JP2661417B2 - Resist composition - Google Patents

Resist composition

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JP2661417B2
JP2661417B2 JP3188138A JP18813891A JP2661417B2 JP 2661417 B2 JP2661417 B2 JP 2661417B2 JP 3188138 A JP3188138 A JP 3188138A JP 18813891 A JP18813891 A JP 18813891A JP 2661417 B2 JP2661417 B2 JP 2661417B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レジスト組成物に関
し、さらに詳しくは、遠紫外線、KrFエキシマレーザ
ー光などの照射によるパターン形成が可能なレジスト材
料に関する。本発明のレジスト組成物は、特に、半導体
素子の微細加工用ネガ型レジストとして好適である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resist composition, and more particularly, to a resist material capable of forming a pattern by irradiation with far ultraviolet rays or KrF excimer laser light. The resist composition of the present invention is particularly suitable as a negative resist for fine processing of a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】レジストを用いる微細加工により半導体
素子を製造する場合、シリコンウエーハ表面にレジスト
を塗布して感光膜を作り、光を照射して潜像を形成し、
次いでそれを現像してネガまたはポジの画像を形成する
リソグラフィー技術によって画像(パターン)を得てい
る。シリコンウエーハ上に残ったレジストを保護膜とし
て、エッチングを行なった後、レジスト膜を除去するこ
とにより微細加工は完了する。
2. Description of the Related Art When a semiconductor device is manufactured by fine processing using a resist, a resist is applied to the surface of a silicon wafer to form a photosensitive film, and a latent image is formed by irradiating light.
The image (pattern) is then obtained by lithographic techniques that develop it to form a negative or positive image. After performing etching using the resist remaining on the silicon wafer as a protective film, the resist film is removed to complete the fine processing.

【0003】ところで、近年、IC、LSIさらにVL
SIへと半導体素子の高集積化、高密度化、小型化に伴
って、1μm以下の微細パターンを形成する技術が要求
されている。しかしながら、近紫外線または可視光線を
用いる従来のフォトリソグラフィー技術では、1μm以
下の微細パターンを精度よく形成することは極めて困難
であり、歩留りの低下も著しい。
In recent years, ICs, LSIs and VLs have recently been developed.
With the high integration, high density, and miniaturization of semiconductor elements in SI, a technique for forming a fine pattern of 1 μm or less is required. However, it is extremely difficult to accurately form a fine pattern of 1 μm or less with conventional photolithography technology using near ultraviolet light or visible light, and the yield is remarkably reduced.

【0004】このため、光(波長350〜450nmの
紫外線)を利用する従来のフォトリソグラフィーに代え
て、露光の解像度を高めるために、波長の短い遠紫外線
(波長200〜260nm)、KrFエキシマレーザー
光(波長248nmの光を出すクリプトンフルオライド
レーザー)などを用いるリソグラフィー技術が研究され
ている。このリソグラフィー技術の中心となるレジスト
材料には、多数の高度な特性が要求されているが、その
中でも重要なのは、感度、解像度、耐エッチング性およ
び保存安定性である。
For this reason, instead of the conventional photolithography using light (ultraviolet light having a wavelength of 350 to 450 nm), far ultraviolet light having a short wavelength (200 to 260 nm), KrF excimer laser light is used in order to enhance the resolution of exposure. (Krypton fluoride laser that emits light with a wavelength of 248 nm) and the like have been studied. A resist material, which is the center of this lithography technique, is required to have a number of advanced properties, and among them, important are sensitivity, resolution, etching resistance, and storage stability.

【0005】しかし、従来開発されたレジスト材料は、
これら全ての性能を充分に満足するものではなく、性能
の向上が強く望まれていた。例えば、ポリメタクリル酸
グリシジルのようなネガ型レジストは、高感度ではある
が、解像度や耐ドライエッチング性が劣る。また、ポリ
メタクリル酸メチルのようなポジ型レジストは、解像度
は良好であるが、感度や耐ドライエッチング性が劣る。
However, conventionally developed resist materials are:
Not all of these performances are fully satisfied, and there has been a strong demand for improved performance. For example, a negative resist such as polyglycidyl methacrylate has high sensitivity, but is inferior in resolution and dry etching resistance. Positive resists such as polymethyl methacrylate have good resolution but poor sensitivity and dry etching resistance.

【0006】近年、基材高分子、光酸発生剤(活性光線
の照射により酸を生成する化合物)および感酸物質(酸
の存在下で架橋する化合物)の3成分系からなる微細加
工用レジストが開発されている。これは、光によって発
生した酸を触媒として感酸物質が反応し、基材高分子の
溶解性などが変化して、ポジ型またはネガ型レジストと
なるものである。例えば、ノボラック樹脂、メチロール
メラミン、光酸発生剤からなるネガ型レジストが知られ
ている。光によって生成する酸を触媒として、メチロー
ルメラミンがノボラック樹脂を架橋して不溶化させるも
のである。また、ノボラック樹脂−エポキシ化合物など
のカチオン重合性の官能基を含むポリマーに、光酸発生
剤の存在下で光照射すると、官能基の重合により架橋構
造となり不溶化する現象を利用したネガ型レジストも知
られている。
In recent years, a resist for fine processing comprising a three-component system comprising a base polymer, a photoacid generator (a compound which generates an acid upon irradiation with actinic rays) and an acid-sensitive substance (a compound which crosslinks in the presence of an acid) Is being developed. In this method, an acid-sensitive substance reacts with an acid generated by light as a catalyst, so that the solubility of a base polymer changes and a positive or negative resist is obtained. For example, a negative resist comprising a novolak resin, methylolmelamine, and a photoacid generator is known. Methylolmelamine crosslinks and insolubilizes the novolak resin using an acid generated by light as a catalyst. In addition, a negative resist that utilizes a phenomenon in which a polymer containing a cationically polymerizable functional group such as a novolak resin-epoxy compound is irradiated with light in the presence of a photoacid generator to form a crosslinked structure and insolubilized due to polymerization of the functional group. Are known.

【0007】ところが、ノボラック樹脂系のフォトレジ
ストを遠紫外線で露光すると、レジスト自体の光吸収が
大きすぎるために、感度や解像度が不充分となり、良好
な微細パターンの形成ができず、最近の高度な要求性能
基準から見て、いまだ充分ではない。そこで、前記性能
のバランスのとれた新規なレジストの開発が強く望まれ
ていた。
However, when a novolak resin-based photoresist is exposed to far ultraviolet rays, the light absorption of the resist itself is too large, resulting in insufficient sensitivity and resolution, and a fine pattern cannot be formed. In view of the required performance standards, it is still not enough. Therefore, there has been a strong demand for the development of a new resist having the above-mentioned performance balanced.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、感
度、解像度、耐エッチング性および保存安定性などのレ
ジスト特性が優れたレジスト材料を提供することにあ
る。また、本発明の目的は、波長の短い遠紫外線やKr
Fエキシマレーザー光を用いるリソグラフィーに適した
レジスト材料を提供することにある。本発明の他の目的
は、特に、半導体素子の微細加工用ネガ型レジストとし
て好適なレジスト組成物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a resist material having excellent resist characteristics such as sensitivity, resolution, etching resistance and storage stability. It is another object of the present invention to provide a device having a short wavelength of deep ultraviolet light or Kr.
An object of the present invention is to provide a resist material suitable for lithography using F excimer laser light. Another object of the present invention is to provide a resist composition particularly suitable as a negative resist for fine processing of a semiconductor device.

