JPH0215270A - Photoresist composition - Google Patents

Photoresist composition

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Publication number
JPH0215270A
JPH0215270A JP16512788A JP16512788A JPH0215270A JP H0215270 A JPH0215270 A JP H0215270A JP 16512788 A JP16512788 A JP 16512788A JP 16512788 A JP16512788 A JP 16512788A JP H0215270 A JPH0215270 A JP H0215270A
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JP
Japan
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carbon atoms
hydrogen atom
alkyl group
group
formula
Prior art date
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Application number
JP16512788A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Totoko
正明 戸床
Takashi Yamamoto
隆 山本
Keiko Nagaoka
長岡 經子
Toru Kiyota
徹 清田
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.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
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Publication of JPH0215270A publication Critical patent/JPH0215270A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain high transparency in the deep ultraviolet regions and the like by using a composition of a polymer having hydroxystyrenes, a specified cross-linking agent,and a compound capable of generating acid upon irradiation with actinic rays. CONSTITUTION:The photoresist composition is obtained by adding the compound to be allowed to produce acid by irradiation with the actinic rays to a combination of the polymer having the repeating units each represented by formula I and at least one of the cross-linking agents represented by formulae II, III, and IV. In the formulae I-IV, each of R1-R3 is H or 1-5C alkyl; each of R4-R7 is H, OH, 1-5C alkyl, or such alkoxyl; X is O or methylene or the like; R11 is H or 1-5C alkyl; and each of R12-R15 same as R4.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、微細なレジストパターン形成に適したフォト
レジスト組成物に関し、さらに詳しくは深紫外線及びエ
キシマレーザ−を光源としたリソグラフィーに対して高
感度かつ高解像性であり、また、耐熱性に優れたフォト
レジスト組成物に関するものである。本発明のフォトレ
ジスト組成物は、LSIや超LSI等の高密度集積回路
の製作に使用される他、それらの製造に用いられるフォ
トマスクを製造するためにも使用しうる等、電子工業の
分野において広範囲に使用される。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a photoresist composition suitable for forming a fine resist pattern, and more specifically, a photoresist composition suitable for forming a fine resist pattern. The present invention relates to a photoresist composition that has high sensitivity, high resolution, and excellent heat resistance. The photoresist composition of the present invention can be used in the field of electronic industry, such as being used for manufacturing high-density integrated circuits such as LSI and VLSI, and also for manufacturing photomasks used in their manufacturing. Widely used in

[従来の技術] 近年の半導体の高集積度化はとどまる所を知らず、微細
化への要求はきびしくなる一方である。
[Prior Art] In recent years, semiconductors have become increasingly highly integrated, and the demands for miniaturization are becoming more and more severe.

そのため製造面においては従来プロセスでの対応がもは
や困難になりつつあり、それに伴って新しい技術の導入
が検討されてきている。リソグラフィーに用いられる光
源としても、従来の紫外線に代わってより波長の短い深
紫外線及びエキシマレーザ−を用いることによる超微細
パターン加工技術の確立に努力が払われている。特にK
rFエキシマレーザ−を用いた縮小投影露光法の開発が
進められている。
Therefore, in terms of manufacturing, it is becoming difficult to cope with conventional processes, and the introduction of new technologies is being considered. Efforts are being made to establish ultra-fine pattern processing technology by using deep ultraviolet rays with shorter wavelengths and excimer lasers instead of conventional ultraviolet rays as light sources used in lithography. Especially K
Development of a reduction projection exposure method using an rF excimer laser is underway.

このような短波長リソグラフィー用レジストとして使用
されるレジスト組成物としては、たとえばポリメチルメ
タクリレートやポリメチルグルタルイミドなどの、活性
光線の照射によって解重合をしうる樹脂を主成分とする
組成物や、クレシル−ホルムアルデヒドノボラック樹脂
等のアルカリ可溶性樹脂に0−ナフトキノンジアジドス
ルホン酸エステル誘導体を感光剤として混合してなる組
成物が提案されている。
Resist compositions used as such resists for short wavelength lithography include compositions whose main component is a resin that can be depolymerized by irradiation with actinic rays, such as polymethyl methacrylate or polymethyl glutarimide; A composition has been proposed in which an alkali-soluble resin such as a cresyl-formaldehyde novolac resin is mixed with an 0-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester derivative as a photosensitizer.

