JP2002131913A - Positive photosensitive resin composition - Google Patents

Positive photosensitive resin composition

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JP2002131913A
JP2002131913A JP2000327357A JP2000327357A JP2002131913A JP 2002131913 A JP2002131913 A JP 2002131913A JP 2000327357 A JP2000327357 A JP 2000327357A JP 2000327357 A JP2000327357 A JP 2000327357A JP 2002131913 A JP2002131913 A JP 2002131913A
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JP
Japan
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acid
group
photosensitive resin
resin composition
compound
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Application number
JP2000327357A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasumasa Kawabe
保雅 河辺
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive resist composition having improved line edge roughness and excellent in sensitivity, resolving power, resist shape and density dependence when deep UV, particularly ArF excimer laser light is used as a light source for exposure. SOLUTION: The positive type photosensitive resin composition contains a polymer having a cycloaliphatic hydrocarbon skeleton and made alkali-soluble by decomposition based on the action of an acid, a compound which generates the acid when irradiated with active light or radiation, a compound of formula (I) or (II) (in the formula (I), R1 and R2 are mutually the same or different and each H, a 1-4C alkyl or phenyl which may have a substituent and in the formulae (I) and (II), R3 and R4 are mutually the same or different and each a halogen, a 1-4C alkyl or trifluoromethyl and (l) and (m) are each an integer of 0-3) and a fluorine- and/or silicon-containing surfactant.

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、IC等の半導体製
造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さ
らにその他のフォトファブリケーション工程に使用され
るポジ型感光性樹脂組成物に関するものである。更に詳
しくは遠紫外線、X線、電子線等の短波長の光エネルギ
ー線を用いる半導体素子の微細加工に好適に用いられる
ポジ型の化学増幅型感光性樹脂組成物に関するものであ
り、特にArFエキシマレーザを用いる半導体素子の微
細加工に好適用いられるポジ型の化学増幅型感光性樹脂
組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive photosensitive resin composition used in a process for producing semiconductors such as ICs, a circuit substrate for liquid crystals and thermal heads, and other photofabrication processes. is there. More specifically, the present invention relates to a positive chemically amplified photosensitive resin composition suitably used for fine processing of a semiconductor element using light energy rays having a short wavelength such as far ultraviolet rays, X-rays, and electron beams, and particularly relates to an ArF excimer. The present invention relates to a positive chemically amplified photosensitive resin composition suitably used for fine processing of a semiconductor element using a laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路は高集積化が進
み、LSIやVLSIが実用化されるとともに集積回路
の最小パターン幅はサブハーフミクロンの領域に至り、
さらに微細化が進んでいる。そのため、微細パターン形
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。パターンの微細化を図る手段の
一つとして、レジストのパターン形成の際に使用される
露光光の短波長化が知られている。例えば64Mビット
までの集積度のDRAMの製造には、現在まで、高圧水
銀灯のi線(365nm)が光源として使用されてきた。
256MビットDRAMの量産プロセスには、i線に変
わりKrFエキシマレーザー(248nm)が露光光源と
して実用化され、更に1Gビット以上の集積度を持つD
RAMの製造を目的として、より短波長の光源が検討さ
れており、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2
エキシマレーザー(157nm)、X線、電子線の利用が
有効であると考えられている(上野巧ら、「短波長フォ
トレジスト材料-ULSIに向けた微細加工-」、ぶんし
ん出版、1988年)。
2. Description of the Related Art In recent years, high integration of semiconductor integrated circuits has progressed, and LSIs and VLSIs have been put into practical use, and the minimum pattern width of integrated circuits has reached a sub-half micron area.
Further miniaturization is progressing. Therefore, the demand for photolithography technology for forming a fine pattern is becoming more and more severe. As one of means for miniaturizing a pattern, it is known to shorten the wavelength of exposure light used when forming a resist pattern. For example, in the manufacture of a DRAM having a degree of integration of up to 64 Mbits, the i-line (365 nm) of a high-pressure mercury lamp has been used as a light source until now.
In a mass production process of a 256 Mbit DRAM, a KrF excimer laser (248 nm) is put to practical use as an exposure light source instead of i-line, and a D having an integration degree of 1 Gbit or more.
Shorter wavelength light sources are being studied for the manufacture of RAMs, such as ArF excimer laser (193 nm), F 2
The use of excimer laser (157 nm), X-rays, and electron beams is considered to be effective (Takumi Ueno et al., "Short Wavelength Photoresist Materials-Fine Processing for ULSI", Bunshin Publishing, 1988). .

【0003】化学増幅型レジスト組成物は、遠紫外光な
どの放射線の照射により露光部に酸を生成させ、この酸
を触媒とする反応によって、活性放射線の照射部と非照
射部の現像液に対する溶解性を変化させることにより基
板上にパターンを形成させる材料である。化学増幅型レ
ジストは、高い感度と解像性を有し、少量の放射線放射
により酸を発生する化合物(以下、「光酸発生剤」とい
う)で像形成できるという利点を有している。
A chemically amplified resist composition generates an acid in an exposed portion by irradiation with radiation such as deep ultraviolet light, and a reaction using the acid as a catalyst causes a reaction between a portion irradiated with active radiation and a portion not irradiated with a developing solution. A material that forms a pattern on a substrate by changing its solubility. Chemically amplified resists have the advantage that they have high sensitivity and resolution, and can form an image with a compound that generates an acid by a small amount of radiation (hereinafter, referred to as a “photoacid generator”).

【0004】特にArFエキシマレーザーが次世代の露
光技術として位置づけられ、ArFエキシマレーザ露光
用の高感度、高解像力、且つドライエッチング耐性に優
れたレジストの開発が望まれている。従来のi線及びK
rFエキシマレーザー露光用のレジスト材料としては、
高いドライエッチング耐性を得るために、芳香族ポリマ
ーを含有するレジストが広く用いられており、例えばノ
ボラック樹脂系レジストあるいはポリビニルフェノール
系の化学増幅型レジストが知られている。しかしなが
ら、ドライエッチング耐性を付与する目的で導入された
芳香環はArFエキシマレーザー光の波長域でほとんど
光を通さないために、レジスト膜の底部にまで露光する
ことが困難であり、従来のレジストでは断面形状の良好
なパターンが得られなかった。
In particular, an ArF excimer laser is positioned as a next-generation exposure technology, and development of a resist for ArF excimer laser exposure having high sensitivity, high resolution, and excellent dry etching resistance has been desired. Conventional i-line and K
As a resist material for rF excimer laser exposure,
In order to obtain high dry etching resistance, a resist containing an aromatic polymer is widely used. For example, a novolak resin-based resist or a polyvinyl phenol-based chemically amplified resist is known. However, since the aromatic ring introduced for the purpose of imparting dry etching resistance hardly transmits light in the wavelength range of ArF excimer laser light, it is difficult to expose even the bottom of the resist film. A good pattern with no cross-sectional shape could not be obtained.

【0005】レジストの透明性の問題点の解決策の一つ
として芳香環を全く含まない脂肪族ポリマー、例えばポ
リメチルメタクリレートを用いればよいことが知られて
いる(J.Vac.Sci. Technol.,B9,3357(1991))。しかしな
がら、このようなポリマーは、十分なドライエッチング
耐性が望めないことから実用できない。このようにAr
Fエキシマレーザー露光用のレジスト材料の開発に当た
っては、透明性の向上と高いドライエッチング耐性を両
立させることが最大の課題とされている。そこで、芳香
環の代わりに脂環式炭化水素基を含有するレジストが芳
香族基と同様のドライエッチング耐性を示し、且つ19
3nmの吸収が小さいことがProc. SPIE,1672,66(1992)
で報告され、近年同ポリマーの利用が精力的に研究され
るようになった。
It is known that one of the solutions to the problem of resist transparency is to use an aliphatic polymer containing no aromatic ring, for example, polymethyl methacrylate (J. Vac. Sci. Technol. , B9, 3357 (1991)). However, such a polymer cannot be practically used because sufficient dry etching resistance cannot be expected. Thus, Ar
In developing a resist material for F excimer laser exposure, the greatest challenge is to achieve both improved transparency and high dry etching resistance. Thus, a resist containing an alicyclic hydrocarbon group instead of an aromatic ring shows the same dry etching resistance as an aromatic group,
Proc. SPIE, 1672,66 (1992)
In recent years, the use of this polymer has been energetically studied.

【0006】元来、脂環式炭化水素基を含有するポリマ
ーをレジストに応用する試みは古くからなされ、例えば
特開昭60-195542号、特開平1-217453号、特開平2-59751
号ではノルボルネン系のポリマーが開示されており、特
開平2-146045号には環状脂肪族炭化水素骨格と無水マレ
イン酸単位を有するアルカリ可溶性樹脂が種々開示され
ている。さらに、特開平5-80515号ではノルボルネンと
酸分解基で保護されたアクリル酸系エステルの共重合体
が開示され、特開平4-39665号、特開平5-265212号、特
開平5-80515、特開平7-234511号では側鎖にアダマンタ
ン骨格を有する共重合体が開示され、特開平7-252324
号、特開平9-221526号では、有橋環式炭化水素基を有す
る炭素数7〜12の脂肪族環式炭化水素基がポリマーの側
鎖に連結した化合物、例えば、トリシクロ[5.2.1.0
2.6]デカンジメチレン基、トリシクロ[5.2.1.02.6]
デカンジイル基、ノルボルナンジイル基、ノルボルナン
ジメチル基、アダマンタンジイル基、が開示され、特開
平7-199467号にはトリシクロデカニル基、ジシクロペン
テニル基、ジシクロペンテニルオキシエチル基、ノルボ
ニル基、シクロヘキシル基がポリマーの側鎖に連結した
化合物が開示されている。
Originally, attempts to apply a polymer containing an alicyclic hydrocarbon group to a resist have been made for a long time. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 60-195542, 1-217453, 2-59751
Discloses a norbornene-based polymer, and JP-A-2-46045 discloses various alkali-soluble resins having a cyclic aliphatic hydrocarbon skeleton and a maleic anhydride unit. Further, JP-A-5-80515 discloses a copolymer of norbornene and an acrylic acid ester protected with an acid-decomposable group, JP-A-4-39665, JP-A-5-265212, JP-A-5-80515, JP-A-7-234511 discloses a copolymer having an adamantane skeleton in a side chain, and JP-A-7-252324
In JP-A-9-221526, a compound in which an aliphatic cyclic hydrocarbon group having a carbon number of 7 to 12 having a bridged cyclic hydrocarbon group is linked to a side chain of a polymer, for example, tricyclo [5.2. 1.0
2.6 ] decane dimethylene group, tricyclo [5.2.1.0 2.6 ]
A decanediyl group, a norbornanediyl group, a norbornanedimethyl group and an adamantanediyl group are disclosed, and JP-A-7-199467 discloses a tricyclodecanyl group, a dicyclopentenyl group, a dicyclopentenyloxyethyl group, a norbornyl group, a cyclohexyl group. Are linked to the side chain of the polymer.

【0007】さらに特開平9-325498号にはシクロヘキサ
ン及びイソボルニル骨格を主鎖に有する重合体が開示さ
れ、さらに特開平9-230595号、特開平9-244247号、特開
平10-10739号、WO97-33198、EP794458、EP789278
号にはジシクロオレフィン等の各種環状オレフィン類が
主鎖に導入された重合体が開示され、特開平8-82925
号、特開平9-230597号にはテルペノイド骨格の内、メン
チル基又はメンチル誘導体基を有する化合物が好ましい
ことが開示されている。
Further, JP-A-9-325498 discloses a polymer having a cyclohexane and isobornyl skeleton in the main chain. Further, JP-A-9-230595, JP-A-9-244247, JP-A-10-10739, WO97 -33198, EP794458, EP789278
Discloses a polymer in which various cyclic olefins such as dicycloolefin are introduced into the main chain, JP-A-8-82925
JP-A-9-230597 discloses that a compound having a menthyl group or a menthyl derivative group is preferable among terpenoid skeletons.

