JPH0588366A - Negative photoresist composition - Google Patents
Negative photoresist compositionInfo
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- JPH0588366A JPH0588366A JP3247396A JP24739691A JPH0588366A JP H0588366 A JPH0588366 A JP H0588366A JP 3247396 A JP3247396 A JP 3247396A JP 24739691 A JP24739691 A JP 24739691A JP H0588366 A JPH0588366 A JP H0588366A
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- Japan
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- optionally substituted
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- triazine
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造の際のパタ
ーン形成材料であるレジスト組成物に関し、更に詳しく
は遠紫外線及びエキシマレーザーリソグラフィーに適し
た高感度、高解像性、高ドライエッチ耐性を有するネガ
型フォトレジスト組成物に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resist composition which is a pattern forming material in the production of semiconductors, and more particularly, it has high sensitivity, high resolution and high dry etch resistance suitable for deep ultraviolet and excimer laser lithography. The present invention relates to a negative photoresist composition having
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、集積回路については高集積化に伴
う微細化が進み、今やサブミクロンのパターン形成が要
求される。特にエキシマレーザ−リソグラフィ−は、次
世代の64MDRAMおよび256MDRAMの製造を
可能とならしめている。このような光源の変更にともな
い、レジストには従来の耐熱性、残膜率、プロファイル
等の諸性能に加えて新たに次のような性能が要求され
る。 イ)上記光源に対して高感度であること。 ロ)高解像度であること。2. Description of the Related Art In recent years, integrated circuits have become finer with higher integration, and now submicron pattern formation is required. In particular, excimer laser-lithography-makes it possible to manufacture next-generation 64 MDRAM and 256 MDRAM. With such changes in the light source, the resist is required to have the following new performances in addition to the conventional performances such as heat resistance, residual film rate, and profile. A) High sensitivity to the above light source. B) High resolution.
【0003】特開平1−293339号にはヒドロキシスチレ
ンを含む重合体と架橋剤にスルホン酸エステル基を含む
光酸発生剤を組合わせた組成物が開示されている。しか
し、感度及び解像度の点で問題を残し、要求性能を満た
していない。JP-A-1-293339 discloses a composition in which a polymer containing hydroxystyrene and a photoacid generator containing a sulfonic acid ester group are combined with a crosslinking agent. However, it leaves a problem in terms of sensitivity and resolution and does not satisfy the required performance.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐熱性、残
膜率、塗布性、プロファイル等のレジスト諸性能を維持
したまま、感度および解像度に優れたネガ型フォトレジ
スト組成物を提供するものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a negative photoresist composition having excellent sensitivity and resolution while maintaining various resist properties such as heat resistance, residual film ratio, coating property and profile. Is.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題を解決するために鋭意検討を行なった結果、下記一
般式(1)で表される化合物とアルデヒド類とを縮合さ
せて得られるアルカリ可溶性樹脂、Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving these problems, the present inventors have obtained a compound represented by the following general formula (1) by condensation with an aldehyde. Alkali-soluble resin,
【0006】[0006]
【化4】 [Chemical 4]
【0007】(式中、R1 〜R9 はそれぞれ独立に水素
原子、置換されていてもよいアルキル基、置換されてい
てもよいアルケニル基、置換されていてもよいアシル
基、ハロゲン原子、または−OH基を表わし、R1 〜R
9 のうち少なくとも一つは−OH基であり、該−OH基
に対してo位またはp位に少なくとも二つの水素原子を
有する。) 架橋剤および下記一般式(2)で表される光酸発生剤(In the formula, R 1 to R 9 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkenyl group, an optionally substituted acyl group, a halogen atom, or Represents an —OH group, R 1 to R
At least one of 9 is an -OH group and has at least two hydrogen atoms in the o-position or the p-position with respect to the -OH group. ) Crosslinking agent and photoacid generator represented by the following general formula (2)
【0008】[0008]
【化5】 [Chemical 5]
【0009】(式中、R10、R11およびR12はそれぞれ
独立に置換されていてもよいアルキル基、置換されてい
てもよいアリール基、置換されていてもよいアルケニル
基、置換されていてもよいアラルキル基、置換されてい
てもよいピペリジノ基、 立に水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換
されていてもよいアリール基を表わす。但しR10、R11
およびR12のうち少なくとも一つはモノ−、ジ−または
トリハロゲン置換メチル基を表わす。)を含有するネガ
型フォトレジスト組成物が、感度、解像度に優れている
ことを見い出した。(In the formula, R 10 , R 11 and R 12 are each independently an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group, an optionally substituted alkenyl group or a substituted An aralkyl group, an optionally substituted piperidino group, It represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted aryl group. However, R 10 and R 11
At least one of R 12 and R 12 represents a mono-, di- or trihalogen-substituted methyl group. It has been found that the negative photoresist composition containing) is excellent in sensitivity and resolution.
