JPH10254136A - Positive type photoresist composition for exposure with far ultraviolet ray - Google Patents

Positive type photoresist composition for exposure with far ultraviolet ray

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JPH10254136A
JPH10254136A JP9053583A JP5358397A JPH10254136A JP H10254136 A JPH10254136 A JP H10254136A JP 9053583 A JP9053583 A JP 9053583A JP 5358397 A JP5358397 A JP 5358397A JP H10254136 A JPH10254136 A JP H10254136A
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JP
Japan
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group
resin
acid
photoresist composition
positive photoresist
Prior art date
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Application number
JP9053583A
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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 obtain a photoresist compsn. having high sensitivity, giving satisfactory pattern profile and excellent in shelf stability by incorporating a specified monomer as one of repeating structural units into a resin whose alkali solubility is increased when it is decomposed by the action of an acid. SOLUTION: A monomer represented by the formula is incorporated as one of repeating structural units into a resin whose alkali solubility is increased when it is decomposed by the action of an acid. In the formula, R1 is H or methyl, each of R2 -R4 is H or alkyl, each of R5 and R6 is H, alkyl or halogen, X is halogen, A is a single bond, a group selected from among alkylene, substd. alkylene, ether, etc., or a group obtd. by combining two or more such groups, (m) is 1, 2 or 3, (n) is 0, 1 or 2 and m+n=3.

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、超LSIや高容量
マイクロチップの製造などの超マイクロリソグラフィプ
ロセスやその他のフォトファブリケ−ションプロセスに
関するものである。さらに詳しくは、エキシマレ−ザ−
光を含む遠紫外線領域を使用して高精細化したパターン
を形成しうるポジ型フォトレジスト組成物に関するもの
である。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a super microlithography process such as the manufacture of a super LSI and a high capacity micro chip, and other photofabrication processes. More specifically, excimer laser
The present invention relates to a positive photoresist composition capable of forming a high-definition pattern using a far ultraviolet region including light.

【0002】[0002]

【従来の技術】平版印刷、IC等の半導体製造、サ−マ
ルヘッドなどの回路基板などの製造などのフォトファブ
リケ−ション工程では、半導体ウエファー、ガラス、セ
ラミック、金属などの基板上にスピン塗布法またはロー
ラー塗布法で0.5〜2.5μmの厚みにフォトレジス
トを塗布し、それを加熱し、乾燥し、露光マスクを介し
て回路パターン等を紫外線などの活性光で焼き付け、必
要により露光後ベークを施してから現像してレジストの
画像を形成する。さらにこの画像をマスクとしてエッチ
ングすることによって基板上のパターン加工を施すこと
が出来る。多くの場合、ポジ型フォトレジスト組成物と
して一般にアルカリ可溶性樹脂と感光物が組み合わせて
用いられており、とりわけノボラック型フェノール樹脂
とナフトキノンジアジド化合物を組み合わせて含む組成
物が用いられている。ノボラック樹脂とキノンジアジド
化合物から成るポジ型フォトレジストは、プラズマエッ
チングに対して高い耐性、ナフトキノンジアジド化合物
の溶解阻止及びその光照射によるカルボン酸に伴う溶解
阻止能の消滅、その結果としてのノボラック樹脂のアル
カリ溶解度を向上という有利な特性のために数多くの開
発、実用化が行われ、0.8μm〜2μm程度までの線
幅加工においては十分な成果を収めてきた。
2. Description of the Related Art In a photofabrication process such as lithographic printing, manufacture of semiconductors such as ICs, and manufacture of circuit boards such as thermal heads, spin coating is performed on a substrate such as a semiconductor wafer, glass, ceramic, or metal. Alternatively, apply a photoresist to a thickness of 0.5 to 2.5 μm by a roller coating method, heat it, dry it, bake a circuit pattern or the like with an active light such as ultraviolet rays through an exposure mask, and after exposing as necessary. After baking, development is performed to form a resist image. Further, pattern processing on the substrate can be performed by etching using this image as a mask. In many cases, an alkali-soluble resin and a photosensitive material are generally used in combination as a positive photoresist composition, and in particular, a composition containing a combination of a novolak phenol resin and a naphthoquinonediazide compound is used. Positive photoresist composed of novolak resin and quinonediazide compound has high resistance to plasma etching, inhibition of dissolution of naphthoquinonediazide compound, disappearance of dissolution inhibition ability due to carboxylic acid by light irradiation, and consequent alkali of novolak resin. Numerous developments and commercializations have been made for the advantageous property of improving the solubility, and sufficient results have been achieved in line width processing down to about 0.8 μm to 2 μm.

【0003】しかし、集積回路はその集積度を益々高め
ており、超LSIなどの半導体基板の製造に於いてはハ
ーフミクロン以下の線幅から成る超微細パターンの加工
が必要とされるようになってきた。その必要性を満たす
ためにフォトリソグラフィーに用いられる露光装置の使
用波長は益々短波化し、今では、遠紫外線の中でも短波
長のエキシマレーザー光(XeCl、KrF、ArFな
ど)を用いることが検討されるまでになってきている。
この波長領域におけるリソグラフィーのパターン形成で
は、ノボラック及びナフトキノンジアジドの遠紫外領域
に於ける吸収が強いために光がレジスト底部まで到達し
にくくなり、低感度でテーパーのついたパターンしか得
られないので、ノボラック・ナフトキノンジアジド化合
物のレジストでは、不十分である。
[0003] However, the degree of integration of integrated circuits is increasing more and more, and in the manufacture of semiconductor substrates such as VLSI, processing of ultrafine patterns having a line width of less than half a micron is required. Have been. In order to meet the need, the wavelength used in an exposure apparatus used for photolithography is becoming shorter and shorter, and now it is considered to use excimer laser light (XeCl, KrF, ArF, etc.) having a short wavelength among far ultraviolet rays. Up to now.
In lithography pattern formation in this wavelength region, light is difficult to reach the bottom of the resist due to strong absorption of novolak and naphthoquinonediazide in the far ultraviolet region, and only a low-sensitivity, tapered pattern can be obtained. Novolak naphthoquinonediazide compound resists are not sufficient.

【0004】この問題を解決する手段の一つが、米国特
許第4,491,628 号、欧州特許第249,139 号等に記載され
ている化学増幅系レジスト組成物である。化学増幅系ポ
ジ型レジスト組成物は、遠紫外線などの活性光の照射に
より露光部に酸を生成させ、この酸を触媒とする反応に
よって、活性光の照射部と非照射部の現像液に対する溶
解性を変化させ、基板上にパターンを形成させるように
設計された組成物である。
One of the means for solving this problem is a chemically amplified resist composition described in US Pat. No. 4,491,628 and European Patent No. 249,139. The chemically amplified positive resist composition generates an acid in the exposed area by irradiation with actinic light such as far ultraviolet rays, and the reaction using the acid as a catalyst dissolves the actinic light irradiation area and the non-irradiation area in a developing solution. A composition designed to change the properties and form a pattern on a substrate.

【0005】一般に化学増幅系レジストは、通称2成分
系、2.5成分系、3成分系の3種類に大別することが
できる。2成分系は、光分解により酸を発生する化合物
(以後、光酸発生剤という)とバインダー樹脂とを組み
合わせている。該バインダー樹脂は、酸の作用により分
解して、樹脂のアルカリ現像液中での溶解性を増大させ
る基(酸分解性基ともいう)を分子内に有する樹脂であ
る。2.5成分系はこうした2成分系に更に酸分解性基
を有する低分子化合物を含有する。3成分系は光酸発生
剤とアルカリ可溶性樹脂と上記低分子化合物を含有する
ものである。
In general, chemically amplified resists can be broadly classified into three types: so-called two-component, 2.5-component and three-component resists. The two-component system combines a compound that generates an acid by photolysis (hereinafter referred to as a photoacid generator) and a binder resin. The binder resin is a resin having a group (also referred to as an acid-decomposable group) which decomposes under the action of an acid to increase the solubility of the resin in an alkaline developer in the molecule. The 2.5-component system further contains a low-molecular compound having an acid-decomposable group in such a two-component system. The three-component system contains a photoacid generator, an alkali-soluble resin, and the above low molecular compound.

【0006】このような光酸発生剤と酸によって溶解性
が変化する樹脂の組み合わせの例としては、アセタール
またはO,N−アセタール化合物との組合せ(特開昭4
8−89003号)、オルトエステル又はアミドアセタ
ール化合物との組合せ(特開昭51−120714
号)、主鎖にアセタール又はケタール基を有するポリマ
ーとの組合せ(特開昭53−133429号)、エノー
ルエーテル化合物との組合せ(特開昭55−12995
号)、N−アシルイミノ炭酸化合物との組合せ(特開昭
55−126236号)、主鎖にオルトエステル基を有
するポリマーとの組合せ(特開昭56−17345
号)、第3級アルキルエステル化合物との組合せ(特開
昭60−3625号)、シリルエステル化合物との組合
せ(特開昭60−10247号)、及びシリルエーテル
化合物との組合せ(特開昭60−37549号、特開昭
60−121446号)等を挙げることができる。これ
らは原理的に量子収率が1を越えるため、高い感光性を
示す。
As an example of such a combination of a photoacid generator and a resin whose solubility is changed by an acid, a combination of an acetal or an O, N-acetal compound (Japanese Patent Laid-Open No.
No. 8-89003), a combination with an orthoester or an amide acetal compound (JP-A-5120714).
), A combination with a polymer having an acetal or ketal group in the main chain (JP-A-53-133429), a combination with an enol ether compound (JP-A-55-12995).
No. 5), a combination with an N-acyliminocarbonate compound (JP-A-55-126236), a combination with a polymer having an orthoester group in the main chain (JP-A-56-17345).
), A combination with a tertiary alkyl ester compound (JP-A-60-3625), a combination with a silyl ester compound (JP-A-60-10247), and a combination with a silyl ether compound (JP-A-60-6060). -37549, JP-A-60-112446) and the like. These have high photosensitivity because the quantum yield exceeds 1 in principle.

