JPH0736187A - Negative chemically sensitized resist composition - Google Patents

Negative chemically sensitized resist composition

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JPH0736187A
JPH0736187A JP5196777A JP19677793A JPH0736187A JP H0736187 A JPH0736187 A JP H0736187A JP 5196777 A JP5196777 A JP 5196777A JP 19677793 A JP19677793 A JP 19677793A JP H0736187 A JPH0736187 A JP H0736187A
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JP
Japan
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resin
weight
parts
acid catalyst
compound
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Pending
Application number
JP5196777A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Koyanagi
敬夫 小柳
Tomoyuki Kitaori
智之 北折
Masanori Fukunaga
誠規 福永
Kotaro Nagasawa
孝太郎 長澤
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Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain good balance in sensitivity, film remaining rate, and resolution and to obtain excellent durability against dry etching by incorporating a resin soluble with an alkali aq. soln., crosslinking agent, photoacid producing agent, and compd. having an azide group. CONSTITUTION:This resist compsn. contains (1) resin soluble with an alkali aq. soln., (2) crosslinking agent which causes crosslinking reaction with an acid catalyst, (3) photoacid producing agent which produces an acid catalyst by radioactive rays, and (4) compd. having an azide group. The compd. having an azide group (4) is an aromatic azide compd. The weight average mol.wt. (Mw) of the resin soluble with an alkali aq. soln. (1) is 1000-30000 and the resin (1) is a novolac resin or polyvinylphenol. The crosslinking agent (2) which causes crosslinking reaction with an acid catalyst is alkoxymethylated melamine resin, etc. Thereby, the obtd. compsn. is highly sensitive to radioactive rays and has extremely excellent resolution in a transferred pattern without swelling, excellent durability for dry etching, and excellent heat resistance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、紫外線、遠紫外線、電
子線、イオン線及びX線等の放射線に感応し、特にIC
等の半導体集積回路及びフォトマスク作製用として好適
なネガ型化学増幅系レジスト組成物に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is sensitive to radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron rays, ion rays and X-rays, and particularly IC
The present invention relates to a negative chemically amplified resist composition suitable for producing semiconductor integrated circuits such as those described above and photomasks.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体集積回路、フォトマスク等
の作製においては、シリコンウェハー、クロム蒸着板の
ような基板上にレジストを塗布、放射線を照射し、さら
に現像処理することによって微細な樹脂パターンを形成
し、次いでパターン部以外の基板部分をエッチングする
操作が行われている。近年、集積回路の高性能化及び信
頼性向上を図るため、素子の高密度化の要請が高まって
きている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the fabrication of semiconductor integrated circuits, photomasks, etc., a fine resin pattern is formed by applying a resist on a substrate such as a silicon wafer or a chromium vapor deposition plate, irradiating it with radiation, and further developing it. Is formed, and then the substrate portion other than the pattern portion is etched. In recent years, in order to improve the performance and reliability of integrated circuits, there is an increasing demand for higher density of elements.

【0003】ネガ型レジスト組成物には環化ゴムとビス
アジド化合物を使用した組成物が用いられてきた。しか
し、この系は現像に有機溶媒を使用するため膨潤が起こ
り、解像性は2〜3μmが限界である。また、現像後の
加工に必要とされるドライエッチング耐性を高めるため
には、芳香環を有する樹脂を用いることが有利である
が、この系は芳香環を有しておらず耐性が充分でない。
A composition using a cyclized rubber and a bisazide compound has been used as a negative resist composition. However, since this system uses an organic solvent for development, swelling occurs, and the resolution is limited to 2 to 3 μm. Further, in order to enhance the dry etching resistance required for processing after development, it is advantageous to use a resin having an aromatic ring, but this system does not have an aromatic ring and the resistance is not sufficient.

【0004】一方、ポリスチレンを幹ポリマーとしたク
ロロメチル化ポリスチレン及びクロル化ポリメチルスチ
レン樹脂組成物が公知である。これらの組成物は高感度
でかつ芳香環を有するためドライエッチング耐性に優れ
るが、有機溶剤による現像処理を必要とするため、膨潤
の影響で転写パターンがゆがんだり、膜の剥離により解
像力が劣るという欠点を有している。
On the other hand, chloromethylated polystyrene and chlorinated polymethylstyrene resin compositions containing polystyrene as a trunk polymer are known. These compositions have high sensitivity and are excellent in dry etching resistance because they have an aromatic ring, but since they require development treatment with an organic solvent, the transfer pattern is distorted due to the effect of swelling, and the resolution is poor due to peeling of the film. It has drawbacks.

【0005】特開昭63−191142号にはアルカリ
可溶性樹脂とビスアジド化合物を用いた組成物の例があ
る。これらの組成物はアルカリ水溶液による現像が可能
であり、膨潤がなく解像度も上昇する。しかしながらア
ジド化合物は紫外線照射により、アゾ化合物等の反応生
成物をつくるため、照射光付近での吸収が増しレジスト
層下部まで充分に光が届かずその結果逆台形状のパター
ンが得られるという問題がある。さらにこの化合物は、
電子線、イオン線及びX線等の放射線に対しては充分な
感度を持たないという欠点を有している。
JP-A-63-191142 discloses an example of a composition using an alkali-soluble resin and a bisazide compound. These compositions can be developed with an aqueous alkaline solution, do not swell, and have improved resolution. However, since the azide compound forms a reaction product such as an azo compound upon irradiation with ultraviolet rays, there is a problem that absorption near the irradiation light increases and light does not reach the lower part of the resist layer sufficiently, resulting in an inverted trapezoidal pattern. is there. Furthermore, this compound
It has the drawback of not having sufficient sensitivity to radiation such as electron beams, ion beams and X-rays.

【0006】また、アルカリ可溶性熱硬化性樹脂と光酸
発生剤としてハロゲン化合物とから成るレジスト組成物
(特開昭62−164045号)が知られている。この
組成物は、放射線により光酸発生剤から発生した酸が、
次工程の加熱処理によって樹脂を触媒的に架橋させるた
め、高感度であることが特徴であり、一般に化学増幅系
レジストと呼ばれている。しかしながらこのレジスト組
成物は、組成物中に含まれる微量の不純物あるいは基板
上の不純物及び活性点の存在等も触媒として機能し、不
必要な部分においても架橋反応が進み、得られる転写パ
ターンは画像コントラストが低く、断面形状もスソを引
きやすく隣接するパターンどうしが接合する、あるいは
残渣系欠陥が多い等高解像度のパターンが得られにくい
という欠点がある。
A resist composition (Japanese Patent Laid-Open No. 164045/1987) comprising an alkali-soluble thermosetting resin and a halogen compound as a photoacid generator is known. This composition, the acid generated from the photoacid generator by radiation,
Since the resin is catalytically crosslinked by the heat treatment in the next step, it is characterized by high sensitivity and is generally called a chemically amplified resist. However, in this resist composition, the trace amount of impurities contained in the composition or the presence of impurities and active sites on the substrate also function as a catalyst, the crosslinking reaction proceeds even in unnecessary portions, and the obtained transfer pattern is an image. It has a drawback that the contrast is low, the cross-sectional shape is easily drawn, and adjacent patterns are joined together, or it is difficult to obtain a high-resolution pattern such as many residual defects.

