene) used in Synthesis Example 1 were dissolved in 160 parts of acetone, and The temperature was raised to ° C. Then add 22.23 parts of triethylamine,
Further, 23.83 parts of octanoyl chloride was added dropwise over 30 minutes. Subsequently, the temperature was maintained at 40 ° C. for 3 hours. Next, methyl isobutyl ketone was added, and this solution was washed with an aqueous oxalic acid solution, and then washed with ion-exchanged water. The organic layer after washing was concentrated, 360 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate was added thereto, and the mixture was further concentrated to 187 parts. As a result, a resin solution having a solid content of 29.44% determined by a heating weight reduction method was obtained. 1 H-NMR measurement [270 MHz, in (acetone) -d 6 ] confirmed a broad peak at 2.6 ppm, and this peak was assigned to a methylene proton bonded to carbonyl. From the integral ratio of this proton and aromatic proton, it was confirmed that this resin was a copolymer having a molar ratio of p-hydroxystyrene units to p-octanoyloxystyrene units of 63:37. This copolymer is referred to as a resin R4.

【0057】次に、以上の合成例で得られた樹脂のプロ
ピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を
用いてレジスト組成物を調製し、評価した例を示す。な
お、これらの樹脂のほか、リビングアニオン重合により
合成したポリ(p−ヒドロキシスチレン)〔重量平均分
子量4,000、分散度1.15〕の水酸基の一部をイソ
プロピルエーテル化した樹脂であって、ポリ(p−ヒド
ロキシスチレン)中の水酸基に対するイソプロポキシ化
率が21.6モル%である樹脂(樹脂 RA とする)を3
0.0%濃度で含むプロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート溶液も用いた。
Next, an example in which a resist composition was prepared using the propylene glycol monomethyl ether acetate solution of the resin obtained in the above synthesis example and evaluated was shown. In addition, in addition to these resins, a resin in which a part of hydroxyl groups of poly (p-hydroxystyrene) [weight-average molecular weight: 4,000, dispersity: 1.15] synthesized by living anionic polymerization is isopropyl etherized, A resin (resin RA) having an isopropoxylation ratio of 21.6 mol% to hydroxyl groups in poly (p-hydroxystyrene) was 3
A propylene glycol monomethyl ether acetate solution containing 0.0% concentration was also used.

【0058】実施例1 以下の各成分を、樹脂溶液からの持ち込み分を含めて約
600部のプロピレングリコールモノメチルエーテルア
セテートと混合し、さらに孔径0.1μmのフッ素樹脂製
フィルタで濾過して、レジスト液を調製した。
Example 1 The following components were mixed with about 600 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate, including the amount brought in from the resin solution, and further filtered through a fluororesin filter having a pore diameter of 0.1 μm to obtain a resist. A liquid was prepared.

【0059】 樹脂 RA(固形分量) 100.0 部 樹脂 R2(固形分量) 2.5 部 酸発生剤:N-(イソフ゜ロヒ゜ルスルホニルオキシ)スクシンイミト゛ 11.0 部 架橋剤 :ヘキサメトキシメチルメラミン 5.0 部クェンチャー :1,3-シ゛(4-ヒ゜リシ゛ル)フ゜ロハ゜ン 0.10 部Resin RA (solid content) 100.0 parts Resin R2 (solid content) 2.5 parts Acid generator: N- (isofluorosulfonyloxy) succinimid 11.0 parts Crosslinking agent: hexamethoxymethyl melamine 5.0 parts Quencher: 1,3-cy ( (4-Hiroshiru) Flow 0.10 part

