JPH10326013A - 遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物 - Google Patents
遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成物Info
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- JPH10326013A JPH10326013A JP9082854A JP8285497A JPH10326013A JP H10326013 A JPH10326013 A JP H10326013A JP 9082854 A JP9082854 A JP 9082854A JP 8285497 A JP8285497 A JP 8285497A JP H10326013 A JPH10326013 A JP H10326013A
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Abstract
紫外線に対して十分好適であり、かつ光に対して高感度
で、得られるレジストパターンプロファイルが優れ、且
つ経時保存安定性が優れた遠紫外線露光用ポジ型フォト
レジスト組成物を提供することにある。 【解決手段】 特定の酸分解性基を有する単量体と分子
内にアミン構造を有する単量体を繰り返し構造単位とし
て含有し、酸の作用により分解しアルカリに対する溶解
性が増加する樹脂と、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とを含有する遠紫外線露光用ポジ
型フォトレジスト組成物。
Description
射線、その中でも特に170nm〜220nmという非
常に波長の短い光で露光処理する場合に好適な遠紫外線
露光用ポジ型フォトレジスト組成物に関し、詳しくは高
感度で、優れたレジストパターンが得られ、且つ経時保
存安定性が優れた遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト
組成物に関するものである。
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。
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
ことが分かる。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(365
nm)へと移行し、更にKrFエキシマレーザー(248
nm)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。
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、KrFエキシマ
レーザーを始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であるた
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。
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。
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、光酸発生剤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。
たな問題が生じた。即ち、フォトレジストにおいて、波
長の短い光に対して透明性がいい素材はドライエッチン
グ耐性に支障がある。ドライエッチング耐性がいい素材
は透明性が悪いという問題点である。ドライエッチング
耐性と透明性の両立というのは基本的にはフォトレジス
ト層中のバインダー樹脂の性能の問題である。バインダ
ーとしてはノボラック樹脂やポリp−ヒドロキシスチレ
ンがある。ノボラック樹脂はi線レジスト用アルカリ可
溶性樹脂として広い利用があり、ポリp−ヒドロキシス
チレンはKrFエキシマレーザーレジスト用のベースポ
リマーとして利用がある。これらは波長の長い光を使う
限り大きな問題にはならない。波長の短い光の場合は異
なる。特に、上記樹脂は、170nm〜220nmという波
長領域には高い光学濃度を有し、これらを従来同様に直
接使用することは事実上不可能である。このため、高い
光透明性を有し、かつドライエッチング耐性も高い樹脂
の開発が待望された。
は、樹脂に例えば脂肪族環状炭化水素部位を導入すると
いう方法がある。また、芳香族化合物の一つナフタレン
骨格を利用するという方法もある。特に、脂肪族環状炭
化水素部位の導入により、光透明性とドライエッチング
耐性という両方の要請を満たすことについては数々の報
告例がある。たとえば、Journal of Photopolymer Scie
nce and technology vol.3, p439,1992.などがある。し
かしながら、KrFエキシマレーザー用のレジストと1
70nm〜220nmという波長領域の遠紫外線露光用のそ
れとでは、露光波長域が異なるため、全く異なるもので
あり、その遠紫外線露光用レジスト組成物をどのように
設計すればよいかは、現在明確な指針がないのが実情で
ある。
酸分解性基として何を選択するかは特に、レジストの感
度や解像度、さらに経時安定性をも左右するもので重要
である。これまで、カルボン酸基類を保護する酸分解性
基としてはt−ブチルエステル等の3級アルキルエステ
ル類や、テトラヒドロピラニルエステル、エトキシエチ
ルエステル等のアセタールエステル類が主に報告されて
いる。しかし、t−ブチルエステル基は発生した酸によ
る脱離能力が低くく、感度が低下してしまうという難点
がある。テトラヒドロピラニルエステル、エトキシエチ
ルエステル等のアセタールエステル類は逆に、常温でも
分解しやすく、経時安定性に大きな問題を抱えていた。
また、特開平5−346668号公報は3−オキソシク
ロヘキシルエステル基を酸分解性基として使用する提案
を行っているが、感度の点で必ずしも満足がいく物では
