JPH10171121A - Positive type photoresist composition - Google Patents

Positive type photoresist composition

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JPH10171121A
JPH10171121A JP8328680A JP32868096A JPH10171121A JP H10171121 A JPH10171121 A JP H10171121A JP 8328680 A JP8328680 A JP 8328680A JP 32868096 A JP32868096 A JP 32868096A JP H10171121 A JPH10171121 A JP H10171121A
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JP
Japan
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group
general formula
acid
structure represented
positive photoresist
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Application number
JP8328680A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichiro Sato
健一郎 佐藤
Toshiaki Aoso
利明 青合
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the adhesion of an unexposed part and to suppress reduction in the film thickness of the part without deteriorating dry etching resistance improved by alicyclic org. groups by incorporating a polymer contg. a specified structure as repeating units and a compd. which generates an acid when irradiated with active light, etc. SOLUTION: This photoresist compsn. contains a polymer contg. a structure represented by formula I as repeating units and a compd. which is degraded and generates an acid when irradiated with active light or radiation. In the formula I, R1 is H or alkyl, preferably methyl or ethyl. A copolymer contg. a structure represented by the formula I and a structure represented by formula II as repeating units may be contained in place of the polymer. In the formula II, R2 is monovalent alicyclic hydrocarbon such as adamantyl or norbornyl. This compsn. has high sensitivity, ensures slight reduction in the film thickness of the unexposed part, is excellent in adhesion to the substrate and can be used as a material for lithography utilizing light of 170-220nm.

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170nm〜220
nmという非常に短波長の光で露光する場合に好適なポ
ジ型フォトレジスト組成物に関するものであり、詳しく
は新規な、酸の作用により分解するアルカリ可溶性基の
保護基を分子内に有する単量体を繰り返し単位の1つと
して含む共重合体である。
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a positive photoresist composition suitable for exposure to light having a very short wavelength of nm, specifically a novel monomer having a protecting group for an alkali-soluble group which decomposes under the action of an acid in a molecule. It is a copolymer containing a polymer as one of the repeating units.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子等の微細加工を必要と
する各種電子デバイス製造の分野においては、デバイス
のますますの高密度化、高集積化に関する要求が高まっ
ている。これに伴いパターンの微細化を実現するための
フォトグラフィー技術に対する要求性能は厳しさを極め
ている。この微細化技術の一翼を担っているのがフォト
レジストの高解像力化であり、また露光光の短波長化で
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of manufacturing various electronic devices that require microfabrication of semiconductor devices and the like, there is an increasing demand for higher density and higher integration of devices. Along with this, the required performance of a photography technique for realizing a fine pattern is extremely severe. Part of this miniaturization technology is to increase the resolution of the photoresist and to shorten the wavelength of the exposure light.

【0003】一般に、光学系の解像度(Res)はレー
リーの式、すなわちRes=k・λ/NA(kはプロセ
スファクター、λは露光光源の波長、NAはレンズの開
口数)で表すことができる。この式からより再現線幅を
小さくし、微細なパターンを解像するためには(すなわ
ち高解像力を得るためには)、露光時の波長を短くすれ
ばよいことがわかる。確かに、最小再現線幅の縮小とと
もに露光波長は高圧水銀灯のg線(436nm)、i線
(365nm)へと移行し、更にKrFエキシマレーザ
ー(248nm)を使用したデバイス製造が検討されて
いる。そして、更なる微細加工に対してはより短波なエ
キシマレーザー、中でもArF(193nm)の利用が
有望視されている。
In general, the resolution (Res) of an optical system can be expressed by Rayleigh's equation, that is, Res = k · λ / NA (k is a process factor, λ is the wavelength of an exposure light source, and NA is the numerical aperture of a lens). . From this equation, it can be seen that in order to reduce the reproduction line width and to resolve a fine pattern (that is, to obtain a high resolution), the wavelength at the time of exposure may be shortened. Certainly, with the reduction of the minimum reproduction line width, the exposure wavelength shifts to g-line (436 nm) and i-line (365 nm) of a high-pressure mercury lamp, and furthermore, device manufacturing using a KrF excimer laser (248 nm) is being studied. For further fine processing, use of a shorter-wave excimer laser, especially ArF (193 nm), is considered promising.

【0004】一方、この短波長光で露光されるフォトレ
ジストの方に目を移すと、従来製造化につながってきた
単層レジストではなく、表面リソグラフィーを利用した
2層以上の多層レジスト系での高集積化も検討されてい
る。しかし、これまで多層レジストの実用化を阻んでき
たプロセスの煩雑化は依然として問題である。また、K
rFエキシマレーザーを初めとするエキシマレーザーの
場合、ガス寿命が短いこと、そもそも露光装置自体が高
価なことのため、レーザーのコストパフォーマンスを高
める必要があると一般にされている。これに答えたのが
KrFエキシマレーザー露光用途から主流となったいわ
ゆる化学増幅型レジストである。化学増幅型レジストは
露光により系内の触媒量存在する光酸発生剤から酸が発
生し、その触媒量の酸によりバインダーあるいは低分子
化合物のアルカリ可溶性基の保護基を触媒反応的に脱離
させ、アルカリ現像液に対する溶解性のディスクリミネ
ーションを確保するという仕組みである。化学増幅型レ
ジストは光反応により発生した酸を触媒反応的に利用す
ることから高感度化が期待できる。
On the other hand, turning to the photoresist exposed to the short-wavelength light, instead of a single-layer resist which has conventionally led to production, a multilayer resist system of two or more layers using surface lithography is used. High integration is also being studied. However, the complexity of the process that has hindered the practical use of multilayer resists remains a problem. Also, K
In the case of an excimer laser such as an rF excimer laser, it is generally considered that the cost performance of the laser needs to be improved because the gas life is short and the exposure apparatus itself is expensive in the first place. The answer to this is the so-called chemically amplified resist that has become the mainstream for KrF excimer laser exposure. A chemically amplified resist generates an acid from a photoacid generator present in a catalytic amount in the system upon exposure, and the catalytic amount of the acid catalytically removes the protecting group of the binder or the alkali-soluble group of the low molecular weight compound. The mechanism is to ensure discrimination of solubility in an alkali developing solution. Chemically amplified resists can be expected to have higher sensitivity because they utilize the acid generated by the photoreaction in a catalytic manner.

【0005】化学増幅系レジストは一般に、主に光酸発
生剤と酸の作用により分解するアルカリ可溶性基の保護
基を分子内に有する樹脂を組み合わせた通称2成分系、
上記2つに酸の作用により分解するアルカリ可溶性基の
保護基を分子内に有する低分子化合物を更に含有する
2.5成分系、光酸発生剤とアルカリ可溶性樹脂、酸の
作用により分解するアルカリ可溶性基の保護基を分子内
に有する低分子化合物を含有する3成分系に大別され
る。
A chemically amplified resist is generally called a two-component system in which a photoacid generator and a resin having a protecting group for an alkali-soluble group decomposed by the action of an acid are combined.
2.5-component system further containing a low molecular weight compound having a protecting group for an alkali-soluble group decomposed by the action of an acid in the molecule, a photoacid generator and an alkali-soluble resin, an alkali decomposed by the action of an acid It is roughly classified into a three-component system containing a low-molecular compound having a protecting group for a soluble group in the molecule.

【0006】本発明の共重合体は上記酸の作用により分
解するアルカリ可溶性基の保護基を分子内に有する樹脂
(酸分解性基を有する樹脂)に相当するわけであるが、
この酸分解性基を有する樹脂には以下のような点が要求
される。 (1)塗布溶剤に対する溶解性 (2)製膜性(ガラス転位点) (3)露光光に対する透明性 (4)発生酸に対する酸分解基の分解性 (5)アルカリ現像性、膜べり(親疎水性、アルカリ可
溶性基選択) (6)未露光部の基板への密着性 (7)ドライエッチング耐性 等である。
The copolymer of the present invention corresponds to a resin having a protecting group for an alkali-soluble group decomposed by the action of an acid in the molecule (a resin having an acid-decomposable group).
The resin having an acid-decomposable group is required to have the following points. (1) Solubility in coating solvent (2) Film-forming property (glass transition point) (3) Transparency to exposure light (4) Decomposability of acid-decomposable group to generated acid (5) Alkaline developability, film thinning (affinity) (Selection of aqueous or alkali-soluble groups) (6) Adhesion of unexposed portion to substrate (7) Dry etching resistance

【0007】上記(7)のドライエッチング耐性に関し
てはこれまで芳香環の高いドライエッチング耐性を利用
してきた。例えばノボラック樹脂やポリヒドロキシスチ
レン類を挙げることができる。ところが、芳香環は一般
的には、本発明のターゲットとするところの170〜2
20nm領域に高い光吸収を有し、露光後この吸収はほ
とんど変化しない(光ブリーチ性がない)ことから
(3)露光光に対する透明性の観点では好適でない。こ
のため、光透明性を有し、かつドライエッチング耐性の
高い樹脂の開発が待望された。これに対する回答の一つ
が脂肪族環状化合物の導入であり、今一つが芳香族化合
物の一つであるナフタレン骨格の利用である。脂肪族環
状化合物によりドライエッチング耐性と透明性が両立可
能であることは、Journal of Photopolymer Science an
d technology, vol 3, p439, 1992 をはじめ数々の報告
例がある。
As for the dry etching resistance (7), a high dry etching resistance of an aromatic ring has been used. For example, novolak resins and polyhydroxystyrenes can be mentioned. However, generally, the aromatic ring is a target of the present invention of 170 to 2.
It has high light absorption in a 20 nm region, and this absorption hardly changes after exposure (no light bleaching property), and thus it is not suitable from the viewpoint of (3) transparency to exposure light. Therefore, development of a resin having optical transparency and high resistance to dry etching has been desired. One answer to this is the introduction of aliphatic cyclic compounds, and another is the use of the naphthalene skeleton, one of the aromatic compounds. The ability of aliphatic cyclic compounds to achieve both dry etching resistance and transparency has been reported in the Journal of Photopolymer Science an
There are many reports including d technology, vol 3, p439, 1992.

