JP2005134923A - Acid generating agent for resist - Google Patents

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Inventor
Kazufumi Sato
和史 佐藤
Kazuyuki Nitta
和行 新田
Akiyoshi Yamazaki
晃義 山崎
Tomoaki Sakai
与日 坂井
Toshimasa Nakayama
寿昌 中山
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Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acid generating agent for a resist suitable for being used for realizing a positive resist composition which has excellent transmitting property for radiation, in particular, for deep-UV rays and KrF, ArF excimer laser light, high sensitivity, high resolution, excellent heat resistance, focal depth width characteristics, post exposure delay and storage stability of a resist solution, and no dependency on a substrate, and which can produce a resist pattern with an excellent profile. <P>SOLUTION: The acid generating agent comprises a mixture of at least bis(cyclohexyl sulfonyl)diazomethane and bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl)diazomethane. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レジスト用酸発生剤に関し、特に、高感度、高解像性で、かつ耐熱性、焦点深度幅特性、引置き経時安定性及びレジスト溶液の保存安定性に優れるとともに、基板依存性がなくプロファイル形状の優れたレジストパターンを形成できる紫外線、遠紫外線、KrF、ArFなどのエキシマレーザー、X線、及び電子線などの放射線に感応し、とりわけエキシマレーザーに対する感応性に優れた化学増幅型のポジ型レジスト組成物に用いて好適なレジスト用酸発生剤に関する。   The present invention relates to an acid generator for resists, and in particular, has high sensitivity, high resolution, heat resistance, depth of focus characteristics, stability over time and storage stability of resist solutions, and substrate dependency. Chemical amplification type that is sensitive to radiation such as excimer lasers such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, KrF, and ArF, X-rays, and electron beams, and that is capable of forming resist patterns with excellent profile shapes. The present invention relates to a resist acid generator suitable for use in the positive resist composition.

従来、ICやLSIなどの半導体素子は、ホトレジスト組成物を用いたホトリソグラフイー、エッチング、不純物拡散及び配線形成などの工程を数回繰り返し製造されている。ホトリソグラフイーにおいては、ホトレジスト組成物をシリコンウエーハ上に回転塗布などにより塗布し薄膜を形成し、それをマスクパターンを介して、紫外線などの放射線を照射し、現像してレジストパターンを形成したのち、前記レジストパターンを保護膜としてエッチングが行われている。これまで、前記ホトリソグラフイーで使用されているホトレジスト組成物は、それに要求される解像性が、サブミクロン(1μm以下)、ハーフミクロン(0.5μm以下)程度であり、g線(436nm)、i線(365nm)などの紫外線を利用したアルカリ可溶性ノボラック樹脂とキノンジアジド基含有化合物を基本成分としたポジ型ホトレジストで十分実用に供することができた。   Conventionally, semiconductor elements such as IC and LSI have been manufactured several times by repeating processes such as photolithography, etching, impurity diffusion and wiring formation using a photoresist composition. In photolithography, a photoresist composition is applied onto a silicon wafer by spin coating or the like to form a thin film, which is irradiated with radiation such as ultraviolet rays through a mask pattern and developed to form a resist pattern. Etching is performed using the resist pattern as a protective film. So far, the photoresist composition used in the photolithography has the required resolution of submicron (1 μm or less) and half micron (0.5 μm or less), and the g-line (436 nm). In addition, a positive photoresist having an alkali-soluble novolak resin utilizing ultraviolet rays such as i-line (365 nm) and a quinonediazide group-containing compound as basic components could be sufficiently put into practical use.

しかしながら、近年、半導体素子の微細化が益々高まり、今日ではクオーターミクロン(0.25μm以下)の超微細パターンを用いた超LSIの量産がはじまろうとしている。このようなクオーターミクロンの超微細パターンを得るには、従来のアルカリ可溶性ノボラック樹脂とキノンジアジド基含有化合物を基本成分としたポジ型ホトレジストでは困難なことから、より短波長の遠紫外線(200〜300nm)、KrF、ArFなどのエキシマレーザー、電子線及びX線を利用したレジストの開発が要望されている。かかるレジストとして高解像性が達成される上に、放射線の照射により発生した酸の触媒反応、連鎖反応が利用でき量子収率が1以上で、しかも高感度が達成できる化学増幅型レジストが注目され、盛んに開発が行われている。   However, in recent years, semiconductor elements have been increasingly miniaturized, and today, mass production of VLSI using a quarter micron (0.25 μm or less) ultrafine pattern is about to begin. In order to obtain such an ultrafine pattern of quarter micron, it is difficult to use conventional photoresists containing alkali-soluble novolac resin and quinonediazide group-containing compound as basic components. Development of resists using excimer lasers such as KrF and ArF, electron beams and X-rays has been demanded. As such a resist, in addition to achieving high resolution, a chemically amplified resist that can use a catalytic reaction and a chain reaction of an acid generated by irradiation of radiation and has a quantum yield of 1 or more and can achieve high sensitivity is attracting attention. It has been actively developed.

上記化学増幅型レジストとしては、例えばポリヒドロキシスチレンの水酸基をtert−ブトキシカルボニルオキシ基で置換した樹脂成分とオニウム塩などの酸発生剤を組み合わせたレジスト組成物が提案されている(下記特許文献1参照)。   As the chemically amplified resist, for example, a resist composition in which a resin component in which a hydroxyl group of polyhydroxystyrene is substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group and an acid generator such as an onium salt has been proposed (Patent Document 1 below) reference).

米国特許4,491,628号明細書US Pat. No. 4,491,628

しかしながら、上記レジスト組成物は、解像度、焦点深度幅特性において十分なものでない上に、露光後一定時間放置した後、現像した場合、化学増幅型レジストに特有の露光により発生した酸の失活に起因するパターン形状劣化の問題(以下、引置き安定性という)、すなわちレジストパターン上部が庇状に連なってしまうブリッジングの問題がある。このようなブリッジングができると所望の配線パターンが得られないため、半導体素子製造において致命的なものとなる。このような引置き経時の問題を解決する方法として、レジスト層上に露光により発生した酸の失活を防止するためトップコート層を設ける方法があるが、このような方法は、製造工程が増えスループットが悪くなる上に、コスト高となるため好ましくない。そこで、トップコート層を設ける必要のない引置き安定性に優れたレジストの出現が強く望まれている。   However, the above resist composition is not sufficient in resolution and depth of focus characteristics, and when it is developed after being allowed to stand for a certain time after exposure, it causes the deactivation of the acid generated by exposure specific to the chemically amplified resist. There is a problem of pattern shape deterioration due to this (hereinafter referred to as “retention stability”), that is, a bridging problem in which the upper part of the resist pattern is connected in a hook shape. If such bridging can be performed, a desired wiring pattern cannot be obtained, which is fatal in semiconductor device manufacturing. As a method for solving such a problem with aging, there is a method of providing a topcoat layer on the resist layer in order to prevent the deactivation of acid generated by exposure. However, such a method increases the number of manufacturing steps. This is not preferable because the throughput is deteriorated and the cost is increased. Therefore, the emergence of a resist having excellent placement stability that does not require the topcoat layer is strongly desired.

また、上記化学増幅型レジストは、シリコン窒化膜(SiN)、ホウ素−リン−シリケートガラス(BPSG)などの絶縁膜やチタンナイトライド(TiN)の膜を設けた基板に対して裾引きのパターン形状となる問題(以下、基板依存性という)がある。これは前記膜を形成する際に基板付近にアミンが残存し、これにより露光で発生した酸が失活し、裾引きの形状となるものと推測されている。   Further, the chemically amplified resist has a skirt pattern shape with respect to a substrate provided with an insulating film such as a silicon nitride film (SiN) or boron-phosphorus-silicate glass (BPSG) or a titanium nitride (TiN) film. There is a problem (hereinafter referred to as substrate dependency). It is presumed that the amine remains in the vicinity of the substrate when the film is formed, and thereby the acid generated by exposure is deactivated, resulting in a tailing shape.

さらに、アルミニウム−珪素−銅(Al−Si−Cu)の合金、タングステン(W)などの金属膜を設けた基板を使用すると、定在波の影響を受けパターン断面形状が波形となる問題がある。これらの基板依存性と定在波の問題点を解決する方法としては、基板とレジスト層との間に反射防止層を設ける方法があるが、この方法は上述トップコート層と同様に製造工程が増えスループットが悪くなる上に、コスト高となるため好ましくない。そこで、基板依存性がなく反射防止層を設ける必要がなく、しかも定在波の影響を受けにくいプロファイル形状の優れたレジストパターンを形成できるレジストが強く望まれている。   Furthermore, when a substrate provided with a metal film such as an aluminum-silicon-copper (Al-Si-Cu) alloy or tungsten (W) is used, there is a problem that the pattern cross-sectional shape becomes a waveform due to the influence of standing waves. . As a method of solving these problems of substrate dependency and standing wave, there is a method of providing an antireflection layer between the substrate and the resist layer. This is not preferable because the increased throughput and the cost are increased. Therefore, there is a strong demand for a resist that can form a resist pattern having an excellent profile shape that does not depend on the substrate, does not require an antireflection layer, and is not easily affected by standing waves.

上記問題点に加えて、従来のレジスト組成物は、それを溶液としたとき、しばしばその保存中に異物が発生するなど保存安定性に欠けるという問題点がある。そのため、前記異物の発生しない保存安定性に優れたレジスト溶液が得られるレジスト組成物であることも要望されている。   In addition to the above problems, the conventional resist composition has a problem in that when it is used as a solution, it often lacks storage stability, for example, foreign matter is generated during storage. Therefore, there is also a demand for a resist composition that can provide a resist solution that is free from the foreign matter and has excellent storage stability.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、放射線、特にdeep−UVやKrF、ArFなどのエキシマレーザー光に対する光透過性に優れ、高感度、高解像性で、耐熱性、焦点深度幅特性、引置き経時安定性及びレジスト溶液の保存安定性に優れるポジ型レジスト組成物を実現するために用いて好適なレジスト用酸発生剤を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is excellent in light transmittance with respect to radiation, particularly excimer laser light such as deep-UV, KrF, and ArF, and has high sensitivity, high resolution, heat resistance, It is an object of the present invention to provide a resist acid generator suitable for use in the realization of a positive resist composition having excellent depth of focus characteristics, stability over time, and storage stability of a resist solution.

また、本発明は、基板依存性がなくプロファイル形状の優れたレジストパターンを形成できるポジ型レジスト組成物を実現するために用いて好適なレジスト用酸発生剤を提供することを課題とする。   Another object of the present invention is to provide a resist acid generator suitable for use in the realization of a positive resist composition that can form a resist pattern having no substrate dependency and having an excellent profile shape.