【0007】また、アルカリ可溶性樹脂としてノボラッ
ク樹脂、酸により重合するアルコキシメチル化メラミン
樹脂、酸発生剤としてハロゲン化トリアジン化合物及び
添加剤としてナフトキノンジアジド(化学名 ジアゾナ
フトキノン−5(4)−スルホン酸)のベンゾフェノン
エステル化合物とから成るレジスト組成物(特開平2−
217855号)が知られている。しかしながら、この
レジスト組成物は、高解像度のパターンを得るためには
現像時間に長時間を要し実用的ではない。
Further, a novolac resin as an alkali-soluble resin, an alkoxymethylated melamine resin which is polymerized with an acid, a halogenated triazine compound as an acid generator, and naphthoquinone diazide (chemical name: diazonaphthoquinone-5 (4) -sulfonic acid) as an additive. Resist composition comprising a benzophenone ester compound of
217855) is known. However, this resist composition is not practical because it requires a long development time to obtain a high-resolution pattern.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】紫外線、遠紫外線、電
子線、イオン線及びX線等の放射線に感応し、感度、残
膜率、解像性のバランスのよい、耐熱性、耐ドライエッ
チング性に優れた微細加工用アルカリ現像可能なネガ型
化学増幅系レジスト組成物の開発が求められている。
DISCLOSURE OF INVENTION Problems to be Solved by the Invention Sensitive to radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron rays, ion rays and X-rays, and having a good balance of sensitivity, residual film rate and resolution, heat resistance and dry etching resistance. There is a demand for the development of a negative chemically amplified resist composition which is excellent in fine processing and capable of being alkali-developed for fine processing.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者等は前記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明に至ったもの
である。すなわち本発明は、(i)(1)アルカリ水溶
液可溶性樹脂、(2)酸触媒により架橋反応を起こす架
橋剤、(3)放射線によって酸触媒を発生する光酸発生
剤、及び(4)アジド基を有する化合物を含有するネガ
型化学増幅系レジスト組成物、(ii)アジド基を有す
る化合物が芳香族アジド化合物である(i)の組成物、
(iii)(1)のアルカリ水溶液可溶性樹脂の重量平
均分子量(Mw)が1,000から30,000である
(i)の組成物、(iv)(1)のアルカリ水溶液可溶
性樹脂がノボラック樹脂またはポリビニルフェノールで
あり、(2)の酸触媒により架橋反応を起こす架橋剤が
アルコキシメチル化メラミン樹脂またはアルコキシメチ
ル化ベンゾグアナミン樹脂である(i)の組成物、
(v)各成分の含有割合が、全固形分を100重量部と
したとき、(1)のアルカリ水溶液可溶性樹脂が60か
ら95重量部、(2)の酸触媒により架橋反応を起こす
架橋剤が5から30重量部、(3)の放射線によって酸
触媒を発生する光酸発生剤が0.5から15重量部、
(4)のアジド基を有する化合物が0.1から10重量
部である(i)の組成物に関する。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have achieved the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems. That is, the present invention includes (i) (1) an aqueous alkali solution-soluble resin, (2) a cross-linking agent that causes a cross-linking reaction with an acid catalyst, (3) a photo-acid generator that generates an acid catalyst by radiation, and (4) an azide group. A negative chemically amplified resist composition containing a compound having: (ii) a composition having (i) an azido group-containing compound is an aromatic azide compound,
(Iii) The composition of (i) in which the weight average molecular weight (Mw) of the alkaline aqueous solution-soluble resin of (1) is 1,000 to 30,000, (iv) the alkaline aqueous solution-soluble resin is a novolac resin or A composition of (i) which is polyvinylphenol and the crosslinking agent which causes a crosslinking reaction by the acid catalyst of (2) is an alkoxymethylated melamine resin or an alkoxymethylated benzoguanamine resin,
(V) When the content of each component is 100 parts by weight based on the total solid content, 60 to 95 parts by weight of the alkaline aqueous solution soluble resin of (1) and the crosslinking agent which causes a crosslinking reaction by the acid catalyst of (2) 5 to 30 parts by weight, 0.5 to 15 parts by weight of the photo-acid generator which generates an acid catalyst by the radiation of (3),
It relates to the composition of (i), wherein the compound having an azido group of (4) is 0.1 to 10 parts by weight.

【0010】以下に本発明のネガ型化学増幅系レジスト
組成物について詳細に説明する。本発明のネガ型化学増
幅系レジスト組成物において用いる(1)のアルカリ可
溶性樹脂としては、塗膜性が良好で、他の成分と相溶性
のあるものであれば特に制限はなく、例えばフェノール
ノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のノボラ
ック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、(メタ)アクリ
ル酸メチル−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−
マレイン酸共重合体等が挙げられるが、特にノボラック
樹脂、ポリビニルフェノール樹脂が好適に使用される。
The negative chemically amplified resist composition of the present invention will be described in detail below. The alkali-soluble resin (1) used in the negative chemically amplified resist composition of the present invention is not particularly limited as long as it has good coatability and is compatible with other components. For example, phenol novolac. Resin, novolak resin such as cresol novolac resin, polyvinylphenol resin, methyl (meth) acrylate- (meth) acrylic acid copolymer, styrene-
Examples thereof include maleic acid copolymers, but novolak resins and polyvinylphenol resins are particularly preferably used.

【0011】ノボラック樹脂としては、フェノール、o
−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、ビス
フェノール−A、ビスフェノール−F、レゾルシノー
ル、ピロガロール、2,6−キシレノール、2,4−キ
シレノール、2,5−キシレノール、3,5−キシレノ
ール、2,4,6−トリメチルフェノール、2,3,5
−トリメチルフェノール等のフェノール類を単独または
2種以上組み合わせて、ホルムアルデヒド、パラホルム
アルデヒド、トリオキサン、ベンズアルデヒド、o−ニ
トロベンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、
o−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデ
ヒド等のアルデヒド類と酸性触媒の存在下、重縮合させ
ることによって得ることができる。該酸性触媒として
は、塩酸、硫酸、燐酸、硝酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸等
があげられる。
Novolak resins include phenol, o
-Cresol, m-cresol, p-cresol, bisphenol-A, bisphenol-F, resorcinol, pyrogallol, 2,6-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 3,5-xylenol, 2,4 , 6-trimethylphenol, 2,3,5
-Formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, benzaldehyde, o-nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde, or a combination of two or more phenols such as trimethylphenol.
It can be obtained by polycondensation with aldehydes such as o-methylbenzaldehyde and p-methylbenzaldehyde in the presence of an acidic catalyst. Examples of the acidic catalyst include hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, formic acid, oxalic acid, acetic acid and the like.

【0012】ポリビニルフェノール樹脂として4−ビニ
ルフェノール、3−ビニルフェノール、2−ビニルフェ
ノール、2−メチル−4−ビニルフェノール、2,6−
ジメチル−4−ビニルフェノール等のビニルフェノール
類を単独または2種以上組み合わせて、アゾビスイソブ
チロニトリル、ベンゾイルパーオキシド等の重合開始剤
を用いて、ラジカル重合させることによって得ることが
できる。ビニルフェノール類およびポリビニルフェノー
ル類については、丸善石油化学(株)研究所編”ビニル
フェノール 基礎と応用”(教育出版センター発行)に
詳細に記載されている。
As a polyvinylphenol resin, 4-vinylphenol, 3-vinylphenol, 2-vinylphenol, 2-methyl-4-vinylphenol, 2,6-
It can be obtained by radical polymerization using vinylphenols such as dimethyl-4-vinylphenol alone or in combination of two or more, using a polymerization initiator such as azobisisobutyronitrile or benzoyl peroxide. Vinylphenols and polyvinylphenols are described in detail in "Vinylphenol Basics and Applications" (published by the Education Publishing Center), edited by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.

【0013】なお、放射線の照射部と未照射部とのアル
カリ現像液に対する溶解度差を高め、画像コントラスト
を向上させるとともに、シリコン基板、もしくはクロム
基板への接着性を向上させるために、アルカリ可溶性樹
脂の重量平均分子量(Mw)は、1,000から30,
000、好ましくは2,000から25,000のもの
がよい。
An alkali-soluble resin is used in order to increase the solubility difference in the alkali developing solution between the irradiated portion and the non-irradiated portion of the radiation, improve the image contrast, and improve the adhesiveness to the silicon substrate or the chromium substrate. Has a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 30,
000, preferably 2,000 to 25,000.

【0014】本発明のネガ型化学増幅系レジスト組成物
において用いる(2)の酸触媒により架橋可能な架橋剤
としては、酸触媒により架橋性を示すものであるならば
特に制限はなく、例えばアルコキシメチル化メラミン樹
脂、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン樹脂、アルコ
キシメチル化アセトグアナミン樹脂、アルコキシメチル
化尿素樹脂、アルコキシメチル化グリコールウリル樹
脂、レゾール樹脂等が挙げられるが、アルコキシメチル
化メラミン樹脂、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン
樹脂が好適に使用される。
The cross-linking agent capable of cross-linking with an acid catalyst (2) used in the negative chemically amplified resist composition of the present invention is not particularly limited as long as it shows a cross-linking property with an acid catalyst, and examples thereof include alkoxy. Methylated melamine resin, alkoxymethylated benzoguanamine resin, alkoxymethylated acetoguanamine resin, alkoxymethylated urea resin, alkoxymethylated glycoluril resin, resole resin, etc. are mentioned, but alkoxymethylated melamine resin, alkoxymethylated benzoguanamine resin Is preferably used.

