JPH11174669A - Resist composition and pattern forming method using it - Google Patents

Resist composition and pattern forming method using it

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JPH11174669A
JPH11174669A JP9338454A JP33845497A JPH11174669A JP H11174669 A JPH11174669 A JP H11174669A JP 9338454 A JP9338454 A JP 9338454A JP 33845497 A JP33845497 A JP 33845497A JP H11174669 A JPH11174669 A JP H11174669A
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JP
Japan
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acid
resist composition
resist
organic salt
pattern
Prior art date
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Application number
JP9338454A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Arai
唯 新井
Toshio Sakamizu
登志夫 逆水
Fumio Murai
二三夫 村井
Yasunori Suzuki
康則 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resist composition for developing, by an alkaline water solution, a positive type pattern, high in sensitivity, high in resolution, and good in stability, and a pattern forming method using it. SOLUTION: In a chemically amplifying resist composition including, at least, an alkali-soluble resin, a medium for changing solubility of an alkaline solution by a reation using an acid as a catalyst, and an acid precursor for producing an acid by radiation exposure, an organic salt having an anion site expressed by a general formula 1 being an alkyl sulfonic acid or an aryl sulfonic acid, is added to the resist composition. In the formula, R1 , R2 , R3 , and R4 are alkyl radicals having 1 to 6 carbon atoms or substituted alkyl radicals, Y<-> stands for an alkyl sulfonic acid or an aryl sulfonic acid.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置等の微
細加工に用いられるレジスト組成物に関し、特に紫外
線,遠紫外線,X線等の電磁波または電子線,イオン線
等の粒子線を含む放射線のパタン状照射により、パタン
潜像形成部に酸を生成せしめ、この酸を触媒とする反応
によって、当該照射部と未照射部のアルカリ水溶液に対
する溶解性を変化させ、アルカリ水溶液を現像液とする
工程によりパタンを現出させるレジスト組成物およびそ
れを用いたパタン形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resist composition used for microfabrication of a semiconductor device or the like, and more particularly to a radiation composition including an electromagnetic wave such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays or a particle beam such as an electron beam or an ion beam. A process in which an acid is generated in the pattern latent image forming portion by pattern-like irradiation, and the acid-catalyzed reaction changes the solubility of the irradiated portion and the non-irradiated portion in an aqueous alkali solution to form an aqueous alkali solution as a developer. The present invention relates to a resist composition that causes a pattern to appear by using the same, and a pattern forming method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、集積回路については高集積化に伴
う微細化が進み、サブハーフミクロン以下のパタン形成
が要求されるようになり、解像力の優れたレジスト材料
が要望されている。またウエハ処理の生産性を向上させ
るためには、装置の改良もさることながら、用いるレジ
ストの高感度化が重要となる。
2. Description of the Related Art In recent years, integrated circuits have been miniaturized in accordance with high integration, and patterns of sub-half micron or less have been required, and resist materials having excellent resolution have been demanded. In addition, in order to improve the productivity of wafer processing, it is important to increase the sensitivity of the resist used, as well as to improve the apparatus.

【0003】高感度化を達成するためのレジスト材料と
しては、例えば、酸触媒反応を利用した化学増幅系レジ
スト組成物として、米国特許3779778号,特公平2−2766
0 号公報,特開平2−25850号公報に記載の組成物が知ら
れている。
As a resist material for achieving high sensitivity, for example, as a chemically amplified resist composition utilizing an acid catalyzed reaction, US Pat. No. 3,779,778, Japanese Patent Publication No. 2-2766
No. 0, JP-A-2-25850 discloses a composition.

【0004】しかし、このような化学増幅系レジスト組
成物を用いたパタン形成方法では、レジスト膜の露光部
で発生する酸が微量であるために、周囲の環境に影響を
受けやすく、安定して微細なパタンを形成しづらい。例
えば、環境中の塩基性物質によって表面難溶化層が形成
され、レジストパタンの断面形状がひさしを持ったよう
な形状になることや、基板面付近が広がった裾広がりの
形状になってしまい、垂直で良好なパタン形状が得られ
ないという問題がある。また、露光により発生した酸の
拡散の問題も、解像力低下を引き起こすと言った問題点
がある。
However, in the pattern forming method using such a chemically amplified resist composition, since the amount of acid generated in the exposed portion of the resist film is very small, it is easily affected by the surrounding environment and is stable. It is difficult to form fine patterns. For example, a surface insolubilized layer is formed by a basic substance in the environment, and the cross-sectional shape of the resist pattern becomes a shape having an eaves, or a hem-spread shape in which the vicinity of the substrate surface is widened, There is a problem that a vertical and good pattern shape cannot be obtained. Further, the problem of diffusion of acid generated by exposure also causes a problem that resolution is reduced.

