JP2847414B2 - Resist material - Google Patents
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- JP2847414B2 JP2847414B2 JP2019615A JP1961590A JP2847414B2 JP 2847414 B2 JP2847414 B2 JP 2847414B2 JP 2019615 A JP2019615 A JP 2019615A JP 1961590 A JP1961590 A JP 1961590A JP 2847414 B2 JP2847414 B2 JP 2847414B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半導体素子等の製造に於て用いられるレジス
ト材料に関する。詳しくは露光エネルギー源として400n
m以下の光源、例えば365nmのi線光、300nm以下の遠紫
外光、例えば248.4nmのkrFエキシマレーザー等を用いて
ポジ型のパターンを形成する際のレジスト材料に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a resist material used in the production of semiconductor devices and the like. Specifically, 400n as an exposure energy source
The present invention relates to a resist material for forming a positive pattern using a light source of m or less, for example, i-line light of 365 nm or far ultraviolet light of 300 nm or less, for example, a krF excimer laser of 248.4 nm.
[従来の技術] 近年、半導体デバイスの高密度集積化に伴い、微細加
工、中でもフォトリソグラフィに用いられる露光装置の
光源は益々、短波長化し、今まではkrFエキシマレーザ
(248.4nm)光が検討されるまでになってきている。し
かしながらこの波長に適したレジスト材料は未だ適当な
ものが見出されていない。[Prior art] In recent years, with the high-density integration of semiconductor devices, the light source of the exposure equipment used for fine processing, especially for photolithography, has become increasingly shorter in wavelength, and krF excimer laser (248.4 nm) light has been studied until now. It is becoming. However, no suitable resist material has been found yet for this wavelength.
例えば、krFエキシマレーザ光に対してかなり感光性
が高く、光透過率も良いと言われているMP2400(シプレ
イ社製)を用いた場合、ベースポリマーのノボラック樹
脂自身の露光光に対する大きな表面吸収や感光剤のナフ
トキノンジアジド系化合物の光反応性が良くない為、現
像後のパターン形状は非常に悪く使用出来ない。また、
krFエキシマレーザ光や遠紫外光を光源とするレジスト
材料として248.4nm付近の光に対する透過性が高い樹脂
と分子内に 基を有する感光性化合物より成るレジスト材料が開発さ
れている。(例えば、特開昭64−80944号公報;特開平
1−154048号公報;特開平1−155339号公報等)。For example, when MP2400 (manufactured by Shipley Co., Ltd.), which is said to be highly sensitive to krF excimer laser light and has good light transmittance, is used, large surface absorption of exposure light from the novolak resin itself as a base polymer and Since the photoreactivity of the naphthoquinonediazide compound as a photosensitizer is not good, the pattern shape after development is very poor and cannot be used. Also,
As a resist material using krF excimer laser light or far-ultraviolet light as a light source A resist material comprising a photosensitive compound having a group has been developed. (For example, JP-A-64-80944; JP-A-1-154048; JP-A-1-155339).
さらに分子内に 基と−SO2Cl基を有する感光性化合物と248.4nm付近で高
い光透過性を有する樹脂より成るパターン形成材料も開
発されている。(例えば、特開平1−188852号公報;Y.T
aniら、SPIE′s 1989 Sympo.,1086−03等)。第4図を
用いて、このレジスト材料によるパターン形成方法を示
す。半導体基板1上にレジスト材料5を回転塗布し、1.
0μmのレジスト材料膜を得る(第4図(a))。な
お、基板1上には酸化膜、導電膜、絶縁膜が形成されて
いる場合が多い。次に248.4nmのkrFエキシマレーザ光3
でマスク4を介し選択的に露光する(第4図(b))。
そして最後に通常のアルカリ現像液(0.24%テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド水溶液)を用いて現像を行
うことによりレジスト材料5の露光部を溶解除去しパタ
ーン5aを得る(第4図(c))。このレジスト材料膜
(1μm)の露光前後の紫外線分光曲線を第5図に示
す。使用樹脂が1μm厚で70%であるのに対し、このレ
ジスト材料の露光後の透過率は40%と低く、十分な光褪
色性が得られていないことがわかる。また、パターン形
成実験の結果、パターンのアスペクト比は約70度と十分
なパターン形状は得られていない。更にこのレジスト材
料膜(1μm)のγ特性を第6図に示すが、このレジス
ト材料の感度は約140〜150mJ/cm2であった。Further in the molecule Forming material made of a resin having a high light transmittance in the vicinity of the photosensitive compound and 248.4nm having a group and -SO 2 Cl groups have also been developed. (For example, JP-A-1-188852; YT
ani et al., SPIE's 1989 Sympo., 1086-03). FIG. 4 shows a pattern forming method using this resist material. A resist material 5 is spin-coated on the semiconductor substrate 1, and 1.
A 0 μm resist material film is obtained (FIG. 4A). Note that an oxide film, a conductive film, and an insulating film are formed on the substrate 1 in many cases. Next, 248.4 nm krF excimer laser light 3
Is selectively exposed through the mask 4 (FIG. 4 (b)).
Finally, development is performed using a normal alkali developing solution (0.24% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) to dissolve and remove the exposed portions of the resist material 5 to obtain a pattern 5a (FIG. 4 (c)). FIG. 5 shows ultraviolet spectral curves of the resist material film (1 μm) before and after exposure. The resin used had a thickness of 1 μm and 70%, whereas the transmittance of this resist material after exposure was as low as 40%, indicating that sufficient light fading was not obtained. As a result of the pattern formation experiment, the pattern aspect ratio was about 70 degrees, and a sufficient pattern shape was not obtained. FIG. 6 shows the γ characteristics of this resist material film (1 μm). The sensitivity of this resist material was about 140 to 150 mJ / cm 2 .
基を有する感光性化合物を含むレジスト材料を使用する
場合、一般的にその感度は100〜300mJ/cm2程度であり、
高出力の割にエネルギー効率が良くないkrFエキシマレ
ーザ光(248.4nm)を用いての実用化は困難な状況にあ
る。また、近年、露光エネルギー量を低減させる手段と
して露光により発生した酸を媒体とする化学増幅型のレ
ジスト材料が提案され[H.Itoら、Polym.Eng.Sci.,23
巻,1012頁(1983年)]、これに関して種々の報告がな
されている。(例えば、W.R.Brunsvoldら,SPIE′s 1989
Sympo.,1086−40;T.Neenanら,SPIE′s 1989 Sympo.,10
86−01)。しかしながら、これ等化学増幅型レジスト材
料に使用される樹脂は比較的、芳香環を多く有すること
に起因して248.4nm付近の光透過性が不十分であった
り、樹脂の耐熱性が乏しい等の問題がある。 When using a resist material containing a photosensitive compound having a group, generally the sensitivity is approximately 100~300mJ / cm 2,
It is difficult to use krF excimer laser light (248.4 nm), which has low energy efficiency for high output. In recent years, as a means for reducing the amount of exposure energy, a chemically amplified resist material using an acid generated by exposure as a medium has been proposed [H. Ito et al., Polym. Eng. Sci., 23
Volume, p. 1012 (1983)], and various reports have been made on this. (See, for example, WRBrunsvold et al., SPIE's 1989.