【0007】同様に、室温経時下では安定であるが、酸
存在下で加熱することにより分解し、アルカリ可溶化す
る系として、例えば、特開昭59−45439号、特開
昭60−3625号、特開昭62−229242号、特
開昭63−27829号、特開昭63−36240号、
特開昭63−250642号、Polym.Eng.Sce.,23 巻、
1012頁(1983);ACS.Sym.242 巻、11頁(1984);Semi
conductor World 1987年、11月号、91頁;Macromolecul
es,21 巻、1475頁(1988);SPIE,920巻、42頁(1988)
等に記載されている光酸発生剤と、第3級又は2級炭素
(例えばt-ブチル、2-シクロヘキセニル)のエステル又
は炭酸エステル化合物との組合せ系が挙げられる。これ
らの系も高感度を有し、且つ、ナフトキノンジアジド/
ノボラツク樹脂系と比べて、遠紫外線領域での吸収が小
さいことから、前記の光源短波長化に有効な系となり得
る。
Similarly, systems which are stable under aging at room temperature, but are decomposed by heating in the presence of an acid and solubilized in alkali are disclosed in, for example, JP-A-59-45439 and JP-A-60-3625. JP-A-62-229242, JP-A-63-27829, JP-A-63-36240,
JP-A-63-250542, Polym.Eng.Sce., Vol. 23,
1012 (1983); ACS.Sym. 242, 11 (1984); Semi
conductor World 1987, November, p. 91; Macromolecul
es, Volume 21, p. 1475 (1988); SPIE, Volume 920, p. 42 (1988)
And the like, and a combination of a photoacid generator described above and an ester or carbonate compound of a tertiary or secondary carbon (for example, t-butyl, 2-cyclohexenyl). These systems also have high sensitivity and have naphthoquinonediazide /
Since the absorption in the far ultraviolet region is smaller than that of the novolak resin system, it can be an effective system for shortening the wavelength of the light source.

【0008】とりわけKrFエキシマレーザーの248
nmの光を用いる場合に特に光吸収の少ないヒドロキシ
スチレン系のポリマ−に保護基としてアセタ−ル基やケ
タ−ル基を導入したポリマ−を用いたレジスト組成物が
提案されている。例えば特開平2−141636、特開
平2−19847、特開平4−219757、特開平5
−281745号公報などなどがその例である。そのほ
かt−ブトキシカルボニルオキ基やp−テトラヒドロピ
ラニルオキシ基を酸分解基とする同様の組成物が特開平
2−209977、特開平3−206458、特開平2
−19847号公報など)などに提案されているが、こ
れらは、ArFエキシマレーザーを光源に用いるとき
は、本質的になお吸光度が大き過ぎることに起因する低
感度という欠点があり、さらにそれに付随してパターン
プロファイルの劣化及びフォ−カス許容性の欠如という
問題があり、なお改善を要する点が多い。
In particular, KrF excimer laser 248
A resist composition using a polymer in which an acetal group or a ketal group is introduced as a protective group into a hydroxystyrene-based polymer having a small light absorption when using light of nm is proposed. For example, JP-A-2-141636, JP-A-2-19847, JP-A-4-219957, and JP-A-5
Japanese Patent Publication No. -281745 is an example thereof. In addition, similar compositions using a t-butoxycarbonyloxy group or a p-tetrahydropyranyloxy group as an acid-decomposable group are disclosed in JP-A-2-209977, JP-A-3-206458,
However, when using an ArF excimer laser as a light source, they have a drawback of low sensitivity due to the fact that the absorbance is still too large, and this is accompanied by a disadvantage. Therefore, there is a problem that the pattern profile is degraded and the focus tolerance is lacking, and there are still many points that need to be improved.

【0009】したがってArF光源用のフォトレジスト
組成物としては、部分的に水素化したヒドロキシスチレ
ン系樹脂よりもさらに吸収の少ない(メタ)アクリル系
樹脂と光によつて酸を発生する化合物とを組み合わせた
フォトレジスト組成物が例えば特開平7−199467
号、同7−252324号などで提案されている。中で
も特開平6−289615ではアクリル酸のカルボキシ
ル基の酸素に3級炭素有機基がエステル結合した樹脂が
開示されており、特開平7−234511号ではアクリ
ル酸のカルボキシル基の酸素にジメチル置換した3級炭
素基がエステル結合した構造単位と脂環式基がエステル
結合した構造単位との共重合樹脂が開示されている。こ
れらは、炭素置換基に光吸収性のアリ−ル基を有してい
たり、ArF光源に対する光透過性の点では改良されて
も酸分解性が乏しかったりして、まだ目的に対して十分
満足な特性を発揮するものが得られていない。
Accordingly, a photoresist composition for an ArF light source is a combination of a (meth) acrylic resin having a lower absorption than a partially hydrogenated hydroxystyrene resin and a compound capable of generating an acid by light. The photoresist composition is, for example, disclosed in JP-A-7-199467.
And No. 7-252324. Among them, JP-A-6-289615 discloses a resin in which a tertiary carbon organic group is ester-bonded to oxygen of a carboxyl group of acrylic acid, and JP-A-7-234511 discloses a resin in which dimethyl is substituted by oxygen of a carboxyl group of acrylic acid. A copolymer resin of a structural unit having an ester bond of a secondary carbon group and a structural unit having an ester bond of an alicyclic group is disclosed. These have light absorbing aryl groups in the carbon substituents and are poor in acid decomposability even if they are improved in light transmission to an ArF light source, and are still sufficiently satisfactory for the purpose. A material exhibiting excellent characteristics has not been obtained.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、遠紫外光、とくにエキシマレーザー光を使用する上
記ミクロフォトファブリケ−ション本来の性能向上技術
の課題を解決することで、つまりこの短波長光源の使用
に対して感度、解像力、パタ−ンプロファイルなどの必
要特性を満足するレジスト組成物の開発である。その中
でも、とりわけArFエキシマレーザー光源に対して前
記した3級炭素原子がエステル結合した酸分解基を有す
る先行技術の弱点を改良した、つまり吸光度が低く、酸
分解性が良好であるため、高感度であり、パタ−ンプロ
ファイルも良好な、かつ保存安定性に優れたフォトレジ
スト組成物の開発が本発明の目的である。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the problem of the performance improvement technology inherent in microphotofabrication using far ultraviolet light, particularly excimer laser light. An object of the present invention is to develop a resist composition which satisfies required characteristics such as sensitivity, resolution, and pattern profile for use of a short wavelength light source. Among them, the above-mentioned weak points of the prior art having an acid-decomposable group in which an tertiary carbon atom is ester-bonded to an ArF excimer laser light source are improved. That is, since the absorbance is low and the acid-decomposability is good, high sensitivity is obtained. An object of the present invention is to develop a photoresist composition having a good pattern profile and excellent storage stability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、ポジ型化
学増幅系におけるレジスト組成物の構成材料を鋭意検討
した結果、特定の構造の酸分解性置換基を有する構成単
位を含む(メタ)アクリル系樹脂を光酸発生剤と組み合
わせて用いることによって目的が達成されることを知
り、本発明に至った。即ち、上記目的は下記構成の組成
物によって達成される。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies on constituent materials of a resist composition in a positive-type chemical amplification system, and as a result, they have found that a structural unit having a specific structure and having an acid-decomposable substituent is contained (meta-type). The inventors have found that the object can be achieved by using an acrylic resin in combination with a photoacid generator, and have reached the present invention. That is, the above object is achieved by a composition having the following constitution.

【0012】1.酸の作用により分解しアルカリに対す
る溶解性が増加する樹脂及び活性光線または放射線の照
射により酸を発生する化合物を含有するポジ型フォトレ
ジスト組成物において、該酸の作用により分解しアルカ
リに対する溶解性が増加する樹脂が下記一般式〔I〕で
表される単量体を繰り返し単位の一つとして含有する重
合体であることを特徴とする遠紫外線露光用ポジ型フォ
トレジスト組成物。
1. In a positive photoresist composition containing a resin that decomposes under the action of an acid to increase the solubility in alkali and a compound that generates an acid by irradiation with actinic rays or radiation, the solubility in an alkali decomposes under the action of the acid. A positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure, wherein the increasing resin is a polymer containing a monomer represented by the following general formula [I] as one of the repeating units.

【0013】[0013]

【化2】 Embedded image

【0014】(式中、R1 は水素原子又はメチル基を表
し、R2 〜R4 は同じでも異なってもよく水素原子又は
アルキル基を表す。また、R5 及びR6 は同じでも異な
ってもよく水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表
し、Xは、ハロゲン原子である。Aは、単結合、アルキ
レン基、置換アルキレン基、エ−テル基、エステル基、
チオエーテル基、カルボニル基、アミド基、スルフォン
アミド基。ウレタン基及びウレア基よりなる群から選ば
れる1つの基もしくはそれらの2つ以上を組み合わせた
基を表す。mは1、2または3、nは、0、1または
2、mとnの和は3を表す。)
(Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 to R 4 may be the same or different and represent a hydrogen atom or an alkyl group, and R 5 and R 6 are the same or different. A hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom, X is a halogen atom, A is a single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, an ether group, an ester group,
Thioether group, carbonyl group, amide group, sulfonamide group. It represents one group selected from the group consisting of a urethane group and a urea group, or a group obtained by combining two or more thereof. m represents 1, 2 or 3, n represents 0, 1 or 2, and the sum of m and n represents 3. )

【0015】2.酸の作用により分解しアルカリに対す
る溶解性が増加する樹脂が一般式〔I〕で表される単量
体と分子内に脂肪族環状炭化水素部位を有する単量体の
繰り返し単位を有する共重合体で有ることを特徴とする
前記1.に記載の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト
組成物。 3.露光する活性光線または放射線の波長が170〜2
20nmであることを特徴とする上記1又は2に記載の
遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物。 4.前記樹脂が、更に酸の作用により分解し、アルカリ
現像液中での溶解性を増大させる基を有する繰り返し構
造単位を含むことを特徴とする前記1.又は2.に記載
の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物。 5.波長が193nmの活性光線に対して塗設物の厚み
1ミクロン当たりの透過光学濃度が1.0以下であるよ
うに構成されたことを特徴とする上記1〜3に記載の遠
紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物。
2. A resin which is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in alkali is a copolymer having a repeating unit of a monomer represented by the general formula [I] and a monomer having an aliphatic cyclic hydrocarbon moiety in the molecule Wherein 1. 4. The positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure according to item 1. 3. The wavelength of the actinic ray or radiation to be exposed is 170 to 2
3. The positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure according to 1 or 2, wherein the thickness is 20 nm. 4. (1) The resin as described in (1) above, wherein the resin further contains a repeating structural unit having a group that is decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkaline developer. Or 2. 4. The positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure according to item 1. 5. 3. The positive for ultraviolet ray exposure according to any one of the above-mentioned items 1 to 3, wherein the optical density per 1 micron of the thickness of the coating is 1.0 or less with respect to actinic light having a wavelength of 193 nm. -Type photoresist composition.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明に使用する化合物に
ついて詳細に説明する。まず、酸の作用により分解し、
アルカリ現像液中での溶解性を増大させる樹脂すなわち
一般式(I)を繰り返し構造単位の一つとして含んでい
る重合体について説明する。一般式(I)においてR1
は水素原子又はメチル基を表し、R2 〜R 4 は同じでも
異なってもよく水素原子又はアルキル基を表す。また、
5 及びR 6 は同じでも異なってもよく水素原子、アル
キル基又はハロゲン原子であり、Xは、ハロゲン原子で
ある。R2 〜R6 が示す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、ブチル
基、イソブチル基、sec-ブチル基等の低級アルキル基が
好ましく、より好ましくはメチル基、エチル基、プロピ
ル基、イソプロピル基、ブチル基であり、更に好ましく
はメチル基、エチル基である。Xは、塩素、臭素又は沃
素イオンである。mは1、2または3、nは、0、1ま
たは2、mとnの和は3を表す。Aは、単結合、アルキ
レン基、置換アルキレン基、エ−テル基、エステル基、
チオエーテル基、カルボニル基、アミド基、スルフォン
アミド基、ウレタン基及びウレア基よりなる群から選ば
れる1つの基もしくはそれらの2つ以上を組み合わせた
基を表す。Aのアルキレン基、置換アルキレン基として
は、下記で示される基を挙げることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The compounds used in the present invention are described below.
This will be described in detail. First, it is decomposed by the action of acid,
Resins that increase solubility in alkaline developers, ie
General formula (I) is included as one of the repeating structural units
Will be described. In the general formula (I), R1
Represents a hydrogen atom or a methyl group;Two~ R FourIs the same
It may be different and represents a hydrogen atom or an alkyl group. Also,
RFiveAnd R 6May be the same or different,
X is a halogen group or a halogen atom;
is there. RTwo~ R6Is an alkyl group represented by methyl
Group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl
Group, isobutyl group, lower alkyl group such as sec-butyl group
Preferably, more preferably, a methyl group, an ethyl group,
Butyl, isopropyl, and butyl, more preferably
Represents a methyl group or an ethyl group. X is chlorine, bromine or iodine
Elementary ions. m is 1, 2 or 3, n is 0, 1 or
Or 2, the sum of m and n represents 3. A is a single bond, alk
A len group, a substituted alkylene group, an ether group, an ester group,
Thioether group, carbonyl group, amide group, sulfone
Selected from the group consisting of amide groups, urethane groups and urea groups
One group or a combination of two or more of them
Represents a group. As an alkylene group or a substituted alkylene group of A
May include the groups shown below.