【0009】本発明者らは、前記従来技術の有する問題
点を解決するために鋭意研究した結果、アルカリ可溶性
フェノール樹脂、活性光線の照射により酸を生成する化
合物および酸の存在下で架橋する化合物を含有するレジ
スト組成物において、活性光線の照射により酸を生成す
る化合物として特定のハロゲン含有多価フェノール化合
物を使用することにより、感度、解像度、耐エッチング
性、保存安定性等に優れたレジスト組成物の得られるこ
とを見出した。このレジスト組成物は、半導体素子の微
細加工用ネガ型レジストとして好適である。本発明は、
これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the problems of the prior art, and as a result, have found that an alkali-soluble phenol resin, a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays, and a compound capable of crosslinking in the presence of an acid In a resist composition containing, by using a specific halogen-containing polyhydric phenol compound as a compound that generates an acid upon irradiation with actinic light, a resist composition excellent in sensitivity, resolution, etching resistance, storage stability, etc. I found that I could get something. This resist composition is suitable as a negative resist for fine processing of a semiconductor device. The present invention
It has been completed based on these findings.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、アルカリ可溶性フェノール樹脂、活性光線の照射に
より酸を生成する化合物および酸の存在下で架橋する化
合物を含有するレジスト組成物において、活性光線の照
射により酸を生成する化合物が一般式(I)〜(VI
I)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくと
も1種のハロゲン含有多価フェノール化合物であること
を特徴とするレジスト組成物が提供される。
Thus, according to the present invention, there is provided a resist composition containing an alkali-soluble phenol resin, a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic light, and a compound capable of crosslinking in the presence of an acid. Compounds that generate an acid upon irradiation with light are represented by the general formulas (I) to (VI).
A resist composition is provided which is at least one halogen-containing polyhydric phenol compound selected from the group consisting of compounds represented by I).

【0011】一般式(I)General formula (I)

【0012】[0012]

【化8】 一般式(II)Embedded image General formula (II)

【0013】[0013]

【化9】 一般式(III)Embedded image General formula (III)

【0014】[0014]

【10】 一般式(IV)[10] General formula (IV)

【0015】[0015]

【化11】 一般式(V)Embedded image General formula (V)

【0016】[0016]

【化12】 一般式(VI)Embedded image General formula (VI)

【0017】[0017]

【化13】 一般式(VII)Embedded image General formula (VII)

【0018】[0018]

【化14】 1〜R8:ハロゲン、水素、水酸基、アルキル基、アミ
ノ基またはニトロ基で置換された置換アルキル基、アル
コキシ基、あるいはアミノ基またはニトロ基で置換され
置換アルコキシ基。ただし、一般式(I)〜(VI
I)において、 1 〜R 8 少なくとも1つはハロゲン。 R9〜R12:水素、またはアルキル基。 A :単結合、アルキレン基、置換アルキレン基、アル
ケニル基、置換アルケニル基、アリーレン基、または
換アリーレン基。 B :酸素、または単結合。
Embedded image R 1 to R 8: halogen, hydrogen, hydroxyl, alkyl, amino
A substituted alkyl group substituted with a
Substituted with a oxy group, or an amino or nitro group
Substituted alkoxy groups. However, the general formulas (I) to (VI)
In I), at least one halogen R 1 to R 8. R 9 to R 12 : hydrogen or an alkyl group. A: a single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenyl group, a substituted alkenyl group, an arylene group, or a substituted arylene group. B: oxygen or a single bond.

【0019】以下、本発明について詳述する。 (アルカリ可溶性フェノール樹脂)本発明において用い
られるアルカリ可溶性フェノール樹脂としては、例え
ば、フェノール類とアルデヒド類との縮合反応生成物、
フェノール類とケトン類との縮合反応生成物、ビニルフ
ェノール系重合体、イソプロペニルフェノール系重合
体、これらのフェノール樹脂の水素添加反応生成物など
が挙げられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. (Alkali-soluble phenol resin) Examples of the alkali-soluble phenol resin used in the present invention include a condensation reaction product of phenols and aldehydes,
Examples include a condensation reaction product of a phenol and a ketone, a vinylphenol-based polymer, an isopropenylphenol-based polymer, and a hydrogenation reaction product of these phenol resins.

【0020】ここで用いるフェノール類の具体例として
は、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフ
ェノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、フ
ェニルフェノールなどの一価のフェノール類;レゾルシ
ノール、ピロカテコール、ハイドロキノン、ビスフェノ
ールA、ピロガロールなどの多価のフェノール類;など
が挙げられる。
Specific examples of the phenols used herein include monovalent phenols such as phenol, cresol, xylenol, ethylphenol, propylphenol, butylphenol, and phenylphenol; resorcinol, pyrocatechol, hydroquinone, bisphenol A, pyrogallol, and the like. Polyhydric phenols; and the like.

【0021】アルデヒド類の具体例としては、ホルムア
ルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、テレ
フタルアルデヒドなどが挙げられる。ケトン類の具体例
としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケ
トン、ジフェニルケトンなどが挙げられる。
Specific examples of aldehydes include formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, terephthalaldehyde and the like. Specific examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diphenyl ketone, and the like.

【0022】これらの縮合反応は、常法にしたがって行
なうことができる。また、ビニルフェノール系重合体
は、ビニルフェノールの単独重合体およびビニルフェノ
ールと共重合可能な成分との共重合体から選択される。
These condensation reactions can be carried out according to a conventional method. Further, the vinylphenol-based polymer is selected from a homopolymer of vinylphenol and a copolymer with a component copolymerizable with vinylphenol.

【0023】共重合可能な成分の具体例としては、アク
リル酸、メタクリル酸、スチレン、無水マレイン酸、マ
レイン酸イミド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、およ
びこれらの誘導体などが挙げられる。
Specific examples of the copolymerizable component include acrylic acid, methacrylic acid, styrene, maleic anhydride, maleic imide, vinyl acetate, acrylonitrile, and derivatives thereof.

【0024】また、イソプロペニルフェノール系重合体
は、イソプロペニルフェノールの単独重合体およびイソ
プロペニルフェノールと共重合可能な成分との共重合体
から選択される。
The isopropenylphenol-based polymer is selected from a homopolymer of isopropenylphenol and a copolymer of isopropenylphenol and a component copolymerizable with isopropenylphenol.

【0025】共重合可能な成分の具体例としては、アク
リル酸、メタクリル酸、スチレン、無水マレイン酸、マ
レイン酸イミド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、およ
びこれらの誘導体などが挙げられる。
Specific examples of the copolymerizable component include acrylic acid, methacrylic acid, styrene, maleic anhydride, maleic imide, vinyl acetate, acrylonitrile, and derivatives thereof.

【0026】フェノール樹脂の水素添加反応は、公知の
方法によって実施することが可能であって、フェノール
樹脂を有機溶剤に溶解し、均一系または不均一系の水素
添加触媒の存在下、水素を導入することによって達成さ
れる。
The hydrogenation reaction of the phenolic resin can be carried out by a known method. The phenolic resin is dissolved in an organic solvent, and hydrogen is introduced in the presence of a homogeneous or heterogeneous hydrogenation catalyst. Is achieved by doing

【0027】水素添加反応におけるフェノール樹脂溶液
の濃度は、1〜70重量%、好ましくは1〜40重量%
である。溶媒としては、水素添加触媒に悪影響を与えな
いでフェノール樹脂を溶解させるものであれば特に制限
はない。水素添加触媒は、水素添加反応の活性を有する
金属あるいは非金属触媒であれば特に限定はない。具体
例としては、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、I
r、Os、Pt、Cr、Te、Mn、Ti、V、Zr、
Mo、W系水素添加触媒が挙げられる。これらの触媒
は、単独あるいは併用することもできる。
The concentration of the phenol resin solution in the hydrogenation reaction is 1 to 70% by weight, preferably 1 to 40% by weight.
It is. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the phenol resin without adversely affecting the hydrogenation catalyst. The hydrogenation catalyst is not particularly limited as long as it is a metal or nonmetal catalyst having the activity of the hydrogenation reaction. Specific examples include Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, and I.
r, Os, Pt, Cr, Te, Mn, Ti, V, Zr,
Mo, W-based hydrogenation catalysts are exemplified. These catalysts can be used alone or in combination.