しかしながら、前記主鎖切断型レジストは、解像性の点
で優れるものの、K+Fエキシマレーザの波長である2
48nmでの感度に乏しい、耐RIE性に乏しいなどの
問題点があった。また、前記ノボラック樹脂系レジスト
は、感度、耐HE性の点において優れるものの、K+F
エキシマレーザ−の波長である248nmにおいてO−
ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル誘導体の光吸
収が露光後も減少することがないため、露光時に、光が
レジストの底部まで達せず、その結果パターンプロファ
イルが強い台形状となる、また、大きく膜減りするなど
の問題点があった。
However, although the main chain cleavage type resist has excellent resolution, it has a wavelength of 2
There were problems such as poor sensitivity at 48 nm and poor RIE resistance. In addition, although the novolak resin resist has excellent sensitivity and HE resistance, K+F
At 248 nm, the wavelength of excimer laser, O-
Because the light absorption of the naphthoquinonediazide sulfonic acid ester derivative does not decrease after exposure, the light does not reach the bottom of the resist during exposure, resulting in a strong trapezoidal pattern profile and large film thinning. There was a problem.

これら問題点は前記主鎖切断型レジストでは、樹脂に芳
香族環を含んでいないことに、また、前記ノボラック樹
脂系レジストでは、レジスト膜の透明性に乏しいことに
起因している。
These problems are due to the fact that the main chain cut type resist does not contain an aromatic ring in the resin, and the novolak resin resist has poor transparency of the resist film.

[発明が解決しようとする課題] このように、従来のフォトレジスト組成物は、エキシマ
レーザ−リソグラフィーに用いた場合、感度、耐RIE
性、パターン形状等の全ての要求を満足しうるものがな
く、未だ実用的であるとは言い難い。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, conventional photoresist compositions have poor sensitivity and RIE resistance when used in excimer laser lithography.
There is no one that satisfies all the requirements in terms of properties, pattern shape, etc., and it is still difficult to say that it is practical.

従って本発明は上述したような問題点を解決すべくなさ
れたものである。すなわち本発明の目的は深紫外線及び
エキシマレーザ−波長領域において透明性に優れ、高感
度、高耐RIE性であり、パターンプロファイルの良好
な微細パターンを得ることのできるフォトレジスト組成
物を提供することにある。
Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems. That is, an object of the present invention is to provide a photoresist composition that has excellent transparency in the deep ultraviolet and excimer laser wavelength regions, has high sensitivity and high RIE resistance, and is capable of obtaining fine patterns with good pattern profiles. It is in.

[課題を解決するための手段] 本発明者等は、この様な事情に鑑み、鋭意検討を重ねた
結果、ヒドロキシスチレンを含む重合体と深紫外線及び
エキシマレーザ−波長領域において透明性の高い架橋剤
に、上記光線の照射により酸を発生しうる化合物(以下
、光酸発生剤という)を組み合わせた組成物を用いるこ
とにより、レジストのこの波長領域における透明性の向
上が計れ、レジストの露光部においてはその底部まで充
分に露光が可能となり、パターンプロファイルの良好な
微細パターンを得ることができ、結果的に前記目的を達
成できるという知見を見出たし本発明を完成するに至っ
た。
[Means for Solving the Problems] In view of the above circumstances, the present inventors have made extensive studies and have developed a cross-linked polymer containing hydroxystyrene with high transparency in the deep ultraviolet and excimer laser wavelength ranges. By using a composition in which a compound that can generate an acid when irradiated with the above-mentioned light (hereinafter referred to as a photoacid generator) is used, the transparency of the resist in this wavelength range can be improved, and the exposed areas of the resist can be improved. The present inventors have discovered that it is possible to fully expose the bottom part of the film, and a fine pattern with a good pattern profile can be obtained, and that the above object can be achieved as a result, and the present invention has been completed.

すなわち本発明のフォトレジスト組成物は、下記一般式
(I)を含む重合体と (式中、R1は水素原子又は炭素数1から5のアルキル
基を表す。) 下記一般式(n)、(m)、(]V) R20CH2CH20R2 (式中、R2は水素原子又は炭素数1からのアルキル基
を表す。) ○ (式中、R3は水素原子又は炭素数1から5のアルキル
基を表し、R4からR7はおのおの水素原子、ヒドロキ
シル基、炭素数1から5のアルキル基、又は炭素数1か
ら5のアルコキシル基より選ばれた基であり同時に同じ
であっても異なっていてもよい。
That is, the photoresist composition of the present invention comprises a polymer containing the following general formula (I) (wherein R1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) and the following general formula (n), ( m), (]V) R20CH2CH20R2 (In the formula, R2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.) ○ (In the formula, R3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R4 to R7 are each a group selected from a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxyl group having 1 to 5 carbon atoms, and may be the same or different.