【0005】これを回避する方法として、特開平8−110
635 号公報に記載されているようにピリジン及びその誘
導体の塩を添加する方法も知られている。
As a method for avoiding this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-110
As described in JP-A-635, a method of adding a salt of pyridine or a derivative thereof is also known.

【0006】また、コントラストを向上させる方法とし
ては特開平4−51243号公報に記載されているように、レ
ジスト中にアンモニウム化合物を添加して、露光部と未
露光部との溶解速度差を大きくし、コントラストを向上
させ、その結果として矩形の形状の良好なパタン形状を
得ている例もある。
As a method for improving contrast, as described in JP-A-4-51243, an ammonium compound is added to a resist to increase a difference in dissolution rate between an exposed portion and an unexposed portion. In some cases, the contrast is improved, and as a result, a good rectangular pattern is obtained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで上記特開平8
−110635 号公報に記載の従来技術は、それらの塩が酸
性であるために、熱処理後に膜減りしてしまうという問
題があった。また、特開平4−51243号公報に記載の従来
技術では、環境中の塩基の影響に対しては考慮されてい
ないために、レジスト表面に難溶化層ができてしまう。
それに加えて、レジスト感度が低下してしまうといった
問題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open No.
The prior art described in JP-A-110635 has a problem that the film is reduced after the heat treatment due to the acidity of those salts. Further, in the prior art described in JP-A-4-51243, a poorly soluble layer is formed on the resist surface because the influence of the base in the environment is not considered.
In addition, there is a problem that the resist sensitivity is reduced.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、特定の有機塩
がレジスト組成物の安定性を高め、コントラストを向上
させ、しかも、レジスト感度の低下がその他の塩や塩基
性物質と比べて比較的少なくすむことを見出し、この知
見に基づいて、レジスト組成物にこれらの有機塩を添加
することにより上記課題を解決した。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a specific organic salt enhances the stability of a resist composition and improves contrast, and the decrease in resist sensitivity is reduced in comparison with other salts and basic substances. Based on this finding, the above problem was solved by adding these organic salts to a resist composition.

【0009】すなわち本発明は、活性化学線の照射によ
り酸を生じる化合物及び酸触媒反応によりアルカリ水溶
液に対し溶解性を変化させる反応性を有する媒体を含む
化学増幅系レジストであって、一般式1で示される有機
塩を含有してなるレジスト組成物及びこの組成物を用い
たパタン形成方法に関する。
That is, the present invention is a chemically amplified resist comprising a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic radiation and a medium having a reactivity that changes the solubility in an aqueous alkali solution by an acid catalyzed reaction. And a method for forming a pattern using the composition.

【0010】[0010]

【化2】 Embedded image

【0011】(式中、R1 ,R2 ,R3 及びR4 は、同
じでも異なってもよく、炭素数1〜6のアルキル基また
は置換されたアルキル基であり、Y1−はアルキルスル
ホン酸,アリールスルホン酸のいずれかを表す) 一般式1で示される有機塩としては、テトラエチルアン
モニウムパラトルエンスルホナート,テトラエチルアン
モニウムトリフルオロメタンスルホナート,テトラブチ
ルアンモニウムパラトルエンスルホナート,テトラブチ
ルアンモニウムトリフルオロメタンスルホナート等があ
げられる。
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different and are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a substituted alkyl group, and Y 1 is an alkylsulfonic acid , Arylsulfonic acid) Examples of the organic salt represented by the general formula 1 include tetraethylammonium paratoluenesulfonate, tetraethylammonium trifluoromethanesulfonate, tetrabutylammonium paratoluenesulfonate, and tetrabutylammonium trifluoromethanesulfonate. And the like.