【0015】アルコキシメチル化メラミン樹脂は、メラ
ミンを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基性水
溶液下、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、ト
リオキサン等のアルデヒド類を用いて、N−メチロール
化を行ない、次いで塩酸、硫酸、酢酸等の酸触媒下、メ
タノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の
低級アルコールを反応させることによって得ることがで
きる。これらの樹脂は、三井サイアナミッド(株)よ
り、サイメル200シリーズ、サイメル300シリー
ズ、サイメル500シリーズとして市販されている。
The alkoxymethylated melamine resin is prepared by subjecting melamine to N-methylol conversion with aldehydes such as formaldehyde, paraformaldehyde and trioxane in a basic aqueous solution such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and then hydrochloric acid, It can be obtained by reacting a lower alcohol such as methanol, ethanol, propanol or butanol under an acid catalyst such as sulfuric acid or acetic acid. These resins are commercially available from Mitsui Cyanamid Co., Ltd. as Cymel 200 series, Cymel 300 series, and Cymel 500 series.

【0016】アルコキシメチル化ベンゾグアナミン樹脂
は、ベンゾグアナミンを水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム等の塩基性水溶液下、ホルムアルデヒド、パラホル
ムアルデヒド、トリオキサン等のアルデヒド類を用い
て、N−メチロール化を行ない、次いで塩酸、硫酸、酢
酸等の酸触媒の存在下、メタノール、エタノール、プロ
パノール、ブタノール等の低級アルコールを反応させる
ことによって得ることができる。これらの樹脂は、三井
サイアナミッド(株)より、サイメル1100シリーズ
等として市販されている。これらのアルコキシメチル化
メラミン樹脂およびアルコキシメチル化ベンゾグアナミ
ン樹脂等については、色剤 第63巻 第1号 第19
頁−第28頁 ”塗料用アミノ樹脂”に詳細に記載され
ている。
The alkoxymethylated benzoguanamine resin is obtained by subjecting benzoguanamine to N-methylol conversion with aldehydes such as formaldehyde, paraformaldehyde and trioxane in a basic aqueous solution such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and then hydrochloric acid, It can be obtained by reacting a lower alcohol such as methanol, ethanol, propanol or butanol in the presence of an acid catalyst such as sulfuric acid or acetic acid. These resins are commercially available from Mitsui Cyanamid Co., Ltd. as Cymel 1100 series and the like. Regarding these alkoxymethylated melamine resins and alkoxymethylated benzoguanamine resins, colorants, Vol. 63, No. 1, 19
Pp. 28-28 "Amino resins for paints".

【0017】本発明のネガ型化学増幅系レジスト組成物
において用いる(3)の放射線の照射時に酸を発生する
酸発生剤としては、多数の化合物及びその混合物が挙げ
られる。これにはヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホ
スホニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩等のオ
ニウム塩類、メタロセン等の錯体化合物、o−ニトロベ
ンジルトシレート、2,6−ジニトロベンジルトシレー
ト、p−ニトロベンジル−9,10−アルコキシアント
ラセンスルホネート等のスルホン酸エステル類、2,4
−ビストリクロロメチル−6−フェニル−s−トリアジ
ン、2,4−ビストリクロロメチル−6−フェニル−
(4’−メトキシフェニル)−s−トリアジン、2,4
−ビストリクロロメチル−6−ナフチル−s−トリアジ
ン、2,4,6−トリストリクロロメチル−s−トリア
ジン、トリブロモメチルフェニルスルホン、テトラブロ
モビスフェノール−A、テトラブロモビスフェノール−
S、DDT等のハロゲン化物が挙げられる。これらの化
合物の具体例の詳細は、Journal of Photopolymer Scie
nce and Technology, 2(2), (1989)の283 ページから28
4 ページにかけて光酸発生剤として記載されているが、
放射線照射により酸を発生する化合物ならばこれらに限
定されることなく用いることができる。
The acid generator (3) used in the negative chemically amplified resist composition of the present invention to generate an acid upon irradiation with radiation includes a large number of compounds and mixtures thereof. This includes onium salts such as iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, selenonium salts and arsonium salts, complex compounds such as metallocenes, o-nitrobenzyl tosylate, 2,6-dinitrobenzyl tosylate, p-nitrobenzyl-9. , 10-alkoxyanthracene sulfonates and other sulfonic acid esters, 2,4
-Bistrichloromethyl-6-phenyl-s-triazine, 2,4-bistrichloromethyl-6-phenyl-
(4'-Methoxyphenyl) -s-triazine, 2,4
-Bistrichloromethyl-6-naphthyl-s-triazine, 2,4,6-tristrichloromethyl-s-triazine, tribromomethylphenyl sulfone, tetrabromobisphenol-A, tetrabromobisphenol-
Examples thereof include halides such as S and DDT. Details of specific examples of these compounds can be found in the Journal of Photopolymer Scie
nce and Technology, 2 (2), (1989) pages 283-28
Although it is described as a photo-acid generator over page 4,
Any compound capable of generating an acid upon irradiation with radiation can be used without limitation.

【0018】本発明のネガ型化学増幅系レジスト組成物
に使用される(4)のアジド基を有する化合物(以下単
にアジド基化合物という)としては特に制限はないが、
芳香族アジド化合物が好ましい。芳香族アジド化合物の
具体例としては、例えば4,4’−ジアジドジフェニル
スルホン、3,3’−ジアジドジフェニルスルホン、
3,4’−ジアジドジフェニルスルホン等のアジドフェ
ニルスルホン類、4,4’−ジアジドスチルベン等のア
ジドスチルベン類、1,3−ビス−(4’−アジドベン
ザル)−アセトン、1,3−ビス−(4’−アジドシン
ナミリデン)−2−プロパノン、4,4’−ジアジドカ
ルコン、2,6−ビス−(4’−アジドベンザル)−シ
クロヘキサノン、2,6−ビス−(4’−アジドベンザ
ル)−4−メチルシクロヘキサノン、2,6−ビス−
(4’−アジドベンザル)−4−第三ブチルシクロヘキ
サノン、4−アジドアセトフェノン、4−アジドベンザ
ルアセトフェノン、4−アジドベンザルアセトン等のア
ジドフェニル−ケトン類、4−アジドベンズアルデヒド
等のアジドフェニルアルデヒド類、4−アジド安息香酸
等のアジドフェニルカルボン酸類等が挙げられる。ま
た、特開昭63−191142号公報に記載された芳香
族アジド化合物も使用できる。
The compound (4) having an azide group (hereinafter simply referred to as an azide group compound) used in the negative chemically amplified resist composition of the present invention is not particularly limited.
Aromatic azide compounds are preferred. Specific examples of the aromatic azide compound include, for example, 4,4′-diazidodiphenylsulfone, 3,3′-diazidodiphenylsulfone,
Azidophenyl sulfones such as 3,4′-diazidodiphenyl sulfone, azidostilbenes such as 4,4′-diazidostilbene, 1,3-bis- (4′-azidobenzal) -acetone, 1,3-bis -(4'-azidocinnamylidene) -2-propanone, 4,4'-diazidochalcone, 2,6-bis- (4'-azidobenzal) -cyclohexanone, 2,6-bis- (4'-azidobenzal) ) -4-Methylcyclohexanone, 2,6-bis-
(4'-azidobenzal) -4-tert-butylcyclohexanone, 4-azidoacetophenone, 4-azidobenzalacetophenone, 4-azidobenzalacetone and other azidophenyl-ketones, 4-azidobenzaldehyde and other azidophenylaldehydes , 4-azidobenzoic acid, and other azidophenylcarboxylic acids. Further, the aromatic azide compounds described in JP-A-63-191142 can also be used.

【0019】本発明において各成分の含有割合は、感
度、パターン形状、解像度、アルカリ溶解性及び耐ドラ
イエッチング性等の性質を考慮すると、全固形分を10
0重量部としたとき、アルカリ可溶性樹脂は60から9
5重量部、好ましくは65から90重量部、酸触媒によ
り架橋可能な架橋剤は5から30重量部、好ましくは1
0から25重量部、放射線により酸を発生する光酸発生
剤は、0.5から15重量部、好ましくは1から10重
量部、アジド化合物は、0.1から10重量部、好まし
くは0.3から8重量部含有させることが望ましい。
In the present invention, the content ratio of each component is 10 based on the total solid content in consideration of properties such as sensitivity, pattern shape, resolution, alkali solubility and dry etching resistance.
When the amount is 0 parts by weight, the alkali-soluble resin is 60 to 9
5 parts by weight, preferably 65 to 90 parts by weight, 5 to 30 parts by weight, preferably 1
0 to 25 parts by weight, 0.5 to 15 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight, for a photoacid generator that generates an acid by radiation, and 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 10 parts by weight for an azide compound. It is desirable to contain 3 to 8 parts by weight.

