JPH11297597A - Material and method for pattern forming - Google Patents

Material and method for pattern forming

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JPH11297597A
JPH11297597A JP10099538A JP9953898A JPH11297597A JP H11297597 A JPH11297597 A JP H11297597A JP 10099538 A JP10099538 A JP 10099538A JP 9953898 A JP9953898 A JP 9953898A JP H11297597 A JPH11297597 A JP H11297597A
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acid
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light
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聡 斎藤
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一夫 佐藤
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a material and a method capable of forming a resist pattern having high sensitivity with respect to both light and charged particle beams, as well as maintain a good shape during alignment using either light or charged particle beams. SOLUTION: This pattern forming material contains a solubility-changeable compound that changes the solubility with an alkaline solution by using acid, a first acid generating agent that generates acid through the irradiation of exposure light used in the photolithography process, and a second acid generating agent that generates acid by irradiation of a charged particle beam. As a result, the cross-section shape of the resist pattern formed by light irradiation can be kept in a rectangular shape and a high sensitivity to the charged particle beam can be obtained.

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、パターン形成材料
及びパターン形成方法に係り、特に半導体装置等の微細
加工をレジストパターンを形成して行う際に用いられる
パターン形成材料及びパターン形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern forming material and a pattern forming method, and more particularly, to a pattern forming material and a pattern forming method used when performing fine processing of a semiconductor device or the like by forming a resist pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置等の微細加工にはレジストが
使用される。特に、特開昭63−27829号公報等に
開示されている化学増幅型レジストは優れた感度を有し
ており、上記微細加工への使用に適している。
2. Description of the Related Art A resist is used for fine processing of a semiconductor device or the like. In particular, the chemically amplified resist disclosed in JP-A-63-27829 has excellent sensitivity and is suitable for use in the above-mentioned fine processing.

【0003】化学増幅型レジストは、ポジ型とネガ型と
に大別される。ポジ型の化学増幅型レジストは、アルカ
リ可溶性樹脂と溶解抑止剤と酸発生剤とを含有する3成
分系の組成物、或いは溶解抑止能を有する置換基(溶解
抑止基)を導入されたアルカリ可溶性樹脂と酸発生剤と
を含有する2成分系の組成物である。
[0003] Chemically amplified resists are broadly classified into positive and negative resists. A positive chemically amplified resist is a three-component composition containing an alkali-soluble resin, a dissolution inhibitor and an acid generator, or an alkali-soluble resist having a dissolution-inhibiting substituent (dissolution-inhibiting group) introduced therein. It is a two-component composition containing a resin and an acid generator.

【0004】上記ポジ型の化学増幅レジストによると、
未露光時においては溶解抑止剤或いは溶解抑止基により
アルカリ可溶性樹脂の溶解が抑制されている。このレジ
ストに光、X線或いは高エネルギーの電子線等の化学放
射線を照射して酸発生剤から酸を発生させ、さらにこれ
をベーキングすると、溶解抑止剤或いは溶解抑止基は発
生した酸により分解されその溶解抑止能が失われる。そ
のため、ポジ型の化学増幅型レジストにおいては、露光
部分がアルカリに対して可溶となり、アルカリ現像液を
用いた現像処理により選択的に除去される。
According to the positive type chemically amplified resist,
At the time of non-exposure, the dissolution of the alkali-soluble resin is suppressed by the dissolution inhibitor or the dissolution inhibiting group. The resist is irradiated with actinic radiation such as light, X-rays or high-energy electron beams to generate an acid from the acid generator, and then baked, the dissolution inhibitor or the dissolution inhibiting group is decomposed by the generated acid. Its dissolution inhibiting ability is lost. Therefore, in the positive chemically amplified resist, the exposed portion becomes soluble in alkali, and is selectively removed by a developing process using an alkali developing solution.

【0005】一方、ネガ型の化学増幅型レジストは、酸
発生剤と、酸の存在下で架橋する置換基を有する化合物
と、必要に応じてアルカリ可溶性樹脂とを含有する組成
物である。ネガ型の化学増幅型レジストに化学放射線を
照射して酸発生剤から酸を発生させ、さらにこれをベー
キングすると、発生した酸は上記架橋を促進する。した
がって、ネガ型の化学増幅型レジストにおいては、露光
部分のアルカリ溶解性が低下するため、アルカリ現像液
を用いた現像処理により非露光部が選択的に除去され
る。
On the other hand, a negative type chemically amplified resist is a composition containing an acid generator, a compound having a substituent capable of crosslinking in the presence of an acid, and, if necessary, an alkali-soluble resin. When a negative chemically amplified resist is irradiated with actinic radiation to generate an acid from an acid generator and further baked, the generated acid promotes the above-mentioned crosslinking. Therefore, in the negative type chemically amplified resist, the alkali solubility of the exposed portion is reduced, and the non-exposed portion is selectively removed by a developing process using an alkali developing solution.

【0006】また、上記酸発生剤に化学放射線を照射す
ることにより発生する酸は、ポジ型及びネガ型の化学増
幅型レジストのいずれにおいても触媒として機能する。
そのため、化学増幅型レジストによると、1つの光子で
複数の分子を反応させることが可能となり、従来のレジ
ストに比べて高い感度を得ることができる。
An acid generated by irradiating the above-mentioned acid generator with actinic radiation functions as a catalyst in both positive and negative chemically amplified resists.
Therefore, according to the chemically amplified resist, a plurality of molecules can be reacted with one photon, and higher sensitivity can be obtained as compared with a conventional resist.

【0007】上述した化学増幅型レジストを用いたパタ
ーン形成は、従来、これを用いて形成したレジスト層を
KrFエキシマレーザー光で露光することにより行われ
た。しかしながら、近年、LSIパターンは益々微細化
されており、電子線露光が多用されつつある。
Conventionally, the pattern formation using the above-described chemically amplified resist has been performed by exposing a resist layer formed using the resist to KrF excimer laser light. However, in recent years, LSI patterns have been increasingly miniaturized, and electron beam exposure has been frequently used.

【0008】電子線により露光する場合に用いる化学増
幅型レジストは、KrF光により露光する場合に用いる
化学増幅型レジストとほぼ同じ成分で構成される。した
がって、化学増幅型レジストからなるレジスト層に微細
なパターンと超微細なパターンとを形成する場合に、微
細なパターンをKrF光を照射することにより形成し、
超微細なパターンを電子線を照射することに形成するこ
とが可能であると考えられる。しかしながら、現実に
は、上述したパターン形成を実施するに当たり以下に示
す問題を生ずる。
[0008] The chemically amplified resist used for exposure with an electron beam is composed of substantially the same components as the chemically amplified resist used for exposure with KrF light. Therefore, when forming a fine pattern and an ultra-fine pattern on a resist layer composed of a chemically amplified resist, the fine pattern is formed by irradiating KrF light,
It is considered that a very fine pattern can be formed by irradiating an electron beam. However, in practice, the following problems occur when performing the above-described pattern formation.

【0009】化学増幅型レジストからなるレジスト層を
KrF光で露光すると、レジスト中に含まれる酸発生剤
は酸を発生する際にKrF光を吸収する。これは、レジ
スト層のKrF光照射面から深部へ向けて入射光の強度
が減衰することを意味する。このような場合、レジスト
層の表面近傍と深部とで単位体積当りの吸収エネルギー
量が異なってしまうため、現像後に形成されるレジスト
パターンの断面形状を理想的な矩形状とすることができ
ない。すなわち、上記化学増幅型レジストがポジ型であ
る場合は順テーパー形状となり、ネガ型である場合は逆
テーパー形状となるのである。そのため、KrF光での
露光用に用いられる化学増幅型レジストにおいては、酸
発生剤の濃度は低濃度に制御されている。
When a resist layer composed of a chemically amplified resist is exposed to KrF light, the acid generator contained in the resist absorbs KrF light when generating an acid. This means that the intensity of the incident light is attenuated from the KrF light irradiation surface of the resist layer toward the deep part. In such a case, since the amount of absorbed energy per unit volume is different between the vicinity of the surface of the resist layer and the deep portion, the cross-sectional shape of the resist pattern formed after development cannot be made an ideal rectangular shape. That is, when the chemically amplified resist is positive, it has a forward tapered shape, and when it is negative, it has an inverse tapered shape. Therefore, in a chemically amplified resist used for exposure with KrF light, the concentration of the acid generator is controlled to a low concentration.

【0010】一方、化学増幅型レジストを電子線で露光
する場合、上述した減衰は生じない。しかしながら、化
学増幅型レジスト中に含まれる酸発生剤の電子線による
分解反応は、KrF光によるそれに比べて極めて効率が
低い。そのため、電子線露光用の化学増幅型レジストに
おいては、十分な感度を得るために、KrF光露光用の
化学増幅型レジストに比べて酸発生剤の濃度が高められ
ていた。
On the other hand, when the chemically amplified resist is exposed to an electron beam, the above-described attenuation does not occur. However, the decomposition reaction of the acid generator contained in the chemically amplified resist by the electron beam is much lower in efficiency than that by the KrF light. For this reason, in the chemically amplified resist for electron beam exposure, the concentration of the acid generator is higher than that in the chemically amplified resist for KrF light exposure in order to obtain sufficient sensitivity.

【0011】このように従来のKrF光露光用の化学増
幅型レジストからなるレジスト層を電子線で露光した場
合、感度が不足するという問題を生ずる。また、従来の
電子線露光用の化学増幅型レジストからなるレジスト層
をKrF光で露光した場合、現像後のレジストパターン
の断面形状を矩形状とすることができなくなるという問
題を生ずる。
As described above, when a conventional resist layer composed of a chemically amplified resist for KrF light exposure is exposed to an electron beam, there arises a problem that sensitivity is insufficient. Further, when a resist layer made of a conventional chemically amplified resist for electron beam exposure is exposed to KrF light, a problem arises in that the cross-sectional shape of the developed resist pattern cannot be made rectangular.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、光及び荷電粒子線のいず
れに対しても高い感度を有し、かつ、光及び荷電粒子線
のいずれを用いて露光した場合においても良好な形状の
レジストパターンを形成することが可能なパターン形成
材料及びパターン形成方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, has high sensitivity to both light and charged particle beams, and has a high sensitivity to light and charged particle beams. An object of the present invention is to provide a pattern forming material and a pattern forming method capable of forming a resist pattern having a good shape even when exposure is performed using any of them.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、酸を適用することによりアルカリ溶液に
対する溶解性に変化を生ずる溶解性可変化合物、フォト
リソグラフィープロセスで使用される露光光を照射する
ことにより酸を発生する第1の酸発生剤、及び前記露光
光を透過し、荷電粒子線を照射することにより酸を発生
する第2の酸発生剤を含有することを特徴とするパター
ン形成材料を提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a solubility-variable compound which changes the solubility in an alkaline solution by applying an acid, and an exposure light used in a photolithography process. And a second acid generator that transmits an exposure light and generates an acid when irradiated with a charged particle beam. Provide a pattern forming material.

【0014】上記パターン形成材料において好ましい態
様を以下に示す。
Preferred embodiments of the pattern forming material are described below.

【0015】(1)前記露光光は、KrF光、ArF光
及びi線よりなる群より選ばれること。
(1) The exposure light is selected from the group consisting of KrF light, ArF light and i-line.

【0016】(2)前記露光光は、KrF光であるこ
と。
(2) The exposure light is KrF light.

【0017】(3)前記露光光に対する前記第2の酸発
生剤のモル吸光係数は、前記露光光に対する前記第1の
酸発生剤のモル吸光係数の1/10以下であること。
(3) The molar extinction coefficient of the second acid generator with respect to the exposure light is 1/10 or less of the molar extinction coefficient of the first acid generator with respect to the exposure light.

【0018】(4)前記露光光に対する前記第1の酸発
生剤のモル吸光係数が5,000〜200,000であ
り、前記露光光に対する前記第2の酸発生剤のモル吸光
係数が1〜2,000であること。
(4) The molar extinction coefficient of the first acid generator to the exposure light is 5,000 to 200,000, and the molar extinction coefficient of the second acid generator to the exposure light is 1 to 200. 2,000.

【0019】(5)前記露光光に対する前記第2の酸発
生剤のモル吸光係数と前記第2の酸発生剤のモル濃度と
の積が、前記露光光に対する前記第1の酸発生剤のモル
吸光係数と前記第1の酸発生剤のモル濃度との積の1/
10以下であること。
(5) The product of the molar extinction coefficient of the second acid generator with respect to the exposure light and the molar concentration of the second acid generator is the mole of the first acid generator with respect to the exposure light. 1/1/3 of the product of the extinction coefficient and the molar concentration of the first acid generator
10 or less.

【0020】(6)前記第2の酸発生剤は、下記化学式
(1)〜(4)に示す化合物の少なくとも1種を含有す
ること。
(6) The second acid generator contains at least one compound represented by the following chemical formulas (1) to (4).

【0021】[0021]

【化3】 Embedded image

【0022】(7)前記溶解性可変化合物は、アルカリ
溶液に対して溶解性を示すアルカリ可溶性樹脂と、前記
アルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶液に対する溶解を抑止
する溶解抑止能を有し、酸の存在下で分解してその溶解
抑止能を失う溶解抑止剤とを含有すること。
(7) The variable solubility compound has an alkali-soluble resin exhibiting solubility in an alkaline solution, and has a dissolution inhibiting ability for inhibiting the dissolution of the alkali-soluble resin in an alkaline solution, and is capable of inhibiting dissolution in the presence of an acid. And a dissolution inhibitor which loses its dissolution inhibiting ability by being decomposed in the step.

【0023】(8)前記溶解性可変化合物は、アルカリ
溶液に対して不溶であり、酸の存在下で分解してアルカ
リ溶液に対して溶解性を示すアルカリ可溶性樹脂を生成
するアルカリ不溶性樹脂であること。
(8) The variable solubility compound is an alkali-insoluble resin that is insoluble in an alkali solution and decomposes in the presence of an acid to produce an alkali-soluble resin that is soluble in an alkali solution. thing.

【0024】(9)前記溶解性可変化合物は、アルカリ
溶液に対して溶解性を示し、酸の存在下で架橋してアル
カリ溶液に対して不溶な樹脂を生成する樹脂形成化合物
であること。
(9) The variable solubility compound is a resin-forming compound which exhibits solubility in an alkaline solution and crosslinks in the presence of an acid to form a resin insoluble in an alkaline solution.

【0025】(10)アルカリ溶液に対して溶解性を示
すアルカリ可溶性樹脂をさらに含有し、前記溶解性可変
化合物は、アルカリ溶液に対して溶解性を示し、酸の存
在下で架橋してアルカリ溶液に対して不要な樹脂を生成
する樹脂形成化合物であること。
(10) An alkali-soluble resin having solubility in an alkali solution is further contained, and the solubility variable compound is soluble in an alkali solution, and is crosslinked in the presence of an acid to form an alkali solution. A resin-forming compound that generates an unnecessary resin for

【0026】また、本発明は、酸を適用することにより
アルカリ溶液に対する溶解性に変化を生ずる溶解性可変
化合物、フォトリソグラフィープロセスで使用される露
光光を照射することにより酸を発生する第1の酸発生
剤、及び前記露光光を透過し、荷電粒子線を照射するこ
とにより酸を発生する第2の酸発生剤を含有するパター
ン形成材料を基体上に塗布してレジスト層を形成する工
程、前記レジスト層に前記露光光を照射する工程、及び
前記レジスト層に前記荷電粒子線を照射する工程を具備
することを特徴とするパターン形成方法を提供する。
The present invention also relates to a solubility variable compound which changes the solubility in an alkaline solution by applying an acid, and a first compound which generates an acid by irradiating exposure light used in a photolithography process. An acid generator, and a step of forming a resist layer by applying a pattern forming material containing a second acid generator that transmits the exposure light and generates an acid by irradiating a charged particle beam onto a substrate, A pattern forming method, comprising: irradiating the resist layer with the exposure light; and irradiating the resist layer with the charged particle beam.