Sympo., 1086-40; T. Neenan et al., SPIE's 1989 Sympo., 10
86-01). However, the resins used in these chemically amplified resist materials are relatively inadequate in light transmittance around 248.4 nm due to having a large number of aromatic rings, or the resin has poor heat resistance. There's a problem.
また、感光性化合物に関しては、例えばトリフェニル
スルホニウムテトラフルオロボレイトのようなオニウム
塩の場合は溶液安定性が乏しくレジスト材料を調製した
直後ではその本来の性能を発揮するが半導体製造ライン
に於て実用化することは困難であると言われているし、
2,6−ジニトロベンジルのスルホン酸エステルの場合は
化合物としての安定性は認められるが露光により生成す
る2−ニトロ−6−ニトロソベンズアルデヒドが一般に
使われている現像液(テトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド水溶液)に溶解しないため、現像処理後、露光部
にスカムが残存したり、パターン形状が悪くなる等の問
題が生ずる。また、トリス(メタンスルホニルオキシ)
ベンゼンは前記感光性化合物と比べて感度が低いため化
学増幅型レジストの感光性化合物としては適さない。As for the photosensitive compound, for example, in the case of an onium salt such as triphenylsulfonium tetrafluoroborate, solution stability is poor and the original performance is exhibited immediately after preparing a resist material, but in a semiconductor manufacturing line. It is said that it is difficult to put it to practical use,
In the case of 2,6-dinitrobenzyl sulfonic acid ester, stability as a compound is recognized, but 2-nitro-6-nitrosobenzaldehyde generated by exposure is generally used as a developer (tetramethylammonium hydroxide aqueous solution). Therefore, after development, problems such as scum remaining in the exposed portion and deterioration of the pattern shape occur. Also, tris (methanesulfonyloxy)
Benzene is not suitable as a photosensitive compound for a chemically amplified resist because benzene has a lower sensitivity than the above photosensitive compound.
[発明が解決しようとする問題点] このように 基を有する感光性化合物を含むレジスト材料の場合に
は、感光性化合物の光褪色性が悪いことと 基を光反応させなければならないことから、良好なパタ
ーン形状が得られ難く、且つ露光エネルギー量を多く必
要とする。また、化学増幅型レジスト材料については樹
脂の248.4nm付近の光透過性を改善するか、樹脂の耐熱
性を向上させない限り使用に供し得ないし、また同時に
感光性化合物に関してはより低い露光エネルギー量で酸
を発生し、且つ溶液安定性があり、しかも生成物が現像
液に溶解するという特性が求められている。[Problems to be solved by the invention] In the case of a resist material containing a photosensitive compound having a group, the photobleachability of the photosensitive compound is poor. Since the group must be photoreacted, it is difficult to obtain a good pattern shape, and a large amount of exposure energy is required. In addition, the chemically amplified resist material cannot be used unless the light transmittance around 248.4 nm of the resin is improved or the heat resistance of the resin is improved, and at the same time, the photosensitive compound can be used at a lower exposure energy amount. There is a demand for properties that generate an acid, have solution stability, and dissolve the product in a developer.
[発明の目的] 本発明は上記した如き状況に鑑みなされたもので、i
線光や、遠紫外光、例えばkrFエキシマレーザ光等によ
る露光後に高い透過性を有し、且つ耐熱性を有する樹脂
と、高感度(低露光エネルギー量)で効率良く酸を発生
し、且つ溶液中で安定で、しかも現状用いられている現
像液に溶解可能な感光性化合物とを含んで成るレジスト
材料を提供することを目的とする。[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above situation, and i.
A resin that has high transparency and heat resistance after exposure to linear light or far ultraviolet light, for example, krF excimer laser light, and generates acid efficiently with high sensitivity (low exposure energy) and solution It is an object of the present invention to provide a resist material comprising a photosensitive compound which is stable in the developer and is soluble in a developer currently used.
[発明の構成] 上記目的を達成するため、本発明は下記の構成より成
る。[Constitution of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention comprises the following constitutions.
「酸雰囲気下で加熱により化学変化を受けてアルカリ
可溶性となる官能基を有する成分と樹脂に耐熱性を付与
する成分とから構成される耐熱性樹脂と、露光により酸
を発生する下記一般式[I]又は[II]で示される感光
性化合物と、この両者を溶解可能な溶剤とを含んで成る
ことを特徴とするレジスト材料。"A heat-resistant resin composed of a component having a functional group that becomes alkali-soluble by undergoing a chemical change by heating under an acid atmosphere and a component that imparts heat resistance to the resin, and the following general formula [ A resist material comprising a photosensitive compound represented by the formula (I) or (II) and a solvent capable of dissolving both of them.
[式中、R▲1 0▼、R▲2 0▼、R▲3 0▼は夫々独立して
水素原子、ハロゲン原子、直鎖状,分枝状又は環状のア
ルキル基、ハロアルキル基、−OR▲7 0▼(但し、R▲7 0
▼は直鎖状又は分枝状のアルキル基、アルキル置換シリ
ル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル
基、ハロアルキル基、アルコキシアルキル基、直鎖状又
は分枝状のアルキルオキシカルボニル基を表わす。)、
ニトロ基、ニトリル基、アミド基又は−COOR▲8 0▼基
(但し、R▲8 0▼は直鎖状又は分枝状のアルキル基を表
わす。)を表わし、R▲4 0▼、R▲5 0▼、R▲6 0▼は夫
々独立して水素原子、ハロゲン原子、直鎖状,分枝状又
は環状のアルキル基、ハロアルキル基、−OR▲9 0▼(但
し、R▲9 0▼は直鎖状又は分枝状のアルキル基を表わ
す。)、ニトロ基又はニトリル基を表わし、nは2〜4
の整数を表わす。」 [式中、R▲10 0▼〜R▲13 0▼は夫々独立して水素原
子、ハロゲン原子、直鎖状,分枝状又は環状のアルキル
基、ハロアルキル基、−OR▲20 0▼(但し、R▲20 0▼は
直鎖状又は分枝状のアルキル基、アルキル置換シリル置
換シリル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフ
ラニル基、ハロアルキル基、アルコキシアルキル基、直
鎖状又は分枝状のアルキルオキシカルボニル基を表わ
す。)、ニトロ基、ニトリル基、アミド基又は−COOR▲
21 0▼基(但し、R▲21 0▼は直鎖状又は分枝状のアルキ
ル基を表わす。)を表わし、R▲14 0▼〜R▲19 0▼は夫
々独立して水素原子、ハロゲン原子、直鎖状,分枝状又
は環状のアルキル基、ハロアルキル基、−OR▲22 0▼
(但し、R▲22 0▼は直鎖状又は分枝状のアルキル基を
表わす。)、ニトロ基又はニトリル基を表わし、Xは単
結合、酸素原子、−CH=N−基、アルキレン基、置換ア
ルキレン基又はシクロアルキレン基を表わし、m、n′
は夫々独立して1〜4の整数を表わす。] 本発明のレジスト材料は露光エネルギー量を出来るだ
け低減させるため、化学増幅を利用したものである。即
ち、本発明のレジスト材料は露光により酸発生剤から発