【0060】常法により洗浄したシリコンウェハに、厚
さ60nmの有機反射防止膜を設け、その上にスピンコー
ターを用いて上記のレジスト液を塗布し、次いで、ホッ
トプレート上にて100℃で60秒間プリベークして、
厚さ0.52μmのレジスト膜を形成させた。プリベーク
後の塗膜に、ラインアンドスペースパターンを有するク
ロムマスクを介して、248nmの露光波長を有するKr
Fエキシマレーザーステッパ〔(株)ニコン製の“NSR-
2205 EX12B”、NA=0.55〕を用い、通常露光により露光
量を段階的に変化させて露光した。露光後、ウェハをホ
ットプレート上にて105℃で60秒間加熱(ポスト・
エクスポージャ・ベーク)した。これを水酸化テトラメ
チルアンモニウムの2.38%水溶液で現像して、ネガ
型パターンを得た。
An organic anti-reflection film having a thickness of 60 nm is provided on a silicon wafer which has been washed by a conventional method, and the above-mentioned resist solution is applied thereon using a spin coater. Pre-bake for seconds,
A resist film having a thickness of 0.52 μm was formed. Kr having an exposure wavelength of 248 nm was applied to the coating film after pre-baking through a chrome mask having a line and space pattern.
F excimer laser stepper [“NSR-
Using 2205 EX12B ", NA = 0.55], exposure was performed by changing the exposure stepwise by ordinary exposure. After the exposure, the wafer was heated on a hot plate at 105 ° C. for 60 seconds (post exposure).
Exposure bake). This was developed with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to obtain a negative pattern.

【0061】形成されたパターンを電子顕微鏡で観察
し、0.20μmのラインアンドスペースパターンの断面
が1:1になる露光量(実効感度)を求めたところ、3
2mJ/cm2 であった。また、露光量25mJ/cm2 での残
膜率、すなわち、プリベーク後の塗膜の膜厚を基準とし
て、現像後に残るレジストパターンの膜厚の相対値を求
めたところ、98.7%であった。
The formed pattern was observed with an electron microscope, and the exposure (effective sensitivity) at which the cross section of the 0.20 μm line and space pattern became 1: 1 was determined.
It was 2 mJ / cm 2 . Further, the relative value of the film thickness of the resist pattern remaining after development was determined to be 98.7% based on the residual film ratio at an exposure amount of 25 mJ / cm 2 , that is, the film thickness of the coating film after prebaking. Was.

【0062】実施例2〜5並びに比較例1及び2 樹脂 R2 の代わりに、表1の「第2の樹脂」の欄に示し
た樹脂を同欄に示した量用いて、実施例1と同様の操作
でレジスト液を調製し、ウェハ上にレジスト膜を形成さ
せた。その後、場合により露光条件を表1のとおりに変
更して露光し、実施例1と同様の条件でポスト・エクス
ポージャ・ベーク及び現像を行い、同様の方法で実効感
度を求めた。また一部の例では、実施例1と同様の方法
で残膜率を求めた。それらの結果を、実施例1における
組成の変量及び結果とともに表1に示す。表1中、残膜
率の欄に「−」とある例は、残膜率を測定しなかったも
のである。
Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 In the same manner as in Example 1 except that the resin shown in the column of "Second resin" in Table 1 was used instead of the resin R2, the amount shown in the same column was used. A resist solution was prepared by the above operation, and a resist film was formed on the wafer. Thereafter, exposure was carried out by changing the exposure conditions as shown in Table 1 in some cases, post-exposure bake and development were performed under the same conditions as in Example 1, and the effective sensitivity was determined by the same method. In some examples, the residual film ratio was determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1 together with the composition variables and the results in Example 1. In Table 1, the example with "-" in the column of the remaining film ratio indicates that the remaining film ratio was not measured.

【0063】[0063]

【表1】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 例 No. 第2の樹脂 露光条件 実効感度 残膜率 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実施例1 R2/2.5部 通常露光 32 mJ/cm2 98.7 % 〃 2 R1/2.5部 通常露光 32 mJ/cm2 − 〃 3 R2/5.0部 通常露光 28 mJ/cm2 99.2 % 〃 4 R4/2.5部 通常露光 33 mJ/cm2 98.2 % 〃 5 R3/2.5部 輪帯照明 32 mJ/cm2 − ───────────────────────── 比較例1 なし 通常露光 35 mJ/cm2 97.0 % 〃 2 なし 輪帯照明 37 mJ/cm2 − ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━[Table 1] 例 Example No. Second resin Exposure conditions Effective sensitivity Remaining film ratio ━━━━━━━ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Example 1 R2 / 2.5 part normal exposure 32 mJ / cm 2 98.7% 〃2 R1 / 2.5 part normal exposure 32 mJ / cm 2 −〃 3 R2 / 5.0 part Normal exposure 28 mJ / cm 2 99.2% 〃 4 R4 / 2.5 part Normal exposure 33 mJ / cm 2 98.2% 5 5 R3 / 2.5 part Ring zone illumination 32 mJ / cm 2 − ────────────────── Comparative Example 1 None Normal exposure 35 mJ / cm 2 97.0% 〃 2 None Ring illumination 37 mJ / cm 2 − ━━━━━━━ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━