Xは酸素原子、メチレン基、−N−R8又は−C−R9
R,。を表す。ここで、R8は水素原子又は炭素数1か
ら5のアルキル基であり、R9,R,oはおのおの水素
原子、炭素数1から5のアルキル基又はヒドロキシル基
より選ばれた基であり同時に同じであっても異なってい
てもよい。) R+3RL4 (式中、R11は水素原子又は炭素数1から5のアルキ
ル基を表し、R□2、R13、R14、R15はおのお
の水素原子、ヒドロキシル基、炭素数1から5のアルキ
ル基、又は炭素数1から5のアルコキシル基より選ばれ
た基であり同時に同じであっても異なっていてもよい。
X is an oxygen atom, a methylene group, -N-R8 or -C-R9
R. represents. Here, R8 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R9, R, and o are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a hydroxyl group, and are the same. It may be different or different. ) R+3RL4 (In the formula, R11 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R□2, R13, R14, and R15 each represent a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a carbon They are groups selected from alkoxyl groups of numbers 1 to 5, and may be the same or different.

) のいずれかで示される架橋剤に活性光線の照射により酸
を発生しうる化合物を添加して成るフォトレジスト組成
物を提供するものである。
) A photoresist composition is provided, in which a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays is added to a crosslinking agent represented by any of the above.

以下に本発明のフォトレジスト組成物について詳述する
The photoresist composition of the present invention will be explained in detail below.

本発明のフォトレジスト組成物において用いる重合体は
前記式(I)で表される構成単位を有する重合体もしく
は共重合体であり、ヒドロキシスチレン或いはα−メチ
ルヒドロキシスチレン等のラジカル重合、イオン重合も
しくは、ヒドロキシスチレン或いはα−メチルヒドロキ
シスチレン等と他のビニルモノマーとのラジカル共重合
、イオン共重合により得ることができる。各重合体、共
重合体において、−OH基の位置はポリビニル骨格に対
して0位2m位及びp位のいずれに位置してもよい。共
重合体に用いる他のビニルモノマとしてはヒドロキシス
チレン等と共重合可能であれば使用することができる。
The polymer used in the photoresist composition of the present invention is a polymer or copolymer having a structural unit represented by the above formula (I), and is a polymer or copolymer having a structural unit represented by the above formula (I), and is a polymer or a copolymer having a structural unit represented by the above formula (I), and is a polymer or a copolymer that is polymerized by radical polymerization, ionic polymerization, etc. of hydroxystyrene or α-methylhydroxystyrene, etc. It can be obtained by radical copolymerization or ionic copolymerization of hydroxystyrene, α-methylhydroxystyrene, or other vinyl monomers. In each polymer or copolymer, the -OH group may be located at any of the 0, 2m, and p positions with respect to the polyvinyl skeleton. Other vinyl monomers used in the copolymer may be used as long as they can be copolymerized with hydroxystyrene or the like.

具体的には、スチレン、クロロスチレン、クロロメチル
スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等のス
チレン系モノマー、アクリル酸、アクリル酸メチル、メ
タクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸フェニ
ル等のアクリル酸モノマー、また、酢酸ビニル、安息香
酸ビニル等の酢酸ビニル系モノマを挙げることができる
。これら重合体もしくは共重合体は同様なアルカリ可溶
性樹脂であるクレゾールーホルムアルデホドノボラック
樹脂に較べ樹脂の透明性に優れ、本発明に好適に用いる
ことができる。
Specifically, styrene monomers such as styrene, chlorostyrene, chloromethylstyrene, vinyltoluene, and α-methylstyrene; acrylic acid monomers such as acrylic acid, methyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, and phenyl methacrylate; Further, vinyl acetate monomers such as vinyl acetate and vinyl benzoate can be mentioned. These polymers or copolymers have excellent resin transparency compared to cresol-formaldephod novolac resins, which are similar alkali-soluble resins, and can be suitably used in the present invention.

本発明のフォトレジスト組成物において用いる重合体中
、前記式(1)で表される構成単位の割合は全構成単位
の50%以上であることが望ましい。50%以下では塩
基性現像液への溶解性に悪影響を及ぼし、現像が困難と
なる。
In the polymer used in the photoresist composition of the present invention, it is desirable that the proportion of the structural unit represented by the formula (1) is 50% or more of the total structural units. If it is less than 50%, the solubility in a basic developer is adversely affected and development becomes difficult.

また、本発明に用いる重合体は重量平均分子量(Mw)
が1000〜100,000、好ましくは2000〜5
0000のものを用いる。上記範囲を逸脱すると、感度
、解像性、塗膜性及び耐熱性等に悪影響をもたらす。
In addition, the polymer used in the present invention has a weight average molecular weight (Mw)
is 1000-100,000, preferably 2000-5
0000 is used. Outside the above range, sensitivity, resolution, coating properties, heat resistance, etc. will be adversely affected.