【0012】これらの有機塩は、あらかじめアリールス
ルホン酸であるパラトルエンスルホン酸アニオンや、ア
ルキルスルホン酸であるトリフルオロメタンスルホン酸
アニオンと錯体を形成しているために、露光により発生
した酸を消費することがなく、塩基性物質と比較して、
レジスト感度の低下を少なく抑えられる。この効果と同
時に、塩基性物質を添加した場合と同様に、空気中の塩
基性物質の影響を受け難くなるという特徴をもつ。ま
た、これらの有機塩は、露光前の熱処理によっても酸を
放出するため、ある程度脱保護の活性化エネルギーの高
い保護基を用いる必要がある。
Since these organic salts have previously formed a complex with a paratoluenesulfonic acid anion, which is an arylsulfonic acid, and a trifluoromethanesulfonic acid anion, which is an alkylsulfonic acid, the acid generated by exposure is consumed. Without, compared to basic substances,
A decrease in resist sensitivity can be reduced. At the same time as this effect, as in the case where a basic substance is added, it is characterized in that it is hardly affected by the basic substance in the air. Further, since these organic salts release an acid even by heat treatment before exposure, it is necessary to use a protecting group having a high activation energy for deprotection to some extent.

【0013】また、これらの有機塩は、レジストの解像
度を向上させるコントラスト増強剤として機能する。コ
ントラストを向上させるためには、特開平4−51243号公
報に記載されているように、露光部において低露光領域
と高露光領域の溶解速度差を小さくする必要がある。す
なわち、低露光領域ではレジスト表面から脱離しやす
く、高露光領域ではレジスト表面から脱離しにくい溶解
阻害成分を添加することが考えられる。
Further, these organic salts function as a contrast enhancer for improving the resolution of the resist. In order to improve the contrast, it is necessary to reduce the dissolution rate difference between the low exposure area and the high exposure area in the exposed area, as described in JP-A-4-51243. That is, it is conceivable to add a dissolution-inhibiting component that is easily detached from the resist surface in the low-exposure region and hardly detached from the resist surface in the high-exposure region.

【0014】ある種の有機塩はヒドロキシイオンの攻撃
を受けやすい低露光領域では簡単に溶液に溶け出し、高
露光領域では酸を触媒とする反応により、溶解性を変化
させる反応性を持った媒体との疎水的相互作用により簡
単には脱離せず、媒体のアルカリ可溶性基を保護する。
その結果、露光部での溶解速度差がなくなり、コントラ
ストを向上させることができる。本発明における、一般
式1で示される有機塩も、同様の効果でコントラストが
向上していると考えられる。
Certain organic salts easily dissolve into the solution in the low exposure region, which is susceptible to attack by hydroxy ions, and in the high exposure region, a reactive medium that changes the solubility by a reaction using an acid as a catalyst. It does not easily leave due to the hydrophobic interaction with and protects the alkali-soluble groups of the medium.
As a result, there is no difference in dissolution rate between the exposed portions, and the contrast can be improved. It is considered that the organic salt represented by the general formula 1 in the present invention also has improved contrast with the same effect.

【0015】これらの有機塩の添加量は、アルカリ可溶
性樹脂100重量部に対して0.01〜0.5 重量部である
ことが好ましい。添加量が0.01〜0.5重量部である
と、安定性及び解像度に対してコントロールが容易とな
り、安定化剤及びコントラスト増強剤として十分な効果
を与えることができる。有機塩の添加量が0.5 重量部
より大きいと、溶解阻害効果が大きくなりコントラスト
が低下する傾向がある。また、0.01 重量部未満では
安定性が低下する傾向がある。
The amount of the organic salt to be added is preferably 0.01 to 0.5 part by weight based on 100 parts by weight of the alkali-soluble resin. When the amount is 0.01 to 0.5 part by weight, the stability and the resolution can be easily controlled, and a sufficient effect as a stabilizer and a contrast enhancer can be obtained. If the amount of the organic salt is more than 0.5 parts by weight, the dissolution inhibiting effect tends to be large and the contrast tends to be low. If the amount is less than 0.01 part by weight, the stability tends to decrease.

【0016】また、有機塩は、1種類の添加であっても
多種類の添加であっても本発明の効果を与えることがで
きる。
The effect of the present invention can be imparted to the organic salt regardless of whether it is a single type or a multiple type.

【0017】本発明のレジスト組成物には、必要に応じ
て、界面活性剤,保存安定剤,増感剤,ストリエーショ
ン防止剤,可塑剤,ハレーション防止剤などの添加物を
含有させることができる。
The resist composition of the present invention can contain additives such as a surfactant, a storage stabilizer, a sensitizer, a striation inhibitor, a plasticizer, and an antihalation agent, if necessary. .

