JP3237702B2 - Negative photoresist composition using polymer having 1,2-diol structure and pattern forming method using the same - Google Patents

Negative photoresist composition using polymer having 1,2-diol structure and pattern forming method using the same

Info

Publication number
JP3237702B2
JP3237702B2 JP28821498A JP28821498A JP3237702B2 JP 3237702 B2 JP3237702 B2 JP 3237702B2 JP 28821498 A JP28821498 A JP 28821498A JP 28821498 A JP28821498 A JP 28821498A JP 3237702 B2 JP3237702 B2 JP 3237702B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
general formula
carbon atoms
hydrogen atom
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP28821498A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000122288A (en
Inventor
繁之 岩佐
勝美 前田
嘉一郎 中野
悦雄 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP28821498A priority Critical patent/JP3237702B2/en
Priority to US09/285,730 priority patent/US6146806A/en
Publication of JP2000122288A publication Critical patent/JP2000122288A/en
Priority to US09/668,275 priority patent/US6469197B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3237702B2 publication Critical patent/JP3237702B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子製造に
おけるフォトリソグラフィーに有用な技術に関し、詳し
くは、220nm以下の遠紫外光、特にArFエキシマ
レーザ光を露光光とするリソグラフィーに好適なネガ型
レジスト組成物およびそれを用いたパターン形成方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique useful for photolithography in the manufacture of semiconductor devices, and more particularly, to a negative resist suitable for lithography using far ultraviolet light of 220 nm or less, especially ArF excimer laser light as exposure light. The present invention relates to a composition and a pattern forming method using the composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスに代表されるハーフミク
ロンオ−ダ−の微細加工を必要とする各種電子デバイス
製造の分野では、デバイスのより一層の高密度、高集積
化の要求が高まっている。そのため、微細パタ−ン形成
のためのフォトリソグラフィー技術に対する要求がます
ます厳しくなっている。
2. Description of the Related Art In the field of manufacturing various electronic devices that require fine processing of a half-micron order represented by a semiconductor device, there is an increasing demand for higher density and higher integration of devices. Therefore, the demand for photolithography technology for forming fine patterns has become more and more severe.

【0003】パタ−ンの微細化を図る手段の一つとし
て、フォトレジストを用いてパタ−ンを形成する際に使
用する露光光の短波長化がある。そこで、256Mビッ
ト(加工寸法が0.25μm以下)DRAMの量産プロセ
スには、露光光源としてこれまでのi線(波長=365
nm)に変わり、より短波長のKrFエキシマレ−ザ
(波長=248nm)の利用が検討されている。
As one of means for miniaturizing a pattern, there is a method of shortening the wavelength of exposure light used when forming a pattern using a photoresist. Therefore, in a mass production process of a 256 Mbit DRAM (having a processing dimension of 0.25 μm or less), a conventional i-line (wavelength = 365) is used as an exposure light source.
nm), the use of a shorter wavelength KrF excimer laser (wavelength = 248 nm) is being studied.

【0004】また、さらに微細な加工技術を必要とする
1Gビット(加工寸法が0.18μm以下)以上の集積度
を持つDRAMの製造には、より短波長の光源が必要と
されており、ここでは現在ArFエキシマレ−ザ(19
3nm)を用いたフォトリソグラフィーの利用が考えら
れている。
In order to manufacture a DRAM having a degree of integration of 1 Gbit or more (processing size of 0.18 μm or less) requiring a finer processing technology, a light source having a shorter wavelength is required. Now, ArF excimer laser (19)
Use of photolithography using 3 nm) has been considered.

【0005】エキシマレーザを利用したリソグラフィー
は、レ−ザ発振の原料であるガスの寿命が短いこと、レ
−ザ装置自体が高価であるなどから、レ−ザのコストパ
フォ−マンスの向上を満たす必要がある。このため、加
工寸法の微細化に対応する高解像性に加え、高感度化へ
の要求も高い。
[0005] Lithography using an excimer laser satisfies the improvement of laser cost performance because the life of the gas used for laser oscillation is short and the laser device itself is expensive. There is a need. For this reason, in addition to high resolution corresponding to miniaturization of processing dimensions, there is a high demand for high sensitivity.

【0006】高感度なフォトレジストとして、感光剤で
ある光酸発生剤を利用する化学増幅型レジストが良く知
られている。化学増幅型レジストの特徴は、光照射によ
り含有成分である光酸発生剤から発生したプロトン酸
が、露光後の加熱処理によりレジストのベース樹脂等に
対し酸触媒反応を起こすことである。このようにして光
反応効率(一光子あたりの反応)が1未満の従来のレジ
ストに比べて飛躍的な高感度化を達成している。化学増
幅レジストの代表的な例としては、ポジ型レジストとし
て特開平2−27660号公報に記載されているトリフ
ェニルスルホニウム・ヘキサフルオロア−セナ−トとポ
リ(p−tert−ブトキシカルボニルオキシ−α−メ
チルスチレン)の組み合わせからなるレジストがある。
また、ネガ型レジストとしては、SPIEプロシーディ
ング(Proceeding ofSPIE)、108
6巻、34−47頁(1989年)にL.E.Boga
nらのポリビニルフェノ−ルとメラミン誘導体を組み合
わせたレジストが記載されている。
As a highly sensitive photoresist, a chemically amplified resist utilizing a photoacid generator as a photosensitive agent is well known. A characteristic of the chemically amplified resist is that a protonic acid generated from a photoacid generator, which is a component contained by light irradiation, causes an acid-catalyzed reaction with a base resin of the resist by heat treatment after exposure. In this way, the photoreaction efficiency (reaction per photon) is significantly higher than that of a conventional resist having less than 1. Representative examples of chemically amplified resists include triphenylsulfonium hexafluoroacetate and poly (p-tert-butoxycarbonyloxy-α) described in JP-A-2-27660 as positive resists. -Methylstyrene).
Examples of the negative resist include SPIE proceeding of SPIE, 108
6, pp. 34-47 (1989). E. FIG. Boga
and the like, which describe a combination of polyvinyl phenol and a melamine derivative.

【0007】g線、i線、KrFエキシマレーザ用のレ
ジストには、ノボラックやポリビニルフェノールなどベ
ンゼン環を有する樹脂が使用されてきた。しかし、ベン
ゼン環を有する樹脂は、ArFエキシマレーザ光等22
0nm以下の波長の光に対し、光吸収が極めて強い。よ
って、これらのレジストをArFエキシマレーザリソグ
ラフィーに用いると薄膜表面で大部分の露光光が吸収さ
れてしまう。その結果、露光光は基板まで透過しなくな
り微細なレジストパタ−ンの形成は出来ない。従って、
g線、i線、KrFエキシマレーザ用レジストに用いら
れてきた樹脂は、220nm以下の短波長光を用いたフ
ォトリソグラフィーに適用することはできない。
Resins having a benzene ring, such as novolak and polyvinyl phenol, have been used as resists for g-line, i-line, and KrF excimer laser. However, resins having a benzene ring are not suitable for ArF excimer laser light or the like.
Light absorption is extremely strong for light having a wavelength of 0 nm or less. Therefore, when these resists are used for ArF excimer laser lithography, most of the exposure light is absorbed on the surface of the thin film. As a result, the exposure light is not transmitted to the substrate, and a fine resist pattern cannot be formed. Therefore,
Resins used for g-line, i-line, and KrF excimer laser resists cannot be applied to photolithography using short-wavelength light of 220 nm or less.

【0008】一方、半導体製造用レジストに必要不可欠
なドライエッチング耐性は、g線、i線、KrFエキシ
マレーザ用レジストでは樹脂中のベンゼン環より得てい
た。そのため、ArFエキシマレーザ露光用レジストに
は、ベンゼン環を含まず且つエッチング耐性を有し、2
20nm以下の波長に対して透明なフォトレジスト材料
が必要となる。
On the other hand, dry etching resistance, which is indispensable for a resist for manufacturing a semiconductor, is obtained from a benzene ring in a resin for resists for g-line, i-line, and KrF excimer laser. Therefore, a resist for ArF excimer laser exposure does not contain a benzene ring and has etching resistance,
A transparent photoresist material is required for a wavelength of 20 nm or less.

【0009】ArFエキシマレーザ光(193nm)に
対し透明性を持ち、なおかつドライエッチング耐性を持
つポジ型レジストについては、ここ数年盛んに検討され
ている。それらのレジストは、脂環基を有する樹脂がベ
ース樹脂として用いられている。代表的な例としては、
アダマンチルメタクリレート単位を持つ共重合体[武智
ら、ジャ−ナル・オブ・フォトポリマ−・サイエンス・
アンド・テクノロジ−(Journal of Pho
topolymer Science andTech
nology)、5巻(3号)、439頁〜446頁
(1992年)]やイソボルニルメタクリレート単位を
持つ共重合体[R.D.アレン(R.D.Allen)
ら、ジャ−ナル・オブ・フォトポリマ−・サイエンス・
アンド・テクノロジ−(Journal of Pho
topolymer Science and Tec
hnology)、8巻(4号)、623頁〜636頁
(1995年)、および9巻(3号)、465頁〜47
4頁(1996年)]、カルボキシル化トリシクロデシ
ルメチルメタクリレート単位を持つ共重合体[前田ら、
SPIEプロシ−ディング(Proceeding o
f SPIE)、2724巻、377頁−398頁(1
996年)]等がある。
Positive resists which are transparent to ArF excimer laser light (193 nm) and have dry etching resistance have been actively studied in recent years. In these resists, a resin having an alicyclic group is used as a base resin. A typical example is
Copolymer having adamantyl methacrylate unit [Takechi et al., Journal of Photopolymer Science.
AND TECHNOLOGY (Journal of Pho
toppolymer Science andTech
No. 5, Vol. 3 (No. 3), pp. 439-446 (1992)] and copolymers having isobornyl methacrylate units [R. D. Allen (RD Allen)
Et al., Journal of Photopolymer Science
AND TECHNOLOGY (Journal of Pho
toppolymer Science and Tec
hnology), 8 (4), 623-636 (1995), and 9 (3), 465-47.
4 (1996)], a copolymer having a carboxylated tricyclodecylmethyl methacrylate unit [Maeda et al.,
SPIE Proceding
f SPIE), volume 2724, pages 377 to 398 (1
996)].

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、ArF
エキシマレーザリソグラフィーに代表される220nm
以下の短波長光用のフォトレジストにおいて、ドライエ
ッチング耐性と高解像性を用合わせたポジ型フォトレジ
ストはすでに知られている。しかし、ドライエッチング
耐性と高解像性を兼ね備えたネガ型のフォトレジストは
未だ見いだされていなかった。そこで、ArFエキシマ
レーザ光等の220nm以下の光を露光光に用いたリソ
グラフィーに使用可能なネガ型レジスト、すなわちAr
Fエキシマレーザ光等の220nm以下の光を露光光に
用いたリソグラフィー用のドライエッチング耐性、解像
性および基板密着性(微細なパターンが基板から剥がれ
にくい)を兼ね備えたネガ型レジストが切望されてい
る。
As described above, ArF
220 nm represented by excimer laser lithography
Among the following photoresists for short wavelength light, positive photoresists combining dry etching resistance and high resolution are already known. However, a negative photoresist having both dry etching resistance and high resolution has not been found yet. Therefore, a negative resist that can be used for lithography using light of 220 nm or less such as ArF excimer laser light as exposure light, that is, Ar resist
A negative resist having dry etching resistance, resolution, and substrate adhesion (a fine pattern is not easily peeled off from a substrate) for lithography using light of 220 nm or less such as an F excimer laser beam as exposure light has been eagerly desired. I have.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】発明者は上記の目的を達
成するため鋭意研究を行った結果、本発明を完成した。
すなわち、本発明のネガ型フォトレジスト組成物は、一
般式(1):
Means for Solving the Problems The inventor of the present invention has made intensive studies to achieve the above object, and has completed the present invention.
That is, the negative photoresist composition of the present invention has the general formula (1):

【0012】[0012]

【化18】 (一般式(1)において、R1は水素原子またはメチル
基、Gは3,4−ジヒドロキシトリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]
デシル基、3,4−ジヒドロキシ−ジメチルトリシクロ
[5.2.1.0 2,6 ]デシル基、3,4−ジヒドロキシテトラシ
クロ[4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ]ドデシルメチル基、3,4−ジ
ヒドロキシ−8−メチルテトラシクロ[4.4.0.1 2,5 .1
7,10 ]ドデシルメチル基、2,3−ジヒドロキシ−ノル
ボルニル−メチル基、2,3−ジヒドロキシ−5−メチ
ル−ノルボルニル−メチル基、ジヒドロキシアダマンチ
ル基、ジヒドロキシイソボニル基及びジヒドロキシイソ
ボルニル基から選択された少なくとも1種を表す。)で
表される単位を含有する重合体と、
Embedded image (In the general formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and G is 3,4-dihydroxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ]
Decyl group, 3,4-dihydroxy-dimethyltricyclo
[5.2.1.0 2,6 ] decyl group, 3,4-dihydroxytetracy
Black [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecyl methyl group, 3,4-di
Hydroxy-8-methyl-tetracyclo [4.4.0.1 2, 5 .1
7,10 ] dodecylmethyl group, 2,3-dihydroxy-nor
Bornyl-methyl group, 2,3-dihydroxy-5-methyl
Le-norbornyl-methyl group, dihydroxyadamanti
Group, dihydroxyisobonyl group and dihydroxyiso
Represents at least one member selected from a bornyl group . A) a polymer containing a unit represented by:

【0013】[0013]

【化19】 一般式(5): (一般式(5)において、R10は水素原子、炭素数1か
ら6のアルキル基または炭素数3から6のオキソアルキ
ル基を表す。)で表される官能基を含む化合物からなる
架橋剤と、露光により酸を発生する光酸発生剤とを含有
することを特徴とする。
Embedded image Formula (5): (In Formula (5), R 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an oxoalkyl group having 3 to 6 carbon atoms.) It is characterized by containing a crosslinking agent composed of a compound and a photoacid generator that generates an acid upon exposure.

【0014】また、本発明のレジストパターン形成方法
は、上記のネガ型フォトレジスト組成物を含む層を被加
工基板上に形成する工程と、180〜220nmの波長
の光で該層を所望のパターンに応じて露光する工程と、
ベークを行う工程と、非露光部を該被加工基板上から除
去する現像を行う工程とを含むことを特徴とする。
Further, the method of forming a resist pattern according to the present invention comprises the steps of forming a layer containing the above negative photoresist composition on a substrate to be processed, and forming the layer with a desired pattern with light having a wavelength of 180 to 220 nm. Exposing according to
The method includes a step of performing baking and a step of performing development for removing a non-exposed portion from the substrate to be processed.

【0015】本発明によれば、ネガ型フォトレジスト組
成物が透明性に優れ、かつ、これが硬化して得られるレ
ジストパターンに優れたドライエッチング耐性及び解像
性を得ることができ、ArFエキシマレーザ等の短波長
光を用いたリソグラフィー、特に半導体素子製造に必要
な微細パターン形成用に極めて好適な技術を提供するこ
とができる。
According to the present invention, an ArF excimer laser can be obtained in which a negative photoresist composition has excellent transparency, and a resist pattern obtained by curing the same can have excellent dry etching resistance and resolution. It is possible to provide a technique which is extremely suitable for lithography using short-wavelength light, such as for forming a fine pattern necessary for manufacturing a semiconductor element.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の組成物に含まれる重合体
が有するモノマー単位の構造を示す一般式(1)におい
て、Gは1,2−ジオール構造を持つ脂環基を表す。こ
の1,2−ジオール構造を持つ脂環基の例としては、一
般式(2)〜一般式(4)で表される脂環基等が挙げら
れ、これらの少なくとも1種を重合体中に含有させるこ
とができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the general formula (1) showing the structure of the monomer unit of the polymer contained in the composition of the present invention, G represents an alicyclic group having a 1,2-diol structure. Examples of the alicyclic group having a 1,2-diol structure include alicyclic groups represented by general formulas (2) to (4), and at least one of these is contained in a polymer. It can be contained.

【0017】[0017]

【化20】 (一般式(2)において、R2、R3は水素原子またはメ
チル基を表す。)
Embedded image (In the general formula (2), R 2 and R 3 represent a hydrogen atom or a methyl group.)

【0018】[0018]

【化21】 (一般式(3)において、R4は水素原子またはメチル
基を表す。)
Embedded image (In the general formula (3), R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group.)