【0064】なお、以上の実施例1〜5で得られたネガ
型パターンは、いずれもプロファイル(パターンの形
状)が良好で、ウォールが垂直であった。
The negative patterns obtained in Examples 1 to 5 had good profiles (pattern shapes) and vertical walls.

【0065】参考例 樹脂 RA を固形分として100.0部及び合成例2で得
た樹脂 R2 を固形分として2.5部用い、樹脂溶液から
の持ち込み分を含めて約600部のプロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテートと混合し、溶解した。
この溶液を孔径0.1μmのフッ素樹脂製フィルタで濾過
して、樹脂溶液を調製した。常法により洗浄したシリコ
ンウェハに厚さ60nmの有機反射防止膜を設け、その上
にスピンコーターを用いて上記の樹脂溶液を塗布し、次
いでホットプレート上にて100℃で60秒間プリベー
クして、厚さ0.52μmの樹脂膜を形成させた。この樹
脂膜につき、TOF-SIMS(time-of-flight secondary ion
mass spectroscopy;飛行時間型二次イオン質量分析
法)により表面分析を行ったところ、樹脂 R2 由来のC
815-に相当するM/Z=127と、樹脂 RA 由来の
35- に相当するM/Z=57が検出された。これ
らの相対値から、表面の96%が樹脂 R2 であることが
確認された。なお、この分析法では、強力にイオン化さ
れるため、所定の分子式より水素原子が2個少ないM/
Zが主体的に検出される。
Reference Example Using 100.0 parts of resin RA as a solid content and 2.5 parts of resin R2 obtained in Synthesis Example 2 as a solid content, about 600 parts of propylene glycol monomethyl including the amount brought in from the resin solution were used. It was mixed and dissolved with ether acetate.
This solution was filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a resin solution. An organic antireflection film having a thickness of 60 nm is provided on a silicon wafer washed by a conventional method, and the above resin solution is applied thereon using a spin coater, and then prebaked on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds, A resin film having a thickness of 0.52 μm was formed. For this resin film, TOF-SIMS (time-of-flight secondary ion
mass spectroscopy; time-of-flight secondary ion mass spectrometry)
M / Z = 127 corresponding to 8 H 15 O and M / Z = 57 corresponding to C 3 H 5 O derived from the resin RA were detected. From these relative values, it was confirmed that 96% of the surface was resin R2. It should be noted that in this analysis method, since the ionization is strong, M / is smaller than the predetermined molecular formula by two hydrogen atoms.
Z is mainly detected.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明により、特定の重合体を樹脂成分
として含むレジスト組成物は、高い残膜率を与え、感度
やパターンプロファイルにも優れており、また塗布性や
解像度も良好である。この組成物は、波長468nmのg
線、波長365nmのi線、波長248nmKrFエキシマ
光、波長198nmArFエキシマ光、X線、電子線、イ
オンビームなどを用いた露光に適しており、このような
光源を用いたリソグラフィにおいて、微細なレジストパ
ターンを高い精度で形成することができる。
According to the present invention, a resist composition containing a specific polymer as a resin component gives a high residual film ratio, is excellent in sensitivity and pattern profile, and has good coatability and resolution. This composition has a wavelength of 468 nm.
Line, 365 nm i-line, 248 nm KrF excimer light, 198 nm ArF excimer light, suitable for exposure using X-ray, electron beam, ion beam, etc. In lithography using such a light source, a fine resist pattern Can be formed with high precision.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下式(I) (式中、Rは置換されていてもよい炭素数6〜20の飽
和炭化水素残基を表し、Aは直接結合、>C=O又は>
SO2 を表し、R1 は水素、炭素数1〜4のアルキル、
炭素数1〜4のアルコキシ、全炭素数2〜5のアルコキ
シカルボニル、全炭素数1〜5のアシル、全炭素数1〜
5のアシルオキシ、ニトロ、シアノ、フッ素、塩素又は
臭素を表す)で示される置換スチレン単位を有する重合
体を含む樹脂成分及び酸発生剤を含有し、該式(I)で
