JPH08101508A - Resist composition - Google Patents

Resist composition

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JPH08101508A
JPH08101508A JP6261053A JP26105394A JPH08101508A JP H08101508 A JPH08101508 A JP H08101508A JP 6261053 A JP6261053 A JP 6261053A JP 26105394 A JP26105394 A JP 26105394A JP H08101508 A JPH08101508 A JP H08101508A
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JP
Japan
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group
styrene
hydroxystyrene
polymer
formula
Prior art date
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Pending
Application number
JP6261053A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shugo Matsuno
修吾 松野
Nobunori Abe
信紀 阿部
Tatsuya Sugimoto
達也 杉本
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Zeon Corp
Original Assignee
Nippon Zeon Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Zeon Co Ltd filed Critical Nippon Zeon Co Ltd
Priority to JP6261053A priority Critical patent/JPH08101508A/en
Publication of JPH08101508A publication Critical patent/JPH08101508A/en
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  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a resist compsn. excellent in resist characteristics by incorporating a specified polymer and a radiation sensitive component which produces an acid when irradiated with activated radiation. CONSTITUTION: A polymer having structural units represented by formulae I-III and a radiation sensitive component which produces an acid when irradiated with activated radiation are incorporated. In the formulae I-III, each of R<1> -R<3> is H, 1-4C substitutable alkyl, halogen, cyano, etc., R<4> is a group represented by formula IV, etc., R<5> is straight chain, branched or cyclic 1-8C substitutable alkyl, substitutable alkenyl or substitutable aryl, (k), (m) and (n) show the ratio among the units represented by formulae I-III, k+m+n=1, 0<k<0.95, 0<m<0.95, 0.05<=n<=0.6 and 0.1<=k/(k+m)<1. In formula IV, each of R<6> -R<8> is H, straight chain, branched or cyclic 1-8C substitutable alkyl, etc., and R<6> and R<7> may form a ring by bonding to each other.

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、感放射線組成物に関
し、さらに詳しくは、エキシマレーザーなどの遠紫外
線、X線、電子線などの荷電粒子線といった放射線を用
いる半導体素子の超微細加工に有用なレジストとして好
適な感放射線性組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation-sensitive composition, and more specifically, it is useful for ultrafine processing of semiconductor devices using radiation such as deep ultraviolet rays such as excimer laser, charged particles such as X-ray and electron beam. Radiation-sensitive composition suitable as another resist.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子を製造する場合、シリコンウ
エハ表面にレジストを塗布して感光膜をつくり、光を照
射して潜像を形成し、ついでそれを現像してネガまたは
ポジの画像を形成するリソグラフィー技術に依って画像
を得ている。ところで、IC、LSI、さらにVLSI
へと半導体の高集積化、高密度化、小型化に伴って0.
5μ以下の微細パターンを形成する技術が要求されてい
る。しかしながら近紫外線、可視光線を用いる従来のリ
ソグラフィーでは精度よく、0.5μm以下の微細パタ
ーンを形成することはきわめて困難であり、歩留りの低
下も著しい。このため、波長350〜450nmの近紫
外線光を利用する従来のフォトリソグラフィーに替え
て、露光の解像度を高めるために、波長の短い遠紫外線
(短波長紫外線)、クリプトンフルオライドレーザー
(KrFエキシマレーザー光;波長248nm)や電子
線などを用いるリソグラフィー技術が研究されている。
従来の近紫外線光を利用するリソグラフィーには、基材
高分子としてノボラック樹脂が使用されているが、該樹
脂は波長350〜450nmの紫外線光に対する透過率
は良好なものの、それより短波長の遠紫外線やKrFエ
キシマレーザー光に対しては透過率が極端に悪化するた
め、基材高分子として該樹脂を使用した場合には、充分
な感度が得られない、パターン形状が悪いといった問題
点が知られている。透過率の悪さを改良する目的で、基
材高分子としてポリビニルフェノール誘導体を用いる化
学増幅系レジストが検討されている(特公平2−276
60号公報)が、それでもパターン形状が要求を満足さ
せるには至っていない。また、最近の例として、より透
過率を向上させることを目的とした水素添加ポリビニル
フェノール誘導体を基材高分子として用いる方法(特開
平5−249673号公報など)が知られている。この
改良によりパターン形状はだいぶ改善されたものの、よ
り高度化しているレジストの要求特性、とくに解像性に
対しては、更なる改善が求められている。
2. Description of the Related Art When manufacturing a semiconductor device, a resist is applied to the surface of a silicon wafer to form a photosensitive film, which is irradiated with light to form a latent image, which is then developed to form a negative or positive image. The image is obtained by using the lithographic technology. By the way, IC, LSI, and VLSI
Due to the high integration, high density and miniaturization of semiconductors,
A technique for forming a fine pattern of 5 μm or less is required. However, it is extremely difficult to form a fine pattern of 0.5 μm or less with high precision by conventional lithography using near-ultraviolet rays and visible rays, and the yield is significantly reduced. Therefore, in order to increase the resolution of exposure, conventional photolithography that uses near-ultraviolet light having a wavelength of 350 to 450 nm is used, and in order to increase the resolution of exposure, far-ultraviolet light having a short wavelength (short-wavelength ultraviolet light), krypton fluoride laser (KrF excimer laser light). A wavelength of 248 nm) and a lithography technique using an electron beam are being studied.
A conventional novolak resin is used as a base polymer in lithography using near-ultraviolet light. Although the resin has a good transmittance for ultraviolet light having a wavelength of 350 to 450 nm, it has a long wavelength. Since the transmittance is extremely deteriorated with respect to ultraviolet rays and KrF excimer laser light, when the resin is used as the base polymer, sufficient sensitivity cannot be obtained and the pattern shape is poor. Has been. For the purpose of improving the poor transmittance, a chemically amplified resist using a polyvinylphenol derivative as a base polymer has been studied (Japanese Patent Publication No. 2-276).
No. 60), however, the pattern shape has not yet met the requirements. Further, as a recent example, a method using a hydrogenated polyvinylphenol derivative as a base polymer for the purpose of further improving the transmittance (Japanese Patent Laid-Open No. 5-249673, etc.) is known. Although the pattern shape is considerably improved by this improvement, further improvement is required for the more advanced required characteristics of the resist, particularly the resolution.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術のもと
で、発明者らは、前記の問題を解決すべく鋭意研究した
結果、ある種の酸不安定性基を導入したビニルフェノー
ルとメタクリレート単位のほかに、更に酸不安定性基を
有しないビニルフェノール単位を有する樹脂を用いると
レジスト特性に優れたレジスト組成物が得られることを
見いだし、この知見に基づき本発明を完成するに到っ
た。
Under the above-mentioned conventional techniques, the inventors of the present invention have conducted diligent research to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that vinylphenol and methacrylate units containing a certain acid labile group have been introduced. In addition, it was found that a resist composition having excellent resist characteristics can be obtained by using a resin having a vinylphenol unit having no acid labile group, and based on this finding, the present invention has been completed.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、一般式(1)、(2)および(3)
According to the present invention, the general formulas (1), (2) and (3) are thus obtained.