【0008】ところが以上のような技術でも、遠紫外線
露光用フォトレジスト組成物においては、ラインエッジ
ラフネスの性能に関して不充分な点が多く、改善が必要
とされていた。ここで、ラインエッジラフネスとは、レ
ジストのラインパターンと基板界面のエッジがレジスト
の特性に起因して、ライン方向と垂直な方向に不規則に
変動するために、パターンを真上から見たときにエッジ
が凸凹に見えることを言う。この凸凹がレジストをマス
クとするエッチング工程により転写され、電気特性を劣
化させる為歩留りを低下させる。特にレジストパターン
サイズがクオーターミクロン以下になるに伴い、ライン
エッジラフネスの改善の要求が高まってきているが、改
善の指針はこれまでほとんど開示されていなかった。さ
らにまた、半導体デバイスの微細化に伴い、疎密パター
ン依存性に対する改善の要求もますます高まってきてい
る。さらに、遠紫外線露光用の化学増幅レジストを用い
たリソグラフィにおいては、疎密パターン依存性(パタ
ーンの密な部分と疎な部分でのパターン形成性)に優れ
たフォトレジストの要求がますます高まっている。とこ
ろが、疎密パターン依存性を改良する手段は、遠紫外線
露光用の化学増幅レジストではこれまでほとんど開示さ
れていない。唯一、KrFエキシマレーザー用化学増幅レ
ジスト組成物にオルトエステル化合物を添加し疎密パタ
ーン依存性を改良することが特開平11−160876
号に開示されている程度である。
[0008] However, even with the above-mentioned techniques, the photoresist composition for exposure to far ultraviolet rays has many insufficiencies in line edge roughness performance, and there is a need for improvement. Here, the line edge roughness refers to the line pattern of the resist and the edge of the interface between the substrate and the edge of the resist that fluctuate irregularly in the direction perpendicular to the line direction due to the characteristics of the resist. The edge looks uneven. The unevenness is transferred by an etching process using a resist as a mask, and lowers the yield because the electrical characteristics are deteriorated. In particular, as the resist pattern size becomes smaller than quarter micron, there is an increasing demand for improvement in line edge roughness, but no guideline for improvement has been disclosed so far. Furthermore, with the miniaturization of semiconductor devices, there is an increasing demand for improvement in the pattern dependency. Furthermore, in lithography using chemically amplified resists for deep ultraviolet exposure, there is an increasing demand for photoresists that are highly dependent on dense and sparse patterns (pattern formation in dense and sparse parts of patterns). . However, a means for improving the dependency on the density pattern has not been disclosed so far in a chemically amplified resist for deep ultraviolet exposure. It is the only method disclosed in JP-A-11-160876 that an orthoester compound is added to a chemically amplified resist composition for a KrF excimer laser to improve the dense / dense pattern dependency.
To the extent disclosed in the issue.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、露光光源として、深紫外線、特にArFエキシマレ
ーザー光を用いた場合、ラインエッジラフネス、パター
ンの疎密依存性が改善され、更に反射防止膜を有する基
板を用いた場合、解像力、レジスト形状が優れる遠紫外
線露光用ポジ型感光性樹脂組成物を提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to improve the line edge roughness, the coarse / dense dependency of the pattern, and further prevent the reflection when deep ultraviolet light, particularly ArF excimer laser light, is used as the exposure light source. When a substrate having a film is used, it is an object to provide a positive photosensitive resin composition for deep ultraviolet exposure which is excellent in resolution and resist shape.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、ポジ型化
学増幅系におけるレジスト組成物の構成材料を鋭意検討
した結果、環状脂肪族炭化水素骨格を有し、酸の作用に
より分解してアルカリ可溶性となる重合体、活性光線又
は放射線の照射により酸を発生する化合物、特定の低分
子化合物、及び、フッ素系及び/又はシリコン系界面活
性剤を含有する組成物により、上記目的が達成されるこ
とを見出し本発明に至った。
Means for Solving the Problems The present inventors diligently studied constituent materials of a resist composition in a positive-type chemical amplification system. As a result, they have a cyclic aliphatic hydrocarbon skeleton, and are decomposed by the action of an acid. The above object is achieved by a composition containing an alkali-soluble polymer, a compound generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, a specific low-molecular compound, and a fluorine-based and / or silicon-based surfactant. This led to the present invention.

【0011】即ち、本発明の下記(1)〜(4)の構成
により、上記目的が達成される。 (1)(A)環状脂肪族炭化水素骨格を有し、酸の作用
により分解してアルカリ可溶性となる重合体、(B)活
性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物、
(C)下記一般式(I)又は(II)で表される化合物、及
び、(D)フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を
含有することを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
That is, the above objects are achieved by the following constitutions (1) to (4) of the present invention. (1) (A) a polymer having a cyclic aliphatic hydrocarbon skeleton and being decomposed by the action of an acid to become alkali-soluble, (B) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation,
A positive photosensitive resin composition comprising (C) a compound represented by the following general formula (I) or (II), and (D) a fluorine-based and / or silicon-based surfactant.

【化2】 Embedded image

【0012】(2)更に(E)酸捕捉剤として含窒素塩
基性化合物を含有することを特徴とする上記(1)に記
載のポジ型感光性樹脂組成物。 (3)分子量が2000以下であって、酸の作用により
分解し得る基を有し、アルカリ溶解性が酸の作用により
増大する低分子酸分解性化合物をさらに含有することを
特徴とする上記(1)又は(2)に記載のポジ型感光性
樹脂組成物。 (4)活性光線が220nm以下の遠紫外光であること
を特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載のポ
ジ型感光性樹脂組成物。
(2) The positive photosensitive resin composition according to the above (1), further comprising (E) a nitrogen-containing basic compound as an acid scavenger. (3) The above-mentioned (3), further comprising a low-molecular acid-decomposable compound having a molecular weight of 2000 or less, having a group decomposable by the action of an acid, and having an alkali solubility increased by the action of an acid. The positive photosensitive resin composition according to 1) or (2). (4) The positive photosensitive resin composition according to any one of (1) to (3) above, wherein the actinic ray is deep ultraviolet light having a wavelength of 220 nm or less.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明に使用する化合物に
ついて詳細に説明する。まず、本発明における環状脂肪
族炭化水素骨格構造を有する、酸の作用により分解しア
ルカリ可溶性となる重合体(重合体(A))としては、従来
知られているものを用いることができるが、その重合体
の具体例としては、例えば下記(a-1)〜(a-15)で 表され
るような主鎖に環状脂肪族炭化水素骨格単位を有し、酸
の作用により分解する基(酸分解性基ともいう)を有す
る重合体や、側鎖に環状脂肪族炭化水素骨格を有する下
記(b-1)〜(b-8)で表される繰り返し単位と、酸分解性基
を有する重合体を挙げることができる。また、下記(a-
1)〜(a-15)、(b-1)〜(b-8)で表される構造単位等の環状
脂肪族炭化水素骨格構造を有する構造単位は、本発明の
関わる重合体には必須であるが、下記(c-1)〜(c-4)で表
される構造単位を共重合成分として含んでもよい。尚、
重合体(A)は、露光光に対する透明性の点から芳香族基
を有しないものが好ましい。主鎖と側鎖の両方に環状脂
肪族炭化水素骨格を有する重合体でも構わない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the compounds used in the present invention will be described in detail. First, as the polymer having a cyclic aliphatic hydrocarbon skeleton structure in the present invention, which is decomposed by the action of an acid and becomes alkali-soluble (polymer (A)), a conventionally known polymer can be used. Specific examples of the polymer include a group having a cyclic aliphatic hydrocarbon skeleton unit in a main chain represented by the following (a-1) to (a-15) and decomposing by the action of an acid ( A polymer having a cyclic aliphatic hydrocarbon skeleton in the side chain or a repeating unit represented by the following (b-1) to (b-8), and an acid-decomposable group Polymers may be mentioned. In addition, the following (a-
1) to (a-15), structural units having a cyclic aliphatic hydrocarbon skeleton structure such as structural units represented by (b-1) to (b-8) are essential for the polymer according to the present invention. However, structural units represented by the following (c-1) to (c-4) may be contained as a copolymer component. still,
The polymer (A) preferably has no aromatic group from the viewpoint of transparency to exposure light. A polymer having a cyclic aliphatic hydrocarbon skeleton in both the main chain and the side chain may be used.

【0014】[0014]

【化3】 Embedded image

【0015】[0015]

【化4】 Embedded image

【0016】[0016]

【化5】 Embedded image

【0017】前記(a-1)〜(a-15)、(b-1)〜(b-8)で表さ
れる構造単位において、A、Bは各々独立に水素原子、
水酸基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、炭
素数が1〜10個の置換もしくは非置換の、アルキル基、
アルコキシ基又はアルケニル基を表し、AとBとが結合
して環を形成してもよい。X、Yは、各々独立に酸の作
用により分解する基を表す。前記式(b-1)〜(b-8)、(c-
1)〜(c-4)においてRは水素原子、メチル基等の炭素数
1〜3個のアルキル基を表す。Zは水素原子、炭素数が
1〜10の置換もしくは非置換のアルキル基、アルコキシ
カルボニル基もしくは酸の作用により分解する基を表
す。)
In the structural units represented by (a-1) to (a-15) and (b-1) to (b-8), A and B each independently represent a hydrogen atom,
Hydroxyl group, carboxyl group, alkoxycarbonyl group, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
Represents an alkoxy group or an alkenyl group, and A and B may combine to form a ring; X and Y each independently represent a group decomposed by the action of an acid. Formulas (b-1) to (b-8), (c-
In 1) to (c-4), R represents a hydrogen atom, a methyl group or other alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Z represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group, or a group decomposed by the action of an acid. )

【0018】上記において、アルコキシカルボニル基と
しては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル
基、ブトキシカルボニル基等が挙げられる。炭素数が1
〜10個のアルキル基としては、置換されていてもよい、
直鎖、分岐あるいは環状アルキル基が挙げられ、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、n−ブチル基、t−ブチル基、シクロペンチル基、
シクロヘキシル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエ
チル基等が挙げられる。炭素数が1〜10個のアルコキシ
基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−ブトキシ
基、t−ブトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基
等が挙げられる。炭素数が2〜10個のアルケニル基とし
ては、アリル基、ビニル基、2−プロペニル基等が挙げ
られる。AとBとが結合して形成する環としては、Aと
Bが結合して −C(=O)−O−C(=O)−、 −C(=O)−NH−C(=O)−、 −CH2 −C(=O)−O−C(=O)−、 等を形成して環となったものが挙げられる。
In the above, examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group and a butoxycarbonyl group. 1 carbon
~ 10 alkyl groups may be substituted,
A straight-chain, branched or cyclic alkyl group is mentioned, and specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, cyclopentyl group,
Examples include a cyclohexyl group, a hydroxymethyl group, and a hydroxyethyl group. Examples of the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, an n-butoxy group, a t-butoxy group, a propoxy group and an isopropoxy group. Examples of the alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms include an allyl group, a vinyl group, and a 2-propenyl group. As a ring formed by bonding A and B, A and B are bonded to form -C (= O) -OC (= O)-, -C (= O) -NH-C (= O ) -, -CH 2 -C (= O) -O-C (= O) -, or the like formed to a include those made with the ring.

【0019】酸の作用により分解する基としては、−
(CH2n −COORa基もしくは−(CH2n
OCORb基が挙げられる。ここでRaは、炭素数2〜
20個の炭化水素基を表し、その炭化水素基としては、
t−ブチル基、ノルボルニル基、シクロデカニル基等が
挙げられる。Rbとしては、テトラヒドロフラニル基、
テトラヒドロピラニル基、エトキシエチル基、イソプロ
ピルエチル基等のアルコキシエチル基、ラクトン基、又
はシクロヘキシロキシエチル基を表す。nは0又は1を
表す。
The group decomposed by the action of an acid includes-
A (CH 2 ) n —COORa group or — (CH 2 ) n
OCORb groups. Here, Ra has 2 to 2 carbon atoms.
Represents 20 hydrocarbon groups, and the hydrocarbon groups include:
Examples include a t-butyl group, a norbornyl group, and a cyclodecanyl group. Rb is a tetrahydrofuranyl group,
Represents an alkoxyethyl group such as a tetrahydropyranyl group, an ethoxyethyl group, an isopropylethyl group, a lactone group, or a cyclohexyloxyethyl group. n represents 0 or 1.

【0020】上記各基における更なる置換基としては、
ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基等が挙げられる。本
発明においては、重合体(A)に含有する環状脂肪族炭
化水素骨格としては、有橋構造を有するものが好まし
い。これにより、画像性能(レジストプロファイル、デ
フォーカスラチチュード等)が良好となる。このような
有橋環状脂肪族炭化水素骨格を有する繰り返し単位とし
ては、上記(a−2)、(a−5)、(a−7)から
(a−14)、(b−1)〜(b−3)、及び(b−
5)から(b−8)で示される繰り返し単位が挙げられ
る。
Further substituents in the above groups include:
Examples include a halogen atom, a cyano group, and a nitro group. In the present invention, the cyclic aliphatic hydrocarbon skeleton contained in the polymer (A) preferably has a bridged structure. Thereby, the image performance (registration profile, defocus latitude, etc.) is improved. Examples of the repeating unit having such a bridged cyclic aliphatic hydrocarbon skeleton include (a-2), (a-5), (a-7) to (a-14), (b-1) to (b-1). b-3) and (b-
5) to repeating units represented by (b-8).

【0021】上記式(a−1)〜(a−6)で示される
構造単位からなる重合体(A)は、例えば環状オレフィ
ン類をメタセシス触媒の存在下、有機溶媒中、あるいは
非有機溶媒中で開環重合し、引き続き水素化することに
よって得られる。開環(共)重合は、例えばW.L.Truett
ら;J.Am.Chem.Soc.,82,2337(1960)、A.Pacreau;Macromo
l.Chem.,188,2585(1987)、特開昭51-31800号、特開平1-
197460号、特開平2-42094号、EP−0789278号等に記載の
合成方法により容易に重合できる。ここで用いられるメ
タセシス触媒としては、例えば高分子学会編:高分子の
合成と反応(1),共立出版p375-381(1992)、特開昭49-779
99号に記載の化合物、具体的にはタングステン及び又は
モリブデン系などの遷移金属のハロゲン化合物と有機ア
ルミニウム化合物又はこれらと第三成分とからなる触媒
系を挙げることができる。
The polymer (A) comprising the structural units represented by the above formulas (a-1) to (a-6) can be prepared, for example, by subjecting a cyclic olefin to an organic solvent or a non-organic solvent in the presence of a metathesis catalyst. By ring-opening polymerization followed by hydrogenation. Ring-opening (co) polymerization is described, for example, by WLTruett.
J. Am. Chem. Soc., 82, 2337 (1960), A. Pacreau; Macromo
l. Chem., 188, 2585 (1987), JP-A-51-31800, JP-A-1-
It can be easily polymerized by the synthesis methods described in 197460, JP-A-2-42094, EP-0789278 and the like. Examples of the metathesis catalyst used here include, for example, edited by the Society of Polymer Science, Polymer Synthesis and Reaction (1), Kyoritsu Shuppan, p375-381 (1992), and JP-A-49-779.
No. 99, specifically, a catalyst system comprising a halogen compound of a transition metal such as tungsten and / or molybdenum and an organoaluminum compound or a combination thereof with a third component.