次に、本発明のフォトレジスト組成物に用いる架橋剤は
、その骨格に炭素−炭素二重結合、炭素窒素二重結合を
含まない5員環、6員環、ビシクロ化合物をアルコキシ
メチロール化した化合物であり、これら架橋剤は、メラ
ミン、ベンゾグアナミン、或いはアセトグアナミン等を
骨格とする架橋剤に較べ、深紫外線及びエキシマレーザ
−波長での透明性に優れ、本発明に好適に用いることが
できる。具体的には、 などが挙げられるが、これらに限定されない。また、こ
れらの架橋剤は、1種単独で使用、あるいは2種以上を
併用するこきができ・る。
Next, the crosslinking agent used in the photoresist composition of the present invention is a compound obtained by converting a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a bicyclo compound that does not contain a carbon-carbon double bond or a carbon-nitrogen double bond in its skeleton into an alkoxymethylol compound. These crosslinking agents have excellent transparency at deep ultraviolet rays and excimer laser wavelengths compared to crosslinking agents having skeletons such as melamine, benzoguanamine, or acetoguanamine, and can be suitably used in the present invention. Specific examples include, but are not limited to, the following. Further, these crosslinking agents can be used alone or in combination of two or more.

本発明フォトレジスト組成物において光酸発生剤として
用いる化合物は活性光線、特に深紫外線及びエキシマレ
ーザ−の照射により、酸を発生するものであり多くの化
合物が一般に広く知られている。
The compounds used as photoacid generators in the photoresist compositions of the present invention generate acids upon irradiation with actinic light, particularly deep ultraviolet rays and excimer laser, and many compounds are generally widely known.

このような化合物の例としては、下記一般式(V)で示
されるハロゲン化ジフェニルエタン誘導体、下記一般式
(VI)で示されるスルホン酸エステル誘導体、下記一
般式(■)で示される、ヨードニウム塩、または下記一
般式(■)で示されるスルホニウム塩などが挙げられる
Examples of such compounds include halogenated diphenylethane derivatives represented by the following general formula (V), sulfonic acid ester derivatives represented by the following general formula (VI), and iodonium salts represented by the following general formula (■). , or a sulfonium salt represented by the following general formula (■).

1C 上記一般式(V)で示されるハロゲン化ジフェニルエタ
ン誘導体は活性光線の照射によりハロゲン酸を生成する
ものであり、式中のR86及びR1□は水素原子、ハロ
ゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基
、またはニトロ基、R18は水素原子、ヒドロキシル基
、またはR29CONH−CR2,はアルキル基である
。)、RI9はハロゲン原子、R2o1R21はおのお
の水素原子、ハロゲン原子、アルキル基である。
1C The halogenated diphenylethane derivative represented by the above general formula (V) produces a halogen acid upon irradiation with actinic rays, and R86 and R1□ in the formula are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, A hydroxyl group or a nitro group, R18 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, or R29CONH-CR2, is an alkyl group. ), RI9 is a halogen atom, and R2o1R21 are each a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group.

上記一般式(VI)で示されるスルホン酸エステル誘導
体は活性光線の照射によりスルホン酸を生成するもので
あって、式中のR22は生成するスルホン酸の一8o3
H部位をブロックする基である。
The sulfonic acid ester derivative represented by the above general formula (VI) produces a sulfonic acid upon irradiation with actinic rays, and R22 in the formula is 18o3 of the sulfonic acid to be produced.
This is a group that blocks the H site.

このような基としては、 (R3oはアルキレン基、アルケニレン基、またはアリ
ーレン基、R3□、R3□、R33、R35、およびR
3,はおのおのアルキル基、またはアリール基、R34
、’R3eはアリール基、R37、R38はおのおの水
素原子、アルキル基、またはアリール基である。
Such groups include (R3o is an alkylene group, alkenylene group, or arylene group, R3□, R3□, R33, R35, and R
3, each alkyl group or aryl group, R34
, 'R3e is an aryl group, and R37 and R38 are each a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.

)を挙げることができる。また、R23はアルキル基、
または、アリール基である。
) can be mentioned. Moreover, R23 is an alkyl group,
Or it is an aryl group.

上記一般式(■)で示される、ヨードニウム塩、および
上記一般式(■)で示されるスルホニウム塩は、活性光
線の照射によりルイス酸を生成するものであって、式中
のR24、R25、R26、またはアリール基、XはB
F6  PF6−  AsF65bF6−  ClO4
−である。
The iodonium salt represented by the above general formula (■) and the sulfonium salt represented by the above general formula (■) produce a Lewis acid upon irradiation with actinic rays, and R24, R25, R26 in the formula , or an aryl group, X is B
F6 PF6- AsF65bF6- ClO4
− is.

このようなフォト酸発生剤の具体例としては、(IV−
1) (■ (■ G凸−NH−0−5O2GCH3 (■ (■ (■ (■ (■ (■−2) (■−1)        (■−2)等を挙げること
が出来るが、これらに限定されない。また、これらの光
酸発生剤は、1種単独で使用、あるいは2種以上を併用
することができる。
Specific examples of such photoacid generators include (IV-
1) (■ (■ G convex-NH-0-5O2GCH3) (■ (■ (■ (■ (■ (■-2) (■-1) (■-2) etc., but are limited to These photoacid generators can be used alone or in combination of two or more.