【0008】一方、酸分解性基に目を移すと、特開平5
−346668においては酸分解性基として3−オキソ
シクロヘキシルエステル基をペンダントした単量体を繰
り返し単位の一つとして含む共重合体、および上記3−
オキソシクロヘキシルエステル基をペンダントした単量
体とドライエッチング耐性改善を目的とした脂環有機基
をペンダントした単量体を繰り返し単位の一つとして含
む共重合体が提案されており、特開平7−234511
においてはt−ブチルエステル基、テトラヒドロピラニ
ルエステル基、3−オキソシクロヘキシルエステル基の
酸分解性基をペンダントした単量体と脂環有機基をペン
ダントした単量体を繰り返し単位の一つとして含む共重
合体が提案されている。
On the other hand, attention is paid to the acid-decomposable group.
-346668, a copolymer containing, as one of the repeating units, a monomer having a pendant 3-oxocyclohexyl ester group as an acid-decomposable group;
A copolymer containing, as one of repeating units, a monomer having a pendant oxocyclohexyl ester group and a monomer having a pendant alicyclic organic group for the purpose of improving dry etching resistance has been proposed. 234511
In the above, a monomer having a pendant acid-decomposable group such as a t-butyl ester group, a tetrahydropyranyl ester group or a 3-oxocyclohexyl ester group and a monomer having a pendant alicyclic organic group as one of the repeating units is used. Polymers have been proposed.

【0009】ところで、脂肪族環状化合物によるドライ
エッチング耐性確保には問題がある。一つは高い疎水性
のために水系での現像性が劣化する点である。これに対
しては、例えば現像液にアルコールを添加することによ
る解決を図ろうとしている(SPIE vol.2438, p.422, 19
95)。今一つは、未露光部での基板への密着性劣化する
点である。この基板密着性はこれまで主にカルボン酸や
ヒドロキシエチル基をペンダントした単量体の共重合添
加により改良されてきたが、カルボン酸系単量体(メタ
クリル酸)の共重合ではアルカリ現像後のパターンプロ
ファイルの膜べりやドライエッチング耐性の劣化などの
幣害も大きく、ヒドロキシエチル基系単量体(ヒドロキ
シエチルメタクリレート)の共重合では露光部の一部ネ
ガ化が見られることから一概に満足いく結果は得られな
かった。
However, there is a problem in securing dry etching resistance with an aliphatic cyclic compound. One is that the developability in an aqueous system is deteriorated due to high hydrophobicity. To address this, for example, an attempt has been made to solve the problem by adding alcohol to the developer (SPIE vol.2438, p.422, 19).
95). The other is that the adhesiveness to the substrate in the unexposed portion is deteriorated. This substrate adhesion has been improved mainly by the addition of a monomer having a pendant carboxylic acid or hydroxyethyl group. However, in the copolymerization of a carboxylic acid monomer (methacrylic acid), the adhesion after alkali development has been improved. The damage of the pattern profile and the deterioration of dry etching resistance are serious, and the copolymerization of hydroxyethyl group monomer (hydroxyethyl methacrylate) is completely satisfactory because some exposed areas are negative. No results were obtained.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、化学増
幅系レジスト組成物における酸分解性基を有する樹脂に
要求される性能のうち (5)アルカリ現像性、膜べり(親疎水性、アルカリ可
溶性基選択) (6)未露光部の基板への密着性 (7)ドライエッチング耐性 に関してでさえも両立されていないのが現状といえる。
従って、本発明の目的は、ポジ型フォトレジスト組成物
において、脂肪族環状部位(脂環有機基)により改善さ
れたドライエッチング耐性を大きく劣化させることな
く、未露光部の密着性と膜べりを改善することにある。
As described above, among the properties required for a resin having an acid-decomposable group in a chemically amplified resist composition, (5) alkali developability, film loss (hydrophobicity, alkali solubility, (Group selection) (6) Adhesion of unexposed portion to substrate (7) Dry etching resistance is not compatible with the current situation.
Therefore, an object of the present invention is to provide a positive photoresist composition that can improve the adhesion and film thinning of an unexposed portion without significantly deteriorating the dry etching resistance improved by an aliphatic cyclic site (alicyclic organic group). To improve.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記諸特性
に留意し鋭意検討した結果、酸分解性基として特定のも
のを選択することにより上記目的が達成されることを見
いだし、この知見に基づき本発明に到った。 (1) 下記一般式(I)で示される構造を繰り返し単
位として含む重合体と、活性光線または放射線の照射に
より分解して酸を発生する化合物を含むことを特徴とす
るポジ型フォトレジスト組成物。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies while paying attention to the above characteristics, and as a result, have found that the above object can be achieved by selecting a specific acid-decomposable group. Based on the above, the present invention has been achieved. (1) A positive photoresist composition comprising a polymer having a structure represented by the following general formula (I) as a repeating unit, and a compound which is decomposed by irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid. .

【0012】一般式(I)Formula (I)

【化5】 Embedded image

【0013】ここで、R1 は水素原子又はアルキル基を
表す。 (2) 上記(1)に記載の一般式(I)で示される構
造と下記一般式(II)で示される構造とを繰り返し単位
として含む共重合体、及び活性光線または放射線の照射
により分解して酸を発生する化合物を含むことを特徴と
するポジ型フォトレジスト組成物。
Here, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group. (2) A copolymer containing, as a repeating unit, the structure represented by the general formula (I) described in the above (1) and the structure represented by the following general formula (II), and decomposes by irradiation with actinic rays or radiation. A positive photoresist composition comprising a compound that generates an acid by heating.

【0014】一般式(II)Formula (II)

【化6】 Embedded image

【0015】ここで、R2 は1価の脂肪族環状炭化水素
基を表す。 (3) 上記(1)に記載の一般式(I)で示される構
造と下記一般式(III)で示される構造とを繰り返し単位
として含む共重合体、及び活性光線または放射線の照射
により分解して酸を発生する化合物を含むことを特徴と
するポジ型フォトレジスト組成物。
Here, R 2 represents a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group. (3) A copolymer containing the structure represented by the general formula (I) described in the above (1) and the structure represented by the following general formula (III) as repeating units, and decomposed by irradiation with actinic rays or radiation. A positive photoresist composition comprising a compound that generates an acid by heating.

【0016】一般式(III)General formula (III)

【化7】 Embedded image

【0017】ここで、 R3 ;2価の脂肪族環状炭化水素基を含有する連結基 X;−COOH、−OH、−COOR7 、又は−OR77 ;3級アルキル基、テトラヒドロピラニル基、テト
ラヒドロフラニル基、アルコキシメチル基又はアルコキ
シエチル基 を表す。(4) 活性光線または放射線の照射により分
解して酸を発生する化合物が、下記一般式(IV)で示さ
れるN−ヒドロキシマレインイミドスルフォネート化合
物であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれ
かに記載のポジ型フォトレジスト組成物。
R 3 ; a linking group containing a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group X; —COOH, —OH, —COOR 7 , or —OR 7 R 7 ; a tertiary alkyl group, tetrahydropyranyl Group, tetrahydrofuranyl group, alkoxymethyl group or alkoxyethyl group. (4) The compound of the above (1) to (1), wherein the compound which decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid is an N-hydroxymaleimide sulphonate compound represented by the following general formula (IV): The positive photoresist composition according to any of (3).

【0018】一般式(IV)General formula (IV)

【化8】 Embedded image

【0019】ここで、 R4 、R5 ;それぞれ同一でも異なっていてもよく、水
素原子、炭素数1〜6のアルキル基、シクロアルキル基
(ただし、R4 とR5 がアルキレン基を介して結合して
環を形成しても良い) R6;アルキル基、ペルフルオロアルキル基、シクロア
ルキル基 を表す。 (5) 露光する波長が170nm〜220nmという
遠紫外線であることを特徴とする上記(1)〜(4)の
いずれかに記載のポジ型フォトレジスト組成物。
Here, R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl group (provided that R 4 and R 5 are linked via an alkylene group). R 6 may represent an alkyl group, a perfluoroalkyl group, or a cycloalkyl group. (5) The positive photoresist composition as described in any one of (1) to (4) above, wherein the exposure wavelength is far ultraviolet rays of 170 nm to 220 nm.

【0020】酸分解性基としては、これまで代表的には
前記のような酸分解性基が提案されているが、たとえ
ば、t−ブチルエステル基の場合酸分解性が極めて劣る
ため感度低下を招き、テトラヒドロピラニルエステル基
の場合には逆に安定性に乏しく、3−オキソシクロヘキ
シルエステル基の場合にも、上記観点では不十分であっ
た。つまり、酸の作用により分解するアルカリ可溶性基
の保護基(酸分解性基)として2−オキソシクロヘキシ
ルエステル基を選択することにより本発明の目的ははじ
めて達成された。このことは、これまでの知見からは思
いがけない、驚くべき結果であり、詳細は不明である
が、カルボニル基の位置を巧みに選択することにより達
成されたものと考えられる。
As the acid-decomposable group, the above-mentioned acid-decomposable groups have been typically proposed. For example, in the case of a t-butyl ester group, the acid-decomposability is extremely poor, so that the sensitivity is lowered. On the contrary, in the case of a tetrahydropyranyl ester group, on the contrary, the stability is poor, and in the case of a 3-oxocyclohexyl ester group, the above viewpoint is insufficient. That is, the object of the present invention has been achieved for the first time by selecting a 2-oxocyclohexyl ester group as a protecting group (acid-decomposable group) for an alkali-soluble group that is decomposed by the action of an acid. This is a surprising and surprising result, which is unexpected from the previous findings, and although the details are unknown, it is thought that this was achieved by skillfully selecting the position of the carbonyl group.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】上記一般式(I)におけるR1
アルキル基としてはメチル基、エチル基が好ましく、特
にメチル基が好ましい。R2 の一価の脂肪族環状炭化水
素基としては、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソ
ボロニル基、トリシクロデカニル基、ジシクロペンテニ
ル基、ノルボルナンエポキシ基、シクロヘキシル基、メ
ンチル基等を挙げることができる。R3 の2価の脂肪族
環状炭化水素基を含有する連結基の脂肪族環状炭化水素
基としては以下のような部分構造を挙げることができ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The alkyl group of R 1 in the above formula (I) is preferably a methyl group or an ethyl group, particularly preferably a methyl group. Examples of the monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group for R 2 include an adamantyl group, a norbornyl group, an isobornyl group, a tricyclodecanyl group, a dicyclopentenyl group, a norbornane epoxy group, a cyclohexyl group, and a menthyl group. . Examples of the aliphatic cyclic hydrocarbon group of the linking group containing a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group represented by R 3 include the following partial structures.

【0022】[0022]

【化9】 Embedded image

【0023】また上記脂肪族環状炭化水素基とエステル
残基、X基をつなぐR3 内の連結基としては単結合、ア
ルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル
基、エステル基、アミド基、スルフォンアミド基等の2
価の有機連結基を挙げることができる。但し、連結基は
1つあるいは2つ以上を組み合わせて用いることができ
る。R7 としては、t−ブチル基、t−アミル基等の3
級アルキル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロ
フラニル基、アルコキシメチル基、−CH(CH3)O
CH2 CH3 、−CH(CH3 )OCH2 CH(C
3 2 等のアルコキシエチル基が挙げられる。
The linking group in R 3 connecting the aliphatic cyclic hydrocarbon group to the ester residue and the X group includes a single bond, an alkylene group, an ether group, a thioether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, a sulfone group. 2 such as an amide group
And a valent organic linking group. However, one or two or more linking groups can be used in combination. R 7 is selected from the group consisting of 3 groups such as t-butyl group and t-amyl group.
Grade alkyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, alkoxymethyl group, -CH (CH 3) O
CH 2 CH 3, -CH (CH 3) OCH 2 CH (C
H 3) include alkoxyethyl group 2 or the like.

