JPH1010752A - Pattern forming method - Google Patents

Pattern forming method

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Publication number
JPH1010752A
JPH1010752A JP8167810A JP16781096A JPH1010752A JP H1010752 A JPH1010752 A JP H1010752A JP 8167810 A JP8167810 A JP 8167810A JP 16781096 A JP16781096 A JP 16781096A JP H1010752 A JPH1010752 A JP H1010752A
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JP
Japan
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group
ether
ester
resist film
compound
Prior art date
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Application number
JP8167810A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naomi Shinoda
直美 信田
Toru Gokochi
透 後河内
Kouji Asakawa
鋼児 浅川
Makoto Nakase
真 中瀬
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH1010752A publication Critical patent/JPH1010752A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a resolution and to enable dry development by exposing a resist film containing an aliphatic compd. for a pattern, sililating and developing with O2 plasma. SOLUTION: A resist film comprising a photosensitive compsn. containing an aliphatic compd., especially compd. having a terpenoid skelton or alicyclic skelton is formed on a substrate and exposed for patterning. Then the resist film is subjected to sililation to make difference of the silicon density between in the exposed part and in the nonexposed part. The film is subjected to dry development by oxygen plasma etching to selectively remove the area having low silicon density. As for the compd. having a terpenoid skelton, hydrocarbons having a C5 H8 structure as the basic compsn. almost according to the isoprene low can be used, or oxygen-contg. compds. derived from these hydrocarbons, compds. having different unsaturation degrees or derivs. of these compds. can be used. As for the alicyclic skelton, any monocyclic or polycyclic skeltons may be used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レジストパターン
の形成方法に係り、特に、半導体製造プロセスのリソグ
ラフィーにおいて現像液を用いることなく、酸素プラズ
マエッチング等によるドライ現像によってパターンを形
成する方法に関する。
The present invention relates to a method for forming a resist pattern, and more particularly to a method for forming a pattern by dry development using oxygen plasma etching or the like without using a developing solution in lithography in a semiconductor manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】レジストパターンを形成するに当たって
は、従来より、有機溶剤などを現像液として用いたウエ
ット現像と呼ばれる方法が採用されている。現像液を用
いてレジスト膜を現像する場合には、現像時にレジスト
膜の膨潤や収縮が生じるため、解像力の低下や微細パタ
ーンの寸法を制御することが困難となり、結果として、
歩留まりや信頼性が低下してしまう。そこで、現像時に
膨潤現像のない、ドライ現像の可能なレジスト材料に対
する要望が高まりつつある。一方、半導体プロセスの面
から見ても、CVDやエッチングにおいてはプラズマを
用いたドライプロセスが確立されているので、製造プロ
セス全体にわたってドライ化を確立する点からも、ドラ
イ現像レジストプロセスが望まれている。
2. Description of the Related Art In forming a resist pattern, a method called wet development using an organic solvent or the like as a developing solution has conventionally been adopted. When developing the resist film using a developing solution, since the resist film swells and contracts during development, it becomes difficult to control the resolution and decrease the size of the fine pattern, and as a result,
Yield and reliability are reduced. Therefore, there is an increasing demand for a resist material capable of dry development without swelling development during development. On the other hand, from the viewpoint of the semiconductor process, since a dry process using plasma is established in CVD and etching, a dry development resist process is desired from the viewpoint of establishing a dry process throughout the manufacturing process. I have.

【0003】また、大集積回路の高集積化には回路パタ
ーンの微細化を欠くことができず、このためには、まず
露光装置の解像度を高めることが必要である。解像度
は、γ/NA(ただし、γは露光光の波長であり、NA
レンズの開口数である。)に比例するので、露光光の波
長を短くし、レンズの開口数を大きくすることによって
解像度を高めている。一方、露光装置の焦点震度はγ/
(NA)2 に比例するので、解像度を高めると必然的に
焦点深度が浅くなってしまう。
[0003] Further, miniaturization of circuit patterns is indispensable for high integration of large integrated circuits. For this purpose, it is necessary to increase the resolution of an exposure apparatus first. The resolution is γ / NA (where γ is the wavelength of the exposure light and NA
The numerical aperture of the lens. ), The resolution is increased by shortening the wavelength of the exposure light and increasing the numerical aperture of the lens. On the other hand, the focal intensity of the exposure device is γ /
Since it is proportional to (NA) 2 , increasing the resolution inevitably reduces the depth of focus.

【0004】なお、段差を有する下地層の上に形成され
たレジスト膜の厚さは不均一になるので、例えば膜厚の
薄い領域に焦点を合わせると、焦点深度が浅い場合には
厚い領域における解像度は低下する。これを解消するた
めに、写像と平滑化とをそれぞれ別の膜に受け持たせた
多層レジスト法が開発された。この方法を用いることに
より解像度の低下を抑制することができるものの、成膜
の工程数が多くなり、経済的負担が増大することにな
る。そこで、単層でしかも二層レジスト法の効果が得ら
れる、選択的シリル化法を用いたレジストマスクのパタ
ーン形成方法が注目されるようになった。
Since the thickness of a resist film formed on an underlayer having a step becomes non-uniform, for example, when focusing is performed on a region having a small thickness, if the depth of focus is shallow, the region on a thick region may be formed. Resolution decreases. In order to solve this problem, a multilayer resist method has been developed in which mapping and smoothing are assigned to different films. Although the resolution can be suppressed from being lowered by using this method, the number of film forming steps is increased and the economic burden is increased. Therefore, a method of forming a resist mask pattern using a selective silylation method, which can obtain the effects of a single-layer and two-layer resist method, has attracted attention.

【0005】なお、シリル化とは、OH基を有する樹脂
にヘキサメチルジシラザン等のシリル化剤を接触させ
て、樹脂にシリル基を結合させる方法であり、従来は次
のようにしてパターンの形成が行なわれている。まず、
OH基を有する樹脂にナフトキノンジアジド基を含む感
光剤が配合されているレジストを基板に塗布してレジス
ト膜を形成し、所定のマスクを介してこのレジスト膜に
パターン露光を施す。次いで、露光後のレジスト膜にヘ
キサメチルジシラザンを接触させて、レジスト膜の露光
部を選択的にシリル化する。最後に、O2 プラズマエッ
チング装置を用いてドライ現像を行なって、未露光部の
シリル化されていないレジスト膜を除去することにより
パターニングされたレジストマスクが得られる。
[0005] The silylation is a method in which a silylating agent such as hexamethyldisilazane is brought into contact with a resin having an OH group to bond the silyl group to the resin. The formation is taking place. First,
A resist in which a photosensitive agent containing a naphthoquinonediazide group is mixed with a resin having an OH group is applied to a substrate to form a resist film, and the resist film is subjected to pattern exposure through a predetermined mask. Next, hexamethyldisilazane is brought into contact with the exposed resist film to selectively silylate the exposed portion of the resist film. Finally, dry development is performed using an O 2 plasma etching apparatus to remove a non-silylated resist film in an unexposed portion, thereby obtaining a patterned resist mask.

【0006】なお通常、上層レジストとしては、ノボラ
ック樹脂をベースとしたレジストが用いられており、こ
のレジストの分子構造に含まれるOH基にシリル化剤が
直接反応して、シリル基が導入されたノボラック系レジ
ストが形成される。
In general, a novolak resin-based resist is used as the upper resist, and a silylating agent directly reacts with an OH group contained in the molecular structure of the resist to introduce the silyl group. A novolak-based resist is formed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】最近では、上層レジス
トの性能向上を目的として、ノボラック系樹脂の分子構
造に側壁を導入するなどの改良が行われ、パターンの上
層レジストなどに用いられるレジストベースの分子構造
が複雑になっている。そのため立体構造が大変複雑にな
り、ノボラック系樹脂は容易にシリル化できないという
問題があった。
Recently, for the purpose of improving the performance of the upper resist, improvements have been made such as introduction of side walls into the molecular structure of the novolak resin, and the resist base used for the upper resist of the pattern has been improved. The molecular structure is complicated. Therefore, the three-dimensional structure becomes very complicated, and there is a problem that the novolak resin cannot be easily silylated.

【0008】すなわち、シリル化後のレジスト膜は、O
2 ガスプラズマを用いたRIEエッチングに供されるの
で、このエッチングに対する充分な耐性を得るまでノボ
ラック系樹脂にシリル基を導入しなければならない。こ
のためには、120〜150℃以上の高温下でシリル化
反応を行なう必要があるものの、シリル化の温度が高く
なるとレジストパターンが流動して変形したり、本来シ
リル化を抑制すべき未露光部においてもシリル化が進行
して選択性が消失したり、さらにはレジストのアローを
生じるという問題があった。
That is, after the silylation of the resist film,
Since it is subjected to RIE etching using two- gas plasma, silyl groups must be introduced into the novolak resin until sufficient resistance to this etching is obtained. For this purpose, the silylation reaction needs to be performed at a high temperature of 120 to 150 ° C. or higher. However, when the silylation temperature is increased, the resist pattern flows and deforms, In some parts, the silylation progresses and the selectivity is lost, and furthermore, there is a problem that a resist arrow occurs.

【0009】そこで、本発明は、高密度の半導体素子の
微細加工に適し、解像力に優れ、かつ、微細加工プロセ
スの全ドライ化を実現するドライ現像が可能なパターン
形成方法を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a pattern forming method which is suitable for fine processing of a high-density semiconductor device, has excellent resolution, and is capable of dry development which realizes all dry processing of the fine processing. And

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、O2 プラ
ズマによるドライ現像によってパターンを得るレジスト
材料、およびプロセスについて鋭意検討を行なった結
果、脂肪族化合物、特にメンチル基を骨格中に有する化
合物を含むレジスト膜に対してパターン露光を施し、シ
リル化を行なった後、O2 プラズマ現像を行なうことに
より、線幅のばらつきが少ない超微細パターンを、高い
解像度で形成可能となることを見出した。本発明は、か
かる知見に基づいて成されたものである。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies on a resist material for obtaining a pattern by dry development using O 2 plasma and a process, and as a result, have found that an aliphatic compound, particularly a menthyl group, is contained in the skeleton. After conducting pattern exposure on a resist film containing a compound, performing silylation, and then performing O 2 plasma development, it was discovered that an ultrafine pattern with small line width variations can be formed with high resolution. Was. The present invention has been made based on such findings.

【0011】すなわち、本発明は、脂肪族化合物を含有
する感光性組成物からなるレジスト膜を基板上に形成す
る工程と、前記レジスト膜に対してパターン露光を施す
工程と、前記パターン露光後のレジスト膜にシリル化処
理を施す工程と、前記シリル化処理が施されたレジスト
膜にドライ現像を行なう工程とを具備するパターン形成
方法を提供する。
That is, the present invention provides a step of forming a resist film comprising a photosensitive composition containing an aliphatic compound on a substrate, a step of subjecting the resist film to pattern exposure, There is provided a pattern forming method including a step of performing a silylation treatment on a resist film and a step of performing dry development on the resist film subjected to the silylation treatment.

【0012】より具体的には、脂肪族化合物、特にテル
ペノイド骨格や脂環式骨格を有する化合物を含有する感
光性組成物からなるレジスト膜を基板上に形成して、こ
のレジスト膜に対してパターン露光を施し、その後レジ
スト膜にシリル化処理を施して露光部と未露光部とのシ
リコン濃度に差異を設け、酸素プラズマエッチングによ
るドライ現像を行なってシリコン濃度の低い領域を選択
的に除去するパターン形成方法である。
More specifically, a resist film made of a photosensitive composition containing an aliphatic compound, particularly a compound having a terpenoid skeleton or an alicyclic skeleton is formed on a substrate, and a pattern is formed on the resist film. A pattern in which the resist film is exposed and then subjected to a silylation process to provide a difference in the silicon concentration between the exposed and unexposed portions, and is subjected to dry development by oxygen plasma etching to selectively remove regions having a low silicon concentration. It is a forming method.

【0013】以下、本発明のパターン形成方法を説明す
る。
Hereinafter, the pattern forming method of the present invention will be described.

【0014】本発明のパターン形成方法において用いら
れる感光性組成物は、脂肪族化合物、特にテルペノイド
骨格または脂環式骨格を有する化合物を含有するもので
あり、まず、このような感光性組成物について詳細に説
明する。
The photosensitive composition used in the pattern forming method of the present invention contains an aliphatic compound, in particular, a compound having a terpenoid skeleton or an alicyclic skeleton. This will be described in detail.

【0015】感光性組成物の具体例としては、露光によ
って主鎖が切断され得る樹脂や、露光によって溶解度が
向上する化合物を含有する樹脂組成物(ネガ型レジス
ト)、露光によって架橋し得る樹脂や、露光によって溶
解性が低下する化合物を含有する樹脂組成物(ポジ型レ
ジスト)が挙げられる。
Specific examples of the photosensitive composition include a resin whose main chain can be cut by exposure, a resin composition containing a compound whose solubility is improved by exposure (negative resist), and a resin which can be crosslinked by exposure. And a resin composition (positive resist) containing a compound whose solubility is reduced by exposure to light.

【0016】また、露光後、光化学反応を熱反応によっ
て増幅する化学増幅型レジストが有効である。
Further, a chemically amplified resist which amplifies a photochemical reaction by a thermal reaction after exposure is effective.

【0017】ネガ型の化学増幅型レジストとしては、露
光によって酸を発生し得る光酸発生剤と称される化合
物、および酸により分解し得る結合を少なくとも1つ有
する化合物、例えば、溶解抑止基を有する化合物、さら
に、必要に応じて、アルカリ可溶性樹脂を含有する感光
性組成物が挙げられる。
The negative chemically amplified resist includes a compound called a photoacid generator capable of generating an acid upon exposure and a compound having at least one bond decomposable by an acid, for example, a dissolution inhibiting group. Compounds, and, if necessary, a photosensitive composition containing an alkali-soluble resin.

【0018】ポジ型の化学増幅型レジストとしては、光
酸発生剤、アルカリ可溶性の樹脂、および酸によって前
記樹脂成分を架橋し得る化合物、または酸によって溶解
度が低下する化合物を含有する感光性組成物が挙げられ
る。
Examples of the positive chemically amplified resist include a photosensitive composition containing a photoacid generator, an alkali-soluble resin, and a compound capable of crosslinking the resin component with an acid or a compound whose solubility is reduced with an acid. Is mentioned.

【0019】本発明で用いられる感光性組成物は、この
ような感光性組成物を構成する化合物の骨格、例えば樹
脂成分の主鎖または側鎖、感光剤成分、または光酸発生
剤等の各成分の骨格中にテルペノイド骨格、または脂環
式骨格を有する基を含むものである。
The photosensitive composition used in the present invention comprises a skeleton of a compound constituting such a photosensitive composition, for example, a main chain or a side chain of a resin component, a photosensitive agent component, or a photoacid generator. The skeleton of the component contains a terpenoid skeleton or a group having an alicyclic skeleton.

【0020】テルペノイド骨格を有する化合物とは、ほ
ぼイソプレン則に適合し、C5 8を基本組成とする炭
化水素、および、その炭化水素から導かれる含酸素化合
物、並びに不飽和度を異にする化合物、あるいは前記化
合物の誘導体であって、上記感光性組成物の成分として
使用できる化合物である。
A compound having a terpenoid skeleton substantially conforms to the isoprene rule, and differs in hydrocarbons having a basic composition of C 5 H 8 , oxygen-containing compounds derived from the hydrocarbons, and degrees of unsaturation. A compound or a derivative of the compound, which can be used as a component of the photosensitive composition.