【0028】水素添加反応の反応温度は、通常0〜30
0℃、好ましくは20〜150℃である。300℃以上
でも可能であるが、副反応が起こり易いので好ましくな
い。水素圧は、大気圧〜400kg/cm2、好ましく
は5〜200kg/cm2である。水素添加反応後、再
沈精製、沈降法、遠心分離法、濾過法などにより、水素
添加反応樹脂溶液から触媒を除去することが可能であ
る。
The reaction temperature of the hydrogenation reaction is usually from 0 to 30.
0 ° C., preferably 20 to 150 ° C. A temperature of 300 ° C. or higher is possible, but is not preferred because side reactions easily occur. The hydrogen pressure is from atmospheric pressure to 400 kg / cm 2 , preferably from 5 to 200 kg / cm 2 . After the hydrogenation reaction, the catalyst can be removed from the hydrogenation reaction resin solution by reprecipitation purification, sedimentation, centrifugation, filtration, or the like.

【0029】水素添加は、水素添加率が通常0.1〜7
0%、好ましくは1〜50%、さらに好ましくは3〜4
0%の範囲となるように行なう。水素添加率が70%を
超えると水素添加フェノール樹脂がアルカリ不溶性にな
るので、レジスト用の基材高分子としては不適当であ
る。また、水素添加率が低すぎると、水素添加による性
能向上効果が小さくなる。これらのアルカリ可溶性フェ
ノール樹脂は、単独でも用いられるが、2種以上を混合
して用いても良い。
In the hydrogenation, the hydrogenation rate is usually 0.1 to 7
0%, preferably 1 to 50%, more preferably 3 to 4
Perform so that the range is 0%. When the hydrogenation rate exceeds 70%, the hydrogenated phenol resin becomes alkali-insoluble, and thus is not suitable as a resist base polymer. On the other hand, if the hydrogenation ratio is too low, the effect of improving the performance by hydrogenation will be small. These alkali-soluble phenol resins can be used alone or in combination of two or more.

【0030】本発明のレジスト組成物には必要に応じ
て、現像性、保存安定性、耐熱性などを改善するため
に、例えば、スチレンとアクリル酸、メタクリル酸また
は無水マレイン酸との共重合体、アルケンと無水マレイ
ン酸との共重合体、ビニルアルコール重合体、ビニルピ
ロリドン重合体、ロジン、シェラックなどを添加するこ
とができる。これらの任意成分の添加量は、アルカリ可
溶性フェノール樹脂100重量部に対して、0〜50重
量部、好ましくは5〜20重量部である。
In the resist composition of the present invention, if necessary, for example, a copolymer of styrene with acrylic acid, methacrylic acid or maleic anhydride may be used to improve developability, storage stability, heat resistance and the like. And a copolymer of an alkene and maleic anhydride, a vinyl alcohol polymer, a vinyl pyrrolidone polymer, rosin, shellac and the like. The addition amount of these optional components is 0 to 50 parts by weight, preferably 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the alkali-soluble phenol resin.

【0031】(酸架橋性化合物)本発明において用いら
れる酸の存在下で架橋する化合物(以下、「酸架橋性化
合物」と略記)は、活性光線の照射により酸を生成する
化合物に由来する酸の存在下で架橋し、活性光線の照射
部のフェノール樹脂のアルカリ現像液に対する溶解性を
低下させる物質であれば、特に限定されるものではない
が、その中でも、C−O−R基(Rは水素原子またはア
ルキル基)を有する化合物、あるいはエポキシ基を有す
る化合物が好ましい。
(Acid-Crosslinkable Compound) The compound used in the present invention which crosslinks in the presence of an acid (hereinafter abbreviated as “acid-crosslinkable compound”) is an acid derived from a compound which generates an acid upon irradiation with actinic rays. Is not particularly limited as long as it is a substance that cross-links in the presence of the compound and reduces the solubility of the phenol resin in the active light-irradiated portion in an alkali developing solution. Among them, a C—O—R group (R Is preferably a compound having a hydrogen atom or an alkyl group) or a compound having an epoxy group.

【0032】C−O−R基を有する化合物の具体例とし
ては、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、アルキルエー
テル化メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アルキル
エーテル化ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、アルキ
ルエーテル化ユリア樹脂、ウレタン−ホルムアルデヒド
樹脂、アルキルエ−テル基含有フェノール系化合物など
が挙げられる。
Specific examples of the compound having a C—O—R group include melamine-formaldehyde resin, alkyl etherified melamine resin, benzoguanamine resin, alkyl etherified benzoguanamine resin, urea resin, alkyl etherified urea resin, urethane-formaldehyde. Resins, phenolic compounds containing an alkyl ether group, and the like.

【0033】メラミン−ホルムアルデヒド樹脂は、常法
にしたがって、メラミンとホルムアルデヒドを塩基性条
件下で縮合して得られる。アルキルエーテル化メラミン
樹脂は、メラミンとホルムアルデヒドを塩基性条件下で
縮合して得られたメチロールメラミンをアルコールでア
ルキルエーテル化して得られる。アルキルエーテル化メ
ラミン樹脂としては、保存安定性が良好であることか
ら、ヘキサアルキルエーテル化メラミンを主成分とする
メラミン樹脂が好ましく、その中でも特にヘキサメチル
エーテル化メラミン樹脂が好ましい。
The melamine-formaldehyde resin is obtained by condensing melamine and formaldehyde under basic conditions according to a conventional method. The alkyl etherified melamine resin is obtained by alkyl etherifying methylol melamine obtained by condensing melamine and formaldehyde under basic conditions with an alcohol. As the alkyl etherified melamine resin, a melamine resin containing a hexaalkyl etherified melamine as a main component is preferable because of good storage stability, and among them, a hexamethyl etherified melamine resin is particularly preferable.

【0034】メラミン−ホルムアルデヒド樹脂のメラミ
ンの代わりに、メラミン系化合物であるアセトグアナミ
ン、ベンゾグアナミンなどとホルムアルデヒドとを同様
に反応して得た樹脂を用いることもできる。アルキルエ
ーテル化ベンゾグアナミン樹脂は、アルキルエーテル化
メラミン樹脂のメラミンの代わりにベンゾグアナミンを
用いることにより容易に合成することが可能である。ア
ルキルエーテル化ベンゾグアナミン樹脂としては、保存
安定性が良好であることから、テトラアルキルエーテル
化ベンゾグアナミン樹脂が好ましく、特にその中でもテ
トラメチルエーテル化ベンゾグアナミン樹脂が好まし
い。
In place of melamine of melamine-formaldehyde resin, a resin obtained by similarly reacting a melamine compound such as acetoguanamine or benzoguanamine with formaldehyde can also be used. The alkyl etherified benzoguanamine resin can be easily synthesized by using benzoguanamine instead of melamine of the alkyl etherified melamine resin. As the alkyl etherified benzoguanamine resin, a tetraalkyl etherified benzoguanamine resin is preferable, and particularly, a tetramethyl etherified benzoguanamine resin is preferable, since storage stability is good.

