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JPH11305438A - Positive photosensitive composition - Google Patents

Positive photosensitive composition

Info

Publication number
JPH11305438A
JPH11305438A JP10110769A JP11076998A JPH11305438A JP H11305438 A JPH11305438 A JP H11305438A JP 10110769 A JP10110769 A JP 10110769A JP 11076998 A JP11076998 A JP 11076998A JP H11305438 A JPH11305438 A JP H11305438A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
acid
alkyl group
photosensitive composition
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10110769A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasumasa Kawabe
保雅 河辺
Kenichiro Sato
健一郎 佐藤
Toshiaki Aoso
利明 青合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP10110769A priority Critical patent/JPH11305438A/en
Publication of JPH11305438A publication Critical patent/JPH11305438A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive compsn. which has high sensitivity for ArF excimer laser light, which can form a resist pattern having excellent resolution and resist profile and good dry etching resistance without causing peeling from a substrate, and which has adaptability for a standard developer, by combining a photoacid producing agent and a resin containing a polymer having a specified structure as the structural unit. SOLUTION: This compsn. contains a compd. which produces an acid by irradiation of active rays or radiation and a resin having a bivalent polycyclic alicyclic unit expressed by the formula in the main chain of the polymer. In the formula, X is a bivalent bonding group selected from oxygen atom, sulfur atom, -NH- or -NHSO2 -, R1 , R2 are independently hydrogen atoms, alkyl groups. substd. alkyl groups, cyclic alkyl groups, substd. cyclic alkyl groups, groups which can be decomposed by the effect of an acid, or-Y-R3 , wherein Y is a single bond, alkyl group or bivalent group selected from ether groups or the like, R3 is -COOH, alkoxy group or the like, and n is 2 or 3.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、IC等の半導体製
造工程、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さ
らには、その他のフォトファブリケーション工程に使用
されるポジ型感光性組成物に関するものである。更に詳
しくは遠紫外線、X線、電子線等の短波長の光エネルギ
ー線を用いる半導体素子の微細加工に好適に用いられる
ポジ型感光性組成物に関するものであり、特にArFエ
キシマレーザーを用いる半導体素子の微細加工に好適に
用いることのできるポジ型感光性組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive photosensitive composition used in a process for producing semiconductors such as ICs, a circuit substrate for liquid crystals and thermal heads, and other photofabrication processes. It is. More specifically, the present invention relates to a positive photosensitive composition suitably used for fine processing of a semiconductor device using light energy rays having a short wavelength such as far ultraviolet rays, X-rays, and electron beams, and particularly relates to a semiconductor device using an ArF excimer laser. The present invention relates to a positive photosensitive composition that can be suitably used for microfabrication.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路は高集積化が進
み、LSIやVLSIが実用化されるとともに集積回路
の最小パターン幅はサブハーフミクロンの領域に至り、
さらに微細化が進んでいる。そのため、微細パターン形
成のためのフォトリソグラフィ技術に対する要求がます
ます厳しくなっている。パターンの微細化を図る手段の
一つとして、レジストのパターン形成の際に使用される
露光光の短波長化が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, high integration of semiconductor integrated circuits has progressed, and LSIs and VLSIs have been put into practical use, and the minimum pattern width of integrated circuits has reached a sub-half micron area.
Further miniaturization is progressing. Therefore, the demand for photolithography technology for forming a fine pattern is becoming more and more severe. As one of means for miniaturizing a pattern, it is known to shorten the wavelength of exposure light used when forming a resist pattern.

【0003】例えば、64Mビットまでの集積度のDR
AMの製造には、現在まで、高圧水銀灯のi線(365
nm)が光源として使用されてきた。256MビットD
RAMの量産プロセスには、i線に変わりKrFエキシ
マレーザー(248nm)が露光光源として実用化さ
れ、更に1Gビット以上の集積度を持つDRAMの製造
を目的として、より短波長の光源が検討されている。そ
のような短波長の光源としては、ArFエキシマレーザ
ー(193nm)、F2 エキシマレーザー(157n
m)、X線、電子線の利用が有効であると考えられてい
る(上野巧ら、「短波長フォトレジスト材料−ULSI
に向けた微細加工−」、ぶんしん出版、1988年)。
[0003] For example, DR with an integration degree of up to 64 Mbits
To date, the manufacture of AM has been based on the i-line (365
nm) has been used as a light source. 256 Mbit D
In the mass production process of RAM, a KrF excimer laser (248 nm) has been put to practical use as an exposure light source instead of i-line, and a light source with a shorter wavelength has been studied for the purpose of manufacturing a DRAM having an integration degree of 1 Gbit or more. I have. Examples of such a short wavelength light source include an ArF excimer laser (193 nm) and an F 2 excimer laser (157 n).
m), the use of X-rays and electron beams is considered to be effective (Takumi Ueno et al., "Short Wavelength Photoresist Material-ULSI
Micromachining for ”, Bunshin Publishing, 1988).

