JPH0784360A - Radiation sensitive resin composition - Google Patents

Radiation sensitive resin composition

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JPH0784360A
JPH0784360A JP5253741A JP25374193A JPH0784360A JP H0784360 A JPH0784360 A JP H0784360A JP 5253741 A JP5253741 A JP 5253741A JP 25374193 A JP25374193 A JP 25374193A JP H0784360 A JPH0784360 A JP H0784360A
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radiation
acid
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solvent
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英一 小林
Toshiyuki Ota
利幸 大田
Akira Tsuji
昭 辻
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Abstract

PURPOSE:To provide a chemical amplification type radiation sensitive resin composition excellent in sensitivity, resolution, and the like, specially excellent in coating property to a large-bored base by a spin-coating method. CONSTITUTION:Resist for forming a pattern by generating acid by the irradiation of radiation and changing the solubility of a radiation irradiated part to a developer by chemical change due to the catalytic action of the acid is dissolved in a solvent to form a radiation sensitive resin composition. The solvent in this case contains a monoketone compound (ketone group solvent) of 5-10 carbon. As the ketone group solvent, it is desirable to use methylamyl ketone, methylisoamyl ketone, methylhexyl ketone, or the like. The ketone group solvent can be suitably used in the same way singularly or in the mixed state of several kinds of ketone compounds different in structure regarding the sort of an alkyl group and the sort of an isomer.

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、感放射線性樹脂組成物
に関する。さらに詳しくは、特に紫外線、遠紫外線、X
線又は荷電粒子線の如き放射線を用いる超微細加工に好
適なレジストである感放射線性樹脂組成物に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition. More specifically, especially ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X
The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition which is a resist suitable for ultrafine processing using radiation such as rays or charged particle rays.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路の製造に代表される微細加工の
分野においては、集積回路のより高い集積度を得るため
に、リソグラフィーにおける加工サイズの微細化が進ん
でおり、近年では、0.5μm以下の微細加工を安定的
に行うことのできる技術が必要とされている。そのた
め、用いられるレジストにおいても、0.5μm以下の
パターンを精度良く形成することが必要である。それ
故、より波長の短い放射線を利用したリソグラフィー技
術が検討されている。このような放射線としては、i線
(365nm)に代表される紫外線、KrFエキシマレ
ーザー(248nm)に代表される遠紫外線、シンクロ
トロン放射線に代表されるX線、電子線に代表される荷
電粒子線等を挙げることができる。近年、これらの放射
線に対応するレジストが種々提案されている。それらの
うち特に注目されているのが、放射線の照射によって生
成する酸の触媒作用により、現像液に対する溶解性を変
化させる反応を起こさせるレジストであり、この種のレ
ジストは、通常、「化学増幅型レジスト」と称されてい
る。
2. Description of the Related Art In the field of microfabrication represented by the manufacture of integrated circuits, miniaturization of the processing size in lithography is progressing in order to obtain a higher degree of integration of integrated circuits. A technique capable of stably performing the following fine processing is required. Therefore, it is necessary to accurately form a pattern of 0.5 μm or less in the resist used. Therefore, a lithography technique using shorter wavelength radiation has been studied. Examples of such radiation include ultraviolet rays typified by i rays (365 nm), far ultraviolet rays typified by KrF excimer lasers (248 nm), X rays typified by synchrotron radiation, and charged particle rays typified by electron beams. Etc. can be mentioned. In recent years, various resists corresponding to these radiations have been proposed. Of these, a resist that causes a reaction that changes the solubility in a developing solution due to the catalytic action of an acid generated by irradiation with radiation is usually attracting attention. Type resist ".

【0003】レジストを実際に集積回路の製造プロセス
に使用する場合、通常、感放射線性成分、被膜形成性樹
脂成分等の「レジスト」を構成する感放射線性成分を溶
媒に溶解したレジスト溶液を調製し、加工に供される基
板上に回転塗布やロールコーターによる塗布を行い、レ
ジスト被膜を形成させる。そのため、レジスト溶液の塗
布性や保存安定性といった性能は、高度な微細加工を安
定的に行う上で、必要不可欠な性能である。また当該レ
ジスト被膜は、放射線を照射することにより、微細加工
に適したパターンを形成するが、この際のパターンの形
状が微細加工の精度に重要な影響を与え、矩形の形状が
好ましいとされている。
When a resist is actually used in the manufacturing process of an integrated circuit, a resist solution is usually prepared by dissolving a radiation-sensitive component constituting a "resist" such as a radiation-sensitive component and a film-forming resin component in a solvent. Then, spin coating or roll coating is applied to the substrate to be processed to form a resist film. Therefore, performances such as coating property and storage stability of the resist solution are indispensable performances for stably performing advanced fine processing. Further, the resist film forms a pattern suitable for fine processing by irradiating radiation, but the shape of the pattern at this time has an important influence on the accuracy of the fine processing, and a rectangular shape is preferable. There is.

【0004】従来のリソグラフィーに用いられているノ
ボラック樹脂とナフトキノンジアジド系感光剤を使用し
たレジストにおいては、レジスト溶液を調製する際の溶
媒として、エチレングリコールモノエチルエーテルアセ
テート等を用いることが知られている。しかし、「化学
増幅型レジスト」については、レジスト溶液を調製する
際の溶媒として、エチレングリコールモノエチルエーテ
ルアセテートを用いると、保存安定性の面で問題があ
る。すなわち、エチレングリコールモノエチルエーテル
アセテートを溶媒として用いると、レジスト溶液調製後
の時間経過によってレジスト被膜の感度及び形成される
パターン形状がバラツクという問題がある。また、近年
の集積回路の高集積度化に伴い、集積回路製造時の歩留
まりや効率を向上させるため、基板(シリコンウェハ
ー)の口径が、例えば4インチから6インチ、8インチ
と大きくなってきており、従来からの化学増幅型レジス
トの溶剤として一般的な、エチレングリコールモノエチ
ルエーテルアセテートを用いる化学増幅型レジストでは
大口径化された基板に対するスピンコート法による塗布
性が必ずしも充分なものとは言えなかった。
In a resist using a novolac resin and a naphthoquinonediazide type photosensitizer used in conventional lithography, it is known to use ethylene glycol monoethyl ether acetate or the like as a solvent when preparing a resist solution. There is. However, regarding the "chemically amplified resist", there is a problem in storage stability when ethylene glycol monoethyl ether acetate is used as a solvent when preparing a resist solution. That is, when ethylene glycol monoethyl ether acetate is used as a solvent, there is a problem in that the sensitivity of the resist film and the shape of the formed pattern vary with the lapse of time after the preparation of the resist solution. Further, with the recent increase in the degree of integration of integrated circuits, in order to improve the yield and efficiency at the time of manufacturing integrated circuits, the diameter of the substrate (silicon wafer) has been increased, for example, from 4 inches to 6 inches and 8 inches. However, it can be said that the chemical amplification type resist using ethylene glycol monoethyl ether acetate, which is generally used as a solvent for the conventional chemical amplification type resist, does not necessarily have sufficient coatability by spin coating on a substrate having a large diameter. There wasn't.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、新規
な感放射線性樹脂組成物を提供することにあり、感度、
解像度等に優れた、特に大口径化された基板へのスピン
コート法による塗布性に優れた化学増幅型の感放射線性
樹脂組成物として好適な感放射線性樹脂組成物を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、微細加工を安定的
に行うことができ、保存安定性に優れ、良好なパターン
形状を与えるレジスト被膜を形成する感放射線性樹脂組
成物を提供することにある。本発明のさらに他の目的
は、レジスト溶液の調製後長時間経過した後において
も、良好なレジスト感度を有し、優れたパターン形状を
再現性良く形成する、保存安定性の優れた感放射線性樹
脂組成物を提供することにある。本発明のさらに他の目
的及び利点は以下の説明から明らかとなろう。
An object of the present invention is to provide a novel radiation-sensitive resin composition, which has sensitivity,
It is an object of the present invention to provide a radiation-sensitive resin composition which is excellent in resolution and the like and is particularly suitable as a chemically amplified radiation-sensitive resin composition having excellent coatability by spin coating on a substrate having a large diameter. Another object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition capable of stably performing fine processing, having excellent storage stability, and forming a resist film which gives a good pattern shape. Still another object of the present invention is to have good resist sensitivity even after a long time after preparation of a resist solution, to form an excellent pattern shape with good reproducibility, and to have excellent radiation stability with excellent storage stability. It is to provide a resin composition. Further objects and advantages of the present invention will be apparent from the following description.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明によれば本発明の
上記目的及び利点は、放射線照射により酸を発生させ、
その酸の触媒作用による化学変化によって、放射線照射
部分の現像液に対する溶解性を変化させてパターンを形
成するレジストを、溶剤に溶解してなる感放射線性樹脂
組成物において、該溶剤が炭素数5〜10のモノケトン
化合物(以下「ケトン系溶剤」という。)を含有する溶
剤であることを特徴とする感放射線性樹脂組成物により
達成される。本発明の感放射線性樹脂組成物の代表的な
組成としては、例えば次のレジスト組成物を挙げること
ができる。
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are as follows.
In a radiation-sensitive resin composition obtained by dissolving a resist that forms a pattern by changing the solubility of a radiation-irradiated portion in a developer by a chemical change due to the catalytic action of the acid, the solvent has 5 carbon atoms. It is achieved by a radiation-sensitive resin composition, which is a solvent containing a monoketone compound of 10 to 10 (hereinafter referred to as "ketone solvent"). Typical compositions of the radiation-sensitive resin composition of the present invention include, for example, the following resist compositions.