本発明において、各成分の含有割合は、前記重合体10
0重量部に対して、架橋剤を3〜30重量部、光酸発生
剤を0,1〜10重量部で含有させることが望ましい。
In the present invention, the content ratio of each component is 10
It is desirable to contain 3 to 30 parts by weight of the crosslinking agent and 0.1 to 10 parts by weight of the photoacid generator relative to 0 parts by weight.

上記範囲を逸脱すると、バタン形状及び解像性に悪影響
をもたらす。
If it deviates from the above range, it will have an adverse effect on the shape of the baton and the resolution.

本発明によるフォトレジスト組成物は、有機溶媒可溶性
であり、集積回路の製作等に使用する場合、通常溶液(
レジスト溶液)の形で、用いられる。この場合前記組成
物は一般に有機溶媒に1〜50重量%好ましくは5〜3
0重量%の割合で溶解させ、調整される。この場合用い
る溶媒としては本発明のフォトレジスト組成物の各構成
成分を均一に溶解し、かつ、シリコン、アルミニウムな
どの基板表面に塗布後、該有機溶媒を蒸発させる事によ
り、均一で平滑な塗膜が得られるものが好ましい。具体
的にはアセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノ
ン、シクロヘキサノン、等のケトン系溶媒、メチルセロ
ソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチル
セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等
のセロソルブ系溶媒、テトラヒドロフラン、ジエチレン
グリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶媒、エチ
レングリコールモノエチルエステル、酢酸エチレングリ
コールモノメチルエステル等のエステル系溶媒等が挙げ
られるがこれらに限定されない。
The photoresist composition according to the present invention is soluble in organic solvents, and when used in the fabrication of integrated circuits, it is usually used in solutions (
It is used in the form of a resist solution). In this case, the composition is generally 1 to 50% by weight in an organic solvent, preferably 5 to 3% by weight.
It is dissolved and adjusted at a ratio of 0% by weight. In this case, the solvent used is one that uniformly dissolves each component of the photoresist composition of the present invention, and after applying it to the surface of a substrate such as silicon or aluminum, evaporates the organic solvent to form a uniform and smooth coating. Preferably, a film can be obtained. Specifically, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, and cyclohexanone, cellosolve solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, and ethyl cellosolve acetate, and ether solvents such as tetrahydrofuran and diethylene glycol dimethyl ether. , ethylene glycol monoethyl ester, ethylene glycol monomethyl acetate, and other ester solvents, but are not limited thereto.

上記有機溶媒は、単独で用いても2種類以上併用しても
よい。
The above organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

また本発明のネガ型フォトレジスト組成物には上記成分
の他に必要に応じて増感列、染料、可塑剤、その他の樹
脂、熱反応禁止剤等各種防止剤、接着性改良剤等を添加
することが出来る。本発明のフォトレジスト組成物は前
記のごとくレジスト溶液を調整することにより、従来の
フォトレジスト技術でレリーフパターンを形成できる。
In addition to the above-mentioned components, the negative photoresist composition of the present invention may optionally contain sensitizing columns, dyes, plasticizers, other resins, various inhibitors such as thermal reaction inhibitors, adhesion improvers, etc. You can. The photoresist composition of the present invention can be used to form a relief pattern using conventional photoresist techniques by adjusting the resist solution as described above.

以下にこのレリーフパターンの形成方法について説明す
る。
The method for forming this relief pattern will be explained below.

(1)前記の如く調整したレジスト溶液を基板に塗布し
、膜厚1〜1.5μmのレジスト膜を形成する。この基
板への塗布は例えばスピンナーで行う事が出来・る。
(1) The resist solution prepared as described above is applied to a substrate to form a resist film with a thickness of 1 to 1.5 μm. This coating on the substrate can be performed using, for example, a spinner.

(2)基板を温度60〜120°C1好ましくは80〜
90℃で20分間〜60分間乾燥する。(プレベーク) (3)この塗布膜に対しフォトマスクチャートを通して
深紫外線及びエキシマレーザ−を照射させる。
(2) The temperature of the substrate is 60-120°C, preferably 80-120°C.
Dry at 90°C for 20 to 60 minutes. (Pre-bake) (3) This coating film is irradiated with deep ultraviolet rays and excimer laser through a photomask chart.

