JP2002196497A - Chemical amplification type positive type resist composition for thermal flow and pattern forming method - Google Patents
Chemical amplification type positive type resist composition for thermal flow and pattern forming methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造用のレジ
ストマスク、特にコンタクトホール形成用レジスト及び
そのパターン形成方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resist mask for manufacturing semiconductors, and more particularly to a resist for forming a contact hole and a method of forming a pattern thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】これまで光(g線、i線、KrFエキシマ
レーザー光)による縮小投影露光法が利用されている。
一般に、レンズの解像度Rは、Rayleighの理
論式により、以下の式で表される。 R=k[λ/(N.A.)] ここで、λは露光波長、N.A.はレンズの開口数(Numeri
cal Aparature)で、ウエハーに対して入射する開き角
度をθとした場合、N.A.=sinθである。 kはレジスト
により異なった値を示し、レジストの性能を示す特性パ
ラメータとして使われることも多い。iレジストまでの
経験ではレジストを改良しても0.5程度までしか小さ
くならない。解像力を高めるということは、上記式から
明らかなように、Rを小さくすることであり、そのため
にはN.A.を大きくするか、λを小さくするが、kを小さ
くことが必要である。ところが、現在ではN.A.も0.7に
迫る値まで大きくなり、kも0.5という限界に到達し
ている。波長を更に短くする観点からKrFエキシマレー
ザー光の248nmからArFエキシマレーザー光の19
3nmさらにはF2エキシマレーザー光の157nmが
検討されているが、実際の半導体製造に使用できるレジ
スト材料や装置の開発が遅れているため従来の露光装置
で更に微細なパターンを形成できるレジスト材料やパタ
ーン形成方法が望まれていた。2. Description of the Related Art A reduction projection exposure method using light (g-line, i-line, KrF excimer laser light) has been used.
In general, the resolution R of a lens is expressed by the following equation according to Rayleigh's theoretical equation. R = k [λ / (NA)] where λ is the exposure wavelength, and NA is the numerical aperture of the lens (Numeri
cal Aparature), when the angle of incidence on the wafer is θ, NA = sin θ. k indicates a different value depending on the resist, and is often used as a characteristic parameter indicating the performance of the resist. In the experience up to i-resist, even if the resist is improved, it can only be reduced to about 0.5. Increasing the resolving power, as is apparent from the above equation, means reducing R. To this end, it is necessary to increase NA or decrease λ, but reduce k. However, now NA also increases to a value approaching 0.7, and k reaches the limit of 0.5. From the viewpoint of further shortening the wavelength, KrF excimer laser light from 248 nm to ArF excimer laser light 19
Although 3 nm and 157 nm of F 2 excimer laser light have been studied, development of resist materials and devices that can be used in actual semiconductor manufacturing has been delayed, so that resist materials that can form finer patterns with conventional exposure apparatuses have been developed. A pattern forming method has been desired.
【0003】特開平6−37071号で開示されている
真空中で紫外線(UV)を照射しながらウエハーを加熱
(フローベーク)して、レジスト形状を変化(フロー)
させて、レジストパターンの寸法を小さくすることがで
きる半導体装置のコンタクトホール径の調整方法は有望
であるが、それに適したレジスト材料の開発が不十分で
あった。また、真空中でUV照射しながらウエハーをフ
ローベークするというプロセスは煩雑であるため、空気
中のフローベークのみで同じ効果が得られるレジスト材
料が望まれていた。しかしこれまで知られているレジス
ト材料に対してフローベークプロセスを適用すると、フ
ロー速度が速くホールサイズの制御し難いという問題
や、実用的なフロー温度(150℃以下)でも十分フロ
ーしない等の問題があった。[0003] The wafer is heated (flow bake) while irradiating ultraviolet rays (UV) in a vacuum disclosed in JP-A-6-37071 to change the resist shape (flow).
Although a method of adjusting the contact hole diameter of a semiconductor device that can reduce the size of a resist pattern is promising, development of a resist material suitable for the method has been insufficient. In addition, since the process of flow baking a wafer while irradiating UV in a vacuum is complicated, a resist material that can obtain the same effect only by flow baking in air has been desired. However, when a flow bake process is applied to a resist material known so far, problems such as a high flow rate and difficulty in controlling the hole size and a problem such as insufficient flow even at a practical flow temperature (150 ° C. or lower) are encountered. was there.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は通常のパター
ン形成方法においても十分な解像力を示し、かつ、フロ
ーベークのみでパターン寸法を小さくすることに適した
レジスト材料とそのパターン形成方法を提供することを
目的とする。本発明によれば、通常のパターン形成にお
いても十分な解像力を示し、かつ、適切なフローベーク
温度のみでパターン寸法を小さくすることが可能であ
り、フロー速度も適切でありフロー量が制御し易いレジ
スト材料が提供される。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a resist material exhibiting a sufficient resolution even in a normal pattern forming method and suitable for reducing the pattern size only by flow baking, and a pattern forming method therefor. The purpose is to: ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it shows sufficient resolving power also in normal pattern formation, and it is possible to make a pattern size small only by an appropriate flow bake temperature, and a flow speed is also appropriate and a flow amount is easy to control. A resist material is provided.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、ポジ型化
学増幅系レジスト組成物の構成材料を鋭意検討した結
果、使用することにより、本発明の目的が達成されるこ
とを見出し、本発明に至った。即ち、上記目的は下記構
成によって達成される。Means for Solving the Problems The present inventors diligently studied constituent materials of a positive-type chemically amplified resist composition, and as a result, found that the use of the composition can achieve the object of the present invention. Invented the invention. That is, the above object is achieved by the following constitutions.
【0006】(1)水酸基の10〜50mol%を酸分解性基で
置換した平均重量分子量が5,000〜50,000で分散度が1.0
〜1.3である下記ヒドロキシスチレン樹脂(A)と水酸
基の10〜50mol%を酸分解性基で置換した平均重量分子量
が5,000〜50,000である下記ヒドロキシスチレン樹脂
(B)および光酸発生剤を含有することを特徴とするサ
ーマルフロー用化学増幅型ポジレジスト組成物。(1) 10 to 50 mol% of hydroxyl groups are substituted with an acid-decomposable group, the average weight molecular weight is 5,000 to 50,000 and the dispersity is 1.0
The following hydroxystyrene resin (A) having an average molecular weight of 5,000 to 50,000 in which 10 to 50 mol% of hydroxyl groups are substituted with an acid-decomposable group, and a photoacid generator. A chemically amplified positive resist composition for thermal flow, comprising:
【0007】[0007]
【化4】 Embedded image
【0008】式(A)及び(B)において、BL1及びB
L2は、同じでも異なっていてもよく、酸分解性基を表
す。L1は水素原子または酸で分解しない基を表す。0.1
≦a≦0.5、0.1≦b≦0.5、及び0.0<c≦0.3である。 (2)ヒドロキシスチレン樹脂(A)及び(B)の平均
重量分子量が共に5,000〜30,000であることを特徴とす
る上記(1)に記載のサーマルフロー用化学増幅型ポジ
レジスト組成物。 (3)式(A)及び式(B)におけるBL1及びBL2少
なくともひとつが下記式(I)または式(II)で表さ
れる基であることを特徴とする上記(1)又は(2)に
記載のサーマルフロー用化学増幅型ポジレジスト組成
物。In formulas (A) and (B), BL 1 and B
L 2 may be the same or different and represents an acid-decomposable group. L 1 represents a hydrogen atom or a group not decomposed by an acid. 0.1
≦ a ≦ 0.5, 0.1 ≦ b ≦ 0.5, and 0.0 <c ≦ 0.3. (2) The chemically amplified positive resist composition for thermal flow as described in (1) above, wherein both the hydroxystyrene resins (A) and (B) have an average weight molecular weight of 5,000 to 30,000. (3) The above (1) or (2), wherein at least one of BL 1 and BL 2 in the formulas (A) and (B) is a group represented by the following formula (I) or (II). The chemically amplified positive resist composition for thermal flow according to the above item 2).
【0009】[0009]
【化5】 R1は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Wは、直鎖、
分岐あるいは環状の炭素数1〜10までのアルキル基を
表す。nは1〜4の整数を表す。R4は直鎖、分岐ある
いは環状の炭素数4〜10のアルキル基を表す。kは0
〜4の整数を表す。 (4)光酸発生剤として、少なくとも下記式(III)で
表されるオニウム塩および/または下記式(IV)で表さ
れるスルホニルジアゾメタンを含む上記(1)〜(3)
のいずれかに記載のサーマルフロー用化学増幅型ポジレ
ジスト組成物。Embedded image R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. W is a straight chain,
Represents a branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. n represents an integer of 1 to 4. R 4 represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 4 to 10 carbon atoms. k is 0
Represents an integer of from 4 to 4. (4) The above (1) to (3) containing at least an onium salt represented by the following formula (III) and / or a sulfonyldiazomethane represented by the following formula (IV) as a photoacid generator:
5. The chemically amplified positive resist composition for thermal flow according to any one of the above.
【0010】[0010]
【化6】 Embedded image
【0011】式(III)において、Ra1〜Ra5、Rb1〜R
b5、Rc1〜Rc5は、各々独立に、水素原子、直鎖状、分
岐状あるいは環状アルキル基、直鎖状、分岐状あるいは
環状アルコキシ基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、又
は−S−R基を表す。Rは、直鎖状、分岐状あるいは環
状アルキル基又はアリール基を表す。また、Ra1〜R
a5、Rb1〜Rb5、Rc1〜Rc5のうち、2つ以上が結合し
て、単結合、炭素、酸素、イオウ、及び窒素から選択さ
れる1種又は2種以上を含む環を形成していてもよい。
X-は、R3−SO3 -またはR3−COO-を表す。R
3は、炭素数1〜20までの直鎖、分岐あるいは環状の
アルキル基、炭素数6〜20の置換あるいは無置換のア
リール基または炭素数6〜20の置換あるいは無置換の
アラルキル基、炭素数1〜20までの直鎖、分岐あるい
は環状のパーフルオロアルキル基、又は炭素数6〜20
の置換あるいは無置換のパーフルオロアリール基を表
す。式(IV)において、Rd1及びRd2は、各々独立に、
炭素数1〜10の直鎖、分岐あるいは環状のアルキル
基、炭素数6〜20の置換あるいは無置換のアリール
基、又は炭素数6〜20の置換あるいは無置換のアラル
キル基を表す。In the formula (III), Ra 1 to Ra 5 , Rb 1 to R
b 5, Rc 1 ~Rc 5 are each independently a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, or -S-R Represents a group. R represents a linear, branched or cyclic alkyl or aryl group. Also, Ra 1 to R
a 5, Rb 1 ~Rb 5, Rc 1 ~Rc of 5, two or more are bonded, a single bond, carbon, oxygen, sulfur, and the ring containing one or more selected from nitrogen It may be formed.
