JP2003140338A - Positive photosensitive composition - Google Patents

Positive photosensitive composition

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JP2003140338A
JP2003140338A JP2001334776A JP2001334776A JP2003140338A JP 2003140338 A JP2003140338 A JP 2003140338A JP 2001334776 A JP2001334776 A JP 2001334776A JP 2001334776 A JP2001334776 A JP 2001334776A JP 2003140338 A JP2003140338 A JP 2003140338A
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JP
Japan
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photosensitive composition
naphthoquinonediazide
hydroxystyrene
polymer
sulfonic acid
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Pending
Application number
JP2001334776A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanao Kawabe
正直 川辺
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Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Chemical Co Ltd filed Critical Nippon Steel Chemical Co Ltd
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive photosensitive composition and a resist material having an excellent balance in various performances such as heat resistance, sensitivity, resolution. SOLUTION: The positive photosensitive composition containing (A) a hydroxystyrene polymer having the structural unit expressed by formula (1) and (B) a photosensitive agent which is decomposed by light, is characterized in that the hydroxystyrene polymer (A) has a syndiotactic structure having >=30% tacticity of racemipentad of the C1 carbon in the phenyl group by<13> C-NMR.

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】本発明は紫外線、遠紫外線
(エキシマーレーザー等を含む)、電子線、イオンビー
ム、X線等の放射線に感応する耐熱性、感度および解像
度等を向上させたポジ型感光性組成物及びレジスト材料
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive type photosensitive material having improved heat resistance, sensitivity, resolution and the like which are sensitive to radiation such as ultraviolet rays, deep ultraviolet rays (including excimer lasers), electron beams, ion beams, X-rays and the like. Composition and resist material.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、集積回路の高集積化に伴ってサブ
ミクロンのパターン形成が要求され、耐熱性、プロファ
イル、現像残さ(スカム)、感度及び解像度等の諸性能
に優れたポジ型レジストが要望されている。特に16〜
64MDRAMの製作においては、0.5μm以下の線
幅のパターンを、プロファイル良く解像することが必要
である。例えばレジストの耐熱性を向上させるために、
樹脂中の低分子量成分を除去或いは減少させるという方
法がある。しかしながら、この方法は通常、感度が低下
し、集積回路の製作におけるスループットが低下すると
いう問題がある。
2. Description of the Related Art Nowadays, with the high integration of integrated circuits, submicron pattern formation is required, and positive resists excellent in various properties such as heat resistance, profile, development residue (scum), sensitivity and resolution have been developed. Is requested. Especially 16 ~
In the production of 64M DRAM, it is necessary to resolve a pattern having a line width of 0.5 μm or less with a good profile. For example, to improve the heat resistance of the resist,
There is a method of removing or reducing low molecular weight components in the resin. However, this method usually suffers from reduced sensitivity and reduced throughput in integrated circuit fabrication.

【0003】又、集積回路の高集積化に伴ってエッチン
グも従来のウエットエッチングに代えてドライエッチン
グが主流になっている。そして、ドライエッチングでは
基板の温度が上昇しやすく、レジストパターンの熱変形
に伴う寸法精度の低下をきたすので良好な耐熱性が必要
である。このような観点で、特開昭58−221842
号公報、特開平3−185447号公報、特開平6−7
5369号公報、特公平7−66184号公報などに開
示されているアルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド化合
物とからなる感光性樹脂組成物の技術を観ると、アルカ
リ可溶性樹脂成分の立体構造が規則性のないアタクチッ
ク構造のものであるためにアルカリ可溶性樹脂成分の耐
熱性が低く、そのため感光性樹脂組成物の耐熱性、感度
及び解像度等の諸性能のバランスについて満足なレベル
であるとは言えなかった。
Further, as the integrated circuit is highly integrated, dry etching has become the mainstream instead of the conventional wet etching. In dry etching, the temperature of the substrate is likely to rise, and the dimensional accuracy is lowered due to the thermal deformation of the resist pattern, so good heat resistance is required. From this point of view, JP-A-58-221842
Japanese Patent Laid-Open No. 3-185447, Japanese Patent Laid-Open No. 6-7
Looking at the technology of a photosensitive resin composition composed of an alkali-soluble resin and a quinonediazide compound disclosed in, for example, Japanese Patent No. 5369 and Japanese Patent Publication No. 7-66184, atactic in which the three-dimensional structure of the alkali-soluble resin component is not regular Since it has a structure, the heat resistance of the alkali-soluble resin component is low, so that it cannot be said that the photosensitive resin composition is at a satisfactory level in terms of the balance of various properties such as heat resistance, sensitivity and resolution.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は耐熱
性、感度及び解像度等の諸性能のバランスに優れるポジ
型感光性組成物及びレジスト材料を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a positive photosensitive composition and a resist material which are excellent in balance of various properties such as heat resistance, sensitivity and resolution.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明者は鋭
意研究を重ねた結果、シンジオタクチック構造を有する
ヒドロキシスチレン系重合体と光分解性感光剤とからな
るポジ型感光性組成物が耐熱性、感度及び解像度等の諸
性能のバランスに優るレジストパターンを与えることを
発見し、本発明に至ったものである。
Means for Solving the Problems That is, as a result of intensive studies by the present inventor, a positive type photosensitive composition comprising a hydroxystyrene polymer having a syndiotactic structure and a photodegradable photosensitizer was found to be heat resistant. The present invention has been accomplished by discovering that a resist pattern having a good balance of various properties such as property, sensitivity and resolution is provided.