【0017】[0017]

【化3】 Embedded image

【0018】R、R’:水素原子、アルキル基、置換ア
ルキル基、ハロゲン原子、水酸基又はアルコキシ基を表
し、両者は同一でも異なっていてもよい。ここでアルキ
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、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、
更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、又は
イソプロピル基である。置換アルキル基の置換基として
は、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基を挙げること
ができる。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキ
シ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個の
ものを挙げることができる。nは1〜10の整数を表
す。
R and R 'each represent a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group or an alkoxy group, which may be the same or different. Here, the alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a butyl group,
More preferably, they are a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or an isopropyl group. Examples of the substituent of the substituted alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom and an alkoxy group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group. n represents an integer of 1 to 10.

【0019】Aとしては上記の中でも、単結合または、
アルキレン基、置換アルキレン基、アミド基、ウレタン
基、ウレア基、エーテル基、エステル基の中から選んだ
1つの基もしくは2つ以上組み合わせた基が特に好まし
い。ここで、アルキレン基、置換アルキレン基として
は、炭素数1〜4個のアルキレン基が好ましく、具体的
にはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン
基、メチル置換メチレン基、ジメチル置換メチレン基、
メチル置換エチレン基、ジメチル置換エチレン基、メチ
ル置換プロピレン基、ジメチル置換プロピレン基が挙げ
られる。以下に一般式〔I〕で示される単量体の内好ま
しいものとしては、一般式〔I−A〕〜〔I−K〕で表
される単量体を挙げることができる。
As A, a single bond or
One group selected from an alkylene group, a substituted alkylene group, an amide group, a urethane group, a urea group, an ether group, and an ester group, or a group obtained by combining two or more groups is particularly preferable. Here, the alkylene group and the substituted alkylene group are preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, specifically, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a methyl-substituted methylene group, a dimethyl-substituted methylene group,
Examples include a methyl-substituted ethylene group, a dimethyl-substituted ethylene group, a methyl-substituted propylene group, and a dimethyl-substituted propylene group. Preferred examples of the monomer represented by the general formula [I] below include monomers represented by the general formulas [IA] to [IK].

【0020】[0020]

【化4】 Embedded image

【0021】[0021]

【化5】 Embedded image

【0022】上記一般式において、R2 〜R7 、R、
R’、n、mは、各々上記と同義である。a及びbは1
又は2の数を表す。以下に一般式〔I〕で示される単量
体の具体例を示す。ただし、これらは本発明の内容を限
定するものではない。
In the above general formula, R 2 to R 7 , R,
R ′, n, and m are as defined above. a and b are 1
Or 2 represents the number. Specific examples of the monomer represented by the general formula [I] are shown below. However, these do not limit the content of the present invention.

【0023】[0023]

【化6】 Embedded image

【0024】[0024]

【化7】 Embedded image

【0025】[0025]

【化8】 Embedded image

【0026】[0026]

【化9】 Embedded image

【0027】[0027]

【化10】 Embedded image

【0028】[0028]

【化11】 Embedded image

【0029】[0029]

【化12】 Embedded image

【0030】このような一般式〔I〕で示される単量体
は、ラジカル重合可能な炭素−炭素二重結合を分子内に
有するカルボン酸類と2−ヒドロキシラクトン類を Ang
ew.Chem. int. Ed. Engl., 1978, 17,522記載の方法で
エステル化、あるいは対応するカルボン酸クロリドと2
−ヒドロキシラクトン類を塩基性条件下で反応させるこ
とにより合成できる。
The monomer represented by the general formula [I] is obtained by converting a carboxylic acid having a radically polymerizable carbon-carbon double bond into a molecule and a 2-hydroxylactone into an Angular compound.
ew. Chem. int. Ed. Engl., 1978, 17,522.
-Hydroxylactones can be synthesized by reacting them under basic conditions.

【0031】本発明のポジ型フォトレジスト組成物にお
ける樹脂は、上記一般式〔I〕で示される基とともに、
分子内に脂肪族環状炭化水素部位を有する繰り返し構造
単位を含むことが好ましい。これにより、ポジ型フォト
レジストのドライエッチング耐性を高めることができ
る。分子内に脂肪族環状炭化水素部位を有する繰り返し
構造単位としては、例えば下記一般式[II]あるいは〔II
I]で示される繰り返し構造単位を挙げることができる。
The resin in the positive photoresist composition of the present invention may contain, together with the group represented by the above general formula (I),
It is preferable to include a repeating structural unit having an aliphatic cyclic hydrocarbon site in the molecule. Thereby, the dry etching resistance of the positive photoresist can be increased. Examples of the repeating structural unit having an aliphatic cyclic hydrocarbon moiety in the molecule include the following general formula [II] or [II
[I].

【0032】[0032]

【化13】 Embedded image

【0033】[0033]

【化14】 Embedded image

【0034】一般式[II]中のR7 は、水素原子又はメチ
ル基である。R8 は1価の脂肪族環状炭化水素基であ
る。具体的には、アダマンチル基、2−メチル−2−ア
ダマンチル基、ノルボルニル基、ボロニル基、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、ノボルナンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル
基、ネオメンチル基等を挙げることができる。一般式
〔III]中、R7 は、一般式〔II〕におけると同様、水素
原子又はメチル基である。R9 は2価の脂肪族環状炭化
水素部位を有する連結基である。Gは、−COOH、−
OH、−COOR10又は−OR10を表す。R10は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、−CH2 OR11又は−CH(CH3 )OR11
表す。R11はアルキル基を表す。R9 の連結基中に含ま
れる脂肪族環状炭化水素部位としては、例えば以下のよ
うな構造を挙げることができる。
R 7 in the general formula [II] is a hydrogen atom or a methyl group. R 8 is a monovalent aliphatic cyclic hydrocarbon group. Specifically, adamantyl group, 2-methyl-2-adamantyl group, norbornyl group, boronyl group, isobornyl group, tricyclodecanyl group, dicyclopentenyl group, nobornane epoxy group, menthyl group, isomenthyl group, neomenthyl group And the like. In the general formula [III], R 7 is a hydrogen atom or a methyl group as in the general formula [II]. R 9 is a linking group having a divalent aliphatic cyclic hydrocarbon site. G is -COOH,-
OH, it represents a -COOR 10 or -OR 10. R 10 represents a tertiary alkyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, a -CH 2 OR 11 or -CH (CH 3) OR 11. R 11 represents an alkyl group. Examples of the aliphatic cyclic hydrocarbon moiety contained in the linking group of R 9 include the following structures.

【0035】[0035]

【化15】 Embedded image

【0036】また、上記脂肪族環状炭化水素部位とエス
テル基、あるいは上記脂肪族環状炭化水素部位とG基を
つなぐR10内の連結基としては単結合でもよく、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中から
選ばれる1つの基もしくは2つ以上を組み合わせた基を
挙げることができる。
Further, the alicyclic hydrocarbon moiety and an ester group, or may be a single bond as the linking group in R 10 that connects the alicyclic hydrocarbon moiety and G group, an alkylene group, an ether group, a thioether group , Carbonyl group,
Examples thereof include one group selected from an ester group, an amide group, a sulfonamide group, and the like, or a group obtained by combining two or more groups.

【0037】−COOR11基もしくは−OR11基におけ
るR11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、−CH(CH3 )OCH2 CH3 基、−CH(CH
3 )OCH2 CH(CH3 2 基等の1−アルコキシエ
チル基、−CH2 OCH3 基、−CH2 OCH2 CH 3
基等のアルコキシメチル基等の酸の作用により分解する
置換基を表す。
-COOR11Group or -OR11In the base
R11Is a tertiary alkyl such as a t-butyl group and a t-amyl group.
Group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl
Group, -CH (CHThree) OCHTwoCHThreeGroup, -CH (CH
Three) OCHTwoCH (CHThree) Two1-alkoxy groups such as
Chill group, -CHTwoOCHThreeGroup, -CHTwoOCHTwoCH Three
Decomposes by the action of acids such as alkoxymethyl groups
Represents a substituent.

【0038】上記樹脂中、一般式〔I〕で示される基を
含む繰り返し構造単位の含有率は、全繰り返し単位に対
して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。5モル%未満の場合は
本発明の効果が発現しにくく好ましくない。80モル%
を越えるとドライエッチング耐性が劣化しやすくなって
好ましくない。分子内に脂肪族環状炭化水素部位を有す
る繰り返し構造単位の樹脂中の含有量は、全繰り返し単
位に対して95〜20モル%が好ましく、より好ましく
は90〜30モル%である。
In the above resin, the content of the repeating structural unit containing a group represented by the general formula [I] is preferably from 5 mol% to 80 mol%, more preferably from 10 mol% to 70 mol%, based on all repeating units. Mol%. When the amount is less than 5 mol%, the effects of the present invention are hardly exhibited, which is not preferable. 80 mol%
Exceeding the range is undesirable because the dry etching resistance tends to deteriorate. The content of the repeating structural unit having an aliphatic cyclic hydrocarbon moiety in the molecule in the resin is preferably from 95 to 20 mol%, more preferably from 90 to 30 mol%, based on all repeating units.