【0035】ユリア樹脂は、常法にしたがって、尿素と
ホルムアルデヒドを縮合して得られる。アルキルエーテ
ル化ユリア樹脂は、尿素とホルムアルデヒドを縮合して
得られたメチロール尿素をアルコールでアルキルエーテ
ル化して得られる。アルキルエーテル化ユリア樹脂とし
ては、モノメチロール尿素、ジメチロール尿素、トリメ
チロール尿素、ウロン化合物のアルキルエーテル化物が
好ましく、さらに好ましくはトリメチロール尿素のアル
キルエーテル化物が挙げられる。
The urea resin is obtained by condensing urea and formaldehyde according to a conventional method. The alkyl etherified urea resin is obtained by alkyl etherifying methylol urea obtained by condensing urea and formaldehyde with alcohol. The alkyl etherified urea resin is preferably an alkyl etherified product of monomethylol urea, dimethylol urea, trimethylol urea, or a urone compound, and more preferably an alkyl etherified product of trimethylol urea.

【0036】ユリア樹脂の尿素の代わりに、尿素系化合
物であるグリコールウリル、ウロン系化合物、メチレン
尿素、プロピレン尿素などの環状尿素化合物などとホル
ムアルデヒドを同様の方法で反応して得た樹脂を用いる
こともできる。
Instead of urea as the urea resin, use is made of a resin obtained by reacting urea-based compounds such as glycoluril, urone-based compounds, cyclic urea compounds such as methylene urea and propylene urea with formaldehyde in the same manner. Can also.

【0037】ウレタン−ホルムアルデヒド樹脂として
は、下記一般式(VIII)で示される化合物が挙げら
れる。 一般式(VIII)
Examples of the urethane-formaldehyde resin include compounds represented by the following general formula (VIII). General formula (VIII)

【0038】[0038]

【化15】 1:水素またはアルキル基 アルキルエーテル基含有フェノール系化合物としては、
一般式(IX)で示される化合物が挙げられる。 w一般式(IX)
Embedded image R 1 : hydrogen or alkyl group As the phenolic compound containing an alkyl ether group,
The compound represented by the general formula (IX) is exemplified. w General formula (IX)

【0039】[0039]

【化16】 2:アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アル
ケニルオキシ基。 R3 :水素、アルキル基、水酸基。 R4:水素、アルキル基。 n : 2,3,4,
Embedded imageR Two: Alkyl group, alkoxy group, alkenyl group, al
Kenyloxy group. RThree: Hydrogen, alkyl group, hydroxyl group. RFour: Hydrogen, alkyl group. n: 2, 3, 4,

【0040】エポキシ基を有する化合物の具体例として
は、ビフェノールA系エポキシ、ビスフェノールF系エ
ポキシ、ビスフェノールS系エポキシ、ビスフェノール
E系エポキシ、ノボラック系エポキシ、臭素化エポキシ
などのグリシジルエーテル系エポキシ樹脂;シクロヘキ
センオキサイド基、トリシクロデセンオキサイド基、シ
クロペンテンオキサイド基などを含む脂環式脂肪族エポ
キシ樹脂;グリシジルエステル系エポキシ樹脂;グリシ
ジルアミン系エポキシ樹脂;複素環式エポキシ樹脂;多
官能性エポキシ樹脂;などが挙げられる。これらエポキ
シ樹脂は、常法にしたがって合成することが可能であ
る。
Specific examples of the compound having an epoxy group include glycidyl ether epoxy resins such as biphenol A epoxy, bisphenol F epoxy, bisphenol S epoxy, bisphenol E epoxy, novolak epoxy and brominated epoxy; cyclohexene Alicyclic aliphatic epoxy resin containing an oxide group, tricyclodecene oxide group, cyclopentene oxide group, etc .; glycidyl ester epoxy resin; glycidylamine epoxy resin; heterocyclic epoxy resin; polyfunctional epoxy resin; Can be These epoxy resins can be synthesized according to a conventional method.

【0041】これら酸架橋性化合物は、単独でも2種以
上を混合して用いてもよく、アルカリ可溶性フェノール
樹脂100重量部に対して、通常0.2〜50重量部、
好ましくは3〜40重量部である。酸架橋性化合物の配
合割合が過小であると、パターン形成が不可能となり、
逆に、過大であると、現像残が発生し易くなる。
These acid-crosslinkable compounds may be used alone or as a mixture of two or more kinds. Usually, 0.2 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the alkali-soluble phenol resin is used.
Preferably it is 3 to 40 parts by weight. If the proportion of the acid-crosslinkable compound is too small, pattern formation becomes impossible,
Conversely, if it is excessively large, residual development tends to occur.

【0042】(ハロゲン含有多価フェノール化合物)本
発明においては、活性光線の照射により酸を生成する化
合物(酸開裂可能な化合物ともいう)としては、前記一
般式(I)〜(VII)で示されるハロゲン含有多価フ
ェノール化合物であれば特に限定されるものではない。
(Halogen-Containing Polyhydric Phenol Compound) In the present invention, the compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays (also referred to as an acid-cleavable compound) is represented by any of the above formulas (I) to (VII). The halogen-containing polyhydric phenol compound is not particularly limited.

【0043】なお、一般式(I)〜(VII)で示され
るハロゲン含有多価フェノール化合物中、アルキル基は
好ましくは炭素数1〜4のアルキル基であり、アルコキ
シ基は好ましくは炭素数1〜8のアルコキシ基であり、
アルキレン基は好ましくは炭素数1〜6のアルキレン基
であり、アルケニル基は好ましくは炭素数2〜5のアル
ケニル基であり、また、アリーレン基は好ましくは炭素
数6〜15のアリーレン基である。これらの基は、アミ
ノ基、ニトロ基等で置換されていてもよい。
In the halogen-containing polyhydric phenol compounds represented by formulas (I) to (VII), the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and the alkoxy group is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. An alkoxy group of 8,
The alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, the alkenyl group is preferably an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and the arylene group is preferably an arylene group having 6 to 15 carbon atoms. These groups may be substituted with an amino group, a nitro group or the like.

【0044】このようなハロゲン含有多価フェノール化
合物の合成方法としては、(1)多価フェノール化合物
を常法に従ってハロゲン化する方法、(2)ハロゲン含
有フェノール化合物を出発物質として合成する方法が挙
げられるが、前者の方が一般的である。(1)の方法に
おいて用いられる多価フェノール化合物の具体例として
は、以下の化合物を挙げることができる。
Examples of the method for synthesizing such a halogen-containing polyhydric phenol compound include (1) a method of halogenating a polyhydric phenol compound according to a conventional method, and (2) a method of synthesizing a halogen-containing polyphenol compound as a starting material. However, the former is more common. Specific examples of the polyhydric phenol compound used in the method (1) include the following compounds.

【0045】一般式(I)で示されるハロゲン含有多価
フェノール化合物の原料としては、以下の化合物が挙げ
られる。
As the raw materials for the halogen-containing polyhydric phenol compound represented by the general formula (I), the following compounds may be mentioned.

【0046】[0046]

【化17】 Embedded image

【0047】[0047]

【化18】 Embedded image

【0048】[0048]

【化19】 Embedded image

【0049】[0049]

【化20】 Embedded image

【0050】一般式(II)で示されるハロゲン含有多
価フェノール化合物の原料としては、以下の化合物が挙
げられる。
The following compounds may be mentioned as raw materials for the halogen-containing polyhydric phenol compound represented by the general formula (II).

【0051】[0051]

【化21】 Embedded image

【0052】[0052]

【化22】 Embedded image

【0053】一般式(III)で示されるハロゲン含有
多価フェノール化合物の原料としては、以下の化合物が
挙げられる。
As a raw material of the halogen-containing polyhydric phenol compound represented by the general formula (III), the following compounds may be mentioned.

【0054】[0054]

【化23】 Embedded image

【0055】[0055]

【化24】 Embedded image

【0056】一般式(IV)で示されるハロゲン含有多
価フェノール化合物の原料としては、以下の化合物が挙
げられる。
As the raw materials for the halogen-containing polyhydric phenol compound represented by the general formula (IV), the following compounds may be mentioned.