【0006】即ち、本発明は(A)下記式(1)That is, the present invention provides (A) the following formula (1)

【化2】 で表わされる構造単位を有するヒドロキシスチレン系重
合体、及び(B)光分解性感光剤を含むポジ型感光性組
成物であって、(A)ヒドロキシスチレン系重合体のフ
ェニル基のC1炭素のタクティシティが13C−NMRに
よるラセミペンタッドで30%以上であるシンジオタク
チック構造のヒドロキシスチレン系重合体であることを
特徴とするポジ型感光性組成物ある。特に、(B)光分
解性感光剤がキノンジアジド化合物であることを特徴と
するポジ型感光性組成物である。さらに本発明は、上記
ポジ感光性組成物を用いたレジスト材料である。
[Chemical 2] A positive type photosensitive composition comprising a hydroxystyrene polymer having a structural unit represented by: and (B) a photodegradable photosensitizer, wherein (A) the C 1 carbon of the phenyl group of the hydroxystyrene polymer A positive photosensitive composition, characterized in that it is a hydroxystyrene polymer having a syndiotactic structure having a tacticity of 30% or more in racemic pentad by 13 C-NMR. In particular, (B) the photodecomposable photosensitizer is a quinonediazide compound, which is a positive photosensitive composition. The present invention is a resist material using the positive photosensitive composition.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を更に
詳しく説明する。本発明の(A)成分として使用される
重合体は、上記一般式(1)で表される構造単位を有す
るヒドロキシスチレン単位のフェニル基のC1炭素のタ
クティシティが13C−NMRによるラセミペンタッドで
30%以上であることを特徴とするシンジオタクチック
構造を有するポリヒドロキシスチレン重合体である。こ
こで、(A)成分として使用されるシンジオタクチック
ヒドロキシスチレン系重合体は、その立体規則性がシン
ジオタクチック構造、即ち炭素−炭素結合から形成され
る主鎖に対して側鎖であるフェニル基が交互に反対方向
に位置する立体構造を有するものであり、そのタクティ
シティーは核磁気共鳴法(NMR法)により定量され
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in more detail below. The polymer used as the component (A) of the present invention is a racemic pen having a C 1 carbon tacticity of the phenyl group of the hydroxystyrene unit having the structural unit represented by the above general formula (1) by 13 C-NMR. It is a polyhydroxystyrene polymer having a syndiotactic structure characterized by having a tod of 30% or more. Here, the syndiotactic hydroxystyrene-based polymer used as the component (A) has a syndiotactic structure, that is, phenyl, which is a side chain with respect to the main chain formed from carbon-carbon bonds. The group has a steric structure in which the groups are alternately located in opposite directions, and the tacticity thereof is quantified by a nuclear magnetic resonance method (NMR method).

【0008】具体的には13C−NMR法(同位体炭素に
よる核磁気共鳴法スペクトル)による芳香環のC1炭素
シグナル、メチン・メチレン炭素シグナルまたは、13
−NMRのプロトンシグナルの解析による。NMRによ
り定量されるタクティシティーは連続する複数個の構成
単位の存在割合(すなわち、連続する構成単位の相対的
立体配座関係の存在割合)、例えば2個の場合はダイア
ッド、3個の場合はトリアッド、5個の場合はペンタッ
ドによって示すことができるが、本発明でのシンジオタ
クチック構造を有するとは、ラセミペンタッドで30%
以上のものを言う。好ましくは、ラセミダイアッドで7
5%以上、さらに好ましくは85%以上である。若しく
はラセミペンタッドで50%以上のシンジオタクティシ
ティーを有するものが好ましい。より好ましくは75%
以上であり、さらに好ましくは85%以上である。
Specifically, the C 1 carbon signal of the aromatic ring, the methine / methylene carbon signal or 13 H by the 13 C-NMR method (nuclear magnetic resonance spectrum with isotope carbon).
-By analysis of the proton signal of NMR. Tacticity quantified by NMR is the abundance ratio of a plurality of continuous structural units (that is, a relative conformational ratio of continuous structural units), for example, in the case of two diads, in the case of three. Triads can be represented by pentads in the case of 5, but having a syndiotactic structure in the present invention means 30% in racemic pentads.
Say more than that. Preferably 7 in racemic diads
It is 5% or more, more preferably 85% or more. Alternatively, a racemic pentad having a syndiotacticity of 50% or more is preferable. More preferably 75%
It is above, and more preferably 85% or more.

