JP2002139834A - Pattern forming method, method for producing semiconductor device and photosensitive composition - Google Patents

Pattern forming method, method for producing semiconductor device and photosensitive composition

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JP2002139834A
JP2002139834A JP2000340380A JP2000340380A JP2002139834A JP 2002139834 A JP2002139834 A JP 2002139834A JP 2000340380 A JP2000340380 A JP 2000340380A JP 2000340380 A JP2000340380 A JP 2000340380A JP 2002139834 A JP2002139834 A JP 2002139834A
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pattern
acid structure
photosensitive composition
film
acetoxycarboxylic
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Koji Hattori
孝司 服部
Yoshiyuki Yokoyama
義之 横山
Hiroshi Shiraishi
洋 白石
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a negative type pattern free of swelling and excellent in resolution while having a chemical structure transparent in the far UV region including 193 nm wavelength of ArF excimer laser beam and having high dry etching resistance. SOLUTION: A reaction in which part or the whole of a γ- or δ- acetoxycarboxylic acid structure is converted into a lactone structure by an acid catalyzed reaction is used.

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、半導体装置等の製
造プロセスにおける微細加工技術である感光性組成物を
用いたマイクロリソグラフィプロセス、およびこのマイ
クロリソグラフィプロセスを含む半導体装置等の製造方
法に関する。さらに詳しくは、現用の紫外光源である高
圧水銀ランプやKrFエキシマレーザ等より短波長の線
源であるArFエキシマレーザ光等の波長220nm以
下の遠紫外線を用いた光リソグラフィプロセスに好適な
ネガ型のパタン形成方法および半導体装置の製造方法お
よびそれに用いる感光性組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microlithography process using a photosensitive composition, which is a fine processing technique in a manufacturing process of a semiconductor device or the like, and a method of manufacturing a semiconductor device or the like including the microlithography process. More specifically, a negative type suitable for a photolithography process using a deep ultraviolet light having a wavelength of 220 nm or less, such as an ArF excimer laser beam, which is a shorter wavelength light source than a high pressure mercury lamp or a KrF excimer laser, which is a current ultraviolet light source. The present invention relates to a pattern forming method, a method for manufacturing a semiconductor device, and a photosensitive composition used for the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体等の電子装置中にミクロンあるい
はサブミクロン単位の微細パタンを作り込むフォトリソ
グラフィ技術は、量産微細加工技術の中核を担ってき
た。最近の半導体装置の高集積化、高密度化の要求は、
微細加工技術に多くの進歩をもたらした。特に最小加工
寸法が露光波長に迫るのに伴い、高圧水銀ランプのg線
(436nm)、i線(365nm)からKrFエキシ
マレーザ(248nm)と、より短波長の光源を用いた
フォトリソグラフィ技術が開発されてきた。
2. Description of the Related Art A photolithography technique for forming a fine pattern on the order of microns or submicrons in an electronic device such as a semiconductor has played a central role in mass production fine processing technology. The recent demand for higher integration and higher density of semiconductor devices is
Many advances have been made in microfabrication technology. In particular, as the minimum processing size approaches the exposure wavelength, photolithography technology using a KrF excimer laser (248 nm) from g-line (436 nm) and i-line (365 nm) of a high-pressure mercury lamp and a shorter wavelength light source is developed. It has been.

【0003】これら露光波長の変更に応じて、フォトレ
ジストもそれぞれの波長に対応した材料が開発されてき
た。従来、これらの波長に適したフォトレジストでは、
各々感光剤あるいは感光機構は異なるが、いずれもフェ
ノール構造を有する樹脂あるいは高分子材料の水性アル
カリ可溶性を利用した水性アルカリ現像が工業的に利用
されてきた。これら樹脂あるいは高分子材料は必然的に
芳香環を多く含み、これはレジストパタン形成後のドラ
イエッチング工程でのエッチング耐性を高める化学構造
要素でもあった。
[0003] In response to these changes in the exposure wavelength, photoresists have been developed with materials corresponding to the respective wavelengths. Conventionally, in photoresists suitable for these wavelengths,
Although the sensitizer and the sensitizing mechanism are different from each other, aqueous alkali development utilizing aqueous alkali solubility of a resin or polymer material having a phenol structure has been industrially used. These resins or polymer materials inevitably contain a large amount of aromatic rings, which was also a chemical structural element for improving the etching resistance in a dry etching step after the formation of a resist pattern.

【0004】このようなフェノール構造を有する樹脂を
用いたネガ型レジストとしては、特開昭62−1640
45のような架橋型のものと、特開平4−165359
のような溶解阻害型のものがある。いずれの場合も膨潤
することなく、サブミクロンの微細パタン形成が可能で
ある。
A negative resist using such a resin having a phenol structure is disclosed in JP-A-62-1640.
45 and a cross-linking type such as JP-A-4-165359
And a dissolution inhibiting type such as In any case, a submicron fine pattern can be formed without swelling.

【0005】近年、最小加工寸法が0.25μmよりさ
らに小さい領域のリソグラフィ技術として、ArFエキ
シマレーザ(193nm)を光源に用いたフォトリソグ
ラフィへの期待が大きくなっている。しかし、この波長
は芳香環による吸収極大にあたり、従来工業的に利用さ
れてきたフェノール構造を主成分とするフォトレジスト
材料では、露光潜像を形成できる範囲がフォトレジスト
膜の極表面に限定され、水性アルカリ現像による微細レ
ジストパタンを形成することが困難であった。
In recent years, expectations for photolithography using an ArF excimer laser (193 nm) as a light source have increased as a lithography technique for a region having a minimum processing dimension smaller than 0.25 μm. However, this wavelength is the absorption maximum due to the aromatic ring, and in a photoresist material mainly containing a phenol structure which has been conventionally industrially used, the range in which an exposure latent image can be formed is limited to the extreme surface of the photoresist film. It was difficult to form a fine resist pattern by aqueous alkali development.

【0006】これに対して、この波長領域で透過率が高
く、かつドライエッチング耐性も高い種々のレジスト材
料が提案されている。ArFエキシマレーザの波長19
3nmを含む遠紫外線領域において透明で、ドライエッ
チング耐性をレジスト材料に付与できる化学構造とし
て、アダマンタン骨格の利用が特開平4−39665、
特開平5−265212に、同様にノルボルナン骨格の
利用が特開平5−80515、特開平5−257284
に開示されている。また、これらの構造に加え、トリシ
クロデカニル基等、脂環族構造一般が有効であることが
特開平7−28237、特開平8−259626に開示
されている。
On the other hand, various resist materials having high transmittance in this wavelength region and high dry etching resistance have been proposed. ArF excimer laser wavelength 19
As a chemical structure which is transparent in a far ultraviolet region including 3 nm and can impart dry etching resistance to a resist material, use of an adamantane skeleton has been disclosed in JP-A-4-39665.
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-265212 and 5-265212 similarly disclose the use of a norbornane skeleton.
Is disclosed. In addition to these structures, JP-A-7-28237 and JP-A-8-259626 disclose that an alicyclic structure such as a tricyclodecanyl group is generally effective.

【0007】ArFエキシマレーザの波長193nmを
含む遠紫外線領域で透明な化学構造を持った高分子で、
水性アルカリ現像を可能にしたレジスト材料に関して
は、特開平4−39665、特開平4−184345、
特開平4−226461、特開平5−80515等で開
示されているように、アクリル酸あるいはメタクリル酸
のカルボン酸構造を利用することが試みられている。こ
れらでは、水性アルカリ現像で現像液に溶解する部分の
可溶性を、アクリル酸あるいはメタクリル酸のカルボン
酸構造によっている。また、特開平8−259626に
はメタクリル酸エステル側鎖に導入された脂環族構造に
カルボン酸基を付与した高分子化合物が開示されてい
る。
A polymer having a transparent chemical structure in a far ultraviolet region including a wavelength of 193 nm of an ArF excimer laser,
With respect to the resist material which enables aqueous alkali development, JP-A-4-39665, JP-A-4-184345,
As disclosed in JP-A-4-226461 and JP-A-5-80515, attempts have been made to utilize the carboxylic acid structure of acrylic acid or methacrylic acid. In these, the solubility of the portion dissolved in the developing solution in aqueous alkali development depends on the carboxylic acid structure of acrylic acid or methacrylic acid. JP-A-8-259626 discloses a polymer compound in which a carboxylic acid group is added to an alicyclic structure introduced into a methacrylic ester side chain.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来、アルカリ可溶性
基として用いられてきたフェノール構造では、pKa=
10.0(フェノール)であるのに対して、これらカル
ボン酸構造では、pKa=4.8(酢酸)と値が低く、
酸性度が高い。したがって、それらをベース樹脂のアル
カリ可溶性基として用いる場合、一般に同じモル分率で
は、カルボン酸構造を有する樹脂の方が水性アルカリ中
での溶解速度が大きく、またカルボン酸構造を有する樹
脂は、フェノール構造を有する樹脂が溶けない低濃度の
アルカリ現像液中でも溶解する。
In the phenol structure conventionally used as an alkali-soluble group, pKa =
In contrast to 10.0 (phenol), these carboxylic acid structures have a low value of pKa = 4.8 (acetic acid),
High acidity. Therefore, when they are used as the alkali-soluble groups of the base resin, generally, at the same mole fraction, the resin having a carboxylic acid structure has a higher dissolution rate in an aqueous alkali, and the resin having a carboxylic acid structure is phenol. It dissolves even in a low-concentration alkaline developer in which the resin having the structure does not dissolve.

【0009】上記のようなカルボン酸を有する樹脂を用
いた場合、特開昭62−164045に見られるような
架橋剤を用いると、架橋した部分に酸性度が高いカルボ
ン酸が残存するために、そこにアルカリ現像液が浸潤
し、膨潤して微細パタンを形成できなくなるという欠点
があった。また、特開平4−165359に見られるよ
うに、露光で発生した酸によって溶解阻害作用のある化
合物が形成されるものを用いると、カルボン酸を有する
樹脂では溶解のコントラストがつかず、ネガ型レジスト
にならないという欠点があった。
When a resin having a carboxylic acid as described above is used, if a crosslinking agent as disclosed in JP-A-62-164045 is used, a carboxylic acid having a high acidity remains in a crosslinked portion. There was a drawback that the alkali developer infiltrated there and swelled to make it impossible to form a fine pattern. Further, as disclosed in JP-A-4-165359, when a compound having a dissolution inhibiting action is formed by an acid generated by exposure, a resin having a carboxylic acid does not provide a dissolution contrast, and a negative resist is used. There was a drawback that it did not become.

【0010】本発明の第1の目的は、水性アルカリ現像
液で微細パタンが膨潤することなく現像でき、カルボン
酸を有する材料のエステル化を用いた解像性能の優れた
ネガ型のパタン形成方法を提供することにある。本発明
の第2の目的は、そのようなパタン形成方法を用いた半
導体装置の製造方法を提供することである。さらに本発
明の第3の目的は、そのようなパタン形成方法や半導体
装置の製造方法に用いる感光性組成物を提供することに
ある。
A first object of the present invention is to provide a negative pattern forming method which can be developed without swelling of a fine pattern in an aqueous alkaline developer and which has excellent resolution performance by esterification of a material having a carboxylic acid. Is to provide. A second object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device using such a pattern forming method. Further, a third object of the present invention is to provide a photosensitive composition used in such a method for forming a pattern or a method for manufacturing a semiconductor device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の第1の目的を達成
するために、本発明のパタン形成方法は、 基体上にγ
−アセトキシカルボン酸構造またはδ−アセトキシカル
ボン酸構造を含む感光性組成物からなる塗膜を形成する
工程と、上記塗膜に所定のパタンの活性化学線を照射し
て、上記活性化学線の照射部分のカルボン酸構造をγ−
ラクトン構造またはδ−ラクトン構造に変化させる工程
とを有することを特徴とするものである。
In order to achieve the first object, a method for forming a pattern according to the present invention comprises the steps of:
-A step of forming a coating film made of a photosensitive composition containing an acetoxycarboxylic acid structure or a δ-acetoxycarboxylic acid structure, and irradiating the coating film with an actinic radiation of a predetermined pattern to irradiate the actinic radiation. Γ-
Changing to a lactone structure or a δ-lactone structure.