【0019】[0019]

【化22】 (一般式(4)において、R5は水素原子またはメチル基
を表す。)本発明における一般式(1)のGとしては、
表1に示す3,4−ジヒドロキシトリシクロ[5.2.1.
02,6]デシル基、3,4−ジヒドロキシ−ジメチルトリ
シクロ[5.2.1.02,6]デシル基、3,4−ジヒドロキシテ
トラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシルメチル基、3,
4−ジヒドロキシ−8−メチルテトラシクロ[4.4.0.1
2,5.17,10]ドデシルメチル基、2,3−ジヒドロキシ−
ノルボルニル−メチル基、2,3−ジヒドロキシ−5−
メチル−ノルボルニル−メチル基、ジヒドロキシアダマ
ンチル基、ジヒドロキシイソボニル基及びジヒドロキシ
イソボルニル基から選択された少なくとも1種が用いら
れる。
Embedded image (In the general formula (4), R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group.) As G in the general formula (1) in the present invention,
3,4-dihydroxytricyclo [5.2.1.
0 2,6] decyl group, 3,4-dihydroxy - dimethyl tricyclo [5.2.1.0 2,6] decyl group, 3,4-dihydroxy-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecylmethyl Group, 3,
4-dihydroxy-8-methyltetracyclo [4.4.0.1
2,5 .1 7,10] dodecyl methyl group, 2,3-dihydroxy -
Norbornyl-methyl group, 2,3-dihydroxy-5-
Methyl-norbornyl-methyl group, dihydroxyadama
Ethyl group, dihydroxyisobonyl group and dihydroxy
At least one selected from isobornyl groups is used
It is.

【0020】[0020]

【表1】 このように1,2−ジオール構造を有する脂環基には水
酸基が二つ含まれる。水酸基は、一般式(5)で表され
る官能基を有する架橋剤と酸触媒存在下で下記反応式
(A)に示したように結合する性質がある。よって、
1,2−ジオール構造を有する重合体と架橋剤は、酸に
より架橋し、三次元網目構造を形成する。その結果、現
像液に不溶化する。つまり、本発明の一般式(1)で表
される単位を含有する重合体、一般式(5)で表される
官能基を有する架橋剤、および光酸発生剤の組み合わせ
からなるフォトレジスト組成物を薄膜化し、ArFエキ
シマレーザ光などのディープUV光で露光すると、露光
された領域において光酸発生剤から酸が生成し、さらに
加熱により酸が触媒となり重合体は架橋し、その結果、
露光部は現像液に対し不溶化しネガ型パターンを得るこ
とができる。さらに、1,2−ジオール構造を有する基
は水酸基を二つ有しているため、水酸基を一つしか有さ
ないモノオール構造を有する基に比べ架橋の度合いが大
きくなる。これにより、1,2−ジオール構造を有する
基を含有する重合体をネガ型レジストに用いる場合、架
橋不足に由来するパターンの変形が起こりにくい。ま
た、ジオール構造を有する基を含有する重合体は、基板
密着性向上作用がある極性基を2つ有するため、形成し
たレジストパターンは基板から剥がれにくい。
[Table 1] Thus, the alicyclic group having a 1,2-diol structure contains two hydroxyl groups. The hydroxyl group has a property of bonding as shown in the following reaction formula (A) in the presence of a crosslinking agent having a functional group represented by the general formula (5) and an acid catalyst. Therefore,
The polymer having a 1,2-diol structure and a crosslinking agent are crosslinked by an acid to form a three-dimensional network structure. As a result, it becomes insoluble in the developer. That is, a photoresist composition comprising a combination of a polymer containing a unit represented by the general formula (1), a crosslinking agent having a functional group represented by the general formula (5), and a photoacid generator according to the present invention. Is thinned, and exposed to deep UV light such as ArF excimer laser light, an acid is generated from the photoacid generator in the exposed area, and further, the acid becomes a catalyst by heating and the polymer is cross-linked. As a result,
The exposed portion is insolubilized in the developing solution to obtain a negative pattern. Furthermore, since the group having a 1,2-diol structure has two hydroxyl groups, the degree of crosslinking is greater than that of a group having a monol structure having only one hydroxyl group. Thus, when a polymer containing a group having a 1,2-diol structure is used for a negative resist, pattern deformation due to insufficient crosslinking hardly occurs. Further, since the polymer containing a group having a diol structure has two polar groups having an action of improving the adhesion to the substrate, the formed resist pattern is hard to be peeled off from the substrate.

【0021】[0021]

【化23】 本発明において、一般式(1)で表される単位を含む重
合体としては、下記一般式(6)〜一般式(8)で表さ
れるモノマー組成を有する重合体を挙げることができ、
これらの少なくとも1種を組成物の調製に用いることが
できる。
Embedded image In the present invention, examples of the polymer containing the unit represented by the general formula (1) include polymers having a monomer composition represented by the following general formulas (6) to (8).
At least one of these can be used in the preparation of the composition.

【0022】[0022]

【化24】 (一般式(6)において、R1、R2、R3、R6及びR8
はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を、R7
カルボキシル基を有する炭素数7〜13の有橋環式炭化
水素基を、R9は水素原子、炭素数1〜12の炭化水素
基または水酸基を有する炭素数2〜12の炭化水素基を
表す。また、x、y、zは各単位の組成比を示し、x+
y+z=1、0<x≦1、0≦y<1、0≦z<1を満
たす数である。また重合体の重量平均分子量は2000
〜200000である。)
Embedded image (In the general formula (6), R 1 , R 2 , R 3 , R 6 and R 8
Each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 7 represents a bridged cyclic hydrocarbon group having 7 to 13 carbon atoms having a carboxyl group, R 9 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or Represents a hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms having a hydroxyl group. Also, x, y, and z indicate the composition ratio of each unit, and x +
It is a number that satisfies y + z = 1, 0 <x ≦ 1, 0 ≦ y <1, and 0 ≦ z <1. The weight average molecular weight of the polymer is 2000
~ 200000. )

【0023】[0023]

【化25】 (一般式(7)において、R1、R4、R6及びR8は水素
原子またはメチル基を、R7はカルボキシル基を有する
炭素数7〜13の有橋環式炭化水素基を、R9は水素原
子、炭素数1〜12の炭化水素基または水酸基を有する
炭素数2〜12の炭化水素基を表す。また、k、m、n
は各単位の組成比を示し、k+m+n=1、0<k≦
1、0≦m<1、0≦n<1を満たす数である。また重
合体の重量平均分子量は2000〜200000であ
る。)
Embedded image (In the general formula (7), R 1 , R 4 , R 6 and R 8 represent a hydrogen atom or a methyl group, R 7 represents a carboxyl group-containing bridged cyclic hydrocarbon group having 7 to 13 carbon atoms, 9 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms having a hydroxyl group, and k, m, and n.
Represents the composition ratio of each unit, k + m + n = 1, 0 <k ≦
1, 0 ≦ m <1, 0 ≦ n <1. The weight average molecular weight of the polymer is 2,000 to 200,000. )

【0024】[0024]

【化26】 (一般式(8)において、R1、R5、R6及びR8は水素
原子またはメチル基を、R7はカルボキシル基を有する
炭素数7〜13の有橋環式炭化水素基を、R9は水素原
子、炭素数1〜12の炭化水素基または水酸基を有する
炭素数2〜12の炭化水素基を表す。また、k、m、n
は各単位の組成比を示し、k+m+n=1、0<k≦
1、0≦m<1、0≦n<1を満たす数である。また重
合体の重量平均分子量は2000〜200000であ
る。) なお、上記一般式(6)〜(8)はモノマー単位の繰り
返し単位構造を示すものではなく重合体のモノマー組成
を示し、x、y、z、k、l、mはそれぞれ重合体全体
におけるモノマー単位の組成比を表す。すなわち、上記
式中における各単位が所定の配列を形成する場合のみに
限定されず、例えばこれらモノマー単位のランダム重合
体でも、ブロック重合体でもよい。また、各単位の配列
は重合方法等によって変更可能である。
Embedded image (In the general formula (8), R 1 , R 5 , R 6 and R 8 represent a hydrogen atom or a methyl group, R 7 represents a carboxyl group-containing bridged cyclic hydrocarbon group having 7 to 13 carbon atoms, 9 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms having a hydroxyl group, and k, m, and n.
Represents the composition ratio of each unit, k + m + n = 1, 0 <k ≦
1, 0 ≦ m <1, 0 ≦ n <1. The weight average molecular weight of the polymer is 2,000 to 200,000. Note that the above general formulas (6) to (8) do not indicate the repeating unit structure of the monomer unit but indicate the monomer composition of the polymer, and x, y, z, k, l, and m each represent the entire polymer. Represents the composition ratio of monomer units. That is, the present invention is not limited only to the case where each unit in the above formula forms a predetermined sequence. For example, a random polymer or a block polymer of these monomer units may be used. The arrangement of each unit can be changed by a polymerization method or the like.

【0025】前記一般式(6)〜(8)におけるR7
カルボキシル基を有する炭素数7〜13の有橋環式炭化
水素基であり、具体的には表2に示すようなカルボキシ
トリシクロ[5.2.1.02,6]デシルメチル基、カルボキシ
トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、カルボキシアダマ
ンチル基、カルボキシノルボルニル基、カルボキシメチ
ルノルボルニル基、カルボキシイソボルニル基、カルボ
キシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシル基、カ
ルボキシメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17, 10]ドデ
シル基等が挙げられるが、これらだけに限定されるもの
ではない。パターニングのために、未露光のネガ型フォ
トレジストは現像液に溶解する必要がある。カルボキシ
ル基を有する脂環基はネガ型フォトレジストの現像液に
対する溶解速度を増大させる作用がある。また、脂環基
はドライエッチング耐性を向上させる作用がある。
R 7 in the above general formulas (6) to (8) is a bridged cyclic hydrocarbon group having 7 to 13 carbon atoms and having a carboxyl group. [5.2.1.0 2,6 ] decylmethyl group, carboxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, carboxyadamantyl group, carboxynorbornyl group, carboxymethylnorbornyl group, carboxyisobornyl group, carboxytetra cyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecyl group, a carboxymethyl tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7, 10] dodecyl group, and the like, to be limited only to these Absent. For patterning, the unexposed negative photoresist must be dissolved in a developer. The alicyclic group having a carboxyl group has an effect of increasing the dissolution rate of a negative photoresist in a developer. Further, the alicyclic group has an effect of improving dry etching resistance.

【0026】R9は水素原子、炭素数1〜12の炭化水
素基または水酸基を有する炭素数2〜12の炭化水素基
である。炭素数1〜12の炭化水素基としてはメチル
基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−
ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロヘキシ
ル基、ジメチルシクロヘキシル基、トリシクロ[5.2.1.
02,6]デシル基、アダマンチル基、ノルボニル基、イソ
ボルニル基、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシ
ル基等が挙げられるが、これらだけに限定されるもので
はない。また、水酸基を有する炭素数2〜12の炭化水
素基としてはヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル
基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシシクロヘキシル
基、ヒドロキシジメチルシクロヘキシル基、ヒドロキト
リシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、ヒドロキアダマンチ
ル基、ノヒドロキルボニル基、ヒドロキイソボルニル
基、ヒドロキテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシ
ル基等が挙げられるが、これらだけに限定されるもので
はない。ネガ型フォトレジストのベース樹脂は、パター
ンの解像のために現像液に対し良好な溶解性を持つ必要
がある。R9が水素原子の重合体は、カルボキシル基
(カルボン酸)を有するために現像液に対し良い溶解性
を有する。R9に炭化水素基を用いると、この炭化水素
基の導入率により重合体を適度な溶解速度に調整するこ
とができる。また、R 9の炭化水素基は、重合体のガラ
ス転移点や堅さの調整にも有効である。また、R9に水
酸基を有する炭素数2〜12の炭化水素基を用いると、
水酸基の架橋剤に対する高い反応性のため架橋効率を増
大する。また、水酸基によりフォトレジスト膜の基板に
対する密着性が向上する。
R9Is a hydrogen atom, a hydrocarbon having 1 to 12 carbon atoms
A C2-C12 hydrocarbon group having an amino group or a hydroxyl group
It is. As the hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, methyl
Group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-
Butyl group, isobutyl group, t-butyl group, cyclohexyl
Group, dimethylcyclohexyl group, tricyclo [5.2.1.
02,6Decyl, adamantyl, norbornyl, iso
Bornyl group, tetracyclo [4.4.0.12,5.17,10] Dodeci
But are not limited thereto.
There is no. Also, a hydrocarbon having 2 to 12 carbon atoms having a hydroxyl group.
Hydroxyethyl group, hydroxypropyl
Group, hydroxybutyl group, hydroxycyclohexyl
Group, hydroxydimethylcyclohexyl group, hydroxy
Licyclo [5.2.1.02,6] Decyl group, hydroxyadamanti
Group, nohydrocarbonyl group, hydroxyisobornyl
Group, hydroxytetracyclo [4.4.0.12,5.17,10] Dodeci
But are not limited thereto.
There is no. The base resin of the negative photoresist is
Must have good solubility in developing solution to resolve
There is. R9Is a carboxyl group
Good solubility in developer due to (carboxylic acid)
Having. R9When a hydrocarbon group is used for
The polymer can be adjusted to an appropriate dissolution rate by the
Can be. Also, R 9The hydrocarbon group of the polymer is
It is also effective in adjusting the transition point and hardness. Also, R9Water
When using a hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms having an acid group,
Increased crosslinking efficiency due to high reactivity of hydroxyl group to crosslinking agent
Great. In addition, due to the hydroxyl group, the photoresist film substrate
Adhesion to the substrate is improved.

【0027】[0027]

【表2】 本発明のネガ型フォトレジスト組成物の一般式(1)で
表される単位を含む重合体は、例えば、乾燥テトラヒド
ロフラン中、不活性ガス(アルゴン、窒素など)雰囲気
下、適当な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(AIBN))を加えて50〜70℃で
0.5〜12時間加熱攪拌することにより得ることがで
きる。一般式(1)で表される単位を含む重合体である
一般式(6)〜(8)で表される重合体の共重合比は、
モノマーの仕込み割合などの重合条件を選定することに
より任意の共重合比の重合体を得ることができる。な
お、この方法については、特願平10−093499号
の明細書中にも記載されている。
[Table 2] The polymer containing the unit represented by the general formula (1) of the negative photoresist composition of the present invention can be prepared, for example, by adding a suitable radical polymerization initiator in an atmosphere of an inert gas (eg, argon or nitrogen) in dry tetrahydrofuran. (E.g., azobisisobutyronitrile (AIBN)), and can be obtained by heating and stirring at 50 to 70C for 0.5 to 12 hours. The copolymerization ratio of the polymers represented by the general formulas (6) to (8), which are the polymers containing the unit represented by the general formula (1), is as follows:
A polymer having an arbitrary copolymerization ratio can be obtained by selecting polymerization conditions such as the proportion of charged monomers. Note that this method is also described in the specification of Japanese Patent Application No. 10-093499.

【0028】また、本発明におけるネガ型フォトレジス
ト組成物の重合体の重量平均分子量は1000〜500
000であり、より好ましくは5000〜200000
である。これは、分子量が低すぎると重合体はガラス転
移点が低くくなりレジストとして扱いにくくなり、また
分子量が高すぎると基板上に均一な膜を形成しにくくな
る場合があるからである。
The weight average molecular weight of the polymer of the negative photoresist composition of the present invention is from 1,000 to 500.
000, more preferably 5,000 to 200,000
It is. This is because if the molecular weight is too low, the polymer will have a low glass transition point, making it difficult to handle as a resist, and if the molecular weight is too high, it may be difficult to form a uniform film on the substrate.

【0029】本発明において、前記一般式(5)で表さ
れる基を含む化合物として、下記一般式(9)〜(1
2)で表される化合物を用いることができる。
In the present invention, as the compound containing a group represented by the general formula (5), the following general formulas (9) to (1)
The compound represented by 2) can be used.