【0009】しかし、置換基の種類や各繰り返し単位の
含有割合によってシンジオタクティシティーの度合いは
若干変動する。本発明のシンジオタクチックヒドロキシ
スチレン系重合体では、結合している繰り返し単位は、
ヒドロキシスチレン単位の相互間がそれぞれシンジオタ
クチック構造(コシンジオタクチック構造)となってい
る。なお、本発明にいうシンジオタクチック構造のヒド
ロキシスチレン系重合体は、必ずしも単一の立体規則性
を持つ重合体である必要はない。タクティシティーが上
記範囲に存する限り、アイソタクチックもしくはアタク
チック構造のスチレン系重合体との混合物やアタクチッ
ク構造のヒドロキシスチレン系共重合体が重合鎖中に組
み込まれたものであってもよい。
However, the degree of syndiotacticity varies slightly depending on the type of substituent and the content of each repeating unit. In the syndiotactic hydroxystyrene-based polymer of the present invention, the repeating units bonded are:
Each of the hydroxystyrene units has a syndiotactic structure (co-syndiotactic structure). The hydroxystyrene polymer having a syndiotactic structure according to the present invention does not necessarily need to be a polymer having a single stereoregularity. As long as the tacticity is within the above range, a mixture with a styrene-based polymer having an isotactic or atactic structure or a hydroxystyrene-based copolymer having an atactic structure may be incorporated in the polymer chain.

【0010】本発明のシンジオタクチックヒドロキシス
チレン系重合体は、実質的にヒドロキシスチレン単位だ
けからなる重合体であってもよいが、また、ヒドロキシ
スチレン単位が発明の効果を発現し得る範囲内でヒドロ
キシスチレン単位以外の1又は複数のビニル化合物から
導かれる別の単位を有する共重合体であってもよい。共
重合体とする場合でも、ヒドロキシスチレン単位は、重
合体全体のうち50モル%以上存在するのが好ましい。
ヒドロキシスチレン単位以外の単位を形成するためのビ
ニル化合物としては、芳香族ビニル化合物や不飽和酸エ
ステルなどを挙げることができる。
The syndiotactic hydroxystyrene-based polymer of the present invention may be a polymer consisting essentially of hydroxystyrene units, but within the range in which the hydroxystyrene units can exhibit the effects of the present invention. It may be a copolymer having another unit derived from one or more vinyl compounds other than the hydroxystyrene unit. Even in the case of a copolymer, the hydroxystyrene unit is preferably present in an amount of 50 mol% or more based on the whole polymer.
Examples of vinyl compounds for forming units other than hydroxystyrene units include aromatic vinyl compounds and unsaturated acid esters.

【0011】ここでいう芳香族ビニル化合物とは、芳香
族環にビニル基が結合した化合物であり、具体的には例
えば、スチレン、m-又はp-トキシスチレン、m-又は
p-エトキシスチレン、m-又はp-プロポキシスチレ
ン、m-又はp-イソプロポキシスチレン、m-又はp-ブ
トキシスチレン、m-又はp-tert-ブトキシスチレン、
m-又はp-(1-エトキシエトキシ)スチレン、m-又は
p-(1-エトキシプロポキシ)スチレン、m-又はp-
(1-イソブトキシエトキシ)スチレン、m-又はp-
(2-テトラヒドロピラニルオキシ)スチレン、m-又は
p-tert-ブトキシカルボニルオキシスチレン、m-又は
p-アセトキシスチレン、m-又はp-プロピオニルオキ
シスチレン、m-又はp-ピバロイルオキシスチレン、m
-又はp-ベンゾイルオキシスチレン、m-又はp-メシル
オキシスチレン、m-又はp-フェニルスルホニルオキシ
スチレン、m-又はp-トシルオキシスチレンなどが包含
される。
The aromatic vinyl compound as used herein is a compound in which a vinyl group is bonded to an aromatic ring, and specific examples thereof include styrene, m- or p-toxystyrene, m- or p-ethoxystyrene, m- or p-propoxystyrene, m- or p-isopropoxystyrene, m- or p-butoxystyrene, m- or p-tert-butoxystyrene,
m- or p- (1-ethoxyethoxy) styrene, m- or p- (1-ethoxypropoxy) styrene, m- or p-
(1-isobutoxyethoxy) styrene, m- or p-
(2-tetrahydropyranyloxy) styrene, m- or p-tert-butoxycarbonyloxystyrene, m- or p-acetoxystyrene, m- or p-propionyloxystyrene, m- or p-pivaloyloxystyrene, m
-Or p-benzoyloxystyrene, m- or p-mesyloxystyrene, m- or p-phenylsulfonyloxystyrene, m- or p-tosyloxystyrene and the like are included.