X - is, R 3 -SO 3 - represents a - or R 3 -COO. R
3 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, 1 to 20 linear, branched or cyclic perfluoroalkyl groups, or 6 to 20 carbon atoms
Represents a substituted or unsubstituted perfluoroaryl group. In the formula (IV), Rd 1 and Rd 2 each independently represent
It represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms.
【0012】(5)更にカルボン酸または/かつカルボ
ン酸無水物を含有する上記(1)〜(4)のいずれかに
記載のサーマルフロー用化学増幅型ポジレジスト組成
物。 (6)更に含窒素塩基性有機化合物を含有する上記
(1)〜(5)のいずれかに記載のサーマルフロー用化
学増幅型ポジレジスト組成物。(5) The chemically amplified positive resist composition for thermal flow according to any one of the above (1) to (4), further comprising a carboxylic acid and / or a carboxylic anhydride. (6) The chemically amplified positive resist composition for thermal flow according to any one of (1) to (5), further comprising a nitrogen-containing basic organic compound.
【0013】(7)半導体基板上に、上記(1)〜
(6)のいずれかに記載の化学増幅型ポジレジスト組成
物によりフォトレジスト膜を形成した後、300nm以下
の波長の放射線によりパターン露光、加熱処理、現像処
理を順次行い所望よりやや大きなコンタクトホールパタ
ーンを形成し、この半導体基板を120℃〜160℃に
加熱し、レジストを熱フローさせることで所望のサイズ
のコンタクトホールパターンを形成するパターン形成方
法。(7) On the semiconductor substrate, the above (1) to
After forming a photoresist film from the chemically amplified positive resist composition according to any of (6), pattern exposure, heat treatment, and development are sequentially performed with radiation having a wavelength of 300 nm or less, and the contact hole pattern is slightly larger than desired. And forming a contact hole pattern of a desired size by heating the semiconductor substrate to 120 ° C. to 160 ° C. and causing the resist to thermally flow.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明に使用する各成分に
ついて詳細に説明する。 〔1〕樹脂 上記式(A)及び(B)において、BL1及びBL2は、
同じでも異なっていてもよく、酸分解性基を表す。ここ
で酸分解性基は、酸により分解し、樹脂をアルカリ可溶
性とする基である。BL1及びBL2は、酸分解性基であ
れば特に限定されないが、下記一般式(I)または(I
I)の構造が好ましく、特に一般式(I)の構造が好ま
しい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, each component used in the present invention will be described in detail. [1] Resin In the above formulas (A) and (B), BL 1 and BL 2 are
It may be the same or different and represents an acid-decomposable group. Here, the acid-decomposable group is a group that is decomposed by an acid to make the resin alkali-soluble. BL 1 and BL 2 are not particularly limited as long as they are acid-decomposable groups, and are represented by the following general formula (I) or (I
The structure of I) is preferable, and the structure of the general formula (I) is particularly preferable.
【0015】[0015]
【化7】 Embedded image
【0016】式中、R1は炭素数1〜4のアルキル基を
表す。Wは、直鎖、分岐あるいは環状の炭素数1〜10
までのアルキル基を表す。nは1〜4の整数を表す。R
4は直鎖、分岐あるいは環状の炭素数4〜10のアルキ
ル基を表す。kは0〜4の整数を表す。In the formula, R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. W is a linear, branched or cyclic C 1-10
Represents an alkyl group up to n represents an integer of 1 to 4. R
4 represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 4 to 10 carbon atoms. k represents an integer of 0 to 4.
【0017】BL1は、好ましくは一般式(I)で表さ
れる基であり、特に一般式(I)において、Wが直鎖、
分岐あるいは環状の炭素数1〜6のアルキル基、nは1
または2である基が好ましい。BL2は、好ましくは、
一般式(I)において、Wが直鎖、分岐あるいは環状の
炭素数1〜6のアルキル基であり、nが1または2であ
る基であるか、または、一般式(II)において、R4
が直鎖、分岐あるいは環状の炭素数4〜6のアルキル基
であり、kが0または1である基である。BL 1 is preferably a group represented by the general formula (I), and particularly, in the general formula (I), W is a straight-chain,
A branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n is 1
Or a group that is 2. BL 2 is preferably
In the general formula (I), W is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and n is 1 or 2, or R 4 in the general formula (II)
Is a linear, branched or cyclic alkyl group having 4 to 6 carbon atoms, and k is 0 or 1.
【0018】L1は酸で分解しない基であれば特に限定
されないが、好ましくは水素原子、炭素数1〜6の直
鎖、分岐あるいは環状のアルキル基、炭素数1〜6の直
鎖、分岐あるいは環状のアルコキシ基、又は、ハロゲン
原子、ニトロ基、アミノ基またはシアノ基の群から選ば
れた基である。特に好ましくは、水素原子、炭素数1〜
6の直鎖、分岐あるいは環状のアルキル基、炭素数1〜
6の直鎖、分岐あるいは環状のアルコキシ基である。L 1 is not particularly limited as long as it is a group which is not decomposed by an acid. Preferably, L 1 is a hydrogen atom, a linear or branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Alternatively, it is a cyclic alkoxy group or a group selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, an amino group and a cyano group. Particularly preferably, a hydrogen atom and a carbon number of 1 to 1.
6 linear, branched or cyclic alkyl groups, 1 to 1 carbon atoms
6 linear, branched or cyclic alkoxy groups.
【0019】ポリマー(A)と(B)の重量平均分子量
は、各々5000〜50000、好ましくは5000〜
30000である。ポリマー(A)と(B)との混合物
の好ましい重量平均分子量の範囲は、好ましくは100
00〜50000、特に好ましくは15000〜300
00である。分子量が好ましい範囲より小さいとフロー
速度が著しく速くなってしまい好ましくない。また、分
子量が好ましい範囲より大きいとポリマーの耐熱性が高
くなりすぎ、適切な温度範囲でレジストフローが起こら
なくなるために、好ましくない。また、フロー開始温度
とフロー速度の調整のしやすさの観点でポリマー(A)
とポリマー(B)との重量平均分子量の差が1000以
上ある場合が好ましい。重量平均分子量、分散度は、ゲ
ルパーミエーションクロマトグラフィー(ポリスチレン
換算値)にて得ることができる。The weight average molecular weight of each of the polymers (A) and (B) is 5,000 to 50,000, preferably 5,000 to 50,000.
30,000. The preferred range of the weight average molecular weight of the mixture of the polymers (A) and (B) is preferably 100
00 to 50000, particularly preferably 15000 to 300
00. If the molecular weight is smaller than the preferable range, the flow rate becomes extremely high, which is not preferable. On the other hand, when the molecular weight is larger than the preferable range, the heat resistance of the polymer becomes too high, and the resist flow does not occur in an appropriate temperature range, which is not preferable. Further, from the viewpoint of easy adjustment of the flow start temperature and the flow rate, the polymer (A)
It is preferable that the difference between the weight average molecular weight of the polymer and the polymer (B) is 1000 or more. The weight average molecular weight and the degree of dispersion can be obtained by gel permeation chromatography (in terms of polystyrene).
【0020】ポリマー(A)/ポリマー(B)比は重量
で1/9〜9/1の間で混合して使用するのが好まし
い。一方のポリマー比率が10%以下では本発明の効果
が十分に発現しない。更に好ましくはポリマー(A)/
ポリマー(B)=2/8〜8/2であり、特に好ましく
はポリマー(A)/ポリマー(B)=3/7〜7/3で
ある。The polymer (A) / polymer (B) ratio is preferably used by mixing between 1/9 and 9/1 by weight. If the ratio of one polymer is 10% or less, the effect of the present invention is not sufficiently exhibited. More preferably, the polymer (A) /
Polymer (B) = 2/8 to 8/2, particularly preferably polymer (A) / polymer (B) = 3/7 to 7/3.
【0021】本発明のポリマー(A)/ポリマー(B)
の混合物は、欧州特許254853号、特開平2−25
850号、同3−223860号、同4−251259
号等に開示されているように、アルカリ可溶性樹脂に酸
で分解し得る基の前駆体を反応させる、もしくは、酸で
分解し得る基の結合したアルカリ可溶性樹脂モノマーを
種々のモノマーと共重合して得えることができる。この
ようにして得られたポリマーを本発明の開示に従って適
宜混合することにより本発明で用いられるポリマーを得
ることができる。また、ポリマー(A)及び(B)に対
応する幹ポリマーをあらかじめ混合しておき、上記と同
じ方法に従って酸で分解し得る基の前駆体を反応させる
方法で得ることもできる。The polymer (A) / polymer (B) of the present invention
Are disclosed in European Patent 254853 and JP-A-2-25.
No. 850, No. 3-223860, No. 4-251259
As disclosed in US Pat. No. 6,086,098, an alkali-soluble resin is reacted with a precursor of an acid-decomposable group, or an alkali-soluble resin monomer having an acid-decomposable group bonded thereto is copolymerized with various monomers. Can be obtained. The polymer used in the present invention can be obtained by appropriately mixing the polymer thus obtained in accordance with the disclosure of the present invention. Alternatively, it can also be obtained by mixing the trunk polymers corresponding to the polymers (A) and (B) in advance, and reacting a precursor of an acid-decomposable group according to the same method as described above.