こうした現状に鑑み、本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、酸の作用によりアルカリ水溶液に対する溶解性が増大する樹脂成分と、放射線の照射により酸を発生する化合物とを使用し、さらに任意に有機カルボン酸化合物を配合することで、高感度、高解像性で、耐熱性、引置き経時安定性、焦点深度幅特性及びレジスト溶液の保存安定性に優れるとともに、基板依存性がなくプロファイル形状の優れたレジストパターンを形成できる紫外線、遠紫外線、KrF、ArFなどのエキシマレーザー、X線、及び電子線などの放射線に感応し、とりわけエキシマレーザーに対する感応性に優れた化学増幅型のポジ型レジスト組成物が得られることを見出したが、前記酸を発生する化合物として、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタンとビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタンの混合物を用いると、より一層の高感度化を実現し得ることを知見するに至り、本発明を完成したものである。   In view of such a current situation, the present inventors have conducted extensive research, and as a result, used a resin component whose solubility in an alkaline aqueous solution is increased by the action of an acid, and a compound that generates an acid upon irradiation with radiation. Incorporating an organic carboxylic acid compound into this product provides high sensitivity, high resolution, heat resistance, stability over time, excellent depth of focus characteristics and storage stability of the resist solution, and has no substrate dependence and profile. Chemically amplified positive type that is sensitive to radiation such as excimer lasers such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, KrF, ArF, X-rays, and electron beams that can form resist patterns with excellent shapes. It has been found that a resist composition can be obtained, and bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane is used as the acid generating compound. Using bis (2,4-dimethyl-phenylsulfonyl) mixture of diazomethane leads to findings that it is possible to achieve a further higher sensitivity, and completed the present invention.

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、本発明に係るレジスト用酸発生剤は、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタンとビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタンとの混合物を含んでなるレジスト用酸発生剤である。本発明に係るレジスト用酸発生剤は、(A)酸の作用によりアルカリ水溶液に対する溶解性が増大する樹脂成分と、(B)放射線の照射により酸を発生する化合物とを含むポジ型レジスト組成物における前記(B)成分として好適に用いることが可能であり、係るポジ型レジスト組成物の感度を大幅に向上させることができる。   The present invention has been made based on the above findings, and the resist acid generator according to the present invention comprises a mixture of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane. It is an acid generator for resists. The resist acid generator according to the present invention comprises (A) a positive resist composition comprising a resin component whose solubility in an alkaline aqueous solution is increased by the action of an acid, and (B) a compound that generates an acid upon irradiation with radiation. Can be suitably used as the component (B), and the sensitivity of the positive resist composition can be greatly improved.

前記ポジ型レジスト組成物における前記(A)成分は、(a)水酸基の10〜60モル%が下記一般式(1)

Figure 2005134923
(式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2はメチル基又はエチル基であり、R3は炭素数1〜4の低級アルキル基である)で表わされる残基で置換された重量平均分子量8,000〜22,000のポリヒドロキシスチレンであるか、(b)水酸基の10〜60モル%がtert−ブトキシカルボニルオキシ基で置換された重量平均分子量8,000〜22,000のポリヒドロキシスチレンであるか、あるいは、前記(a)成分と(b)成分との混合物であることを特徴とする。 The component (A) in the positive resist composition comprises (a) 10 to 60 mol% of the hydroxyl group represented by the following general formula (1):
Figure 2005134923
(Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a methyl group or an ethyl group, and R 3 is a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). A polyhydroxystyrene having a weight average molecular weight of 8,000 to 22,000, or (b) having a weight average molecular weight of 8,000 to 22,000 in which 10 to 60 mol% of the hydroxyl groups are substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group. It is polyhydroxystyrene or a mixture of the component (a) and the component (b).

前記ポジ型レジスト組成物は、さらに、好ましくは(C)有機カルボン酸化合物を含むことを特徴とする。この(C)成分としては、芳香族カルボン酸、脂環式カルボン酸、及び不飽和脂肪族カルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。また、前記(C)成分が、前記(A)成分及び前記(B)成分の合計量に対して0.01〜1重量%を含むことが好ましい。   The positive resist composition preferably further includes (C) an organic carboxylic acid compound. The component (C) is preferably at least one selected from the group consisting of aromatic carboxylic acids, alicyclic carboxylic acids, and unsaturated aliphatic carboxylic acids. Moreover, it is preferable that the said (C) component contains 0.01 to 1 weight% with respect to the total amount of the said (A) component and the said (B) component.

前記芳香族カルボン酸化合物は、下記一般式(2)

Figure 2005134923
[式中、R4及びR5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、ビニル基を表す(ただし,R4及びR5が共に水素原子の場合は除く。)]で表される化合物である。 The aromatic carboxylic acid compound has the following general formula (2)
Figure 2005134923
[Wherein, R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a carboxyl group, or a vinyl group (provided that R 4 and R 5 are both hydrogen atoms)]. It is a compound.

また、前記芳香族カルボン酸化合物は、下記一般式(3)

Figure 2005134923
(式中、nは0又は1〜10の整数を示す)で表される化合物である。 The aromatic carboxylic acid compound is represented by the following general formula (3):
Figure 2005134923
(Wherein n represents 0 or an integer of 1 to 10).

前記脂環式カルボン酸は、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、及び1,1−シクロヘキシルジ酢酸からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。   The alicyclic carboxylic acid comprises 1,1-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and 1,1-cyclohexyldiacetic acid. It is preferably at least one selected from the group.

前記不飽和脂肪族カルボン酸化合物は、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、プロピオル酸、2−ブチン酸、マレイン酸、フマル酸、及びアセチレンカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。   The unsaturated aliphatic carboxylic acid compound includes acrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, 3-butenoic acid, methacrylic acid, 4-pentenoic acid, propiolic acid, 2-butynoic acid, maleic acid, fumaric acid, and acetylenecarboxylic acid. It is preferably at least one selected from the group consisting of

前記ポジ型レジスト組成物は、さらに吸光剤を含有してもよく、前記吸光剤がベンゾフェノンであることが好ましい。   The positive resist composition may further contain a light absorber, and the light absorber is preferably benzophenone.

本発明に係るレジスト用酸発生剤はレジスト組成物に用いると特に高感度化できる。例えば、本発明のレジスト用酸発生剤を用いた前述のポジ型レジスト組成物は、大変高感度であり、クオーターミクロン以下の高解像性を有し、かつ耐熱性、焦点深度幅特性、引置き経時安定性に優れ、基板依存性がなくプロファイル形状の優れたレジストパターンを形成できるレジスト組成物であり、クオーターミクロンの解像性が必要とされる半導体素子の製造プロセスに十分適用できる。さらに、製造工程を増やすトップコート層や反射防止層を設けることなく、単層で半導体素子の製造が行えるので、低コストであり、その効果は極めて大きく、実用的である。   When the acid generator for resists according to the present invention is used in a resist composition, the sensitivity can be increased particularly. For example, the positive resist composition using the acid generator for resists of the present invention has very high sensitivity, high resolution of quarter micron or less, heat resistance, depth of focus characteristics, attractiveness. It is a resist composition that is excellent in stability over time, can form a resist pattern with no substrate dependency, and has an excellent profile shape, and can be sufficiently applied to a semiconductor device manufacturing process that requires a quarter micron resolution. Furthermore, since a semiconductor element can be manufactured with a single layer without providing a topcoat layer or an antireflection layer that increases the manufacturing process, the cost is low and the effect is extremely large and practical.

以下に、本発明の実施形態について説明する。
本発明にかかるレジスト用酸発生剤は、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタンとビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタンとの混合物を含むことを特徴とするものであり、例えば、(A)酸の作用によりアルカリ水溶液に対する溶解性が増大する樹脂成分と、(B)放射線の照射により酸を発生する化合物とを含むポジ型レジスト組成物に用いれば、このレジスト組成物の感度を大幅に向上させることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The acid generator for a resist according to the present invention is characterized by containing a mixture of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane. When used in a positive resist composition containing a resin component whose solubility in an alkaline aqueous solution increases by action and (B) a compound that generates an acid upon irradiation with radiation, the sensitivity of the resist composition is greatly improved. Can do.

本発明のレジスト用酸発生剤を(B)成分として用いたポジ型レジスト組成物では、(B)成分であるビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタンとビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタンとの混合物である酸発生剤から生じる酸が、樹脂成分であるポリヒドロキシスチレン中のtert−ブトキシカルボニルオキシ基や前記一般式(1)で表わされる残基を分解することにより、前記樹脂成分の露光部におけるアルカリに対する溶解性と未露光部における溶解阻害能を高度に釣り合わせ、高感度、かつ高解像性及び高耐熱性を達成することができるとともに、焦点深度幅特性をも向上させることができる。   In the positive resist composition using the resist acid generator of the present invention as the component (B), a mixture of the component (B) bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane. The acid generated from the acid generator is decomposing the tert-butoxycarbonyloxy group and the residue represented by the general formula (1) in the polyhydroxystyrene which is the resin component, and thereby in the exposed portion of the resin component. It is possible to achieve a high balance between the solubility in alkali and the dissolution inhibiting ability in the unexposed area, achieve high sensitivity, high resolution, and high heat resistance, and improve the depth of focus characteristics.

本発明に係るビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタンとビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタンの混合物を含んでなるレジスト用酸発生剤は、特にエキシマレーザー光を露光に用いた場合、樹脂成分の露光部におけるアルカリに対する溶解性と未露光部における溶解阻害能を高度に釣り合わせ、高感度、かつ高解像性及び高耐熱性を達成することができるとともに、焦点深度幅特性をも向上させることができる。   The resist acid generator comprising a mixture of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane according to the present invention is particularly suitable for exposure of resin components when excimer laser light is used for exposure. It is possible to achieve a high balance between the solubility in alkali in the part and the dissolution inhibiting ability in the unexposed part, achieving high sensitivity, high resolution and high heat resistance, and improving the depth of focus characteristics. it can.

本発明のレジスト用酸発生剤を前記ポジ型レジスト組成物に用いる場合、本発明のレジスト用酸発生剤の配合割合は、樹脂成分100重量部に対し1〜20重量部、好ましくは2〜10重量部の割合である。酸発生剤が1重量部未満の配合では効果が不十分であり、20重量部を超えると、溶剤に溶け切れず、また樹脂成分との混和性が悪くなる。   When the resist acid generator of the present invention is used in the positive resist composition, the proportion of the resist acid generator of the present invention is 1 to 20 parts by weight, preferably 2 to 10 parts per 100 parts by weight of the resin component. It is the ratio of parts by weight. When the amount of the acid generator is less than 1 part by weight, the effect is insufficient. When the amount exceeds 20 parts by weight, the acid generator is not completely dissolved in the solvent and the miscibility with the resin component is deteriorated.

前記ポジ型レジスト組成物における(A)成分である酸の作用によりアルカリ水溶液に対する溶解性が増大する樹脂成分は、(a)水酸基の10〜60モル%が下記一般式(1)   In the positive resist composition, the resin component whose solubility in an alkaline aqueous solution is increased by the action of the acid as the component (A) is (a) 10-60 mol% of the hydroxyl group is represented by the following general formula (1).

Figure 2005134923
Figure 2005134923

(式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2はメチル基又はエチル基であり、R3は炭素数1〜4の低級アルキル基である)で表わされる残基で置換された重量平均分子量8,000〜22,000のポリヒドロキシスチレンであるか、(b)水酸基の10〜60モル%がtert−ブトキシカルボニルオキシ基で置換された重量平均分子量8,000〜22,000のポリヒドロキシスチレンであるか、あるいは前記(a)成分と前記(b)成分との混合物であることが好ましい。 (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a methyl group or an ethyl group, and R 3 is a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). A polyhydroxystyrene having a weight average molecular weight of 8,000 to 22,000, or (b) having a weight average molecular weight of 8,000 to 22,000 in which 10 to 60 mol% of the hydroxyl groups are substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group. It is preferably polyhydroxystyrene or a mixture of the component (a) and the component (b).