【化6】 [Chemical 6]

【化7】 [Chemical 7]

【化8】 (式(1)〜(3)中、R1〜R3はそれぞれ独立に水素
原子、炭素数1〜4の置換可アルキル基、ハロゲン原
子、シアノ基、ニトロ基であり、R4は次式(4)また
は(5)
Embedded image (In the formulas (1) to (3), R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group or a nitro group, and R 4 is the following formula. (4) or (5)

【化9】 [Chemical 9]

【化10】 (式(4)および(5)中、R6〜R13はそれぞれ独立
して水素原子、直鎖、分岐または環状の炭素数1〜8の
置換可アルキル基、置換可アルケニル基、置換可アリー
ル基であり、またR6とR7、R11とR12は、それぞれ結
合して環を形成していてもよい。)であり、R5は直
鎖、分岐または環状の炭素数1〜8の置換可アルキル
基、置換可アルケニル基、置換可アリール基である。式
(1)、(2)、(3)で表される単位の比率は、k、
m、nで表され、k+m+n=1、0<k<0.95、
0<m<0.95、0.05≦n≦0.6、0.1≦k
/(k+m)<1である。)で表される構造単位を有す
る重合体と活性化放射線に照射されると酸を生成する放
射線官能性成分とを含むことを特徴とするレジスト組成
物が提供される。
[Chemical 10] (In the formulas (4) and (5), R 6 to R 13 are each independently a hydrogen atom, a linear, branched, or cyclic C 1-8 substituted alkyl group, a substituted alkenyl group, or a substituted aryl. R 6 and R 7 , R 11 and R 12 may be bonded to each other to form a ring), and R 5 is a linear, branched or cyclic C 1 to C 8 group. Is a substituted alkyl group, a substituted alkenyl group, or a substituted aryl group. The ratio of the units represented by the formulas (1), (2) and (3) is k,
is represented by m and n, k + m + n = 1, 0 <k <0.95,
0 <m <0.95, 0.05 ≦ n ≦ 0.6, 0.1 ≦ k
/ (K + m) <1. The present invention provides a resist composition comprising a polymer having a structural unit represented by the formula (1) and a radiation-functional component that generates an acid when exposed to activating radiation.

【0005】以下、本発明について詳述する。本発明で
用いられる樹脂は、前記式(1)〜(3)で表される構
成単位を有する重合体である。この重合体は、ブロック
共重合体であってもランダム共重合体であってもよい。
この重合体の重量平均分子量は、下限が通常1,00
0、好ましくは2,000であり、上限は通常100,
000、好ましくは20,000である。この範囲をは
ずれると解像性が低下することがある。式(1)〜
(3)においてR1〜R3の具体例としては、水素原子;
メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル
基、n−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基などの
炭素数1〜4のアルキル基やこれらのアルキル基のひと
つ以上の水素原子がハロゲン原子、アルコキシ基等で置
換された置換体;フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハ
ロゲン原子;シアノ基;ニトロ基が挙げられる。式
(1)のR4は前記式(4)または(5)で表される基
であり、式(4)および(5)においてR6〜R13の具
体例としては、水素原子;メチル基、エチル基、n−プ
ロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル
基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキ
シル基、1−エチルブチル基、4−メチルペンチル基、
ヘプチル基、1−メチルペンチル基、4−メチルヘキシ
ル基、3,3−ジメチルペンチル基、オクチル基、1−
エチルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル
基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、2−メトキ
シエチル基、2−エトキシエチル基、クロロメチル基、
2−クロロエチル基、2−メチルシクロペンチル基、5
−メトキシペンチル基、3,3−ジクロロシクロオクチ
ル基などの直鎖、分岐または環状の炭素数1〜8のアル
キル基やこれらのアルキル基のひとつ以上の水素原子が
ハロゲン原子やアルコキシ基などで置換された置換体;
ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、1−ブテニル
基、3−ブテニル基、1−ペンチニル基、2−ペンチニ
ル基、4−ペンチニル基、2−メチル−1−ブテニル基
2−シクロブテニル基、3−ヘキセニル基、2−シクロ
ペンテニル基、1−メチル−2−シクロペンテニル基、
2−シクロヘキセニル基、3−メチル−2−シクロヘキ
セニル基などの置換可アルケニル基;フェニル基、トリ
ル基、4−クロロフェニル基、2,4−ジメチルフェニ
ル基などの置換可アリール基などが挙げられる。またR
6とR7、R11とR12は、それぞれ結合して、シクロペン
チル環、シクロヘキシル環、シクロヘプチル環、シクロ
ペンテニル環、シクロヘキセニル環などの環を形成して
いてもよい。式(3)においてR5は、直鎖、分岐また
は環状の炭素数1〜8の置換可アルキル基、置換可アル
ケニル基、置換可アリール基であり、この様な基の具体
例は前記と同様のものが挙げられる。R5の好ましい置
換基は、酸素原子が結合する炭素に3つの置換基がある
ものが好ましい。
The present invention will be described in detail below. The resin used in the present invention is a polymer having the structural units represented by the above formulas (1) to (3). This polymer may be a block copolymer or a random copolymer.
The lower limit of the weight average molecular weight of this polymer is usually 100
0, preferably 2,000 and the upper limit is usually 100,
000, preferably 20,000. If it deviates from this range, the resolution may decrease. Formula (1)-
Specific examples of R 1 to R 3 in (3) include a hydrogen atom;
An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an s-butyl group, and a t-butyl group, and one or more hydrogen atoms of these alkyl groups Substitutes substituted with halogen atoms, alkoxy groups, etc .; halogen atoms such as fluorine, chlorine, bromine, iodine; cyano groups; nitro groups. R 4 in the formula (1) is a group represented by the formula (4) or (5), and specific examples of R 6 to R 13 in the formulas (4) and (5) include a hydrogen atom and a methyl group. , Ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, pentyl group, isopentyl group, hexyl group, 1-ethylbutyl group, 4-methylpentyl group,
Heptyl group, 1-methylpentyl group, 4-methylhexyl group, 3,3-dimethylpentyl group, octyl group, 1-
Ethylhexyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, 2-methoxyethyl group, 2-ethoxyethyl group, chloromethyl group,
2-chloroethyl group, 2-methylcyclopentyl group, 5
-A linear, branched or cyclic C1-C8 alkyl group such as a methoxypentyl group or a 3,3-dichlorocyclooctyl group, or one or more hydrogen atoms of these alkyl groups are substituted with a halogen atom or an alkoxy group. Substituted compounds;
Vinyl group, allyl group, 1-propenyl group, 1-butenyl group, 3-butenyl group, 1-pentynyl group, 2-pentynyl group, 4-pentynyl group, 2-methyl-1-butenyl group, 2-cyclobutenyl group, 3 -Hexenyl group, 2-cyclopentenyl group, 1-methyl-2-cyclopentenyl group,
Substitutable alkenyl groups such as 2-cyclohexenyl group and 3-methyl-2-cyclohexenyl group; substitutable aryl groups such as phenyl group, tolyl group, 4-chlorophenyl group and 2,4-dimethylphenyl group. . Also R
6 and R 7 , R 11 and R 12 may be bonded to each other to form a ring such as a cyclopentyl ring, a cyclohexyl ring, a cycloheptyl ring, a cyclopentenyl ring or a cyclohexenyl ring. In the formula (3), R 5 is a linear, branched, or cyclic C 1 to C 8 substitutable alkyl group, substitutable alkenyl group, or substitutable aryl group, and specific examples of such a group are the same as above. The following are listed. Preferred substituents for R 5 are those in which the carbon to which the oxygen atom is attached has three substituents.