【0022】〔2〕光酸発生剤 本発明で用いられる光酸発生剤は、活性光線又は放射線
の照射により酸を発生する化合物である。このような光
酸発生剤としては、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、あ
るいはマイクロレジスト等に使用されている公知の光
(400〜200nmの紫外線、遠紫外線、特に好まし
くは、g線、h線、i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
線又はイオンビームにより酸を発生する化合物及びそれ
らの混合物を適宜に選択して使用することができる。[2] Photoacid Generator The photoacid generator used in the present invention is a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. Examples of such a photoacid generator include photoinitiators for photocationic polymerization, photoinitiators for photoradical polymerization, photodecolorants for dyes, photochromic agents, and known photoacids used in microresists and the like. (400 to 200 nm ultraviolet ray, far ultraviolet ray, particularly preferably g-line, h-line, i-line, KrF excimer laser beam), ArF excimer laser beam, electron beam, X-ray, molecular beam or ion beam to generate acid. Compounds and mixtures thereof can be appropriately selected and used.
【0023】本発明に用いることができる光酸発生剤と
して、より具体的には、たとえば、ジアゾニウム塩、ア
ンモニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スル
ホニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩等のオニ
ウム塩、有機ハロゲン化合物、有機金属/有機ハロゲン
化物、o−ニトロベンジル型保護基を有する光酸発生
剤、イミノスルフォネ−ト等に代表される光分解してス
ルホン酸を発生する化合物、ジスルホン化合物、ジアゾ
ケトスルホン、ジアゾジスルホン化合物等を挙げること
ができる。また、これらの光により酸を発生する基、あ
るいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合
物を用いることができる。More specifically, examples of the photoacid generator that can be used in the present invention include onium salts such as diazonium salts, ammonium salts, phosphonium salts, iodonium salts, sulfonium salts, selenonium salts, arsonium salts, and the like. A halogen compound, an organic metal / organic halide, a photoacid generator having an o-nitrobenzyl-type protecting group, a compound which generates sulfonic acid by photodecomposition represented by iminosulfonate, a disulfone compound, a diazoketosulfone, Examples thereof include a diazodisulfone compound. Further, a group in which an acid is generated by such light or a compound in which a compound is introduced into a main chain or a side chain of a polymer can be used.
【0024】さらにV.N.R.Pillai,Synthesis,(1),1(198
0)、A.Abad etal,Tetrahedron Lett.,(47)4555(1971)、
D.H.R.Barton etal,J.Chem.Soc.,(C),329(1970)、米国
特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光
により酸を発生する化合物も使用することができる。Further, VNRPillai, Synthesis, (1), 1 (198
0), A. Abad etal, Tetrahedron Lett., (47) 4555 (1971),
Compounds that generate an acid by light described in DHR Barton et al., J. Chem. Soc., (C), 329 (1970), U.S. Pat. No. 3,779,778, and EP 126,712 can also be used.
【0025】本発明における好ましい光酸発生剤とし
て、少なくとも下記(III)式で表されるオニウム塩およ
び/または下記(IV)式で表されるスルホニルジアゾメ
タンを挙げることができる。Preferred photoacid generators in the present invention include at least an onium salt represented by the following formula (III) and / or a sulfonyldiazomethane represented by the following formula (IV).
【0026】[0026]
【化8】 Embedded image
【0027】式(III)において、Ra1〜Ra5、Rb1〜
Rb5、Rc1〜Rc5は、各々独立に、水素原子、直鎖状、
分岐状あるいは環状アルキル基、直鎖状、分岐状あるい
は環状アルコキシ基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、
又は−S−R基を表す。Rは、直鎖状、分岐状あるいは
環状アルキル基又はアリール基を表す。また、Ra1〜R
a5、Rb1〜Rb5、Rc1〜Rc5のうち、2つ以上が結合し
て、単結合、炭素、酸素、イオウ、及び窒素から選択さ
れる1種又は2種以上を含む環を形成していてもよい。
X-は、R3−SO3 -またはR3−COO-を表す。R
3は、炭素数1〜20までの直鎖、分岐あるいは環状の
アルキル基、炭素数6〜20の置換あるいは無置換のア
リール基または炭素数6〜20の置換あるいは無置換の
アラルキル基、炭素数1〜20までの直鎖、分岐あるい
は環状のパーフルオロアルキル基、又は炭素数6〜20
の置換あるいは無置換のパーフルオロアリール基を表
す。In the formula (III), Ra 1 to Ra 5 , Rb 1 to
Rb 5, Rc 1 ~Rc 5 are each independently a hydrogen atom, a linear,
Branched or cyclic alkyl group, linear, branched or cyclic alkoxy group, hydroxyl group, halogen atom,
Or a -SR group. R represents a linear, branched or cyclic alkyl or aryl group. Also, Ra 1 to R
a 5, Rb 1 ~Rb 5, Rc 1 ~Rc of 5, two or more are bonded, a single bond, carbon, oxygen, sulfur, and the ring containing one or more selected from nitrogen It may be formed.
X - is, R 3 -SO 3 - represents a - or R 3 -COO. R
3 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, 1 to 20 linear, branched or cyclic perfluoroalkyl groups, or 6 to 20 carbon atoms
Represents a substituted or unsubstituted perfluoroaryl group.
【0028】Ra1〜Ra5、Rb1〜Rb5、Rc1〜Rc5、R
の直鎖状、分岐状アルキル基としては、置換基を有して
もよい、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル
基、sec−ブチル基、t−ブチル基、t−アミル基の
ような炭素数1〜6個のものが挙げられる。環状アルキ
ル基としては、置換基を有してもよい、シクロプロピル
基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素
数3〜8個のものが挙げられる。直鎖状、分岐状アルコ
キシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ヒ
ドロキシエトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、
イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基
のような炭素数1〜6個のものが挙げられる。Ra 1 to Ra 5 , Rb 1 to Rb 5 , Rc 1 to Rc 5 , R
Examples of the linear or branched alkyl group which may have a substituent include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, and a t-amyl group. Those having 1 to 6 carbon atoms are exemplified. Examples of the cyclic alkyl group include those having 3 to 8 carbon atoms which may have a substituent, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. Examples of the linear or branched alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a hydroxyethoxy group, a propoxy group, an n-butoxy group,
Those having 1 to 6 carbon atoms such as an isobutoxy group, a sec-butoxy group and a t-butoxy group are exemplified.
【0029】環状アルコキシ基としては、例えば、シク
ロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基が挙げら
れる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、
臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Rのアリー
ル基としては、例えば、フェニル基、トリル基、メトキ
シフェニル基、ナフチル基のような置換基を有してもよ
い炭素数6〜14個のものが挙げられる。これらの置換
基として好ましくは、炭素数1〜4個のアルコキシ基、
ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、沃素原
子)、炭素数6〜10個のアリール基、炭素数2〜6個
のアルケニル基、シアノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ
基、炭素数2〜6のアルコキシカルボニル基、ニトロ基
等が挙げられる。Examples of the cyclic alkoxy group include a cyclopentyloxy group and a cyclohexyloxy group. As the halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom,
Bromine atoms and iodine atoms can be mentioned. Examples of the aryl group for R include those having 6 to 14 carbon atoms which may have a substituent such as a phenyl group, a tolyl group, a methoxyphenyl group, and a naphthyl group. Preferably as these substituents, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms,
Halogen atom (for example, fluorine atom, chlorine atom, iodine atom), aryl group having 6 to 10 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, cyano group, hydroxy group, carboxy group, Examples include an alkoxycarbonyl group and a nitro group.
【0030】また、Ra1〜Ra5、Rb1〜Rb5、Rc1〜Rc
5のうち、2つ以上が結合して形成する、単結合、炭
素、酸素、イオウ、及び窒素から選択される1種又は2
種以上を含む環としては、例えば、フラン環、ジヒドロ
フラン環、ピラン環、トリヒドロピラン環、チオフェン
環、ピロール環等を挙げることができる。Further, Ra 1 to Ra 5 , Rb 1 to Rb 5 , Rc 1 to Rc
5 , one or two selected from a single bond, carbon, oxygen, sulfur, and nitrogen formed by combining two or more
Examples of the ring containing more than one kind include a furan ring, a dihydrofuran ring, a pyran ring, a trihydropyran ring, a thiophene ring, a pyrrole ring, and the like.
【0031】Ra1〜Ra5、Rb1〜Rb5、Rc1〜Rc5は、
好ましくは、水素原子、炭素数1〜6までの直鎖、分岐
あるいは環状のアルキル基、炭素数1〜6までの直鎖、
分岐あるいは環状のアルコキシ基を表す。Ra 1 to Ra 5 , Rb 1 to Rb 5 , Rc 1 to Rc 5 are
Preferably, a hydrogen atom, a straight chain having 1 to 6 carbon atoms, a branched or cyclic alkyl group, a straight chain having 1 to 6 carbon atoms,
Represents a branched or cyclic alkoxy group.
【0032】R3としてのアリール基及びアラルキル基
が有していてもよい好ましい置換基としては、炭素数1
〜5のアルキル基、炭素数1〜5のフルオロアルキル
基、ハロゲン原子(特にフッ素原子)を挙げることがで
きる。R3としてのアルキル基が有していてもよい好ま
しい置換基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基を挙
げることができる。Preferred substituents which the aryl group and aralkyl group as R 3 may have are those having 1 carbon atom.
To 5 alkyl groups, a fluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a halogen atom (particularly a fluorine atom). Preferred substituents that the alkyl group as R 3 may have include alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms.