なかった。このように、フォトレジストにおいて感度と
経時保存安定性を同時に満足するカルボン酸類を保護し
た酸分解性基をどのように設計すればよいか必ずしも明
確ではなかった。
は、特に170nm〜220nmという波長領域の光に対し
て十分好適であり、かつ光に対して高感度で、得られる
レジストパターンプロファイルが優れ、且つ経時保存安
定性が優れた遠紫外線露光用ポジ型フォトレジスト組成
物を提供することにある。
に留意して鋭意検討した結果、特定の構造を有する樹脂
を用いることにより上記目的が見事に解決されることを
見いだし、本発明に至った。即ち、上記目的は下記の構
成により達成できる。 (1) 下記一般式〔I〕で表される単量体と分子内に
アミン構造を有する単量体を繰り返し構造単位として含
有し、酸の作用により分解しアルカリに対する溶解性が
増加する樹脂と、活性光線または放射線の照射により酸
を発生する化合物とを含有す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。
す。R2 はアルキル基、環状アルキル基、又は置換アル
キル基を表し、R2 とR3 あるいはR4 とが結合して環
を形成してもよい。R3 、R4 は、同じでも異なってい
てもよく、水素原子又はアルキル基を表すが、R3 とR
4 のうち少なくとも1つは水素原子である。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、ウレタン基、ウレア基の中から選
ばれる1つの基もしくはそれら2つ以上を組み合わせた
基を表す。) (2) 前記分子内にアミン構造を有する単量体に相当
する繰り返し構造単位の樹脂中の含有量が、全繰り返し
単位に対して0.001モル%〜10モル%であること
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) 前記分子内にアミン構造を有する単量体が、下
記一般式〔II〕で示される単量体であることを特徴とす
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。
ものと同義である。R5 、R6 は、同じでも異なってい
てもよく、アルキル基又は置換アルキル基を表し、R5
とR6が結合して、ヘテロ原子を含んでいてもよい環を
形成してもよい。R7 、R8 は、同じでも異なっていて
もよく、水素原子、アルキル基又は置換アルキル基を表
す。) (4) 前記樹脂が、更に脂肪族環状炭化水素部位を分
子内に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)〜(3)のいずれかに記載の遠紫外線露光用
ポジ型フォトレジスト組成物。
解性基)は、加水分解性が高く、優れた感度が期待され
るが、常温で保存時に分解するなど、使用困難と考えら
れてきた。しかし、本発明における樹脂においては、一
般式〔I〕で示される単量体(酸分解性基として特定の
アセタールエステル基を用いた)とアミン構造を有する
単量体を繰り返し単位として含む共重合体とすることに
より、驚くべきことに、遠紫外線露光用ポジ型フォトレ
ジスト組成物において、高感度を保持しつつ、経時保存
安定性を見事に改良できたものである。
一般式〔I〕中のR2 が示すアルキル基としては、炭素
数1〜10の直鎖状、あるいは分岐状アルキル基が好ま
しく、より好ましくは炭素数1〜6の直鎖状、あるいは
分岐状アルキル基であり、さらに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、n−ブチル
基、イソブチル基、sec-ブチル基,t-ブチル基である。
R3 およびR4 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。
ロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等を挙
げることができる。R2 の置換アルキル基としては、上
記アルキル基に、置換基として水酸基、ハロゲン原子、
アルコキシ基、アシル基( ホルミル基、アセチル基等)
、シアノ基、アシルオキシ基( アセトキシ基等) を有
するものが挙げられる。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個のものが挙げられる。R2 とR3 あるいはR
4 のうち二つが結合して酸素原子とともに形成する環と
しては、例えば、テトラヒドロフラニル基、テトラヒド
ロピラニル基等が挙げられる。連結基Aのアルキレン
基、置換アルキレン基としては下記一般式で表されるも
のが挙げられる。
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。aは1〜10の整数を表
す。
アルキレン基、置換アルキレン基、エーテル基、エステ
ル基、アミド基、ウレタン基、ウレア基の中から選んだ
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。
好ましいものとして、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。
R’、aは、各々上記と同義である。bは1〜3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。
体としては、アミノ基、あるいはアルキル置換アミノ基
を有する上記一般式(I)の単量体と重合可能な単量体
を挙げることができる。本発明において、アミン構造を
有する単量体としては、上記一般式(II)で示される単
量体を挙げることができる。一般式(II)においてR5
〜R8 のアルキル基、置換アルキル基としては、上記一
般式〔I〕のR2 の説明のところで挙げたものと同様の
ものが挙げられる。上記一般式〔II〕で示される単量体
中のR5 とR6 が結合して、窒素原子とともに形成する
環としては、ヘテロ原子として窒素原子、酸素原子、硫
黄原子を挙げることができる。具体的にはピロリジン
環、ピペリジン環、ピペラジン環、N−アルキルピペラ