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】(実施例1)m,p−クレゾール
ノボラック樹脂:89重量部,テトラヒドロピラニルオ
キシ基を持つポリヒドロキシ化合物(平均分子量:99
2,多分散度:1.02):11重量部,酸前駆体とし
てジフェニルメチルスルホニウムパラトルエンスルホネ
ート:4重量部.有機塩としてテトラブチルアンモニウ
ムパラトルエンスルホネート:0.16 重量部を溶媒で
ある2−ヘプタノンに溶解して、固形分濃度を20重量
%の溶液を調合した。0.1μm のメンブランフィルタ
ーで濾過し、レジスト溶液を調製した。
(Example 1) m, p-cresol novolak resin: 89 parts by weight, polyhydroxy compound having a tetrahydropyranyloxy group (average molecular weight: 99)
2, polydispersity: 1.02): 11 parts by weight, and diphenylmethylsulfonium paratoluenesulfonate: 4 parts by weight as an acid precursor. 0.116 parts by weight of tetrabutylammonium paratoluenesulfonate as an organic salt was dissolved in 2-heptanone as a solvent to prepare a solution having a solid concentration of 20% by weight. The solution was filtered through a 0.1 μm membrane filter to prepare a resist solution.

【0019】得られたレジスト溶液をシリコンウエハ上
に滴下、回転塗布後120℃,2分間熱処理して、0.
7μm の厚さのレジスト膜を得た。この基板に電子線
描画装置(電子線の加速電圧は30kV)を用い、照射
量を段階的に変化させて電子線照射後、100℃,2分
間熱処理してレジストの潜像部分の酸触媒反応を促進し
た。
The obtained resist solution was dropped on a silicon wafer, spin-coated, and heat-treated at 120 ° C. for 2 minutes to form a resist solution.
A resist film having a thickness of 7 μm was obtained. The substrate was irradiated with an electron beam using an electron beam lithography system (electron beam acceleration voltage is 30 kV), the irradiation amount was changed stepwise, and then heat treatment was performed at 100 ° C. for 2 minutes to perform an acid-catalyzed reaction of the latent image portion of the resist. Promoted.

【0020】上述の熱処理後、水酸化テトラメチルアン
モニウム2.38 重量%を含む水溶液を現像液に用い
て、潜像を形成したレジストを60秒間現像した。現像
後の残膜率は100%で、感度曲線によるコントラスト
がテトラブチルアンモニウムパラトルエンスルホネート
添加前と比較して向上し、感度は1μC/cm2 と、有機
塩の代わりにテトラブチルアンモニウム添加と比較して
感度が2倍高くなった。また、1ヶ月保管後でも膜減り
及び感度の低下が見られず安定性が向上した。
After the above heat treatment, the resist on which the latent image was formed was developed for 60 seconds using an aqueous solution containing 2.38% by weight of tetramethylammonium hydroxide as a developing solution. The residual film ratio after development is 100%, the contrast by the sensitivity curve is improved as compared with before addition of tetrabutylammonium paratoluenesulfonate, and the sensitivity is 1 μC / cm 2 , compared with the addition of tetrabutylammonium instead of organic salt. The sensitivity was twice as high. Further, even after storage for one month, there was no decrease in film thickness and no decrease in sensitivity, and stability was improved.

【0021】(実施例2)実施例1において、溶媒2−
ヘプタノンの代わりにメチルエチルケトンを用いる以外
は実施例1の方法に従って行った。実施例1と同様にコ
ントラスト,安定性の向上及び感度の低下が抑えられ
た。
(Example 2) In Example 1, the solvent 2-
It carried out according to the method of Example 1 except having used methyl ethyl ketone instead of heptanone. As in Example 1, the improvement in contrast and stability and the decrease in sensitivity were suppressed.

【0022】(実施例3)実施例1において、酸発生剤
ジフェニルメチルスルホニウムパラトルエンスルホネー
トの代わりに、N−ヒドロキシナフタルイミドトリフル
オロメタンスルホン酸エステル:5重量部を用いる以外
は実施例1の方法に従って行った。実施例1と同様にコ
ントラスト,安定性の向上及び感度の低下が抑えられ
た。
Example 3 The procedure of Example 1 was repeated, except that 5 parts by weight of N-hydroxynaphthalimide trifluoromethanesulfonic acid ester was used in place of the acid generator diphenylmethylsulfonium paratoluenesulfonate. went. As in Example 1, the improvement in contrast and stability and the decrease in sensitivity were suppressed.