【0006】式(1)、(2)、(3)で表される構造
単位の割合はk、m、nで表され、k+m+n=1、0
<k<0.95、0<m<0.95、0.05≦n≦
0.60.1≦k/(k+m)<1である。式(1)と
式(2)で表される構造単位のうち式(1)で表される
単位の割合(k/(k+m))は、下限が通常0.1、
好ましくは0.2、より好ましくは0.4であり、上限
は通常1未満、好ましくは0.8、より好ましくは0.
7である。この割合が少なすぎると溶解抑止効果が下が
り残膜率の低下につながる可能性があり、逆に多すぎる
と接着性が低下する恐れがあり、いずれも好ましくな
い。更に、式(1)と(2)で表される構造単位の合計
の樹脂全体に対する割合((k+m)/(k+m+
n))は、前記条件を満たす限りに於て特に制限されな
いが、好ましくは0.4〜0.95であり、より好まし
くは0.60〜0.85である。この割合が少なすぎる
と(即ち、式(3)の割合が多すぎる場合)エッチング
耐性が低下することがあり、逆にこの割合が多すぎると
(即ち、式(3)の割合が少なすぎる場合)感度が低下
する恐れがある。
The proportions of the structural units represented by the formulas (1), (2) and (3) are represented by k, m and n, and k + m + n = 1,0.
<K <0.95, 0 <m <0.95, 0.05 ≦ n ≦
0.60.1 ≦ k / (k + m) <1. The lower limit of the ratio (k / (k + m)) of the units represented by the formula (1) among the structural units represented by the formulas (1) and (2) is usually 0.1,
It is preferably 0.2, more preferably 0.4, and the upper limit is usually less than 1, preferably 0.8, more preferably 0.
7 If this ratio is too small, the dissolution inhibiting effect may decrease and the residual film rate may decrease. On the contrary, if it is too large, the adhesiveness may decrease, which is not preferable. Further, the ratio of the total of the structural units represented by the formulas (1) and (2) to the entire resin ((k + m) / (k + m +
n)) is not particularly limited as long as the above conditions are satisfied, but is preferably 0.4 to 0.95, and more preferably 0.60 to 0.85. If this ratio is too low (that is, if the ratio of formula (3) is too high), the etching resistance may decrease, and if this ratio is too high (that is, if the ratio of formula (3) is too low). ) The sensitivity may decrease.

【0007】本発明で樹脂成分として用いられる前記式
(1)〜(3)で表される構造単位を有する重合体は、
常法に従って合成される。例えば、各式で表される構造
単位を与える単量体を所望の割合で混合して重合する方
法のほか、式(2)の構造単位を与える単量体と式
(3)の構造単位を与える単量体とを重合したのち、式
(1)のR4を導入する方法もある。また、得られた重
合体を部分水素添加したものも本発明で用いることがで
きる。
The polymer having the structural units represented by the above formulas (1) to (3) used as the resin component in the present invention is
It is synthesized according to a conventional method. For example, in addition to a method of mixing monomers having a structural unit represented by each formula in a desired ratio and polymerizing, a monomer giving a structural unit of the formula (2) and a structural unit of the formula (3) are mixed. There is also a method of introducing R 4 of the formula (1) after polymerizing with a given monomer. A partially hydrogenated product of the obtained polymer can also be used in the present invention.

【0008】前記式(1)の構造単位を与える単量体の
具体例としては、4−(t−ブトキシカルボニルオキ
シ)スチレン、3−(t−ブトキシカルボニルオキシ)
スチレン、2−(t−ブトキシカルボニルオキシ)スチ
レン、4−(t−ブトキシカルボニルメチルオキシ)ス
チレン、3−(t−ブトキシカルボニルメチルオキシ)
スチレン、2−(t−ブトキシカルボニルメチルオキ
シ)スチレン、4−(t−アミルオキシカルボニルオキ
シ)スチレン、3−(t−アミルオキシカルボニルオキ
シ)スチレン、2−(t−アミルオキシカルボニルオキ
シ)スチレン、4−(t−アミルオキシカルボニルメチ
ルオキシ)スチレン、3−(t−アミルオキシカルボニ
ルメチルオキシ)スチレン、2−(t−アミルオキシカ
ルボニルメチルオキシ)スチレン、4−(s−ブトキシ
カルボニルオキシ)スチレン、3−(s−ブトキシカル
ボニルオキシ)スチレン、4−(s−ブトキシカルボニ
ルメチルオキシ)スチレン、4−イソプロポキシカルボ
ニルオキシスチレン、2−イソプロポキシカルボニルオ
キシスチレン、4−(t−ブトキシカルボニルクロロメ
チルオキシ)スチレン、4−(4−メトキシカルボニル
オキシ)スチレン、4−(シクロヘキシルオキシカルボ
ニルオキシ)スチレン、4−(シクロペンチルオキシカ
ルボニルオキシ)スチレンなどのスチレン誘導体やこれ
らのα−メチルスチレン誘導体を挙げることができる。
前記式(2)の構造単位を与える単量体の具体例として
は、4−ヒドロキシスチレン、3−ヒドロキシスチレ
ン、2−ヒドロキシスチレン、α−メチル−4−ヒドロ
キシスチレン、α−メチル−3−ヒドロキシスチレン、
α−メチル−2−ヒドロキシスチレン、4−ヒドロキシ
−3−メチルスチレンなどが例示される。前記式(3)
の構造単位を与える単量体の具体例としては、(メタ)
アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メ
タ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸t−
ブチル、(メタ)アクリル酸t−アミル、(メタ)アク
リル酸シクロヘキシルなどの(メタ)アクリル酸エステ
ル類が例示される。
Specific examples of the monomer giving the structural unit of the above formula (1) include 4- (t-butoxycarbonyloxy) styrene and 3- (t-butoxycarbonyloxy).
Styrene, 2- (t-butoxycarbonyloxy) styrene, 4- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene, 3- (t-butoxycarbonylmethyloxy)
Styrene, 2- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene, 4- (t-amyloxycarbonyloxy) styrene, 3- (t-amyloxycarbonyloxy) styrene, 2- (t-amyloxycarbonyloxy) styrene, 4- (t-amyloxycarbonylmethyloxy) styrene, 3- (t-amyloxycarbonylmethyloxy) styrene, 2- (t-amyloxycarbonylmethyloxy) styrene, 4- (s-butoxycarbonyloxy) styrene, 3- (s-butoxycarbonyloxy) styrene, 4- (s-butoxycarbonylmethyloxy) styrene, 4-isopropoxycarbonyloxystyrene, 2-isopropoxycarbonyloxystyrene, 4- (t-butoxycarbonylchloromethyloxy) Stiletto , May be mentioned 4- (4-methoxycarbonyloxy) styrene, 4- (cyclohexyloxy-carbonyloxy) styrene, 4-styrene derivatives and these α- methyl styrene derivatives such as (cyclopentyloxy carbonyloxy) styrene.
Specific examples of the monomer giving the structural unit of the above formula (2) include 4-hydroxystyrene, 3-hydroxystyrene, 2-hydroxystyrene, α-methyl-4-hydroxystyrene, α-methyl-3-hydroxy. styrene,
Examples include α-methyl-2-hydroxystyrene and 4-hydroxy-3-methylstyrene. Formula (3)
Specific examples of the monomer that gives the structural unit of
Methyl acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, t-methacrylate
Examples thereof include (meth) acrylic acid esters such as butyl, t-amyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate.

【0009】また、式(1)のR4を後から導入する場
合、前記式(2)を与える単量体に対してメチル ブロ
モアセテート、エチル ブロモアセテート、プロピル
ブロモアセテート、t−ブチル ブロモアセテート、t
−アミル ブロモアセテート、t−ブチル 4−(ブロ
モメチル)フェノキシアセテート、t−アミル 4−
(ブロモメチル)フェノキシアセテートなどの化合物を
塩基性条件下で反応させる。
When R 4 of the formula (1) is introduced later, methyl bromoacetate, ethyl bromoacetate, propyl is added to the monomer giving the formula (2).
Bromoacetate, t-butyl bromoacetate, t
-Amyl bromoacetate, t-butyl 4- (bromomethyl) phenoxyacetate, t-amyl 4-
A compound such as (bromomethyl) phenoxyacetate is reacted under basic conditions.