【0020】本発明のネガ型化学増幅系レジスト組成物
は、通常前記各成分を有機溶剤に溶解して感光液の形で
用いられる。この際用いられる有機溶剤としては、メチ
ルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等
のセロソルブ類、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、ブチルセロソルブアセテート等
のセロソルブ酢酸エステル類、プロピレングリコールメ
チルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチル
エーテルアセテート、プロピレングリコールブチルエー
テルアセテート等のプロピレングリコール酢酸エステル
類、メトキシプロピオン酸メチル、メトキシプロピオン
酸エチル、エトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロ
ピオン酸エチル等のプロピオン酸エステル類、メチルラ
クテート、エチルラクテート、ブチルラクテート等の乳
酸エステル類、ジエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のジエ
チレングリコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブ
チル、酢酸アミル等の酢酸エステル類、ジエチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトン、メ
チルエチルケトン、メチルブチルケトン、シクロヘキサ
ノン等のケトン等を挙げることができるが、本発明の組
成物に対する溶解力が強く、塗布性に優れ、また毒性の
低いプロピレングリコール酢酸エステル類、プロピオン
酸エステル類、乳酸エステル類は特に有用である。これ
らは、単独で用いてもよいし、2種以上混合してもよ
い。
The negative chemically amplified resist composition of the present invention is usually used in the form of a photosensitive solution by dissolving the above components in an organic solvent. As the organic solvent used at this time, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, cellosolves such as butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, cellosolve acetate such as butyl cellosolve acetate, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, Propylene glycol acetate such as propylene glycol butyl ether acetate, methyl methoxypropionate, ethyl methoxypropionate, methyl ethoxypropionate, propionate such as ethyl ethoxypropionate, lactate such as methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate , Diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol mono Examples include diethylene glycols such as chill ether, acetic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate and amyl acetate, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone and cyclohexanone. However, propylene glycol acetic acid esters, propionic acid esters, and lactic acid esters, which have a strong dissolving power for the composition of the present invention, are excellent in coating properties, and have low toxicity, are particularly useful. These may be used alone or in combination of two or more.

【0021】次に、このようにして得られた組成物を用
いて微細パターンを形成する方法について説明する。調
製した組成物の全固形分を前記したような溶媒に、濃度
が1から60%、好ましくは5から40%となるように
溶解し、必要に応じて、可塑剤、光変色剤、染料、密着
向上剤、界面活性剤等の添加剤を加えた後、さらに必要
によりメンブランフィルター等によって濾過を行い不溶
物を取り除き、感光液とする。この感光液をまずシリコ
ンウェハーもしくはクロム蒸着板のような基板上に、ス
ピンナー等で塗布し均一の膜を得、次にこれを70から
140℃、好ましくは80から130℃の温度で、溶媒
を除去する目的と密着性を向上させる目的で加熱処理さ
れる。この際、アジド化合物の一部が熱分解を起こし、
アミノ基及びイミノ基を持つ化合物に変化し、不必要な
架橋反応を抑制するものと考えられるが、詳細な点は不
明である。
Next, a method for forming a fine pattern using the composition thus obtained will be described. The total solid content of the prepared composition is dissolved in the solvent as described above to a concentration of 1 to 60%, preferably 5 to 40%, and if necessary, a plasticizer, a photochromic agent, a dye, After addition of additives such as an adhesion improver and a surfactant, insoluble matter is removed by filtration with a membrane filter or the like, if necessary, to obtain a photosensitive solution. This photosensitive solution is first applied onto a substrate such as a silicon wafer or a chromium vapor deposition plate by a spinner or the like to obtain a uniform film, which is then subjected to a solvent at a temperature of 70 to 140 ° C, preferably 80 to 130 ° C. Heat treatment is performed for the purpose of removing and improving the adhesion. At this time, a part of the azide compound causes thermal decomposition,
It is considered that the compound changes to a compound having an amino group and an imino group and suppresses an unnecessary crosslinking reaction, but the details are unknown.

【0022】次に紫外線、遠紫外線、電子線、イオン
線、X線等の放射線を照射する。この際、照射により発
生した酸の一部は、熱分解したアジド化合物に捕捉され
るが、発生した酸の量が多いため感度低下はわずかであ
る。しかしながら、バックスカッタリング、近接効果等
による所望しない部分に発生するわずかな量の酸は、ほ
ぼ完全に捕捉されるためその後の加熱工程において架橋
する部分は、照射部のみとなる。
Next, radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, ion beams, and X-rays is applied. At this time, a part of the acid generated by irradiation is captured by the thermally decomposed azide compound, but the decrease in sensitivity is slight due to the large amount of acid generated. However, since a small amount of acid generated in an undesired portion due to backscattering, proximity effect, etc. is almost completely captured, the portion to be crosslinked in the subsequent heating step is only the irradiated portion.

【0023】放射線照射後の加熱処理は、ネガ型化学増
幅系レジスト組成物の感度を増感するための処理であ
り、本発明の目的を達成するためには必要不可欠であ
る。この処理温度は、感度や転写パターンどうしの接合
しやすさ等を考慮すると、90から160℃、好ましく
は100から150℃の温度がよい。放射線照射後加熱
処理された基板は、適度な濃度のアルカリ水溶液で現像
処理されることにより基板上に微細な樹脂パターンを転
写することができる。
The heat treatment after irradiation with radiation is a treatment for sensitizing the sensitivity of the negative chemically amplified resist composition, and is essential for achieving the object of the present invention. This processing temperature is 90 to 160 ° C., preferably 100 to 150 ° C., in consideration of the sensitivity and the ease of joining the transfer patterns. The substrate that has been heat-treated after irradiation with radiation can be transferred to a fine resin pattern on the substrate by being developed with an alkaline aqueous solution having an appropriate concentration.

【0024】本発明のネガ型化学増幅系レジスト組成物
に用いられるアルカリ水溶液としてはテトラメチルアン
モニウムハイドロオキサイド等のテトラアルキルアンモ
ニウム、トリエチルアミン等のトリアルキルアミン、ト
リエタノールアミン等のトリアルカノールアミン等の有
機アルカリ水溶液、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
等の水酸化アルカリ金属、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム等の炭酸アルカリ金属等の無機アルカリ水溶液を用い
ることができるが、集積回路製造プロセスにおいては、
有機アルカリ水溶液を使用することが望ましい。
Examples of the alkaline aqueous solution used in the negative chemically amplified resist composition of the present invention include tetraalkylammonium such as tetramethylammonium hydroxide, trialkylamine such as triethylamine, and trialkanolamine such as triethanolamine. Although an alkaline aqueous solution, an inorganic alkaline aqueous solution such as an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, an alkali metal carbonate such as sodium carbonate and potassium carbonate can be used, in the integrated circuit manufacturing process,
It is desirable to use an organic alkaline aqueous solution.

【0025】本発明のネガ型化学増幅系レジスト組成物
は、放射線に対する感度が高く、転写されたパターン
は、膨潤がなく解像度に極めて優れ、さらにドライエッ
チング耐性及び耐熱性にも極めて優れている。
The negative chemically amplified resist composition of the present invention has high sensitivity to radiation, and the transferred pattern has no swelling and is extremely excellent in resolution, and is also extremely excellent in dry etching resistance and heat resistance.

【0026】[0026]

【実施例】実施例によって本発明をさらに具体的に説明
するが、本発明がこれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。 実施例1 重量平均分子量5,200のポリビニルフェノール(商
品名:マルカリンカーM S−2P 丸善石油化学
(株)製)71.45重量部、アルコキシメチル化ベン
ゾグアナミン樹脂(商品名:サイメル1123 三井サ
イアナミッド(株)製)21.44重量部、トリブロモ
メチルフェニルスルホン3.57重量部及び3,3’−
ジアジドジフェニルスルホン3.54重量部を固形分濃
度が15%となるようにエチルラクテートに溶解し、得
られた溶液を孔径0.1μmのメンブランフィルターを
用いて加圧濾過することにより本発明の組成物を溶解し
た感光液を得た。
The present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 71.45 parts by weight of polyvinylphenol having a weight average molecular weight of 5,200 (trade name: Marca Linker MS-2P manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.), an alkoxymethylated benzoguanamine resin (trade name: Cymel 1123 Mitsui Cyanamid ( 21.44 parts by weight, tribromomethylphenyl sulfone 3.57 parts by weight and 3,3′-
3.54 parts by weight of diazidodiphenyl sulfone was dissolved in ethyl lactate so that the solid content concentration became 15%, and the obtained solution was pressure-filtered using a membrane filter having a pore size of 0.1 μm to obtain a solution of the present invention. A photosensitive solution in which the composition was dissolved was obtained.