【0027】上記パターン形成方法において好ましい態
様を以下に示す。
Preferred embodiments of the above-described pattern forming method are described below.

【0028】(1)前記露光光及び電子線を照射された
レジスト層を、前記アルカリ溶液で現像する工程を具備
すること。
(1) A step of developing the resist layer irradiated with the exposure light and the electron beam with the alkaline solution is provided.

【0029】(2)前記荷電粒子線は、電子線及びイオ
ン線からなる群より選ばれること。
(2) The charged particle beam is selected from the group consisting of an electron beam and an ion beam.

【0030】(3)前記荷電粒子線は電子線であるこ
と。
(3) The charged particle beam is an electron beam.

【0031】(4)前記露光光は、KrF光、ArF光
及びi線よりなる群より選ばれること。
(4) The exposure light is selected from the group consisting of KrF light, ArF light and i-line.

【0032】(5)前記露光光はKrF光であること。(5) The exposure light is KrF light.

【0033】(6)前記露光光に対する前記第2の酸発
生剤のモル吸光係数は、前記露光光に対する前記第1の
酸発生剤のモル吸光係数の1/10以下であること。
(6) The molar extinction coefficient of the second acid generator with respect to the exposure light is 1/10 or less of the molar extinction coefficient of the first acid generator with respect to the exposure light.

【0034】(7)前記露光光に対する前記第1の酸発
生剤のモル吸光係数が5,000〜200,000であ
り、前記露光光に対する前記第2の酸発生剤のモル吸光
係数が1〜2,000であること。
(7) The molar extinction coefficient of the first acid generator with respect to the exposure light is 5,000 to 200,000, and the molar extinction coefficient of the second acid generator with respect to the exposure light is 1 to 200. 2,000.

【0035】(8)前記露光光に対する前記第2の酸発
生剤のモル吸光係数と前記第2の酸発生剤のモル濃度と
の積が、前記露光光に対する前記第1の酸発生剤のモル
吸光係数と前記第1の酸発生剤のモル濃度との積の1/
10以下であること。
(8) The product of the molar extinction coefficient of the second acid generator with respect to the exposure light and the molar concentration of the second acid generator is the mole of the first acid generator with respect to the exposure light. 1/1/3 of the product of the extinction coefficient and the molar concentration of the first acid generator
10 or less.

【0036】(9)前記第2の酸発生剤は、下記化学式
(1)〜(4)に示す化合物の少なくとも1種を含有す
ること。
(9) The second acid generator contains at least one of the compounds represented by the following chemical formulas (1) to (4).

【0037】[0037]

【化4】 Embedded image

【0038】(10)前記溶解性可変化合物は、アルカ
リ溶液に対して溶解性を示すアルカリ可溶性樹脂と、前
記アルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶液に対する溶解を抑
止する溶解抑止能を有し、酸の存在下で分解してその溶
解抑止能を失う溶解抑止剤とを含有すること。
(10) The variable solubility compound has an alkali-soluble resin exhibiting solubility in an alkaline solution, and has a dissolution inhibiting ability for inhibiting the dissolution of the alkali-soluble resin in an alkaline solution, and is capable of inhibiting dissolution in the presence of an acid. And a dissolution inhibitor which loses its dissolution inhibiting ability by being decomposed in the step.

【0039】(11)前記溶解性可変化合物は、アルカ
リ溶液に対して不溶であり、酸の存在下で分解してアル
カリ溶液に対して溶解性を示すアルカリ可溶性樹脂を生
成するアルカリ不溶性樹脂であること。
(11) The variable solubility compound is an alkali-insoluble resin which is insoluble in an alkali solution and decomposes in the presence of an acid to produce an alkali-soluble resin which is soluble in an alkali solution. thing.

【0040】(12)前記溶解性可変化合物は、アルカ
リ溶液に対して溶解性を示し、酸の存在下で架橋してア
ルカリ溶液に対して不要な樹脂を生成する樹脂形成化合
物であること。
(12) The variable solubility compound is a resin-forming compound which exhibits solubility in an alkaline solution and crosslinks in the presence of an acid to produce an unnecessary resin in the alkaline solution.

【0041】(13)前記パターン形成材料は、前記ア
ルカリ溶液に対して溶解性を示すアルカリ可溶性樹脂を
さらに含有し、前記溶解性可変化合物は、アルカリ溶液
に対して溶解性を示し、酸の存在下で架橋してアルカリ
溶液に対して不要な樹脂を生成する樹脂形成化合物であ
ること。
(13) The pattern forming material further contains an alkali-soluble resin that is soluble in the alkaline solution, and the variable solubility compound is soluble in the alkaline solution and the presence of an acid. A resin-forming compound that crosslinks below to produce an unnecessary resin in an alkaline solution.

【0042】[0042]

【発明の実施の形態】以下、本発明についてより詳細に
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

【0043】本発明のパターン形成材料は、溶解性可変
化合物、第1の酸発生剤、及び第2の酸発生剤を含有す
る化学増幅型レジストである。
The pattern forming material of the present invention is a chemically amplified resist containing a variable solubility compound, a first acid generator, and a second acid generator.

【0044】溶解性可変化合物は、酸を適用することに
よりアルカリ溶液に対する溶解性に変化を生ずる化合物
である。この溶解性可変化合物には、本発明のパターン
形成材料がポジ型であるか或いはネガ型であるか等に応
じて異なる化合物が用いられる。
The variable solubility compound is a compound that changes the solubility in an alkaline solution by applying an acid. As the solubility variable compound, different compounds are used depending on whether the pattern forming material of the present invention is a positive type or a negative type.

【0045】すなわち、上記パターン形成材料がポジ型
である場合、溶解性可変化合物として、アルカリ溶液に
対して不溶であり、酸の存在下で分解することによりア
ルカリ溶液に対して溶解性を示すアルカリ不溶性樹脂を
用いることができる。一方、上記パターン形成材料がネ
ガ型である場合、溶解性可変化合物として、アルカリ溶
液に対して溶解性を示し、酸の存在下で架橋してアルカ
リ溶液に対して不溶な樹脂を生成する樹脂形成化合物を
用いることができる。
That is, when the pattern forming material is a positive type, as a solubility variable compound, an alkali which is insoluble in an alkali solution and which is soluble in an alkali solution by decomposing in the presence of an acid. Insoluble resins can be used. On the other hand, when the pattern forming material is a negative type, as a solubility variable compound, it shows solubility in an alkaline solution, and forms a resin insoluble in an alkaline solution by crosslinking in the presence of an acid. Compounds can be used.

【0046】本発明のパターン形成材料に含有される第
1及び第2の酸発生剤は、化学放射線を照射することに
より酸を発生する化合物である。なお、ここでいう化学
放射線とは、一般にフォトリソグラフィープロセスで露
光に用いられる、エキシマレーザーからのKrF光,A
rF光及びF2 光、水銀ランプのg−線、h−線及びi
−線等の光や、電子線及びイオン線のような荷電粒子線
等を含むものである。
The first and second acid generators contained in the pattern forming material of the present invention are compounds that generate an acid upon irradiation with actinic radiation. The actinic radiation referred to here is KrF light from an excimer laser, which is generally used for exposure in a photolithography process.
rF light and F 2 light, mercury lamp g- line, h- lines and i
-Including light such as a line, and charged particle beams such as an electron beam and an ion beam.

【0047】これら第1及び第2の酸発生剤についてさ
らに詳しく説明すると、上記第1の酸発生剤は、フォト
リソグラフィープロセスで使用されるKrF光、ArF
光及びi−線等のような露光光の少なくとも1つを吸収
して酸を発生する。また、第1の酸発生剤は、電子線や
イオン線等の荷電粒子線を照射した場合においても酸を
発生する。
The first and second acid generators will be described in more detail. The first acid generator includes KrF light and ArF light used in a photolithography process.
It absorbs at least one of light and exposure light, such as i-ray, to generate an acid. Further, the first acid generator generates an acid even when irradiated with a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam.

【0048】一方、第2の酸発生剤は、第1の酸発生剤
と同様に、電子線やイオン線等の荷電粒子線を照射した
場合には酸を発生する。しかしながら、第2の酸発生剤
は、上記第1の酸発生剤に吸収される露光光を透過す
る。すなわち、第2の酸発生剤は上記露光光に対する吸
収能が低く、この露光光を照射したとしても酸の発生は
生じにくい。
On the other hand, like the first acid generator, the second acid generator generates an acid when irradiated with a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam. However, the second acid generator transmits the exposure light absorbed by the first acid generator. That is, the second acid generator has a low absorptivity to the above-mentioned exposure light, and even when irradiated with this exposure light, generation of an acid hardly occurs.

【0049】このように所定の露光光に対するモル吸光
係数が大きく異なる第1及び第2の酸発生剤をパターン
形成材料中に含有させた場合、光及び荷電粒子線のいず
れに対しても高い感度を得ることができ、かつ、光及び
荷電粒子線のいずれを用いて露光した場合においても良
好な形状のレジストパターンを形成することが可能とな
る。その理由を以下に説明する。
When the first and second acid generators having different molar extinction coefficients with respect to the predetermined exposure light are contained in the pattern forming material, high sensitivity to both light and charged particle beams is obtained. And a resist pattern having a good shape can be formed even when exposure is performed using either light or charged particle beam. The reason will be described below.

【0050】上記パターン形成材料からなるレジスト層
に所定の露光光を照射すると、第1の酸発生剤はこの露
光光を吸収して酸を発生する。このとき、第1の酸発生
剤の光照射による分解反応は高い効率で生ずるため、パ
ターン形成材料中での第1の酸発生剤の濃度は低濃度で
十分である。第2の酸発生剤は上記露光光を透過するの
で、このように第1の酸発生剤を低濃度に制御した場
合、露光光は比較的高い強度を維持したままレジスト層
の深部にまで到達する。したがって、光照射後のレジス
ト層に所定の現像処理等を施すことにより、良好な形状
のレジストパターンを形成することができる。
When a predetermined exposure light is applied to the resist layer made of the pattern forming material, the first acid generator absorbs the exposure light to generate an acid. At this time, since the decomposition reaction of the first acid generator by light irradiation occurs with high efficiency, a low concentration of the first acid generator in the pattern forming material is sufficient. Since the second acid generator transmits the exposure light, when the first acid generator is controlled at a low concentration, the exposure light reaches a deep portion of the resist layer while maintaining a relatively high intensity. I do. Therefore, by performing a predetermined developing process or the like on the resist layer after light irradiation, a resist pattern having a good shape can be formed.

【0051】一方、このレジスト層に荷電粒子線を照射
すると、第1及び第2の酸発生剤の双方が酸を発生す
る。一般に、酸発生剤の荷電粒子線による分解反応は光
によるそれに比べて効率が低い。しかしながら、上記パ
ターン形成材料によると、第1及び第2の酸発生剤の双
方が酸を発生するため比較的良好な感度を得ることがで
きる。また、第2の酸発生剤は上記露光光を透過するた
め、パターン形成材料中に高濃度で含有させた場合にお
いても、光照射による露光時に露光光の減衰を生じにく
い。したがって、上記パターン形成材料によると、第2
の酸発生剤を高濃度で含有させることが可能となり、荷
電粒子線露光時においても高い感度を得ることができ
る。
On the other hand, when the resist layer is irradiated with a charged particle beam, both the first and second acid generators generate an acid. Generally, the decomposition reaction of an acid generator by a charged particle beam is less efficient than that by light. However, according to the pattern forming material, a relatively good sensitivity can be obtained because both the first and second acid generators generate an acid. In addition, since the second acid generator transmits the exposure light, even when the second acid generator is contained at a high concentration in the pattern forming material, the exposure light is hardly attenuated at the time of exposure by light irradiation. Therefore, according to the pattern forming material, the second
Can be contained at a high concentration, and a high sensitivity can be obtained even during the charged particle beam exposure.

【0052】上記パターン形成材料において、第1の酸
発生剤の上記露光光に対するモル吸光係数は、5,00
0〜200,000であることが好ましく、5,000
〜50,000であることがより好ましく、10,00
0〜30,000であることがさらに好ましい。上記モ
ル吸光係数が下限値以上の場合、パターン形成材料中で
の第1の酸発生剤の濃度を低減することができる。した
がって、レジスト層での露光光の不所望な減衰を防止す
ることができる。また、上記モル吸光係数が上限値未満
の場合、露光光に対する感度が著しく低下する。さらに
高感度化のために高濃度にすれば、レジストの解像性を
損なう。また、上記モル吸光係数が上限値を超える場
合、露光光の不所望な減衰を招きパターン形状を損ねる
ことになる。
In the above pattern forming material, the molar extinction coefficient of the first acid generator with respect to the exposure light is 5,000.
0 to 200,000, preferably 5,000
~ 50,000, more preferably 10,000
More preferably, it is 0 to 30,000. When the molar extinction coefficient is not less than the lower limit, the concentration of the first acid generator in the pattern forming material can be reduced. Therefore, undesired attenuation of the exposure light at the resist layer can be prevented. If the molar extinction coefficient is less than the upper limit, the sensitivity to exposure light is significantly reduced. If the concentration is increased to further increase the sensitivity, the resolution of the resist is impaired. If the molar extinction coefficient exceeds the upper limit, the exposure light may be undesirably attenuated, thereby damaging the pattern shape.

【0053】また、第2の酸発生剤の上記露光光に対す
るモル吸光係数は、1〜2,000であることが好まし
く、1,000以下であることがより好ましく、300
以下であることがさらに好ましい。第2の酸発生剤のモ
ル吸光係数が上限値以下である場合、レジスト層での露
光光の不所望な減衰を生じさせることなく、パターン形
成材料中での第2の酸発生剤の濃度を高めることができ
る。したがって、パターン形成材料の荷電粒子線に対す
る感度を高めることができる。
The molar extinction coefficient of the second acid generator with respect to the exposure light is preferably 1 to 2,000, more preferably 1,000 or less, and more preferably 300 or less.
It is more preferred that: When the molar extinction coefficient of the second acid generator is equal to or less than the upper limit, the concentration of the second acid generator in the pattern forming material can be reduced without causing undesired attenuation of the exposure light in the resist layer. Can be enhanced. Therefore, the sensitivity of the pattern forming material to the charged particle beam can be increased.

【0054】第1の酸発生剤に対する第2の酸発生剤の
上記露光光に関するモル吸光係数は、1/10以下であ
ることが好ましく、1/50であることがより好まし
く、1/100であることがさらに好ましい。モル吸光
係数の比が上記数値以下である場合、光照射による露光
時に露光光の不所望な減衰を防止することができる。し
たがって、この場合、パターン形成材料中における第2
の酸発生剤の濃度を高めて、荷電粒子線に対する感度を
高めることができる。
The molar extinction coefficient of the second acid generator with respect to the exposure light with respect to the first acid generator is preferably 1/10 or less, more preferably 1/50, and more preferably 1/100. It is more preferred that there be. When the molar extinction coefficient ratio is equal to or less than the above value, undesired attenuation of the exposure light during exposure by light irradiation can be prevented. Therefore, in this case, the second in the pattern forming material
Can be increased to increase the sensitivity to charged particle beams.