【0010】本発明で用いる樹脂の具体例としては、4
−(t−ブトキシカルボニルオキシ)スチレン/4−ヒ
ドロキシスチレン/メチル メタクレート重合体、4−
(t−ブトキシカルボニルオキシ)スチレン/4−ヒド
ロキシスチレン/メチル メタクリレート重合体、4−
(t−ブトキシカルボニルメトキシ)スチレン/4−ヒ
ドロキシスチレン/メチルメタクリレート重合体、4−
(t−ブトキシカルボニルメトキシ)スチレン/4−ヒ
ドロキシスチレン/t−ブチル メタクリレート重合
体、4−(s−ブトキシオキシ)スチレン/4−ヒドロ
キシスチレン/エチル メタクリレート重合体、4−
(t−ブトキシカルボニルクロロメトキシ)スチレン/
4−ヒドロキシスチレン/t−ブチル メタクリレート
重合体、4−(イソプロポキシカルボニルオキシ)スチ
レン/4−ヒドロキシスチレン/t−アミル メタクリ
レート重合体、4−(シクロヘキシルオキシカルボニル
オキシ)スチレン/4−ヒドロキシスチレン/t−アミ
ル メタクリレート重合体、4−(1−メチルシクロヘ
キシルオキシカルボニルオキシ)スチレン/4−ヒドロ
キシスチレン/メチル メタクリレート重合体、4−
(t−アミルオキシカルボニルメトキシ)スチレン/4
−ヒドロキシスチレン/メチル メタクリレート重合
体、4−(t−アミルオキシカルボニルメトキシ)スチ
レン/4−ヒドロキシスチレン/1−メチルシクロヘキ
シル メタクリレート重合体、4−(t−アミルオキシ
カルボニルオキシ)スチレン/4−ヒドロキシスチレン
/メチル メタクリレート重合体、4−(t−アミルオ
キシカルボニルオキシ)スチレン/4−ヒドロキシスチ
レン/1−メチルシクロヘキシル メタクリレート重合
体、4−(ペンチルオキシカルボニルオキシ)スチレン
/4−ヒドロキシスチレン/プロピル メタクリレート
重合体、4−(2−メチルペンチルオキシカルボニルオ
キシ)スチレン/4−ヒドロキシスチレン/t−ブチル
メタクリレート重合体などが例示される。
Specific examples of the resin used in the present invention include 4
-(T-Butoxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / methyl methacrylate polymer, 4-
(T-Butoxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / methyl methacrylate polymer, 4-
(T-Butoxycarbonylmethoxy) styrene / 4-hydroxystyrene / methyl methacrylate polymer, 4-
(T-Butoxycarbonylmethoxy) styrene / 4-hydroxystyrene / t-butyl methacrylate polymer, 4- (s-butoxyoxy) styrene / 4-hydroxystyrene / ethyl methacrylate polymer, 4-
(T-butoxycarbonylchloromethoxy) styrene /
4-hydroxystyrene / t-butyl methacrylate polymer, 4- (isopropoxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / t-amyl methacrylate polymer, 4- (cyclohexyloxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / t -Amyl methacrylate polymer, 4- (1-methylcyclohexyloxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / methyl methacrylate polymer, 4-
(T-amyloxycarbonylmethoxy) styrene / 4
-Hydroxystyrene / methyl methacrylate polymer, 4- (t-amyloxycarbonylmethoxy) styrene / 4-hydroxystyrene / 1-methylcyclohexyl methacrylate polymer, 4- (t-amyloxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / Methyl methacrylate polymer, 4- (t-amyloxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / 1-methylcyclohexyl methacrylate polymer, 4- (pentyloxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / propyl methacrylate polymer , 4- (2-methylpentyloxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / t-butyl methacrylate polymer and the like.

【0011】本発明において用いられる酸発生剤(以
下、PAGという)は、活性化放射線に露光されるとブ
レンステッド酸またはルイス酸を発生する物質であれば
特に制限はなく、オニウム塩、ハロゲン化有機化合物、
キノンジアジド化合物、α,αビス(スルホニル)ジア
ゾメタン系化合物、α−カルボニル−α−スルホニルジ
アゾメタン系化合物、スルホン化合物、有機酸エステル
化合物、有機酸アミド化合物、有機酸イミド化合物など
公知のものを用いることができる。オニウム塩として
は、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ジフェニルヨー
ドニウムトリフレートなどのヨードニウム塩、トリフェ
ニルスルホニウムトリフレートなどのスルホニウム塩、
ホスホニウム塩、アルソニウム塩、オキソニウム塩など
が挙げられる。
The acid generator (hereinafter referred to as PAG) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a substance capable of generating a Bronsted acid or a Lewis acid when exposed to activating radiation, and may be an onium salt or a halogenated salt. Organic compounds,
Known compounds such as quinonediazide compounds, α, αbis (sulfonyl) diazomethane compounds, α-carbonyl-α-sulfonyldiazomethane compounds, sulfone compounds, organic acid ester compounds, organic acid amide compounds, and organic acid imide compounds can be used. it can. Examples of onium salts include diazonium salts, ammonium salts, iodonium salts such as diphenyliodonium triflate, sulfonium salts such as triphenylsulfonium triflate,
Examples thereof include phosphonium salts, arsonium salts, oxonium salts and the like.

【0012】ハロゲン化有機化合物としては、ハロゲン
含有オキサジアゾール系化合物、ハロゲン含有トリアジ
ン系化合物、ハロゲン含有アセトフェノン系化合物、ハ
ロゲン含有ベンゾフェノン系化合物、ハロゲン含有スル
ホキサイド系化合物、ハロゲン含有スルホン系化合物、
ハロゲン含有チアゾール系化合物、ハロゲン含有オキサ
ゾール系化合物、ハロゲン含有トリアゾール化合物、ハ
ロゲン含有2−ピロン系化合物、その他ハロゲン含有ヘ
テロ環状化合物、ハロゲン含有脂肪族炭化水素化合物、
ハロゲン含有芳香族炭化水素化合物、スルフェニルハラ
イド化合物などが挙げられ、具体的には、トリス(2,
3−ジブロモプロピル)ホスフェート、トリス(2,3
−ジブロモ−3−クロロプロピル)ホスフェート、テト
ラブロモクロロブタン、ヘキサクロロベンゼン、ヘキサ
ブロモベンゼン、ヘキサブロモシクロドデカン、ヘキサ
ブロモビフェニル、アリルトリブロモフェニルエーテ
ル、テトラクロロビスフェノールA、テトラブロモビス
フェノールA、テトラクロロビスフェノールAのビス
(クロロエチル)エーテル、テトラブロモビスフェノー
ルAのビス(ブロモエチル)エーテル、ビスフェノール
Aのビス(2,3−ジクロロプロピル)エーテル、ビス
フェノールAのビス(2,3−ジブロモプロピル)エー
テル、テトラクロロビスフェノールAのビス(2,3−
ジクロロプロピル)エーテル、テトラブロモビスフェノ
ールAのビス(2,3−ジブロモプロピル)エーテル、
テトラクロロビスフェノールS、テトラブロモビスフェ
ノールS、テトラクロロビスフェノールSのビス(クロ
ロエチル)エーテル、テトラブロモビスフェノールSの
ビス(ブロモエチル)エーテル、ビスフェノールSのビ
ス(2,3−ジクロロプロピル)エーテル、ビスフェノ
ールSのビス(2,3−ジブロモプロピル)エーテル、
トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレー
ト、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモ
フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(2−ヒドロ
キシエトキシ)−3,5−ジブロモフェニル)プロパン
などのハロゲン系難燃剤やジクロロジフェニルトリクロ
ロエタン、ペンタクロロフェノール、2,4,6−トリ
クロロフェニル 4−ニトロフェニルエーテル、2,4
−ジクロロフェニル 3’−メトキシ−4’−ニトロフ
ェニルエーテル、2,4−ジクロロフェノキシ酢酸、
4,5,6,7−テトラクロロフタリド、1,1−ビス
(4−クロロフェニル)エタノール、1,1−ビス(4
−クロロフェニル)−2,2,2−トリクロロエタノー
ル、2,4,4’,5−テトラクロロジフェニルスルフ
ィド、2,4,4’,5−テトラクロロジフェニルスル
ホンなどの有機クロロ系農薬などが例示される。
The halogenated organic compounds include halogen-containing oxadiazole compounds, halogen-containing triazine compounds, halogen-containing acetophenone compounds, halogen-containing benzophenone compounds, halogen-containing sulfoxide compounds, halogen-containing sulfone compounds,
Halogen-containing thiazole compounds, halogen-containing oxazole compounds, halogen-containing triazole compounds, halogen-containing 2-pyrone compounds, other halogen-containing heterocyclic compounds, halogen-containing aliphatic hydrocarbon compounds,
Examples thereof include halogen-containing aromatic hydrocarbon compounds and sulfenyl halide compounds. Specifically, tris (2,
3-dibromopropyl) phosphate, tris (2,3
-Dibromo-3-chloropropyl) phosphate, tetrabromochlorobutane, hexachlorobenzene, hexabromobenzene, hexabromocyclododecane, hexabromobiphenyl, allyltribromophenyl ether, tetrachlorobisphenol A, tetrabromobisphenol A, tetrachlorobisphenol A bis (chloroethyl) ether, tetrabromobisphenol A bis (bromoethyl) ether, bisphenol A bis (2,3-dichloropropyl) ether, bisphenol A bis (2,3-dibromopropyl) ether, tetrachlorobisphenol A's screw (2,3-
Dichloropropyl) ether, bis (2,3-dibromopropyl) ether of tetrabromobisphenol A,
Tetrachlorobisphenol S, tetrabromobisphenol S, tetrachlorobisphenol S bis (chloroethyl) ether, tetrabromobisphenol S bis (bromoethyl) ether, bisphenol S bis (2,3-dichloropropyl) ether, bisphenol S bis (2,3-dibromopropyl) ether,
Tris (2,3-dibromopropyl) isocyanurate, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) propane, 2,2-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3,5- Halogen-based flame retardants such as dibromophenyl) propane, dichlorodiphenyltrichloroethane, pentachlorophenol, 2,4,6-trichlorophenyl 4-nitrophenyl ether, 2,4
-Dichlorophenyl 3'-methoxy-4'-nitrophenyl ether, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid,
4,5,6,7-tetrachlorophthalide, 1,1-bis (4-chlorophenyl) ethanol, 1,1-bis (4
-Chlorophenyl) -2,2,2-trichloroethanol, 2,4,4 ', 5-tetrachlorodiphenyl sulfide, 2,4,4', 5-tetrachlorodiphenyl sulfone and other organic chloro-based pesticides are exemplified. It