【0027】次にこの感光液を公知の方法で表面処理を
行ったクロム蒸着基板上に2,000rpmで回転塗布
し、表面温度100℃のホットプレート上で5分間加熱
することにより、膜厚0.7μmのレジスト層を得た。
次いでこのレジスト層に電子線描画装置(エリオニクス
(株)製 ELS−3300型)を用いて、加速電圧2
0kVで1〜5μC/cm2 の照射量を与え、1μmの
ラインアンドスペースパターンを描画した。描画後、表
面温度130℃のホットプレート上で10分間加熱増感
反応を行い、濃度2.38%のテトラメチルアンモニウ
ムハイドロオキサイド(以下「TMAH」と略す)水溶
液に60秒間浸漬させ、電子線未照射部を溶解除去して
樹脂パターンを得た。この転写パターンを観察したとこ
ろ、適正照射量は1.4μC/cm2 であり、90%以
上の残膜率を示し、断面形状は矩形で基板界面における
食い込み現象等は観察されなかった。また、転写パター
ンは照射量が増すと共に、太りを生じるものの、隣接パ
ターンどうしの接合、裾引き、ヒゲ及び残渣等は全く観
察されなかった。
Next, this photosensitive solution was spin-coated at 2,000 rpm on a chromium vapor-deposited substrate surface-treated by a known method, and heated for 5 minutes on a hot plate having a surface temperature of 100 ° C. to give a film thickness of 0. A resist layer having a thickness of 0.7 μm was obtained.
Then, an accelerating voltage of 2 is applied to the resist layer by using an electron beam drawing apparatus (ELS-3300 type manufactured by Elionix Co., Ltd.).
An irradiation dose of 1 to 5 μC / cm 2 was applied at 0 kV, and a line and space pattern of 1 μm was drawn. After drawing, a heat sensitization reaction was performed for 10 minutes on a hot plate having a surface temperature of 130 ° C., and immersed in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (hereinafter, abbreviated as “TMAH”) having a concentration of 2.38% for 60 seconds, and an electron beam was not applied. The irradiated part was dissolved and removed to obtain a resin pattern. When this transfer pattern was observed, the proper irradiation amount was 1.4 μC / cm 2 , a residual film rate of 90% or more was shown, the cross-sectional shape was rectangular, and no biting phenomenon at the substrate interface was observed. Further, although the transferred pattern became thicker as the irradiation amount increased, joining of adjacent patterns, skirting, whiskers, residues and the like were not observed at all.

【0028】実施例2 重量平均分子量5,200のポリビニルフェノール(商
品名:マルカリンカーM S−2P 丸善石油化学
(株)製)68.96重量部、アルコキシメチル化ベン
ゾグアナミン樹脂(商品名:サイメル1123 三井サ
イアナミッド(株)製)20.69重量部、トリブロモ
メチルフェニルスルホン3.45重量部及び3,3’−
ジアジドジフェニルスルホン6.90重量部を固形分濃
度が15%となるようにエチルラクテートに溶解し、得
られた溶液を孔径0.1μmのメンブランフィルターを
用いて加圧濾過することにより本発明の組成物を溶解し
た感光液を得た。
Example 2 Polyvinylphenol having a weight average molecular weight of 5,200 (trade name: Marca Linker MS-2P manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.) 68.96 parts by weight, alkoxymethylated benzoguanamine resin (trade name: Cymel 1123) 20.69 parts by weight of Mitsui Cyanamid Co., Ltd., 3.45 parts by weight of tribromomethylphenyl sulfone and 3,3'-
6.90 parts by weight of diazidodiphenyl sulfone was dissolved in ethyl lactate so that the solid content concentration was 15%, and the resulting solution was filtered under pressure using a membrane filter having a pore size of 0.1 μm to obtain a solution of the present invention. A photosensitive solution in which the composition was dissolved was obtained.

【0029】次にこの感光液をクロム蒸着基板上に2,
000rpmで回転塗布し、表面温度100℃のホット
プレート上で5分間加熱することにより、膜厚0.7μ
mのレジスト層を得た。次いでこのレジスト層に実施例
1と同じ電子線描画装置を用いて、加速電圧20kVで
2〜8μC/cm2 の照射量を与え、1μmのラインア
ンドスペースパターンを描画した。描画後、表面温度1
30℃のホットプレート上で10分間加熱増感反応を行
い、濃度2.38%のTMAH液に60秒間浸漬させ、
電子線未照射部を溶解除去して樹脂パターンを得た。こ
の転写パターンを観察したところ、適正照射量は3.0
μC/cm2 であり、90%以上の残膜率を示し、断面
形状は矩形で基板界面における食い込み現象等は観察さ
れなかった。また、転写パターンは照射量が増すと共
に、太りを生じるものの、隣接パターンどうしの接合、
裾引き、ヒゲ及び残渣等は全く観察されなかった。
Next, this photosensitive solution is put on a chromium vapor-deposited substrate 2,
Spin coating at 000 rpm and heat on a hot plate with a surface temperature of 100 ° C for 5 minutes to obtain a film thickness of 0.7μ
m resist layer was obtained. Then, the same electron beam drawing apparatus as in Example 1 was used to apply a dose of 2 to 8 μC / cm 2 to the resist layer at an accelerating voltage of 20 kV to draw a line and space pattern of 1 μm. Surface temperature after drawing 1
A heat sensitization reaction is performed on a hot plate at 30 ° C. for 10 minutes, and immersed in a TMAH solution having a concentration of 2.38% for 60 seconds,
The electron beam non-irradiated portion was dissolved and removed to obtain a resin pattern. When this transfer pattern was observed, the proper irradiation amount was 3.0.
It was μC / cm 2 , showed a residual film rate of 90% or more, had a rectangular cross-sectional shape, and the phenomenon of biting at the substrate interface was not observed. Also, although the transfer pattern increases in irradiation dose and becomes thicker, it is possible to join adjacent patterns together.
No hemming, whiskers, residues, etc. were observed.

【0030】実施例3 重量平均分子量5,200のポリビニルフェノール(商
品名:マルカリンカーM S−2P 丸善石油化学
(株)製)72.01重量部、アルコキシメチル化ベン
ゾグアナミン樹脂(商品名:サイメル1123 三井サ
イアナミッド(株)製)19.95重量部、トリブロモ
メチルフェニルスルホン7.27重量部及び3,3’−
ジアジドジフェニルスルホン0.78重量部を固形分濃
度が9.5%となるようにエチルラクテートに溶解し、
得られた溶液を孔径0.1μmのメンブランフィルター
を用いて加圧濾過することにより本発明の組成物を溶解
した感光液を得た。
Example 3 72.01 parts by weight of polyvinylphenol having a weight average molecular weight of 5,200 (trade name: Marca Linker MS-2P manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.), an alkoxymethylated benzoguanamine resin (trade name: Cymel 1123) Mitsui Cyanamid Co., Ltd.) 19.95 parts by weight, tribromomethylphenyl sulfone 7.27 parts by weight and 3,3′-
0.78 parts by weight of diazidodiphenyl sulfone was dissolved in ethyl lactate so that the solid content concentration was 9.5%,
The resulting solution was pressure-filtered using a membrane filter having a pore size of 0.1 μm to obtain a photosensitive solution in which the composition of the present invention was dissolved.