【0023】(実施例4)実施例1において、有機塩と
してテトラブチルアンモニウムパラトルエンスルホネー
トの代わりにテトラブチルアンモニウムトリフルオロメ
タンスルホナートを用いる以外は実施例1の方法に従っ
て行った。実施例1と同様にコントラスト,安定性の向
上及び感度の低下が抑えられた。
Example 4 The procedure of Example 1 was repeated, except that tetrabutylammonium trifluoromethanesulfonate was used instead of tetrabutylammonium paratoluenesulfonate as the organic salt. As in Example 1, the improvement in contrast and stability and the decrease in sensitivity were suppressed.

【0024】(実施例5)電子線描画技術を用いてシリ
コン半導体の層間絶縁膜を加工するプロセスに、本発明
を適用した実施例を図1に示す。p型シリコン単結晶か
らなる半導体基板101上に、SiO2 からなる素子分
離用のフィールド絶縁膜102が設けられている。この
フィールド絶縁膜102で周囲を囲まれた図示しない活
性領域には、MOS・トランジスタやバイポーラ・トラ
ンジスタ等の半導体素子が設けられている。フィールド
絶縁膜102上には、第1層アルミニウム配線103が
パタン形成され、さらにこれらのアルミニウム配線上に
層間絶縁膜104が設けられている。この層間絶縁膜1
04は、SiO2 で構成されている。
(Embodiment 5) FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a process of processing an interlayer insulating film of a silicon semiconductor by using an electron beam lithography technique. An element isolation field insulating film 102 made of SiO 2 is provided on a semiconductor substrate 101 made of p-type silicon single crystal. In an active region (not shown) surrounded by the field insulating film 102, semiconductor elements such as MOS transistors and bipolar transistors are provided. A first layer aluminum wiring 103 is formed on the field insulating film 102 by a pattern, and an interlayer insulating film 104 is provided on these aluminum wirings. This interlayer insulating film 1
04 is made of SiO 2 .

【0025】層間絶縁膜104上には、m,p−クレゾ
ールノボラック樹脂:89重量部,テトラヒドロピラニ
ルオキシ基を持つポリヒドロキシ化合物(平均分子量:
992,多分散度:1.02):11重量部,酸前駆体と
してジフェニルメチルスルホニウムパラトルエンスルホ
ネート:4重量部,有機塩としてテトラブチルアンモニ
ウムパラトルエンスルホネート:0.16 重量部を2−
ヘプタノンに溶解して、固形分濃度を20重量%の溶液
を調合した。0.1μm のメンブランフィルターで濾過
し、レジスト溶液を調製した。
On the interlayer insulating film 104, m, p-cresol novolak resin: 89 parts by weight, a polyhydroxy compound having a tetrahydropyranyloxy group (average molecular weight:
992, polydispersity: 1.02): 11 parts by weight, diphenylmethylsulfonium paratoluenesulfonate: 4 parts by weight as an acid precursor, and 0.16 parts by weight of tetrabutylammonium paratoluenesulfonate as an organic salt.
A solution having a solid content of 20% by weight was prepared by dissolving in heptanone. The solution was filtered through a 0.1 μm membrane filter to prepare a resist solution.

【0026】得られたレジスト溶液をシリコンウエハ上
に滴下、回転塗布後120℃,2分間熱処理して、0.
7μmの厚さのレジスト膜105を形成した(図1
(a))。次に所定の位置に電子線106を照射して、レ
ジスト膜105に潜像を形成した後、100℃,2分間
熱処理して、レジストの潜像部分のアルカリ水溶液に対
する溶解性を増加させる反応を促進した(図1(b))。
The obtained resist solution is dropped on a silicon wafer, and after spin coating, heat-treated at 120 ° C. for 2 minutes to form a resist solution.
A resist film 105 having a thickness of 7 μm was formed (see FIG. 1).
(a)). Next, a predetermined position is irradiated with an electron beam 106 to form a latent image on the resist film 105, and then heat-treated at 100 ° C. for 2 minutes to increase the solubility of the latent image portion of the resist in an aqueous alkaline solution. Accelerated (FIG. 1 (b)).