【0024】本発明において、酸の作用により分解する
アルカリ可溶性基の保護基(酸分解性基)として2−オ
キソシクロヘキシルエステル基を有する単量体を繰り返
し単位として含む重合体において、2−オキソシクロヘ
キシルエステル基を分子内に有する単量体の繰り返し単
位の量は5モル%〜80モル%が好ましく、より好まし
くは10モル%〜70モル%である。2−オキソシクロ
ヘキシルエステル基を分子内に有する単量体の繰り返し
単位の量が5モル%未満の場合には、本発明の効果であ
る未露光部の基板密着性、残膜性が劣化し、逆に80モ
ル%を越えた場合にはドライエッチング耐性の劣化が見
られる。
In the present invention, a polymer containing, as a repeating unit, a monomer having a 2-oxocyclohexyl ester group as a protective group (acid-decomposable group) for an alkali-soluble group which is decomposed by the action of an acid, is preferably 2-oxocyclohexyl. The amount of the repeating unit of the monomer having an ester group in the molecule is preferably from 5 mol% to 80 mol%, more preferably from 10 mol% to 70 mol%. When the amount of the repeating unit of the monomer having a 2-oxocyclohexyl ester group in the molecule is less than 5 mol%, the effects of the present invention, that is, the adhesion of the unexposed portion to the substrate and the residual film property are deteriorated, On the other hand, when it exceeds 80 mol%, deterioration of dry etching resistance is observed.

【0025】一方、ドライエッチング耐性を付与するこ
とを目的とした共重合単量体である脂肪族環状炭化水素
基を含有する単量体(一般式(II)又は一般式(III)の
単量体)の量は好ましくは95モル%〜20モル%であ
り、より好ましくは90モル%〜30モル%である。
On the other hand, a monomer containing an aliphatic cyclic hydrocarbon group, which is a copolymer monomer for imparting dry etching resistance (a monomer of the general formula (II) or (III) Is preferably from 95 mol% to 20 mol%, more preferably from 90 mol% to 30 mol%.

【0026】また、上記単量体以外にも下記の様な単量
体を繰り返し単位として共重合させることができるが、
これらに限られるものではない。これにより、前記樹脂
に要求される性能、特に(1)塗布溶剤に対する溶解
性、(2)製膜性(ガラス転位点)、(5)アルカリ現
像性、膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、
(6)未露光部の基板への密着性、(7)ドライエッチ
ング耐性、の微調整が可能である。
In addition to the above monomers, the following monomers can be copolymerized as repeating units.
It is not limited to these. Thereby, the performance required for the resin, in particular, (1) solubility in a coating solvent, (2) film forming property (glass transition point), (5) alkali developability, film slippage (hydrophobicity, alkali-soluble group selection) ),
Fine adjustment of (6) adhesion of the unexposed portion to the substrate and (7) dry etching resistance is possible.

【0027】このような共重合単量体としては以下のよ
うなものを挙げることができる。例えば、アクリル酸エ
ステル類、アクリルアミド類、メタクリル酸エステル
類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテ
ル類、ビニルエステル類、等から選ばれる付加重合性不
飽和結合を1個有する化合物である。
The following can be mentioned as such copolymerized monomers. For example, it is a compound having one addition-polymerizable unsaturated bond selected from acrylates, acrylamides, methacrylates, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, and the like.

【0028】このような単量体の添加量は前記2−オキ
ソシクロヘキシルエステル基を分子内に有する単量体お
よび脂肪族環状部位を含有する単量体の総モル数に対し
て99モル%以下が好ましく、より好ましくは90モル
%以下であり、さらに好ましくは80モル%以下であ
る。99モル%を越えた場合には、本発明の効果が発現
しない。
The amount of such a monomer is 99 mol% or less based on the total number of moles of the monomer having a 2-oxocyclohexyl ester group in the molecule and the monomer having an aliphatic cyclic site. Is preferably 90 mol% or less, and more preferably 80 mol% or less. When it exceeds 99 mol%, the effect of the present invention is not exhibited.

【0029】このような他の単量体としては、具体的に
は、例えばアクリル酸エステル類、例えばアルキル(ア
ルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好ましい)ア
クリレート(例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、アクリル酸プロピル、アクリル酸アミル、アクリ
ル酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸
−t−オクチル、クロルエチルアクリレート、2−ヒド
ロキシエチルアクリレート2,2−ジメチルヒドロキシ
プロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリ
レート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペ
ンタエリスリトールモノアクリレートなど);
Specific examples of such other monomers include acrylates, for example, alkyl (alkyl having preferably 1 to 10 carbon atoms) acrylate (for example, methyl acrylate) , Ethyl acrylate, propyl acrylate, amyl acrylate, ethyl hexyl acrylate, octyl acrylate, tert-octyl acrylate, chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate 2,2-dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydroxypentyl Acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, etc.);

【0030】メタクリル酸エステル類、例えばアルキル
(アルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好まし
い。)メタクリレート(例えばメチルメタクリレート、
エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソ
プロピルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、
アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、オク
チルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレ
ート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、5−ヒド
ロキシペンチルメタクリレート、2,2−ジメチル−3
−ヒドロキシプロピルメタクリレート、トリメチロール
プロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリトールモ
ノメタクリレートなど);
Methacrylic esters, for example, alkyl (alkyl having preferably 1 to 10 carbon atoms) methacrylate (for example, methyl methacrylate,
Ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, t-butyl methacrylate,
Amyl methacrylate, hexyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 5-hydroxypentyl methacrylate, 2,2-dimethyl-3
-Hydroxypropyl methacrylate, trimethylolpropane monomethacrylate, pentaerythritol monomethacrylate, etc.);

【0031】アクリルアミド類、例えばアクリルアミ
ド、N−アルキルアクリルアミド、(アルキル基として
は炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘプチル
基、オクチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、ヒド
ロキシエチル基、ベンジル基などがある。)N,N−ジ
アルキルアクリルアミド(アルキル基としては炭素原子
数1〜10のもの、例えばメチル基、エチル基、ブチル
基、イソブチル基、エチルヘキシル基、シクロヘキシル
基などがある。)、N−ヒドロキシエチル−N−メチル
アクリルアミド、N−2−アセトアミドエチル−N−ア
セチルアクリルアミドなど;
Acrylamides, for example, acrylamide, N-alkylacrylamide, wherein the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, t-butyl, heptyl, octyl Group, cyclohexyl group, benzyl group, hydroxyethyl group, benzyl group, etc.) N, N-dialkylacrylamide (alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, butyl group, isobutyl Group, ethylhexyl group, cyclohexyl group, etc.), N-hydroxyethyl-N-methylacrylamide, N-2-acetamidoethyl-N-acetylacrylamide and the like;

【0032】メタクリルアミド類、例えばメタクリルア
ミド、N−アルキルメタクリルアミド(アルキル基とし
ては炭素原子数1〜10のもの、例えばメチル基、エチ
ル基、t−ブチル基、エチルヘキシル基、ヒドロキシエ
チル基、シクロヘキシル基などがある。)、N,N−ジ
アルキルメタクリルアミド(アルキル基としてはエチル
基、プロピル基、ブチル基などがある。)、N−ヒドロ
キシエチル−N−メチルメタクリルアミドなど;
Methacrylamides, for example, methacrylamide, N-alkyl methacrylamide (where the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, t-butyl, ethylhexyl, hydroxyethyl, cycloethyl) Groups, etc.), N, N-dialkylmethacrylamide (an alkyl group includes an ethyl group, a propyl group, a butyl group, etc.), N-hydroxyethyl-N-methylmethacrylamide and the like;

【0033】アリル化合物、例えばアリルエステル類
(例えば酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸ア
リル、ラウリン酸アリル、アセト酢酸アリル、乳酸アリ
ルなど)、アリルオキシエタノールなど;
Allyl compounds such as allyl esters (eg, allyl acetate, allyl caproate, allyl caprylate, allyl laurate, allyl acetoacetate, allyl lactate, etc.), allyloxyethanol and the like;

【0034】ビニルエーテル類、例えばアルキルビニル
エーテル(例えばヘキシルビニルエーテル、オクチルビ
ニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシル
ビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エト
キシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエーテ
ル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニルエー
テル、2−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエ
チルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエー
テル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチル
アミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニ
ルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフ
ルフリルビニルエーテルなど);マレイン酸あるいはフ
マール酸のジアルキルエステル類(例えばジメチルマレ
レート、ジブチルフマレートなど)又はモノアルキルエ
ステル類;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イ
タコン酸、無水マレイン酸、マレイミド、アクリロニト
リル、メタクリロニトリル、マレイロニトリル等があ
る。
Vinyl ethers such as alkyl vinyl ethers (eg, hexyl vinyl ether, octyl vinyl ether, decyl vinyl ether, ethylhexyl vinyl ether, methoxyethyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, chloroethyl vinyl ether, 1-methyl-2,2-dimethylpropyl vinyl ether, 2-ethyl Butyl vinyl ether, hydroxyethyl vinyl ether, diethylene glycol vinyl ether, dimethylaminoethyl vinyl ether, diethylaminoethyl vinyl ether, butylaminoethyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, tetrahydrofurfuryl vinyl ether, etc.); dialkyl esters of maleic acid or fumaric acid (eg, dimethyl maleate, dibutyl) Malate, etc.), or monoalkyl esters, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic anhydride, maleimide, acrylonitrile, methacrylonitrile, there are maleylonitrile.

【0035】その他、一般式(I)、一般式(II)ある
いは一般式(III)で示される繰り返し単位と共重合可能
である付加重合性不飽和化合物であればよい。
In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound copolymerizable with the repeating unit represented by the general formula (I), (II) or (III) may be used.

【0036】本発明における共重合体としては、好まし
くは以下の一般式(V)で表される化合物を挙げること
ができるが、これに限られるものではない。
Preferred examples of the copolymer in the present invention include compounds represented by the following general formula (V), but are not limited thereto.