【0055】また、上記露光光に対する第2の酸発生剤
のモル吸光係数と第2の酸発生剤のモル濃度との積は、
上記露光光に対する第1の酸発生剤のモル吸光係数と第
1の酸発生剤のモル濃度との積の1/10以下であるこ
とが好ましく、1/50以下であることがより好まし
く、1/100以下であることがさらに好ましい。ここ
で、モル吸光係数とモル濃度との積の比は吸光度の比に
相当する。したがって、上記比が所定の数値以下である
場合、光照射による露光時に露光光の不所望な減衰を防
止することができる。
The product of the molar extinction coefficient of the second acid generator with respect to the exposure light and the molar concentration of the second acid generator is
It is preferably at most 1/10, more preferably at most 1/50 of the product of the molar extinction coefficient of the first acid generator to the exposure light and the molar concentration of the first acid generator. / 100 or less is more preferable. Here, the ratio of the product of the molar extinction coefficient and the molar concentration corresponds to the ratio of the absorbance. Therefore, when the ratio is equal to or less than the predetermined numerical value, it is possible to prevent the exposure light from being undesirably attenuated during the exposure by light irradiation.

【0056】本発明のパターン形成材料において、第1
の酸発生剤と第2の酸発生剤との合計量は全固形成分に
対して0.1〜30重量%含有されることが好ましく、
0.5〜20重量%含有されることがより好ましい。第
1及び第2の酸発生剤の含有量が下限値未満の場合、露
光光及び荷電粒子線に対して十分な感光特性を得ること
が困難となる。また、含有量が上限値を超える場合、レ
ジスト層内での露光光の減衰が過剰となるため、良好な
形状のレジストパターンを形成することが困難となる。
さらに、この場合、レジスト層の現像時に、或いは形成
したレジストパターンの除去時に残渣(スカム)を生ず
るおそれがある。
In the pattern forming material of the present invention, the first
The total amount of the acid generator and the second acid generator is preferably 0.1 to 30% by weight based on the total solid components,
More preferably, the content is 0.5 to 20% by weight. When the content of the first and second acid generators is less than the lower limit, it becomes difficult to obtain sufficient photosensitivity to exposure light and charged particle beams. When the content exceeds the upper limit, the exposure light in the resist layer is excessively attenuated, so that it is difficult to form a resist pattern having a good shape.
Further, in this case, a residue (scum) may be generated when the resist layer is developed or when the formed resist pattern is removed.

【0057】また、第1の酸発生剤に対する第2の酸発
生剤のモル比は、0.5〜20であることが好ましく、
0.5〜10であることがより好ましく、1〜5である
ことがさらに好ましい。上記モル比が下限値未満の場
合、露光光に対して適度な感度を維持しつつ、荷電粒子
線に対して十分な感度を得ることができない。また、上
記モル比が上限値を超える場合、荷電粒子線に対して十
分な感度を得ることができたとしても、露光光に対する
感度が不足するおそれがある。
The molar ratio of the second acid generator to the first acid generator is preferably 0.5 to 20,
It is more preferably 0.5 to 10, and further preferably 1 to 5. If the above molar ratio is less than the lower limit, sufficient sensitivity to charged particle beams cannot be obtained while maintaining appropriate sensitivity to exposure light. If the molar ratio exceeds the upper limit, the sensitivity to exposure light may be insufficient even if sufficient sensitivity to charged particle beams can be obtained.

【0058】以上説明したように、本発明のパターン形
成材料は、所定の露光光を照射することにより酸を発生
する第1の酸発生剤と、この露光光を透過し荷電粒子線
を照射することにより酸を発生する第2の酸発生剤とを
含有する。したがって、光照射により形成されるレジス
トパターンの断面形状を矩形状とすることができ、かつ
荷電粒子線に対しても高い感度を得ることができる。
As described above, the pattern forming material of the present invention comprises a first acid generator which generates an acid by irradiating a predetermined exposure light, and irradiates a charged particle beam through the exposure light. And a second acid generator that generates an acid. Therefore, the cross-sectional shape of the resist pattern formed by light irradiation can be made rectangular, and high sensitivity to charged particle beams can be obtained.

【0059】次に、上記パターン形成材料に用いられる
材料について説明する。
Next, the material used for the pattern forming material will be described.

【0060】(溶解性可変化合物)上述のように、溶解
性可変化合物は、酸を適用することによりアルカリ溶液
に対する溶解性に変化を生ずる化合物である。まず、酸
を適用することによりアルカリ溶液に対する溶解性が増
加する化合物であるアルカリ不溶性樹脂について説明す
る。
(Soluble Solubility Compound) As described above, the solubilities variable compound is a compound that changes the solubility in an alkaline solution by applying an acid. First, an alkali-insoluble resin, which is a compound whose solubility in an alkaline solution is increased by applying an acid, will be described.

【0061】アルカリ不溶性樹脂は、上記特性を有する
ものであれば特に制限はないが、フェノール化合物のエ
ステル或いはエーテルであることが好ましい。このフェ
ノール化合物としては、例えば、フェノール、クレゾー
ル、キシレノール、ビスフェノールA、ビスフェノール
S、ヒドロキシベンゾフェノン、3,3,3’,3’−
テトラメチル1,1’−スピロビインダン5,6,7,
5’,6’,7’−ヘキサノール、フェノールフタレイ
ン、クレゾールフタレイン、ポリビニルフェノール、及
びノボラック樹脂等を挙げることができる。
The alkali-insoluble resin is not particularly limited as long as it has the above properties, but is preferably an ester or ether of a phenol compound. Examples of the phenol compound include phenol, cresol, xylenol, bisphenol A, bisphenol S, hydroxybenzophenone, 3,3,3 ', 3'-
Tetramethyl 1,1′-spirobiindane 5,6,7,
5 ', 6', 7'-hexanol, phenolphthalein, cresolphthalein, polyvinylphenol, novolak resin and the like can be mentioned.

【0062】上記アルカリ不溶性樹脂は、例えば、上述
したフェノール化合物のヒドロキシ基を適当なエステル
化剤或いはエーテル化剤を用いてエステル化或いはエー
テル化することにより得られる。上記フェノール化合物
を用いて得られるエステル及びエーテルとしては、例え
ば、メチルエステル、エチルエステル、n−プロピルエ
ステル、iso−プロピルエステル、tert−ブチル
エステル、n−ブチルエステル、iso−ブチルエステ
ル、ベンジルエステル、テトラヒドロピラニルエーテ
ル、ベンジルエーテル、メチルエーテル、エチルエーテ
ル、n−プロピルエーテル、iso−プロピルエーテ
ル、tert−ブチルエーテル、アリルエーテル、メト
キシメチルエーテル、p−ブロモフェナシフエーテル、
トリメチルシリルエーテル、ベンジルオキシカルボニル
エーテル、tert−ブトキシカルボニルエーテル、t
ert−ブチルアセテート、及び4−tert−ブチル
ベンジルエーテル等を挙げることができる。
The above-mentioned alkali-insoluble resin can be obtained, for example, by esterifying or etherifying the hydroxy group of the above-mentioned phenol compound using a suitable esterifying agent or etherifying agent. Examples of the ester and ether obtained using the phenol compound include, for example, methyl ester, ethyl ester, n-propyl ester, iso-propyl ester, tert-butyl ester, n-butyl ester, iso-butyl ester, benzyl ester, Tetrahydropyranyl ether, benzyl ether, methyl ether, ethyl ether, n-propyl ether, iso-propyl ether, tert-butyl ether, allyl ether, methoxymethyl ether, p-bromophenacif ether,
Trimethylsilyl ether, benzyloxycarbonyl ether, tert-butoxycarbonyl ether, t
tert-butyl acetate, 4-tert-butyl benzyl ether, and the like.

【0063】アルカリ不溶性樹脂の具体例を下記化学式
(5)〜(19)に示す。
Specific examples of the alkali-insoluble resin are shown in the following chemical formulas (5) to (19).

【0064】[0064]

【化5】 Embedded image

【0065】[0065]

【化6】 Embedded image

【0066】[0066]

【化7】 Embedded image

【0067】また、アルカリ不溶性樹脂としては、下記
一般式(20)に示す構造を有するものが好適である。
As the alkali-insoluble resin, those having a structure represented by the following general formula (20) are preferable.

【0068】[0068]

【化8】 Embedded image

【0069】ただし、上記一般式(20)において、R
1 は1価の有機基、mは0または1以上の正の数、nは
正の数を示す。
However, in the general formula (20), R
1 is a monovalent organic group, m is 0 or a positive number of 1 or more, and n is a positive number.

【0070】上記一般式(20)において、置換基R1
は1価の有機基であれば特に制限はないが、例えば、メ
チル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−
ブチル、tert−ブチル、iso−ブチル、sec−
ブチル、及びベンジル基等を挙げることができる。その
中でも、特にtert−ブチル基とすることが好まし
い。
In the general formula (20), the substituent R 1
Is not particularly limited as long as it is a monovalent organic group. For example, methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-
Butyl, tert-butyl, iso-butyl, sec-
Examples thereof include butyl and benzyl groups. Among them, a tert-butyl group is particularly preferable.

【0071】また、上記一般式(20)において、m及
びnは下記関係を満たすことが好ましい。すなわち、n
/(m+n)が0.03〜1の範囲内にあることが好ま
しく、0.05〜0.70の範囲内にあることがより好
ましい。これは、n/(m+n)が0.03未満である
場合、露光部と非露光部との間で溶解速度の差が小さく
なり、解像度が低下するおそれがあるためである。
In the general formula (20), m and n preferably satisfy the following relationship. That is, n
/ (M + n) is preferably in the range of 0.03 to 1, more preferably 0.05 to 0.70. This is because if n / (m + n) is less than 0.03, the difference in dissolution rate between the exposed and non-exposed portions becomes small, and the resolution may be reduced.

【0072】また、上記一般式(20)に示す構造を有
する化合物は、分子量が1000以上であることが好ま
しい。この場合、耐熱性を向上させることができる。
The compound having the structure represented by the above general formula (20) preferably has a molecular weight of 1,000 or more. In this case, heat resistance can be improved.

【0073】次に、酸を適用することによりアルカリ溶
液に対する溶解性が低下する化合物、すなわち樹脂形成
化合物について説明する。本発明のパターン形成材料に
おいて、樹脂形成化合物は、酸の存在下で架橋し、アル
カリ現像液に対する溶解性の低下を生ずる物質であれば
特に制限はない。しかしながら、その中でも、C−O−
R基(Rはアルキル基)を有する化合物或いはエポキシ
基を有する化合物を用いることが好ましい。
Next, a compound whose solubility in an alkali solution is reduced by applying an acid, that is, a resin-forming compound will be described. In the pattern forming material of the present invention, the resin forming compound is not particularly limited as long as it is a substance that crosslinks in the presence of an acid and causes a decrease in solubility in an alkali developer. However, among them, C-O-
It is preferable to use a compound having an R group (R is an alkyl group) or a compound having an epoxy group.

【0074】上記C−O−R基を有する化合物の具体例
としては、アルキルエーテル化メラミン樹脂、アルキル
エーテル化ベンゾグアナミン樹脂、アルキルエーテル化
ユリア樹脂、及びアルキルエーテル基含有フェノール系
化合物等を挙げることができる。
Specific examples of the compound having a C—O—R group include an alkyl etherified melamine resin, an alkyl etherified benzoguanamine resin, an alkyl etherified urea resin, and a phenolic compound containing an alkyl ether group. it can.

【0075】アルキルエーテル化メラミン樹脂は、常法
に従って合成することが可能である。なお、その合成方
法は、三輪一朗、松永英夫編著「ユリア・メラミン樹
脂」(1979、日刊工業新聞社発行)等に詳説されて
いる。アルキルエーテル化メラミン樹脂は、メラミンと
ホルムアルデヒドとを塩基性条件下で縮合して得られた
メチロールメラミンをアルコールでアルキルエーテル化
することにより合成される。本発明のパターン形成材料
において、アルキルエーテル化メラミン樹脂としては、
保存安定性が良好であることから、ヘキサアルキルエー
テル化メラミンを主成分とするメラミン樹脂を用いるこ
とが好ましく、その中でも特にヘキサメチルエーテル化
メラミン樹脂を用いることが好ましい。
The alkyl etherified melamine resin can be synthesized according to a conventional method. The synthesis method is described in detail in "Urea Melamine Resin" (1979, published by Nikkan Kogyo Shimbun), edited by Ichiro Miwa and Hideo Matsunaga. The alkyl etherified melamine resin is synthesized by subjecting methylol melamine obtained by condensing melamine and formaldehyde under basic conditions to alkyl etherification with an alcohol. In the pattern forming material of the present invention, as the alkyl etherified melamine resin,
From the viewpoint of good storage stability, it is preferable to use a melamine resin containing a hexaalkyletherified melamine as a main component, and particularly preferable to use a hexamethyletherified melamine resin.

【0076】アルキルエーテル化ベンゾグアナミン樹脂
は、アルキルエーテル化メラミン樹脂のメラミンの代わ
りにベンゾグアナミンを用いることにより容易に合成す
ることができる。本発明のパターン形成材料において、
アルキルエーテル化ベンゾグアナミン樹脂としては、保
存安定性が良好であることから、テトラアルキルエーテ
ル化ベンゾグアナミン樹脂を用いることが好ましく、そ
の中でも特にテトラメチルエーテル化ベンゾグアナミン
樹脂を用いることが好ましい。
The alkyl etherified benzoguanamine resin can be easily synthesized by using benzoguanamine instead of melamine of the alkyl etherified melamine resin. In the pattern forming material of the present invention,
As the alkyl etherified benzoguanamine resin, a tetraalkyl etherified benzoguanamine resin is preferably used because of good storage stability, and among them, a tetramethyl etherified benzoguanamine resin is particularly preferable.

【0077】アルキルエーテル化ユリア樹脂は、常法に
従って合成することが可能である。その合成方法もま
た、上記「ユリア・メラミン樹脂」等に詳説されてい
る。アルキルエーテル化ユリア樹脂は、尿素とホルムア
ルデヒドとを縮合して得られたメチロール尿素をアルコ
ールでアルキルエーテル化することにより合成される。
本発明のパターン形成材料において、アルキルエーテル
化ユリア樹脂としては、モノメチロール尿素、ジメチロ
ール尿素、トリメチロール尿素、及びウロン化合物のア
ルキルエーテル化物を用いることが好ましく、トリメチ
ロール尿素のアルキルエーテル化物を用いることがより
好ましい。
The alkyl etherified urea resin can be synthesized according to a conventional method. The synthesis method is also described in detail in the above “Urea-Melamine Resin”. The alkyl etherified urea resin is synthesized by alkyl etherifying methylol urea obtained by condensing urea and formaldehyde with an alcohol.
In the pattern forming material of the present invention, as the alkyl etherified urea resin, it is preferable to use an alkyl etherified product of monomethylol urea, dimethylol urea, trimethylol urea, and a urone compound, and to use an alkyl etherified product of trimethylol urea. Is more preferred.

【0078】アルキルエーテル基含有フェノール系化合
物の具体例としては、下記一般式(21)に示す構造を
有する化合物を挙げることができる。
Specific examples of the alkyl ether group-containing phenolic compound include compounds having a structure represented by the following general formula (21).

【0079】[0079]

【化9】 Embedded image

【0080】なお、上記一般式(21)において、R1
はアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、またはア
ルケニルオキシ基を示し、R2 はアルキル基を示し、n
は1〜5の整数、より好ましくは1〜3の整数を示す。
In the general formula (21), R 1
Represents an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, or an alkenyloxy group; R 2 represents an alkyl group;
Represents an integer of 1 to 5, more preferably an integer of 1 to 3.