【0022】上記タングステン及びモリブデン化合物の
具体例としては、五塩化モリブデン、六塩化タングステ
ン及びタングステンオキシテトラクロライドが挙げら
れ、有機アルミニウム化合物としては、トリエチルアル
ミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシル
アルミニウム、ジエチルアルミニウムモノクロライド、
ジ−n−ブチルアルミニウムモノクロライド、エチルア
ルミニウムセスキクロライド、ジエチルアルミニウムモ
ノブトオキサイド及びトリエチルアルミニウム−水(モ
ル比1:0.5)が挙げられる。開環重合をおこなうに
あたり、上記タングステン又はモリブデン化合物1モル
に対する有機アルミニウム化合物の使用割合は0.5モ
ル以上が好ましい。触媒の重合活性等を向上させるため
の第三成分としては、水、過酸化水素、酸素含有有機化
合物、チッソ含有有機化合物、ハロゲン含有有機化合
物、リン含有有機化合物、硫黄含有有機化合物、金属含
有有機化合物が挙げられ、タングステン又はモリブデン
化合物1モルに対して5モル以下の割合で併用される。
単量体に対する触媒の使用割合は、それらの種類にもよ
るが通常、単量体100モルに対して0.1〜20モル
の割合で使用される。
Specific examples of the above-mentioned tungsten and molybdenum compounds include molybdenum pentachloride, tungsten hexachloride and tungsten oxytetrachloride, and examples of the organic aluminum compounds include triethylaluminum, triisobutylaluminum, trihexylaluminum, and diethylaluminum monochloride. Ride,
Di-n-butylaluminum monochloride, ethylaluminum sesquichloride, diethylaluminum monobutoxide and triethylaluminum-water (molar ratio 1: 0.5). In performing ring-opening polymerization, the use ratio of the organoaluminum compound to 1 mol of the tungsten or molybdenum compound is preferably 0.5 mol or more. Water, hydrogen peroxide, oxygen-containing organic compounds, nitrogen-containing organic compounds, halogen-containing organic compounds, phosphorus-containing organic compounds, sulfur-containing organic compounds, metal-containing organic Compounds are used in combination at a ratio of 5 mol or less to 1 mol of the tungsten or molybdenum compound.
The use ratio of the catalyst to the monomer depends on the kind thereof, but is usually used in a ratio of 0.1 to 20 mol per 100 mol of the monomer.

【0023】開環(共)重合における重合温度は−40℃
〜+150℃が好ましく、不活性ガス雰囲気中で行うの
が望ましい。使用される溶媒としては、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素;シクロ
ペンタン、シクロヘキサン等の脂環族炭化水素;ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;塩化メチ
レン、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエチ
レン、1−クロロプロパン、1−クロロブタン、1−ク
ロロペンタン、クロロベンゼン、ブロムベンゼン、o−
ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン等のハロゲン
化炭化水素;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等
のエーテル系化合物が挙げられる。
The polymerization temperature in the ring-opening (co) polymerization is -40.degree.
To + 150 ° C., preferably in an inert gas atmosphere. Examples of the solvent used include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane and octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; methylene chloride; 1-dichloroethane, 1,2-dichloroethylene, 1-chloropropane, 1-chlorobutane, 1-chloropentane, chlorobenzene, bromobenzene, o-
Halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene and m-dichlorobenzene; and ether compounds such as diethyl ether and tetrahydrofuran.

【0024】このような開環(共)重合により得られた重
合体を水素化することにより、本発明に用いられる重合
体(A)が得られる。水素化反応において用いられる触
媒は通常のオレフィン性化合物の水素添加反応に用いら
れている不均一触媒あるいは均一触媒を使用することが
できる。不均一触媒としては、例えばパラジウム、白
金、ニッケル、ルテニウム、ロジウムなどの貴金属触媒
をカーボン、シリカ、アルミナ、チタニアなどの担体に
担持させた固体触媒などが挙げられる。また均一触媒と
しては、例えばナフテン酸ニッケル/トリエチルアルミ
ニウム、ニッケルアセチルアセトナート/トリエチルア
ルミニウム、オクテン酸コバルト/n-ブチルリチウム、
チタノセンジクロリド/ジエチルアルミニウムモノクロ
リド、酢酸ロジウム、クロロトリス(トリフェニルホス
フィン)ロジウムなどのロジウム触媒を挙げることがで
きる。これらの触媒のうち、不均一触媒は、反応活性が
高く、反応後の触媒除去も容易であり、得られる重合体
が着色しないので好都合である。
By hydrogenating the polymer obtained by such ring-opening (co) polymerization, the polymer (A) used in the present invention is obtained. As a catalyst used in the hydrogenation reaction, a heterogeneous catalyst or a homogeneous catalyst used in a usual hydrogenation reaction of an olefinic compound can be used. Examples of the heterogeneous catalyst include a solid catalyst in which a noble metal catalyst such as palladium, platinum, nickel, ruthenium, and rhodium is supported on a carrier such as carbon, silica, alumina, and titania. As the homogeneous catalyst, for example, nickel naphthenate / triethylaluminum, nickel acetylacetonate / triethylaluminum, cobalt octenoate / n-butyllithium,
Rhodium catalysts such as titanocene dichloride / diethylaluminum monochloride, rhodium acetate and chlorotris (triphenylphosphine) rhodium can be mentioned. Of these catalysts, heterogeneous catalysts are advantageous because they have high reaction activity, facilitate removal of the catalyst after the reaction, and do not discolor the resulting polymer.

【0025】水素化反応は、常圧〜300気圧、好まし
くは3〜200気圧の水素ガス雰囲気下において、0〜
200℃、好ましくは20〜180℃で行うことができ
る。水素添加率は通常50%以上、好ましくは70%以
上、さらに好ましくは80%以上である。水素添加率が
50%未満の場合には、レジストの熱安定性や経時安定
性を悪化させるので好ましくない。
The hydrogenation reaction is carried out under a hydrogen gas atmosphere at normal pressure to 300 atm, preferably 3 to 200 atm.
It can be carried out at 200 ° C, preferably at 20 to 180 ° C. The hydrogenation rate is usually at least 50%, preferably at least 70%, more preferably at least 80%. If the hydrogenation rate is less than 50%, the thermal stability and the aging stability of the resist are undesirably deteriorated.

【0026】上記式(a−7)〜(a−15)で示され
る構造単位からなる重合体は、例えばフリーラジカル重
合開始剤の有効量の存在下に、環状脂肪族炭化水素モノ
マーのラジカル(共)重合により合成できる。具体的に
は、J.Macromol.Sci.Chem.A-5(3)491(1971)、同A-5(8)1
339(1971)、Polym.Lett.Vol.2,469(1964)、USP3143533
号、USP3261815号、USP3510461号、USP3793501号、USP3
703501号、特開平2-146045号記載の方法により合成でき
る。ラジカル(共)重合に用いられる好ましい開始剤は
2,2’−アゾビス(2−メチルプロパンニトリル)や
過酸化ベンゾイル,過酸化ジクミル等を挙げることがで
きる。開始剤の濃度は、単量体の総重量に対して、通常
0.01〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量%で
ある。重合温度は広範囲に変えられ、通常室温〜250
℃の範囲、好ましくは40〜200℃の範囲、さらに好
ましくは60〜160℃の範囲で重合が行われる。
The polymer composed of the structural units represented by the above formulas (a-7) to (a-15) can be prepared, for example, by reacting a radical (C) of a cyclic aliphatic hydrocarbon monomer in the presence of an effective amount of a free radical polymerization initiator. It can be synthesized by (co) polymerization. Specifically, J. Macromol.Sci.Chem.A-5 (3) 491 (1971), A-5 (8) 1
339 (1971), Polym. Lett. Vol. 2,469 (1964), USP3143533
No., USP3261815, USP3510461, USP3793501, USP3
The compound can be synthesized by the method described in JP-A-703501 and JP-A-2-46045. Preferred initiators used for radical (co) polymerization include 2,2'-azobis (2-methylpropanenitrile), benzoyl peroxide, dicumyl peroxide and the like. The concentration of the initiator is usually from 0.01 to 10% by weight, preferably from 0.1 to 5% by weight, based on the total weight of the monomers. The polymerization temperature can be varied over a wide range, usually from room temperature to 250
The polymerization is carried out in a temperature range of preferably from 40 to 200 ° C, more preferably from 60 to 160 ° C.

【0027】重合もしくは共重合は、有機溶剤中で行な
うのが好ましい。所定の温度で単量体を溶解し、また生
成重合体をも溶解する溶剤が好ましい。好ましい溶剤は
共重合する単量体の種類によつても変わるが、例えばト
ルエン等の芳香族炭化水素類;酢酸エチル等の脂肪族;
芳香族エステル類;テトラヒドロフラン等の脂肪族エー
テル類を挙げることができる。所定時間反応後、得られ
た重合体と未反応の単量体成分、溶剤等を分離する目的
で減圧蒸留、精製を行うのが好ましい。
The polymerization or copolymerization is preferably carried out in an organic solvent. A solvent that dissolves the monomer at a predetermined temperature and also dissolves the produced polymer is preferable. Preferred solvents vary depending on the type of monomers to be copolymerized, but are, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene; aliphatics such as ethyl acetate;
Aromatic esters; and aliphatic ethers such as tetrahydrofuran. After the reaction for a predetermined time, it is preferable to perform distillation under reduced pressure and purification for the purpose of separating the obtained polymer from unreacted monomer components, solvents and the like.

【0028】(b−1)〜(b−8)の構造単位を有す
る重合体、あるいは共重合成分(c−1)〜(c−4)
を含むものは、フリーラジカル開始剤の有効量存在下で
ラジカル(共)重合により合成できる。重合体(A)
中、環状脂肪族骨格を有する構造単位の含有量は、全構
造単位の10モル%以上が好ましく、より好ましくは2
0モル%以上、更に好ましくは30モル%以上である。
また、重合体(A)中、酸分解性基を有する構造単位の
含有量は、全構造単位の10〜90モル%であり、好ま
しくは15〜85モル%、更に好ましくは20〜80モ
ル%である。また、本発明に用いられる重合体中、(c
−1)〜(c−4)で表される単位等の他の共重合成分
の含有量は全単量体の繰り返し単位中3〜60モル%が
好ましく、より好ましくは5〜55モル%、更に好まし
くは10〜50モル%である。
Polymers having the structural units (b-1) to (b-8), or copolymer components (c-1) to (c-4)
Can be synthesized by radical (co) polymerization in the presence of an effective amount of a free radical initiator. Polymer (A)
In the above, the content of the structural unit having a cyclic aliphatic skeleton is preferably at least 10 mol% of all the structural units, and more preferably 2 mol% or more.
It is at least 0 mol%, more preferably at least 30 mol%.
In the polymer (A), the content of the structural unit having an acid-decomposable group is 10 to 90 mol%, preferably 15 to 85 mol%, more preferably 20 to 80 mol% of all the structural units. It is. Further, in the polymer used in the present invention, (c)
The content of other copolymerization components such as the units represented by -1) to (c-4) is preferably 3 to 60 mol%, more preferably 5 to 55 mol%, of the repeating units of all monomers. More preferably, it is 10 to 50 mol%.

【0029】重合体(A)は、重量平均分子量が150
0〜100000の範囲にあることが好ましく、さらに
好ましくは2000〜70000の範囲、特に好ましく
は3000〜50000の範囲である。分子量が150
0未満では耐ドライエッチング耐性,耐熱性,基板との
密着性が不十分であり、分子量が100000を越える
とレジスト感度が低下するため好ましくない。また、分
子量分布(Mw/Mn)は好ましくは1.0〜6.0、
より好ましくは1.0〜4.0であり小さいほど耐熱
性、画像性能(レジストプロファイル、デフォーカスラ
チチュード等)が良好となる。また、未反応のモノマー
が残存するとドライエッチング耐性が劣化したり、レジ
スト膜の透過率が低下するので好ましくない。未反応の
モノマーは、重合体中2重量%以下、好ましくは1重量
%以下である。なお、重合体(A)の重量平均分子量及
び分子量分布(Mw/Mn)は、屈折率検知器をつけた
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで、ポリスチ
レン換算値として測定される。
The polymer (A) has a weight average molecular weight of 150
It is preferably in the range of 0 to 100,000, more preferably in the range of 2000 to 70000, and particularly preferably in the range of 3000 to 50,000. Molecular weight 150
If the molecular weight is less than 0, the dry etching resistance, heat resistance, and adhesion to the substrate are insufficient, and if the molecular weight exceeds 100,000, the resist sensitivity is undesirably reduced. Further, the molecular weight distribution (Mw / Mn) is preferably 1.0 to 6.0,
The heat resistance and the image performance (resist profile, defocus latitude and the like) are more preferably 1.0 to 4.0, and the smaller the smaller, the better. Further, if unreacted monomer remains, it is not preferable because dry etching resistance is deteriorated and transmittance of the resist film is lowered. The amount of unreacted monomer is 2% by weight or less, preferably 1% by weight or less in the polymer. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polymer (A) are measured by gel permeation chromatography equipped with a refractive index detector in terms of polystyrene.