【0039】上記本発明に係わる樹脂は、更に一般式
〔I〕で示される基、脂肪族環状炭化水素部位を有する
繰り返し構造単位以外に、酸の作用により分解し、アル
カリ現像液中で溶解性を増大させる基(酸分解性基とも
いう)を含有することが好ましい。これにより、感度向
上効果が一層顕著になる。このような酸分解性基として
は、上記−COOR11、−OR11、3−オキソシクロヘ
キシル基、又は2−オキソシクロヘキシル基が好まし
い。具体的には、次のような既存の単量体に相当する繰
り返し構造単位が挙げられる。
The resin according to the present invention further decomposes under the action of an acid in addition to a group represented by the general formula [I] and a repeating structural unit having an aliphatic cyclic hydrocarbon moiety, and is soluble in an alkali developing solution. It is preferable to contain a group (also referred to as an acid-decomposable group) that increases the value. Thereby, the effect of improving the sensitivity becomes more remarkable. As such an acid-decomposable group, the above-mentioned —COOR 11 , —OR 11 , 3-oxocyclohexyl group or 2-oxocyclohexyl group is preferable. Specific examples include the following repeating structural units corresponding to existing monomers.

【0040】例えば、t−ブチルアクリレート、t−ブ
チルメタクリレート、t−アミルアクリレート、t−ア
ミルメタクリレート、テトラヒドロフラニルアクリレー
ト、テトラヒドロフラニルメタクリレート、テトラヒド
ロピラニルアクリレート、テトラヒドロピラニルメタク
リレート、アルコキシメチルアクリレート、アルコキシ
メチルメタクリレート、1−アルコキシエチルメタクリ
レート、3−オキソシクロヘキシルアクリレート、3−
オキソシクロヘキシルメタクリレート、2−オキソシク
ロヘキシルアクリレート、2−オキソシクロヘキシルメ
タクリレートなどを挙げることができる。
For example, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, t-amyl acrylate, t-amyl methacrylate, tetrahydrofuranyl acrylate, tetrahydrofuranyl methacrylate, tetrahydropyranyl acrylate, tetrahydropyranyl methacrylate, alkoxymethyl acrylate, alkoxymethyl methacrylate , 1-alkoxyethyl methacrylate, 3-oxocyclohexyl acrylate, 3-
Oxocyclohexyl methacrylate, 2-oxocyclohexyl acrylate, 2-oxocyclohexyl methacrylate and the like can be mentioned.

【0041】上記の樹脂中、このような既存の酸分解性
基を有する単量体に基づく繰り返し構造単位の含有率
は、上記一般式〔I〕で示される基を有する繰り返し構
造単位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、さらに好ましくは
80モル%以下である。99モル%を越えると本発明の
効果が十分に発現しないため好ましくない。
In the above resin, the content of the repeating structural unit based on such a monomer having an acid-decomposable group is determined by the total mole of the repeating structural unit having the group represented by the above general formula [I]. It is preferably at most 99 mol%, more preferably at most 90 mol%, even more preferably at most 80 mol%, based on the number. If it exceeds 99 mol%, the effect of the present invention is not sufficiently exhibited, so that it is not preferable.

【0042】このような樹脂は、本発明の効果が有効に
得られる範囲内で、更に以下のよう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、これらに限定
されるものではない。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(ガラス転移点)、(3)アルカリ現像性、(4)
膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、(5)未
露光部の基板への密着性、(6)ドライエッチング耐
性、の微調整が可能となる。
Such a resin can be further copolymerized as a repeating unit with the following monomers as long as the effects of the present invention can be effectively obtained, but are not limited thereto. . Thereby, the performance required for the resin, particularly (1) solubility in a coating solvent, (2) film-forming property (glass transition point), (3) alkali developability, (4)
Fine adjustment of film loss (hydrophilic / hydrophobic, alkali-soluble group selection), (5) adhesiveness of the unexposed portion to the substrate, and (6) dry etching resistance can be performed.

【0043】このような共重合単量体としては、例え
ば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、
アクリルアミド類、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個有する化合物などを挙げ
ることができる。
Examples of such a comonomer include acrylic esters, methacrylic esters,
Examples thereof include compounds having one addition-polymerizable unsaturated bond selected from acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, and the like.

【0044】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1〜1
0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t−ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸シ
クロヘキシル、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、ベンジルアクリレート、メトキシベンジルアクリ
レート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフ
リルアクリレートなど);
Specifically, for example, acrylic esters such as alkyl (the alkyl group has 1 to 1 carbon atoms)
Acrylates (eg, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, t-butyl acrylate, amyl acrylate, cyclohexyl acrylate, ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, tert-octyl acrylate) , Chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate 2,2
-Dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, pentaerythritol monoacrylate, benzyl acrylate, methoxybenzyl acrylate, furfuryl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, etc.);

【0045】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、シク
ロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、
クロルベンジルメタクリレート、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、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルメタクリレートなど);
Methacrylic esters such as alkyl (preferably having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group) methacrylate (eg, methyl methacrylate,
Ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, t-butyl methacrylate,
Amyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate,
Chlorbenzyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 5-hydroxypentyl methacrylate, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl methacrylate, trimethylolpropane monomethacrylate, pentaerythritol monomethacrylate, furfuryl Methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, etc.);

【0046】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、ヒドロキシエチル
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, hydroxyethyl 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;

【0047】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 (alkyl having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, t-butyl, ethylhexyl, hydroxyethyl, cyclohexyl) 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;

【0048】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、パルミチン酸アリル、ステア
リン酸アリル、安息香酸アリル、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 palmitate, allyl stearate, allyl benzoate, allyl acetoacetate, allyl lactate), allyloxy Ethanol, etc .;

【0049】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);
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.);

【0050】ビニルエステル類、例えばビニルブチレー
ト、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテー
ト、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニ
ルカプロエート、ビニルクロルアセテート、ビニルジク
ロルアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブ
トキシアセテート、ビニルアセトアセテート、ビニルラ
クテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシ
クロヘキシルカルボキシレートなど;
Vinyl esters such as vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl trimethyl acetate, vinyl diethyl acetate, vinyl valate, vinyl caproate, vinyl chloroacetate, vinyl dichloroacetate, vinyl methoxy acetate, vinyl butoxy acetate, Vinyl acetoacetate, vinyl lactate, vinyl-β-phenylbutyrate, vinylcyclohexylcarboxylate and the like;

【0051】イタコン酸ジアルキル類(例えばイタコン
酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル
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。その他にも、一般式
〔I〕が表す基を含む繰り返し単位と共重合可能である
付加重合性の不飽和化合物であればよい。上記のような
更なる単量体に基づく繰り返し単位の樹脂中の含有量
は、一般式〔I〕で示される繰り返し構造単位と脂肪族
環状炭化水素部位を有する繰り返し構造単位の総モル数
に対して99モル%以下が好ましく、より好ましくは9
0モル%以下、さらに好ましくは80モル%以下であ
る。99モル%を越えると本発明の効果が十分に発現し
ないため好ましくない。
Dialkyl itaconates (eg, dimethyl itaconate, diethyl itaconate, dibutyl itaconate, etc.); dialkyl esters of maleic acid or fumaric acid (eg, dimethyl maleate, dibutyl fumarate, etc.) or monoalkyl esters; acrylics acid,
Examples include methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic anhydride, maleimide, acrylonitrile, methacrylonitrile, maleilenitrile, and the like. In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound copolymerizable with the repeating unit containing the group represented by the general formula [I] may be used. The content of the repeating unit based on the additional monomer in the resin is based on the total number of moles of the repeating structural unit represented by the general formula [I] and the repeating structural unit having an aliphatic cyclic hydrocarbon site. Is preferably 99 mol% or less, more preferably 9 mol% or less.
0 mol% or less, more preferably 80 mol% or less. If it exceeds 99 mol%, the effect of the present invention is not sufficiently exhibited, so that it is not preferable.

【0052】上記本発明に係わる樹脂の重量平均分子量
は好ましくは、2,000〜200,000である。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余り好ましくなく、2
00,000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余り好ましくな
い結果を生じる。
The weight average molecular weight of the resin according to the present invention is preferably from 2,000 to 200,000. When the weight average molecular weight is less than 2,000, heat resistance and dry etching resistance are deteriorated.
If it exceeds 000, a very unfavorable result such as deterioration of the developability and an extremely high viscosity will result in deterioration of the film-forming property.

【0053】以上に述べてきたように本発明に係わる樹
脂は、遠紫外線領域における光吸収性の強い基を主鎖に
も側鎖にも実質的に持たないので、塗設膜の基板面付近
にも十分に照射光が及び、それが高い感度と優れたパタ
−ンプロファイルをもたらしている。透過濃度が低いこ
とは必要条件であってそれが直ちに優れたレジスト特性
に結びつくものではなく、ほかの影響要因も関係するこ
とはいうまでもないが、本発明に係わる樹脂は、この必
要条件を満たしている。
As described above, the resin according to the present invention has substantially no light-absorbing group in the far ultraviolet region in either the main chain or the side chain. Irradiating light, which results in high sensitivity and a good pattern profile. Low transmission density is a necessary condition, which does not immediately lead to excellent resist properties, and it is needless to say that other influencing factors are involved, but the resin according to the present invention meets this requirement. Meets

【0054】本発明に係わる樹脂は、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。本発明のポジ型フォトレジスト組成物
は、主として上記のような樹脂と光酸発生剤を含む。上
記のような樹脂の組成物全体中の添加量は、全レジスト
固形分中40〜99重量%、好ましくは50〜97重量
%である。
The resin according to the present invention can be synthesized by a usual method such as radical polymerization using an azo compound or the like as an initiator. The positive photoresist composition of the present invention mainly contains the above resin and a photoacid generator. The addition amount of the above resin in the entire composition is 40 to 99% by weight, preferably 50 to 97% by weight, based on the whole resist solids.