【0012】また不飽和酸エステルとは、アクリル酸、
メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸など
の不飽和結合を有するカルボン酸の各種エステルであ
り、具体的には例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸tert-ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、
アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸
2-メチル-2-アダマンチル、アクリル酸2-エチル-2-
アダマンチル、アクリル酸3-ヒドロキシ-1-アダマン
チル、アクリル酸2-オキソ-3-テトラヒドロフリル、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸イソプロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸te
rt-ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル
酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸2-
メチル-2-アダマンチル、メタクリル酸2-エチル-2-
アダマンチル、メタクリル酸3-ヒドロキシ-1-アダマ
ンチル、メタクリル酸2-オキソ-3-テトラヒドロフリ
ル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン
酸ジエチルなどが包含される。この他、無水マレイン
酸、1,3-ブタジエン、アクリロニトリル、メタクリ
ロニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニルなどの不飽和結合
を有する各種の化合物も、式(1)及び式(2)以外の
構造単位へ導くためのビニルモノマーとすることができ
る。
The unsaturated acid ester is acrylic acid,
Methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, various esters of carboxylic acid having an unsaturated bond such as itaconic acid, specifically, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate,
Tert-butyl acrylate, cyclohexyl acrylate,
Phenyl acrylate, benzyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl acrylate, 2-ethyl-2-acrylate
Adamantyl, 3-hydroxy-1-adamantyl acrylate, 2-oxo-3-tetrahydrofuryl acrylate,
Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate, methacrylic acid te
rt-Butyl, cyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-methacrylic acid
Methyl-2-adamantyl, 2-ethyl-2-methacrylate
It includes adamantyl, 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate, 2-oxo-3-tetrahydrofuryl methacrylate, diethyl maleate, diethyl fumarate, diethyl itaconate and the like. In addition, various compounds having an unsaturated bond such as maleic anhydride, 1,3-butadiene, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl chloride and vinyl acetate can be converted into structural units other than those represented by the formulas (1) and (2). It can be a vinyl monomer for guiding.

【0013】本発明のシンジオタクチックヒドロキシス
チレン系重合体において、その数平均分子量(Mn)は
好ましくは 1,000〜10,000,000、より好ましくは 2,000
〜5,000,000、さらに好ましくは 3,000〜2,000,000であ
る。分子量が小さすぎると耐熱性が低下し、レジスト用
重合体としての物性が不十分になり、逆に、分子量が大
きすぎると成形が困難になるという問題を生じる。本発
明のシンジオタクチックヒドロキシスチレン系重合体の
重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比で
ある分子量分布(Mw/Mn)の好ましい範囲は、15
以下、更に好ましくは10以下であり、より好ましくは
3.0以下である。特に好ましくは2.5以下であり、
最も好ましくは2.0以下である。分子量分布が広すぎ
ると、耐熱性の低下や解像度の低下という問題が生じる
ので好ましくない。
In the syndiotactic hydroxystyrene polymer of the present invention, its number average molecular weight (Mn) is preferably 1,000 to 10,000,000, more preferably 2,000.
-5,000,000, more preferably 3,000-2,000,000. If the molecular weight is too small, the heat resistance will decrease, and the physical properties of the resist polymer will be inadequate. Conversely, if the molecular weight is too large, molding will be difficult. The preferred range of the molecular weight distribution (Mw / Mn) which is the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the syndiotactic hydroxystyrene polymer of the present invention is 15
Hereafter, it is more preferably 10 or less, and even more preferably 3.0 or less. Particularly preferably 2.5 or less,
Most preferably, it is 2.0 or less. If the molecular weight distribution is too wide, problems such as a decrease in heat resistance and a decrease in resolution occur, which is not preferable.

【0014】このようなシンジオタクチックヒドロキシ
スチレン系重合体は、例えば、シクロペンタジエニルチ
タントリクロライド等の遷移金属化合物成分とアルミノ
キサン化合物やホウ素化合物等の助触媒成分との反応生
成物を触媒とし、トリアルキルシリル基等の保護基で水
酸基を保護したヒドロキシスチレンを重合し、その後保
護基を脱離させることにより得られる。
Such a syndiotactic hydroxystyrene polymer uses, for example, a reaction product of a transition metal compound component such as cyclopentadienyl titanium trichloride and a cocatalyst component such as an aluminoxane compound or a boron compound as a catalyst. It is obtained by polymerizing hydroxystyrene whose hydroxyl group is protected by a protecting group such as trialkylsilyl group, and then removing the protecting group.

【0015】(B)成分の光分解性感光剤は、紫外線、
電子線等の放射線に感応することにより分解し、その結
果、溶解性が変化し、アルカリ水溶液に可溶化するもの
を言う。公知の光分解性感光剤を用いることができる。
そのうちでもキノンジアジド化合物が好ましい。さら
に、キノンジアジド化合物の中でも、耐熱性の点で、キ
ノンジアジドスルホン酸エステル化合物、キノンジアジ
ドスルホン酸アミド化合物を好適な化合物として挙げる
ことができる。
The photodecomposable photosensitizer of the component (B) is an ultraviolet ray,
It means that it decomposes by being sensitive to radiation such as electron beams, resulting in a change in solubility and solubilization in an alkaline aqueous solution. Known photodegradable photosensitizers can be used.
Of these, quinonediazide compounds are preferred. Further, among the quinonediazide compounds, quinonediazidesulfonic acid ester compounds and quinonediazidesulfonic acid amide compounds can be mentioned as preferable compounds in terms of heat resistance.