上記(a)成分は、ポリヒドロキシスチレンの水酸基を、例えば1−クロロ−1−エトキシエタンや1−クロロ−1−メトキシプロパンなどにより、公知の置換反応に従い前記一般式(1)の残基で置換したもので、その置換率は10〜60モル%、好ましくは20〜50モル%が好ましい。この置換率が10モル%未満では形状の優れたパターンが得られず、また60モル%を超えるとレジストの感度が低下するため好ましくなく、実用的には20〜50モル%が有効である。   In the component (a), the hydroxyl group of polyhydroxystyrene is substituted with the residue of the general formula (1) according to a known substitution reaction with 1-chloro-1-ethoxyethane or 1-chloro-1-methoxypropane, for example. The substitution rate is 10 to 60 mol%, preferably 20 to 50 mol%. If the substitution rate is less than 10 mol%, a pattern having an excellent shape cannot be obtained. If the substitution rate exceeds 60 mol%, the sensitivity of the resist is lowered, which is not preferable. In practice, 20 to 50 mol% is effective.

一方、上記(b)成分は、ポリヒドロキシスチレンの水酸基を、例えばジ−tert−ブチル−ジ−カーボネートなどにより、公知の置換反応に従いtert−ブトキシカルボニルオキシ基で置換したもので、その置換率は10〜60モル%、好ましくは20〜50モル%の範囲が好ましい。この置換率が10モル%未満ではプロファイル形状に優れたレジストパターンが得られず、また60モル%を超えると感度が低下するため好ましくなく、実用上は20〜50モル%が有効である。   On the other hand, the component (b) is obtained by substituting the hydroxyl group of polyhydroxystyrene with a tert-butoxycarbonyloxy group according to a known substitution reaction, for example, with di-tert-butyl-di-carbonate or the like. The range of 10 to 60 mol%, preferably 20 to 50 mol% is preferable. If this substitution rate is less than 10 mol%, a resist pattern having an excellent profile shape cannot be obtained, and if it exceeds 60 mol%, the sensitivity decreases, which is not preferred. In practice, 20-50 mol% is effective.

上記各樹脂成分の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ法(GPC法)に基づきポリスチレン基準で8,000〜22,000の範囲である。重量平均分子量が前記範囲未満では被膜性が良好でなく、また前記上限範囲を超えるとアルカリ水溶液に対する溶解性が劣る。さらに、本発明の樹脂成分は重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比で表わされる分子量分布(Mw/Mn)が3〜5の範囲であるのが好ましい。重量平均分子量及び分子量分布が前記範囲にあることにより焦点深度幅特性及びレジスト溶液の保存安定性が向上する。   The weight average molecular weight of each resin component is in the range of 8,000 to 22,000 based on polystyrene based on the gel permeation chromatography method (GPC method). When the weight average molecular weight is less than the above range, the film property is not good, and when it exceeds the upper limit range, the solubility in an alkaline aqueous solution is poor. Further, the resin component of the present invention preferably has a molecular weight distribution (Mw / Mn) in the range of 3 to 5 represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn). When the weight average molecular weight and molecular weight distribution are in the above ranges, the depth of focus characteristics and the storage stability of the resist solution are improved.

前記構成において(B)成分である放射線の照射により酸を発生する化合物に用いて好適な本発明のレジスト用酸発生剤は、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタンとビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタンとの混合物であり、これにより前記ポジ型レジスト組成物を高感度化できる。本発明のレジスト用酸発生剤は、前記混合物以外に従来公知の酸発生剤をさらに含んでいても良い。   In the above structure, the resist acid generator of the present invention suitable for the compound that generates an acid upon irradiation with radiation as the component (B) is bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl). This is a mixture with diazomethane, whereby the sensitivity of the positive resist composition can be increased. The acid generator for resists of the present invention may further contain a conventionally known acid generator in addition to the mixture.

前記ポジ型レジスト組成物においては、(C)成分として、有機カルボン酸化合物を添加することにより、感度、解像度に優れ、断面形状の良好なレジストパターンを形成できるとともに、露光後の引置き経時安定性にも優れるレジスト組成物となる。さらには種々の基板に対して断面形状の良好なレジストパターンが得られるようになる。   In the positive resist composition, by adding an organic carboxylic acid compound as component (C), it is possible to form a resist pattern with excellent sensitivity and resolution and a good cross-sectional shape, and stable over time after exposure. It becomes the resist composition which is excellent also in property. Furthermore, resist patterns having good cross-sectional shapes can be obtained for various substrates.

前記ポジ型レジスト組成物で使用する有機カルボン酸化合物としては、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く、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下記一般式(2)   As the organic carboxylic acid compound used in the positive resist composition, any of saturated or unsaturated aliphatic carboxylic acid, alicyclic carboxylic acid, oxycarboxylic acid, alkoxycarboxylic acid, ketocarboxylic acid, aromatic carboxylic acid and the like are used. It is not particularly limited, and examples thereof include 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. 1,1-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,1-cyclohexyldiacetic acid and other alicyclic carboxylic acids, acrylic acid , Crotonic acid, isocrotonic acid, 3-butenoic acid, methacrylic acid, 4-pentenoic acid, propiolic acid 2-butynoic acid, maleic acid, fumaric acid, unsaturated aliphatic carboxylic acid such as acetylene carboxylic acid, oxycarboxylic acid such as oxyacetic acid, alkoxycarboxylic acid such as methoxyacetic acid and ethoxyacetic acid, ketocarboxylic acid such as pyruvic acid and the following General formula (2)

Figure 2005134923
(式中、R4及びR5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、ビニル基を表す[ただし、R4及びR5が共に水素原子の場合は除く。])及び下記一般式(3)
Figure 2005134923
(Wherein, R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a carboxyl group, or a vinyl group [provided that R 4 and R 5 are both hydrogen atoms]) and the following: General formula (3)

Figure 2005134923
(式中、nは0又は1〜10の整数を示す)で表される芳香族カルボン酸などを挙げることができるが、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。
Figure 2005134923
(In the formula, n represents 0 or an integer of 1 to 10) and the like, and examples thereof include alicyclic carboxylic acids, unsaturated aliphatic carboxylic acids, and aromatic carboxylic acids. Are preferably used.

上記一般式(2)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−ビニル安息香酸、4−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 (2) include p-hydroxybenzoic acid, o-hydroxybenzoic acid, 2-hydroxy-3-nitrobenzoic acid, 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 can be mentioned, and in particular, benzoic acid having a substituent at the o-position, such as o-hydroxybenzoic acid, o-nitrobenzoic acid, phthalic acid and the like. Is preferred.

また、一般式(3)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。   In addition, as the aromatic carboxylic acid compound represented by the general formula (3), it can be used even when n in the formula is a single compound or a combination of different compounds. Commercially available SAX (trade name, manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) is preferably used as the compound.

上記一般式(2)及び(3)で表される芳香族カルボン酸化合物は、それぞれ単独でも2種以上を混合して用いてもよい。これらの芳香族カルボン酸化合物の配合により断面形状の良好なレジストパターンを形成することができるとともに、露光後の引置き経時安定性が優れ、露光後に施される加熱処理までの時間の長さに関係なく、良好なプロファイル形状が形成でき、特に一般式(3)で表される芳香族カルボン酸化合物は矩形の断面形状が形成できるため好適である。   The aromatic carboxylic acid compounds represented by the general formulas (2) and (3) may be used alone or in admixture of two or more. By blending these aromatic carboxylic acid compounds, it is possible to form a resist pattern with a good cross-sectional shape, and excellent stability over time after exposure, and the length of time until heat treatment applied after exposure. Regardless, a favorable profile shape can be formed. In particular, the aromatic carboxylic acid compound represented by the general formula (3) is preferable because a rectangular cross-sectional shape can be formed.

前記ポジ型レジスト組成物で使用される上記有機カルボン酸化合物の配合量としては、樹脂成分及び本発明にかかる酸発生剤の合計量に対して0.01〜1重量%、好ましくは0.05〜0.5重量%の範囲で用いられる。有機カルボン酸化合物の配合量が0.01重量%未満では断面形状の良好なレジストパターンが得られず、また1重量%を超えると現像性が低下するため好ましくない。   The amount of the organic carboxylic acid compound used in the positive resist composition is 0.01 to 1% by weight, preferably 0.05, based on the total amount of the resin component and the acid generator according to the present invention. Used in the range of ˜0.5% by weight. If the amount of the organic carboxylic acid compound is less than 0.01% by weight, a resist pattern having a good cross-sectional shape cannot be obtained, and if it exceeds 1% by weight, the developability deteriorates, which is not preferable.

前記ポジ型レジスト組成物は上記樹脂成分、酸発生剤及び有機カルボン酸化合物に加えて感度や解像性を向上させるため吸光剤を配合するのが良い。前記吸光剤としては、例えば1−[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタンなどのポリフェノール類のナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホン酸エステル、ベンゾフェノンを挙げることができ、これらの吸光剤を配合することにより感度及び解像性の向上効果に優れるとともに、定在波の影響を抑制し断面形状が波状とならず矩形のレジストパターンを形成する作用をも有するため好ましく使用できる。この吸光剤の配合量としては上記した(A)樹脂成分と本発明の酸発生剤を用いた(B)酸発生剤との合計量に対して30重量%を超えない範囲で配合され、好ましくは0.5〜15重量%の範囲で配合される。この配合量が30重量%を超えるとプロファイル形状が悪くなるため好ましくない。   In addition to the resin component, acid generator and organic carboxylic acid compound, the positive resist composition preferably contains a light absorber in order to improve sensitivity and resolution. Examples of the light absorber include 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene, bis (4-hydroxy-3,5-dimethyl). Naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonic acid ester of polyphenols such as phenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, and benzophenone, and sensitivity and resolution can be obtained by blending these light-absorbing agents. It can be preferably used because it has an effect of improving the above-mentioned improvement and suppresses the influence of the standing wave and has a function of forming a rectangular resist pattern without the cross-sectional shape being wavy. The blending amount of the light absorber is blended within a range not exceeding 30% by weight with respect to the total amount of (A) the resin component and (B) the acid generator using the acid generator of the present invention, and preferably Is blended in the range of 0.5 to 15% by weight. If the blending amount exceeds 30% by weight, the profile shape is deteriorated, which is not preferable.

前記ポジ型レジスト組成物は、その使用に当たっては上記成分を溶剤に溶解した溶液の形で用いるのが好ましい。このような溶剤の例としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコール又はジプロピレングリコールモノアセテートのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル又はモノフェニルエーテルなどの多価アルコール類及びその誘導体;ジオキサンのような環式エーテル類;及び乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、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などのエステル類を挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。   The positive resist composition is preferably used in the form of a solution in which the above components are dissolved in a solvent. Examples of such solvents include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, 2-heptanone; ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, diester Polyhydric alcohols such as propylene glycol or dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether and derivatives thereof; cyclic ethers such as dioxane; and methyl lactate, lactic acid Ethyl, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate It can be mentioned esters such as ethyl ethoxypropionate. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明のポジ型レジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加物、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、可塑剤、安定剤、着色剤、界面活性剤などの慣用されているものを添加含有させることができる。   In the positive resist composition of the present invention, if desired, conventional additives such as miscible additives, for example, additional resins, plasticizers, stabilizers, colorants, surfactants, etc. for improving the performance of the resist film are used. What has been added can be added.