【0010】以下に本発明のネガ型フォトレジスト組成
物について詳細に説明する。本発明に用いられるアルカ
リ可溶性ノボラック樹脂は、一般式(1)で表される化
合物を酸触媒の存在下アルデヒド類と縮合させることに
より得られる。The negative photoresist composition of the present invention will be described in detail below. The alkali-soluble novolak resin used in the present invention is obtained by condensing the compound represented by the general formula (1) with aldehydes in the presence of an acid catalyst.
【0011】ここで用いられるアルデヒド類としては、
例えばホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒド、プロピルアルデヒド、ベンズアルデヒ
ド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピル
アルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒ
ドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアル
デヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、グルタルア
ルデヒド、グリオキサール、o−メチルベンズアルデヒ
ド、p−メチルベンズアルデヒド等が挙げられ、これら
の化合物のうち、特にホルムアルデヒドが工業的に入手
しやすいという点で好ましい。これらのアルデヒドは単
独で、または2種以上混合して使用することができる。The aldehydes used here include
For example, formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, benzaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, glutaraldehyde, glyoxal, o- Methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde and the like are mentioned, and among these compounds, formaldehyde is particularly preferable because it is industrially easily available. These aldehydes can be used alone or in admixture of two or more.
【0012】一般式(1)で表される化合物をアルデヒ
ド類と付加縮合させる反応は、常法に従って行なわれ
る。反応は通常60〜120℃、2〜30時間で行なわ
れる。触媒としては有機酸あるいは無機酸や二価金属塩
等が用いられる。具体例としては蓚酸、塩酸、硫酸、過
塩素酸、p−トルエンスルホン酸、トリクロル酢酸、リ
ン酸、蟻酸、酢酸亜鉛、酢酸マグネシウム等があげられ
る。また反応はバルクで行なっても好適な溶剤を用いて
もよい。The reaction of addition-condensing the compound represented by the general formula (1) with aldehydes is carried out according to a conventional method. The reaction is usually performed at 60 to 120 ° C. for 2 to 30 hours. As the catalyst, an organic acid, an inorganic acid, a divalent metal salt or the like is used. Specific examples include oxalic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, perchloric acid, p-toluenesulfonic acid, trichloroacetic acid, phosphoric acid, formic acid, zinc acetate, magnesium acetate and the like. The reaction may be carried out in bulk or a suitable solvent may be used.
【0013】一般式(1)で表される化合物はm−、p
−イソプロペニルフェノールもしくはそれらの線状二量
体を用いて、米国特許 3,288,864号明細書に記載の方法
等に準じて合成することができる。The compound represented by the general formula (1) is m-, p
-Isopropenylphenol or a linear dimer thereof can be used for synthesis according to the method described in US Pat. No. 3,288,864.
【0014】一般式(1)におけるR1 〜R9 の置換さ
れていてもよいアルキル基は直鎖または分岐していても
よく、炭素数1〜7のものが、さらにはメチル基、エチ
ル基、n−プロピル基、i−プロピル基等が好ましい。
置換されていてもよいアルキル基の置換基としてはハロ
ゲン原子、アシル基等があげられる。置換されていても
よいアルケニル基は直鎖または分岐していてもよく、炭
素数2〜4のものが好ましい。置換されていてもよいア
シル基としては直鎖または分岐していてもよく、炭素数
2〜7のものが、さらには、アセチル基、プロピオニル
基、ブチリル基、i−ブチリル基等が好ましい。置換さ
れていてもよいアルケニル基およびアシル基の置換基と
しては、ハロゲン原子、アリール基等があげられる。ハ
ロゲン原子としては、F原子、Cl原子、Br原子が挙
げられる。The optionally substituted alkyl group represented by R 1 to R 9 in the general formula (1) may be linear or branched, and those having 1 to 7 carbon atoms may be a methyl group or an ethyl group. , N-propyl group, i-propyl group and the like are preferable.
Examples of the substituent of the optionally substituted alkyl group include a halogen atom and an acyl group. The optionally substituted alkenyl group may be linear or branched, and preferably has 2 to 4 carbon atoms. The acyl group which may be substituted may be linear or branched and is preferably one having 2 to 7 carbon atoms, and further preferably an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, an i-butyryl group and the like. Examples of the substituent of the optionally substituted alkenyl group and acyl group include a halogen atom and an aryl group. Examples of the halogen atom include F atom, Cl atom, and Br atom.