【0004】特にArFエキシマレーザーが次世代の露
光技術として位置づけられ、ArFエキシマレーザ露光
用の高感度、高解像力、且つドライエッチング耐性に優
れたレジストの開発が望まれている。従来のi線及びK
rFエキシマレーザー露光用のレジスト材料としては、
高いドライエッチング耐性を得るために、芳香族ポリマ
ーを含有するレジストが広く用いられており、例えば、
ノボラック樹脂系レジストあるいはポリビニルフェノー
ル系の化学増幅型レジストが知られている。しかしなが
ら、ドライエッチング耐性を付与する目的で導入された
芳香環はArFエキシマレーザー光の波長域でほとんど
光を通さないために、レジスト膜の底部にまで露光する
ことが困難であり、従来のレジストでは断面形状の良好
なパターンが得られなかった。
In particular, an ArF excimer laser is positioned as a next-generation exposure technology, and development of a resist for ArF excimer laser exposure having high sensitivity, high resolution, and excellent dry etching resistance has been desired. Conventional i-line and K
As a resist material for rF excimer laser exposure,
To obtain high dry etching resistance, resists containing aromatic polymers are widely used, for example,
A novolak resin-based resist or a polyvinyl phenol-based chemically amplified resist is known. However, since the aromatic ring introduced for the purpose of imparting dry etching resistance hardly transmits light in the wavelength range of ArF excimer laser light, it is difficult to expose even the bottom of the resist film. A good pattern with no cross-sectional shape could not be obtained.

【0005】レジストの透明性の問題点の解決策の一つ
として、芳香環を全く含まない脂肪族ポリマー、例え
ば、ポリメチルメタクリレートを用いればよいことが知
られている(J.Vac.Sci.Technol.,B9,3357(1991) )。し
かしながら、このようなポリマーは、十分なドライエッ
チング耐性が望めないことから実用できない。このよう
にArFエキシマレーザー露光用のレジスト材料の開発
に当たっては、透明性の向上と高いドライエッチング耐
性を両立させることが最大の課題とされている。そこ
で、芳香環の代わりに脂環式炭化水素基を含有するレジ
ストが芳香族基と同様の耐ドライエッチング耐性を示
し、且つ193nmの吸収が小さいことが、Proc.SPIE,
1672,66(1992) で報告され、近年、同ポリマーの利用が
精力的に研究されるようになった。
It is known that one of the solutions to the problem of resist transparency is to use an aliphatic polymer containing no aromatic ring, for example, polymethyl methacrylate (J. Vac. Sci. Technol., B9, 3357 (1991)). However, such a polymer cannot be practically used because sufficient dry etching resistance cannot be expected. As described above, in developing a resist material for ArF excimer laser exposure, it is the greatest challenge to achieve both improved transparency and high dry etching resistance. Therefore, the fact that a resist containing an alicyclic hydrocarbon group instead of an aromatic ring shows the same resistance to dry etching as an aromatic group and has a small absorption at 193 nm, Proc. SPIE,
1672, 66 (1992), and in recent years the use of this polymer has been energetically studied.