【0033】式(IV)において、Rd1及びRd2は、各々
独立に、炭素数1〜10の直鎖、分岐あるいは環状のア
ルキル基、炭素数6〜20の置換あるいは無置換のアリ
ール基、又は炭素数6〜20の置換あるいは無置換のア
ラルキル基を表す。Rd1及びRd2としてのアリール基及
びアラルキル基が有していてもよい好ましい置換基とし
ては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のフル
オロアルキル基、ハロゲン原子(特にフッ素原子)、水
酸基を挙げることができる。Rd1及びRd2としてのアル
キル基が有していてもよい好ましい置換基としては、炭
素数1〜5のアルコキシ基を挙げることができる。In the formula (IV), Rd 1 and Rd 2 each independently represent a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, Or a substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms. Preferred substituents that the aryl group and aralkyl group represented by Rd 1 and Rd 2 may have include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom (particularly, a fluorine atom ) And a hydroxyl group. As the preferred substituents that the alkyl group have as Rd 1 and Rd 2, and alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
【0034】光酸発生剤の具体例としては以下のものが
挙げられるが、これらに限るものではない。Specific examples of the photoacid generator include, but are not limited to, the following.
【0035】[0035]
【化9】 Embedded image
【0036】[0036]
【化10】 Embedded image
【0037】〔3〕カルボン酸及びカルボン酸無水物 本発明の組成物は、カルボン酸やカルボン酸無水物を添
加することで、最適フロー温度が高くなり、フロー速度
も低下させることができる。[3] Carboxylic Acid and Carboxylic Anhydride The composition of the present invention can be added with a carboxylic acid or carboxylic anhydride to increase the optimum flow temperature and reduce the flow rate.
【0038】カルボン酸無水物がより好ましい。カルボ
ン酸無水物の具体例としては、マレイン酸無水物、コハ
ク酸無水物、イタコン酸無水物、フタル酸無水物、シト
ラコン酸無水物、無水α−メチルグルタコン酸、テトラ
ヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、クロ
ル無水マレイン酸、d−フェニル無水マレイン酸、ピロ
メリット酸、無水ハイミック酸、3,6−エンドメチレ
ン−無水フタル酸、テルペン無水マレイン酸付加物、α
−テルピネン−無水マレイン酸付加物、4,5−シクロ
ヘキセン−ジカルボン酸無水物、1−メチル−4,5−
シクロヘキセン−ジカルボン酸無水物、3,6−メチレ
ン1,2,3,6−テトラヒドロ−シスフタル酸無水
物、(4−カルボキシ−4−シクロヘキセニル)酢酸無
水物、4−メチル−4,5−シクロヘキセンジカルボン
酸無水物、[0038] Carboxylic anhydrides are more preferred. Specific examples of the carboxylic anhydride include maleic anhydride, succinic anhydride, itaconic anhydride, phthalic anhydride, citraconic anhydride, α-methylglutaconic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and hexahydroanhydride. Phthalic acid, chloromaleic anhydride, d-phenylmaleic anhydride, pyromellitic acid, hymic anhydride, 3,6-endomethylene-phthalic anhydride, terpene maleic anhydride adduct, α
-Terpinene-maleic anhydride adduct, 4,5-cyclohexene-dicarboxylic anhydride, 1-methyl-4,5-
Cyclohexene-dicarboxylic anhydride, 3,6-methylene 1,2,3,6-tetrahydro-cisphthalic anhydride, (4-carboxy-4-cyclohexenyl) acetic anhydride, 4-methyl-4,5-cyclohexene Dicarboxylic anhydride,
【0039】(4−カルボキシ−5−シクロヘキセニ
ル)酢酸無水物、3,6−メチレン−1,2,3,6−
テトラヒドロ−シス−フタリックアンハイドライド、6
−(5−カルボキシ−ビシクロ[2,2,1]−ヘプタ
−2−エニル)酢酸無水物、3,6−メタノ−1−メチ
ル1,2,3,6−テトラヒドロシスフタル酸無水物、
2−オキサ−1,4−ジオキソ−5,8−メタノ−1,
2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロナフタ
レン、5,8−メタノ1,2,3,4,4a,5,8,
8a−オクタヒドロナフタレン−1,2−ジカルボン酸
無水物、5,8−メタノ−1−メチル−1,2,3,
4,4a,5,8,8a−オクタヒドロナフタレン−
2,3−ジカルボン酸無水物、1,4,5,8−ジメタ
ノ−1,2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒド
ロナフタレン−2,3−ジカルボン酸無水物、(4-carboxy-5-cyclohexenyl) acetic anhydride, 3,6-methylene-1,2,3,6-
Tetrahydro-cis-phthalic anhydride, 6
-(5-carboxy-bicyclo [2,2,1] -hepta-2-enyl) acetic anhydride, 3,6-methano-1-methyl 1,2,3,6-tetrahydrocisphthalic anhydride,
2-oxa-1,4-dioxo-5,8-methano-1,
2,3,4,4a, 5,8,8a-octahydronaphthalene, 5,8-methano 1,2,3,4,4a, 5,8,
8a-octahydronaphthalene-1,2-dicarboxylic anhydride, 5,8-methano-1-methyl-1,2,3,8
4,4a, 5,8,8a-octahydronaphthalene-
2,3-dicarboxylic anhydride, 1,4,5,8-dimethano-1,2,3,4,4a, 5,8,8a-octahydronaphthalene-2,3-dicarboxylic anhydride,
【0040】2−オキサ−1,3−ジオキソ−1,2,
3,4,4a,5,8,8a,9,9a,10,10a
−ドデカヒドロアントラセン、4−(5−ビシクロ
[2,2,1]−ヘプタ−2−エニル)フタル酸無水
物、フェノールフタレイン、4−(2,5−ジオキソテ
トラヒドロフラン−3−イル)−テトラリン−1,2−
ジカルボン酸無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒ
ドロフラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−
1,2−ジカルボン酸無水物、4−メチルシクロヘキサ
ン−1,2−ジカルボン酸無水物、メチルシクロヘキセ
ン−1,2−ジカルボン酸無水物、エンド−ビシクロ
[2,2,2]オクタ−5−エン−2,3−ジカルボン
酸無水物等を挙げることができる。2-oxa-1,3-dioxo-1,2,2
3,4,4a, 5,8,8a, 9,9a, 10,10a
-Dodecahydroanthracene, 4- (5-bicyclo [2,2,1] -hepta-2-enyl) phthalic anhydride, phenolphthalein, 4- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl)- Tetralin-1,2-
Dicarboxylic anhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuranyl) -3-methyl-3-cyclohexene-
1,2-dicarboxylic anhydride, 4-methylcyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride, methylcyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, endo-bicyclo [2,2,2] oct-5-ene -2,3-dicarboxylic anhydride and the like.
【0041】カルボン酸としては、上記のカルボン酸無
水物に対応したものに加え、飽和又は不飽和脂肪族カル
ボン酸、脂環式カルボン酸、オキシカルボン酸、アルコ
キシカルボン酸、ケトカルボン酸、芳香族カルボン酸な
どいずれも使用でき、特に限定されるものではない。As the carboxylic acid, in addition to those corresponding to the above-mentioned carboxylic acid anhydrides, saturated or unsaturated aliphatic carboxylic acids, alicyclic carboxylic acids, oxycarboxylic acids, alkoxycarboxylic acids, ketocarboxylic acids, aromatic carboxylic acids Any of acid and the like can be used and is not particularly limited.
【0042】例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪
酸、イソ酪酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタ
ル酸、アジピン酸などの1価或は多価脂肪族カルボン
酸、1,1−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シ
クロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジ
カルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、
1,1−シクロヘキシルジ酢酸などの脂環式カルボン
酸、アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、3−ブ
テン酸、メタクリル酸、4−ペンテン酸、プロピオール
酸、2−ブチン酸、マレイン酸、フマル酸、アセチレン
カルボン酸などの不飽和脂肪族カルボン酸、オキシ酢酸
などのオキシカルボン酸、メトキシ酢酸、エトキシ酢酸
などのアルコキシカルボン酸、ピルビン酸などのケトカ
ルボン酸や一般式(V)及び一般式(VI)で表される
芳香族カルボン酸などが挙げることができる。For example, monovalent or polyvalent aliphatic carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid and adipic acid, and 1,1-cyclohexanedicarboxylic acid Acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid,
Alicyclic carboxylic acids such as 1,1-cyclohexyldiacetate, acrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, 3-butenoic acid, methacrylic acid, 4-pentenoic acid, propiolic acid, 2-butyric acid, maleic acid, fumaric acid Aliphatic carboxylic acids such as acetylene carboxylic acid, oxycarboxylic acids such as oxyacetic acid, alkoxycarboxylic acids such as methoxyacetic acid and ethoxyacetic acid, ketocarboxylic acids such as pyruvic acid and the general formulas (V) and (VI) And the like.
【0043】[0043]
【化11】 Embedded image
【0044】式(V)中、R13及びR14はそれぞれ独立
して水素原子、水酸基、ニトロ基、カルボキシル基、又
はビニル基を表す(ただし、R13及びR14が共に水素原
子の場合は除く)。式(VI)中、nは0又は1〜10
の整数を示す。In the formula (V), R 13 and R 14 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a carboxyl group, or a vinyl group (however, when both R 13 and R 14 are hydrogen atoms, except). In the formula (VI), n is 0 or 1 to 10
Indicates an integer.
【0045】特に脂環式カルボン酸、不飽和脂肪族カル
ボン酸、及び芳香族カルボン酸が好ましく使用される。In particular, alicyclic carboxylic acids, unsaturated aliphatic carboxylic acids, and aromatic carboxylic acids are preferably used.
【0046】上記一般式(V)で表される芳香族カルボ
ン酸としては、例えばp−ヒドロキシ安息香酸、o−ヒ
ドロキシ安息香酸、2−ヒドロキシ−3−ニトロ安息香
酸、3,5−ジニトロ安息香酸、2−ニトロ安息香酸、
2,4−ジヒドロキシ安息香酸、2,5−ジヒドロキシ
安息香酸、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジ
ヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸、
2ービニル安息香酸、4ービニル安息香酸、フタル酸、
テレフタル酸、イソフタル酸などを挙げることができ、
特にo−位に置換基を有する安息香酸、例えばo−ヒド
ロキシ安息香酸、o−ニトロ安息香酸、フタル酸などが
好適である。Examples of the aromatic carboxylic acid represented by the general formula (V) include p-hydroxybenzoic acid, o-hydroxybenzoic acid, 2-hydroxy-3-nitrobenzoic acid, and 3,5-dinitrobenzoic acid , 2-nitrobenzoic acid,
2,4-dihydroxybenzoic acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid, 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid,
2-vinylbenzoic acid, 4-vinylbenzoic acid, phthalic acid,
Terephthalic acid, isophthalic acid, and the like,
Particularly, benzoic acid having a substituent at the o-position, for example, o-hydroxybenzoic acid, o-nitrobenzoic acid, phthalic acid and the like are preferable.