【0030】本発明のポジ型感光性樹脂組成物におい
て、重合体(A)の含有量は、固形分換算で、50〜9
9.7重量%、好ましくは70〜99重量%である。本
発明のポジ型感光性樹脂組成物は、重合体(A)以外
に、必要により他のポリマーを含有することができる。
他のポリマーの含有量は、重合体(A)100重量部あ
たり、好ましくは30重量部以下、より好ましくは20
重量部以下、更に好ましくは10重量部以下、特に好ま
しくは5重量部以下である。
In the positive photosensitive resin composition of the present invention, the content of the polymer (A) is from 50 to 9 in terms of solid content.
It is 9.7% by weight, preferably 70 to 99% by weight. The positive photosensitive resin composition of the present invention may contain, if necessary, other polymers in addition to the polymer (A).
The content of the other polymer is preferably 30 parts by weight or less, more preferably 20 parts by weight, per 100 parts by weight of the polymer (A).
It is at most 10 parts by weight, more preferably at most 10 parts by weight, particularly preferably at most 5 parts by weight.

【0031】本発明のポジ型感光性樹脂組成物が含有す
ることができる上記他のポリマーとして、本発明の脂環
式ポリマーと相溶するものであればよく、ポリp−ヒド
ロキシエチレン、水素化ポリp−ヒドロキシエチレン、
ノボラック樹脂等を挙げることができる。
The other polymer which can be contained in the positive photosensitive resin composition of the present invention may be any polymer which is compatible with the alicyclic polymer of the present invention, such as poly-p-hydroxyethylene, hydrogenated Poly p-hydroxyethylene,
Novolak resins and the like can be mentioned.

【0032】本発明で用いられる環状脂肪族炭化水素骨
格を有する重合体の好ましい具体例を示すが、本発明は
これらに限定されることはない。
Preferred specific examples of the polymer having a cyclic aliphatic hydrocarbon skeleton used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

【0033】[0033]

【化6】 Embedded image

【0034】[0034]

【化7】 Embedded image

【0035】[0035]

【化8】 Embedded image

【0036】[0036]

【化9】 Embedded image

【0037】[0037]

【化10】 Embedded image

【0038】[0038]

【化11】 Embedded image

【0039】[0039]

【化12】 Embedded image

【0040】[0040]

【化13】 Embedded image

【0041】[0041]

【化14】 Embedded image

【0042】次に、本発明のポジ型感光性樹脂組成物に
含有される活性光線の照射により分解して酸を発生する
化合物(以下、「(B)光酸発生剤」ともいう)について
説明する。本発明で使用される(B)光酸発生剤の例と
しては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の
光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、又は紫外線、
遠紫外線、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレ
ーザー光、電子線、X線、分子線、イオンビームなどに
より酸を発生するマイクロフォトレジストで公知の光酸
発生剤及びそれらの混合物を適宜に選択して使用するこ
とができる。なお、本発明においては、活性光線は、上
記した如く放射線を包含する広い概念で用いられる。
Next, the compound (hereinafter also referred to as "(B) photoacid generator") contained in the positive photosensitive resin composition of the present invention which decomposes upon irradiation with actinic rays to generate an acid will be described. I do. Examples of the photoacid generator (B) used in the present invention include a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for photoradical polymerization, a photodecolorant for dyes, a photochromic agent, or ultraviolet light.
Appropriately select well-known photoacid generators and their mixtures in microphotoresist generating acid by far ultraviolet rays, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, electron beam, X-ray, molecular beam, ion beam, etc. Can be used. In the present invention, the actinic ray is used in a broad concept including radiation as described above.

【0043】(B)光酸発生剤は、本発明のポジ型感光
性樹脂組成物に用いられる後述の有機溶剤に溶解するも
のであれば特に制限されないが、220nm以下の光で
酸を発生する光酸発生剤であることが好ましい。また、
単独でもしくは2種以上を組み合わせ用いてもよく、適
当な増感剤と組み合わせて用いてもよい。
The photoacid generator (B) is not particularly limited as long as it is soluble in the below-mentioned organic solvent used in the positive photosensitive resin composition of the present invention, but generates an acid with light of 220 nm or less. It is preferably a photoacid generator. Also,
They may be used alone or in combination of two or more, or may be used in combination with a suitable sensitizer.

【0044】使用可能な(B)光酸発生剤の例として
は、例えばJ.Org.Chem.Vol.43,N0.15,3055(1978)に記載
のトリフェニルスルホニウム塩誘導体、及び特開平11-1
84090号及び特開平11-184091号に記載の他のオニウム塩
(スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、
ジアゾニウム塩、アンモニウム塩)も用いることができ
る。オニウム塩の具体例としては、ジフェニルヨードニ
ウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムピレンスル
ホネート、ジフェニルヨードニウムドデシルベンゼンス
ルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフレート、
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、ジフェニルヨード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ナフタレンスルホネー
ト、トリフェニルスルホニユムカンファースルホニウ
ム、(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(t−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、
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、(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、トリフェニルスルホ
ニウムノナフルオロブタンスルホネート等を挙げること
ができる。
Examples of usable (B) photoacid generators include, for example, triphenylsulfonium salt derivatives described in J. Org. Chem. Vol. 43, N0.15, 3055 (1978); -1
84090 and other onium salts described in JP-A-11-184091
(Sulfonium salt, iodonium salt, phosphonium salt,
Diazonium salts, ammonium salts) can also be used. Specific examples of onium salts include diphenyliodonium triflate, diphenyliodonium pyrene sulfonate, diphenyliodonium dodecylbenzenesulfonate, triphenylsulfonium triflate,
Triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium naphthalene sulfonate, triphenylsulfonyum camphorsulfonium, (4-methoxyphenyl) phenyliodonium trifluoromethanesulfonate, bis (t-butylphenyl) iodonium trifluoro Romethanesulfonate,
Examples include triphenylsulfonium hexafluorophosphate, (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, and triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate.

【0045】また、特開平3-103854号、特開平3-103856
号、特開平4-1210960号で示されるジアゾジスルホン類
やジアゾケトスルホン類、特開昭64-18143号、特開平2-
245756号に記載のイミノスルホネート類、特開平2-7127
0号に記載のジスルホン類も好適に用いることができ
る。更に、USP3849137号、特開昭63-26653号、特開昭62
-69263号、特開昭63-146038号、特開昭63-163452号、特
開昭62-153853号、特開昭63-146029号等に記載の光によ
り酸を発生する基をポリマーの主鎖もしくは側鎖に導入
した化合物も用いることができ、特開平7-25846号、特
開平7-28237号、特開平7-92675号、特開平8-27120号記
載の2−オキソシクロヘキシル基を有する脂肪族アルキ
ルスルホニウム塩類、及びN−ヒドロキシスクシンイミ
ドスルホネート類、さらにはJ.Photopolym.Sci.,Tech.,
Vol.7,No.3,423(1994)に記載のスルホニウム塩なども好
適に用いることができ、単独でもしくは2種以上の組み
合せで用いられる。これらの光酸発生剤のうち、特にオ
ニウム塩がレジストの感度、解像力の点で良好であり、
好ましく用いられる。
Further, JP-A-3-103854, JP-A-3-103856
Diazodisulfones and diazoketosulfones disclosed in JP-A-4-1210960, JP-A-64-18143, JP-A-2-
Iminosulfonates described in 245756, JP-A-2-7127
Disulfones described in No. 0 can also be suitably used. Further, USP 3849137, JP-A-63-26653, JP-A-62
-69263, JP-A-63-146038, JP-A-63-163452, JP-A-62-153853, JP-A-63-146029, etc. Compounds introduced into a chain or a side chain can also be used, and have a 2-oxocyclohexyl group described in JP-A-7-25846, JP-A-7-28237, JP-A-7-92675, and JP-A-8-27120. Aliphatic alkyl sulfonium salts, and N-hydroxysuccinimide sulfonates, and also J. Photopolym. Sci., Tech.,
The sulfonium salts described in Vol. 7, No. 3, 423 (1994) can also be suitably used, and they are used alone or in combination of two or more. Of these photoacid generators, onium salts are particularly good in terms of resist sensitivity and resolution,
It is preferably used.

【0046】これらの(B)光酸発生剤の含有量は、感
光性樹脂組成物の全重量(固形分)を基準として、通常
0.001〜40重量%、好ましくは0.01〜20重
量%、更に好ましくは0.1〜15重量%、特に好まし
くは0.5〜10重量%である。(B)光酸発生剤の量
が0.001重量%より少ないと感度が低くなる場合が
あり、40重量%より多いとレジストの光吸収が高くな
りすぎプロファイルの劣化やプロセスマージン、特にベ
ークマージンが狭くなる場合があり好ましくない。
The content of the photoacid generator (B) is usually 0.001 to 40% by weight, preferably 0.01 to 20% by weight, based on the total weight (solid content) of the photosensitive resin composition. %, More preferably 0.1 to 15% by weight, particularly preferably 0.5 to 10% by weight. (B) If the amount of the photoacid generator is less than 0.001% by weight, the sensitivity may be lowered. If the amount is more than 40% by weight, the light absorption of the resist becomes too high and the profile is deteriorated and the process margin, especially the bake margin is increased. May be narrow, which is not preferable.

【0047】次に本発明のポジ型感光性樹脂組成物に含
有される(C)上記一般式(I)又は(II)で表される
化合物について説明する。一般式(I)において、R1
びR2は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、置換
基を有していてもよいフェニル基を表す。炭素数1〜4
のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、
直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基等が挙
げられる。フェニル基が有してもよい置換基としては、
アルキル基、フルオロアルキル基、アルコキシ基、アシ
ル基、ハロゲン原子、水酸基などが挙げられるが、好ま
しくは、炭素数4以下である。R1及びR2は、水素原
子、メチル基、フェニル基が好ましい。
Next, the compound (C) represented by the general formula (I) or (II) contained in the positive photosensitive resin composition of the present invention will be described. In the general formula (I), R 1 and R 2 represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group which may have a substituent. C 1-4
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group,
A straight-chain or branched propyl group, a straight-chain or branched butyl group and the like can be mentioned. As the substituent that the phenyl group may have,
Examples thereof include an alkyl group, a fluoroalkyl group, an alkoxy group, an acyl group, a halogen atom, and a hydroxyl group, and preferably have 4 or less carbon atoms. R 1 and R 2 are preferably a hydrogen atom, a methyl group or a phenyl group.

【0048】R3及びR4は、ハロゲン原子、炭素数1〜
4のアルキル基、又はトリフルオロメチル基を表す。
l、mが2又は3のとき、複数のR3及びR4は同一でも
異なっていてもよい。R3及びR4は、メチル基、トリフ
ルオロメチル基が好ましい。l、mは、1が好ましい。
R 3 and R 4 each represent a halogen atom, a carbon number of 1 to
4 represents an alkyl group or a trifluoromethyl group.
When l and m are 2 or 3, a plurality of R 3 and R 4 may be the same or different. R 3 and R 4 are preferably a methyl group or a trifluoromethyl group. l and m are preferably 1.

【0049】一般式(I)で表される化合物の具体例と
しては、以下に示す化合物(C−1)〜(C−5)、ま
た、一般式(II)で表される化合物の具体例としては、以
下に示す化合物(C−6)及び(C−7)を挙げること
ができるが、これらに限定されるものではない。
Specific examples of the compound represented by the general formula (I) include the following compounds (C-1) to (C-5), and specific examples of the compound represented by the general formula (II) Examples thereof include the following compounds (C-6) and (C-7), but are not limited thereto.

【0050】[0050]

【化15】 Embedded image

【0051】[0051]

【化16】 Embedded image

【0052】本発明において、上記化合物(C)の添加
量は、組成物中の固形分を基準として、通常0.001
〜40重量%の範囲で用いられ、好ましくは0.01〜
20重量%、更に好ましくは0.05〜15重量%の範
囲で使用される。本発明の化合物(C)の添加量が、
0.001重量%より少ないとラインエッジラフネス、
疎密依存性の改良に十分効果がない場合がある。また添
加量が40重量%より多いとレジストのプロファイルが
悪化したり、プロセスマージンが狭くなる場合があり好
ましくない。上記化合物(C)の合成方法は公知であ
り、市販されているものを用いることができる。
In the present invention, the amount of the compound (C) to be added is usually 0.001 based on the solid content in the composition.
Used in a range of from 40 to 40% by weight, preferably from 0.01 to 40% by weight.
It is used in an amount of 20% by weight, more preferably 0.05 to 15% by weight. When the addition amount of the compound (C) of the present invention is
If less than 0.001% by weight, line edge roughness,
There is a case where the effect of improving the density dependency is not sufficiently effective. On the other hand, if the addition amount is more than 40% by weight, the profile of the resist may be deteriorated or the process margin may be narrowed, which is not preferable. The method for synthesizing the compound (C) is known, and a commercially available method can be used.