【0037】[0037]

【化10】 Embedded image

【0038】ここで、R1 〜R3 、R7 、Xは上記と同
じ。 R8 ;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル
基、n−ブチル基 a;0〜95 b;0〜95 c;5〜80 d;0〜50 e;0〜50 f;0〜30 a+b+c+d+e+f=100 a+b≧50 b+c+d≧30 を表す。本発明における共重合体の重量平均分子量は、
2,000〜200,000が好ましい。重量平均分子
量が2,000未満では耐熱性やドライエッチング耐性
の劣化が見られるため好ましくなく、200,000を
越えると現像性が劣化したり、粘度が極めて高くなるた
め製膜性が劣化するなど好ましくない。
Here, R 1 to R 3 , R 7 and X are the same as above. R 8; methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n- butyl group a; 0~95 b; 0~95 c; 5~80 d; 0~50 e; 0~50 f; 0~30 a + b + c + d + e + f = 100 a + b ≧ 50 b + c + d ≧ 30. The weight average molecular weight of the copolymer in the present invention,
2,000-200,000 is preferred. If the weight average molecular weight is less than 2,000, heat resistance and dry etching resistance are deteriorated, which is not preferable. If the weight average molecular weight is more than 200,000, developability is deteriorated and viscosity becomes extremely high, so that film formability is deteriorated. Not preferred.

【0039】また本発明における酸の作用により分解す
るアルカリ可溶性基の保護基として一般式(I)で示さ
れる構造の繰り返し単位を含む重合体の組成物中の添加
量は、全固形分に対して40〜99重量%であり、好ま
しくは50〜97重量%である。本発明の共重合体は、
アゾ化合物などを開始剤とするラジカル重合をはじめと
する通常の方法により合成できる。
In the present invention, the amount of the polymer containing a repeating unit having the structure represented by the general formula (I) as a protecting group for an alkali-soluble group which is decomposed by the action of an acid in a composition is based on the total solid content. 40 to 99% by weight, preferably 50 to 97% by weight. The copolymer of the present invention,
It can be synthesized by a usual method such as radical polymerization using an azo compound or the like as an initiator.

【0040】本発明における酸の作用により分解するア
ルカリ可溶性基の保護基(酸分解性基)として2−オキ
ソシクロヘキシルエステル基を分子内に有する単量体を
繰り返し単位として含む重合体(酸分解性基を分子内に
有する樹脂)は活性光線または放射線の照射により分解
して酸を発生する化合物(光酸発生剤)との組み合わせ
でポジ型フォトレジストを形成する。
In the present invention, a polymer (acid-decomposable group) containing, as a repeating unit, a monomer having a 2-oxocyclohexyl ester group in the molecule as a protective group (acid-decomposable group) for an alkali-soluble group decomposed by the action of an acid. The resin having a group in the molecule) forms a positive photoresist in combination with a compound (photoacid generator) that decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid.

【0041】次にこの光酸発生剤について説明する。光
酸発生剤の必要要件は、(1)露光光に対する透明性
(ただし光ブリーチ性がない場合)、(2)レジスト感
度を確保するために十分な光分解性である。これら2つ
の要件は相矛盾する性能である。しかし、この矛盾する
必須要件を満たす分子設計指針は明確でないのが現状で
あるが、以下のような化合物を本発明の光酸発生剤とし
て挙げることができる。例えば、特開平7−25846
号公報、特開平7−28237号公報、特開平7−92
675号公報、特開平8−27102号公報記載の2−
オキソシクロヘキシル基を有するアルキルスルフォニウ
ム塩類、および、N−ヒドロキシスクシンイミドスルフ
ォネート類、さらには J. Photopolym. Sci. Technol.,
Vol 7,No3, p 423 (1994) 等に記載されている下記一
般式(VI)で示されるスルフォニウム塩、下記一般式(V
II)で示されるジスルフォン類、下記一般式(VIII)で
表される化合物を挙げることができる。
Next, the photoacid generator will be described. The necessary conditions for the photoacid generator are (1) transparency to exposure light (provided that there is no photobleaching property), and (2) sufficient photodegradability to ensure resist sensitivity. These two requirements are conflicting performance. However, at present, the molecular design guideline that satisfies the contradictory essential requirements is not clear, but the following compounds can be mentioned as the photoacid generator of the present invention. For example, JP-A-7-25846
JP, JP-A-7-28237, JP-A-7-92
675, and JP-A-8-27102.
Alkyl sulfonium salts having an oxocyclohexyl group, and N-hydroxysuccinimide sulfonates, and also J. Photopolym. Sci. Technol.,
Vol 7, No3, p 423 (1994) and the like, and a sulfonium salt represented by the following general formula (VI);
Disulfones represented by II) and compounds represented by the following general formula (VIII) can be mentioned.

【0042】[0042]

【化11】 Embedded image

【0043】ここで、R10〜R13は同じでも異なっても
よく、アルキル基、環状アルキル基を表す。
Here, R 10 to R 13 may be the same or different and represent an alkyl group or a cyclic alkyl group.

【0044】また、N−ヒドロキシマレインイミドスル
フォネート類も好適である。上記N−ヒドロキシマレイ
ンイミドスルフォネート類の中でも上記一般式(IV)で
示される化合物が好ましい。上記一般式(IV)におい
て、R4 、R5 はそれぞれ同一でも異なっていてもよ
く、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、シクロアル
キル基(ただし、R4 とR5 がアルキレン基を介して結
合して環を形成しても良い)を表す。R6 はアルキル
基、ペルフルオロアルキル基、シクロアルキル基を表
す。上記一般式(I)におけるR4 、R5 の炭素数1〜
6個のアルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピ
ル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、
tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基
を挙げることができる。中でも好ましいのはメチル基、
エチル基、プロピル基であり、メチル基、エチル基が更
に好ましい。シクロアルキル基としてはシクロプロピル
基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基を挙げること
ができる。好ましくはシクロペンチル基、シクロヘキシ
ル基である。R4 、R5 がアルキレン鎖により互いに環
を形成する場合としては、例えばシクロヘキシル基、ノ
ルボルニル基、トリシクロデカニル基を形成する場合を
挙げることができる。
Further, N-hydroxymaleimide sulphonates are also suitable. Among the above N-hydroxymaleimide sulphonates, the compound represented by the above general formula (IV) is preferable. In the general formula (IV), R 4 and R 5 may be the same or different, and each represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl group (provided that R 4 and R 5 are alkylene groups. And may form a ring by bonding through). R 6 represents an alkyl group, a perfluoroalkyl group, or a cycloalkyl group. R 4 and R 5 in the general formula (I) have 1 to 1 carbon atoms.
As the six alkyl groups, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl,
Examples thereof include a tert-butyl group, an n-pentyl group, and an n-hexyl group. Among them, preferred is a methyl group,
An ethyl group and a propyl group are preferred, and a methyl group and an ethyl group are more preferred. Examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group. Preferably, they are a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. Examples of a case where R 4 and R 5 form a ring with each other by an alkylene chain include a case where a cyclohexyl group, a norbornyl group, and a tricyclodecanyl group are formed.

【0045】R6 のアルキル基としてはメチル基、エチ
ル基、プロピル基を初めとする直鎖の炭素数1〜20個
のアルキル基や、イソプロピル基、イソブチル基、te
rt−ブチル基、ネオペンチル基を初めとする分岐した
炭素数1〜20個のアルキル基を挙げることができる。
好ましくは炭素数1〜16個の直鎖あるいは分岐したア
ルキル基であり、さらに好ましくは炭素数4〜15個の
直鎖あるいは分岐したアルキル基である。ペルフルオロ
アルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペンタフ
ルオロエチル基を初めとする直鎖の炭素数1〜20個の
ペルフルオロアルキル基や、ヘプタフルオロイソプロピ
ル基、ノナフルオロtert−ブチル基を初めとする分
岐したの炭素数1〜20個のペルフルオロアルキル基を
挙げることができる。好ましくは炭素数1〜16個の直
鎖あるいは分岐したペルフルオロアルキル基である。シ
クロアルキル基としてはシクロペンチル基、シクロヘキ
シル基の様な単環状の環状のアルキル基や、デカリル
基、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基のような複
数環状のアルキル基が挙げられる。以下に一般式(IV)
で表される化合物の具体例を示すが、本発明の内容がこ
れらに限定されるものではない。
Examples of the alkyl group for R 6 include a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group and a propyl group, an isopropyl group, an isobutyl group and a te group.
Examples thereof include a branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as an rt-butyl group and a neopentyl group.
It is preferably a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, and more preferably a straight-chain or branched alkyl group having 4 to 15 carbon atoms. Examples of the perfluoroalkyl group include a trifluoromethyl group, a linear perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a pentafluoroethyl group, and a branched group including a heptafluoroisopropyl group and a nonafluorotert-butyl group. And a perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Preferably, it is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms. Examples of the cycloalkyl group include a monocyclic cyclic alkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, and a plural cyclic alkyl group such as a decalyl group, a norbornyl group, and a tricyclodecanyl group. The general formula (IV) below
Specific examples of the compound represented by are shown below, but the content of the present invention is not limited thereto.

【0046】[0046]

【化12】 Embedded image

【0047】[0047]

【化13】 Embedded image

【0048】一般式(IV)で表される化合物は、G.F.Ja
ubert 著、Ber., 28, 360 (1895)の方法、D.E.Ames等
著、J.Chem.Soc.,3518 (1955) の方法、あるいはM.A.St
olberg等著 J.Am.Chem.Soc., 79.2615 (1957)の方法等
に従い合成されたN−ヒドロキシイミド化合物とスルフ
ォン酸クロリドとを塩基性条件下、例えば L.Bauer等
著、J.Org.Chem., 24. 1294. (1959) の方法に従って合
成することが可能である。
The compound represented by the general formula (IV) is GFJa
ubert, Ber., 28, 360 (1895), DEAmes et al., J. Chem. Soc., 3518 (1955), or MASt
olberg et al., J. Am. Chem. Soc., 79.2615 (1957), and the N-hydroxyimide compound synthesized according to the method and the like and sulfonic acid chloride under basic conditions, for example, L. Bauer et al., J. Org. Chem., 24. 1294. (1959).

【0049】上記光酸発生剤の中でも、一般式(IV)で
表されるN−ヒドロキシマレインイミドスルフォネート
類が好ましい。光酸発生剤の添加剤は、ポジ型フォトレ
ジストの全固形分中で0.1〜20重量%であり、好ま
しくは0.5〜15重量%、更に好ましくは1〜10重
量%である。また、上記光酸発生剤以外にも以下に示す
ような光酸発生剤を併用してもよい。ただし、これらの
光酸発生剤を併用する場合には、その添加量は全レジス
ト固形分中で2重量%以下にすべきである。更に好まし
くは1重量%以下である。
Among the above-mentioned photoacid generators, N-hydroxymaleimide sulfonates represented by the general formula (IV) are preferable. The additive of the photoacid generator is 0.1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 15% by weight, more preferably 1 to 10% by weight based on the total solid content of the positive photoresist. Further, in addition to the photoacid generator, a photoacid generator as shown below may be used in combination. However, when these photoacid generators are used in combination, the added amount should be 2% by weight or less based on the whole resist solids. More preferably, it is at most 1% by weight.