【0081】エポキシ基を有する化合物の具体例として
は、ビスフェノールA系エポキシ、ビスフェノールF系
エポキシ、ビスフェノールS系エポキシ、ビスフェノー
ルE系エポキシ、ノボラック系エポキシ、及び臭素化エ
ポキシ等のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂;シクロ
ヘキセンオキサイド基、トリシクロデセンオキサイド
基、及びシクロペンチンオキサイド基等を含む脂環式脂
肪族エポキシ樹脂;グリシジルエステル系エポキシ樹
脂;グリシジルアミン系エポキシ樹脂;複素環式エポキ
シ樹脂;多官能性エポキシ樹脂等を挙げることができ
る。
Specific examples of the compound having an epoxy group include glycidyl ether epoxy resins such as bisphenol A epoxy, bisphenol F epoxy, bisphenol S epoxy, bisphenol E epoxy, novolak epoxy, and brominated epoxy; Alicyclic aliphatic epoxy resin containing cyclohexene oxide group, tricyclodecene oxide group, cyclopentin oxide group, etc .; glycidyl ester epoxy resin; glycidylamine epoxy resin; heterocyclic epoxy resin; multifunctional epoxy resin And the like.

【0082】これらエポキシ樹脂は、常法に従って合成
することが可能である。その合成方法は、堀内弘編著
「エポキシ樹脂」(1935、昭晃堂発行)等に詳説さ
れている。
These epoxy resins can be synthesized according to a conventional method. The synthesis method is described in detail in "Epoxy Resin" (1935, published by Shokodo) edited by Hiro Horiuchi.

【0083】以上説明した樹脂形成化合物は、単独で用
いることが可能であり、また、2種以上を混合して用い
ることも可能である。
The resin-forming compounds described above can be used alone or in combination of two or more.

【0084】(第1の酸発生剤)次に、所定の波長の露
光光を照射することにより酸を発生する第1の酸発生剤
について説明する。第1の酸発生剤としては、公知の各
種化合物を使用することができる。例えば、CF3 SO
3 - 、p−CH3 PhSO3 - 、p−NO2 PhSO3
- 等のイオンを含むジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、
スルホニウム塩、或いはヨードニウム塩(Phはフェニ
ル基);有機ハロゲン化合物;オルトキノン−ジアジド
スルホニルクロリド;スルホン酸エステル等を挙げるこ
とができる。
(First Acid Generator) Next, a first acid generator which generates an acid by irradiating exposure light having a predetermined wavelength will be described. Various known compounds can be used as the first acid generator. For example, CF 3 SO
3 -, p-CH 3 PhSO 3 -, p-NO 2 PhSO 3
- diazonium salts containing ions such as, phosphonium salts,
Sulfonium salts or iodonium salts (Ph is a phenyl group); organic halogen compounds; orthoquinone-diazidosulfonyl chloride; sulfonic acid esters;

【0085】上記有機ハロゲン化合物は、ハロゲン化水
素酸を形成する化合物である。このような化合物として
は、米国特許第3515552号公報、米国特許第35
36489号公報、米国特許第3779778号公報、
及び西ドイツ特許公開公報第2243621号に開示さ
れたものを挙げることができる。
The organic halogen compound is a compound that forms hydrohalic acid. Such compounds include U.S. Pat. No. 3,515,552 and U.S. Pat.
No. 36489, US Pat. No. 3,779,778,
And West German Patent Publication No. 2243621.

【0086】また、上述した化合物の他に、第1の酸発
生剤として、特開昭54−74728号公報、特開昭5
5−24113号公報、特開昭55−77742号公
報、特開昭60−3626号公報、特開昭60−138
539号公報、特開昭56−17345号公報、及び特
開昭50−36209号公報に開示された化合物を用い
ることができる。
Further, in addition to the above-mentioned compounds, as a first acid generator, JP-A-54-74728,
JP-A-5-24113, JP-A-55-77742, JP-A-60-3626, and JP-A-60-138
Compounds disclosed in JP-A-539, JP-A-56-17345 and JP-A-50-36209 can be used.

【0087】上記第1の酸発生剤を具体的に例示する
と、ジ(p−ターシャリブチルフェニル)ヨードニウム
トリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニ
ウムトリフルオロメタンスルホネート、ベンゾイントシ
レート、オルトニトロベンジルパラトルエンスルホネー
ト、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスル
ホネート、トリ(ターシャリブチルフェニル)スルホニ
ウムトリフルオロメタンスルホネート、ベンゼンジアゾ
ニウムパラトルエンスルホネート、4−(ジ−n−プロ
ピルアミノ)−ベンゾニウムテトラフルオロボレート、
4−p−トリル−メルカプト−2,5−ジエトキシ−ベ
ンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、テト
ラフルオロボレート、ジフェニルアミン−4−ジアゾニ
ウムサルフェート、4−メチル−6−トリクロロメチル
−2−ピロン、4−(3,4,5−トリメトキシ−スチ
リル)−6−(3,3,3−トリクロロ−プロペニル)
−2−ピロン、4−(4−メトキシスチリル)−6−
(3,3,3−トリクロロプロペニル)−2−ピロン、
2−トリクロロメチル−ベンズイミダゾール、2−トリ
ブロモメチル−キノリン、2,3−ジメチル−1−トリ
ブロモアセチル−ベンゼン、4−ジブロモアセチル−安
息香酸、1,4−ビス−ジブロモメチル−ベンゼン、ト
リス−ジブロモメチル−S−トリアジン、2−(6−メ
トキシ−ナフチル−2−イル)−4,6−ビス−トリク
ロロメチル−S−トリアジン、2−(ナフチル−1−イ
ル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−S−トリアジ
ン、2−(ナフチル−2−イル)−4,6−ビス−トリ
クロロメチル−S−トリアジン、2−(4−エトキシエ
チル−ナフチル−1−イル)−4,6−ビス−トリクロ
ロメチル−S−トリアジン、2−(ベンゾピラニ−3−
イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−S−トリア
ジン、2−(4−メトキシ−アントラシ−1−イル)−
4,6−ビス−トリクロロメチル−S−トリアジン、2
−(フェナンチ−9−イル)−4,6−ビス−トリクロ
ロメチル−S−トリアジン、及びo−ナフトキノンジア
ジド−4−スルホン酸クロリド等を挙げることができ
る。
Specific examples of the first acid generator include di (p-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, benzoin tosylate, orthonitrobenzyl paratoluenesulfonate, triphenyl Sulfonium trifluoromethanesulfonate, tri (tert-butylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, benzenediazonium paratoluenesulfonate, 4- (di-n-propylamino) -benzonium tetrafluoroborate,
4-p-tolyl-mercapto-2,5-diethoxy-benzenediazonium hexafluorophosphate, tetrafluoroborate, diphenylamine-4-diazonium sulfate, 4-methyl-6-trichloromethyl-2-pyrone, 4- (3,4 , 5-Trimethoxy-styryl) -6- (3,3,3-trichloro-propenyl)
-2-pyrone, 4- (4-methoxystyryl) -6-
(3,3,3-trichloropropenyl) -2-pyrone,
2-trichloromethyl-benzimidazole, 2-tribromomethyl-quinoline, 2,3-dimethyl-1-tribromoacetyl-benzene, 4-dibromoacetyl-benzoic acid, 1,4-bis-dibromomethyl-benzene, tris -Dibromomethyl-S-triazine, 2- (6-methoxy-naphthyl-2-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2- (naphthyl-1-yl) -4,6-bis -Trichloromethyl-S-triazine, 2- (naphthyl-2-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2- (4-ethoxyethyl-naphthyl-1-yl) -4,6- Bis-trichloromethyl-S-triazine, 2- (benzopyran-3-
Yl) -4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2- (4-methoxy-anthrac-1-yl)-
4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2
-(Phenanth-9-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine and o-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid chloride.

【0088】また、第1の酸発生剤に用いられるスルホ
ン酸エステルとしては、ナフトキノンジアジド−4−ス
ルホン酸エステル、ナフトキノンジアジド−5−スルホ
ン酸エステル、p−トルエンスルホン酸−o−ニトロベ
ンジルエステル、及びp−トルエンスルホン酸−2,6
−ジニトロベンジルエステル等を挙げることができる。
The sulfonic acid ester used as the first acid generator includes naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, p-toluenesulfonic acid-o-nitrobenzyl ester, And p-toluenesulfonic acid-2,6
-Dinitrobenzyl ester and the like.

【0089】また、上記第1の酸発生剤として、特にo
−キノンジアジド化合物を用いることができる。第1の
酸発生剤として用いられるo−キノンジアジド化合物に
特に制限はないが、o−キノンジアジドスルホン酸とフ
ェノール化合物とのエステルであることが好ましい。こ
のようなエステルは、常法に従って、o−キノンジアジ
ドスルホン酸クロライド等とフェノール化合物とを反応
させることにより得ることができる。
As the first acid generator, particularly, o
-Quinonediazide compounds can be used. The o-quinonediazide compound used as the first acid generator is not particularly limited, but is preferably an ester of o-quinonediazidesulfonic acid and a phenol compound. Such an ester can be obtained by reacting o-quinonediazidesulfonic acid chloride or the like with a phenol compound according to a conventional method.

【0090】上記エステルの合成に用いられるo−キノ
ンジアジドスルホン酸クロライドとしては、例えば1−
ベンゾフェノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸クロライ
ド、1−ナフトキノン−2−ジアゾ−5−スルホン酸ク
ロライド、及び1−ナフトキノン−1−ジアゾ−4−ス
ルホン酸クロライド等を用いることができる。また、上
記フェノール化合物としては、例えば、フェノール、ク
レゾール、キシレノール、ビスフェノールA、ビスフェ
ノールS、ヒドロキシベンゾフェノン、3,3,3’,
3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダ−5,
6,7,5’,6’,7’−ヘキサノール、フェノール
フタレイン、p−ヒドロキシベンジリデンマロン酸ジメ
チル、p−ヒドロキシベンジリデンマロン酸ジニトリ
ル、シアノフェノール、ニトロフェノール、ニトロソフ
ェノール、ヒドロキシアセトフェノン、トリヒドロキシ
安息香酸メチル、ポリビニルフェノール、及びノボラッ
ク樹脂等を用いることができる。
The o-quinonediazidesulfonic acid chloride used in the synthesis of the above ester includes, for example, 1-
Benzophenone-2-diazo-4-sulfonic acid chloride, 1-naphthoquinone-2-diazo-5-sulfonic acid chloride, 1-naphthoquinone-1-diazo-4-sulfonic acid chloride, and the like can be used. Examples of the phenol compound include phenol, cresol, xylenol, bisphenol A, bisphenol S, hydroxybenzophenone, 3,3,3 ′,
3'-Tetramethyl-1,1'-spirobiind-5,
6,7,5 ′, 6 ′, 7′-hexanol, phenolphthalein, dimethyl p-hydroxybenzylidenemalonate, dinitrile p-hydroxybenzylidenemalonate, cyanophenol, nitrophenol, nitrosophenol, hydroxyacetophenone, trihydroxybenzoate Methyl acid, polyvinyl phenol, novolak resin and the like can be used.

【0091】上記o−キノンジアジド化合物の具体例を
下記化学式(22)〜(47)に示す。
Specific examples of the o-quinonediazide compound are shown in the following chemical formulas (22) to (47).

【0092】[0092]

【化10】 Embedded image

【0093】[0093]

【化11】 Embedded image

【0094】[0094]

【化12】 Embedded image

【0095】ただし、上記化学式(22)〜(47)に
おいて、X、Y及びZは下記置換基を示す。
In the chemical formulas (22) to (47), X, Y and Z represent the following substituents.

【0096】[0096]

【化13】 Embedded image

【0097】第1の酸発生剤として、上記o−キノンジ
アジド化合物の中でも、特に1−ナフトキノン−2−ジ
アゾ−4−スルホン酸エステルを用いることが好まし
い。このエステルは、J.J.Grunwald e
t.al.,SPIE Vol,1262,Advan
ces in Resist Technology
and Processing VII,p444(1
990)において開示されているように、光照射により
カルボン酸と、カルボン酸よりも強い酸であるスルホン
酸を生じるものである。すなわち、上記エステルは触媒
作用が大きく、第1の酸発生剤として特に有効である。
As the first acid generator, among the above-mentioned o-quinonediazide compounds, it is particularly preferable to use 1-naphthoquinone-2-diazo-4-sulfonic acid ester. This ester is described in J. J. Grunwald e
t. al. , SPIE Vol, 1262, Advan
ces in Resist Technology
and Processing VII, p444 (1
990), a carboxylic acid and sulfonic acid, which is a stronger acid than the carboxylic acid, are produced by light irradiation. That is, the ester has a large catalytic action and is particularly effective as the first acid generator.

【0098】また、第1の酸発生剤として、下記一般式
(48)〜(50)に示す化合物を挙げることができ
る。
The first acid generator includes compounds represented by the following formulas (48) to (50).

【0099】[0099]

【化14】 Embedded image

【0100】上記一般式(48)において、R11は1価
の有機基、或いはハロゲン原子、ニトロ基、及びシアノ
基からなる群より選ばれる少なくとも1種が導入された
1価の有機基を示し、R12、R13及びR14は、それぞ
れ、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、1
価の有機基、或いはハロゲン原子、ニトロ基、及びシア
ノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種が導入され
た1価の有機基を示す。
In the general formula (48), R 11 represents a monovalent organic group or a monovalent organic group into which at least one selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group and a cyano group has been introduced. , R 12 , R 13 and R 14 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group,
A monovalent organic group or a monovalent organic group into which at least one selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, and a cyano group is introduced.

【0101】[0101]

【化15】 Embedded image

【0102】上記一般式(49)において、R21及びR
23は、1価の有機基、或いはハロゲン原子、ニトロ基、
及びシアノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種が
導入された1価の機基を示し、R22はスルホニル基或い
はカルボニル基を示す。
In the above general formula (49), R 21 and R
23 is a monovalent organic group, or a halogen atom, a nitro group,
And a monovalent organic group into which at least one selected from the group consisting of and a cyano group has been introduced, and R 22 represents a sulfonyl group or a carbonyl group.

【0103】[0103]

【化16】 Embedded image

【0104】上記一般式(50)において、R31、R32
及びR33は、1価の有機基、或いはハロゲン原子、ニト
ロ基、及びシアノ基からなる群より選ばれる少なくとも
1種が導入された1価の有機基を示し、R35は、水素原
子、1価の有機基、或いはハロゲン原子、ニトロ基、及
びシアノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種が導
入された1価の有機基を示し、R34はスルホニル基、ス
ルフィル基、硫黄原子、或いはカルボニル基を示す。
In the above formula (50), R 31 and R 32
And R 33 represents a monovalent organic group, or a halogen atom, a monovalent organic group in which at least one member selected from the group consisting of a nitro group and a cyano group, is introduced, R 35 is a hydrogen atom, 1 R 34 represents a monovalent organic group into which at least one selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, and a cyano group has been introduced, and R 34 represents a sulfonyl group, a sulfyl group, a sulfur atom, or a carbonyl group; Represents a group.