【0012】γ−またはδ−アセトキシカルボン酸構造
は、酸触媒反応によりγ−ラクトンまたはδ−ラクトン
構造に変化することで、水性アルカリ現像液に可溶性か
ら不溶性になる。その結果、水性アルカリによる現像で
ネガ型のパタンが形成される。生成したγ−ラクトンま
たはδ−ラクトン構造は、通常用いられているテトラア
ルキルアンモニウムヒドロキシド水溶液では加水分解さ
れず、現像中も安定である。なお酸触媒反応を起こすた
めの酸は、活性化学線の照射により酸を発生する酸発生
剤を用いることにより実現される。
The γ- or δ-acetoxycarboxylic acid structure changes from soluble to insoluble in an aqueous alkaline developer by changing to a γ-lactone or δ-lactone structure by an acid-catalyzed reaction. As a result, a negative pattern is formed by development with an aqueous alkali. The generated γ-lactone or δ-lactone structure is not hydrolyzed by a commonly used aqueous solution of tetraalkylammonium hydroxide and is stable during development. The acid for causing the acid-catalyzed reaction is realized by using an acid generator that generates an acid upon irradiation with actinic radiation.

【0013】上記活性化学線の照射により酸を発生する
化合物としては、トリフェニルスルホニウムトリフレー
トなどのオニウム塩、トリフルオロメタンスルホニルオ
キシナフチルイミドなどのスルホニルオキシイミド、ス
ルホン酸エステル等が挙げられるが、活性化学線、例え
ばArFエキシマレーザ等の照射により酸を発生するも
のであればよい。
Examples of the compound capable of generating an acid upon irradiation with the actinic radiation include onium salts such as triphenylsulfonium triflate, sulfonyloxyimides such as trifluoromethanesulfonyloxynaphthylimide, and sulfonate esters. Any material that generates an acid by irradiation with actinic radiation, for example, an ArF excimer laser or the like may be used.

【0014】上記のγ−アセトキシカルボン酸構造また
はδ−アセトキシカルボン酸構造はそれぞれ単独で用い
ることもできるし、あるいは両方が混在した状態で用い
ることができる。γ−アセトキシカルボン酸構造あるい
はδ−アセトキシカルボン酸構造では、酸触媒により脱
酢酸反応を起こし、分子内エステル化して5員環あるい
は6員環構造のラクトンを形成する。この反応で生成し
た酢酸は低分子であるため系外へ揮発する。その結果、
カルボン酸の数が大きく減少する。したがって、反応が
分子間で起き、しかもカルボン酸の数が露光部と未露光
部でほとんど変化しない架橋反応とは異なり、露光され
て不溶化する部分に現像液の浸透が起きにくく、従来技
術の問題点であった現像後のパタンの膨潤がない。
The above-mentioned γ-acetoxycarboxylic acid structure or δ-acetoxycarboxylic acid structure can be used alone or in a mixed state of both. In a γ-acetoxycarboxylic acid structure or a δ-acetoxycarboxylic acid structure, a deacetic acid reaction is caused by an acid catalyst, and esterification is performed intramolecularly to form a 5- or 6-membered lactone. The acetic acid generated by this reaction is low molecular and volatilizes out of the system. as a result,
The number of carboxylic acids is greatly reduced. Therefore, unlike the cross-linking reaction in which the reaction occurs between molecules and the number of carboxylic acids hardly changes between the exposed and unexposed parts, the penetration of the developer hardly occurs in the exposed and insolubilized parts, which is a problem of the prior art. There is no swelling of the pattern after development which was a point.

【0015】類似の構造としてγ−ヒドロキシ酸または
δ−ヒドロキシ酸構造もγ−ラクトンまたはδ−ラクト
ンを酸触媒反応により生じる。しかしながら、γ−ヒド
ロキシ酸またはδ−ヒドロキシ酸構造は溶液にした場
合、特に室温では安定性が低く、徐々にγ−ラクトンま
たはδ−ラクトン構造に変化するという欠点があった。
これに対して、γ−アセトキシカルボン酸構造またはδ
−アセトキシカルボン酸構造は、溶液中でも安定に存在
する。
As a similar structure, a γ-hydroxy acid or δ-hydroxy acid structure also generates γ-lactone or δ-lactone by an acid-catalyzed reaction. However, the γ-hydroxy acid or δ-hydroxy acid structure has a drawback that when it is made into a solution, it has low stability, especially at room temperature, and gradually changes to a γ-lactone or δ-lactone structure.
On the other hand, γ-acetoxycarboxylic acid structure or δ
The acetoxycarboxylic acid structure is stably present in solution.

【0016】本発明のパタン形成方法で用いられる上記
のカルボン酸構造は、つぎの化学式(1)または(2)
で示される化学構造であることが望ましい。ここで、式
中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8は、水素ま
たは炭素数1から10のアルキル基を表し、それらのア
ルキル基は互いにつながって環状アルキル基を形成して
いてもよい。また、式中R9、R10、R11は、水素、ま
たは炭素数1から3のアルキル基、またはハロゲンを表
す。また、特にR1とR3、またはR3とR5、またはR5
とR7のいずれかが環状アルキル基を形成している場合
は、構造的に、γ−ラクトンまたはδ−ラクトンの5員
環または6員環を形成しやすいのでより望ましい。
The carboxylic acid structure used in the pattern forming method of the present invention has the following chemical formula (1) or (2)
It is desirable that the chemical structure represented by Here, in the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , and R 8 represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the alkyl groups are connected to each other. May form a cyclic alkyl group. In the formula, R 9 , R 10 , and R 11 represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or halogen. Particularly, R 1 and R 3 , or R 3 and R 5 , or R 5
It is more preferable that any one of R 7 and R 7 form a cyclic alkyl group because a structurally easy formation of a 5- or 6-membered ring of γ-lactone or δ-lactone is possible.

【0017】[0017]

【化3】 Embedded image

【0018】[0018]

【化4】 Embedded image

【0019】さらに、少なくとも上記化学式(1)また
は(2)で示されるカルボン酸構造は、上記感光性組成
物を構成する膜形成成分に含まれることが望ましい。膜
形成成分としては、一般的には重量平均分子量1,00
0〜300,000程度の高分子化合物が挙げられる
が、高分子化合物でなくても、溶媒によって塗膜布が可
能であればよく、膜の形成が可能なオリゴマーや低分子
化合物であってもよい。なお上記カルボン酸構造が膜形
成成分に含まれる数は、その膜形成成分が用いる現像液
に可溶になる量以上であればよい。
Further, it is desirable that at least the carboxylic acid structure represented by the chemical formula (1) or (2) is contained in the film-forming component constituting the photosensitive composition. The film-forming component generally has a weight average molecular weight of 1,000.
A polymer compound having a molecular weight of about 0 to 300,000 may be mentioned. However, even if it is not a polymer compound, any solvent can be used as long as a coating film can be formed with a solvent, and an oligomer or a low molecular compound capable of forming a film may be used. Good. The number of the carboxylic acid structures contained in the film-forming component may be at least the amount at which the film-forming component becomes soluble in the developer used.

【0020】ここで、上記化学式(1)または(2)で
表されるカルボン酸構造が、高分子化合物に含まれ、し
かもそれが主鎖に直接含まれる場合、化学式(1)また
は(2)中のカルボン酸部分とアセトキシ基の部分が立
体的に遠くなり、ラクトン化の反応が起こりにくい場合
がある。これに対して化学式(1)または(2)で表さ
れるカルボン酸構造が側鎖に含まれた場合は、立体的に
そのカルボン酸部分とアセトキシ基の部分が遠くなりに
くいので、ラクトン化が容易に起こりやすく、高感度で
のパタン形成ができ、より望ましい。
Here, when the carboxylic acid structure represented by the chemical formula (1) or (2) is contained in the polymer compound and is directly contained in the main chain, the chemical formula (1) or (2) In some cases, the carboxylic acid portion and the acetoxy group portion are sterically distant from each other, and the lactonization reaction may not easily occur. On the other hand, when the carboxylic acid structure represented by the chemical formula (1) or (2) is contained in the side chain, the carboxylic acid portion and the acetoxy group portion are hardly distant from each other. This is more preferable because it easily occurs and a pattern can be formed with high sensitivity.

【0021】上記の膜形成成分あるいはそれを含む感光
性組成物は、さらに脂環式構造を含むことが望ましい。
脂環族構造としてはアダマンチル、ノルボルナン、トリ
シクロデカンやアンドロスタンの構造があげられる。こ
れらの構造は、ドライエッチング耐性が高く、遠紫外
光、特にArFエキシマレーザ光の波長領域で透明であ
ることから、そのような構造を含有させることにより、
透過率を低下させることなく、ドライエッチング耐性を
向上できる。
The above-mentioned film-forming component or the photosensitive composition containing the same preferably further contains an alicyclic structure.
Examples of the alicyclic structure include adamantyl, norbornane, tricyclodecane, and androstane structures. Since these structures have high dry etching resistance and are transparent in the wavelength region of far ultraviolet light, particularly ArF excimer laser light, by including such a structure,
Dry etching resistance can be improved without lowering the transmittance.

【0022】本発明に用いる活性化学線はとしては波長
250nm以下の遠紫外光、ArFエキシマレーザ光の
ような真空紫外光が挙げられるが、電子線、EUV、エ
ックス線等も用いることができ、本願ではこれらの放射
線を含めて活性化学線という。
The active actinic radiation used in the present invention includes far ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less and vacuum ultraviolet light such as ArF excimer laser light, but electron beams, EUV, X-rays and the like can also be used. Then, these radiations are called active actinic radiation.

【0023】本発明で所定のパタンの活性化学線を照射
する際は、通常ArFエキシマレーザ光のような真空紫
外光をマスクやレチクルを介して所定のパタン状にす
る。この際、変形照明法や位相シフトマスクに代表され
る超解像技術を用いた場合に、より高解像性のパタンが
得られるので望ましい。
In the present invention, when irradiating a predetermined pattern of actinic radiation, vacuum ultraviolet light such as ArF excimer laser light is usually formed into a predetermined pattern through a mask or a reticle. At this time, it is desirable to use a super-resolution technique typified by a modified illumination method or a phase shift mask because a pattern with higher resolution can be obtained.

【0024】本発明で用いる水性アルカリ現像液は、炭
素数1から5のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシ
ド水溶液であることが望ましい。またi線およびg線レ
ジスト、KrFエキシマレーザレジストの現像に使われ
てきた汎用の2.38%のテトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシド水溶液、およびそれを適当に希釈したものが
適している。
The aqueous alkaline developer used in the present invention is desirably an aqueous solution of a tetraalkylammonium hydroxide having 1 to 5 carbon atoms. Also suitable are general-purpose 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solutions used for developing i-line and g-line resists and KrF excimer laser resists, and those appropriately diluted.

【0025】本発明のパタン形成方法では、活性化学線
を照射する工程の後、水性アルカリ現像液を用いて現像
する工程の前に、塗膜を加熱する工程を含むことが望ま
しい。この加熱工程により、ラクトンが生成する酸触媒
脱酢酸反応がより効率的に進行する。
The pattern forming method of the present invention desirably includes a step of heating the coating film after the step of irradiating with actinic radiation and before the step of developing with an aqueous alkaline developer. By this heating step, the acid-catalyzed deacetic acid reaction producing lactone proceeds more efficiently.

【0026】上記第2の目的を達成するために、本発明
の半導体装置の製造方法は半導体基板上に上記記載のい
ずれかのパタン形成方法によりレジストパタンを形成
し、それをもとに、基板をエッチング加工する工程か、
もしくは基板にイオンを打ち込む工程を含むようにした
ものである。
In order to achieve the second object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises forming a resist pattern on a semiconductor substrate by any one of the above-described pattern forming methods, Process of etching
Alternatively, the method includes a step of implanting ions into the substrate.

【0027】本発明の半導体の製造方法で用いられるエ
ッチング加工法としては、プラズマエッチング、反応性
イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等の
ドライエッチング法や、ウエットエッチング法が挙げら
れる。
Examples of the etching method used in the semiconductor manufacturing method of the present invention include dry etching methods such as plasma etching, reactive ion etching, and reactive ion beam etching, and wet etching methods.

【0028】本発明の半導体装置の製造方法において加
工される基板としては、CVD法や熱酸化法で形成され
た二酸化珪素膜、塗布性ガラス膜などの酸化膜、あるい
は窒化珪素膜等の窒化膜が挙げられる。またアルミニウ
ムやその合金、タングステンなどの各種金属膜、多結晶
シリコン等が挙げられる。
The substrate to be processed in the semiconductor device manufacturing method of the present invention is an oxide film such as a silicon dioxide film or a coating glass film formed by a CVD method or a thermal oxidation method, or a nitride film such as a silicon nitride film. Is mentioned. In addition, various metal films such as aluminum and its alloys, tungsten, and polycrystalline silicon can be used.