【0050】この様な光酸発生剤としては、たとえば
S.I.Schlesinger,Photogr.Sci.Eng.,18,387(1974)、T.
S.Bal etal,Polymer,21,423(1980) 等に記載のジアゾニ
ウム塩、米国特許第4,069,055 号、同4,069,056号、同
Re 27,992号、特願平3-140,140号等に記載のアンモニウ
ム塩、D.C.Necker etal,Macromolecules,17,2468(198
4)、C.S.Wen etal,Teh,Proc.Conf.Rad.Curing ASIA,p47
8 Tokyo,Oct(1988) 、米国特許第4,069,055 号、同4,06
9,056 号等に記載のホスホニウム塩、J.V.Crivelloeta
l,Macromorecules,10(6),1307(1977) 、Chem.&Eng.New
s,Nov.28,p31(1988)、欧州特許第104,143 号、米国特許
第339,049 号、同第410,201 号、特開平2-150,848 号、
特開平2-296,514 号等に記載のヨードニウム塩、J.V.Cr
ivello etal,Polymer J.17,73(1985) 、J.V.Crivello e
tal.J.Org.Chem.,43,3055(1978) 、W.R.Watt etal,J.Po
lymer Sci.,Polymer Chem.Ed.,22,1789(1984) 、J.V.Cr
ivelloetal,Polymer Bull.,14,279(1985)、J.V.Crivell
o etal,Macromorecules,14(5),1141(1981) 、J.V.Crive
llo etal,J.PolymerSci.,Polymer Chem.Ed.,17,2877(19
79)、欧州特許第370,693 号、同3,902,114 号、同233,5
67 号、同297,443 号、同297,442 号、米国特許第4,93
3,377 号、同161,811 号、同410,201 号、同339,049
号、同4,760,013 号、同4,734,444 号、同2,833,827
号、獨国特許第2,904,626 号、同3,604,580 号、同3,60
4,581 号等に記載のスルホニウム塩、J.V.Crivello eta
l,Macromorecules,10(6),1307(1977) 、J.V.Crivello e
tal,J.PolymerSci.,Polymer Chem.Ed., 17,1047(1979)
等に記載のセレノニウム塩、C.S.Wen etal,Teh,Proc.Co
nf.Rad.Curing ASIA,p478 Tokyo,Oct(1988) 等に記載の
アルソニウム塩等のオニウム塩、米国特許第3,905,815
号、特公昭46-4605 号、特開昭48-36281号、特開昭55-3
2070号、特開昭60-239736 号、特開昭61-169835 号、特
開昭61-169837 号、特開昭62-58241号、特開昭62-21240
1 号、特開昭63-70243号、特開昭63-298339 号等に記載
の有機ハロゲン化合物、K.Meier etal,J.Rad.Curing,13
(4),26(1986)、T.P.Gill etal,Inorg.Chem.,19,3007(1
980)、D.Astruc,Acc.Chem.Res.,19(12),377(1896) 、特
開平2-161445号等に記載の有機金属/有機ハロゲン化
物、S.Hayase etal,J.Polymer Sci.,25,753(1987)、 E.
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lins etal,J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,532(1972)、S.Hay
ase etal,Macromolecules,18,1799(1985)、 E.Reichmani
s etal,J.Electrochem.Soc.,Solid State Sci.Techno
l.,130(6)、 F.M.Houlihan etal,Macromolcules,21,2001
(1988)、欧州特許第0290,750号、同046,083 号、同156,5
35 号、同271,851 号、同0,388,343 号、米国特許第3,90
1,710 号、同4,181,531 号、特開昭60-198538 号、特開
昭53-133022 号等に記載のo−ニトロベンジル型保護基
を有する光酸発生剤、M.TUNOOKAetal,Polymer Preprint
s Japan,35(8)、G.Berner etal,J.Rad.Curing,13(4)、 W.
J.Mijs etal,Coating Technol.,55(697),45(1983),Akzo
、 H.Adachi etal,Polymer Preprints,Japan,37(3)、欧
州特許第0199,672号、同84515 号、同199,672 号、同04
4,115 号、同0101,122号、米国特許第618,564 号、同4,
371,605 号、同4,431,774 号、特開昭64-18143号、特開
平2-245756号、特願平3-140109号等に記載のイミノスル
フォネ−ト等に代表される光分解してスルホン酸を発生
する化合物、特開昭61-166544 号等に記載のジスルホン
化合物を挙げることができる。
Examples of such a photoacid generator include, for example,
SISchlesinger, Photogr. Sci. Eng., 18, 387 (1974), T.
Diazonium salts described in S. Bal et al., Polymer, 21, 423 (1980), U.S. Pat.Nos. 4,069,055, 4,069,056,
Re 27,992, ammonium salt described in Japanese Patent Application No. 3-140,140, DC Necker et al., Macromolecules, 17, 2468 (198
4) 、 CSWen etal, Teh, Proc.Conf.Rad.Curing ASIA, p47
8 Tokyo, Oct (1988), U.S. Pat.Nos. 4,069,055 and 4,06
Phosphonium salt described in 9,056, etc., JVCrivelloeta
l, Macromorecules, 10 (6), 1307 (1977), Chem. & Eng. New
s, Nov. 28, p31 (1988), European Patent No. 104,143, U.S. Patent Nos. 339,049, 410,201, JP-A-2-150,848,
Iodonium salts described in JP-A-2-296,514, etc., JVCr
ivello etal, Polymer J. 17, 73 (1985), JVCrivello e
tal.J.Org.Chem., 43, 3055 (1978), WRWatt et al., J. Po.
lymer Sci., Polymer Chem. Ed., 22, 1789 (1984), JVCr
ivelloetal, Polymer Bull., 14,279 (1985), JVCrivell
o etal, Macromorecules, 14 (5), 1141 (1981), JVCrive
llo etal, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 2877 (19
79), European Patent Nos. 370,693, 3,902,114, 233,5
Nos. 67, 297,443 and 297,442, U.S. Pat.
3,377, 161,811, 410,201, 339,049
Nos. 4,760,013, 4,734,444, 2,833,827
No. 2,904,626, 3,604,580, 3,60
No. 4,581, etc., sulfonium salt, JVCrivello eta
l, Macromorecules, 10 (6), 1307 (1977), JVCrivello e
tal, J. PolymerSci., Polymer Chem. Ed., 17,1047 (1979)
Selenonium salts, CSwen et al, Teh, Proc.Co
Onium salts such as arsonium salts described in nf.Rad.Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct (1988), U.S. Pat.
No., JP-B-46-4605, JP-A-48-36281, JP-A-55-3
No. 2070, JP-A-60-239736, JP-A-61-169835, JP-A-61-169837, JP-A-62-58241, JP-A-62-21240
No. 1, JP-A-63-70243, and organic halogen compounds described in JP-A-63-298339, K. Meier et al., J. Rad.
(4), 26 (1986), TPGill et al., Inorg.Chem., 19, 3007 (1
980), D. Astruc, Acc. Chem. Res., 19 (12), 377 (1896), and organic metal / organic halides described in JP-A-2-14145, etc., S. Hayase et al., J. Polymer Sci. ., 25, 753 (1987), E.
Reichmanis etal, J.Pholymer Sci., Polymer Chem.Ed., 2
3,1 (1985), QQZhu et al., J. Photochem., 36, 85, 39, 317
(1987), B. Amit etal, Tetrahedron Lett., (24) 2205 (197
3), DHR Barton et al., J. Chem Soc., 3571 (1965), PMC
ollins et al., J. Chem. SoC., PerkinI, 1695 (1975), M. Rudi
nstein et al, Tetrahedron Lett., (17), 1445 (1975), J.
W. Walker et al. J. Am. Chem. Soc., 110, 7170 (1988), SCBu
sman et al, J. Imaging Technol., 11 (4), 191 (1985), HM
Houlihan et al, Macormolecules, 21, 2001 (1988), PMCol
lins et al., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 532 (1972), S. Hay
ase etal, Macromolecules, 18, 1799 (1985), E. Reichmani
s etal, J.Electrochem.Soc., Solid State Sci.Techno
l., 130 (6), FMHoulihan et al., Macromolcules, 21, 2001
(1988), European Patent Nos. 0290,750, 046,083, 156,5
Nos. 35, 271,851, 0,388,343, U.S. Pat.
No. 1,710, 4,181,531, JP-A-60-198538, JP-A-53-133022, etc., a photoacid generator having an o-nitrobenzyl-type protecting group, M.TUNOOKAetal, Polymer Preprint
s Japan, 35 (8), G. Berner et al., J. Rad. Curing, 13 (4), W.
J.Mijs etal, Coating Technol., 55 (697), 45 (1983), Akzo
, H. Adachi et al, Polymer Preprints, Japan, 37 (3), European Patent Nos. 0199,672, 84515, 199,672, 04
No. 4,115, No. 0101,122, U.S. Pat.
Nos. 371,605, 4,431,774, JP-A-64-18143, JP-A-2-245756, Japanese Patent Application No. 3-140109, and the like, which generate sulfonic acid upon photolysis represented by iminosulfonate and the like. And disulfone compounds described in JP-A-61-166544 and the like.

【0051】また、これらの光により酸を発生する基、
あるいは化合物をポリマーの主鎖または側鎖に導入した
化合物、たとえば、M.E.Woodhouse etal,J.Am.Chem.So
c.,104,5586(1982) 、S.P.Pappas etal,J.Imaging Sc
i.,30(5),218(1986) 、S.Kondoetal,Makromol.Chem.,Ra
pid Commun.,9,625(1988)、Y.Yamadaetal,Makromol.Che
m.,152,153,163(1972) 、J.V.Crivello etal,J.Polymer
Sci.,Polymer Chem.Ed., 17,3845(1979) 、米国特許第
3,849,137 号、獨国特許第3914407 号、特開昭63-26653
号、特開昭55-164824 号、特開昭62-69263号、特開昭63
-146038 号、特開昭63-163452 号、特開昭62-153853
号、特開昭63-146029 号等に記載の化合物を用いること
ができる。
Further, a group that generates an acid by these lights,
Alternatively, a compound having a compound introduced into a main chain or a side chain of a polymer, for example, MEWoodhouse et al., J. Am. Chem.
c., 104, 5586 (1982), SPPappas et al, J. Imaging Sc
i., 30 (5), 218 (1986), S. Kondoetal, Makromol.Chem., Ra
pid Commun., 9,625 (1988), Y.Yamadaetal, Makromol.Che
m., 152, 153, 163 (1972), JVCrivello etal, J. Polymer
Sci., Polymer Chem. Ed., 17, 3845 (1979), U.S. Pat.
3,849,137, Dokoku Patent No. 3914407, JP-A-63-26653
No., JP-A-55-164824, JP-A-62-69263, JP-A-63
-146038, JP-A-63-163452, JP-A-62-153853
And the compounds described in JP-A-63-146029 and the like can be used.