上記ポジ型レジスト組成物を溶剤に溶解しそれをスピンナー等を用いて、例えばシリコン窒化膜(SiN)、BPSG等の絶縁膜を設けた基板、チタンナイトライド(TiN),Al−Si−Cu、タングステン等の金属膜を設けた基板等に塗布し、乾燥し、感光層を形成させたのち、縮小投影露光装置等により、deep−UV光、エキシマレーザー光を所望のマスクパターンを介して照射するか、電子線により描画し、現像液、例えば1〜10重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液のような弱アルカリ性水溶液などを用いて現像処理すると、マスクパターンに忠実で良好なレジストパターンが各種基板に依存することなく形成される。   For example, a silicon nitride film (SiN), a substrate provided with an insulating film such as BPSG, titanium nitride (TiN), Al—Si—Cu, by dissolving the positive resist composition in a solvent and using a spinner or the like. It is applied to a substrate or the like provided with a metal film such as tungsten and dried to form a photosensitive layer, and then irradiated with deep-UV light and excimer laser light through a desired mask pattern by a reduction projection exposure apparatus or the like. Or by drawing with an electron beam and developing with a developing solution, for example, a weak alkaline aqueous solution such as an aqueous solution of 1 to 10% by weight of tetramethylammonium hydroxide, a good resist pattern faithful to the mask pattern is formed on various substrates. Formed without dependence.

次に製造例、参考例、及び実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to production examples, reference examples, and examples, but the present invention is not limited to these examples.

製造例1
(水酸基8モル%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の合成)
重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0のポリヒドロキシスチレン120gをN,N−ジメチルアセトアミド680gに溶解し、この溶液の中にジ−tert−ブチル−ジ−カーボネート17.4gを加え、かき混ぜて完全に溶解したのち、かき混ぜながらトリエチルアミン59gを約15分間かけて滴下した。滴下終了後、そのまま約3時間かき混ぜた。次いで、得られた溶液に対して20倍量の純水を加え、かき混ぜて水酸基が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を析出させた。該析出物を純水で洗浄、脱水、乾燥して、水酸基の8モル%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(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)125gを得た。
Production Example 1
(Synthesis of polyhydroxystyrene in which 8 mol% of hydroxyl group is substituted with tert-butoxycarbonyloxy group)
120 g of polyhydroxystyrene having a weight average molecular weight of 20,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 4.0 was dissolved in 680 g of N, N-dimethylacetamide, and di-tert-butyl-dicarbonate 17. After 4 g was added and stirred to dissolve completely, 59 g of triethylamine was added dropwise over about 15 minutes with stirring. After completion of dropping, the mixture was stirred as it was for about 3 hours. Next, 20 times the amount of pure water was added to the resulting solution and stirred to precipitate polyhydroxystyrene in which the hydroxyl group was substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group. The precipitate was washed with pure water, dehydrated and dried, and polyhydroxystyrene in which 8 mol% of the hydroxyl group was substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4 0.0) 125 g was obtained.

製造例2
(水酸基の35モル%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の合成)
製造例1において、ジ−tert−ブチル−ジ−カーボネートの添加量を76.5gに代えた以外は、製造例1と同様にして、水酸基の35モル%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(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)145gを得た。
Production Example 2
(Synthesis of polyhydroxystyrene in which 35 mol% of hydroxyl groups are substituted with tert-butoxycarbonyloxy groups)
In Production Example 1, 35 mol% of the hydroxyl group was replaced with a tert-butoxycarbonyloxy group in the same manner as in Production Example 1, except that the addition amount of di-tert-butyl-dicarbonate was changed to 76.5 g. 145 g of polyhydroxystyrene (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) was obtained.

製造例3
(水酸基の39モル%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の合成)
製造例1において、ジ−tert−ブチル−ジ−カーボネートの添加量を85.0gに代えた以外は、製造例1と同様にして、水酸基の39モル%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(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)150gを得た。
Production Example 3
(Synthesis of polyhydroxystyrene in which 39 mol% of hydroxyl groups are substituted with tert-butoxycarbonyloxy groups)
39% by mole of the hydroxyl group was replaced with a tert-butoxycarbonyloxy group in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of di-tert-butyl-dicarbonate added in Production Example 1 was changed to 85.0 g. 150 g of polyhydroxystyrene (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) was obtained.

製造例4
(水酸基の70モル%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の合成)
製造例1において、ジ−tert−ブチル−ジ−カーボネートの添加量を153gに代えた以外は、製造例1と同様にして、水酸基の70モル%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(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)180gを得た。
Production Example 4
(Synthesis of polyhydroxystyrene in which 70 mol% of hydroxyl groups are substituted with tert-butoxycarbonyloxy groups)
In the same manner as in Production Example 1 except that the amount of di-tert-butyl-dicarbonate added in the production example 1 was changed to 153 g, a polyhydroxy compound in which 70 mol% of the hydroxyl groups were substituted with tert-butoxycarbonyloxy groups was used. 180 g of hydroxystyrene (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) was obtained.

製造例5
(水酸基の35モル%をエトキシエトキシ基で置換したポリヒドロキシスチレンの合成)
重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0のポリヒドロキシスチレン120gをN,N−ジメチルアセトアミド680gに溶解し、この溶液の中に1−クロロ−1−エトキシエタン37.2gを加え、かき混ぜて完全に溶解したのち、かき混ぜながらトリエチルアミン78.8gを約30分間かけて滴下した。滴下終了後、そのまま約3時間かき混ぜた。次いで、得られた溶液に対して20倍量の純水を加え、かき混ぜて水酸基の35モル%が1−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(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)130gを得た。
Production Example 5
(Synthesis of polyhydroxystyrene in which 35 mol% of hydroxyl groups are substituted with ethoxyethoxy groups)
120 g of polyhydroxystyrene having a weight average molecular weight of 20,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 4.0 is dissolved in 680 g of N, N-dimethylacetamide, and 37.2 g of 1-chloro-1-ethoxyethane is dissolved in this solution. After stirring, the mixture was completely dissolved, and 78.8 g of triethylamine was added dropwise over about 30 minutes while stirring. After completion of dropping, the mixture was stirred as it was for about 3 hours. Next, 20 times the amount of pure water was added to the resulting solution, and the mixture was stirred to obtain polyhydroxystyrene in which 35 mol% of the hydroxyl group was substituted with 1-ethoxyethoxy group (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) 130 g.

製造例6
(水酸基の8モル%がメトキシ−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレンの合成)
重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0のポリヒドロキシスチレン120gをN,N−ジメチルアセトアミド680gに溶解し、この溶液の中に1−クロロ−1−メトキシプロパン8.6gを加え、かき混ぜて完全に溶解したのち、かき混ぜながらトリエチルアミン78.8gを約30分間かけて滴下した。滴下終了後、そのまま約3時間かき混ぜた。次いで、得られた溶液に対して20倍量の純水を加え、かき混ぜて水酸基が1−メトキシ−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレンを析出させた。該析出物を洗浄、脱水、乾燥して、水酸基の8モル%が1−メトキシ−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレン(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)125gを得た。
Production Example 6
(Synthesis of polyhydroxystyrene in which 8 mol% of hydroxyl groups are substituted with methoxy-n-propyloxy groups)
120 g of polyhydroxystyrene having a weight average molecular weight of 20,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 4.0 is dissolved in 680 g of N, N-dimethylacetamide, and 8.6 g of 1-chloro-1-methoxypropane is dissolved in this solution. After stirring, the mixture was completely dissolved, and 78.8 g of triethylamine was added dropwise over about 30 minutes while stirring. After completion of dropping, the mixture was stirred as it was for about 3 hours. Next, 20 times the amount of pure water was added to the resulting solution and stirred to precipitate polyhydroxystyrene in which the hydroxyl group was substituted with 1-methoxy-n-propyloxy group. The precipitate was washed, dehydrated and dried, and polyhydroxystyrene in which 8 mol% of the hydroxyl group was substituted with 1-methoxy-n-propyloxy group (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4 0.0) 125 g was obtained.

製造例7
(水酸基の39モル%がメトキシ−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレンの合成)
製造例6において、1−クロロ−1−メトキシプロパンの添加量を42.3gに代えた以外は、製造例6と同様にして水酸基の39モル%が1−メトキシ−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレン(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)130gを得た。
Production Example 7
(Synthesis of polyhydroxystyrene in which 39 mol% of hydroxyl groups are substituted with methoxy-n-propyloxy groups)
In Production Example 6, except that the amount of 1-chloro-1-methoxypropane added was changed to 42.3 g, 39 mol% of the hydroxyl group was replaced with 1-methoxy-n-propyloxy group in the same manner as in Production Example 6. 130 g of polyhydroxystyrene (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) was obtained.

製造例8
(水酸基の70モル%がメトキシ−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレンの合成)
製造例6において、1−クロロ−1−メトキシプロパンの添加量を75.6gに代えた以外は、製造例6と同様にして水酸基の70モル%が1−メトキシ−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレン(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)150gを得た。
Production Example 8
(Synthesis of polyhydroxystyrene in which 70 mol% of hydroxyl groups are substituted with methoxy-n-propyloxy groups)
In Production Example 6, 70 mol% of the hydroxyl group was replaced with 1-methoxy-n-propyloxy group in the same manner as in Production Example 6 except that the addition amount of 1-chloro-1-methoxypropane was changed to 75.6 g. 150 g of the resulting polyhydroxystyrene (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) was obtained.

参考例1
製造例2で得られた水酸基の35モル%をtert−ブトキシカルボニルオキシ基で置換したポリヒドロキシスチレン(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)1.48gと製造例5で得られた水酸基の35モル%をエトキシエトキシ基で置換したポリヒドロキシスチレン(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)1.48gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート16.8gに溶解したのち、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とo−ヒドロキシ安息香酸0.0032gを更に加えて溶解して得られた溶液を孔径0.2μmのメンブレンフイルターでろ過したものをポジ型レジストの塗布液として調製した。
Reference example 1
1.48 g of polyhydroxystyrene (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) obtained by substituting 35 mol% of the hydroxyl group obtained in Production Example 2 with a tert-butoxycarbonyloxy group 1. Polyhydroxystyrene (35 weight% of the hydroxyl group obtained in 5) substituted with ethoxyethoxy group (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) 1.48 g was added to propylene glycol monomethyl ether acetate 16. After dissolving in 8 g, 0.148 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, 0.093 g of benzophenone and 0.0032 g of o-hydroxybenzoic acid were further added and dissolved, and the resulting solution was filtered with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm. This was prepared as a positive resist coating solution.