(4)露光された基板を80〜90°Cて20分間〜6
0分間加熱する。(中間ベーク) (5)未露光部分を現像液で洗い出す事によりレリーフ
パターンを得る。現像液としては、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、メタケイ酸ソーダ、テトラメチルアン
モニウムハイドロオキサイド等の例えば5重量%以下の
濃度の弱アルカリ水溶液を用いることが出来る (6)現像済基盤を温度80〜130℃、好ましくは9
0〜120℃で20分間〜60分間乾燥する。(ボスト
ベーク) このようにして形成されたレリーフパターンは1μm以
下の解像度を持ち、耐熱性もに良好なものである。
(4) Heat the exposed substrate to 80 to 90°C for 20 minutes to 6
Heat for 0 minutes. (Intermediate bake) (5) A relief pattern is obtained by washing out the unexposed areas with a developer. As a developer, sodium hydroxide,
For example, a weak alkaline aqueous solution of potassium hydroxide, sodium metasilicate, tetramethylammonium hydroxide, etc. with a concentration of 5% by weight or less can be used. (6) The developed substrate is heated to a temperature of 80 to 130°C, preferably 9
Dry at 0-120°C for 20-60 minutes. (Bost baking) The relief pattern thus formed has a resolution of 1 μm or less and has good heat resistance.

さらに本発明のネガ型フォトレジスト組成物を用いて上
記の如くして形成したパターンをマスクとして基板をエ
ツチングすることが出来る。
Furthermore, a substrate can be etched using the negative photoresist composition of the present invention and the pattern formed as described above as a mask.

[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なんら限定されるものではな
い。
[Examples] Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.

(実施例1) ポリ(p−ヒドロキシスチレン)(重量平均分子量=5
000) I Ogに対して、2.0gのテトラブトキ
シメチロールアセチレン尿素と0.48gの1.1ビス
(p−クロロフェニル) −2,2,2−) IJ ’
yロロエタンとからなるフォトレジスト組成物をエチル
セロソルブアセテート 50m1に溶解し、0.22μ
mのフィルターで濾過し、レジスト溶液を調整した。
(Example 1) Poly(p-hydroxystyrene) (weight average molecular weight = 5
000) I Og, 2.0 g of tetrabutoxymethylol acetylene urea and 0.48 g of 1.1 bis(p-chlorophenyl)-2,2,2-) IJ'
A photoresist composition consisting of
The resist solution was prepared by filtration with a filter of 1.0 m.

このレジスト溶液をヘキサメチレンジシラザン(HMD
S)を2000+pm / 60秒でスピンコードした
シリコンウェハ上にスピンコーターを用い、3000r
pm 15Q秒で塗布した。このウェハをオーブン中で
80℃/30分間プリベークを行ない1.0μmの塗膜
を得た。ついで、上記塗膜をパターンを有するクロムマ
スクを通して、コンタクトアライナ−PLA−521F
 (キャノン社製)でCM−250ミラーを用い深紫外
線露光を行なった。露光後、ウェハをホットプレート上
で100℃/1分間加熱することにより露光部を架橋さ
せた。ウェハを冷却後、テトラメチルアンモニウムハイ
ドロオキサイド1.7%水溶液で1分間浸急き現像し、
未露光部を溶解せしめ、パターンを得た。さらに、10
0℃/30分間ポストベークを行なった後、膜厚を測定
することにより照射量と残膜率の特性曲線を求め、24
 mi/ cnf  (254nm)ノ感度(残膜率5
0%での照射量)を得た。また、形成されたパターンを
電子顕微鏡で観察した結果、矩形状の0.7μmの微細
パターンを解像していることが分かった。
This resist solution was mixed with hexamethylene disilazane (HMD).
S) was spin-coded at 2000+pm/60 seconds onto a silicon wafer using a spin coater and coated at 3000 r.
Coated at pm 15Q seconds. This wafer was prebaked in an oven at 80° C. for 30 minutes to obtain a coating film of 1.0 μm. Next, the above coating film was passed through a patterned chrome mask and applied to a contact aligner-PLA-521F.
Deep ultraviolet exposure was performed using a CM-250 mirror (manufactured by Canon). After exposure, the exposed area was crosslinked by heating the wafer on a hot plate at 100° C. for 1 minute. After cooling the wafer, it was rapidly developed by immersion in a 1.7% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 1 minute.
The unexposed areas were dissolved to obtain a pattern. Furthermore, 10
After post-baking at 0°C for 30 minutes, the characteristic curve of irradiation dose and residual film rate was determined by measuring the film thickness.
mi/cnf (254nm) sensitivity (remaining film rate 5
0% irradiation dose) was obtained. Further, as a result of observing the formed pattern with an electron microscope, it was found that a rectangular fine pattern of 0.7 μm was resolved.