【0052】さらにV.N.R.Pillai,Synthesis,(1),1(198
0)、A.Abad etal,Tetrahedron Lett.,(47)4555(1971)、
D.H.R.Barton etal,J.Chem.Soc.,(C),329(1970) 、米国
特許第3,779,778 号、欧州特許第126,712 号等に記載の
光により酸を発生する化合物も使用することができる。
Further, VNRPillai, Synthesis, (1), 1 (198
0), A. Abad etal, Tetrahedron Lett., (47) 4555 (1971),
DHR Barton et al., J. Chem. Soc., (C), 329 (1970), U.S. Pat. No. 3,779,778, EP 126,712, and the like, can also be used compounds which generate an acid by light.

【0053】上記併用可能な活性光線または放射線の照
射により分解して酸を発生する化合物の中で、特に有効
に用いられるものについて以下に説明する。 (1)トリハロメチル基が置換した下記一般式(PAG
1)で表されるオキサゾール誘導体または一般式(PA
G2)で表されるS−トリアジン誘導体。
Among the compounds which can be used together and decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, those which are particularly effectively used will be described below. (1) The following general formula (PAG) substituted with a trihalomethyl group
The oxazole derivative represented by 1) or the general formula (PA)
An S-triazine derivative represented by G2).

【0054】[0054]

【化14】 Embedded image

【0055】式中、R201 は置換もしくは未置換のアリ
ール基、アルケニル基、R202 は置換もしくは未置換の
アリール基、アルケニル基、アルキル基、−C(Y)3
をしめす。Yは塩素原子または臭素原子を示す。具体的
には以下の化合物を挙げることができるがこれらに限定
されるものではない。
In the formula, R 201 is a substituted or unsubstituted aryl group or alkenyl group, and R 202 is a substituted or unsubstituted aryl group, alkenyl group, alkyl group, —C (Y) 3
Show Y represents a chlorine atom or a bromine atom. Specific examples include the following compounds, but the present invention is not limited thereto.

【0056】[0056]

【化15】 Embedded image

【0057】[0057]

【化16】 Embedded image

【0058】[0058]

【化17】 Embedded image

【0059】(2)下記の一般式(PAG3)で表され
るヨードニウム塩、または一般式(PAG4)で表され
るスルホニウム塩。
(2) An iodonium salt represented by the following formula (PAG3) or a sulfonium salt represented by the following formula (PAG4).

【0060】[0060]

【化18】 Embedded image

【0061】式中、Ar1 、Ar2 は各々独立に置換も
しくは未置換のアリール基を示す。ここで、好ましい置
換基としては、アルキル基、ハロアルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、カル
ボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヒロドキシ基、
メルカプト基およびハロゲン原子が挙げられる。
In the formula, Ar 1 and Ar 2 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group. Here, preferred substituents include an alkyl group, a haloalkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a nitro group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, a hydroxy group,
And mercapto groups and halogen atoms.

【0062】R203 、R204 、R205 は各々独立に、置
換もしくは未置換のアルキル基、アリール基を示す。好
ましくは、炭素数6〜14のアリール基、炭素数1〜8
のアルキル基およびそれらの置換誘導体である。好まし
い置換基としては、アリール基に対しては炭素数1〜8
のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルキル基、ニトロ
基、カルボキシル基、ヒロドキシ基およびハロゲン原子
であり、アルキル基に対しては炭素数1〜8のアルコキ
シ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基であ
る。
R 203 , R 204 and R 205 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group. Preferably, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms
And substituted derivatives thereof. Preferred substituents are those having 1 to 8 carbon atoms for the aryl group.
And an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a nitro group, a carboxyl group, a hydroxy group and a halogen atom, and an alkyl group is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a carboxyl group and an alkoxycarbonyl group. .

【0063】Z- は対アニオンを示し、CF3 SO3 -
等のパーフルオロアルカンスルホン酸アニオン、ペンタ
フルオロベンゼンスルホン酸アニオンを示す。
[0063] Z - represents a counter anion, CF 3 SO 3 -
And the like, such as perfluoroalkanesulfonic acid anions and pentafluorobenzenesulfonic acid anions.

【0064】またR203 、R204 、R205 のうちの2つ
およびAr1、Ar2はそれぞれの単結合または置換基を
介して結合してもよい。
Further, two of R 203 , R 204 and R 205 and Ar 1 and Ar 2 may be bonded through a single bond or a substituent.

【0065】具体例としては以下に示す化合物が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。
Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.

【0066】[0066]

【化19】 Embedded image

【0067】[0067]

【化20】 Embedded image

【0068】[0068]

【化21】 Embedded image

【0069】[0069]

【化22】 Embedded image

【0070】[0070]

【化23】 Embedded image

【0071】[0071]

【化24】 Embedded image

【0072】[0072]

【化25】 Embedded image

【0073】[0073]

【化26】 Embedded image

【0074】一般式(PAG3)、(PAG4)で示さ
れる上記オニウム塩は公知であり、たとえばJ.W.Knapcz
yk etal,J.Am.Chem.Soc.,91,145(1969) 、A.L.Maycok e
tal,J.Org.Chem.,35,2532,(1970)、E.Goethas etal ,Bu
ll.Soc.Chem.Belg.,73,546,(1964) 、H.M.Leicester 、
J.Ame.Chem.Soc.,51,3587(1929) 、J.V.Crivello etal,
J.Polym.Chem.Ed.,18,2677(1980)、米国特許第2,807,64
8 号および同4,247,473 号、特開昭53-101,331号等に記
載の方法により合成することができる。
The above onium salts represented by the general formulas (PAG3) and (PAG4) are known, for example, JWKnapcz
yk etal, J. Am. Chem. Soc., 91, 145 (1969), ALMaycoke
tal, J. Org.Chem., 35, 2532, (1970), E. Goethas et al, Bu
ll.Soc.Chem.Belg., 73,546, (1964), HM Leicester,
J. Ame. Chem. Soc., 51, 3587 (1929), JVCrivello etal,
J. Polym. Chem. Ed., 18,2677 (1980), U.S. Pat.
It can be synthesized by the methods described in JP-A Nos. 8 and 4,247,473 and JP-A-53-101,331.

【0075】(3)下記一般式(PAG5)で表される
ジスルホン誘導体または一般式(PAG6)で表される
イミノスルホネート誘導体。
(3) Disulfone derivatives represented by the following formula (PAG5) or iminosulfonate derivatives represented by the following formula (PAG6).

【0076】[0076]

【化27】 Embedded image

【0077】式中、Ar3、Ar4は各々独立に置換もし
くは未置換のアリール基を示す。R 206 は置換もしくは
未置換のアルキル基、アリール基を示す。Aは置換もし
くは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレ
ン基を示す。具体例としては以下に示す化合物が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。
Where ArThree, ArFourAre each independently substituted
Or an unsubstituted aryl group. R 206Is replaced or
Indicates an unsubstituted alkyl group or aryl group. A is a substitution
Or unsubstituted alkylene, alkenylene, arylene
Shows a substituent group. Specific examples include the compounds shown below.
However, the present invention is not limited to these.

【0078】[0078]

【化28】 Embedded image

【0079】[0079]

【化29】 Embedded image

【0080】[0080]

【化30】 Embedded image

【0081】[0081]

【化31】 Embedded image

【0082】[0082]

【化32】 Embedded image

【0083】本発明のフォトレジスト組成物には系のア
ルカリ溶解性を向上させる目的や、系のガラス転移温度
を調節し、膜がもろくなったり、耐熱性が劣化したりす
ることを防ぐ目的で適当なアルカリ可溶性の低分子化合
物を添加してもよい。このアルカリ可溶性低分子化合物
としては、ジアルキルスルフォンアミド化合物やジアル
キルスルフォニルイミド(−SO2 −NH−CO−)化
合物、ジアルキルジスルフォニルイミド(−SO2 −N
H−SO2 −)化合物などの分子内に酸性基を含有する
化合物を挙げることができる。このアルカリ可溶性の低
分子化合物の含有量は、上記酸によりアルカリ現像液に
対する溶解性を増大させる置換基を有する樹脂に対し
て、40重量%以下が好ましく、より好ましくは30重
量%以下であり、更に好ましくは25重量%以下であ
る。
The photoresist composition of the present invention may be used for the purpose of improving the alkali solubility of the system or adjusting the glass transition temperature of the system to prevent the film from becoming brittle or from deteriorating the heat resistance. A suitable alkali-soluble low molecular weight compound may be added. Examples of the alkali-soluble low molecular weight compound include a dialkyl sulfonamide compound, a dialkyl sulfonyl imide (—SO 2 —NH—CO—) compound, and a dialkyl disulfonyl imide (—SO 2 —N
Compounds containing an acidic group in the molecule such as H-SO 2- ) compounds can be mentioned. The content of the alkali-soluble low-molecular compound is preferably 40% by weight or less, more preferably 30% by weight or less, based on the resin having a substituent which increases the solubility in an alkali developing solution with the acid. More preferably, it is at most 25% by weight.

【0084】本発明にて用いる溶剤として好ましいもの
は、高分子化合物と光酸発生剤からなる成分が充分に溶
解し、かつその溶液がスピンコート法などの方法で均一
な塗布膜が形成可能な有機溶媒であればいかなる溶媒で
もよい。また、単独でも2種類以上を混合して用いても
良い。具体的には、n−プロピルアルコール、イソプロ
ピルアルコール、n−ブチルアルコール、ターシャル−
ブチルアルコール、メチルセロソルブアセテート、エチ
ルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、酢
酸2−メトキシブチル、酢酸2−エトキシエチル、ピル
ビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピ
オン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、N−
メチル−2−ピロリジノン、シクロヘキサノン、シクロ
ペンタノン、シクロヘキサノール、メチルエチルケト
ン、1,4−ジオキサン、エチレングリコールモノメチ
ルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルア
セテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、エ
チレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル、などが挙げられるが、もちろんこ
れらだけに限定されるものではない。
As the solvent used in the present invention, a component composed of a polymer compound and a photoacid generator is sufficiently dissolved, and the solution can form a uniform coating film by a method such as spin coating. Any organic solvent may be used. Moreover, you may use individually or in mixture of 2 or more types. Specifically, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, tert-
Butyl alcohol, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, 2-methoxybutyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate , Ethyl 3-methoxypropionate, N-
Methyl-2-pyrrolidinone, cyclohexanone, cyclopentanone, cyclohexanol, methyl ethyl ketone, 1,4-dioxane, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, Examples include diethylene glycol dimethyl ether, but are not limited thereto.