調製された塗布液をスピンナーを使用して6インチシリコンウエ−ハ上に塗布し、ホットプレートで90℃、90秒間乾燥して膜厚0.7μmのレジスト膜を得た。この膜に縮小投影露光装置NSR−2005EX8A(ニコン社製)を用い、テストチャートマスクを介してエキシマレーザーを露光したのち、120℃、90秒間加熱し、次いで2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で65秒間パドル現像し、30秒間水洗・乾燥してレジストパターンを形成した。形成されたレジストパターン断面は、若干トップが丸みを帯びているが、定在波の影響はなく矩形に近い良好なものであり、0.21μmのラインアンドスペースパターンが形成された。また、目視で確認できる大面積のレジストパターンがパターニングされ基板表面が現れる最小露光量(以下、最小露光量という)を測定した結果、7mJ/cm2であった。さらに、形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性(熱によるフローが生じる温度)を調べた結果、130℃であった。焦点深度幅として0.25μmのラインアンドスペースパターンが1:1に形成される焦点の最大幅(μm)が1.0μm以上をAとし、1.0μm未満をBとして評価したところ、Aであった。このレジスト溶液を褐色ビン中25℃で保存し保存安定性を調べたところ、6ヶ月間異物の発生がなかった。 The prepared coating solution was applied onto a 6-inch silicon wafer using a spinner and dried at 90 ° C. for 90 seconds on a hot plate to obtain a resist film having a thickness of 0.7 μm. The film was exposed to an excimer laser through a test chart mask using a reduction projection exposure apparatus NSR-2005EX8A (manufactured by Nikon Corporation), heated at 120 ° C. for 90 seconds, and then 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide. Paddle development was performed with an aqueous solution for 65 seconds, followed by washing with water and drying for 30 seconds to form a resist pattern. The cross section of the formed resist pattern was slightly rounded at the top, but it was not affected by standing waves and was close to a rectangle, and a 0.21 μm line and space pattern was formed. Further, the minimum exposure amount (hereinafter referred to as the minimum exposure amount) at which the resist pattern having a large area that can be visually confirmed was patterned and the substrate surface appeared was measured and found to be 7 mJ / cm 2 . Furthermore, as a result of examining the heat resistance (temperature at which heat flow occurs) of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C. The maximum focal length (μm) at which a 0.25 μm line-and-space pattern with a focal depth of 1: 1 is formed is 1.0 μm or more as A, and less than 1.0 μm is evaluated as B. It was. When this resist solution was stored in a brown bottle at 25 ° C. and the storage stability was examined, no foreign matter was generated for 6 months.

また、露光処理を施したのち、15分間静置してから120℃、90秒間の加熱処理を施した以外は、上記と同様にしてレジストパターンを形成したところ、側面が垂直で良好なプロファイル形状の0.21μmのラインアンドスペースパターンが形成された。   In addition, a resist pattern was formed in the same manner as described above except that it was left to stand for 15 minutes and then heat-treated at 120 ° C. for 90 seconds after the exposure process. A 0.21 μm line and space pattern was formed.

参考例2
参考例1の塗布液の調製において、ベンゾフェノンを除いた以外は参考例1と同様の操作によりレジストパターンを形成した。形成されたレジストパターン断面は、若干トップが丸みを帯び、波を打っているが支障のない程度のものであり、矩形に近い良好なもので、0.23μmのラインアンドスペースパターンが形成された。また、最小露光量を測定した結果、8mJ/cm2であった。さらに、形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べた結果、130℃であった。参考例1と同様に焦点深度幅を評価したところAであった。さらに、レジスト溶液の保存安定性について調べた結果、6ヶ月間異物の発生がなかった。
Reference example 2
In the preparation of the coating solution of Reference Example 1, a resist pattern was formed by the same operation as Reference Example 1 except that benzophenone was removed. The cross section of the formed resist pattern is slightly rounded at the top and has a wave but no problem, and it is close to a rectangle. A 0.23 μm line and space pattern was formed. . Moreover, it was 8 mJ / cm < 2 > as a result of measuring minimum exposure amount. Furthermore, as a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C. When the depth of focus was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, it was A. Furthermore, as a result of examining the storage stability of the resist solution, no foreign matter was generated for 6 months.

また、露光処理を施したのち、15分間静置してから120℃、90秒間の加熱処理を施した以外は、参考例1と同様にしてレジストパターンを形成したところ、良好なプロファイル形状の0.23μmのラインアンドスペースパターンが形成された。   In addition, a resist pattern was formed in the same manner as in Reference Example 1 except that after the exposure process, the sample was left for 15 minutes and then subjected to a heat treatment at 120 ° C. for 90 seconds. A 23 μm line and space pattern was formed.

参考例3
参考例1の塗布液の調製において、o−ヒドロキシ安息香酸の代わりに、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)0.0062gを加えた以外は参考例1と同様の操作によりレジストパターンを形成した。形成されたレジストパターン断面は、定在波の影響はなく矩形状の良好なものであり、0.21μmのラインアンドスペースパターンが形成された。また、最小露光量を測定した結果、7mJ/cm2であった。さらに形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べた結果、130℃であった。参考例1と同様に焦点深度幅を評価したところAであった。さらに、レジスト溶液の保存安定性について調べた結果、6ヶ月間異物の発生がなかった。
Reference example 3
In the preparation of the coating solution of Reference Example 1, Reference Example 1 was used except that 0.0062 g of SAX (trade name, manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) marketed as a phenol compound was added instead of o-hydroxybenzoic acid. A resist pattern was formed by the same operation. The cross section of the formed resist pattern was free from the influence of standing waves and had a good rectangular shape, and a 0.21 μm line and space pattern was formed. Moreover, it was 7 mJ / cm < 2 > as a result of measuring minimum exposure amount. Furthermore, as a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C. When the depth of focus was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, it was A. Furthermore, as a result of examining the storage stability of the resist solution, no foreign matter was generated for 6 months.

また、露光処理を施したのち、15分間静置してから120℃、90秒間の加熱処理を施した以外は、参考例1と同様にしてレジストパターンを形成したところ、側面が垂直で、かつ矩形の良好なプロファイル形状の0.21μmのラインアンドスペースパターンが形成された。   In addition, a resist pattern was formed in the same manner as in Reference Example 1 except that after performing the exposure process, the film was allowed to stand for 15 minutes and then subjected to a heat treatment at 120 ° C. for 90 seconds. A 0.21 μm line-and-space pattern having a good rectangular profile shape was formed.

参考例4
参考例1の塗布液の調製において、o−ヒドロキシ安息香酸の代わりにアクリル酸0.0062gを加えた以外は参考例1と同様の操作によりレジストパターンを形成した。形成されたレジストパターン断面は、定在波の影響はなく矩形状の良好なものであり、0.21μmのラインアンドスペースパターンが形成された。また、最小露光量を測定した結果、7mJ/cm2であった。さらに形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べた結果、130℃であった。参考例1と同様に焦点深度幅を評価したところAであった。さらに、レジスト溶液の保存安定性について調べた結果、6ヶ月間異物の発生がなかった。
Reference example 4
In the preparation of the coating solution of Reference Example 1, a resist pattern was formed by the same operation as Reference Example 1 except that 0.0062 g of acrylic acid was added instead of o-hydroxybenzoic acid. The cross section of the formed resist pattern was free from the influence of standing waves and had a good rectangular shape, and a 0.21 μm line and space pattern was formed. Moreover, it was 7 mJ / cm < 2 > as a result of measuring minimum exposure amount. Furthermore, as a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C. When the depth of focus was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, it was A. Furthermore, as a result of examining the storage stability of the resist solution, no foreign matter was generated for 6 months.

また、露光処理を施したのち、15分間静置してから120℃、90秒間の加熱処理を施した以外は、参考例1と同様にしてレジストパターンを形成したところ、側面が垂直で良好なプロファイル形状の0.21μmのラインアンドスペースパターンが形成された。   In addition, a resist pattern was formed in the same manner as in Reference Example 1 except that after the exposure treatment, the sample was left for 15 minutes and then subjected to a heat treatment at 120 ° C. for 90 seconds. A profile-shaped 0.21 μm line and space pattern was formed.

参考例5
製造例3で得られた水酸基の39モル%をtert−ブトキシカルボニルオキシ基で置換したポリヒドロキシスチレン(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)1.05gと製造例7で得られた水酸基の39モル%を1−メトキシ−n−プロピルオキシ基で置換したポリヒドロキシスチレン(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)1.95gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート16.8gに溶解したのち、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン0.21gとo−ニトロ安息香酸0.009gを更に加えて、溶解して得られた溶液を孔径0.2μmのメンブレンフイルターでろ過し、ポジ型レジストの塗布液として調製した。
Reference Example 5
Polyhydroxystyrene (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) 1.05 g in which 39 mol% of the hydroxyl group obtained in Production Example 3 was substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group, and Production Example Polyethylene styrene (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) in which 39 mol% of the hydroxyl group obtained in 7 was substituted with 1-methoxy-n-propyloxy group was propylene. After dissolving in 16.8 g of glycol monomethyl ether acetate, 0.21 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and 0.009 g of o-nitrobenzoic acid are further added, and the resulting solution is dissolved in a membrane filter having a pore size of 0.2 μm. And prepared as a positive resist coating solution.

調製された塗布液をスピンナーを使用して6インチシリコンウエーハ上に塗布し、ホットプレートで90℃、90秒間乾燥して膜厚0.7μmのレジスト膜を得た。この膜に縮小投影露光装置NSR−2005EX8A(ニコン社製)を用い、テストチャートマスクを介して露光したのち、110℃、90秒間加熱し、次いで2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で65秒間パドル現像し、30秒間水洗し、次いで乾燥させレジストパターンを形成したところ、0.22μmのラインアンドスペースパターンが形成された。そのレジストパターン断面は、若干波を打っているものの支障のない程度のものであり、矩形で良好なものであった。また、最小露光量を測定した結果、15mJ/cm2であった。さらに、形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べた結果、130℃であった。参考例1と同様に焦点深度幅を評価したところAであった。さらに、レジスト溶液の保存安定性について調べた結果、6ヶ月間異物の発生がなかった。 The prepared coating solution was applied onto a 6-inch silicon wafer using a spinner, and dried on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to obtain a resist film having a thickness of 0.7 μm. The film was exposed through a test chart mask using a reduced projection exposure apparatus NSR-2005EX8A (manufactured by Nikon Corporation), heated at 110 ° C. for 90 seconds, and then heated with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. When a paddle development was performed for 2 seconds, washed with water for 30 seconds, and then dried to form a resist pattern, a 0.22 μm line and space pattern was formed. The resist pattern cross section had a slight wave, but had no problem, and was a good rectangle. Moreover, it was 15 mJ / cm < 2 > as a result of measuring minimum exposure amount. Furthermore, as a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C. When the depth of focus was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, it was A. Furthermore, as a result of examining the storage stability of the resist solution, no foreign matter was generated for 6 months.