示される置換スチレン単位が、レジスト中の全固形分に
対して0.1〜10重量%の割合で存在することを特徴
とするレジスト組成物。
(1) The following formula (I) (Wherein, R represents an optionally substituted saturated hydrocarbon residue having 6 to 20 carbon atoms, A represents a direct bond,> C = O or>
Represents SO 2 , wherein R 1 is hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbons,
C1-C4 alkoxy, C2-C5 alkoxycarbonyl, C1-C5 acyl, C1-C1
5 represents a acyloxy, nitro, cyano, fluorine, chlorine or bromine) and a resin component containing a polymer having a substituted styrene unit represented by the formula (I), wherein the substituted styrene unit represented by the formula (I) is And 0.1 to 10% by weight of the total solids in the resist.
【請求項2】Rが置換されていてもよい炭素数6〜12
の飽和炭化水素残基である請求項1に記載の組成物。
(2) R has 6 to 12 carbon atoms which may be substituted;
The composition according to claim 1, which is a saturated hydrocarbon residue.
【請求項3】Rが、無置換の又は、炭素数1〜4のアル
コキシ、全炭素数2〜5のアルコキシカルボニル、全炭
素数1〜5のアシル、全炭素数1〜5のアシルオキシ、
フェニル、フェノキシ、オキソ、フッ素及び塩素から選
ばれる基で置換された飽和炭化水素残基である請求項1
又は2に記載の組成物。
(3) R is unsubstituted or alkoxy having 1 to 4 carbons, alkoxycarbonyl having 2 to 5 carbons, acyl having 1 to 5 carbons, acyloxy having 1 to 5 carbons,
2. A saturated hydrocarbon residue substituted with a group selected from phenyl, phenoxy, oxo, fluorine and chlorine.
Or the composition according to 2.
【請求項4】R1 が水素である請求項1〜3のいずれか
に記載の組成物。
4. The composition according to claim 1 , wherein R 1 is hydrogen.
【請求項5】式(I)中の -O-A-R に相当する基が、重
合体主鎖からぶら下がるベンゼン環のp−位に位置する
請求項1〜4のいずれかに記載の組成物。
5. The composition according to claim 1, wherein the group corresponding to —OAR in the formula (I) is located at the p-position of a benzene ring hanging from the polymer main chain.
【請求項6】樹脂成分がさらに、式(I)で示される単
位を有しない重合体を含む請求項1〜5のいずれかに記
載の組成物。
6. The composition according to claim 1, wherein the resin component further comprises a polymer having no unit represented by the formula (I).
【請求項7】式(I)で示される単位を有しない重合体
が、ポリヒドロキシスチレン又はその部分アルキルエー
テル化物である請求項6に記載の組成物。
7. The composition according to claim 6, wherein the polymer having no unit represented by the formula (I) is polyhydroxystyrene or a partially alkyl etherified product thereof.
【請求項8】式(I)で示される置換スチレン単位を有
する重合体が、さらに下式(II) で示されるヒドロキシスチレン単位を有し、該重合体中
に式(I)の置換スチレン単位と式(II)のヒドロキシ
スチレン単位とが20:80〜60:40のモル比で存
在する請求項6又は7に記載の組成物。
8. The polymer having a substituted styrene unit represented by the formula (I) further comprises the following formula (II) The substituted styrene unit of the formula (I) and the hydroxystyrene unit of the formula (II) are present in the polymer in a molar ratio of 20:80 to 60:40. Or the composition according to 7.
【請求項9】さらに、アミン類をクェンチャーとして含
有する請求項1〜8のいずれかに記載の組成物。
9. The composition according to claim 1, further comprising an amine as a quencher.
【請求項10】さらに、酸の作用により樹脂成分を架橋
する架橋剤を含有し、ネガ型に作用する請求項1〜9の
いずれかに記載の組成物。
10. The composition according to claim 1, further comprising a crosslinking agent for crosslinking the resin component by the action of an acid, and acting as a negative type.
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