(実施例2) 実施例1における1、1−ビス(p−クロロフェニル)
 −2,2,2−)リクロロエタンの代わりに、α−ト
シルオキシデオキシベンゾインを用いる他には同様にし
て行なった結果、30 mi/ car  (254n
m)の感度(残膜率50%での照射量)を得た。また、
形成されたパターンを電子顕微鏡で観察した結果、矩形
状の0.7μmの微細パターンを解像していることが分
かった。
(Example 2) 1,1-bis(p-chlorophenyl) in Example 1
-2,2,2-) Lichloroethane was replaced by α-tosyloxydeoxybenzoin, but the result was 30 mi/car (254n
m) sensitivity (irradiation amount at a residual film rate of 50%) was obtained. Also,
As a result of observing the formed pattern with an electron microscope, it was found that a rectangular fine pattern of 0.7 μm was resolved.

(実施例3) 実施例1における1、1−ビス(p−クロロフェニル)
−2,2,2−トリクロロエタンの代わりに、ジフェニ
ルヨードニウムテトラフルオロボレートを用いる他には
同様にして行なった結果、28 mj/ c[l?(2
54nm)の感度(残膜率50%での照射量)を得た。
(Example 3) 1,1-bis(p-chlorophenyl) in Example 1
The same procedure was performed except that diphenyliodonium tetrafluoroborate was used instead of -2,2,2-trichloroethane, and the result was 28 mj/c[l? (2
54 nm) (irradiation amount at a residual film rate of 50%) was obtained.

また、形成されたパターンを電子顕微鏡で観察した結果
、矩形状の0.7μmの微細パターンを解像しているこ
とが分かった。
Further, as a result of observing the formed pattern with an electron microscope, it was found that a rectangular fine pattern of 0.7 μm was resolved.

(実施例4) 実施例1における1、1−ビス(p−クロロフェニル)
 −2,2,2−)リクロロエタンの代わりに、トリフ
ェニルスルホニウムへキサフルオロフォスヘトを用いる
他には同様にして行なった結果、25m1/ crl 
 (254++m)の感度(残膜率50%での照射量)
を得た。また、形成されたパターンを電子顕微鏡で観察
した結果、矩形状の0.7μmの微細パターンを解像し
ていることが分かった。
(Example 4) 1,1-bis(p-chlorophenyl) in Example 1
-2,2,2-) The same procedure was performed except that triphenylsulfonium hexafluorophosphate was used instead of dichloroethane, and the result was 25 m1/crl.
Sensitivity of (254++m) (irradiation dose at 50% residual film rate)
I got it. Further, as a result of observing the formed pattern with an electron microscope, it was found that a rectangular fine pattern of 0.7 μm was resolved.

(実施例5) 実施例1におけるポリ(p−ヒドロキシスチレン)の代
わりに、p−ヒドロキシスチレン−スチレン共重合体(
重量平均分子量−5000、スチレン含量−30%)を
用い、テトラブトキシメチロールアセチレン尿素の代わ
りに、1.3−ジメトキシメチロールプロピレン尿素を
用いた他には同様にして行なった結果、21mj/cゴ
 (254nm)の感度(残膜率50%での照射量)を
得た。また、形成されたパターンを電子顕微鏡で観察し
た結果、矩形状の0.7μmの微細パターンを解像して
いることが分かった。
(Example 5) Instead of poly(p-hydroxystyrene) in Example 1, p-hydroxystyrene-styrene copolymer (
Weight average molecular weight -5000, styrene content -30%), 1,3-dimethoxymethylolpropylene urea was used instead of tetrabutoxymethylol acetylene urea, but the result was 21 mj/c ( 254 nm) (irradiation amount at a residual film rate of 50%) was obtained. Further, as a result of observing the formed pattern with an electron microscope, it was found that a rectangular fine pattern of 0.7 μm was resolved.

(実施例6) 実施例1におけるポリ(p−ヒドロキシスチレン)の代
わりに、p−ヒドロキシスチレン−スチレン共重合体(
重量平均分子量= 5[IQθ、スチレン含量=30%
)を用い、テトラブトキシメチロルアセチレン尿素の代
わりに、1.3−ジメトキシメチロールエチレン尿素を
用いた他には同様にして行なった結果、23 mj/ 
cnf  (254nm)の感度(残膜率50%での照
射量)を得た。また、形成されたパターンを電子顕微鏡
で観察した結果、矩形状の07μmの微細パターンを解
像していることが分がった。
(Example 6) Instead of poly(p-hydroxystyrene) in Example 1, p-hydroxystyrene-styrene copolymer (
Weight average molecular weight = 5 [IQθ, styrene content = 30%
) and using 1,3-dimethoxymethylolethyleneurea instead of tetrabutoxymethylolacetyleneurea, the result was 23 mj/
cnf (254 nm) sensitivity (irradiation dose at a residual film rate of 50%) was obtained. Further, as a result of observing the formed pattern with an electron microscope, it was found that a rectangular fine pattern of 07 μm was resolved.