【0053】次に本発明のポジ型感光性樹脂組成物に含
有される(D)フッ素系及び/又はシリコン系界面活性
剤について説明する。本発明の感光性樹脂組成物には、
フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤及びフッ素
原子とケイ素原子含有界面活性剤のいずれか、あるいは
これらを二種以上を含有することができる。これらの界
面活性剤として、例えば特開昭62-36663号、特開61-226
746号、特開昭61-226745号、特開昭62-170950号、特開
昭63-34540号、特開平7-230165号、特開平8-62834号、
特開平9-54432号、特開平9-5988号、特開2000-162768
号、特開2000-122289号、米国特許5405720号、米国特許
5360692号、米国特許5529881号、米国特許5296330号、
米国特許5436098号、米国特許5576143号、米国特許5296
143号、米国特許5294511号、及び、米国特許5824451号
記載記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の
界面活性剤をそのまま用いることもできる。使用できる
市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF3
03、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友
スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F
189、R08(大日本インキ(株)製)、サーフロンS−38
2、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)
製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル社製)等
のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を挙げるこ
とができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信
越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用
いることができる。
Next, the fluorine-based and / or silicon-based surfactant (D) contained in the positive photosensitive resin composition of the present invention will be described. In the photosensitive resin composition of the present invention,
Any of a fluorine-based surfactant, a silicon-based surfactant, a surfactant containing a fluorine atom and a silicon atom, or two or more of these surfactants can be contained. As these surfactants, for example, JP-A-62-36663, JP-A-61-226
No. 746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950, JP-A-63-34540, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834,
JP 9-54432, JP 9-5988, JP 2000-162768
No., JP-A-2000-122289, U.S. Pat.
No. 5360692, U.S. Pat.No. 5,529,881, U.S. Pat.
US Patent No. 5436098, US Patent No. 5576143, US Patent No. 5296
No. 143, US Pat. No. 5,294,511, and US Pat. No. 5,824,451. The following surfactants can be used as they are. Commercially available surfactants that can be used, for example, F-top EF301, EF3
03, (Shin-Akita Chemical Co., Ltd.), Florado FC430, 431 (Sumitomo 3M), MegaFac F171, F173, F176, F
189, R08 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Surflon S-38
2, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.)
And Troysol S-366 (manufactured by Troy Chemical Co., Ltd.). Also, polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can be used as a silicon-based surfactant.

【0054】(D)界面活性剤の配合量は、本発明の組成
物中の固形分100重量部当たり、通常0.001重量
部〜2重量部、好ましくは0.003重量部〜0.10
重量部である。これらの界面活性剤は1種単独であるい
は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(D) The amount of the surfactant is usually 0.001 to 2 parts by weight, preferably 0.003 to 0.10 parts by weight, per 100 parts by weight of the solids in the composition of the present invention.
Parts by weight. These surfactants can be used alone or in combination of two or more.

【0055】また、本発明においては、組成物中の(D)
界面活性剤に対する(A)重合体の重量割合((A)/(D))
が500〜20000の範囲であることが好ましく、よ
り好ましくは1000〜15000の範囲である。この
割合とすることにより、現像性や線幅再現性が向上し、
塗布膜厚の均一性が良好となる。本発明のポジ型感光性
樹脂組成物が、前記のラインエッジラフネス、パターン
の疎密依存性に対しなぜ特異的に優れるのかはよくわか
っていないが、(C)特定の低分子化合物の添加により
発現したものと思われる。
In the present invention, (D) in the composition
Weight ratio of (A) polymer to surfactant ((A) / (D))
Is preferably in the range of 500 to 20,000, more preferably in the range of 1,000 to 15,000. By adopting this ratio, developability and line width reproducibility are improved,
The uniformity of the applied film thickness is improved. It is not well understood why the positive photosensitive resin composition of the present invention is specifically superior in the line edge roughness and the pattern density dependence, but (C) it is manifested by adding a specific low molecular compound. It seems to have done.

【0056】次に本発明のポジ型感光性樹脂組成物に好
ましく使用することができる(E)酸捕捉剤について説
明する。酸捕捉剤としては、有機アミン、塩基性のアン
モニウム塩、塩基性のスルホニウム塩などが用いられ、
昇華やレジスト性能を劣化させないものであればよい。
これらの酸捕捉剤の中でも、有機アミンが画像性能が優
れる点で好ましい。例えば特開昭63-149640号、特開平5
-249662号、特開平5-127369号、特開平5-289322号、特
開平5-249683号、特開平5-289340号、特開平5-232706
号、特開平5-257282号、特開平6-242605号、特開平6-24
2606号、特開平6-266100号、特開平6-266110 号、特開
平6-317902号、特開平7-120929号、特開平7-146558号、
特開平7-319163号、特開平7-508840号、特開平7-333844
号、特開平7-219217号、特開平7-92678号、 特開平7-28
247号、特開平8-22120号、特開平8-110638号、特開平8-
123030号、特開平9-274312号、特開平9-166871号、特開
平9-292708号、特開平9-325496号、特表平7-508840号、
USP5525453号、USP5629134号、USP5667938号等に記載の
塩基性化合物を用いることができる。
Next, (E) an acid scavenger which can be preferably used in the positive photosensitive resin composition of the present invention will be described. Examples of the acid scavenger include organic amines, basic ammonium salts, basic sulfonium salts, and the like.
Any material that does not deteriorate sublimation or resist performance may be used.
Among these acid scavengers, organic amines are preferred because of their excellent image performance. For example, JP-A-63-149640, JP-A-5-149640
-249662, JP-A-5-127369, JP-A-5-289322, JP-A-5-249683, JP-A-5-289340, JP-A-5-232706
No., JP-A-5-257282, JP-A-6-242605, JP-A-6-24
No. 2606, JP-A-6-266100, JP-A-6-266110, JP-A-6-317902, JP-A-7-120929, JP-A-7-146558,
JP-A-7-319163, JP-A-7-508840, JP-A-7-333844
No., JP-A-7-219217, JP-A-7-92678, JP-A-7-28
No. 247, JP-A-8-22120, JP-A-8-110638, JP-A-8-
123030, JP-A-9-274312, JP-A-9-166871, JP-A-9-292708, JP-A-9-325496, JP-T-Hei 7-508840,
Basic compounds described in US Pat. No. 5,525,453, US Pat. No. 5,629,134, US Pat. No. 5,667,938 can be used.

【0057】酸捕捉剤としては、好ましくは、1,5−
ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−
ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,
4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、4−ジメ
チルアミノピリジン、1−ナフチルアミン、ピペリジ
ン、ヘキサメチレンテトラミン、イミダゾール類、ヒド
ロキシピリジン類、ピリジン類、4,4’−ジアミノジ
フェニルエーテル、ピリジニウムp−トルエンスルホナ
ート、2,4,6−トリメチルピリジニウムp−トルエ
ンスルホナート、テトラメチルアンモニウムp−トルエ
ンスルホナート、及びテトラブチルアンモニウムラクテ
ート、トリエチルアミン、トリブチルアミン等が挙げら
れる。これらの中でも、1,5−ジアザビシクロ[4.
3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.
4.0]−7−ウンデセン、1,4−ジアザビシクロ
[2.2.2]オクタン、4−ジメチルアミノピリジ
ン、1−ナフチルアミン、ピペリジン、ヘキサメチレン
テトラミン、イミダゾール類、ヒドロキシピリジン類、
ピリジン類、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、
トリエチルアミン、トリブチルアミン等の有機アミンが
好ましい。
As the acid scavenger, preferably, 1,5-
Diazabicyclo [4.3.0] -5-nonene, 1,8-
Diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,
4-diazabicyclo [2.2.2] octane, 4-dimethylaminopyridine, 1-naphthylamine, piperidine, hexamethylenetetramine, imidazoles, hydroxypyridines, pyridines, 4,4'-diaminodiphenyl ether, pyridinium p-toluene Sulfonate, 2,4,6-trimethylpyridinium p-toluenesulfonate, tetramethylammonium p-toluenesulfonate, and tetrabutylammonium lactate, triethylamine, tributylamine and the like can be mentioned. Among these, 1,5-diazabicyclo [4.
3.0] -5-Nonene, 1,8-diazabicyclo [5.
4.0] -7-undecene, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, 4-dimethylaminopyridine, 1-naphthylamine, piperidine, hexamethylenetetramine, imidazoles, hydroxypyridines,
Pyridines, 4,4′-diaminodiphenyl ether,
Organic amines such as triethylamine and tributylamine are preferred.

【0058】酸捕捉剤の含有量は、感光性樹脂組成物
(固形分)100重量部に対し、通常、0.001〜1
0重量部、好ましくは0.001〜5重量部、より好ま
しくは0.001〜0.5重量部である。0.001重
量部未満では酸捕捉剤の添加効果が十分得られない。一
方、10重量部を越えると感度の低下や非露光部の現像
性が著しく悪化する傾向がある。酸捕捉剤は、1種単独
であるいは2種以上を組み合わせて用いることができ
る。
The content of the acid scavenger is usually from 0.001 to 1 based on 100 parts by weight of the photosensitive resin composition (solid content).
0 parts by weight, preferably 0.001 to 5 parts by weight, more preferably 0.001 to 0.5 parts by weight. If the amount is less than 0.001 part by weight, the effect of adding the acid scavenger cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if it exceeds 10 parts by weight, the sensitivity tends to decrease and the developability of the unexposed part tends to be remarkably deteriorated. The acid scavengers can be used alone or in combination of two or more.

【0059】本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、必要
に応じて、(F)分子量が2000以下であって、酸の
作用により分解し得る基を有し、アルカリ溶解性が酸の
作用により増大する低分子酸分解性化合物を含むことが
できる。例えばProc.SPIE,2724, 355(1996)、特開平8-1
5865号、USP5310619号、USP−5372912号、J.Photopoly
m.Sci.,Tech.,Vol.10,No.3,511(1997))に記載されてい
る酸分解性基を含有する、コール酸誘導体、デヒドロコ
ール酸誘導体、デオキシコール酸誘導体、リトコール酸
誘導体、ウルソコール酸誘導体、アビエチン酸誘導体等
の脂環族化合物、酸分解性基を含有するナフタレン誘導
体などの芳香族化合物を上記低分子酸分解性化合物とし
て用いることができる。さらに、特開平6-51519号記載
の低分子の酸分解性溶解阻止化合物も220nmの透過
性を悪化させないレベルの添加範囲で用いることもでき
るし、1,2−ナフトキノンジアジト化合物も使用でき
る。本発明の感光性樹脂組成物に上記低分子酸分解性溶
解阻止化合物を使用する場合、その含有量は感光性樹脂
組成物の100重量部(固形分)を基準として、通常0.
5〜50重量部の範囲で用いられ、好ましくは0.5〜
40重量部、更に好ましくは0.5〜30重量部、特に
好ましくは0.5〜20.0重量部の範囲で使用され
る。
The positive photosensitive resin composition of the present invention may have, if necessary, (F) a molecular weight of 2,000 or less, a group which can be decomposed by the action of an acid, and an alkali-solubility which is not affected by the action of an acid. Can be included. For example, Proc.SPIE, 2724, 355 (1996), JP-A-8-1
No. 5865, USP5310619, USP-5372912, J. Photopoly
m.Sci., Tech., Vol. 10, No. 3, 511 (1997)) containing an acid-decomposable group, cholic acid derivative, dehydrocholic acid derivative, deoxycholic acid derivative, lithocholic acid derivative, Alicyclic compounds such as ursocholic acid derivatives and abietic acid derivatives, and aromatic compounds such as naphthalene derivatives containing an acid-decomposable group can be used as the low-molecular acid-decomposable compounds. Further, a low-molecular acid-decomposable dissolution inhibiting compound described in JP-A-6-51519 can be used in an addition range that does not deteriorate the transmittance at 220 nm, and a 1,2-naphthoquinonediazide compound can also be used. When the low-molecular acid-decomposable dissolution-inhibiting compound is used in the photosensitive resin composition of the present invention, the content thereof is usually 0.1% based on 100 parts by weight (solid content) of the photosensitive resin composition.
It is used in the range of 5 to 50 parts by weight, preferably 0.5 to 50 parts by weight.
It is used in an amount of 40 parts by weight, more preferably 0.5 to 30 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 20.0 parts by weight.

【0060】本発明のポジ型感光性樹脂組成物には、必
要に応じて、さらに現像液に対する溶解促進性化合物、
ハレーション防止剤、可塑剤、上記以外の界面活性剤、
光増感剤、接着助剤、架橋剤、光塩基発生剤等を含有す
ることができる。
The positive photosensitive resin composition of the present invention may further contain, if necessary, a compound capable of accelerating dissolution in a developer.
Antihalation agent, plasticizer, surfactant other than the above,
A photosensitizer, an adhesion aid, a crosslinking agent, a photobase generator and the like can be contained.

【0061】本発明で使用できる現像液に対する溶解促
進性化合物の例としては、例えば特開平3-206458号記載
のフェノール性水酸基を2個以上含有する化合物、1−
ナフトールなどのナフトール類又はカルボキシル基を1
個以上有する化合物、カルボン酸無水物、スルホンアミ
ド化合物やスルホニルイミド化合物、特開2000−2
58782号記載のカルボキシル基を有する有橋環式化
合物などの分子量1000以下の低分子化合物等を挙げ
ることができる。これらの溶解促進性化合物の配合量と
しては、組成物全重量(固形分)に対して、好ましくは3
0重量%以下、より好ましくは20重量%以下である。
Examples of the compound capable of accelerating dissolution in a developer which can be used in the present invention include compounds having two or more phenolic hydroxyl groups described in JP-A-3-206458,
Naphthols such as naphthol or carboxyl group
Compound, carboxylic anhydride, sulfonamide compound or sulfonylimide compound, JP-A-2000-2
Low molecular weight compounds having a molecular weight of 1000 or less, such as a bridged cyclic compound having a carboxyl group described in No. 58782, and the like. The compounding amount of these dissolution promoting compounds is preferably 3 to the total weight (solid content) of the composition.
0% by weight or less, more preferably 20% by weight or less.