【0105】一般式(48)に示す化合物に置換基
11、R12、R13及びR14として導入される1価の有機
基の具体例としてはアリル、アニシル、アントラキノリ
ル、アセトナフチル、アンスリル、アズレニル、ベンゾ
フラニル、ベンゾキノリル、ベンゾキサジニル、ベンゾ
キサゾリル、ベンジル、ビフェニレニル、ボルニル、ブ
テニル、ブチル、シンナミル、クレゾトイル、クメニ
ル、シクロブタンジエニル、シクロブテニル、シクロブ
チル、シクロペンタジエニル、シクロペンタトリエニ
ル、シクロヘプチル、シクロヘキセニル、シクロペンチ
ル、シクロプロピル、シクロプロペニル、デシル、ジメ
トキシフェネチル、ジフェニルメチル、ドコシル、ドデ
シル、エイコシル、エチル、フルオレニル、フルフリ
ル、ゲラニル、ヘプチル、ヘキサデシル、ヘキシル、ヒ
ドロキシメチル、インダニル、イソブチル、イソプロピ
ル、イソプロピルベンジル、イソキアゾリル、メンチ
ル、メシチル、メトキシベンジル、メトキシフェニル、
メチル、メチルベンジル、ナフチル、ナフチルメチル、
ノニル、ノルボニル、オクタコジル、オクチル、オキサ
ジニル、オキサゾリジニル、オキサゾリニル、オキサゾ
リル、ペンチル、フェナシル、フェナンスリル、フェネ
チル、フェニル、フタリジル、プロピニル、プロピル、
ピラニル、ピリジル、キナゾニル、キノリル、サリシ
ル、テレフタル、テトラゾリル、チアゾリル、チアブテ
ニル、チエニル、トリル、トリチル、トリメチルシリル
メチル、トリメチルシリルオキシメチル、ウンデシル、
バレリル、ベラチル、キシリル等を挙げることができ
る。
Specific examples of the monovalent organic group introduced as substituents R 11 , R 12 , R 13 and R 14 into the compound represented by the general formula (48) include allyl, anisyl, anthraquinolyl, acetonaphthyl, anthryl, Azulenyl, benzofuranyl, benzoquinolyl, benzoxazinyl, benzoxazolyl, benzyl, biphenylenyl, bornyl, butenyl, butyl, cinnamyl, crezotoyl, cumenyl, cyclobutanedienyl, cyclobutenyl, cyclobutyl, cyclopentadienyl, cyclopentatrienyl, cycloheptyl, cyclohexenyl, Cyclopentyl, cyclopropyl, cyclopropenyl, decyl, dimethoxyphenethyl, diphenylmethyl, docosyl, dodecyl, eicosyl, ethyl, fluorenyl, furfuryl, geranyl, heptyl, Kisadeshiru, hexyl, hydroxymethyl, indanyl, isobutyl, isopropyl, isopropyl benzyl, Isokiazoriru, menthyl, mesityl, methoxybenzyl, methoxyphenyl,
Methyl, methylbenzyl, naphthyl, naphthylmethyl,
Nonyl, norbonyl, octakodyl, octyl, oxazinyl, oxazolidinyl, oxazolinyl, oxazolyl, pentyl, phenacyl, phenanthryl, phenethyl, phenyl, phthalidyl, propynyl, propyl,
Pyranyl, pyridyl, quinazonyl, quinolyl, salicyl, terephthal, tetrazolyl, thiazolyl, thiabenyl, thienyl, tolyl, trityl, trimethylsilylmethyl, trimethylsilyloxymethyl, undecyl,
Valeryl, veratyl, xylyl and the like can be mentioned.

【0106】また、一般式(48)に示す化合物におい
て、置換基R11、R12、R13及びR14に用いられる、ハ
ロゲン原子、ニトロ基、及びシアノ基からなる群より選
ばれる少なくとも1種が導入された1価の有機基として
は、上記有機基の水素原子の少なくとも1つをハロゲン
原子、ニトロ基、及びシアノ基のいずれかで置換したも
のを挙げることができる。
In the compound represented by the general formula (48), at least one selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group and a cyano group used for the substituents R 11 , R 12 , R 13 and R 14. Examples of the monovalent organic group into which is introduced are those in which at least one of the hydrogen atoms of the above organic group is substituted with any of a halogen atom, a nitro group, and a cyano group.

【0107】上記一般式(48)に示す化合物の具体例
としてはフェニルメチルスルホン、エチルフェニルスル
ホン、フェニルプロピルスルホン、メチルベンジルスル
ホン、ベンジルスルホン(ジベンジルスルホン)、フェ
ニルスルホニルアセトニトリル、トルエンスルホニルア
セトニトリル、ベンジルフェニルスルホン、ニトロフェ
ニルスルホニルアセトニトリル、クロロフェニルスルホ
ニルアセトニトリル、フロロフェニルスルホニルアセト
ニトリル、メトキシフェニルスルホニルアセトニトリ
ル、αメチルフェニルスルホニルアセトニトリル、メチ
ルチオメチルp−トルイルスルホン、フェニルスルホニ
ルアセトフェノン、フェニルスルホニルプロピオニトリ
ル、フェニルスルホニルプロピオン酸及びそのエステル
化合物、ブロモメチル−2−(フェニルスルホニルメチ
ル)ベンゼン、ナフチルメチルスルホン、1−メチル−
2−((フェニルスルホニル)メチル)ベンゼン、トリ
メチル−3−フェニルスルホニル)オルトプロピオネー
ト等を挙げることができる。
Specific examples of the compound represented by the above general formula (48) include phenylmethylsulfone, ethylphenylsulfone, phenylpropylsulfone, methylbenzylsulfone, benzylsulfone (dibenzylsulfone), phenylsulfonylacetonitrile, toluenesulfonylacetonitrile, benzyl Phenylsulfone, nitrophenylsulfonylacetonitrile, chlorophenylsulfonylacetonitrile, fluorophenylsulfonylacetonitrile, methoxyphenylsulfonylacetonitrile, α-methylphenylsulfonylacetonitrile, methylthiomethyl p-toluylsulfone, phenylsulfonylacetophenone, phenylsulfonylpropionitrile, phenylsulfonylpropionic acid and Its ester compound, bromomethy 2- (phenylsulfonyl) benzene, naphthylmethyl sulfone, 1-methyl -
2-((phenylsulfonyl) methyl) benzene, trimethyl-3-phenylsulfonyl) orthopropionate and the like can be mentioned.

【0108】一般式(48)に示す化合物において、置
換基R12、R13及びR14の少なくとも1つが電子吸引性
基であることが好ましい。特に、置換基R12、R13及び
14の少なくとも1つがシアノ基である場合、露光時の
酸発生効率が高く、パターン形成材料の感度をより向上
させることができる。また、上記一般式(48)に示す
化合物において、置換基R12、R13及びR14の少なくと
も1つが水素原子である場合、アルカリ現像液に対する
溶解性が高いため、現像時におけるスカムの発生を低減
することができる。
In the compound represented by the general formula (48), at least one of the substituents R 12 , R 13 and R 14 is preferably an electron-withdrawing group. In particular, when at least one of the substituents R 12 , R 13 and R 14 is a cyano group, the efficiency of acid generation during exposure is high, and the sensitivity of the pattern forming material can be further improved. Further, in the compound represented by the general formula (48), when at least one of the substituents R 12 , R 13 and R 14 is a hydrogen atom, the compound has high solubility in an alkali developing solution, so that scum during development is reduced. Can be reduced.

【0109】上記一般式(48)に示す化合物は、置換
基R11と置換基R12、R13またはR14とが結合して、或
いは置換基R12、R13、R14が相互に結合して環を形成
するものであってもよい。そのような環状化合物として
は、フェニルスルホニルテトラヒドロピラン;フェニル
スルホニルシクロヘキサン;3−フェニル−2H−チオ
ピラン1,1−ジオキサイド及び6−メチル−3−フェ
ニル−2H−チオピラン1,1−ジオキサイドのような
チオピランジオキサイド化合物;下記化学式(51)及
び(52)に示す化合物等を挙げることができる。
The compound represented by the general formula (48) has a structure in which the substituent R 11 is bonded to the substituent R 12 , R 13 or R 14 , or the substituents R 12 , R 13 and R 14 are bonded to each other. To form a ring. Such cyclic compounds include phenylsulfonyltetrahydropyran; phenylsulfonylcyclohexane; 3-phenyl-2H-thiopyran 1,1-dioxide and 6-methyl-3-phenyl-2H-thiopyran 1,1-dioxide. Thiopyrandioxide compounds; and compounds represented by the following chemical formulas (51) and (52).

【0110】[0110]

【化17】 Embedded image

【0111】一般式(49)に示す化合物は、特定の炭
素原子に2個のスルホニル基が結合した、或いは特定の
炭素原子に1個のスルホニル基と1個のカルボニル基が
結合した有機化合物である。一般式(49)に示す化合
物に置換基R21及びR23として導入される1価の有機基
の具体例としては、上記一般式(48)に関して説明し
たのと同様のものを挙げることができる。また、これら
有機基の水素原子は、ハロゲン原子、ニトロ基、及びシ
アノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種により置
換されてもよい。
The compound represented by the general formula (49) is an organic compound in which two sulfonyl groups are bonded to a specific carbon atom, or one sulfonyl group and one carbonyl group are bonded to a specific carbon atom. is there. Specific examples of the monovalent organic group to be introduced as the substituents R 21 and R 23 into the compound represented by the general formula (49) include the same as those described with respect to the general formula (48). . Further, the hydrogen atom of these organic groups may be substituted by at least one selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, and a cyano group.

【0112】上記一般式(49)に示す化合物の具体例
としては、ビス(フェニルスルホニル)メタン、(メチ
ルスルホニル)(フェニルスルホニル)メタン、フェニ
ルスルホニルアセトフェノン、メチルスルホニルアセト
フェノン等を挙げることができる。
Specific examples of the compound represented by the general formula (49) include bis (phenylsulfonyl) methane, (methylsulfonyl) (phenylsulfonyl) methane, phenylsulfonylacetophenone, and methylsulfonylacetophenone.

【0113】一般式(49)に示す化合物も、R21とR
23とが結合して環を形成するものであってもよい。その
ような環状化合物としては、例えば、下記化学式(5
3)及び(54)に示す化合物を挙げることができる。
The compound represented by the general formula (49) also has R 21 and R
And 23 may combine with each other to form a ring. As such a cyclic compound, for example, the following chemical formula (5)
The compounds shown in 3) and (54) can be mentioned.

【0114】[0114]

【化18】 Embedded image

【0115】一般式(49)に示す化合物は、アルカリ
溶解性及び露光時の酸発生効率が高い。したがって、第
1の酸発生剤に上記一般式(49)に示す化合物を用い
た場合、パターン形成材料の光照射に対する感度をより
向上させることができる。
The compound represented by the formula (49) has high alkali solubility and high acid generation efficiency upon exposure. Therefore, when the compound represented by the general formula (49) is used as the first acid generator, the sensitivity of the pattern forming material to light irradiation can be further improved.

【0116】上記一般式(50)に示す化合物は、特定
の炭素原子に少なくとも2個のスルホニル基と、硫黄を
含有する1個の置換基或いは1個のカルボニル基とが結
合した有機化合物である。一般式(50)に示す化合物
に置換基R31、R32、R33、及びR35として導入される
1価の有機基の具体例としては、上記一般式(48)に
関して説明したのと同様のものを挙げることができる。
また、これら有機基の水素原子は、ハロゲン原子、ニト
ロ基、及びシアノ基からなる群より選ばれる少なくとも
1種、或いは水酸基、カルボキシル基、エステル化され
たカルボキシル基で置換されてもよい。また、上記一般
式(50)に示す化合物において、置換基R34としてス
ルホニル基、スルフィニル基、及び硫黄原子のいずれか
を用いることが好ましい。
The compound represented by the above general formula (50) is an organic compound in which at least two sulfonyl groups and one sulfur-containing substituent or one carbonyl group are bonded to a specific carbon atom. . Specific examples of the monovalent organic group introduced as the substituents R 31 , R 32 , R 33 , and R 35 into the compound represented by the general formula (50) are the same as those described with respect to the general formula (48). Can be mentioned.
Further, the hydrogen atom of these organic groups may be substituted with at least one selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group and a cyano group, or a hydroxyl group, a carboxyl group or an esterified carboxyl group. Further, in the compound shown by the general formula (50), a sulfonyl group as a substituent R 34, it is preferable to use any of the sulfinyl group, and a sulfur atom.

【0117】一般式(50)に示す化合物の具体例とし
ては、トリス(フェニルスルホニル)メタン、フェニル
チオ−ビス(フェニルスルホニル)−メタン、フェニル
メルカプト−ビス(メチルスルホニル)−メタン、ビス
(フェニルスルホニル)−メチルスルホニル−メタン、
ビス(メチルスルホニル)−フェニルスルホニル−メタ
ン、フェニルスルホニル−エチルスルホニル−メチルス
ルホニルーメタン、トリス(4−ニトロフェニルスルホ
ニル)メタン、トリス(2、4−ニトロフェニルスルホ
ニル)メタン、ビス(フェニルスルホニル)−(4−ニ
トロフェニルスルホニル)−メタン、ビス(フェニルス
ルホニル)−(3−ニトロフェニルスルホニル)−メタ
ン、ビス(フェニルスルホニル)−(2−ニトロフェニ
ルスルホニル)−メタン、ビス(フェニルスルホニル)
−(p−トリルスルホニル)−メタン、ビス(メチルス
ルホニル)−(4−ニトロフェニルスルホニル)−メタ
ン、ビス(メチルスルホニル)−(4−クロロフェニル
スルホニル)−メタン、ビス(フェニルスルホニル)−
(4−フロロフェニルスルホニル)−メタン、1,1,
1−トリス(フェニルスルホニル)エタン等を挙げるこ
とができる。
Specific examples of the compound represented by the general formula (50) include tris (phenylsulfonyl) methane, phenylthio-bis (phenylsulfonyl) -methane, phenylmercapto-bis (methylsulfonyl) -methane, and bis (phenylsulfonyl) -Methylsulfonyl-methane,
Bis (methylsulfonyl) -phenylsulfonyl-methane, phenylsulfonyl-ethylsulfonyl-methylsulfonyl-methane, tris (4-nitrophenylsulfonyl) methane, tris (2,4-nitrophenylsulfonyl) methane, bis (phenylsulfonyl)- (4-nitrophenylsulfonyl) -methane, bis (phenylsulfonyl)-(3-nitrophenylsulfonyl) -methane, bis (phenylsulfonyl)-(2-nitrophenylsulfonyl) -methane, bis (phenylsulfonyl)
-(P-tolylsulfonyl) -methane, bis (methylsulfonyl)-(4-nitrophenylsulfonyl) -methane, bis (methylsulfonyl)-(4-chlorophenylsulfonyl) -methane, bis (phenylsulfonyl)-
(4-fluorophenylsulfonyl) -methane, 1,1,
1-tris (phenylsulfonyl) ethane and the like can be mentioned.

【0118】一般式(48)に示す化合物においてはR
11が、一般式(49)に示す化合物においてはR21及び
23の少なくとも一方が、一般式(50)に示す化合物
においてはR31、R32及びR35の少なくとも1つが芳香
族基であることが好ましい。第1の酸発生剤としてこの
ような化合物を用いたパターン形成材料によると、Kr
Fエキシマレーザー光による露光を行った場合に、レジ
スト層のドライエッチング耐性及び及び耐熱性を向上さ
せることができる。また、第1の酸発生剤として、上記
一般式(48)〜(50)に示す化合物のうち、融点が
50℃以上であり、かつ有機溶媒に対する溶解度の高い
ものを用いることが好ましい。
In the compound represented by the general formula (48), R
11 is at least one of R 21 and R 23 in the compound represented by the general formula (49), and at least one of R 31 , R 32 and R 35 is an aromatic group in the compound represented by the general formula (50) Is preferred. According to the pattern forming material using such a compound as the first acid generator, Kr
In the case of performing exposure using F excimer laser light, the dry etching resistance and heat resistance of the resist layer can be improved. In addition, as the first acid generator, among the compounds represented by the above general formulas (48) to (50), those having a melting point of 50 ° C. or more and high solubility in an organic solvent are preferably used.