【0030】[0030]

【化27】 (一般式(9)において、R10は水素原子、炭素数1か
ら6のアルキル基(具体的にはメチル基、エチル基、プ
ロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、
ターシャルブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等を表す
がこれだけに限定されるものではない。)または炭素数
3から6のオキソアルキル基(具体的にはβ―オキソプ
ロピル基、β−オキソブチル基、β―オキソヘプチル
基、β−オキソヘキシル基等を表すがこれだけに限定さ
れるものではない。)を表し、a1=1,2、a2=1,
2、b1=0,1、b2=0,1、a1+b1=2、a2
2=2である。)
Embedded image (In the general formula (9), R 10 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group,
A tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group and the like are shown, but not limited thereto. ) Or an oxoalkyl group having 3 to 6 carbon atoms (specifically, a β-oxopropyl group, a β-oxobutyl group, a β-oxoheptyl group, a β-oxohexyl group, or the like, but is not limited thereto. ), A 1 = 1,2, a 2 = 1,
2, b 1 = 0,1, b 2 = 0,1, a 1 + b 1 = 2, a 2 +
b 2 = 2. )

【0031】[0031]

【化28】 (一般式(10)において、R10は水素原子、炭素数1
から6のアルキル基(具体的にはメチル基、エチル基、
プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル
基、ターシャルブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等を
表すがこれだけに限定されるものではない。)または炭
素数3から6のオキソアルキル基(具体的にはβ―オキ
ソプロピル基、β−オキソブチル基、β―オキソヘプチ
ル基、β−オキソヘキシル基等を表すがこれだけに限定
されるものではない。)を、R11は水素原子、水酸基、
炭素数1から6のアルコキシ基(具体的にはメトキシ
基、エトキシ基、プロピロキシ基、イソプロピロキシ
基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ターシャルブトキシ
基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等を表すがこ
れだけに限定されるものではない。)または炭素数3か
ら6のオキソアルキルオキシ基(具体的にはβ―オキソ
プロポキシ基、β−オキソブトキシ基、β―オキソヘプ
チルオキシ基、β−オキソヘキシルオキシ基等を表すが
これだけに限定されるものではない。)を表す。)
Embedded image (In the general formula (10), R 10 is a hydrogen atom and has 1 carbon atom.
To 6 alkyl groups (specifically, a methyl group, an ethyl group,
A propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group and the like are shown, but not limited thereto. ) Or an oxoalkyl group having 3 to 6 carbon atoms (specifically, a β-oxopropyl group, a β-oxobutyl group, a β-oxoheptyl group, a β-oxohexyl group, or the like, but is not limited thereto. ), R 11 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group,
An alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms (specifically, a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, an isopropyloxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, a tert-butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, etc. It is not limited.) Or an oxoalkyloxy group having 3 to 6 carbon atoms (specifically, β-oxopropoxy group, β-oxobutoxy group, β-oxoheptyloxy group, β-oxohexyloxy group, etc. , But is not limited to this.) )

【0032】[0032]

【化29】 (一般式(11)において、R10は水素原子、炭素数1
から6のアルキル基(具体的にはメチル基、エチル基、
プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル
基、ターシャルブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等を
表すがこれだけに限定されるものではない。)または炭
素数3から6のオキソアルキル基(具体的にはβ―オキ
ソプロピル基、β−オキソブチル基、β―オキソヘプチ
ル基、β−オキソヘキシル基等を表すがこれだけに限定
されるものではない。)を、R11は水素原子、水酸基も
しくは炭素数1から6のアルコキシ基(具体的にはメト
キシ基、エトキシ基、プロピル基、イソプロピル基、ブ
トキシ基、イソブトキシ基、ターシャルブトキシ基、ペ
ンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等を表すがこれだけ
に限定されるものではない。)または炭素数3から6の
オキソアルキルオキシ基(具体的にはβ―オキソプロピ
ル基、β−オキソブチル基、β―オキソヘプチル基、β
−オキソヘキシル基等を表すがこれだけに限定されるも
のではない。)を、R12は酸素原子、硫黄原子、炭素数
1から3のアルキレン基(具体的にはメチレン基、エチ
レン基、プロピレン基、1−メチルエチレン基等を表す
がこれだけに限定されるものではない。)またはヒドロ
キシメチレン基を表す。)
Embedded image (In the general formula (11), R 10 is a hydrogen atom and has 1 carbon atom.
To 6 alkyl groups (specifically, a methyl group, an ethyl group,
A propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group and the like are shown, but not limited thereto. ) Or an oxoalkyl group having 3 to 6 carbon atoms (specifically, a β-oxopropyl group, a β-oxobutyl group, a β-oxoheptyl group, a β-oxohexyl group, or the like, but is not limited thereto. ), R 11 is a hydrogen atom, a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms (specifically, methoxy, ethoxy, propyl, isopropyl, butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, pentyloxy) Represents, but is not limited to, a hexyloxy group and the like, or an oxoalkyloxy group having 3 to 6 carbon atoms (specifically, a β-oxopropyl group, a β-oxobutyl group, a β-oxoheptyl). Group, β
Represents an oxohexyl group or the like, but is not limited thereto. ), And R 12 represents an oxygen atom, a sulfur atom, an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms (specifically, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a 1-methylethylene group or the like, but is not limited thereto. Not present) or a hydroxymethylene group. )

【0033】[0033]

【化30】 (一般式(12)において、R10は水素原子、炭素数1
から6のアルキル基(具体的にはメチル基、エチル基、
プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル
基、ターシャルブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等を
表すがこれだけに限定されるものではない。)または炭
素数3から6のオキソアルキル基(具体的にはβ―オキ
ソプロピル基、β−オキソブチル基、β―オキソヘプチ
ル基、β−オキソヘキシル基等を表すがこれだけに限定
されるものではない。)を、R13は水素原子、メチル基
またはエチル基を表す。) 本発明のネガ型フォトレジスト組成物の架橋剤である一
般式(9)で表される化合物において、例えばR10が水
素原子であるメチロール尿素は、尿素をホルムアルデヒ
ドにてメチロール化することにより合成可能である。ま
た、一般式(9)においてR10がアルキル基もしくはオ
キソアルキル基である化合物は、メチロール尿素を対応
するアルコールにより処理することにより得ることがで
きる。
Embedded image (In the general formula (12), R 10 is a hydrogen atom and has 1 carbon atom.
To 6 alkyl groups (specifically, a methyl group, an ethyl group,
A propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group and the like are shown, but not limited thereto. ) Or an oxoalkyl group having 3 to 6 carbon atoms (specifically, a β-oxopropyl group, a β-oxobutyl group, a β-oxoheptyl group, a β-oxohexyl group, or the like, but is not limited thereto. ), And R 13 represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group. In the compound represented by the general formula (9), which is a cross-linking agent for the negative photoresist composition of the present invention, for example, methylol urea in which R 10 is a hydrogen atom is synthesized by methylating urea with formaldehyde. It is possible. Further, a compound in which R 10 is an alkyl group or an oxoalkyl group in the general formula (9) can be obtained by treating methylol urea with a corresponding alcohol.

【0034】例えば、メタノールで処理するとジメチル
化メチロール尿素[一般式(9)においてR10がメチル
基(炭素数1のアルキル基)であるもの。]、エタノー
ルで処理するとジエチル化メチロール尿素[一般式
(9)においてR10がエチル基(炭素数2のアルキル
基)であるもの。]、イソブタノールで処理するとジイ
ソブチル化メチロール尿素[一般式(9)においてR10
がイソブチル基(炭素数4のアルキル基)であるも
の。]、2−オキソプロパノール(別名ヒドロキシアセ
トン)で処理するとジ−β−オキソプロピル化メチロー
ル尿素[一般式(9)においてR10がβ−オキソプロピ
ル基(炭素数3のオキソアルキル基)であるもの。]を
得ることができる。
For example, when treated with methanol, dimethylated methylol urea [where R 10 in the general formula (9) is a methyl group (an alkyl group having 1 carbon atom)]. ], When treated with ethanol, diethylated methylol urea [in the general formula (9), R 10 is an ethyl group (an alkyl group having 2 carbon atoms)]. ], When treated with isobutanol, diisobutylated methylol urea [R 10 in the general formula (9)]
Is an isobutyl group (an alkyl group having 4 carbon atoms). ], When treated with 2-oxopropanol (also called hydroxyacetone), di-β-oxopropylated methylol urea [in the general formula (9), R 10 is a β-oxopropyl group (an oxoalkyl group having 3 carbon atoms)]. . ] Can be obtained.

【0035】また、一般式(10)で表される化合物に
おいて、例えば一般式(10)においてR10が水素原
子、R11が水素原子である1,3−ビス(ヒドロキシメ
チル)エチレンユリア(別名1,3−ジメチロールイミ
ダゾリドン−2)は、尿素とエチレンジアミン、ホルム
アルデヒドを反応させることにより得ることができる。
また、一般式(10)においてR10がアルキル基もしく
はオキソアルキル基、R 11が水素原子である化合物は、
1,3−ビス(ヒドロキシメチル)エチレンユリアを対
応するアルコールにより処理することにより得ることが
できる。
The compound represented by the general formula (10)
In the general formula (10), for example, RTenIs a hydrogen source
Child, R11Is a hydrogen atom.
Chill) ethylene urea (also known as 1,3-dimethylolimi)
Dazolidone-2) is composed of urea, ethylenediamine and form
It can be obtained by reacting an aldehyde.
In the general formula (10), RTenIs an alkyl group or
Is an oxoalkyl group, R 11Is a hydrogen atom,
1,3-bis (hydroxymethyl) ethyleneurea vs.
Can be obtained by treatment with the corresponding alcohol
it can.

【0036】例えば、メタノールで処理すると1,3−
ビス(メトキシメチル)エチレンユリア[一般式(1
0)においてR10がメチル基(炭素数1のアルキル
基)、R11が水素原子であるもの。]、エタノールで処
理すると1,3−ビス(エトキシメチル)エチレンユリ
ア[一般式(10)においてR10がエチル基(炭素数2
のアルキル基)、R11が水素原子であるもの。]、イソ
ブタノールで処理すると1,3−ビス(イソブトキシメ
チル)エチレンユリア[一般式(10)においてR10
イソブチル基(炭素数4のアルキル基)、R11が水素原
子であるもの。]、2−オキソプロパノール(別名ヒド
ロキシアセトン)で処理すると1,3−ビス(β−オキ
ソプロポキシメチル)エチレンユリア[一般式(10)
においてR10が2−オキソプロピル基(炭素数3のオキ
ソアルキル基)、R11が水素原子であるもの。]を得る
ことができる。
For example, when treated with methanol, 1,3-
Bis (methoxymethyl) ethylene urea [General formula (1
0) wherein R 10 is a methyl group (alkyl group having 1 carbon atom) and R 11 is a hydrogen atom. ], When treated with ethanol, 1,3-bis (ethoxymethyl) ethylene urea [In the general formula (10), R 10 is an ethyl group (2 carbon atoms)
And R 11 is a hydrogen atom. And 1,3-bis (isobutoxymethyl) ethylene urea when treated with isobutanol [in the general formula (10), R 10 is an isobutyl group (alkyl group having 4 carbon atoms), and R 11 is a hydrogen atom. And 2-oxopropanol (also called hydroxyacetone) to give 1,3-bis (β-oxopropoxymethyl) ethyleneurea [general formula (10)
Wherein R 10 is a 2-oxopropyl group (an oxoalkyl group having 3 carbon atoms), and R 11 is a hydrogen atom. ] Can be obtained.

【0037】また、一般式(10)においてR10が水素
原子、R11が水酸基である1,3−ビス(ヒドロキシメ
チル)−4,5−ビス(ヒドロキシ)エチレンユリア
(別名1,3−ジメチロール−4,5−ジヒドロキシイ
ミダゾリドン−2)は、尿素とグリオキザールを反応さ
せた後、ホルムアルデヒドでメチロール化することによ
り合成可能である。また、一般式(10)においてR10
がアルキル基もしくはオキソアルキル基、R11がアルコ
キシ基もしくはオキソアルコキシ基である化合物は、
1,3−ビス(ヒドロキシメチル)−4,5−ビス(ヒ
ドロキシ)エチレンユリアを対応するアルコールにより
処理することにより得ることができる。
In the general formula (10), 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-bis (hydroxy) ethylene urea (also called 1,3-dimethylol) wherein R 10 is a hydrogen atom and R 11 is a hydroxyl group -4,5-dihydroxyimidazolidone-2) can be synthesized by reacting urea with glyoxal and then methylolating with formaldehyde. In the general formula (10), R 10
Is an alkyl group or an oxoalkyl group, and the compound wherein R 11 is an alkoxy group or an oxoalkoxy group is
It can be obtained by treating 1,3-bis (hydroxymethyl) -4,5-bis (hydroxy) ethyleneurea with the corresponding alcohol.

【0038】例えば、メタノールで処理すると1,3−
ビス(メトキシメチル)−4,5−ビス(メトキシ)エ
チレンユリア[一般式(10)においてR10がメチル基
(炭素数1のアルキル基)、R11がメトキシ基(炭素数
1のアルコキシ基)であるもの。]、またエタノールで
処理すると1,3−ビス(エトキシメチル)−4,5−
ビス(エトキシ)エチレンユリア[一般式(10)にお
いてR10がエチル基(炭素数2のアルキル基)、R11
エトキシ基(炭素数2のアルコキシ基)であるも
の。]、イソプロパノールで処理すると1,3−ビス
(イソプロポキシメチル)−4,5−ビス(イソプロポ
キシ)エチレンユリア[一般式(10)においてR10
イソプロピル基(炭素数3のアルキル基)、R11がプロ
ピルオキシ基(炭素数3のアルコキシ基)であるも
の。]、ターシャルブタノールで処理すると1,3−ビ
ス(ターシャルブトキシメチル)−4,5−ビス(ター
シャルブトキシ)エチレンユリア[一般式(5)におい
てR10がターシャルブチル基(炭素数4のアルキル
基)、R11がターシャルブトキシ基(炭素数4のアルコ
キシ基)であるもの。]、2−オキソプロパノール(別
名ヒドロキシアセトン)で処理すると1,3−ビス(β
−オキソプロポキシメチル)−4,5−ビス(β−オキ
ソプロポキシ)エチレンユリア[一般式(10)におい
てR10がβ−オキソプロピロピル基(炭素数3のオキソ
アルキル基)、R11がβ−オキソプロピロキシ基(炭素
数3のオキソアルコキシ基)であるもの。]を得ること
ができる。
For example, when treated with methanol, 1,3-
Bis (methoxymethyl) -4,5-bis (methoxy) ethyleneurea [In the general formula (10), R 10 is a methyl group (an alkyl group having 1 carbon atom), and R 11 is a methoxy group (an alkoxy group having 1 carbon atom) What is. And treatment with ethanol gives 1,3-bis (ethoxymethyl) -4,5-
Bis (ethoxy) ethylene urea [in the formula (10), R 10 is an ethyl group (an alkyl group having 2 carbon atoms), and R 11 is an ethoxy group (an alkoxy group having 2 carbon atoms). ], When treated with isopropanol, 1,3-bis (isopropoxymethyl) -4,5-bis (isopropoxy) ethyleneurea [In the general formula (10), R 10 is an isopropyl group (an alkyl group having 3 carbon atoms); 11 is a propyloxy group (alkoxy group having 3 carbon atoms). ], When treated with tert-butanol, 1,3-bis (tert-butoxymethyl) -4,5-bis (tert-butoxy) ethyleneurea [In the general formula (5), R 10 is a tert-butyl group (4 carbon atoms) And R 11 is a tert-butoxy group (alkoxy group having 4 carbon atoms). ], 2-oxopropanol (also known as hydroxyacetone) gives 1,3-bis (β
-Oxopropoxymethyl) -4,5-bis (β-oxopropoxy) ethylene urea [In the general formula (10), R 10 is a β-oxopropoxypyryl group (an oxoalkyl group having 3 carbon atoms), and R 11 is a β -An oxopropoxy group (an oxoalkoxy group having 3 carbon atoms); ] Can be obtained.

【0039】また、一般式(11)で表される化合物
は、例えば一般式(11)においてR 10、R11が水素原
子、R12がメチレン基である1,3―ビス(ヒドロキシ
メチル)―テトラヒドロー2(1H)ピリミジノンの場
合、尿素とプロピレンジアミンを反応させ、さらにホル
ムアルデヒドと反応させることにより得ることができ
る。また、一般式(11)においてR10がアルキル基、
11が水素原子、R12がメチレン基である場合は、1,
3―ビス(ヒドロキシメチル)―テトラーヒドロ−2
(1H)ピリミジノンを対応するアルコールにより処理
することにより得ることができる。
Further, a compound represented by the general formula (11)
Is, for example, R in the general formula (11) Ten, R11Is a hydrogen source
Child, R12Is a methylene group, 1,3-bis (hydroxy
Methyl) -tetrahydro-2 (1H) pyrimidinone
Urea and propylene diamine,
Can be obtained by reacting with
You. In the general formula (11), RTenIs an alkyl group,
R11Is a hydrogen atom, R12Is a methylene group,
3-bis (hydroxymethyl) -tetra-hydro-2
(1H) Pyrimidinone treated with corresponding alcohol
Can be obtained.