【0027】その後、水酸化テトラメチルアンモニウム
(濃度2.38%)を含む水溶液を現像液に用いて、潜像
の現像を行い、レジストパタン107を形成した(図1
(c))。
Thereafter, tetramethylammonium hydroxide
The latent image was developed using an aqueous solution containing (a concentration of 2.38%) as a developer to form a resist pattern 107 (FIG. 1).
(c)).

【0028】次に、このレジスト膜107をマスクとし
て層間絶縁膜104をエッチングした後、レジスト膜1
07を除去することにより、第1層アルミニウム配線1
03と次工程で形成される第2層アルミニウム配線との
導通をとるためのスルーホール108を寸法制御性よく
形成できた(図1(d))。
Next, the interlayer insulating film 104 is etched using the resist film 107 as a mask.
07, the first layer aluminum interconnection 1
The through hole 108 for establishing electrical continuity with the second layer aluminum wiring formed in the next step was formed with good dimensional controllability (FIG. 1D).

【0029】(比較例1)実施例1において、有機塩を
添加しない以外は実施例1と同様にして、ポジ型レジス
トを調製した。レジスト調製直後は、現像直後の膜減り
はなく良好であったが、感度曲線からコントラスト(γ
値)が悪かった。また、調製後室温で1ヶ月間保管後で
は、現像後の膜減り量は0.4μm とかなり安定性が劣
っていた。
Comparative Example 1 A positive resist was prepared in the same manner as in Example 1 except that no organic salt was added. Immediately after the preparation of the resist, there was no decrease in the film immediately after the development, and the film was good.
Value) was bad. After storage for 1 month at room temperature after preparation, the film loss after development was 0.4 μm, which was considerably poor in stability.

【0030】(比較例2)実施例1において、有機塩の
テトラブチルアンモニウムパラトルエンスルホネートの
代わりに塩基性物質であるテトラブチルアンモニウムを
用いた以外は実施例1と同様にして、ポジ型レジストを
調製した。膜減りもなく、コントラストも良かったが、
感度が2μC/cm2 であった。
Comparative Example 2 A positive resist was prepared in the same manner as in Example 1 except that tetrabutylammonium as a basic substance was used instead of tetrabutylammonium paratoluenesulfonate as an organic salt. Prepared. There was no film loss and the contrast was good,
The sensitivity was 2 μC / cm 2 .

【0031】(比較例3)実施例1において、有機塩の
テトラブチルアンモニウムパラトルエンスルホネートの
代わりに酸性である有機塩のピリジニウムパラトルエン
スルホネートを用いた以外は実施例1と同様にして、ポ
ジ型レジストを調製した。現像後の膜減り量が100n
mと大きかった。
(Comparative Example 3) The procedure of Example 1 was repeated, except that pyridinium paratoluenesulfonate, an acidic organic salt, was used in place of tetrabutylammonium paratoluenesulfonate, an organic salt. A resist was prepared. 100n film loss after development
m.