【0119】なお、上記一般式(48)〜(50)に示
す化合物が、スルホアミド等の塩基性置換基を有するス
ルホニル化合物である場合、露光により発生する酸が失
活する場合がある。また、スルホン酸等のようにアルカ
リ可溶性の高い酸性基を有するスルホニル化合物である
場合、パターン形成材料の未露光部におけるアルカリ可
溶性を過度に増大させることがある。したがって、これ
らスルホニル化合物に関しては、第1の酸発生剤として
の使用が制限される場合がある。
When the compounds represented by the general formulas (48) to (50) are sulfonyl compounds having a basic substituent such as sulfamide, the acid generated by exposure may be deactivated. In the case of a sulfonyl compound having a highly alkali-soluble acidic group such as sulfonic acid, the alkali solubility in the unexposed portion of the pattern forming material may be excessively increased. Therefore, the use of these sulfonyl compounds as the first acid generator may be limited.

【0120】(第2の酸発生剤)次に、所定の波長の露
光光を透過し、荷電粒子線を照射することにより酸を発
生する第2の酸発生剤について説明する。第2の酸発生
剤として用いられる化合物は、上述した特性を有するも
のであれば特に制限はない。第2の酸発生剤としては、
例えば、下記化学式(1)〜(4)に示す化合物を用い
ることができる。
(Second Acid Generator) Next, a second acid generator which transmits exposure light having a predetermined wavelength and generates an acid by irradiating a charged particle beam will be described. The compound used as the second acid generator is not particularly limited as long as it has the above-mentioned properties. As the second acid generator,
For example, compounds represented by the following chemical formulas (1) to (4) can be used.

【0121】[0121]

【化19】 Embedded image

【0122】(アルカリ可溶性樹脂)本発明のパターン
形成材料は、アルカリ現像液に対するレジスト層の溶解
速度を制御するために、アルカリ溶液に対して溶解性を
示すアルカリ可溶性樹脂を含有することができる。
(Alkali-Soluble Resin) The pattern forming material of the present invention may contain an alkali-soluble resin having solubility in an alkali solution in order to control the dissolution rate of the resist layer in an alkali developer.

【0123】パターン形成材料中にアルカリ可溶性樹脂
を含有させる場合、アルカリ可溶性樹脂の含有量は、溶
解性可変化合物100重量部に対して90重量部以下と
することが好ましく、80重量部以下とすることがより
好ましい。アルカリ可溶性樹脂の含有量が上限値を超え
る場合、レジスト層の露光部と非露光部との間における
溶解速度の差が小さくなり、解像性が低下するおそれが
ある。
When an alkali-soluble resin is contained in the pattern forming material, the content of the alkali-soluble resin is preferably at most 90 parts by weight, more preferably at most 80 parts by weight, based on 100 parts by weight of the variable solubility compound. Is more preferable. When the content of the alkali-soluble resin exceeds the upper limit, the difference in the dissolution rate between the exposed part and the non-exposed part of the resist layer becomes small, and the resolution may be reduced.

【0124】上記アルカリ可溶性樹脂としては、ヒドロ
キシ基を導入されたアリール基或いはカルボキシ基を含
む樹脂が望ましい。具体的には、フェノールノボラック
樹脂;クレゾールノボラック樹脂;キシレゾールノボラ
ック樹脂;ビニルフェノール樹脂;イソプロペニルフェ
ノール樹脂;ビニルフェノールと、アクリル酸、メタク
リル酸誘導体、アクリロニトリル、スチレン誘導体等と
の共重合体;イソプロペニルフェノールと、アクリル
酸、メタクリル酸誘導体、アクリロニトリル、スチレン
誘導体等との共重合体;スチレン誘導体と、アクリル樹
脂、メタクリル樹脂、アクリル酸、メタクリル酸、マレ
イン酸、無水マレイン酸、アクリロニトリル等との共重
合体;またはこれらのポリマーに珪素を含む化合物等を
挙げることができる。また、酸化により生じたフェノー
ル樹脂中のキノンを還元して透明性を向上させたものも
用いることができる。
As the alkali-soluble resin, a resin containing an aryl group or a carboxy group into which a hydroxy group has been introduced is desirable. Specifically, phenol novolak resin; cresol novolak resin; xylesol novolak resin; vinylphenol resin; isopropenylphenol resin; copolymer of vinylphenol with acrylic acid, methacrylic acid derivative, acrylonitrile, styrene derivative, and the like; Copolymer of propenylphenol with acrylic acid, methacrylic acid derivative, acrylonitrile, styrene derivative, etc .; copolymer of styrene derivative with acrylic resin, methacrylic resin, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, acrylonitrile, etc. Polymer; or a compound containing silicon in these polymers. Further, quinone in phenol resin generated by oxidation may be reduced to improve transparency.

【0125】これらアルカリ可溶性樹脂の中でも、例え
ば、フェノールノボラック樹脂やクレゾールノボラック
樹脂等のように芳香環を含む樹脂または脂肪族環を含む
樹脂が好ましい。このような化合物をパターン形成材料
中に含有させた場合、レジスト層のドライエッチングに
対する耐性を向上させることができる。また、酸化によ
り生じたフェノール樹脂中のキノンを還元して透明性を
向上させたものも用いることができる。
Among these alkali-soluble resins, a resin containing an aromatic ring or a resin containing an aliphatic ring, such as a phenol novolak resin or a cresol novolak resin, is preferable. When such a compound is contained in the pattern forming material, the resistance of the resist layer to dry etching can be improved. Further, quinone in phenol resin generated by oxidation may be reduced to improve transparency.

【0126】アルカリ可溶性樹脂の具体例としては、ポ
リ−p−ビニルフェノール、ポリ−o−ビニルフェノー
ル、ポリ−m−イソプロペニルフェノール、m,p−ク
レゾールノボラック樹脂、キシレゾールノボラック樹
脂、p−ビニルフェノールとメタクリル酸メチルとの共
重合体、p−イソプロペニルフェノールと無水マレイン
酸との共重合体、ポリメタクリル酸、ルボルネン誘導体
と無水マレイン酸との共重合体、及び下記化学式(5
5)〜(62)に示す化合物を挙げることができる。
Specific examples of the alkali-soluble resin include poly-p-vinylphenol, poly-o-vinylphenol, poly-m-isopropenylphenol, m, p-cresol novolak resin, xylesol novolak resin, p-vinyl A copolymer of phenol and methyl methacrylate, a copolymer of p-isopropenylphenol and maleic anhydride, a copolymer of polymethacrylic acid, a rubornene derivative and maleic anhydride, and a compound represented by the following chemical formula (5)
5) to (62).

【0127】[0127]

【化20】 Embedded image

【0128】[0128]

【化21】 Embedded image

【0129】次に、上記パターン形成材料を用いたパタ
ーン形成方法について説明する。
Next, a pattern forming method using the pattern forming material will be described.

【0130】図1(a)〜(e)に、本発明の実施形態
に係るパターン形成方法の工程図を概略的に示す。な
お、図1(a)〜(e)は、それぞれ断面図である。
FIGS. 1A to 1E schematically show process diagrams of a pattern forming method according to an embodiment of the present invention. 1A to 1E are cross-sectional views.

【0131】まず、図1(a)に示すように、基板1上
に本発明の実施形態に係るポジ型のパターン形成材料を
スピンコート等の方法により塗布する。これを150℃
以下、好ましくは70〜140℃の温度で乾燥すること
により、基板1上にレジスト層2を形成する。ここで、
上記基板1としては、例えば、シリコンウエハ;絶縁
膜、電極及び配線層等が形成され、表面に段差を有する
シリコンウエハ;マスクブランクス;GaAsやAlG
aAs等のIII −V化合物半導体ウエハ等を挙げること
ができる。
First, as shown in FIG. 1A, the positive pattern forming material according to the embodiment of the present invention is applied onto the substrate 1 by a method such as spin coating. 150 ℃
Thereafter, the resist layer 2 is formed on the substrate 1 by preferably drying at a temperature of 70 to 140 ° C. here,
As the substrate 1, for example, a silicon wafer; a silicon wafer on which an insulating film, an electrode, a wiring layer, and the like are formed and a step is formed on the surface; mask blanks; GaAs or AlG
III-V compound semiconductor wafers such as aAs.

【0132】次に、図1(b)に示すように、マスク3
を用いてレジスト層2に露光光4を照射することによ
り、レジスト層2の領域5を露光する。このパターン露
光に用いる露光光としては、エキシマレーザーからのK
rF光,ArF光及びF2 光、水銀ランプのg−線、h
−線及びi−線等の光を用いることができる。
Next, as shown in FIG.
The region 5 of the resist layer 2 is exposed by irradiating the resist layer 2 with exposure light 4 using the method described above. Exposure light used for this pattern exposure is K light from an excimer laser.
rF light, ArF light and F 2 light, mercury lamp g- line, h
Light such as-line and i-line can be used.

【0133】続いて、図1(c)に示すように、電子線
やイオンビーム等の荷電粒子線6を用いて、レジスト層
2の領域7を露光する。
Subsequently, as shown in FIG. 1C, the area 7 of the resist layer 2 is exposed using a charged particle beam 6 such as an electron beam or an ion beam.

【0134】以上のようにして光及び荷電粒子線による
露光を終えた後、60〜160℃、好ましくは80〜1
50℃の温度で露光後ベーキングを行う。これにより、
図1(d)に示すように、レジスト層2の領域5,7に
潜像を形成する。
After the exposure with light and a charged particle beam is completed as described above, the exposure is performed at 60 to 160 ° C., preferably 80 to 160 ° C.
Post-exposure baking is performed at a temperature of 50 ° C. This allows
As shown in FIG. 1D, a latent image is formed in the regions 5 and 7 of the resist layer 2.

【0135】さらに、レジスト層2をアルカリ水溶液で
現像処理し、純水での洗浄及び基板の乾燥を行うことに
より、図1(e)に示すレジストパターンを形成するこ
とができる。
Further, by developing the resist layer 2 with an aqueous alkali solution, washing with pure water and drying the substrate, the resist pattern shown in FIG. 1E can be formed.

【0136】上述したように、レジスト層2に含有され
る第1の酸発生剤は上記露光光4を照射することにより
酸を発生し、第2の酸発生剤は上記露光光4を透過す
る。また、レジスト層2中で第1の酸発生剤の濃度は低
く抑えられている。すなわち、光照射による露光時にお
ける露光光の減衰は無視することができる程度に抑制さ
れているため、領域5に形成される潜像の断面形状は矩
形状となる。
As described above, the first acid generator contained in the resist layer 2 generates an acid by irradiating the exposure light 4, and the second acid generator transmits the exposure light 4. . Further, the concentration of the first acid generator in the resist layer 2 is kept low. That is, since the attenuation of the exposure light at the time of exposure by light irradiation is suppressed to a negligible level, the sectional shape of the latent image formed in the area 5 is rectangular.

【0137】また、荷電粒子線6を照射した場合、第1
及び第2の酸発生剤の双方が感光して酸を発生する。本
来、荷電粒子線による酸発生剤の感光効率は低いが、上
記レジスト層2は第1及び第2の酸発生剤が含有するた
め高感度である。
When the charged particle beam 6 is irradiated, the first
And the second acid generator is exposed to light to generate an acid. Originally, the photosensitive efficiency of the acid generator by the charged particle beam is low, but the resist layer 2 has high sensitivity because it contains the first and second acid generators.

【0138】したがって、上述した方法によると、光照
射により露光した場合においてもパターン形状の劣化を
生じず、かつ荷電粒子線を用いた場合においても高い感
度でパターンを形成することが可能となる。
Therefore, according to the above-described method, the pattern shape does not deteriorate even when exposed by light irradiation, and a pattern can be formed with high sensitivity even when a charged particle beam is used.

【0139】以上、光照射を行った後に電子線を照射し
てレジストパターンを形成したが、電子線照射後に光照
射を行ってもよい。また、上述した方法は、パターン形
成材料がポジ型である場合について説明したが、ネガ型
である場合も同様である。以下、ネガ型のパターン形成
材料を用いたパターン形成方法について説明する。
As described above, the resist pattern is formed by irradiating the electron beam after the light irradiation. However, the light irradiation may be performed after the electron beam irradiation. The above-described method has been described for the case where the pattern forming material is a positive type, but the same applies to the case where the pattern forming material is a negative type. Hereinafter, a pattern forming method using a negative pattern forming material will be described.

【0140】図2(a)〜(e)に、本発明の実施形態
に係るパターン形成方法の工程図を概略的に示す。な
お、図2(a)〜(e)は、それぞれ断面図である。
FIGS. 2A to 2E schematically show process charts of a pattern forming method according to the embodiment of the present invention. 2A to 2E are cross-sectional views.

【0141】まず、図2(a)に示すように、基板1上
に本発明の実施形態に係るネガ型のパターン形成材料を
スピンコート等の方法により塗布する。なお基板1上に
は、ポリシリコン層11及び反射防止膜12等が形成さ
れていてもよい。基板1上に塗布したパターン形成材料
を乾燥することにより、基板1上にレジスト層13を形
成する。
First, as shown in FIG. 2A, the negative pattern forming material according to the embodiment of the present invention is applied onto the substrate 1 by a method such as spin coating. Note that a polysilicon layer 11, an antireflection film 12, and the like may be formed on the substrate 1. The resist layer 13 is formed on the substrate 1 by drying the pattern forming material applied on the substrate 1.

【0142】次に、図2(b)に示すように、マスク3
を用いてレジスト層13に露光光4を照射することによ
り、レジスト層13の領域5を露光する。続いて、図2
(c)に示すように、電子線やイオンビーム等の荷電粒
子線6を用いて、レジスト層13の領域7を露光する。
Next, as shown in FIG.
The region 5 of the resist layer 13 is exposed by irradiating the resist layer 13 with exposure light 4 using the method described above. Subsequently, FIG.
As shown in (c), the region 7 of the resist layer 13 is exposed using a charged particle beam 6 such as an electron beam or an ion beam.

【0143】以上のようにして光及び荷電粒子線による
露光を終えた後、露光後ベーキングを行う。これによ
り、図2(d)に示すように、レジスト層13の領域
5,7に潜像を形成する。
After the exposure with the light and the charged particle beam is completed as described above, post-exposure baking is performed. As a result, as shown in FIG. 2D, a latent image is formed in the regions 5 and 7 of the resist layer 13.

【0144】さらに、レジスト層13をアルカリ水溶液
で現像処理し、純水での洗浄及び基板の乾燥を行うこと
により、図2(e)に示すレジストパターンを形成する
ことができる。
Further, by developing the resist layer 13 with an aqueous alkali solution, washing with pure water and drying the substrate, the resist pattern shown in FIG. 2E can be formed.

【0145】このようにネガ型のパターン形成材料を用
いたパターン形成方法は、露光部5,7のレジスト層1
3が残留すること以外は、ポジ型のパターン形成材料を
用いた場合とほぼ同様である。したがって、レジストパ
ターンの断面形状を矩形状とすることができ、かつ荷電
粒子線に対しても高い感度を得ることができる。なお、
ネガ型のパターン形成材料を用いたパターン形成方法に
関する諸条件はポジ型を用いた場合と同様である。した
がって、その記載は省略する。
As described above, the pattern forming method using the negative type pattern forming material is performed by the resist layer 1 of the exposed portions 5 and 7.
Except that 3 remains, it is almost the same as the case of using the positive pattern forming material. Therefore, the cross-sectional shape of the resist pattern can be made rectangular, and high sensitivity can be obtained even for charged particle beams. In addition,
Various conditions for a pattern forming method using a negative pattern forming material are the same as those in the case of using a positive pattern. Therefore, the description is omitted.