【0047】また、一般式(VI)で表される芳香族カ
ルボン酸化合物としては、式中のnが単一のもののみ、
または異種のものを組み合わせても使用することができ
るが、実用的にはフェノール化合物として市販されてい
るSAX(商品名、三井東圧化学社製)が好ましく用い
られる。Further, as the aromatic carboxylic acid compound represented by the general formula (VI), only one in which n is a single one,
Alternatively, a combination of different types can be used, but practically, SAX (trade name, manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) commercially available as a phenol compound is preferably used.
【0048】いづれのカルボン酸及びカルボン酸無水物
も、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。好ましい添加量は、組成物の溶剤を除く
固形分に対して、5重量%以下、好ましくは0.1〜3
重量%である。Each of the carboxylic acids and carboxylic anhydrides can be used alone or in combination of two or more. A preferable addition amount is 5% by weight or less, preferably 0.1 to 3% by weight based on the solid content of the composition excluding the solvent.
% By weight.
【0049】〔4〕有機塩基性化合物 本発明で用いることのできる好ましい(C)有機塩基性
化合物は、フェノールよりも塩基性の強い化合物であ
る。中でも含窒素塩基性化合物が好ましい。(C)有機
塩基性化合物を加えることにより、経時での感度変動が
改良される。このような有機塩基性化合物としては、下
記に示される構造を有するものが挙げられる。[4] Organic Basic Compound The preferred organic basic compound (C) which can be used in the present invention is a compound having a higher basicity than phenol. Among them, a nitrogen-containing basic compound is preferable. (C) Addition of an organic basic compound improves sensitivity variation with time. Examples of such an organic basic compound include those having a structure shown below.
【0050】[0050]
【化12】 Embedded image
【0051】ここで、R250、R251及びR252は、各々
独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数
1〜6のアミノアルキル基、炭素数1〜6のヒドロキシ
アルキル基又は炭素数6〜20の置換もしくは非置換の
アリール基であり、ここでR 251とR252は互いに結合し
て環を形成してもよい。Where R250, R251And R252Are each
Independently, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
1-6 aminoalkyl groups, hydroxy having 1-6 carbon atoms
Alkyl group or substituted or unsubstituted 6 to 20 carbon atoms
An aryl group, where R 251And R252Are connected to each other
To form a ring.
【0052】[0052]
【化13】 Embedded image
【0053】(式中、R253、R254、R255及びR
256は、各々独立に、炭素数1〜6のアルキル基を示
す) 更に好ましい化合物は、一分子中に異なる化学的環境の
窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性化合物であり、
特に好ましくは、置換もしくは未置換のアミノ基と窒素
原子を含む環構造の両方を含む化合物もしくはアルキル
アミノ基を有する化合物である。好ましい具体例として
は、置換もしくは未置換のグアニジン、置換もしくは未
置換のアミノピリジン、置換もしくは未置換のアミノア
ルキルピリジン、置換もしくは未置換のアミノピロリジ
ン、置換もしくは未置換のインダーゾル、置換もしくは
未置換のピラゾール、置換もしくは未置換のピラジン、
置換もしくは未置換のピリミジン、置換もしくは未置換
のプリン、置換もしくは未置換のイミダゾリン、置換も
しくは未置換のピラゾリン、置換もしくは未置換のピペ
ラジン、置換もしくは未置換のアミノモルフォリン、置
換もしくは未置換のアミノアルキルモルフォリン等が挙
げられる。好ましい置換基は、アミノ基、アミノアルキ
ル基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリール
アミノ基、アルキル基、アルコキシ基、アシル基、アシ
ロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、
水酸基、シアノ基である。Wherein R 253 , R 254 , R 255 and R
256 independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.) Further preferred compounds are nitrogen-containing basic compounds having two or more nitrogen atoms having different chemical environments in one molecule,
Particularly preferred are compounds containing both a substituted or unsubstituted amino group and a ring structure containing a nitrogen atom, or compounds having an alkylamino group. Preferred specific examples include substituted or unsubstituted guanidine, substituted or unsubstituted aminopyridine, substituted or unsubstituted aminoalkylpyridine, substituted or unsubstituted aminopyrrolidine, substituted or unsubstituted indazol, substituted or unsubstituted Pyrazole, substituted or unsubstituted pyrazine,
Substituted or unsubstituted pyrimidine, substituted or unsubstituted purine, substituted or unsubstituted imidazoline, substituted or unsubstituted pyrazoline, substituted or unsubstituted piperazine, substituted or unsubstituted aminomorpholine, substituted or unsubstituted amino And alkyl morpholine. Preferred substituents are an amino group, an aminoalkyl group, an alkylamino group, an aminoaryl group, an arylamino group, an alkyl group, an alkoxy group, an acyl group, an acyloxy group, an aryl group, an aryloxy group, a nitro group,
A hydroxyl group and a cyano group.
【0054】含窒素塩基性化合物の好ましい具体例とし
て、グアニジン、1,1−ジメチルグアニジン、1,
1,3,3,−テトラメチルグアニジン、2−アミノピ
リジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、2
−ジメチルアミノピリジン、4−ジメチルアミノピリジ
ン、2−ジエチルアミノピリジン、2−(アミノメチ
ル)ピリジン、2−アミノ−3−メチルピリジン、2−
アミノ−4−メチルピリジン、2−アミノ−5−メチル
ピリジン、2−アミノ−6−メチルピリジン、3−アミ
ノエチルピリジン、4−アミノエチルピリジン、3−ア
ミノピロリジン、ピペラジン、N−(2−アミノエチ
ル)ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペリジ
ン、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリ
ジン、4−ピペリジノピペリジン、2−イミノピペリジ
ン、1−(2−アミノエチル)ピロリジン、ピラゾー
ル、3−アミノ−5−メチルピラゾール、5−アミノ−
3−メチル−1−p−トリルピラゾール、ピラジン、2
−(アミノメチル)−5−メチルピラジン、ピリミジ
ン、2,4−ジアミノピリミジン、4,6−ジヒドロキ
シピリミジン、2−ピラゾリン、3−ピラゾリン、N−
アミノモルフォリン、N−(2−アミノエチル)モルフ
ォリン、1,5−ジアザビシクロ〔4.3.0〕ノナ−
5−エン、1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕ウン
デカ−7−エン、1,4−ジアザビシクロ〔2.2.2〕
オクタン、2,4,5−トリフェニルイミダゾール、N
−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、N−ヒド
ロキシエチルモルホリン、N−ベンジルモルホリン、シ
クロヘキシルモルホリノエチルチオウレア(CHMET
U)等の3級モルホリン誘導体、特開平11−5257
5号公報に記載のヒンダードアミン類(例えば該公報
〔0005〕に記載のもの)等が挙げられるがこれに限
定されるものではない。Preferred specific examples of the nitrogen-containing basic compound include guanidine, 1,1-dimethylguanidine,
1,3,3, -tetramethylguanidine, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine,
-Dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, 2-diethylaminopyridine, 2- (aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methylpyridine, 2-
Amino-4-methylpyridine, 2-amino-5-methylpyridine, 2-amino-6-methylpyridine, 3-aminoethylpyridine, 4-aminoethylpyridine, 3-aminopyrrolidine, piperazine, N- (2-amino Ethyl) piperazine, N- (2-aminoethyl) piperidine, 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-iminopiperidine, 1- (2-aminoethyl) Pyrrolidine, pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, 5-amino-
3-methyl-1-p-tolylpyrazole, pyrazine, 2
-(Aminomethyl) -5-methylpyrazine, pyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 4,6-dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyrazoline, N-
Aminomorpholine, N- (2-aminoethyl) morpholine, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nona-
5-ene, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, 1,4-diazabicyclo [2.2.2]
Octane, 2,4,5-triphenylimidazole, N
-Methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N-hydroxyethylmorpholine, N-benzylmorpholine, cyclohexylmorpholinoethylthiourea (CHMET
U) and other tertiary morpholine derivatives, JP-A-11-5257
No. 5 hindered amines (for example, those described in the gazette [0005]) and the like, but are not limited thereto.
【0055】特に好ましい具体例は、1,5−ジアザビ
シクロ〔4.3.0〕ノナ−5−エン、1,8−ジアザビ
シクロ〔5.4.0〕ウンデカ−7−エン、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、ヘキサメチレンテトラミン、4,4−ジメチ
ルイミダゾリン、ピロール類、ピラゾール類、イミダゾ
ール類、ピリダジン類、ピリミジン類、CHMETU等
の3級モルホリン類、ビス(1,2,2,6,6−ペン
タメチル−4−ピペリジル)セバゲート等のヒンダード
アミン類、N,N−ジシクロヘキシルメチルアミン等を
挙げることができる。中でも、1,5−ジアザビシクロ
〔4.3.0〕ノナ−5−エン、1,8−ジアザビシク
ロ〔5.4.0〕ウンデカ−7−エン、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、ヘキサメチレンテトラミン、CHMETU、
ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリ
ジル)セバゲート、N,N−ジシクロヘキシルメチルア
ミンが好ましい。Particularly preferred specific examples are 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] Tertiary morpholines such as octane, 4-dimethylaminopyridine, hexamethylenetetramine, 4,4-dimethylimidazoline, pyrroles, pyrazoles, imidazoles, pyridazines, pyrimidines, CHMETU, etc., and bis Hindered amines such as (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebagate, N, N-dicyclohexylmethylamine and the like can be mentioned. Among them, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] Octane, 4-dimethylaminopyridine, hexamethylenetetramine, CHMETU,
Bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebagate and N, N-dicyclohexylmethylamine are preferred.