【0057】[0057]

【化25】 Embedded image

【0058】[0058]

【化26】 Embedded image

【0059】[0059]

【化27】 Embedded image

【0060】[0060]

【化28】 Embedded image

【0061】[0061]

【化29】 Embedded image

【0062】[0062]

【化30】 Embedded image

【0063】一般式(V)で示されるハロゲン含有多価
フェノール化合物の原料としては、ー以下の化合物が挙
げられる。
As a raw material of the halogen-containing polyhydric phenol compound represented by the general formula (V), the following compounds can be mentioned.

【0064】[0064]

【化31】 Embedded image

【0065】[0065]

【化32】 Embedded image

【0066】[0066]

【化33】 Embedded image

【0067】一般式(VI)で示されるハロゲン含有多
価フェノール化合物の原料としては、化34〜化35が
挙げられる。
As a raw material of the halogen-containing polyhydric phenol compound represented by the general formula (VI), there may be mentioned Chemical Formulas 34 to 35.

【0068】[0068]

【化34】 Embedded image

【0069】[0069]

【化35】 Embedded image

【0070】一般式(VII)で示されるハロゲン含有
多価フェノール化合物の原料としては、化36〜化37
が挙げられる。
As a raw material of the halogen-containing polyhydric phenol compound represented by the general formula (VII),
Is mentioned.

【0071】[0071]

【化36】 Embedded image

【0072】[0072]

【化37】 Embedded image

【0073】これらハロゲン含有多価フェノール化合物
は、好ましくは芳香族炭素原子に結合した臭素原子また
は塩素原子を有するものである。
These halogen-containing polyhydric phenol compounds preferably have a bromine atom or a chlorine atom bonded to an aromatic carbon atom.

【0074】酸生成化合物としてのハロゲン含有多価フ
ェノール化合物の使用割合は、アルカリ可溶性フェノー
ル樹脂100重量部に対して、通常0.01〜50重量
部、好ましくは0.1〜20重量部である。この使用割
合が0.01重量部未満ではパターン形成が困難とな
り、50重量部を越えると現像残が発生し易くなって、
いずれの場合もレジスト性能が低下する。
The proportion of the halogen-containing polyhydric phenol compound used as the acid-generating compound is usually 0.01 to 50 parts by weight, preferably 0.1 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkali-soluble phenol resin. . If the use ratio is less than 0.01 part by weight, it becomes difficult to form a pattern, and if it exceeds 50 parts by weight, residual development tends to occur,
In any case, the resist performance deteriorates.

【0075】(レジスト組成物)本発明のレジスト組成
物は、基板に塗布してレジスト膜を形成するために、通
常、溶剤に溶解して用いる。
(Resist Composition) The resist composition of the present invention is usually used by dissolving it in a solvent in order to apply it to a substrate to form a resist film.

【0076】溶剤としては、アセトン、メチルエチルケ
トン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロヘ
プタノン、ブチロラクトンなどのケトン類;n−プロピ
ルアルコール、iso−プロピルアルコール、n−ブチ
ルアルコール、t−ブチルアルコール、などのアルコー
ル類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレン
グリコールジエチルエーテル、ジオキサン、などのエー
テル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエ
チルエーテルなどのアルコールエーテル類;ギ酸プロピ
ル、ギ酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオ
ン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エ
チル、などのエステル類;2−オキシプロピオン酸メチ
ル、2−オキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロ
ピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、な
どのモノオキシカルボン酸エステル類;セロソルブアセ
テート、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、プロピルセロソルブアセテート、ブチル
セロソルブアセテート、などのセロソルブエステル類;
プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーチル
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モノブチルエーテ
ル、などのプロピレングリコール類;ジエチレングリコ
ールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエ
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
ングリコールメチルエチルエーテル、などのジエチレン
グリコール類;トリクロロエチレンなどのハロゲン化炭
化水素類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素
類;ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N
−メチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどの極
性溶媒;などが挙げられる。これらは、単独でも2種類
以上を混合して用いてもよい。
Examples of the solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, cycloheptanone and butyrolactone; alcohols such as n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol and t-butyl alcohol. Ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether and dioxane; alcohol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether; propyl formate and butyl formate , Propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, etc. Monooxycarboxylic esters such as methyl 2-oxypropionate, ethyl 2-oxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, and ethyl 2-methoxypropionate; cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate Cellosolve esters such as, propyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate;
Propylene glycols such as propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ethyl acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether, etc .; diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol Diethylene glycols such as methyl ethyl ether; halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; dimethylacetamide, dimethylformamide, N
Polar solvents such as -methylacetamide and N-methylpyrrolidone; These may be used alone or in combination of two or more.

【0077】本発明のレジスト組成物には、必要に応じ
て界面活性剤、保存安定剤、増感剤、ストリエーション
防止剤、可塑剤、ハレーション防止剤などの添加剤を含
有させることができる。
The resist composition of the present invention may contain additives such as a surfactant, a storage stabilizer, a sensitizer, a striation inhibitor, a plasticizer, and an antihalation agent, if necessary.

【0078】本発明のレジスト組成物の現像液として
は、アルカリ水溶液を用いるが、具体的には、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモ
ニアなどの無機アルカリ類;エチルアミン、プロピルア
ミンなどの第一アミン類;ジエチルアミン、ジプロピル
アミンなどの第二アミン類;トリメチルアミン、トリエ
チルアミンなどの第三アミン類;ジエチルエタノールア
ミン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン
類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエ
チルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシ
メチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキ
シメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロ
キシエチルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級アン
モニウム塩;などが挙げられる。
As a developer for the resist composition of the present invention, an aqueous alkali solution is used. Specific examples thereof include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate and ammonia; ethylamine, propylamine and the like. Secondary amines such as diethylamine and dipropylamine; tertiary amines such as trimethylamine and triethylamine; alcoholamines such as diethylethanolamine and triethanolamine; tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxy Quaternary ammonium salts such as trimethylhydroxymethylammonium hydroxide, triethylhydroxymethylammonium hydroxide, and trimethylhydroxyethylammonium hydroxide; It is.

【0079】さらに、必要に応じて上記アルカリ水溶液
にメタノール、エタノール、プロパノール、エチレング
リコールなどの水溶性有機溶剤、界面活性剤、保存安定
剤、樹脂の溶解抑制剤などを適量添加することができ
る。
Further, if necessary, a suitable amount of a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol, a surfactant, a storage stabilizer, a resin dissolution inhibitor or the like can be added to the above-mentioned alkaline aqueous solution.

【0080】本発明のレジスト組成物は、その溶剤溶液
を用いて、シリコンウエーハなどの基板表面に常法によ
り塗布した後、溶剤を乾燥除去することにより、レジス
ト膜を形成することができるが、塗布法としては、特
に、スピンコーティングが賞用される。
The resist composition of the present invention can be used to form a resist film by applying the solvent solution to a substrate surface such as a silicon wafer by a conventional method, and then removing the solvent by drying. In particular, spin coating is awarded as an application method.

【0081】また、露光は、遠紫外線照射装置やクリプ
トン/フッ素ガスを封入したエキシマレーザー装置を用
い、短波長紫外線やKrFエキシマレーザー光を照射す
ることにより、微細なパターンを形成することができ
る。
In the exposure, a fine pattern can be formed by irradiating a short-wave ultraviolet ray or a KrF excimer laser beam with a far ultraviolet ray irradiating apparatus or an excimer laser apparatus filled with krypton / fluorine gas.