【0007】(イ)(a) 酸分解性基で保護されたア
ルカリ不溶性又はアルカリ難溶性の樹脂で、該酸分解性
基が分解したときにアルカリ可溶性となる樹脂(以下、
「酸分解性基含有樹脂」という。)、(b) 放射線の
照射によって酸を発生する化合物(以下、「感放射線性
酸発生剤」という。)、及び(c) ケトン系溶剤を含
有するポジ型感放射線性樹脂組成物(以下、「レジスト
組成物(イ)」という。)、
(A) (a) An alkali-insoluble or sparingly alkali-soluble resin protected with an acid-decomposable group, which becomes alkali-soluble when the acid-decomposable group is decomposed (hereinafter,
It is referred to as "acid-decomposable group-containing resin". ), (B) a compound that generates an acid upon irradiation with radiation (hereinafter referred to as “radiation-sensitive acid generator”), and (c) a positive-type radiation-sensitive resin composition containing a ketone solvent (hereinafter, "Resist composition (a)"),

【0008】(ロ)(a) アルカリ可溶性樹脂、
(b) 感放射線性酸発生剤、(c) (a)のアルカ
リ可溶性樹脂のアルカリ溶解性を制御する性質を有し、
酸の存在下で分解されて(a)のアルカリ可溶性樹脂の
アルカリ溶解性制御効果を低下もしくは消失させる作用
を有するか、又は(a)のアルカリ可溶性樹脂のアルカ
リ溶解性を促進させる作用を有する化合物(以下、「溶
解制御剤」という。)、及び(d) ケトン系溶剤を含
有するポジ型感放射線性樹脂組成物(以下、「レジスト
組成物(ロ)」という。)、
(B) (a) Alkali-soluble resin,
(B) a radiation-sensitive acid generator, (c) having a property of controlling the alkali solubility of the alkali-soluble resin of (a),
A compound which is decomposed in the presence of an acid to reduce or eliminate the alkali solubility control effect of the alkali-soluble resin of (a), or has the action of promoting the alkali solubility of the alkali-soluble resin of (a). (Hereinafter, referred to as “dissolution control agent”), and (d) a positive-type radiation-sensitive resin composition containing a ketone solvent (hereinafter, referred to as “resist composition (b)”),

【0009】(ハ)(a) アルカリ可溶性樹脂、
(b) 感放射線性酸発生剤、(c) 酸の存在下で
(a)のアルカリ可溶性樹脂を架橋しうる化合物(以
下、「架橋剤」という。)、及び(d) ケトン系溶剤
を含有するネガ型感放射線性樹脂組成物(以下、「レジ
スト組成物(ハ)」という。)。
(C) (a) Alkali-soluble resin,
(B) a radiation-sensitive acid generator, (c) a compound capable of cross-linking the alkali-soluble resin (a) in the presence of an acid (hereinafter referred to as "cross-linking agent"), and (d) a ketone solvent Negative radiation-sensitive resin composition (hereinafter, referred to as "resist composition (C)").

【0010】以下、これらのレジスト組成物について説
明する。感放射線性酸発生剤 本発明で用いられる感放射線性酸発生剤、すなわち放射
線に感応して酸を発生する化合物としては、例えばオニ
ウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、スルホン化合物、
及びスルホネート化合物等を挙げることができる。より
具体的には以下の化合物を挙げることができる。
Hereinafter, these resist compositions will be described. Radiation-sensitive acid generator As the radiation-sensitive acid generator used in the present invention, that is, a compound that generates an acid in response to radiation, for example, an onium salt compound, a halogen-containing compound, a sulfone compound,
And sulfonate compounds. More specifically, the following compounds can be mentioned.

【0011】ア)オニウム塩 ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジ
アゾニウム塩、ピリジニウム塩等を挙げることができ
る。好ましくは、ジフェニルヨードニウムトリフレー
ト、ジフェニルヨードニウムピレンスルホネート、ジフ
ェニルヨードニウムドデシルベンゼンスルホネート、ト
リフェニルスルホニウムトリフレート、トリフェニルス
ルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニ
ルスルホニウムナフタレンスルホネート、(ヒドロキシ
フェニル)ベンジルメチルスルホニウムトルエンスルホ
ネート等である。
A) Onium salts Iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, pyridinium salts and the like can be mentioned. Preferably, diphenyliodonium triflate, diphenyliodonium pyrene sulfonate, diphenyl iodonium dodecylbenzene sulfonate, triphenyl sulfonium triflate, triphenyl sulfonium hexafluoroantimonate, triphenyl sulfonium naphthalene sulfonate, (hydroxyphenyl) benzylmethyl sulfonium toluene sulfonate, etc. is there.

【0012】イ)ハロゲン含有化合物 ハロアルキル基含有ヘテロ環状化合物、ハロアルキル基
含有炭化水素化合物等を挙げることができる。好ましく
は、フェニル−ビス(トリクロロメチル)−s−トリア
ジン、メトキシフェニル−ビス(トリクロロメチル)−
s−トリアジン、ナフチル−ビス−(トリクロロメチ
ル)−s−トリアジン等の(トリクロロメチル)−s−
トリアジン誘導体や1,1−ビス(4−クロロフェニ
ル)−2,2,2−トリクロロエタンである。
A) Halogen-containing compound: Haloalkyl group-containing heterocyclic compounds, haloalkyl group-containing hydrocarbon compounds and the like can be mentioned. Preferably, phenyl-bis (trichloromethyl) -s-triazine, methoxyphenyl-bis (trichloromethyl)-
(Trichloromethyl) -s- such as s-triazine and naphthyl-bis- (trichloromethyl) -s-triazine
It is a triazine derivative or 1,1-bis (4-chlorophenyl) -2,2,2-trichloroethane.

【0013】ウ)スルホン化合物 β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホン及びそれら
のα−ジアゾ化合物等を挙げることができる。好ましく
は、フェナシルフェニルスルホン、メシチルフェナシル
スルホン、ビス(フェニルスルホニル)メタン、ビス
(フェニルスルホニル)ジアゾメタン等である。
C) Sulfone compounds β-ketosulfones, β-sulfonylsulfones and their α-diazo compounds can be mentioned. Preferred are phenacylphenyl sulfone, mesitylphenacyl sulfone, bis (phenylsulfonyl) methane, bis (phenylsulfonyl) diazomethane and the like.

【0014】エ)スルホネート化合物 アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸
エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホ
ネート等を挙げることができる。好ましくは、ベンゾイ
ントシレート、ピロガロールのトリストリフレート、ニ
トロベンジル−9,10−ジエトキシアントラセン−2
−スルホネート等である。
D) Sulfonate compounds Alkyl sulfonates, haloalkyl sulfonates, aryl sulfonates, imino sulfonates and the like can be mentioned. Preferably, benzoin tosylate, tristriflate of pyrogallol, nitrobenzyl-9,10-diethoxyanthracene-2
-Sulfonates and the like.

【0015】これらの感放射線性酸発生剤は、単独で又
は2種以上を混合して使用することができる。
These radiation-sensitive acid generators can be used alone or in admixture of two or more.

【0016】酸分解性基含有樹脂 レジスト組成物(イ)における酸分解性基含有樹脂は、
例えば後述するアルカリ可溶性樹脂中のフェノール性水
酸基、カルボキシル基等の酸性官能基を、酸の存在下で
分解しアルカリ可溶性を発現しうる1種以上の置換基
(以下、「酸分解性基」という。)で置換することによ
って得られるアルカリ不溶性樹脂又はアルカリ難溶性樹
脂である。ここで言う「アルカリ不溶性」又は「アルカ
リ難溶性」とは、レジスト組成物(イ)を用いて形成さ
れるレジスト被膜からレジストパターンを形成する際に
採用されるアルカリ現像条件下で、レジスト組成物
(イ)の代わりに酸分解性基含有樹脂のみを用いて形成
した被膜を現像した場合に、当該被膜の初期膜厚の50
%以上が現像後に残存する性質を意味する。
Acid-decomposable group-containing resin The acid-decomposable group-containing resin in the resist composition (a) is
For example, one or more substituents (hereinafter referred to as "acid-decomposable group") capable of decomposing an acidic functional group such as a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group in an alkali-soluble resin described below in the presence of an acid to develop alkali solubility. Alkali-insoluble resin or alkali-insoluble resin obtained by substituting the. The term "alkali-insoluble" or "alkali-poorly-soluble" as used herein means that the resist composition under the alkaline developing conditions adopted when forming a resist pattern from a resist film formed using the resist composition (a). When the film formed by using only the acid-decomposable group-containing resin instead of (a) is developed, the initial film thickness of the film is 50
% Means the property that remains after development.

【0017】前記酸分解性基は、フェノール性水酸基、
カルボキシル基等の酸性官能基を、酸の存在下で分解し
うる1種以上の酸分解性基で置換したものであり、酸の
存在下に分解し、アルカリ可溶性を示す官能基を形成す
る基である限り特に限定されるものではないが、例えば
置換メチル基、1−置換エチル基、1−分岐アルキル
基、シリル基、ゲルミル基、アルコキシカルボニル基、
アシル基、環式酸分解性基等を挙げることができる。
The acid-decomposable group is a phenolic hydroxyl group,
A group in which an acidic functional group such as a carboxyl group is substituted with at least one acid-decomposable group capable of decomposing in the presence of an acid, and the group decomposes in the presence of an acid to form a functional group exhibiting alkali solubility. It is not particularly limited as long as it is, for example, substituted methyl group, 1-substituted ethyl group, 1-branched alkyl group, silyl group, germyl group, alkoxycarbonyl group,
Examples thereof include an acyl group and a cyclic acid-decomposable group.

【0018】前記置換メチル基としては、例えばメトキ
シメチル基、メチルチオメチル基、エトキシメチル基、
エチルチオメチル基、メトキシエトキシメチル基、ベン
ジルオキシメチル基、ベンジルチオメチル基、フェナシ
ル基、ブロモフェナシル基、メトキシフェナシル基、
(メチルチオ)フェナシル基、シクロプロピルメチル
基、ベンジル基、ジフェニルメチル基、トリフェニルメ
チル基、ブロモベンジル基、ニトロベンジル基、メトキ
シベンジル基、メチルチオベンジル基、エトキシベンジ
ル基、エチルチオベンジル基、ピペロニル基等を挙げる
ことができる。
Examples of the substituted methyl group include methoxymethyl group, methylthiomethyl group, ethoxymethyl group,
Ethylthiomethyl group, methoxyethoxymethyl group, benzyloxymethyl group, benzylthiomethyl group, phenacyl group, bromophenacyl group, methoxyphenacyl group,
(Methylthio) phenacyl group, cyclopropylmethyl group, benzyl group, diphenylmethyl group, triphenylmethyl group, bromobenzyl group, nitrobenzyl group, methoxybenzyl group, methylthiobenzyl group, ethoxybenzyl group, ethylthiobenzyl group, piperonyl group Etc. can be mentioned.