【0055】次に、本発明のポジ型フォトレジスト組成
物における光酸発生剤について説明する。光酸発生剤は
2つの性質を満たすことが必要である。すなわち、
(1)露光光に対する透明性(但し、光ブリーチ性がな
い場合)と、(2)レジスト感度を確保するための十分
な光分解性である。しかし、このような矛盾する必要要
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、例えば次のような例を挙げることができる。すなわ
ち、特開平7−25846号公報、特開平7−2823
7号公報、特開平7−92675号公報、特開平8−2
7102号公報に記載の2−オキソシクロヘキシル基を
有する脂肪族アルキ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などを挙げ
ることができる。さらには J. Photopolym. Sci. Techn
ol., Vol 7, No3, p 423 (1994) 等に記載があり、下記
一般式(VI)で示すことができるスルフォニウム塩、下
記一般式(VII)で示すことができるジスルフォン類、下
記一般式(VIII)で表される化合物などを挙げることが
できる。
Next, the photoacid generator in the positive photoresist composition of the present invention will be described. The photoacid generator needs to satisfy two properties. That is,
(1) transparency to exposure light (provided that there is no light bleaching property); and (2) sufficient photodegradability to ensure resist sensitivity. However, at present, there is no clear guideline for molecular design that satisfies such contradictory requirements. For example, the following examples can be given. That is, JP-A-7-25846 and JP-A-7-2823
7, JP-A-7-92675, JP-A-8-2
Aliphatic alkulfonium salts having a 2-oxocyclohexyl group described in JP-A-7102, and N-
Hydroxysuccinimide sulfonates and the like can be mentioned. Furthermore, J. Photopolym. Sci. Techn
ol., Vol 7, No. 3, p 423 (1994) and the like, and sulfonium salts represented by the following general formula (VI), disulfones represented by the following general formula (VII), and the following general formula The compound represented by (VIII) can be mentioned.

【0056】[0056]

【化16】 Embedded image

【0057】ここで、R12〜R15は各々アルキル基、環
状アルキル基を表す。これらは互いに同じでも異なって
もよい。また、下記一般式(IX)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類も好適である。
Here, R 12 to R 15 each represent an alkyl group or a cyclic alkyl group. These may be the same or different from each other. Further, N-hydroxymaleimide sulphonates represented by the following general formula (IX) are also suitable.

【0058】[0058]

【化17】 Embedded image

【0059】ここでR16、R17は、同じでも異なっても
よく、水素原子、炭素数1〜6個のアルキル基またはシ
クロアルキル基を表す。R16とR17とがアルキレン基を
介して結合し、環を形成していてもよい。R18は、アル
キル基、ペルフルオロアルキル基、シクロアルキル基ま
たは樟脳置換体を表す。このようなN−ヒドロキシマレ
インイミドスルフォネート類は光感度の点で特に好まし
い。
Here, R 16 and R 17 may be the same or different and represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group. R 16 and R 17 may be bonded via an alkylene group to form a ring. R 18 represents an alkyl group, a perfluoroalkyl group, a cycloalkyl group or a substituted camphor. Such N-hydroxymaleimide sulphonates are particularly preferred in terms of photosensitivity.

【0060】上記一般式(IX)におけるR16、R17にお
ける炭素数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。炭素数6個以下のシクロ
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。R16
17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などを挙げることがで
きる。
As the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms for R 16 and R 17 in the general formula (IX), a methyl group,
Ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n-pentyl group,
An n-hexyl group can be mentioned. Among them, preferred are a methyl group, an ethyl group and a propyl group, and a methyl group and an ethyl group are more preferred. Examples of the cycloalkyl group having 6 or less carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group. Preferably, they are a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. R 16 ,
Examples of the case where R 17 forms 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.

【0061】R18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状の炭素数1〜20
個のアルキル基や、イソプロピル基、イソブチル基、t
ert−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。環状
の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
状のアルキル基を挙げることができる。
As the alkyl group for R 18, a linear C 1-20 group such as a methyl group, an ethyl group, or a propyl group may be used.
Alkyl groups, isopropyl groups, isobutyl groups, t
Examples thereof include a branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as an tert-butyl group and a neopentyl group. It is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, and more preferably 4 to 15 carbon atoms.
Linear or branched alkyl groups. Examples of the perfluoroalkyl group include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group and other straight-chain carbon atoms having 1 to 20 carbon atoms.
And a branched perfluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a perfluoroalkyl group, a heptafluoroisopropyl group, and a nonafluoro tert-butyl group. Preferably, it is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms. As the cyclic alkyl group, a monocyclic cyclic alkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, a decalyl group,
Examples thereof include a plurality of cyclic alkyl groups such as a norbornyl group and a tricyclodecanyl group.

【0062】このような光酸発生剤の組成物中の添加量
は、ポジ型フォトレジスト組成物の全固形分中、0.1
〜20重量%が好ましく、より好ましくは0.5〜15
重量%、更に好ましくは1〜10重量%である。
The amount of such a photoacid generator added to the composition is 0.1 to 0.1% of the total solid content of the positive photoresist composition.
To 20% by weight, more preferably 0.5 to 15% by weight.
%, More preferably 1 to 10% by weight.

【0063】本発明のポジ型フォトレジスト組成物に
は、上記のような光酸発生剤以外にも、以下のような光
酸発生剤を併用してもよい。
In the positive photoresist composition of the present invention, the following photoacid generator may be used in addition to the above photoacid generator.

【0064】以下のような併用可能な光酸発生剤の組成
物中の添加量は、ポジ型フォトレジスト組成物全体の固
形分中で2重量%以下であり、更に好ましくは1重量%
以下がよい。たとえば S.I.Schlesinger,Photogr.Sci.E
ng.,18,387(1974)、T.S.Bal etal,Polymer,21,423(198
0) 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3-140,14
0 号等に記載のアンモニウム塩、D.C.Necker etal,Macr
omolecules,17,2468(1984)、C.S.Wen etal,Teh,Proc.Co
nf.Rad.Curing ASIA,p478 Tokyo,Oct(1988) 、米国特許
第4,069,055 号、同4,069,056 号等に記載のホスホニウ
ム塩、J.V.Crivello etal,Macromorecules,10(6),1307
(1977) 、Chem.&Eng.News,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.Crivello etal,Polymer J.17,7
3(1985) 、J.V.Crivello etal.J.Org.Chem.,43,3055(19
78) 、W.R.Watt etal,J.Polymer Sci.,Polymer Chem.E
d.,22,1789(1984) 、J.V.Crivello etal,Polymer Bul
l.,14,279(1985)、J.V.Crivello etal,Macromorecules,
14(5),1141(1981) 、J.V.Crivelloetal,J.PolymerSci.,
Polymer Chem.Ed.,17,2877(1979)、欧州特許第370,693
号、同3,902,114 号、同233,567 号、同297,443 号、同
297,442 号、米国特許第4,933,377 号、同161,811 号、
同410,201 号、同339,049 号、同4,760,013 号、同4,73
4,444 号、同2,833,827 号、獨国特許第2,904,626 号、
同3,604,580 号、同3,604,581 号等に記載のスルホニウ
ム塩、J.V.Crivello etal,Macromorecules,10(6),1307
(1977) 、J.V.Crivello etal,J.PolymerSci.,Polymer C
hem.Ed., 17,1047(1979) 等に記載のセレノニウム塩、
C.S.Wen etal,Teh,Proc.Conf.Rad.Curing ASIA,p478 To
kyo,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55-32070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62-212401 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.Gillet
al,Inorg.Chem.,19,3007(1980)、D.Astruc,Acc.Chem.Re
s.,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.Reichmanis etal,J.Pholymer S
ci.,PolymerChem.Ed.,23,1(1985)、 Q.Q.Zhu etal,J.Pho
tochem.,36,85,39,317(1987)、 B.Amit etal,Tetrahedro
n Lett.,(24)2205(1973)、D.H.R.Barton etal,J.Chem So
c.,3571(1965)、 P.M.Collins etal,J.Chem.SoC.,Perkin
I,1695(1975)、 M.Rudinsteinetal,Tetrahedron Lett.,
(17),1445(1975)、 J.W.Walker etalJ.Am.Chem.Soc.,11
0,7170(1988)、 S.C.Busman etal,J.Imaging Technol.,1
1(4),191(1985)、 H.M.Houlihan etal,Macormolecules,2
1,2001(1988)、P.M.Collins etal,J.Chem.Soc.,Chem.Com
mun.,532(1972)、S.Hayase etal,Macromolecules,18,179
9(1985)、 E.Reichmanis etal,J.Electrochem.Soc.,Soli
d State Sci.Technol.,130(6)、 F.M.Houlihan etal,Mac
romolcules,21,2001(1988)、欧州特許第0290,750号、同0
46,083 号、同156,535 号、同271,851 号、同0,388,343
号、 米国特許第3,901,710 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.TUNOOKA
etal,Polymer Preprints Japan,35(8)、G.Berner etal,
J.Rad.Curing,13(4)、 W.J.Mijs etal,Coating Techno
l.,55(697),45(1983),Akzo 、 H.Adachi etal,Polymer
Preprints,Japan,37(3)、欧州特許第0199,672号、同8451
5 号、同199,672 号、同044,115 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3-14
0109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61-166
544 号等に記載のジスルホン化合物を挙げることができ
る。
The amount of the photoacid generator which can be used in combination as described below is 2% by weight or less, more preferably 1% by weight, of the total solid content of the positive photoresist composition.
The following is good. For example, SISchlesinger, Photogr.Sci.E
ng., 18,387 (1974), TSBal etal, Polymer, 21,423 (198
0) etc., U.S. Pat.No.4,069,055
No. 4,069,056, Re 27,992, Japanese Patent Application No. 3-140,14
Ammonium salts described in No. 0 etc., DCNecker etal, Macr
omolecules, 17, 2468 (1984), CSwen et al, Teh, Proc. Co.
nf.Rad.Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct (1988), U.S. Pat.Nos. 4,069,055, 4,069,056, phosphonium salts described in JVCrivello et al., Macromorecules, 10 (6), 1307.
(1977), Chem. & Eng. News, Nov. 28, p31 (1988), European Patent No. 104,143, U.S. Patent No. 339,049, No. 410,201.
No., JP-A-2-150,848, iodonium salts described in JP-A-2-296,514, etc., JVCrivello et al., Polymer J. 17,7
3 (1985), JVCrivello et al. J. Org.Chem., 43, 3055 (19
78), WRWatt et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. E
d., 22, 1789 (1984), JVCrivello etal, Polymer Bul
l., 14,279 (1985), JVCrivello etal, Macromorecules,
14 (5), 1141 (1981), JVCrivelloetal, J. PolymerSci.,
Polymer Chem.Ed., 17,2877 (1979), EP 370,693
No. 3,902,114, No. 233,567, No. 297,443, No.
Nos. 297,442; U.S. Pat.Nos. 4,933,377; 161,811;
No. 410,201, No. 339,049, No. 4,760,013, No. 4,73
No. 4,444, No. 2,833,827, Dokoku Patent No. 2,904,626,
The sulfonium salts described in JP-A-3,604,580 and JP-A-3,604,581, etc., JVCrivello et al., Macromorecules, 10 (6), 1307
(1977), JVCrivello et al., J. PolymerSci., Polymer C
hem.Ed., 17,1047 (1979) and the like,
CSWen etal, Teh, Proc.Conf.Rad.Curing ASIA, p478 To
kyo, Oct (1988) and the like, onium salts such as arsonium salts, U.S. Patent No. 3,905,815, JP-B-46-4605, JP-A-48-36281, JP-A-55-32070, JP-A-60 -239736
No., JP-A-61-169835, JP-A-61-169837, JP-A-61-169837
No. 62-58241, JP-A-62-212401, JP-A-63-70243,
Organic halogen compounds described in JP-A-63-298339, etc.
Meier et al., J. Rad. Curing, 13 (4), 26 (1986), TPGillet
al, Inorg.Chem., 19, 3007 (1980), D. Astruc, Acc.
s., 19 (12), 377 (1896), and organometallic / organic halides described in JP-A-2-14145, S. Hayase et al., J. Polymer
Sci., 25, 753 (1987), E. Reichmanis et al., J. Pholimer S
ci., PolymerChem. Ed., 23, 1 (1985), QQZhu et al., J. Pho
tochem., 36, 85, 39, 317 (1987), B. Amit etal, Tetrahedro
n Lett., (24) 2205 (1973), DHR Barton et al., J. Chem So
c., 3571 (1965), PMCollins et al., J. Chem.SoC., Perkin
I, 1695 (1975), M. Rudinsteinetal, Tetrahedron Lett.,
(17), 1445 (1975), JWWalker etal J. Am. Chem. Soc., 11
0,7170 (1988), SCBusman et al., J. Imaging Technol., 1
1 (4), 191 (1985), HMHoulihan et al, Macormolecules, 2
1,2001 (1988), PMCollins et al., J. Chem. Soc., Chem. Com
mun., 532 (1972), S. Hayase et al, Macromolecules, 18, 179.
9 (1985), E. Reichmanis et al., J. Electrochem. Soc., Soli
d State Sci.Technol., 130 (6), FMHoulihan et al, Mac
romolcules, 21, 2001 (1988), European Patent No. 0290,750, ibid.
46,083, 156,535, 271,851, 0,388,343
No. 3,901,710, 4,181,531, JP-A-60-198538, JP-A-53-133022, etc., a photoacid generator having an o-nitrobenzyl-type protecting group, M.TUNOOKA
etal, Polymer Preprints Japan, 35 (8), G. Berner etal,
J.Rad.Curing, 13 (4), WJMijs etal, Coating Techno
l., 55 (697), 45 (1983), Akzo, H. Adachi et al, Polymer
Preprints, Japan, 37 (3), European Patent Nos. 0199,672 and 8451
No. 5, No. 199,672, No. 044,115, No. 0101,122, U.S. Pat.Nos. 618,564, 4,371,605, 4,431,774
No., JP-A-64-18143, JP-A-2-245756, Japanese Patent Application No. 3-14
Compounds which generate sulfonic acid upon photolysis, such as iminosulfonate described in JP-A No. 61-166.
And the disulfone compound described in JP-A-544.