【0029】本発明の半導体装置の製造方法で作られる
素子、特にメモリ素子は、微細なパタン形成が可能であ
ることから、その集積度を上げることができる。したが
って、素子を小さく作ることができるため、1枚のウェ
ハから取れる素子の数が増えて、歩留まりが向上する。
またビットコストの低減が可能である。したがって、不
揮発性半導体記憶装置であるフラッシュメモリや、DR
AM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ)の製
造に適している。
[0029] Since elements formed by the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, particularly memory elements, can be formed with a fine pattern, the degree of integration can be increased. Therefore, since the elements can be made small, the number of elements that can be obtained from one wafer increases, and the yield improves.
Also, the bit cost can be reduced. Therefore, a flash memory, which is a nonvolatile semiconductor storage device, or a DR
It is suitable for manufacturing an AM (Dynamic Random Access Memory).

【0030】上記第3の目的を達成するために、本発明
の感光性組成物は、アルカリ可溶性基としてγ−アセト
キシカルボン酸構造またはδ−アセトキシカルボン酸構
造を有する化合物、および活性化学線の照射により酸を
発生する化合物を少なくとも含むようにしたものであ
る。
In order to achieve the third object, the photosensitive composition of the present invention comprises a compound having a γ-acetoxycarboxylic acid structure or a δ-acetoxycarboxylic acid structure as an alkali-soluble group, and irradiation with active actinic radiation. At least contains a compound that generates an acid.

【0031】γ−アセトキシカルボン酸構造またはδ−
アセトキシカルボン酸構造はそれぞれ単独で用いること
もできるし、混在した状態で用いることもできる。γ−
アセトキシカルボン酸構造あるいはδ−アセトキシカル
ボン酸構造は、活性化学線の照射により酸を発生する化
合物から出た酸を触媒として分子内エステル化反応を起
こし、5員環あるいは6員環のラクトンを生成する。こ
の反応は、分子内エステル化反応であり、生成した酢酸
は低分子であるために系外へ揮発して、その結果、カル
ボン酸の数が大きく減少する。
Γ-acetoxycarboxylic acid structure or δ-
The acetoxycarboxylic acid structures can be used alone or in a mixed state. γ-
The acetoxycarboxylic acid structure or δ-acetoxycarboxylic acid structure causes an intramolecular esterification reaction using an acid generated from a compound that generates an acid upon irradiation with active actinic radiation as a catalyst to form a 5- or 6-membered lactone. I do. This reaction is an intramolecular esterification reaction, and the produced acetic acid volatilizes out of the system due to its low molecular weight. As a result, the number of carboxylic acids is greatly reduced.

【0032】したがって、反応が分子間で起きて、しか
もカルボン酸の量が露光部と未露光部でほとんど変化し
ない架橋反応とは異なり、露光されて不溶化する部分に
現像液の浸透が起きにくい。その結果、従来技術の問題
点であった現像後のパタンの膨潤がない感光性組成物を
提供できる。
Therefore, unlike the cross-linking reaction in which the reaction occurs between the molecules and the amount of the carboxylic acid hardly changes between the exposed and unexposed parts, the developer hardly penetrates into the exposed and insolubilized parts. As a result, it is possible to provide a photosensitive composition having no pattern swelling after development, which is a problem of the prior art.

【0033】本発明の感光性組成物で用いられる、上記
のγ−アセトキシカルボン酸構造またはδ−アセトキシ
カルボン酸構造は、前記化学(1)または(2)で示さ
れる化学構造であることが望ましい。
The above-mentioned γ-acetoxycarboxylic acid structure or δ-acetoxycarboxylic acid structure used in the photosensitive composition of the present invention is preferably a chemical structure represented by the above chemical formula (1) or (2). .

【0034】前記化学式(1)または(2)で示される
カルボン酸構造は、前述したように感光性組成物を構成
する膜形成成分に含まれることが望ましい。膜形成成分
としては、一般的には重量平均分子量1,000〜30
0,000程度の高分子化合物が挙げられるが、高分子
化合物でなくても、溶媒によって塗布が可能であればよ
く、膜の形成が可能なオリゴマーや低分子化合物であっ
てもよい。なお上記カルボン酸構造が膜形成成分に含ま
れる数は、その膜形成成分が用いる現像液に可溶になる
量以上であればよい。
The carboxylic acid structure represented by the chemical formula (1) or (2) is desirably contained in the film forming component constituting the photosensitive composition as described above. The film-forming component generally has a weight average molecular weight of 1,000 to 30.
Although a high molecular compound of about 000 is exemplified, an oligomer or a low molecular compound that can form a film may be used as long as it can be applied with a solvent, without being a high molecular compound. The number of the carboxylic acid structures contained in the film-forming component may be at least the amount at which the film-forming component becomes soluble in the developer used.

【0035】上記の膜形成成分、あるいはそれを含む感
光性組成物は、さらに脂環式構造を含むことが望まし
い。脂環族構造としては、アダマンチル、ノルボルナ
ン、トリシクロデカンやアンドロスタンの構造があげら
れる。これらの構造は、ドライエッチング耐性が高く、
遠紫外光、特にArFエキシマレーザ光の波長領域で透
明であることから、そのような構造含有させることによ
り、透過率を低減させることなく、ドライエッチング耐
性を向上できる。
The above-mentioned film-forming component or the photosensitive composition containing the same preferably further contains an alicyclic structure. Examples of the alicyclic structure include adamantyl, norbornane, tricyclodecane and androstane structures. These structures have high dry etching resistance,
Since it is transparent in the wavelength region of far ultraviolet light, particularly ArF excimer laser light, by including such a structure, dry etching resistance can be improved without reducing transmittance.

【0036】ここで活性化学線の照射により酸を発生す
る化合物としては、トリフェニルスルホニウムトリフレ
ート、ジメチルフェニルスルホニウムトリフレート、ジ
メチル−4−ヒドロキシナフチルトリフレート等のオニ
ウム塩、N−トリフルオロメタンスルホニルオキシナフ
チルイミド、N−メタンスルホニルオキシナフチルイミ
ド、N−トリフルオロメタンスルホニルオキシスクシイ
ミド、N−パーフルオロオクタンスルホニルオキシスク
シイミド等のスルホニルオキシイミド、さらにはスルホ
ン酸エステル等が挙げられるが、例えばArFエキシマ
レーザ等、活性化学線の照射により酸を発生するもので
あればよく、これらに限定されるものではない。またこ
れらの酸発生剤は、2種類以上を同時に用いてもよい。
Examples of the compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic radiation include onium salts such as triphenylsulfonium triflate, dimethylphenylsulfonium triflate and dimethyl-4-hydroxynaphthyl triflate, and N-trifluoromethanesulfonyloxy. Examples include sulfonyloxyimides such as naphthylimide, N-methanesulfonyloxynaphthylimide, N-trifluoromethanesulfonyloxysuccinimide, N-perfluorooctanesulfonyloxysuccinimide, and sulfonic acid esters. An excimer laser or the like may be used as long as it generates an acid by irradiation with actinic radiation, and is not limited thereto. These acid generators may be used in combination of two or more.

【0037】それらの酸発生剤は、感光性組成物の膜形
成成分100重量部に対して、0.1重量部から50重
量部用いるのが望ましく、0.5重量部から20重量部
の範囲で用いるのがより望ましい。
The acid generator is preferably used in an amount of 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 0.5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the film-forming component of the photosensitive composition. It is more preferable to use it.

【0038】また本発明の感光性組成物には、解像性向
上やプロセス安定性および保存安定性向上のための、2
−ベンジルピリジン、フェニルピリジン、トリペンチル
アミン、トリエタノールアミンなどの塩基性化合物や、
ヨウ化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラペンチル
アンモニウム、ヨウ化テトラエチルホスホニウムなどの
塩を添加してもよい。これら塩基性化合物や塩は、用い
る酸発生剤に対して、0.01重量部から100重量部
を添加することが望ましい。
Further, the photosensitive composition of the present invention has two components for improving resolution, process stability and storage stability.
-Basic compounds such as benzylpyridine, phenylpyridine, tripentylamine, triethanolamine,
Salts such as tetramethylammonium iodide, tetrapentylammonium chloride and tetraethylphosphonium iodide may be added. It is desirable to add 0.01 to 100 parts by weight of these basic compounds and salts to the acid generator used.

【0039】また、本発明の感光性組成物には、形成し
たパタンの耐熱性を高めるために、架橋剤としてヘキサ
メトキシメチルメラミン、1,3,4,6−テトラキス
(メトキシメチル)グルコルウリル、1,4−ジオキサ
ン−2,3−ジオールなどを含有させることができる。
これらの架橋剤は、感光性組成物の膜形成成分100重
量部に対して、0.1重量部から50重量部用いるのが
望ましい。
The photosensitive composition of the present invention contains hexamethoxymethyl melamine, 1,3,4,6-tetrakis (methoxymethyl) glucoururil as a crosslinking agent in order to enhance the heat resistance of the formed pattern. , 4-dioxane-2,3-diol and the like.
These crosslinking agents are desirably used in an amount of 0.1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the film forming component of the photosensitive composition.

【0040】なお本発明の感光性組成物は、溶媒に溶か
して溶液として基板に回転塗布して用いられる。この
際、上記の構成成分が十分に溶解し、かつ回転塗布で均
一な塗布膜が形成可能な溶媒であればいかなる溶媒でも
よい。また単独でも2種類以上を混合して用いてもよ
い。
The photosensitive composition of the present invention is used by dissolving it in a solvent and spin-coating it on a substrate as a solution. At this time, any solvent may be used as long as the above components are sufficiently dissolved and a uniform coating film can be formed by spin coating. Moreover, you may use individually or in mixture of 2 or more types.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明をさら
に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限
定されるものではない。まず実施例に先立ち、本発明で
用いた材料の合成例を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples. First, prior to the examples, synthetic examples of the materials used in the present invention will be described.

【0042】〈合成例1〉γ−アセトキシ酸構造を有す
るポリマー(3c)の合成 温度計、冷却管、窒素導入管をつけた500mlの三つ
口フラスコに、5−メチレンビシクロ〔2.2.1〕ヘ
プト−2−エンを26.4g、シトラコン酸無水物を2
5.2g、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)
を4.1g、テトラヒドロフランを300g入れ、窒素
を導入しながら70℃で加熱環流し、8時間重合を行っ
た。重合後、n−ヘキサン1000mlに上記反応物を
注ぎ、ポリマーを析出させ、乾燥して5−メチレンビシ
クロ〔2.2.1〕ヘプト−2−エン−シトラコン酸無
水物共重合体(3a)19.4gを得た(収率38
%)。
<Synthesis Example 1> Synthesis of polymer (3c) having γ-acetoxy acid structure In a 500 ml three-necked flask equipped with a thermometer, a cooling tube, and a nitrogen inlet tube, 5-methylenebicyclo [2.2. 1] 26.4 g of hept-2-ene and 2 parts of citraconic anhydride
5.2 g, 2,2'-azobis (isobutyronitrile)
Was added, and 300 g of tetrahydrofuran was added. The mixture was refluxed at 70 ° C. while introducing nitrogen, and polymerization was carried out for 8 hours. After the polymerization, the above reaction product was poured into 1000 ml of n-hexane to precipitate a polymer, which was then dried and dried to obtain 5-methylenebicyclo [2.2.1] hept-2-ene-citraconic anhydride copolymer (3a) 19. 0.4 g (yield 38)
%).

【0043】得られたポリマーの構造は、種々の分析法
からつぎの化学式(3a)の構造が主であることがわか
った(式中、nは整数を表す)。
The structure of the obtained polymer was found to be mainly represented by the following chemical formula (3a) from various analytical methods (in the formula, n represents an integer).

【0044】[0044]

【化5】 Embedded image

【0045】またゲルパーミエーションクロマトグラフ
ィー(GPC)により、テトラヒドロフラン中でこのポ
リマーのポリスチレン換算の分子量を調べたところ、重
量平均分子量が2,200、数平均分子量が1,600
であった。
When the molecular weight of this polymer in terms of polystyrene was examined in tetrahydrofuran by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight was 2,200 and the number average molecular weight was 1,600.
Met.