【0085】また本発明のフォトレジスト組成物の「基
本的な」構成成分は、上記の光酸発生剤、酸分解性基含
有樹脂、溶媒(必要に応じてアルカリ可溶性低分子化合
物)であるが、必要に応じて界面活性剤、色素、安定
剤、塗布性改良剤、染料などの他の成分を添加しても構
わない。
The “basic” components of the photoresist composition of the present invention are the above-mentioned photoacid generator, resin containing an acid-decomposable group, and a solvent (optionally, an alkali-soluble low-molecular compound). If necessary, other components such as a surfactant, a dye, a stabilizer, a coating improver, and a dye may be added.

【0086】また、本発明を用いて微細パターンの形成
を行う場合の現像液としては、本発明で使用する高分子
化合物の溶解性に応じて適当な有機溶媒、またはその混
合溶媒、あるいは適度な濃度のアルカリ溶液、水溶液ま
たはその混合物、あるいはアルカリ溶液と適当な有機化
合物、有機溶媒との混合物を選択すれば良い。使用され
る有機溶媒、有機化合物としては、例えば、アセトン、
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロ
ペンタノン、シクロヘキサノン、2,6−ジメチルシク
ロヘキサノン、3−メチル−2−シクロペンタノンなど
のケトン類、メチルアルコール、エチルアルコール、n
−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−
ブチルアルコール、イソブチルアルコール、tert−
ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサ
ノール、2−メチルシクロヘキサノール、3−メチルシ
クロヘキサノール、3,5−ジメチルシクロヘキサノー
ル、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−シ
クロヘキサンジオールなどのアルコール類、そのほか、
テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、酢酸ブ
チル、酢酸イソアミル、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、フェノール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミ
ドなどの有機溶剤が挙げられる。また、使用されるアル
カリ溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニアなどの無機ア
ルカリ類や、エチルアミン、プロピルアミン、ジエチル
アミン、ジプロピルアミン、トリメチルアミン、トリエ
チルアミン、などの有機アミン類、そしてテトラメチル
アンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウム
ヒドロキシド、トリメチルヒドロキシメチルアンモニウ
ムヒドロキシド、トルエチルヒドロキシメチルアンモニ
ウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモ
ニウムヒドロキシドなどの有機アンモニウム塩などを含
む水溶液、または有機溶剤、およびそれらの混合物が挙
げられるが、これらだけに限定されるものではない。
Further, when a fine pattern is formed by using the present invention, a developer suitable for the solubility of the polymer compound used in the present invention, a mixed solvent thereof, or a suitable solvent is used. An alkaline solution, an aqueous solution or a mixture thereof having a concentration, or a mixture of an alkaline solution and an appropriate organic compound or organic solvent may be selected. Organic solvents and organic compounds used include, for example, acetone,
Ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2,6-dimethylcyclohexanone, 3-methyl-2-cyclopentanone, methyl alcohol, ethyl alcohol, n
-Propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-
Butyl alcohol, isobutyl alcohol, tert-
Alcohols such as butyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 2-methylcyclohexanol, 3-methylcyclohexanol, 3,5-dimethylcyclohexanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanediol, etc. ,
Organic solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, ethyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate, benzene, toluene, xylene, phenol, acetonitrile, dimethylformamide and the like. Examples of the alkaline solution used include, for example, inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, and ammonia; and organic acids such as ethylamine, propylamine, diethylamine, dipropylamine, trimethylamine, and triethylamine. An aqueous solution or an organic solvent containing amines, and an organic ammonium salt such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, trimethylhydroxymethylammonium hydroxide, triethylhydroxymethylammonium hydroxide, trimethylhydroxyethylammonium hydroxide, or the like; And mixtures thereof, but is not limited thereto.

【0087】本発明のフォトレジスト組成物は基板上に
塗布され、薄膜を形成する。この塗膜の膜厚は0.4〜
1.5μmが好ましい。本発明において、露光手段とし
ては、ArFエキシマレーザーステッパー露光など、露
光波長が170〜220nmの範囲に含まれるものが好
ましい。特に好ましいのはArFエキシマレーザーステ
ッパーである。
The photoresist composition of the present invention is applied on a substrate to form a thin film. The thickness of this coating is 0.4 to
1.5 μm is preferred. In the present invention, as the exposure means, one having an exposure wavelength in the range of 170 to 220 nm, such as ArF excimer laser stepper exposure, is preferable. Particularly preferred is an ArF excimer laser stepper.

【0088】[0088]

【実施例】以下、実施例を示して、本発明を具体例に説
明するが、本発明の内容がこれらに限定されるものでは
ない。 (1)樹脂Aの合成 イソボロニルメタクリレート 18g 2−オキソシクロヘキシルメタクリレート 10g メタクリル酸 2g THF 70g を溶解させた後、窒素を30分流しながら反応液を65
℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
(株)製品)100mgを4回に分けて2時間おきに添
加した。最終の開始剤を添加した後、そのまま4時間加
熱した。加熱終了後、反応液を室温に戻し、THF10
0gを添加し、反応液を希釈したものをヘキサン3Lに
再沈することにより目的の共重合体を白色粉体として回
収した。得られた共重合体のGPC分析を行ったとこ
ろ、標準ポリエチレン換算にて重量平均分子量は450
00であった。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described by way of examples with reference to examples, but the content of the present invention is not limited to these examples. (1) Synthesis of Resin A Isoboronyl methacrylate 18 g 2-oxocyclohexyl methacrylate 10 g Methacrylic acid 2 g THF 70 g was dissolved, and the reaction solution was cooled to 65 while flowing nitrogen for 30 minutes.
Heated to ° C. As a polymerization initiator, 100 mg of V-65 (a product of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added in four divided portions every two hours. After adding the final initiator, it was heated for 4 hours. After the heating was completed, the reaction solution was returned to room temperature, and THF 10
0 g was added, and the diluted reaction solution was reprecipitated in 3 L of hexane to recover the desired copolymer as a white powder. GPC analysis of the obtained copolymer showed that the weight average molecular weight was 450 in terms of standard polyethylene.
00.

【0089】(2)樹脂Bの合成 特開平8−12626号公報記載の方法に準じた方法で
下記構造の単量体[I]を合成した。
(2) Synthesis of Resin B A monomer [I] having the following structure was synthesized according to the method described in JP-A-8-12626.

【0090】[0090]

【化33】 Embedded image

【0091】 単量体[I] 24g 2−オキソシクロヘキシルメタクリレート 14g メタクリル酸 2g THF 95g を溶解させた後、窒素を30分流しながら反応液を65
℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
(株)製品)120mgを4回に分けて2時間おきに添
加した。最終の開始剤を添加した後、そのまま4時間加
熱した。加熱終了後、反応液を室温に戻し、THF10
0gを添加し、反応液を希釈したものをヘキサン4Lに
再沈することにより目的の共重合体を白色粉体として回
収した。得られた共重合体のGPC分析を行ったとこ
ろ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量は550
00であった。
After dissolving 24 g of the monomer [I], 14 g of 2-oxocyclohexyl methacrylate, 2 g of methacrylic acid and 95 g of THF, the reaction solution was cooled to 65 while flowing nitrogen for 30 minutes.
Heated to ° C. As a polymerization initiator, 120 mg of V-65 (a product of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added in four divided portions every two hours. After adding the final initiator, it was heated for 4 hours. After the heating was completed, the reaction solution was returned to room temperature, and THF 10
0 g was added, and the diluted reaction solution was reprecipitated in 4 L of hexane to recover the desired copolymer as a white powder. GPC analysis of the obtained copolymer showed that the weight average molecular weight was 550 in terms of standard polystyrene.
00.

【0092】 (3)比較用樹脂Cの合成 イソボロニルメタクリレート 18g 3−オキソシクロヘキシルメタクリレート 10g メタクリル酸 2g THF 70g を溶解させた後、窒素を30分流しながら反応液を65
℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
(株)製品)100mgを4回に分けて2時間おきに添
加した。最終の開始剤を添加した後、そのまま4時間加
熱した。加熱終了後、反応液を室温に戻し、THF10
0gを添加し、反応液を希釈したものをヘキサン3Lに
再沈することにより目的の共重合体を白色粉体として回
収した。得られた共重合体のGPC分析を行ったとこ
ろ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量は440
00であった。
(3) Synthesis of Comparative Resin C Isobornyl methacrylate 18 g 3-oxocyclohexyl methacrylate 10 g Methacrylic acid 2 g THF 70 g was dissolved, and then the reaction solution was cooled to 65 while flowing nitrogen for 30 minutes.
Heated to ° C. As a polymerization initiator, 100 mg of V-65 (a product of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added in four divided portions every two hours. After adding the final initiator, it was heated for 4 hours. After the heating was completed, the reaction solution was returned to room temperature, and THF 10
0 g was added, and the diluted reaction solution was reprecipitated in 3 L of hexane to recover the desired copolymer as a white powder. GPC analysis of the obtained copolymer showed that the weight average molecular weight was 440 in terms of standard polystyrene.
00.

【0093】 (4)比較用樹脂Dの合成 イソボロニルメタクリレート 18g テトラヒドロピラニルメタクリレート 9g メタクリル酸 2g THF 70g を溶解させた後、窒素を30分流しながら反応液を65
℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
(株)製品)100mgを4回に分けて2時間おきに添
加した。最終の開始剤を添加した後、そのまま4時間加
熱した。加熱終了後、反応液を室温に戻し、THF10
0gを添加し、反応液を希釈したものをヘキサン3Lに
再沈することにより目的の共重合体を白色粉体として回
収した。得られた共重合体のGPC分析を行ったとこ
ろ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量は430
00であった。
(4) Synthesis of Comparative Resin D Isoboronyl methacrylate 18 g Tetrahydropyranyl methacrylate 9 g Methacrylic acid 2 g THF 70 g was dissolved, and the reaction solution was cooled to 65 while flowing nitrogen for 30 minutes.
Heated to ° C. As a polymerization initiator, 100 mg of V-65 (a product of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added in four divided portions every two hours. After adding the final initiator, it was heated for 4 hours. After the heating was completed, the reaction solution was returned to room temperature, and THF 10
0 g was added, and the diluted reaction solution was reprecipitated in 3 L of hexane to recover the desired copolymer as a white powder. GPC analysis of the obtained copolymer showed that the weight average molecular weight was 430 in terms of standard polystyrene.
00.