【0016】このようにして合成されたキノンジアジド
化合物の好適な例を具体的に示すと、キノンジアジドス
ルホン酸エステル化合物としてはハイドロキノン-1,
2-ナフトキノンジアジド-(2)-5-スルホン酸エステ
ル、レゾルシン-1,2-ナフトキノンジアジド-(2)-
5-5-スルホン酸エステル、2,4-ジヒドロキシベン
ゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-(2)-5-
スルホン酸エステル、2,3,4-トリヒドロキシベン
ゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-(2)-5-
スルホン酸エステル、2,2’,4,4’-テトラヒド
ロキシベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-
(2)-5-スルホン酸エステル、4,4’-ジヒドロキ
シジフェニル-1,2-ナフトキノンジアジド-(2)-5
スルホン酸エステル、4,4'-ジヒドロキシジフェニルス
ルホン-1,2-ナフトキノンジアジド-(2)-5-スル
ホン酸エステル、トリス(4-ヒドロキシフェニル)メ
タン-1,2-ナフトキノンジアジド-(2)-5スルホン
酸エステル、
A preferred example of the quinonediazide compound synthesized in this manner will be specifically shown. As the quinonediazide sulfonate compound, hydroquinone-1,
2-naphthoquinonediazide- (2) -5-sulfonic acid ester, resorcin-1,2-naphthoquinonediazide- (2)-
5-5-sulfonic acid ester, 2,4-dihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide- (2) -5-
Sulfonic acid ester, 2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide- (2) -5-
Sulfonic acid ester, 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-
(2) -5-sulfonic acid ester, 4,4′-dihydroxydiphenyl-1,2-naphthoquinonediazide- (2) -5
Sulfonic acid ester, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfone-1,2-naphthoquinonediazide- (2) -5-sulfonic acid ester, tris (4-hydroxyphenyl) methane-1,2-naphthoquinonediazide- (2)- 5-sulfonic acid ester,

【0017】ハイドロキノン-1,2-ナフトキノンジア
ジド-(2)-4-スルホン酸エステル、レゾルシン-1,
2-ナフトキノンジアジド-(2)-4-スルホン酸エステ
ル、フロログルシン-1,2-ナフトキノンジアジド-
(2)-4-スルホン酸エステル、2,4−ジヒドロキシ
ベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-(2)-
4-スルホン酸エステル、2,3,4−トリヒドロキシ
ベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド-(2)-
4-スルホン酸エステル、2,2’,4,4’-テトラヒ
ドロキシベンゾフェノン-1,2-ナフトキノンジアジド
-(2)-4-スルホン酸エステル、4,4’-ジヒドロキ
シジフェニル-1,2-ナフトキノンジアジド-(2)-4
-スルホン酸エステル、4,4’-ジヒドロキシジフェニ
ルスルホン-1,2-ナフトキノンジアジド-(2)-4-
スルホン酸エステル、トリス(4-ヒドロキシフェニ
ル)メタン-1,2-ナフトキノンジアジド-(2)-4-
スルホン酸エステルを挙げられる。
Hydroquinone-1,2-naphthoquinonediazide- (2) -4-sulfonic acid ester, resorcin-1,
2-naphthoquinonediazide- (2) -4-sulfonic acid ester, phloroglucin-1,2-naphthoquinonediazide-
(2) -4-sulfonic acid ester, 2,4-dihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide- (2)-
4-sulfonic acid ester, 2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide- (2)-
4-sulfonic acid ester, 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide
-(2) -4-sulfonic acid ester, 4,4'-dihydroxydiphenyl-1,2-naphthoquinonediazide- (2) -4
-Sulfonic acid ester, 4,4'-dihydroxydiphenyl sulfone-1,2-naphthoquinonediazide- (2) -4-
Sulfonic acid ester, tris (4-hydroxyphenyl) methane-1,2-naphthoquinonediazide- (2) -4-
Examples thereof include sulfonic acid ester.