【0021】前記炭化水素、およびそれから導かれる含
酸素化合物、並びに不飽和度を異にする化合物として
は、具体的には、ミルセン、カレン、オシメン、ピネ
ン、リモネン、カンフェン、テルピノレン、トリシクレ
ン、テルピネン、フェンチェン、フェランドレン、シル
ベストレン、サビネン、シトロネロール、ピノカンフェ
オール、ゲラニオール、フェンチルアルコール、ネロー
ル、ボルネオール、リナロール、メントール、テネピネ
オール、カルベオール、ツイルアルコール、シトロネラ
ール、ヨノン、イロン、シネロール、シトラール、メン
トン、ピノール、シクロシトラール、カルボメントン、
アスカリドール、サフラナール、カルボタナセトン、フ
ェランドラール、ピメリテノン、シトロネロル酸、ペリ
ルアルデヒド、ツヨン、カロン、ダゲトン、ショウノ
ウ、ビサボレン、サンタレン、ジンギベレン、カリオフ
ィレン、クルクメン、セドレン、カジネン、ロンギホレ
ン、セスキベニヘン、ファルネソール、バチュリアルコ
ール、ネロリドール、カロトール、カジノール、ランセ
オール、オイデスモール、セドロール、グアヨール、ケ
ッソグリコール、シペロン、ヒノキ酸、エレモフィロ
ン、サンタル酸、ゼルンボン、カンホレン、ポドカルプ
レン、ミレン、フィロクラデン、トタレン、フィトー
ル、スクラレオール、マノール、ヒノキオール、フェル
ギノール、トタロール、スギオール、ケトマノイルオキ
シド、マノイルオキシド、アビエチン酸、ピマル酸、ネ
オアビエチン酸、レボピマル酸、イソ−d−ピマル酸、
アガテンジカルボン酸、ルベニン酸、トリテルペン、お
よびカロチノイドなどの骨格を構造内に有する化合物が
挙げられる。
Examples of the hydrocarbon, the oxygen-containing compound derived therefrom, and the compound having a different degree of unsaturation include myrcene, kalen, ocimene, pinene, limonene, camphene, terpinolene, tricyclene, terpinene, Fenchen, Ferrandrene, Silvestren, Sabinen, Citronellol, Pinocamperol, Geraniol, Fentyl Alcohol, Nerol, Borneol, Linalool, Menthol, Tenepineol, Carveol, Twill Alcohol, Citronellal, Yonon, Iron, Cinerol, Citral, Mentone , Pinol, cyclocitral, carbomentone,
Ascaridol, safranal, carbotanaceton, ferrandral, pimelitenone, citronellolic acid, perilaldehyde, thuyon, caron, dageton, camphor, bisabolene, santalen, zingiberen, cariophyllene, curcumen, cedren, casinen, longifolene, sesquibenijen, falsol, falsol Nerolidol, carotol, casinols, lanseol, oidesmol, cedrol, guayol, kessoglycol, cyperone, hinoki acid, eremofilone, santalic acid, zerumbong, camphoren, podocarprene, millen, phylocladen, totalen, phytol, sclareol, manol, hinokiol , Ferruginol, totarol, sugiol, ketomanoyl oxide, manoyl oxide Abietic acid, pimaric acid, neoabietic acid, levopimaric acid, iso -d- pimaric acid,
Examples thereof include compounds having a skeleton such as agatendicarboxylic acid, rubenic acid, triterpene, and carotenoid in the structure.

【0022】また、脂環式骨格としては、単環式骨格お
よび多環式骨格のいずれであってもよく、本発明におい
ては、前述のような骨格を有する化合物を感光性組成物
の成分に変成して用いる。
The alicyclic skeleton may be either a monocyclic skeleton or a polycyclic skeleton. In the present invention, a compound having the above skeleton is used as a component of the photosensitive composition. Modified and used.

【0023】テルペノイド骨格を有する化合物を感光性
組成物における樹脂成分として用いる場合、よりドライ
エッチング耐性を高めるにはメンチル基またはメンチル
誘導体基を有するポリマーが好ましい。これは、メンチ
ル基などは、環構造を有するので一方の炭素−炭素結合
が切れても、他方の結合が残るためであると考えられ
る。また、メンチル基またはメンチル誘導体基を含有す
る化合物がキラルであることに基づく効果や、イソプロ
ピル基、メチル基などのアルキル置換基がメンチル基上
に存在することに起因する立体効果もあると考えられ
る。さらに、置換基の存在は、より環の配座の安定化に
寄与するため、これも影響していると考えられる。しか
も、メンチル基またはメンチル誘導体基を有するポリマ
ーの原料となるメントール(C1020O)は、容易に入
手可能、安全で安価、かつ化学的に非常に安定である。
When a compound having a terpenoid skeleton is used as a resin component in the photosensitive composition, a polymer having a menthyl group or a menthyl derivative group is preferable for further improving dry etching resistance. This is considered to be because a menthyl group or the like has a ring structure, so that even if one carbon-carbon bond is broken, the other bond remains. It is also considered that there is an effect based on the fact that the compound containing the menthyl group or the menthyl derivative group is chiral, and a steric effect resulting from the presence of an alkyl substituent such as an isopropyl group or a methyl group on the menthyl group. . Furthermore, the presence of the substituent contributes more to the stabilization of the ring conformation, and this is considered to have an effect. In addition, menthol (C 10 H 20 O), which is a raw material for a polymer having a menthyl group or a menthyl derivative group, is easily available, safe, inexpensive, and chemically very stable.

【0024】以下、メンチル基またはメンチル誘導体基
を例に挙げて、本発明で用いられる感光性組成物におけ
るテルペノイド骨格または脂環式骨格を有する化合物を
詳細に説明する。
Hereinafter, the compound having a terpenoid skeleton or an alicyclic skeleton in the photosensitive composition used in the present invention will be described in detail using a menthyl group or a menthyl derivative group as an example.

【0025】なお、メンチル基またはメンチル誘導体基
は、下記化1に示す一般式(1)で表される。
The menthyl group or the menthyl derivative group is represented by the following general formula (1).

【0026】[0026]

【化1】 Embedded image

【0027】(上記一般式(1)中、R1 は、互いに同
一であっても異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン
原子、炭化水素基、水酸基、アルコキシル基、アミノ
基、イミド基、アミド基、カルボキシル基、アルコキシ
カルボニル基、カルボニル基、スルホンアミド基、スル
ホニル基であり、R1 同士は、互いに結合して環を形成
していてもよい。) なお、上記一般式(1)において炭化水素基は、脂肪族
基または芳香族基のいずれでもよく、さらに、窒素原
子、酸素原子、硫黄原子、リンなどのヘテロ原子で置換
されていてもよく、何等限定されない。前記脂肪族基
は、飽和していても不飽和結合を含んでいてもよく、直
鎖または枝分かれしていてもよい。さらに、前記脂肪族
基は、環状化合物を含むこともできる。また、前記芳香
族基は、無置換であっても、前記芳香族基で置換されて
いてもよい。
(In the general formula (1), R 1 may be the same or different, and may be a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, a hydroxyl group, an alkoxyl group, an amino group, an imide group, an amide group, R 1 may be bonded to each other to form a ring.) In the general formula (1), R 1 may be a ring, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carbonyl group, a sulfonamide group, or a sulfonyl group. The hydrogen group may be an aliphatic group or an aromatic group, and may be substituted with a hetero atom such as a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and phosphorus, and is not limited at all. The aliphatic group may be saturated or contain an unsaturated bond, and may be linear or branched. Further, the aliphatic group may include a cyclic compound. Further, the aromatic group may be unsubstituted or substituted with the aromatic group.

【0028】また、R1 がアミノ基、カルボキシル基、
水酸基の場合には、その水素原子は、前述の炭化水素基
1 で置換されていてもよい。
R 1 is an amino group, a carboxyl group,
In the case of a hydroxyl group, its hydrogen atom may be substituted by the aforementioned hydrocarbon group R 1 .

【0029】前記一般式(1)で表されるメンチル基ま
たはメンチル誘導体基としては、例えば、8−ブチルメ
ンチル基、8−β−ナフチルメンチル基、8−α−ナフ
チルメンチル基等が挙げられる。メンチル基およびその
誘導体は、ポリマーのいずれの部分に存在していてもよ
く、特に限定されない。
The menthyl group or the menthyl derivative group represented by the general formula (1) includes, for example, 8-butylmenthyl group, 8-β-naphthylmenthyl group, 8-α-naphthylmenthyl group and the like. The menthyl group and its derivative may be present in any part of the polymer and are not particularly limited.

【0030】脂環式骨格またはテルペノイド骨格を有す
る基を含むポリマーを得るには、より一般的には、重合
性二重結合を有する化合物の側鎖として前述の基を導入
し、脂環式骨格を有する基またはテルペノイド骨格を有
する基を得て、さらに単重合または共重合させればよ
い。
In order to obtain a polymer containing a group having an alicyclic skeleton or a terpenoid skeleton, more generally, the above-mentioned group is introduced as a side chain of a compound having a polymerizable double bond, and the alicyclic skeleton is introduced. Or a group having a terpenoid skeleton may be obtained and further homopolymerized or copolymerized.

【0031】感光性組成物中の脂環式骨格を有する基、
またはテルペノイド骨格を有する基を含む化合物の量
は、少なくとも10重量%以上95重量%以下であるこ
とが好ましい。この理由は、当該化合物の量が10重量
%未満であるとレジスト膜の露光部と未露光部とのシリ
ル化の選択性が低下し、逆に95重量%以上であると、
シリル化の感度が低下する恐れがあるためである。上記
脂環式骨格を有する基、またはテルペノイド骨格を有す
る基を骨格に有する化合物のより好ましい量は、20〜
70重量%であり、最も好ましくは25〜70重量%で
ある。
A group having an alicyclic skeleton in the photosensitive composition,
Alternatively, the amount of the compound containing a group having a terpenoid skeleton is preferably at least 10% by weight to 95% by weight. The reason for this is that if the amount of the compound is less than 10% by weight, the selectivity of silylation between the exposed part and the unexposed part of the resist film is reduced. Conversely, if the amount is 95% by weight or more,
This is because the sensitivity of silylation may decrease. The more preferable amount of the compound having a group having an alicyclic skeleton or a group having a terpenoid skeleton in the skeleton is 20 to 20.
70% by weight, most preferably 25-70% by weight.

【0032】なお、本発明のパターン形成方法で用いら
れる感光性組成物においては、脂環式骨格を有する基ま
たはテルペノイド骨格を有する化合物は、組成物中の任
意の成分中に存在させることができる。したがって、こ
れらの基が、例えば光酸発生剤中に存在する場合でも、
その量は、感光性組成物の固形分中で、最終的に前述の
範囲であることが好ましい。
In the photosensitive composition used in the pattern forming method of the present invention, the group having an alicyclic skeleton or the compound having a terpenoid skeleton can be present in any component of the composition. . Thus, even when these groups are present, for example, in a photoacid generator,
The amount is preferably within the above-mentioned range finally in the solid content of the photosensitive composition.

【0033】さらに、脂環式骨格を有する基またはテル
ペノイド骨格を有する基を有する化合物は、ビニル系化
合物と共重合させて感光性組成物の樹脂成分として用い
ることがより好ましい。特にメタクリル酸エステルやア
クリル酸エステルを用いた場合には溶解性が向上するた
め、感光性組成物の高解像度化を達成することができ
る。
Further, a compound having a group having an alicyclic skeleton or a group having a terpenoid skeleton is more preferably copolymerized with a vinyl compound and used as a resin component of the photosensitive composition. In particular, when a methacrylic acid ester or an acrylic acid ester is used, the solubility is improved, so that a higher resolution of the photosensitive composition can be achieved.

【0034】ビニル系化合物としては、例えば、メチル
アクリレート、メチルメタクリレート、α−クロロアク
リレート、シアノアクリレート、トリフルオロメチルア
クリレート、α−メチルスチレン、トリメチルシリルア
クリレート、トリメチルシリルメタクリレート、トリメ
チルシリルα−クロロアクリレート、トリメチルシリル
メチルα−クロロアクリレート、マレイン酸、フマル
酸、無水マレイン酸、テトラヒドロピラニルアクリレー
ト、テトラヒドロピラニルメタクリレート、テトラヒド
ロピラニルα−クロロアクリレート、t−ブチルアクリ
レート、t−ブチルメタクリレート、t−ブチルα−ク
ロロアクリレート、ブタジエン、グリシジルアクリレー
ト、グリシジルメタクリレート、イソボルニルアクリレ
ート、イソボルニルメタクリレート、メンチルアクリレ
ート、メンチルメタクリレート、ノルボルニルアクリレ
ート、ノルボルニルメタクリレート、アダマンチルアク
リレート、アダマンチルメタクリレート、アリルアクリ
レートおよびアリルメタクリレート等が挙げられる。
Examples of the vinyl compound include methyl acrylate, methyl methacrylate, α-chloroacrylate, cyanoacrylate, trifluoromethyl acrylate, α-methylstyrene, trimethylsilyl acrylate, trimethylsilyl methacrylate, trimethylsilyl α-chloroacrylate, and trimethylsilylmethyl α. -Chloroacrylate, maleic acid, fumaric acid, maleic anhydride, tetrahydropyranyl acrylate, tetrahydropyranyl methacrylate, tetrahydropyranyl α-chloroacrylate, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, t-butyl α-chloroacrylate, Butadiene, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, isobornyl acrylate, isobornyl meth Relate, menthyl acrylate, menthyl methacrylate, norbornyl acrylate, norbornyl methacrylate, adamantyl acrylate, adamantyl methacrylate, allyl acrylate and allyl methacrylate.

【0035】特に、共重合組成が、メチルメタクリレー
ト、α−クロロメタクリレート、トリフルオロエチルα
−クロロアクリレート、トリフルオロメチルアクリレー
ト、オレフィンスルホン酸などのアクリル系化合物の場
合には、形成されたレジスト膜に対しパターン露光、シ
リル化、およびドライ現像を施すことによって、ネガ型
レジストとして好ましく用いることができる。この場合
には、ベース樹脂として、前記一般式(1)で表される
構造を側鎖に有するビニル系、あるいは下記化2に示す
一般式(2)で表されるアクリル系化合物と、酸により
分解する基を有するモノマとの共重合体が好ましい。
Particularly, when the copolymer composition is methyl methacrylate, α-chloromethacrylate, trifluoroethyl α
-In the case of acrylic compounds such as chloroacrylate, trifluoromethyl acrylate, and olefin sulfonic acid, the formed resist film is preferably used as a negative resist by subjecting the formed resist film to pattern exposure, silylation, and dry development. Can be. In this case, a vinyl resin having a structure represented by the general formula (1) in the side chain or an acrylic compound represented by the following general formula (2) as a base resin, and an acid A copolymer with a monomer having a decomposable group is preferred.

【0036】[0036]

【化2】 Embedded image

【0037】(上記一般式(2)中、R2 は、互いに同
一であっても異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン
原子、炭化水素基、水酸基、アルコキシル基、アミノ
基、イミド基、アミド基、カルボキシル基、アルコキシ
カルボニル基、カルボニル基、スルホンアミド基、スル
ホニル基であり、R2 同士は、互いに結合して環を形成
していてもよい。特に、R2 は、水素原子、塩素原子、
シアノ基、アルキル基であることが好ましい。) また、ポリマを得る際に使用する、脂環式骨格を有する
基またはテルペノイド骨格を有する基を含む化合物が、
一般式(2)で表されるアクリル系化合物である場合、
容易に高分子化、または共重合化できるので好ましいも
のとなる。前記アクリル系化合物は、下記化3に示す一
般式(3)で表される。この化合物を単重合または共重
合させることによって、目的のポリマが得られる。
(In the general formula (2), R 2 may be the same or different, and may be a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, a hydroxyl group, an alkoxyl group, an amino group, an imide group, an amide group, R 2 may be bonded to each other to form a ring, and R 2 may be a hydrogen atom, a chlorine atom, or a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, a carbonyl group, a sulfonamide group, or a sulfonyl group. ,
It is preferably a cyano group or an alkyl group. Further, a compound having a group having an alicyclic skeleton or a group having a terpenoid skeleton, which is used for obtaining a polymer,
In the case of an acrylic compound represented by the general formula (2),
This is preferable because it can be easily polymerized or copolymerized. The acrylic compound is represented by the following general formula (3). The desired polymer can be obtained by homopolymerizing or copolymerizing this compound.

【0038】[0038]

【化3】 Embedded image

【0039】(上記一般式(3)中、R3 は脂肪族単環
式骨格、または脂肪族多環式骨格を有する基、またはテ
ルペノイド骨格を含む有機基であり、R4 はアルキル
基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ハロゲ
ン原子または水素原子である。) また、上述の脂環式骨格またはテルペノイド骨格を、下
記化4に示す一般式(4)で表されるように、重合性構
造を有する多価カルボン酸に導入してもよい。これによ
って、より溶解性が向上して高解像度化が達成されるの
で好ましいものとなる。また、多価カルボン酸は重合体
合成が容易になるという観点からも好ましい。
(In the above general formula (3), R 3 is a group having an aliphatic monocyclic skeleton or an aliphatic polycyclic skeleton, or an organic group containing a terpenoid skeleton, and R 4 is an alkyl group, Group, an alkoxycarbonyl group, a halogen atom or a hydrogen atom.) The alicyclic skeleton or terpenoid skeleton has a polymerizable structure as represented by the following general formula (4). It may be introduced into a polycarboxylic acid. This is preferable because the solubility is further improved and higher resolution is achieved. Further, polyvalent carboxylic acids are also preferable from the viewpoint of facilitating polymer synthesis.