【0062】好適なハレーション防止剤としては、照射
する放射線を効率よく吸収する化合物が好ましく、フル
オレン、9−フルオレノン、ベンゾフェノンのような置
換ベンゼン類;アントラセン、アントラセン−9−メタ
ノール、アントラセン−9−カルボキシエチル、フェナ
ントレン、ペリレン、アジレンのような多環式芳香族化
合物などが挙げられる。なかでも、多環式芳香族化合物
が特に好ましい。これらのハレーション防止剤は基板か
らの反射光を低減し、レジスト膜内の多重反射の影響を
少なくさせることで、定在波改良の効果を発現する。
As a suitable antihalation agent, a compound that efficiently absorbs irradiation radiation is preferable, and substituted benzenes such as fluorene, 9-fluorenone, and benzophenone; anthracene, anthracene-9-methanol, and anthracene-9-carboxy. And polycyclic aromatic compounds such as ethyl, phenanthrene, perylene, and azylene. Among them, polycyclic aromatic compounds are particularly preferred. These antihalation agents exhibit the effect of improving the standing wave by reducing the reflected light from the substrate and reducing the effect of multiple reflection in the resist film.

【0063】本発明の感光性樹脂組成物の塗布性を改良
したり、現像性を改良する目的で、ノニオン系界面活性
剤を併用することができる。併用できるノニオン系界面
活性剤として、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、
ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエ
チレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラ
ウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポ
リオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ソルビ
タンモノラウレート等が挙げられる。
For the purpose of improving the coating property of the photosensitive resin composition of the present invention and improving the developing property, a nonionic surfactant can be used in combination. As nonionic surfactants that can be used in combination, polyoxyethylene lauryl ether,
Examples thereof include polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, and sorbitan monolaurate.

【0064】また露光による酸発生率を向上させるため
に、光増感剤を添加することができる。好適な光増感剤
として、ベンゾフェノン、p,p'−テトラメチルジアミ
ノベンゾフェノン、2−クロロチオキサントン、アント
ロン、9−エトキシアントラセン、ピレン、フェノチア
ジン、ベンジル、ベンゾフラビン、アセトフェノン、フ
ェナントレン、ベンゾキノン、アントラキノン、1,2
−ナフトキノン等を挙げることができるが、これらに限
定されるものではない。これらの光増感剤は前記ハレー
ション防止剤としても使用可能である。
A photosensitizer may be added in order to increase the rate of acid generation upon exposure. Suitable photosensitizers include benzophenone, p, p'-tetramethyldiaminobenzophenone, 2-chlorothioxanthone, anthrone, 9-ethoxyanthracene, pyrene, phenothiazine, benzyl, benzoflavin, acetophenone, phenanthrene, benzoquinone, anthraquinone, , 2
-Naphthoquinone and the like, but are not limited thereto. These photosensitizers can also be used as the antihalation agent.

【0065】本発明の感光性樹脂組成物は、上記各成分
を溶解する溶媒に溶解した後、通常例えば孔径0.05
μm〜0.2μm程度のフィルターで濾過することによ
って溶液として調製される。ここで使用される溶媒とし
ては、例えばエチレングリコールモノエチルエーテルア
セテート、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、プロピ
レングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレング
リコールモノエチルエーテルアセテート、3−メトキシ
プロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチ
ル、β−メトキシイソ酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プ
ロピル、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸イ
ソアミル、乳酸エチル、トルエン、キシレン、酢酸シク
ロヘキシル、ジアセトンアルコール、N−メチルピロリ
ドン、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラク
トン、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラメチレン
スルホンなどが挙げられる。これらの溶媒は単独もしく
は組み合わせて用いられる。これらの溶剤のうち、前記
組成物に対する溶解性や基板への塗布性、保存安定性な
どの観点より、特に乳酸エチル、プロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコール
モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチル
エーテルプロピオネ ート、3-メトキシプロピオン酸メ
チル、3-エトキシプロピオン酸エチル、2-ヘプタノンか
ら選択される少なくとも1種の溶剤を全溶剤中70重量
%以上含有することが好ましい。また、溶媒に含まれる
水分はレジスト性能に影響するため、少ない方が好まし
い。
After the photosensitive resin composition of the present invention is dissolved in a solvent capable of dissolving each of the above-mentioned components, it is usually prepared, for example, with a pore size of 0.05.
It is prepared as a solution by filtering with a filter of about μm to 0.2 μm. Examples of the solvent used herein include ethylene glycol monoethyl ether acetate, cyclohexanone, 2-heptanone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, propylene glycol monoethyl ether acetate, and propylene glycol monoethyl ether acetate. -Methyl methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl β-methoxyisobutyrate, ethyl butyrate, propyl butyrate, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, isoamyl acetate, ethyl lactate, toluene, xylene, cyclohexyl acetate, diacetone alcohol, N -Methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, tetramethyl Lensulfone and the like. These solvents are used alone or in combination. Among these solvents, ethyl lactate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether propionate are particularly preferable from the viewpoints of solubility in the composition, coatability on a substrate, and storage stability. It is preferable that at least one solvent selected from methyl, 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, and 2-heptanone be contained in an amount of 70% by weight or more based on the total solvent. Further, since the water contained in the solvent affects the resist performance, it is preferable that the water content is small.

【0066】さらに本発明の感光性樹脂組成物は、メタ
ル等の金属不純物やクロルイオンなどの不純物成分を1
00ppb以下に低減しておくことが好ましい。これら
の不純物が多く存在すると、半導体デバイスを製造する
上で動作不良、欠陥、収率低下を招いたりするので好ま
しくない。
Further, the photosensitive resin composition of the present invention contains one or more metal impurities such as metal or an impurity component such as chlorine ion.
It is preferable to reduce it to 00 ppb or less. The presence of many of these impurities is not preferable because it causes operation failure, defects, and reduced yield in manufacturing a semiconductor device.

【0067】本発明の感光性樹脂組成物を基板上にスピ
ナー、コーター等の適当な塗布方法により塗布後、プリ
ベーク(露光前加熱)し、所定のマスクを通して220
nm以下の波長の露光光で露光し、PEB(露光後ベー
ク)を行い現像することにより良好なレジストパターン
を得ることができる。ここで用いられる基板としては半
導体装置その他の製造装置において通常用いられる基板
であればよく、例えばシリコン基板、ガラス基板、非磁
性セラミックス基板などが挙げられる。また、これらの
基板上にさらに必要に応じて追加の層、例えばシリコン
酸化物層、配線用金属層、層間絶縁膜、磁性膜、反射防
止膜層などが存在してもよく、また各種の配線、回路な
どが作り込まれていてもよい。さらにまた、これらの基
板はレジスト膜の密着性を高めるために、常法に従って
疎水化処理されていてもよい。適当な疎水化処理剤とし
ては、例えば1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジ
シラザン(HMDS)などが挙げられる。
After the photosensitive resin composition of the present invention is applied on a substrate by an appropriate application method such as a spinner or a coater, it is prebaked (pre-exposure heating) and passed through a predetermined mask.
A good resist pattern can be obtained by exposing with exposure light having a wavelength of nm or less, performing PEB (bake after exposure), and developing. The substrate used here may be a substrate usually used in a semiconductor device or other manufacturing apparatus, and examples thereof include a silicon substrate, a glass substrate, and a non-magnetic ceramic substrate. If necessary, additional layers such as a silicon oxide layer, a metal layer for wiring, an interlayer insulating film, a magnetic film, an antireflection film layer, and the like may be present on these substrates. , A circuit or the like may be built. Further, these substrates may be subjected to a hydrophobic treatment according to a conventional method in order to enhance the adhesion of the resist film. Suitable hydrophobizing agents include, for example, 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane (HMDS).

【0068】本発明は、反射防止膜を有する基板に対し
て特に効果的である。レジストの下層として用いられる
反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタ
ン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の
無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型の
いずれも用いることができる。前者は膜形成に真空蒸着
装置、CVD装置、スパッタリング装置等の設備を必要
とする。有機反射防止膜としては、例えば特公平7−6
9611号記載のジフェニルアミン誘導体とホルムアル
デヒド変性メラミン樹脂との縮合体、アルカリ可溶性樹
脂、吸光剤からなるものや、米国特許5294680号
記載の無水マレイン酸共重合体とジアミン型吸光剤の反
応物、特開平6−118631号記載の樹脂バインダー
とメチロールメラミン系熱架橋剤を含有するもの、特開
平6−118656号記載のカルボン酸基とエポキシ基
と吸光基を同一分子内に有するアクリル樹脂型反射防止
膜、特開平8−87115号記載のメチロールメラミン
とベンゾフェノン系吸光剤からなるもの、特開平8−1
79509号記載のポリビニルアルコール樹脂に低分子
吸光剤を添加したもの等が挙げられる。反射防止膜層の
一般的な厚みは、100nm〜3000nmである。
The present invention is particularly effective for a substrate having an antireflection film. As the antireflection film used as the lower layer of the resist, any of an inorganic film type such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, and amorphous silicon, and an organic film type including a light absorbing agent and a polymer material can be used. it can. The former requires equipment such as a vacuum deposition apparatus, a CVD apparatus, and a sputtering apparatus for film formation. As the organic antireflection film, for example, Japanese Patent Publication No. 7-6
No. 9611, consisting of a condensate of a diphenylamine derivative and a formaldehyde-modified melamine resin, an alkali-soluble resin, a light absorbing agent, and a reaction product of a maleic anhydride copolymer and a diamine type light absorbing agent described in US Pat. No. 5,294,680; No. 6,118,631 containing a resin binder and a methylolmelamine-based thermal crosslinking agent; Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-118656, an acrylic resin type antireflection film having a carboxylic acid group, an epoxy group and a light absorbing group in the same molecule; JP-A-8-87115, comprising a methylolmelamine and a benzophenone-based light-absorbing agent;
No. 79509 in which a low molecular weight light absorbing agent is added to a polyvinyl alcohol resin. The typical thickness of the anti-reflective coating layer is from 100 nm to 3000 nm.

【0069】また、有機反射防止膜として、ブリューワ
ーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV−4
0シリーズ、シプレー社製のAR−2、AR−3、AR
−5、AR−19、AR−25等の市販の有機反射防止
膜を使用することもできる。
As an organic antireflection film, DUV30 series manufactured by Brewer Science, DUV-4
0 series, Shipley AR-2, AR-3, AR
Commercially available organic antireflection films such as -5, AR-19 and AR-25 can also be used.

【0070】基板上に塗布されるレジスト膜厚は、約
0.1〜10μmの範囲が好ましく、ArF露光の場合
は、約0.1〜1.5μm厚が推奨される。基板上に塗
布されたレジスト膜は、約60〜160℃の温度で約3
0〜300秒間プリベークするのが好ましい。プリベー
クの温度が低く、時間が短かければレジスト膜中の残留
溶剤が相対的に多くなり、密着性が劣化するなどの弊害
を生じるので好ましくない。また、逆にプリベークの温
度が高く、時間が長ければ、感光性樹脂組成物のバイン
ダー、光酸発生剤などの構成成分が分解するなどの弊害
が生じるので好ましくない。
The thickness of the resist applied on the substrate is preferably in the range of about 0.1 to 10 μm. In the case of ArF exposure, the thickness is preferably about 0.1 to 1.5 μm. The resist film applied on the substrate is heated at a temperature of about 60 to 160 ° C. for about 3 hours.
Prebaking is preferably performed for 0 to 300 seconds. If the pre-baking temperature is low and the time is short, the amount of residual solvent in the resist film becomes relatively large, and adverse effects such as deterioration of adhesion are caused, which is not preferable. On the other hand, if the prebaking temperature is high and the time is long, adverse effects such as decomposition of components such as the binder and the photoacid generator of the photosensitive resin composition are not preferred.

【0071】プリベーク後のレジスト膜を露光する装置
としては市販の紫外線露光装置、X線露光装置、電子ビ
ーム露光装置、KrFエキシマ露光装置、ArFエキシ
マ露光装置、F2エキシマ露光装置等が用いられ、特に
本発明ではArFエキシマレーザーを露光光源とする装
置が好ましい。露光後ベークは酸を触媒とする保護基の
脱離を生じさせる目的や定在波を消失させる目的、酸発
生剤などを膜中に拡散させる目的等で行われる。この露
光後ベークは先のプリベークと同様にして行うことがで
きる。例えば、ベーキング温度は約60〜160℃、好
ましくは約90〜150℃である。
[0071] Commercially available UV exposure apparatus as the resist film to expose a device prebaked, X-rays exposure apparatus, an electron beam exposure apparatus, KrF excimer exposure apparatus, ArF excimer exposure system, F 2 excimer exposure apparatus or the like is used, Particularly, in the present invention, an apparatus using an ArF excimer laser as an exposure light source is preferable. The post-exposure bake is performed for the purpose of causing the elimination of the protecting group using an acid as a catalyst, for eliminating the standing wave, and for diffusing an acid generator or the like into the film. This post-exposure bake can be performed in the same manner as the previous pre-bake. For example, the baking temperature is about 60-160C, preferably about 90-150C.

【0072】本発明の感光性樹脂組成物の現像液として
は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウ
ム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ
類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン
類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第2ア
ミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の
第3アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノ
ールアミン等のアルコールアミン類、水酸化テトラメチ
ルアンモニウム(TMAH)、水酸化テトラエチルアン
モニウム(TEAH)、トリメチルヒドロキシメチルア
ンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチル
アンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチ
ルアンモニウムヒドロキシド等の第4級アンモニウム
塩、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−
[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシ
クロ−[4.3.0]−5−ノナン等の環状アミン類等
のアルカリ水溶液を使用することができる。
Examples of the developer for the photosensitive resin composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate and aqueous ammonia, and primary amines such as ethylamine and n-propylamine. , Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), water Quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium oxide (TEAH), trimethylhydroxymethylammonium hydroxide, triethylhydroxymethylammonium hydroxide, trimethylhydroxyethylammonium hydroxide, pyrrole, piperi Emissions, 1,8-diazabicyclo -
An aqueous alkaline solution such as a cyclic amine such as [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4.3.0] -5-nonane can be used.