ジン環、モルホリン環、チオモルホリン環等が挙げられ
る。以下に一般式〔II〕で示される単量体の内好ましい
ものとして、一般式〔II−A〕〜〔II−J〕で表される
単量体を挙げることができる。
R、R’、aは、各々上記と同義である。bは1〜3の
数を表す。以下に一般式〔II〕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。
ルボン酸モノマーとアルキルビニルエーテル類とを酸触
媒下反応させるか、あるいは対応するるカルボン酸モノ
マーとアルコキシメチルハロゲニドを塩基性条件下反応
させることにより得られえる。前者の酸触媒の例として
は色材69(11)、735(1996)等記載の2−
エチルヘキシルホスフェートや、パラトルエンスルフォ
ン酸等スルフォン酸類を挙げることができる。一般式
〔II〕の単量体は対応するカルボン酸の低級アルキル
(例えば、メチル)エステルとヒドロキシアルキル置換
アミン類とのエステル交換反応、あるいは対応する酸ハ
ロゲン化物とヒドロキシアルキル置換アミン類とのエス
テル化反応により一般には合成される。
ける樹脂は、上記一般式〔I〕および分子内にアミン構
造を有する単量体をとともに、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[III] あるいは〔IV〕で示される繰り返し構
造単位を挙げることができる。
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〔IV〕中、R10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、−O
H、−COOR11又は−OR11を表す。R11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 OR12又は−CH(CH3 )OR12を表
す。R12はアルキル基を表す。R1 は前記と同義であ
る。R10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。
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。
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。
される単量体の好ましい含有量範囲は、全繰り返し単位
に対して3〜60モル%であり、より好ましくは5〜5
0モル%である。3モル%未満では感度が低下し、60
モル%を超える場合にはドライエッチング耐性の低下や
経時での感度変動や膜べりが抑制できなくなり、共に不
適である。本発明に係わる樹脂中の一般式〔II〕で表さ
れる単量体の好ましい含有量範囲は、全繰り返し単位に
対して0.001〜10モル%であり、より好ましくは
0.01〜10モル%であり、さらに好ましくは0.1
〜8モル%である。0.001モル%未満では経時での
感度変動や膜べりが抑制できなくなり、10モル%を超
える場合には感度が低下する等の弊害が生じ、共に不適
である。本発明に係わる樹脂中の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含有量範囲は、
全繰り返し単位に対して40〜97モル%であり、好ま
しくは45〜95モル%である。40モル%未満ではド
ライエッチング耐性が低下する。97モル%を超える場
合には感度の低下や経時での感度変動や膜べりが抑制で
きなくなり、共に不適である。
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。
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。
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);
(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、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);
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;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;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;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、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);
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;
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〕で表される単量体および分子内にアミン構造を有
する単量体を有する繰り返し構造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〕で表される単量体および分子内にアミ
ン構造を有する単量体を有す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
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。
般式〔V〕で示すことができる。しかし、本発明の内容
がこれに限定されるものではない。
記と同義である。 R11:3級アルキル基、3−オキソシクロヘキシル基を
表す。 R12:メチル基、エチル基、プロピル基、iso −プロピ
ル基又はn−ブチル基を表す。 a:3〜60、 b:0.001〜10、 c:0〜70、 d:0〜97、 e:0〜30、 f:0〜20、 g:0〜30、 a+d+e≧15、b+c≧40、 a+b+c+d+e+f+g=100を表す。
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。