【0040】[0040]

【化4】 Embedded image

【0041】(上記一般式(4)中、R5 およびR
6 は、1価の有機基または水素原子であり、その少なく
とも一方は、前記一般式(1)で表されるメンチル基ま
たはメンチル誘導体基を含む。) なお、上記一般式(4)において、R5 およびR6 の一
方には、酸により分解または架橋する基を適宜導入する
ことができる。
(In the above general formula (4), R 5 and R
6 is a monovalent organic group or a hydrogen atom, at least one of which includes a menthyl group or a menthyl derivative group represented by the general formula (1). In the general formula (4), a group capable of being decomposed or cross-linked by an acid can be appropriately introduced into one of R 5 and R 6 .

【0042】上記一般式(4)で表される化合物は、Z
体またはE体の構造であって、どちらかに限定されるも
のではなく、また、この単量体を単重合または共重合す
ることによって得られたポリマを使用する。
The compound represented by the above general formula (4)
It is a structure of a body or an E body, and is not limited to either, and a polymer obtained by homopolymerizing or copolymerizing this monomer is used.

【0043】前述の一般式(3)または(4)で表され
る化合物は、酸で分解または架橋する化合物と共重合さ
せてもよい。この酸で分解または架橋する化合物は、下
記化5に示す一般式(5)で表される。
The compound represented by the above formula (3) or (4) may be copolymerized with a compound which decomposes or crosslinks with an acid. The compound that decomposes or crosslinks with this acid is represented by the following general formula (5).

【0044】[0044]

【化5】 Embedded image

【0045】(上記一般式(5)中、R7 は1価の有機
基であり、R8 はアルキル基、ハロゲン原子または水素
原子である。) なお、上記一般式(5)で表される化合物が酸で分解す
る化合物である場合、一般式(5)において、−(C=
O)O−R7 が後述する酸により分解する基であっても
よいし、R7 がこのような酸により分解する基を含む有
機基であってもよい。
(In the above formula (5), R 7 is a monovalent organic group, and R 8 is an alkyl group, a halogen atom or a hydrogen atom.) It is represented by the above formula (5). When the compound is a compound that decomposes with an acid, in the general formula (5),-(C =
O) OR 7 may be a group decomposed by an acid described later, or R 7 may be an organic group containing a group decomposed by such an acid.

【0046】特に、前記樹脂成分が、上記一般式(2)
で表わされる単量体または一般式(4)で表わされる単
量体と、例えば、前記一般式(5)で表わされるような
酸で分解または架橋する官能基を含む化合物との共重合
体である場合には、光酸発生剤を含有させることによ
り、化学増幅型レジストとして好適に使用することがで
きる。
In particular, the resin component is represented by the general formula (2)
Or a copolymer of a monomer represented by the general formula (4) and a compound having a functional group which is decomposed or cross-linked by an acid represented by the general formula (5). In some cases, by containing a photoacid generator, it can be suitably used as a chemically amplified resist.

【0047】ただし、上記一般式(4)で表わされる化
合物において、R5 ,R6 の少なくとも一方が、メンチ
ル基またはメンチル誘導体基を含む有機基であり、他方
が酸で分解または架橋する有機基である場合などは、そ
の単重合体に光酸発生剤を配合することで、化学増幅型
レジストとして好適に使用することが可能となる。
However, in the compound represented by the above general formula (4), at least one of R 5 and R 6 is an organic group containing a menthyl group or a menthyl derivative group, and the other is an organic group which is decomposed or cross-linked by an acid. In such a case, by blending a photoacid generator with the homopolymer, it becomes possible to suitably use the photopolymer as a chemically amplified resist.

【0048】酸により分解する基(以下、溶解抑止基と
称する)としては、例えば、イソプロピルエステル、エ
チルエステル、メチルエステル、メトキシメチルエステ
ル、エトキシエチルエステル、メチルチオメチルエステ
ル、テトラヒドロピラニルエステル、テトラヒドロフラ
ニルエステル、メトキシエトキシメチルエステル、2−
トリメチルシリルエトキシメチルエステル、2,2,2
−トリクロロエチルエステル、2−クロロエチルエステ
ル、2−ブロモエチルエステル、2−ヨードエチルエス
テル、2−フルオロエチルエステル、ω−クロロアルキ
ルエステル、2−トリメチルシリルエチルエステル、2
−メチルチオエチルエステル、1,3−ジチアニル−2
−メチルエステル、t−ブチルエステル、シクロペンチ
ルエステル、シクロヘキシルエステル、3−オキソシク
ロヘキシルエステル、アリルエステル、3−ブテン−1
−イルエステル、イソボルニルエステル、4−トリメチ
ルシリル−2−ブテン−1−イルエステル、9−アンス
リルメチルエステル、2−9′,10′−ジオキソ−ア
ンスリルメチルエステル、1−ピレニルメチルエステ
ル、2−トリフルオロメチル−6−クロミルメチルエス
テル、ピペロニルエステル、4−ピコリルエステル、ト
リメチルシリルエステル、トリエチルシリルエステル、
t−ブチルジメチルシリルエステル、イソプロピルジメ
チルシリルエステル、ジ−t−ブチルメチルシリルエス
テル、チオールエステル、オキサゾール、2−アルキル
−1,3−オキサゾリン、4−アルキル−5−オキソ−
1,3−オキサゾリン、5−アルキル−4−オキソ−
1,3−ジオキソラン、オルトエステル、ペンタアミン
コバルトコンプレックス、トリエチルスタニルエステ
ル、トリ−n−ブチルスタニルエステル、N,N−ジメ
チルアミド、ピロリジンアミド、ピペリジンアミド、
5,6−ジヒドロフェナンスリジンアミド、N−7−ニ
トロインドリルエステル、N−8−ニトロ−1,2,
3,4−テトラヒドロキノリルアミド、ヒドラジド、N
−フェニルヒドラジド、および、N,N′−ジイソプロ
ピルヒドラジドなどのエステル類;t−ブトキシカルボ
ニルエーテル、メチルエーテル、メトキシメチルエーテ
ル、メチルチオメチルエーテル、t−ブチルチオメチル
エーテル、t−ブトキシメチルエーテル、4−ペンテニ
ロキシメチルエーテル、t−ブチルジメチルシロキシメ
チルエーテル、セキシルジメチルシロキシメチルエーテ
ル、2−メトキシエトキシメチルエーテル、2,2,2
−トリクロロエトキシメチルエーテル、ビス−2′−ク
ロロエトキシ−メチルエーテル、2′−トリメチルシリ
ルエトキシメチルエーテル、2′−トリエチルシリルエ
トキシメチルエーテル、2′−トリイソプロピルシリル
エトキシメチルエーテル、2′−t−ブチルジメチルシ
リルエトキシメチルエーテル、テトラヒドロピラニルエ
ーテル、テトラヒドロチオピラニルエーテル、3−ブロ
モテトラヒドロピラニルエーテル、1−メトキシシクロ
ヘキシルエーテル、4−メトキシテトラヒドロピラニル
エーテル、4−メトキシテトラヒドロチオピラニルエー
テル、4−メトキシテトラヒドロチオピラニルエーテル
−S,S−ジオキシド、1,4−ジオキサン−2−イル
エーテル、テトラヒドロフラニルエーテル、テトラヒド
ロチオフラニルエーテル、2,3,3a,4,5,6,
7,7a−オクタヒドロ−7,8,8−トリメチル−
4,7−メタノベンゾフラン−2−イルエーテル、1−
エトキシエチルエーテル、1−2′−クロロエトキシ−
エチルエーテル、1−メチル−1−メトキシエチルエー
テル、2,2,2−トリクロロエチルエーテル、2−ト
リメチルシリルエチルエーテル、t−ブチルエーテル、
アリルエーテル、4,4′,4”−トリス−4′,5′
−ジクロロフタルイミドフェニル−メチルエーテル、
4,4′,4”−トリス−4′,5′−ジブロモフタル
イミドフェニル−メチルエーテル、4,4′,4”−ト
リス−4′,5′−ヨードフタルイミドフェニル−メチ
ルエーテル、9−アンスリルエーテル、9−9′−フェ
ニル−10′−オキソ−アンスリルエーテル(トリチロ
ンエーテル)、1,3−ベンゾジチオラン−2−イルエ
ーテル、ベンズイソチアゾリル−S,S−ジオキシドエ
ーテル、トリメチルシリルエーテル、トリエチルシリル
エーテル、トリイソプロピルシリルエーテル、ジメチル
イソプロピルシリルエーテル、ジエチルイソプロピルシ
リルエーテル、ジメチルセキシルシリルエーテル、およ
び、t−ブチルジメチルシリルエーテルなどのエーテル
類;メチレンアセタール、エチリデンアセタール、2,
2,2−トリクロロエチリデンアセタール、2,2,2
−トリブロモエチリデンアセタール、および、2,2,
2−トリヨードエチリデンアセタールなどのアセタール
類;1−t−ブチルエチリデンケタール、イソプロピリ
デンケタール(アセトニド)、シクロペンチリデンケタ
ール、シクロヘキシリデンケタール、および、シクロヘ
プチリデンケタールなどのケタール類;メトキシメチレ
ンアセタール、エトキシメチレンアセタール、ジメトキ
シメチレンオルソエステル、1−メトキシエチリデンオ
ルソエステル、1−エトキシエチリデンオルソエステ
ル、1,2−ジメトキシエチリデンオルソエステル、1
−N,N−ジメチルアミノエチリデンオルソエステル、
および、2−オキサシクロペンチリデンオルソエステ
ル、などのサイクリックオルソエステル類;トリメチル
シリルケテンアセタール、トリエチルシリルケテンアセ
タール、トリイソプロピルシリルケテンアセタール、お
よび、t−ブチルジメチルシリルケテンアセタールなど
のシリルケテンアセタール類;ジ−t−ブチルシリルエ
ーテル、1,3−1′,1′,3′,3′−テトライソ
プロピルジシロキサニリデンエーテル、および、テトラ
−t−ブトキシジシロキサン−1,3−ジイリデンエー
テルなどのシリルエーテル類;ジメチルアセタール、ジ
メチルケタール、ビス−2,2,2−トリクロロエチル
アセタール、ビス−2,2,2−トリブロモエチルアセ
タール、ビス−2,2,2−トリヨードエチルアセター
ル、ビス−2,2,2−トリクロロエチルケタール、ビ
ス−2,2,2−トリブロモエチルケタール、ビス−
2,2,2−トリヨードエチルケタール、ジアセチルア
セタール、および、ジアセチルケタールなどの非環状ア
セタール類またはケタール類;1,3−ジオキサン、5
−メチレン−1,3−ジオキサン、5,5−ジブロモ−
1,3−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、4−ブロ
モメチル−1,3−ジオキソラン、4−3′−ブテニル
−1,3−ジオキソラン、および、4,5−ジメトキシ
メチル−1,3−ジオキソランなどのサイクリックアセ
タール類またはケタール類;S,S′−ジメチルアセタ
ール、S,S′−ジメチルケタール、S,S′−ジエチ
ルアセタール、S,S′−ジエチルケタール、S,S′
−ジプロピルアセタール、S,S′−ジプロピルケター
ル、S,S′−ジブチルアセタール、S,S′−ジブチ
ルケタール、S,S′−ジペンチルアセタール、S,
S′−ジペンチルケタール、S,S′−ジアセチルアセ
タール、および、S,S′−ジアセチルケタールなどの
非環状ジチオアセタール類またはケタール類;1,3−
ジチアンアセタール、1,3−ジチアンケタール、1,
3−ジチオランアセタール、および、1,3−ジチオラ
ンケタールなどのサイクリックジチオアセタール類また
はケタール類;O−トリメチルシリル−S−アルキルア
セタール類;O−トリメチルシリル−S−アルキルケタ
ール類;O−メチル−S−2−メチルチオエチルアセタ
ールなどの非環状モノチオアセタール類;O−メチル−
S−2−メチルチオエチルケタールなどの非環状モノチ
オケタール類;1,3−オキサチオランアセタール、ジ
セレノアセタール、および、ジセレノケタールなどのサ
イクリックモノチオアセタール類またはケタール類;O
−トリメチルシリルシアノヒドリン、O−1−エトキシ
エチルシアノヒドリン、O−テトラヒドロピラニルシア
ノヒドリンなどのシアノヒドリン類;N,N−ジメチル
ヒドラゾンなどのヒドラゾン類;オキシム誘導体、O−
メチルオキシムなどのオキシム類;オキサゾリジン、1
−メチル−2−1′−ヒドロキシアルキル−イミダゾー
ル、および、N,N−ジメチルイミダゾリジンなどのサ
イクリック誘導体などを挙げることができる。
Examples of the group which is decomposed by an acid (hereinafter referred to as a dissolution inhibiting group) include, for example, isopropyl ester, ethyl ester, methyl ester, methoxymethyl ester, ethoxyethyl ester, methylthiomethyl ester, tetrahydropyranyl ester, tetrahydrofuranyl ester , Methoxyethoxymethyl ester, 2-
Trimethylsilylethoxymethyl ester, 2,2,2
-Trichloroethyl ester, 2-chloroethyl ester, 2-bromoethyl ester, 2-iodoethyl ester, 2-fluoroethyl ester, ω-chloroalkyl ester, 2-trimethylsilylethyl ester, 2
-Methylthioethyl ester, 1,3-dithianyl-2
-Methyl ester, t-butyl ester, cyclopentyl ester, cyclohexyl ester, 3-oxocyclohexyl ester, allyl ester, 3-butene-1
-Yl ester, isobornyl ester, 4-trimethylsilyl-2-buten-1-yl ester, 9-anthrylmethyl ester, 2-9 ', 10'-dioxo-anthrylmethyl ester, 1-pyrenylmethyl ester 2-trifluoromethyl-6-chromylmethyl ester, piperonyl ester, 4-picolyl ester, trimethylsilyl ester, triethylsilyl ester,
t-butyldimethylsilyl ester, isopropyldimethylsilyl ester, di-t-butylmethylsilyl ester, thiol ester, oxazole, 2-alkyl-1,3-oxazoline, 4-alkyl-5-oxo-
1,3-oxazoline, 5-alkyl-4-oxo-
1,3-dioxolane, orthoester, pentaaminecobalt complex, triethylstannyl ester, tri-n-butylstannyl ester, N, N-dimethylamide, pyrrolidineamide, piperidineamide,
5,6-dihydrophenanthridinamide, N-7-nitroindolyl ester, N-8-nitro-1,2,2,
3,4-tetrahydroquinolylamide, hydrazide, N
Esters such as -phenylhydrazide and N, N'-diisopropylhydrazide; t-butoxycarbonyl ether, methyl ether, methoxymethyl ether, methylthiomethyl ether, t-butylthiomethyl ether, t-butoxymethyl ether, Pentenyloxymethyl ether, t-butyldimethylsiloxymethyl ether, sexyldimethylsiloxymethyl ether, 2-methoxyethoxymethyl ether, 2,2,2
-Trichloroethoxymethyl ether, bis-2'-chloroethoxy-methyl ether, 2'-trimethylsilylethoxymethyl ether, 2'-triethylsilylethoxymethyl ether, 2'-triisopropylsilylethoxymethyl ether, 2'-t-butyl Dimethylsilylethoxymethyl ether, tetrahydropyranyl ether, tetrahydrothiopyranyl ether, 3-bromotetrahydropyranyl ether, 1-methoxycyclohexyl ether, 4-methoxytetrahydropyranyl ether, 4-methoxytetrahydrothiopyranyl ether, 4-methoxytetrahydrothiopyranyl ether -S, S-dioxide, 1,4-dioxan-2-yl ether, tetrahydrofuranyl ether, tetrahydrothiofuranyl ether Tel, 2,3,3a, 4,5,6,
7,7a-octahydro-7,8,8-trimethyl-
4,7-methanobenzofuran-2-yl ether, 1-
Ethoxyethyl ether, 1-2'-chloroethoxy-
Ethyl ether, 1-methyl-1-methoxyethyl ether, 2,2,2-trichloroethyl ether, 2-trimethylsilylethyl ether, t-butyl ether,
Allyl ether, 4,4 ', 4 "-tris-4', 5 '
-Dichlorophthalimidophenyl-methyl ether,
4,4 ', 4 "-tris-4', 5'-dibromophthalimidophenyl-methyl ether, 4,4 ', 4"-tris-4',5'-iodophthalimidophenyl-methyl ether, 9-anthryl Ether, 9-9'-phenyl-10'-oxo-anthryl ether (tritylone ether), 1,3-benzodithiolan-2-yl ether, benzisothiazolyl-S, S-dioxide ether, trimethylsilyl ether Ethers such as triethylsilyl ether, triisopropylsilyl ether, dimethylisopropylsilyl ether, diethylisopropylsilylether, dimethylsexylsilylether and t-butyldimethylsilylether; methylene acetal, ethylidene acetal,
2,2-trichloroethylidene acetal, 2,2,2
-Tribromoethylidene acetal and 2,2,
Acetals such as 2-triiodoethylidene acetal; ketals such as 1-t-butylethylidene ketal, isopropylidene ketal (acetonide), cyclopentylidene ketal, cyclohexylidene ketal, and cycloheptylidene ketal; methoxymethylene Acetal, ethoxymethylene acetal, dimethoxymethylene orthoester, 1-methoxyethylidene orthoester, 1-ethoxyethylidene orthoester, 1,2-dimethoxyethylidene orthoester, 1
-N, N-dimethylaminoethylidene orthoester,
And cyclic orthoesters such as 2-oxacyclopentylidene orthoester; silylketene acetals such as trimethylsilylketene acetal, triethylsilylketene acetal, triisopropylsilylketene acetal, and t-butyldimethylsilylketene acetal; Di-t-butylsilyl ether, 1,3-1 ', 1', 3 ', 3'-tetraisopropyldisiloxanilidene ether, tetra-t-butoxydisiloxane-1,3-diylidene ether, etc. Silyl ethers: dimethyl acetal, dimethyl ketal, bis-2,2,2-trichloroethyl acetal, bis-2,2,2-tribromoethyl acetal, bis-2,2,2-triiodoethyl acetal, bis −2,2 - trichloroethyl ketal, bis-2,2,2-bromoethyl ketal, bis -
Acyclic acetal or ketal such as 2,2,2-triiodoethyl ketal, diacetyl acetal, and diacetyl ketal; 1,3-dioxane,
-Methylene-1,3-dioxane, 5,5-dibromo-
1,3-dioxane, 1,3-dioxolan, 4-bromomethyl-1,3-dioxolan, 4-3′-butenyl-1,3-dioxolan, and 4,5-dimethoxymethyl-1,3-dioxolan, etc. Cyclic acetal or ketal; S, S'-dimethyl acetal, S, S'-dimethyl ketal, S, S'-diethyl acetal, S, S'-diethyl ketal, S, S '
-Dipropyl acetal, S, S'-dipropyl ketal, S, S'-dibutyl acetal, S, S'-dibutyl ketal, S, S'-dipentyl acetal, S,
Acyclic dithioacetals or ketals such as S'-dipentyl ketal, S, S'-diacetyl acetal, and S, S'-diacetyl ketal; 1,3-
Dithian acetal, 1,3-dithian ketal, 1,
Cyclic dithioacetals or ketals such as 3-dithiolane acetal and 1,3-dithiolane ketal; O-trimethylsilyl-S-alkylacetals; O-trimethylsilyl-S-alkylketals; O-methyl-S- Acyclic monothioacetals such as 2-methylthioethyl acetal; O-methyl-
Acyclic monothioacetals such as S-2-methylthioethyl ketal; cyclic monothioacetals or ketals such as 1,3-oxathiolane acetal, diselenoacetal, and diselenoketal; O
-Cyanohydrins such as -trimethylsilylcyanohydrin, O-1-ethoxyethylcyanohydrin, O-tetrahydropyranylcyanohydrin; hydrazones such as N, N-dimethylhydrazone; oxime derivatives, O-
Oximes such as methyl oxime; oxazolidine, 1
And cyclic derivatives such as -methyl-2-1'-hydroxyalkyl-imidazole and N, N-dimethylimidazolidin.

【0049】より好ましくは、t−ブチルメタクリレー
ト、エトキシエチルメタクリレート、3−オキソシクロ
ヘキシルメタクリレート、t−ブチル−3−ナフチル−
2−プロペノエート、イソボルニルメタクリレート、ト
リメチルシリルメタクリレート、およびテトラヒドロピ
ラニルメタクリレートのようなt−ブチルエステル;ト
リメチルシリルエステル;テトラヒドロピラニルエステ
ルが挙げられる。これは、これらの基を用いた場合、よ
り酸に分解しやすいため高感度となるからである。
More preferably, t-butyl methacrylate, ethoxyethyl methacrylate, 3-oxocyclohexyl methacrylate, t-butyl-3-naphthyl-
T-butyl esters such as 2-propenoate, isobornyl methacrylate, trimethylsilyl methacrylate, and tetrahydropyranyl methacrylate; trimethylsilyl esters; tetrahydropyranyl esters. This is because when these groups are used, they are more easily decomposed into an acid, resulting in high sensitivity.

【0050】溶解抑止基を有する単量体の共重合体中に
おける含有量は、全体の単量体の総モル数に対して10
モル%〜95モル%の範囲が望ましい。10モル%未満
では、十分な溶解抑止作用を付与することができず、一
方、95モル%を越えると解像度が低下してしまう。な
お、溶解抑止基を有する単量体の含有量は、より好まし
くは15モル%〜70モル%である。
The content of the monomer having a dissolution inhibiting group in the copolymer is 10 to the total number of moles of the whole monomer.
A range of from about mol% to about 95 mol% is desirable. If it is less than 10 mol%, a sufficient dissolution inhibiting effect cannot be imparted, while if it exceeds 95 mol%, the resolution is reduced. The content of the monomer having a dissolution inhibiting group is more preferably from 15 mol% to 70 mol%.

【0051】また、本発明で用いられる感光性組成物の
ベース樹脂成分として、さらにアルカリ可溶性基を含有
させてもよい。アルカリ可溶性基を含む単量体として
は、それ自身がアルカリまたは塩基に溶解するものを利
用することができる。例えば、カルボン酸、スルホン
酸、酸無水物を含む単量体を挙げることができる。アル
カリ可溶性基は、単量体中2つ以上存在していてもよ
い。これらの単量体には、同時にエステル、アルコー
ル、アミン、イミン、イミド、スルホンアミド、アミド
などの他の官能基が存在していてもよい。このような単
量体は、その重合体と、上記一般式(3)で表わされる
化合物または上記一般式(4)で表わされる化合物を単
量体とする重合体と混合されてもよいし、共重合組成と
されてもよい。
Further, an alkali-soluble group may be further contained as a base resin component of the photosensitive composition used in the present invention. As the monomer containing an alkali-soluble group, a monomer that itself dissolves in an alkali or a base can be used. For example, monomers containing carboxylic acid, sulfonic acid, and acid anhydride can be mentioned. Two or more alkali-soluble groups may be present in the monomer. These monomers may simultaneously have other functional groups such as esters, alcohols, amines, imines, imides, sulfonamides and amides. Such a monomer may be mixed with the polymer and the compound represented by the general formula (3) or the compound represented by the general formula (4) as a monomer, It may be a copolymer composition.

【0052】なお、アルカリ可溶性基を有する化合物と
しては、前記一般式(2)で示される化合物が好まし
い。この化合物において、R2 が1価の有機基の場合に
は、その中にアルカリまたは塩基に溶解する基を有して
いればよい。
The compound having an alkali-soluble group is preferably a compound represented by the general formula (2). In this compound, when R 2 is a monovalent organic group, it may have a group which is soluble in an alkali or a base.

【0053】また、(a)アルカリ可溶性樹脂、(b)
溶解抑止剤、(c)光酸発生剤の3つの成分を含有する
感光性組成物において、アルカリ可溶性樹脂の骨格中に
メンチルまたはメンチル誘導体基を存在させる場合は、
上記一般式(3)で表わされる化合物または一般式
(4)で表わされる化合物と、上記一般式(2)で表わ
されるアルカリ可溶性基を有する化合物との共重合体が
好ましく用いられる。さらに、上記一般式(4)で表わ
される化合物において、R5 , R6 の少なくとも一方
が、メンチル基またはメンチル誘導体基を含む有機基で
あり、他方が水素原子またはアルカリ可溶性基を含む有
機基である場合は、その単重合体をアルカリ可溶性樹脂
として用いることもできる。なお、このとき溶解抑止基
を有する単量体をさらに共重合組成としてもよいことは
いうまでもない。
Further, (a) an alkali-soluble resin, (b)
In a photosensitive composition containing three components of a dissolution inhibitor and (c) a photoacid generator, when a menthyl or menthyl derivative group is present in the skeleton of an alkali-soluble resin,
A copolymer of the compound represented by the general formula (3) or the compound represented by the general formula (4) and the compound having an alkali-soluble group represented by the general formula (2) is preferably used. Further, in the compound represented by the general formula (4), at least one of R 5 and R 6 is an organic group containing a menthyl group or a menthyl derivative group, and the other is a hydrogen atom or an organic group containing an alkali-soluble group. In some cases, the homopolymer can be used as an alkali-soluble resin. At this time, it goes without saying that the monomer having a dissolution inhibiting group may be further made into a copolymer composition.

【0054】本発明で用いられる感光性組成物のベース
樹脂成分として、一般式(2)で示されるアクリル酸系
エステル単量体、イミド単量体、スルホンアミド単量
体、アミド単量体およびアクリル系のアルキルアミノス
ルホニルアルキルエステルをさらに含有させてもよい。
例えば、メタクリル酸エステル単量体、アクリル酸エス
テル単量体、クロトン酸エステル単量体、チグリル酸エ
ステル単量体等を挙げることができる。
As the base resin component of the photosensitive composition used in the present invention, acrylic acid ester monomers represented by the general formula (2), imide monomers, sulfonamide monomers, amide monomers and An acrylic alkylaminosulfonylalkyl ester may be further contained.
For example, a methacrylic acid ester monomer, an acrylic acid ester monomer, a crotonic acid ester monomer, a thiacrylic acid ester monomer and the like can be mentioned.

【0055】この場合、樹脂成分のアルカリ可溶性を調
整するために、一般式(2)のR2に任意の有機基を導
入してもよい。
In this case, an arbitrary organic group may be introduced into R 2 of the general formula (2) in order to adjust the alkali solubility of the resin component.

【0056】アルカリ可溶性基を共重合組成に含む場合
には、そのアルカリ可溶性基を有する単量体の含有量
は、全体の単量体総モル数に対して、1モル%〜95モ
ル%の範囲が好ましい。1モル%未満では、露光後のア
ルカリ溶解性が不十分となるおそれがあり、一方、95
モル%を越えると感度が低下するおそれがある。なお、
アルカリ可溶性基の含有量は、より好ましくは1〜70
モル%である。
When an alkali-soluble group is contained in the copolymer composition, the content of the monomer having the alkali-soluble group is from 1 mol% to 95 mol% with respect to the total number of moles of the whole monomer. A range is preferred. If it is less than 1 mol%, the alkali solubility after exposure may be insufficient.
If it exceeds mol%, the sensitivity may decrease. In addition,
The content of the alkali-soluble group is more preferably from 1 to 70.
Mol%.

【0057】さらに、一般式(2)で示されるアクリル
酸系エステル単量体を含む場合には、この単量体は、全
体の単量体の総数に対して1〜80%加えることが好ま
しい。この範囲を逸脱すると、解像度が低下してしま
う。なお、さらに含むメタクリル酸単量体の含有量は、
より好ましくは1〜70%である。共重合体は、数種混
合して、そのベース樹脂として用いることも可能であ
る。さらに、共重合体のみならず、上記一般式(2)、
(4)または(5)で表わされる化合物は、それらの単
重合体を適宜混合して、ベース樹脂として使用すること
ができる。
Further, when an acrylic acid ester monomer represented by the general formula (2) is contained, it is preferable that this monomer is added in an amount of 1 to 80% with respect to the total number of monomers. . If the value deviates from this range, the resolution decreases. The content of the methacrylic acid monomer further included,
More preferably, it is 1 to 70%. It is also possible to mix several types of copolymers and use them as the base resin. Furthermore, not only the copolymer, but also the above general formula (2),
The compound represented by (4) or (5) can be used as a base resin by appropriately mixing these homopolymers.

【0058】化学増幅型レジスト組成物の成分として含
有される光酸発生剤は、化学放射線の照射により、酸を
発生する化合物であり、例えば、アリールオニウム塩、
ナフトキノンジアジド化合物,ジアゾニウム塩,スルフ
ォネート化合物,スルフォニウム化合物,ヨードニウム
化合物、およびスルフォニルジアゾメタン化合物などが
挙げられる。
The photoacid generator contained as a component of the chemically amplified resist composition is a compound that generates an acid upon irradiation with actinic radiation, such as an arylonium salt,
Examples include naphthoquinonediazide compounds, diazonium salts, sulfonate compounds, sulfonium compounds, iodonium compounds, and sulfonyldiazomethane compounds.

【0059】これらの化合物の例として、具体的には、
トリフェニルスルフォニウムトリフレート,ジフェニル
ヨードニウムトリフレート,2,3,4,4−テトラヒ
ドロキシベンゾフェノン−4−ナフトキノンジアジドス
ルフォネート,4−N−フェニルアミノ−2−メトキシ
フェニルジアゾニウムスルフェート,4−N−フェニル
アミノ−2−メトキシフェニルジアゾニウムp−エチル
フェニルスルフェート,4−N−フェニルアミノ−2−
メトキシフェニルジアゾニウム2−ナフチルスルフェー
ト,4−N−フェニルアミノ−2−メトキシフェニルジ
アゾニウムフェニルスルフェート,2,5−ジエトキシ
−4−N−4’−メトキシフェニルカルボニルフェニル
ジアゾニウム3−カルボキシ−4−ヒドロキシフェニル
スルフェート,2−メトキシ−4−N−フェニルフェニ
ルジアゾニウム3−カルボキシ−4−ヒドロキシフェニ
ルスルフェート,ジフェニルスルフォニルメタン,ジフ
ェニルスルフォニルジアゾメタン、ジフェニルジスルホ
ン、α−メチルベンゾイントシレート、ピロガロールト
リメシレート、およびベンゾイントシレート等が挙げら
れる。さらに、下記表1〜表2、および化6〜化9に示
す化合物を使用してもよい。
As examples of these compounds, specifically,
Triphenylsulfonium triflate, diphenyliodonium triflate, 2,3,4,4-tetrahydroxybenzophenone-4-naphthoquinonediazidosulfonate, 4-N-phenylamino-2-methoxyphenyldiazonium sulfate, 4-N -Phenylamino-2-methoxyphenyldiazonium p-ethylphenyl sulfate, 4-N-phenylamino-2-
Methoxyphenyldiazonium 2-naphthyl sulfate, 4-N-phenylamino-2-methoxyphenyldiazonium phenyl sulfate, 2,5-diethoxy-4-N-4′-methoxyphenylcarbonylphenyldiazonium 3-carboxy-4-hydroxy Phenylsulfate, 2-methoxy-4-N-phenylphenyldiazonium 3-carboxy-4-hydroxyphenylsulfate, diphenylsulfonylmethane, diphenylsulfonyldiazomethane, diphenyldisulfone, α-methylbenzoin tosylate, pyrogallol trimesylate, and benzoin And tosylate. Further, the compounds shown in Tables 1 and 2 below and Chemical Formulas 6 to 9 may be used.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】[0061]

【表2】 [Table 2]

【0062】[0062]

【化6】 Embedded image

【0063】[0063]

【化7】 Embedded image

【0064】[0064]

【化8】 Embedded image

【0065】[0065]

【化9】 Embedded image

【0066】また、下記化10および11に示すヨード
ニウム塩、下記化12〜14に示すスルホニウム塩、化
15に示すジスルホン誘導体、化16に示すイミドスル
ホン誘導体を使用することもできる。
Further, an iodonium salt represented by the following formulas 10 and 11, a sulfonium salt represented by the following formulas 12 to 14, a disulfone derivative represented by the formula 15, and an imidosulfone derivative represented by the formula 16 can also be used.

【0067】[0067]

【化10】 Embedded image

【0068】[0068]

【化11】 Embedded image

【0069】[0069]

【化12】 Embedded image

【0070】[0070]

【化13】 Embedded image

【0071】[0071]

【化14】 Embedded image

【0072】[0072]

【化15】 Embedded image

【0073】[0073]

【化16】 Embedded image

【0074】また、さらに、下記化17〜化20に示す
化合物を使用してもよい。
Further, compounds represented by the following formulas (17) to (20) may be used.

【0075】[0075]

【化17】 Embedded image

【0076】[0076]

【化18】 Embedded image

【0077】[0077]

【化19】 Embedded image

【0078】[0078]

【化20】 Embedded image

【0079】なお、化20に示す式中、C1 およびC2
は単結合または二重結合を形成し、R´は、−CF3
−CF2 CF3 、−CF2 CF2 H、および−(C
2 ) n−Z´からなる群から選択された基である(な
お、nは1〜4であり、Z´は、H、アルキル、アリー
ル、および下記化21に示す基から選択される。)ま
た、XおよびYは、(1)1つまたはそれ以上のヘテロ
原子を含んでもよい単環または多環を形成するか、
(2)縮合した芳香環を形成するか、(3)独立して水
素、アルキルまたはアリールであるか、(4)他のスル
ホニルオキシイミドを含む残基に結合してもよく、また
は(5)重合性連鎖またはバックボーンに結合してもよ
い。
In the above formula, C 1 and C 2
Forms a single bond or a double bond, and R ′ is —CF 3 ,
—CF 2 CF 3 , —CF 2 CF 2 H, and — (C
F 2 ) a group selected from the group consisting of nZ ′ (n is 1 to 4, and Z ′ is selected from H, alkyl, aryl, and a group represented by the following formula (21)). And X and Y form (1) a monocyclic or polycyclic ring which may contain one or more heteroatoms,
(2) may form a fused aromatic ring, (3) may be independently hydrogen, alkyl or aryl, (4) may bind to other sulfonyloxyimide containing residues, or (5) It may be attached to a polymerizable chain or backbone.

【0080】[0080]

【化21】 Embedded image

【0081】特に、ナフタレン骨格を有する光酸発生剤
を用いると、共役系が増えるために193nm付近の光
透過性が増大するので好ましい。
In particular, it is preferable to use a photoacid generator having a naphthalene skeleton because the number of conjugated systems is increased and the light transmittance near 193 nm is increased.

【0082】ナフタレン骨格を有する光酸発生剤として
は、例えば、ナフタレン,ペンタレン,インデン,アズ
レン,ヘプタレン,ビフェニレン,as−インダセン,
s−インダセン,アセナフチレン,フルオレン,フェナ
レン,フェナントレン,アントラセン,フルオランテ
ン,アセフェナントリレン,アセアントリレン,トリフ
ェニレン,ピレン,クリセン,ナフタセン,プレイアデ
ン,ピセン,ペリレン,ペンタフェン,ペンタセン,テ
トラフェニレン,ヘキサフェン,ヘキサセン,ルビセ
ン,コロネン,トリナフチレン,ヘプタフェン,ヘプタ
セン,ピラントレン,オバレン,ジベンゾフェナントレ
ン,ベンズ[a]アントラセン,ジベンゾ[a,j]ア
ントラセン,インデノ[1,2−a]インデン,アント
ラ[2,1−a]ナフタセン,1H−ベンゾ[a]シク
ロペント[j]アントラセン環を有するスルフォニルま
たはスルフォネート化合物;ナフタレン,ペンタレン,
インデン,アズレン,ヘプタレン,ビフェニレン,as
−インダセン,s−インダセン,アセナフチレン,フル
オレン,フェナレン,フェナントレン,アントラセン,
フルオランテン,アセフェナントリレン,アセアントリ
レン,トリフェニレン,ピレン,クリセン,ナフタセ
ン,プレイアデン,ピセン,ペリレン,ペンタフェン,
ペンタセン,テトラフェニレン,ヘキサフェン,ヘキサ
セン,ルビセン,コロネン,トリナフチレン,ヘプタフ
ェン,ヘプタセン,ピラントレン,オバレン,ジベンゾ
フェナントレン,ベンズ[a]アントラセン,ジベンゾ
[a,j]アントラセン,インデノ[1,2−a]イン
デン,アントラ[2,1−a]ナフタセン,1H−ベン
ゾ[a]シクロペント[j]アントラセン環にヒドロキ
シ化合物を有する4−キノンジアジド化合物;ナフタレ
ン,ペンタレン,インデン,アズレン,ヘプタレン,ビ
フェニレン,as−インダセン,s−インダセン,アセ
ナフチレン,フルオレン,フェナレン,フェナントレ
ン,アントラセン,フルオランテン,アセフェナントリ
レン,アセアントリレン,トリフェニレン,ピレン,ク
リセン,ナフタセン,プレイアデン,ピセン,ペリレ
ン,ペンタフェン,ペンタセン,テトラフェニレン,ヘ
キサフェン,ヘキサセン,ルビセン,コロネン,トリナ
フチレン,ヘプタフェン,ヘプタセン,ピラントレン,
オバレン,ジベンゾフェナントレン,ベンズ[a]アン
トラセン,ジベンゾ[a,j]アントラセン,インデノ
[1,2−a]インデン,アントラ[2,1−a]ナフ
タセン,1H−ベンゾ[a]シクロペント[j]アント
ラセン側鎖を有するスルフォニウムまたはヨードニウム
のトリフレートなどとの塩などが挙げられる。特に、ナ
フタレン環またはアントラセン環を有するスルフォニル
またはスルフォネート化合物:ナフタレンまたはアント
ラセンにヒドロキシ化合物を有する4−キノンジアジド
化合物:ナフタレンまたはアントラセン則鎖を有するス
ルフォニウムまたはヨードニウムのトリフレートなどと
の塩が好ましい。これらの化合物の中でトリナフチルス
ルフォニウムトリフレート,ジナフチルヨードニウムト
リフレート,ジナフチルスルフォニルメタン,みどり化
学製NAT−105(CAS.No.[137867−
61−9]),みどり化学製NAT−103(CAS.
No.[131582−00−8]).みどり化学製N
AI−105(CAS.No.[85342−62−
7])、および、みどり化学製TAZ−106(CA
S.No.[69432−40−2]),みどり化学製
NDS−105,みどり化学製CMS−105,みどり
化学製DAM−301(CAS.No.[138529
−81−4]),みどり化学製SI−105(CAS.
No.[34694−40−7]),みどり化学製ND
I−105(CAS.No.[133710−62−
0]),みどり化学製EPI−105(CAS.No.
[135133−12−9]),みどり化学製PI−1
05(CAS.No.[41580−58−9])が好
ましい。さらに、下記化22〜化26に示す化合物を使
用してもよい。
Examples of the photoacid generator having a naphthalene skeleton include naphthalene, pentalene, indene, azulene, heptalene, biphenylene, as-indacene,
s-Indacene, acenaphthylene, fluorene, phenalene, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, acephenanthrylene, aceanthrylene, triphenylene, pyrene, chrysene, naphthacene, pleiadene, picene, perylene, pentaphen, pentacene, tetraphenylene, hexaphen, hexacene , Rubicene, coronene, trinaphthylene, heptaphen, heptacene, pyranthrene, ovalene, dibenzophenanthrene, benz [a] anthracene, dibenzo [a, j] anthracene, indeno [1,2-a] indene, anthra [2,1-a] Naphthacene, 1H-benzo [a] cyclopent [j] sulfonyl or sulfonate compound having an anthracene ring; naphthalene, pentalene,
Inden, azulene, heptalene, biphenylene, as
-Indacene, s-indacene, acenaphthylene, fluorene, phenalene, phenanthrene, anthracene,
Fluoranthene, acephenanthrylene, aceanthrylene, triphenylene, pyrene, chrysene, naphthacene, pleiaden, picene, perylene, pentaphene,
Pentacene, tetraphenylene, hexaphene, hexacene, rubicene, coronene, trinaphthylene, heptaphen, heptacene, pyranthrene, ovalene, dibenzophenanthrene, benz [a] anthracene, dibenzo [a, j] anthracene, indeno [1,2-a] indene, Anthra [2,1-a] naphthacene, 1H-benzo [a] cyclopent [j] 4-quinonediazide compound having a hydroxy compound on an anthracene ring; naphthalene, pentalene, indene, azulene, heptalene, biphenylene, as-indacene, s- Indacene, acenaphthylene, fluorene, phenalene, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, acephenanthrylene, aceanthrylene, triphenylene, pyrene, chrysene, naphthacene Play Aden, picene, perylene, pentaphene, pentacene, tetra-phenylene, hexaphene, hexacene, rubicene, coronene, trinaphthylene, heptaphene, heptacene, pyranthrene,
Ovalene, dibenzophenanthrene, benz [a] anthracene, dibenzo [a, j] anthracene, indeno [1,2-a] indene, anthra [2,1-a] naphthacene, 1H-benzo [a] cyclopent [j] anthracene Examples thereof include salts of sulfonium or iodonium having a side chain with triflate and the like. Particularly, a sulfonyl or sulfonate compound having a naphthalene ring or an anthracene ring: a 4-quinonediazide compound having a hydroxy compound on naphthalene or anthracene: a salt with a triflate of sulfonium or iodonium having a naphthalene or anthracene chain is preferred. Among these compounds, trinaphthylsulfonium triflate, dinaphthyliodonium triflate, dinaphthylsulfonylmethane, NAT-105 manufactured by Midori Kagaku (CAS No. [137867-
61-9]), NAT-103 manufactured by Midori Kagaku (CAS.
No. [131582-00-8]). Green Chemical N
AI-105 (CAS No. [85342-62-
7]), and TAZ-106 (CA
S. No. [69432-40-2]), Midori Kagaku NDS-105, Midori Kagaku CMS-105, Midori Kagaku DAM-301 (CAS No. [138529]
-81-4]), Midori Kagaku SI-105 (CAS.
No. [34694-40-7]), Midori Chemical ND
I-105 (CAS. No. [133710-62-
0]), EPI-105 manufactured by Midori Kagaku (CAS No.
[135133-12-9], Midori Kagaku PI-1
05 (CAS No. [41580-58-9]) is preferred. Further, compounds shown in the following Chemical formulas 22 to 26 may be used.

【0083】[0083]

【化22】 Embedded image

【0084】[0084]

【化23】 Embedded image

【0085】[0085]

【化24】 Embedded image

【0086】[0086]

【化25】 Embedded image

【0087】[0087]

【化26】 Embedded image

【0088】これらの化合物の中でさらに好ましいもの
として、トリナフチルスルフォニウムトリフレート,ジ
ナフチルヨードニウムトリフレート,ジナフチルスルフ
ォニルメタン,みどり化学製NAT−105(CAS.
No.[137867−61−9]),みどり化学製N
DI−105(CAS.No.[133710−62−
0]).および、みどり化学製NAI−105(CA
S.No.[85342−62−7])が挙げられる。
Among these compounds, more preferred are trinaphthyl sulfonium triflate, dinaphthyl iodonium triflate, dinaphthyl sulfonylmethane, and NAT-105 manufactured by Midori Kagaku (CAS.
No. [137867-61-9]), Midori Kagaku N
DI-105 (CAS No. [133710-62-
0]). And Midori Kagaku NAI-105 (CA
S. No. [85342-62-7]).

【0089】本発明に用いられる感光性組成物におい
て、光酸発生剤として脂肪族化合物、特にテルペノイド
骨格や脂環式骨格を有する化合物を用いると、193n
m近傍の光透過性をさらに増大させることができるの
で、より好ましい。
In the photosensitive composition used in the present invention, when an aliphatic compound, particularly a compound having a terpenoid skeleton or an alicyclic skeleton, is used as a photoacid generator, 193n
This is more preferable because the light transmittance near m can be further increased.

【0090】なお、光酸発生剤としては、具体的には、
トリフェニルスルフォニウムトリフレート、ジフェニル
ヨードニウムトリフレート、2,3,4,4−テトラヒ
ドロキシベンゾフェノン−4−ナフトキノンジアジドス
ルフォネート、4−N−フェニルアミノ−2−メトキシ
フェニルジアゾニウムスルフェート、4−N−フェニル
アミノ−2−メトキシフェニルジアゾニウム−p−エチ
ルフェニルスルフェート、4−N−フェニルアミノ−2
−メトキシフェニルジアゾニウム2−ナフチルスルフェ
ート、4−N−フェニルアミノ−2−メトキシフェニル
ジアゾニウムフェニルスルフェート、2,5−ジエトキ
シ−4−N−4′−メトキシフェニルカルボニルフェニ
ルジアゾニウム3−カルボキシ−4−ヒドロキシフェニ
ルスルフェート、2−メトキシ−4−N−フェニルフェ
ニルジアゾニウム3−カルボキシ−4−ヒドロキシフェ
ニルスルフェート、ジフェニルスルフォニルメタン、ジ
フェニルスルフォニルジアゾメタン、および、ピロガロ
ールトリメシレート等が挙げられる。
The photoacid generator is specifically,
Triphenylsulfonium triflate, diphenyliodonium triflate, 2,3,4,4-tetrahydroxybenzophenone-4-naphthoquinonediazidosulfonate, 4-N-phenylamino-2-methoxyphenyldiazonium sulfate, 4-N -Phenylamino-2-methoxyphenyldiazonium-p-ethylphenyl sulfate, 4-N-phenylamino-2
-Methoxyphenyldiazonium 2-naphthyl sulfate, 4-N-phenylamino-2-methoxyphenyldiazonium phenyl sulfate, 2,5-diethoxy-4-N-4'-methoxyphenylcarbonylphenyldiazonium 3-carboxy-4- Examples include hydroxyphenyl sulfate, 2-methoxy-4-N-phenylphenyldiazonium 3-carboxy-4-hydroxyphenyl sulfate, diphenylsulfonylmethane, diphenylsulfonyldiazomethane, and pyrogallol trimesylate.

【0091】なお、添加される光酸発生剤は、ベース樹
脂全体に対して、0.001モル%〜50モル%の範囲
が好ましい。0.001モル%未満では、充分な量の酸
が発生せず、パタン形成が不可能となるおそれがあり、
一方、50モル%を越えると、解像度および感度が低下
してしまうので好ましくない。前記光酸発生剤の含有量
は、より好ましくは、ベース樹脂全体に対して0.01
モル%〜40モル%である。
It is preferable that the added photoacid generator is in the range of 0.001 mol% to 50 mol% based on the whole base resin. If the amount is less than 0.001 mol%, a sufficient amount of acid is not generated, and pattern formation may not be possible,
On the other hand, if it exceeds 50 mol%, the resolution and sensitivity are undesirably reduced. The content of the photoacid generator is more preferably 0.01 to the entire base resin.
Mol% to 40 mol%.

【0092】また、本発明で用いられる感光性組成物
は、(a)アルカリ可溶性樹脂、(b)溶解抑止剤、
(c)光酸発生剤の3つの成分を含有するネガ型の化学
増幅型レジストであってもよく、溶解抑止基を有する単
量体を、樹脂成分の共重合組成として導入した場合であ
っても、さらに、溶解抑止剤を含有させても良い。
The photosensitive composition used in the present invention comprises (a) an alkali-soluble resin, (b) a dissolution inhibitor,
(C) A negative chemically amplified resist containing three components of a photoacid generator may be used, in which a monomer having a dissolution inhibiting group is introduced as a copolymer composition of a resin component. May further contain a dissolution inhibitor.

【0093】この溶解抑止剤は、前述の溶解抑止基と同
様に、酸の存在下で分解する置換基または官能基を有
し、かつ分解後の生成物がアルカリ溶液の作用によっ
て、−(C=O)O−,−OS(=O)2 −,または−
O−を生じるものであれば、特に限定されない。
This dissolution inhibitor has a substituent or a functional group that decomposes in the presence of an acid, as in the case of the above-mentioned dissolution inhibiting group, and the product after decomposition is converted to-(C = O) O-, -OS (= O) 2- or-
There is no particular limitation as long as it generates O-.

【0094】例えば、フェノール性化合物をt−ブトキ
シカルボニルエーテル,メチルエーテル,メトキシメチ
ルエーテル,メチルチオメチルエーテル,t−ブチルチ
オメチルエーテル,t−ブトキシメチルエーテル,4−
ペンテニロキシメチルエーテル,t−ブチルジメチルシ
ロキシメチルエーテル,セキシルジメチルシロキシメチ
ルエーテル,2−メトキシエトキシメチルエーテル,
2,2,2−トリクロロエトキシメチルエーテル,ビス
−2’−クロロエトキシ−メチルエーテル,2’−トリ
メチルシリルエトキシメチルエーテル,2’−トリエチ
ルシリルエトキシメチルエーテル,2’−トリイソプロ
ピルシリルエトキシメチルエーテル,2’−t−ブチル
ジメチルシリルエトキシメチルエーテル,テトラヒドロ
ピラニルエーテル,テトラヒドロチオピラニルエーテ
ル,3−ブロモテトラヒドロピラニルエーテル,1−メ
トキシシクロヘキシルエーテル,4−メトキシテトラヒ
ドロピラニルエーテル,4−メトキシテトラヒドロチオ
ピラニルエーテル,4−メトキシテトラヒドロチオピラ
ニルエーテル−S,S−ジオキシド,1,4−ジオキサ
ン−2−イルエーテル,テトラヒドロフラニルエーテ
ル,テトラヒドロチオフラニルエーテル,2,3,3
a,4,5,6,7,7a−オクタヒドロ−7,8,8
−トリメチル−4,7−メタノベンゾフラン−2−イル
エーテル,1−エトキシエチルエーテル,1−2’−ク
ロロエトキシ−エチルエーテル,1−メチル−1−メト
キシエチルエーテル,2,2,2−トリクロロエチルエ
ーテル,2−トリメチルシリルエチルエーテル,t−ブ
チルエーテル,アリルエーテル,4,4’,4”−トリ
ス−4’,5’−ジクロロフタルイミドフェニル−メチ
ルエーテル,4,4’,4”−トリス−4’,5’−ジ
ブロモフタルイミドフェニル−メチルエーテル,4,
4’,4”−トリス−4’,5’−ヨードフタルイミド
フェニル−メチルエーテル,9−アンスリルエーテル,
9−9’−フェニル−10’−オキソ−アンスリルエー
テル(トリチロンエーテル),1,3−ベンゾジチオラ
ン−2−イルエーテル,ベンズイソチアゾリル−S,S
−ジオキシドエーテル,トリメチルシリルエーテル,ト
リエチルシリルエーテル,トリイソプロピルシリルエー
テル,ジメチルイソプロピルシリルエーテル,ジエチル
イソプロピルシリルエーテル,ジメチルセキシルシリル
エーテル、および、t−ブチルジメチルシリルエーテル
に変換した化合物が挙げられる。特に、フェノール性化
合物をt−ブトキシカルボニル基,t−ブトキシカルボ
ニルメチル基,トリメチルシリル基,t−ブチルジメチ
ルシリル基,またはテトラヒドロピラニル基で保護した
化合物が好ましい。あるいは、多価カルボン酸のイソプ
ロピルエステル,エチルエステル,メチルエステル,メ
トキシメチルエステル,メチルチオメチルエステル,テ
トラヒドロピラニルエステル,テトラヒドロフラニルエ
ステル,メトキシエトキシメチルエステル,2−トリメ
チルシリルエトキシメチルエステル,2,2,2−トリ
クロロエチルエステル,2−クロロエチルエステル,2
−ブロモエチルエステル,2−ヨードエチルエステル,
2−フルオロエチルエステル,ω−クロロアルキルエス
テル,2−トリメチルシリルエチルエステル,2−メチ
ルチオエチルエステル,1,3−ジチアニル−2−メチ
ルエステル,t−ブチルエステル,シクロペンチルエス
テル,シクロヘキシルエステル,アリルエステル,3−
ブテン−1−イルエステル,4−トリメチルシリル−2
−ブテン−1−イルエステル,9−アンスリルメチルエ
ステル,2−9’,10’−ジオキソ−アンスリルメチ
ルエステル,1−ピレニルメチルエステル,2−トリフ
ルオロメチル−6−クロミルメチルエステル,ピペロニ
ルエステル,4−ピコリルエステル,トリメチルシリル
エステル,トリエチルシリルエステル,t−ブチルジメ
チルシリルエステル,イソプロピルジメチルシリルエス
テル,ジ−t−ブチルメチルシリルエステル,チオール
エステル,オキサゾール,2−アルキル−1,3−オキ
サゾリン,4−アルキル−5−オキソ−1,3−オキサ
ゾリン,5−アルキル−4−オキソ−1,3−ジオキソ
ラン,オルトエステル,ペンタアミンコバルトコンプレ
ックス,トリエチルスタニルエステル,トリ−n−ブチ
ルスタニルエステル,N,N−ジメチルアミド,ピロリ
ジンアミド,ピペリジンアミド,5,6−ジヒドロフェ
ナンスリジンアミド,N−7−ニトロインドリルエステ
ル,N−8−ニトロ−1,2,3,4−テトラヒドロキ
ノリルアミド,ヒドラジド,N−フェニルヒドラジド,
N,N’−ジイソプロピルヒドラジド、および、t−ブ
チルエステルなどを使用してもよい。また、下記化27
〜化39に示す化合物を使用することもできる。
For example, a phenolic compound is converted to t-butoxycarbonyl ether, methyl ether, methoxymethyl ether, methylthiomethyl ether, t-butylthiomethyl ether, t-butoxymethyl ether,
Pentenyloxymethyl ether, t-butyldimethylsiloxymethyl ether, sethoxyldimethylsiloxymethyl ether, 2-methoxyethoxymethyl ether,
2,2,2-trichloroethoxymethyl ether, bis-2'-chloroethoxy-methyl ether, 2'-trimethylsilylethoxymethyl ether, 2'-triethylsilylethoxymethyl ether, 2'-triisopropylsilylethoxymethyl ether, 2 '-T-butyldimethylsilylethoxymethyl ether, tetrahydropyranyl ether, tetrahydrothiopyranyl ether, 3-bromotetrahydropyranyl ether, 1-methoxycyclohexyl ether, 4-methoxytetrahydropyranyl ether, 4-methoxytetrahydrothiopyranyl ether, 4- Methoxytetrahydrothiopyranyl ether-S, S-dioxide, 1,4-dioxan-2-yl ether, tetrahydrofuranyl ether, tetrahydrothiofurani Ether, 2,3,3
a, 4,5,6,7,7a-octahydro-7,8,8
-Trimethyl-4,7-methanobenzofuran-2-yl ether, 1-ethoxyethyl ether, 1-2'-chloroethoxy-ethyl ether, 1-methyl-1-methoxyethyl ether, 2,2,2-trichloroethyl Ether, 2-trimethylsilylethyl ether, t-butyl ether, allyl ether, 4,4 ', 4 "-tris-4', 5'-dichlorophthalimidophenyl-methyl ether, 4,4 ', 4"-tris-4' , 5'-dibromophthalimidophenyl-methyl ether, 4,4
4 ', 4 "-tris-4', 5'-iodophthalimidophenyl-methyl ether, 9-anthryl ether,
9-9'-phenyl-10'-oxo-anthryl ether (tritylone ether), 1,3-benzodithiolan-2-yl ether, benzisothiazolyl-S, S
-Dioxide ether, trimethylsilyl ether, triethylsilyl ether, triisopropylsilyl ether, dimethylisopropylsilylether, diethylisopropylsilylether, dimethylsexylsilylether, and compounds converted to t-butyldimethylsilylether. In particular, a compound obtained by protecting a phenolic compound with a t-butoxycarbonyl group, a t-butoxycarbonylmethyl group, a trimethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, or a tetrahydropyranyl group is preferable. Or isopropyl ester, ethyl ester, methyl ester, methoxymethyl ester, methylthiomethyl ester, tetrahydropyranyl ester, tetrahydrofuranyl ester, methoxyethoxymethyl ester, 2-trimethylsilylethoxymethyl ester, 2,2,2-polycarboxylic acid Trichloroethyl ester, 2-chloroethyl ester, 2
-Bromoethyl ester, 2-iodoethyl ester,
2-fluoroethyl ester, ω-chloroalkyl ester, 2-trimethylsilylethyl ester, 2-methylthioethyl ester, 1,3-dithianyl-2-methyl ester, t-butyl ester, cyclopentyl ester, cyclohexyl ester, allyl ester, 3 −
Buten-1-yl ester, 4-trimethylsilyl-2
-Buten-1-yl ester, 9-anthrylmethyl ester, 2-9 ', 10'-dioxo-anthrylmethyl ester, 1-pyrenylmethyl ester, 2-trifluoromethyl-6-chromylmethyl ester, Piperonyl ester, 4-picolyl ester, trimethylsilyl ester, triethylsilyl ester, t-butyldimethylsilyl ester, isopropyldimethylsilyl ester, di-t-butylmethylsilyl ester, thiol ester, oxazole, 2-alkyl-1,3- Oxazoline, 4-alkyl-5-oxo-1,3-oxazoline, 5-alkyl-4-oxo-1,3-dioxolane, orthoester, pentaaminecobalt complex, triethylstanyl ester, tri-n-butylstanyl ester N, N-dimethylamide, pyrrolidineamide, piperidineamide, 5,6-dihydrophenanthridinamide, N-7-nitroindolyl ester, N-8-nitro-1,2,3,4-tetrahydroquinolylamide , Hydrazide, N-phenylhydrazide,
N, N′-diisopropyl hydrazide, t-butyl ester, and the like may be used. Also,
The compounds shown in Chemical formulas 39 to 39 can also be used.

【0095】[0095]

【化27】 Embedded image

【0096】[0096]

【化28】 Embedded image

【0097】[0097]

【化29】 Embedded image

【0098】[0098]

【化30】 Embedded image

【0099】[0099]

【化31】 Embedded image

【0100】[0100]

【化32】 Embedded image

【0101】[0101]

【化33】 Embedded image

【0102】[0102]

【化34】 Embedded image

【0103】[0103]

【化35】 Embedded image

【0104】[0104]

【化36】 Embedded image

【0105】[0105]

【化37】 Embedded image

【0106】[0106]

【化38】 Embedded image

【0107】[0107]

【化39】 Embedded image

【0108】特に、ナフタレン骨格を構造に有するポリ
ヒドロキシナフトールなどをt−ブトキシカルボニル基
で保護した化合物は、193nmの透過性が高まるので
望ましいものとなる。
In particular, a compound in which a polyhydroxynaphthol having a naphthalene skeleton in its structure is protected with a t-butoxycarbonyl group is desirable because the transmittance at 193 nm is increased.

【0109】また、下記化40に示す一般式(6)で表
される化合物を使用することもできる。
Further, a compound represented by the following general formula (6) can also be used.

【0110】[0110]

【化40】 Embedded image

【0111】(上記一般式(6)中、R9 およびR
10は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、
シリル基、または1価の有機基を示し、同一でも異なっ
てもよい。また、R9 とR10とは、互いに結合して環を
形成していてもよい。Xは>C=Oまたは−SO2 −を
示す。Yは2価の有機基を示す。なお、R9 ,R10また
はYのいずれか1つ以上は、酸により分解する置換基ま
たは官能基を有する。) 前記一般式(6)で表される化合物において、R9 また
はR10として導入される1価の有機基としては、例え
ば、メチル,エチル,プロピル,イソプロピル,n−ブ
チル,イソブチル,s−ブチル,t−ブチルなどのアル
キル基,シクロヘキシル,ピペリジル,ピラニンなどの
置換または非置換の脂環式基もしくはヘテロ環式基を挙
げることができる。
(In the above general formula (6), R 9 and R 9
10 is a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group,
It represents a silyl group or a monovalent organic group, which may be the same or different. R 9 and R 10 may be bonded to each other to form a ring. X is> C = O or -SO 2 - shows a. Y represents a divalent organic group. At least one of R 9 , R 10 and Y has a substituent or a functional group that is decomposed by an acid. In the compound represented by the general formula (6), examples of the monovalent organic group introduced as R 9 or R 10 include, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, and s-butyl. And substituted or unsubstituted alicyclic or heterocyclic groups such as cyclohexyl, piperidyl and pyranine.

【0112】また、2価の置換基Yとしては、例えば、
エチレン,プロピレン、および、ブチレン等の不飽和脂
肪族基;シクロヘキサン,ピラジン,ピラン、およびモ
ルホランなどの置換または非置換の脂環式基もしくはヘ
テロ環式基などを挙げることができる。
Further, as the divalent substituent Y, for example,
Examples include unsaturated aliphatic groups such as ethylene, propylene, and butylene; and substituted or unsubstituted alicyclic or heterocyclic groups such as cyclohexane, pyrazine, pyran, and morpholane.

【0113】なお、酸の存在下で分解する置換基,官能
基を有し、かつ、分解後の生成物がアルカリ溶液の作用
によって、−(C=O)O−,−OS(=O)2 −,ま
たは−O−を生じる化合物を更に含有する場合には、ベ
ース樹脂に対して、1〜60モル%の範囲が好ましい。
この範囲を逸脱すると、塗布性に問題が生じるおそれが
ある。この場合、用いるベース樹脂成分に、酸により分
解する基が含まれていなくてもよい。
It is to be noted that the compound having a substituent and a functional group which decomposes in the presence of an acid, and the decomposed product is-(C = O) O-, -OS (= O) In the case where the composition further contains a compound producing 2- or -O-, the content is preferably in the range of 1 to 60 mol% based on the base resin.
If the ratio deviates from this range, a problem may occur in the applicability. In this case, the base resin component to be used may not contain a group that is decomposed by an acid.

【0114】また、本発明で用いられる樹脂成分におい
て、側鎖にビニル基、あるいは、アリル基、エポキシ基
を有するアクリル系化合物、およびエステル側鎖の炭素
数が4以上のアクリル系化合物が共重合組成の場合に
は、形成されたレジスト膜に対しパターン露光、シリル
化、およびドライ現像を施すことによって、ポジ型レジ
ストとして好ましく使用することができる。なお、アク
リル系化合物は前述の一般式(2)で表される。
In the resin component used in the present invention, an acrylic compound having a vinyl group, an allyl group, or an epoxy group in a side chain and an acrylic compound having 4 or more carbon atoms in an ester side chain are copolymerized. In the case of a composition, the formed resist film can be preferably used as a positive resist by subjecting the formed resist film to pattern exposure, silylation, and dry development. Note that the acrylic compound is represented by the aforementioned general formula (2).

【0115】この場合には、一般式(1)で表される構
造を含む、ビニル系または一般式(2)で表されるアク
リル系化合物と、メタクリル酸またはアクリル酸等のア
ルカリ可溶性の一般式(2)で表されるアクリル系また
はビニル系化合物との共重合体に、光酸発生剤および光
架橋剤を配合して感光性組成物を調製することができ
る。
In this case, a vinyl compound or an acrylic compound represented by the general formula (2) containing the structure represented by the general formula (1) is combined with an alkali-soluble general formula such as methacrylic acid or acrylic acid. A photosensitive composition can be prepared by blending a photoacid generator and a photocrosslinking agent with a copolymer with an acrylic or vinyl compound represented by (2).

【0116】光酸発生剤としては、ネガ型の場合に列挙
したものの他に、ハロゲン化アルキル置換されたトリア
ジン、ナフチリジン化合物などを使用することができ
る。さらに、下記表3および化41に示す化合物を使用
してもよい。
As the photoacid generator, in addition to those listed for the negative type, triazines and naphthyridine compounds substituted with an alkyl halide can be used. Further, the compounds shown in Table 3 and Chemical Formula 41 below may be used.

【0117】[0117]

【表3】 [Table 3]

【0118】[0118]

【化41】 Embedded image

【0119】また、下記化42に示すトリハロメチル基
で置換されたオキサジアゾール誘導体、および下記化4
3に示すトリハロメチル基で置換されたs−トリアジン
誘導体を使用することもできる。
Further, an oxadiazole derivative substituted with a trihalomethyl group represented by the following formula
An s-triazine derivative substituted with a trihalomethyl group shown in 3 can also be used.

【0120】[0120]

【化42】 Embedded image

【0121】[0121]

【化43】 Embedded image

【0122】光架橋剤としては、例えば、エポキシ基を
側鎖に有するビニル、一般式(2)で表されるアクリル
系重合体;メチロール置換されたトリアジン,ナフチリ
ジン化合物のようなメラミン系化合物などを使用するこ
とができる。
Examples of the photocrosslinking agent include vinyl having an epoxy group in a side chain, an acrylic polymer represented by the general formula (2); melamine compounds such as methylol-substituted triazine and naphthyridine compounds. Can be used.

【0123】本発明で用いられるシリル化用の化学増幅
型レジストの樹脂成分として配合される共重合体は、次
の条件を満たすことが好ましい。すなわち、比重が10
以下であり、かつ、平均分子量が500〜500,00
0である。感光性組成物の樹脂成分の比重が10を越え
ると、シリル化剤の入り込むサイトが小さすぎてレジス
ト層内に入り込むことが困難となり、シリル化の進行が
抑制されるおそれがある。
The copolymer blended as a resin component of the chemically amplified resist for silylation used in the present invention preferably satisfies the following conditions. That is, the specific gravity is 10
And an average molecular weight of 500 to 500,00
0. When the specific gravity of the resin component of the photosensitive composition exceeds 10, the site into which the silylating agent enters is too small to make it difficult to enter the resist layer, and the progress of silylation may be suppressed.

【0124】また、余りに高分子のポリマの場合には、
これを含むレジスト組成物に電子放射線を照射した際
に、その照射及び、照射後のベーキングによって架橋反
応が促進されてしまい、シリル化の選択性が低下してレ
ジストの像質が劣化するおそれがある。
In the case of too high molecular weight polymer,
When a resist composition containing the same is irradiated with electron radiation, the irradiation and baking after the irradiation promote a cross-linking reaction, which may reduce the selectivity of silylation and deteriorate the image quality of the resist. is there.

【0125】次に、ネガ型の化学増幅型レジストを例に
挙げて、本発明で用いられる感光性組成物の調製例、お
よびこれを用いたパターン形成方法を説明する。
Next, a preparation example of a photosensitive composition used in the present invention and a pattern forming method using the same will be described by taking a negative chemically amplified resist as an example.

【0126】この場合には、前記ポリマーと、必要に応
じ酸により分解する化合物と、化学放射線の照射により
酸を発生する化合物とを有機溶媒に溶解し、濾過するこ
とによって調製することができる。
In this case, the polymer can be prepared by dissolving the polymer, a compound which can be decomposed by an acid if necessary, and a compound which generates an acid upon irradiation with actinic radiation in an organic solvent and filtering.

【0127】なお、従来レジストとして用いる場合に
は、前記ポリマーと光架橋剤または光主鎖切断材とを溶
媒に溶解し、濾過することによって調製することができ
る。かかる有機溶媒としては、例えば、シクロヘキサノ
ン,アセトン,メチルエチルケトン、またはメチルイソ
ブチルケトンなどのケトン系溶媒;メチルセロソルブ,
2−エトキシエチルアセテート,2−メトキシエチルア
セテート,2−プロピロキシエチルアセテート、また
は、2−ブトキシエチルアセテートなどのセロソルブ系
溶媒;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ートなどのグリコール系溶媒;酢酸エチル,酢酸ブチ
ル、または、酢酸イソアミルなどのエステル系溶媒;γ
−ブチロラクトンなどのラクトン系溶媒;ジメチルスル
ホキシド,ヘキサメチルホスホリックトリアミドジメチ
ルホルムアミド,N−メチルピロリドンなどの含窒素系
溶媒を挙げることができる。これらの溶媒は、単独で使
用しても、混合溶媒として使用してもよい。さらに、こ
れらにキシレン,トルエンなどの芳香族溶媒、または、
イソプロピルアルコール,エチルアルコール,メチルア
ルコール,ブチルアルコール,n−ブチルアルコール,
s−ブチルアルコール,t−ブチルアルコール,イソブ
チルアルコールなどの脂肪族アルコールを適量含んでい
てもよい。
When used as a conventional resist, the resist can be prepared by dissolving the polymer and a photo-crosslinking agent or a photo-main chain-cutting material in a solvent, followed by filtration. Examples of such organic solvents include ketone solvents such as cyclohexanone, acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; methyl cellosolve;
Cellosolve solvents such as 2-ethoxyethyl acetate, 2-methoxyethyl acetate, 2-propoxyethyl acetate, or 2-butoxyethyl acetate; glycol solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate; ethyl acetate, butyl acetate, or And ester solvents such as isoamyl acetate; γ
Lactone solvents such as -butyrolactone; nitrogen-containing solvents such as dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoric triamide dimethylformamide and N-methylpyrrolidone. These solvents may be used alone or as a mixed solvent. Furthermore, aromatic solvents such as xylene and toluene, or
Isopropyl alcohol, ethyl alcohol, methyl alcohol, butyl alcohol, n-butyl alcohol,
An appropriate amount of an aliphatic alcohol such as s-butyl alcohol, t-butyl alcohol, and isobutyl alcohol may be contained.

【0128】なお、前述の3成分の他に、必要に応じて
塗膜改質剤としての界面活性剤;エポキシ樹脂;ポリメ
チルメタクリレート、プロピレンオキシド−エチレンオ
キシド共重合体、ポリスチレンなどの他のポリマー;ま
たは反射防止剤としての染料を配合してもよい。
In addition to the above three components, if necessary, a surfactant as a coating modifier; epoxy resin; other polymers such as polymethyl methacrylate, propylene oxide-ethylene oxide copolymer, and polystyrene; Alternatively, a dye as an antireflection agent may be blended.

【0129】上述のようにして調製された感光性組成物
の溶液は、回転塗布法やディッピング法により基板上に
塗布した後、約150℃以下、好ましくは70〜120
℃で乾燥して、上記組成物を主成分として含む感光性の
樹脂層(レジスト膜)を形成する。ここで用いる基板と
しては、例えば、シリコンウェハ、表面に各種の絶縁膜
や電極、配線が形成された段差を有するシリコンウェ
ハ、ブランクマスク、GaAs、AlGaAsなどの I
II−V族化合物半導体ウェハなどを挙げることができ
る。
The solution of the photosensitive composition prepared as described above is applied on a substrate by a spin coating method or a dipping method, and then applied at about 150 ° C. or lower, preferably 70 to 120 ° C.
Drying at a temperature of ° C. forms a photosensitive resin layer (resist film) containing the above composition as a main component. As the substrate used here, for example, a silicon wafer, a silicon wafer having steps on the surface of various insulating films, electrodes, and wirings, a blank mask, GaAs, AlGaAs, etc.
A group II-V compound semiconductor wafer can be used.

【0130】次いで、前記レジスト膜にパターン露光、
すなわち、所定のマスクを介して化学放射線の照射を行
なう。このパターン露光に用いられる化学放射線として
は、短波長の紫外線、電子ビーム、X線、低圧水銀ラン
プ光、KrFやArFのエキシマレーザー光、シンクロ
トロンオービタルラディエーション光、γ線、イオンビ
ームなどを用いることができるが、ArFエキシマレー
ザーを光源として用いたパターン露光に対して、本発明
のパターン形成方法は特に効果を発揮する。
Next, pattern exposure is performed on the resist film,
That is, irradiation of actinic radiation is performed through a predetermined mask. As the actinic radiation used for this pattern exposure, short-wavelength ultraviolet rays, electron beams, X-rays, low-pressure mercury lamp light, excimer laser light of KrF or ArF, synchrotron orbital radiation light, γ-rays, ion beams, etc. are used. However, the pattern forming method of the present invention is particularly effective for pattern exposure using an ArF excimer laser as a light source.

【0131】続いて、露光後のレジスト膜を熱板、オー
ブン等を用いて、または赤外線照射等によって130〜
150℃の温度において、1〜30分間で加熱処理する
ことによりベーキングしつつ、レジスト膜に対して対し
てシリル化を施す。ここで用いられるシリル化剤は、ク
ロロシラン類、シラザン類およびアミノシラン類から選
択されることが好ましい。
Subsequently, the exposed resist film is heated to 130-130 ° C. by using a hot plate, an oven, or the like, or by irradiating infrared rays.
At a temperature of 150 ° C., the resist film is subjected to silylation while baking by heat treatment for 1 to 30 minutes. The silylating agent used here is preferably selected from chlorosilanes, silazanes and aminosilanes.

【0132】クロロシランとしては、例えば、トリメチ
ルクロロシラン、ジメチルクロロシラン、メチルクロロ
シラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラ
ン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルビニルクロロ
シラン、メチルクロロジシラン、メチルジフェニルクロ
ロシラン、ジフェニルジクロロシラン、メチルフェニル
ジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、およびク
ロロメチルジメチルクロロシランなどが挙げられ、シラ
ザンとしては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、テト
ラメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザ
ン、サイクリックシラザン混合物、N,N−ビストリメ
チルシリルアセトアミド、N,N−ビストリメチルシリ
ルトリフロロアセトアミド、ジメチルトリメチルシリル
アミン、ジエチルトリメチルシリルアミン、およびトリ
メチルシリルイミダゾールなどが挙げられる。
Examples of the chlorosilane include trimethylchlorosilane, dimethylchlorosilane, methylchlorosilane, methyldichlorosilane, dimethylchlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, methylvinylchlorosilane, methylchlorodisilane, methyldiphenylchlorosilane, diphenyldichlorosilane, methylphenyldichlorosilane, Examples include phenyltrichlorosilane and chloromethyldimethylchlorosilane. Examples of the silazane include hexamethyldisilazane, tetramethyldisilazane, hexamethylcyclotrisilazane, a cyclic silazane mixture, N, N-bistrimethylsilylacetamide, N , N-bistrimethylsilyltrifluoroacetamide, dimethyltrimethylsilylamine, diethyltri Chill silyl amines, and trimethylsilyl imidazole.

【0133】アミノシランとしては、ジメチルアミノジ
メチルシラン、ジエチルアミノジメチルシラン、ジメチ
ルアミノトリメチルシラン、ジエチルアミノトリメチル
シラン、ビスジメチルアミノメチルシラン、およびビス
ジメチルアミノジメチルシランなどが挙げられる。
Examples of the aminosilane include dimethylaminodimethylsilane, diethylaminodimethylsilane, dimethylaminotrimethylsilane, diethylaminotrimethylsilane, bisdimethylaminomethylsilane, and bisdimethylaminodimethylsilane.

【0134】シリル化に当たっては、チャンバー内をこ
のようなシリル化剤の蒸気で満たし、レジスト膜が形成
された基板等に直接接触させる。なお、雰囲気中のシリ
ル化剤の濃度は、分圧10〜500torr程度とする
ことが好ましい。分圧10torr未満であると、充分
にシリル化を行なうことが困難となり、一方分圧500
torrを越えると、未露光部と露光部との選択性を失
うおそれがある。
In the silylation, the inside of the chamber is filled with the vapor of the silylating agent, and the chamber is brought into direct contact with the substrate on which the resist film is formed. The concentration of the silylating agent in the atmosphere is preferably set to a partial pressure of about 10 to 500 torr. When the partial pressure is less than 10 torr, it is difficult to sufficiently perform silylation, while the partial pressure is 500 torr.
If the pressure exceeds torr, the selectivity between the unexposed portion and the exposed portion may be lost.

【0135】上述のような条件で処理することによっ
て、レジスト膜の露光部において選択的にシリル化が進
行し、未露光部とのシリコン濃度の差が生じる。なお、
露光部と未露光部とのシリコン濃度の差は、未露光部の
濃度を1としたときに露光部の濃度が、少なくとも1.
2以上であることが好ましい。1.2未満の場合には、
レジスト膜の露光部と未露光部との間に十分なエッチン
グレート差が得られないおそれがある。
By performing the treatment under the above conditions, silylation proceeds selectively in the exposed portion of the resist film, and a difference in silicon concentration from the unexposed portion occurs. In addition,
The difference in silicon concentration between the exposed part and the unexposed part is that the density of the exposed part is at least 1.
It is preferably two or more. If less than 1.2,
There is a possibility that a sufficient etching rate difference cannot be obtained between the exposed part and the unexposed part of the resist film.

【0136】次いで、シリル化処理を施した基板等をプ
ラズマエッチング装置の真空容器内に配置し、酸素プラ
ズマによるドライエッチングを行なう。なお、エッチン
グの際は、例えば、真空容器内の圧力は5〜500mt
orr程度とし、0.05〜20Wcm-2の電力密度で
高周波電力を印加しつつ、20〜300sccm程度で
酸素を供給して酸素プラズマを発生させる。なお、酸素
に5%程度の二酸化炭素もしくは二酸化硫黄を加えると
異方性が上がるなどの効果が得られる。
Next, the substrate subjected to the silylation treatment is placed in a vacuum vessel of a plasma etching apparatus, and dry etching is performed by oxygen plasma. At the time of etching, for example, the pressure in the vacuum vessel is 5 to 500 mt.
Oxygen plasma is generated by supplying oxygen at about 20 to 300 sccm while applying high frequency power at a power density of 0.05 to 20 Wcm −2 at about orr. When about 5% of carbon dioxide or sulfur dioxide is added to oxygen, effects such as anisotropy increase are obtained.

【0137】前述のシリル化工程を経たことにより、レ
ジスト膜の露光部にシリコンが含有されたので、このレ
ジスト膜に酸素プラズマ処理を施すと、この領域の表面
ではシリコンと酸素が反応してシリコン酸化物の被膜が
優先的に形成される。一方、未露光部では、シリル化の
進行が抑えられているので、このような酸化物被膜は形
成されない。したがって、露光部は酸素プラズマによっ
てほとんどエッチングされず、シリコン濃度の低い未露
光部が選択的に除去されて微細パターンが形成される。
Since silicon is contained in the exposed portion of the resist film due to the above-mentioned silylation step, when this resist film is subjected to oxygen plasma treatment, silicon and oxygen react on the surface of this region to cause silicon to react. An oxide film is formed preferentially. On the other hand, in the unexposed portion, since the progress of silylation is suppressed, such an oxide film is not formed. Therefore, the exposed portion is hardly etched by the oxygen plasma, and the unexposed portion having a low silicon concentration is selectively removed to form a fine pattern.

【0138】本発明で用いられる脂肪族化合物、特にテ
ルペノイド骨格を有する化合物や脂環式骨格を有する化
合物は、芳香環を有しないにも拘らず優れたドライエッ
チング耐性を示すことが本発明者らの研究により判明し
ている。ドライエッチング耐性が高いうえに芳香環を有
しないので、KrFエキシマレーザ光、ArFエキシマ
レーザ光などの短波長領域における吸収が少なく、透明
性に優れている。
The present inventors have found that the aliphatic compound used in the present invention, particularly the compound having a terpenoid skeleton or the compound having an alicyclic skeleton, has excellent dry etching resistance despite having no aromatic ring. Research. Since it has high dry etching resistance and does not have an aromatic ring, it has little absorption in a short wavelength region such as KrF excimer laser light and ArF excimer laser light, and is excellent in transparency.

【0139】さらに、テルペンは天然に存在し、香料原
料、食料品、および医薬品などにも使用される安全性の
高い化合物である。したがって、テルペノイド骨格を有
する化合物をポリマとして使用した場合には、分解後の
化合物がテルペンとなるために、安全性に優れた感光性
材料が得られる。
Further, terpene is a highly safe compound which exists naturally and is used also as a fragrance raw material, foodstuff, medicine and the like. Therefore, when a compound having a terpenoid skeleton is used as a polymer, the compound after decomposition becomes a terpene, so that a photosensitive material excellent in safety can be obtained.

【0140】これらの化合物を用いて形成されたレジス
トパターンは、線幅のばらつきが極めて小さく、レジス
トパターンの変形やレジストのアローも全く生じない。
これは、露光後のレジスト膜が、従来よりも低い温度か
つ短時間でシリル化が可能であることに起因するもので
ある。本発明で用いられる感光性組成物は、脂肪族化合
物、特にテルペノイド骨格または脂環式骨格を含む成分
を含有する感光性組成物であり、この組成物はノボラッ
ク系の樹脂と比較して比重が小さいのでシリル基が容易
に取り込まれる。これに対し、従来のノボラック系樹脂
は、立体構造が大変複雑であり、ベンゼン環のπ−スタ
ッキングの効果からも、反応部であるOH基が覆い隠さ
れてシリル化反応が妨げられていたものと考えられる。
したがって、このようなレジストの分子構造に含まれる
OH基に直接シリル基を導入する際には、立体障害のた
めに反応性が乏しく、高温に加熱することによって反応
を促進する必要があった。
A resist pattern formed using these compounds has a very small variation in line width, and does not cause any deformation of the resist pattern or resist arrow at all.
This is due to the fact that the resist film after exposure can be silylated at a lower temperature and in a shorter time than before. The photosensitive composition used in the present invention is a photosensitive composition containing a component containing an aliphatic compound, in particular, a terpenoid skeleton or an alicyclic skeleton, and the specific gravity of the composition is higher than that of a novolak resin. Since it is small, silyl groups are easily incorporated. On the other hand, the conventional novolak resin has a very complicated three-dimensional structure, and the silylation reaction is hindered because the OH group, which is the reaction site, is masked by the effect of π-stacking of the benzene ring. it is conceivable that.
Therefore, when a silyl group is directly introduced into the OH group contained in the molecular structure of such a resist, the reactivity is poor due to steric hindrance, and it has been necessary to promote the reaction by heating to a high temperature.

【0141】上述のように本発明では、特定の感光性組
成物を用いているので、パターン露光後のレジスト膜に
対しては低い温度、かつ短時間でシリル化を行なうこと
ができる。その結果、パターンの流れ等の発生を抑制す
ることができ、所望の領域のみのシリコン濃度を優先的
に高めることが可能となった。
As described above, in the present invention, since the specific photosensitive composition is used, the resist film after pattern exposure can be subjected to silylation at a low temperature and in a short time. As a result, it is possible to suppress the occurrence of pattern flow and the like, and it is possible to preferentially increase the silicon concentration only in a desired region.

【0142】こうして高い選択性でシリル化されたレジ
スト膜を酸素プラズマエッチングに曝すことにより、シ
リコン濃度の低い領域を選択的に除去して、極めて高い
精度で線幅のばらつきの少ないレジストパターンを形成
することができる。
By exposing the resist film silylated with high selectivity to oxygen plasma etching, a region having a low silicon concentration is selectively removed, and a resist pattern with a small line width variation is formed with extremely high accuracy. can do.

【0143】なお、ドライ現像後に基板をエッチングす
る際に、基板とシリル化された層とのエッチングのコン
トラストがあまりよくない場合には、シリル化された層
の下のレジストはドライエッチング耐性が高い方がよ
い。したがって、ドライエッチング耐性の高い脂肪族化
合物、特にテルペノイド骨格や脂環式骨格を有する化合
物を用いることが好ましい。
If the etching contrast between the substrate and the silylated layer is not so good when etching the substrate after the dry development, the resist under the silylated layer has high dry etching resistance. Better. Therefore, it is preferable to use an aliphatic compound having high dry etching resistance, particularly a compound having a terpenoid skeleton or an alicyclic skeleton.

【0144】[0144]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例にかかるレ
ジストマスクのパターン形成方法について説明する。な
お、本発明は、これらの実施例に限定されるものではな
い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for forming a resist mask pattern according to an embodiment of the present invention will be described below. Note that the present invention is not limited to these examples.

【0145】(実施例1)まず、メンチルメタクリレー
トとグリシジルメタクリレートとの50:50共重合体
をシクロヘキサノン溶液(濃度10wt%)とし、この
溶液をシリコンウェハ上にスピンコートにより塗布し
た。なお、ここで用いた共重合体の分子量は約20,0
00であり、ノボラック樹脂に対する相対比重は、0.
5程度であった。さらに100℃で1分間の加熱処理を
行うことによりレジスト膜を形成した。このレジスト膜
に対し、ArFエキシマーレーザー光を50mJ/cm
2 の照射量で照射して露光を施し、さらに、シリル化剤
としてのヘキサメチルジシラザンを露光後のレジスト膜
に直接接触させて、シリル化を行なって、その温度およ
び時間を調べた。
Example 1 First, a 50:50 copolymer of menthyl methacrylate and glycidyl methacrylate was prepared as a cyclohexanone solution (concentration: 10 wt%), and this solution was applied onto a silicon wafer by spin coating. The molecular weight of the copolymer used here was about 20,0.
The specific gravity relative to the novolak resin was 0.1.
It was about 5. Further, a heat treatment was performed at 100 ° C. for 1 minute to form a resist film. An ArF excimer laser beam is applied to the resist film at 50 mJ / cm.
Exposure was performed by irradiating with an irradiation amount of 2 , and further, hexamethyldisilazane as a silylating agent was directly contacted with the exposed resist film to perform silylation, and the temperature and time were examined.

【0146】(比較例1)共重合体を分子量5,000
のノボラック樹脂に変更する以外は実施例1と同様にし
てシクロヘキサノン溶液を得、同様の工程によりシリル
化を行なって、その温度および時間を調べた。
(Comparative Example 1) A copolymer having a molecular weight of 5,000
A cyclohexanone solution was obtained in the same manner as in Example 1 except that the novolak resin was changed to a novolak resin, and the silylation was carried out in the same process, and the temperature and time were examined.

【0147】実施例1および比較例1についてのシリル
化温度および時間を、下記表4にまとめる。
The silylation temperatures and times for Example 1 and Comparative Example 1 are summarized in Table 4 below.

【0148】[0148]

【表4】 [Table 4]

【0149】なお、ここで、シリル化とは、レジスト膜
中のシリコン濃度が3%以上となったことを表わす。表
4に示されるように、実施例1のパターン形成方法で用
いられる感光性組成物は、ノボラック樹脂を含有するレ
ジストよりも低温でシリル化することができ、しかも、
その時間も著しく短いことがわかる。
Here, the silylation means that the silicon concentration in the resist film becomes 3% or more. As shown in Table 4, the photosensitive composition used in the pattern forming method of Example 1 can be silylated at a lower temperature than a resist containing a novolak resin.
It can be seen that the time is remarkably short.

【0150】(実施例2)まず、メンチルメタクリレー
トとアリルメタクリレートとの50:50共重合体を、
10wt%のシクロヘキサノン溶液としてウェハ上に
0.6μm厚に塗布し、ホットプレート上で90℃、9
0秒間ベーキングを行なってレジスト膜を形成した。
Example 2 First, a 50:50 copolymer of menthyl methacrylate and allyl methacrylate was prepared as follows:
It is applied as a 10% by weight cyclohexanone solution on a wafer to a thickness of 0.6 μm, and placed on a hot plate at 90 ° C., 9
Baking was performed for 0 seconds to form a resist film.

【0151】次に、縮小投影型露光装置などを使用し
て、光源としてのArFエキシマレーザからICパター
ンを50〜500mJcm-2で露光した後、ホットプレ
ートで約50〜75℃の温度において1〜30分間ベー
キングしつつ、シリル化剤であるヘキサメチルジシラザ
ンの蒸気をレジスト膜の表面に接触させた。
Next, an IC pattern is exposed at 50 to 500 mJcm −2 from an ArF excimer laser as a light source using a reduction projection type exposure apparatus or the like, and then exposed at a temperature of about 50 to 75 ° C. on a hot plate. While baking for 30 minutes, a vapor of hexamethyldisilazane as a silylating agent was brought into contact with the surface of the resist film.

【0152】上記のウェハをプラズマエッチング装置の
真空容器内に配置し、酸素を60sccm供給して真空
容器内の圧力を30mtorrに保持して、高周波電力
を電力密度が1.57Wcm-2になるように印加して酸
素をプラズマ化した。こうして発生した酸素プラズマを
レジスト膜に接触させて、未露光領域のシリル化されて
いないレジスト膜を除去し、レジストマスクを形成し
た。
The above wafer is placed in a vacuum vessel of a plasma etching apparatus, oxygen is supplied at 60 sccm, the pressure in the vacuum vessel is maintained at 30 mtorr, and the high frequency power is adjusted to a power density of 1.57 Wcm −2. To convert oxygen into a plasma. The oxygen plasma thus generated was brought into contact with the resist film to remove the unsilylated resist film in the unexposed area, thereby forming a resist mask.

【0153】その結果、0.12μmのポジ型パターン
を形成することができた。
As a result, a positive pattern of 0.12 μm could be formed.

【0154】なお、アルカリ溶液としては、テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイドの他にコリン、ソデ
ィウムハイドロオキサイド、およびポタシウムハイドロ
オキサイドを使用することができる。
As the alkaline solution, choline, sodium hydroxide, and potassium hydroxide can be used in addition to tetramethylammonium hydroxide.

【0155】(実施例3〜12)種々の共重合体を用
い、それぞれに光酸発生剤としてのトリフェニルスルホ
ニウムトリフレート1wt%を配合してシクロヘキサノ
ン溶液とし、実施例3〜12で用いる感光性組成物を調
製した。用いた共重合体の組成、分子量および比重を下
記表5にまとめる。
(Examples 3 to 12) Using various copolymers, 1% by weight of triphenylsulfonium triflate as a photoacid generator was added to each to form a cyclohexanone solution, and the photosensitivity used in Examples 3 to 12 was determined. A composition was prepared. The composition, molecular weight and specific gravity of the copolymer used are summarized in Table 5 below.

【0156】[0156]

【表5】 [Table 5]

【0157】各感光性組成物を、ウェハ上にスピンコー
トにより0.6μmの厚さに塗布し、ホットプレート上
で90℃90秒間のプリベークを行なってレジスト膜を
形成した。
Each photosensitive composition was applied on a wafer to a thickness of 0.6 μm by spin coating, and prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to form a resist film.

【0158】次に、光源としてArFエキシマレーザを
用い、所定のマスクを介して50mJcm-2でレジスト
膜に対してパターン露光を施した後、レジスト膜を70
℃に加熱しつつ、分圧40〜200torrのヘキサメ
チルジシラザンの蒸気で5分間処理した。このウェハを
プラズマ発生装置に収容し、酸素圧100mtorr、
パワー温度0.1Wcm-2で酸素プラズマエッチングを
行ったところ未露光部と露光部とのエッチング速度比は
10以上であり、線幅0.15μmの良好なネガパター
ンを形成することができた。
Next, after using a ArF excimer laser as a light source and subjecting the resist film to pattern exposure at 50 mJcm −2 through a predetermined mask, the resist film
While heating to ° C., it was treated with a vapor of hexamethyldisilazane at a partial pressure of 40 to 200 torr for 5 minutes. This wafer is housed in a plasma generator, and the oxygen pressure is 100 mtorr.
When oxygen plasma etching was performed at a power temperature of 0.1 Wcm −2 , the etching rate ratio between the unexposed portion and the exposed portion was 10 or more, and a favorable negative pattern having a line width of 0.15 μm could be formed.

【0159】さらに実施例1と同様にしてシリル化の温
度および時間を評価し、得られた結果を下記表6にまと
める。
Further, the temperature and time of silylation were evaluated in the same manner as in Example 1, and the obtained results are summarized in Table 6 below.

【0160】[0160]

【表6】 [Table 6]

【0161】このように、実施例3〜12の方法によれ
ば、最高でも75℃15分間の処理により、高い選択性
をもってレジスト膜のシリル化を行なうことができ、特
に、シクロヘキシルアクリレートとグリシジルメタクリ
レートとの1:1共重合体を用いた場合(実施例8)に
は、50℃で5分間の処理によりシリル化が可能であ
る。
As described above, according to the methods of Examples 3 to 12, silylation of the resist film can be performed with high selectivity by treating at a maximum of 75 ° C. for 15 minutes. In particular, cyclohexyl acrylate and glycidyl methacrylate can be used. In the case where a 1: 1 copolymer was used (Example 8), silylation was possible by treatment at 50 ° C. for 5 minutes.

【0162】(比較例2)共重合体をノボラック樹脂に
変更する以外は、上述の実施例3〜12と同様にしてパ
ターン形成を試みたが、容易にシリル化できなかった。
(Comparative Example 2) Pattern formation was attempted in the same manner as in Examples 3 to 12 except that the copolymer was changed to a novolak resin, but the silylation was not easily performed.

【0163】(実施例13〜22)種々の共重合体を用
い、それぞれに光酸発生剤としてのトリフェニルスルフ
ォニウムトリフレートを1wt%、および光架橋剤とし
てのナフトキノンジアジド5wt%を配合してシクロヘ
キサノン溶液とし、実施例13〜22で用いる感光性組
成物を調製した。用いた共重合体の組成、分子量および
比重を下記表7にまとめる。
Examples 13 to 22 Using various copolymers, 1% by weight of triphenylsulfonium triflate as a photoacid generator and 5% by weight of naphthoquinonediazide as a photocrosslinking agent were blended. Photosensitive compositions used in Examples 13 to 22 were prepared as cyclohexanone solutions. The composition, molecular weight and specific gravity of the copolymer used are summarized in Table 7 below.

【0164】[0164]

【表7】 [Table 7]

【0165】各感光性組成物を、ウェハ上にスピンコー
トにより0.6μmの厚さに塗布し、ホットプレート上
で90℃90秒間のプリベークを行なってレジスト膜を
形成した。
Each photosensitive composition was applied on a wafer to a thickness of 0.6 μm by spin coating, and prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to form a resist film.

【0166】次に、光源としてArFエキシマレーザー
を用い、所定のマスクを介して180mJcm-2でレジ
スト膜に対してパターン露光を施した後、レジスト膜を
60℃に加熱しつつ、分圧40〜200torrのヘキ
サメチルジシラザンの蒸気で5分間処理した。このウェ
ハをプラズマ発生装置内に収容し、酸素圧100mto
rr、パワー温度0.1Wcm-2で酸素プラズマエッチ
ングを行ったところ未露光部と露光部とのエッチング速
度比は10以上であり、線幅0.15μmの良好なポジ
パターンを形成することができた。
Next, after using a ArF excimer laser as a light source and subjecting the resist film to pattern exposure at 180 mJcm −2 through a predetermined mask, the resist film is heated to 60 ° C. Treated with 200 torr of hexamethyldisilazane vapor for 5 minutes. This wafer is housed in a plasma generator and has an oxygen pressure of 100 mto.
When oxygen plasma etching was performed at rr and a power temperature of 0.1 Wcm -2 , the etching rate ratio between the unexposed portion and the exposed portion was 10 or more, and a favorable positive pattern having a line width of 0.15 μm could be formed. Was.

【0167】さらに実施例1と同様にしてシリル化の温
度および時間を評価し、得られた結果を下記表8にまと
める。
Further, the temperature and time of silylation were evaluated in the same manner as in Example 1, and the obtained results are summarized in Table 8 below.

【0168】[0168]

【表8】 [Table 8]

【0169】このように、実施例13〜22の方法によ
れば、最高でも75℃15分間の処理により、高い選択
性をもってレジスト膜のシリル化を行なうことができ、
特に、シクロヘキシルアクリレートとトリフルオロメチ
ルメタクリレートとの1:1共重合体を用いた場合(実
施例18)には、50℃で5分間の処理によりシリル化
が可能である。
As described above, according to the methods of Examples 13 to 22, the silylation of the resist film can be performed with high selectivity by performing the treatment at 75 ° C. for at most 15 minutes.
In particular, when a 1: 1 copolymer of cyclohexyl acrylate and trifluoromethyl methacrylate is used (Example 18), silylation can be performed by treatment at 50 ° C. for 5 minutes.

【0170】(比較例3)共重合体をノボラック樹脂に
変更する以外は、上述の実施例13〜22と同様にして
パターン形成を試みたが、容易にシリル化できなかっ
た。
Comparative Example 3 Pattern formation was attempted in the same manner as in Examples 13 to 22 except that the copolymer was changed to a novolak resin, but no silylation was possible.

【0171】[0171]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
線幅のばらつきが少ない微細パターンを、高解像度で精
度よく形成し得るレジストパターン形成方法が提供され
る。しかも本発明の方法においては、ドライ現像により
パターンが形成されるので、半導体製造プロセスの全ド
ライ化の実現につながるとともに、半導体集積回路の高
集積化に有効であり、その工業的価値は絶大である。
As described in detail above, according to the present invention,
A resist pattern forming method capable of forming a fine pattern with a small line width variation with high resolution and high accuracy is provided. Moreover, in the method of the present invention, a pattern is formed by dry development, which leads to realization of a completely dry semiconductor manufacturing process, and is effective for high integration of a semiconductor integrated circuit, and its industrial value is enormous. is there.

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 21/30 568 (72)発明者 中瀬 真 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H01L 21/30 568 (72) Inventor Makoto Nakase 1 Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Toshiba Corporation R & D center

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 脂肪族化合物を含有する感光性組成物か
らなるレジスト膜を基板上に形成する工程と、 前記レジスト膜に対してパターン露光を施す工程と、 前記パターン露光後のレジスト膜にシリル化処理を施す
工程と、 前記シリル化処理が施されたレジスト膜にドライ現像を
行なう工程とを具備するパターン形成方法。
A step of forming a resist film made of a photosensitive composition containing an aliphatic compound on a substrate; a step of subjecting the resist film to pattern exposure; A pattern forming method, comprising: a step of performing a chemical conversion treatment; and a step of performing dry development on the resist film subjected to the silylation treatment.
【請求項2】 テルペノイド骨格を有する化合物を含有
する感光性組成物からなるレジスト膜を、基板上に形成
する工程と、 前記レジスト膜に対してパターン露光を施す工程と、 前記パターン露光後のレジスト膜にシリル化処理を施す
工程と、 前記シリル化処理が施されたレジスト膜にドライ現像を
行なう工程とを具備するパターン形成方法。
2. A step of forming a resist film made of a photosensitive composition containing a compound having a terpenoid skeleton on a substrate; a step of performing pattern exposure on the resist film; and a resist after the pattern exposure. A pattern forming method comprising: a step of performing a silylation treatment on a film; and a step of performing dry development on the resist film that has been subjected to the silylation treatment.
【請求項3】 脂環式骨格を有する化合物を含有する感
光性組成物からなるレジスト膜を、基板上に形成する工
程と、 前記レジスト膜に対してパターン露光を施す工程と、 前記パターン露光後のレジスト膜にシリル化処理を施す
工程と前記シリル化処理が施されたレジスト膜にドライ
現像を行なう工程とを具備するパターン形成方法。
3. A step of forming a resist film made of a photosensitive composition containing a compound having an alicyclic skeleton on a substrate; a step of performing pattern exposure on the resist film; A step of performing a silylation treatment on the resist film of the above, and a step of performing dry development on the resist film subjected to the silylation treatment.
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