生した酸の雰囲気下、加熱により化学変化を受けてアル
カリ可溶性となる官能基を有する成分と、樹脂に耐熱性
を付与する成分即ち加熱に対し樹脂全体が軟化すること
を抑止する機能を有する成分とから構成される耐熱性樹
脂(以下、「本発明に係る樹脂」と略記する。)と新規
な感光性化合物とを併せ用いる点に特徴を有する新規な
レジスト材料である。本発明に係る酸雰囲気下、加熱に
よりアルカリ可溶性となる官能基を有する成分(以下、
「特定の官能基を有する成分」と略記する。)としては
例えば酸で脱離する保護基を有するp−ヒドロキシスチ
レン誘導体やp−ヒドロキシ−α−メチルスチレン誘導
体等のモノマーが挙げられる。具体例としては例えばp
−メトキシスチレン、p−イソプロポキシスチレン、p
−tert−ブトキシスチレン、p−メトキシメトキシスチ
レン、p−イソプロポキシメトキシスチレン、p−テト
ラヒドロピラニルオキシスチレン、p−テトラヒドロフ
ラニルオキシスチレン、p−トリメチルシリルオキシス
チレン、p−tert−ブトキシカルボニルオキシスチレ
ン、p−イソプロポキシカルボニルオキシスチレン、或
はこれ等p−ヒドロキシスチレン誘導体と同様の保護基
を有するp−ヒドロキシ−α−メチルスチレン誘導体等
が挙げられるが、勿論これらに限定されるものではな
い。また、樹脂に耐熱性を付与する成分としてはこの成
分の使用により樹脂全体が100℃以上の加熱、より好ま
しくは140℃以上の加熱でも軟化することを抑止出来る
ものであればいずれにても良いが、例えばp−ヒドロキ
シスチレン、p−クロルスチレン、スチレン、α−メチ
ルスチレン、フマロニトリル、マレイン酸モノイソプロ
ピル、マレイン酸モノtert−ブチル、マレイン酸ジtert
−ブチル、マレイン酸モノシクロヘキシル、無水マレイ
ン酸、N−フェニルマレイミド、N−置換フェニルマレ
イミド、N−メチルマレイミド、N−n−ブチルマレイ
ミド等のモノマーがより一般的なものとして挙げられ
る。 Wherein, R ▲ 1 0 ▼, R ▲ 2 0 ▼, R ▲ 3 0 ▼ are independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a haloalkyl group, -OR ▲ 7 0 ▼ (however, R ▲ 7 0
▼ represents a linear or branched alkyl group, an alkyl-substituted silyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a haloalkyl group, an alkoxyalkyl group, or a linear or branched alkyloxycarbonyl group. ),
Nitro group, nitrile group, amide group or -COOR ▲ 8 0 ▼ group (wherein, R ▲ 8 0 ▼ represents. A linear or branched alkyl group) represents, R ▲ 4 0 ▼, R ▲ 5 0 ▼, R ▲ 6 0 ▼ are independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a haloalkyl group, -OR ▲ 9 0 ▼ (where, R ▲ 9 0 ▼ Represents a linear or branched alkyl group.), A nitro group or a nitrile group, and n represents 2 to 4
Represents an integer. " Wherein, R ▲ 10 0 ▼ ~R ▲ 13 0 ▼ are independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a haloalkyl group, -OR ▲ 20 0 ▼ (although , R ▲ 20 0 ▼ linear or branched alkyl group, alkyl-substituted silyl substituted silyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, a haloalkyl group, an alkoxyalkyl group, a linear or branched alkyl Represents an oxycarbonyl group.), A nitro group, a nitrile group, an amide group or -COOR
21 0 ▼ group (wherein, R ▲ 21 0 ▼ represents. A linear or branched alkyl group) represents, R ▲ 14 0 ▼ ~R ▲ 19 0 ▼ are independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a haloalkyl group, -OR ▲ 22 0 ▼
(However, R ▲ 22 0 ▼ represents a linear or branched alkyl group.), A nitro group or a nitrile group, X is a single bond, an oxygen atom, -CH = N-group, an alkylene group, Represents a substituted alkylene group or a cycloalkylene group, m, n '
Each independently represents an integer of 1 to 4. The resist material of the present invention utilizes chemical amplification in order to reduce the amount of exposure energy as much as possible. That is, the resist material of the present invention is a component having a functional group that becomes alkali-soluble by undergoing a chemical change by heating under an atmosphere of an acid generated from an acid generator by exposure, and a component that imparts heat resistance to a resin, that is, heating. On the other hand, a feature is that a heat-resistant resin (hereinafter, abbreviated as “resin according to the present invention”) composed of a component having a function of suppressing softening of the entire resin and a novel photosensitive compound are used in combination. It is a novel resist material having: In the acid atmosphere according to the present invention, a component having a functional group that becomes alkali-soluble by heating (hereinafter referred to as a
Abbreviated as "component having a specific functional group". Examples of the) include monomers such as p-hydroxystyrene derivatives and p-hydroxy-α-methylstyrene derivatives having a protecting group capable of leaving with an acid. As a specific example, for example, p
-Methoxystyrene, p-isopropoxystyrene, p
-Tert-butoxystyrene, p-methoxymethoxystyrene, p-isopropoxymethoxystyrene, p-tetrahydropyranyloxystyrene, p-tetrahydrofuranyloxystyrene, p-trimethylsilyloxystyrene, p-tert-butoxycarbonyloxystyrene, p -Isopropoxycarbonyloxystyrene, or a p-hydroxy-α-methylstyrene derivative having the same protective group as the p-hydroxystyrene derivative, but is not limited to these. In addition, as a component that imparts heat resistance to the resin, any component may be used as long as the entire resin can be prevented from being softened by heating at 100 ° C. or higher, more preferably at 140 ° C. or higher by using this component. Are, for example, p-hydroxystyrene, p-chlorostyrene, styrene, α-methylstyrene, fumaronitrile, monoisopropyl maleate, monotert-butyl maleate, ditert-maleate
Monomers such as -butyl, monocyclohexyl maleate, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-substituted phenylmaleimide, N-methylmaleimide and Nn-butylmaleimide are mentioned as more general ones.
本発明に係る樹脂は例えば下記一般式[III]又は[I
V]であらわすことが出来る。The resin according to the present invention includes, for example, the following general formula [III] or [I
V].