【0040】例えば、メタノールで処理するとジメチル
化1,3―ビス(ヒドロキシメチル)―テトラヒドロー
2(1H)ピリミジノン[一般式(11)においてR10
がメチル基(炭素数2のアルキル基)、R11が水素原
子、R12がメチレン基(炭素数1のアルキレン基)であ
るもの。]、エタノールで処理するとジエチル化1,3
―ビス(ヒドロキシメチル)―テトラヒドロー2(1
H)ピリミジノン[一般式(11)においてR10がエチ
ル基(炭素数2のアルキル基)、R11が水素原子、R12
がメチレン基水素原子(炭素数1のアルキレン基)であ
るもの。]、イソブタノールで処理するとブチル化1,
3―ビス(ヒドロキシメチル)―テトラヒドロー2(1
H)ピリミジノン[一般式(11)においてR10がイソ
ブチル基(炭素数4のアルキル基)、R11が水素原子、
12がメチレン基(炭素数1のアルキレン基))である
もの。]を得ることができる。
For example, when treated with methanol, dimethylated 1,3-bis (hydroxymethyl) -tetrahydro-2 (1H) pyrimidinone [R 10 in general formula (11)]
Is a methyl group (an alkyl group having 2 carbon atoms), R 11 is a hydrogen atom, and R 12 is a methylene group (an alkylene group having 1 carbon atom). ], Treated with ethanol to give diethylated 1,3
-Bis (hydroxymethyl) -tetrahydro-2 (1
H) Pyrimidinone [In the general formula (11), R 10 is an ethyl group (an alkyl group having 2 carbon atoms), R 11 is a hydrogen atom, R 12
Is a methylene hydrogen atom (alkylene group having 1 carbon atom). ], Butylated with isobutanol,
3-bis (hydroxymethyl) -tetrahydro-2 (1
H) pyrimidinone [In the general formula (11), R 10 is an isobutyl group (an alkyl group having 4 carbon atoms), R 11 is a hydrogen atom,
Those wherein R 12 is a methylene group (alkylene group having 1 carbon atom)). ] Can be obtained.

【0041】また、一般式(11)においてR10、R11
が水素原子、R12が酸素原子であるジメチロールウロン
は、尿素とその4倍モルのホルムアルデヒドを反応させ
ることにより得ることができる。また、R10、R11が水
素原子、R12がヒドロキシメチレン基である1,3―ビ
ス(ヒドロキシメチル)―テトラヒドロー5―ヒドロキ
シー2(H)ピリミジノンは、尿素と2−ヒドロキシプ
ロピレンジアミンと反応させ、さらにホルムアルデヒド
と反応させることにより得ることができる。
In the general formula (11), R 10 and R 11
Is a hydrogen atom, and R 12 is an oxygen atom. The dimethyloluron can be obtained by reacting urea with 4 times the formaldehyde thereof. 1,3-bis (hydroxymethyl) -tetrahydro-5-hydroxy-2 (H) pyrimidinone in which R 10 and R 11 are hydrogen atoms and R 12 is a hydroxymethylene group is reacted with urea and 2-hydroxypropylenediamine. And further reacted with formaldehyde.

【0042】また、一般式(12)で表される化合物の
場合、例えば一般式(12)においてR10が水素原子、
13が水素原子である1,3,4,6−テトラキス(ヒ
ドロキシメチル)グリコールウリル(別名1,3,4,
6−テトラキス(ヒドロキシメチル)アセチレンユリ
ア、テトラメチロール化グレオキサゾールジウレイン)
の場合、グリオキサゾールと2倍モル量の尿素を反応さ
せ、さらにホルムアルデヒドにてメチロール化すること
により合成可能である。また、一般式(12)において
10がアルキル基もしくはオキソアルキル基、R13が水
素原子の化合物の場合、1,3,4,6−テトラキス
(ヒドロキシメチル)グリコールウリルを対応するアル
コールにより処理することにより得ることができる。
In the case of the compound represented by the general formula (12), for example, in the general formula (12), R 10 is a hydrogen atom,
1,3,4,6-tetrakis (hydroxymethyl) glycoluril wherein R 13 is a hydrogen atom (also known as 1,3,4,
6-tetrakis (hydroxymethyl) acetylene urea, tetramethylolated greoxazole diurein
Can be synthesized by reacting glyoxazole with a 2-fold molar amount of urea, and then converting it to methylol with formaldehyde. When R 10 is an alkyl group or an oxoalkyl group and R 13 is a hydrogen atom in the general formula (12), 1,3,4,6-tetrakis (hydroxymethyl) glycoluril is treated with a corresponding alcohol. Can be obtained.

【0043】例えば、メタノールで処理すると1,3,
4,6−テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリ
ル[一般式(12)においてR10がメチル基(炭素数1
のアルキル基)、R13が水素原子であるもの。]、エタ
ノールで処理すると1,3,4,6−テトラキス(エト
キシメチル)グリコールウリル[一般式(12)におい
てR10がエチル基(炭素数2のアルキル基)、R13が水
素原子であるもの。]、イソブタノールで処理すると
1,3,4,6−テトラキス(イソブトキシメチル)グ
リコールウリル[一般式(12)においてR8がイソブ
チル基(炭素数4のアルキル基)、R13が水素原子であ
るもの。]、2−オキソプロパノール(別名ヒドロキシ
アセトン)で処理すると1,3,4,6−テトラキス
(β―オキソプロポキシメチル)グリコールウリル[一
般式(12)においてR10がβ―オキソプロピル基(炭
素数3のオキソアルキル基)、R13が水素原子であるも
の。]を得ることができる。
For example, when treated with methanol,
4,6-tetrakis (methoxymethyl) glycoluril [In the general formula (12), R 10 is a methyl group (C 1
And R 13 is a hydrogen atom. When treated with ethanol, 1,3,4,6-tetrakis (ethoxymethyl) glycoluril [in the formula (12), R 10 is an ethyl group (alkyl group having 2 carbon atoms), and R 13 is a hydrogen atom] . When treated with isobutanol, 1,3,4,6-tetrakis (isobutoxymethyl) glycoluril [in the general formula (12), R 8 is an isobutyl group (an alkyl group having 4 carbon atoms), and R 13 is a hydrogen atom. some stuff. ], 2,3,4,6-tetrakis (β-oxopropoxymethyl) glycoluril when treated with 2-oxopropanol (also known as hydroxyacetone) [In the general formula (12), R 10 is a β-oxopropyl group (carbon number) Oxoalkyl group 3), wherein R 13 is a hydrogen atom. ] Can be obtained.

【0044】本発明のレジスト組成物の光酸発生剤は、
180nm〜220nmの光の照射により酸を発生する
光酸発生剤であることが望ましく、なおかつ先に示した
本発明のレジスト組成物の重合体との混合物が有機溶媒
に十分に溶解し、かつその溶液がスピンコ−トなどの製
膜法で均一な塗布膜が形成可能なものであれば、いかな
る光酸発生剤でもよい。また、単独でも、2種以上を混
合して用いてもよい。使用可能な光酸発生剤の例として
は、一般式(14)で表されるスルホニウム塩化合物、
一般式(16)で表されるヨードニウム塩化合物、一般
式(17)で表されるスクシイミド誘導体、一般式(1
8)で表されるジアゾ化合物、2、6−ジニトロベンジ
ルエステル類、ジスルホン化合物等が使用可能である。
これらの例としてはジャ−ナル・オブ・ジ・オ−ガニッ
ク・ケミストリ−(Journal of the O
rganic Chemistry)、43巻、15
号、3055頁〜3058頁(1978年)に記載されて
いるJ.V.クリベロ(J.V.Crivello)ら
のトリフェニルスルホニウム塩誘導体、ジャ−ナル・オ
ブ・ザ・ポリマー・サイエンス(Journal of
the Polymer Science)、56
巻、383頁〜395頁(1976年)に記載されている
J.V.クリベロ(J.V.Crivello)らのジ
フェニルヨードニウム塩誘導体、平7−28237公開
特許公報で開示されたシクロヘキシルメチル(2−オキ
ソシクロヘキシル)スルホニウム トリフルオロメタン
スルホナート等のアルキルスルホニウム塩誘導体、平8
−27102公開特許公報で開示されたβ−オキソシク
ロヘキシルメチル(2−ノルボルニル)スルホニウム
トリフルオロメタンスルホナート等の橋かけ環式アルキ
ル基を有するスルホニウム塩化合物がある。また、その
他にも2、6−ジニトロベンジルエステル類[O.ナラ
マス(O. Nalamasu)ら、SPIEプロシ−
ディング、1262巻、32頁(1990年)]、1、
2、3−トリ(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン[タ
クミ ウエノら、プロシ−ディング・オブ・PME'89、講
談社、413〜424頁(1990年)]、ジスルホン
化合物等がある。
The photoacid generator of the resist composition of the present invention comprises
It is desirable to use a photoacid generator that generates an acid upon irradiation with light having a wavelength of 180 nm to 220 nm, and the mixture with the polymer of the resist composition of the present invention described above is sufficiently dissolved in an organic solvent, and Any photoacid generator may be used as long as the solution can form a uniform coating film by a film forming method such as spin coating. Moreover, you may use individually or in mixture of 2 or more types. Examples of usable photoacid generators include sulfonium salt compounds represented by the general formula (14),
An iodonium salt compound represented by the general formula (16), a succinimide derivative represented by the general formula (17),
The diazo compound represented by 8), 2,6-dinitrobenzyl esters, disulfone compounds and the like can be used.
Examples of these are the Journal of the Organic Chemistry (Journal of the Organic Chemistry).
rganic Chemistry), 43, 15
No., pp. 3055-3058 (1978). V. JV Crivello et al., Triphenylsulfonium salt derivative, Journal of the Polymer Science (Journal of).
the Polymer Science), 56
Vol., P. 383-395 (1976). V. JV Crivello et al., A diphenyliodonium salt derivative; an alkylsulfonium salt derivative such as cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate disclosed in JP-A-7-28237;
Β-oxocyclohexylmethyl (2-norbornyl) sulfonium disclosed in US Pat.
There are sulfonium salt compounds having a bridged cyclic alkyl group such as trifluoromethanesulfonate. In addition, 2,6-dinitrobenzyl esters [O. O. Nalamasu et al., SPIE Procedure.
Ding, 1262, 32 (1990)], 1,
2,3-tri (methanesulfonyloxy) benzene [Takumi Ueno et al., Proceeding of PME '89, Kodansha, pp. 413-424 (1990)], disulfone compounds and the like.

【0045】[0045]

【化31】 [式(14)においてR14、R15及びR16は各々独立に
アルキル置換、ハロゲン置換または無置換の芳香族基、
脂環基、橋かけ環式炭化水素基、2−オキソ脂環基ある
いはアルキル基を表し、Y-はBF4 -、AsF6 -、Sb
6 -または式(15):Z−SO3 -(一般式(15)に
おいてZはCn2n+1(nは1から6の整数)、アルキ
ル基あるいはアルキル置換もしくはハロゲン置換または
無置換の芳香族基を表す。)で表される対イオンを表
す。]
Embedded image [In the formula (14), R 14 , R 15 and R 16 each independently represent an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted aromatic group,
Represents an alicyclic group, a bridged cyclic hydrocarbon group, a 2-oxo alicyclic group or an alkyl group, and Y is BF 4 , AsF 6 , Sb
F 6 - or the formula (15): Z-SO 3 - (general formula (15) in Z is C n F 2n + 1 (n is an integer of 1 to 6), an alkyl group or an alkyl-substituted or halogen-substituted or unsubstituted Represents an aromatic group.). ]

【0046】[0046]

【化32】 (式(16)においてR17及びR18は各々独立にアルキ
ル置換もしくはハロゲン置換または無置換の芳香族基、
脂環基、橋かけ環式脂環基、2−オキソ脂環基、2−オ
キソ橋かけ環式炭化水素基あるいはアルキル基を表し、
BF4 -、AsF6 -、SbF6 -または上記一般式(15)
で表される対イオンを表す。)
Embedded image (In the formula (16), R 17 and R 18 are each independently an alkyl-substituted or halogen-substituted or unsubstituted aromatic group,
An alicyclic group, a bridged cyclic alicyclic group, a 2-oxo alicyclic group, a 2-oxo bridged cyclic hydrocarbon group or an alkyl group;
BF 4 , AsF 6 , SbF 6 or the above general formula (15)
Represents a counter ion represented by )

【0047】[0047]

【化33】 (一般式(17)においてR19はハロゲン置換もしくは
無置換のアルキル基あるいはアルキル置換もしくはハロ
ゲン置換または無置換の2価の芳香族基を、R20はハロ
ゲン置換もしくは無置換のアルキル基、アルキル基また
はハロゲン置換もしくは無置換の芳香族基を表す。)
Embedded image (In the general formula (17), R 19 represents a halogen-substituted or unsubstituted alkyl group or an alkyl-substituted or halogen-substituted or unsubstituted divalent aromatic group, and R 20 represents a halogen-substituted or unsubstituted alkyl group or an alkyl group. Or a halogen-substituted or unsubstituted aromatic group.)

【0048】[0048]

【化34】 (一般式(18)においてR21及びR22は各々独立にア
ルキル基、アルキル置換もしくはハロゲン置換あるいは
無置換の芳香族基、アルキル基、脂環式炭化水素基ある
いは橋かけ環式炭化水素基を表す。) また、本発明のネガ型フォトレジスト組成物に多価アル
コール(2価以上のアルコール)を含有させると、解像
性が向上する場合がある。これは、架橋剤と反応性が高
い多価アルコールが、架橋促進剤として作用するからで
ある。本発明に用いる多価アルコールとしては、例え
ば、エチレングリコール、グリセロール、1,2−ブタ
ンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタン
ジオール、2,3−ブタンジオール、1,2,4−ブタ
ントリオール、1,2−ペンタンジオール、1,4−ペ
ンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,4−
ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,5
−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,
5−ヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジオー
ル、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロ
ヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジメタノー
ル、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3,5
−シクロヘキサントリメタノール、1,2−シクロペン
タンジオール、1,3−シクロペンタンジオール、1,
2−シクロオクタンジオール、1,5−シクロオクタン
ジオール、トリシクロデカンジメタノール、2,3−ノ
ルボルナンジオール、2(3)−ヒドロキシ−5、6−
ビス(ヒドロキシメチル)ノルボルナン、2,3−ジヒ
ドロキシ−5(6)−ヒドロキシメチルノルボルナン、
1,4−アンヒドロエリトリオール,L−アラビノー
ス、L−アラビトール、D−セロビオース、セルロー
ス、1,5−デカリンジオール、グルコース、ガラクト
ース、ラクトース、マルトース、マンノース、マンニト
ール等が挙げられ、これらの少なくとも1種を用いるこ
とができる。
Embedded image (In the general formula (18), R 21 and R 22 each independently represent an alkyl group, an alkyl-substituted or halogen-substituted or unsubstituted aromatic group, an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group or a bridged cyclic hydrocarbon group. In addition, when the negative photoresist composition of the present invention contains a polyhydric alcohol (dihydric or higher alcohol), the resolution may be improved in some cases. This is because a polyhydric alcohol having high reactivity with the crosslinking agent acts as a crosslinking accelerator. Examples of the polyhydric alcohol used in the present invention include ethylene glycol, glycerol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,2,4 -Butanetriol, 1,2-pentanediol, 1,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, 2,4-
Pentanediol, 1,2-hexanediol, 1,5
-Hexanediol, 1,6-hexanediol, 2,
5-hexanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,2-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3,5
-Cyclohexanetrimethanol, 1,2-cyclopentanediol, 1,3-cyclopentanediol, 1,
2-cyclooctanediol, 1,5-cyclooctanediol, tricyclodecanedimethanol, 2,3-norbornanediol, 2 (3) -hydroxy-5,6-
Bis (hydroxymethyl) norbornane, 2,3-dihydroxy-5 (6) -hydroxymethylnorbornane,
1,4-anhydroerythritol, L-arabinose, L-arabitol, D-cellobiose, cellulose, 1,5-decalindiol, glucose, galactose, lactose, maltose, mannose, mannitol and the like. Seeds can be used.