【0018】キノンジアジドスルホン酸アミド化合物と
しては、1,4フェニレンジアミン-1,2-ナフトキノ
ンジアジド-(2)-5-スルホン酸アミド、4,4’-ジ
アミノジェフェニルスルホン-1,2-ナフトキノンジア
ジド-(2)-5-スルホン酸アミド、4,4’-ジアミノ
ジェフェニルメタン-1,2-ナフトキノンジアジド-
(2)-5-スルホン酸アミド、3,3’-ジアミノジェ
フェニルスルホン-1,2-ナフトキノンジアジド-
(2)-5-スルホン酸アミド、3,3’-ジアミノジェ
フェニルメタン-1,2-ナフトキノンジアジド-(2)-
5-スルホン酸アミド、1,4-フェニレンジアミン-
1,2-ナフトキノンジアジド-(2)-4-スルホン酸ア
ミド、4,4’-ジアミノジェフェニルスルホン-1,2
-ナフトキノンジアジド-(2)-4-スルホン酸アミド、
4,4’-ジアミノジェフェニルメタン-1,2-ナフト
キノンジアジド-(2)-4-スルホン酸アミド、3,
3’-ジアミノジェフェニルスルホン-1,2-ナフトキ
ノンジアジド-(2)-4-スルホン酸アミド、3,3’-
ジアミノジェフェニルメタン-1,2-ナフトキノンジア
ジド-(2)-4-スルホン酸アミドを挙げることができ
る。
Examples of the quinonediazide sulfonic acid amide compound include 1,4 phenylenediamine-1,2-naphthoquinonediazide- (2) -5-sulfonic acid amide and 4,4'-diaminogephenylsulfone-1,2-naphthoquinonediazide. -(2) -5-Sulfonamide, 4,4'-diaminogephenylmethane-1,2-naphthoquinonediazide-
(2) -5-Sulfonamide, 3,3′-diaminogephenylsulfone-1,2-naphthoquinonediazide-
(2) -5-Sulfonamide, 3,3'-diaminogephenylmethane-1,2-naphthoquinonediazide- (2)-
5-sulfonic acid amide, 1,4-phenylenediamine-
1,2-naphthoquinonediazide- (2) -4-sulfonic acid amide, 4,4′-diaminogephenylsulfone-1,2
-Naphthoquinonediazide- (2) -4-sulfonic acid amide,
4,4'-diaminogephenylmethane-1,2-naphthoquinonediazide- (2) -4-sulfonic acid amide, 3,
3'-diaminogephenylsulfone-1,2-naphthoquinonediazide- (2) -4-sulfonic acid amide, 3,3'-
Mention may be made of diaminogephenylmethane-1,2-naphthoquinonediazide- (2) -4-sulfonic acid amide.

【0019】キノンジアジド化合物の使用量は感光性組
成物のシンジオタクチックヒドロキシスチレン系重合体
100重量部に対して、通常5〜100重量部が好まし
く、より好ましくは10〜50重量部である。5重量部
未満では、キノンジアジド化合物のシンジオタクチック
ヒドロキシスチレン系重合体に対する不溶化効果が不十
分で、光照射部と未照射部のアルカリ溶解性に差をつけ
ることができずパターニングが困難となることがある。
また、100重量部を超えると、短時間の光照射では添
加したキノンジアジド化合物の全てを分解することがで
きず、アルカリ性水溶液からなる現像液による現像が困
難となる場合がある。
The amount of the quinonediazide compound used is usually preferably 5 to 100 parts by weight, more preferably 10 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the syndiotactic hydroxystyrene polymer of the photosensitive composition. If the amount is less than 5 parts by weight, the insolubilizing effect of the quinonediazide compound on the syndiotactic hydroxystyrene polymer is insufficient, and the alkali solubility between the light-irradiated portion and the non-irradiated portion cannot be differentiated and patterning becomes difficult. There is.
On the other hand, if it exceeds 100 parts by weight, all of the added quinonediazide compound cannot be decomposed by light irradiation for a short time, and it may be difficult to develop with a developing solution containing an alkaline aqueous solution.

【0020】本発明の感光性組成物は、シンジオタクチ
ックヒドロキシスチレン系重合体と光分解性感光剤を溶
剤に溶解して調製される。この際用いられる溶剤として
は、適当な乾燥速度を有し、均一で平滑な塗膜を与える
ものがよい。このような溶剤としては、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、エチレングリコールモノプロピルエーテ
ル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコール
ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエ
ーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、メチ
ルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテー
ト、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート
のようなグリコールエーテルエステル類、
The photosensitive composition of the present invention is prepared by dissolving a syndiotactic hydroxystyrene polymer and a photodegradable photosensitizer in a solvent. The solvent used at this time is preferably one which has an appropriate drying rate and gives a uniform and smooth coating film. Such solvents include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl. Glycol ether esters such as cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate,

【0021】2-ヒドロキシプロピオン酸メチル、2-ヒ
ドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチ
ルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、オキシ酢
酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチルブタン酸メチル、
3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシ
ブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルプロ
ピオネート、3-メチル-3-メトキシブチルブチレー
ト、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセ
ト酢酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸n-アミル、乳
酸エチル等のエステル類、メチルエチルケトン、シクロ
ヘキサノン、2-ヘプタノン、γ−ブチロラクトン等の
ケトン類が挙げられる。これらの溶剤は単独で、或いは
2種以上混合して用いられる。溶剤量は、基盤上に均質
で、ピンホール及び塗りむらのない塗膜ができる塗布が
可能であれば特に制限されないが、通常、固形分が3〜
50重量%になるように感光性組成物溶液を調製する。
Methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl oxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate,
3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl acetoacetate, aceto Examples thereof include esters such as ethyl acetate, ethyl pyruvate, n-amyl acetate and ethyl lactate, and ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone and γ-butyrolactone. These solvents may be used alone or in admixture of two or more. The amount of solvent is not particularly limited as long as it is possible to apply a coating film that is uniform on the substrate and has no pinholes or uneven coating.
The photosensitive composition solution is prepared so as to be 50% by weight.