【0006】元来、脂環式炭化水素基を含有するポリマ
ーをレジストに応用する試みは古くからなされ、例え
ば、特開昭60-195542 号、特開平1-217453号および特開
平2-59751 号には、ノルボルネン系のポリマーを開示さ
れており、また、特開平2-146045号には環状脂肪族炭化
水素骨格と無水マレイン酸単位を有するアルカリ可溶性
樹脂を種々開示されている。さらに、特開平5-80515 号
にはノルボルネンと酸分解基で保護されたアクリル酸系
エステルの共重合体が開示され、特開平4-39665 号、特
開平5-265212号、特開平5-80515 および特開平7-234511
号には、側鎖にアダマンタン骨格を有する共重合体が開
示され、特開平7-252324号、特開平9-221526号では、有
橋環式炭化水素基を有する炭素数7〜12の脂肪族環式
炭化水素基が、ポリマーの側鎖に連結した化合物、例え
ば、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンジメチレン
基、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカンジイル基、
ノルボルナンジイル基、ノルボルナンジメチル基、アダ
マンタンジイル基が開示され、特開平7-199467号にはト
リシクロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ジシクロ
ペンテニルオキシエチル基、ノルボニル基、シクロヘキ
シル基がポリマーの側鎖に連結した化合物がそれぞれ開
示されている。
[0006] Originally, attempts to apply a polymer containing an alicyclic hydrocarbon group to a resist have been made for a long time. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 60-195542, 1-217453 and 2-59751 have been proposed. Discloses a norbornene-based polymer, and JP-A-2-46045 discloses various alkali-soluble resins having a cyclic aliphatic hydrocarbon skeleton and a maleic anhydride unit. Further, JP-A-5-80515 discloses a copolymer of norbornene and an acrylic acid ester protected with an acid-decomposable group, and is disclosed in JP-A-4-39665, JP-A-5-265212, and JP-A-5-80515. And JP-A-7-234511
Discloses a copolymer having an adamantane skeleton in the side chain, and JP-A-7-252324 and JP-A-9-221526 disclose an aliphatic group having 7 to 12 carbon atoms having a bridged cyclic hydrocarbon group. cyclic hydrocarbon group, the compound linked to the side chain of the polymer, e.g., tricyclo [5,2,1,0 2,6] decane methylene group, a tricyclo [5,2,1,0 2,6] decanediyl Group,
A norbornanediyl group, a norbornanedimethyl group and an adamantanediyl group are disclosed, and JP-A-7-199467 discloses a tricyclodecanyl group, a dicyclopentenyl group, a dicyclopentenyloxyethyl group, a norbornyl group, and a cyclohexyl group on the polymer side. Each compound linked to the chain is disclosed.

【0007】さらに、特開平9-325498号にはシクロヘキ
サン及びイソボルニル骨格を主鎖に有する重合体を開示
され、さらに、特開平9-230595号、特開平9-244247号、
特開平10-10739号、WO97-33198、EP794458、EP789278号
には、ジシクロオレフィン等の各種環状オレフィン類を
主鎖に導入した重合体を開示され、特開平8-82925 号、
特開平9-230597号にはテルペノイド骨格の内、メンチル
基またはメンチル誘導体基を有する化合物が好ましいこ
とが開示されている。しかしながら、脂環式炭化水素部
位導入の弊害として、系が極めて疎水的になるために、
従来、レジストの現像液として幅広く用いられてきたテ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド(以下TMAH)
水溶液での現像が困難となったり、現像中に基板からレ
ジストが剥がれてしまうなどの現象が見られる。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-325498 discloses a polymer having a cyclohexane and isobornyl skeleton in the main chain, and further disclosed in JP-A-9-230595, JP-A-9-244247,
JP-A-10-10739, WO97-33198, EP794458, EP789278 disclose polymers in which various cyclic olefins such as dicycloolefin are introduced into the main chain, JP-A-8-82925,
JP-A-9-230597 discloses that a compound having a menthyl group or a menthyl derivative group among terpenoid skeletons is preferable. However, as an adverse effect of introducing an alicyclic hydrocarbon site, the system becomes extremely hydrophobic,
Conventionally, tetramethylammonium hydroxide (hereinafter referred to as TMAH) has been widely used as a developing solution for resist.
There are phenomena such as difficulty in developing with an aqueous solution and peeling of the resist from the substrate during development.

【0008】このようなレジストの疎水化に対応するた
め、現像液にイソプロピルアルコールなどの有機溶剤を
混ぜるなどの検討がなされ一応の成果が見られるもの
の、レジスト膜の膨潤の懸念やプロセスが煩雑になるな
ど必ずしも問題が解決されたとは言えない。レジスト自
体の改良というアプローチでは、親水性基の導入により
疎水的な脂環式炭化水素部位を補うという施策も数多く
なされている。
[0008] In order to cope with such hydrophobicity of the resist, studies have been made to mix an organic solvent such as isopropyl alcohol in a developing solution. Although some results have been obtained, there are concerns about swelling of the resist film and the process becomes complicated. The problem has not always been solved. In the approach of improving the resist itself, many measures have been taken to supplement hydrophobic alicyclic hydrocarbon sites by introducing a hydrophilic group.