【0146】[0146]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0147】(実施例1 )本実施例においては、ポジ型
のパターン形成材料を用いてレジストパターンを形成し
た。以下、図1を参照しながら説明する。
(Example 1) In this example, a resist pattern was formed using a positive pattern forming material. Hereinafter, description will be made with reference to FIG.

【0148】まず、アルカリ不溶性樹脂として下記化学
式(64)に示すように側鎖の一部に溶解抑止効果を有
する置換基を導入されたポリビニルフェノール樹脂90
重量%と、第1の酸発生剤としてトリフェニルスルホニ
ウムトリフレート2重量%と、第2の酸発生剤として上
記化学式(1)に示すスクシンイミジルトリフルオロメ
タンスルホネート5重量%とを混合してパターン形成材
料を調製した。
First, as an alkali-insoluble resin, as shown in the following chemical formula (64), polyvinyl phenol resin 90 having a substituent having a dissolution inhibiting effect introduced into a part of the side chain is used.
% By weight, 2% by weight of triphenylsulfonium triflate as a first acid generator, and 5% by weight of succinimidyl trifluoromethanesulfonate represented by the above chemical formula (1) as a second acid generator. A pattern forming material was prepared.

【0149】[0149]

【化22】 Embedded image

【0150】次に、このパターン形成材料をシリコンウ
エハ1上にスピンコートし、100℃で2分間乾燥する
ことにより、図1(a)に示すようにウエハ1上に厚さ
0.1〜1μmのレジスト層2を形成した。
Next, this pattern forming material is spin-coated on the silicon wafer 1 and dried at 100 ° C. for 2 minutes to form a film having a thickness of 0.1 to 1 μm on the wafer 1 as shown in FIG. Of the resist layer 2 was formed.

【0151】続いて、図1(b)に示すように、KrF
エキシマレーザー光(波長248nm)を用いた縮小投
影露光装置によりレジスト層2を露光した。さらに、図
1(c)に示すように、電子ビーム露光装置(加速電圧
50kV)を用いてレジスト層2に対して電子ビーム露
光を行った。
Subsequently, as shown in FIG. 1B, KrF
The resist layer 2 was exposed by a reduction projection exposure apparatus using excimer laser light (wavelength: 248 nm). Further, as shown in FIG. 1C, the resist layer 2 was subjected to electron beam exposure using an electron beam exposure apparatus (acceleration voltage: 50 kV).

【0152】上記露光を終えた後、レジスト層2に露光
後ベーク(PEB:post exposure ba
ke)を施した。すなわち、基板1をホットプレート上
に配置し、レジスト層2を100℃の温度で1分間加熱
することにより、レジスト層2に図1(d)に示す潜像
5,7を形成した。さらに、2.38重量%のテトラメ
チルアンモニウムヒドロキサイド(TMAH)水溶液を
用いて現像処理を施すことにより、図1(e)に示すレ
ジストパターンを形成した。
After the above exposure, the resist layer 2 is baked after exposure (PEB: post exposure ba).
ke). That is, the latent images 5 and 7 shown in FIG. 1D were formed on the resist layer 2 by placing the substrate 1 on a hot plate and heating the resist layer 2 at a temperature of 100 ° C. for 1 minute. Further, the resist pattern shown in FIG. 1E was formed by performing development processing using a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH).

【0153】なお、上記パターン形成材料の感度及び解
像性は、KrF光による露光に関しては露光量20mJ
/cm2 で0.25μmであり、電子ビームによる露光
に関しては5μC/cm2 で0.1μmであった。ま
た、形成したレジストパターンの断面形状を観察したと
ころ、KrF光及び電子ビームを用いて形成したパター
ンのいずれも良好な矩形形状であった。
The sensitivity and the resolution of the pattern forming material are as follows.
/ Cm 2 was 0.25 μm, and exposure with an electron beam was 0.1 μm at 5 μC / cm 2 . When the cross-sectional shape of the formed resist pattern was observed, it was found that both of the patterns formed using KrF light and the electron beam had favorable rectangular shapes.

【0154】(比較例1)酸発生剤として第1の酸発生
剤のみを用いたこと以外は実施例1と同様にしてレジス
トパターンを形成した。すなわち、上記化学式(64)
に示すポリビニルフェノール樹脂95重量%と、酸発生
剤であるトリフェニルスルホニウムトリフレート2重量
%とを混合してパターン形成材料を調製し、実施例1に
示したのと同様の方法によりレジストパターンを形成し
た。
Comparative Example 1 A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that only the first acid generator was used as the acid generator. That is, the above chemical formula (64)
95% by weight of a polyvinyl phenol resin shown in (1) and 2% by weight of triphenylsulfonium triflate as an acid generator were mixed to prepare a pattern forming material, and a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1. Formed.

【0155】形成したレジストパターンの断面形状を観
察したところ、KrF光及び電子ビームを用いて形成し
たパターンのいずれも良好な矩形形状であった。また、
上記パターン形成材料の感度及び解像性は、KrF光に
よる露光に関しては露光量20mJ/cm2 で0.25
μmであったが、電子ビームによる露光に関しては20
μC/cm2 で0.1μmであった。すなわち、電子ビ
ームに対する感度は、実施例1に比べて1/4倍程度ま
で低下していた。
Observation of the cross-sectional shape of the formed resist pattern revealed that each of the patterns formed by using KrF light and an electron beam had a good rectangular shape. Also,
The sensitivity and resolution of the pattern forming material were 0.25 at an exposure dose of 20 mJ / cm 2 for exposure with KrF light.
μm, but 20 μm for electron beam exposure.
It was 0.1 μm in μC / cm 2 . That is, the sensitivity to the electron beam was reduced to about 1/4 times as compared with the first embodiment.

【0156】(比較例2)パターン形成材料の組成が異
なること以外は実施例1と同様にしてレジストパターン
を形成した。以下、図4(a)〜(e)を参照しながら
説明する。
Comparative Example 2 A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the composition of the pattern forming material was different. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS.

【0157】図4(a)〜(e)は、従来例に係るパタ
ーン形成方法の工程図を概略的に示す。なお、図4
(a)〜(e)は、それぞれ断面図である。
FIGS. 4A to 4E schematically show process diagrams of a pattern forming method according to a conventional example. FIG.
(A)-(e) is sectional drawing, respectively.

【0158】まず、上記化学式(64)に示すポリビニ
ルフェノール樹脂90重量%と、酸発生剤であるトリフ
ェニルスルホニウムトリフレート10重量%とを混合し
てパターン形成材料を調製した。
First, a pattern forming material was prepared by mixing 90% by weight of a polyvinylphenol resin represented by the above formula (64) and 10% by weight of triphenylsulfonium triflate as an acid generator.

【0159】次に、このパターン形成材料をシリコンウ
エハ1上にスピンコートし、90℃で2分間乾燥するこ
とにより、図4(a)に示すようにウエハ1上に厚さ
0.1〜1μmのレジスト層22を形成した。
Next, this pattern forming material is spin-coated on the silicon wafer 1 and dried at 90 ° C. for 2 minutes to form a film having a thickness of 0.1 to 1 μm on the wafer 1 as shown in FIG. Of the resist layer 22 was formed.

【0160】続いて、図4(b)に示すように、KrF
エキシマレーザー光(波長248nm)を用いた縮小投
影露光装置によりレジスト層22を露光した。さらに、
図4(c)に示すように、電子ビーム露光装置(加速電
圧50kV)を用いてレジスト層22に対して電子ビー
ム露光を行った。
Subsequently, as shown in FIG.
The resist layer 22 was exposed by a reduction projection exposure apparatus using excimer laser light (wavelength: 248 nm). further,
As shown in FIG. 4C, the resist layer 22 was subjected to electron beam exposure using an electron beam exposure apparatus (acceleration voltage: 50 kV).

【0161】上記露光を終えた後、基板1をホットプレ
ート上に配置し、レジスト層22を100℃の温度で1
分間加熱することにより、図4(d)に示す領域25,
27に潜像を形成した。さらに、2.38重量%のテト
ラメチルアンモニウムヒドロキサイド(TMAH)水溶
液を用いて現像処理を施すことにより、図4(e)に示
すレジストパターンを形成した。
After the above exposure, the substrate 1 was placed on a hot plate, and the resist layer 22 was heated at a temperature of 100 ° C. for 1 hour.
By heating for 25 minutes, the region 25 shown in FIG.
27, a latent image was formed. Further, a resist pattern shown in FIG. 4E was formed by performing development processing using a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH).

【0162】上記パターン形成材料の感度及び解像性
は、KrF光による露光に関しては露光量5mJ/cm
2 で0.3μmであり、電子ビームによる露光に関して
は5μC/cm2 で0.2μmであった。KrF光に対
する感度は、実施例1に比べて4倍程度まで向上してお
り、電子ビームに対する感度は実施例1と同様であっ
た。しかしながら、解像性に関しては、KrF光及び電
子ビームのいずれを用いた場合においても実施例1に比
べて低下していた。
The sensitivity and the resolution of the pattern forming material are as follows.
2 was 0.3 μm, and exposure with an electron beam was 0.2 μm at 5 μC / cm 2 . The sensitivity to KrF light was improved to about four times as compared with Example 1, and the sensitivity to electron beams was similar to that of Example 1. However, the resolution was lower than in Example 1 when using either KrF light or an electron beam.

【0163】また、形成したレジストパターンの断面形
状を観察したところ、特に、KrF光を用いて形成した
パターンにおいて不良の程度が激しく、図4(e)に示
すように順テーパー状となっていた。
When the cross-sectional shape of the formed resist pattern was observed, it was found that the pattern formed using KrF light had a severe degree of failure, and had a forward tapered shape as shown in FIG. .

【0164】(実施例2)パターン形成材料の組成が異
なること以外は実施例1と同様にしてレジストパターン
を形成した。
(Example 2) A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the composition of the pattern forming material was different.

【0165】すなわち、まず、アルカリ不溶性樹脂とし
て上記化学式(64)に示すポリビニルフェノール樹脂
85重量%に、第1の酸発生剤としてトリフェニルスル
ホニウムトリフレート5重量%を加え、さらに第2の酸
発生剤として上記化学式(2)に示すスクシンイミジル
カンファースルホネートを10重量%加えてパターン形
成材料を調製した。
That is, first, 5% by weight of triphenylsulfonium triflate as a first acid generator was added to 85% by weight of a polyvinylphenol resin represented by the above chemical formula (64) as an alkali-insoluble resin, and further a second acid generator was added. A succinimidyl camphorsulfonate represented by the above formula (2) was added as an agent in an amount of 10% by weight to prepare a pattern forming material.

【0166】次に、このパターン形成材料を用いて実施
例1に示したのと同様の方法によりレジストパターンを
形成した。
Next, a resist pattern was formed using this pattern forming material in the same manner as in Example 1.

【0167】上記パターン形成材料の感度及び解像性
は、KrF光による露光に関しては露光量20mJ/c
2 で0.25μmであり、電子ビームによる露光に関
しては2〜5μC/cm2 で0.1μmであった。ま
た、形成したレジストパターンの断面形状を観察したと
ころ、KrF光及び電子ビームを用いて形成したパター
ンは良好な矩形形状であった。
The sensitivity and the resolution of the pattern forming material are as follows.
a 0.25μm m 2, and the respect exposure by the electron beam was 0.1μm in 2~5μC / cm 2. When the cross-sectional shape of the formed resist pattern was observed, the pattern formed using KrF light and the electron beam had a good rectangular shape.

【0168】(実施例3)第2の酸発生剤に異なる化合
物を用いたこと以外は実施例3と同様にしてパターン形
成材料を調製した。
Example 3 A pattern forming material was prepared in the same manner as in Example 3 except that a different compound was used as the second acid generator.

【0169】すなわち、まず、アルカリ不溶性樹脂とし
て上記化学式(64)に示すポリビニルフェノール樹脂
85重量%に、第1の酸発生剤としてトリフェニルスル
ホニウムトリフレート5重量%を加え、さらに第2の酸
発生剤として上記化学式(3)に示すビス(シクロヘキ
シルスルフォニル)ジアゾメタンを10重量%加えてパ
ターン形成材料を調製した。
That is, first, 5% by weight of triphenylsulfonium triflate as a first acid generator was added to 85% by weight of a polyvinylphenol resin represented by the chemical formula (64) as an alkali-insoluble resin, and further a second acid generator was added. A pattern forming material was prepared by adding 10% by weight of bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane represented by the above chemical formula (3) as an agent.

【0170】次に、このパターン形成材料を用いて実施
例1に示したのと同様の方法によりレジストパターンを
形成した。
Next, a resist pattern was formed using this pattern forming material in the same manner as in Example 1.

【0171】上記パターン形成材料の感度及び解像性
は、KrF光による露光に関しては露光量20mJ/c
2 で0.25μmであり、電子ビームによる露光に関
しては15μC/cm2 で0.1μmであった。また、
形成したレジストパターンの断面形状を観察したとこ
ろ、KrF光及び電子ビームを用いて形成したパターン
は良好な矩形形状であった。
The sensitivity and the resolution of the pattern forming material are as follows: the exposure amount is 20 mJ / c for the exposure with KrF light.
a 0.25μm m 2, and the respect exposure by the electron beam was 0.1μm at 15 .mu.C / cm 2. Also,
Observation of the cross-sectional shape of the formed resist pattern revealed that the pattern formed using KrF light and an electron beam had a good rectangular shape.

【0172】(実施例4)第2の酸発生剤に異なる化合
物を用いたこと以外は実施例3と同様にしてパターン形
成材料を調製した。
Example 4 A pattern forming material was prepared in the same manner as in Example 3 except that a different compound was used as the second acid generator.

【0173】すなわち、まず、アルカリ不溶性樹脂とし
て上記化学式(64)に示すポリビニルフェノール樹脂
85重量%に、第1の酸発生剤としてトリフェニルスル
ホニウムトリフレート5重量%を加え、さらに第2の酸
発生剤として上記化学式(4)に示す1,2,3−トリ
ス(メタンスルフォニオキシ)ベンゼンを10重量%加
えてパターン形成材料を調製した。
That is, first, 5% by weight of triphenylsulfonium triflate as a first acid generator was added to 85% by weight of a polyvinylphenol resin represented by the above chemical formula (64) as an alkali-insoluble resin, and further a second acid generator was added. A pattern forming material was prepared by adding 10% by weight of 1,2,3-tris (methanesulfonioxy) benzene represented by the above chemical formula (4) as an agent.

【0174】次に、このパターン形成材料を用いて実施
例1に示したのと同様の方法によりレジストパターンを
形成した。
Next, a resist pattern was formed using this pattern forming material in the same manner as in Example 1.

【0175】上記パターン形成材料の感度及び解像性
は、KrF光による露光に関しては露光量20mJ/c
2 で0.25μmであり、電子ビームによる露光に関
しては15μC/cm2 で0.1μmであった。また、
形成したレジストパターンの断面形状を観察したとこ
ろ、KrF光及び電子ビームを用いて形成したパターン
は良好な矩形形状であった。
The sensitivity and resolution of the pattern forming material are as follows: when the exposure is performed by KrF light, the exposure amount is 20 mJ / c.
a 0.25μm m 2, and the respect exposure by the electron beam was 0.1μm at 15 .mu.C / cm 2. Also,
Observation of the cross-sectional shape of the formed resist pattern revealed that the pattern formed using KrF light and an electron beam had a good rectangular shape.