【0013】キノンジアジド化合物の具体例としては、
1,2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸エステ
ル、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エ
ステル、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン
酸エステル、2,1−ナフトキノンジアジド−4−スル
ホン酸エステル、2,1−ベンゾキノンジアジド−5−
スルホン酸エステルのようなキノンジアジド誘導体のス
ルホン酸エステルや1,2−ベンゾキノン−2−ジアジ
ド−4−スルホン酸クロライド、1,2−ナフトキノン
−2−ジアジド−4−スルホン酸クロライド、1,2−
ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸クロライ
ド、1,2−ナフトキノン−1−ジアジド−6−スルホ
ン酸クロライド、1,2−ベンゾキノン−1−ジアジド
−5−スルホン酸クロライド等のキノンジアジド誘導体
のスルホン酸クロライドなどが挙げられる。
Specific examples of the quinonediazide compound include:
1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 2,1-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester Ester, 2,1-benzoquinonediazide-5
Sulfonic acid ester of quinonediazide derivative such as sulfonic acid ester, 1,2-benzoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid chloride, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid chloride, 1,2-
Sulfonic acid of quinonediazide derivative such as naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid chloride, 1,2-naphthoquinone-1-diazide-6-sulfonic acid chloride and 1,2-benzoquinone-1-diazide-5-sulfonic acid chloride Examples include chloride.

【0014】α,αビス(スルホニル)ジアゾメタン系
化合物としては、未置換、対称的にまたは非対称的に置
換されたアルキル基、アルケニル基、アラルキル基、芳
香族基、またはヘテロ環状基を有するα,αビス(スル
ホニル)ジアゾメタンなどが挙げられる。α−カルボニ
ル−α−スルホニルジアゾメタン系化合物の具体例とし
ては、未置換、対称的にまたは非対称的に置換されたア
ルキル基、アルケニル基、アラルキル基、芳香族基、ま
たはヘテロ環状基を有するα−カルボニル−α−スルホ
ニルジアゾメタンなどが挙げられる。スルホン化合物の
具体例としては、未置換、対称的にまたは非対称的に置
換されたアルキル基、アルケニル基、アラルキル基、芳
香族基、またはヘテロ環状基を有するスルホン化合物、
ジスルホン化合物などが挙げられる。
Examples of the α, α bis (sulfonyl) diazomethane compounds include α, α having an unsubstituted, symmetrically or asymmetrically substituted alkyl group, alkenyl group, aralkyl group, aromatic group or heterocyclic group. Examples include α-bis (sulfonyl) diazomethane. Specific examples of the α-carbonyl-α-sulfonyldiazomethane compound include an α- having an unsubstituted, symmetrically or asymmetrically substituted alkyl group, alkenyl group, aralkyl group, aromatic group, or heterocyclic group. Carbonyl-α-sulfonyldiazomethane and the like can be mentioned. Specific examples of the sulfone compound include a sulfone compound having an unsubstituted, symmetrically or asymmetrically substituted alkyl group, alkenyl group, aralkyl group, aromatic group, or heterocyclic group,
Examples thereof include disulfone compounds.

【0015】有機酸エステルとしては、カルボン酸エス
テル、スルホン酸エステル、リン酸エステルなどが挙げ
られ、有機酸アミドとしては、カルボン酸アミド、スル
ホン酸アミド、リン酸アミドなどが挙げられ、有機酸イ
ミドとしては、カルボン酸イミド、スルホン酸イミド、
リン酸イミドなどが挙げられる。
Examples of the organic acid ester include carboxylic acid ester, sulfonic acid ester, and phosphoric acid ester, and examples of the organic acid amide include carboxylic acid amide, sulfonic acid amide, and phosphoric acid amide. As, carboxylic acid imide, sulfonic acid imide,
Examples thereof include phosphorimide.

【0016】これらのPAGは、単独で使用しても2種
類以上を混合して用いてもよい。これらのPAGの配合
量は、本発明で用いる樹脂100重量部に対して下限は
通常0.01重量部、好ましくは0.2重量部であり、
上限は通常50重量部、好ましくは30重量部である。
0.01重量部未満ではパターンの形成が不可能とな
り。50重量部を超えると現像残が発生し易くなった
り、パターン形状が悪化するなどの問題が生じ、いずれ
の場合もレジストの性能上好ましくない。
These PAGs may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of these PAGs is usually 0.01 part by weight, preferably 0.2 part by weight, with respect to 100 parts by weight of the resin used in the present invention.
The upper limit is usually 50 parts by weight, preferably 30 parts by weight.
If it is less than 0.01 parts by weight, it becomes impossible to form a pattern. If the amount exceeds 50 parts by weight, problems such as easy occurrence of undeveloped residue and deterioration of pattern shape occur, and in any case, it is not preferable in terms of resist performance.