【0019】前記1−置換エチル基としては、例えば1
−メトキシエチル基、1−メチルチオエチル基、1,1
−ジメトキシエチル基、1−エトキシエチル基、1−エ
チルチオエチル基、1,1−ジエトキシエチル基、1−
フェノキシエチル基、1−フェニルチオエチル基、1,
1−ジフェノキシエチル基、1−ベンジルオキシエチル
基、1−ベンジルチオエチル基、1−シクロプロピルエ
チル基、1−フェニルエチル基、1,1−ジフェニルエ
チル基、αーメチルフェナシル基等を挙げることができ
る。
The 1-substituted ethyl group is, for example, 1
-Methoxyethyl group, 1-methylthioethyl group, 1,1
-Dimethoxyethyl group, 1-ethoxyethyl group, 1-ethylthioethyl group, 1,1-diethoxyethyl group, 1-
Phenoxyethyl group, 1-phenylthioethyl group, 1,
1-diphenoxyethyl group, 1-benzyloxyethyl group, 1-benzylthioethyl group, 1-cyclopropylethyl group, 1-phenylethyl group, 1,1-diphenylethyl group, α-methylphenacyl group, etc. Can be mentioned.

【0020】前記1−分岐アルキル基としては、例えば
イソプロピル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、
1,1−ジメチルプロピル基、1−メチルブチル基、
1,1−ジメチルブチル基等を挙げることができる。
Examples of the 1-branched alkyl group include isopropyl group, sec-butyl group, t-butyl group,
1,1-dimethylpropyl group, 1-methylbutyl group,
Examples thereof include a 1,1-dimethylbutyl group.

【0021】前記シリル基としては、例えばトリメチル
シリル基、エチルジメチルシリル基、ジエチルメチルシ
リル基、トリエチルシリル基、ジメチルイソプロピルシ
リル基、メチルジイソプロピルシリル基、トリイソプロ
ピルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、ジ−t−
ブチルメチルシリル基、トリ−t−ブチルシリル基、ジ
メチルフェニルシリル基、メチルジフェニルシリル基、
トリフェニルシリル基等を挙げることができる。
Examples of the silyl group include a trimethylsilyl group, an ethyldimethylsilyl group, a diethylmethylsilyl group, a triethylsilyl group, a dimethylisopropylsilyl group, a methyldiisopropylsilyl group, a triisopropylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, and a diethylsilyl group. -T-
Butylmethylsilyl group, tri-t-butylsilyl group, dimethylphenylsilyl group, methyldiphenylsilyl group,
Examples thereof include a triphenylsilyl group.

【0022】前記ゲルミル基としては、例えばトリメチ
ルゲルミル基、エチルジメチルゲルミル基、ジエチルメ
チルゲルミル基、トリエチルゲルミル基、ジメチルイソ
プロピルゲルミル基、メチルジイソプロピルゲルミル
基、トリイソプロピルゲルミル基、t−ブチルジメチル
ゲルミル基、ジ−t−ブチルメチルゲルミル基、トリ−
t−ブチルゲルミル基、ジメチルフェニルゲルミル基、
メチルジフェニルゲルミル基、トリフェニルゲルミル基
等を挙げることができる。
Examples of the germyl group include trimethylgermyl group, ethyldimethylgermyl group, diethylmethylgermyl group, triethylgermyl group, dimethylisopropylgermyl group, methyldiisopropylgermyl group, triisopropylgermyl group, t-butyldimethylgermyl group, di-t-butylmethylgermyl group, tri-
t-butylgermyl group, dimethylphenylgermyl group,
Examples thereof include a methyldiphenylgermyl group and a triphenylgermyl group.

【0023】前記アルコキシカルボニル基としては、例
えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、イ
ソプロポキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル
基、t−ペンチルオキシカルボニル基等を挙げることが
できる。
Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an isopropoxycarbonyl group, a t-butoxycarbonyl group and a t-pentyloxycarbonyl group.

【0024】前記アシル基としては、例えばアセチル
基、プロピオニル基、ブチリル基、ヘプタノイル基、ヘ
キサノイル基、バレリル基、ピバロイル基、イソバレリ
ル基、ラウリロイル基、ミリストイル基、パルミトイル
基、ステアロイル基、オキサリル基、マロニル基、スク
シニル基、グルタリル基、アジポイル基、ピペロイル
基、スベロイル基、アゼラオイル基、セバコイル基、ア
クリロイル基、プロピオロイル基、メタクリロイル基、
クロトノイル基、オレオイル基、マレオイル基、フマロ
イル基、メサコノイル基、カンホロイル基、ベンゾイル
基、フタロイル基、イソフタロイル基、テレフタロイル
基、ナフトイル基、トルオイル基、ヒドロアトロポイル
基、アトロポイル基、シンナモイル基、フロイル基、テ
ノイル基、ニコチノイル基、イソニコチノイル基、トル
エンスルホニル基、メシル基等を挙げることができる。
Examples of the acyl group include acetyl group, propionyl group, butyryl group, heptanoyl group, hexanoyl group, valeryl group, pivaloyl group, isovaleryl group, lauriloyl group, myristoyl group, palmitoyl group, stearoyl group, oxalyl group and malonyl group. Group, succinyl group, glutaryl group, adipoyl group, piperoyl group, suberoyl group, azelaoil group, sebacyl group, acryloyl group, propioloyl group, methacryloyl group,
Crotonoyl group, oleoyl group, maleoyl group, fumaroyl group, mesaconoyl group, camphoroyl group, benzoyl group, phthaloyl group, isophthaloyl group, terephthaloyl group, naphthoyl group, toluoyl group, hydroatropoyl group, atropoyl group, cinnamoyl group, furoyl Group, thenoyl group, nicotinoyl group, isonicotinoyl group, toluenesulfonyl group, mesyl group and the like.

【0025】前記環式酸分解性基としては、例えばシク
ロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、
シクロヘキセニル基、オキソシクロヘキセニル基、4−
メトキシシクロヘキシル基、テトラヒドロピラニル基、
テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロチオピラニル
基、テトラヒドロチオフラニル基、3−ブロモテトラヒ
ドロピラニル基、4−メトキシテトラヒドロピラニル
基、4−メトキシテトラヒドロチオピラニル基、S,S
−ジオキシド基、2−1,3−ジオキソラニル基、2−
1,3−ジチオラニル基、ベンゾ−2−1,3−ジオキ
ソラニル基、ベンゾ−2−1,3−ジチオラニル基等を
挙げることができる。
Examples of the cyclic acid-decomposable group include cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group,
Cyclohexenyl group, oxocyclohexenyl group, 4-
Methoxycyclohexyl group, tetrahydropyranyl group,
Tetrahydrofuranyl group, tetrahydrothiopyranyl group, tetrahydrothiofuranyl group, 3-bromotetrahydropyranyl group, 4-methoxytetrahydropyranyl group, 4-methoxytetrahydrothiopyranyl group, S, S
-Dioxide group, 2-1,3-dioxolanyl group, 2-
Examples thereof include a 1,3-dithiolanyl group, a benzo-2-1,3-dioxolanyl group, a benzo2-1,3-dithiolanyl group, and the like.

【0026】これらの酸分解性基のうち、t−ブチル
基、ベンジル基、t−ブトキシカルボニル基、テトラヒ
ドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒド
ロチオピラニル基及びテトラヒドロチオフラニル基等が
好ましい。
Of these acid-decomposable groups, t-butyl group, benzyl group, t-butoxycarbonyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, tetrahydrothiopyranyl group, tetrahydrothiofuranyl group and the like are preferable.

【0027】酸分解性基含有樹脂中における酸分解性基
の導入率(酸分解性基含有樹脂中の酸性官能基と酸分解
性基との合計数に対する酸分解性基の数の割合)は、好
ましくは15〜100%、さらに好ましくは20〜10
0%、特に好ましくは20〜80%である。
The introduction rate of the acid-decomposable group in the acid-decomposable group-containing resin (the ratio of the number of acid-decomposable groups to the total number of acidic functional groups and acid-decomposable groups in the acid-decomposable group-containing resin) is , Preferably 15 to 100%, more preferably 20 to 10
0%, particularly preferably 20 to 80%.

【0028】また、酸分解性基含有樹脂のゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換
算重量平均分子量(以下、「Mw」という。)は、好ま
しくは1,000〜150,000、さらに好ましくは
3,000〜100,000である。
The polystyrene-equivalent weight average molecular weight (hereinafter referred to as "Mw") of the acid-decomposable group-containing resin measured by gel permeation chromatography is preferably 1,000 to 150,000, and more preferably 3. 1,000 to 100,000.

【0029】酸分解性基含有樹脂は、例えば予め製造し
た1種以上のアルカリ可溶性樹脂に1種以上の酸分解性
基を導入することによって、また、1種以上の酸分解性
基を有する単量体の重合又は共重合あるいは1種以上の
酸分解性基を有する重縮合成分の重縮合又は共重縮合に
よって製造することができる。
The acid-decomposable group-containing resin is a resin having one or more acid-decomposable groups, for example, by introducing one or more acid-decomposable groups into one or more preliminarily prepared alkali-soluble resins. It can be produced by polymerization or copolymerization of a monomer or polycondensation or copolycondensation of a polycondensation component having one or more acid-decomposable groups.

【0030】また、レジスト組成物(イ)において使用
される酸分解性基含有樹脂は、アルカリ可溶性樹脂のア
ルカリ可溶性を制御する性質を有し、酸の存在下で分解
されて、アルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解性制御効果
を低下もしくは消失させ作用を有するか又はアルカリ可
溶性樹脂のアルカリ溶解性を促進させる作用を有するも
のであり、レジスト組成物(ロ)で使用される溶解制御
剤の範疇に入るものである。
The acid-decomposable group-containing resin used in the resist composition (a) has the property of controlling the alkali solubility of the alkali-soluble resin, and is decomposed in the presence of an acid to give the alkali-soluble resin. It has an effect of reducing or eliminating the alkali solubility control effect or an effect of promoting the alkali solubility of the alkali-soluble resin, and is in the category of the dissolution control agent used in the resist composition (b). Is.

【0031】これらの酸分解性基含有樹脂は、単独で又
は2種以上を混合して使用することができる。
These acid-decomposable group-containing resins can be used alone or in admixture of two or more.