【0009】一般的には、アクリル酸やメタクリル酸と
いうカルボン酸部位を有する単量体を脂環式炭化水素基
を有する単量体と共重合させるという対応を採ってきた
が、カルボン酸の導入とともに基板密着性が向上する方
向にはあるものの、ドライエッチング耐性が劣化し、さ
らにレジストの膜べりが顕著になったりするなどの問題
が多く、上記課題の解決には至っていない。更に、特開
平7-234511号にあっては、HEMAやアクリロニトリル
の様なカルボン酸基の代わりに水酸基やシアノ基を分子
内に有する単量体を脂環式炭化水素基を有する単量体と
共重合させることにより、現像性の解決を目指したが全
く不十分で解決を看ていない。
In general, a measure has been taken in which a monomer having a carboxylic acid moiety such as acrylic acid or methacrylic acid is copolymerized with a monomer having an alicyclic hydrocarbon group. In addition, although there is a tendency to improve the substrate adhesion, there are many problems such as deterioration of dry etching resistance and further increase in resist film loss, and the above-mentioned problems have not been solved. Furthermore, in JP-A-7-234511, a monomer having a hydroxyl group or a cyano group in the molecule instead of a carboxylic acid group such as HEMA or acrylonitrile is referred to as a monomer having an alicyclic hydrocarbon group. The aim was to solve the developability by copolymerization, but the solution was not sufficiently satisfactory.

【0010】また最近では、J.Photopolym.Sci.,Tech.,
Vol. 9, 509(1996) やJ.Photopolym.Sci., Tech.,Vol.1
0,545(1997) に記載されているように、メバロニックラ
クトン等のラクトン構造に着目した基板密着性改善が検
討されている。しかし、現像性確保のため、プロセスを
煩雑化するオーバーコート層を必要とするなど、現像性
が不十分であり、さらに基板密着性の面でも不十分であ
る。また、特開平8-289626号では、分子内にカルボン酸
基と脂環式炭化水素部位を同時に有する単量体の検討が
なされ、ドライエッチング耐性と現像性、基板密着性の
改良が図られてはいるが、極端に現像液溶解性が高いこ
とに由来した基板密着性と標準現像液適性の欠落などの
課題に突き当たっている。
Recently, J. Photopolym. Sci., Tech.,
Vol. 9, 509 (1996) and J. Photopolym. Sci., Tech., Vol. 1
As described in U.S. Pat. No. 0,545 (1997), improvement of substrate adhesion has been studied by focusing on a lactone structure such as mevalonic lactone. However, in order to ensure the developability, an overcoat layer that complicates the process is required, and the developability is insufficient, and the substrate adhesion is also insufficient. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-289626, a monomer having a carboxylic acid group and an alicyclic hydrocarbon moiety in a molecule at the same time is studied, and dry etching resistance, developability, and substrate adhesion are improved. Nevertheless, problems such as lack of substrate adhesion and suitability for a standard developer due to extremely high solubility of the developer have been encountered.

【0011】同様に、特開平9-325498号には、カルボン
酸基もしくはスルホン酸基等の酸性置換基を側鎖に導入
したシクロヘキサン骨格若しくはイソボルニル骨格を主
鎖に有する重合体が検討され、現像性の改良はなされた
ものの基板との密着性についてはまだ満足のいくレベル
には達していない。また、J.Photopolym.Sci.,Tech.,Vo
l.10,561(1997)に記載されているような、アルコール性
水酸基を有する脂環式炭化水素単量体を共重合させるこ
とによる改良が図られてはいるもののまだ満足のいくレ
ベルには達していない。
Similarly, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-325498 discusses a polymer having a cyclohexane skeleton or isobornyl skeleton in which an acidic substituent such as a carboxylic acid group or a sulfonic acid group is introduced into a side chain in a main chain. Although the properties have been improved, the adhesion to the substrate has not yet reached a satisfactory level. Also, J. Photopolym. Sci., Tech., Vo
As described in l. 10,561 (1997), improvements have been made by copolymerizing alicyclic hydrocarbon monomers having alcoholic hydroxyl groups, but they have not yet reached a satisfactory level. Absent.