【0015】一般式(1)で表される化合物として、特
に好適なものとして、Particularly preferred compounds represented by the general formula (1) are:
【0016】[0016]
【化6】 [Chemical 6]
【0017】等が挙げられる。これらは単独または混合
して用いられる。And the like. These may be used alone or as a mixture.
【0018】本ノボラック樹脂は単独で用いてもよい
が、他のアルカリ可溶性樹脂と混合しても用いられる。The novolak resin of the present invention may be used alone, or may be used as a mixture with another alkali-soluble resin.
【0019】混合可能なアルカリ可溶性樹脂としては、
フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹
脂、キシレノールノボラック樹脂、ビニルフェノール樹
脂、イソプロペニルフェノール樹脂、ビニルフェノール
とスチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレート
またはメタクリレートとの共重合体、イソプロペニルフ
ェノールとスチレン、アクリロニトリル、メチルメタク
リレートまたはメタクリレートとの共重合体あるいはこ
れらの樹脂及び共重合体にケイ素を含むアルキル基等を
導入したもの等があげられる。これらは単独または複数
用いてもよい。As the alkali-soluble resin that can be mixed,
Phenol novolac resin, cresol novolac resin, xylenol novolac resin, vinylphenol resin, isopropenylphenol resin, vinylphenol and styrene, acrylonitrile, copolymer of methylmethacrylate or methacrylate, isopropenylphenol and styrene, acrylonitrile, methylmethacrylate or methacrylate And a resin obtained by introducing an alkyl group containing silicon into these resins and copolymers. You may use these individually or in multiple numbers.
【0020】本発明に用いられる樹脂の分子量は、ゲル
パーミエーションクロマト法(GPC法)により求めた
ポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)が1000〜1000
0 、好ましくは1500〜8000、更に好ましくは2000〜5000
が適当である。Regarding the molecular weight of the resin used in the present invention, the polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) determined by gel permeation chromatography (GPC method) is 1000 to 1000.
0, preferably 1500-8000, more preferably 2000-5000
Is appropriate.
【0021】本発明で光酸発生剤として用いられる、前
記一般式(2)で表される化合物は、例えば、若林ら
著、Bull. Chem. Soc. Japan, 42, 2924(1969)、米国特
許3,987,037 号明細書、またはF. C. Schaefer et. al.
J. Org. Chem., 29 1527(1964) に従って対応するニト
リル化合物を臭化アルミニウムと塩化水素の存在下で反
応させるか、対応するイミデートを用いて合成すること
ができる。The compound represented by the general formula (2) used as a photo-acid generator in the present invention is described in, for example, Wakabayashi et al., Bull. Chem. Soc. Japan, 42 , 2924 (1969), US Patent. 3,987,037 or FC Schaefer et.al.
The corresponding nitrile compounds can be reacted with aluminum bromide in the presence of hydrogen chloride according to J. Org. Chem., 29 1527 (1964) or can be synthesized using the corresponding imidate.
【0022】一般式(2)における、R10、R11および
R12のうちの2個以上が、トリクロロメチル基または、
トリブロムメチル基である場合が好ましい。一般式
(2)におけるR10、R11およびR12の置換されていて
もよいアルキル基としては直鎖または分岐していてもよ
く、炭素数1〜7のものが、さらにはメチル基、エチル
基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、
t−ブチル基等が好ましい。置換されていてもよいアル
キル基の置換基としては、Cl原子、Br原子等のハロ
ゲン原子があげられる。R10、R11およびR12の置換さ
れていてもよいアリール基としては1〜2環のものが、
さらにはフェニル基、ナフチル基が好ましい。置換され
ていてもよいアリール基の置換基としては、メチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜7のア
ルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等の
炭素数1〜7のアルコキシ基、Cl原子、Br原子等の
ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基およびジメチルアミ
ノ基、ジエチルアミノ基等の炭素数1〜7のジアルキル
アミノ基等があげられる。R10、R11およびR12の置換
されていてもよいアルケニル基としては直鎖または分岐
していてもよく、炭素数2〜7のものが好ましい。置換
されていてもよいアルケニル基の置換基としては、フェ
ニル基、ナフチル基等の芳香族核、ベンゾオキサゾー
ル、ベンゾチアゾール等のヘテロ環族があげられる。さ
らに、これらの核はCl原子、Br原子等のハロゲン原
子、炭素数1〜7のアルコキシ基、アセチル基、ニトロ
基等で置換されていてもよい。R13〜R16の置換されて
いてもよいアルキル基は直鎖または分岐していてもよ
い。R13〜R16は、好ましくは炭素数1〜6のアルキル
基、さらにはメチル基、エチル基、n−プロピル基、n
−ブチル基等、およびフェニル基である。In the general formula (2), two or more of R 10 , R 11 and R 12 are trichloromethyl groups or