【0031】次にこの感光液をクロム蒸着基板上に3,
000rpmで回転塗布し、表面温度100℃のホット
プレート上で5分間加熱することにより、膜厚0.3μ
mのレジスト層を得た。次いでこのレジスト層に実施例
1と同じ電子線描画装置を用いて、加速電圧20kVで
5〜12μC/cm2 の照射量を与え、1μmのライン
アンドスペースパターンを描画した。描画後、表面温度
105℃のホットプレート上で10分間加熱増感反応を
行い、濃度2.38%のTMAH液に60秒間浸漬さ
せ、電子線未照射部を溶解除去して樹脂パターンを得
た。この転写パターンを観察したところ、適正照射量は
6.4μC/cm2 であり、90%以上の残膜率を示
し、断面形状は矩形で基板界面における食い込み現象等
は観察されなかった。また、転写パターンは照射量が増
すと共に、太りを生じるものの、隣接パターンどうしの
接合、裾引き、ヒゲ及び残渣等は全く観察されなかっ
た。
Next, this photosensitive solution was deposited on a chromium vapor deposition substrate to
Spin coating at 000 rpm and heat on a hot plate with a surface temperature of 100 ° C for 5 minutes to give a film thickness of 0.3μ
m resist layer was obtained. Then, using the same electron beam drawing apparatus as in Example 1, a dose of 5 to 12 μC / cm 2 was applied to the resist layer at an accelerating voltage of 20 kV to draw a line and space pattern of 1 μm. After drawing, a heat sensitization reaction was carried out for 10 minutes on a hot plate having a surface temperature of 105 ° C., and it was immersed in a TMAH solution having a concentration of 2.38% for 60 seconds to dissolve and remove the electron beam non-irradiated portion to obtain a resin pattern. . When this transfer pattern was observed, the proper irradiation amount was 6.4 μC / cm 2 , the residual film rate was 90% or more, the cross-sectional shape was rectangular, and the biting phenomenon at the substrate interface was not observed. Further, although the transferred pattern became thicker as the irradiation amount increased, joining of adjacent patterns, skirting, whiskers, residues and the like were not observed at all.

【0032】実施例4 重量平均分子量5,200のポリビニルフェノール(商
品名:マルカリンカーM S−2P 丸善石油化学
(株)製)71.49重量部、アルコキシメチル化ベン
ゾグアナミン樹脂(商品名:サイメル1123 三井サ
イアナミッド(株)製)19.63重量部、トリブロモ
メチルフェニルスルホン7.11重量部及び3,3’−
ジアジドジフェニルスルホン1.76重量部を固形分濃
度が9.5%となるようにエチルラクテートに溶解し、
得られた溶液を孔径0.1μmのメンブランフィルター
を用いて加圧濾過することにより本発明の組成物を溶解
した感光液を得た。
Example 4 71.49 parts by weight of polyvinylphenol having a weight average molecular weight of 5,200 (trade name: Marca Linker MS-2P manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.), an alkoxymethylated benzoguanamine resin (trade name: Cymel 1123) Mitsui Cyanamid Co., Ltd.) 19.63 parts by weight, tribromomethylphenyl sulfone 7.11 parts by weight and 3,3′-
1.76 parts by weight of diazidodiphenyl sulfone was dissolved in ethyl lactate so that the solid content concentration was 9.5%,
The resulting solution was pressure-filtered using a membrane filter having a pore size of 0.1 μm to obtain a photosensitive solution in which the composition of the present invention was dissolved.

【0033】次にこの感光液をクロム蒸着基板上に3,
000rpmで回転塗布し、表面温度100℃のホット
プレート上で5分間加熱することにより、膜厚0.3μ
mのレジスト層を得た。次いでこのレジスト層に実施例
1と同じ電子線描画装置を用いて、加速電圧20kVで
5〜12μC/cm2 の照射量を与え、1μmのライン
アンドスペースパターンを描画した。描画後、表面温度
105℃のホットプレート上で10分間加熱増感反応を
行い、濃度2.38%のTMAH液に60秒間浸漬さ
せ、電子線未照射部を溶解除去して樹脂パターンを得
た。この転写パターンを観察したところ、適正照射量は
6.4μC/cm2 であり、90%以上の残膜率を示
し、断面形状は矩形で基板界面における食い込み現象等
は観察されなかった。また、転写パターンは照射量が増
すと共に、太りを生じるものの、隣接パターンどうしの
接合、裾引き、ヒゲ及び残渣等は全く観察されなかっ
た。
Next, this photosensitive solution was deposited on a chromium vapor deposition substrate.
Spin coating at 000 rpm and heat on a hot plate with a surface temperature of 100 ° C for 5 minutes to give a film thickness of 0.3μ
m resist layer was obtained. Then, using the same electron beam drawing apparatus as in Example 1, a dose of 5 to 12 μC / cm 2 was applied to the resist layer at an accelerating voltage of 20 kV to draw a line and space pattern of 1 μm. After drawing, a heat sensitization reaction was carried out for 10 minutes on a hot plate having a surface temperature of 105 ° C., and it was immersed in a TMAH solution having a concentration of 2.38% for 60 seconds to dissolve and remove the electron beam non-irradiated portion to obtain a resin pattern. . When this transfer pattern was observed, the proper irradiation amount was 6.4 μC / cm 2 , the residual film rate was 90% or more, the cross-sectional shape was rectangular, and the biting phenomenon at the substrate interface was not observed. Further, although the transferred pattern became thicker as the irradiation amount increased, joining of adjacent patterns, skirting, whiskers, residues and the like were not observed at all.

【0034】実施例5 重量平均分子量5,200のポリビニルフェノール(商
品名:マルカリンカーM S−2P 丸善石油化学
(株)製)77.03重量部、アルコキシメチル化ベン
ゾグアナミン樹脂(商品名:サイメル1123 三井サ
イアナミッド(株)製)21.05重量部、トリブロモ
メチルフェニルスルホン1.52重量部及び3,3’−
ジアジドジフェニルスルホン0.40重量部を固形分濃
度が9.5%となるようにエチルラクテートに溶解し、
得られた溶液を孔径0.1μmのメンブランフィルター
を用いて加圧濾過することにより本発明の組成物を溶解
した感光液を得た。
Example 5 77.03 parts by weight of polyvinylphenol having a weight average molecular weight of 5,200 (trade name: Markerlinker MS-2P manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.), an alkoxymethylated benzoguanamine resin (trade name: Cymel 1123) 21.05 parts by weight of Mitsui Cyanamid Co., Ltd., 1.52 parts by weight of tribromomethylphenyl sulfone and 3,3′-
0.40 parts by weight of diazidodiphenyl sulfone was dissolved in ethyl lactate so that the solid content concentration was 9.5%,
The resulting solution was pressure-filtered using a membrane filter having a pore size of 0.1 μm to obtain a photosensitive solution in which the composition of the present invention was dissolved.

【0035】次にこの感光液をクロム蒸着基板上に3,
000rpmで回転塗布し、表面温度100℃のホット
プレート上で5分間加熱することにより、膜厚0.3μ
mのレジスト層を得た。次いでこのレジスト層に実施例
1と同じ電子線描画装置を用いて、加速電圧20kVで
8〜18μC/cm2 の照射量を与え、1μmのライン
アンドスペースパターンを描画した。描画後、表面温度
110℃のホットプレート上で10分間加熱増感反応を
行い、濃度2.38%のTMAH液に60秒間浸漬さ
せ、電子線未照射部を溶解除去して樹脂パターンを得
た。この転写パターンを観察したところ、適正照射量は
10.0μC/cm2 であり、90%以上の残膜率を示
し、断面形状は矩形で基板界面における食い込み現象等
は観察されなかった。また、転写パターンは照射量が増
すと共に、太りを生じるものの、隣接パターンどうしの
接合、裾引き、ヒゲ及び残渣等は全く観察されなかっ
た。
Next, this photosensitive solution was deposited on a chromium vapor deposition substrate.
Spin coating at 000 rpm and heat on a hot plate with a surface temperature of 100 ° C for 5 minutes to give a film thickness of 0.3μ
m resist layer was obtained. Then, using the same electron beam drawing apparatus as in Example 1, an irradiation amount of 8 to 18 μC / cm 2 was applied to the resist layer at an accelerating voltage of 20 kV to draw a line and space pattern of 1 μm. After drawing, a heat sensitization reaction was carried out for 10 minutes on a hot plate having a surface temperature of 110 ° C., and it was immersed in a TMAH solution having a concentration of 2.38% for 60 seconds to dissolve and remove an electron beam non-irradiated portion to obtain a resin pattern. . When this transfer pattern was observed, the proper irradiation amount was 10.0 μC / cm 2 , a residual film rate of 90% or more was shown, and the cross-sectional shape was rectangular, and no biting phenomenon at the substrate interface was observed. Further, although the transferred pattern became thicker as the irradiation amount increased, joining of adjacent patterns, skirting, whiskers, residues and the like were not observed at all.