【0032】レジスト組成物(イ)における感放射線性
酸発生剤と酸分解性基含有樹脂との配合割合は、酸分解
性基含有樹脂100重量部当たり、感放射線性酸発生剤
が、好ましくは0.05〜20重量部、さらに好ましく
は0.1〜15重量部、特に好ましくは0.5〜10重
量部である。感放射線性酸発生剤の配合量が0.05重
量部未満では、放射線の照射により発生した酸の触媒作
用による化学変化を有効に起こすことが困難となる場合
があり、また20重量部を超えると、レジスト組成物
(イ)を塗布する際に塗布むらが生じたり、現像時にス
カムが発生するおそれがある。
The ratio of the radiation-sensitive acid generator to the acid-decomposable group-containing resin in the resist composition (a) is preferably such that the radiation-sensitive acid generator is 100 parts by weight of the acid-decomposable group-containing resin. The amount is 0.05 to 20 parts by weight, more preferably 0.1 to 15 parts by weight, and particularly preferably 0.5 to 10 parts by weight. If the amount of the radiation-sensitive acid generator is less than 0.05 parts by weight, it may be difficult to effectively cause a chemical change due to the catalytic action of the acid generated by irradiation of radiation, and more than 20 parts by weight. If so, there is a possibility that coating unevenness may occur when the resist composition (a) is applied, or scum may occur during development.

【0033】アルカリ可溶性樹脂 レジスト組成物(ロ)において使用されるアルカリ可溶
性樹脂は、アルカリ現像液と親和性を示す官能基、例え
ばフェノール性水酸基、カルボキシル基等の酸性官能基
を有し、アルカリ現像液に可溶である限り、特に限定さ
れるものではない。
Alkali-Soluble Resin The alkali-soluble resin used in the resist composition (b) has a functional group having an affinity with an alkali developing solution, for example, an acidic functional group such as phenolic hydroxyl group and carboxyl group, There is no particular limitation as long as it is soluble in the liquid.

【0034】このようなアルカリ可溶性樹脂としては、
例えばヒドロキシスチレン、ヒドロキシ−α−メチルス
チレン、ビニル安息香酸、カルボキシメチルスチレン、
カルボキシメトキシスチレン、(メタ)アクリル酸、ク
ロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、メ
サコン酸、ケイ皮酸等の酸性官能基を有する少なくとも
1種の単量体の重合性二重結合が開裂した繰返し単位を
有するビニル系樹脂や、ノボラック樹脂に代表される酸
性官能基を有する縮合系繰返し単位を有する縮合系樹脂
等を挙げることができる。
As such an alkali-soluble resin,
For example, hydroxystyrene, hydroxy-α-methylstyrene, vinylbenzoic acid, carboxymethylstyrene,
Cleavage of the polymerizable double bond of at least one monomer having an acidic functional group such as carboxymethoxystyrene, (meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid and cinnamic acid. Examples thereof include a vinyl resin having a repeating unit and a condensation resin having a repeating repeating unit having an acidic functional group represented by novolak resin.

【0035】アルカリ可溶性樹脂が前記ビニル系樹脂で
ある場合は、該樹脂は前記酸性官能基を有する単量体の
重合性二重結合が開裂した繰返し単位のみから構成され
ていてもよいが、生成した樹脂がアルカリ現像液に可溶
である限りでは、必要に応じて、他の繰返し単位をさら
に有することもできる。
When the alkali-soluble resin is the vinyl-based resin, the resin may be composed only of repeating units in which the polymerizable double bond of the monomer having the acidic functional group is cleaved, As long as the above resin is soluble in an alkali developing solution, it may further have other repeating units, if necessary.

【0036】このような他の繰返し単位としては、例え
ばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、無
水マレイン酸、(メタ)アクリロニトリル、クロトンニ
トリル、マレインニトリル、フマロニトリル、メサコン
ニトリル、シトラコンニトリル、イタコンニトリル、
(メタ)アクリルアミド、クロトンアミド、マレインア
ミド、フマルアミド、メサコンアミド、シトラコンアミ
ド、イタコンアミド、ビニルアニリン、ビニルピリジ
ン、ビニル−ε−カプロラクタム、ビニルピロリドン、
ビニルイミダゾール等の重合性二重結合を含有する単量
体の重合性二重結合部分が開裂した単位を挙げることが
できる。
Examples of such other repeating units include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, maleic anhydride, (meth) acrylonitrile, crotonnitrile, malein nitrile, fumaronitrile, mesacone nitrile, citracon nitrile and itacone nitrile. ,
(Meth) acrylamide, crotonamide, maleamide, fumaramide, mesacone amide, citracone amide, itaconamide, vinylaniline, vinylpyridine, vinyl-ε-caprolactam, vinylpyrrolidone,
An example is a unit in which a polymerizable double bond portion of a monomer having a polymerizable double bond such as vinylimidazole is cleaved.

【0037】前記ビニル系樹脂からなるアルカリ可溶性
樹脂を製造するための重合又は共重合は、単量体及び反
応媒質の種類に応じて、ラジカル重合開始剤、アニオン
重合触媒、配位アニオン重合触媒、カチオン重合触媒等
の重合開始剤あるいは重合触媒を適宜に選定し、塊状重
合、溶液重合、沈澱重合、乳化重合、懸濁重合、塊状−
懸濁重合等の適宜の重合形態で実施することができる。
Polymerization or copolymerization for producing the alkali-soluble resin composed of the vinyl resin is carried out by radical polymerization initiator, anionic polymerization catalyst, coordination anionic polymerization catalyst, depending on the kind of the monomer and the reaction medium. A polymerization initiator such as a cationic polymerization catalyst or a polymerization catalyst is appropriately selected, and bulk polymerization, solution polymerization, precipitation polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization
It can be carried out in an appropriate polymerization mode such as suspension polymerization.

【0038】また、アルカリ可溶性樹脂が前記縮合系樹
脂である場合、該樹脂は、例えばノボラック樹脂単位の
みから構成されていてもよいが、生成した樹脂がアルカ
リ現像液に可溶である限りでは、他の縮合単位をさらに
有することもできる。このような縮合系樹脂は、1種以
上のフェノール類と1種以上のアルデヒド類とを、場合
により他の縮合系繰返し単位を形成しうる重縮合成分と
ともに、酸性触媒の存在下、水媒質中又は水と親水性溶
媒との混合媒質中で重縮合反応又は共重縮合反応によっ
て製造することができる。
When the alkali-soluble resin is the condensation resin, the resin may be composed of, for example, only a novolac resin unit, but as long as the produced resin is soluble in the alkali developing solution, It is possible to further have other condensation units. Such a condensation-type resin contains one or more phenols and one or more aldehydes, optionally together with a polycondensation component capable of forming another condensation-type repeating unit, in an aqueous medium in the presence of an acidic catalyst. Alternatively, it can be produced by a polycondensation reaction or a copolycondensation reaction in a mixed medium of water and a hydrophilic solvent.

【0039】この場合、前記フェノール類としては、例
えばo−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾー
ル、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、
2,5−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5
−キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノール、
3,4,5−トリメチルフェノール等を挙げることがで
き、また前記アルデヒド類としては、例えばホルムアル
デヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、ベンズ
アルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、
フェニルアセトアルデヒド等を挙げることができる。
In this case, examples of the phenols include o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol,
2,5-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5
-Xylenol, 2,3,5-trimethylphenol,
Examples of the aldehydes include formaldehyde, trioxane, paraformaldehyde, benzaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, and 3,4,5-trimethylphenol.
Examples thereof include phenylacetaldehyde.

【0040】アルカリ可溶性樹脂中における酸性官能基
を有する繰返し単位の含有率は、必要に応じて含有され
る他の繰返し単位の種類により一概に規定できないが、
通常、15〜100モル%、さらに好ましくは20〜1
00モル%である。
The content of the repeating unit having an acidic functional group in the alkali-soluble resin cannot be unconditionally defined depending on the kind of other repeating units contained as necessary,
Usually 15 to 100 mol%, more preferably 20 to 1
It is 00 mol%.

【0041】アルカリ可溶性樹脂のMwは、レジスト組
成物(ロ)あるいは(ハ)の所望の特性に応じて変わる
が、好ましくは1,000〜150,000、さらに好
ましくは3,000〜100,000である。
The Mw of the alkali-soluble resin varies depending on the desired characteristics of the resist composition (b) or (c), but is preferably 1,000 to 150,000, more preferably 3,000 to 100,000. Is.

【0042】アルカリ可溶性樹脂は、炭素−炭素不飽和
結合を含有する繰返し単位を有する場合、水素添加物と
して用いることもできる。この場合の水素添加率は、繰
返し単位中に含まれる炭素−炭素不飽和結合の、通常、
70%以下、好ましくは50%以下、さらに好ましくは
40%以下である。水素添加率が70%を超えると、ア
ルカリ可溶性樹脂のアルカリ現像液による現像特性が低
下する傾向がある。
When the alkali-soluble resin has a repeating unit containing a carbon-carbon unsaturated bond, it can be used as a hydrogenated product. The hydrogenation rate in this case is usually the carbon-carbon unsaturated bond contained in the repeating unit,
It is 70% or less, preferably 50% or less, more preferably 40% or less. When the hydrogenation rate exceeds 70%, the developing property of the alkali-soluble resin with an alkali developing solution tends to deteriorate.

【0043】レジスト組成物(ロ)及び(ハ)におい
て、アルカリ可溶性樹脂は、単独で又は2種以上を混合
して使用することができる。
In the resist compositions (B) and (C), the alkali-soluble resin can be used alone or in combination of two or more kinds.

【0044】溶解制御剤 次に、レジスト組成物(ロ)において使用される溶解制
御剤は、アルカリ可溶性樹脂のアルカリ可溶性を制御す
る性質を有し、酸の存在下で分解、例えば加水分解させ
ることにより、アルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解性制
御効果を低下もしくは消失させる作用を有するか、又は
アルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解性を促進させる作用
を有する化合物である。
Dissolution Control Agent Next, the dissolution control agent used in the resist composition (b) has a property of controlling the alkali solubility of the alkali-soluble resin, and is decomposed, for example, hydrolyzed in the presence of an acid. Is a compound having the action of reducing or eliminating the alkali solubility control effect of the alkali-soluble resin, or the action of promoting the alkali solubility of the alkali-soluble resin.

【0045】このような溶解制御剤としては、例えばフ
ェノール性水酸基、カルボキシル基等の酸性官能基を、
前述の酸分解性基で置換した化合物や、前述の酸分解性
基含有樹脂等を挙げることができる。
Examples of such a dissolution control agent include acidic functional groups such as phenolic hydroxyl group and carboxyl group.
The compound substituted with the above-mentioned acid-decomposable group, the above-mentioned resin containing an acid-decomposable group and the like can be mentioned.