参考例6
参考例5の塗布液の調製において、o−ニトロ安息香酸をSAX(商品名、三井東圧化学社製)に代え、さらにベンゾフェノン0.128gを加えた以外は、参考例5と同様の操作によりレジスト特性の評価を行ったところ、0.22μmのラインアンドスペースパターンが形成され、そのレジストパターン断面は、定在波の影響はなく矩形で良好なものであった。また、最小露光量を測定した結果、13mJ/cm2であった。さらに形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べた結果、130℃であった。参考例1と同様に焦点深度幅を評価したところAであった。さらに、レジスト溶液の保存安定性について調べた結果、6ヶ月間異物の発生がなかった。
Reference Example 6
In the preparation of the coating solution of Reference Example 5, o-nitrobenzoic acid was replaced with SAX (trade name, manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.), and 0.128 g of benzophenone was further added. When the resist characteristics were evaluated, a 0.22 μm line and space pattern was formed, and the cross section of the resist pattern was rectangular and good without being affected by standing waves. Moreover, it was 13 mJ / cm < 2 > as a result of measuring minimum exposure amount. Furthermore, as a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C. When the depth of focus was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, it was A. Furthermore, as a result of examining the storage stability of the resist solution, no foreign matter was generated for 6 months.

参考例7
参考例5の塗布液の調製において、o−ニトロ安息香酸をサリチル酸に代え、かつその添加量を0.003gに代え、さらにベンゾフェノン0.128gを加えた以外は、参考例5と同様にして塗布液を調製した。
Reference Example 7
In the preparation of the coating solution of Reference Example 5, coating was performed in the same manner as in Reference Example 5 except that o-nitrobenzoic acid was replaced with salicylic acid, the amount added was changed to 0.003 g, and benzophenone 0.128 g was further added. A liquid was prepared.

次いで、参考例5と同様なレジスト特性の評価を行ったところ、0.22μmのラインアンドスペースパターンが形成され、そのレジストパターン断面は、トップがやや丸みを帯びているが、定在波の影響はなく矩形に近い良好なものであった。また、最小露光量は7mJ/cm2であった。さらに形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べた結果、130℃であった。参考例1と同様に焦点深度幅を評価したところAであった。さらに、レジスト溶液の保存安定性について調べた結果、6ヶ月間異物の発生がなかった。 Next, evaluation of resist characteristics similar to that of Reference Example 5 was performed. As a result, a 0.22 μm line and space pattern was formed, and the resist pattern cross-section was slightly rounded at the top, but was affected by standing waves. It was a good one close to a rectangle. Further, the minimum exposure amount was 7 mJ / cm 2 . Furthermore, as a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C. When the depth of focus was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, it was A. Furthermore, as a result of examining the storage stability of the resist solution, no foreign matter was generated for 6 months.

参考例8
参考例5の塗布液の調製において、o−ニトロ安息香酸を、1,1−シクロヘキサンジカルボン酸0.009gに代えた以外は、参考例5と同様にして塗布液を調製した。
Reference Example 8
A coating solution was prepared in the same manner as in Reference Example 5 except that o-nitrobenzoic acid was replaced by 0.009 g of 1,1-cyclohexanedicarboxylic acid in the preparation of the coating solution of Reference Example 5.

次いで、参考例5と同様なレジスト特性の評価を行ったところ、0.21μmのラインアンドスペースパターンが形成され、そのレジストパターン断面は、若干波を打っているが支障のない程度のものであり、矩形で良好なものであった。また、最小露光量を測定した結果、13mJ/cm2であった。形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べた結果、130℃であった。参考例1と同様に焦点深度幅を評価したところAであった。さらに、レジスト溶液の保存安定性について調べた結果、6ヶ月間異物の発生がなかった。さらに、露光処理を施したのち、30分間静置してから110℃、90秒間の加熱処理を施した以外は、上記と同様にしてレジストパターンを形成したところ、側面が垂直で良好なプロファイル形状の0.21μmのラインアンドスペースパターンが形成された。 Next, the same resist characteristics as in Reference Example 5 were evaluated. As a result, a 0.21 μm line-and-space pattern was formed, and the resist pattern cross-section had a slight wave but no problem. The rectangle was good. Moreover, it was 13 mJ / cm < 2 > as a result of measuring minimum exposure amount. It was 130 degreeC as a result of investigating the heat resistance of the formed 0.5 micrometer line pattern. When the depth of focus was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, it was A. Furthermore, as a result of examining the storage stability of the resist solution, no foreign matter was generated for 6 months. Furthermore, a resist pattern was formed in the same manner as described above except that it was left to stand for 30 minutes and then heat-treated at 110 ° C. for 90 seconds after the exposure process. A 0.21 μm line and space pattern was formed.

参考例9
参考例8の塗布液の調製において、さらにベンゾフェノン0.12gを加えた以外は参考例8と同様にしてポジ型レジストの塗布液として調製した。
Reference Example 9
In the preparation of the coating solution of Reference Example 8, a positive resist coating solution was prepared in the same manner as in Reference Example 8 except that 0.12 g of benzophenone was further added.

次いで、参考例8と同様なレジスト特性の評価を行ったところ、0.21μmのラインアンドスペースパターンが形成され、そのレジストパターン断面は、定在波の影響はなく矩形で良好なものであった。また、最小露光量は、13mJ/cm2であった。さらに、形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べた結果、130℃であった。参考例1と同様に焦点深度幅を評価したところAであった。さらに、レジスト溶液の保存安定性について調べた結果、6ヶ月間異物の発生がなかった。 Next, when the resist characteristics were evaluated in the same manner as in Reference Example 8, a 0.21 μm line and space pattern was formed, and the resist pattern cross section was rectangular and good without being affected by standing waves. . Further, the minimum exposure amount was 13 mJ / cm 2 . Furthermore, as a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C. When the depth of focus was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, it was A. Furthermore, as a result of examining the storage stability of the resist solution, no foreign matter was generated for 6 months.

また、露光処理を施したのち、30分間静置してから110℃、90秒間の加熱処理を施したものは、側面が垂直で良好なプロファイル形状の0.21μmのラインアンドスペースパターンが形成された。   In addition, after the exposure process, the film was left to stand for 30 minutes and then heated at 110 ° C. for 90 seconds to form a 0.21 μm line-and-space pattern with a vertical profile and a good profile shape. It was.

比較例1
製造例2で得られた水酸基の35モル%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2.96gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート16.8gに溶解したのち、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート0.09gを加えて溶解して得られた溶液を0.2μmメンブレンフイルターでろ過したものをポジ型レジストの塗布液として調製した。
Comparative Example 1
After dissolving 2.96 g of polyhydroxystyrene in which 35 mol% of the hydroxyl group obtained in Production Example 2 is substituted with tert-butoxycarbonyloxy group in 16.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate is dissolved. A solution obtained by adding 0.09 g and dissolving was filtered through a 0.2 μm membrane filter to prepare a positive resist coating solution.

調製した塗布液を使用して参考例1と同様の操作によりシリコンウェーハ上にレジストパターンを形成したが、0.30μmのラインアンドスペースパターンが限界であり、そのレジストパターン断面は、庇状の不良なものであった。また、最小露光量を測定した結果、10mJ/cm2であった。さらに形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べたところ、140℃であった。参考例1と同様に焦点深度幅を評価したところBであった。 Using the prepared coating solution, a resist pattern was formed on the silicon wafer by the same operation as in Reference Example 1. However, the line and space pattern of 0.30 μm was the limit, and the resist pattern cross section had a bowl-shaped defect. It was something. Moreover, it was 10 mJ / cm < 2 > as a result of measuring minimum exposure amount. Further, when the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern was examined, it was 140 ° C. When the depth of focus was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, it was B.

上記露光処理を施したのち、15分間静置してから120℃、90秒間の加熱処理を施した後のレジストパターン形状はTトップ形状であり、0.5μmのラインアンドスペースパターンが限界であった。   After performing the above exposure processing, the resist pattern shape after standing for 15 minutes and then performing heat treatment at 120 ° C. for 90 seconds is a T-top shape, and the 0.5 μm line and space pattern is the limit. It was.

比較例2
製造例5で得られた水酸基の35モル%を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2.96gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート16.8gに溶解したのち、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を更に加えて溶解して得られた溶液を0.2μmメンブレンフイルターでろ過したものをポジ型レジストの塗布液として調製した。
Comparative Example 2
After dissolving 2.96 g of polyhydroxystyrene in which 35 mol% of the hydroxyl group obtained in Production Example 5 is substituted with ethoxyethoxy group in 16.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0.148 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and A solution obtained by further adding 0.093 g of benzophenone and dissolving it was filtered through a 0.2 μm membrane filter to prepare a positive resist coating solution.

調製した塗布液を使用して参考例1と同様の操作によりレジストパターンを形成したところ、0.25μmのラインアンドスペースパターンが限界であり、そのレジストパターン断面は、逆三角形状の不良なものであった。また、最小露光量を測定した結果、7mJ/cm2であった。さらに形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べたところ、120℃であった。 When the resist pattern was formed by the same operation as in Reference Example 1 using the prepared coating solution, the line-and-space pattern of 0.25 μm was the limit, and the resist pattern cross section was inferior in an inverted triangle shape. there were. Moreover, it was 7 mJ / cm < 2 > as a result of measuring minimum exposure amount. Further, when the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern was examined, it was 120 ° C.

比較例3
製造例1で得られた水酸基の8%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1.05gと製造例6で得られた水酸基の8%がメトキシ−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレン1.95gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート16.8gに溶解したのち、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン0.21g、o−ニトロ安息香酸0.009g、ベンゾフェノン0.128gを更に加えて、溶解して得られた溶液を0.2μmメンブレンフイルターでろ過し、ポジ型レジストの塗布液を調製した。
Comparative Example 3
1.05 g of polyhydroxystyrene in which 8% of the hydroxyl groups obtained in Production Example 1 were substituted with tert-butoxycarbonyloxy groups and 8% of the hydroxyl groups obtained in Production Example 6 were substituted with methoxy-n-propyloxy groups After dissolving 1.95 g of the polyhydroxystyrene dissolved in 16.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0.21 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, 0.009 g of o-nitrobenzoic acid, and 0.128 g of benzophenone were further added. The solution obtained by dissolution was filtered through a 0.2 μm membrane filter to prepare a positive resist coating solution.

上記塗布液について参考例5と同様のレジスト特性の評価を行ったが、レジストパターンが得られず、評価が不能であった。   Although the resist characteristics similar to those of Reference Example 5 were evaluated for the coating solution, a resist pattern was not obtained and evaluation was impossible.

比較例4
製造例2で得られた水酸基の35モル%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(重量平均分子量20,000)1.48gと製造例5で得られた水酸基の35モル%を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(重量平均分子量20,000)1.48gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート16.8gに溶解したのち、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を更に加えて溶解して得られた溶液を0.2μmメンブレンフイルターでろ過して塗布液を調製した。
Comparative Example 4
1.48 g of polyhydroxystyrene (weight average molecular weight 20,000) in which 35 mol% of the hydroxyl group obtained in Production Example 2 is substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group and 35 mol% of the hydroxyl group obtained in Production Example 5 After dissolving 1.48 g of polyhydroxystyrene substituted with ethoxyethoxy group (weight average molecular weight 20,000) in 16.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0.148 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and 0.093 g of benzophenone The solution obtained by further adding and dissolving was filtered through a 0.2 μm membrane filter to prepare a coating solution.