【0012】さらに、ノルボルネンポリマー主鎖に基板
密着性付与の観点から水酸基を導入した報告(J. Photop
olym.Sci.,Tech.,Vol.10,529(1997),J.Photopolym.Sc
i.,Tech.,Vol.10,521(1997))もなされたが、現像性、基
板密着性とも満足のいく結果は得られていない。このよ
うに、ArFエキシマレーザー光の深紫外線に対して高
い透明性を有するとともに、高いドライエッチング耐性
を備え、アルカリ現像液に対して均一に溶解し、且つ基
板との密着性に優れた感光性組成物は未だ得られていな
かった。
Furthermore, a report has been made on introducing a hydroxyl group into the norbornene polymer main chain from the viewpoint of imparting substrate adhesion (J. Photop.
olym.Sci., Tech., Vol.10,529 (1997), J.Photopolym.Sc
i., Tech., Vol. 10, 521 (1997)), but satisfactory results have not been obtained in both developability and substrate adhesion. As described above, the photosensitivity has high transparency to deep ultraviolet rays of ArF excimer laser light, has high dry etching resistance, is uniformly dissolved in an alkali developing solution, and has excellent adhesion to a substrate. The composition has not yet been obtained.

【0013】[0013]

【本発明が解決しょうとする課題】本発明の課題は、上
述した問題点に鑑みてなされたものであり、深紫外線、
特にArFエキシマレーザー光に対して高い感度を有
し、解像力、レジストプロファイルが優れるとともに、
十分なドライエッチング耐性を備え、かつ基板からの剥
離が起こらないレジストパターンを形成し得る標準現像
液(2.38%TMAH水溶液)適性を備えたポジ型感
光性組成物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has been made in consideration of the following problems.
In particular, it has high sensitivity to ArF excimer laser light, and has excellent resolution and resist profile.
It is an object of the present invention to provide a positive photosensitive composition having sufficient dry etching resistance and suitable for a standard developing solution (2.38% TMAH aqueous solution) capable of forming a resist pattern that does not peel off from a substrate.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、ポジ型化
学増幅系レジスト組成物の構成材料を鋭意検討した結
果、特定の構造を構造単位として含む重合体を含有する
樹脂と光酸発生剤の組み合わせによって目的が達成され
ることを知り本発明に至った。即ち、本発明は下記構成
の方法によって達成される。 (1)(A)活性光線または放射線の照射により酸を発
生する化合物、及び(B)下記一般式(I)で表される
2価の多環型の脂環式単位を重合体の主鎖に有する樹脂
を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies on the constituent materials of a positive-type chemically amplified resist composition, and as a result, have found that a resin containing a polymer containing a specific structure as a structural unit and a photoacid generator The inventors have found that the object can be achieved by a combination of agents, and have led to the present invention. That is, the present invention is achieved by a method having the following configuration. (1) (A) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, and (B) a main chain of a polymer comprising a divalent polycyclic alicyclic unit represented by the following general formula (I): A positive photosensitive composition characterized by containing the resin contained in (1).

【0015】[0015]

【化2】 Embedded image

【0016】(上記一般式(I)において、Xは、酸素
原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO2 −から選ばれ
る2価の結合基を表す。R1 、R2 は、各々独立に水素
原子、アルキル基、置換アルキル基、環状アルキル基、
置換環状アルキル基、酸の作用により分解する基、また
は−Y−R3 基を表す。Yは単結合、アルキレン基、置
換アルキレン基、エーテル基、カルボニル基、エステル
基、アミド基、スルホンアミド基の群の中から選択され
る単独あるいは2つ以上の基を組み合わせた2価の基を
表す。R3 は−COOH、−COOR4 、アルコキシ
基、置換アルコキシ基を表す。R4 はアルキル基、置換
アルキル基、環状アルキル基、置換環状アルキル基を表
す。nは2または3を表す。)
(In the above formula (I), X represents a divalent linking group selected from an oxygen atom, a sulfur atom, -NH- and -NHSO 2-. R 1 and R 2 are each independently Hydrogen atom, alkyl group, substituted alkyl group, cyclic alkyl group,
Substituted cyclic alkyl group, a group decomposable or -Y-R 3 group, by the action of an acid. Y is a single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, an ether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, or a divalent group obtained by combining two or more groups selected from the group consisting of a sulfonamide group. Represent. R 3 represents —COOH, —COOR 4 , an alkoxy group, or a substituted alkoxy group. R 4 represents an alkyl group, a substituted alkyl group, a cyclic alkyl group, or a substituted cyclic alkyl group. n represents 2 or 3. )