【0046】溶解制御剤は、低分子化合物でも高分子化
合物でもよいが、好ましい溶解制御剤としては、ビスフ
ェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等の
多価フェノール性化合物、ヒドロキシフェニル酢酸等の
カルボン酸化合物に前記酸分解性基を導入した化合物等
を挙げることができる。
The dissolution control agent may be a low molecular weight compound or a high molecular weight compound, but preferred dissolution control agents include polyphenolic compounds such as bisphenol A, bisphenol F and bisphenol S, and carboxylic acid compounds such as hydroxyphenylacetic acid. The compound etc. which introduced the said acid-decomposable group can be mentioned.

【0047】具体的には、以下の化学式(a)又は
(b)で示される化合物を挙げることができる。
Specific examples include compounds represented by the following chemical formula (a) or (b).

【0048】[0048]

【化1】 [Chemical 1]

【0049】また、高分子の溶解制御剤としては、前記
酸分解性基含有樹脂を使用することができる。
The acid-decomposable group-containing resin may be used as the polymer dissolution control agent.

【0050】レジスト組成物(ロ)において、溶解制御
剤は、低分子化合物又は高分子化合物(即ち、酸分解性
基含有樹脂)それぞれについて、単独で又は2種以上を
混合して使用することができ、また、低分子化合物と高
分子化合物とを併用することもできる。
In the resist composition (b), the dissolution control agent may be used alone or in admixture of two or more with respect to each of the low molecular weight compound and the high molecular weight compound (that is, the acid-decomposable group-containing resin). It is also possible to use a low molecular compound and a high molecular compound together.

【0051】レジスト組成物(ロ)におけるアルカリ可
溶性樹脂、感放射線性酸発生剤及び溶解制御剤の配合割
合は、アルカリ可溶性樹脂100重量部当たり、感放射
線性酸発生剤が好ましくは0.05〜20重量部、さら
に好ましくは0.1〜15重量部、特に好ましくは0.
5〜10重量部であり、溶解制御剤が好ましくは5〜1
50重量部、さらに好ましくは5〜100重量部、特に
好ましくは5〜50重量部である。
The mixing ratio of the alkali-soluble resin, the radiation-sensitive acid generator and the dissolution control agent in the resist composition (b) is preferably 0.05 to 100 parts by weight of the radiation-sensitive acid generator per 100 parts by weight of the alkali-soluble resin. 20 parts by weight, more preferably 0.1 to 15 parts by weight, particularly preferably 0.
5 to 10 parts by weight, preferably 5 to 1 as a dissolution control agent
The amount is 50 parts by weight, more preferably 5 to 100 parts by weight, and particularly preferably 5 to 50 parts by weight.

【0052】感放射線性酸発生剤の配合量が0.05重
量部未満では、放射線の照射により発生した酸触媒によ
る化学変化を有効に起こすことが困難となる場合があ
り、一方20重量部を超えると、レジスト組成物(ロ)
を塗布する際に塗布むらが生じたり、現像時にスカム等
が発生するおそれがある。また、溶解制御剤の配合量が
5重量部未満では、溶解制御剤に基づく所望の効果が得
られ難く、一方150重量部を超えると、レジスト組成
物(ロ)の成膜性、膜強度等が低下する傾向がある。
When the amount of the radiation-sensitive acid generator is less than 0.05 parts by weight, it may be difficult to effectively cause a chemical change due to the acid catalyst generated by irradiation with radiation, while 20 parts by weight is added. When it exceeds, the resist composition (b)
There is a possibility that coating unevenness may occur when applying the toner, or scum or the like may occur during development. Further, if the amount of the dissolution control agent is less than 5 parts by weight, it is difficult to obtain the desired effect based on the dissolution control agent, and if it exceeds 150 parts by weight, the film-forming property, the film strength, etc. of the resist composition (b), etc. Tends to decrease.

【0053】また、溶解制御剤はレジスト組成物(イ)
に添加することもでき、この場合の溶解制御剤の添加量
は、酸分解性基含有樹脂100重量部に対して、50重
量部以下が好ましい。
The dissolution control agent is a resist composition (a).
The amount of the dissolution control agent added in this case is preferably 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the acid-decomposable group-containing resin.

【0054】架橋剤 次に、レジスト組成物(ハ)において使用される架橋剤
は、酸、例えば放射線の照射により生じた酸の存在下
で、アルカリ可溶性樹脂を架橋しうる化合物である。こ
のような架橋剤としては、例えばアルカリ可溶性樹脂と
の架橋反応性を有する1種以上の置換基(以下、「架橋
性置換基」という。)を有する化合物を挙げることがで
きる。前記架橋性置換基としては、例えば
Crosslinking Agent Next, the crosslinking agent used in the resist composition (C) is a compound capable of crosslinking the alkali-soluble resin in the presence of an acid, for example, an acid generated by irradiation with radiation. Examples of such a cross-linking agent include compounds having one or more kinds of substituents (hereinafter referred to as "cross-linkable substituents") having cross-linking reactivity with an alkali-soluble resin. Examples of the crosslinkable substituent include

【0055】[0055]

【化2】 [Chemical 2]

【0056】(ここで、lは1又は2であり、lが1の
とき、Xは単結合、−O−、−S−、−CO−O−及び
−NH−から選ばれるいずれかであり、lが2のとき、
Xは3価のNであり、Yは−O−又は−S−であり、m
は0から3の整数、nは1から3の整数、n+mは4以
下を示す。)
(Wherein l is 1 or 2, and when l is 1, X is any one selected from a single bond, --O--, --S--, --CO--O-- and --NH--. , L is 2,
X is trivalent N, Y is -O- or -S-, and m
Is an integer of 0 to 3, n is an integer of 1 to 3, and n + m is 4 or less. )

【0057】[0057]

【化3】 [Chemical 3]

【0058】(ここで、kは0又は1以上の整数、Zは
−O−、−CO−O−又は−CO−から選ばれるいずれ
かであり、R1及びR2は、相互に同一でも異なってもよ
く、水素原子又は炭素数1から4のアルキル基、R3
炭素数1から5のアルキル基、炭素数6から12のアリ
ール基又は炭素数7から14のアラルキル基を示す。)
(Here, k is an integer of 0 or 1 or more, Z is any one selected from --O--, --CO--O-- or --CO--, and R 1 and R 2 are the same as each other. They may be different and each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 3 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 14 carbon atoms.)

【0059】[0059]

【化4】 [Chemical 4]

【0060】(ここで、R4、R5及びR6は相互に同一
でも異なってもよく、水素原子又は炭素数1〜4のアル
キル基を示す。)
(Here, R 4 , R 5 and R 6, which may be the same or different, each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

【0061】[0061]

【化5】 [Chemical 5]

【0062】(ここで、kは0又は1以上の整数、R1
及びR2は、相互に同一でも異なってもよく、水素原子
又は炭素数1から4のアルキル基、R7及びR8は炭素数
1から5のアルキロール基又はアルコキシアルキル基を
示す。)
(Where k is an integer of 0 or 1 or more, R 1
R 2 and R 2 may be the same or different from each other, and each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 7 and R 8 represent an alkylol group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxyalkyl group. )

【0063】[0063]

【化6】 [Chemical 6]

【0064】(ここで、kは0又は1以上の整数、R1
及びR2は、相互に同一でも異なってもよく、水素原子
又は炭素数1から4のアルキル基、R9は酸素、硫黄又
は窒素から選ばれるいずれかのヘテロ原子を有する、3
から8員環を形成し得る2価の有機基を示す。)等を挙
げることができる。
(Here, k is an integer of 0 or 1 or more, R 1
R 2 and R 2 may be the same or different from each other, a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 9 has any hetero atom selected from oxygen, sulfur or nitrogen, 3
Represents a divalent organic group capable of forming an 8-membered ring. ) Etc. can be mentioned.

【0065】このような架橋性置換基の具体例として
は、グリシジルエーテル基、グリシジルエステル基、グ
リシジルアミノ基、メトキシメチル基、エトキシメチル
基、ベンジルオキシメチル基、ジメチルアミノメチル
基、ジエチルアミノメチル基、ジメチロールアミノメチ
ル基、ジエチロールアミノメチル基、モルホリノメチル
基、アセトキシメチル基、ベンゾイロキシメチル基、ホ
ルミル基、アセチル基、ビニル基、イソプロペニル基等
が挙げられる。
Specific examples of such crosslinkable substituents include glycidyl ether group, glycidyl ester group, glycidylamino group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group, benzyloxymethyl group, dimethylaminomethyl group, diethylaminomethyl group, Examples thereof include a dimethylolaminomethyl group, a diethylolaminomethyl group, a morpholinomethyl group, an acetoxymethyl group, a benzoyloxymethyl group, a formyl group, an acetyl group, a vinyl group and an isopropenyl group.

【0066】前記架橋性置換基を有する化合物の具体例
としては、ビスフェノールA系エポキシ化合物、ビスフ
ェノールF系エポキシ化合物、ビスフェノールS系エポ
キシ化合物、ノボラック樹脂系エポキシ化合物、レゾー
ル樹脂系エポキシ化合物、ポリ(ヒドロキシスチレン)
系エポキシ化合物、メチロール基含有メラミン化合物、
メチロール基含有ベンゾグアナミン化合物、メチロール
基含有尿素化合物、メチロール基含有フェノール化合
物、アルコキシアルキル基含有メラミン化合物、アルコ
キシアルキル基含有ベンゾグアナミン化合物、アルコキ
シアルキル基含有尿素化合物、アルコキシアルキル基含
有フェノール化合物、カルボキシメチル基含有メラミン
化合物、カルボキシメチル基含有ベンゾグアナミン化合
物、カルボキシメチル基含有尿素化合物、カルボキシメ
チル基含有フェノール化合物等を挙げることができる。
Specific examples of the compound having a crosslinkable substituent include bisphenol A type epoxy compounds, bisphenol F type epoxy compounds, bisphenol S type epoxy compounds, novolac resin type epoxy compounds, resole resin type epoxy compounds and poly (hydroxy). styrene)
Epoxy compounds, methylol group-containing melamine compounds,
Methylol group-containing benzoguanamine compound, methylol group-containing urea compound, methylol group-containing phenol compound, alkoxyalkyl group-containing melamine compound, alkoxyalkyl group-containing benzoguanamine compound, alkoxyalkyl group-containing urea compound, alkoxyalkyl group-containing phenol compound, carboxymethyl group-containing Examples thereof include a melamine compound, a carboxymethyl group-containing benzoguanamine compound, a carboxymethyl group-containing urea compound, and a carboxymethyl group-containing phenol compound.