【0065】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.Yamada etal,Makromol.C
hem.,152,153,163(1972) 、J.V.Crivello etal,J.Polym
erSci.,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63-266
53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.Yamada et al., Makromol.C
hem., 152, 153, 163 (1972), JVCrivello etal, J. Polym
erSci., Polymer Chem. Ed., 17,3845 (1979), U.S. Patent No. 3,849,137, Dokoku Patent No. 3,914,407, JP-A-63-266.
No. 53, JP-A-55-164824, JP-A-62-69263, JP-A-Showa
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.

【0066】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.

【0067】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 above compounds which can be used together and which 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).

【0068】[0068]

【化18】 Embedded image

【0069】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
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 represents a substituted or unsubstituted aryl group or alkenyl group, and R 202 represents a substituted or unsubstituted aryl group, alkenyl group, alkyl group or —C (Y) 3 . Y represents a chlorine atom or a bromine atom. Specific examples include the following compounds, but the present invention is not limited thereto.

【0070】[0070]

【化19】 Embedded image

【0071】[0071]

【化20】 Embedded image

【0072】[0072]

【化21】 Embedded image

【0073】(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).

【0074】[0074]

【化22】 Embedded image

【0075】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.

【0076】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. .

【0077】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。またR
203 、R204 、R205 のうちの2つおよびAr1 、Ar
2 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。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。
[0077] Z - represents a counter anion, CF 3 SO 3 -
And the like, such as perfluoroalkanesulfonic acid anions and pentafluorobenzenesulfonic acid anions. Also R
Two of 203 , R 204 and R 205 and Ar 1 and Ar
2 may be bonded via each single bond or a substituent. Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.

【0078】[0078]

【化23】 Embedded image

【0079】[0079]

【化24】 Embedded image

【0080】[0080]

【化25】 Embedded image

【0081】[0081]

【化26】 Embedded image

【0082】[0082]

【化27】 Embedded image

【0083】[0083]

【化28】 Embedded image

【0084】[0084]

【化29】 Embedded image

【0085】[0085]

【化30】 Embedded image

【0086】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。 (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。
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. (3) Disulfone derivatives represented by the following general formula (PAG5) or iminosulfonate derivatives represented by the following general formula (PAG6).

【0087】[0087]

【化31】 Embedded image

【0088】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。R206 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。
In the formula, Ar 3 and Ar 4 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group. R 206 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group. A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, alkenylene group, or arylene group. Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.

【0089】[0089]

【化32】 Embedded image

【0090】[0090]

【化33】 Embedded image

【0091】[0091]

【化34】 Embedded image

【0092】[0092]

【化35】 Embedded image

【0093】[0093]

【化36】 Embedded image

【0094】ポジ型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 −NH
−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、上記バインダー樹脂に対して、4
0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 positive photoresist composition is suitable for improving the alkali solubility of the system and adjusting the glass transition temperature of the system to prevent the film from becoming brittle and from deteriorating the heat resistance. An 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 —NH
Compounds containing an acidic group in the molecule, such as —SO 2 —) compounds, may be mentioned. The content of the alkali-soluble low molecular compound is 4 to the binder resin.
The content is preferably 0% by weight or less, more preferably 30% by weight or less, and further preferably 25% by weight or less.

【0095】本発明に関する組成物は、特定の溶剤に溶
解して用いるとよい。そのような溶剤として好ましいも
のは、各固形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、2−
ヘプタノン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。
The composition according to the present invention may be used after being dissolved in a specific solvent. As such a solvent, any solvent may be used as long as the solid components are sufficiently dissolved and the solution is an organic solvent capable of forming a uniform coating film by a method such as a spin coating method. In addition, 2
More than one kind may be mixed and used. 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, diethylene glycol dimethyl ether, 2-
Examples include heptanone, but are not limited thereto.

【0096】また本発明のポジ型フォトレジスト組成物
には、更に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。本発明のこのようなポジ型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。露光手段としては、A
rF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く、
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 positive photoresist composition of the present invention may further contain other components such as a surfactant, a dye, a stabilizer, a coating improver, and a dye, if necessary. Such a positive photoresist composition of the present invention is applied on a substrate to form a thin film. The thickness of this coating film is preferably from 0.4 to 1.5 μm. As the exposure means, A
Preferably, the exposure wavelength is in the range of 170 to 220 nm, such as rF excimer laser stepper exposure,
Particularly preferred is an ArF excimer laser stepper.

【0097】[0097]

【実施例】以下、本発明を実施例を示して具体的に説明
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。
EXAMPLES The present invention will be described below in more detail with reference to Examples, but it should not be construed that the present invention is limited thereto.

【0098】〔合成例(1)単量体〔I−A−1〕の合
成〕アクリル酸72gをジクロロメタン500mLに溶
解し、4−ジメチルアミノピリジン10g加えた。さら
に、1−クロロ−2−メチル−2−プロパノールを静か
に加えた。とナトリウムメトキシドから1−メトキシ−
2−メチル−2−プロパノールを合成した。これを氷浴
で冷却し、さらにジシクロヘキシルカルボジイミド25
gをゆっくりと加えた。そのまま30分攪拌した後、氷
浴をはずし室温まで自然昇温し、室温下3時間攪拌し
た。反応終了後析出した粉体を濾別し、得られた濾液を
10%塩酸水で抽出、さらに重曹水で洗浄後、飽和食塩
水で洗い、得られた油層を濃縮した。これをシリカゲル
カラムクロマトグラフィーを用いて精製し、目的の単量
体〔I−A−1〕145gを得た。
[Synthesis Example (1) Synthesis of Monomer [IA-1]] Acrylic acid (72 g) was dissolved in dichloromethane (500 mL), and 4-dimethylaminopyridine (10 g) was added. In addition, 1-chloro-2-methyl-2-propanol was added gently. And sodium methoxide to 1-methoxy-
2-Methyl-2-propanol was synthesized. This was cooled in an ice bath, and dicyclohexylcarbodiimide 25 was further added.
g was added slowly. After stirring for 30 minutes as it was, the ice bath was removed, the temperature was naturally raised to room temperature, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. After completion of the reaction, the precipitated powder was separated by filtration, and the obtained filtrate was extracted with 10% aqueous hydrochloric acid, washed with aqueous sodium bicarbonate, washed with saturated saline, and the obtained oil layer was concentrated. This was purified using silica gel column chromatography to obtain 145 g of the desired monomer [IA-1].

【0099】〔合成例(2)単量体〔I−C−1〕の合
成〕アクリル酸の代わりに下記カルボン酸モノマーを使
用した他は合成例(1)と同様にして単量体〔I−C−
1〕を合成した。
[Synthesis Example (2) Synthesis of Monomer [IC-1]] The monomer [I-C-1] was prepared in the same manner as in Synthesis Example (1) except that the following carboxylic acid monomer was used instead of acrylic acid. -C-
1] was synthesized.

【0100】[0100]

【化37】 Embedded image

【0101】〔合成例(3)単量体〔I−D−1〕の合
成〕アクリル酸の代わりに東亜合成アロニックスM−5
600を使用した他は合成例(1)と同様にして単量体
〔I−D−1〕を合成した。
[Synthesis Example (3) Synthesis of Monomer [ID-1]] Toa Gosei Aronix M-5 was used instead of acrylic acid.
A monomer [ID-1] was synthesized in the same manner as in Synthesis Example (1) except that 600 was used.

【0102】 〔合成例(4)樹脂Aの合成〕 トリシクロデカニルメタクリレート 22.0g 単量体〔I−A−1〕 13.0g アクリル酸 1.4g THF 85g を溶解させた後、窒素を30分間吹き込み、反応液を6
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
製)100mgを5回に分けて1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時間加熱攪拌し
た。加熱終了後反応液を室温に戻し、THF 100g
を添加し、反応液を希釈したものを蒸留水2L/メタノ
ール2Lの混合溶媒に再沈し、目的の樹脂A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
18000であった。
[Synthesis Example (4) Synthesis of Resin A] Tricyclodecanyl methacrylate 22.0 g Monomer [IA-1] 13.0 g Acrylic acid 1.4 g After dissolving 85 g of THF, nitrogen was dissolved. Blow for 30 minutes.
Heated to 5 ° C. As a polymerization initiator, 100 mg of V-65 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added in five divided portions every hour.
After adding the final initiator, the mixture was heated and stirred for 4 hours. After the completion of heating, the reaction solution is returned to room temperature, and THF 100 g
Was added, and the reaction solution was diluted and reprecipitated in a mixed solvent of 2 L of distilled water / 2 L of methanol to recover the target resin A as a white powder. GPC analysis of the obtained copolymer showed that the weight average molecular weight was 18,000 in terms of standard polystyrene.