【0022】本発明の組成物には、レジストとしての感
度を向上させるため増感剤を配合することができる。増
感剤としては、2H−ピリド〔3,2−b〕−1,4−オキサジ
ン−3〔4H〕オン類、10H−ピリド〔3,2−b〕〔1,4〕
−ベンゾチアジン類、ウラゾール類、ヒダントイン類、
バルビツール酸類、グリシン無水物類、1−ヒドロキシ
ベンゾトリアゾール類、アロキサン類、マレイミド類等
などを挙げることができる。増感剤の配合量は1,2−
キノンジアジド化合物100重量部に対し、通常、1〜
100重量部、好ましくは4〜60重量部である。
A sensitizer may be added to the composition of the present invention in order to improve the sensitivity as a resist. As the sensitizer, 2H-pyrido [3,2-b] -1,4-oxazin-3 [4H] ones, 10H-pyrido [3,2-b] [1,4]
-Benzothiazines, urazoles, hydantoins,
Examples thereof include barbituric acids, glycine anhydrides, 1-hydroxybenzotriazoles, alloxans, maleimides and the like. The compounding amount of the sensitizer is 1,2-
1 to 100 parts by weight of the quinonediazide compound is usually used.
100 parts by weight, preferably 4 to 60 parts by weight.

【0023】また本発明の組成物には、塗布性、例えば
ストリエーションや乾燥塗膜形成後の放射線照射物の現
像性を改良するための界面活性剤などを配合することが
できる。界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレ
ンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエ
ーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオ
キシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコー
ルジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレー
トなどのノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、
オルガノシロキサンポリマー、ならびにアクリル酸系ま
たはメタクリル酸系(共)重合体などを挙げることがで
きる。これらの界面活性剤の配合量は、組成物の固形分
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。
Further, the composition of the present invention may contain a surfactant or the like for improving the coating property, for example, the developability of the irradiation product after striation or dry film formation. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate and the like. Nonionic surfactant, Fluorine surfactant,
Examples thereof include organosiloxane polymers and acrylic acid-based or methacrylic acid-based (co) polymers. The content of these surfactants is usually 2 parts by weight or less, preferably 1 part by weight or less, based on the solid content of the composition.

【0024】放射線照射部の潜像を可視化させたり、放
射線放射時のハレーションの影響を少なくするために染
料や顔料を、また接着性を改良するために接着助剤を配
合することもできる。保存安定剤、消泡剤なども配合す
ることができる。保存安定剤としては、例えばブチルア
ミン、モノエタノールアミン、トリエチルアミン、アニ
リン、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチ
ルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスル
フィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラ
エチルチウラムモノスルフィド、テトラブチルチウラム
モノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスル
フィドなどが挙げられる。これらの保存安定剤の使用量
は、前記アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、通
常、10重量部以下、好ましくは0.001〜5重量部
である。さらに、必要に応じ濾過等を行い、組成物を調
製する。
Dyes and pigments may be added to visualize the latent image on the radiation-irradiated portion and to reduce the effect of halation during radiation irradiation, and an adhesion aid may be added to improve the adhesiveness. A storage stabilizer, a defoaming agent, etc. can also be added. Examples of the storage stabilizer include butylamine, monoethanolamine, triethylamine, aniline, tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetrabutylthiuram disulfide, tetramethylthiuram monosulfide, tetraethylthiuram monosulfide, tetrabutylthiuram monosulfide, dipenta. Examples thereof include methylene thiuram tetrasulfide. The amount of these storage stabilizers used is usually 10 parts by weight or less, preferably 0.001 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkali-soluble resin. Furthermore, if necessary, filtration or the like is performed to prepare a composition.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではな
い。例中、部は重量部を表わす。
EXAMPLES The present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these. In the examples, “part” represents “part by weight”.

【0026】実施例1及び比較例1 ・シンジオタクチックポリ(p-ヒドロキシスチレン)
〔重量平均分子量:4,200、分散度:1.45、シ
ンジオタクティシティー:95%(ラセミペンタッド、
13C−NMR)〕(表中、重合体−1と略記する)、 ・アタクチックポリ(p-ヒドロキシスチレン)〔重量
平均分子量:4,400、分散度:1.51、シンジオ
タクティシティー:2%(ラセミペンタッド、13C−N
MR)〕(表中、重合体−R1と略記する)、 ・2,3,4-トリヒドロキシベンゾフェノン-1,2-
ナフトキノンジアジド-(2)-5-スルホン酸エステル
(表中、キノンジアジド−1と略記する) を下記表1に示す配合量で、エチレングリコールモノメ
チルエーテル50重量部に溶解した。
Example 1 and Comparative Example 1 Syndiotactic poly (p-hydroxystyrene)
[Weight average molecular weight: 4,200, dispersity: 1.45, syndiotacticity: 95% (racemic pentad,
13 C-NMR)] (abbreviated as polymer-1 in the table), atactic poly (p-hydroxystyrene) [weight average molecular weight: 4,400, dispersity: 1.51, syndiotacticity: 2% (racemic pentad, 13 C-N
MR)] (abbreviated as polymer-R1 in the table), 2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,2-
Naphthoquinonediazide- (2) -5-sulfonic acid ester (abbreviated as quinonediazide-1 in the table) was dissolved in 50 parts by weight of ethylene glycol monomethyl ether in a compounding amount shown in Table 1 below.