It is preferably a tribromomethyl group. The optionally substituted alkyl group represented by R 10 , R 11 and R 12 in the general formula (2) may be linear or branched, and has 1 to 7 carbon atoms, and further a methyl group or an ethyl group. Group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group,
A t-butyl group and the like are preferable. Examples of the substituent of the alkyl group which may be substituted include halogen atoms such as Cl atom and Br atom. The optionally substituted aryl group of R 10 , R 11 and R 12 has 1 to 2 rings,
Further, a phenyl group and a naphthyl group are preferable. The substituent of the optionally substituted aryl group is a methyl group,
Alkyl group having 1 to 7 carbon atoms such as ethyl group, propyl group and butyl group, alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms such as methoxy group, ethoxy group and propoxy group, halogen atom such as Cl atom and Br atom, nitro group , A cyano group and a dialkylamino group having 1 to 7 carbon atoms such as a dimethylamino group and a diethylamino group. The optionally substituted alkenyl group for R 10 , R 11 and R 12 may be linear or branched, and is preferably one having 2 to 7 carbon atoms. Examples of the substituent of the optionally substituted alkenyl group include an aromatic nucleus such as a phenyl group and a naphthyl group, and a heterocyclic group such as benzoxazole and benzothiazole. Further, these nuclei may be substituted with a halogen atom such as Cl atom or Br atom, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, an acetyl group or a nitro group. The optionally substituted alkyl group of R 13 to R 16 may be linear or branched. R 13 to R 16 are preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and further, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, n
A butyl group and the like, and a phenyl group.
【0023】一般式(2)で表される化合物としては、
上記文献記載の化合物、例えば、2−フェニル−4,6
−ビス(トリクロルメチル)−s−トリアジン、2−
(p−アセチルフェニル)−4,6−ビス(トリクロル
メチル)−s−トリアジン、2−(p−クロルフェニ
ル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−s−トリア
ジン、2−(p−トリル)−4,6−ビス(トリクロル
メチル)−s−トリアジン、2−(p−メトキシフェニ
ル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−s−トリア
ジン、2−(2’,4’−ジクロルフェニル)−4,6
−ビス(トリクロルメチル)−s−トリアジン、2,
4,6−トリス(トリクロルメチル)−s−トリアジ
ン、2−メチル−4,6−ビス(トリクロルメチル)−
s−トリアジン、2−(α,α,β−トリクロルエチ
ル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−s−トリア
ジン、2−n−ノニル−4,6−ビス(トリクロルメチ
ル)−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(ト
リブロムメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリ
ス(トリブロムメチル)−s−トリアジン、2,4,6
−トリス(ジブロムメチル)−s−トリアジン、2−ア
ミノ−4−メチル−6−トリブロムメチル−s−トリア
ジン、2−メトキシ−4−メチル−6−トリクロルメチ
ル−s−トリアジンが挙げられる。As the compound represented by the general formula (2),
Compounds described in the above literature, for example, 2-phenyl-4,6
-Bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-
(P-Acetylphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-chlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-tolyl ) -4,6-Bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (2 ', 4'-dichloro) Phenyl) -4,6
-Bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,
4,6-Tris (trichloromethyl) -s-triazine, 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl)-
s-triazine, 2- (α, α, β-trichloroethyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-n-nonyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine , 2-methyl-4,6-bis (tribromomethyl) -s-triazine, 2,4,6-tris (tribromomethyl) -s-triazine, 2,4,6
-Tris (dibromomethyl) -s-triazine, 2-amino-4-methyl-6-tribromomethyl-s-triazine, and 2-methoxy-4-methyl-6-trichloromethyl-s-triazine.