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。
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。
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。
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。R17とR18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。R19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。
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。R17、
R18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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。 合成例(1)単量体[I−A−1]の合成 アクリル酸72gとエチルビニルエーテル140gをM
IBK50mLに溶解させ、さらにリン酸2−エチルヘ
キシル1gをゆっくりと加えた後、室温下16時間攪拌
した。反応終了後、トリエチルアミンを過剰量加え塩基
性条件とし、蒸留水を加え水洗した。得られた油層から
過剰のエチルビニルエーテルを常圧留去し、更に反応溶
媒等を減圧留去した後、最後に目的物である単量体[I
−A−1]を減圧蒸留により取り出した。
する東亜合成株式会社製アロニックスM−5500を用
い、合成例(1)と同様に反応を行い、減圧蒸留の代わ
りにシリカゲルカラムクロマトグラフィーを利用し精
製、単量体[I−C−1]を得た。
ロピオン酸と下記構造の昭和電工株式会社製カレンズM
OIを反応させ合成した末端カルボン酸メタクリレート
を用いた他は同様の方法で単量体[I−F−2]を合成
した。
成 アクリル酸メチルとN−(2−ヒドロキシエチル)ジメ
チルアミンを酸性条件下エステル交換反応を行うことに
より目的の単量体[II−A−1]を合成した。
成 合成例(4)のN−(2−ヒドロキシエチル)ジメチル
アミンの代わりにN−(2−ヒドロキシエチル)モルホ
リンを用いた他は、同様にして目的の単量体[II−A
−9]を合成した。
合成 メタクリル酸メチルN−(2−ヒドロキシプロピル)ジ
メチルアミンを合成例(4)と同様に反応させて目的の
単量体[II−A−12]を合成した。
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
株式会社製)500mgを添加し、そのまま8時間加熱
攪拌した。その後、V−65(和光純薬株式会社製)1
00mgを追加し、更に2時間加熱攪拌した。加熱終了
後反応液を室温に戻し、THF100g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22000で
あった。
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
株式会社製)500mgを添加し、そのまま8時間加熱
攪拌した。その後、V−65(和光純薬株式会社製)1
00mgを追加し、更に2時間加熱攪拌した。加熱終了
後反応液を室温に戻し、THF100g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22500で
あった。
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
株式会社製)500mgを添加し、そのまま8時間加熱
攪拌した。その後、V−65(和光純薬株式会社製)1
00mgを追加し、更に2時間加熱攪拌した。加熱終了
後反応液を室温に戻し、THF100g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24500で
あった。
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
株式会社製)1gを添加し、そのまま8時間加熱攪拌し
た。その後、V−65(和光純薬株式会社製)200m
gを追加し、更に2時間加熱攪拌した。加熱終了後反応
液を室温に戻し、THF100g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17500であった。
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
株式会社製)500mgを添加し、そのまま8時間加熱
攪拌した。その後、V−65(和光純薬株式会社製)1
00mgを追加し、更に2時間加熱攪拌した。加熱終了
後反応液を室温に戻し、THF100g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21800で
あった。
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
株式会社製)500mgを添加し、そのまま8時間加熱
攪拌した。その後、V−65(和光純薬株式会社製)1
00mgを追加し、更に2時間加熱攪拌した。加熱終了
後反応液を室温に戻し、THF100g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25000で
あった。
5℃に加熱した。重合開始剤としてV−65(和光純薬
株式会社製)1gを添加し、そのまま8時間加熱攪拌し
た。その後、V−65(和光純薬株式会社製)200m
gを追加し、更に2時間加熱攪拌した。加熱終了後反応
液を室温に戻し、THF100g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17000であった。
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。