【0067】これらの架橋性置換基を有する化合物のう
ち、メチロール基含有フェノール化合物、メトキシメチ
ル基含有メラミン化合物、メトキシメチル基含有フェノ
ール化合物、アセトキシメチル基含有フェノール化合物
等が好ましく、さらに好ましいのはメトキシメチル基含
有メラミン化合物である。メトキシメチル基含有メラミ
ン化合物の市販品には、CYMEL300、CYMEL
301、CYMEL303、CYMEL305(商品
名、三井サイアナミッド製)等があり、具体例としては
下記一般式で表される化合物(c)を挙げることができ
る。
Of these compounds having a crosslinkable substituent, a methylol group-containing phenol compound, a methoxymethyl group-containing melamine compound, a methoxymethyl group-containing phenol compound, an acetoxymethyl group-containing phenol compound and the like are preferable, and more preferable is methoxy. It is a melamine compound containing a methyl group. Commercial products of melamine compounds containing methoxymethyl group include CYMEL300 and CYMEL.
301, CYMEL 303, CYMEL 305 (trade name, manufactured by Mitsui Cyanamid) and the like, and specific examples thereof include a compound (c) represented by the following general formula.

【0068】[0068]

【化7】 [Chemical 7]

【0069】架橋剤としては、さらに、アルカリ可溶性
樹脂中の酸性官能基に前記架橋性置換基を導入し、架橋
剤としての性質を付与した樹脂も好適である。その場合
の架橋性置換基の導入率は、アルカリ可溶性樹脂中の全
酸性官能基に対して、通常、5〜60モル%、好ましく
は10〜50モル%、さらに好ましくは15〜40モル
%に調節される。架橋性置換基の導入率が5モル%未満
では、十分な架橋反応を生起させることが困難となり、
残膜率の低下、パターンの蛇行や膨潤等を来しやすくな
り、また60モル%を超えると、アルカリ可溶性樹脂の
アルカリ溶解性の低下を招いて、現像性が悪化する傾向
がある。
As the cross-linking agent, a resin in which the cross-linking substituent is introduced into the acidic functional group in the alkali-soluble resin to give the property as a cross-linking agent is also suitable. In that case, the introduction rate of the crosslinkable substituent is usually 5 to 60 mol%, preferably 10 to 50 mol%, and more preferably 15 to 40 mol% based on all the acidic functional groups in the alkali-soluble resin. Adjusted. When the introduction rate of the crosslinkable substituent is less than 5 mol%, it becomes difficult to cause a sufficient crosslink reaction,
The residual film rate tends to decrease, and the pattern tends to meander or swell. If it exceeds 60 mol%, the alkali solubility of the alkali-soluble resin tends to decrease and the developability tends to deteriorate.

【0070】レジスト組成物(ハ)において、架橋剤
は、単独で又は2種以上を混合して使用することができ
る。
In the resist composition (C), the crosslinking agent may be used alone or in combination of two or more kinds.

【0071】レジスト組成物(ハ)におけるアルカリ可
溶性樹脂、感放射線性酸発生剤及び架橋剤の配合割合
は、アルカリ可溶性樹脂100重量部当たり、感放射線
性酸発生剤が、好ましくは0.05〜20重量部、さら
に好ましくは0.1〜15重量部、特に好ましくは0.
5〜10重量部であり、架橋剤が、好ましくは5〜95
重量部、さらに好ましくは15〜85重量部、特に好ま
しくは20〜75重量部である。感放射線性酸発生剤の
配合量が0.05重量部未満では、放射線の照射により
発生した酸触媒による化学変化を有効に起こすことが困
難となる場合があり、一方20重量部を超えると、レジ
スト組成物(ハ)を塗布する際に塗布むらが生じたり、
現像時にスカム等が発生するおそれがある。また、架橋
剤の配合量が5重量部未満では、通常、架橋反応が不十
分となり、残膜率の低下、パターンの蛇行や膨潤等を来
す場合があり、一方95重量部を超えると、スカムが増
加して現像性が低下する傾向がある。
The mixing ratio of the alkali-soluble resin, the radiation-sensitive acid generator and the crosslinking agent in the resist composition (C) is preferably 0.05 to 100 parts by weight of the radiation-sensitive acid generator per 100 parts by weight of the alkali-soluble resin. 20 parts by weight, more preferably 0.1 to 15 parts by weight, particularly preferably 0.
5 to 10 parts by weight, preferably 5 to 95
It is preferably 15 to 85 parts by weight, more preferably 20 to 75 parts by weight. If the amount of the radiation-sensitive acid generator is less than 0.05 parts by weight, it may be difficult to effectively cause a chemical change due to the acid catalyst generated by irradiation with radiation, while if it exceeds 20 parts by weight, Uneven coating may occur when the resist composition (C) is applied,
Scum and the like may occur during development. Further, if the amount of the cross-linking agent is less than 5 parts by weight, the crosslinking reaction is usually insufficient, and the residual film rate may be reduced, and the pattern may meander or swell, while if it exceeds 95 parts by weight, The scum tends to increase and the developability tends to decrease.

【0072】溶剤 レジスト組成物(イ)〜(ハ)等に使用される溶剤は、
ケトン系溶剤を含有する溶剤である。かかる溶剤はレジ
スト組成物(イ)〜(ハ)等に優れた保存安定性を付与
し、レジスト組成物(イ)〜(ハ)等の調製後、長時間
を経過した後においても、良好なレジストパターン形状
を再現性良く与えることを可能とする。
Solvents used in the resist compositions (a) to (c) are
It is a solvent containing a ketone solvent. Such a solvent imparts excellent storage stability to the resist compositions (A) to (C) and the like, and is excellent even after a long time has passed after the preparation of the resist compositions (A) to (C). It is possible to give a resist pattern shape with good reproducibility.

【0073】本発明に用いられるケトン系溶剤として
は、炭素数が5〜10のモノケトンであり、具体的にメ
チルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルア
ミルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルヘキシル
ケトン、メチルオクチルケトン、メチルデシルケトン、
エチルプロピルケトン、エチルブチルケトン、エチルペ
ンチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソプロピルケト
ン、ジブチルケトン、ジペンチルケトン、シクロペンタ
ノン、シクロヘキサノン、シクロオクタノン、などを挙
げることができ、さらに好ましくはメチルアミルケト
ン、メチルイソアミルケトン、メチルヘキシルケトンな
どを挙げることができる。
The ketone solvent used in the present invention is a monoketone having 5 to 10 carbon atoms, and specifically, methyl butyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, methyl isoamyl ketone, methylhexyl ketone, methyl octyl. Ketone, methyl decyl ketone,
Examples include ethyl propyl ketone, ethyl butyl ketone, ethyl pentyl ketone, dipropyl ketone, diisopropyl ketone, dibutyl ketone, dipentyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, cyclooctanone, and the like, more preferably methyl amyl ketone, methyl. Examples thereof include isoamyl ketone and methylhexyl ketone.

【0074】本発明において、ケトン系溶剤は、アルキ
ル基の種類や、異性体の種類に関して、単一でも、ある
いは構造の異なる何種類かのケトン化合物を混合して
も、同様に好適に用いることができる。
In the present invention, the ketone solvent is preferably used in the same manner whether it is a single type or a mixture of several types of ketone compounds having different structures with respect to the type of alkyl group and the type of isomer. You can

【0075】本発明において、ケトン系溶剤に他の溶剤
を、全溶剤量の、例えば70重量%未満、好ましくは5
0重量%未満、特に好ましくは30重量%未満の範囲で
混合することができる。
In the present invention, another solvent is added to the ketone solvent, for example, less than 70% by weight, preferably 5% by weight of the total amount of the solvent.
It is possible to mix in the range of less than 0% by weight, particularly preferably less than 30% by weight.

【0076】ここで他の溶剤としては、例えばエチレン
グリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモ
ノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエ
ーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエ
チレングリコールモノアルキルエーテル類;エチレング
リコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリ
コールモノエチルエーテルアセテート等のエチレングリ
コールモノアルキルエーテルアセテート類;ジエチレン
グリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジ
エチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエー
テル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等のジエ
チレングリコールジアルキルエーテル類;プロピレング
リコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモ
ノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピル
エーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、
プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレング
リコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプ
ロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテ
ルなどのプロピレングリコールアルキルエーテル類;プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プ
ロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プ
ロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等の
プロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類;
蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸アミル、酢酸メチル、酢
酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチ
ル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢
酸ヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチ
ル、プロピオン酸ブチル、ブタン酸メチル(酪酸メチ
ル)、ブタン酸エチル(酪酸エチル)、ブタン酸プロピ
ル(酪酸プロピル)、ブタン酸イソプロピル(酪酸イソ
プロピル)、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−
ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ
酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−
3−メチル酪酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチ
ル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプ
ロピオン酸エチル、3−メトキシブチルアセテート、3
−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル
−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メチル−3
−メトキシブチルブチレート、アセト酢酸メチル、アセ
ト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等
のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素
類;N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムア
ミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセ
トアミド等のアミド系溶剤等が挙げられる。
Examples of the other solvent include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, and other ethylene glycol monoalkyl ethers; ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol. Ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as monoethyl ether acetate; Diethylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol dibutyl ether; propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether Propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether,
Propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol dipropyl ether, propylene glycol dibutyl ether and other propylene glycol alkyl ethers; propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate and other propylene glycol alkyl Ether acetates;
Methyl formate, ethyl formate, amyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, amyl acetate, isoamyl acetate, hexyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyl propionate, butanoic acid Methyl (methyl butyrate), ethyl butanoate (ethyl butyrate), propyl butanoate (propyl butyrate), isopropyl butanoate (isopropyl butyrate), ethyl 2-hydroxypropionate, 2-
Ethyl hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, 2-hydroxy-
Methyl 3-methylbutyrate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-methoxybutylacetate, 3
-Methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, 3-methyl-3
-Methoxybutyl butyrate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, etc .; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene; N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N Examples include amide solvents such as -methylformamide and N, N-dimethylacetamide.

【0077】これらの溶剤は、単独で又は2種以上を混
合して使用することができる。
These solvents can be used alone or in admixture of two or more.