【0017】本発明に於て、前記樹脂とPAGとからな
るレジスト組成物は、溶剤に溶解させて用いる。溶剤
は、一般にレジスト組成物用の溶剤として使用されてい
るものを用いることができ、具体例としては、アセト
ン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペ
ンタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどの
ケトン類;n−プロパノール、i−プロパノール、n−
ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール、シクロ
ヘキサノールなどのアルコール類;エチレングリコール
ジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテ
ル、ジオキサンなどのエーテル類;エチレングリコール
ジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエー
テル、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などのアルコール
エーテル類;ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、酢酸プロピ
ル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エ
チル、酪酸メチル、酪酸エチルなどのエステル類;2−
オキシプロピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エ
チル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシ
プロピオン酸エチルなどのオキシカルボン酸エステル
類;セロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテー
ト、エチルセロソルブアセテート、プロピルセロソルブ
アセテート、ブチルセロソルブアセテートなどのセロソ
ルブエステル類;プロピレングリコール、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などのプロピレングリコー
ル類;ジエチレンギ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、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
ルエーテルなどのジエチレングリコール類;トリクロロ
エチレンなどのハロゲン化炭化水素類;トルエン、キシ
レンなどの芳香族炭化水素類;N,N−ジメチルホルム
アミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルア
セトアミド、N−メチルピロリドンなどの極性溶媒など
が例示され、これらは単独または2種類以上を混合して
用いてもよい。
In the present invention, the resist composition comprising the resin and PAG is used by dissolving it in a solvent. As the solvent, those generally used as a solvent for a resist composition can be used, and specific examples thereof include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, cyclopentanone, cyclohexanone; n-propanol. , I-propanol, n-
Alcohols such as butanol, i-butanol, t-butanol, cyclohexanol; ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, dioxane; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol mono Alcohol ethers such as ethyl ether; Esters such as propyl formate, butyl formate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate; 2-
Oxycarboxylic acid esters such as methyl oxypropionate, ethyl 2-oxypropionate, methyl 2-methoxypropionate and ethyl 2-methoxypropionate; cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate. Propylene glycols such as propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether, etc .; diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, etc. The di Tylene glycols; halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; polarities such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylacetamide, N-methylpyrrolidone Examples thereof include solvents, and these may be used alone or in combination of two or more.

【0018】本発明においては、添加剤としてレジスト
組成物に一般に添加されているもの、例えば界面活性
剤、保存安定剤、増感剤、ストリエーション防止剤、低
分子フェノール化合物など相溶性のある添加剤を含有さ
せることができる。
In the present invention, additives which are generally added to the resist composition as additives, such as surfactants, storage stabilizers, sensitizers, anti-striation agents, low molecular weight phenol compounds, etc., are compatible additives. Agents can be included.

【0019】本発明の組成物において、前記式(1)で
表される構成単位を有する重合体は、放射線の照射によ
り酸発生剤から生成する酸の作用を受けて、被照射部分
の溶解度が変化する。本発明の組成物は、アルカリ現像
液を用いることにより、ポジ型レジストとして作用す
る。式(1)や(2)で表される構造単位を重合体中に
存在させることにより、耐ドライエッチング性や解像性
などのレジスト特性が向上するものと思われる。
In the composition of the present invention, the polymer having the constitutional unit represented by the above formula (1) undergoes the action of an acid generated from an acid generator upon irradiation with radiation, and has a solubility in an irradiated portion. Change. The composition of the present invention acts as a positive resist by using an alkaline developer. It is considered that the presence of the structural unit represented by the formula (1) or (2) in the polymer improves the resist properties such as dry etching resistance and resolution.

【0020】本発明のレジスト組成物はアルカリ現像液
として通常、アルカリ水溶液を用いるが、具体例として
は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリ
ウム、アンモニアなどの無機アルカリの水溶液;エチル
アミン、プロピルアミンなどの第一アミン類の水溶液;
ジエチルアミン、ジプロピルアミンなどの第二アミンの
水溶液;トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの第
三アミンの水溶液;ジエチルエタノールアミン、トリエ
タノールアミンなどのアルコールアミン類の水溶液;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、トリメチルヒドロキシメチル
アンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチ
ルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエ
チルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級アンモニウ
ムヒドロキシドの水溶液などが挙げられる。また、必要
に応じて、上記アルカリ水溶液にメタノール、エタノー
ル、プロパノール、エチレングリコールなどの水溶性有
機溶媒、界面活性剤、樹脂の溶解抑止剤などを添加する
ことができる。
In the resist composition of the present invention, an alkaline aqueous solution is usually used as an alkaline developing solution. Specific examples thereof include aqueous solutions of inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, and ammonia; ethylamine, propyl. Aqueous solutions of primary amines such as amines;
Aqueous solutions of secondary amines such as diethylamine and dipropylamine; aqueous solutions of tertiary amines such as trimethylamine and triethylamine; aqueous solutions of alcohol amines such as diethylethanolamine and triethanolamine; tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, Examples thereof include aqueous solutions of quaternary ammonium hydroxide such as trimethylhydroxymethylammonium hydroxide, triethylhydroxymethylammonium hydroxide and trimethylhydroxyethylammonium hydroxide. Further, if necessary, a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, or ethylene glycol, a surfactant, a resin dissolution inhibitor, or the like can be added to the alkaline aqueous solution.

【0021】本発明のレジスト組成物を溶剤に溶解させ
たレジスト溶液をシリコンウエハなどの基板表面に常法
により塗布した後、溶剤を乾燥除去することによりレジ
スト膜を形成することができる。このときの塗布方法と
しては、特にスピンコーティングが賞用される。このよ
うにして得られたレジスト膜にパターンを形成させるた
めの露光で用いられる露光源としては遠紫外線、KrF
エキシマレーザー光、X線、電子線などの電子線源が挙
げられる。更に、露光後に熱処理(露光後ベーク)を行
うと、感度の向上と安定化が図れるため好ましい。
A resist film can be formed by applying a resist solution prepared by dissolving the resist composition of the present invention in a solvent onto the surface of a substrate such as a silicon wafer by a conventional method and then removing the solvent by drying. As a coating method at this time, spin coating is particularly preferred. The exposure source used in the exposure for forming the pattern on the resist film thus obtained is deep ultraviolet ray, KrF
Examples of electron beam sources include excimer laser light, X-rays, and electron beams. Furthermore, it is preferable to perform heat treatment (post-exposure bake) after the exposure because the sensitivity can be improved and stabilized.

【0022】[0022]

【実施例】以下に参考例、合成例、実施例を挙げて本発
明をさらに具体的に説明する。なお、各例中の部及び%
は、特に断りのない限り重量基準である。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Reference Examples, Synthesis Examples and Examples. In addition, part and% in each example
Is weight basis unless otherwise specified.

【0023】(合成例1)4−(t−ブトキシカルボニ
ルメチルオキシ)スチレン/4−ヒドロキシスチレン/
t−ブチル メタクリレート重合体 重合工程 4−ビニルフェノール72.1g(0.60mol)、
t−ブチル メタクリレート17.1g(0.12mo
l)、アゾビスイソブチロニトリル 1.5g(0.0
09mol)、ジオキサン150mlを1リットルのフ
ラスコに仕込み、窒素気流下、80℃で20時間攪拌を
行った。得られた反応液を20リットルのキシレンに投
入し、生じた沈澱を濾過した。得られた固形分をジエチ
ルエーテル200mlに溶解させ、10リットルのn−
ヘキサンに投入し、生じた沈澱を濾過した(再沈操
作)。この再沈操作を3回繰り返したのち、乾燥し、2
6.3gの4−ヒドロキシスチレン/t−ブチルメタク
リレート重合体を得た。得られた重合体は、GPC分析
の結果、Mw=5,130であった。また、1H−NM
Rスペクトル解析の結果、4−ヒドロキシスチレン/t
−ブチルメタクリレートの重合比率は71/29であっ
た。
(Synthesis Example 1) 4- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene /
t-butyl methacrylate polymer polymerization step 4-vinylphenol 72.1 g (0.60 mol),
17.1 g of t-butyl methacrylate (0.12 mo
l), 1.5 g of azobisisobutyronitrile (0.0
(09 mol) and 150 ml of dioxane were charged into a 1-liter flask, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 20 hours under a nitrogen stream. The obtained reaction liquid was put into 20 liter of xylene, and the generated precipitate was filtered. The obtained solid content was dissolved in 200 ml of diethyl ether and 10 liter of n-
The mixture was poured into hexane and the resulting precipitate was filtered (reprecipitation operation). This reprecipitation operation was repeated 3 times and then dried,
6.3 g of 4-hydroxystyrene / t-butyl methacrylate polymer was obtained. As a result of GPC analysis, the obtained polymer was Mw = 5,130. Also, 1 H-NM
As a result of R spectrum analysis, 4-hydroxystyrene / t
The polymerization ratio of -butyl methacrylate was 71/29.