【0024】その他、英国特許1,388,492 号明細書記載
の化合物、例えば、2−スチリル−4,6−ビス(トリ
クロルメチル)−s−トリアジン、2−(p−メチルス
チリル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)−s−ト
リアジン、2−(p−メトキシスチリル)−4,6−ビ
ス(トリクロルメチル)−s−トリアジン、2−(p−
メトキシスチリル)−4−アミノ−6−トリクロルメチ
ル−s−トリアジン、特開昭53-133,428号公報記載の化
合物、例えば、2−(4−メトキシ−ナフト−1−イ
ル)−4,6−ビス−トリクロルメチル−s−トリアジ
ン、2−(4−エトキシ−ナフト−1−イル)−4,6
−ビス−トリクロルメチル−s−トリアジン、2−〔4
−(2−エトキシエチル)ナフト−1−イル〕−4,6
−ビス(トリクロルメチル)−s−トリアジン、2−
(4,7−ジメトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−
ビス(トリクロルメチル)−s−トリアジン、2−(ア
セナフト−5−イル)−4,6−ビス(トリクロルメチ
ル)−s−トリアジンをあげることができる。In addition, compounds described in British Patent 1,388,492, such as 2-styryl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine and 2- (p-methylstyryl) -4,6-bis ( Trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-
Methoxystyryl) -4-amino-6-trichloromethyl-s-triazine, compounds described in JP-A-53-133,428, for example, 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis. -Trichloromethyl-s-triazine, 2- (4-ethoxy-naphth-1-yl) -4,6
-Bis-trichloromethyl-s-triazine, 2- [4
-(2-Ethoxyethyl) naphth-1-yl] -4,6
-Bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-
(4,7-Dimethoxy-naphth-1-yl) -4,6-
Examples thereof include bis (trichloromethyl) -s-triazine and 2- (acenaphtho-5-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine.
【0025】また特願昭61-186238 号、特開昭63-15354
2 号明細書記載の化合物、例えば、Japanese Patent Application No. 61-186238 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-15354.
No. 2 compound, for example,
【0026】[0026]
【化7】 [Chemical 7]
【0027】があげられるが、これらに限定されるもの
ではない。However, the present invention is not limited to these.
【0028】この中で、特に好適なものとしては、2,
4,6−トリス(トリクロルメチル)−s−トリアジ
ン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロルメチル)
−s−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリク
ロルメチル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス
(トリブロムメチル)−s−トリアジン、2−(p−ア
セチルフェニル)−4,6−ビス(トリクロルメチル)
−s−トリアジン、2−(p−クロルフェニル)−4,
6−ビス(トリクロルメチル)−s−トリアジン、2−
(p−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロル
メチル)−s−トリアジン等があげられる。これら化合
物は、単独もしくは二種類以上混合して用いる。Of these, particularly preferable are:
4,6-Tris (trichloromethyl) -s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl)
-S-triazine, 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4,6-tris (tribromomethyl) -s-triazine, 2- (p-acetylphenyl) -4 , 6-bis (trichloromethyl)
-S-triazine, 2- (p-chlorophenyl) -4,
6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-
Examples include (p-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
【0029】本発明に用いられる架橋剤としては、次の
様なものがあげられる。Examples of the cross-linking agent used in the present invention are as follows.
【0030】[0030]
【化8】 [Chemical 8]
【0031】 23、R17、R18、R20およびR21はそれぞれ独立に水素
原子、−CH2 OH、−CH2 OR24を表す。R24はア
ルキル基を表す。)[0031] 23 , R 17 , R 18 , R 20 and R 21 each independently represent a hydrogen atom, —CH 2 OH or —CH 2 OR 24 . R 24 represents an alkyl group. )
【0032】[0032]
【化9】 [Chemical 9]
【0033】上記、一般式(3)で表される化合物にお
いて、メチロール体はメラミンまたはベンゾグアナミン
誘導体を塩基性でホルムアルデヒドと縮合させることに
より得られる。式(4)、(5)で表される化合物はp
−クレゾールまたは4−tert−ブチルフェノールを
塩基性でホルムアルデヒドと縮合させることにより得ら
れる。式(6)〜(9)で表される化合物は特開平1−
293339号記載の化合物である。In the compound represented by the above general formula (3), the methylol compound is obtained by condensing a melamine or benzoguanamine derivative with formaldehyde in a basic manner. The compounds represented by the formulas (4) and (5) are p
Obtained by condensing cresol or 4-tert-butylphenol with formaldehyde in a basic manner. The compounds represented by the formulas (6) to (9) are disclosed in JP-A-1-
It is a compound described in 293339.
【0034】中でも上記一般式(3)で示される化合物
が好ましい。一般式(3)におけるR19の置換されてい
てもよいアリール基としては、フェニル、1−ナフチ
ル、2−ナフチル等があげられ、置換基としてはアルキ
ル基、アルコキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子等があげ
られる。また、R24で示されるアルキル基としては炭素
数1〜4のものが、更にはメチル基、エチル基が好まし
い。Among them, the compound represented by the above general formula (3) is preferable. Examples of the optionally substituted aryl group of R 19 in the general formula (3) include phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, and the like, and the substituents are an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group, a halogen atom, etc. Can be given. The alkyl group represented by R 24 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group.