【0103】 〔合成例(5)樹脂Bの合成〕 トリシクロデカニルメタクリレート 22.0g 単量体〔I−C−1〕 24.5g アクリル酸 1.4g THF 112g を溶解させた後、窒素を30分間吹き込み、反応液を6
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
製)150mgを5回に分けて1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時間加熱攪拌し
た。加熱終了後反応液を室温に戻し、THF 150g
を添加し、反応液を希釈したものを蒸留水3L/メタノ
ール3Lの混合溶媒に再沈し、目的の樹脂B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
19200であった。
[Synthesis Example (5) Synthesis of Resin B] Tricyclodecanyl methacrylate 22.0 g Monomer [IC-1] 24.5 g Acrylic acid 1.4 g THF 112 g was dissolved. Blow for 30 minutes.
Heated to 5 ° C. As a polymerization initiator, 150 mg of V-65 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added every 5 hours, divided into 5 times.
After adding the final initiator, the mixture was heated and stirred for 4 hours. After the completion of heating, the reaction solution is returned to room temperature, and THF 150 g
Was added, and the reaction solution was diluted and reprecipitated in a mixed solvent of 3 L of distilled water / 3 L of methanol to recover the target resin B as a white powder. GPC analysis of the obtained copolymer showed that the weight average molecular weight was 19,200 in terms of standard polystyrene.

【0104】 〔合成例(6)樹脂Cの合成〕 トリシクロデカニルメタクリレート 22.0g 単量体〔I−D−1〕 21.1g アクリル酸 1.4g THF 104g を溶解させた後、窒素を30分間吹き込み、反応液を6
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
製)150mgを5回に分けて1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時間加熱攪拌し
た。加熱終了後反応液を室温に戻し、THF 150g
を添加し、反応液を希釈したものを蒸留水3L/メタノ
ール3Lの混合溶媒に再沈し、目的の樹脂C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
18800であった。
[Synthesis Example (6) Synthesis of Resin C] Tricyclodecanyl methacrylate 22.0 g Monomer [ID-1] 21.1 g Acrylic acid 1.4 g THF 104 g was dissolved. Blow for 30 minutes.
Heated to 5 ° C. As a polymerization initiator, 150 mg of V-65 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added every 5 hours, divided into 5 times.
After adding the final initiator, the mixture was heated and stirred for 4 hours. After the completion of heating, the reaction solution is returned to room temperature, and THF 150 g
Was added, and the reaction solution was diluted and reprecipitated in a mixed solvent of 3 L of distilled water / 3 L of methanol to recover the target resin C as a white powder. GPC analysis of the obtained copolymer showed that the weight average molecular weight was 18,800 in terms of standard polystyrene.

【0105】 〔合成例(7)比較用樹脂Dの合成〕 トリシクロデカニルメタクリレート 22.0g t−ブチルアクリレート 10.3g アクリル酸 1.4g THF 80g を溶解させた後、窒素を30分間吹き込み、反応液を6
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
製)150mgを5回に分けて1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時間加熱攪拌し
た。加熱終了後反応液を室温に戻し、THF 100g
を添加し、反応液を希釈したものを蒸留水2L/メタノ
ール2Lの混合溶媒に再沈し、目的の樹脂D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
17800であった。
[Synthesis Example (7) Synthesis of Comparative Resin D] Tricyclodecanyl methacrylate 22.0 g t-butyl acrylate 10.3 g Acrylic acid 1.4 g After dissolving 80 g of THF, nitrogen was blown in for 30 minutes. Reaction solution 6
Heated to 5 ° C. As a polymerization initiator, 150 mg of V-65 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added every 5 hours, divided into 5 times.
After adding the final initiator, the mixture was heated and stirred for 4 hours. After the completion of heating, the reaction solution is returned to room temperature, and THF 100 g
Was added and the reaction solution was diluted and reprecipitated in a mixed solvent of 2 L of distilled water / 2 L of methanol to recover the target resin D as a white powder. GPC analysis of the obtained copolymer showed that the weight average molecular weight was 17,800 in terms of standard polystyrene.

【0106】 〔合成例(8)比較用樹脂Eの合成〕 トリシクロデカニルメタクリレート 22.0g 下記単量体a 11.2g アクリル酸 1.4g THF 90g を溶解させた後、窒素を30分間吹き込み、反応液を6
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
製)150mgを5回に分けて1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時間加熱攪拌し
た。加熱終了後反応液を室温に戻し、THF 100g
を添加し、反応液を希釈したものを蒸留水3L/メタノ
ール3Lの混合溶媒に再沈し、目的の樹脂E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
18600であった。(単量体a)
[Synthesis Example (8) Synthesis of Comparative Resin E] Tricyclodecanyl methacrylate 22.0 g Monomer a 11.2 g Acrylic acid 1.4 g After dissolving 90 g of THF, nitrogen was blown in for 30 minutes. , 6
Heated to 5 ° C. As a polymerization initiator, 150 mg of V-65 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added every 5 hours, divided into 5 times.
After adding the final initiator, the mixture was heated and stirred for 4 hours. After the completion of heating, the reaction solution is returned to room temperature, and THF 100 g
Was added, and the reaction solution was diluted and reprecipitated in a mixed solvent of 3 L of distilled water / 3 L of methanol to recover the target resin E as a white powder. GPC analysis of the obtained copolymer showed that the weight average molecular weight was 18,600 in terms of standard polystyrene. (Monomer a)

【0107】[0107]

【化38】 Embedded image

【0108】 〔合成例(9)比較用樹脂Fの合成〕 トリシクロデカニルメタクリレート 22.0g 下記単量体b 11.2g アクリル酸 1.4g THF 90g を溶解させた後、窒素を30分間吹き込み、反応液を6
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
製)150mgを5回に分けて1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時間加熱攪拌し
た。加熱終了後反応液を室温に戻し、THF 100g
を添加し、反応液を希釈したものを蒸留水3L/メタノ
ール3Lの混合溶媒に再沈し、目的の樹脂F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
18300であった。(単量体b)
[Synthesis Example (9) Synthesis of Comparative Resin F] Tricyclodecanyl methacrylate 22.0 g The following monomer b 11.2 g Acrylic acid 1.4 g After dissolving 90 g of THF, nitrogen was blown in for 30 minutes. , 6
Heated to 5 ° C. As a polymerization initiator, 150 mg of V-65 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added every 5 hours, divided into 5 times.
After adding the final initiator, the mixture was heated and stirred for 4 hours. After the completion of heating, the reaction solution is returned to room temperature, and THF 100 g
Was added and the reaction solution was diluted and reprecipitated in a mixed solvent of 3 L of distilled water / 3 L of methanol to recover the target resin F as a white powder. GPC analysis of the obtained copolymer showed that the weight average molecular weight was 18,300 in terms of standard polystyrene. (Monomer b)

【0109】[0109]

【化39】 Embedded image

【0110】 〔合成例(10)比較用樹脂Gの合成〕 トリシクロデカニルメタクリレート 22.0g 下記単量体c 15.9g アクリル酸 1.4g THF 95g を溶解させた後、窒素を30分間吹き込み、反応液を6
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
製)150mgを5回に分けて1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時間加熱攪拌し
た。加熱終了後反応液を室温に戻し、THF 120g
を添加し、反応液を希釈したものを蒸留水3L/メタノ
ール3Lの混合溶媒に再沈し、目的の樹脂G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
18400であった。(単量体c)
[Synthesis Example (10) Synthesis of Comparative Resin G] Tricyclodecanyl methacrylate 22.0 g The following monomer c 15.9 g Acrylic acid 1.4 g After dissolving 95 g of THF, nitrogen was blown in for 30 minutes. , 6
Heated to 5 ° C. As a polymerization initiator, 150 mg of V-65 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added every 5 hours, divided into 5 times.
After adding the final initiator, the mixture was heated and stirred for 4 hours. After heating was completed, the reaction solution was returned to room temperature, and THF 120 g
Was added, and the reaction solution was diluted and reprecipitated in a mixed solvent of 3 L of distilled water / 3 L of methanol to recover the target resin G as a white powder. GPC analysis of the obtained copolymer showed that the weight average molecular weight was 18,400 in terms of standard polystyrene. (Monomer c)

【0111】[0111]

【化40】 Embedded image

【0112】〔合成例(11) 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1
4gとを蒸留水200ミリリットルに溶解し、ジメチル
マレイン酸無水物25gを加えた後、室温で5時間撹拌
し、続けて100℃で3時間加熱撹拌した。反応終了
後、反応液に塩酸水を加え、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。抽出した酢酸エチル
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
を単離した。
[Synthesis Example (11) Synthesis of Photoacid Generator (1)] 8 g of sodium hydroxide and hydroxyamine hydrochloride 1
4 g 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, and subsequently heated and stirred at 100 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, aqueous hydrochloric acid was added to the reaction solution, which was further saturated with sodium chloride, and then extracted with ethyl acetate. The operation of concentrating the extracted ethyl acetate solution to 1/3, adding toluene, and concentrating again was repeated, and the N-hydroxymaleimide derivative 15 g was obtained.
Was isolated.

【0113】このようにして合成した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、ピリジン2.8g
を2時間かけて滴下した後、氷浴をはずして室温に昇温
しそのまま10時間撹拌した。反応終了後、蒸留水等で
反応液を洗浄し、濃縮、そこにヘキサンに晶析させ、さ
らにそのヘキサン層を濃縮したところ、目的物10gを
得た。13CNMRで下記の構造を確認した。
4.2 g of the N-hydroxymaleimide compound thus synthesized was dissolved in dichloromethane, and trifluoromethanesulfonic anhydride was added under ice cooling.
5 g was added dropwise over 1 hour. Further, 2.8 g of pyridine
Was added dropwise over 2 hours, the ice bath was removed, the temperature was raised to room temperature, and the mixture was stirred for 10 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was washed with distilled water or the like, concentrated, crystallized in hexane, and the hexane layer was further concentrated to obtain 10 g of the desired product. The following structure was confirmed by 13 CNMR.