【0032】(比較例4)実施例1において、テトラヒ
ドロピラニルオキシ基を持つフェノール化合物の代わり
にエチルビニルエーテル基を持つフェノール化合物を用
いた以外は実施例1と同様にして、ポジ型レジストを調
製した。現像後の膜減りが300nmと大きかった。
Comparative Example 4 A positive resist was prepared in the same manner as in Example 1 except that a phenol compound having an ethylvinyl ether group was used instead of the phenol compound having a tetrahydropyranyloxy group. did. The film loss after development was as large as 300 nm.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、安全溶媒を用いた、紫
外線,遠紫外線,電子線,X線,その他の活性化学線に
対して高感度,高解像度、かつ、安定性のよいアルカリ
水溶液で現像可能なポジ型レジストとなる感光性組成物
を得ることができた。
According to the present invention, an alkaline aqueous solution having high sensitivity, high resolution, and high stability to ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, X-rays, and other active actinic rays, using a safe solvent. As a result, a photosensitive composition capable of developing into a positive resist was obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例5の工程を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a process in a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…半導体基板、102…フィールド絶縁膜、10
3…アルミニウム配線、104…層間絶縁膜、105…
レジスト膜、106…電子線、107…レジストパタ
ン、108…スルーホール。
101: semiconductor substrate, 102: field insulating film, 10
3 ... aluminum wiring, 104 ... interlayer insulating film, 105 ...
Resist film, 106: electron beam, 107: resist pattern, 108: through hole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村井 二三夫 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 鈴木 康則 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Fumio Murai 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Yasunori Suzuki 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルカリ可溶性樹脂,酸を触媒とする反応
によりアルカリ水溶液に対する溶解性を増加させる反応
性をもった媒体,放射線照射により酸を発生する酸前駆
体を含む化学増幅系レジスト組成物であって、一般式1
で示されるアニオンサイトがアルキルスルホン酸または
アリールスルホン酸であるような有機塩を含有すること
を特徴とするレジスト組成物。 【化1】 (式中、R1 ,R2 ,R3 及びR4 は、同じでも異なっ
てもよく、炭素数1〜6のアルキル基または置換された
アルキル基であり、Y1−はアルキルスルホン酸,アリ
ールスルホン酸のいずれかを表す)
1. A chemically amplified resist composition comprising an alkali-soluble resin, a medium having a reactivity to increase solubility in an aqueous alkali solution by a reaction catalyzed by an acid, and an acid precursor which generates an acid upon irradiation. So, general formula 1
A resist composition comprising an organic salt such that the anion site represented by is an alkylsulfonic acid or an arylsulfonic acid. Embedded image (Wherein, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different and are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a substituted alkyl group, and Y 1 is an alkylsulfonic acid, an arylsulfonic acid, Represents any of the acids)
【請求項2】請求項1において、当該アルカリ水溶液に
対する溶解性を増加させる反応性を持った媒体がテトラ
ヒドロピラニル基もしくはt−ブチルオキシカルボニル
基をもつことを特徴とするレジスト組成物。
2. The resist composition according to claim 1, wherein the reactive medium for increasing the solubility in the aqueous alkali solution has a tetrahydropyranyl group or a t-butyloxycarbonyl group.
【請求項3】請求項1または2記載のレジスト組成物で
あって、有機塩が酸を触媒とする反応によりアルカリ水
溶液に対する溶解性を変化させる反応性をもった媒体1
00重量部に対して0.01〜0.5重量部含有すること
を特徴とするレジスト組成物。
3. A resist composition according to claim 1, wherein the organic salt has a reactivity to change the solubility in an aqueous alkali solution by a reaction using an acid as a catalyst.
A resist composition comprising 0.01 to 0.5 part by weight based on 00 parts by weight.
【請求項4】請求項1に記載のレジスト組成物の塗膜
に、放射線を用いて当該レジスト層に所望のパタン潜像
を形成する工程,酸を触媒とする反応を促進する工程及
びアルカリ水溶液を現像液とする現像によりパタンを形
成する工程を有することを特徴とするパタン形成方法。
4. A step of forming a desired pattern latent image on the resist layer using radiation on a coating film of the resist composition according to claim 1, a step of accelerating a reaction using an acid as a catalyst, and an aqueous alkaline solution. A step of forming a pattern by development using a developer as a developer.
【請求項5】半導体基板上に、アルカリ可溶性樹脂,酸
を触媒とする反応によりアルカリ水溶液に対する溶解性
を変化させる反応性をもったテトラヒドロピラニル基も
しくはt−ブチルオキシカルボニル基をもつことを特徴
とする媒体,放射線照射により酸を発生する酸前駆体及
び溶媒を少なくとも含む化学増幅系レジスト組成物を具
備して、前記一般式1で示される有機塩を含有するレジ
スト組成物でレジストパタンを形成する工程,前記レジ
ストパタンをもとに、上記基板をエッチング加工する工
程、もしくはイオンを打ち込む工程を含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法。
5. A semiconductor substrate having a tetrahydropyranyl group or a t-butyloxycarbonyl group having a reactivity to change solubility in an aqueous alkali solution by a reaction using an alkali-soluble resin or an acid as a catalyst. Forming a resist pattern with a resist composition containing an organic salt represented by the general formula 1 comprising a chemically amplified resist composition containing at least a medium, an acid precursor that generates an acid upon irradiation with radiation, and a solvent. Performing a process of etching the substrate based on the resist pattern, or a process of implanting ions.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002196483A (en) * 2000-12-25 2002-07-12 Hitachi Ltd Photomask and manufacturing method of electronic device using it

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