【0073】更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール
類やケトン類などの親水性の有機溶剤やノニオン系や陰
イオン性界面活性剤及び陽イオン性界面活性剤や消泡剤
等を適当量添加しても使用することができる。これらの
添加剤は、レジストの性能を向上させる目的以外にも基
板との密着性を高めたり、現像液の使用量を低減させた
り、現像時の気泡に起因する欠陥を低減させる目的等で
アルカリ性水溶液に添加される。
Further, a suitable amount of a hydrophilic organic solvent such as alcohols or ketones, a nonionic or anionic surfactant, a cationic surfactant or an antifoaming agent may be added to the alkaline aqueous solution. Can be used. These additives may be used to improve the performance of the resist, increase the adhesion to the substrate, reduce the amount of developer used, or reduce defects caused by bubbles during development. Added to the aqueous solution.

【0074】[0074]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明がこれにより限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the present invention is limited thereto.

【0075】(1)合成例1〔前記した樹脂(1)(重
合体A)の合成〕ノルホ゛ルネン 、tert-ブチルアクリレート、無水マレイン酸を
モル比で40/20/40で反応容器に仕込み、メチル
エチルケトンに溶解し、固形分60%の溶液を調製し
た。これを窒素気流下60℃で加熱した。反応温度が安
定したところで和光純薬社製ラジカル開始剤V−601
を1mol%加え反応を開始させた。10時間加熱した後、
反応混合物をメチルエチルケトンで2倍に希釈した後、
大量のtert-ブチルメチルエーテルに投入し白色粉体を
析出させた。析出した粉体を濾過取り出しし、乾燥、目
的物である樹脂(1)を得た。得られた樹脂(1)のG
PCによる分子量分析を試みたところ、ポリスチレン換
算で15300(重量平均)であった。また、NMRス
ペクトルより樹脂(1)の組成は本発明のノルボルネン
/アクリル酸t−ブチルエステル/無水マレイン酸をモ
ル比で38/17/45であった。
(1) Synthesis Example 1 [Synthesis of Resin (1) (Polymer A)] Norphorene, tert-butyl acrylate, and maleic anhydride were charged into a reaction vessel at a molar ratio of 40/20/40, and methyl ethyl ketone was added. And a solution having a solid content of 60% was prepared. This was heated at 60 ° C. under a nitrogen stream. When the reaction temperature becomes stable, a radical initiator V-601 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Was added to start the reaction. After heating for 10 hours,
After diluting the reaction mixture twice with methyl ethyl ketone,
It was put into a large amount of tert-butyl methyl ether to precipitate a white powder. The precipitated powder was taken out by filtration and dried to obtain the target resin (1). G of the obtained resin (1)
When molecular weight analysis by PC was attempted, the result was 15,300 (weight average) in terms of polystyrene. From the NMR spectrum, the composition of the resin (1) was 38/17/45 in molar ratio of norbornene / t-butyl acrylate / maleic anhydride of the present invention.

【0076】(2)合成例2〔前記した樹脂1(重合体
B)の合成〕 2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート、ブチロ
ラクトンメタクリレート、40/60の割合(モル比)
で仕込み、テトラヒドロフランに溶解し、固形分濃度2
0%の溶液100mLを調製した。この溶液にV−65
(商品名、和光純薬製)を全モノマーモル数に対して2
mol%加え、これを窒素雰囲気下、2時間かけて55
℃に加熱したテトラヒドロフラン10mLに滴下した。
滴下終了後、反応液を6時間加熱、撹拌した。反応終了
後、反応液を室温まで冷却し、蒸留水3Lに晶析、析出
した白色粉体を回収した。C13NMRから求めた樹脂の
組成は、モル比で、41/59(2−メチル−2−アダ
マンチルメタクリレート/ブチロラクトンメタクリレー
ト)であった。また、GPC測定により求めたポリスチ
レン換算の重量平均分子量は12700であった。
(2) Synthesis Example 2 [Synthesis of Resin 1 (Polymer B)] 2-Methyl-2-adamantyl methacrylate, butyrolactone methacrylate, ratio of 40/60 (molar ratio)
, Dissolved in tetrahydrofuran, and solid content concentration 2
100 mL of a 0% solution was prepared. V-65 was added to this solution.
(Trade name, manufactured by Wako Pure Chemical Industries)
mol.
The solution was added dropwise to 10 mL of tetrahydrofuran heated to ° C.
After completion of the dropwise addition, the reaction solution was heated and stirred for 6 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, and white powder crystallized and precipitated in 3 L of distilled water was recovered. The composition of the resin determined from C 13 NMR was 41/59 (2-methyl-2-adamantyl methacrylate / butyrolactone methacrylate) in a molar ratio. The weight average molecular weight in terms of polystyrene determined by GPC measurement was 12,700.

【0077】(3)合成例3〔樹脂(16)(重合体
C)の合成〕 3−オキソ−1,1−ジメチルブタノールのメタクリル
酸エステルとシクロペンタジエンタジエンとの反応によ
り得られる下記構造のテトラシクロドデセン誘導体(1
−1)と無水マレイン酸の等モルの混合物をテトラヒド
ロフランに溶解し、固形分50%の溶液を調製した。こ
れを3つ口フラスコに仕込み、窒素気流下60℃で加熱
した。反応温度が安定したところで和光純薬社製ラジカ
ル開始剤V−60を5mol%加え反応を開始させた。
6時間加熱した後、反応混合物をテトラヒドロフランで
2倍に希釈した後、大量のヘキサンに投入し白色粉体を
析出させた。析出した粉体を濾過取り出しし、乾燥、目
的物である先に例示の樹脂(16)を得た。
(3) Synthesis Example 3 [Synthesis of Resin (16) (Polymer C)] The following structure, which is obtained by reacting methacrylic acid ester of 3-oxo-1,1-dimethylbutanol with cyclopentadientadienene, Tetracyclododecene derivative (1
An equimolar mixture of -1) and maleic anhydride was dissolved in tetrahydrofuran to prepare a solution having a solid content of 50%. This was charged into a three-necked flask and heated at 60 ° C. under a nitrogen stream. When the reaction temperature was stabilized, 5 mol% of a radical initiator V-60 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added to start the reaction.
After heating for 6 hours, the reaction mixture was diluted twice with tetrahydrofuran, and then poured into a large amount of hexane to precipitate a white powder. The precipitated powder was taken out by filtration, dried, and the resin (16) as an objective was obtained.

【0078】[0078]

【化17】 Embedded image

【0079】得られた樹脂(16)のGPCによる分子
量分析を試みたところ、ポリスチレン換算で6800
(重量平均)であった。また、NMRスペクトルより樹
脂16のテトラシクロドデセン繰り返し単位と無水マレ
イン酸繰り返し単位のモル比率は50/50であること
が判明した。
An attempt was made to analyze the molecular weight of the obtained resin (16) by GPC.
(Weight average). From the NMR spectrum, it was found that the molar ratio of the repeating unit of tetracyclododecene and the repeating unit of maleic anhydride in the resin 16 was 50/50.

【0080】(4)合成例4(重合体Dの合成) 300mLの反応容器に、メタクリル酸2−メチル−2−ア
ダマンチル20g、メタクリル酸3−ヒドロキシ−1−
アダマンチル10.1g及びα−メタクリロキシ−γ−
ブチロラクトン7.8g(50:25:25のモル比)で
仕込み、80gのメチルイソブチルケトンを加えて溶液
にした。そこに重合開始剤としてアゾイソブチロニトリ
ルを全モノマーに対して2.2モル%添加し、85℃で
8時間加熱、攪拌した。その後、反応液を1200gの
ヘプタンに注いで沈殿させた。その後精製を行い、重量
平均分子量が約4700の共重合体を得た。
(4) Synthesis Example 4 (Synthesis of Polymer D) In a 300 mL reaction vessel, 20 g of 2-methyl-2-adamantyl methacrylate and 3-hydroxy-1-methacrylate were added.
Adamantyl 10.1 g and α-methacryloxy-γ-
Butyrolactone was charged with 7.8 g (50:25:25 molar ratio), and 80 g of methyl isobutyl ketone was added to form a solution. Azoisobutyronitrile as a polymerization initiator was added in an amount of 2.2 mol% based on all monomers, and the mixture was heated and stirred at 85 ° C. for 8 hours. Thereafter, the reaction solution was poured into 1200 g of heptane to precipitate. Thereafter, purification was performed to obtain a copolymer having a weight average molecular weight of about 4700.

【0081】(5)合成例5(重合体Eの合成) 300mLの反応容器に、2−ノルボルネン4g、無水マレ
イン酸4.2g及びメタクリル酸2−メチル−2−アダ
マンチル20g(25:25:50のモル比)で仕込み、
60gのメチルイソブチルケトンを加えて溶液にした。
そこに重合開始剤としてアゾイソブチロニトリルを全モ
ノマーに対して2.2モル%添加し、90℃で8時間加
熱、攪拌した。その後、反応液を1200gのヘプタン
に注いで沈殿させた。その後精製を行い、重量平均分子
量が約6200の共重合体を得た。
(5) Synthesis Example 5 (Synthesis of Polymer E) 4 g of 2-norbornene, 4.2 g of maleic anhydride and 20 g of 2-methyl-2-adamantyl methacrylate (25:25:50) were placed in a 300 mL reaction vessel. ).
60 g of methyl isobutyl ketone were added to form a solution.
Azoisobutyronitrile as a polymerization initiator was added in an amount of 2.2 mol% based on all monomers, and the mixture was heated and stirred at 90 ° C. for 8 hours. Thereafter, the reaction solution was poured into 1200 g of heptane to precipitate. Thereafter, purification was performed to obtain a copolymer having a weight average molecular weight of about 6,200.

【0082】(6)合成例6(酸分解性低分子化合物a
の合成) コール酸122.7g(0.3モル)とチオニルクロラ
イド120mlの混合物を1時間還流した。過剰のチオ
ニルクロリドを除去し、得られた固体をテトラヒドロフ
ラン150mlに溶かし、カリウム−t−ブシトキシド
40g(0.35モル)を徐々に加え、反応混合物を6
時間還流した後、冷却し、水中に注いだ。得られた固体
を濾過して集め、水で洗い減圧下で乾燥した。この粗製
物をn−ヘキサンで再結晶し70%の収率でコール酸−
t−ブチル(下記式)を得た。
(6) Synthesis Example 6 (acid-decomposable low molecular weight compound a
Synthesis of 122.7 g (0.3 mol) of cholic acid and 120 ml of thionyl chloride were refluxed for 1 hour. Excess thionyl chloride was removed, the resulting solid was dissolved in 150 ml of tetrahydrofuran, 40 g (0.35 mol) of potassium tert-bucitoxide was gradually added, and the reaction mixture was added to 6 parts.
After refluxing for an hour, the mixture was cooled and poured into water. The resulting solid was collected by filtration, washed with water and dried under reduced pressure. The crude product was recrystallized from n-hexane to give cholic acid with a yield of 70%.
As a result, t-butyl (the following formula) was obtained.

【0083】[0083]

【化18】 Embedded image

【0084】[実施例1〜5及び比較例1〜3] 実施例1の感光性樹脂組成物の組成:下記組成から成る
感光性樹脂組成物を固形分濃度が約12%になるように混
合し、0.1μmのテフロン(登録商標)製ミクロフィルタ
ーで濾過し、ポジ型フォトレジストを調整した。 実施例1の感光性樹脂組成物の組成: 合成例1で得た重合体A 93.32重量部 酸発生剤:(PAG−1) 1.50 本発明の化合物:(C−2) 0.10 界面活性剤:(W−2) 0.030 酸補足剤:(N−1) 0.05 合成例6で得た酸分解性低分子化合物a 5.0 溶剤 :(S−1) 733.33
[Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3] Composition of photosensitive resin composition of Example 1: A photosensitive resin composition having the following composition was mixed so that the solid content concentration was about 12%. Then, the mixture was filtered through a 0.1 μm Teflon (registered trademark) microfilter to prepare a positive photoresist. Composition of the photosensitive resin composition of Example 1: 93.32 parts by weight of polymer A obtained in Synthesis Example 1 Acid generator: (PAG-1) 1.50 Compound of the present invention: (C-2) 0.10 Surfactant: ( W-2) 0.030 Acid scavenger: (N-1) 0.05 Acid-decomposable low-molecular compound a obtained in Synthesis Example 6 5.0 Solvent: (S-1) 733.33

【0085】 実施例2の感光性樹脂組成物の組成: 合成例2で得た重合体B 98.33重量部 酸発生剤:(PAG−1) 1.50 本発明の化合物:(C−3) 0.10 界面活性剤:(W−1) 0.020 酸補足剤:(N−2) 0.05 溶剤 :(S−2) 513.33 (S−3) 220.00Composition of the photosensitive resin composition of Example 2: 98.33 parts by weight of the polymer B obtained in Synthesis Example 2 Acid generator: (PAG-1) 1.50 Compound of the present invention: (C-3) 0.10 Surface activity Agent: (W-1) 0.020 Acid scavenger: (N-2) 0.05 Solvent: (S-2) 513.33 (S-3) 220.00

【0086】 実施例3の感光性樹脂組成物の組成: 合成例3で得た重合体C 97.68重量部 酸発生剤:(PAG−1) 1.00 (PAG−2) 1.00 本発明の化合物:(C−5) 0.20 界面活性剤:(W−1) 0.020 酸補足剤:(N-1) 0.10 溶剤 :(S−2) 513.33 (S−3) 220.00Composition of the photosensitive resin composition of Example 3: 97.68 parts by weight of the polymer C obtained in Synthesis Example 3 Acid generator: (PAG-1) 1.00 (PAG-2) 1.00 Compound of the present invention: (C-5) 0.20 Surfactant: (W-1) 0.020 Acid scavenger: (N-1) 0.10 Solvent: (S-2) 513.33 (S-3) 220.00