【0024】修飾工程 さきに得られた4−ヒドロキシスチレン/t−ブチルメ
タクリレート重合体23.6g、アセトン150mlを
500mlフラスコに仕込み、溶解させた。これにt−
ブチル ブロモアセテート7.2g(0.037mo
l)、無水炭酸カリウム6.9g(0.05ml)、ヨ
ウ化カリウム8.3g(0.05mol)を加え、50
℃で8時間攪拌を行った。得られた反応液から塩類を除
去した後、5リットルのn−ヘキサンに投入し、生じた
沈澱物を濾過した。得られた固形分をジエチルエーテル
100mlに溶解させ、5リットルのヘキサンに投入
し、生じた沈澱を濾過した(再沈操作)。この再沈操作
を2回繰り返した後、乾燥し、29.3gの4−(t−
ブトキシカルボニルメチルオキシ)スチレン/4−ヒド
ロキシスチレン/t−ブチル メタクリレート重合体を
得た。得られた重合体は、GPC分析の結果、Mw=
5,310であった。また、1H−NMRスペクトル解
析の結果、4−(t−ブトキシカルボニルメチルオキ
シ)スチレン/4−ヒドロキシスチレン/t−ブチルメ
タクリレートの重合比率は21/51/28であった。
Modification step 23.6 g of the 4-hydroxystyrene / t-butyl methacrylate polymer obtained above and 150 ml of acetone were charged into a 500 ml flask and dissolved. This is t-
Butyl bromoacetate 7.2g (0.037mo
1), anhydrous potassium carbonate 6.9 g (0.05 ml) and potassium iodide 8.3 g (0.05 mol) were added, and 50
The mixture was stirred at 0 ° C for 8 hours. After removing salts from the obtained reaction solution, the reaction solution was poured into 5 liters of n-hexane and the resulting precipitate was filtered. The obtained solid content was dissolved in 100 ml of diethyl ether, poured into 5 liters of hexane, and the generated precipitate was filtered (reprecipitation operation). After repeating this reprecipitation operation twice, it was dried and 29.3 g of 4- (t-
Butoxycarbonylmethyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / t-butyl methacrylate polymer was obtained. The obtained polymer was analyzed by GPC and Mw =
It was 5,310. As a result of 1 H-NMR spectrum analysis, the polymerization ratio of 4- (t-butoxycarbonylmethyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / t-butylmethacrylate was 21/51/28.

【0025】(合成例2)4−(t−アミルオキシカル
ボニルメチルオキシ)スチレン/4−ヒドロキシスチレ
ン/1−メチルシクロヘキシル メタクリレート重合体 重合工程 t−ブチル メタクリレートの代わりに1−メチルシク
ロヘキシル メタクリレート29.1g(0.16mo
l)とする以外は、合成例1の重合工程と同様に行
い、22.7gの4−ヒドロキシスチレン/1−メチル
シクロヘキシルメタクリレート重合体を得た。得られた
重合体は、GPC分析の結果、Mw=6,330であっ
た。また、1H−NMRスペクトル解析の結果、4−ヒ
ドロキシスチレン/1−メチルシクロヘキシル メタク
リレートの重合比率は64/36であった。 修飾工程 重合工程で得られた重合体を10.0gとし、t−ブチ
ル ブロモアセテートの代わりにt−アミルブロモアセ
テート2.63g(0.0126mol)とする以外
は、合成例1の修飾工程と同様に行い、1.05gの
4−(t−アミルオキシカルボニルメチルオキシ)スチ
レン/4−ヒドロキシスチレン/1−メチルシクロヘキ
シル メタクリレート重合体を得た。得られた重合体
は、GPC分析の結果、Mw=6,910であった。ま
た、1H−NMRスペクトル解析の結果、4−(t−ア
ミルオキシカルボニルメチルオキシ)スチレン/4−ヒ
ドロキシスチレン/1−メチルシクロヘキシル メタク
リレートの重合比率は17/45/38であった。
(Synthesis Example 2) 4- (t-amyloxycarbonylmethyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / 1-methylcyclohexyl methacrylate polymer polymerization step 19.1-methylcyclohexyl methacrylate 29.1 g instead of t-butyl methacrylate (0.16mo
2) g of 4-hydroxystyrene / 1-methylcyclohexyl methacrylate polymer was obtained in the same manner as in the polymerization step of Synthesis Example 1 except that the above was adopted. As a result of GPC analysis, the obtained polymer was Mw = 6,330. As a result of 1 H-NMR spectrum analysis, the polymerization ratio of 4-hydroxystyrene / 1-methylcyclohexyl methacrylate was 64/36. Modification step The same as the modification step of Synthesis Example 1 except that the polymer obtained in the polymerization step was 10.0 g, and t-amyl bromoacetate was 2.63 g (0.0126 mol) instead of t-butyl bromoacetate. Then, 1.05 g of 4- (t-amyloxycarbonylmethyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / 1-methylcyclohexyl methacrylate polymer was obtained. As a result of GPC analysis, the obtained polymer was Mw = 6,910. As a result of 1 H-NMR spectrum analysis, the polymerization ratio of 4- (t-amyloxycarbonylmethyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / 1-methylcyclohexyl methacrylate was 17/45/38.

【0026】(合成例3)4−(t−ブトキシカルボニ
ルオキシ)スチレン/4−ヒドロキシスチレン/1−メ
チルシクロヘキシル メタクリレート重合体a 合成例2の重合工程で得られた4−ヒドロキシスチレン
/1−メチルシクロヘキシル メタクリレート重合体1
0.0g、アセトン100mlを500mlのフラスコ
に仕込み溶解させ、これにジt−ブチル ジカーボネー
ト2.75g(0.0126mol)、無水炭酸カリウ
ム6.9g(0.05mol)を加え、50℃で8時間
攪拌した。以下、合成例1と同様の操作により10.9
gの4−(t−ブトキシカルボニルオキシ)スチレン/
4−ヒドロキシスチレン/t−ブチル メタクリレート
重合体aを得た。得られた重合体は、GPC分析の結
果、Mw=6,790であった。また、1H−NMRス
ペクトル解析の結果、4−(t−ブトキシカルボニルオ
キシ)スチレン/4−ヒドロキシスチレン/1−メチル
シクロヘキシル メタクリレートの重合比率は12/5
1/37であった。
(Synthesis Example 3) 4- (t-butoxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / 1-methylcyclohexyl methacrylate polymer a 4-hydroxystyrene / 1-methyl obtained in the polymerization step of Synthesis Example 2 Cyclohexyl methacrylate polymer 1
0.0 g and 100 ml of acetone were charged and dissolved in a 500 ml flask, 2.75 g (0.0126 mol) of di-t-butyl dicarbonate and 6.9 g (0.05 mol) of anhydrous potassium carbonate were added thereto, and the mixture was stirred at 8 ° C. at 8 ° C. Stir for hours. Thereafter, by the same operation as in Synthesis Example 1, 10.9
g of 4- (t-butoxycarbonyloxy) styrene /
4-Hydroxystyrene / t-butyl methacrylate polymer a was obtained. As a result of GPC analysis, the obtained polymer was Mw = 6,790. As a result of 1 H-NMR spectrum analysis, the polymerization ratio of 4- (t-butoxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / 1-methylcyclohexyl methacrylate was 12/5.
It was 1/37.