[式中、R1はメチル基、イソプロピル基、tert−ブチル
基、メトキシメチル基、イソプロポキシメチル基、テト
ラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリメ
チルシリル基、tert−ブトキシカルボニル基又はイソプ
ロポキシカルボニル基を表わし、R2は水素原子、ハロゲ
ン原子又はメチル基を表わし、R3は水素原子、p−ヒド
ロキシフェニル基、p−クロルフェニル基、フェニル
基、シアノ基又は−COOR7(但し、R7は炭素数3〜10の
分岐状又は環状のアルキル基、又は水素原子を表わ
す。)を表わし、R4及びR6は夫々独立して水素原子、メ
チル基又はハロゲン原子を表わし、R5は水素原子、シア
ノ基又は−COOR8(但し、R8は炭素数3〜10の分岐状又
は環状のアルキル基、又は水素原子を表わす)を表し、
R9は水素原子又は−COOR10(但し、R10は炭素数3〜10
の分岐状又は環状のアルキル基、又は水素原子を表わ
す。)を表わし、k及びlは夫々独立して自然数を表わ
す。] [式中、Xは酸素原子又はN−(CH2)q−R11(但
し、R11は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のア
ルキル基又は置換基を有していても良いフェニル基を表
わし、qは0又は自然数を表わす。)を表わし、l′及
びpは夫々独立して0又は自然数を表わし、R1,R2,R3,R
4,R5,R6,R9及びkは前記と同じ。] これら一般式[III]又は[IV]で表わされる化合物
は、本発明に係る樹脂の代表的なものであるが、本発明
に係る樹脂は勿論これらの化合物に限定されるものでは
ない。 Wherein R 1 represents a methyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a methoxymethyl group, an isopropoxymethyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a trimethylsilyl group, a tert-butoxycarbonyl group or an isopropoxycarbonyl group. R 2 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a methyl group; R 3 represents a hydrogen atom, a p-hydroxyphenyl group, a p-chlorophenyl group, a phenyl group, a cyano group or —COOR 7 (where R 7 is R 4 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a halogen atom, R 5 represents a hydrogen atom, A cyano group or —COOR 8 (where R 8 represents a branched or cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a hydrogen atom);
R 9 is a hydrogen atom or —COOR 10 (however, R 10 has 3 to 10 carbon atoms)
Represents a branched or cyclic alkyl group or a hydrogen atom. ), And k and l each independently represent a natural number. ] [Wherein, X represents an oxygen atom or a N- (CH 2) q-R 11 ( where, R 11 is have a linear, branched or cyclic alkyl group or a substituent having 1 to 10 carbon atoms Represents a good phenyl group, q represents 0 or a natural number.), L ′ and p each independently represent 0 or a natural number, and R 1 , R 2 , R 3 , R
4 , R 5 , R 6 , R 9 and k are the same as above. The compounds represented by the general formula [III] or [IV] are representative of the resin according to the present invention, but the resin according to the present invention is not limited to these compounds.
本発明に係る樹脂の具体例としては例えば、p−イソ
ポロポキシスチレンとα−メチルスチレン共重合体、p
−テトラヒドロピラニルオキシスチレンとp−ヒドロキ
シスチレン共重合体、p−tert−ブトキシスチレンとp
−ヒドロキシスチレン共重合体、p−tert−ブトキシカ
ルボニルオキシスチレンとマレイン酸モノシクロヘキシ
ルエステル共重合体、p−tert−ブトキシカルボニルオ
キシスチレンとα−メチルスチレン共重合体、p−tert
−ブトキシスチレンとフマロニトリル共重合体、p−メ
トキシメトキシスチレンとp−クロルスチレン共重合
体、p−メトキシメトキシスチレンとマレイン酸モノシ
クロヘキシルエステル及び無水マレイン酸との共重合
体、p−テトラヒドロフラニルオキシスチレンとN−メ
チルマレイミド共重合体、p−tert−ブトキシカルボニ
ルオキシスチレンとp−ヒドロキシスチレン及び無水マ
レイン酸との共重合体、p−テトラヒドロピラニルオキ
シスチレンとp−ヒドロキシスチレン及びフマロニトリ
ルとの共重合体、p−tert−ブトキシカルボニルオキシ
スチレンとp−ヒドロキシスチレン及びN−ブチルマレ
イミドとの共重合体、p−テトラヒドロピラニルオキシ
スチレンとp−ヒドロキシスチレン及びN−フェニルマ
レイミドとの共重合体等が挙げられるが、これ等に限定
されるものではない。Specific examples of the resin according to the present invention include, for example, p-isopoloxystyrene and α-methylstyrene copolymer,
-Tetrahydropyranyloxystyrene and p-hydroxystyrene copolymer, p-tert-butoxystyrene and p
-Hydroxystyrene copolymer, p-tert-butoxycarbonyloxystyrene and maleic acid monocyclohexyl ester copolymer, p-tert-butoxycarbonyloxystyrene and α-methylstyrene copolymer, p-tert
-Butoxystyrene and fumaronitrile copolymer, p-methoxymethoxystyrene and p-chlorostyrene copolymer, p-methoxymethoxystyrene and maleic acid monocyclohexyl ester and maleic anhydride copolymer, p-tetrahydrofuranyloxystyrene And N-methylmaleimide copolymer, copolymer of p-tert-butoxycarbonyloxystyrene with p-hydroxystyrene and maleic anhydride, copolymerization of p-tetrahydropyranyloxystyrene with p-hydroxystyrene and fumaronitrile Copolymer, copolymer of p-tert-butoxycarbonyloxystyrene with p-hydroxystyrene and N-butylmaleimide, copolymer of p-tetrahydropyranyloxystyrene with p-hydroxystyrene and N-phenylmaleimide, etc. Including but not limited to this, and the like.
本発明に係る樹脂は、上記特定の官能基を有する成分
(モノマー)1種又は2種以上と樹脂に耐熱性を付与す
る成分(モノマー)1種又は2種以上とを共重合体製造
法の常法に従って共重合させることにより容易に得るこ
とができる。即ち、上記特定の官能基を有する成分(モ
ノマー)1種又は2種以上と樹脂に耐熱性を付与する成
分(モノマー)1種又は2種以上とを例えばベンゼン、
トルエン等の有機溶媒中、ラジカル重合開始剤[例えば
アゾビスイソブチロニトリル 2,2′−アゾビス(2,4−
ジメチルワレロニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メ
チルプロピオン酸メチル)等のアゾ系重合開始剤や過酸
化ベンゾイル、過酸化ラウロイル等の過酸化物系重合開
始剤等]の存在下、窒素気流中50〜100℃で1〜10時間
重合反応させればよく、反応後は高分子化合物取得法の
常法に従って後処理を行ないこれを単離すればよい。The resin according to the present invention comprises a component (monomer) having one or more components having the above-mentioned specific functional group and one or more components (monomer) for imparting heat resistance to the resin. It can be easily obtained by copolymerizing according to a conventional method. That is, one or more components (monomers) having the specific functional group and one or more components (monomers) for imparting heat resistance to the resin are, for example, benzene,
In an organic solvent such as toluene, a radical polymerization initiator [for example, azobisisobutyronitrile 2,2'-azobis (2,4-
Dimethylvaleronitrile), azo-based polymerization initiators such as 2,2'-azobis (methyl 2-methylpropionate) and peroxide-based polymerization initiators such as benzoyl peroxide and lauroyl peroxide. The polymerization reaction may be carried out in a nitrogen stream at 50 to 100 ° C. for 1 to 10 hours, and after the reaction, post-treatment may be carried out according to a conventional method for obtaining a polymer compound, and this may be isolated.
本発明に係る樹脂は、また、市販のポリ(p−ビニル
フェノール)のような重合体に前記特定の官能基を化学
反応により適宜導入する方法によっても容易に得ること
ができることは言うまでもない。Needless to say, the resin according to the present invention can also be easily obtained by a method of appropriately introducing the specific functional group into a polymer such as commercially available poly (p-vinylphenol) by a chemical reaction.
本発明に係る樹脂の重量平均分子量(▲▼)は通
常1,000〜40,000程度、好ましくは3,000〜20,000程度で
ある。The weight average molecular weight (▲) of the resin according to the present invention is generally about 1,000 to 40,000, preferably about 3,000 to 20,000.