(比較例1) 実施例1におけるテトラブトキシメチロールアセチレン
尿素の代わりに、ヘキサメチロールメラミンの部分メチ
ル化物である三井すイアナミツド社のサイメル303を
用いる他には同様にして行なった結果、18 mj/ 
cl  (254nm)の感度(残膜率50%での照射
量)を得た。また、形成されたパターンを電子顕微鏡で
観察した結果、0.7μmの微細パターンを解像するこ
とができなかった。
(Comparative Example 1) The same procedure was performed as in Example 1 except that Cymel 303, a partially methylated product of hexamethylol melamine, manufactured by Mitsui Suyanamitsu Co., Ltd. was used instead of tetrabutoxymethylol acetylene urea. As a result, 18 mj/
A sensitivity (irradiation dose at a residual film rate of 50%) of cl (254 nm) was obtained. Moreover, as a result of observing the formed pattern with an electron microscope, it was not possible to resolve a fine pattern of 0.7 μm.

[発明の効果コ 以上説明したように、本発明のフォトレジスト組成物は
深紫外線及びエキシマレーザ−波長領域において高い透
明性を有している。その結果、レジストの解像性を高め
る作業に必要な上記光線を光源としたリソグラフィーに
おいて、感度、解像性及び、コントラストを著しく向上
でき、さらにアルカリ現像性が良好であるため、パター
ンの膨潤や、現像残り等を生ずるおそれがなく、高精度
の微細なフォトレジストパターンを形成することができ
るものである。したがってこれらの組成物は解像性に対
する要求が今後益々厳しくなりゆくLSIや超LSIな
どの高密度集積回路製作用のレジストとして使用できる
他、それらの製造に用いられるフォトマスクを製造する
ためにも使用しうる等、電子工業の分野において広範囲
に使用するすることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, the photoresist composition of the present invention has high transparency in the deep ultraviolet and excimer laser wavelength regions. As a result, sensitivity, resolution, and contrast can be significantly improved in lithography using the above-mentioned light beam as a light source, which is necessary for improving the resolution of resists.Furthermore, since the alkali developability is good, pattern swelling can be prevented. , it is possible to form a fine photoresist pattern with high precision without the risk of producing undeveloped images. Therefore, these compositions can be used not only as resists for manufacturing high-density integrated circuits such as LSI and VLSI, where requirements for resolution will become increasingly strict in the future, but also for manufacturing photomasks used in their manufacturing. It can be used widely in the field of electronic industry.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、下記一般式( I )を含む重合体 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R_1は水素原子又は炭素数1から5のアルキ
ル基を表す。) と下記一般式(II)、(III)、(IV)で示される架橋
剤の少なくとも1種を含む系に活性光線の照射により酸
を発生しうる化合物を添加して成ることを特徴とするフ
ォトレジスト組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、R_2は水素原子又は炭素数1から5のアルキ
ル基を表す。) ▲数式、化学式、表等があります▼(III) (式中、R_3は水素原子又は炭素数1から5のアルキ
ル基を表し、R_4からR_7はおのおの水素原子、ヒ
ドロキシル基、炭素数1から5のアルキル基、又は炭素
数1から5のアルコキシル基より選ばれた基であり同時
に同じであっても異なっていてもよい。 Xは酸素原子、メチレン基、=N−R_8又は=C−R
_9R_1_0を表す。ここで、R_8は水素原子又は
炭素数1から5のアルキル基であり、 R_9、R_1_0はおのおの水素原子、炭素数1から
5のアルキル基又はヒドロキシル基より選ばれた基であ
り同時に同じであっても異なっていてもよい。) ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) (式中、R_1_1は水素原子又は炭素数1から5のア
ルキル基を表し、R_1_2、R_1_3、R_1_4
、R_1_5はおのおの水素原子、ヒドロキシル基、炭
素数1から5のアルキル基、又は炭素数1から5のアル
コキシル基より選ばれた基であり同時に同じであっても
異なっていてもよい。)
[Claims] 1. A polymer containing the following general formula (I) ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (I) (In the formula, R_1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms ) and at least one crosslinking agent represented by the following general formulas (II), (III), and (IV), and a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays is added to the system. photoresist composition. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(II) (In the formula, R_2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(III) (In the formula , R_3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R_4 to R_7 are each selected from a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxyl group having 1 to 5 carbon atoms. are groups and may be the same or different at the same time. X is an oxygen atom, a methylene group, =N-R_8 or =C-R
Represents _9R_1_0. Here, R_8 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R_9 and R_1_0 are each a group selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a hydroxyl group, and are the same. may also be different. ) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(IV) (In the formula, R_1_1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R_1_2, R_1_3, R_1_4
, R_1_5 are each a group selected from a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxyl group having 1 to 5 carbon atoms, and may be the same or different. )
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