【0027】得られた溶液を0.2μmのテフロン(登
録商標)製フィルターで濾過して感光性組成物の溶液を
調製した。この溶液を、洗浄したシリコンウェハーに回
転塗布機を用いて1.10μm厚に塗布し、90℃のホ
ットプレートで60秒間ベークした。ベーク後の膜厚は
1.08μmであった。次いで、365nm(i線)の
露光波長を有する縮小投影露光機(ニコン社製、NSR 17
55i7A NA=0.5 )を用い、露光量を段階的に変化させ
て露光した。これを住友化学製現像液SOPDで1分間現像
してポジ型パターンを得た。解像度は、0.4μmライ
ンアンドスペースパターンが1:1になる露光量(実効
感度)で、膜減りなく分離するラインアンドスペースパ
ターンの寸法をSEM(走査型電子顕微鏡)で評価し
た。耐熱性はシリコンウェハーをホットプレートで3分
間ポストベークしたときに、3μmのラインアンドスペ
ースパターンが熱変形を始める温度(℃)を測定した。
結果を下表1に示す。
The resulting solution was filtered through a 0.2 μm Teflon (registered trademark) filter to prepare a solution of the photosensitive composition. This solution was applied onto a washed silicon wafer with a spin coater to a thickness of 1.10 μm, and baked on a hot plate at 90 ° C. for 60 seconds. The film thickness after baking was 1.08 μm. Next, a reduction projection exposure machine (manufactured by Nikon, NSR 17) having an exposure wavelength of 365 nm (i-line).
55i7A NA = 0.5) and the exposure amount was changed stepwise for exposure. This was developed with Sumitomo Chemical developer SOPD for 1 minute to obtain a positive pattern. The resolution was the exposure amount (effective sensitivity) at which the 0.4 μm line-and-space pattern became 1: 1 and the dimension of the line-and-space pattern that was separated without film reduction was evaluated by SEM (scanning electron microscope). The heat resistance was measured by measuring the temperature (° C.) at which a 3 μm line-and-space pattern begins to thermally deform when a silicon wafer is post-baked on a hot plate for 3 minutes.
The results are shown in Table 1 below.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明のポジ型組成物は耐熱性、感度及
び解像度等の諸性能のバランスに優れた特性を有する。
従って、上記感光性組成物は特に高集積度の集積回路の
製造に使用されるフォトレジスト材料として有用である
が、その他にも、感光性印刷版、有機反射防止膜、感光
性接着剤、感光性塗料、感光性封止剤、感光性コーティ
ング材料、感光性フイルムなどの感光性材料としても有
用である。
The positive-working composition of the present invention has excellent balance of various properties such as heat resistance, sensitivity and resolution.
Therefore, the above-mentioned photosensitive composition is particularly useful as a photoresist material used in the production of highly integrated circuits, but in addition to this, a photosensitive printing plate, an organic antireflection film, a photosensitive adhesive, a photosensitive material It is also useful as a photosensitive material such as a photosensitive coating material, a photosensitive sealant, a photosensitive coating material and a photosensitive film.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(A)下記式(1) 【化1】 で表わされる構造単位を有するヒドロキシスチレン系重
合体、及び(B)光分解性感光剤を含むポジ型感光性組
成物であって、(A)ヒドロキシスチレン系重合体のフ
ェニル基のC1炭素のタクティシティが13C−NMRに
よるラセミペンタッドで30%以上であるシンジオタク
チック構造のヒドロキシスチレン系重合体であることを
特徴とするポジ型感光性組成物。
(A) The following formula (1): A positive type photosensitive composition comprising a hydroxystyrene polymer having a structural unit represented by: and (B) a photodegradable photosensitizer, wherein (A) the C 1 carbon of the phenyl group of the hydroxystyrene polymer A positive photosensitive composition, which is a hydroxystyrene polymer having a syndiotactic structure and having a tacticity of 30% or more in terms of racemic pentad by 13 C-NMR.
【請求項2】 (B)光分解性感光剤がキノンジアジド
化合物であることを特徴とする請求項1記載のポジ型感
光性組成物。
2. The positive photosensitive composition according to claim 1, wherein the photodegradable photosensitizer (B) is a quinonediazide compound.
【請求項3】 請求項1または2記載のポジ型感光性組
成物を用いたレジスト材料。
3. A resist material using the positive photosensitive composition according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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