【0176】(実施例5)本実施例においては、ネガ型
のパターン形成材料を用いてトランジスタのゲートパタ
ーンを形成した。以下、図2(a)〜(e)及び図3
(a)〜(c)を参照しながら説明する。
Example 5 In this example, a gate pattern of a transistor was formed using a negative pattern forming material. Hereinafter, FIGS. 2A to 2E and FIG.
This will be described with reference to (a) to (c).

【0177】図3(a)〜(c)に、本発明の実施形態
に係るパターン形成方法の工程図を概略的に示す。な
お、図3(a)〜(c)は、それぞれ斜視図である。
FIGS. 3A to 3C schematically show process charts of a pattern forming method according to the embodiment of the present invention. 3A to 3C are perspective views.

【0178】まず、アルカリ可溶性樹脂としてキシレノ
ールノボラック樹脂90重量%と、樹脂形成化合物とし
てメチロールメラミン10重量%と、第1の酸発生剤と
して2−メトキシフェニル−4,6−ビストリクロロメ
チルトリアジン5重量%と、第2の酸発生剤としてスク
シンイミジルトリフルオロメタンスルホネート5重量%
とを混合してパターン形成材料を調製した。
First, 90% by weight of a xylenol novolak resin as an alkali-soluble resin, 10% by weight of methylolmelamine as a resin-forming compound, and 5% by weight of 2-methoxyphenyl-4,6-bistrichloromethyltriazine as a first acid generator. % And 5% by weight of succinimidyl trifluoromethanesulfonate as a second acid generator
Was mixed to prepare a pattern forming material.

【0179】次に、ポリシリコン層11及び反射防止膜
12が形成された基板1上に上記パターン形成材料をス
ピンコートした。なお、基板1上には、図3(a)〜
(c)に示すようにソース15及びドレイン16等が形
成されている。基板1上に塗布したパターン形成材料を
110℃で2分間乾燥することにより、図2(a)に示
すようにウエハ1上に厚さ0.15μmのレジスト層1
3を形成した。
Next, the pattern forming material was spin-coated on the substrate 1 on which the polysilicon layer 11 and the antireflection film 12 were formed. In addition, on the board | substrate 1, FIG.
A source 15 and a drain 16 are formed as shown in FIG. By drying the pattern forming material applied on the substrate 1 at 110 ° C. for 2 minutes, a resist layer 1 having a thickness of 0.15 μm was formed on the wafer 1 as shown in FIG.
3 was formed.

【0180】続いて、図2(b)に示すように、KrF
エキシマレーザー光(波長248nm)を用いた縮小投
影露光装置によりレジスト層13を露光した。KrF光
による露光は、図3(a)に示す領域5に対して行っ
た。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, KrF
The resist layer 13 was exposed by a reduction projection exposure apparatus using excimer laser light (wavelength: 248 nm). The exposure with the KrF light was performed on the region 5 shown in FIG.

【0181】次に、図2(c)に示すように、電子ビー
ム露光装置(加速電圧50kV)を用いてレジスト層1
3に対して電子ビーム露光を行った。電子ビームによる
露光は、図3(b)に示す領域7に対して行った。な
お、領域7の幅は0.1μmである。また、図3
(a),(b)において、レジスト層13は省略されて
いる。
Next, as shown in FIG. 2C, the resist layer 1 was exposed using an electron beam exposure apparatus (acceleration voltage: 50 kV).
3 was subjected to electron beam exposure. The exposure with the electron beam was performed on the region 7 shown in FIG. Note that the width of the region 7 is 0.1 μm. FIG.
1A and 1B, the resist layer 13 is omitted.

【0182】上記露光を終えた後、基板1をホットプレ
ート上に配置し、レジスト層13を110℃の温度で9
0秒間加熱することにより、レジスト層13に図2
(d)に示す潜像5,7を形成した。さらに、2.38
重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキサイド(T
MAH)水溶液を用いて現像処理を施すことにより、図
2(e)及び図3(c)に示すレジストパターン5,7
を形成した。
After the above exposure, the substrate 1 was placed on a hot plate and the resist layer 13 was heated at 110 ° C. for 9 hours.
By heating for 0 second, the resist layer 13 is
The latent images 5 and 7 shown in (d) were formed. Furthermore, 2.38
% By weight of tetramethylammonium hydroxide (T
MAH) By performing development processing using an aqueous solution, the resist patterns 5, 7 shown in FIGS.
Was formed.

【0183】上記パターン形成材料の感度及び解像性
は、KrF光による露光に関しては露光量20mJ/c
2 で0.25μmであり、電子ビームによる露光に関
しては5μC/cm2 で0.1μmであった。また、形
成したレジストパターンの断面形状を観察したところ、
KrF光及び電子ビームを用いて形成したパターンのい
ずれも良好な矩形形状であった。
The sensitivity and the resolution of the pattern forming material are as follows: the exposure amount is 20 mJ / c for the exposure with KrF light.
a 0.25μm m 2, and the respect exposure by the electron beam was 0.1μm at 5 [mu] C / cm 2. Also, when observing the cross-sectional shape of the formed resist pattern,
Each of the patterns formed using the KrF light and the electron beam had a good rectangular shape.

【0184】上述した実施例ではKrF光露光と電子線
露光とを終えた後にPEBを行ったが、それぞれの露光
後にPEBを行ってもよい。
In the above embodiment, the PEB is performed after the KrF light exposure and the electron beam exposure are completed. However, the PEB may be performed after each exposure.

【0185】なお、上記実施例及び比較例で用いた酸発
生剤のモル吸光係数及びその溶融温度を下記表1に示
す。また、上記実施例及び比較例のパターン形成材料に
用いた酸発生剤、そのモル吸光係数、モル濃度、第1及
び第2の酸発生剤のモル吸光係数の比、及び第1及び第
2の吸光度の比を下記表2に示す。
The molar extinction coefficients and the melting temperatures of the acid generators used in the above Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 below. Further, the acid generator used in the pattern forming materials of the above Examples and Comparative Examples, its molar extinction coefficient, molar concentration, the ratio of the molar extinction coefficients of the first and second acid generators, and the first and second The absorbance ratio is shown in Table 2 below.

【0186】[0186]

【表1】 [Table 1]

【0187】[0187]

【表2】 [Table 2]

【0188】[0188]

【発明の効果】以上示したように、本発明のパターン形
成材料は、所定の露光光を照射することにより酸を発生
する第1の酸発生剤と、この露光光を透過し荷電粒子線
を照射することにより酸を発生する第2の酸発生剤とを
含有する。第2の酸発生剤は上記露光光を透過するた
め、これを用いることによる露光光の減衰は殆ど生じな
い。したがって、光照射により形成されるレジストパタ
ーンの断面形状を矩形状とすることができる。
As described above, the pattern forming material of the present invention comprises a first acid generator which generates an acid upon irradiation with a predetermined exposure light, and a charged particle beam which transmits the exposure light and emits a charged particle beam. A second acid generator that generates an acid upon irradiation. Since the second acid generator transmits the exposure light, the use of the second acid generator hardly attenuates the exposure light. Therefore, the cross-sectional shape of the resist pattern formed by light irradiation can be rectangular.

【0189】また、第1の酸発生剤は、荷電粒子線を照
射した場合にも酸を発生するため、荷電粒子線に対して
高い感度を得ることができる。
Further, the first acid generator generates an acid even when irradiated with a charged particle beam, so that high sensitivity to the charged particle beam can be obtained.

【0190】このように、本発明によると、光照射によ
り露光した場合においてもパターン形状の劣化を生じ
ず、かつ荷電粒子線を用いた場合においても高い感度で
パターンを形成することが可能である。
As described above, according to the present invention, it is possible to form a pattern with high sensitivity without deteriorating the pattern shape even when exposed by light irradiation, and even when using a charged particle beam. .

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

【図1】(a)〜(e)は、それぞれ、本発明の実施形
態に係るパターン形成方法の工程図を概略的に示す断面
図。
FIGS. 1A to 1E are cross-sectional views schematically showing a process chart of a pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)〜(e)は、それぞれ、本発明の実施形
態に係るパターン形成方法の工程図を概略的に示す断面
図。
FIGS. 2A to 2E are cross-sectional views schematically showing a process chart of a pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

【図3】(a)〜(c)は、それぞれ、本発明の実施形
態に係るパターン形成方法の工程図を概略的に示す斜視
図。
FIGS. 3A to 3C are perspective views schematically showing process diagrams of a pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

【図4】(a)〜(e)は、それぞれ、従来例に係るパ
ターン形成方法の工程図を概略的に示す断面図。
4A to 4E are cross-sectional views each schematically showing a process chart of a pattern forming method according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板 2,13,22…レジスト層 3…マスク 4…露光光 5,7,25,27…領域 6…荷電粒子線 11…ポリシリコン層 12…反射防止膜 15…ソース 16…ドレイン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2, 13, 22 ... Resist layer 3 ... Mask 4 ... Exposure light 5, 7, 25, 27 ... Region 6 ... Charged particle beam 11 ... Polysilicon layer 12 ... Antireflection film 15 ... Source 16 ... Drain

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉原 和佳 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Waka Sugihara 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Toshiba Yokohama Office

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸を適用することによりアルカリ溶液に
対する溶解性に変化を生ずる溶解性可変化合物、 フォトリソグラフィープロセスで使用される露光光を照
射することにより酸を発生する第1の酸発生剤、及び前
記露光光を透過し、荷電粒子線を照射することにより酸
を発生する第2の酸発生剤を含有することを特徴とする
パターン形成材料。
1. A solubility variable compound that changes the solubility in an alkaline solution by applying an acid, a first acid generator that generates an acid by irradiating exposure light used in a photolithography process, And a second acid generator that transmits the exposure light and generates an acid when irradiated with a charged particle beam.
【請求項2】 前記露光光は、KrF光であることを特
徴とする請求項1に記載のパターン形成材料。
2. The pattern forming material according to claim 1, wherein the exposure light is KrF light.
【請求項3】 前記露光光に対する前記第2の酸発生剤
のモル吸光係数は、前記露光光に対する前記第1の酸発
生剤のモル吸光係数の1/10以下であることを特徴と
する請求項1または2に記載のパターン形成材料。
3. The method according to claim 1, wherein a molar extinction coefficient of the second acid generator with respect to the exposure light is 1/10 or less of a molar extinction coefficient of the first acid generator with respect to the exposure light. Item 3. The pattern forming material according to Item 1 or 2.
【請求項4】 前記露光光に対する前記第1の酸発生剤
のモル吸光係数が5,000〜200,000であり、
前記露光光に対する前記第2の酸発生剤のモル吸光係数
が1〜2,000であることを特徴とする請求項1〜3
のいずれか1項に記載のパターン形成材料。
4. A molar extinction coefficient of the first acid generator with respect to the exposure light is 5,000 to 200,000,
The molar extinction coefficient of the second acid generator with respect to the exposure light is 1 to 2,000.
The pattern forming material according to any one of the above.
【請求項5】 前記露光光に対する前記第2の酸発生剤
のモル吸光係数と前記第2の酸発生剤のモル濃度との積
が、前記露光光に対する前記第1の酸発生剤のモル吸光
係数と前記第1の酸発生剤のモル濃度との積の1/10
以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1
項に記載のパターン形成材料。
5. The product of the molar extinction coefficient of the second acid generator with respect to the exposure light and the molar concentration of the second acid generator is the molar absorption of the first acid generator with respect to the exposure light. 1/10 of the product of the coefficient and the molar concentration of the first acid generator
5. The method according to claim 1, wherein:
Item.
【請求項6】 前記第2の酸発生剤は、下記化学式
(1)〜(4)に示す化合物の少なくとも1種を含有す
ることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載
のパターン形成材料。 【化1】
6. The method according to claim 1, wherein the second acid generator contains at least one of the compounds represented by the following chemical formulas (1) to (4). Pattern forming material. Embedded image
【請求項7】 酸を適用することによりアルカリ溶液に
対する溶解性に変化を生ずる溶解性可変化合物、フォト
リソグラフィープロセスで使用される露光光を照射する
ことにより酸を発生する第1の酸発生剤、及び前記露光
光を透過し、荷電粒子線を照射することにより酸を発生
する第2の酸発生剤を含有するパターン形成材料を基体
上に塗布してレジスト層を形成する工程、 前記レジスト層に前記露光光を照射する工程、及び前記
レジスト層に前記荷電粒子線を照射する工程を具備する
ことを特徴とするパターン形成方法。
7. A variable solubility compound that changes the solubility in an alkaline solution by applying an acid, a first acid generator that generates an acid by irradiating exposure light used in a photolithography process, And a step of forming a resist layer by applying a pattern forming material containing a second acid generator, which transmits the exposure light and generates an acid by irradiating a charged particle beam, on a substrate, Irradiating the exposure light and irradiating the resist layer with the charged particle beam.
【請求項8】 前記露光光及び電子線を照射されたレジ
スト層を、前記アルカリ溶液で現像する工程を具備する
請求項7に記載のパターン形成方法。
8. The pattern forming method according to claim 7, further comprising a step of developing the resist layer irradiated with the exposure light and the electron beam with the alkaline solution.
【請求項9】 前記荷電粒子線は電子線であることを特
徴とする請求項7または8に記載のパターン形成方法。
9. The pattern forming method according to claim 7, wherein the charged particle beam is an electron beam.
【請求項10】 前記露光光はKrF光であることを特
徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載のパターン
形成方法。
10. The pattern forming method according to claim 7, wherein the exposure light is KrF light.
【請求項11】 前記露光光に対する前記第2の酸発生
剤のモル吸光係数は、前記露光光に対する前記第1の酸
発生剤のモル吸光係数の1/10以下であることを特徴
とする請求項7〜10のいずれか1項に記載のパターン
形成方法。
11. The method according to claim 1, wherein a molar extinction coefficient of the second acid generator with respect to the exposure light is 1/10 or less of a molar extinction coefficient of the first acid generator with respect to the exposure light. Item 11. The pattern forming method according to any one of Items 7 to 10.
【請求項12】 前記露光光に対する前記第1の酸発生
剤のモル吸光係数が5,000〜200,000であ
り、前記露光光に対する前記第2の酸発生剤のモル吸光
係数が1〜2,000であることを特徴とする請求項7
〜11のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
12. The molar extinction coefficient of the first acid generator with respect to the exposure light is 5,000 to 200,000, and the molar extinction coefficient of the second acid generator is 1 to 2 with respect to the exposure light. 10. The method according to claim 7, wherein
12. The pattern forming method according to any one of items 11 to 11.
【請求項13】 前記露光光に対する前記第2の酸発生
剤のモル吸光係数と前記第2の酸発生剤のモル濃度との
積が、前記露光光に対する前記第1の酸発生剤のモル吸
光係数と前記第1の酸発生剤のモル濃度との積の1/1
0以下であることを特徴とする請求項7〜12のいずれ
か1項に記載のパターン形成方法。
13. The product of the molar extinction coefficient of the second acid generator with respect to the exposure light and the molar concentration of the second acid generator is the molar absorption of the first acid generator with respect to the exposure light. 1/1 of the product of the coefficient and the molar concentration of the first acid generator
The pattern forming method according to any one of claims 7 to 12, wherein the value is 0 or less.
【請求項14】 前記第2の酸発生剤は、下記化学式
(1)〜(4)に示す化合物の少なくとも1種を含有す
ることを特徴とする請求項7〜13のいずれか1項に記
載のパターン形成方法。 【化2】
14. The method according to claim 7, wherein the second acid generator contains at least one compound represented by the following chemical formulas (1) to (4). Pattern formation method. Embedded image
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