レインイミド体4.2gをジクロロメタンに溶解し、水
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10gを得た。13CNMR等から下
記構造を確認した。
樹脂A〜Gをそれぞれ1.5gと光酸発生剤−(1)
0.1gとをPGMEA(プロピレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート)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、ポジ型フォ
トレジスト組成物を調製した。その処方を下記表1に示
す。
ト組成物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、120℃で90秒間乾燥、約0.5μ
m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。
の樹脂A〜C、m/p−クレゾールノボラック樹脂、あ
るいは日本ソーダ製VP−8000の各々1gを2−ヘ
プタノンに溶解し、固形分濃度15%の溶液とした。こ
の溶液を0.20μフィルターで濾過した。このポリマ
ー溶液を石英ガラス基板上にスピンナーを利用して塗
布、120℃で60秒乾燥し、1.0μmの膜を作製し
た。このようにして得られた塗膜の193nmの光学濃
度を紫外線吸収装置を用いて測定した。結果を以下に示
す。 樹脂A:0.10μ-1 樹脂B:0.12μ-1 樹脂C:0.11μ-1 樹脂D:0.13μ-1 m/p−クレゾールノボラック樹脂:1.0μ-1以上 日本ソーダ製、VP−8000 :1.0μ-1以上 以上のように、本発明の樹脂は本発明の目標とする露光
波長領域である170〜220nmにおいて高い透明性
を有するのに対し、従来のi線レジスト等に用いられて
きたノボラック樹脂やKrFエキシマレーザーレジスト
用樹脂として幅広く用いられいるポリヒドロキシスチレ
ン樹脂は透明性に問題のあることが明らかとなった。
現する露光量を感度とし、ArFエキシマレーザー露光
に対する実施例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
で1ケ月保存した後、上記感度測定し、保存前の感度か
らの変動率および、未露光部のプロファイルを走査型電
子顕微鏡(SEM)で観察し、現像後の膜厚を測定し、
露光前と現像後の膜厚の変化を経時保存前後で測定し、
露光前の膜厚で割った変化率である膜べり量の同じく変
動率によって評価した。結果を表1に示す。
び膜べり量変動率の点で問題を含む。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1〜8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、A
rF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。
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、経時安定性、特に経時での感度変
動、膜べり抑制に優れ、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。
Claims (4)
- 【請求項1】 下記一般式〔I〕で表される単量体と分
子内にアミン構造を有する単量体を繰り返し構造単位と
して含有し、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と、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とを含有す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す。R2 はア
ルキル基、環状アルキル基、又は置換アルキル基を表
す。R3 、R4 は、同じでも異なっていてもよく、水素
原子又はアルキル基を表すが、R3 とR4 のうち少なく
とも1つは水素原子である。R2 とR3 あるいはR4 と
が結合して環を形成してもよい。Aは、単結合、アルキ
レン基、置換アルキレン基、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、ウレタン基、ウレア基の中から選ばれる1つ
の基もしくはそれら2つ以上を組み合わせた基を表
す。) - 【請求項2】 前記分子内にアミン構造を有する単量体
に相当する繰り返し構造単位の樹脂中の含有量が、全繰
り返し単位に対して0.001モル%〜10モル%であ
ることを特徴とする請求項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。 - 【請求項3】 前記分子内にアミン構造を有する単量体
が、下記一般式〔II〕で示される単量体であることを特
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。 【化2】 (式中、R1 及びAは請求項1に記載のものと同義であ
る。R5 、R6 は、同じでも異なっていてもよく、アル
キル基又は置換アルキル基を表し、R5 とR6 が結合し
て、ヘテロ原子を含んでいてもよい環を形成してもよ
い。R7 、R8 は、同じでも異なっていてもよく、水素
原子、アルキル基又は置換アルキル基を表す。) - 【請求項4】 前記樹脂が、更に脂肪族環状炭化水素部
位を分子内に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1〜3のいずれかに記載の遠紫外線露光用
ポジ型フォトレジスト組成物。
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1997
- 1997-04-01 JP JP08285497A patent/JP3791718B2/ja not_active Expired - Fee Related
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