【0027】(合成例4)4−(t−ブトキシカルボニ
ルオキシ)スチレン/4−ヒドロキシスチレン/1−メ
チルシクロヘキシル メタクリレート重合体b 合成例2の重合工程で得られた4−ヒドロキシスチレン
/1−メチルシクロヘキシル メタクリレート重合体1
0.0g、アセトン100mlを500mlのナス型フ
ラスコに仕込み、溶解させ、これにジt−ブチル ジカ
ーボネート11.0g(0.05mol)、無水炭酸カ
リウム8.3g(0.06mol)を加え、50℃で8
時間攪拌した。以下、合成例1と同様の操作により1
1.8gの4−(t−ブトキシカルボニルオキシ)スチ
レン/4−ヒドロキシスチレン/1−メチルシクロヘキ
シル メタクリレート重合体bを得た。得られた重合体
は、GPC分析の結果、Mw=8,190であった。ま
た、1H−NMRスペクトル解析の結果、4−(t−ブ
トキシカルボニルオキシ)スチレン/4−ヒドロキシス
チレン/1−メチルシクロヘキシル メタクリレートの
重合比率は48/16/36であった
(Synthesis Example 4) 4- (t-butoxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / 1-methylcyclohexyl methacrylate polymer b 4-hydroxystyrene / 1-methyl obtained in the polymerization step of Synthesis Example 2 Cyclohexyl methacrylate polymer 1
Into a 500 ml eggplant-shaped flask, 0.0 g and 100 ml of acetone were charged and dissolved, to which 11.0 g (0.05 mol) of di-t-butyl dicarbonate and 8.3 g (0.06 mol) of anhydrous potassium carbonate were added, and 50 8 at ℃
Stir for hours. Thereafter, the same operation as in Synthesis Example 1
1.8 g of 4- (t-butoxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / 1-methylcyclohexyl methacrylate polymer b was obtained. As a result of GPC analysis, the obtained polymer was Mw = 8,190. As a result of 1 H-NMR spectrum analysis, the polymerization ratio of 4- (t-butoxycarbonyloxy) styrene / 4-hydroxystyrene / 1-methylcyclohexyl methacrylate was 48/16/36.

【0028】(実施例1〜4)上記合成例1〜4で得た
重合体100部、酸発生剤としてトリフェニルスルホニ
ウムトリフレート5部、フッ素系界面活性剤0.01部
を乳酸エチル440部に溶解させ、0.1μmのポリテ
トラフルオロエチレン製フィルター(ミリポア社製)で
濾過してレジスト溶液を調製した。このレジスト溶液を
シリコンウエハ上にスピンコートした後、110℃で9
0秒間のベークを行うことにより膜厚1.0μmのレジ
スト膜を形成した。このウエハをKrFエキシマーステ
ッパー(NA=0.45)とテスト用レクチルを用いて
露光を行った。ついで、90℃で60秒間のベークを行
った後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液
で1分間の浸漬現象を行い、ポジ型パターンを得た。こ
れらのレジスト膜の感度と露光の適性化により得られた
良好なパターンを示したときの解像性を表1に示す。更
に、パターン形成されたウエハをドライエッチング装置
(日電アネルバ社製、DEM451T)を用いてパワー
300W、圧力0.03Torr、ガスCF4/H2、周
波数13.56MHgでエッチングしたところ、合成例
1〜3の重合体を用いたウエハでもパターンのなかった
ところのみエッチングされ、合成例4でもほとんどがエ
ッチングされていることがわかった。また、エッチング
後のレジストパターンを観察すると、ほぼエッチング前
の形状を維持していた。
(Examples 1 to 4) 100 parts of the polymers obtained in the above Synthesis Examples 1 to 4, 5 parts of triphenylsulfonium triflate as an acid generator, 0.01 part of a fluorine-containing surfactant and 440 parts of ethyl lactate. And was filtered through a 0.1 μm polytetrafluoroethylene filter (manufactured by Millipore) to prepare a resist solution. After spin-coating this resist solution on a silicon wafer,
A resist film having a thickness of 1.0 μm was formed by baking for 0 seconds. This wafer was exposed using a KrF excimer stepper (NA = 0.45) and a test reticle. Then, after baking at 90 ° C. for 60 seconds, an immersion phenomenon with an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was carried out for 1 minute to obtain a positive pattern. Table 1 shows the sensitivities of these resist films and the resolution when a good pattern obtained by optimizing the exposure is shown. Further, the patterned wafer was etched with a dry etching device (DEM451T manufactured by Nichiden Anelva) at a power of 300 W, a pressure of 0.03 Torr, a gas CF 4 / H 2 , and a frequency of 13.56 MHg. It was found that even the wafer using the polymer of 3 was etched only where there was no pattern, and most of Synthesis example 4 was also etched. Further, when the resist pattern after etching was observed, the shape before etching was almost maintained.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【発明の効果】かくして本発明によれば、感度、解像
性、耐エッチング性などのレジスト特性に優れ、波長の
短い遠紫外線やKrFエキシマレーザー光を用いるリソ
グラフィーに適したレジスト材料が得られる。本発明の
レジスト組成物は、特に半導体素子の微細加工用ポジ型
レジストとして好適である。
As described above, according to the present invention, a resist material having excellent resist properties such as sensitivity, resolution and etching resistance and suitable for lithography using deep ultraviolet rays having a short wavelength or KrF excimer laser light can be obtained. The resist composition of the present invention is particularly suitable as a positive resist for fine processing of semiconductor devices.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式(1)、(2)および(3) 【化1】 【化2】 【化3】 (式(1)〜(3)中、R1〜R3はそれぞれ独立に水素
原子、炭素数1〜4の置換可アルキル基、ハロゲン原
子、シアノ基、ニトロ基であり、R4は次式(4)また
は(5) 【化4】 【化5】 (式(4)および(5)中、R6〜R13はそれぞれ独立
して水素原子、直鎖、分岐または環状の炭素数1〜8の
置換可アルキル基、置換可アルケニル基、置換可アリー
ル基であり、またR6とR7、R11とR12は、それぞれ結
合して環を形成していてもよい。)であり、R5は直
鎖、分岐または環状の炭素数1〜8の置換可アルキル
基、置換可アルケニル基、置換可アリール基である。式
(1)、(2)、(3)で表される単位の比率は、k、
m、nで表され、k+m+n=1、0<k<0.95、
0<m<0.95、0.05≦n≦0.6、0.1≦k
/(k+m)<1である。)で表される構造単位を有す
る重合体と活性化放射線に照射されると酸を生成する放
射線官能性成分とを含むことを特徴とするレジスト組成
物。
1. General formulas (1), (2) and (3): Embedded image Embedded image (In the formulas (1) to (3), R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group or a nitro group, and R 4 is the following formula. (4) or (5) Embedded image (In the formulas (4) and (5), R 6 to R 13 are each independently a hydrogen atom, a linear, branched, or cyclic C 1-8 substituted alkyl group, a substituted alkenyl group, or a substituted aryl. R 6 and R 7 , R 11 and R 12 may be bonded to each other to form a ring), and R 5 is a linear, branched or cyclic C 1 to C 8 group. Is a substituted alkyl group, a substituted alkenyl group, or a substituted aryl group. The ratio of the units represented by the formulas (1), (2) and (3) is k,
is represented by m and n, k + m + n = 1, 0 <k <0.95,
0 <m <0.95, 0.05 ≦ n ≦ 0.6, 0.1 ≦ k
/ (K + m) <1. ) A resist composition comprising a polymer having a structural unit represented by the formula (1) and a radiation functional component which generates an acid when exposed to activating radiation.
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