【0082】光照射後、熱処理(露光後ベーク)を行な
うことにより、酸と酸架橋性化合物との反応(酸触媒反
応)が促進され、さらに高感度化することができる。
By performing a heat treatment (post-exposure bake) after the light irradiation, the reaction between the acid and the acid-crosslinkable compound (acid-catalyzed reaction) is promoted, and the sensitivity can be further increased.

【0083】[0083]

【実施例】以下に、実施例を挙げて、本発明についてさ
らに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例の
みに限定されるものではない。なお、各実施例中の部お
よび%は、特に断りのない限り重量基準である。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The parts and percentages in the examples are on a weight basis unless otherwise specified.

【0084】[実施例1]ポリビニルフェノール(重量
平均分子量5000)100部、アルキルエーテル化メ
ラミン−ホルムアルデヒド樹脂(三和ケミカル社製、ニ
カラックMW−30)15部、下記化学式(1)で示さ
れる化合物1.5部、フッ素系界面活性剤0.01部を
2−メトキシプロピオン酸エチル380部に溶解し、
0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルター
(ミリポア社製)で濾過してレジスト溶液を調製した。
Example 1 100 parts of polyvinylphenol (weight average molecular weight 5000), 15 parts of an alkyl etherified melamine-formaldehyde resin (Nikarac MW-30, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), a compound represented by the following chemical formula (1) 1.5 parts, 0.01 part of a fluorine-based surfactant was dissolved in 380 parts of ethyl 2-methoxypropionate,
The solution was filtered through a 0.1 μm polytetrafluoroethylene filter (manufactured by Millipore) to prepare a resist solution.

【0085】上記レジスト溶液をシリコンウエーハ上に
スピナーで塗布した後、90℃で90秒間ベークし、厚
さ1.0μmのレジスト膜を形成した。このウエーハを
遠紫外線照射装置(キャノン社製、PLA−521F
A)とテスト用マスクを用いて露光を行なった。次に、
130℃で60秒間露光後ベークした後、テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液(濃度2.38%)で
23℃、1分間、浸漬法により現像してネガ型パターン
を得た。
The resist solution was applied on a silicon wafer by a spinner and baked at 90 ° C. for 90 seconds to form a resist film having a thickness of 1.0 μm. This wafer was irradiated with a far ultraviolet irradiation device (PLA-521F, manufactured by Canon Inc.).
Exposure was performed using A) and a test mask. next,
After baking after exposure at 130 ° C. for 60 seconds, development was performed by immersion in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (concentration: 2.38%) at 23 ° C. for 1 minute to obtain a negative pattern.

【0086】パターンの膜厚を膜厚計(テンコー社製、
アルファステップ200)で測定すると0.95μmで
あった。パターンの形成されたウエーハを取り出して、
電子顕微鏡で観察したところ、0.50μmのパターン
が解像していた。 化学式(1)
The film thickness of the pattern was measured with a film thickness meter (manufactured by Tenko Corporation,
It was 0.95 μm as measured in alpha step 200). Take out the wafer with the pattern,
Observation with an electron microscope revealed that a 0.50 μm pattern had been resolved. Chemical formula (1)

【0087】[0087]

【化38】 Embedded image

【0088】[実施例2]実施例1のパターンの形成さ
れたウエーハをドライエッチング装置(日電アネルバ社
製、DEM−451T)を用いてパワー300W、圧力
0.03Torr、ガスCF4/H2=30/10、周波
数13.56MHzでエッチングしたところ、パターン
のなかったところのみエッチングされていることが観察
された。エッチング後のレジストのパターンを観察する
と、ほぼエッチング前の形状を維持していた。このこと
により、実施例1のレジスト組成物が耐ドライエッチン
グ性に優れていることが分かった。
Example 2 The wafer on which the pattern of Example 1 was formed was subjected to a dry etching apparatus (DEM-451T, manufactured by Nidec Anelva) at a power of 300 W, a pressure of 0.03 Torr, and a gas CF 4 / H 2 =. When etching was performed at 30/10 at a frequency of 13.56 MHz, it was observed that etching was performed only at portions where there was no pattern. When the pattern of the resist after etching was observed, the shape before etching was almost maintained. This proved that the resist composition of Example 1 had excellent dry etching resistance.

【0089】[実施例3]ポリビニルフェノール(重量
平均分子量5000)100部、アルキルエーテル化メ
ラミン−ホルムアルデヒド樹脂(三和ケミカル社製、ニ
カラックMW−30)15部、下式化学式(2)で示さ
れる化合物1.5部、フッ素系界面活性剤0.01部を
2−メトキシプロピオン酸エチル375部に溶解し、
0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルター
で濾過してレジスト溶液を調製した。
Example 3 100 parts of polyvinylphenol (weight average molecular weight 5000), 15 parts of an alkyl etherified melamine-formaldehyde resin (Nikalac MW-30, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), represented by the following chemical formula (2) Dissolve 1.5 parts of the compound and 0.01 part of a fluorosurfactant in 375 parts of ethyl 2-methoxypropionate,
The solution was filtered through a 0.1 μm polytetrafluoroethylene filter to prepare a resist solution.

【0090】上記レジスト溶液をシリコンウエーハ上に
スピナーで塗布した後、85℃で90秒間ベークし、厚
さ1.0μmのレジスト膜を形成した。このウエーハを
KrFエキシマレーザーステッパーNSR 1505E
X(ニコン社製、NA=0.42)とテスト用マスクを
用いて露光を行なった。次に、125℃で60秒間露光
後ベークした後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド水溶液で23℃、1分間、浸漬法により現像してネガ
型パターンを得た。パターンの形成されたウエーハを取
り出して電子顕微鏡で観察したところ、0.45μmの
パターンが解像していた。 化学式(2)
The resist solution was applied on a silicon wafer by a spinner and baked at 85 ° C. for 90 seconds to form a resist film having a thickness of 1.0 μm. This wafer was placed on a KrF excimer laser stepper NSR 1505E.
Exposure was performed using X (manufactured by Nikon Corporation, NA = 0.42) and a test mask. Next, after baking after exposure at 125 ° C. for 60 seconds, development was performed by immersion at 23 ° C. for 1 minute in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to obtain a negative pattern. When the wafer on which the pattern was formed was taken out and observed with an electron microscope, a pattern of 0.45 μm was resolved. Chemical formula (2)

【0091】[0091]

【化39】 Embedded image

【0092】[実施例4]水添ポリビニルフェノール
(水添率=8%、重量平均分子量4900)100部、
アルキルエーテル基含有フェノール化合物(GENER
AL ELECTRIC社製、Methylon Re
sin 75108のメチロール化物)25部、下記化
学式(3)で示される化合物2.5部、フッ素系界面活
性剤0.01部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350部に溶解し、0.1μmのポリテ
トラフルオロエチレン製フィルターで濾過して、レジス
ト溶液を調製した。
Example 4 100 parts of hydrogenated polyvinyl phenol (hydrogenation ratio = 8%, weight average molecular weight 4900),
Alkyl ether group-containing phenol compounds (GENER
Methylon Re, manufactured by AL ELECTRIC
25 parts of methyl compound (sin 75108), 2.5 parts of a compound represented by the following chemical formula (3) and 0.01 part of a fluorine-based surfactant were dissolved in 350 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 0.1 μm of The solution was filtered through a fluoroethylene filter to prepare a resist solution.