【0114】[0114]

【化41】 Embedded image

【0115】〔実施例・比較例〕上記合成例で合成した
樹脂A〜Gそれぞれ1.2gと、光酸発生剤(1)0.
25gとを固形分14重量%の割合で2−ヘプタノンに
溶解した後、0.1μmのミクロフィルターで濾過、ポ
ジ型フォトレジスト組成物溶液を調製した。
Examples and Comparative Examples 1.2 g of each of the resins A to G synthesized in the above synthesis example and the photoacid generator (1) 0.1 g.
25 g was dissolved in 2-heptanone at a solid content of 14% by weight, and then filtered through a 0.1 μm microfilter to prepare a positive photoresist composition solution.

【0116】(評価試験)得られたポジ型フォトレジス
ト組成物溶液をスピンコータを利用してシリコンウエハ
ー上に塗布し、120℃で90秒間乾燥、約0.5μm
のポジ型フォトレジスト膜を作成し、それにArFエキ
シマレーザー(193nm)で露光した。露光後の加熱
処理を110℃で90秒間で行い、2.38%のテトラ
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。
(Evaluation Test) The obtained positive photoresist composition solution was applied on a silicon wafer by using a spin coater, dried at 120 ° C. for 90 seconds, and dried at about 0.5 μm.
Was prepared and exposed to an ArF excimer laser (193 nm). A heat treatment after exposure was performed at 110 ° C. for 90 seconds, developed with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, and rinsed with distilled water to obtain a resist pattern profile.

【0117】〔相対感度〕:0.5μmのパターンを再
現できる露光量を感度とし、実施例1のレジスト感度を
1とし、実施例1以外のレジストの相対感度を次式によ
り求めた。すなわち 実施例1以外の感度/実施例1の感度
[Relative sensitivity]: The exposure amount capable of reproducing a 0.5 μm pattern was defined as the sensitivity, the resist sensitivity of Example 1 was defined as 1, and the relative sensitivity of the resists other than Example 1 was determined by the following equation. That is, sensitivity other than Example 1 / sensitivity of Example 1

【0118】〔パターンプロファイル〕:上記で得られ
たレジストパターンプロファイルを走査型電子顕微鏡で
観察し、矩形なものを○、T−トップ形状を示したもの
を×として評価した。
[Pattern Profile]: The resist pattern profile obtained above was observed with a scanning electron microscope, and a rectangular pattern was evaluated as 、 and a T-top profile was evaluated as ×.

【0119】〔残存細線の最小線幅〕:上記で得られた
レジストパターンプロファイルを走査型電子顕微鏡で観
察し、残存している最も細線の線幅をもって評価した。
結果を表1に示す。
[Minimum line width of remaining fine line]: The resist pattern profile obtained above was observed with a scanning electron microscope, and evaluated based on the line width of the remaining fine line.
Table 1 shows the results.

【0120】[0120]

【表1】 [Table 1]

【0121】〔透過濃度〕上記試験用においてシリコン
ウエハー上に塗布したポジ型フォトレジスト組成物溶液
と同じ組成物を遠紫外線領域に光吸収を持たないシリカ
プレート上にスピンコータを利用して塗布して濃度測定
用試料を作成した。分光濃度計を使用して遠紫外部の分
光吸収を測定して193nmにおける透過濃度を求め、
これを試料の塗布厚みで割って試料の塗布厚み1ミクロ
ン当たりの透過濃度を求めた。この結果を表2に示す。
[Transmission Density] The same composition as the positive photoresist composition solution applied on the silicon wafer in the above test was applied on a silica plate having no light absorption in the far ultraviolet region using a spin coater. A sample for concentration measurement was prepared. Using a spectrodensitometer, measure the spectral absorption in the far ultraviolet to determine the transmission density at 193 nm,
This was divided by the coating thickness of the sample to determine the transmission density per micron of the coating thickness of the sample. Table 2 shows the results.

【0122】[0122]

【表2】 [Table 2]

【0123】表1については、比較例はいずれも、相対
感度、パターンプロファイル、密着性の点で問題を含
む。一方、本発明のポジ型フォトレジスト組成物に関す
る実施例1〜3はそのすべてについて満足がいくレベル
にある。すなわち、酸分解基が3級炭素でエステル結合
したもの樹脂の中でも本発明の樹脂つまり3級炭素にハ
ロメチレン基が置換した構造の樹脂は、とくにArFエ
キシマレーザー露光を始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ことが示されている。
In Table 1, all of the comparative examples have problems in terms of relative sensitivity, pattern profile, and adhesion. On the other hand, Examples 1 to 3 relating to the positive photoresist composition of the present invention are all at a satisfactory level. That is, among the resins in which the acid-decomposable group is ester-bonded with a tertiary carbon, the resin of the present invention, that is, the resin having a structure in which the tertiary carbon is substituted by a halomethylene group, uses far-ultraviolet rays, particularly starting with ArF excimer laser exposure. It has been shown to be suitable for lithography.

【0124】一方、表2では、本発明の試料樹脂A〜C
は、193nmにおける1ミクロン厚み当たりの透過濃
度がいずれも0.4以下であり、パタ−ニング用の露光
に対する光吸収が比較試料に比べて十分低いことが示さ
れている。これは光が組成物層の基板面側まで著しく減
衰することなく照射されることを意味しており、表1の
良好なパタ−ンプロファイルや高い相対感度に反映して
いる。なお、比較例1、4も透過濃度の低い樹脂を用い
ているにもかかわらず、表1のフォトレジスト特性で
は、本発明の試料に劣ることは、透過濃度が低いことは
優れた遠紫外用フォトレジスト特性が具備するべき必要
条件であるが、十分条件ではないことを意味するもので
ある。
On the other hand, in Table 2, the sample resins A to C of the present invention are shown.
Shows that the transmission density per 1 micron thickness at 193 nm is 0.4 or less, indicating that the light absorption for the exposure for patterning is sufficiently lower than the comparative sample. This means that the light is irradiated to the composition layer side of the substrate without significant attenuation, and this is reflected in the good pattern profile and high relative sensitivity shown in Table 1. In addition, despite the fact that Comparative Examples 1 and 4 also use a resin having a low transmission density, the photoresist characteristics shown in Table 1 are inferior to the sample of the present invention. This is a necessary condition that the photoresist characteristics should have, but not a sufficient condition.

【0125】[0125]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、特に17
0nm〜220nmという波長領域の光に対して十分好適で
あり、かつ高感度で、密着性に優れ、良好なレジストパ
ターンプロファイルが得られるポジ型フォトレジスト組
成物を提供できる。
As described above, the present invention has a
It is possible to provide a positive photoresist composition which is sufficiently suitable for light in a wavelength region of 0 nm to 220 nm, has high sensitivity, excellent adhesion, and can obtain a good resist pattern profile.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸の作用により分解しアルカリに対する溶
解性が増加する樹脂及び活性光線または放射線の照射に
より酸を発生する化合物を含有するポジ型フォトレジス
ト組成物において、該酸の作用により分解しアルカリに
対する溶解性が増加する樹脂が下記一般式〔I〕で表さ
れる単量体を繰り返し構造単位の一つとして含有する重
合体であることを特徴とする遠紫外線露光用ポジ型フォ
トレジスト組成物。 【化1】 (式中、R1 は水素原子又はメチル基を表し、R2 〜R
4 は同じでも異なってもよく水素原子又はアルキル基を
表す。また、R5 及びR6 は同じでも異なってもよく水
素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表し、Xは、ハ
ロゲン原子である。Aは、単結合、アルキレン基、置換
アルキレン基、エ−テル基、エステル基、チオエーテル
基、カルボニル基、アミド基、スルフォンアミド基、ウ
レタン基及びウレア基よりなる群から選ばれる1つの基
もしくはそれらの2つ以上を組み合わせた基を表す。m
は1、2又は3、nは、0、1又は2、mとnの和は3
を表す。)
1. A positive photoresist composition containing a resin which decomposes under the action of an acid to increase its solubility in alkali and a compound which generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. A positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure, wherein the resin having increased solubility in alkali is a polymer containing a monomer represented by the following general formula [I] as one of the repeating structural units. Stuff. Embedded image (Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 to R
4 may be the same or different and represents a hydrogen atom or an alkyl group. R 5 and R 6 may be the same or different and each represent a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom, and X is a halogen atom. A is one group selected from the group consisting of a single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, an ether group, an ester group, a thioether group, a carbonyl group, an amide group, a sulfonamide group, a urethane group, and a urea group, or Represents a group obtained by combining two or more of the above. m
Is 1, 2 or 3, n is 0, 1 or 2, and the sum of m and n is 3.
Represents )
【請求項2】酸の作用により分解しアルカリに対する溶
解性が増加する樹脂が一般式〔I〕で表される単量体と
分子内に脂肪族環状炭化水素部位を有する単量体の繰り
返し構造単位を有する共重合体で有ることを特徴とする
請求項1記載の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組
成物。
2. A resin which decomposes under the action of an acid to increase its solubility in alkali is a repeating structure of a monomer represented by the general formula [I] and a monomer having an aliphatic cyclic hydrocarbon moiety in the molecule. The positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure according to claim 1, which is a copolymer having units.
【請求項3】 露光する活性光線または放射線の波長が
170〜220nmであることを特徴とする請求項1又
は2記載の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成
物。
3. The positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure according to claim 1, wherein the wavelength of the actinic ray or radiation to be exposed is 170 to 220 nm.
【請求項4】 前記樹脂が、更に酸の作用により分解
し、アルカリ現像液中での溶解性を増大させる基を有す
る繰り返し構造単位を含むことを特徴とする請求項1又
は2に記載の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成
物。
4. The distant resin according to claim 1, wherein the resin further comprises a repeating structural unit having a group which is further decomposed by the action of an acid to increase the solubility in an alkali developing solution. A positive photoresist composition for UV exposure.
【請求項5】 波長が193nmの活性光線に対して塗
設物の厚み1ミクロン当たりの透過光学濃度が1.0以
下であるように構成されたことを特徴とする請求項1又
は2に記載の遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成
物。
5. The method according to claim 1, wherein an optical density per 1.0 micron of the thickness of the coating is 1.0 or less for an actinic ray having a wavelength of 193 nm. A positive photoresist composition for deep ultraviolet exposure.
JP9053583A 1997-02-17 1997-03-07 Positive type photoresist composition for exposure with far ultraviolet ray Pending JPH10254136A (en)

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US09/023,801 US6214517B1 (en) 1997-02-17 1998-02-13 Positive photoresist composition
KR1019980004846A KR100560597B1 (en) 1997-02-17 1998-02-17 Positive Photoresist Composition
US09/729,953 US7223516B2 (en) 1997-02-17 2000-12-06 Positive type photoresist composition
KR1020050006341A KR100522487B1 (en) 1997-02-17 2005-01-24 Positive type photoresist composition

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012255161A (en) * 2007-08-07 2012-12-27 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Compound, polymeric compound, positive resist composition and method of forming resist pattern

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JP2012255161A (en) * 2007-08-07 2012-12-27 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Compound, polymeric compound, positive resist composition and method of forming resist pattern

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