【0078】また、全溶剤の配合量は酸分解性基含有樹
脂又はアルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、通
常、20〜3000重量部、好ましくは50〜3000
重量部、さらに好ましくは100〜2000重量部であ
る。
The amount of all the solvents to be added is usually 20 to 3000 parts by weight, preferably 50 to 3000, based on 100 parts by weight of the acid-decomposable group-containing resin or alkali-soluble resin.
Parts by weight, more preferably 100 to 2000 parts by weight.

【0079】レジスト組成物(イ)〜(ハ)等には必要
に応じて、界面活性剤、増感剤等の各種添加剤を配合す
ることができる。
If necessary, various additives such as a surfactant and a sensitizer may be added to the resist compositions (A) to (C).

【0080】前記界面活性剤は、感放射線性樹脂組成物
の塗布性やストリエーション、レジストの現像性等を改
良する作用を示す。このような界面活性剤としては、例
えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシ
エチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレ
イルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエ
ーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、
ポリオキシエチレングリコールジラウレート、ポリオキ
シエチレングリコールジステアレートのほか、商品名
で、KP341(信越化学工業製)、ポリフローNo.
75,No95(共栄社油脂化学工業製)、エフトップ
EF301,EF303,EF352(トーケムプロダ
クツ)、メガファックF171,F172,F173
(大日本インキ化学工業製)、フロラードFC430,
FC431(住友スリーエム製)、アサヒガードAG7
10,サーフロンS−382,SC−101,SC−1
02,SC−103,SC−104,SC−105,S
C−106(旭硝子製)等が挙げられる。
The above-mentioned surfactant exhibits an action of improving the coating property and striation of the radiation-sensitive resin composition, the developability of the resist and the like. Examples of such a surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether,
In addition to polyoxyethylene glycol dilaurate and polyoxyethylene glycol distearate, KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Polyflow No.
75, No95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo Co., Ltd.), F-top EF301, EF303, EF352 (Tochem Products), Megafac F171, F172, F173.
(Manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Florard FC430,
FC431 (Sumitomo 3M), Asahi Guard AG7
10, Surflon S-382, SC-101, SC-1
02, SC-103, SC-104, SC-105, S
C-106 (manufactured by Asahi Glass) and the like can be mentioned.

【0081】界面活性剤の配合量は、感放射線性樹脂組
成物中の全樹脂成分100重量部当たり、通常、2重量
部以下である。
The content of the surfactant is usually 2 parts by weight or less per 100 parts by weight of all the resin components in the radiation sensitive resin composition.

【0082】前記増感剤は、放射線のエネルギーを吸収
して、そのエネルギーを感放射線性酸発生剤に伝達し、
それにより酸の生成量を増加させる作用を示すもので、
本発明の組成物を用いて得られるレジストの感度を向上
させる効果を有する。増感剤の好ましい具体例を挙げる
と、アセトン、ベンゼン、アセトフェノン類、ベンゾフ
ェノン類、ナフタレン類、ビアセチル、エオシン、ロー
ズベンガル、ピレン類、アントラセン類、フェノチアジ
ン類等がある。
The sensitizer absorbs the energy of radiation and transmits the energy to the radiation-sensitive acid generator,
It has the effect of increasing the amount of acid produced by it,
It has the effect of improving the sensitivity of the resist obtained using the composition of the present invention. Preferred specific examples of the sensitizer include acetone, benzene, acetophenones, benzophenones, naphthalene, biacetyl, eosin, rose bengal, pyrenes, anthracenes, and phenothiazines.

【0083】増感剤の配合量は、感放射線性樹脂組成物
中の全樹脂成分100重量部当たり、通常50重量部以
下、好ましくは30重量部以下である。
The compounding amount of the sensitizer is usually 50 parts by weight or less, preferably 30 parts by weight or less, per 100 parts by weight of all the resin components in the radiation-sensitive resin composition.

【0084】また、染料あるいは顔料を配合することに
より、放射線の照射時のハレーションの影響を緩和で
き、また接着助剤を配合することにより、基板との接着
性を改善することができる。さらに、他の添加剤として
は、アゾ化合物、アミン化合物等のハレーション防止
剤、保存安定剤、消泡剤、形状改良剤等が挙げられる。
By adding a dye or a pigment, the effect of halation during irradiation of radiation can be mitigated, and by adding an adhesion aid, the adhesion to the substrate can be improved. Furthermore, examples of other additives include antihalation agents such as azo compounds and amine compounds, storage stabilizers, defoamers, and shape improvers.

【0085】本発明の感放射線性樹脂組成物は、例えば
固形分濃度5〜50重量%の溶液を、例えば孔径0.2
μm程度のフィルターで濾過することによって調製され
る。
The radiation-sensitive resin composition of the present invention contains a solution having a solid content of 5 to 50% by weight, for example, a pore size of 0.2.
It is prepared by filtering with a filter of about μm.

【0086】本発明の感放射線性樹脂組成物からレジス
トパターンを形成する際には、該組成物を、回転塗布、
流延塗布、ロール塗布等の手段によって、例えばシリコ
ンウエハー、アルミニウムで被覆されたウエハー等の基
板上に塗布することにより、レジスト被膜を形成し、所
望のパターンを形成するように該レジスト被膜に放射線
を照射する。その際に使用する放射線は、使用する感放
射線性酸発生剤の種類に応じて、i線等の紫外線;エキ
シマレーザー等の遠紫外線;シンクロトロン放射線等の
X線;電子線等の荷電粒子線を適宜選択して使用する。
また、放射線量等の放射線照射条件は、感放射線性樹脂
組成物の配合組成、添加剤の種類等に応じて、適宜選定
される。
When forming a resist pattern from the radiation-sensitive resin composition of the present invention, the composition is spin-coated,
A resist coating is formed by applying it onto a substrate such as a silicon wafer or a wafer covered with aluminum by means such as cast coating or roll coating, and the resist coating is irradiated with radiation so as to form a desired pattern. Irradiate. The radiation used at that time depends on the type of the radiation-sensitive acid generator used, i.e. ultraviolet rays such as i-rays; far-ultraviolet rays such as excimer lasers; x-rays such as synchrotron radiation; charged particle rays such as electron beams. Is appropriately selected and used.
Further, the radiation irradiation conditions such as the radiation dose are appropriately selected according to the compounding composition of the radiation sensitive resin composition, the kind of additives and the like.

【0087】また、本発明の感放射線性樹脂組成物を用
いてレジストパターンを形成する際には、作業雰囲気中
に含まれる塩基性不純物等の影響を防止するため、レジ
スト被膜上に保護膜を設けることもできる。
In forming a resist pattern using the radiation-sensitive resin composition of the present invention, a protective film is formed on the resist film in order to prevent the influence of basic impurities contained in the working atmosphere. It can also be provided.

【0088】また本発明においては、レジスト被膜のみ
かけの感度を向上させるために、放射線の照射後焼成を
行うことが好ましい。その加熱条件は、感放射線性樹脂
組成物の配合組成、添加剤の種類等により変わるが、通
常、30〜200℃、好ましくは50〜150℃であ
る。
Further, in the present invention, in order to improve the apparent sensitivity of the resist film, it is preferable to perform baking after irradiation with radiation. The heating condition is usually 30 to 200 ° C., preferably 50 to 150 ° C., although it varies depending on the composition of the radiation-sensitive resin composition, the type of additives and the like.

【0089】次いで、アルカリ現像液で現像することに
より、所定のレジストパターンを形成させる。前記アル
カリ現像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ珪酸
ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピ
ルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、
トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウム
ヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8
−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン、
1,5−ジアザビシクロ−[4,3,0]−5−ノネン
等のアルカリ性化合物を、通常、1〜10重量%、好ま
しくは2〜5重量%の濃度となるように溶解したアルカ
リ性水溶液が使用される。
Next, by developing with an alkali developing solution, a predetermined resist pattern is formed. Examples of the alkaline developer include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine,
Triethylamine, methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, 1,8
-Diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene,
An alkaline aqueous solution prepared by dissolving an alkaline compound such as 1,5-diazabicyclo- [4,3,0] -5-nonene to a concentration of usually 1 to 10% by weight, preferably 2 to 5% by weight is used. To be done.

【0090】また、前記現像液には、例えばメタノー
ル、エタノール等の水溶性有機溶剤及び界面活性剤を適
量添加することもできる。なお、このようにアルカリ性
水溶液からなる現像液を使用する場合には、一般に、現
像後、水で洗浄する。
Further, a proper amount of a water-soluble organic solvent such as methanol and ethanol and a surfactant can be added to the developing solution. When a developing solution composed of an alkaline aqueous solution is used, it is generally washed with water after development.

【0091】[0091]

【実施例】以下実施例及び比較例を挙げて、本発明をさ
らに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えな
い限り、これらの実施例に何ら制約されるものではな
い。実施例中、各種の特性は、次のようにして評価し
た。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples as long as the gist thereof is not exceeded. In the examples, various characteristics were evaluated as follows.

【0092】Mw 東ソー(株)製GPCカラム(G2000HXL 2本、
G3000HXL 1本、G4000XL 1本)を用い、
流量1.0ml/分、溶出溶媒テトラヒドロフラン、カ
ラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標
準とするゲルパーミエーションクロマトグラフ法により
測定した。塗布性 感放射線性樹脂組成物を、6インチのシリコンウェハー
上にスピンコートし、90℃で2分間のベーキングをし
た後に、形成されたレジスト被膜を観察した。塗布む
ら、曇り及び異物がなく、表面平滑性が高い場合を良好
とした。感度 0.5μmのラインアンドスペースパターンが設計通り
にパターン形成できる放射線照射量を感度とした。単位
はmJ/cm2で示した。膜減り量 テンコール社製α−ステップにて現像前後のレジスト被
膜の膜厚を測定して算出した。
Mw Tosoh Corp. GPC column (2 G2000H XL ,
G3000H XL 1 piece, G4000 XL 1 piece)
The flow rate was 1.0 ml / min, the elution solvent was tetrahydrofuran, and the column temperature was 40 ° C. The coatable radiation-sensitive resin composition was spin-coated on a 6-inch silicon wafer and baked at 90 ° C. for 2 minutes, and then the formed resist film was observed. The case where there was no coating unevenness, cloudiness and foreign matter and the surface smoothness was high was defined as good. The sensitivity was defined as the radiation dose at which a line-and-space pattern with a sensitivity of 0.5 μm could be formed as designed. The unit is mJ / cm 2 . The amount of film loss was calculated by measuring the film thickness of the resist film before and after development with α-step manufactured by Tencor.