【0049】本発明のネガ型フォトレジスト組成物にお
ける一般式(1)で表される単位を含有する重合体の含
有率は、それ自身を含む全構成成分100重量部に対し
て通常50から98重量部、好ましくは70から95重
量部である。この含有率が50重量部未満では、均一な
膜の形成が困難な場合がある。また、98重量部以上で
は、導入できる架橋剤および光酸発生剤の量が必然的に
少なくなるために、架橋が十分起こらずパターンが得ら
れない場合がある。また、架橋剤の含有率は、それ自身
を含む全構成成分100重量部に対して通常1から50
重量部、好ましくは10から30重量部である。この含
有率が1重量部未満では、重合体の架橋が十分起こらず
パターンが得られない場合がある。また、50重量部以
上では、均一な膜の形成が困難であり、薄膜の透明性が
低下する場合がある。さらに、重合体の含有率も不十分
であり、十分なエッチング耐性を得られない場合があ
る。
The content of the polymer containing the unit represented by the general formula (1) in the negative photoresist composition of the present invention is usually from 50 to 98 based on 100 parts by weight of all the components including itself. Parts by weight, preferably 70 to 95 parts by weight. If the content is less than 50 parts by weight, it may be difficult to form a uniform film. If the amount is more than 98 parts by weight, the amount of the cross-linking agent and the photoacid generator that can be introduced is inevitably reduced. The content of the cross-linking agent is usually 1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of all components including itself.
Parts by weight, preferably 10 to 30 parts by weight. If the content is less than 1 part by weight, the polymer may not be sufficiently crosslinked and a pattern may not be obtained. If the amount is more than 50 parts by weight, it is difficult to form a uniform film, and the transparency of the thin film may decrease. In addition, the content of the polymer is insufficient, and sufficient etching resistance may not be obtained.

【0050】また、光酸発生剤の含有率は、それ自身を
含む全構成成分100重量部に対して通常0.2〜15
重量部、好ましくは0.5〜10重量部である。この含
有率が0.2重量部未満では本発明のネガ型レジスト組
成物の感度が著しく低下し、パタ−ンの形成が困難であ
る場合がある。。また15重量部を越えると、均一な塗
布膜の形成が困難になり、さらに現像後には残さ(スカ
ム)が発生し易くなるなどの問題が生ずる場合があ
る。。また、多価アルコールを含有する場合は、それ自
身を含む全構成成分100重量部に対して通常0.2〜
20重量部含有させると、解像性向上に効果がある。
The content of the photoacid generator is usually from 0.2 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of all components including itself.
Parts by weight, preferably 0.5 to 10 parts by weight. When the content is less than 0.2 parts by weight, the sensitivity of the negative resist composition of the present invention is remarkably lowered, and it may be difficult to form a pattern. . On the other hand, if the amount exceeds 15 parts by weight, it may be difficult to form a uniform coating film, and there may be a problem that a residue (scum) is easily generated after development. . When a polyhydric alcohol is contained, the amount is usually 0.2 to 100 parts by weight based on all components including itself.
When it is contained in an amount of 20 parts by weight, the resolution is improved.

【0051】また本発明に用いる溶剤として好ましいも
のは、本発明のネガ型レジスト組成物が充分に溶解し、
かつその溶液がスピンコ−ト法などの方法で均一な塗布
膜が形成可能な有機溶媒であればいかなる溶媒でもよ
い。また、単独でも2種類以上を混合して用いても良
い。具体的には、n−プロピルアルコ−ル、イソプロピ
ルアルコ−ル、n−ブチルアルコ−ル、tert−ブチ
ルアルコ−ル、メチルセロソルブアセテ−ト、エチルセ
ロソルブアセテ−ト、プロピレングリコ−ルモノエチル
エ−テルアセテ−ト(1−メトキシー2−アセトキシプ
ロパン)、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸2−メトキシ
ブチル、酢酸2−エトキシエチル、ピルビン酸メチル、
ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、
3−メトキシプロピオン酸エチル、N−メチル−2−ピ
ロリジノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シ
クロヘキサノ−ル、メチルエチルケトン、1,4−ジオ
キサン、エチレングリコ−ルモノメチルエ−テル、エチ
レングリコ−ルモノメチルエ−テルアセテ−ト、エチレ
ングリコ−ルモノエチルエ−テル、エチレングリコ−ル
モノイソプロピルエ−テル、ジエチレングリコ−ルモノ
メチルエ−テル、ジエチレングリコ−ルジメチルエ−テ
ルなどが挙げられるが、もちろんこれらだけに限定され
るものではない。
Preferred as the solvent used in the present invention are those in which the negative resist composition of the present invention is sufficiently dissolved,
Any solvent may be used as long as the solution is an organic solvent capable of forming a uniform coating film by a method such as a spin coating method. Moreover, you may use individually or in mixture of 2 or more types. Specifically, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate ( 1-methoxy-2-acetoxypropane), methyl lactate, ethyl lactate, 2-methoxybutyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, methyl pyruvate,
Ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate,
Ethyl 3-methoxypropionate, N-methyl-2-pyrrolidinone, cyclohexanone, cyclopentanone, cyclohexanol, methyl ethyl ketone, 1,4-dioxane, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, Examples include, but are not limited to, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and the like.

【0052】また本発明のレジスト組成物には、必要に
応じて界面活性剤、色素、安定剤、塗布性改良剤、染料
などの他の成分を添加しても構わない。
Further, other components such as a surfactant, a dye, a stabilizer, a coating improver, and a dye may be added to the resist composition of the present invention, if necessary.

【0053】本発明のネガ型レジスト組成物は、高いド
ライエッチング耐性が得られることが知られている脂環
基を有する重合体をベース樹脂としている。また、この
重合体はベンゼン環を有さないためにArFエキシマレ
ーザ光等220nm以下の短波長の光に対し、透明性が
高い。以上より、本発明のレジスト組成物は、化学増幅
型のレジストであり、さらにArFエキシマレーザ光等
の220nm以下の短波長光に対する透明性と高いドラ
イエッチング耐性を兼ね備えている。
The negative resist composition of the present invention uses, as a base resin, a polymer having an alicyclic group, which is known to provide high dry etching resistance. Further, since this polymer does not have a benzene ring, it has high transparency to light having a short wavelength of 220 nm or less such as ArF excimer laser light. As described above, the resist composition of the present invention is a chemically amplified resist, and has both high transparency and high dry etching resistance to light having a short wavelength of 220 nm or less such as ArF excimer laser light.

【0054】また本発明は、上記ネガ型フォトレジスト
材料を使用して、被加工基板上にフォトレジストのネガ
型パターンを形成する方法も提供する。本発明のネガ型
パターン形成の方法を図1に示す。まず、図1(A)に
示すように、本発明のネガ型フォトレジスト材料を被加
工基板1上に塗布し、そして60〜170℃で、30〜
240秒間、ホットプレート等の加熱手段を用いてプリ
ベーク処理することでレジスト膜2を形成する。次に、
図1(B)に示すように、レジスト膜2を露光装置を用
いて選択的に露光する。そして露光後、レジスト2膜を
加熱処理する。その結果、露光領域4では、樹脂の架橋
がおこる。そして最後に図1(D)に示すようにテトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液等
のアルカリ現像液により、レジスト膜2の未露光部のみ
が選択的に溶解除去され、ネガ型パターンが形成され
る。
The present invention also provides a method for forming a negative photoresist pattern on a substrate to be processed by using the above negative photoresist material. FIG. 1 shows a method of forming a negative pattern according to the present invention. First, as shown in FIG. 1 (A), a negative photoresist material of the present invention is applied onto a substrate 1 to be processed,
The resist film 2 is formed by performing a pre-bake process using a heating means such as a hot plate for 240 seconds. next,
As shown in FIG. 1B, the resist film 2 is selectively exposed using an exposure device. After the exposure, the resist 2 film is subjected to a heat treatment. As a result, in the exposed area 4, the resin is crosslinked. Finally, as shown in FIG. 1 (D), only an unexposed portion of the resist film 2 is selectively dissolved and removed with an alkali developing solution such as an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) to form a negative pattern. You.

【0055】本発明のネガ型フォトレジスト材料はAr
Fエキシマレーザ光など220nm以下の光に対する透
明性が高く、さらにドラエッチング耐性と解像性を有し
ているため半導体素子製造の新しいネガ型フォトレジス
ト材料として利用できる。
The negative photoresist material of the present invention is Ar
It has high transparency to light of 220 nm or less, such as F excimer laser light, and has resistance to dry etching and resolution, so that it can be used as a new negative photoresist material for manufacturing semiconductor devices.

【0056】[0056]

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によって何ら制限されるも
のではない。なお、以下の各実施例で用いた重合体は、
以下のモノマー単位組成を有するランダム重合体であ
り、製造例1〜9に記載の方法により得ることができ
る。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples, which should not be construed as limiting the present invention. Incidentally, the polymer used in each of the following examples,
It is a random polymer having the following monomer unit composition and can be obtained by the methods described in Production Examples 1 to 9.

【0057】[0057]

【化35】 Embedded image

【0058】[0058]

【化36】 Embedded image

【0059】[0059]

【化37】 また、架橋剤は以下の化合物から選択して用いた。Embedded image The crosslinking agent was selected from the following compounds.

【0060】[0060]

【化38】 Embedded image

【0061】[0061]

【化39】 更に、光酸発生剤及び多価アルコールは以下の化合物か
ら選択して用いた。
Embedded image Further, the photoacid generator and the polyhydric alcohol were selected from the following compounds.

【0062】[0062]

【化40】 (製造例1) 重合体A1の製造方法 還流管を付けた100mlナスフラスコ中、3,4−ジ
ヒドロキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシルアクリレー
ト4gとカルボキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10
ドデシルアクリレート4.72gを乾燥テトラヒドロフ
ラン50mlに溶解し、そこにアゾビスイソブチロニト
リル(AIBN)110mgを加え、アルゴン雰囲気
下、60〜65℃で攪拌した。2時間後放冷し、反応混
合物をリグロイン/エーテル(1/1)800mlに注
ぎ、析出した沈澱を濾別した。更に、もう一度再沈精製
を行うことにより目的物を4.8g得た(収率55
%)。また、この時の共重合比は1H−NMRの積分比
から50:50であった(x=0.65、y=0.3
5)。また、GPC分析により重量平均分子量(Mw)
は8300(ポリスチレン換算)、分散度(Mw/M
n)は1.98であった。
Embedded image (Production Example 1) Production method of polymer A1 In a 100 ml eggplant flask equipped with a reflux tube, 4 g of 3,4-dihydroxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl acrylate and carboxytetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ]
4.72 g of dodecyl acrylate was dissolved in 50 ml of dry tetrahydrofuran, and 110 mg of azobisisobutyronitrile (AIBN) was added thereto, followed by stirring at 60 to 65 ° C under an argon atmosphere. After cooling for 2 hours, the reaction mixture was poured into 800 ml of ligroin / ether (1/1), and the deposited precipitate was separated by filtration. Further, reprecipitation purification was performed once again to obtain 4.8 g of the desired product (yield 55).
%). The copolymerization ratio at this time was 50:50 from the integration ratio of 1 H-NMR (x = 0.65, y = 0.3
5). The weight average molecular weight (Mw) was determined by GPC analysis.
Is 8300 (in terms of polystyrene), dispersity (Mw / M
n) was 1.98.

【0063】(製造例2) 重合体A2の製造方法 製造例1と同様に、但し、3,4−ジヒドロキシトリシ
クロ[5.2.1.02,6]デシルアクリレート3gとカルボキ
シテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシルアクリレ
ート8.24g、AIBN138mgを用いて合成し
た。収率51%、Mw=9300、Mw/Mn=1.7
9。
[0063] (Production Example 2) Similar to the manufacturing method in Production Example 1 of Polymer A2, provided that 3,4-dihydroxy tricyclo [5.2.1.0 2, 6] decyl acrylate 3g carboxymethyl tetracyclo [4.4.0.1 2 , 5.1 7,10] dodecyl acrylate 8.24 g, were synthesized using AIBN138mg. Yield 51%, Mw = 9300, Mw / Mn = 1.7
9.

【0064】(製造例3) 重合体A3の製造方法 製造例1と同様に、但し、3,4−ジヒドロキシトリシ
クロ[5.2.1.02,6]デシルメタクリレート3gとカルボ
キシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシルメタク
リレート8.16g、AIBN138mgを用いて合成
した。収率65%、Mw=28600、Mw/Mn=
2.22。
[0064] (Production Example 3) in the same manner as the method in Production Example 1 of Polymer A3, provided that 3,4-dihydroxy tricyclo [5.2.1.0 2, 6] decyl methacrylate 3g carboxymethyl tetracyclo [4.4.0.1 2 , 5.1 7,10] dodecyl methacrylate 8.16 g, were synthesized using AIBN138mg. Yield 65%, Mw = 28600, Mw / Mn =
2.22.

【0065】(製造例4) 重合体A4の製造方法 還流管を付けた100mlナスフラスコ中、3,4−ジ
ヒドロキシトリシクロ[5.2.1.02,6]アクリレート4
g、カルボキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデ
シルメタクリレート2.9g、トリシクロデシル[5.2.
1.02,6]アクリレート1.74gを乾燥テトラヒドロフ
ラン36mlに溶解し、そこにAIBN184mgを加
え、アルゴン雰囲気下、60〜65℃で攪拌した。2時
間後放冷し、反応混合物をリグロイン/エーテル(1/
1)1000mlに注ぎ、析出した沈澱を濾別した。更
に、もう一度再沈精製を行うことにより目的物を5.6
2g得た(収率65%)。Mw=11500、Mw/M
n=2.03。
(Production Example 4) Method for producing polymer A4 3,4-dihydroxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] acrylate 4 in a 100 ml eggplant flask equipped with a reflux tube.
g, carboxy tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecyl methacrylate 2.9 g, tricyclodecyl [5.2.
1.0 2,6 ] acrylate (1.74 g) was dissolved in dry tetrahydrofuran (36 ml), AIBN (184 mg) was added thereto, and the mixture was stirred at 60 to 65 ° C. under an argon atmosphere. After cooling for 2 hours, the reaction mixture was allowed to cool with ligroin / ether (1/1).
1) The mixture was poured into 1000 ml, and the deposited precipitate was separated by filtration. Further, the target substance was purified by reprecipitation purification again to obtain 5.6.
2 g were obtained (65% yield). Mw = 1500, Mw / M
n = 2.03.

【0066】(製造例5) 重合体A5の製造方法 製造例1と同様に、但し、3,4−ジヒドロキシテトラ
シクロ[4.4.0.12,5.1 7,10]ドデシルメチルアクリレー
ト5gとカルボキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10
ドデシルアクリレート5g、AIBN117mgを用い
て合成した。収率62%、Mw=6100、Mw/Mn
=1.83。
(Production Example 5) Method for producing polymer A5 In the same manner as in Production Example 1, except that 3,4-dihydroxytetra
Cyclo [4.4.0.12,5.1 7,10] Dodecyl methyl acrylate
5 g and carboxytetracyclo [4.4.0.12,5.17,10]
Using 5 g of dodecyl acrylate and 117 mg of AIBN
And synthesized. Yield 62%, Mw = 6100, Mw / Mn
= 1.83.

【0067】(製造例6) 重合体A6の製造方法 還流管を付けた100mlナスフラスコ中、ジヒドロキ
シノルボルニルメチルアクリレート6g、t−ブトキシ
カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシル
アクリレート5.24gを乾燥テトラヒドロフラン45
mlに溶解し、そこにAIBN154mgを加え、アル
ゴン雰囲気下、60〜65℃で攪拌した。2.5時間後
放冷し、反応混合物をリグロイン/エーテル(1/1)
1000mlに注ぎ、析出した沈澱を濾別した。更に、
もう一度再沈精製を行うことにより目的物を7.8g得
た(収率70%)。Mw=13800、Mw/Mn=
2.12。
[0067] (Production Example 6) in 100ml eggplant flask equipped with a manufacturing method reflux condenser of the polymer A6, dihydroxy norbornyl methyl acrylate 6 g, t-butoxycarbonyl tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] 5.24 g of dodecyl acrylate in dry tetrahydrofuran 45
Then, 154 mg of AIBN was added thereto, and the mixture was stirred at 60 to 65 ° C under an argon atmosphere. After cooling for 2.5 hours, the reaction mixture was ligroin / ether (1/1).
The mixture was poured into 1000 ml, and the deposited precipitate was separated by filtration. Furthermore,
The precipitate was purified again to obtain 7.8 g of the desired product (yield 70%). Mw = 13800, Mw / Mn =
2.12.