【0017】(2)前記樹脂が環化重合法により合成さ
れるものであって、酸の作用により分解する基を有する
ことを特徴とする前項(1)記載のポジ型感光性組成
物。 (3)酸の作用により分解しうる基を有し、アルカリ溶
解性が酸の作用により増大する分子量が1000以下の
低分子酸分解性溶解阻止化合物を含むことを特徴とする
前項(1)又は(2)に記載のポジ型感光性組成物。 (4)露光光源として、220nm以下の波長の遠紫外
光を使用することを特徴とする前項(1)〜(3)のい
づれかに記載のポジ型感光性組成物。
(2) The positive photosensitive composition as described in (1) above, wherein the resin is synthesized by a cyclization polymerization method and has a group that is decomposed by the action of an acid. (3) The above item (1) or comprising a low-molecular acid-decomposable dissolution inhibiting compound having a group decomposable by the action of an acid and having an alkali solubility increased by the action of an acid and having a molecular weight of 1,000 or less. The positive photosensitive composition according to (2). (4) The positive photosensitive composition as described in any one of (1) to (3) above, wherein far-ultraviolet light having a wavelength of 220 nm or less is used as an exposure light source.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下において、本発明に使用する
樹脂について詳細に説明する。上記一般式(I)におい
て、R1 における酸の作用により分解する基(酸分解性
基ともいう)としては、例えば、t−ブチル基、t−ア
ミル基などの3級アルキル基、イソボロニル基、1−エ
トキシエチル基、1−ブトキシエチル基、1−イソブト
キシエチル基、1−シクロヘキシロキシエチル基等の1
−アルコキシエチル、1−メトキシメチル基、1−エト
キシエチル基等のアルコキシメチル基、テトラヒドロピ
ラニル基、テトラヒドロフラニル基等を挙げることがで
きる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the resin used in the present invention will be described in detail. In the general formula (I), examples of the group (also referred to as an acid-decomposable group) decomposed by the action of an acid in R 1 include a tertiary alkyl group such as a t-butyl group and a t-amyl group, an isobornyl group, 1-ethoxyethyl, 1-butoxyethyl, 1-isobutoxyethyl, 1-cyclohexyloxyethyl, etc.
And alkoxymethyl groups such as -alkoxyethyl, 1-methoxymethyl group and 1-ethoxyethyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group and the like.

【0019】R1 、R2 、R4 におけるアルキル基とし
ては、炭素数1〜10個の直鎖状あるいは分岐状アルキ
ル基が好ましく、より好ましくはメチル基、エチル基、
プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチ
ル基、sec−ブチル基、t−ブチル基である。R1
2 、R4 における環状アルキル基としては、シクロプ
ロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダ
マンチル基、2-メチル-2- アダマンチル基、ノルボニル
基、ボロニル基、イソボロニル基、トリシクロデカニル
基、ジシクロペンテニル基、ノボルナンエポキシ基、メ
ンチル基、イソメンチル基、ネオメンチル基、ネオメン
チル基、テトラシクロドデカニル基等を挙げることがで
きる。
The alkyl group for R 1 , R 2 and R 4 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a methyl group, an ethyl group,
Propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and t-butyl group. R 1 ,
Examples of the cyclic alkyl group for R 2 and R 4 include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an adamantyl group, a 2-methyl-2-adamantyl group, a norbornyl group, a boronyl group, an isobornyl group, a tricyclodecanyl group, and a dicyclodecanyl group. Examples thereof include a cyclopentenyl group, a nobornane epoxy group, a menthyl group, an isomenthyl group, a neomenthyl group, a neomenthyl group, and a tetracyclododecanyl group.

【0020】R3 におけるアルコキシ基としては、メト
キシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭
素数1 〜4 個のものを挙げることができる。上記アルキ
ル基、環状アルキル基、アルコキシ基における更なる置
換基としては、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル
基、アルコキシ基、アシル基、シアノ基、アシルオキシ
基等を挙げることができる。アルコキシ基としては、メ
トキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の
炭素数1〜4個のものを挙げることができ、アシル基と
してはホルミル基、アセチル基等を挙げることができ、
アシルオキシ基としてはアセトキシ基を挙げることがで
きる。Yにおけるアルキレン基、置換アルキレン基とし
ては、下記で示される基を挙げることができる。
Examples of the alkoxy group for R 3 include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group. Further substituents in the above-mentioned alkyl group, cyclic alkyl group and alkoxy group include a hydroxyl group, a halogen atom, a carboxyl group, an alkoxy group, an acyl group, a cyano group, an acyloxy group and the like. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group, and examples of the acyl group include a formyl group and an acetyl group.
Examples of the acyloxy group include an acetoxy group. Examples of the alkylene group and substituted alkylene group for Y include the groups shown below.