【0036】実施例6 重量平均分子量24,500のポリビニルフェノール
(商品名:マルカリンカーM H−2P 丸善石油化学
(株)製)72.96重量部、アルコキシメチル化メラ
ミン樹脂(商品名:サイメル303 三井サイアナミッ
ド(株)製)21.91重量部、2,4,6−トリスト
リクロロメチル−s−トリアジン3.66重量部及び
2,6−ビス−(4’−アジドベンザル)−4−第三ブ
チルシクロヘキサノン1.48重量部を固形分濃度が1
5%となるようにプロピレングリコーグモノメチルエー
テルアセテートに溶解し、得られた溶液を孔径0.1μ
mのメンブランフィルターを用いて加圧濾過することに
より本発明の組成物を溶解した感光液を得た。
Example 6 72.96 parts by weight of polyvinylphenol having a weight average molecular weight of 24,500 (trade name: Marca Linker MH-2P manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.), an alkoxymethylated melamine resin (trade name: Cymel 303) 21.91 parts by weight of Mitsui Cyanamid Co., Ltd., 3.66 parts by weight of 2,4,6-tristrichloromethyl-s-triazine and 2,6-bis- (4'-azidobenzal) -4-tert-butyl. 1.48 parts by weight of cyclohexanone having a solid content of 1
Dissolve it in propylene glycol monomethyl ether acetate so that the concentration of the solution becomes 5%.
A photosensitive solution in which the composition of the present invention was dissolved was obtained by pressure filtration using a membrane filter of m.

【0037】次にこの感光液をクロム蒸着基板上に2,
000rpmで回転塗布し、表面温度100℃のホット
プレート上で5分間加熱することにより、膜厚0.5μ
mのレジスト層を得た。次いでこのレジスト層に実施例
1と同じ電子線描画装置を用いて、加速電圧20kVで
1〜8μC/cm2 の照射量を与え、1μmのラインア
ンドスペースパターンを描画した。描画後、表面温度1
05℃のホットプレート上で10分間加熱増感反応を行
い、濃度2.38%のTMAH液に60秒間浸漬させ、
電子線未照射部を溶解除去して樹脂パターンを得た。こ
の転写パターンを観察したところ、適正照射量は2.0
μC/cm2 であり、90%以上の残膜率を示し、断面
形状は矩形で基板界面における食い込み現象等は観察さ
れなかった。また、転写パターンは照射量が増すと共
に、太りを生じるものの、隣接パターンどうしの接合、
裾引き、ヒゲ及び残渣等は全く観察されなかった。
Next, this photosensitive solution is put on a chromium vapor deposition substrate for 2,
Spin coating at 000 rpm and heat for 5 minutes on a hot plate with a surface temperature of 100 ° C to obtain a film thickness of 0.5μ.
m resist layer was obtained. Then, using the same electron beam drawing apparatus as in Example 1, an irradiation amount of 1 to 8 μC / cm 2 was applied to the resist layer at an accelerating voltage of 20 kV to draw a line and space pattern of 1 μm. Surface temperature after drawing 1
A heat sensitization reaction is performed for 10 minutes on a hot plate at 05 ° C., and it is immersed in a TMAH solution of 2.38% concentration for 60 seconds,
The electron beam non-irradiated portion was dissolved and removed to obtain a resin pattern. When this transfer pattern was observed, the proper irradiation amount was 2.0.
It was μC / cm 2 , showed a residual film rate of 90% or more, had a rectangular cross-sectional shape, and the phenomenon of biting at the substrate interface was not observed. Also, although the transfer pattern increases in irradiation dose and becomes thicker, it is possible to join adjacent patterns together.
No hemming, whiskers, residues, etc. were observed.

【0038】実施例7 重量平均分子量6,000のm,p−クレゾールノボラ
ック樹脂72.73重量部、アルコキシメチル化メラミ
ン樹脂(商品名:サイメル303 三井サイアナミッド
(株)製)18.18重量部、2,4−ビストリクロロ
メチル−6−フェニル−s−トリアジン7.27重量
部、及び4,4’−ジアジドカルコン1.82重量部を
固形分濃度が18%となるようにプロピレングリコーグ
モノメチルエーテルアセテートに溶解し、得られた溶液
を孔径0.1μmのメンブランフィルターを用いて加圧
濾過することにより本発明の組成物を溶解した感光液を
得た。
Example 7 72.73 parts by weight of m, p-cresol novolac resin having a weight average molecular weight of 6,000, 18.18 parts by weight of alkoxymethylated melamine resin (trade name: Cymel 303, manufactured by Mitsui Cyanamid Co., Ltd.), 7.27 parts by weight of 2,4-bistrichloromethyl-6-phenyl-s-triazine and 1.82 parts by weight of 4,4′-diazidochalcone were added to propylene glycol monomethyl so that the solid content concentration became 18%. The solution was dissolved in ether acetate, and the resulting solution was pressure-filtered using a membrane filter having a pore size of 0.1 μm to obtain a photosensitive solution in which the composition of the present invention was dissolved.

【0039】次にこの感光液をクロム蒸着基板上に2,
000rpmで回転塗布し、表面温度100℃のホット
プレート上で5分間加熱することにより、膜厚0.9μ
mのレジスト層を得た。次いでこのレジスト層に実施例
1と同じ電子線描画装置を用いて、加速電圧20kVで
0.5〜5μC/cm2 の照射量を与え、1μmのライ
ンアンドスペースパターンを描画した。描画後、表面温
度100℃のホットプレート上で10分間加熱増感反応
を行い、濃度2.38%のTMAH液に60秒間浸漬さ
せ、電子線未照射部を溶解除去して樹脂パターンを得
た。この転写パターンを観察したところ、適正照射量は
1.0μC/cm2 であり、90%以上の残膜率を示
し、断面形状は矩形で基板界面における食い込み現象等
は観察されなかった。また、転写パターンは照射量が増
すと共に、太りを生じるものの、隣接パターンどうしの
接合、裾引き、ヒゲ及び残渣等は全く観察されなかっ
た。
Next, this photosensitive solution is put on a chromium vapor deposition substrate for 2,
Spin coating at 000 rpm and heat for 5 minutes on a hot plate with a surface temperature of 100 ° C to give a film thickness of 0.9μ
m resist layer was obtained. Then, the same electron beam drawing apparatus as in Example 1 was used to apply a dose of 0.5 to 5 μC / cm 2 to the resist layer at an accelerating voltage of 20 kV to draw a line and space pattern of 1 μm. After drawing, a heat sensitization reaction was carried out for 10 minutes on a hot plate having a surface temperature of 100 ° C., and it was immersed in a TMAH solution having a concentration of 2.38% for 60 seconds to dissolve and remove an electron beam non-irradiated portion to obtain a resin pattern. . When this transfer pattern was observed, the proper irradiation amount was 1.0 μC / cm 2 , a residual film rate of 90% or more was shown, the cross-sectional shape was rectangular, and no biting phenomenon at the substrate interface was observed. Further, although the transferred pattern became thicker as the irradiation amount increased, joining of adjacent patterns, skirting, whiskers, residues and the like were not observed at all.

【0040】実施例8 重量平均分子量2,300のポリビニルフェノール(商
品名:マルカリンカーM S−1P 丸善石油化学
(株)製)72.96重量部、アルコキシメチル化ベン
ゾグアナミン樹脂(商品名:サイメル1123 三井サ
イアナミッド(株)製)21.91重量部、トリブロモ
メチルフェニルスルホン3.66重量部、3,3’−ジ
アジドジフェニルスルホン1.48重量部を固形分濃度
が16%となるようにエチルラクテートに溶解し、さら
に増感剤としてアンテージSTDP−N(川口化学工業
(株)製)を1.5重量部添加した。得られた溶液を孔
径0.1μmのメンブランフィルターでを用いて加圧濾
過することにより本発明の組成物を溶解した感光液を得
た。
Example 8 72.96 parts by weight of polyvinylphenol having a weight average molecular weight of 2,300 (trade name: Marcalinker MS-1P manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.), an alkoxymethylated benzoguanamine resin (trade name: Cymel 1123) 21.91 parts by weight of Mitsui Cyanamid Co., Ltd., 3.66 parts by weight of tribromomethylphenyl sulfone, and 1.48 parts by weight of 3,3′-diazidodiphenylsulfone were added to ethyl so that the solid content concentration became 16%. It was dissolved in lactate, and 1.5 parts by weight of Antage STDP-N (manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.) was added as a sensitizer. The resulting solution was pressure filtered using a membrane filter having a pore size of 0.1 μm to obtain a photosensitive solution in which the composition of the present invention was dissolved.