【0094】 (5)比較用樹脂Eの合成 イソボロニルメタクリレート 18g t−ブチルメタクリレート 7g メタクリル酸 2g THF 65g を溶解させた後、窒素を30分流しながら反応液を65
℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
(株)製品)100mgを4回に分けて2時間おきに添
加した。最終の開始剤を添加した後、そのまま4時間加
熱した。加熱終了後、反応液を室温に戻し、THF10
0gを添加し、反応液を希釈したものをヘキサン3Lに
再沈することにより目的の共重合体を白色粉体として回
収した。得られた共重合体のGPC分析を行ったとこ
ろ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量は450
00であった。
(5) Synthesis of Comparative Resin E Isobornyl methacrylate 18 g t-butyl methacrylate 7 g methacrylic acid 2 g THF 65 g was dissolved, and the reaction solution was cooled to 65 while flowing nitrogen for 30 minutes.
Heated to ° C. As a polymerization initiator, 100 mg of V-65 (a product of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added in four divided portions every two hours. After adding the final initiator, it was heated for 4 hours. After the heating was completed, the reaction solution was returned to room temperature, and THF 10
0 g was added, and the diluted reaction solution was reprecipitated in 3 L of hexane to recover the desired copolymer as a white powder. GPC analysis of the obtained copolymer showed that the weight average molecular weight was 450 in terms of standard polystyrene.
00.

【0095】(6)光酸発生剤−1の合成 水酸化ナトリウム8gとヒドロキシアミン塩酸塩14g
を蒸留水200mLに溶解し、ジメチルマレイン酸無水
物25gを加えた後、室温で5時間攪拌し、続けて10
0℃で3時間加熱攪拌した。反応終了後、塩酸水を加
え、更に塩化ナトリウムで飽和させた後、酢酸エチルで
抽出した。得られた酢酸エチル溶液を1/3に濃縮、ト
ルエンを加え、再度濃縮する操作を繰り返し、N−ヒド
ロキシマレインイミド体15gを得た。次に、上で得た
N−ヒドロキシマレインイミド体4.2gをジクロロメ
タンに溶解し、氷冷しながらトリフルオロメタンスルフ
ォン酸無水物8.5gを1時間かけて滴下した。更に、
トピリジン2.8gを2時間かけて滴下した後、氷浴を
はずし室温に昇温そのまま10時間攪拌した。反応終了
後蒸留水等で反応液を洗浄し、濃縮、ヘキサンに晶析
し、ヘキサン層を濃縮したところ目的物が10g得られ
た。13CNMR等から下記構造を確認した。
(6) Synthesis of photoacid generator-1 8 g of sodium hydroxide and 14 g of hydroxyamine hydrochloride
Was dissolved in 200 mL of distilled water, 25 g of dimethylmaleic anhydride was added, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours.
The mixture was heated and stirred at 0 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, aqueous hydrochloric acid was added, the mixture was further saturated with sodium chloride, and extracted with ethyl acetate. The operation of concentrating the obtained ethyl acetate solution to 1/3, adding toluene and concentrating again was repeated to obtain 15 g of N-hydroxymaleimide. Next, 4.2 g of the N-hydroxymaleimide obtained above was dissolved in dichloromethane, and 8.5 g of trifluoromethanesulfonic anhydride was added dropwise over 1 hour while cooling with ice. Furthermore,
After 2.8 g of topidine was added dropwise over 2 hours, the ice bath was removed, and the mixture was heated to room temperature and stirred for 10 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was washed with distilled water and the like, concentrated, crystallized in hexane, and the hexane layer was concentrated to obtain 10 g of the desired product. The following structure was confirmed from 13 CNMR and the like.

【0096】[0096]

【化34】 Embedded image

【0097】(7)ポジ型フォトレジスト組成物の調製
と評価 上記合成例で合成した樹脂A〜E1.2gと光酸発生剤
0.1gを(PGMEA)に溶解し固形分14%とした
後、0.1μmのミクロフィルターで濾過し、ポジ型フ
ォトレジスト組成物を調製した。得られたレジスト溶液
をスピンコーターを利用してシリコンウエハー上に塗布
し、110℃で90秒乾燥、約0.5μmのレジスト膜
を作成、ArFエキシマレーザー露光(波長193n
m)を実施した。110℃で90秒露光後加熱処理を行
った後、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド水溶液で現像、蒸留水でリンスし、レジストパター
ンプロファイルを得た。 〔評価〕0.35μmの線幅を再現する露光量を感度と
し、実施例1のレジスト感度を1とした相対感度(実施
例2以降の感度/実施例1の感度)として表した。同じ
線幅の未露光部のプロファイルを走査型電子顕微鏡(S
EM)で観察し、基板界面の食い込みを評価した。食い
込みの観察されたものを×、観察されなかったものを○
とした。また、未露光部の現像後の膜厚を測定し、露光
前と現像後の膜厚の変化を測定し、露光前の膜厚で割っ
た変化率として膜べり量を評価した。
(7) Preparation and Evaluation of Positive Photoresist Composition After dissolving 1.2 g of resins A to E and 0.1 g of photoacid generator synthesized in the above synthesis example in (PGMEA) to a solid content of 14%. And filtered through a 0.1 μm microfilter to prepare a positive photoresist composition. The obtained resist solution is applied on a silicon wafer using a spin coater, dried at 110 ° C. for 90 seconds, a resist film of about 0.5 μm is formed, and exposed with ArF excimer laser (wavelength 193n).
m) was performed. After a heat treatment after exposure at 110 ° C. for 90 seconds, development with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and rinsing with distilled water were performed to obtain a resist pattern profile. [Evaluation] The sensitivity was defined as the exposure amount that reproduced a line width of 0.35 μm, and the relative sensitivity was defined as 1 (the sensitivity in Example 2 and the sensitivity in Example 1) with the resist sensitivity in Example 1 as 1. Scanning electron microscope (S)
(EM) to evaluate the bite at the substrate interface. × indicates that biting was observed, and ○ indicates that no biting was observed.
And Further, the film thickness of the unexposed portion after development was measured, the change in the film thickness before exposure and after the development was measured, and the amount of film loss was evaluated as a change rate divided by the film thickness before exposure.

【0098】[0098]

【表1】 [Table 1]

【0099】以上のように、比較例の樹脂(共重合体)
は感度や膜べり、密着性のいずれかに問題がある一方、
本発明のものはすべてに良好であり、ArFエキシマレ
ーザー露光をはじめとする遠紫外線を用いたリソグラフ
ィーに好適である。
As described above, the resin (copolymer) of the comparative example
Has problems with sensitivity, film loss, or adhesion,
The present invention is all good, and is suitable for lithography using far ultraviolet rays such as ArF excimer laser exposure.

【0100】[0100]

【発明の効果】本発明のポジ型フォトレジスト組成物は
遠紫外線露光用として好適であり、高感度かつ未露光部
の膜べり量と基板密着性に優れており、170nm〜2
20nmの光を利用したリソグラフィー用の素材として
好適である。
The positive photoresist composition of the present invention is suitable for exposure to far ultraviolet rays, has high sensitivity, is excellent in the amount of film loss in the unexposed area, and has excellent substrate adhesion.
It is suitable as a material for lithography using light of 20 nm.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(I)で示される構造を繰り
返し単位として含む重合体と、活性光線または放射線の
照射により分解して酸を発生する化合物を含むことを特
徴とするポジ型フォトレジスト組成物。 一般式(I) 【化1】 ここで、R1 は水素原子又はアルキル基を表す。
1. A positive photoresist comprising a polymer having a structure represented by the following general formula (I) as a repeating unit and a compound capable of decomposing upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid. Composition. General formula (I) Here, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
【請求項2】 請求項1に記載の一般式(I)で示され
る構造と下記一般式(II)で示される構造とを繰り返し
単位として含む共重合体、及び活性光線または放射線の
照射により分解して酸を発生する化合物を含むことを特
徴とするポジ型フォトレジスト組成物。 一般式(II) 【化2】 ここで、R2 は1価の脂肪族環状炭化水素基を表す。
2. A copolymer comprising a structure represented by the general formula (I) according to claim 1 and a structure represented by the following general formula (II) as repeating units, and decomposed by irradiation with actinic rays or radiation. A positive photoresist composition comprising a compound capable of generating an acid. General formula (II) Here, R 2 represents a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group.
【請求項3】 請求項1に記載の一般式(I)で示され
る構造と下記一般式(III)で示される構造とを繰り返し
単位として含む共重合体、及び活性光線または放射線の
照射により分解して酸を発生する化合物を含むことを特
徴とするポジ型フォトレジスト組成物。 一般式(III) 【化3】 ここで、 R3 ;2価の脂肪族環状炭化水素基を含有する連結基 X;−COOH、−OH、−COOR7 、又は−OR77 ;3級アルキル基、テトラヒドロピラニル基、テト
ラヒドロフラニル基、アルコキシメチル基又はアルコキ
シエチル基 を表す。
3. A copolymer comprising a structure represented by the general formula (I) according to claim 1 and a structure represented by the following general formula (III) as repeating units, and decomposed by irradiation with actinic rays or radiation. A positive photoresist composition comprising a compound capable of generating an acid. General formula (III) Here, R 3 ; a linking group containing a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon group X; —COOH, —OH, —COOR 7 , or —OR 7 R 7 ; tertiary alkyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuran Represents a nyl group, an alkoxymethyl group or an alkoxyethyl group.
【請求項4】 活性光線または放射線の照射により分解
して酸を発生する化合物が、下記一般式(IV)で示され
るN−ヒドロキシマレインイミドスルフォネート化合物
であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
のポジ型フォトレジスト組成物。 一般式(IV) 【化4】 ここで、 R4 、R5 ;それぞれ同一でも異なっていてもよく、水
素原子、炭素数1〜6のアルキル基、シクロアルキル基
(ただし、R4 とR5 がアルキレン基を介して結合して
環を形成しても良い) R6;アルキル基、ペルフルオロアルキル基、シクロア
ルキル基 を表す。
4. The compound which decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid is an N-hydroxymaleimide sulphonate compound represented by the following general formula (IV). 4. The positive photoresist composition according to any one of items 1 to 3, General formula (IV) Here, R 4 and R 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl group (provided that R 4 and R 5 are bonded via an alkylene group. R 6 may represent an alkyl group, a perfluoroalkyl group, or a cycloalkyl group.
【請求項5】 露光する波長が170nm〜220nm
という遠紫外線であることを特徴とする請求項1〜4の
いずれかに記載のポジ型フォトレジスト組成物。
5. The exposure wavelength is 170 nm to 220 nm.
The positive photoresist composition according to claim 1, wherein the composition is a far ultraviolet ray.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007055272A1 (en) * 2005-11-11 2007-05-18 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and method for forming resist pattern
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