本発明で用いられる一般式[I]で示される感光性化
合物に於て、R▲1 0▼,R▲2 0▼,R▲3 0▼で示されるハロ
ゲン原子及びハロアルキル基のハロゲンとしては、塩
素,臭素,弗素,沃素が挙げられ、直鎖状,分枝状又は
環状のアルキル基のアルキル基、ハロアルキル基のアル
キル基、R▲7 0▼で示される直鎖状又は分枝状のアルキ
ル基のアルキル基、同じくR▲7 0▼で示されるアルキル
置換シリル基のアルキル基、同ハロアルキル基のアルキ
ル基、同アルコキシアルキル基のアルキル基及びアルコ
キシ基のアルキル基、同直鎖状又は分枝状のアルキルオ
キシカルボニル基のアルキル基及びR▲8 0▼で示される
直鎖状又は分枝状のアルキル基のアルキル基としては、
例えばメチル基,エチル基,プロピル基,ブチル基,ア
ミル基,ヘキシル基,オクチル基,デシル基等炭素数1
〜10のアルキル基が挙げられる。また、R▲4 0▼,R▲5 0
▼,R▲6 0▼で示されるハロゲン原子及びハロアルキル基
のハロゲンとしては塩素,臭素,弗素,沃素が挙げら
れ、直鎖状,分枝状又は環状のアルキル基のアルキル
基、ハロアルキル基のアルキル基及びR▲9 0▼で示され
る直鎖状又は分枝状のアルキル基のアルキル基として
は、例えばメチル基,エチル基,プロピル基,ブチル
基,アミル基,ヘキシル基,オクチル基,デシル基等炭
素数1〜10のアルキル基が挙げられる。At a photosensitive compound represented by the general formula [I] used in the present invention, R ▲ 1 0 ▼, halogen of R ▲ 2 0 ▼, halogen atoms and haloalkyl groups represented by R ▲ 3 0 ▼ is chlorine, bromine, fluorine, iodine and the like, linear, branched or cyclic alkyl group of the alkyl group, the alkyl group of the haloalkyl group, R ▲ 7 0 linear or branched alkyl represented by ▼ alkyl group, like R ▲ 7 0 ▼ alkyl group of the alkyl-substituted silyl group represented by the alkyl group of the haloalkyl group, the alkyl group of the alkyl group and alkoxy group of the alkoxyalkyl group, the linear or branched Examples of the linear or branched alkyl group of the alkyl group represented Jo of an alkyl group and R ▲ 8 0 ▼ alkyloxycarbonyl group,
For example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, amyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, etc.
And up to 10 alkyl groups. In addition, R ▲ 4 0 ▼, R ▲ 5 0
▼, R ▲ 6 0 ▼ halogen atom and chlorine as the halogen of the haloalkyl group represented by, bromine, fluorine, iodine and the like, linear, branched or cyclic alkyl group of the alkyl group, alkyl haloalkyl group Examples of the linear or branched alkyl group of the alkyl group represented by group and R ▲ 9 0 ▼, such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, amyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group An alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is exemplified.
本発明で用られる一般式[II]で示される感光性化合
物に於て、R▲10 0▼,R▲11 0▼,R▲12 0▼,R▲13 0▼で示
されるハロゲン原子及びハロアルキル基のハロゲンとし
ては、塩素,臭素,弗素,沃素が挙げられ、直鎖状,分
枝状又は環状のアルキル基のアルキル基、ハロアルキル
基のアルキル基、R▲20 0▼で示される直鎖状又は分枝
状のアルキル基のアルキル基、同じくR▲20 0▼で示さ
れるアルキル置換シリル基のアルキル基、同ハロアルキ
ル基のアルキル基、同アルコキシアルキル基のアルキル
基及びアルコキシ基のアルキル基、同直鎖状又は分枝状
のアルキルオキシカルボニル基のアルキル基及びR▲21
0▼で示される直鎖状又は分枝状のアルキル基のアルキ
ル基としては、例えばメチル基,エチル基,プロピル
基,ブチル基,アミル基,ヘキシル基,オクチル基,デ
シル基等炭酸数1〜10のアルキル基が挙げられる。ま
た、R▲14 0▼,R▲15 0▼,R▲16 0▼,R▲17 0▼,R▲18 0▼,
19R▲4 0▼で示されるハロゲン原子及びハロアルキル基
のハロゲンとしては塩素,臭素,弗素,沃素が挙げら
れ、直鎖状,分枝状又は環状のアルキル基のアルキル
基、ハロアルキル基のアルキル及びR▲22 0▼で示され
る直鎖状又は分枝状のアルキル基のアルキル基として
は、例えばメチル基,エチル基,プロピル基,ブチル
基,アミル基,ヘキシル基,オクチル基,デシル基等炭
素数1〜10のアルキル基が挙げられる。Xで示されるア
ルキレン基及び置換アルキレン基のアルキレン基として
は、例えばメチレン基,エチレン基,プロピレン基,ブ
チレン基,ペンチレン基,ヘキシレン基,オクチレン
基,デシレン基等炭素数1〜10のアルキレン基が挙げら
れ、シクロアルキレン基としては、例えばシクロプロピ
レン基,シクロペンチレン基,シクロヘキシレン基,シ
クロオクチレン基,シクロデシレン基等炭素数3〜10の
シクロアルキレン基が挙げられ、置換アルキレン基の置
換基としては、例えば塩素,臭素,弗素,沃素等のハロ
ゲン原子、例えばメチル基,エチル基,プロピル基,ブ
チル基,アミル基,ヘキシル基,オクチル基,デシル基
等炭素数1〜10のアルキル基等が挙げられる。At a photosensitive compound represented by the general formula [II] is use in the present invention, R ▲ 10 0 ▼, R ▲ 11 0 ▼, R ▲ 12 0 ▼, halogen atoms and haloalkyl represented by R ▲ 13 0 ▼ the halogen group, chlorine, bromine, fluorine, iodine and the like, linear, branched or cyclic alkyl group of the alkyl group, the alkyl group of the haloalkyl group, linear represented by R ▲ 20 0 ▼ or branched alkyl group of the alkyl group, like R ▲ 20 0 ▼ alkyl group of the alkyl-substituted silyl group represented by the alkyl group of the haloalkyl group, the alkyl group of the alkyl group and alkoxy group of the alkoxyalkyl group, the alkyl group linear or branched alkyloxycarbonyl group and R ▲ 21
As the alkyl group of the linear or branched alkyl group represented by 0 ▼, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, amyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, etc. And 10 alkyl groups. Also, R ▲ 14 0 ▼, R ▲ 15 0 ▼, R ▲ 16 0 ▼, R ▲ 17 0 ▼, R ▲ 18 0 ▼,
19R ▲ 4 0 chlorine as halogen halogen atoms and haloalkyl groups represented by ▼, bromine, fluorine, iodine and the like, linear, branched or cyclic alkyl group of the alkyl group, alkyl haloalkyl group and R ▲ the linear or branched alkyl group of the alkyl group represented 22 0 ▼, such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, amyl group, hexyl group, octyl group, decyl group carbon atoms And 1-10 alkyl groups. Examples of the alkylene group of the alkylene group and the substituted alkylene group represented by X include alkylene groups having 1 to 10 carbon atoms such as methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, octylene, and decylene. Examples of the cycloalkylene group include a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms such as a cyclopropylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a cyclooctylene group, and a cyclodecylene group. Examples thereof include halogen atoms such as chlorine, bromine, fluorine and iodine, and alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, butyl, amyl, hexyl, octyl and decyl. Is mentioned.