【0021】−〔C(Ra)(Rb)〕p − 上記の基において、Ra 、Rb は、水素原子、アルキル
基、置換アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキ
シ基を表し、両者は同一または異なっていてもよく、ア
ルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イ
ソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好まし
く、更に好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロピル基からなる群から選択された置換基を
表す。置換アルキル基の置換基としては、水酸基、ハロ
ゲン原子、アルコキシ基を挙げることができる。アルコ
キシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基等の炭素数1〜4個のものを挙げること
ができる。また、pは1〜10の整数を表す。一般式
(I)において、Xは酸素原子が好ましい。
[0021] - [C (Ra) (Rb)] p - in the above groups, R a, R b represents a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group, both identical Or may be different, and the alkyl group is preferably a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a butyl group, and more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Represents a substituent selected from the group. Examples of the substituent of the substituted alkyl group include a hydroxyl group, a halogen atom and an alkoxy group. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group and a butoxy group. P represents an integer of 1 to 10. In the general formula (I), X is preferably an oxygen atom.

【0022】本発明の樹脂は、例えば、C.S.Marvel,eta
l.;J.Am.Chem.Soc.79,5771(1957)やC.S.Marvel.etal.;
J.Am.Chem.Soc.81,984(1959) に記載される環化重合方
法を利用して合成することができる。即ち、下記のスキ
ーム1に示すように、2,6位が置換された1,5−ペ
ンタジエンもしくは1,6−ヘプタジエンをラジカル重
合開始剤を用いて重合することで容易に得られる。重合
は、ジオレフィンをバルク、溶液中、もしくはエマルジ
ョン系中で、クロロホルムやベンゼン等の有機溶媒を用
いておこなわれる。所定時間反応後、生成した本発明の
樹脂と未反応の単量体成分、溶剤等を減圧蒸留等で処理
して、精製することが好ましい。
The resin of the present invention is, for example, CSMarvel, eta
l .; J. Am. Chem. Soc. 79, 5771 (1957) and CSMarvel.etal .;
Soc. 81, 984 (1959) can be synthesized using the cyclopolymerization method described in J. Am. That is, as shown in the following Scheme 1, it can be easily obtained by polymerizing 1,5-pentadiene or 1,6-heptadiene substituted at the 2,6-position using a radical polymerization initiator. The polymerization is carried out using an organic solvent such as chloroform or benzene in a bulk, solution or emulsion system of the diolefin. After the reaction for a predetermined time, it is preferable to purify the resulting resin of the present invention by reacting with the unreacted monomer components, solvents, and the like by distillation under reduced pressure.

【0023】[0023]

【化3】 Embedded image

【0024】(スキーム1において、nは2または3、
mは10以上の整数) この様にして得られた本発明の樹脂は、屈折率検知器を
つけたゲル浸透クロマトグラフィーで、保持時間を分子
量既知のポリスチレンと比較して測定し、重量平均分子
量を求める。本発明で用いられる樹脂は、重量平均分子
量が1500〜100000の範囲にあることが好まし
く、さらに好ましくは2000〜70000の範囲、特
に好ましくは3000〜50000の範囲である。重量
平均分子量が1500未満では耐ドライエッチング耐
性,耐熱性,基板との密着性が不十分となる傾向とな
り、100000を越えるとレジスト感度が低下する傾
向となるため好ましくない。また、分散度(Mw/M
n)は好ましくは1.0〜6.0、より好ましくは1.
0〜4.0であり、小さな数値になるほど耐熱性、画像
レジスト( レジストプロファイル、デフォーカスラチチ
ュード等) が良好となる。
(In the scheme 1, n is 2 or 3,
m is an integer of 10 or more) The thus obtained resin of the present invention is measured by gel permeation chromatography equipped with a refractive index detector by comparing the retention time with that of a polystyrene having a known molecular weight and obtaining a weight average molecular weight. Ask for. The resin used in the present invention preferably has a weight average molecular weight in the range of 1500 to 100,000, more preferably in the range of 2000 to 70000, and particularly preferably in the range of 3000 to 50,000. If the weight average molecular weight is less than 1500, the dry etching resistance, heat resistance, and adhesion to the substrate tend to be insufficient. If the weight average molecular weight exceeds 100,000, the resist sensitivity tends to decrease. Also, the degree of dispersion (Mw / M
n) is preferably 1.0 to 6.0, more preferably 1.
0 to 4.0, and the smaller the value, the better the heat resistance and the image resist (resist profile, defocus latitude, etc.).