【0035】一般式(3)の具体例としては、下記の化
合物等があげられる。Specific examples of the general formula (3) include the following compounds.
【0036】[0036]
【化10】 [Chemical 10]
【0037】本発明に用いる架橋剤は、上記具体例とし
た化合物に限られるものではなく、類似体、誘導体も用
いることができる。これらの化合物は、単独もしくは二
種類以上混合して用いられる。The cross-linking agent used in the present invention is not limited to the above-exemplified compounds, and analogs and derivatives can also be used. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
【0038】本発明のフォトレジスト組成物中の組成比
は、アルカリ可溶性樹脂40重量%〜90重量%、架橋
剤3重量%〜50重量%、光酸発生剤0.1重量%〜20
重量%である。The composition ratio in the photoresist composition of the present invention is 40% by weight to 90% by weight of alkali-soluble resin, 3% by weight to 50% by weight of cross-linking agent, and 0.1% by weight to 20% of photo-acid generator.
% By weight.
【0039】フォトレジスト液は、一般にアルカリ可溶
性樹脂、架橋剤および光酸発生剤を溶剤に1重量%〜5
0重量%の割合で混合溶解させ、調製される。The photoresist solution generally contains an alkali-soluble resin, a cross-linking agent and a photo-acid generator in a solvent of 1% by weight to 5%.
It is prepared by mixing and dissolving in a proportion of 0% by weight.
【0040】この場合用いる溶剤としては、エチルセロ
ソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、エチ
ルセロソルブ、メチルセロソルブ、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、酢酸ブチル、メチル
イソブチルケトン、キシレン、乳酸エチル、プロピレン
グリコールモノエチルエーテルアセテート等があげられ
る。上記溶剤は、単独で用いても2種類以上併用しても
よい。以上の方法で得られたレジスト組成物は、さらに
必要に応じて増感剤、染料、接着性改良剤等を添加する
ことができる。Examples of the solvent used in this case include ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve, methyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether acetate, butyl acetate, methyl isobutyl ketone, xylene, ethyl lactate, propylene glycol monoethyl ether acetate and the like. can give. The above solvents may be used alone or in combination of two or more kinds. The resist composition obtained by the above method may further contain a sensitizer, a dye, an adhesion improver and the like, if necessary.
【0041】[0041]
【実施例】次に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限
定されるものではない。以下、部数は重量部数を示す。EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Hereinafter, the number of parts indicates the number of parts by weight.
【0042】合成例1 内容積300mlの四ツ口フラスコに、下記式(a)で表
される化合物(p−OSTサイクリックダイマー、三井
東圧製)53.6g、エチルセロソルブアセテート50.4g、
及び5%シュウ酸6.08gを仕込み、80℃に昇温し、攪
拌しながら37%ホルマリン13.0gを60分で滴下ロー
トより滴下した。その後、110℃で10時間攪拌し
た。その後、中和、洗浄、及び脱水をし、ノボラック樹
脂のエチルセロソルブアセテート溶液を得た。これを樹
脂Aとする。樹脂AのGPCで測定したポリスチレン換
算重量平均分子量は3000であった。Synthesis Example 1 In a four-necked flask having an internal volume of 300 ml, 53.6 g of a compound represented by the following formula (a) (p-OST cyclic dimer, manufactured by Mitsui Toatsu), 50.4 g of ethyl cellosolve acetate,
Then, 6.08 g of 5% oxalic acid was charged, the temperature was raised to 80 ° C., and 13.0 g of 37% formalin was added dropwise from the dropping funnel over 60 minutes while stirring. Then, it stirred at 110 degreeC for 10 hours. Then, neutralization, washing, and dehydration were performed to obtain a solution of novolak resin in ethyl cellosolve acetate. This is designated as resin A. The polystyrene reduced weight average molecular weight of Resin A measured by GPC was 3,000.
【0043】[0043]
【化11】 [Chemical 11]
【0044】合成例2 メチルトリクロルアセトイミデート25.0gに、室温で攪
拌しながら氷酢酸4.0gを30分で滴下した。室温で1
時間攪拌後、80℃に昇温し、24時間保温した。その
後、反応液を水300mlの中に注ぎ、攪拌して析出する
結晶を濾取した。85%エタノールから再結晶し、2,
4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン
を得た。Synthesis Example 2 To 25.0 g of methyltrichloroacetimidate, 4.0 g of glacial acetic acid was added dropwise over 30 minutes while stirring at room temperature. 1 at room temperature
After stirring for an hour, the temperature was raised to 80 ° C. and kept for 24 hours. Then, the reaction solution was poured into 300 ml of water, stirred and the precipitated crystals were collected by filtration. Recrystallize from 85% ethanol, 2,
4,6-Tris (trichloromethyl) -s-triazine was obtained.