【0093】合成例1 ポリヒドロキシスチレン30gをテトラヒドロフランに
溶解して、t−ブトキシカリウム10gを添加し、攪拌
下、0℃において、ジ−t−ブチルジカルボネート60
gを滴下し、4時間反応させた。反応終了後、この溶液
を水中に滴下し、析出した樹脂を真空乾燥器にて50℃
で一晩乾燥した。得られた樹脂は、Mwが15,000
で、NMR測定の結果からフェノール性水酸基の水素原
子の29%がt−ブトキシカルボニル基で置換された構
造であった。この樹脂を樹脂(I)とする。
Synthesis Example 1 30 g of polyhydroxystyrene was dissolved in tetrahydrofuran, 10 g of potassium t-butoxide was added, and di-t-butyl dicarbonate 60 was added under stirring at 0 ° C.
g was added dropwise and reacted for 4 hours. After the reaction was completed, this solution was dropped into water, and the precipitated resin was dried in a vacuum dryer at 50 ° C.
Dried overnight. The resin obtained has an Mw of 15,000.
From the result of NMR measurement, it was a structure in which 29% of hydrogen atoms of the phenolic hydroxyl group were substituted with t-butoxycarbonyl group. This resin is called resin (I).

【0094】合成例2 p−t−ブトキシスチレン300g、スチレン30g及
びアゾビスイソブチロニトリル1.6gをジオキサン3
30に溶解し、内温を70℃に保ちながら窒素雰囲気下
で12時間反応させた。反応後、再沈処理を行い未反応
モノマーを除去し、ポリ(p−t−ブトキシスチレン−
スチレン)共重合樹脂を得た。引き続き、この樹脂を酸
により加水分解し、Mwが18,000のポリ(p−ヒ
ドロキシスチレン−スチレン)共重合樹脂180gを得
た。NMRで共重合比を求めたところ、p−ヒドロキシ
スチレン:スチレン=85:15(モル比)であった。
この樹脂を樹脂(II)とする。
Synthesis Example 2 300 g of pt-butoxystyrene, 30 g of styrene and 1.6 g of azobisisobutyronitrile were added to dioxane 3
It was dissolved in 30 and reacted for 12 hours in a nitrogen atmosphere while maintaining the internal temperature at 70 ° C. After the reaction, reprecipitation treatment is performed to remove unreacted monomers, and poly (pt-butoxystyrene-
A styrene) copolymer resin was obtained. Subsequently, this resin was hydrolyzed with an acid to obtain 180 g of a poly (p-hydroxystyrene-styrene) copolymer resin having an Mw of 18,000. When the copolymerization ratio was determined by NMR, it was p-hydroxystyrene: styrene = 85: 15 (molar ratio).
This resin is called resin (II).

【0095】合成例3 ビスフェノールA15gをテトラヒドロフランに溶解
し、その全酸基のモル数に対して2倍量のジ−t−ブチ
ルジカーボネートと0.3倍量のトリエチルアミンを添
加し、還流下6時間反応させた。その後、反応溶液を水
中に滴下し、生じた沈澱を真空乾燥器にて50℃で一晩
乾燥させた。このようにして後に図示する溶解制御剤
(a)を得た。
Synthesis Example 3 15 g of bisphenol A was dissolved in tetrahydrofuran, 2 times the amount of di-t-butyl dicarbonate and 0.3 times the amount of triethylamine were added to the total number of acid groups, and the mixture was refluxed under reflux. Reacted for hours. Then, the reaction solution was added dropwise to water, and the resulting precipitate was dried in a vacuum dryer at 50 ° C. overnight. In this way, a dissolution control agent (a) shown later was obtained.

【0096】合成例4 合成例3において、ビスフェノールAに代えて、後に図
示する溶解制御剤(b)で示される化合物のt−ブトキ
シカルボニル基が水素原子である化合物を用い、合成例
3と同様の操作を行うことにより、後に図示する溶解制
御剤(b)を得た。
Synthesis Example 4 In the same manner as in Synthesis Example 3, instead of bisphenol A, a compound represented by a dissolution control agent (b) shown later in which t-butoxycarbonyl group is a hydrogen atom was used in Synthesis Example 3. The dissolution control agent (b) illustrated later was obtained by performing the operation of.

【0097】実施例1〜7及び比較例1〜4 表1に示される溶剤に、表1に示される他の成分を混合
後、溶解し、0.2μmのフィルターで精密濾過するこ
とにより異物を除去して、感放射線性樹脂組成物を得
た。得られた感放射線性樹脂組成物を、6インチのシリ
コンウェハー上に回転塗布した後に、100℃で2分間
ベーキングを行い、形成された膜厚1μmのレジスト被
膜にマスクを介して放射線照射した。ここで、放射線照
射にはアドモンサイエンス社製のKrFエキシマレーザ
ー照射装置(MBK−400TL−N)を用いた。その
後110℃で2分間ベーキングを行い、テトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド2.38重量%水溶液で60秒
間、23℃にて現像し、次いで水で30秒間リンスする
ことにより、レジストパターンを形成した。なお、感放
射線性樹脂組成物を用いたレジストパターンの形成は、
同一組成物について調製直後と調製30日後のものにつ
いて行った。得られた結果を表1に示した。
Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 The solvent shown in Table 1 was mixed with the other components shown in Table 1, dissolved, and microfiltered with a 0.2 μm filter to remove foreign matters. After removal, a radiation sensitive resin composition was obtained. The obtained radiation-sensitive resin composition was spin-coated on a 6-inch silicon wafer, baked at 100 ° C. for 2 minutes, and the formed resist film having a thickness of 1 μm was irradiated with radiation through a mask. Here, a KrF excimer laser irradiation device (MBK-400TL-N) manufactured by Admon Science Co. was used for irradiation. Thereafter, baking was performed at 110 ° C. for 2 minutes, development was performed with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds at 23 ° C., and then rinsed with water for 30 seconds to form a resist pattern. The formation of the resist pattern using the radiation-sensitive resin composition,
The same composition was tested immediately after preparation and 30 days after preparation. The obtained results are shown in Table 1.

【0098】各実施例における各成分と溶剤の混合比
(重量比)は次のとおりである。 実施例1、5及び比較例1:樹脂100、感放射線性酸
発生剤3、溶剤420 実施例2〜4、6〜7及び比較例2〜4:樹脂100、
感放射線性酸発生剤3、溶解制御剤又は架橋剤35、溶
剤400 また、表1中の感放射線性酸発生剤、溶解制御剤、架橋
剤及び溶剤は次のとおりである。感放射線性酸発生剤 トリフェニルスルホニウムトリフレート メトキシフェニル−ビストリクロロメチル−s−トリ
アジン溶解制御剤
The mixing ratio (weight ratio) of each component and solvent in each example is as follows. Examples 1 and 5 and Comparative Example 1: Resin 100, radiation-sensitive acid generator 3, solvent 420 Examples 2 to 4, 6 to 7 and Comparative Examples 2 to 4: Resin 100,
Radiation-sensitive acid generator 3, dissolution control agent or cross-linking agent 35, solvent 400 Further, the radiation-sensitive acid generator, dissolution control agent, cross-linking agent and solvent in Table 1 are as follows. Radiation-sensitive acid generator Triphenylsulfonium triflate Methoxyphenyl-bistrichloromethyl-s-triazine Dissolution control agent

【0099】[0099]

【化1】[Chemical 1]

【0100】架橋剤 Crosslinking agent

【0101】[0101]

【化7】[Chemical 7]

【0102】溶剤 MAK :メチルアミルケトン MIAK :メチルイソアミルケトン PGDME:プロピレングリコールジメチルエーテル PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテート BA :酢酸ブチル EL :乳酸エチル ECA :エチレングリコールモノエチルエーテルア
セテート
Solvent MAK: Methyl amyl ketone MIAK: Methyl isoamyl ketone PGDME: Propylene glycol dimethyl ether PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate BA: Butyl acetate EL: Ethyl lactate ECA: Ethylene glycol monoethyl ether acetate

【0103】[0103]

【表1】 [Table 1]

【0104】[0104]

【発明の効果】本発明の感放射線性樹脂組成物は、感
度、解像度等に優れ、特に大口径化された基板へのスピ
ンコート法による塗布性に優れており、また微細加工を
安定的に行うことができ、保存安定性に優れ、良好なパ
ターン形状を与えるレジスト被膜を形成する化学増幅型
レジスト組成物として好適である。また、本発明の感放
射線性樹脂組成物はi線等の紫外線、エキシマレーザー
等の遠紫外線、シンクロトロン放射線等のX線、電子線
等の荷電粒子線といった、放射線のいずれにも対応で
き、今後さらに微細化が進行すると予想される半導体デ
バイス製造用の感放射線性樹脂組成物として有利に使用
できる。
Industrial Applicability The radiation-sensitive resin composition of the present invention is excellent in sensitivity, resolution and the like, and is particularly excellent in coating properties by spin coating on a substrate having a large diameter, and is capable of stably performing fine processing. It is suitable as a chemically amplified resist composition that can be formed, has excellent storage stability, and forms a resist film that gives a good pattern shape. Further, the radiation-sensitive resin composition of the present invention can be applied to any of radiation such as ultraviolet rays such as i-rays, far ultraviolet rays such as excimer lasers, X-rays such as synchrotron radiation, and charged particle rays such as electron beams, It can be advantageously used as a radiation-sensitive resin composition for semiconductor device production, which is expected to be further miniaturized in the future.

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 H01L 21/027 Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display area H01L 21/027

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放射線照射により酸を発生させ、その酸
の触媒作用による化学変化によって、放射線照射部分の
現像液に対する溶解性を変化させてパターンを形成する
レジストを、溶剤に溶解してなる感放射線性樹脂組成物
において、該溶剤が炭素数5〜10のモノケトン化合物
を含有する溶剤であることを特徴とする感放射線性樹脂
組成物。
1. A resist formed by dissolving an acid in a solvent by generating an acid by irradiation with radiation and changing the solubility of the irradiation portion in a developing solution by a chemical change due to the catalytic action of the acid. The radiation-sensitive resin composition, wherein the solvent is a solvent containing a monoketone compound having 5 to 10 carbon atoms.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5702862A (en) * 1996-02-02 1997-12-30 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive photoresist coating solution comprising a mixed solvent of propylene glycol monopropyl ether and 2-heptanone
JP2001174982A (en) * 1999-06-10 2001-06-29 Wako Pure Chem Ind Ltd Substrate dependency improver

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