本発明者らは露光により酸を発生する感光性化合物に
ついて鋭意研究の途上、ベンゼンスルホン酸エステルの
スルホニル基のオルト位電子吸引基であるニトロ基を導
入すると、露光によりニトロ基の効果でスルホニル基が
励起されてスルホン酸エステルが解離しやすくなり、レ
ジスト膜に存在する水の影響で低露光量でニトロベンゼ
ンスルホン酸が効率良く生成することを見出し、本発明
を完成するに至った。The inventors of the present invention have been studying a photosensitive compound that generates an acid upon exposure.Introducing a nitro group, which is an ortho-electron withdrawing group of a sulfonyl group of a benzenesulfonic acid ester, introduces a sulfonyl group due to the effect of the nitro group upon exposure. Were excited to easily dissociate the sulfonic acid ester, and it was found that nitrobenzenesulfonic acid was efficiently produced at a low exposure dose under the influence of water present in the resist film, and the present invention was completed.
本発明で用いられる溶剤としては、樹脂と感光性化合
物の両者を溶解可能なものであれば何れにても良いが、
通常は365nm及び248.4nm付近に吸収を有しないものがよ
り好ましく用いられる。より具体的にはエチルセロソル
ブアセテート、メチルセロソルブアセテート、ジエチレ
ングリコールジメチルエーテル、乳酸エチル、乳酸メチ
ル、ジオキサン又はジエチレングリコールモノイソプロ
ピルエーテル等が挙げられるが勿論これ等に限定される
ものではない。The solvent used in the present invention may be any solvent that can dissolve both the resin and the photosensitive compound,
Usually, those having no absorption around 365 nm and 248.4 nm are more preferably used. More specifically, examples include, but are not limited to, ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethyl lactate, methyl lactate, dioxane, and diethylene glycol monoisopropyl ether.
本発明に係る樹脂は300nm以上の波長領域で光の吸収
がなく、365nmのi線光には極めて高い光透過性を有し
ている。また、酸発生剤についてもi線光でも酸が発生
する事が確認されており、化学増幅作用が利用出来る。
従って、本発明のレジスト材料は化学増幅方法を利用し
て低露光量のkrFエキシマレーザ光(248.4nm)やi線光
(365nm)を用いてパターン形成可能なレジスト材料で
ある。The resin according to the present invention does not absorb light in a wavelength region of 300 nm or more, and has extremely high light transmittance for i-line light of 365 nm. Also, it has been confirmed that an acid generator generates an acid even with i-ray light, and a chemical amplification action can be used.
Therefore, the resist material of the present invention is a resist material capable of forming a pattern using a low-exposure amount krF excimer laser beam (248.4 nm) or i-line light (365 nm) by utilizing a chemical amplification method.
「作用」 本発明の作用について説明すると、先ず、krFエキシ
マレーザ光、i線光等で露光された部位は例えば下記
(A)又は(B)で示される光反応に従って酸が発生す
る。"Operation" To explain the operation of the present invention, first, an acid is generated in a portion exposed to krF excimer laser light, i-ray light or the like according to, for example, a photoreaction shown in the following (A) or (B).
露光工程に続いて加熱処理すると下記(C)の反応式
に従って樹脂の官能基が酸により化学変化を受け、アル
カリ可溶性となり、現像の際、現像液に溶出してくる。 When heat treatment is performed after the exposure step, the functional group of the resin undergoes a chemical change by an acid according to the following reaction formula (C), becomes alkali-soluble, and elutes in a developing solution during development.
他方、未露光部は酸が発生しない為、加熱処理しても
化学変化は起らず、アルカリ可溶性基の発現はない。ま
た、樹脂自身の耐熱性が高い為、加熱処理時、樹脂の軟
化は認められない。このように本発明のレジスト材料を
用いてパターン形成を行った場合には露光部と未露光部
との間でアルカリ現像液に対して大きな溶解度差を生
じ、しかも、未露光部の樹脂が加熱処理時、軟化しない
のでその結果、良好なコントラストを有したポジ型のパ
ターンが形成される。また、前記反応式(C)で示され
るように露光で発生した酸は触媒的に作用する為、露光
は必要な酸を発生させるだけでよく、露光エネルギー量
の低減が可能となる。 On the other hand, since no acid is generated in the unexposed portion, no chemical change occurs even when heat treatment is performed, and no alkali-soluble group is expressed. Further, since the resin itself has high heat resistance, the resin is not softened during the heat treatment. Thus, when a pattern is formed using the resist material of the present invention, a large solubility difference in an alkali developing solution occurs between an exposed portion and an unexposed portion, and the resin in the unexposed portion is heated. Since it does not soften during processing, a positive pattern having good contrast is formed as a result. Further, as shown in the reaction formula (C), the acid generated by the exposure acts as a catalyst, so that the exposure only needs to generate the necessary acid, and the amount of exposure energy can be reduced.
[実施例] 以下に実施例、参考例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれ等により何ら制約を受けるもの
ではない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Reference Examples, but the present invention is not limited by these.
参考例 1. p−tert−ブトキシスチレン88g及びフマロニトリル3
9gを2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオン酸メチ
ル)の存在下、トルエン溶媒中、窒素気流下、90℃で2
時間重合反応させた。反応後、反応液をメタノール中に
注入させて晶析させ、析出晶を濾取、乾燥してp−tert
−ブトキシスチレン−フマロニトリル共重合体(▲
▼約10.000) 120gを得た。Reference Example 1. 88 g of p-tert-butoxystyrene and fumaronitrile 3
9 g in a toluene solvent in the presence of 2,2'-azobis (methyl 2-methylpropionate) under a nitrogen stream at 90 ° C.
The polymerization reaction was carried out for an hour. After the reaction, the reaction solution was poured into methanol for crystallization, and the precipitated crystals were collected by filtration, dried and p-tert-
-Butoxystyrene-fumaronitrile copolymer (▲
▼ About 10.000) 120 g were obtained.
実施例 1. 下記の組成から成るレジスト材料を調製した。Example 1. A resist material having the following composition was prepared.
p−tert−ブトキシスチレン− フマロニトリル共重合体 第1図を用いて上記レジスト材料を使用したパターン
形成方法を説明する。半導体等の基板1上に上記レジス
ト材料2を回転塗布し、90℃、90秒間ホットプレートで
ソフトベーク後、1.0μmの膜厚のレジスト材料膜を得
た(第1図(a))。次に248.4nmのkrFエキシマレーザ
光3をマスク4を介して選択的に露光した(第1図
(b))。そして130℃、90秒間ホットプレートでベー
ク後、アルカリ現像液(2.38%テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド水溶液)で60秒間現像することにより、
レジスト材料2の露光部のみを溶解除去し、ポジ型パタ
ーン2aを得た(第1図(c))。このレジスト材料膜
(1μm)の露光前後の紫外線分光曲線を第2図に示
す。露光前後の透過率はほとんど変化せず、露光後も約
65%と高い透過性を示している。また、この時のポジ型
パターンのアスペクト比は約87度の好形状の0.3μmラ
インアンドスペースパターンであった。更にこのレジス
ト材料膜(1μm)のγ特性を第3図に示す。この材料
は最小露光量21mJ/cm2という高感度であった。p-tert-butoxystyrene-fumaronitrile copolymer A pattern forming method using the above resist material will be described with reference to FIG. The resist material 2 was spin-coated on a substrate 1 such as a semiconductor and soft-baked on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to obtain a resist material film having a thickness of 1.0 μm (FIG. 1A). Next, 248.4 nm krF excimer laser light 3 was selectively exposed through a mask 4 (FIG. 1B). Then, after baking on a hot plate at 130 ° C. for 90 seconds, developing with an alkaline developer (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) for 60 seconds,
Only the exposed portions of the resist material 2 were dissolved and removed to obtain a positive pattern 2a (FIG. 1 (c)). FIG. 2 shows ultraviolet spectral curves of the resist material film (1 μm) before and after exposure. The transmittance before and after the exposure hardly changes, and even after the exposure
High transmittance of 65%. At this time, the aspect ratio of the positive pattern was a good-shaped 0.3 μm line and space pattern of about 87 degrees. FIG. 3 shows the γ characteristics of this resist material film (1 μm). This material had high sensitivity with a minimum exposure of 21 mJ / cm 2 .
実施例 2. 実施例1に於て樹脂を下記に示すスチレン系樹脂に変
更し、それ以外は実施例1と同様にしてレジスト材料を
調製し、実施例1と同様の実験を行った。Example 2 A resist material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the resin was changed to the following styrene-based resin in Example 1, and the same experiment as in Example 1 was performed.
p−tert−ブトキシスチレン− p−ヒドロキシスチレン共重合体(▲▼約13,00
0) その結果、実施例1と同様の良好な結果が得られた、
このレジスト材料を用いて得たポジ型パターンは約18mJ
/cm2の露光エネルギー量でパターン形成が可能であっ
た。p-tert-butoxystyrene-p-hydroxystyrene copolymer (▲ ▼ about 13,00
0) As a result, the same good results as in Example 1 were obtained.
Positive pattern obtained using this resist material is about 18mJ
A pattern could be formed with an exposure energy of / cm 2 .
実施例 3. 実施例1に於て感光性化合物を下記に示す化合物に変
更し、それ以外は実施例1と同様にしてレジスト材料を
調製し、実施例1と同様の実験を行った。Example 3 A resist material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive compound was changed to the following compound in Example 1, and the same experiment as in Example 1 was performed.
その結果、実施例1と同様の良好な結果が得られた。
このレジスト材料を用いてポジ型パターンは約15mJ/cm2
の露光エネルギー量でパターン形成が可能であった。 As a result, the same good results as in Example 1 were obtained.
Using this resist material, a positive pattern is about 15 mJ / cm 2
The pattern formation was possible with the exposure energy amount of.
実施例 4. 実施例2に於て感光性化合物を下記に示す化合物に変
更し、それ以外は実施例2と同様にしてレジスト材料を
調製し、実施例2と同様の実験を行った。Example 4 A resist material was prepared in the same manner as in Example 2 except that the photosensitive compound was changed to the following compound in Example 2, and the same experiment as in Example 2 was performed.
その結果、実施例2と同様の良好な結果が得られた。
このレジスト材料を用いて得たポジ型パターンは約12mJ
/cm2の露光エネルギー量でパターン形成が可能であっ
た。 As a result, the same good results as in Example 2 were obtained.
The positive pattern obtained using this resist material is about 12mJ
A pattern could be formed with an exposure energy of / cm 2 .
実施例 5. p−メトキシメトキシスチレン− マレイン酸系共重合体(▲▼約15,000) 上記の組成で調製されたレジスト材料を用いて実施例
1と同様の実験を行った。Example 5. p-Methoxymethoxystyrene-maleic acid copolymer (▲ 15,000) The same experiment as in Example 1 was performed using the resist material prepared with the above composition.
その結果、価値を有するものである。 As a result, it has value.
尚、本レジスト材料はi線光や遠紫外光、krFエキシ
マレーザ光で特に効果を発揮するが、電子線やΧ線でも
充分使用が可能である。The resist material is particularly effective for i-ray light, far ultraviolet light, and krF excimer laser light, but can be sufficiently used for electron beams and Χ rays.
第1図〜第3図は実施例1で得られた結果を示し、第1
図は本発明のレジスト材料を用いたパターン形成方法の
工程断面図、第2図は本発明のレジスト材料の紫外線分
光曲線図(但し、実線は露光前、破線は露光後)、第3
図は本発明のレジスト材料のγ特性図を示す。また第4
図は従来のレジスト材料を用いたパターン形成方法の工
程断面図、第5図は従来のレジスト材料の紫外線分光曲
線図(但し、実線は露光前、破線は露光後)、第6図は
従来のレジスト材料のγ特性図である。 1……基板、2……本発明のレジスト材料膜、3……kr
Fエキシマレーザ光、4……マスク、5……従来のレジ
スト材料膜、2a……本発明のレジスト材料膜で得られた
パターン、5a……従来のレジスト材料膜で得られたパタ
ーン。1 to 3 show the results obtained in Example 1, and FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a process for forming a pattern using the resist material of the present invention, FIG. 2 is an ultraviolet spectrum curve of the resist material of the present invention (the solid line is before exposure, and the broken line is after exposure);
The figure shows a γ characteristic diagram of the resist material of the present invention. The fourth
FIG. 5 is a cross-sectional view of a process for forming a pattern using a conventional resist material, FIG. 5 is an ultraviolet spectrum curve of the conventional resist material (solid line before exposure, broken line after exposure), and FIG. FIG. 4 is a γ characteristic diagram of a resist material. 1 ... substrate, 2 ... resist material film of the present invention, 3 ... kr
F excimer laser beam, 4... Mask, 5... Conventional resist material film, 2a... Pattern obtained by the resist material film of the present invention, 5a... Pattern obtained by the conventional resist material film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 桂二 埼玉県川越市大字的場1633番地 和光純 薬工業株式会社東京研究本部内 (56)参考文献 特開 昭61−3141(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 7/00 - 7/18──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Keiji Ohno Saitama Prefecture Kawagoe City, Ogata 1633 Wako Jun Pharmaceutical Co., Ltd. Tokyo Research Division (56) References JP-A-61-3141 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G03F 7/ 00-7/18
Claims (3)
アルカリ可溶性となる官能基を有する成分と樹脂に耐熱
性を付与する成分とから構成される耐熱性樹脂と、露光
により酸を発生する下記一般式[I]又は[II]で示さ
れる感光性化合物と、この両者を溶解可能な溶剤とを含
んで成ることを特徴とするレジスト材料。 [式中、R▲1 0▼、R▲2 0▼、R▲3 0▼は夫々独立して
水素原子、ハロゲン原子、直鎖状,分枝状又は環状のア
ルキル基、ハロアルキル基、−OR▲7 0▼(但し、R▲7 0
▼は直鎖状又は分枝状のアルキル基、アルキル置換シリ
ル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル
基、ハロアルキル基、アルコキシアルキル基、直鎖状又
は分枝状のアルキルオキシカルボニル基を表わす。)、
ニトロ基、ニトリル基、アミド基又は−COOR▲8 0▼(但
し、R▲8 0▼は直鎖状又は分枝状のアルキル基を表わ
す。)を表わし、R▲4 0▼、R▲5 0▼、R▲6 0▼は夫々
独立して水素原子、ハロゲン原子、直鎖状,分枝状又は
環状のアルキル基、ハロアルキル基、−OR▲9 0▼(但
し、R▲9 0▼は直鎖状又は分枝状のアルキル基を表わ
す。)、ニトロ基又はニトリル基を表わし、nは2〜4
の整数を表わす。] [式中、R▲10 0▼〜R▲13 0▼は夫々独立して水素原
子、ハロゲン原子、直鎖状,分枝状又は環状のアルキル
基、ハロアルキル基、−OR▲20 0▼(但し、R▲20 0▼は
直鎖状又は分枝状のアルキル基、アルキル置換シリル
基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル
基、ハロアルキル基、アルコキシアルキル基、直鎖状又
は分枝状のアルキルオキシカルボニル基を表わす。)、
ニトロ基、ニトリル基、アミド基又は−COOR▲21 0▼基
(但し、R▲21 0▼は直鎖状又は分枝状のアルキル基を
表わす。)を表わし、R▲14 0▼〜R▲19 0▼は夫々独立
して水素原子、ハロゲン原子、直鎖状,分枝状又は環状
のアルキル基、ハロアルキル基、−OR▲22 0▼(但し、
R▲22 0▼は直鎖状又は分枝状のアルキル基を表わ
す。)、ニトロ基又はニトリル基を表わし、Xは単結
合、酸素原子、−CH=N−基、アルキレン基、置換アル
キレン基又はシクロアルキレン基を表わし、m、n′は
夫々独立して1〜4の整数を表わす。]1. A heat-resistant resin composed of a component having a functional group that becomes alkali-soluble by undergoing a chemical change by heating in an acid atmosphere and a component that imparts heat resistance to the resin, and generates an acid upon exposure. A resist material comprising a photosensitive compound represented by the following general formula [I] or [II], and a solvent capable of dissolving both of them. Wherein, R ▲ 1 0 ▼, R ▲ 2 0 ▼, R ▲ 3 0 ▼ are independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a haloalkyl group, -OR ▲ 7 0 ▼ (however, R ▲ 7 0
▼ represents a linear or branched alkyl group, an alkyl-substituted silyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a haloalkyl group, an alkoxyalkyl group, or a linear or branched alkyloxycarbonyl group. ),
Nitro group, nitrile group, amide group or -COOR ▲ 8 0 ▼ (where, R ▲ 8 0 ▼ represents. A linear or branched alkyl group) represents, R ▲ 4 0 ▼, R ▲ 5 0 ▼, R ▲ 6 0 ▼ are independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a haloalkyl group, -OR ▲ 9 0 ▼ (where, R ▲ 9 0 ▼ is Represents a linear or branched alkyl group), a nitro group or a nitrile group, and n represents 2 to 4
Represents an integer. ] Wherein, R ▲ 10 0 ▼ ~R ▲ 13 0 ▼ are independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a haloalkyl group, -OR ▲ 20 0 ▼ (although , R ▲ 20 0 ▼ linear or branched alkyl group, an alkyl-substituted silyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, a haloalkyl group, an alkoxyalkyl group, a linear or branched alkyloxycarbonyl Represents a group.),
Nitro group, nitrile group, amide group or -COOR ▲ 21 0 ▼ group (wherein, R ▲ 21 0 ▼ represents. A linear or branched alkyl group) represents, R ▲ 14 0 ▼ ~R ▲ 190 0 ▼ are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a haloalkyl group, -OR ▲ 22 0 ▼ (however,
R ▲ 22 0 ▼ represents a linear or branched alkyl group. ), A nitro group or a nitrile group, X represents a single bond, an oxygen atom, a -CH = N- group, an alkylene group, a substituted alkylene group or a cycloalkylene group, and m and n 'each independently represent 1 to 4 Represents an integer. ]
アルカリ可溶性となる官能基を有する成分と樹脂に耐熱
性を付与する成分とから構成される耐熱性樹脂が下記一
般式[III] [式中、R1はメチル基、イソプロピル基、tert−ブチル
基、メトキシメチル基、イソプロポキシメチル基、テト
ラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリメ
チルシリル基、tert−ブトキシカルボニル基又はイソプ
ロポキシカルボニル基を表わし、R2は水素原子、ハロゲ
ン原子又はメチル基を表わし、R3は水素原子、p−ヒド
ロキシフェニル基、p−クロルフェニル基、フェニル
基、シアノ基又は−COOR7(但し、R7は炭素数3〜10の
分岐状又は環状のアルキル基、又は水素原子を表わ
す。)を表わし、R4及びR6は夫々独立して水素原子、メ
チル基又はハロゲン原子を表わし、R5は水素原子、シア
ノ基又は−COOR8(但し、R8は炭素数3〜10の分岐状又
は環状のアルキル基、又は水素原子を表わす。)を表わ
し、R9は水素原子又は−COOR10(但し、R10は炭素数3
〜10の分岐状又は環状のアルキル基、又は水素原子を表
わす。)を表わし、k及びlは夫々独立して自然数を表
わす]で示される樹脂である請求項(1)に記載のレジ
スト材料。2. A heat-resistant resin comprising a component having a functional group which becomes alkali-soluble by undergoing a chemical change upon heating in an acid atmosphere and a component which imparts heat resistance to the resin, has the following general formula [III]: Wherein R 1 represents a methyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a methoxymethyl group, an isopropoxymethyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a trimethylsilyl group, a tert-butoxycarbonyl group or an isopropoxycarbonyl group. R 2 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a methyl group; R 3 represents a hydrogen atom, a p-hydroxyphenyl group, a p-chlorophenyl group, a phenyl group, a cyano group or —COOR 7 (where R 7 is R 4 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a halogen atom, R 5 represents a hydrogen atom, A cyano group or —COOR 8 (where R 8 represents a branched or cyclic alkyl group having 3 to 10 carbon atoms or a hydrogen atom), and R 9 represents a hydrogen atom or —COOR 10 ( However, R 10 has 3 carbon atoms
Represents up to 10 branched or cyclic alkyl groups, or a hydrogen atom. ), And k and l each independently represent a natural number].
アルカリ可溶性となる官能基を有する成分と樹脂に耐熱
性を付与する成分とから構成される耐熱性樹脂が下記一
般式[IV] [式中、Xは酸素原子又はN−(CH2)q−R11(但し、
R11は炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキ
ル基又は置換基を有していても良いフェニル基を表わ
し、qは0又は自然数を表わす。)を表わし、1′及び
pは夫々独立して0又は自然数を表わし、R1,R2,R3,R4,
R5,R6,R9及びkは前記と同じ。]で示される樹脂である
請求項(1)に記載のレジスト材料。3. A heat-resistant resin composed of a component having a functional group which becomes alkali-soluble by undergoing a chemical change by heating in an acid atmosphere and a component which imparts heat resistance to the resin is represented by the following general formula [IV]: [In the formula, X is an oxygen atom or N- (CH 2 ) q-R 11 (provided that
R 11 represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a phenyl group which may have a substituent, and q represents 0 or a natural number. 1 ′ and p each independently represent 0 or a natural number, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 ,
R 5 , R 6 , R 9 and k are the same as above. The resist material according to claim 1, which is a resin represented by the formula:
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