【0045】実施例1 合成例1で得られた樹脂A13.3部、架橋剤としてヘキサ
メチロールメラミンヘキサメチルエーテル1.0部、およ
び光酸発生剤として合成例2で得られた2,4,6−ト
リス(トリクロロメチル)−s−トリアジン0.7部をエ
チルセロソルブアセテート45部に溶解した。調合した
この溶液を0.2μmのテフロン製フィルターで濾過する
ことによりレジスト溶液を調製した。これを常法によっ
て洗浄したシリコンウェハーにスピンコーターを用いて
0.8μm厚に塗布した。ついでこのウェハーをオーブン
中、100℃で20分間プリベークを行った。次いで、
上記塗膜をパターンを有するクロムマスクを通してキャ
ノンプロキシミティー マスクアライナーPLA−50
1FでCM−250ミラーを用いて遠紫外線露光を行っ
た。露光後、ウェハーをホットプレート上120℃で1
分間加熱し、露光部の架橋反応を行った。これをテトラ
メチルアンモニウムハイドロオキサイド2.00重量%水溶
液で現像することにより、ネガ型パターンを得た。露光
量と残膜率の特性曲線を求め5mJ/cm2 (254nm)
の感度(残膜率90%での露光量)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わかった。Example 1 13.3 parts of Resin A obtained in Synthesis Example 1, 1.0 part of hexamethylol melamine hexamethyl ether as a cross-linking agent, and 2,4 obtained in Synthesis Example 2 as a photoacid generator. 0.7 part of 6-tris (trichloromethyl) -s-triazine was dissolved in 45 parts of ethyl cellosolve acetate. A resist solution was prepared by filtering the prepared solution with a 0.2 μm Teflon filter. Using a spin coater on a silicon wafer that has been cleaned by a conventional method
It was applied to a thickness of 0.8 μm. The wafer was then prebaked in an oven at 100 ° C for 20 minutes. Then
Canon Proximity Mask Aligner PLA-50 with the above coating through a chrome mask having a pattern
Far UV exposure was performed using a CM-250 mirror at 1F. After exposure, place the wafer on a hot plate at 120 ° C for 1
After heating for a minute, the exposed portion was cross-linked. This was developed with a 2.00% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to obtain a negative pattern. Obtain the characteristic curve of exposure dose and residual film rate 5mJ / cm 2 (254nm)
Sensitivity (exposure amount at 90% residual film rate) was obtained. Further, the formed pattern was observed by an electron microscope, and it was found that a fine pattern of 0.7 μm was resolved.
【0046】実施例2 架橋剤としてヘキサメチロールメラミンヘキサメチルエ
ーテルの代わりに、2,6−ビス(ヒドロキシメチル)
−p−クレゾール(Aldrich 製)を用いた以外は実施例
1と同様にして行った。15mJ/cm2 (254nm)の
感度が得られた。また、0.7μmの微細パターンを解像
することがわかった。Example 2 Instead of hexamethylolmelamine hexamethyl ether as a crosslinking agent, 2,6-bis (hydroxymethyl) was used.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that -p-cresol (manufactured by Aldrich) was used. A sensitivity of 15 mJ / cm 2 (254 nm) was obtained. It was also found that a 0.7 μm fine pattern was resolved.
【0047】比較例1 光酸発生剤として2,4,6−トリス(トリクロルメチ
ル)−s−トリアジンの代わりに、α−フェニルスルホ
ニルアセトフェノン(東京化成製)を用いた以外は実施
例1と同様にしてネガ型パターンを得た。感度は44mJ
/cm2 (254nm)であった。Comparative Example 1 Similar to Example 1 except that α-phenylsulfonylacetophenone (manufactured by Tokyo Kasei) was used in place of 2,4,6-tris (trichloromethyl) -s-triazine as a photoacid generator. To obtain a negative pattern. Sensitivity is 44mJ
/ Cm 2 (254 nm).