【0093】上記レジスト溶液をシリコンウエーハ上に
スピナーで塗布した後、90℃で90秒間ベークし、厚
さ1.0μmのレジスト膜を形成した。このウエーハを
KrFエキシマレーザーステッパーNSR 1505E
Xと、テスト用マスクを用いて露光を行なった。次に、
150℃で60秒間露光後ベークした後、テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液で23℃、1分間、浸
漬法により現像してネガ型パターンを得た。パターンの
形成されたウエーハを取り出して電子顕微鏡で観察した
ところ、0.40μmのパターンが解像していた。 化学式(3)
The above-mentioned resist solution was applied on a silicon wafer by a spinner, and baked at 90 ° C. for 90 seconds to form a resist film having a thickness of 1.0 μm. This wafer was placed on a KrF excimer laser stepper NSR 1505E.
Exposure was performed using X and a test mask. next,
After baking after exposure at 150 ° C. for 60 seconds, development was performed with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution at 23 ° C. for 1 minute by an immersion method to obtain a negative pattern. When the wafer on which the pattern was formed was taken out and observed with an electron microscope, a pattern of 0.40 μm was resolved. Chemical formula (3)

【0094】[0094]

【化40】 Embedded image

【0095】[実施例5]水添ポリビニルフェノール
(水添率=8%、重量平均分子量4900)100部、
アルキルエーテル化尿素−ホルムアルデヒド樹脂(CY
ANAMID社製、UFR−65)20部、下記化学式
(4)で示される化合物1.5部、フッ素系界面活性剤
0.01部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350部に溶解し、0.1μmのポリテトラ
フルオロエチレン製フィルターで濾過して、レジスト溶
液を調製した。
Example 5 100 parts of hydrogenated polyvinyl phenol (hydrogenation ratio = 8%, weight average molecular weight 4900),
Alkyl etherified urea-formaldehyde resin (CY
20 parts of UFR-65 manufactured by ANAMID, 1.5 parts of a compound represented by the following chemical formula (4), and 0.01 part of a fluorine-based surfactant were dissolved in 350 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 0.1 μm of The solution was filtered through a polytetrafluoroethylene filter to prepare a resist solution.

【0096】上記レジスト溶液をシリコンウエーハ上に
スピナーで塗布した後、90℃で90秒間ベークし、厚
さ1.0μmのレジスト膜を形成した。このウエーハを
KrFエキシマレーザーステッパーNSR 1505E
Xと、テスト用マスクを用いて露光を行なった。次に、
130℃で60秒間露光後ベークした後、テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液で23℃、1分間、浸
漬法により現像してネガ型パターンを得た。パターンの
形成されたウエーハを取り出して電子顕微鏡で観察した
ところ、0.45μmのパターンが解像していた。 化学式(4)
The resist solution was applied on a silicon wafer with a spinner, and baked at 90 ° C. for 90 seconds to form a 1.0 μm thick resist film. This wafer was placed on a KrF excimer laser stepper NSR 1505E.
Exposure was performed using X and a test mask. next,
After baking after exposure at 130 ° C. for 60 seconds, the film was developed with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution at 23 ° C. for 1 minute by an immersion method to obtain a negative pattern. When the wafer on which the pattern was formed was taken out and observed with an electron microscope, a pattern of 0.45 μm was resolved. Chemical formula (4)

【0097】[0097]

【化41】 Embedded image

【0098】[実施例6]水添ポリビニルフェノール
(水添率=8%、重量平均分子量4900)100部、
アルキルエーテル化ウレタン−ホルムアルデヒド樹脂1
5部、下記化学式(5)で示される化合物2.0部、フ
ッ素系界面活性剤0.01部をシクロヘキサノン330
部に溶解し、0.1μmのポリテトラフルオロエチレン
製フィルターで濾過してレジスト溶液を調製した。
Example 6 100 parts of hydrogenated polyvinyl phenol (hydrogenation ratio = 8%, weight average molecular weight 4900),
Alkyl etherified urethane-formaldehyde resin 1
5 parts, 2.0 parts of a compound represented by the following chemical formula (5), and 0.01 part of a fluorinated surfactant were added to cyclohexanone 330
The resulting solution was dissolved in the solution and filtered through a 0.1 μm polytetrafluoroethylene filter to prepare a resist solution.

【0099】上記レジスト溶液をシリコンウエーハ上に
スピナーで塗布した後、90℃で90秒間ベークし、厚
さ0.8μmのレジスト膜を形成した。このウエーハを
遠紫外線照射装置PLA−521FAとテスト用マスク
を用いて露光を行なった。次に、130℃で60秒間露
光後ベークした後、テトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド水溶液で23℃、1分間、浸漬法により現像してネ
ガ型パターンを得た。パターンの形成されたウエーハを
取り出して電子顕微鏡で観察したところ、0.50μm
のパターンが解像していた。 化学式(5)
The resist solution was applied on a silicon wafer by a spinner, and baked at 90 ° C. for 90 seconds to form a 0.8 μm thick resist film. The wafer was exposed using a far ultraviolet irradiation apparatus PLA-521FA and a test mask. Next, after baking after exposure at 130 ° C. for 60 seconds, it was developed with an aqueous tetramethylammonium hydroxide solution at 23 ° C. for 1 minute by an immersion method to obtain a negative pattern. When the wafer on which the pattern was formed was taken out and observed with an electron microscope, it was 0.50 μm
Was resolved. Chemical formula (5)

【0100】[0100]

【化42】 Embedded image

【0101】[実施例7]m−クレゾールノボラック樹
脂(重量平均分子量6100)100部、アルキルエー
テル化ウレタン−ホルムアルデヒド樹脂20部、下記化
学式(6)で示される化合物2.0部、フッ素系界面活
性剤0.01部を2−メトキシプロピオン酸エチル38
0部に溶解し、0.1μmのポリテトラフルオロエチレ
ン製フィルターで濾過してレジスト溶液を調製した。
Example 7 100 parts of m-cresol novolak resin (weight average molecular weight: 6100), 20 parts of alkyl etherified urethane-formaldehyde resin, 2.0 parts of a compound represented by the following chemical formula (6), fluorinated surfactant 0.01 part of the agent is ethyl 2-methoxypropionate 38
0 parts, and filtered through a 0.1 μm polytetrafluoroethylene filter to prepare a resist solution.

【0102】上記レジスト溶液をシリコンウエーハ上に
スピナーで塗布した後、90℃で90秒間ベークし、厚
さ0.8μmのレジスト膜を形成した。このウエーハを
遠紫外線照射装置PLA−521FAとテスト用マスク
を用いて露光を行なった。次に、125℃で60秒間露
光後ベークした後、テトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド水溶液で23℃、1分間、浸漬法により現像してネ
ガ型パターンを得た。パターンの形成されたウエーハを
取り出して電子顕微鏡で観察したところ、0.50μm
のパターンが解像していた。 化学式(6)
After applying the above resist solution on a silicon wafer with a spinner, it was baked at 90 ° C. for 90 seconds to form a 0.8 μm thick resist film. The wafer was exposed using a far ultraviolet irradiation apparatus PLA-521FA and a test mask. Next, after baking after exposure at 125 ° C. for 60 seconds, development was performed by immersion at 23 ° C. for 1 minute in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to obtain a negative pattern. When the wafer on which the pattern was formed was taken out and observed with an electron microscope, it was 0.50 μm
Was resolved. Chemical formula (6)

【0103】[0103]

【化43】 Embedded image

【0104】[実施例8]m−クレゾールノボラック樹
脂(重量平均分子量6100)100部、アルキルエー
テル化尿素−ホルムアルデヒド樹脂(CYANAMID
社製、UFR−65)20部、下記化学式(7)で示さ
れる化合物0.8部、フッ素系界面活性剤0.01部を
シクロヘキサノン330部に溶解し、0.1μmのポリ
テトラフルオロエチレン製フィルターで濾過してレジス
ト溶液を調製した。
Example 8 100 parts of m-cresol novolak resin (weight average molecular weight 6100), alkyl etherified urea-formaldehyde resin (CYANAMID)
Co., Ltd., 20 parts of UFR-65), 0.8 part of a compound represented by the following chemical formula (7), and 0.01 part of a fluorinated surfactant dissolved in 330 parts of cyclohexanone, and 0.1 μm of polytetrafluoroethylene. The solution was filtered through a filter to prepare a resist solution.