【0068】(製造例7) 重合体A7の製造方法 還流管を付けた100mlナスフラスコ中3,4−ジヒ
ドロキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシルアクリレート
10g、カルボキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10
ドデシルメタクリレート10.74g、メタクリル酸メ
チル0.334gを乾燥テトラヒドロフラン80mlに
溶解し、そこにAIBN255mgを加え、アルゴン雰
囲気下、60〜65℃で攪拌した。2時間後放冷し、反
応混合物をリグロイン/エーテル(1/1)1000m
lに注ぎ、析出した沈澱を濾別した。更に、もう一度再
沈精製を行うことにより目的物を14.33g得た(収
率68%)。Mw=9500、Mw/Mn=2.37。
[0068] (Production Example 7) 100 ml eggplant type flask 3,4-dihydroxy tricyclo [5.2.1.0 2, 6] that with a manufacturing method reflux condenser of the polymer A7 decyl acrylate 10 g, carboxy tetracyclo [4.4.0.1 2 , 5 .1 7,10 ]
10.74 g of dodecyl methacrylate and 0.334 g of methyl methacrylate were dissolved in 80 ml of dry tetrahydrofuran, 255 mg of AIBN was added thereto, and the mixture was stirred at 60 to 65 ° C. under an argon atmosphere. After cooling for 2 hours, the reaction mixture was ligroin / ether (1/1) 1000 m
and the precipitated precipitate was filtered off. Further, re-precipitation purification was performed once again to obtain 14.33 g of the desired product (yield: 68%). Mw = 9500, Mw / Mn = 2.37.

【0069】(製造例8) 重合体A8の製造方法 還流管を付けた100mlナスフラスコ中3,4−ジヒ
ドロキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシルアクリレート
10g、メタクリル酸1.54gを乾燥テトラヒドロフ
ラン45mlに溶解し、そこにAIBN195mgを加
え、アルゴン雰囲気下、60〜65℃で攪拌した。2時
間後放冷し、反応混合物をリグロイン/エーテル(1/
1)1000mlに注ぎ、析出した沈澱を濾別した。更
に、もう一度再沈精製を行うことにより目的物を8.5
2g得た(収率74%)。Mw=13200、Mw/M
n=2.85。
(Production Example 8) Production method of polymer A8 In a 100 ml eggplant flask equipped with a reflux tube, 10 g of 3,4-dihydroxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl acrylate and 1.54 g of methacrylic acid were dried in tetrahydrofuran. The solution was dissolved in 45 ml, AIBN (195 mg) was added thereto, and the mixture was stirred at 60 to 65 ° C under an argon atmosphere. After cooling for 2 hours, the reaction mixture was allowed to cool with ligroin / ether (1/1).
1) The mixture was poured into 1000 ml, and the deposited precipitate was separated by filtration. Further, the target substance was purified by another reprecipitation purification to obtain 8.5.
2 g were obtained (74% yield). Mw = 13200, Mw / M
n = 2.85.

【0070】(製造例9) 重合体A9の製造方法 還流管を付けた100mlナスフラスコ中3,4−ジヒ
ドロキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシルアクリレート
6.75g、カルボキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.1
7,10]ドデシルメタクリレート5g、ヒドロキシトリシ
クロ[5.2.1.02,6]デシルアクリレート1.15gを乾
燥テトラヒドロフラン50mlに溶解し、そこにAIB
N170mgを加え、アルゴン雰囲気下、60〜65℃
で攪拌した。2時間後放冷し、反応混合物をリグロイン
/エーテル(1/1)1000mlに注ぎ、析出した沈
澱を濾別した。更に、もう一度再沈精製を行うことによ
り目的物を5.82g得た(収率45%)。Mw=54
00、Mw/Mn=2.65。
(Production Example 9) Production method of polymer A9 6.75 g of 3,4-dihydroxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl acrylate and carboxytetracyclo [4.4. 0.1 2,5 .1
[7,10 ] dodecyl methacrylate (5 g) and hydroxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl acrylate (1.15 g) were dissolved in dry tetrahydrofuran (50 ml).
N-170mg, 60-65 ° C under argon atmosphere
With stirring. After cooling for 2 hours, the reaction mixture was poured into 1000 ml of ligroin / ether (1/1), and the deposited precipitate was separated by filtration. Further, re-precipitation purification was performed once again to obtain 5.82 g of the desired product (yield: 45%). Mw = 54
00, Mw / Mn = 2.65.

【0071】(実施例1)下記の組成からなるネガ型フ
ォトレジスト組成物(以下単にレジストという)を調整
した。なお、以下の操作はイエローランプ下で行った。 (a)重合体A1:4.6g (b)架橋剤B1:0.35g (c)光酸発生剤C1(トリフェニルスルホニウムトリ
フルオロメタンスルホナート):0.05g (d)乳酸エチル:31g 用いた重合体A1の重量平均分子量(以下同様)は83
00であった。ここで分子量は、島津製作所製LC−9
A(カラム:昭和電工製KF−80M)を用いゲル・パ
ーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)により
測定し、ポリスチレン換算分子量として求めた。
Example 1 A negative photoresist composition (hereinafter simply referred to as a resist) having the following composition was prepared. The following operations were performed under a yellow lamp. (A) Polymer A1: 4.6 g (b) Crosslinker B1: 0.35 g (c) Photoacid generator C1 (triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate): 0.05 g (d) Ethyl lactate: 31 g The weight average molecular weight of the polymer A1 (the same applies hereinafter) is 83
00. Here, the molecular weight is LC-9 manufactured by Shimadzu Corporation.
A (column: KF-80M manufactured by Showa Denko) was measured by gel permeation chromatography (GPC), and determined as a polystyrene equivalent molecular weight.

【0072】上記の各成分の混合物を0.2μmテトロ
ンフィルターにて濾過し、レジストを調整した。これを
3インチ石英基板上にスピンコート塗布し、100℃で
60秒間ホットプレート上で加熱し、膜厚0.5μmの
薄膜を形成した。この薄膜の193.4nm光(ArF
エキシマレーザ光の中心波長)における透過率は63.
5%であった。これは、単層レジストとして十分な透明
性である。
The mixture of the above components was filtered with a 0.2 μm tetron filter to prepare a resist. This was spin-coated on a 3-inch quartz substrate and heated on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds to form a thin film having a thickness of 0.5 μm. 193.4 nm light of this thin film (ArF
The transmittance at the center wavelength of the excimer laser light) is 63.
5%. This is sufficient transparency as a single-layer resist.

【0073】(実施例2)実施例1で調整したレジスト
を4インチシリコン基板上にスピンコート塗布し、ホッ
トプレート上で60秒間100℃で加熱し、膜厚0.5
μmの薄膜を形成した。これを窒素で充分パ−ジされた
密着型露光実験機中に静置した。石英板上にクロムでパ
タ−ンを描いたマスクをレジスト膜上に密着させ、その
マスクを通してArFエキシマレ−ザ光を照射した。そ
の後すぐさま120℃、60秒間ホットプレ−ト上でベ
−クし、液温23℃の2.38%TMAH水溶液で60
秒間浸漬法による現像をおこない、続けて60秒間純水
でリンス処理をそれぞれおこなった。この結果、レジス
ト膜の未露光部分のみが現像液に溶解除去され、7.2
mJ/cm2の露光量で0.25μmL/Sのネガ型の
パタ−ンが得られた。
(Example 2) The resist prepared in Example 1 was spin-coated on a 4-inch silicon substrate and heated on a hot plate at 100 ° C for 60 seconds to form a film having a thickness of 0.5
A μm thin film was formed. This was left standing in a contact-type exposure experiment machine sufficiently purged with nitrogen. A mask in which a pattern of chrome was drawn on a quartz plate was adhered to the resist film, and ArF excimer laser light was irradiated through the mask. Immediately thereafter, baked on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds, and baked with a 2.38% aqueous TMAH solution at a liquid temperature of 23 ° C.
Development was performed by the immersion method for 2 seconds, followed by rinsing with pure water for 60 seconds. As a result, only the unexposed portion of the resist film is dissolved and removed in the developing solution, and 7.2
At an exposure of mJ / cm 2 , a negative pattern of 0.25 μmL / S was obtained.

【0074】(実施例3)下記の組成からなるレジスト
を調整した。以下の実験はイエローランプ下で行った。 (a)重合体A1:4.25g (b)架橋剤B1:0.35g (c)光酸発生剤C1(トリフェニルスルホニウムトリ
フルオロメタンスルホナート):0.05g (d)多価アルコールD1:0.35g (e)ジエチレングリコールジメチルエーテル:31g 調整したレジストを4インチシリコン基板上にスピンコ
ート塗布し、ホットプレート上で60秒間100℃で加
熱し、膜厚0.5μmの薄膜を形成した。これを窒素で
充分パ−ジされた密着型露光実験機中に静置した。石英
板上にクロムでパタ−ンを描いたマスクをレジスト膜上
に密着させ、そのマスクを通してArFエキシマレ−ザ
光を照射した。その後すぐさま120℃、60秒間ホッ
トプレ−ト上でベ−クし、液温23℃の2.38%TM
AH水溶液で60秒間浸漬法による現像をおこない、続
けて60秒間純水でリンス処理をそれぞれおこなった。
この結果、レジスト膜の未露光部分のみが現像液に溶解
除去され、3.5mJ/cm2の露光量で0.20μmL/S
のネガ型のパタ−ンが得られた。
Example 3 A resist having the following composition was prepared. The following experiment was performed under a yellow lamp. (A) Polymer A1: 4.25 g (b) Crosslinker B1: 0.35 g (c) Photoacid generator C1 (triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate): 0.05 g (d) Polyhydric alcohol D1: 0 0.35 g (e) Diethylene glycol dimethyl ether: 31 g The prepared resist was spin-coated on a 4-inch silicon substrate and heated on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds to form a thin film having a thickness of 0.5 μm. This was left standing in a contact-type exposure experiment machine sufficiently purged with nitrogen. A mask in which a pattern of chrome was drawn on a quartz plate was adhered to the resist film, and ArF excimer laser light was irradiated through the mask. Immediately thereafter, baked on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds, and 2.38% TM at a liquid temperature of 23 ° C.
Developing by an immersion method in an AH aqueous solution for 60 seconds, followed by rinsing with pure water for 60 seconds.
As a result, only the unexposed portions of the resist film were dissolved and removed in the developing solution, and 0.20 μmL / S at an exposure of 3.5 mJ / cm 2.
A negative pattern was obtained.

【0075】(実施例4)実施例3と同様にして、但し
架橋剤B1の代わりに架橋剤B2の0.35gを用いレ
ジストを調整し、露光実験を行った。この結果、9.3
mJ/cm2の露光量で0.225μmL/Sのネガ型の
パタ−ンが得られた。
Example 4 An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 3, except that 0.35 g of the crosslinking agent B2 was used instead of the crosslinking agent B1 to prepare a resist. As a result, 9.3
At an exposure of mJ / cm 2 , a negative pattern of 0.225 μmL / S was obtained.

【0076】(実施例5)実施例3と同様にして、但し
架橋剤B1の代わりに架橋剤B3を用いレジストを調整
し、露光実験を行った。その結果、10.2mJ/cm
2の露光量で0.3μmL/Sのネガ型のパタ−ンが得ら
れた。
Example 5 An exposure experiment was carried out in the same manner as in Example 3, except that the resist was adjusted using a crosslinking agent B3 instead of the crosslinking agent B1. As a result, 10.2 mJ / cm
At a light exposure of 2 , a negative pattern of 0.3 μmL / S was obtained.

【0077】(実施例6)実施例3と同様にして、但し
架橋剤B1の代わりに架橋剤B4を用いレジストを調整
し、露光実験を行った。その結果、27mJ/cm2
露光量で0.25μmL/Sのネガ型のパタ−ンが得ら
れた。
Example 6 An exposure experiment was carried out in the same manner as in Example 3, except that the resist was adjusted using a crosslinking agent B4 instead of the crosslinking agent B1. As a result, a negative pattern of 0.25 μmL / S was obtained at an exposure dose of 27 mJ / cm 2 .

【0078】(実施例7)実施例3と同様にして、但し
架橋剤B1の代わりに架橋剤B5を用いレジストを調整
し、露光実験を行った。その結果、17.5mJ/cm
2の露光量で0.4μmL/Sのネガ型のパタ−ンが得ら
れた。
Example 7 An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 3, except that the resist was adjusted using a crosslinking agent B5 instead of the crosslinking agent B1. As a result, 17.5 mJ / cm
At a light exposure of 2 , a negative pattern of 0.4 μmL / S was obtained.

【0079】(実施例8)実施例3と同様にして、但し
重合体A1の代わりに重合体A2を用いレジストを調整
し透過率を測定した。なお、重合体A2の分子量は93
00(ポリスチレン換算分子量0)であった。露光実験
の結果、15.2mJ/cm2の露光量で0.25μmL
/Sのネガ型のパタ−ンが得られた。
Example 8 A resist was prepared in the same manner as in Example 3 except that the polymer A2 was used instead of the polymer A1, and the transmittance was measured. The molecular weight of the polymer A2 is 93
The molecular weight was 00 (polystyrene equivalent molecular weight: 0). As a result of the exposure experiment, 0.25 μmL at an exposure amount of 15.2 mJ / cm 2
A negative pattern of / S was obtained.

【0080】(実施例9)実施例3と同様にして、但し
重合体A1の代わりに重合体A3を、また2.38wt
%TMAH水溶液の代わりに0.119wt%TMAH
水溶液を用いてレジストを調整し、露光実験を行った。
透過率を測定した。なお、重合体A3の分子量は286
00(ポリスチレン換算分子量)であった。露光実験の
結果、7.3mJ/cm2の露光量で0.25μmL/S
のネガ型のパタ−ンが得られた。
Example 9 In the same manner as in Example 3, except that the polymer A3 was used instead of the polymer A1, and 2.38 wt%
0.119wt% TMAH instead of% TMAH aqueous solution
A resist was prepared using an aqueous solution, and an exposure experiment was performed.
The transmittance was measured. The molecular weight of the polymer A3 was 286.
00 (polystyrene equivalent molecular weight). As a result of the exposure experiment, 0.25 μmL / S at an exposure amount of 7.3 mJ / cm 2
A negative pattern was obtained.

【0081】(実施例10)実施例3と同様にして、但
し重合体A1の代わりに重合体A4を用いレジストを調
整し、露光実験を行った。なお、重合体A4の分子量は
11500(ポリスチレン換算分子量)であった。露光
実験の結果、4.5mJ/cm2の露光量で0.25μm
L/Sのネガ型のパタ−ンが得られた。
Example 10 An exposure experiment was performed in the same manner as in Example 3 except that the resist was adjusted using polymer A4 instead of polymer A1. The molecular weight of the polymer A4 was 11,500 (polystyrene equivalent molecular weight). As a result of the exposure experiment, 0.25 μm at an exposure amount of 4.5 mJ / cm 2
An L / S negative pattern was obtained.

【0082】(実施例11)実施例3と同様にして、但
し重合体A1の代わりに重合体A5を用いレジストを調
整し露光実験を行った。なお、重合体A5の分子量は6
100(ポリスチレン換算分子量)であった。露光実験
の結果、8mJ/cm2の露光量で0.25μmL/Sの
ネガ型のパタ−ンが得られた。
Example 11 An exposure experiment was carried out in the same manner as in Example 3, except that the polymer A5 was used instead of the polymer A1 to prepare a resist. The molecular weight of the polymer A5 is 6
It was 100 (polystyrene equivalent molecular weight). As a result of the exposure experiment, a negative pattern of 0.25 μmL / S was obtained at an exposure amount of 8 mJ / cm 2 .