【0046】500mlの三つ口フラスコに水素化ホウ
素ナトリウム3.0gとテトラヒドロフラン100gを
入れ、アイスバスで0℃に冷却し、窒素下で攪拌しなが
ら、上記のように合成した5−メチレンビシクロ〔2.
2.1〕ヘプト−2−エン−シトラコン酸無水物共重合
体17.4gをテトラヒドロフラン120gに溶解した
ものを約1時間かけて滴下した。滴下後、数時間攪拌し
た後、一晩放置した。
In a 500 ml three-necked flask, 3.0 g of sodium borohydride and 100 g of tetrahydrofuran were placed, cooled to 0 ° C. in an ice bath, and stirred under nitrogen to obtain 5-methylenebicyclo [synthesized as described above. 2.
2.1] A solution of 17.4 g of hept-2-ene-citraconic anhydride copolymer in 120 g of tetrahydrofuran was added dropwise over about 1 hour. After the dropwise addition, the mixture was stirred for several hours and left overnight.

【0047】溶液を約300mlの水に注ぎ、攪拌した
後、それに約1N塩酸水溶液を徐々に加えて、pH4程
度の弱酸性にした。この溶液に酢酸エチル約200ml
を加えて抽出を2回行い、得られた有機層を150ml
の水で3回洗浄した。洗浄後、有機層を無水硫酸ナトリ
ウムで乾燥し、乾燥後、溶媒を減圧留去して減らして、
n−ヘキサン800mlに注ぎ、沈殿したポリマーを乾
燥して白色粉末状のポリマー13.8gを得た。
After the solution was poured into about 300 ml of water and stirred, about 1N aqueous hydrochloric acid was gradually added to the solution to make it weakly acidic at about pH 4. About 200 ml of ethyl acetate
Was added and extraction was performed twice, and the obtained organic layer was added to 150 ml.
Of water three times. After washing, the organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, and after drying, the solvent was removed by distillation under reduced pressure.
The mixture was poured into 800 ml of n-hexane, and the precipitated polymer was dried to obtain 13.8 g of a white powdery polymer.

【0048】得られたポリマーの構造は、種々の分析法
から(3a)の無水物の部分が還元されてラクトン化し
た構造およびそれがさらに開環した、つぎの化学式(3
b1)または(3b2)に示すようなγ−ヒドロキシ酸
構造を少なくとも有するポリマー(3b)であることが
わかった。ここで、式中、lおよびmは整数を表す。
According to various analytical methods, the structure of the obtained polymer was a structure in which the anhydride portion of (3a) was reduced to form a lactone, and a ring-opened structure was obtained by the following chemical formula (3)
It was found to be a polymer (3b) having at least a γ-hydroxy acid structure as shown in b1) or (3b2). Here, in the formula, l and m represent integers.

【0049】[0049]

【化6】 Embedded image

【0050】[0050]

【化7】 Embedded image

【0051】次に上記ポリマー(3b)の8.8gをテ
トラヒドロフラン50mlに溶解し、そこに室温で無水
酢酸5.2gおよびN,N−ジメチルアミンピリジン
1.0gを加え、さらにトリエチルアミン10.2gを
室温で滴下した。滴下後、室温で撹拌を続け、5時間反
応させた。
Next, 8.8 g of the polymer (3b) was dissolved in 50 ml of tetrahydrofuran, 5.2 g of acetic anhydride and 1.0 g of N, N-dimethylaminepyridine were added thereto at room temperature, and 10.2 g of triethylamine was further added. It was added dropwise at room temperature. After the dropwise addition, stirring was continued at room temperature to cause a reaction for 5 hours.

【0052】反応後、溶液に水200mlを加え、それ
に約0.5N塩酸水溶液を徐々に加えて、pH4程度の
弱酸性にした。この溶液に酢酸エチル100mlとテト
ラヒドロフラン50mlを加えて、2回抽出を行い、得
られた有機層を100mlの水で3回洗浄した。洗浄
後、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、乾燥後、溶
媒を減圧留去して減らして、n−ヘキサン700mlに
注ぎ、沈殿したポリマーを乾燥して乳白色粉末状のポリ
マー6.0gを得た。得られたポリマーの構造は、種々
の分析法からつぎの化学式(3c1)および(3c2)
に示すγ−アセトキシ酸構造を有するポリマー(3c)
であることがわかった。ここで、式中、lおよびmは整
数を表す。
After the reaction, 200 ml of water was added to the solution, and about 0.5N aqueous hydrochloric acid was gradually added to the solution to make it weakly acidic at about pH 4. 100 ml of ethyl acetate and 50 ml of tetrahydrofuran were added to this solution, and extraction was performed twice, and the obtained organic layer was washed three times with 100 ml of water. After washing, the organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate. After drying, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the mixture was poured into 700 ml of n-hexane. The precipitated polymer was dried to obtain 6.0 g of a milky white powdery polymer. Was. The structure of the obtained polymer was determined by the following chemical formulas (3c1) and (3c2) from various analytical methods.
Polymer having a γ-acetoxy acid structure shown in (3c)
It turned out to be. Here, in the formula, l and m represent integers.

【0053】[0053]

【化8】 Embedded image

【0054】[0054]

【化9】 Embedded image

【0055】得られたポリマー(3c)100重量部を
ジアセトンアルコール600重量部に溶解し、孔径0.
2μmのフィルタで濾過した。それを回転塗布し、10
0℃で2分間ベークしてポリマー膜を得た。シリコン基
板上に塗布した膜(膜厚420nm)をテトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド水溶液(濃度2.38重量%)
に浸したところ、干渉色が変化しながら6.0秒で溶
け、残膜が0になった。また溶解速度モニターを用いて
溶解を調べたところ、膨潤せずに表面化から逐次的に溶
解していることがわかった。なお希釈したテトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液(濃度0.113重量
%)に浸した場合、溶解は起こらなかった。
100 parts by weight of the obtained polymer (3c) was dissolved in 600 parts by weight of diacetone alcohol, and the pore size was adjusted to 0.
Filtered with a 2 μm filter. Spin it on, 10
Baking was performed at 0 ° C. for 2 minutes to obtain a polymer film. A film (thickness: 420 nm) applied on a silicon substrate is coated with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (concentration: 2.38% by weight).
When it was immersed in, it melted in 6.0 seconds while the interference color changed, and the residual film became zero. In addition, when the dissolution was examined using a dissolution rate monitor, it was found that the dissolution occurred sequentially from the surface formation without swelling. When immersed in a diluted aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (concentration: 0.113% by weight), no dissolution occurred.

【0056】フッ化リチウム基板上に塗布した膜の吸収
スペクトルを、真空紫外分光装置(ARC社製)で測定
したところ、193nmの吸光度が、膜厚1.0μmで
0.73であり、吸収が小さいことがわかった。
When the absorption spectrum of the film coated on the lithium fluoride substrate was measured by a vacuum ultraviolet spectrometer (manufactured by ARC), the absorbance at 193 nm was 0.73 at a film thickness of 1.0 μm. It turned out to be small.

【0057】〈合成例2〉γ−エチルカルボニルオキシ
酸構造を有するポリマー(4c)の合成 合成例1で用いたシトラコン酸無水物の代わりにマレイ
ン酸無水物を用いて、重合を行った。5−メチレンビシ
クロ〔2.2.1〕ヘプト−2−エンを21.2gと無
水マレイン酸を19.6gとり、2,2’−アゾビス
(イソブチロニトリル)2.56gにより重合して、5
−メチレンビシクロ〔2.2.1〕ヘプト−2−エン−
無水マレイン酸共重合体(4a)37.5gを得た(収
率92%)。得られたポリマーの構造は、種々の分析法
から化学式(4a)の構造が主であることがわかった。
ここで、式中、nは整数を表す。このポリマーのポリス
チレン換算の分子量を調べたところ、重量平均分子量は
5、800、数平均分子量は2、500であった。
<Synthesis Example 2> Synthesis of polymer (4c) having γ-ethylcarbonyloxy acid structure Polymerization was performed using maleic anhydride instead of citraconic anhydride used in Synthesis Example 1. Take 21.2 g of 5-methylenebicyclo [2.2.1] hept-2-ene and 19.6 g of maleic anhydride and polymerize with 2.56 g of 2,2′-azobis (isobutyronitrile). 5
-Methylenebicyclo [2.2.1] hept-2-ene-
37.5 g of maleic anhydride copolymer (4a) was obtained (92% yield). It was found from various analytical methods that the structure of the obtained polymer was mainly the structure of the chemical formula (4a).
Here, in the formula, n represents an integer. When the molecular weight of this polymer in terms of polystyrene was examined, the weight average molecular weight was 5,800 and the number average molecular weight was 2,500.

【0058】[0058]

【化10】 Embedded image

【0059】合成例1と同様にして、水素化ホウ素ナト
リウムにより無水物の部分を還元、加水分解したとこ
ろ、得られたポリマーの構造は、種々の分析法から化学
式(4a)の無水物の部分が還元されてラクトン化した
構造およびそれがさらに開環したγ−ヒドロキシ酸構造
を少なくとも有する化学式(4b1)および(4b2)
に示すポリマー(4b)であることがわかった。ここ
で、式中、lおよびmは整数を表す。
When the anhydride portion was reduced and hydrolyzed with sodium borohydride in the same manner as in Synthesis Example 1, the structure of the obtained polymer was determined by various analytical methods to be the anhydride portion of the chemical formula (4a). Represented by the formulas (4b1) and (4b2) having at least a reduced lactonized structure and a further opened γ-hydroxy acid structure
(4b). Here, in the formula, l and m represent integers.

【0060】[0060]

【化11】 Embedded image

【0061】[0061]

【化12】 Embedded image

【0062】次に合成例1と同様にして、無水酢酸の代
わりに無水プロパン酸を用いて反応を行い、収率58%
で、乳白色粉末状のポリマーを得た。得られたポリマー
の構造は、種々の分析法からγ−エチルカルボニルオキ
シ酸構造を有する化学式(4c1)および(4c2)に
示すポリマー(4c)であることがわかった(式中、l
およびmは整数を表す)。
Next, in the same manner as in Synthesis Example 1, the reaction was carried out using propanoic anhydride instead of acetic anhydride, and the yield was 58%.
Thus, a milky white powdery polymer was obtained. The structure of the obtained polymer was found to be a polymer (4c) represented by chemical formulas (4c1) and (4c2) having a γ-ethylcarbonyloxy acid structure by various analytical methods (wherein l
And m represent an integer).

【0063】[0063]

【化13】 Embedded image

【0064】[0064]

【化14】 Embedded image

【0065】得られたポリマー(4c)100重量部を
ジアセトンアルコール600重量部に溶解し、孔径0.
2μmのフィルタで濾過した。それをシリコン基板上に
回転塗布し、100℃で2分間ベークしてポリマー膜を
得た。塗布膜(膜厚470nm)をテトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド水溶液(濃度0.113重量%)に
浸したところ、干渉色が変化しながら6.2秒で溶け、
残膜が0になった。次にその膜を、2.38重量%のテ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に浸したと
ころ、膜は瞬時にして溶解し、溶解速度は測定できなか
った。
100 parts by weight of the obtained polymer (4c) was dissolved in 600 parts by weight of diacetone alcohol, and the pore size was adjusted to 0.
Filtered with a 2 μm filter. It was spin-coated on a silicon substrate and baked at 100 ° C. for 2 minutes to obtain a polymer film. When the coating film (thickness: 470 nm) was immersed in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (concentration: 0.113% by weight), it melted in 6.2 seconds while the interference color changed.
The remaining film became zero. Next, when the film was immersed in a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, the film was instantaneously dissolved, and the dissolution rate could not be measured.

【0066】フッ化リチウム基板上に塗布した膜の吸収
スペクトルを真空紫外分光装置(ARC社製)で測定し
たところ、193nmの吸光度は膜厚1.0μmで0.
82であり、吸収が小さいことがわかった。
When the absorption spectrum of the film coated on the lithium fluoride substrate was measured with a vacuum ultraviolet spectrometer (manufactured by ARC), the absorbance at 193 nm was 0.1 μm at a film thickness of 1.0 μm.
82, indicating that the absorption was small.