【0105】上記レジスト溶液をシリコンウエーハ上に
スピナーで塗布した後、90℃で90秒間ベークし、厚
さ0.8μmのレジスト膜を形成した。このウエーハを
遠紫外線照射装置PLA−521FAと、テスト用マス
クを用いて露光を行なった。次に、125℃で60秒間
露光後ベークした後、テトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド水溶液で23℃、1分間、浸漬法により現像して
ネガ型パターンを得た。パターンの形成されたウエーハ
を取り出して電子顕微鏡で観察したところ、0.35μ
mのパターンが解像していた。 化学式(7)
The resist solution was applied on a silicon wafer by a spinner and baked at 90 ° C. for 90 seconds to form a 0.8 μm thick resist film. The wafer was exposed using a far ultraviolet irradiation apparatus PLA-521FA and a test mask. Next, after baking after exposure at 125 ° C. for 60 seconds, development was performed by immersion at 23 ° C. for 1 minute in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to obtain a negative pattern. The wafer on which the pattern was formed was taken out and observed with an electron microscope.
m was resolved. Chemical formula (7)

【0106】[0106]

【化44】 Embedded image

【0107】[実施例9]水添ポリビニルフェノール
(水添率=8%、重量平均分子量4900)100部、
アルキルエーテル化メラミン−ホルムアルデヒド樹脂
(三和ケミカル社製、ニカラックMW−30)15部、
下記化学式(8)で示される化合物1.0部、フッ素系
界面活性剤0.01部を2−メトキシプロピオン酸エチ
ル380部に溶解し、0.1μmのポリテトラフルオロ
エチレン製フィルターで濾過して、レジスト溶液を調製
した。
Example 9 100 parts of hydrogenated polyvinyl phenol (hydrogenation ratio = 8%, weight average molecular weight 4900),
15 parts of alkyl etherified melamine-formaldehyde resin (manufactured by Sanwa Chemical Co., Nikarac MW-30)
1.0 part of the compound represented by the following chemical formula (8) and 0.01 part of a fluorine-based surfactant are dissolved in 380 parts of ethyl 2-methoxypropionate, and the mixture is filtered through a 0.1 μm polytetrafluoroethylene filter. Then, a resist solution was prepared.

【0108】上記レジスト溶液をシリコンウエーハ上に
スピナーで塗布した後、90℃で90秒間ベークし、厚
さ0.8μmのレジスト膜を形成した。このウエーハを
KrFエキシマレーザーステッパーNSR 1505E
Xとテスト用マスクを用いて露光を行なった。次に、1
30℃で60秒間露光後ベークした後、テトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド水溶液で23℃、1分間、浸漬
法により現像してネガ型パターンを得た。パターンの形
成されたウエーハを取り出して電子顕微鏡で観察したと
ころ、0.35μmのパターンが解像していた。 化学式(8)
After the resist solution was applied on a silicon wafer with a spinner, it was baked at 90 ° C. for 90 seconds to form a 0.8 μm thick resist film. This wafer was placed on a KrF excimer laser stepper NSR 1505E.
Exposure was performed using X and a test mask. Then, 1
After baking after exposure at 30 ° C. for 60 seconds, development was performed by immersion at 23 ° C. for 1 minute in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to obtain a negative pattern. When the wafer on which the pattern was formed was taken out and observed with an electron microscope, a pattern of 0.35 μm was resolved. Chemical formula (8)

【0109】[0109]

【化45】 Embedded image

【0110】[0110]

【発明の効果】本発明によれば、感度、解像度、耐エッ
チング性、保存安定性などのバランスの優れたレジスト
組成物が得られる。本発明のレジスト組成物は、短波長
光を用いるリソグラフィーに適したパターン形成材料で
あり、特に、半導体素子の微細加工用ネガ型レジストと
して好適である。
According to the present invention, a resist composition having an excellent balance among sensitivity, resolution, etching resistance, storage stability and the like can be obtained. The resist composition of the present invention is a pattern forming material suitable for lithography using short-wavelength light, and is particularly suitable as a negative resist for fine processing of semiconductor devices.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 信紀 神奈川県川崎市川崎区夜光一丁目2番1 号 日本ゼオン株式会社 研究開発セン ター内 (56)参考文献 特開 平2−52348(JP,A) 特開 平4−367864(JP,A) 特開 平4−367865(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Nobunori Abe 1-2-1, Yakko, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture, Japan Zeon Corporation R & D Center (56) References , A) JP-A-4-367864 (JP, A) JP-A-4-367865 (JP, A)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アルカリ可溶性フェノール樹脂、活性光
線の照射により酸を生成する化合物および酸の存在下で
架橋する化合物を含有するレジスト組成物において、活
性光線の照射により酸を生成する化合物が一般式(I)
〜(VII)で示される化合物からなる群より選ばれる
少なくとも1種のハロゲン含有多価フェノール化合物で
あることを特徴とするレジスト組成物。 一般式(I) 【化1】 一般式(II) 【化2】 一般式(III) 【化3】 一般式(IV) 【化4】 一般式(V) 【化5】 一般式(VI) 【化6】 一般式(VII) 【化7】 1〜R8:ハロゲン、水素、水酸基、アルキル基、アミ
ノ基またはニトロ基で置換された置換アルキル基、アル
コキシ基、あるいはアミノ基またはニトロ基で置換され
置換アルコキシ基。ただし、一般式(I)〜(VI
I)において、 1 〜R 8 少なくとも1つはハロゲン。 R9〜R12:水素、またはアルキル基。 A :単結合、アルキレン基、置換アルキレン基、アル
ケニル基、置換アルケニル基、アリーレン基、または
換アリーレン基。 B :酸素、または単結合。
1. A resist composition comprising an alkali-soluble phenol resin, a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic light, and a compound capable of crosslinking in the presence of an acid, wherein the compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic light has a general formula (I)
A resist composition comprising at least one halogen-containing polyhydric phenol compound selected from the group consisting of compounds represented by formulas (VII) to (VII). General formula (I) Formula (II) General formula (III) General formula (IV) General formula (V) General formula (VI) General formula (VII) R 1 to R 8: halogen, hydrogen, hydroxyl, alkyl, amino
A substituted alkyl group substituted with a
Substituted with a oxy group, or an amino or nitro group
Substituted alkoxy groups. However, the general formulas (I) to (VI)
In I), at least one halogen R 1 to R 8. R 9 to R 12 : hydrogen or an alkyl group. A: a single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenyl group, a substituted alkenyl group, an arylene group, or a substituted arylene group. B: oxygen or a single bond.
【請求項2】 ハロゲン含有多価フェノール化合物の芳
香族炭素原子に結合したハロゲンが臭素原子または塩素
原子である請求項1記載のレジスト組成物。
2. The resist composition according to claim 1, wherein the halogen bonded to the aromatic carbon atom of the halogen-containing polyhydric phenol compound is a bromine atom or a chlorine atom.
【請求項3】 アルカリ可溶性フェノール樹脂がアルカ
リ可溶性の水素添加フェノール樹脂である請求項1記載
のレジスト組成物。
3. The resist composition according to claim 1, wherein the alkali-soluble phenol resin is an alkali-soluble hydrogenated phenol resin.
【請求項4】 酸の存在下で架橋する化合物がC−O−
R基(Rは水素またはアルキル基)またはエポキシ基を
有する化合物である請求項1記載のレジスト組成物。
4. A compound which crosslinks in the presence of an acid is C—O—
The resist composition according to claim 1, which is a compound having an R group (R is hydrogen or an alkyl group) or an epoxy group.
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