調製された塗布液をスピンナーを使用して6インチシリコンウエーハ上に塗布し、ホットプレートで90℃、90秒間乾燥して膜厚0.7μmのレジスト膜を得た。この膜に縮小投影露光装置NSR−2005EX8A(ニコン社製)を用い、テストチャートマスクを介して露光したのち、120℃、90秒間加熱したのち、2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で65秒間パドル現像し、30秒間水洗、乾燥してレジストパターンを形成したところ、0.21μmのラインアンドスペースパターンが形成され、そのレジストパターン断面は、若干台形状であるが、定在波の影響はなく矩形に近い良好なものであった。また、目視で確認できる大面積のレジストパターンがパターニングされ基板表面が現れる最小露光量(以下、最小露光量という)を測定した結果、7mJ/cm2であった。さらに形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性(熱によるフローが生じる温度、以下、耐熱性という)を調べた結果、130℃であった。 The prepared coating solution was applied onto a 6-inch silicon wafer using a spinner, and dried on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to obtain a resist film having a thickness of 0.7 μm. The film was exposed through a test chart mask using a reduction projection exposure apparatus NSR-2005EX8A (manufactured by Nikon Corporation), heated at 120 ° C. for 90 seconds, and then treated with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. When the resist pattern was formed by paddle development for 2 seconds, washing with water for 30 seconds and drying, a line and space pattern of 0.21 μm was formed, and the cross section of the resist pattern was slightly trapezoidal. It was a good one close to a rectangle. Further, the minimum exposure amount (hereinafter referred to as the minimum exposure amount) at which the resist pattern having a large area that can be visually confirmed was patterned and the substrate surface appeared was measured and found to be 7 mJ / cm 2 . Furthermore, as a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern (temperature at which a flow due to heat occurs, hereinafter referred to as heat resistance), it was 130 ° C.

しかしながら、露光処理を施したのち、15分間静置してから120℃、90秒間の加熱処理を施したものは、Tシェープ形状となり、0.3μmのラインアンドスペースパターンが最小解像度であった。 However, the sample subjected to the exposure process and then left to stand for 15 minutes and then subjected to the heat treatment at 120 ° C. for 90 seconds had a T shape, and the 0.3 μm line and space pattern had the minimum resolution.

比較例5
製造例4で得られた水酸基の70%がtert−ブトキシカルボニルオキシ基で置換たポリヒドロキシスチレン1.05gと製造例8で得られた水酸基の70%が1−メトキシ−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレン1.95gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート16.8gに溶解したのち、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン0.21g、SAX(商品名、三井東圧化学社製)0.009g、ベンゾフェノン0.128gを更に加えて、溶解して得られた溶液を0.2μmメンブレンフイルターでろ過し、ポジ型レジストの塗布液を調製した。
Comparative Example 5
1.05 g of polyhydroxystyrene in which 70% of the hydroxyl groups obtained in Production Example 4 were substituted with tert-butoxycarbonyloxy groups and 70% of the hydroxyl groups obtained in Production Example 8 were 1-methoxy-n-propyloxy groups. After dissolving 1.95 g of substituted polyhydroxystyrene in 16.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0.21 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, 0.009 g of SAX (trade name, manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.), benzophenone 0.128 g was further added, and the resulting solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter to prepare a positive resist coating solution.

上記塗布液について参考例5と同様のレジスト特性の評価を行ったところ、0.3μmのラインアンドスペースパターンが限界であり、そのレジストパターン断面は、T字形を呈し不良なものであった。また、最小露光量は20mJ/cm2であった。さらに形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べた結果、130℃であった。 When the resist characteristics similar to those of Reference Example 5 were evaluated for the coating solution, a 0.3 μm line and space pattern was the limit, and the resist pattern cross section was T-shaped and poor. The minimum exposure was 20 mJ / cm 2 . Furthermore, as a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C.

比較例6
製造例1で得られた水酸基の8%がtert−ブトキシカルボニルオキシ基で置換たポリヒドロキシスチレン1.05gと製造例8で得られた水酸基の70%が1−メトキシ−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレン1.95gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート16.8gに溶解したのち、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン0.21g、フタル酸0.009g、ベンゾフェノン0.128gを更に加えて、溶解して得られた溶液を0.2μmメンブレンフイルターでろ過し、ポジ型レジストの塗布液を調製した。
Comparative Example 6
1.05 g of polyhydroxystyrene in which 8% of the hydroxyl groups obtained in Production Example 1 were substituted with tert-butoxycarbonyloxy groups and 70% of the hydroxyl groups obtained in Production Example 8 were 1-methoxy-n-propyloxy groups. After 1.95 g of substituted polyhydroxystyrene was dissolved in 16.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0.21 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, 0.009 g of phthalic acid and 0.128 g of benzophenone were further added and dissolved. The obtained solution was filtered with a 0.2 μm membrane filter to prepare a positive resist coating solution.

上記塗布液について参考例5と同様のレジスト特性の評価を行ったところ、0.3μmのラインアンドスペースパターンが限界であり、そのレジストパターン断面は、逆三角形に近い形を呈し不良なものであった。また、最小露光量は10mJ/cm2であった。さらに形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べた結果、130℃であった。 When the resist characteristics similar to those of Reference Example 5 were evaluated for the coating solution, the line and space pattern of 0.3 μm was the limit, and the resist pattern cross-section exhibited a shape close to an inverted triangle and was poor. It was. The minimum exposure was 10 mJ / cm 2 . Furthermore, as a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C.

参考例10
参考例1において、基板をシリコン窒化絶縁膜(SiN)が形成されたシリコンウェーハとした以外は、参考例1と同様にしてレジストパターンを形成した。形成されたレジストパターン断面は、定在波の影響がなく矩形に近い良好なものであり、0.23μmのラインアンドスペースパターンが形成された。
Reference Example 10
In Reference Example 1, a resist pattern was formed in the same manner as in Reference Example 1 except that the substrate was a silicon wafer on which a silicon nitride insulating film (SiN) was formed. The cross section of the formed resist pattern was free from the influence of standing waves and was good near a rectangle, and a 0.23 μm line and space pattern was formed.

参考例11
参考例1において、基板をTiNの金属膜が形成されたシリコンウェーハとした以外は、参考例1と同様にしてレジストパターンを形成した。形成されたレジストパターン断面は、定在波の影響がなく矩形に近い良好なものであり、0.23μmのラインアンドスペースパターンが形成された。
Reference Example 11
In Reference Example 1, a resist pattern was formed in the same manner as in Reference Example 1 except that the substrate was a silicon wafer on which a TiN metal film was formed. The cross section of the formed resist pattern was free from the influence of standing waves and was good near a rectangle, and a 0.23 μm line and space pattern was formed.

参考例12
参考例3において、基板をBPSG絶縁膜が形成されたシリコンウェーハとした以外は、参考例3と同様にしてレジストパターンを形成した。形成されたレジストパターン断面は、定在波の影響がなく矩形に近い良好なものであり、0.23μmのラインアンドスペースパターンが形成された。
Reference Example 12
In Reference Example 3, a resist pattern was formed in the same manner as in Reference Example 3 except that the substrate was a silicon wafer on which a BPSG insulating film was formed. The cross section of the formed resist pattern was free from the influence of standing waves and was good near a rectangle, and a 0.23 μm line and space pattern was formed.

比較例7
比較例1において、基板をTiN金属膜が形成されたシリコンウェーハとした以外は、比較例1と同様にしてレジストパターンを形成した。形成されたレジストパターン断面は、基板界面部に裾引きの現れたものであり、0.30μmのラインアンドスペースパターンが形成された。
Comparative Example 7
In Comparative Example 1, a resist pattern was formed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the substrate was a silicon wafer on which a TiN metal film was formed. The cross section of the formed resist pattern showed skirting at the substrate interface, and a 0.30 μm line and space pattern was formed.

比較例8
比較例4のレジストを使用してSiN膜が設けられたシリコンウェーハに比較例4と同様にレジストパターンを形成したところ裾引きの形状となった。
Comparative Example 8
When a resist pattern was formed on a silicon wafer provided with a SiN film using the resist of Comparative Example 4 in the same manner as in Comparative Example 4, a skirted shape was obtained.

参考例13
製造例3で得られた水酸基の39モル%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(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)0.9g、製造例5で得られた水酸基の35モル%をエトキシエトキシ基で置換したポリヒドロキシスチレン(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)2.1gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート16.8gに溶解したのち、ピロガロールトリメシレート0.15g、サリチル酸6.3mgを更に加えて、溶解して得られた溶液を孔径0.2μmのメンブレンフイルターでろ過し、ポジ型レジストの塗布液として調製した。
Reference Example 13
0.9 g of polyhydroxystyrene (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) in which 39 mol% of the hydroxyl group obtained in Production Example 3 was substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group, production Polypropylene styrene (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) obtained by substituting 35 mol% of the hydroxyl group obtained in Example 5 with ethoxyethoxy group was added to propylene glycol monomethyl ether acetate 16 After dissolving in 0.8 g, 0.15 g of pyrogallol trimesylate and 6.3 mg of salicylic acid were further added, and the resulting solution was filtered with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a positive resist coating solution. did.

調製された塗布液をスピンナーを使用して6インチシリコンウエーハ上に塗布し、ホットプレートで90℃、90秒間乾燥して膜厚0.7μmのレジスト膜を得た。この膜に電子線照射装置HL−8000(日立製作所社製)を用い描画したのち、110℃、90秒間加熱し、それを2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で65秒間パドル現像し、30秒間水洗し、次いで乾燥させレジストパターンを形成したところ、0.12μmのコンタクトホールが形成され、そのレジストパターン断面は、垂直で良好なものであった。また、このときの露光量を測定した結果、25μC/cm2であった。 The prepared coating solution was applied onto a 6-inch silicon wafer using a spinner, and dried on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to obtain a resist film having a thickness of 0.7 μm. The film was drawn using an electron beam irradiation apparatus HL-8000 (manufactured by Hitachi, Ltd.), heated at 110 ° C. for 90 seconds, and then paddle-developed with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 65 seconds. When the resist pattern was formed by washing with water for 30 seconds and then drying, a 0.12 μm contact hole was formed, and the resist pattern cross section was vertical and good. Moreover, as a result of measuring the exposure amount at this time, it was 25 micro C / cm < 2 >.

参考例14
参考例13において、酸発生剤であるピロガロールトリメシレートをビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネートに代え、その添加量を0.15gとした以外は、参考例13と同様にして、ポジ型レジストの塗布液を調製した。
Reference Example 14
In Reference Example 13, pyrogallol trimesylate, which is an acid generator, was replaced with bis (p-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, and the addition amount thereof was 0.15 g. A positive resist coating solution was prepared.

次いで、参考例13と同様な処理でレジストパターンを形成したところ、0.15μmのコンタクトホールが形成され、そのレジストパターン断面は、垂直で良好なものであった。また、このときの露光量は10μC/cm2であった。 Next, when a resist pattern was formed by the same treatment as in Reference Example 13, a 0.15 μm contact hole was formed, and the resist pattern cross section was vertical and good. The exposure dose at this time was 10 μC / cm 2 .

参考例15
参考例13において、酸発生剤であるピロガロールトリメシレートをp−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジルに代え、その添加量を0.15gにした以外は、参考例13と同様にして、ポジ型レジストの塗布液を調製した。
Reference Example 15
In Reference Example 13, the positive type was changed in the same manner as in Reference Example 13 except that pyrogallol trimesylate, which is an acid generator, was replaced with 2,6-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate and the amount added was 0.15 g. A resist coating solution was prepared.