【0067】〈合成例3〉δ−アセトキシ酸構造を有す
るポリマー(5e)の合成 アンドロステロンを5.0g、ピリジンを1.5gと
り、テトラヒドロフラン200mlに溶解し、そこにア
クリル酸クロリド1.6gをテトラヒドロフラン30m
lに溶解した溶液を0℃で滴下した。滴下後、更に室温
で数時間攪拌し、沈殿しているピリジンの塩酸塩を濾別
した。濾液に酢酸エチル150mlを加え、水100m
lで4回水洗した。水洗後、有機層を無水硫酸ナトリウ
ムで乾燥したのち、減圧下に溶媒を取り除くと、残分は
結晶化した。これをエタノール/テトラヒドロフラン混
合溶媒から再結晶を行い、つぎの化学式(5a)で示す
白色の化合物を得た。
Synthesis Example 3 Synthesis of Polymer (5e) Having δ-Acetoxy Acid Structure 5.0 g of androsterone and 1.5 g of pyridine were dissolved in 200 ml of tetrahydrofuran, and 1.6 g of acrylic acid chloride was added thereto. Tetrahydrofuran 30m
The solution dissolved in 1 was added dropwise at 0 ° C. After the dropwise addition, the mixture was further stirred at room temperature for several hours, and the precipitated hydrochloride of pyridine was separated by filtration. 150 ml of ethyl acetate was added to the filtrate, and 100 m of water was added.
Washed 4 times with l. After washing with water, the organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was removed under reduced pressure. The residue crystallized. This was recrystallized from a mixed solvent of ethanol / tetrahydrofuran to obtain a white compound represented by the following chemical formula (5a).

【0068】[0068]

【化15】 Embedded image

【0069】得られた上記モノマー(5a)を4.0g
とり、THF40mlに溶解し、反応開始剤として2,
2’−アゾビス(イソブチロニトリル)0.19gを加
え、70℃で過熱還流して6時間重合を行った。重合
後、n−ヘキサン500mlに溶液を注ぎ、ポリマーを
析出させ乾燥して、モノマー(5a)の重合体として化
学式(5b)のポリマーを得た(式中、nは整数を表
す)。
4.0 g of the obtained monomer (5a)
And dissolved in 40 ml of THF.
0.19 g of 2′-azobis (isobutyronitrile) was added, and the mixture was heated at 70 ° C. and refluxed for polymerization for 6 hours. After the polymerization, the solution was poured into 500 ml of n-hexane, and the polymer was precipitated and dried to obtain a polymer of the formula (5b) as a polymer of the monomer (5a) (where n represents an integer).

【0070】[0070]

【化16】 Embedded image

【0071】ゲルパーミエーションクロマトグラフィー
(GPC)によりテトラヒドロフラン中で、このポリマ
ーのポリスチレン換算の分子量を調べたところ、重量平
均分子量は2,800、数平均分子量は2,300であ
った。
When the molecular weight of this polymer in tetrahydrofuran was determined by gel permeation chromatography (GPC), the weight average molecular weight was 2,800 and the number average molecular weight was 2,300.

【0072】上記のように合成したポリマー(5b)
3.0gをテトラヒドロフラン100mlに溶解し、そ
こに酢酸100mlと過酸化水素水50mlを加え、5
0℃で数時間撹拌した。反応後、溶媒を減圧留去して減
らし、500mlの水の中に注いだ。沈殿物を濾別、乾
燥して、δ−ラクトン構造を有する化学式(5c)で示
す重合体を得た(式中、nは整数を表す)。
The polymer (5b) synthesized as described above
3.0 g was dissolved in 100 ml of tetrahydrofuran, and 100 ml of acetic acid and 50 ml of hydrogen peroxide were added thereto.
Stirred at 0 ° C. for several hours. After the reaction, the solvent was removed by distillation under reduced pressure, and the mixture was poured into 500 ml of water. The precipitate was separated by filtration and dried to obtain a polymer having a δ-lactone structure and represented by the chemical formula (5c) (in the formula, n represents an integer).

【0073】[0073]

【化17】 Embedded image

【0074】上記のように合成したポリマー(5c)の
2.5gをテトラヒドロフラン100mlに溶解し、
0.5N水酸化ナトリウム水溶液150mlを加え、2
時間撹拌した。それに塩酸水溶液を徐々に加えて弱酸性
にした。この溶液に酢酸エチル約150mlを加えて抽
出を2回行い、得られた有機層を100mlの水で2回
洗浄した。洗浄後、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥
し、その後溶媒を減圧留去して減らし、n−ヘキサン3
00mlへ注ぎ、ポリマーを析出させ乾燥して白色粉末
状のポリマー2.3gを得た。得られたポリマーの構造
は、種々の分析法からつぎの化学式(5d)の構造が主
であることがわかった(式中、lおよびmは整数を表
す)。
2.5 g of the polymer (5c) synthesized as described above was dissolved in 100 ml of tetrahydrofuran,
150 ml of 0.5N aqueous sodium hydroxide solution was added, and 2
Stirred for hours. An aqueous solution of hydrochloric acid was gradually added thereto to make it weakly acidic. About 150 ml of ethyl acetate was added to this solution and extraction was performed twice, and the obtained organic layer was washed twice with 100 ml of water. After washing, the organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate.
The mixture was poured into 00 ml, and the polymer was precipitated and dried to obtain 2.3 g of a white powdery polymer. The structure of the obtained polymer was found to be mainly the structure of the following chemical formula (5d) from various analytical methods (wherein, l and m represent integers).

【0075】[0075]

【化18】 Embedded image

【0076】次に得られたポリマー(5d)の2.1g
を用いて、合成例1と同様にして、無水酢酸、N、N−
ジメチルアミノピリジン、トリエチルアミンを用いてア
セチル化を行い、δ−アセトキシ酸構造を有するポリマ
ー1.8gを得た。得られたポリマーの構造は、種々の
分析法からつぎの化学式(5e)の構造が主であること
がわかった(式中、lおよびmは整数を表す)。
Next, 2.1 g of the obtained polymer (5d)
And acetic anhydride, N, N-
Acetylation was performed using dimethylaminopyridine and triethylamine to obtain 1.8 g of a polymer having a δ-acetoxy acid structure. It was found from various analytical methods that the structure of the obtained polymer was mainly the structure of the following chemical formula (5e) (wherein, l and m represent integers).

【0077】[0077]

【化19】 Embedded image

【0078】得られたポリマー(5e)100重量部を
1−メトキシ−2−プロパノール1000重量部に溶解
し、孔径0.2μmのフィルタで濾過した。それをシリ
コン基板上に回転塗布し、100℃で2分間ベークして
薄膜を得た。塗布膜(300nm)をテトラメチルアン
モニウムヒドロキシド水溶液(濃度0.113重量%)
に浸したところ干渉色が変化しながら5秒で溶け、残膜
が0になった。フッ化リチウム基板上に塗布した膜の吸
収スペクトルを、真空紫外分光装置(ARC社製)で測
定したところ、波長193nmでの吸光度が、膜厚1.
0μmで0.27であり、吸収が小さいことがわかっ
た。
100 parts by weight of the obtained polymer (5e) was dissolved in 1000 parts by weight of 1-methoxy-2-propanol and filtered with a filter having a pore size of 0.2 μm. It was spin-coated on a silicon substrate and baked at 100 ° C. for 2 minutes to obtain a thin film. Apply the coating film (300 nm) to a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (concentration: 0.113% by weight)
When it was immersed, it melted in 5 seconds while the interference color changed, and the residual film became 0. When the absorption spectrum of the film applied on the lithium fluoride substrate was measured by a vacuum ultraviolet spectrometer (manufactured by ARC), the absorbance at a wavelength of 193 nm was 1.
It was 0.27 at 0 μm, indicating that the absorption was small.

【0079】〈実施例1〉合成例1で合成したγ−アセ
トキシ酸構造を有するポリマー(3c)100重量部、
酸発生剤トリフェニルスルホニウムノナフレート3重量
部、2−ベンジルピリジン0.01重量部をジアセトン
アルコール600重量部に溶解し、孔径0.20μmの
テフロン(登録商標)フィルタを用いてろ過し、レジス
ト溶液とした。
Example 1 100 parts by weight of the polymer (3c) having a γ-acetoxy acid structure synthesized in Synthesis Example 1
3 parts by weight of an acid generator triphenylsulfonium nonaflate and 0.01 parts by weight of 2-benzylpyridine are dissolved in 600 parts by weight of diacetone alcohol, and the solution is filtered using a Teflon (registered trademark) filter having a pore size of 0.20 μm to obtain a resist. The solution was used.

【0080】ヘキサメチルジシラザンで処理したシリコ
ン基板上に、上記のレジスト溶液を回転塗布し、塗布後
100℃で2分間加熱処理して、膜厚0.35μmのレ
ジスト膜を形成した。
The above resist solution was spin-coated on a silicon substrate treated with hexamethyldisilazane, and heated at 100 ° C. for 2 minutes to form a resist film having a thickness of 0.35 μm.

【0081】ArFエキシマレーザステッパ(ISI Mic
rostep,NA=0.60)を用いて、レベンソン型の位
相シフトマスクを介してこのレジスト膜の露光をおこな
った。露光後100℃で2分間ベークした。23℃のテ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(2.38
重量%)にレジスト膜を浸漬したところ、膜の未露光部
は9秒で溶解した。そこで現像は、その2倍の時間の1
8秒間行い、続いて15秒間純水でリンスした。
ArF excimer laser stepper (ISI Mic
rostep, NA = 0.60), the resist film was exposed through a Levenson-type phase shift mask. After exposure, baking was performed at 100 ° C. for 2 minutes. An aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at 2.degree.
% By weight), the unexposed portion of the film dissolved in 9 seconds. Therefore, development takes twice as long as 1
This was performed for 8 seconds, followed by rinsing with pure water for 15 seconds.

【0082】その結果、露光量30mJ/cm2で、ネ
ガ型の0.12μmラインアンドスペースパタンが得ら
れた。この際、パタンの膨潤は見られなかった。なお、
得られたパタンのついた基板を、テトラヒドロフランに
浸漬したところ、パタンは瞬時に溶解し、架橋が起きて
いないことがわかった。またこのレジスト溶液は冷蔵庫
(6℃)で14日間保存しても感度、解像度に変化がな
く、保存安定性がよいことがわかった。
As a result, a negative type 0.12 μm line and space pattern was obtained at an exposure amount of 30 mJ / cm 2 . At this time, no swelling of the pattern was observed. In addition,
When the obtained substrate having the pattern was immersed in tetrahydrofuran, the pattern was instantaneously dissolved, and it was found that no cross-linking had occurred. This resist solution showed no change in sensitivity and resolution even when stored in a refrigerator (6 ° C.) for 14 days, indicating that storage stability was good.

【0083】さらに上記のレジスト膜について、CHF
3ガスを用いて平行平板型の反応性イオンエッチング装
置により、エッチングを行った。条件は、CHF3流量
35sccm、ガス圧10mTorr、RFバイアスパ
ワー150Wを用いた。その結果、このレジストのエッ
チレートは、市販のノボラック樹脂を1.0とした場合
に、1.22であり、十分実用的なドライエッチング耐
性を有していることがわかった。
Further, regarding the above resist film, CHF
Etching was performed using a parallel plate type reactive ion etching apparatus using three gases. The conditions were a CHF 3 flow rate of 35 sccm, a gas pressure of 10 mTorr, and an RF bias power of 150 W. As a result, the etch rate of this resist was 1.22 when the commercially available novolak resin was 1.0, indicating that the resist had sufficiently practical dry etching resistance.

【0084】NaCl板上に塗布した上記レジストに、
同様にArFエキシマ光を30mJ/cm2照射し、露
光前および露光後ベーク後の赤外吸収スペクトルをパー
キンエルマー社製FT−1720Xにより測定した。そ
の結果、露光後ベークの後にカルボン酸に起因する34
66cm-1付近のピークが大きく減少していることがわ
かった。またラクトンに起因する1712cm-1のピー
クが増加していることがわかった。
The above resist applied on the NaCl plate was
Similarly, ArF excimer light was irradiated at 30 mJ / cm 2 , and infrared absorption spectra before and after baking after exposure were measured by FT-1720X manufactured by Perkin Elmer. As a result, after the post-exposure bake, 34
It was found that the peak near 66 cm -1 was greatly reduced. It was also found that the peak at 1712 cm -1 due to lactone had increased.

【0085】レジスト膜は初めγ−アセトキシ酸構造を
有するポリマー(3c)の構造であり、そのカルボン酸
によりアルカリ可溶であった。ArFエキシマレーザ露
光により、酸発生剤トリフェニルスルホニウムトリフレ
ートからトリフルオロメタンスルホン酸が発生し、露光
後ベーク中にその酸を触媒として、ポリマー中のγ−ア
セトキシ酸の構造が分子内で脱酢酸反応を起こしてエス
テル化して、γ−ラクトンの構造を生じた。その結果、
露光部がアルカリ現像液に不溶となり、ネガ型のパタン
が形成された。この際のネガ化の機構は架橋反応ではな
く、ラクトン化によるカルボン酸量の大幅な減少である
ために膨潤が避けられ、精度の高い微細パタンが形成で
きた。
The resist film initially had a structure of the polymer (3c) having a γ-acetoxy acid structure, and was alkali-soluble by the carboxylic acid. ArF excimer laser exposure generates trifluoromethanesulfonic acid from the acid generator triphenylsulfonium triflate, and the bake after exposure uses the acid as a catalyst to convert the structure of γ-acetoxy acid in the polymer into deacetic acid in the molecule. Followed by esterification to give the structure of γ-lactone. as a result,
The exposed portion became insoluble in the alkali developing solution, and a negative pattern was formed. The mechanism of the negative conversion at this time was not a crosslinking reaction but a large decrease in the amount of carboxylic acid due to lactonization, so that swelling was avoided, and a fine pattern with high precision was formed.

【0086】〈実施例2〉実施例1で用いたγ−アセト
キシ酸構造を有するポリマー(3c)の代わりに、合成
例2で合成したγ−エチルカルボニルオキシ酸構造を有
する化合物(4c)を100重量部、酸発生剤トリフェ
ニルスルホニウムトリフレート3重量部、テトラペンチ
ルアンモニウムクロリド0.01重量部をシクロヘキサ
ノン600重量部に溶解し、孔径0.20μmのテフロ
ンフィルタを用いてろ過し、レジスト溶液とした。
<Example 2> In place of the polymer (3c) having a γ-acetoxy acid structure used in Example 1, the compound (4c) having a γ-ethylcarbonyloxy acid structure synthesized in Synthesis Example 2 was used in 100 parts. Parts by weight, 3 parts by weight of an acid generator, triphenylsulfonium triflate, and 0.01 parts by weight of tetrapentylammonium chloride were dissolved in 600 parts by weight of cyclohexanone, and filtered using a Teflon filter having a pore size of 0.20 μm to obtain a resist solution. .

【0087】実施例1と同様にヘキサメチルジシラザン
で処理したシリコン基板上に上記のレジスト溶液を回転
塗布し、塗布後100℃で2分間加熱処理して、膜厚
0.30μmのレジスト膜を形成した。
The resist solution was spin-coated on a silicon substrate treated with hexamethyldisilazane in the same manner as in Example 1, and then heated at 100 ° C. for 2 minutes to form a resist film having a thickness of 0.30 μm. Formed.

【0088】実施例1と同様にArFエキシマレーザス
テッパによりクロムマスクを介して、露光を行い、その
後100℃で2分間露光後ベークを行った。23℃のテ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(0.11
3重量%)にレジスト膜を浸漬したところ、膜の未露光
部は12秒で溶解した。そこで現像は、その約2倍の時
間の24秒間行い、続けて15秒間純水でリンスした。
その結果、露光量20mJ/cm2で、ネガ型の0.1
6μmラインアンドスペースパタンが得られた。この
際、パタンの膨潤は見られなかった。またこのレジスト
溶液は、冷蔵庫(6℃)で14日間保存しても感度、解
像度に変化がなく、保存安定性がよいことがわかった。
Exposure was performed through a chromium mask using an ArF excimer laser stepper in the same manner as in Example 1, and then baking was performed at 100 ° C. for 2 minutes. 23 ° C. tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (0.11
(3% by weight), the unexposed portion of the film dissolved in 12 seconds. Therefore, the development was performed for about 24 times, which is about twice the time, and then rinsed with pure water for 15 seconds.
As a result, at an exposure dose of 20 mJ / cm2, a negative type 0.1
A 6 μm line and space pattern was obtained. At this time, no swelling of the pattern was observed. It was also found that this resist solution had no change in sensitivity and resolution even when stored in a refrigerator (6 ° C.) for 14 days, and had good storage stability.

【0089】さらに上記レジスト膜について、実施例1
の条件でエッチングを行った。その結果、このレジスト
のエッチレートは、市販のノボラック樹脂の塗膜のエッ
チングレートを1.0としたときに、1.30でありド
ライエッチング耐性が高いことがわかった。
Further, with respect to the above resist film, Example 1
Etching was performed under the following conditions. As a result, the etch rate of this resist was 1.30 when the etching rate of a coating film of a commercially available novolak resin was 1.0, indicating that the dry etching resistance was high.

【0090】〈実施例3〉合成例3で合成したδ−アセ
トキシ酸構造を有するポリマー(5e)を100重量
部、酸発生剤トリフェニルスルホニウムノナフレート3
重量部、フェニルピリジン0.015重量部を1−メト
キシ−2−プロパノール600重量部に溶解し、孔径
0.20μmのテフロンフィルタを用いてろ過しレジス
ト溶液とした。
Example 3 100 parts by weight of the polymer (5e) having a δ-acetoxy acid structure synthesized in Synthesis Example 3 was used, and the acid generator triphenylsulfonium nonaflate 3 was used.
Parts by weight and 0.015 parts by weight of phenylpyridine were dissolved in 600 parts by weight of 1-methoxy-2-propanol, and filtered using a Teflon filter having a pore size of 0.20 μm to obtain a resist solution.

【0091】実施例1と同様にヘキサメチルジシラザン
で処理したシリコン基板上に、上記のレジスト溶液を回
転塗布し、塗布後100℃で2分間加熱処理して、膜厚
0.35μmのレジスト膜を形成した。
The above-mentioned resist solution was spin-coated on a silicon substrate treated with hexamethyldisilazane in the same manner as in Example 1, and then heated at 100 ° C. for 2 minutes to form a resist film having a thickness of 0.35 μm. Was formed.

【0092】実施例1と同様に位相シフトマスクを通じ
てArFエキシマレーザステッパで露光し、その後12
0℃で2分間露光後ベークを行った。23℃のテトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド水溶液(0.048%)
にレジスト膜を浸漬したところ、膜の未露光部は5.0
秒で溶解した。そこで現像は、その2倍の時間の10秒
間行い、続けて15秒間純水でリンスした。その結果、
露光量26mJ/cm2で、ネガ型の0.12μmライ
ンアンドスペースパタンが得られた。この際、パタンの
膨潤は見られなかった。またこのレジスト溶液は、冷蔵
庫(6℃)で14日間保存しても感度、解像度に変化が
なく、保存安定性がよいことがわかった。
As in the case of the first embodiment, exposure is performed by an ArF excimer laser stepper through a phase shift mask.
A post-exposure bake was performed at 0 ° C. for 2 minutes. 23 ° C aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (0.048%)
When the resist film was immersed, the unexposed portion of the film was 5.0
Dissolved in seconds. Therefore, the development was performed twice as long as that for 10 seconds, followed by rinsing with pure water for 15 seconds. as a result,
At an exposure of 26 mJ / cm 2 , a negative 0.12 μm line and space pattern was obtained. At this time, no swelling of the pattern was observed. It was also found that this resist solution had no change in sensitivity and resolution even when stored in a refrigerator (6 ° C.) for 14 days, and had good storage stability.

【0093】またこのレジスト膜をKrFエキシマレー
ザステッパ(NA=0.45)を用いて、レベンソン型
の位相シフトマスクを介して露光をおこなった。露光後
ベークを120℃で2分間行った後、23℃のテトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド水溶液(2.38重量
%)にレジスト膜を浸漬したところ、膜の未露光部は
5.0秒で溶解した。そこで現像は、その2倍の時間の
10秒間行い、続けて15秒間純水でリンスした。
The resist film was exposed through a Levenson-type phase shift mask using a KrF excimer laser stepper (NA = 0.45). After baking at 120 ° C. for 2 minutes after exposure, the resist film was immersed in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (2.38% by weight) at 23 ° C., and the unexposed portion of the film was dissolved in 5.0 seconds. . Therefore, the development was performed twice as long as that for 10 seconds, followed by rinsing with pure water for 15 seconds.

【0094】その結果、露光量50mJ/cm2で、ネ
ガ型の0.18μmラインアンドスペースパタンが得ら
れた。この際、パタンの膨潤は見られなかった。またこ
のレジスト溶液は、室温(23℃)で7日間保存しても
感度、解像度に変化がなく、保存安定性がよいことがわ
かった。
As a result, a negative 0.18 μm line and space pattern was obtained at an exposure amount of 50 mJ / cm 2 . At this time, no swelling of the pattern was observed. This resist solution showed no change in sensitivity and resolution even when stored at room temperature (23 ° C.) for 7 days, indicating that storage stability was good.

【0095】さらに上記レジスト膜について、実施例1
の条件でエッチングを行った。その結果、このレジスト
のエッチレートは、市販のノボラック樹脂の塗膜のエッ
チングレートを1.0としたときに、1.25であり、
実用に十分なドライエッチング耐性を有していることが
わかった。
Further, with respect to the above resist film, Example 1
Etching was performed under the following conditions. As a result, the etching rate of this resist is 1.25, when the etching rate of a coating film of a commercially available novolak resin is 1.0.
It was found that the film had sufficient dry etching resistance for practical use.

【0096】〈実施例4〉合成例1で合成したγ−メト
キシカルボン酸構造を有するポリマー(3c)を100
重量部、酸発生剤トリフルオロメタンスルホニルオキシ
スクシイミド3重量部、1,3,4,6−テトラキス
(メトキシメチル)グルコルウリル10重量部をジアセ
トンアルコール600重量部に溶解し、孔径0.20μ
mのテフロンフィルタを用いてろ過し、レジスト溶液と
した。
Example 4 100 g of the polymer (3c) having a γ-methoxycarboxylic acid structure synthesized in Synthesis Example 1 was used.
Parts by weight, 3 parts by weight of an acid generator, trifluoromethanesulfonyloxysuccinimide, and 10 parts by weight of 1,3,4,6-tetrakis (methoxymethyl) glucoururil are dissolved in 600 parts by weight of diacetone alcohol, and the pore size is 0.20 μm.
The resultant was filtered using a Teflon filter of m to obtain a resist solution.

【0097】実施例1と同様にヘキサメチルジシラザン
で処理したシリコン基板上に、上記のレジスト溶液を回
転塗布し、塗布後100℃で2分間加熱処理して、膜厚
0.30μmのレジスト膜を形成した。実施例1と同様
に位相シフトマスクを通じてArFエキシマレーザステ
ッパで露光し、その後100℃で2分間露光後ベークを
行った。23℃のテトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド水溶液(2.38重量%)にレジスト膜を浸漬したと
ころ、膜の未露光部は5.0秒で溶解した。そこで現像
は、その2倍の時間の10秒間行い、続けて10秒間純
水でリンスした。その結果、露光量35mJ/cm
2で、ネガ型の0.13μmラインアンドスペースパタ
ンが得られた。この際、パタンの膨潤は見られなかっ
た。またこのレジスト溶液は、冷蔵庫(6℃)で14日
間保存しても感度、解像度に変化がなく、保存安定性が
よいことがわかった。
The above resist solution was spin-coated on a silicon substrate treated with hexamethyldisilazane in the same manner as in Example 1, and then heated at 100 ° C. for 2 minutes to form a resist film having a thickness of 0.30 μm. Was formed. Exposure was performed with an ArF excimer laser stepper through a phase shift mask in the same manner as in Example 1, followed by baking after exposure at 100 ° C. for 2 minutes. When the resist film was immersed in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (2.38% by weight) at 23 ° C., the unexposed portion of the film dissolved in 5.0 seconds. Therefore, the development was performed twice as long as that for 10 seconds, followed by rinsing with pure water for 10 seconds. As a result, the exposure amount was 35 mJ / cm
In Step 2 , a negative 0.13 μm line and space pattern was obtained. At this time, no swelling of the pattern was observed. It was also found that this resist solution had no change in sensitivity and resolution even when stored in a refrigerator (6 ° C.) for 14 days, and had good storage stability.

【0098】さらに、このレジスト膜を加速電圧50k
Vの電子線描画装置を用いて、ラインアンドスペースパ
タンの露光を行った。露光後ベーク、現像はArFエキ
シマレーザ露光と同じ条件を用いたところ、露光量20
μC/cm2で、ネガ型の0.13μmラインアンドス
ペースパタンが得られた。この際、パタンの膨潤は見ら
れなかった。
Further, this resist film is subjected to an acceleration voltage of 50 k
A line and space pattern was exposed using a V electron beam lithography system. Baking and development after exposure were performed under the same conditions as in the ArF excimer laser exposure.
At μC / cm 2 , a negative 0.13 μm line and space pattern was obtained. At this time, no swelling of the pattern was observed.

【0099】さらに上記レジスト膜について、実施例1
の条件でエッチングを行った。その結果、このレジスト
のエッチレートは、市販のノボラック樹脂の塗膜のエッ
チングレートを1.0としたときに、1.20でありド
ライエッチング耐性が高いことがわかった。
Further, with respect to the above resist film, Example 1
Etching was performed under the following conditions. As a result, the etch rate of this resist was 1.20 when the etching rate of a coating film of a commercially available novolak resin was 1.0, indicating that the dry etching resistance was high.

【0100】〈実施例5〉図1に公知のMOS(金属−
酸化物−半導体)型トランジスタの断面図を示す。この
トランジスタは、ゲート電極18に印加する電圧によ
り、ソース電極16およびドレイン電極17間に流れる
ドレイン電流を制御する構造となっている。
<Embodiment 5> FIG. 1 shows a well-known MOS (metal-
1 shows a cross-sectional view of an (oxide-semiconductor) transistor. This transistor has a structure in which a drain current flowing between the source electrode 16 and the drain electrode 17 is controlled by a voltage applied to the gate electrode 18.

【0101】このような構造を作る工程は十数工程から
なるが、それらはフィールド酸化膜形成までの工程、ゲ
ート形成までの工程および最終工程の3つのグループに
大別できる。
The steps for fabricating such a structure consist of dozens of steps, which can be broadly divided into three groups: steps up to the formation of a field oxide film, steps up to the formation of a gate, and final steps.

【0102】はじめのフィールド酸化膜形成までの工程
(図2)には、窒化シリコン膜上でレジストパタンを形
成する工程が含まれる。このフィールド酸化膜形成を以
下の実施例のようにして行った。
The steps up to the formation of the first field oxide film (FIG. 2) include a step of forming a resist pattern on the silicon nitride film. This field oxide film was formed as in the following examples.

【0103】公知の方法により、図2(a)のようにp
型シリコンウェハ21上に50nmの酸化膜22を形成
し、その上にプラズマCVDにより、200nmの窒化
シリコン膜23を形成し、基板とする。この基板に、実
施例1に示した材料、方法により0.30μmラインの
レジストパタン24の形成を行う(図2(b))。この
レジストパタンをマスクとして、公知の方法で窒化シリ
コン膜23をエッチングした後(図2(c))、このレ
ジストを再びマスクにして、チャンネルストッパのため
のホウ素のイオン打ち込みを行う。レジスト24を剥離
した後(図2(d))、窒化シリコン膜23をマスクと
する選択酸化により、素子分離領域に1.2μmのフィ
ールド酸化膜25を形成する(図2(e))。
By a known method, as shown in FIG.
A 50 nm oxide film 22 is formed on a mold silicon wafer 21, and a 200 nm silicon nitride film 23 is formed thereon by plasma CVD to form a substrate. A resist pattern 24 having a 0.30 μm line is formed on this substrate by the material and method described in the first embodiment (FIG. 2B). After the silicon nitride film 23 is etched by a known method using the resist pattern as a mask (FIG. 2C), boron ions for channel stopper are implanted using the resist as a mask again. After removing the resist 24 (FIG. 2D), a 1.2 μm field oxide film 25 is formed in the element isolation region by selective oxidation using the silicon nitride film 23 as a mask (FIG. 2E).

【0104】この後、公知の方法に従い、ゲート形成の
工程と、最終工程を行った。すなわち窒化シリコン膜2
3をエッチング後、ゲートを酸化し、多結晶シリコン2
6の成長を行う(図2(f))。この基板に、実施例3
に示したパタン形成方法を用いて、0.12μmライン
のレジストパタン27の形成を行う(図2(g))。こ
のレジストパタン27をマスクとして、公知の方法で多
結晶シリコン26のエッチングを行い、ゲート28を形
成する(図2(h))。
Thereafter, a gate forming step and a final step were performed according to a known method. That is, the silicon nitride film 2
3 is etched, the gate is oxidized, and the polysilicon 2
6 is grown (FIG. 2F). Example 3
The resist pattern 27 of the 0.12 μm line is formed by using the pattern forming method shown in FIG. Using this resist pattern 27 as a mask, the polycrystalline silicon 26 is etched by a known method to form a gate 28 (FIG. 2 (h)).

【0105】以下の工程は図示を省略したが、ソース、
ドレインの薄い酸化膜をエッチングし、ついで多結晶シ
リコンゲートとソース、ドレインにヒ素を拡散し、多結
晶シリコンゲートとソース、ドレイン領域に酸化膜を形
成する。ゲート、ソース、ドレインへのアルミニウム配
線のためのコンタクトを開口し、アルミニウム蒸着とパ
ターニングを行い、さらに保護膜を形成し、ボンディン
グのためのパッドを形成する。このようにして図1のよ
うなMOS型トランジスタが形成される。
Although the following steps are not shown, the source,
The thin oxide film of the drain is etched, and then arsenic is diffused in the polysilicon gate, source and drain, and an oxide film is formed in the polysilicon gate, source and drain regions. Open contacts for aluminum wiring to the gate, source, and drain, perform aluminum deposition and patterning, further form a protective film, and form pads for bonding. Thus, a MOS transistor as shown in FIG. 1 is formed.

【0106】ここではMOS型トランジスタについて、
特にフィールド酸化膜の形成方法を記述したが、本発明
はこれに限らないのは言うまでもなく、他の半導体素子
の製造方法、工程に適用できる。
Here, regarding the MOS transistor,
In particular, a method for forming a field oxide film has been described. However, it is needless to say that the present invention is not limited to this, but can be applied to other semiconductor device manufacturing methods and processes.

【0107】〈実施例6〉本発明の実施例1から4のい
ずれかに示したパタン形成方法を使って、半導体メモリ
素子を作製した。図3は素子製造の主要工程を部分的に
示す断面図である。図3(a)に示すように、P型のS
i半導体31を基板に用い、その表面に公知の素子分離
技術を用い素子分離領域32を形成する。次に、例えば
厚さ150nmの多結晶Siと厚さ200nmのSiO
2を積層した構造のワード線33を形成し、さらに化学
気相成長法を用いて例えば150nmのSiO2を被着
し、異方的に加工してワード線の側壁にSiO2のサイ
ドスペーサ34を形成する。
Embodiment 6 A semiconductor memory device was manufactured by using the pattern forming method described in any one of Embodiments 1 to 4 of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view partially showing the main steps of element production. As shown in FIG.
An i-semiconductor 31 is used as a substrate, and an element isolation region 32 is formed on the surface thereof using a known element isolation technique. Next, for example, polycrystalline Si having a thickness of 150 nm and SiO having a thickness of 200 nm
A word line 33 having a structure in which two word lines are stacked is further formed, for example, 150 nm of SiO 2 is deposited by using a chemical vapor deposition method, and is processed anisotropically to form a side spacer 34 of SiO 2 on the side wall of the word line. To form

【0108】次に、通常の方法でn拡散層35を形成す
る。次に図3(b)に示すように、通常の工程を経て多
結晶Siまたは高融点金属シリサイド、あるいはこれら
の積層膜からなるデータ線36を形成する。次に図3
(c)に示すように、通常の工程を経て多結晶Siから
なる蓄積電極38を形成する。その後、Ta25、Si
34、SiO2、BST、PZT、強誘電体のいずれか
もしくはこれらの複合膜などを被着し、キャパシタ用絶
縁膜39を形成する。引き続き多結晶Si、高融点金
属、高融点金属シリサイド、あるいはAl、Cu等の低
抵抗な導体を被着しプレート電極40を形成する。
Next, an n diffusion layer 35 is formed by a usual method. Next, as shown in FIG. 3B, a data line 36 made of polycrystalline Si, a high melting point metal silicide, or a laminated film of these is formed through a normal process. Next, FIG.
As shown in (c), a storage electrode 38 made of polycrystalline Si is formed through a normal process. Then, Ta 2 O 5 , Si
One of 3 N 4 , SiO 2 , BST, PZT, a ferroelectric material, or a composite film thereof is applied to form an insulating film 39 for a capacitor. Subsequently, a low-resistance conductor such as polycrystalline Si, high-melting-point metal, high-melting-point metal silicide, or Al or Cu is applied to form the plate electrode 40.

【0109】次に図3(d)に示すように、通常の工程
を経て配線41を形成する。次に通常の配線形成工程や
パッシベーション工程を経てメモリ素子を作製した。な
お、ここでは、代表的な製造工程のみを説明したが、こ
れ以外は通常の製造工程を用いた。また、各工程の順番
が前後しても本発明は適用できる。
Next, as shown in FIG. 3D, a wiring 41 is formed through a normal process. Next, a memory element was manufactured through a normal wiring forming step and a passivation step. Note that, here, only typical manufacturing steps have been described, but other than this, ordinary manufacturing steps were used. Further, the present invention can be applied even if the order of each step is changed.

【0110】上記素子製造工程におけるリソグラフィ工
程では、ほとんどのリソグラフィ工程に本発明の実施例
1から4のいずれかに示したパタン形成方法を適用した
が、本発明は、ネガ型レジストでパタン形成するのが不
向きな工程やパタン寸法が大きい工程に必ずしも適用す
る必要はない。例えばパッシベーション工程での導通孔
形成工程や、イオン打ち込みマスク形成用工程でのパタ
ン形成には本発明は適用しなかった。
In the lithography process in the device manufacturing process, the pattern forming method described in any one of the first to fourth embodiments of the present invention is applied to most of the lithography processes. In the present invention, the pattern is formed using a negative resist. It is not always necessary to apply the present invention to a process that is not suitable or a process having a large pattern size. For example, the present invention was not applied to a conduction hole forming step in a passivation step or a pattern formation in an ion implantation mask forming step.

【0111】次に、リソグラフィで形成したパタンにつ
いて説明する。図4は製造したメモリ素子の代表的なパ
タン配置を示す。42がワード線、43がデータ線、4
4がアクティブ領域、45が蓄積電極、46が電極取り
出し孔のパタンである。この例においても、ここに示し
た46の電極取り出し孔形成以外のすべてに本発明の実
施例1から4のパタン形成を用いた。ここに示したパタ
ン形成以外でも最小設計ルールを用いる工程では本発明
を用いた。
Next, a pattern formed by lithography will be described. FIG. 4 shows a typical pattern arrangement of the manufactured memory element. 42 is a word line, 43 is a data line, 4
4 is an active region, 45 is a storage electrode, and 46 is a pattern of an electrode extraction hole. Also in this example, the pattern formation of Examples 1 to 4 of the present invention was used for all except the 46 electrode extraction holes shown here. The present invention is used in the process using the minimum design rule other than the pattern formation shown here.

【0112】本発明を用いて作製した素子は、従来法を
用いて作製した素子と比較するとパタン間の寸法を小さ
くできた、そのため同じ構造の素子面積を小さくでき、
半導体素子を製造する際に1枚のウェハから製造できる
個数が増え、歩留まりが向上した。
In the device manufactured by using the present invention, the size between the patterns could be reduced as compared with the device manufactured by using the conventional method. Therefore, the device area of the same structure could be reduced.
When manufacturing semiconductor elements, the number of semiconductor elements that can be manufactured from one wafer has increased, and the yield has improved.

【0113】〈比較例1〉合成例1で合成したγ−ヒド
ロキシ酸構造を有するポリマー(3b)100重量部、
酸発生剤トリフェニルスルホニウムトリフレート2重量
部、2−ベンジルピリジン0.01重量部をジアセトン
アルコール600重量部に溶解し、孔径0.20μmの
テフロンフィルタを用いてろ過し、レジスト溶液とし
た。
Comparative Example 1 100 parts by weight of the polymer (3b) having a γ-hydroxy acid structure synthesized in Synthesis Example 1,
2 parts by weight of an acid generator, triphenylsulfonium triflate, and 0.01 parts by weight of 2-benzylpyridine were dissolved in 600 parts by weight of diacetone alcohol, and filtered using a Teflon filter having a pore size of 0.20 μm to obtain a resist solution.

【0114】ヘキサメチルジシラザンで処理したシリコ
ン基板上に、上記のレジスト溶液を回転塗布し、塗布後
100℃で2分間加熱処理して、膜厚0.35μmのレ
ジスト膜を形成した。ArFエキシマレーザステッパ
(ISI Microstep,NA=0.60)を用いて、レベン
ソン型の位相シフトマスクを介してこのレジスト膜の露
光をおこなった。露光後100℃で2分間露光後ベーク
を行った。23℃のテトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド水溶液(2.38重量%)にレジスト膜を浸漬した
ところ、膜の未露光部は12秒で溶解した。そこで現像
はその2倍の24秒間行い、続いて15秒間純水でリン
スした。その結果、露光量20mJ/cm2で、ネガ型
の0.13μmラインアンドスペースパタンが得られ
た。この際、パタンの膨潤は見られなかった。
The above resist solution was spin-coated on a silicon substrate treated with hexamethyldisilazane, and heated at 100 ° C. for 2 minutes to form a resist film having a thickness of 0.35 μm. This resist film was exposed through an Levenson-type phase shift mask using an ArF excimer laser stepper (ISI Microstep, NA = 0.60). After exposure, baking was performed at 100 ° C. for 2 minutes. When the resist film was immersed in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (2.38% by weight) at 23 ° C., the unexposed portion of the film dissolved in 12 seconds. Therefore, development was performed twice as much for 24 seconds, followed by rinsing with pure water for 15 seconds. As a result, a negative type 0.13 μm line and space pattern was obtained at an exposure amount of 20 mJ / cm 2 . At this time, no swelling of the pattern was observed.

【0115】このレジスト溶液を冷凍庫(−8℃)で保
存したところ、7日間は未露光部の溶解速度は変化せ
ず、感度、解像度に変化はほとんど見られなかった。し
かしながら、冷蔵庫(6℃)で保存した場合、3日間で
未露光部が溶解する時間が23秒に増加し、全体が溶け
にくくなった結果、感度は15mJ/cm2に高感度化
した。しかし、解像度が0.20μm(ラインアンドス
ペース)に低下し、6℃では保存安定性が悪いことがわ
かった。
When this resist solution was stored in a freezer (-8 ° C.), the dissolution rate of the unexposed portion did not change for 7 days, and there was almost no change in sensitivity and resolution. However, when stored in a refrigerator (6 ° C.), the time for dissolving the unexposed portion increased to 23 seconds in 3 days, making the whole less soluble, resulting in an increase in sensitivity to 15 mJ / cm 2 . However, it was found that the resolution was reduced to 0.20 μm (line and space) and the storage stability was poor at 6 ° C.

【0116】[0116]

【発明の効果】アセトキシカルボン酸構造を有する樹脂
のラクトン化を用いることにより、水性アルカリ現像液
で微細パタンが膨潤することなく現像でき、解像性能の
優れたネガ型のパタン形成方法を安定して得ることがで
きる。
By using lactonization of a resin having an acetoxycarboxylic acid structure, a fine pattern can be developed without swelling in an aqueous alkaline developer, and a negative pattern forming method excellent in resolution performance can be stably performed. Can be obtained.

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

【図1】MOS型トランジスタの断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a MOS transistor.

【図2】本発明の方法を用いたフィールド酸化膜および
ゲートの形成工程を示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a step of forming a field oxide film and a gate using the method of the present invention.

【図3】本発明の方法を用いた半導体メモリ素子の製造
工程を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor memory device using the method of the present invention.

【図4】メモリ素子を構成する代表的なパタンの配置を
示す平面図。
FIG. 4 is a plan view showing an arrangement of typical patterns constituting a memory element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12…フィールド酸化膜、13…ソースコンタクト、1
4…ドレインコンタクト、15…多結晶シリコン、16
…ソース電極、17…ドレイン電極、18…ゲート電
極、19…保護膜、22…酸化膜、24…レジストパタ
ン、25…フィールド酸化膜、26…多結晶シリコン
膜、27…レジストパタン、28…多結晶シリコンゲー
ト、31…P型Si半導体基板、32…素子分離領域、
33、42…ワード線、34…サイドスペーサ、 35
…n拡散層、36、43…データ線、38、45…蓄積
電極、39…キャパシタ用絶縁膜、40…プレート電
極、41…配線、44…アクティブ領域、46…電極取
り出し孔。
12 ... field oxide film, 13 ... source contact, 1
4 ... Drain contact, 15 ... Polycrystalline silicon, 16
... source electrode, 17 ... drain electrode, 18 ... gate electrode, 19 ... protective film, 22 ... oxide film, 24 ... resist pattern, 25 ... field oxide film, 26 ... polycrystalline silicon film, 27 ... resist pattern, 28 ... multiple Crystalline silicon gate, 31: P-type Si semiconductor substrate, 32: element isolation region,
33, 42: word line, 34: side spacer, 35
... N-diffusion layer, 36, 43 ... data line, 38, 45 ... storage electrode, 39 ... capacitor insulating film, 40 ... plate electrode, 41 ... wiring, 44 ... active area, 46 ... electrode extraction hole.

───────────────────────────────────────────────────── 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) G03F 7/38 511 G03F 7/38 511 7/40 521 7/40 521 H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72)発明者 白石 洋 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Fターム(参考) 2H025 AA02 AA04 AB16 AC04 AC08 AD01 BE00 BE10 BH04 CB43 FA12 2H096 AA25 BA06 EA03 EA04 GA09 JA04 4J002 BG071 BK001 EV296 FD206 GP03 HA05 4J100 AK31P AL08P BA11P BC12P CA01 HA17 HE22 JA38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03F 7/38 511 G03F 7/38 511 7/40 521 7/40 521 H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72) Inventor Hiroshi Shiraishi 1-280, Higashi-Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo F-term in the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. EV296 FD206 GP03 HA05 4J100 AK31P AL08P BA11P BC12P CA01 HA17 HE22 JA38

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基体上にγ−アセトキシカルボン酸構造ま
たはδ−アセトキシカルボン酸構造を含む感光性組成物
からなる塗膜を形成する工程と、上記塗膜に所定のパタ
ンの活性化学線を照射して、上記活性化学線の照射部分
のカルボン酸構造をγ−ラクトン構造またはδ−ラクト
ン構造に変化させる工程とを有することを特徴とするパ
タン形成方法。
1. A step of forming a coating film comprising a photosensitive composition containing a γ-acetoxycarboxylic acid structure or a δ-acetoxycarboxylic acid structure on a substrate, and irradiating the coating film with actinic radiation of a predetermined pattern. Changing the carboxylic acid structure of the irradiated portion of the actinic radiation to a γ-lactone structure or a δ-lactone structure.
【請求項2】請求項1に記載のパタン形成方法におい
て、上記γ−アセトキシカルボン酸またはδ−アセトキ
シカルボン酸構造は、つぎの化学式(1)または(2)
で示される化学構造であることを特徴とするパタン形成
方法。 【化1】 【化2】 ここで、式中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8
は、水素または炭素数1から10のアルキル基を表し、
それらのアルキル基は互いにつながって環状アルキル基
を形成していてもよい。また、式中R9、R10、R
11は、水素または炭素数1から3のアルキル基もしくは
ハロゲンを表す。
2. The method for forming a pattern according to claim 1, wherein the γ-acetoxycarboxylic acid or δ-acetoxycarboxylic acid structure is represented by the following chemical formula (1) or (2):
A pattern formation method characterized by having a chemical structure represented by: Embedded image Embedded image Where R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8
Represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms;
These alkyl groups may be connected to each other to form a cyclic alkyl group. In the formula, R 9 , R 10 , R
11 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or halogen.
【請求項3】請求項2に記載のパタン形成方法におい
て、上記感光性組成物が高分子化合物を含み、少なくと
も上記高分子化合物が上記式(1)または(2)で示さ
れるカルボン酸構造を含むことを特徴とするパタン形成
方法。
3. The pattern forming method according to claim 2, wherein the photosensitive composition contains a polymer compound, and at least the polymer compound has a carboxylic acid structure represented by the formula (1) or (2). A pattern forming method comprising:
【請求項4】請求項1から3のいずれかに記載のパタン
形成方法において、上記カルボン酸構造を含む感光性組
成物が、さらに脂環族構造を含むことを特徴とするパタ
ン形成方法。
4. The pattern forming method according to claim 1, wherein the photosensitive composition containing a carboxylic acid structure further contains an alicyclic structure.
【請求項5】請求項1から4のいずれかに記載のパタン
形成方法において、上記活性化学線が波長250nm以
下の遠紫外光であることを特徴とするパタン形成方法。
5. The pattern forming method according to claim 1, wherein said active actinic ray is far ultraviolet light having a wavelength of 250 nm or less.
【請求項6】請求項1から5のいずれかに記載のパタン
形成方法において、上記活性化学線がArFエキシマレ
ーザ光であることを特徴とするパタン形成方法。
6. The pattern forming method according to claim 1, wherein the actinic radiation is ArF excimer laser light.
【請求項7】請求項1から6のいずれかに記載のパタン
形成方法において、上記所定のパタンの活性化学線が位
相シフトマスクを介したArFエキシマレーザ光である
ことを特徴とするパタン形成方法。
7. The pattern forming method according to claim 1, wherein the active actinic radiation of the predetermined pattern is ArF excimer laser light through a phase shift mask. .
【請求項8】請求項1から7のいずれかに記載のパタン
形成方法において、上記活性化学線を照射する工程の
後、水性アルカリ現像液を用いて上記塗膜にパタンを現
像する工程を有し、上記水性アルカリ現像液はテトラア
ルキルアンモニウムヒドロキシド水溶液であることを特
徴とするパタン形成方法。
8. The pattern forming method according to claim 1, further comprising, after the step of irradiating the active actinic ray, a step of developing a pattern on the coating film using an aqueous alkaline developer. A method for forming a pattern, wherein the aqueous alkaline developer is an aqueous solution of tetraalkylammonium hydroxide.
【請求項9】請求項8に記載のパタン形成方法におい
て、上記活性化学線を照射する工程の後、前上記水性ア
ルカリ現像液を用いて上記塗膜にパタンを現像する工程
の前に、上記塗膜を加熱する工程を含むこと特徴とする
パタン形成方法。
9. The method for forming a pattern according to claim 8, wherein after the step of irradiating the active actinic ray, before the step of developing the pattern on the coating film using the aqueous alkaline developer, A method for forming a pattern, comprising a step of heating a coating film.
【請求項10】請求項1から9のいずれかに記載のパタ
ン形成方法により、半導体基板上にレジストパタンを形
成する工程、上記レジストパタンをもとに、上記半導体
基板をエッチング加工する工程もしくはイオンを打ち込
む工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. A step of forming a resist pattern on a semiconductor substrate by the pattern forming method according to any one of claims 1 to 9, a step of etching the semiconductor substrate based on the resist pattern, or a step of ion etching. A method of manufacturing a semiconductor device, the method including:
【請求項11】アルカリ可溶性基としてγ−アセトキシ
カルボン酸構造またはδ−アセトキシカルボン酸構造を
有する化合物、および活性化学線の照射により酸を発生
する化合物を少なくとも含むことを特徴とする感光性組
成物。
11. A photosensitive composition comprising at least a compound having a γ-acetoxycarboxylic acid structure or a δ-acetoxycarboxylic acid structure as an alkali-soluble group, and a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic radiation. .
【請求項12】請求項11に記載の感光性組成物におい
て、上記アルカリ可溶性基としてγ−アセトキシカルボ
ン酸構造またはδ−アセトキシカルボン酸構造を有する
化合物が、さらに脂環族構造を含むことを特徴とする感
光性組成物。
12. The photosensitive composition according to claim 11, wherein the compound having a γ-acetoxycarboxylic acid structure or a δ-acetoxycarboxylic acid structure as the alkali-soluble group further contains an alicyclic structure. Photosensitive composition.
【請求項13】請求項11または12に記載の感光性組
成物において、上記アルカリ可溶性基としてγ−アセト
キシカルボン酸構造またはδ−アセトキシカルボン酸構
造を有する化合物が高分子化合物であることを特徴とす
る感光性組成物。
13. The photosensitive composition according to claim 11, wherein the compound having a γ-acetoxycarboxylic acid structure or a δ-acetoxycarboxylic acid structure as the alkali-soluble group is a high molecular compound. Photosensitive composition.
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