【0048】実施例3 248nmの露光波長を有するKrFエキシマレーザー
ステッパー(ニコン社NSR 1755EX8 NA=0.4
5)を用いて露光を行う以外は実施例1と同様にして行
った。2.3mJ/cm2 (248nm)の感度が得られた。
また、0.5μmの微細パターンを解像することがわかっ
た。Example 3 KrF excimer laser stepper having exposure wavelength of 248 nm (NSR 1755 EX8 NA = 0.4 from Nikon Corporation)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the exposure was performed using 5). A sensitivity of 2.3 mJ / cm 2 (248 nm) was obtained.
It was also found that a 0.5 μm fine pattern was resolved.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のネガ型フ
ォトレジスト組成物は、遠紫外線及びエキシマレーザー
源における露光領域において高感度、高解像度を有して
いる。その結果、上記光源によるリソグラフィにおい
て、解像度及びコントラストを著しく向上でき、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、感度及
び解像度に対する要求が今後厳しくなり行くICや超L
SIなどの集積回路製作用のレジストとして非常に有用
である。As described above, the negative photoresist composition of the present invention has high sensitivity and high resolution in the exposure region of the deep ultraviolet and excimer laser sources. As a result, the resolution and the contrast can be remarkably improved in the lithography using the light source, and a highly precise fine photoresist pattern can be formed. Therefore, these compositions are required to have higher sensitivity and resolution in the future IC and ultra-L
It is very useful as a resist for manufacturing integrated circuits such as SI.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/027 (72)発明者 竹山 尚幹 大阪府大阪市此花区春日出中3丁目1番98 号 住友化学工業株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H01L 21/027 (72) Inventor Naoki Takeyama 3-1, Kasugadaka, Konohana-ku, Osaka-shi, Osaka No. 98 Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Claims (2)
デヒド類とを縮合させて得られるアルカリ可溶性樹脂、 【化1】 (式中、R1 〜R9 はそれぞれ独立に水素原子、置換さ
れていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアル
ケニル基、置換されていてもよいアシル基、ハロゲン原
子、または−OH基を表わし、R1 〜R9 のうち少なく
とも一つは−OH基であり、該−OH基に対してo位ま
たはp位に少なくとも二つの水素原子を有する。) 架橋剤および下記一般式(2)で表される光酸発生剤 【化2】 (式中、R10、R11およびR12はそれぞれ独立に置換さ
れていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリ
ール基、置換されていてもよいアルケニル基、置換され
ていてもよいアラルキル基、置換されていてもよいピペ
リジノ基、 立に水素原子、置換されていてもよいアルキル基、置換
されていてもよいアリール基を表わす。但しR10、R11
およびR12のうち少なくとも一つはモノ−、ジ−または
トリハロゲン置換メチル基を表わす。)を含有するネガ
型フォトレジスト組成物。1. An alkali-soluble resin obtained by condensing a compound represented by the following general formula (1) with an aldehyde: (In the formula, R 1 to R 9 are each independently a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkenyl group, an optionally substituted acyl group, a halogen atom, or an —OH group. And at least one of R 1 to R 9 is a —OH group, and has at least two hydrogen atoms at the o-position or the p-position with respect to the —OH group.) Crosslinking agent and the following general formula (2 ) A photo-acid generator represented by (In the formula, R 10 , R 11 and R 12 are each independently an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted aryl group, an optionally substituted alkenyl group, or an optionally substituted aralkyl. A group, an optionally substituted piperidino group, It represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group or an optionally substituted aryl group. However, R 10 and R 11
At least one of R 12 and R 12 represents a mono-, di- or trihalogen-substituted methyl group. Negative photoresist composition containing a).
物である請求項1記載のネガ型フォトレジスト組成物。 【化3】 18、R20、R21、R22およびR23はそれぞれ独立に水素
原子、−CH2 OH、−CH2 OR24を表す。R24はア
ルキル基を表す。)2. The negative photoresist composition according to claim 1, wherein the crosslinking agent is a compound represented by the following general formula (3). [Chemical 3] 18 , R 20 , R 21 , R 22 and R 23 each independently represent a hydrogen atom, —CH 2 OH or —CH 2 OR 24 . R 24 represents an alkyl group. )
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3247396A JPH0588366A (en) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Negative photoresist composition |
TW081100595A TW207009B (en) | 1991-01-31 | 1992-01-28 | |
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US07/827,423 US5304456A (en) | 1991-01-31 | 1992-01-29 | Negative photoresist composition |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996020432A1 (en) * | 1994-12-28 | 1996-07-04 | Hoechst Japan Limited | Radiation-sensitive composition and recording medium produced therefrom |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP3247396A patent/JPH0588366A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1996020432A1 (en) * | 1994-12-28 | 1996-07-04 | Hoechst Japan Limited | Radiation-sensitive composition and recording medium produced therefrom |
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