次いで、参考例13と同様な処理でレジストパターンを形成したところ、0.14μmのコンタクトホールが形成され、そのレジストパターン断面は、垂直で良好なものであった。また、このときの露光量は35μC/cm2であった。 Next, when a resist pattern was formed by the same treatment as in Reference Example 13, a contact hole of 0.14 μm was formed, and the resist pattern cross section was vertical and good. The exposure dose at this time was 35 μC / cm 2 .

参考例16
参考例13において、酸発生剤であるピロガロールトリメシレートをトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネートに代え、その添加量を0.15gとした以外は、参考例13と同様にして、ポジ型レジストの塗布液を調製した。
Reference Example 16
In Reference Example 13, the positive resist coating solution was changed in the same manner as in Reference Example 13 except that pyrogallol trimesylate, which is an acid generator, was replaced with triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate and the addition amount was 0.15 g. Prepared.

次いで、参考例13と同様な処理でレジストパターンを形成したところ、0.15μmのコンタクトホールが形成され、そのレジストパターン断面は、垂直で良好なものであった。また、このときの露光量は10μC/cm2であった。 Next, when a resist pattern was formed by the same treatment as in Reference Example 13, a 0.15 μm contact hole was formed, and the resist pattern cross section was vertical and good. The exposure dose at this time was 10 μC / cm 2 .

実施例1
製造例3で得られた水酸基39モル%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(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)0.9g、製造例7で得られた水酸基の39モル%が1−メトキシ−n−プロピルオキシ基で置換されたポリヒドロキシスチレン(重量平均分子量20,000、分子量分布(Mw/Mn)4.0)2.1gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート16.8gに溶解したのち、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン0.03g、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン0.15g、o−ヒドロキシ安息香酸0.0064gを更に加えて、溶解して得られた溶液を孔径0.2μmのメンブレンフイルターでろ過し、ポジ型レジストの塗布液として調製した。
Example 1
0.9 g of polyhydroxystyrene (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) in which 39 mol% of the hydroxyl group obtained in Production Example 3 was substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group, Production Example Polyhydroxystyrene (weight average molecular weight 20,000, molecular weight distribution (Mw / Mn) 4.0) in which 39 mol% of the hydroxyl group obtained in 7 was substituted with 1-methoxy-n-propyloxy group was 2.1 g. After dissolving in 16.8 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, 0.03 g of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, 0.15 g of bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, and 0.0064 g of o-hydroxybenzoic acid were further added. The solution obtained by dissolution is filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm, It was prepared as a coating liquid type resist.

調製された塗布液について参考例5と同様のレジスト特性の評価を行ったところ、0.2μmのラインアンドスペースパターンが形成され、そのレジストパターン断面は、若干波を打っているものの実際の使用において支障のない程度のものであり、矩形で良好なものであった。また、最小露光量は5mJ/cm2であった。さらに形成された0.5μmのラインパターンの耐熱性を調べた結果、130℃であった。参考例1と同様に焦点深度幅を評価したところAであった。さらに、レジスト溶液の保存安定性について調べた結果、6ヶ月間異物の発生がなかった。 When the resist characteristics similar to those of Reference Example 5 were evaluated for the prepared coating solution, a 0.2 μm line and space pattern was formed, and the resist pattern cross section was slightly waved in actual use. It was a thing with no trouble, and was a good rectangle. The minimum exposure was 5 mJ / cm 2 . Furthermore, as a result of examining the heat resistance of the formed 0.5 μm line pattern, it was 130 ° C. When the depth of focus was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, it was A. Furthermore, as a result of examining the storage stability of the resist solution, no foreign matter was generated for 6 months.

以上のように、本発明に係るレジスト用酸発生剤は、レジスト組成物に用いると高感度、かつ高解像性及び高耐熱性を達成することができるとともに、焦点深度幅特性をも向上させることができる。本発明にかかるレジスト用酸発生剤を用いたポジ型レジスト組成物は、高感度、かつ高解像性で、耐熱性、焦点深度幅特性、引置き経時安定性及びレジスト溶液の保存安定性に優れるとともに、基板依存性がなくプロファイル形状の優れたレジストパターンの製造に有用であり、特に、KrFやArFなどのエキシマレーザーに感応する化学増幅型のポジ型レジスト組成物を用いたパターンの製造に適している。   As described above, the resist acid generator according to the present invention can achieve high sensitivity, high resolution, and high heat resistance when used in a resist composition, and also improves the depth of focus characteristics. be able to. The positive resist composition using the acid generator for a resist according to the present invention has high sensitivity and high resolution, heat resistance, depth of focus characteristics, stability over time, and storage stability of a resist solution. In addition to being superior, it is useful for the production of resist patterns with no substrate dependence and excellent profile shape. Especially for the production of patterns using chemically amplified positive resist compositions sensitive to excimer lasers such as KrF and ArF. Are suitable.

Claims (14)

ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタンとビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタンとの混合物を含んでなるレジスト用酸発生剤。   A resist acid generator comprising a mixture of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane. (A)酸の作用によりアルカリ水溶液に対する溶解性が増大する樹脂成分と(B)放射線の照射により酸を発生する化合物とを含むポジ型レジスト組成物における前記(B)成分として用いられることを特徴とする請求項1に記載のレジスト用酸発生剤。   (A) It is used as the component (B) in a positive resist composition comprising a resin component whose solubility in an alkaline aqueous solution is increased by the action of an acid and (B) a compound that generates an acid upon irradiation with radiation. The acid generator for resists according to claim 1. 前記(A)成分が、(a)水酸基の10〜60モル%が下記一般式(1)
Figure 2005134923
(式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2はメチル基又はエチル基であり、R3は炭素数1〜4の低級アルキル基である)で表わされる残基で置換された重量平均分子量8,000〜22,000のポリヒドロキシスチレンであることを特徴とする請求項2に記載のレジスト用酸発生剤。
The component (A) is such that (a) 10 to 60 mol% of the hydroxyl group is represented by the following general formula (1)
Figure 2005134923
(Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a methyl group or an ethyl group, and R 3 is a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). The acid generator for resists according to claim 2, which is polyhydroxystyrene having a weight average molecular weight of 8,000 to 22,000.
前記(A)成分が、(b)水酸基の10〜60モル%がtert−ブトキシカルボニルオキシ基で置換された重量平均分子量8,000〜22,000のポリヒドロキシスチレンであることを特徴とする請求項2に記載のレジスト用酸発生剤。   The component (A) is polyhydroxystyrene having a weight average molecular weight of 8,000 to 22,000 in which 10 to 60 mol% of the hydroxyl group (b) is substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group. Item 3. The acid generator for a resist according to Item 2. 前記(A)成分が、(a)水酸基の10〜60モル%が下記一般式(1)
Figure 2005134923
(式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2はメチル基又はエチル基であり、R3は炭素数1〜4の低級アルキル基である)で表わされる残基で置換された重量平均分子量8,000〜22,000のポリヒドロキシスチレンと、(b)水酸基の10〜60モル%がtert−ブトキシカルボニルオキシ基で置換された重量平均分子量8,000〜22,000のポリヒドロキシスチレンとの混合物であることを特徴とする請求項2に記載のレジスト用酸発生剤。
The component (A) is such that (a) 10 to 60 mol% of the hydroxyl group is represented by the following general formula (1)
Figure 2005134923
(Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a methyl group or an ethyl group, and R 3 is a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). Polyhydroxystyrene having a weight average molecular weight of 8,000 to 22,000, and (b) polyhydroxystyrene having a weight average molecular weight of 8,000 to 22,000 in which 10 to 60 mol% of the hydroxyl group is substituted with a tert-butoxycarbonyloxy group. The acid generator for resist according to claim 2, which is a mixture with styrene.
さらに、(C)有機カルボン酸化合物を含むポジ型レジスト組成物における前記(B)成分として用いられることを特徴とする請求項2〜5のいずれか一つに記載のレジスト用酸発生剤。   Furthermore, it is used as said (B) component in the positive resist composition containing (C) organic carboxylic acid compound, The acid generator for resists as described in any one of Claims 2-5 characterized by the above-mentioned. 前記(C)成分が、芳香族カルボン酸、脂環式カルボン酸、及び不飽和脂肪族カルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項6に記載のレジスト用酸発生剤。   The resist acid according to claim 6, wherein the component (C) is at least one selected from the group consisting of aromatic carboxylic acids, alicyclic carboxylic acids, and unsaturated aliphatic carboxylic acids. Generating agent. 前記芳香族カルボン酸化合物が、下記一般式(2)
Figure 2005134923
(式中、R4及びR5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、ビニル基を表す[ただし,R4及びR5が共に水素原子の場合は除く。])で表される化合物であることを特徴とする請求項7に記載のレジスト用酸発生剤。
The aromatic carboxylic acid compound is represented by the following general formula (2)
Figure 2005134923
(Wherein R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a carboxyl group, or a vinyl group, provided that R 4 and R 5 are both hydrogen atoms). The resist acid generator according to claim 7, wherein the acid generator is used as a resist.
前記芳香族カルボン酸化合物が、下記一般式(3)
Figure 2005134923
(式中、nは0又は1〜10の整数を示す)で表される化合物であることを特徴とする請求項7に記載のレジスト用酸発生剤。
The aromatic carboxylic acid compound is represented by the following general formula (3)
Figure 2005134923
8. The resist acid generator according to claim 7, wherein n is a compound represented by the formula (wherein n represents 0 or an integer of 1 to 10).
前記脂環式カルボン酸が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、及び1,1−シクロヘキシルジ酢酸からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項7に記載のレジスト用酸発生剤。   The alicyclic carboxylic acid is composed of 1,1-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and 1,1-cyclohexyldiacetic acid The acid generator for resists according to claim 7, which is at least one selected from the group consisting of: 前記不飽和脂肪族カルボン酸化合物がアクリル酸、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、プロピオル酸、2−ブチン酸、マレイン酸、フマル酸、及びアセチレンカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項7に記載のレジスト用酸発生剤。   The unsaturated aliphatic carboxylic acid compound is acrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, 3-butenoic acid, methacrylic acid, 4-pentenoic acid, propiolic acid, 2-butynoic acid, maleic acid, fumaric acid, and acetylene carboxylic acid. The acid generator for a resist according to claim 7, wherein the acid generator is at least one selected from the group consisting of: 前記(C)成分が、前記(A)成分及び前記(B)成分の合計量に対して0.01〜1重量%を含むことを特徴とする請求項6に記載のレジスト用酸発生剤。   The acid generator for a resist according to claim 6, wherein the component (C) contains 0.01 to 1% by weight based on the total amount of the component (A) and the component (B). さらに吸光剤を含むポジ型レジスト組成物における前記(B)成分として用いられることを特徴とする請求項2〜12のいずれか一つに記載のレジスト用酸発生剤。 Furthermore, it is used as said (B) component in the positive resist composition containing a light absorber, The acid generator for resists as described in any one of Claims 2-12 characterized by the above-mentioned. 前記吸光剤がベンゾフェノンであることを特徴とする請求項13に記載のレジスト用酸発生剤。 14. The resist acid generator according to claim 13, wherein the light absorber is benzophenone.
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