【0056】これらの有機塩基性化合物は、単独である
いは2種以上組み合わせて用いられる。有機塩基性化合
物の使用量は、感光性樹脂組成物の全組成物の固形分に
対し、通常、0.001〜10重量%、好ましくは0.
01〜5重量%である。0.001重量%未満では上記
有機塩基性化合物の添加の効果が得られない。一方、1
0重量%を超えると感度の低下や非露光部の現像性が悪
化する傾向がある。These organic basic compounds are used alone or in combination of two or more. The amount of the organic basic compound to be used is generally 0.001 to 10% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, based on the solid content of the entire photosensitive resin composition.
01 to 5% by weight. If the amount is less than 0.001% by weight, the effect of the addition of the organic basic compound cannot be obtained. Meanwhile, 1
If it exceeds 0% by weight, the sensitivity tends to decrease and the developability of the unexposed area tends to deteriorate.
【0057】〔5〕酸分解性溶解阻止剤 本発明の組成物に好ましく使用できる酸分解性溶解阻止
化合物として、例えば、特許第2919142号、特許
第2655384号などに記載された低分子酸分解性溶
解阻止剤化合物を用いることができる。酸分解性溶解阻
止剤の添加により、溶解コントラストが高められ、解像
力やデフォーカスラティチュード(DOF)が向上す
る。また、可塑剤的な働きをするために、最適フロー温
度を低下させたり、フロー速度を増加させることができ
るため、フロー特性の調整剤としても有効である。酸分
解性溶解阻止剤の好ましい添加量は、組成物中で、10
重量%以下、好ましくは5重量%以下である。[5] Acid-Decomposable Dissolution Inhibitors Acid-decomposable dissolution-inhibiting compounds that can be preferably used in the composition of the present invention include, for example, low-molecular acid-decomposable compounds described in Japanese Patent Nos. 2919142 and 2655384. Dissolution inhibitor compounds can be used. The addition of the acid-decomposable dissolution inhibitor enhances the dissolution contrast and improves the resolving power and defocus latitude (DOF). In addition, since it acts as a plasticizer, the optimum flow temperature can be lowered or the flow rate can be increased, so that it is also effective as a regulator of flow characteristics. The preferred amount of the acid-decomposable dissolution inhibitor is 10% in the composition.
% By weight, preferably 5% by weight or less.
【0058】〔6〕フッ素系及び/又はシリコン系界面
活性剤 本発明のポジ型フォトレジスト組成物には、好ましくは
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を含有する。
本発明のポジ型フォトレジスト組成物には、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珪素
原子の両方を含有する界面活性剤のいずれか、あるいは
2種以上を含有することが好ましい。本発明のポジ型フ
ォトレジスト組成物が上記酸分解性樹脂と上記界面活性
剤とを含有することにより、疎密依存性が改良される。[6] Fluorine and / or Silicon Surfactant The positive photoresist composition of the present invention preferably contains a fluorine and / or silicon surfactant.
The positive photoresist composition of the present invention may contain a fluorine-based surfactant, a silicon-based surfactant, or a surfactant containing both a fluorine atom and a silicon atom, or may contain two or more kinds. preferable. When the positive photoresist composition of the present invention contains the above-mentioned acid-decomposable resin and the above-mentioned surfactant, the density dependency is improved.
【0059】これらの界面活性剤として、例えば特開昭
62-36663号、特開昭61-226746号、特開昭61-226745号、
特開昭62-170950号、特開昭63-34540号、特開平7-23016
5号、特開平8-62834号、特開平9-54432号、特開平9-598
8号、米国特許5405720号、同5360692号、同5529881号、
同5296330号、同5436098号、同5576143号、同5294511
号、同5824451号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、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC
430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、
F173、F176、F189、R08(大日本インキ(株)製)、サ
ーフロンS−382、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
(株)製)等のフッ素系界面活性剤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。As these surfactants, for example, those described in
No. 62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745,
JP-A-62-170950, JP-A-63-34540, JP-A-7-23016
No. 5, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-598
No. 8, U.S. Pat.No. 5,405,720, No. 5360692, No. 5529881,
No. 5296330, No. 5436098, No. 5576143, No. 5294511
And No. 5824451. The following commercially available surfactants can also be used as they are. As commercially available surfactants that can be used, for example, F-top EF301, EF303, (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florad FC
430, 431 (Sumitomo 3M Limited), Mega Fuck F171,
F173, F176, F189, R08 (Dai Nippon Ink Co., Ltd.), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.), Troysol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.) )) Or a silicon-based surfactant. Also, polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can be used as a silicon-based surfactant.
【0060】界面活性剤の配合量は、本発明の組成物中
の固形分を基準として、通常0.001重量%〜2重量
%、好ましくは0.01重量%〜1重量%である。これ
らの界面活性剤は単独で添加してもよいし、また、いく
つかの組み合わせで添加することもできる。上記の他に
使用することのできる界面活性剤としては、具体的に
は、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セチ
ルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等の
ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエ
チレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレ
ンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンア
ルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオ
キシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノ
ラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタン
モノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビ
タントリオレエート、ソルビタントリステアレート等の
ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソル
ビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタン
モノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノ
ステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレ
エート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレー
ト等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類
等のノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。こ
れらの他の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、2重量部以下、好ま
しくは1重量部以下である。The amount of the surfactant is usually 0.001 to 2% by weight, preferably 0.01 to 1% by weight, based on the solid content in the composition of the present invention. These surfactants may be added alone or in some combination. Examples of the surfactant that can be used in addition to the above include, specifically, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether. , Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as polyoxyethylene octyl phenol ether, polyoxyethylene nonyl phenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan Sorbitan fatty acid esters such as monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as laurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, and polyoxyethylene sorbitan tristearate And the like. The amount of these other surfactants is usually 2 parts by weight or less, preferably 1 part by weight or less, per 100 parts by weight of the solids in the composition of the present invention.
【0061】〔7〕溶剤 本発明のポジ型フォトレジスト組成物は、塗布溶剤とし
てプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセ
テート類、乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸アルキルエ
ステル類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、
プロピレングリコールモノエチルエーテル等のプロピレ
ングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコ
ールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチ
ルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテ
ル類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテー
ト類、2−ヘプタノン、γ−プチロラクトン、メトキシ
プロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル等の
アルコキシプロピオン酸アルキル類、ピルビン酸メチ
ル、ピルビン酸エチル等のピルビン酸アルキルエステル
類、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトア
ミド、ジメチルスルフォキシド等から選ばれる少なくと
も1種の溶剤を用いて塗布される。[7] Solvent The positive photoresist composition of the present invention comprises, as a coating solvent, propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate, and methyl lactate and ethyl lactate. Alkyl lactates, propylene glycol monomethyl ether,
Propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monoethyl ether; ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether; ethylene glycol monoethyl ether; ethylene glycol monoalkyl ether such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and ethylene glycol monoethyl ether acetate Alkyl ether acetates, 2-heptanone, γ-butyrolactone, methyl methoxypropionate, alkyl alkoxylates such as ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, alkyl pyruvates such as ethyl pyruvate, N-methylpyrrolidone, Using at least one solvent selected from N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, etc. It is applied.
【0062】好ましくは、プロピレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチルが挙
げられる。これらの溶剤は単独あるいは混合して用いら
れるが、現像欠陥数が低減される事からプロピレングリ
コールモノアルキルエーテルアセテート類、乳酸アルキ
ルエステル類それぞれから1種以上の溶剤を選択して混
合して用いることが特に好ましい。ここで、これらの混
合比は、重量比で95/5〜30/70が好ましい。本
発明において、上記各成分を含むレジスト組成物の固形
分を、上記混合溶剤に固形分濃度として3〜25重量%
溶解することが好ましく、より好ましくは5〜22重量
%であり、更に好ましくは7〜20重量%である。Preferred are propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl lactate and ethyl lactate. These solvents may be used alone or as a mixture. However, since the number of development defects is reduced, one or more solvents are selected and mixed from propylene glycol monoalkyl ether acetates and alkyl lactates. Is particularly preferred. Here, these mixing ratios are preferably 95/5 to 30/70 by weight. In the present invention, the solid content of the resist composition containing each of the above components is added to the above mixed solvent in a concentration of 3 to 25% by weight as a solid content concentration.
It is preferably dissolved, more preferably 5 to 22% by weight, and still more preferably 7 to 20% by weight.
【0063】〔8〕その他の添加剤 本発明のポジ型フォトレジスト組成物には、必要に応じ
て更に、染料、可塑剤、光増感剤、及び現像液に対する
溶解性を促進させる化合物等を含有させることができ
る。[8] Other Additives The positive photoresist composition of the present invention may further contain, if necessary, a dye, a plasticizer, a photosensitizer, and a compound which promotes solubility in a developing solution. It can be contained.
【0064】本発明のこのようなポジ型フォトレジスト
組成物は基板上に塗布され、薄膜を形成する。この塗膜
の膜厚は0.2〜1.2μmが好ましい。本発明におい
ては、必要により、市販の無機あるいは有機反射防止膜
を使用することができる。Such a positive photoresist composition of the present invention is applied on a substrate to form a thin film. The thickness of this coating film is preferably from 0.2 to 1.2 μm. In the present invention, if necessary, a commercially available inorganic or organic antireflection film can be used.