【0087】 実施例4の感光性樹脂組成物の組成: 合成例4で得た重合体D 97.37重量部 酸発生剤:(PAG−1) 1.50 (PAG−3) 0.50 本発明の化合物:(C−6) 1.00 界面活性剤:(W−3) 0.030 酸補足剤:(N−3) 0.10 溶剤 :(S−1) 513.33 (S−4) 220.00Composition of the photosensitive resin composition of Example 4: 97.37 parts by weight of the polymer D obtained in Synthesis Example 4 Acid generator: (PAG-1) 1.50 (PAG-3) 0.50 Compound of the present invention: (C -6) 1.00 Surfactant: (W-3) 0.030 Acid scavenger: (N-3) 0.10 Solvent: (S-1) 513.33 (S-4) 220.00

【0088】 実施例5の感光性樹脂組成物の組成: 合成例5で得た重合体E 94.59重量部 酸発生剤:(PAG−2) 2.00 本発明の化合物:(C−6) 0.30 界面活性剤:(W−2) 0.010 酸補足剤:(N−3) 0.10 合成例6で得た酸分解性低分子化合物a 3.0 溶剤 :(S−2) 696.66 (S−5) 36.67Composition of the photosensitive resin composition of Example 5: Polymer E obtained in Synthesis Example 5 94.59 parts by weight Acid generator: (PAG-2) 2.00 Compound of the present invention: (C-6) 0.30 Surface activity Agent: (W-2) 0.010 Acid scavenger: (N-3) 0.10 Acid-decomposable low molecular weight compound a3.0 obtained in Synthesis Example 6 Solvent: (S-2) 696.66 (S-5) 36.67

【0089】 比較例1の感光性樹脂組成物の組成: 合成例1で得た重合体A 98.42重量部 酸発生剤:(PAG−1) 1.50 界面活性剤:(W−2) 0.030 酸補足剤:(N−1) 0.05 溶剤 :(S−1) 733.33Composition of photosensitive resin composition of Comparative Example 1: 98.42 parts by weight of polymer A obtained in Synthesis Example 1 Acid generator: (PAG-1) 1.50 Surfactant: (W-2) 0.030 Acid scavenger : (N-1) 0.05 Solvent: (S-1) 733.33

【0090】 比較例2の感光性樹脂組成物の組成: 合成例2で得た重合体B 98.43重量部 酸発生剤:(PAG−1) 1.50 界面活性剤:(W−1) 0.020 酸補足剤:(N−2) 0.05 溶剤 :(S−2) 513.33 (S−3) 220.00Composition of photosensitive resin composition of Comparative Example 2: 98.43 parts by weight of polymer B obtained in Synthesis Example 2 Acid generator: (PAG-1) 1.50 Surfactant: (W-1) 0.020 Acid scavenger : (N-2) 0.05 Solvent: (S-2) 513.33 (S-3) 220.00

【0091】 比較例3の感光性樹脂組成物の組成: 合成例4で得た重合体D 98.37重量部 酸発生剤:(PAG−2) 1.50 界面活性剤:(W−3) 0.030 酸補足剤:(N−3) 0.10 溶剤 :(S−1) 513.33 (S−4) 220.00Composition of photosensitive resin composition of Comparative Example 3: 98.37 parts by weight of polymer D obtained in Synthesis Example 4 Acid generator: (PAG-2) 1.50 Surfactant: (W-3) 0.030 Acid scavenger : (N-3) 0.10 Solvent: (S-1) 513.33 (S-4) 220.00

【0092】上記実施例、比較例で使用された化合物の
記号は下記の通りである。 PAG−1:トリフェニルスルホニウムトリフレート PAG−2:トリフェニルスルホニウムノナフルオロブ
タンスルホネート PAG−3:ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン N−1:ヘキサメチレンテトラミン N−2:1.5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−
ノネン N−3:1.8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−
ウンデセン W−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業
(株)製)(フッ素系) W−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業
(株)製)(フッ素およびシリコン系) W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化
学工業(株)製)(シリコン系) S−1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート S−2:乳酸エチル S−3:エトキシエチルプロピオネート S−4:プロピレングリコールモノメチルエーテル S−5:プロピレンカーボネート 化合物(C−2)、(C−3)、(C−5)及び(C−
6)は、先に例示した化合物であり、東京化成(株)より
試薬として購入したものを用いた。
The symbols of the compounds used in the above Examples and Comparative Examples are as follows. PAG-1: triphenylsulfonium triflate PAG-2: triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate PAG-3: bis (phenylsulfonyl) diazomethane N-1: hexamethylenetetramine N-2: 1.5-diazabicyclo [4.3 .0] -5
Nonene N-3: 1.8-diazabicyclo [5.4.0] -7-
Undecene W-1: Megafac F176 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) (fluorine-based) W-2: Megafac R08 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) (fluorine and silicon-based) W-3 : Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (silicone) S-1: propylene glycol monomethyl ether acetate S-2: ethyl lactate S-3: ethoxyethyl propionate S-4: propylene glycol Monomethyl ether S-5: Propylene carbonate Compounds (C-2), (C-3), (C-5) and (C-
6) is a compound exemplified above, which was purchased as a reagent from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.

【0093】(画像評価法)ヘキサメチルジシラザン処
理を施したシリコン基板上に反射防止膜(Brewer Scien
ce製DUV-30)を60nmの膜厚で塗布し、190℃で硬化
させた。この反射防止膜上に、上記で得られた各ポジ型
フォトレジスト液をスピンコーター(東京エレクトロン
社製Mark8)により均一に塗布し、120℃で90秒間
ホットプレート上で加熱、乾燥を行い、0.30μmのレジ
スト膜を形成した。このレジスト膜をマスクを通してA
rFエキシマレーザー光で露光し、露光後直ぐに110
℃で90秒間ホットプレート上で加熱した。更に2.3
8重量%濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
水溶液で23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリ
ンスした後、スピン乾燥を行いレジストパターンを得
た。
(Image Evaluation Method) An anti-reflection film (Brewer Scien) was formed on a hexamethyldisilazane-treated silicon substrate.
ce DUV-30) was applied in a thickness of 60 nm and cured at 190 ° C. On the antireflection film, each of the positive photoresist solutions obtained above was uniformly applied by a spin coater (Mark 8 manufactured by Tokyo Electron Limited), and heated and dried on a hot plate at 120 ° C. for 90 seconds to obtain 0.30 μm. A μm resist film was formed. Using this resist film as a mask, A
Exposure with rF excimer laser light, immediately after exposure
Heated on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds. 2.3
The resist was developed with an 8% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at 23 ° C. for 60 seconds, rinsed with pure water for 30 seconds, and spin-dried to obtain a resist pattern.

【0094】得られたレジストパターンについて、感
度、解像性、ラインエッジラフネス、形状、疎密依存性
を下記手法により評価した。 〔感度〕マスクにおける0.15μmのラインパターン
を再現する最小露光量で示した。 〔解像性〕マスクの0.15μmのラインパターンを再
現する最小露光量により解像できるラインパターンの幅
(μm)、即ち、限界解像力を示す。 〔ラインエッジラフネス〕マスクにおける0.15μm
のラインパターンを再現する最小露光量により得られた
0.15μmのラインパターンの長手方向のエッジ5μ
mの範囲について、エッジがあるべき基準線からの距離
を(株)日立製作所製S−8840により50ポイント
測定し、標準偏差を求め、3σを算出した。値が小さい
ほど良好な性能であることを示す。 〔形状〕マスクにおける0.15μmのラインパターン
を再現する最小露光量により得られた0.15μmライ
ンパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡により観察し
た。矩形状のものを○とし、テーパー形状のものを×で
示した。ややテーパー状のものを△で示した。 [疎密依存性]マスクの0.15μmのラインパターン
を再現する最小露光量における0.15μmの孤立ライ
ンの線幅(μm)を表す。線幅が0.15μmに近いほど
疎密依存性が良好なことを表す。
The obtained resist pattern was evaluated for sensitivity, resolution, line edge roughness, shape, and density dependence by the following methods. [Sensitivity] The minimum exposure amount for reproducing a 0.15 μm line pattern on the mask was shown. [Resolution] The width of a line pattern that can be resolved with the minimum exposure amount that reproduces a 0.15 μm line pattern of the mask
(μm), that is, the critical resolution. [Line edge roughness] 0.15 μm in mask
5 μm in the longitudinal direction of a 0.15 μm line pattern obtained by the minimum exposure amount reproducing the line pattern
In the range of m, the distance from the reference line where the edge should be located was measured at 50 points by S-8840 manufactured by Hitachi, Ltd., the standard deviation was determined, and 3σ was calculated. The smaller the value, the better the performance. [Shape] The cross-sectional shape of the 0.15 μm line pattern obtained by the minimum exposure amount for reproducing the 0.15 μm line pattern on the mask was observed with a scanning electron microscope. A rectangular shape was indicated by ○, and a tapered shape was indicated by ×. A slightly tapered shape is indicated by a triangle. [Dependency on density] Represents the line width (μm) of a 0.15 μm isolated line at the minimum exposure amount for reproducing a 0.15 μm line pattern of a mask. The closer the line width is to 0.15 μm, the better the density dependency.

【0095】[0095]

【表1】 [Table 1]

【0096】上記表1に示すように、本発明のレジスト
組成物は、感度、解像力、ラインエッジラフネス、形
状、疎密依存性のいずれにおいても満足いく結果が得ら
れた。特にラインエッジラフネスについては、著しく良
好な結果である。
As shown in Table 1, the resist composition of the present invention showed satisfactory results in sensitivity, resolution, line edge roughness, shape, and density dependence. In particular, the line edge roughness is a remarkably good result.

【0097】[0097]

【発明の効果】本発明は、遠紫外光、特にArFエキシ
マレーザー光に好適で、ラインエッジラフネスが改善さ
れ、感度、解像力、レジスト形状、疎密依存性が優れた
ポジ型レジスト組成物を提供できる。
Industrial Applicability The present invention can provide a positive resist composition which is suitable for far ultraviolet light, particularly ArF excimer laser light, has improved line edge roughness, and is excellent in sensitivity, resolution, resist shape, and density dependence. .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 33/04 C08L 33/04 45/00 45/00 G03F 7/004 501 G03F 7/004 501 504 504 H01L 21/027 H01L 21/30 502R Fターム(参考) 2H025 AA02 AA03 AB16 AB20 AC04 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 CB08 CB41 CC04 CC20 DA34 FA17 4J002 BG041 BG051 BG071 BG081 BH021 BK001 CP032 EB106 EC047 ER008 EV296 FD206 FD312 GP03 HA05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C08L 33/04 C08L 33/04 45/00 45/00 G03F 7/004 501 G03F 7/004 501 504 504 H01L 21/027 H01L 21/30 502R F term (reference) 2H025 AA02 AA03 AB16 AB20 AC04 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 CB08 CB41 CC04 CC20 DA34 FA17 4J002 BG041 BG051 BG071 BG081 BH021 BK001 CP032 EB106 EB106 EB106 EC0347

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(A)環状脂肪族炭化水素骨格を有し、酸
の作用により分解してアルカリ可溶性となる重合体、
(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化
合物、(C)下記一般式(I)又は(II)で表される化合
物、及び、(D)フッ素系及び/又はシリコン系界面活
性剤を含有することを特徴とするポジ型感光性樹脂組成
物。 【化1】 (一般式(I)において、R1及びR2は、同一でも異なっ
ていてもよく、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、
又は置換基を有していてもよいフェニル基を表す。一般
式(I)及び(II)の各々において、R3及びR4は、同一で
も異なっていてもよく、ハロゲン原子、炭素数1〜4の
アルキル基又はトリフルオロメチル基を表す。l及びm
は、0〜3の整数を表す。)
(A) a polymer having a cyclic aliphatic hydrocarbon skeleton, which is decomposed by the action of an acid and becomes alkali-soluble;
(B) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, (C) a compound represented by the following general formula (I) or (II), and (D) a fluorine-based and / or silicon-based surfactant A positive-type photosensitive resin composition comprising: Embedded image (In the general formula (I), R 1 and R 2 may be the same or different, and include a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
Or a phenyl group which may have a substituent. In each of the general formulas (I) and (II), R 3 and R 4 may be the same or different and represent a halogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a trifluoromethyl group. l and m
Represents an integer of 0 to 3. )
【請求項2】更に(E)酸捕捉剤として含窒素塩基性化
合物を含有することを特徴とする請求項1に記載のポジ
型感光性樹脂組成物。
2. The positive photosensitive resin composition according to claim 1, further comprising (E) a nitrogen-containing basic compound as an acid scavenger.
【請求項3】分子量が2000以下であって、酸の作用
により分解し得る基を有し、アルカリ溶解性が酸の作用
により増大する低分子酸分解性化合物をさらに含有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のポジ型感光性
樹脂組成物。
3. A low molecular acid-decomposable compound having a molecular weight of 2,000 or less, having a group decomposable by the action of an acid, and having an alkali solubility increased by the action of an acid. The positive photosensitive resin composition according to claim 1.
【請求項4】 活性光線が220nm以下の遠紫外光で
あることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
ポジ型感光性樹脂組成物。
4. The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the actinic ray is deep ultraviolet light having a wavelength of 220 nm or less.
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WO2016124493A1 (en) 2015-02-02 2016-08-11 Basf Se Latent acids and their use

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