【0083】(実施例12)実施例3と同様にして、但
し重合体A1の代わりに重合体A6を用いレジストを調
整し、露光実験を行った。なお、重合体A6の分子量は
13800(ポリスチレン換算分子量)であった。露光
実験の結果、3.8mJ/cm2の露光量で0.225μ
mL/Sのネガ型のパタ−ンが得られた。
Example 12 An exposure experiment was carried out in the same manner as in Example 3, except that the polymer A6 was used instead of the polymer A1 to prepare a resist. The molecular weight of the polymer A6 was 13,800 (molecular weight in terms of polystyrene). As a result of an exposure experiment, 0.225 μ at an exposure amount of 3.8 mJ / cm 2.
A negative pattern of mL / S was obtained.

【0084】(実施例13)実施例3と同様にして、但
し重合体A1の代わりに重合体A7を用いレジストを調
整し、露光実験を行った。なお、重合体A7の分子量は
7200(ポリスチレン換算分子量)であった。露光実
験の結果、6.2mJ/cm2の露光量で0.25μmL
/Sのネガ型のパタ−ンが得られた。
Example 13 An exposure experiment was conducted in the same manner as in Example 3, except that the polymer A7 was used instead of the polymer A1 to prepare a resist. The molecular weight of the polymer A7 was 7,200 (polystyrene equivalent molecular weight). As a result of the exposure experiment, 0.25 μmL at an exposure amount of 6.2 mJ / cm 2
A negative pattern of / S was obtained.

【0085】(実施例14)実施例3と同様にして、但
し重合体A1の代わりに重合体A8を用いレジストを調
整し、露光実験を行った。なお、重合体A8の分子量は
13800(ポリスチレン換算分子量)であった。露光
実験の結果、3.8mJ/cm2の露光量で0.225μ
mL/Sのネガ型のパタ−ンが得られた。
Example 14 An exposure experiment was carried out in the same manner as in Example 3, except that the polymer A8 was used instead of the polymer A1 to prepare a resist. The molecular weight of the polymer A8 was 13,800 (polystyrene equivalent molecular weight). As a result of an exposure experiment, 0.225 μ at an exposure amount of 3.8 mJ / cm 2.
A negative pattern of mL / S was obtained.

【0086】(実施例15)実施例3と同様にして、但
し重合体A1の代わりに重合体A9を用いレジストを調
整し、露光実験を行った。なお、重合体A9の分子量は
8150(ポリスチレン換算分子量)であった。露光実
験の結果、4.5mJ/cm2の露光量で0.20μmL
/Sのネガ型のパタ−ンが得られた。
Example 15 An exposure experiment was carried out in the same manner as in Example 3, except that the resist was adjusted using polymer A9 instead of polymer A1. The molecular weight of the polymer A9 was 8,150 (polystyrene equivalent molecular weight). As a result of the exposure experiment, 0.20 μmL at an exposure amount of 4.5 mJ / cm 2
A negative pattern of / S was obtained.

【0087】(実施例16)下記の組成からなるレジス
トを調整した。以下の実験はイエローランプ下で行っ
た。 (a)重合体A1:4.05g (b)架橋剤B1:0.35g (c)光酸発生剤C2(β―オキソシクロヘキシルメチ
ル(ノルボルニル)トリフルオロメタンスルホナー
ト):0.25g (d)多価アルコールD1:0.35g (e)ジエチレングリコールジメチルエーテル:23g 調整したレジストを4インチシリコン基板上にスピンコ
ート塗布し、ホットプレート上で60秒間100℃で加
熱し、膜厚0.5μmの薄膜を形成した。これを窒素で
充分パ−ジされた密着型露光実験機中に静置した。石英
板上にクロムでパタ−ンを描いたマスクをレジスト膜上
に密着させ、そのマスクを通してArFエキシマレ−ザ
光を照射した。その後すぐさま120℃、60秒間ホッ
トプレ−ト上でベ−クし、液温23℃の2.38%TM
AH水溶液で60秒間浸漬法による現像をおこない、続
けて60秒間純水でリンス処理をそれぞれおこなった。
この結果、レジスト膜の未露光部分のみが現像液に溶解
除去され、17.7mJ/cm2の露光量で0.225μmL
/Sのネガ型のパタ−ンが得られた。
(Example 16) A resist having the following composition was prepared. The following experiment was performed under a yellow lamp. (A) Polymer A1: 4.05 g (b) Crosslinker B1: 0.35 g (c) Photoacid generator C2 (β-oxocyclohexylmethyl (norbornyl) trifluoromethanesulfonate): 0.25 g (d) Poly Polyhydric alcohol D1: 0.35 g (e) Diethylene glycol dimethyl ether: 23 g The prepared resist is spin-coated on a 4-inch silicon substrate and heated on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds to form a thin film having a thickness of 0.5 μm. did. This was left standing in a contact-type exposure experiment machine sufficiently purged with nitrogen. A mask in which a pattern of chrome was drawn on a quartz plate was adhered to the resist film, and ArF excimer laser light was irradiated through the mask. Immediately thereafter, baked on a hot plate at 120 ° C. for 60 seconds, and 2.38% TM at a liquid temperature of 23 ° C.
Developing by an immersion method in an AH aqueous solution for 60 seconds, followed by rinsing with pure water for 60 seconds.
As a result, only the unexposed portion of the resist film was dissolved and removed in the developing solution, and 0.225 μmL at an exposure amount of 17.7 mJ / cm 2.
A negative pattern of / S was obtained.

【0088】(実施例17)実施例3と同様にして、但
し光酸発生剤C1に代え、光酸発生剤C3(ビス(ター
シャルブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタ
ンスルホナート)を用いレジストを調整し、露光実験を
行った。この結果、15mJ/cm2の露光量で0.40
μmL/Sのネガ型のパタ−ンが得られた。
Example 17 A resist was prepared in the same manner as in Example 3, except that the photoacid generator C3 (bis (tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate) was used instead of the photoacid generator C1. And an exposure experiment was performed. As a result, 0.45 at an exposure of 15 mJ / cm 2.
A negative pattern of μmL / S was obtained.

【0089】(実施例18)下記の組成からなるレジス
トを調整した。以下の実験はイエローランプ下で行っ
た。 (a)重合体A1:4.15g (b)架橋剤B1:0.35g (c)光酸発生剤C4(N−ヒドロキシスクシイミド−
p−トルエンスルホン酸エステル):0.15g (d)多価アルコールD1(実施例3に示したD1):
0.35g (e)ジエチレングリコールジメチルエーテル:23g 調整したレジストを4インチシリコン基板上にスピンコ
ート塗布し、ホットプレート上で60秒間100℃で加
熱し、膜厚0.5μmの薄膜を形成した。これを窒素で
充分パ−ジされた密着型露光実験機中に静置した。石英
板上にクロムでパタ−ンを描いたマスクをレジスト膜上
に密着させ、そのマスクを通してArFエキシマレ−ザ
光を照射した。その後すぐさま140℃、60秒間ホッ
トプレ−ト上でベ−クし、液温23℃の2.38%TM
AH水溶液で60秒間浸漬法による現像をおこない、続
けて60秒間純水でリンス処理をそれぞれおこなった。
この結果、レジスト膜の未露光部分のみが現像液に溶解
除去され、22mJ/cm2の露光量で0.25μmL/Sの
ネガ型のパタ−ンが得られた。
(Example 18) A resist having the following composition was prepared. The following experiment was performed under a yellow lamp. (A) Polymer A1: 4.15 g (b) Crosslinker B1: 0.35 g (c) Photoacid generator C4 (N-hydroxysuccinimide-
(p-toluenesulfonic acid ester): 0.15 g (d) Polyhydric alcohol D1 (D1 shown in Example 3):
0.35 g (e) Diethylene glycol dimethyl ether: 23 g The prepared resist was spin-coated on a 4-inch silicon substrate, and heated on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds to form a thin film having a thickness of 0.5 μm. This was left standing in a contact-type exposure experiment machine sufficiently purged with nitrogen. A mask in which a pattern of chrome was drawn on a quartz plate was adhered to the resist film, and ArF excimer laser light was irradiated through the mask. Immediately thereafter, baked on a hot plate at 140 ° C for 60 seconds, and 2.38% TM at 23 ° C.
Developing by an immersion method in an AH aqueous solution for 60 seconds, followed by rinsing with pure water for 60 seconds.
As a result, only the unexposed portions of the resist film were dissolved and removed in the developing solution, and a 0.25 μmL / S negative pattern was obtained at an exposure dose of 22 mJ / cm 2 .

【0090】(実施例19)実施例15と同様にして、
但し光酸発生剤C4に代え、光酸発生剤C5(ビスベン
ゼンスルホニル)ジアゾメタン)を用いレジストを調整
し、露光実験を行った。この結果、8.5mJ/cm2
の露光量で0.40μmL/Sのネガ型のパタ−ンが得
られた。
(Embodiment 19) In the same manner as in Embodiment 15,
However, an exposure experiment was performed by adjusting the resist using a photoacid generator C5 (bisbenzenesulfonyl) diazomethane) instead of the photoacid generator C4. As a result, 8.5 mJ / cm 2
A negative pattern of 0.40 .mu.mL / S was obtained at the exposure amount.

【0091】(実施例20)下記の組成からなるレジス
トを調整した。以下の実験はイエローランプ下で行っ
た。 (a)重合体A1:4.65g (b)架橋剤B1(実施例1に示したB1):0.35
g (c)乳酸エチル:31g 上記の各組成分の混合物を0.2μmテトロンフィルタ
ーにて濾過し、レジストを調整した。これを3インチシ
リコン基板上にスピンコート塗布し、100℃、60秒
間ホットプレート上でベーキングを行い、膜厚0.7μ
mの薄膜を形成した。得られた膜を日電アネルバ製DE
M451リアクティブイオンエッチング(RIE)装置
を用いてCF4ガスに対するエッチング速度を測定した
(エッチング条件:Power=100W、圧力=5P
a、ガス流量=30sccm)。その結果を表3に示
す。比較例としてノボラックレジスト(住友化学社製P
FI−15A)、KrFレジストのベース重合体として
使用されているポリ(p−ビニルフェノール)、および
分子構造に有橋環式炭化水素基も持たない重合体である
ポリ(メチルメタクリレート)塗布膜の結果も示す。な
おエッチング速度はノボラックレジストに対して規格化
した。得られた結果から、本発明ノレジストはCF4
スに対するエッチング速度が遅く、ドライエッチング耐
性に優れていることが示された。本発明のレジストが高
いドライエッチング耐性を有することを示す。
(Example 20) A resist having the following composition was prepared. The following experiment was performed under a yellow lamp. (A) Polymer A1: 4.65 g (b) Crosslinking agent B1 (B1 shown in Example 1): 0.35
g (c) Ethyl lactate: 31 g A mixture of the above components was filtered through a 0.2 μm tetron filter to prepare a resist. This was spin-coated on a 3-inch silicon substrate and baked on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds to form a film having a thickness of 0.7 μm.
m was formed. The obtained membrane was used by Nidec Anelva DE
The etching rate for CF 4 gas was measured using an M451 reactive ion etching (RIE) apparatus (etching conditions: Power = 100 W, pressure = 5P).
a, gas flow rate = 30 sccm). Table 3 shows the results. As a comparative example, novolak resist (P, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
FI-15A), poly (p-vinylphenol) used as a base polymer of KrF resist, and poly (methyl methacrylate) coating film which is a polymer having no bridged cyclic hydrocarbon group in its molecular structure. The results are also shown. The etching rate was standardized for the novolak resist. The obtained results indicate that the resist of the present invention has a low etching rate with respect to CF 4 gas and is excellent in dry etching resistance. It shows that the resist of the present invention has high dry etching resistance.

【0092】(実施例21)実施例20と同様にして、
但し重合体A1の代わりに重合体A2を用いたレジスト
についてもエッチング速度を測定した。その結果を表2
に示す。得られた結果から、本発明のレジストはCF4
ガスに対するエッチング速度が遅く、ドライエッチング
耐性に優れていることが示された。これは、本発明のレ
ジストが高いドライエッチング耐性を有することを示
す。
(Example 21) In the same manner as in Example 20,
However, the etching rate was also measured for a resist using the polymer A2 instead of the polymer A1. Table 2 shows the results.
Shown in From the results obtained, the resist of the present invention was CF 4
It was shown that the etching rate with respect to the gas was slow and the dry etching resistance was excellent. This indicates that the resist of the present invention has high dry etching resistance.

【0093】(実施例22)実施例20と同様にして、
但し重合体A1の代わりに重合体A3を用いたレジスト
についてもエッチング速度を測定した。その結果を表2
に示す。得られた結果から、本発明のレジストはCF4
ガスに対するエッチング速度が遅く、ドライエッチング
耐性に優れていることが示された。これは、本発明のレ
ジストが高いドライエッチング耐性を有することを示
す。
(Example 22) In the same manner as in Example 20,
However, the etching rate was also measured for a resist using the polymer A3 instead of the polymer A1. Table 2 shows the results.
Shown in From the results obtained, the resist of the present invention was CF 4
It was shown that the etching rate with respect to the gas was slow and the dry etching resistance was excellent. This indicates that the resist of the present invention has high dry etching resistance.

【0094】[0094]

【表3】 [Table 3]

【0095】[0095]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明のネガ型フォトレジスト材料は透明性に優れてい
ることよりArFエキシマレーザ等の短波長光を用いた
リソグラフィーに使用可能であり、ドライエッチング耐
性、解像性を兼ね備えているため半導体素子製造に必要
な微細パターン形成用に用いることができる。
As is apparent from the above description,
The negative photoresist material of the present invention has excellent transparency and can be used for lithography using short-wavelength light such as ArF excimer laser. It can be used for forming a fine pattern necessary for the above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(A)〜(D)は本発明のレジストパターン形
成方法における主要工程を示す図である。
FIGS. 1A to 1D are views showing main steps in a method for forming a resist pattern according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:被加工基板 2:レジスト膜 3:マスク 4:架橋した領域 1: substrate to be processed 2: resist film 3: mask 4: cross-linked area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72)発明者 長谷川 悦雄 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−292822(JP,A) 特開 平10−274853(JP,A) 特開 平8−240911(JP,A) 特開 平7−252324(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/038 601 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72) Inventor Etsuo Hasegawa 5-1-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation (56) References JP-A-11-292822 (JP, A) JP-A-10-274853 (JP, A) JP-A-8-240911 (JP, A) JP-A-7-252324 (JP, A) ( 58) Surveyed field (Int.Cl. 7 , DB name) G03F 7/038 601