【0041】次にこの感光液を、シリコンウェハー上に
2,000rpmで30秒間回転塗布し、表面温度10
0℃のホットプレート上で5分間加熱することにより、
膜厚0.7μmのレジスト層を得た。次いで、超高圧水
銀灯に東芝硝子製V−42、UVD−35フィルターを
装着し、透過してきた365nmの紫外線を用いて0.
5μmのラインアンドスペースパターンが描かれたマス
クを介し、30〜100mJ/cm2 の照射を行った。
次に表面温度110℃のホットプレート上で10分間加
熱増感反応を行い、濃度2.38重量%のTMAH液に
60秒間浸漬することにより、紫外線未照射部を溶解除
去して樹脂パターンを得た。この転写パターンを観察し
たところ、適正照射量は50mJ/cm2 であり、90
%以上の残膜率を示し、断面形状は矩形であり基板界面
における食い込み現象等は観察されなかった。また、転
写パターンは照射量が増すにしたがって太りを生じるも
のの、隣接パターンどうしの接合、裾引き、ヒゲ及び残
渣等は全く認められなかった。
Next, this photosensitive solution was spin-coated on a silicon wafer at 2,000 rpm for 30 seconds to obtain a surface temperature of 10
By heating on a 0 ° C hot plate for 5 minutes,
A resist layer having a film thickness of 0.7 μm was obtained. Next, a V-42, UVD-35 filter manufactured by Toshiba Glass was attached to the ultra-high pressure mercury lamp, and ultraviolet rays of 365 nm which had passed through were used to obtain a value of 0.
Irradiation was performed at 30 to 100 mJ / cm 2 through a mask on which a 5 μm line-and-space pattern was drawn.
Next, a heat sensitization reaction is performed for 10 minutes on a hot plate having a surface temperature of 110 ° C., and by immersing in a TMAH solution having a concentration of 2.38% by weight for 60 seconds, the UV-irradiated portion is dissolved and removed to obtain a resin pattern. It was When the transfer pattern was observed, the proper irradiation amount was 50 mJ / cm 2 ,
The residual film ratio was not less than%, the sectional shape was rectangular, and no biting phenomenon at the substrate interface was observed. Further, although the transferred pattern became thicker as the irradiation amount increased, joining of adjacent patterns, skirting, beard and residue were not observed at all.

【0042】[0042]

【比較例1】実施例1における3,3’−ジアジドジフ
ェニルスルホンを除いた以外は同様に感光液を調製し、
またその後の操作も実施例1に従って転写パターンを評
価した。しかしながら、転写パターンは照射量が増すに
したがって、隣接パターンの接合、裾引き、ヒゲ等の発
生が増し、残渣欠陥が多く発生した。
Comparative Example 1 A photosensitive solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that 3,3′-diazidodiphenyl sulfone was omitted.
In the subsequent operation, the transfer pattern was evaluated according to Example 1. However, as the irradiation amount of the transfer pattern increased, the number of residue defects increased, such as the occurrence of joining of adjacent patterns, skirting, and whiskers.

【0043】[0043]

【比較例2】実施例7における4,4’−ジアジドカル
コンを除いた以外は同様に感光液を調製し、またその後
も実施例4に従って処理した。転写パターンを観察した
ところ、適正照射量値では特に問題ないものの、照射量
が適正値より15%程度増すとパターンと基板の界面に
裾引きが観察され、さらに照射量が30%増すと隣接パ
ターンの接合が観察された。
Comparative Example 2 A sensitizing solution was prepared in the same manner as in Example 7 except that 4,4′-diazidochalcone was omitted, and thereafter the processing was carried out according to Example 4. When the transferred pattern was observed, there was no particular problem with the proper irradiation amount, but when the irradiation amount increased by about 15% from the proper value, the tailing was observed at the interface between the pattern and the substrate, and when the irradiation amount increased by 30%, the adjacent pattern was increased. Was observed.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明のネガ型化学増幅系レジスト組成
物は、放射線に対する感度が高く、基板に転写されたパ
ターンは膨潤がなく、感度、解像性が極めて優れ、さら
に剥離もなく且つパターンどうしの接合、裾引き、ヒゲ
等の残渣の発生するまでの許容度が極めて広いので、半
導体集積回路の製造に極めて有用である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The negative chemically amplified resist composition of the present invention has a high sensitivity to radiation, the pattern transferred to the substrate does not swell, the sensitivity and resolution are extremely excellent, and there is no peeling and the pattern. It is extremely useful in the manufacture of semiconductor integrated circuits because it has a very wide tolerance until residues such as joining, tailing, and beard are generated.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/028 H01L 21/027 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location G03F 7/028 H01L 21/027

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(1)アルカリ水溶液可溶性樹脂、(2)
酸触媒により架橋反応を起こす架橋剤、(3)放射線に
よって酸触媒を発生する光酸発生剤、及び(4)アジド
基を有する化合物を含有するネガ型化学増幅系レジスト
組成物
1. An alkali aqueous solution-soluble resin, (2)
Negative-type chemically amplified resist composition containing a crosslinking agent that causes a crosslinking reaction with an acid catalyst, (3) a photoacid generator that generates an acid catalyst with radiation, and (4) a compound having an azide group.
【請求項2】(4)のアジド基を有する化合物が芳香族
アジド化合物である請求項1の組成物
2. The composition according to claim 1, wherein the compound (4) having an azide group is an aromatic azide compound.
【請求項3】(1)アルカリ水溶液可溶性樹脂の重量平
均分子量(Mw)が1,000から30,000である
請求項1の組成物
3. The composition according to claim 1, wherein (1) the weight average molecular weight (Mw) of the aqueous alkaline solution resin is 1,000 to 30,000.
【請求項4】(1)アルカリ水溶液可溶性樹脂がノボラ
ック樹脂またはポリビニルフェノールであり、(2)酸
触媒により架橋反応を起こす架橋剤がアルコキシメチル
化メラミン樹脂またはアルコキシメチル化ベンゾグアナ
ミン樹脂である請求項1の組成物
4. The (1) alkaline aqueous solution-soluble resin is a novolac resin or polyvinylphenol, and (2) the crosslinking agent which causes a crosslinking reaction with an acid catalyst is an alkoxymethylated melamine resin or an alkoxymethylated benzoguanamine resin. Composition of
【請求項5】各成分の含有割合が、全固形分を100重
量部としたとき、(1)のアルカリ水溶液可溶性樹脂が
60から95重量部、(2)の酸触媒により架橋反応を
起こす架橋剤が5から30重量部、(3)の放射線によ
って酸触媒を発生する光酸発生剤が0.5から15重量
部、(4)のアジド基を有する化合物が0.1から10
重量部である請求項1の組成物
5. When the content of each component is 100 parts by weight based on the total solid content, 60 to 95 parts by weight of the alkali aqueous solution soluble resin of (1), and (2) crosslinking which causes a crosslinking reaction by an acid catalyst. 5 to 30 parts by weight of the agent, 0.5 to 15 parts by weight of (3) a photo-acid generator that generates an acid catalyst by radiation, and 0.1 to 10 of the compound of (4) having an azide group.
The composition of claim 1 in parts by weight.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10312056A (en) * 1997-05-13 1998-11-24 Fuji Photo Film Co Ltd Photosensitive and thermosensitive composition
WO1999032935A1 (en) * 1997-12-19 1999-07-01 Kansai Research Institute Photosensitive resin composition and process for producing the same
EP1398671A1 (en) * 2002-08-21 2004-03-17 Fujitsu Limited Resist pattern thickening material, process for forming resist pattern, and process for manufacturing semiconductor device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10312056A (en) * 1997-05-13 1998-11-24 Fuji Photo Film Co Ltd Photosensitive and thermosensitive composition
WO1999032935A1 (en) * 1997-12-19 1999-07-01 Kansai Research Institute Photosensitive resin composition and process for producing the same
US6440632B2 (en) 1997-12-19 2002-08-27 Kansai Research Institute Photosensitive resin composition and process for producing the same
EP1398671A1 (en) * 2002-08-21 2004-03-17 Fujitsu Limited Resist pattern thickening material, process for forming resist pattern, and process for manufacturing semiconductor device
CN1311304C (en) * 2002-08-21 2007-04-18 富士通株式会社 Photoresist pattern thickness-increasing material, photoresist pattern containing it and its use
US7364829B2 (en) 2002-08-21 2008-04-29 Fujitsu Limited Resist pattern thickening material, process for forming resist pattern, and process for manufacturing semiconductor device

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