【0065】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、α−シリコ
ン、SiON、タングステンSi、ポリシリコン等の無
機膜型及び吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型が用
いることができる。前者は膜形成に真空蒸着装置、CV
D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7−69611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6−11
8656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8−179509
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。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−40シリーズ、シプレー社製のAC−2、
AC−3等を使用することもできる。Examples of the antireflection film include inorganic film types such as titanium, titanium dioxide, titanium nitride, chromium oxide, carbon, α-silicon, SiON, tungsten Si, and polysilicon, and organic film types composed of a light absorbing agent and a polymer material. Can be used. The former is a vacuum evaporation system for film formation, CV
Equipment such as D equipment and sputtering equipment is required. Examples of the organic antireflection film include those comprising a condensate of a diphenylamine derivative and a formaldehyde-modified melamine resin described in JP-B-7-69611, an alkali-soluble resin, and a light absorbing agent, and a maleic anhydride copolymer described in US Pat. No. 5,294,680. A reaction product of the union and a diamine type light absorbing agent, one containing a resin binder and a methylolmelamine-based thermal crosslinking agent described in JP-A-6-118631, JP-A-6-11
No. 8656, an acrylic resin type anti-reflection film having a carboxylic acid group, an epoxy group and a light absorbing group in the same molecule, a film comprising a methylolmelamine and a benzophenone light absorbing agent described in JP-A-8-87115, and a method disclosed in JP-A-8-179509.
And a low-molecular-weight light absorbing agent added to the polyvinyl alcohol resin described in the above publication. As an organic antireflection film, Brewer Science DUV30 series, DUV-40 series, Shipley AC-2,
AC-3 or the like can also be used.
【0066】上記レジスト液を精密集積回路素子の製造
に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化シリコ
ン被覆)上に(必要により上記反射防止膜を設けられた
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、所定のマスクを通して露光し、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。ここで露光光としては、好ましくは150
nm〜250nmの波長の光である。具体的には、Kr
Fエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレ
ーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(157
nm)、X線、電子ビーム等が挙げられる。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、メタケイ酸ナトリウム、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二アミン類、トリエチルアミン、
メチルジエチルアミン等の第三アミン類、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、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テト
ラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニ
ウム塩、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のア
ルカリ性水溶液を使用することができる。更に、上記ア
ルカリ性水溶液にアルコール類、界面活性剤を適当量添
加して使用することもできる。The resist solution is applied onto a substrate (eg, a silicon / silicon dioxide coating) used for manufacturing precision integrated circuit devices (on a substrate provided with the antireflection film as required), a spinner, a coater, and the like. After coating by an appropriate coating method such as that described above, exposure through a predetermined mask, baking and development can provide a good resist pattern. Here, the exposure light is preferably 150
It is light having a wavelength of nm to 250 nm. Specifically, Kr
F excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 excimer laser (157
nm), X-rays, electron beams and the like. Examples of the developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia; primary amines such as ethylamine and n-propylamine; diethylamine;
Secondary amines such as -butylamine, triethylamine,
Tertiary amines such as methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide, and cyclic amines such as pyrrole and pichelidine. An alkaline aqueous solution can be used. Further, an appropriate amount of an alcohol or a surfactant may be added to the above alkaline aqueous solution.
【0067】半導体基板上に、本発明の化学増幅型ポジ
レジスト組成物によりフォトレジスト膜を形成した後、
300nm以下の波長の放射線によりパターン露光、加熱
処理、現像処理を順次行い、現像後直径で所望より約1
0nmから150nm大きなコンタクトホールを形成
し、基板を120℃〜160℃で30秒から120秒加
熱することでレジストを熱フローさせることで所望のサ
イズのコンタクトホール得ることができる。例えば、直
径150nmから熱フローにより直径80nmを得るこ
とができる。After forming a photoresist film on a semiconductor substrate using the chemically amplified positive resist composition of the present invention,
Pattern exposure, heat treatment, and development processing are sequentially performed with radiation having a wavelength of 300 nm or less, and the diameter after development is about 1
A contact hole having a desired size can be obtained by forming a contact hole larger than 0 nm to 150 nm and heating the substrate at 120 ° C. to 160 ° C. for 30 seconds to 120 seconds to cause the resist to thermally flow. For example, a diameter of 150 nm can be obtained by a heat flow from a diameter of 150 nm.
【0068】[0068]
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
【0069】〔実施例1〜9及び比較例1及び2〕表1
に示す各素材をPGMEA(プロピレングリコールモノ
エチルエーテルアセテート)700重量部に溶解し、
0.1μmのフィルターで濾過してレジスト溶液を作成
した。[Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2] Table 1
Are dissolved in 700 parts by weight of PGMEA (propylene glycol monoethyl ether acetate),
The solution was filtered through a 0.1 μm filter to prepare a resist solution.
【0070】〔比較例3〕特許第2998682号の実
施例1に従い、重量平均分子量20000のt−BOC保
護ポリヒドロキシスチレン樹脂100重量部、重量平均
分子量2000のt−BOC保護ポリヒドロキシスチレン
樹脂20重量部、光酸発生剤としてトリフェニルスルフ
ォニウムヘキサフロロアンチモネンを5重量部、PEGMEA
を80重量部を含む溶液を調整し、0.1μmのフィル
ターで濾過してレジスト溶液を作成した。Comparative Example 3 According to Example 1 of Japanese Patent No. 2998682, 100 parts by weight of a t-BOC-protected polyhydroxystyrene resin having a weight-average molecular weight of 20,000 and 20 parts by weight of a t-BOC-protected polyhydroxystyrene resin having a weight-average molecular weight of 2,000 Parts, 5 parts by weight of triphenylsulfonium hexafluoroantimonene as a photoacid generator, PEGMEA
A solution containing 80 parts by weight of was prepared and filtered through a 0.1 μm filter to prepare a resist solution.
【0071】〔比較例4〕特許第2960656号の実
施例1に従い、水酸基の35%がtert-ブトキシカルボ
ニルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレン1.
48gと水酸基の35%がエトキシエトキシ基で置換さ
れたポリヒドロキシスチレン1.48gをPEGMEA16.
8gに溶解し、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジア
ゾメタン0.148gとベンゾフェノン0.093gを
更に加え、溶液を調整し、0.1μmのフィルターで濾
過してレジスト溶液を作成した。 〔比較例5〕特許第2960656号の実施例2に従
い、上記比較例3においてベンゾフェノンを添加せず、
レジスト液を調整した。Comparative Example 4 According to Example 1 of Japanese Patent No. 2960656, polyhydroxystyrene obtained by substituting 35% of hydroxyl groups with tert-butoxycarbonyloxy group was used.
48 g and 1.48 g of polyhydroxystyrene in which 35% of hydroxyl groups were substituted with ethoxyethoxy groups were added to PEGMEA16.
The solution was dissolved in 8 g, and 0.148 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and 0.093 g of benzophenone were further added. The solution was adjusted and filtered with a 0.1 μm filter to prepare a resist solution. [Comparative Example 5] According to Example 2 of Japanese Patent No. 2960656, benzophenone was not added in Comparative Example 3 described above,
A resist solution was prepared.
【0072】上記で得た各レジスト溶液を、スピンコー
ターを利用して、シリコンウエハー上にDUV-44(Brewer
Science社製)60nm成膜した基板上に塗布し、90℃、
90秒間ベークを行い、膜厚0.76μmのレジスト膜
を得た。Each of the resist solutions obtained above was applied to a DUV-44 (Brewer) on a silicon wafer using a spin coater.
Science Co.) applied on a substrate with a thickness of 60 nm,
Baking was performed for 90 seconds to obtain a resist film having a thickness of 0.76 μm.
【0073】[0073]
【表1】 [Table 1]
【0074】また、用いた酸分解性溶解阻止剤、含窒素
塩基性化合物、カルボン酸化合物及び樹脂を以下に示
す。光酸発生剤については先に例示したものである。The acid-decomposable dissolution inhibitor, nitrogen-containing basic compound, carboxylic acid compound and resin used are shown below. The photoacid generator is as described above.
【0075】[0075]
【化14】 Embedded image
【0076】[0076]
【化15】 Embedded image
【0077】[0077]
【化16】 Embedded image
【0078】[0078]
【化17】 Embedded image
【0079】[0079]
【化18】 Embedded image
【0080】上記において、Mwは重量平均分子量、P
dは分散度を表す。In the above, Mw is the weight average molecular weight, P
d represents the degree of dispersion.
【0081】このレジスト膜に6%のハーフトーンマス
クを介し248nmKrFエキシマレーザーステッパー
(NA=0.55)にてパターン露光を行った。露光後
110℃,90秒間加熱を行い、直ちに0.26Nテト
ラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)
水溶液で60秒間現像を行い、30秒間水でリンスして
乾燥した。このようにして得られたウエハーをホットプ
レートで90秒間処理を行った(フローベーク処理)。
以降、フローベーク処理時のホットプレートの温度を
フローベーク温度と称す。The resist film was subjected to pattern exposure using a 248 nm KrF excimer laser stepper (NA = 0.55) through a 6% halftone mask. After exposure, heating is performed at 110 ° C. for 90 seconds, and immediately, 0.26N tetramethylammonium hydroxide (TMAH)
Development was carried out with an aqueous solution for 60 seconds, followed by rinsing with water for 30 seconds and drying. The wafer thus obtained was processed on a hot plate for 90 seconds (flow bake processing).
Hereinafter, the temperature of the hot plate during the flow bake processing is referred to as a flow bake temperature.
【0082】フローベーク処理を行わないウエハー上の
パターンを走査型電子顕微鏡で観察し、250nm(マスク
サイズ)のマスクサイズの部分が200nm(ファーストタ
ーゲットサイズ)になる露光量を最適露光量とした。
最適露光量において、ファーストターゲットサイズがフ
ローベーク温度の違いによってどのように寸法が変化す
るかを計測し、図1のグラフから最適フロー温度(130n
mのホールサイズになるフロー温度)とフロー速度を評
価した。更に、ファーストターゲットサイズが130nmに
フローした時点での断面の形状を走査型電子顕微鏡で観
察し、図2に示す△LL及び△LRの長さを測定し、(△
LL+△LR)/2を食い込み量として算出し、フロー後
のホール形状の評価とした。食い込み量が小さい方が優
れる。評価結果を表2に示す。The pattern on the wafer not subjected to the flow bake treatment was observed with a scanning electron microscope, and the exposure amount at which the mask size portion of 250 nm (mask size) became 200 nm (first target size) was determined as the optimum exposure amount.