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一般式(1)で表わされる単位を有する
重合体と、一般式(5)で表わされる官能基を有する化
合物からなる架橋剤と、露光により酸を発生する光酸発
生剤と、を含有することを特徴とするネガ型フォトレジ
スト組成物。 【化1】 (一般式(1)において、R1は水素原子またはメチル
基、Gは3,4−ジヒドロキシトリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]
デシル基、3,4−ジヒドロキシ−ジメチルトリシクロ
[5.2.1.0 2,6 ]デシル基、3,4−ジヒドロキシテトラシ
クロ[4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ]ドデシルメチル基、3,4−ジ
ヒドロキシ−8−メチルテトラシクロ[4.4.0.1 2,5 .1
7,10 ]ドデシルメチル基、2,3−ジヒドロキシ−ノル
ボルニル−メチル基、2,3−ジヒドロキシ−5−メチ
ル−ノルボルニル−メチル基、ジヒドロキシアダマンチ
ル基、ジヒドロキシイソボニル基及びジヒドロキシイソ
ボルニル基から選択された少なくとも1種を表す。) 【化2】 (一般式(5)において、R10は水素原子、炭素数1か
ら6のアルキル基または炭素数3から6のオキソアルキ
ル基を表す。)
1. A polymer having a unit represented by the general formula (1), a crosslinking agent comprising a compound having a functional group represented by the general formula (5), and a photoacid generator which generates an acid upon exposure to light. And a negative photoresist composition. Embedded image (In the general formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and G is 3,4-dihydroxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ]
Decyl group, 3,4-dihydroxy-dimethyltricyclo
[5.2.1.0 2,6 ] decyl group, 3,4-dihydroxytetracy
Black [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecyl methyl group, 3,4-di
Hydroxy-8-methyl-tetracyclo [4.4.0.1 2, 5 .1
7,10 ] dodecylmethyl group, 2,3-dihydroxy-nor
Bornyl-methyl group, 2,3-dihydroxy-5-methyl
Le-norbornyl-methyl group, dihydroxyadamanti
Group, dihydroxyisobonyl group and dihydroxyiso
Represents at least one member selected from a bornyl group . ) (In the general formula (5), R 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an oxoalkyl group having 3 to 6 carbon atoms.)
【請求項2】 多価アルコール化合物を更に含有する請
求項1に記載のネガ型フォトレジスト組成物。
2. The negative photoresist composition according to claim 1, further comprising a polyhydric alcohol compound.
【請求項3】 一般式(1)におけるGが、一般式
(2)〜(4)の少なくとも1種である請求項1または
2に記載のネガ型フォトレジスト組成物。 【化3】 (一般式(2)において、R2、R3はそれぞれ独立して
水素原子またはメチル基を表す。) 【化4】 (一般式(3)において、R4は水素原子またはメチル
基を表す。) 【化5】 (一般式(4)において、R5は水素原子またはメチル
基を表す。)
3. The negative photoresist composition according to claim 1, wherein G in the general formula (1) is at least one of the general formulas (2) to (4). Embedded image (In the general formula (2), R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.) (In the general formula (3), R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group.) (In the general formula (4), R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
【請求項4】 重合体が、一般式(6)〜(8)で表さ
れる重合体の少なくとも1種である請求項1〜3のいず
れかに記載のネガ型フォトレジスト組成物。 【化6】 (一般式(6)において、R1、R2、R3、R6及びR8
はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を、R7
カルボキシル基を有する炭素数7〜13の有橋環式炭化
水素基を、R9は水素原子、炭素数1〜12の炭化水素
基または水酸基を有する炭素数2〜12の炭化水素基を
表す。また、x、y、zは各単位の組成比を示し、x+
y+z=1、0<x≦1、0≦y<1、0≦z<1を満
たす数である。また重合体の重量平均分子量は2000
〜200000である。) 【化7】 (一般式(7)において、R1、R4、R6及びR8はそれ
ぞれ独立して水素原子またはメチル基を、R7はカルボ
キシル基を有する炭素数7〜13の有橋環式炭化水素基
を、R9は水素原子、炭素数1〜12の炭化水素基また
は水酸基を有する炭素数2〜12の炭化水素基を表す。
また、k、m、nは各単位の組成比を示し、k+m+n
=1、0<k≦1、0≦m<1、0≦n<1を満たす数
である。また重合体の重量平均分子量は2000〜20
0000である。) 【化8】 (一般式(8)において、R1、R5、R6及びR8はそれ
ぞれ独立して水素原子またはメチル基を、R7はカルボ
キシル基を有する炭素数7〜13の有橋環式炭化水素基
を、R9は水素原子、炭素数1〜12の炭化水素基また
は水酸基を有する炭素数2〜12の炭化水素基を表す。
また、k、m、nは各単位の組成比を示し、k+m+n
=1、0<k≦1、0≦m<1、0≦n<1を満たす数
である。また重合体の重量平均分子量は2000〜20
0000である。)
4. The negative photoresist composition according to claim 1, wherein the polymer is at least one of the polymers represented by the general formulas (6) to (8). Embedded image (In the general formula (6), R 1 , R 2 , R 3 , R 6 and R 8
Each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 7 represents a bridged cyclic hydrocarbon group having 7 to 13 carbon atoms having a carboxyl group, R 9 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or Represents a hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms having a hydroxyl group. Also, x, y, and z indicate the composition ratio of each unit, and x +
It is a number that satisfies y + z = 1, 0 <x ≦ 1, 0 ≦ y <1, and 0 ≦ z <1. The weight average molecular weight of the polymer is 2000
~ 200000. ) (In the general formula (7), R 1 , R 4 , R 6 and R 8 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, and R 7 is a bridged cyclic hydrocarbon having a carboxyl group and having 7 to 13 carbon atoms. R 9 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms having a hydroxyl group.
K, m, and n indicate the composition ratio of each unit, and k + m + n
= 1, 0 <k ≦ 1, 0 ≦ m <1, 0 ≦ n <1. The weight average molecular weight of the polymer is 2000 to 20.
0000. ) (In the general formula (8), R 1 , R 5 , R 6 and R 8 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, and R 7 is a bridged cyclic hydrocarbon having 7 to 13 carbon atoms having a carboxyl group. R 9 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms or a hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms having a hydroxyl group.
K, m, and n indicate the composition ratio of each unit, and k + m + n
= 1, 0 <k ≦ 1, 0 ≦ m <1, 0 ≦ n <1. The weight average molecular weight of the polymer is 2000 to 20.
0000. )
【請求項5】 架橋剤が一般式(9)〜(12)で表さ
れる化合物の少なくとも1種である請求項1〜4のいず
れかに記載のネガ型フォトレジスト組成物。 【化9】 (一般式(9)において、R10は水素原子、炭素数1か
ら6のアルキル基または炭素数3から6のオキソアルキ
ル基を表し、a1=1または2、a2=1または2、b1
=0または1、b2=0または1、a1+b1=2、a2
2=2である。) 【化10】 (一般式(10)において、R10は水素原子、炭素数1
から6のアルキル基または炭素数3から6のオキソアル
キル基を、R11は水素原子、水酸基、炭素数1から6の
アルコキシ基または炭素数3から6のオキソアルキルオ
キシ基を表す。) 【化11】 (一般式(11)において、R10は水素原子、炭素数1
から6のアルキル基または炭素数3から6のオキソアル
キル基を、R11は水素原子、水酸基、炭素数1から6の
アルコキシ基または炭素数3から6のオキソアルキルオ
キシ基を、R12は酸素原子、硫黄原子、炭素数1〜3の
アルキレン基またはヒドロキシメチレン基を表す。) 【化12】 (一般式(12)において、R10は水素原子、炭素数1
から6のアルキル基または炭素数3から6のオキソアル
キル基を、R13は水素原子またはメチル基を表す。)
5. The negative photoresist composition according to claim 1, wherein the crosslinking agent is at least one of the compounds represented by formulas (9) to (12). Embedded image (In the general formula (9), R 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an oxoalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and a 1 = 1 or 2, a 2 = 1 or 2, b 1
= 0 or 1, b 2 = 0 or 1, a 1 + b 1 = 2, a 2 +
b 2 = 2. ) (In the general formula (10), R 10 is a hydrogen atom and has 1 carbon atom.
And R 11 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or an oxoalkyloxy group having 3 to 6 carbon atoms. ) (In the general formula (11), R 10 is a hydrogen atom and has 1 carbon atom.
An alkyl group having 3 to 6 carbon atoms or an oxoalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, R 11 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or an oxoalkyloxy group having 3 to 6 carbon atoms, and R 12 is an oxygen atom. Represents an atom, a sulfur atom, an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms or a hydroxymethylene group. ) (In the general formula (12), R 10 is a hydrogen atom and has 1 carbon atom.
To 6 or an oxoalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and R 13 represents a hydrogen atom or a methyl group. )
【請求項6】 架橋剤が式(13)で表される化合物で
ある請求項1〜4のいずれかに記載のネガ型フォトレジ
スト組成物。 【化13】
6. The negative photoresist composition according to claim 1, wherein the crosslinking agent is a compound represented by the formula (13). Embedded image
【請求項7】 光酸発生剤が、一般式(14)で表され
るスルホニウム塩化合物、一般式(16)で表されるヨ
ードニウム塩化合物、一般式(17)で表されるイミド
化合物及び一般式(18)で表されるジアゾ化合物の少
なくとも1種である請求項1〜6のいずれかに記載のネ
ガ型フォトレジスト組成物。 【化14】 [一般式(14)においてR14、R15及びR16は各々独
立にアルキル置換、ハロゲン置換もしくは無置換の芳香
族基、脂環基、橋かけ環式炭化水素基、2−オキソ脂環
基あるいはアルキル基を表し、Y-はBF4 -、As
6 -、SbF6 -または式(15):Z−SO3 -(一般式
(15)においてZはCn2n+1(nは1から6の整
数)、アルキル基あるいはアルキル置換もしくはハロゲ
ン置換または無置換の芳香族基を表す。)で表される対
イオンを表す。] 【化15】 (一般式(16)においてR17及びR18は各々独立にア
ルキル置換もしくはハロゲン置換または無置換の芳香族
基、脂環基、橋かけ環式炭化水素基、2−オキソ脂環基
またはアルキル基を表し、BF4 -、AsF6 -、SbF6 -
または上記式(15)で表される対イオンを表す。) 【化16】 (一般式(17)においてR19はハロゲン置換もしくは
無置換のアルキレン基、アルキル置換もしくはハロゲン
置換または無置換の2価の芳香族基、R16はハロゲン置
換もしくは無置換のアルキル基、アルキル基あるいはハ
ロゲン置換もしくは無置換の芳香族基を表す。) 【化17】 (一般式(18)においてR21及びR22は各々独立にア
ルキル基、アルキル置換もしくはハロゲン置換または無
置換の芳香族基、アルキル基、脂環式炭化水素基あるい
は橋かけ環式炭化水素基を表す。)
7. A photoacid generator comprising a sulfonium salt compound represented by the general formula (14), an iodonium salt compound represented by the general formula (16), an imide compound represented by the general formula (17), and The negative photoresist composition according to any one of claims 1 to 6, which is at least one kind of a diazo compound represented by the formula (18). Embedded image [In the general formula (14), R 14 , R 15 and R 16 are each independently an alkyl-substituted, halogen-substituted or unsubstituted aromatic group, alicyclic group, bridged cyclic hydrocarbon group, 2-oxo alicyclic group Alternatively, it represents an alkyl group, and Y is BF 4 , As
F 6 , SbF 6 or formula (15): Z—SO 3 (in the general formula (15), Z is C n F 2n + 1 (n is an integer of 1 to 6), an alkyl group or alkyl-substituted or halogenated Represents a substituted or unsubstituted aromatic group). ] (In the general formula (16), R 17 and R 18 are each independently an alkyl-substituted or halogen-substituted or unsubstituted aromatic group, alicyclic group, bridged cyclic hydrocarbon group, 2-oxo alicyclic group or alkyl group. BF 4 , AsF 6 , SbF 6
Alternatively, it represents a counter ion represented by the above formula (15). ) (In the general formula (17), R 19 is a halogen-substituted or unsubstituted alkylene group, an alkyl-substituted or halogen-substituted or unsubstituted divalent aromatic group, R 16 is a halogen-substituted or unsubstituted alkyl group, an alkyl group or It represents a halogen-substituted or unsubstituted aromatic group.) (In the general formula (18), R 21 and R 22 each independently represent an alkyl group, an alkyl-substituted or halogen-substituted or unsubstituted aromatic group, an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon group or a bridged cyclic hydrocarbon group. Represents.)
【請求項8】 重合体を50〜98重量部、架橋剤を1
〜50重量部および露光により酸を発生する光酸発生剤
を0.2〜15重量部を含有する請求項1〜7のいずれ
かに記載のネガ型フォトレジスト組成物。
8. A polymer of 50 to 98 parts by weight and a crosslinking agent of 1 to 50 parts by weight.
The negative photoresist composition according to any one of claims 1 to 7, further comprising 0.2 to 15 parts by weight of a photoacid generator that generates an acid upon exposure to light.
【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載のネガ型
フォトレジスト組成物を含む層を被加工基板上に形成す
る工程と、180〜220nmの波長の光で該層を所望
のパターンに応じて露光する工程と、ベークを行う工程
と、非露光部を該被加工基板上から除去する現像を行う
工程とを含むことを特徴とするレジストパターン形成方
法。
9. A step of forming a layer containing the negative photoresist composition according to claim 1 on a substrate to be processed, and forming the layer with a desired pattern with light having a wavelength of 180 to 220 nm. A resist pattern forming method, comprising the steps of: exposing according to the above, baking, and developing to remove a non-exposed portion from the substrate to be processed.
【請求項10】 180nm〜220nmの波長の光
が、ArFエキシマレーザ光である請求項9記載のレジ
ストパタ−ン形成方法。
10. The method according to claim 9, wherein the light having a wavelength of 180 nm to 220 nm is ArF excimer laser light.
JP28821498A 1998-04-06 1998-10-09 Negative photoresist composition using polymer having 1,2-diol structure and pattern forming method using the same Expired - Fee Related JP3237702B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28821498A JP3237702B2 (en) 1998-10-09 1998-10-09 Negative photoresist composition using polymer having 1,2-diol structure and pattern forming method using the same
US09/285,730 US6146806A (en) 1998-04-06 1999-04-05 Negative photoresist composition using polymer having 1,2-diol structure and process for forming pattern using the same
US09/668,275 US6469197B1 (en) 1998-04-06 2000-09-25 Negative photoresist composition using polymer having 1,2-diol structure and process for forming pattern using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28821498A JP3237702B2 (en) 1998-10-09 1998-10-09 Negative photoresist composition using polymer having 1,2-diol structure and pattern forming method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000122288A JP2000122288A (en) 2000-04-28
JP3237702B2 true JP3237702B2 (en) 2001-12-10

Family

ID=17727304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28821498A Expired - Fee Related JP3237702B2 (en) 1998-04-06 1998-10-09 Negative photoresist composition using polymer having 1,2-diol structure and pattern forming method using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3237702B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010198024A (en) * 1999-09-02 2010-09-09 Fujitsu Ltd Negative resist composition, method for formation of resist pattern and method for production of electronic device
JP4648526B2 (en) * 1999-09-02 2011-03-09 富士通株式会社 Negative resist composition, method of forming resist pattern, and method of manufacturing electronic device
US7122288B2 (en) 2000-03-28 2006-10-17 Fujitsu Limited Negative resist composition, a method for forming a resist pattern thereof, and a method for fabricating a semiconductor device
JP5397343B2 (en) * 2010-07-28 2014-01-22 信越化学工業株式会社 Polymerizable monomer
WO2018034342A1 (en) * 2016-08-19 2018-02-22 大阪有機化学工業株式会社 Curable resin composition for forming easily-peelable film, and method for producing same
WO2018033995A1 (en) * 2016-08-19 2018-02-22 大阪有機化学工業株式会社 Curable resin composition for forming easily strippable film, and process for producing same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000122288A (en) 2000-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3055617B2 (en) Negative photoresist composition and pattern forming method using the same
US7186495B2 (en) (Meth) acrylate derivative, polymer and photoresist composition having lactone structure, and method for forming pattern by using it
US6437052B1 (en) Monomer having diol structure, polymer thereof, and negative photoresist composition and pattern forming method using the same
US6469197B1 (en) Negative photoresist composition using polymer having 1,2-diol structure and process for forming pattern using the same
US6106998A (en) Negative resist materials, pattern formation method making use thereof, and method of manufacturing semiconductor devices
JP2000026446A (en) (meth)acrylate derivative having lactone structure, polymer, photoresist composition, and formation of pattern
JPH09221526A (en) High-molecular compound, and photosensitive resin composition and pattern formation method using the same
JP2973998B2 (en) Photosensitive resin composition and pattern forming method using the same
JPH08259626A (en) Vinyl monomer, polymer, photoresist composition and formation of pattern using the same
US20090068587A1 (en) (Meth) acrylamide derivative, polymer, chemically amplified photosensitive resin composition, and patterning method
JP3495503B2 (en) Crosslinked polymer
JP3228193B2 (en) Negative photoresist composition and pattern forming method using the same
JP2943759B2 (en) (Meth) acrylate, polymer, photoresist composition and pattern forming method using the same
US5723258A (en) Acetal group-containing alkoxy-styrene polymers, method of preparing the same and chemical amplified photoresist composition mainly comprising the same
JP3166848B2 (en) Negative photoresist material and pattern forming method using the same
JP2000281729A (en) Polymer containing diol structure, negative resist composition using it and pattern formation method
JP3022412B2 (en) Negative photoresist material and pattern forming method using the same
JP3237702B2 (en) Negative photoresist composition using polymer having 1,2-diol structure and pattern forming method using the same
JP3033549B2 (en) Negative resist material, pattern forming method using the same, and method for manufacturing semiconductor device
JP3589160B2 (en) Resist material, chemically amplified resist, and pattern forming method using the same
JP3783670B2 (en) Negative photoresist composition and pattern forming method
JP2006022335A (en) Phenolic-resins with acid-labile protective groups
JP3353825B2 (en) Chemically amplified positive resist and pattern forming method using the same
KR20030002482A (en) Photoresist monomer, polymer thereof and photoresist composition containing it
JPH05307262A (en) Radiation-sensitive resin composition

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071005

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081005

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091005

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091005

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101005

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111005

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121005

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131005

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees