JPH10133375A - Chemical amplifying positive resist composition - Google Patents

Chemical amplifying positive resist composition

Info

Publication number
JPH10133375A
JPH10133375A JP8285195A JP28519596A JPH10133375A JP H10133375 A JPH10133375 A JP H10133375A JP 8285195 A JP8285195 A JP 8285195A JP 28519596 A JP28519596 A JP 28519596A JP H10133375 A JPH10133375 A JP H10133375A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
group
ester
exposure
alicyclic hydrocarbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8285195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunori Kamiya
保則 上谷
Hiroaki Fujishima
浩晃 藤島
Yoshiko Miya
芳子 宮
Kazuki Takemoto
一樹 武元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP8285195A priority Critical patent/JPH10133375A/en
Publication of JPH10133375A publication Critical patent/JPH10133375A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain high sensitivity and high resolution of a resist and to increase adhesion property to a substrate and stability with time during storage after exposure by using a resin having 1-ethoxyethyl group and combining with an acid producing agent having a specified structure. SOLUTION: This chemically amplifying positive resist compsn. contains a resin (A) and an acid producing agent (B). The resin (A) has polymn. units derived from an ester compd. having ethylene type unsatd. bonds, and at least a part of the ester is 1-ethoxyethylester. The acid producing agent (B) is selected from compds. expressed by formulae I-IV. In formula I-IV, R represents alkyl groups, alicyclic hydrocarbon residues, aryl groups, aralkyl groups or camphor groups and may have alkoxy, halogen or nitro substituents.

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、半導体の微細加工
に用いられる化学増幅型のポジ型レジスト組成物に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemically amplified positive resist composition used for fine processing of semiconductors.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体の微細加工には通常、レジスト組
成物を用いたリソグラフィプロセスが採用されており、
リソグラフィにおいては、レイリー (Rayleigh) の回折
限界の式で表されるように、原理的には露光波長が短い
ほど解像度を上げることが可能である。半導体の製造に
用いられるリソグラフィ用露光光源は、波長436nmの
g線、波長365nmのi線、波長248nmのKrFエキ
シマレーザーと、年々短波長になってきており、次世代
の露光光源として、波長193nmのArFエキシマレー
ザーが有望視されている。
2. Description of the Related Art A lithography process using a resist composition is usually employed for fine processing of a semiconductor.
In lithography, the shorter the exposure wavelength, the higher the resolution in principle, as expressed by the Rayleigh diffraction limit equation. Exposure light sources for lithography used in the manufacture of semiconductors have become shorter each year, such as g-line with a wavelength of 436 nm, i-line with a wavelength of 365 nm, and a KrF excimer laser with a wavelength of 248 nm. ArF excimer laser is promising.

【0003】ArFエキシマレーザー露光機に用いられ
るレンズは、従来の露光光源用のものに比べて寿命が短
いので、ArFエキシマレーザー光に曝される時間はで
きるだけ短いほうが好ましい。そのためには、レジスト
の感度を高める必要があることから、露光により発生す
る酸の触媒作用を利用したいわゆる化学増幅型レジスト
が用いられる。化学増幅型レジストでは、特にポジ型レ
ジストにおいて顕著であるが、空気中のアミンなどによ
る酸の失活が原因である露光後の引き置き経時変化(い
わゆるタイム・ディレイ効果)が問題となっている。
Since the life of a lens used in an ArF excimer laser exposure machine is shorter than that of a lens for a conventional exposure light source, the exposure time to an ArF excimer laser beam is preferably as short as possible. For this purpose, since it is necessary to increase the sensitivity of the resist, a so-called chemically amplified resist utilizing a catalytic action of an acid generated by exposure is used. Among the chemically amplified resists, particularly the positive resist is remarkable, but there is a problem of a temporal change (so-called time delay effect) after the exposure, which is caused by the deactivation of an acid due to an amine in the air. .

【0004】一方、ArFエキシマレーザー露光用のレ
ジストに用いる樹脂は、レジストの透過率を確保するた
めに芳香環を持たず、またドライエッチング耐性を持た
せるために芳香環の代わりに脂環式環を有するものがよ
いことが知られている。しかしながら、このような樹脂
を用いると、特に樹脂の親水性が足りない場合に、現像
時の接着性不足から、現像剥がれを起こしやすいという
問題がある。
On the other hand, the resin used for the resist for ArF excimer laser exposure does not have an aromatic ring in order to secure the transmittance of the resist, and it has an alicyclic ring instead of an aromatic ring in order to have dry etching resistance. It is known that those having However, when such a resin is used, there is a problem that development peeling is likely to occur due to insufficient adhesiveness during development, particularly when the hydrophilicity of the resin is insufficient.

【0005】岩佐ら,1996年春季第43回応用物理学関
係連合講演会講演予稿集,27a-ZW-1や、中野ら,Second
International Symposium on 193 nm Lithography Dig
estof Abstracts, pp. 34-35 (1996)には、脂環式基を
有し、かつ酸の作用で脱離する基として1−エトキシエ
チル基を有する樹脂を用いることにより、高感度のレジ
ストが得られることが示されている。1−エトキシエチ
ル基を有する樹脂は、酸による開裂の活性化エネルギー
が低いために、高感度であるという特長を有している。
Iwasa et al., Proceedings of the 43rd Symposium on Applied Physics, Spring 1996, 27a-ZW-1, and Nakano et al., Second
International Symposium on 193 nm Lithography Dig
In estof Abstracts, pp. 34-35 (1996), a high-sensitivity resist is obtained by using a resin having an alicyclic group and having a 1-ethoxyethyl group as a group capable of leaving by the action of an acid. It is shown that it can be obtained. A resin having a 1-ethoxyethyl group has a feature of high sensitivity because of low activation energy for cleavage by an acid.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、1−
エトキシエチル基を有する樹脂と酸発生剤とを含有し、
ArFやKrFなどのエキシマレーザーリソグラフィに
適した化学増幅型のポジ型レジスト組成物であって、高
感度および高解像度で、基板への接着性に優れ、かつ露
光後の引き置き経時安定性にも優れるものを提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to
Contains a resin having an ethoxyethyl group and an acid generator,
A chemically amplified positive resist composition suitable for excimer laser lithography such as ArF and KrF. It has high sensitivity and high resolution, has excellent adhesion to substrates, and has good stability over time after exposure. It is to provide something excellent.

【0007】本発明者らは、1−エトキシエチル基を有
する樹脂を用いた化学増幅型ポジ型レジスト組成物にお
いて、ある種の構造の酸発生剤と組み合わせることによ
り、高感度および高解像度が得られ、また基板への接着
性および露光後の引き置き経時安定性も改良されること
を見出し、本発明を完成した。
The inventors of the present invention have obtained high sensitivity and high resolution in a chemically amplified positive resist composition using a resin having a 1-ethoxyethyl group by combining it with an acid generator having a certain structure. In addition, the present inventors have found that the adhesiveness to the substrate and the stability with time of exposure after exposure are improved, and the present invention has been completed.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、以下
に示す樹脂(A)および酸発生剤(B)を含有してなる
化学増幅型ポジ型レジスト組成物を提供するものであ
る。
That is, the present invention provides a chemically amplified positive resist composition containing the following resin (A) and acid generator (B).

【0009】(A)エチレン性不飽和結合を有するエス
テル系の化合物から導かれる重合単位を有し、そのエス
テルの少なくとも一部が1−エトキシエチルエステルで
ある樹脂、および
(A) a resin having a polymerized unit derived from an ester compound having an ethylenically unsaturated bond, wherein at least a part of the ester is 1-ethoxyethyl ester;

【0010】(B)下式(I)、(II)、(III) または
(IV)
(B) The following formula (I), (II), (III) or (IV)

【0011】 [0011]

【0012】(式中、Rは、アルコキシ、ハロゲンもし
くはニトロで置換されていてもよいアルキル基、脂環式
炭化水素残基、アリール基、アラルキル基またはカンフ
ァー基を表す)で示される化合物群から選ばれる酸発生
剤。
(Wherein R represents an alkyl group optionally substituted by alkoxy, halogen or nitro, an alicyclic hydrocarbon residue, an aryl group, an aralkyl group or a camphor group) The acid generator of choice.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明で用いる樹脂(A)は、エ
チレン性不飽和結合を有するエステル系の化合物から導
かれる重合単位を有し、そのエステルの少なくとも一部
は1−エトキシエチルエステルである。この樹脂は通
常、芳香環を持たず、そして脂環式環を有するものが好
ましい。ここで、脂環式環は特に、脂環式炭化水素基、
それも架橋炭化水素環であるのが好ましく、例えば、ボ
ルナン環、ノルボルナン環、トリシクロデカン環、テト
ラシクロドデカン環、アダマンタン環などが挙げられ
る。より具体的な樹脂としては、(メタ)アクリル酸の
脂環式エステルから導かれる重合単位を有するもの、脂
環式カルボン酸のビニルエステルまたはイソプロペニル
エステルから導かれる構造単位を有するものなどを挙げ
ることができる。典型的な樹脂は、例えば、次式(V)
または(VI)で示される構造を有するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The resin (A) used in the present invention has a polymerized unit derived from an ester compound having an ethylenically unsaturated bond, and at least a part of the ester is 1-ethoxyethyl ester. is there. This resin usually has no aromatic ring and preferably has an alicyclic ring. Here, the alicyclic ring is particularly an alicyclic hydrocarbon group,
It is also preferably a bridged hydrocarbon ring, and examples thereof include a bornane ring, a norbornane ring, a tricyclodecane ring, a tetracyclododecane ring, and an adamantane ring. More specific resins include those having a polymerized unit derived from an alicyclic ester of (meth) acrylic acid and those having a structural unit derived from a vinyl ester or isopropenyl ester of an alicyclic carboxylic acid. be able to. A typical resin is, for example, the following formula (V)
Or it has a structure shown by (VI).

【0014】 [0014]

【0015】式中、R1 、R2 およびR3 は互いに独立
に、水素またはメチルを表し;Xは1価の脂環式炭化水
素基を表し;Yは2価の脂環式炭化水素基を表し;Zは
−C(=O)O−を表し、ここでZ中のいずれの結合手が
−(CH2)n−Y−に結合してもよく;nは0または1を
表し;a、bおよびcは各繰り返し単位のモル量であっ
て、a+b+cを100としたとき、aは20〜60、
bは20〜60、cは0〜40の各数を表し;dおよび
eも各繰り返し単位のモル量であって、d+eを100
としたとき、dは20〜60、eは80〜40の各数を
表す。
Wherein R 1 , R 2 and R 3 independently represent hydrogen or methyl; X represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group; and Y represents a divalent alicyclic hydrocarbon group. the expressed; Z is -C (= O) O- and represented, wherein which of the bonds in Z - (CH 2) may be attached to the n-Y-; n represents 0 or 1; a, b and c are the molar amounts of each repeating unit, and when a + b + c is 100, a is 20 to 60;
b represents a number of 20 to 60, c represents a number of 0 to 40; d and e are also the molar amount of each repeating unit;
Where d represents a number from 20 to 60 and e represents a number from 80 to 40.

【0016】式(V)において、Xで表される脂環式炭
化水素基は、例えば炭素数6〜18程度であることがで
き、具体的には、ボルナンから導かれるイソボルニル、
ノルボルナンから導かれるノルボルニル、トリシクロデ
カンから導かれるトリシクロデシル、テトラシクロドデ
カンから導かれるテトラシクロドデシル、アダマンタン
から導かれるアダマンチルなどが挙げられる。また、式
(VI)において、Yで表される2価の脂環式炭化水素基
も、例えば炭素数6〜18程度であることができ、具体
的には、ボルナンの2価基(特に二つの結合手がともに
環炭素原子から出るもの)、ノルボルナンの2価基、ト
リシクロデカンの2価基、テトラシクロドデカンの2価
基、アダマンタンの2価基などが挙げられる。これらの
脂環式炭化水素基は、上記式(VI)に示すように、メチ
レンを介してZで表されるエステル結合につながること
もできる。式(VI)におけるZは、−C(=O)O−のい
ずれの結合手が−(CH2)n−Y−のメチレンまたはYに
結合してもよい。したがってこの部分は、(メタ)アク
リル酸エステル由来の構造であることも、また脂環式カ
ルボン酸のビニルまたはイソプロペニルエステル由来の
構造であることもできる。
In the formula (V), the alicyclic hydrocarbon group represented by X can have, for example, about 6 to 18 carbon atoms. Specifically, isobornyl derived from bornane,
Examples include norbornyl derived from norbornane, tricyclodecyl derived from tricyclodecane, tetracyclododecyl derived from tetracyclododecane, and adamantyl derived from adamantane. In the formula (VI), the divalent alicyclic hydrocarbon group represented by Y can also have, for example, about 6 to 18 carbon atoms. (Both of the two bonds are emitted from ring carbon atoms), norbornane divalent group, tricyclodecane divalent group, tetracyclododecane divalent group, adamantane divalent group, and the like. These alicyclic hydrocarbon groups can also lead to an ester bond represented by Z via methylene as shown in the above formula (VI). Z in the formula (VI) may have any bond of —C (= O) O— bonded to methylene or Y of — (CH 2 ) n —Y—. Thus, this moiety can be a structure derived from a (meth) acrylic acid ester or a structure derived from a vinyl or isopropenyl ester of an alicyclic carboxylic acid.

【0017】上記式(V)において、(メタ)アクリル
酸の脂環式エステル単位の量を表すaは、20〜60の
範囲の数であることができ、好ましくは20〜50の範
囲の数である。また、(メタ)アクリル酸の1−エトキ
シエチルエステル単位の量を表すbは、20〜60の範
囲の数であることができ、好ましくは30〜60の範囲
の数である。式(V)中の(メタ)アクリル酸単位の量
を表すcは、その定義から明らかなようにゼロであって
もよく、この(メタ)アクリル酸単位がない場合も包含
されるが、通常はこの(メタ)アクリル酸単位もある程
度存在するのが好ましく、したがってnは、5〜40程
度の範囲の数であるのが好ましい。
In the above formula (V), a representing the amount of the alicyclic ester unit of (meth) acrylic acid can be a number in the range of 20 to 60, preferably a number in the range of 20 to 50. It is. In addition, b representing the amount of 1-ethoxyethyl ester unit of (meth) acrylic acid can be a number in the range of 20 to 60, and is preferably a number in the range of 30 to 60. In the formula (V), c representing the amount of the (meth) acrylic acid unit may be zero as is clear from the definition, and the case where the (meth) acrylic acid unit is not included is included, but usually, It is preferable that this (meth) acrylic acid unit also exists to some extent, and therefore, n is preferably a number in the range of about 5 to 40.

【0018】一方、式(VI)中の脂環式カルボン酸の1
−エトキシエチルエステルを有する構造単位の量を表す
dは、20〜60の範囲の数であることができ、好まし
くは20〜50の範囲の数である。脂環式カルボン酸基
を有する構造単位の量を表すeは、100−dの数であ
る。
On the other hand, one of the alicyclic carboxylic acids in the formula (VI)
D, representing the amount of structural units having -ethoxyethyl ester, can be a number in the range of 20-60, preferably a number in the range of 20-50. E representing the amount of the structural unit having an alicyclic carboxylic acid group is a number of 100-d.

【0019】式(V)の構造を有する樹脂は、(メタ)
アクリル酸の脂環式エステル、(メタ)アクリル酸の1
−エトキシエチルエステル、および任意に(メタ)アク
リル酸を用い、これらを共重合させることにより製造で
きる。また式(VI)の構造を有する樹脂は、それぞれ1
−エトキシエチル基を有する脂環式カルボン酸のビニル
もしくはイソプロペニルエステルまたは(メタ)アクリ
ル酸の脂環式エステルと、それぞれ遊離のカルボキシル
基を有する脂環式カルボン酸のビニルもしくはイソプロ
ペニルエステルまたは(メタ)アクリル酸の脂環式エス
テルとを用い、これら二成分を共重合させることにより
製造できる。式(VI)の構造を有する樹脂として、典型
的には例えば、(メタ)アクリル酸1−エトキシエトキ
シカルボニルトリシクロデシルメチルと、(メタ)アク
リロイルオキシメチルトリシクロデカンカルボン酸との
共重合体や、1−エトキシエトキシカルボニルトリシク
ロデカンカルボン酸ビニルと、ビニルオキシカルボニル
トリシクロデカンカルボン酸との共重合体などを挙げる
ことができる。
The resin having the structure of the formula (V) is (meth)
Alicyclic ester of acrylic acid, (meth) acrylic acid 1
It can be produced by using ethoxyethyl ester and optionally (meth) acrylic acid and copolymerizing them. The resin having the structure of the formula (VI) has 1
A vinyl or isopropenyl ester of an alicyclic carboxylic acid having an ethoxyethyl group or an alicyclic ester of (meth) acrylic acid and a vinyl or isopropenyl ester of an alicyclic carboxylic acid having a free carboxyl group or ( It can be produced by copolymerizing these two components with an alicyclic ester of (meth) acrylic acid. As the resin having the structure of the formula (VI), typically, for example, a copolymer of 1-ethoxyethoxycarbonyltricyclodecylmethyl (meth) acrylate and (meth) acryloyloxymethyltricyclodecanecarboxylic acid or And a copolymer of vinyl 1-ethoxyethoxycarbonyltricyclodecanecarboxylate and vinyloxycarbonyltricyclodecanecarboxylate.

【0020】本発明では、以上のような、酸の作用で脱
離する保護基として1−エトキシエチル基を有するエス
テル系のビニル重合体からなる樹脂(A)を用い、そし
て露光により酸を発生し、樹脂(A)中の保護基に作用
する酸発生剤として、前記式(I)、(II)、(III) ま
たは(IV)で示される化合物を用いる。これらの酸発生
剤のなかでも、特に式(I)、(II)または(III) で示
される化合物が好ましい。式(I)〜(IV)において、
Rは、スルホン酸の残基、すなわち、スルホン酸からス
ルホン酸基を除去した形の基であって、アルキル基、脂
環式炭化水素残基、アリール基、アラルキル基またはカ
ンファー基である。
In the present invention, the resin (A) consisting of an ester-based vinyl polymer having a 1-ethoxyethyl group as a protecting group which is released by the action of an acid as described above is used, and an acid is generated by exposure to light. The compound represented by the formula (I), (II), (III) or (IV) is used as an acid generator acting on a protecting group in the resin (A). Among these acid generators, compounds represented by formula (I), (II) or (III) are particularly preferred. In formulas (I) to (IV),
R is a residue of a sulfonic acid, that is, a group obtained by removing a sulfonic acid group from a sulfonic acid, and is an alkyl group, an alicyclic hydrocarbon residue, an aryl group, an aralkyl group or a camphor group.

【0021】Rで表されるアルキル基は、例えば炭素数
1〜10程度であることができ、無置換でも置換されて
いてもよく、また炭素数3以上の場合は、直鎖状でも分
子状でもよい。アルキルの置換基としては、アルコキシ
(好ましくは炭素数1〜4程度)、フッ素や塩素、臭素
のようなハロゲンおよびニトロが挙げられる。脂環式炭
化水素残基は、脂環式環を含む炭化水素から導かれる1
価基であり、単環でも架橋多環でもよい。具体的には、
シクロヘキシルやシクロヘキシルメチルのような単環の
ものや、アダマンチル(すなわち、アダマンタンから導
かれる1価基、特に1−アダマンチル)のような多環の
ものが挙げられる。アリール基は、例えばフェニルやナ
フチルなどであることができ、これらのフェニルやナフ
チルは、無置換でも置換されていてもよい。フェニルや
ナフチルの置換基としては、アルキル(好ましくは炭素
数1〜4程度)、アルコキシ(好ましくは炭素数1〜4
程度)、フッ素や塩素、臭素のようなハロゲン、ニトロ
などが挙げられる。アラルキル基は、例えばベンジルや
フェネチルなどであることができ、これらのアラルキル
基を構成する芳香環も、アルキル、アルコキシ、ハロゲ
ンおよびニトロのような置換基を有していてもよい。ま
たカンファー基とは、ショウノウ(camphor)から導かれ
る1価基を意味し、特に10−カンファー基、すなわ
ち、例えば10−カンファースルホン酸からスルホン酸
基を除去した形の基が好ましい。
The alkyl group represented by R may have, for example, about 1 to 10 carbon atoms and may be unsubstituted or substituted. If it has 3 or more carbon atoms, it may be linear or molecular. May be. Examples of the alkyl substituent include alkoxy (preferably having about 1 to 4 carbon atoms), halogen such as fluorine, chlorine and bromine, and nitro. Alicyclic hydrocarbon residues are those derived from hydrocarbons containing alicyclic rings.
It is a valent group, and may be a monocyclic or bridged polycyclic ring. In particular,
Monocyclic ones such as cyclohexyl and cyclohexylmethyl, and polycyclic ones such as adamantyl (that is, a monovalent group derived from adamantane, particularly 1-adamantyl) are exemplified. The aryl group can be, for example, phenyl or naphthyl, and these phenyl and naphthyl may be unsubstituted or substituted. Examples of the substituent of phenyl or naphthyl include alkyl (preferably having about 1 to 4 carbon atoms) and alkoxy (preferably having 1 to 4 carbon atoms).
Degree), halogens such as fluorine, chlorine and bromine, and nitro. The aralkyl group can be, for example, benzyl or phenethyl, and the aromatic ring constituting these aralkyl groups may also have a substituent such as alkyl, alkoxy, halogen and nitro. The camphor group means a monovalent group derived from camphor, and is particularly preferably a 10-camphor group, that is, a group obtained by removing a sulfonic acid group from, for example, 10-camphorsulfonic acid.

【0022】また、一般に化学増幅型のポジ型レジスト
組成物においては、塩基性化合物、特に塩基性含窒素有
機化合物、例えばアミン類を、クエンチャーとして添加
することにより、露光後の引き置きに伴う酸の失活によ
る性能劣化を改良できることが知られており、本発明に
おいても、このような塩基性化合物を配合するのが好ま
しい。クエンチャーに用いられる塩基性化合物の具体的
な例としては、以下の各式で示されるようなものが挙げ
られる。
In general, in a chemically amplified positive resist composition, a basic compound, particularly a basic nitrogen-containing organic compound, for example, an amine is added as a quencher, thereby causing a post-exposure delay. It is known that performance degradation due to deactivation of an acid can be improved. In the present invention, it is preferable to add such a basic compound. Specific examples of the basic compound used for the quencher include those represented by the following formulas.

【0023】 [0023]

【0024】式中、R11、R12、R13、R14およびR15
は、互いに独立に、水素、水酸基で置換されていてもよ
いアルキル、シクロアルキル、アリールまたはアルコキ
シを表し、Aはアルキレン、カルボニルまたはイミノを
表す。ここで、R11〜R15で表されるアルキルおよびア
ルコキシは、炭素数1〜6程度であることができ、シク
ロアルキルは、炭素数5〜10程度であることができ、
そしてアリールは、炭素数6〜10程度であることがで
きる。また、Aで表されるアルキレンは、炭素数1〜6
程度であることができ、直鎖でも分岐していてもよい。
Wherein R 11 , R 12 , R 13 , R 14 and R 15
Represents, independently of each other, hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl or alkoxy optionally substituted by a hydroxyl group, and A represents alkylene, carbonyl or imino. Here, alkyl and alkoxy represented by R 11 to R 15 can have about 1 to 6 carbon atoms, cycloalkyl can have about 5 to 10 carbon atoms,
And aryl can have about 6 to 10 carbon atoms. The alkylene represented by A has 1 to 6 carbon atoms.
And may be linear or branched.

【0025】本発明のレジスト組成物は、その全固形分
重量を基準に、樹脂(A)を80〜99.9重量%、そし
て酸発生剤を0.1〜20重量%の範囲で含有するのが好
ましい。また、クエンチャーとしての塩基性化合物を用
いる場合は、同じくレジスト組成物の全固形分重量を基
準に、0.0001〜0.1重量%の範囲で含有するのが好
ましい。この組成物はまた、必要に応じて、増感剤、溶
解抑止剤、他の樹脂、界面活性剤、安定剤、染料など、
各種の添加物を少量含有することもできる。
The resist composition of the present invention contains 80 to 99.9% by weight of the resin (A) and 0.1 to 20% by weight of the acid generator based on the weight of the total solid content. Is preferred. When a basic compound is used as a quencher, it is preferably contained in the range of 0.001 to 0.1% by weight based on the total solid content of the resist composition. The composition may also contain, if necessary, sensitizers, dissolution inhibitors, other resins, surfactants, stabilizers, dyes, etc.
Various additives may be contained in small amounts.

【0026】本発明のレジスト組成物は通常、上記の各
成分が溶剤に溶解された状態でレジスト液となり、シリ
コンウェハーなどの基体上に塗布される。ここで用いる
溶剤は、各成分を溶解し、適当な乾燥速度を有し、溶剤
が蒸発したあとに均一で平滑な塗膜を与えるものであれ
ばよく、この分野で通常用いられているものであること
ができる。例えば、エチルセロソルブアセテート、メチ
ルセロソルブアセテートおよびプロピレングリコールモ
ノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテ
ルエステル類、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミルお
よびピルビン酸エチルのようなエステル類、アセトン、
メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノンおよびシクロ
ヘキサノンのようなケトン類、γ−ブチロラクトンのよ
うな環状エステル類などを挙げることができる。これら
の溶剤は、それぞれ単独で、または2種以上組み合わせ
て用いることができる。
The resist composition of the present invention usually becomes a resist solution in a state where each of the above components is dissolved in a solvent, and is applied onto a substrate such as a silicon wafer. The solvent used here may be any one that dissolves each component, has an appropriate drying speed, and provides a uniform and smooth coating film after the solvent evaporates. There can be. For example, glycol ether esters such as ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate, esters such as ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate and ethyl pyruvate, acetone,
Examples include ketones such as methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone, and cyclic esters such as γ-butyrolactone. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

【0027】基体上に塗布され、乾燥されたレジスト膜
には、パターニングのための露光処理が施され、次いで
脱保護基反応を促進するための加熱処理を行ったあと、
アルカリ現像液で現像される。ここで用いるアルカリ現
像液は、この分野で用いられる各種のアルカリ性水溶液
であることができるが、一般的には、テトラメチルアン
モニウムヒドロキシドの水溶液が用いられることが多
い。
The resist film applied on the substrate and dried is subjected to an exposure treatment for patterning, and then to a heat treatment for accelerating a deprotection group reaction.
Developed with an alkaline developer. The alkaline developer used here can be various alkaline aqueous solutions used in this field, but generally, an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide is often used.

【0028】[0028]

【実施例】次に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら
限定されるものではない。例中にある部および%は、特
記ないかぎり重量基準である。まず、実施例および比較
例で用いた樹脂の合成例を示す。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Parts and percentages in the examples are by weight unless otherwise specified. First, synthetic examples of the resins used in the examples and comparative examples will be described.

【0029】樹脂A1の合成 メタクリル酸イソボルニル22.2g(0.2モル)、メタ
クリル酸1−エトキシエチル15.8g(0.2モル)、メ
タクリル酸8.6g(0.2モル)およびメチルイソブチル
ケトン95gを、500mlの丸底フラスコに仕込み、開
始剤としてアゾビスイソブチロニトリル1.98g(0.0
12モル)を添加した。その後95℃に昇温し、8時間
加熱した。加熱終了後、室温に冷却し、大量のヘプタン
に注いで2回沈殿させ、精製した。その結果、次式で示
される繰り返し単位をモル比でそれぞれ1/3ずつ有
し、重量平均分子量約 10,000 の樹脂A1を得た。
Synthesis of Resin A1 22.2 g (0.2 mol) of isobornyl methacrylate, 15.8 g (0.2 mol) of 1-ethoxyethyl methacrylate, 8.6 g (0.2 mol) of methacrylic acid and methyl isobutyl 95 g of ketone was charged into a 500 ml round bottom flask, and 1.98 g (0.0) of azobisisobutyronitrile was used as an initiator.
12 mol) was added. Thereafter, the temperature was raised to 95 ° C., and the mixture was heated for 8 hours. After completion of the heating, the mixture was cooled to room temperature, poured into a large amount of heptane to precipitate twice, and purified. As a result, a resin A1 having a repeating unit represented by the following formula in a molar ratio of 1/3 each and a weight average molecular weight of about 10,000 was obtained.

【0030】 [0030]

【0031】樹脂AXの合成(比較用) メタクリル酸1−エトキシエチルの代わりに、メタクリ
ル酸tert−ブチルを等モル量用いた以外は、上記樹脂A1
の合成と同様にして、次式で示される繰り返し単位をモ
ル比でそれぞれ1/3ずつ有し、重量平均分子量約 10,
000 の樹脂AXを得た。
Synthesis of Resin AX (Comparative) The above resin A1 except that tert-butyl methacrylate was used in an equimolar amount instead of 1-ethoxyethyl methacrylate.
In the same manner as in the synthesis of the above, each of the repeating units represented by the following formula has a molar ratio of 1/3, and a weight average molecular weight of about 10,
000 resin AX was obtained.

【0032】 [0032]

【0033】また、以下の実施例および比較例で用いた
酸発生剤およびクエンチャーは次のとおりであり、以下
それぞれの記号で表示する。
The acid generators and quenchers used in the following Examples and Comparative Examples are as follows, and are indicated by the respective symbols.

【0034】(B)酸発生剤 B1:ジフェニルジスルホン(みどり化学(株)製) B2:ベンゾイントシレート(みどり化学(株)製) B3:α−メチロールベンゾイントシレート(みどり化学
(株)製) B4:α−メチロールベンゾイン p−tert−ブチルベン
ゼンスルホネート B5:ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジア
ゾメタン(みどり化学(株)製、DAM-105 ) BX:トリフェニルスルホニウム トリフルオロメチルス
ルホネート(みどり化学(株)製、TPS-105 )
(B) Acid generator B1: diphenyldisulfone (manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.) B2: benzoin tosylate (manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.) B3: α-methylol benzoin tosylate (manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.) B4: α-methylolbenzoin p-tert-butylbenzenesulfonate B5: bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane (DAM-105, manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.) BX: triphenylsulfonium trifluoromethylsulfonate (Midori Chemical (TPS-105)

【0035】(C)クエンチャー C1:4,4′−メチレンビス(2−エチル−6−メチル
アニリン)(日本化薬(株)製、カヤハード A-A) C2:2,6−ジイソプロピルアニリン C3:N−フェニルジエタノールアミン
(C) Quencher C1: 4,4'-methylenebis (2-ethyl-6-methylaniline) (Kayahard AA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) C2: 2,6-diisopropylaniline C3: N- Phenyldiethanolamine

【0036】なお、それぞれの化合物の構造は次のとお
りである。
The structure of each compound is as follows.

【0037】 [0037]

【0038】実施例1〜7および比較例1〜3 各例毎に、表1に示す樹脂を15部、酸発生剤を0.15
部およびクエンチャーを0.01部用い、これらをプロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート60部に
溶かし、さらに孔径0.2μm のフッ素樹脂製フィルター
で濾過してレジスト液を調製した。これを、ヘキサメチ
ルジシラザン(HMDS)で処理したシリコンウェハーまた
は、有機反射防止膜を塗布したシリコンウェハーに、乾
燥後の膜厚が0.72μm となるよう塗布した。有機反射
防止膜は、Brewer社の"XHRi-11"を、175℃、60秒
のベーク条件で、 1,700Åの厚さとなるように塗布し
た。レジスト液塗布後のプリベークは、90℃、60秒
の条件で、ダイレクトホットプレート上にて行った。こ
うしてレジスト膜を形成したウェハーに、KrFエキシ
マステッパー〔(株)ニコン製の "NSR 1755 EX8A"、NA
=0.45 〕を用いて、ラインアンドスペースパターンを露
光した。
Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 In each case, 15 parts of the resin shown in Table 1 and 0.15 of the acid generator were used.
Parts and a quencher were dissolved in 60 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate, and filtered through a fluororesin filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist solution. This was applied to a silicon wafer treated with hexamethyldisilazane (HMDS) or a silicon wafer coated with an organic antireflection film so that the film thickness after drying was 0.72 μm. The organic anti-reflection film was applied with "XHRi-11" manufactured by Brewer Co. under a baking condition of 175 ° C. and 60 seconds to a thickness of 1,700 °. Prebaking after the application of the resist solution was performed on a direct hot plate at 90 ° C. for 60 seconds. A KrF excimer stepper [“NSR 1755 EX8A” manufactured by Nikon Corporation, NA
= 0.45] to expose the line and space pattern.

【0039】露光直後に、または露光後アンモニア濃度
3ppb のクリーンルーム内で5分間引き置きしたあと
に、ホットプレート上にて、100℃、60秒の条件で
ポストエキスポジャーベーク(PEB)を行い、さら
に、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液を純水で1/20に希釈した現像液で60秒間のデ
ィップ現像を行った。現像後のパターンを走査型電子顕
微鏡で観察し、有機反射防止膜基板上に設けたレジスト
膜から得られたパターンについて、以下の方法で、感
度、解像度および経時変化を調べた。
Immediately after the exposure, or after leaving for 5 minutes in a clean room having an ammonia concentration of 3 ppb after the exposure, post-exposure bake (PEB) was performed on a hot plate at 100 ° C. for 60 seconds. Dip development was performed for 60 seconds with a developer obtained by diluting a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide with pure water to 1/20. The pattern after the development was observed with a scanning electron microscope, and the sensitivity, resolution, and change with time of the pattern obtained from the resist film provided on the organic antireflection film substrate were examined by the following methods.

【0040】感度: 露光直後にPEBを行った試料に
つき、0.5μm のラインアンドスペースパターンが1:
1となる露光量(実効感度)で表示した。
Sensitivity: A 0.5 μm line-and-space pattern was obtained for the sample subjected to PEB immediately after the exposure:
The exposure amount (effective sensitivity) was 1.

【0041】解像度: 露光直後にPEBを行った試料
につき、実効感度の露光量で分離するラインアンドスペ
ースパターンの最小寸法で表示した。
Resolution: The sample subjected to PEB immediately after exposure was represented by the minimum size of a line-and-space pattern separated by the exposure amount of the effective sensitivity.

【0042】経時変化: 露光後5分間引き置きした試
料の解像度で表示した。
Time-dependent change: The image was displayed at the resolution of a sample which was left for 5 minutes after exposure.

【0043】また、有機反射防止膜を設けない基板上の
パターンにつき、接着性の評価を行い、0.5μm のライ
ンアンドスペースパターンが1:1となる露光量で基板
に接着しているものを○、剥がれているものを×と表示
した。以上の結果を、レジストの組成とともに表1に示
す。
The pattern on the substrate on which the organic anti-reflection film was not provided was evaluated for adhesiveness, and the pattern adhered to the substrate at a light exposure of 0.5: 1 line-and-space pattern was 1: 1. 、, those that were peeled were indicated by x. Table 1 shows the above results together with the composition of the resist.

【0044】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 例 No. 樹脂 酸発生剤 クエンチャー 実効感度 解像度 経時変化 接着性 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 実施例1 A1 B1 C1 15 mJ/cm2 0.30μm 0.35μm ○ 〃 2 A1 B2 C1 20 mJ/cm2 0.32μm 0.35μm ○ 〃 3 A1 B3 C1 25 mJ/cm2 0.30μm 0.35μm ○ 〃 4 A1 B4 C2 20 mJ/cm2 0.28μm 0.33μm ○ 〃 5 A1 B5 C1 60 mJ/cm2 0.30μm 0.35μm ○ 〃 6 A1 B3 C2 20 mJ/cm2 0.28μm 0.35μm ○ 〃 7 A1 B2 C3 25 mJ/cm2 0.27μm 0.35μm ○ ──────────────────────────────────── 比較例1 A1 BX C1 20 mJ/cm2 0.30μm 0.50μm ○ 解像せず 〃 2 AX BX C1 300 mJ/cm2 0.50μm 0.50μm × 解像せず 〃 3 AX B2 C1 >1,000 − − × mJ/cm2 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Example No. Resin Acid generator Quencher Effective sensitivity Resolution Change over time Adhesion ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Example 1 A1 B1 C1 15 mJ / cm 2 0.30μm 0.35μm ○ 〃 2 A1 B2 C1 20 mJ / cm 2 0.32μm 0.35μm ○ 3 3 A1 B3 C1 25 mJ / cm 2 0.30μm 0.35μm ○ 〃 4 A1 B4 C2 20 mJ / cm 2 0.28μm 0.33 [mu] m ○ 〃 5 A1 B5 C1 60 mJ / cm 2 0.30μm 0.35μm ○ 〃 6 A1 B3 C2 20 mJ / cm 2 0.28μm 0.35μm ○ 〃 7 A1 B2 C3 25 mJ / cm 2 0.27μm 0.35μm ○ ───比較 Comparative Example 1 A1 BX C1 20 mJ / cm 2 0.30μm 0.50μm ○ Answer No image 〃 2 AX BX C1 300 mJ / cm 2 0.50 μm 0.50 μm × No resolution 〃 3 AX B2 C1> 1,000 − − × mJ / cm 2 ━━━━━━━━━━━━━━ ━━ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

【0045】実施例1〜7で用いた組成物は、ArFエ
キシマレーザー露光機による露光でも同様に、優れた性
能のレジストパターンを与える。
The compositions used in Examples 1 to 7 similarly give a resist pattern having excellent performance even when exposed with an ArF excimer laser exposure machine.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明の化学増幅型ポジ型レジスト組成
物は、感度および解像度に優れ、基板への接着性が良好
であり、また露光後の引き置き時間による影響を受けに
くく、経時安定性に優れている。
EFFECTS OF THE INVENTION The chemically amplified positive resist composition of the present invention is excellent in sensitivity and resolution, has good adhesiveness to a substrate, is hardly affected by the withdrawal time after exposure, and has stability over time. Is excellent.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武元 一樹 大阪市此花区春日出中3丁目1番98号 住 友化学工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuki Takemoto 3-1-198 Kasuganaka, Konohana-ku, Osaka Sumitomo Chemical Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(A)エチレン性不飽和結合を有するエス
テル系の化合物から導かれる重合単位を有し、該エステ
ルの少なくとも一部が1−エトキシエチルエステルであ
る樹脂、および(B)下式(I)、(II)、(III) また
は(IV) (式中、Rは、アルコキシ、ハロゲンもしくはニトロで
置換されていてもよいアルキル基、脂環式炭化水素残
基、アリール基、アラルキル基またはカンファー基を表
す)で示される化合物群から選ばれる酸発生剤を含有す
ることを特徴とする化学増幅型ポジ型レジスト組成物。
1. A resin having (A) a polymerization unit derived from an ester compound having an ethylenically unsaturated bond, wherein at least a part of the ester is 1-ethoxyethyl ester, and (B) a resin represented by the following formula: (I), (II), (III) or (IV) Wherein R represents an alkyl group optionally substituted with alkoxy, halogen or nitro, an alicyclic hydrocarbon residue, an aryl group, an aralkyl group or a camphor group. A chemically amplified positive resist composition comprising a generator.
【請求項2】樹脂(A)が、脂環式環を有し、芳香環を
有しない請求項1記載の組成物。
2. The composition according to claim 1, wherein the resin (A) has an alicyclic ring and no aromatic ring.
【請求項3】樹脂(A)が、下式(V)または(VI) (式中、R1 、R2 およびR3 は互いに独立に、水素ま
たはメチルを表し;Xは1価の脂環式炭化水素基を表
し;Yは2価の脂環式炭化水素基を表し;Zは−C(=
O)O−を表し、ここでZ中のいずれの結合手が−(CH
2)n−Y−に結合してもよく;nは0または1を表し;
a、bおよびcは各繰り返し単位のモル量であって、a
+b+cを100としたとき、aは20〜60、bは2
0〜60、cは0〜40の各数を表し;dおよびeも各
繰り返し単位のモル量であって、d+eを100とした
とき、dは20〜60、eは80〜40の各数を表す)
で示される構造を有する請求項2記載の組成物。
3. The resin (A) having the following formula (V) or (VI) (Wherein R 1 , R 2 and R 3 independently represent hydrogen or methyl; X represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group; Y represents a divalent alicyclic hydrocarbon group) Z is -C (=
O) O-, wherein any bond in Z is-(CH
2 ) may be bonded to nY-; n represents 0 or 1;
a, b and c are the molar amounts of each repeating unit, and a
Assuming that + b + c is 100, a is 20 to 60 and b is 2
0 to 60 and c each represent a number of 0 to 40; d and e are also molar amounts of each repeating unit, and when d + e is 100, d is 20 to 60 and e is a number of 80 to 40. Represents)
The composition according to claim 2, which has a structure represented by the following formula:
【請求項4】さらに、塩基性化合物を含有する請求項1
〜3のいずれかに記載の組成物。
4. The method according to claim 1, further comprising a basic compound.
A composition according to any one of claims 1 to 3.
JP8285195A 1996-10-28 1996-10-28 Chemical amplifying positive resist composition Pending JPH10133375A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8285195A JPH10133375A (en) 1996-10-28 1996-10-28 Chemical amplifying positive resist composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8285195A JPH10133375A (en) 1996-10-28 1996-10-28 Chemical amplifying positive resist composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10133375A true JPH10133375A (en) 1998-05-22

Family

ID=17688344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8285195A Pending JPH10133375A (en) 1996-10-28 1996-10-28 Chemical amplifying positive resist composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10133375A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002073316A1 (en) * 2001-03-09 2002-09-19 Semiconductor Leading Edge Technologies, Inc. Fine pattern forming method
WO2006123496A1 (en) * 2005-05-17 2006-11-23 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive-working resist composition and method for resist pattern formation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002073316A1 (en) * 2001-03-09 2002-09-19 Semiconductor Leading Edge Technologies, Inc. Fine pattern forming method
WO2006123496A1 (en) * 2005-05-17 2006-11-23 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive-working resist composition and method for resist pattern formation
US7781144B2 (en) 2005-05-17 2010-08-24 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and resist pattern forming method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3546679B2 (en) Chemically amplified positive resist composition
JP3380128B2 (en) Resist material and method of forming resist pattern
JP2856116B2 (en) Vinyl monomer, polymer, photoresist composition and pattern forming method using the same
JP4711018B2 (en) Chemically amplified resist composition
US20010016298A1 (en) Chemically amplified positive resist composition
JPH11305444A (en) Chemical amplification type positive type resist composition
JP3972438B2 (en) Chemically amplified positive resist composition
KR100629124B1 (en) Polymer compound, resist composition and dissolution inhibitor agent containing the polymer compound
KR100562180B1 (en) Chemically Amplified Positive Resist Composition
JP2001209180A (en) Chemical amplification type positive resist composition
JP3928433B2 (en) Resist composition
JP2002006501A (en) Chemical amplification resist composition
JP2008102277A (en) Chemically amplified positive resist composition for thermal lithography, and resist pattern forming method
JP4449176B2 (en) Chemically amplified resist composition
TWI269118B (en) Chemical amplifying type positive resist composition
JP3994486B2 (en) Chemically amplified positive resist composition and copolymer therefor
JPH10133375A (en) Chemical amplifying positive resist composition
JP3841379B2 (en) Positive photosensitive resin composition
JP2001343750A (en) Chemical amplification type positive resist composition
JP4329148B2 (en) Chemically amplified positive resist composition
JP3770694B2 (en) Resist material and resist pattern forming method
JP3919806B2 (en) Resist material and resist pattern forming method
JP3803313B2 (en) Resist material and resist pattern forming method
JP2006091898A (en) Resist material and resist pattern forming method
JP2003043689A (en) Chemical amplification positive resist composition