At the optimal exposure dose, how the dimensions of the first target size change due to the difference in the flow bake temperature was measured. From the graph of FIG.
flow rate at which the hole size becomes m) and the flow rate were evaluated. Furthermore, by observing the shape of the cross section at the time the first target size has flow 130nm with a scanning electron microscope, and measuring the length of △ L L and △ L R shown in FIG. 2, (△
L L + ΔL R ) / 2 was calculated as the bite amount, and the hole shape after the flow was evaluated. The smaller the bite, the better. Table 2 shows the evaluation results.
【0083】[0083]
【表2】 [Table 2]
【0084】[0084]
【発明の効果】本発明により、通常のパターン形成にお
いても十分な解像力を示し、かつ、適切なフローベーク
温度のみでパターン寸法を小さくすることが可能であ
り、フロー速度も適切でありフロー量が制御し易いレジ
スト材料が提供できる。According to the present invention, it is possible to exhibit a sufficient resolving power even in ordinary pattern formation, to reduce the pattern size only at an appropriate flow baking temperature, to set a suitable flow rate, and to reduce a flow amount. A resist material that can be easily controlled can be provided.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】フロー速度及び最適フロー温度を算出するため
のコンタクトホールのサイズ(nm)とフローベーク温
度(℃)との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing a relationship between a contact hole size (nm) and a flow bake temperature (° C.) for calculating a flow rate and an optimum flow temperature.
【図2】フロー後のホール形状の評価としての食い込み
量を算出するためのレジストにおける測定箇所△LL及
び△LRを示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing measurement points ΔL L and ΔL R in a resist for calculating a bite amount as an evaluation of a hole shape after a flow.
───────────────────────────────────────────────────── 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) C08K 5/41 C08K 5/41 C08L 25/18 C08L 25/18 H01L 21/027 H01L 21/30 502R 570 Fターム(参考) 2H025 AA02 AA03 AB16 AC04 AC08 AD03 BE00 BE07 BE10 CB17 CB41 CB45 CB55 CB56 CC20 FA17 4J002 BC121 EF017 EF027 EF037 EF047 EF067 EF077 EF087 EF107 EF117 EF127 EL137 EL147 EN028 EP007 ER008 ER028 EU048 EU078 EU098 EU118 EU128 EU138 EU238 EV216 EV296 FD156 FD206 GP03 GQ05 5F046 AA25 BA04 CA08 LA18 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) C08K 5/41 C08K 5/41 C08L 25/18 C08L 25/18 H01L 21/027 H01L 21/30 502R 570F Term (reference) 2H025 AA02 AA03 AB16 AC04 AC08 AD03 BE00 BE07 BE10 CB17 CB41 CB45 CB55 CB56 CC20 FA17 4J002 BC121 EF017 EF027 EF037 EF047 EF067 EF077 EF087 EF107 EF117 EF127 EU28 EU137 EU0 EU028 EU137 EU0 EU28 EU137 EU147 EU098 GP03 GQ05 5F046 AA25 BA04 CA08 LA18
Claims (7)
した平均重量分子量が5,000〜50,000で分散度が1.0〜1.
3である下記ヒドロキシスチレン樹脂(A)と水酸基の1
0〜50mol%を酸分解性基で置換した平均重量分子量が5,
000〜50,000である下記ヒドロキシスチレン樹脂(B)
および光酸発生剤を含有することを特徴とするサーマル
フロー用化学増幅型ポジレジスト組成物。 【化1】 式(A)及び(B)において、BL1及びBL2は、同じ
でも異なっていてもよく、酸分解性基を表す。L1は水
素原子または酸で分解しない基を表す。0.1≦a≦0.5、
0.1≦b≦0.5、及び0.0<c≦0.3である。An average weight molecular weight in which 10 to 50 mol% of hydroxyl groups are substituted with an acid-decomposable group, and a dispersity of 1.0 to 1.50.
The following hydroxystyrene resin (A), which is 3, and one of the hydroxyl groups
When the average weight molecular weight obtained by substituting 0 to 50 mol% with an acid-decomposable group is 5,
The following hydroxystyrene resin (B) having a molecular weight of 000 to 50,000
And a chemically amplified positive resist composition for thermal flow, comprising a photoacid generator. Embedded image In the formulas (A) and (B), BL 1 and BL 2 may be the same or different and represent an acid-decomposable group. L 1 represents a hydrogen atom or a group not decomposed by an acid. 0.1 ≦ a ≦ 0.5,
0.1 ≦ b ≦ 0.5 and 0.0 <c ≦ 0.3.
の平均重量分子量が共に5,000〜30,000であることを特
徴とする請求項1に記載のサーマルフロー用化学増幅型
ポジレジスト組成物。2. Hydroxystyrene resins (A) and (B)
2. The chemically amplified positive resist composition for thermal flow according to claim 1, wherein the average weight molecular weights of both are 5,000 to 30,000. 3.
L2少なくともひとつが下記式(I)または式(II)
で表される基であることを特徴とする請求項1又は2に
記載のサーマルフロー用化学増幅型ポジレジスト組成
物。 【0014】 【化2】 R1は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Wは、直鎖、
分岐あるいは環状の炭素数1〜10までのアルキル基を
表す。nは1〜4の整数を表す。R4は直鎖、分岐ある
いは環状の炭素数4〜10のアルキル基を表す。kは0
〜4の整数を表す。3. BL 1 and B in formulas (A) and (B)
L 2 has at least one of the following formula (I) or formula (II)
The chemically amplified positive resist composition for thermal flow according to claim 1 or 2, wherein the group is represented by the following formula: Embedded image R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. W is a straight chain,
Represents a branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. n represents an integer of 1 to 4. R 4 represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 4 to 10 carbon atoms. k is 0
Represents an integer of 1 to 4.
I)で表されるオニウム塩および/または下記式(IV)
式で表されるスルホニルジアゾメタンを含む請求項1〜
3に記載のサーマルフロー用化学増幅型ポジレジスト組
成物。 【化3】 式(III)において、Ra1〜Ra5、Rb1〜Rb5、Rc1〜R
c5は、各々独立に、水素原子、直鎖状、分岐状あるいは
環状アルキル基、直鎖状、分岐状あるいは環状アルコキ
シ基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、又は−S−R基
を表す。Rは、直鎖状、分岐状あるいは環状アルキル基
又はアリール基を表す。また、Ra1〜Ra5、Rb1〜R
b5、Rc1〜Rc5のうち、2つ以上が結合して、単結合、
炭素、酸素、イオウ、及び窒素から選択される1種又は
2種以上を含む環を形成していてもよい。X-は、R3−
SO3 -またはR3−COO-を表す。R3は、炭素数1〜
20までの直鎖、分岐あるいは環状のアルキル基、炭素
数6〜20の置換あるいは無置換のアリール基または炭
素数6〜20の置換あるいは無置換のアラルキル基、炭
素数1〜20までの直鎖、分岐あるいは環状のパーフル
オロアルキル基、又は炭素数6〜20の置換あるいは無
置換のパーフルオロアリール基を表す。式(IV)におい
て、Rd1及びRd2は、各々独立に、炭素数1〜10の直
鎖、分岐あるいは環状のアルキル基、炭素数6〜20の
置換あるいは無置換のアリール基、又は炭素数6〜20
の置換あるいは無置換のアラルキル基を表す。4. The photoacid generator according to claim 1, wherein at least one of the following formula (II)
Onium salt represented by I) and / or the following formula (IV)
A sulfonyldiazomethane represented by the formula:
4. The chemically amplified positive resist composition for thermal flow according to 3. Embedded image In the formula (III), Ra 1 to Ra 5 , Rb 1 to Rb 5 , Rc 1 to R
c 5 independently represents a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, a hydroxyl group, a halogen atom, or an -S-R groups. R represents a linear, branched or cyclic alkyl or aryl group. Further, Ra 1 to Ra 5 , Rb 1 to R
Of b 5, Rc 1 ~Rc 5, 2 or more are bonded, a single bond,
It may form a ring containing one or more selected from carbon, oxygen, sulfur and nitrogen. X - is R 3-
SO 3 - or R 3 -COO - represents a. R 3 has 1 to 1 carbon atoms
Up to 20 straight-chain, branched or cyclic alkyl groups, substituted or unsubstituted aryl groups having 6 to 20 carbon atoms or substituted or unsubstituted aralkyl groups having 6 to 20 carbon atoms, linear chains having 1 to 20 carbon atoms Represents a branched or cyclic perfluoroalkyl group, or a substituted or unsubstituted perfluoroaryl group having 6 to 20 carbon atoms. In the formula (IV), Rd 1 and Rd 2 each independently represent a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or 6-20
Represents a substituted or unsubstituted aralkyl group.
水物を含有する請求項1〜4のいずれかに記載のサーマ
ルフロー用化学増幅型ポジレジスト組成物。5. The chemically amplified positive resist composition for thermal flow according to claim 1, further comprising a carboxylic acid and / or a carboxylic anhydride.
求項1〜5のいずれかに記載のサーマルフロー用化学増
幅型ポジレジスト組成物。6. The chemically amplified positive resist composition for thermal flow according to claim 1, further comprising a nitrogen-containing basic organic compound.
に記載の化学増幅型ポジレジスト組成物によりフォトレ
ジスト膜を形成した後、300nm以下の波長の放射線に
よりパターン露光、加熱処理、現像処理を順次行い所望
よりやや大きなコンタクトホールパターンを形成し、こ
の半導体基板を120℃〜160℃に加熱し、レジスト
を熱フローさせることで所望のサイズのコンタクトホー
ルパターンを形成するパターン形成方法。7. After forming a photoresist film on a semiconductor substrate using the chemically amplified positive resist composition according to any one of claims 1 to 6, pattern exposure with radiation having a wavelength of 300 nm or less, heat treatment, A pattern forming method of forming a contact hole pattern of a desired size by sequentially performing a development process to form a contact hole pattern slightly larger than desired, heating the semiconductor substrate to 120 ° C. to 160 ° C., and causing the resist to flow through the resist.
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