【0025】カルボン酸基を有するシクロヘキサン骨格
が主鎖に導入され、環状脂肪族炭化水素骨格が単結合で
結合された重合体が、特開平9-325498号に開示されてい
る。また、特開平9-244247号,EP-0789278 号には、ノル
ボルネン置換体を開環重合した後に、水素化反応を行な
わせることにより得られる樹脂が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-325498 discloses a polymer in which a cyclohexane skeleton having a carboxylic acid group is introduced into the main chain, and a cycloaliphatic hydrocarbon skeleton is bonded by a single bond. JP-A-9-244247 and EP-0789278 disclose resins obtained by subjecting a norbornene-substituted product to ring-opening polymerization and then performing a hydrogenation reaction.

【0026】ところが、これらの樹脂では、現像性の改
良がなされたものの基板との密着性についてはなお不十
分であった。これに対し、本発明の樹脂が、如何なる理
由で特異的に現像性と密着性に優れるのかは明らかでは
ないが、本発明の重合体は、主鎖にシクロペンタン環も
しくはシクロヘキサン環を有し、主鎖の炭素上にカルボ
ン酸誘導基(−CO−X−R 1 等)を2個有し、かつ、
環状脂肪族炭化水素骨格がメチレン結合を介して結合す
るという基本構造単位を持つことに起因する特徴により
発現したものと思われる。
However, in these resins, the developing property is improved.
Although good, the adhesion to the substrate is still insufficient
Minutes. On the other hand, the resin of the present invention
It is not clear whether the reason is that it is specifically excellent in developability and adhesion
However, the polymer of the present invention also has a cyclopentane ring in the main chain.
Or a cyclohexane ring, and a carbon atom on the main chain carbon.
Acid-derived groups (—CO—X—R 1Etc.), and
Cycloaliphatic hydrocarbon backbone linked via methylene bond
Due to having the basic structural unit
It seems that it was expressed.

【0027】本発明の樹脂の性能を向上させる目的で、
同樹脂の220nm以下の透明性及び耐ドライエッチン
グ性を著しく損なわない範囲で、更に他の重合性モノマ
ーを共重合させても良い。使用することのできる共重合
モノマーとしては以下に示すものが挙げられる。例え
ば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル
類、アクリルアミド類、メタクリル酸エステル類、メタ
クリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビ
ニルエステル類、スチレン類、クロトン酸エステル類な
どから選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合
物、無水マレイン酸などの酸無水物、マレイミド、アク
リロニトリル、メタクリロニトリル等がある。その他、
一般的には共重合可能である付加重合不飽和化合物であ
ればいづれも用いることができる。
For the purpose of improving the performance of the resin of the present invention,
Another polymerizable monomer may be further copolymerized as long as the transparency of 220 nm or less and the dry etching resistance of the resin are not significantly impaired. Examples of the copolymerizable monomer that can be used include the following. For example, an addition-polymerizable polymer selected from acrylic acid, methacrylic acid, acrylic esters, acrylamides, methacrylic esters, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, styrenes, crotonic esters, and the like. There are a compound having one saturated bond, an acid anhydride such as maleic anhydride, maleimide, acrylonitrile, methacrylonitrile, and the like. Others
Generally, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized can be used.

【0028】共重合可能なモノマーとして、アクリル酸
エステル類、メタクリル酸エステル類の具体例として
は、例えば炭素数が1〜8のアルキルアクリレート、ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピ
ル、アクリル酸t-ブチル、アクリル酸アミル、アクリル
酸シクロヘキシル、2-ヒドロキシエチルアクリレート、
フェニルアクリレート、メタクリル酸メチル、メタリル
酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸t-ブチ
ル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸シクロヘキシ
ル、メタクリル酸アダマンチル、メタクリル酸2-ヒドロ
キシエチル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ナフ
チル、アクリル酸トリシクロデカニル、アクリル酸トリ
シクロデシル、メタクリル酸テトラヒドロピラニル、メ
タクリル酸エトキシエチル、メタクリル酸ブトキシエチ
ル、メタクリル酸メトキシプロピル、メタクリル酸シク
ロヘキシルエチル、メタクリル酸アダマンチルオキシエ
トキシエチル、メタクリル酸アダマンチルカルボニルオ
キシエトキシエチル、メタクリル酸1-パラメンチル、メ
タクリル酸3-オキソシクロヘキシル、メタクリル酸メン
チルなどが挙げられる。
Specific examples of copolymerizable monomers such as acrylates and methacrylates include alkyl acrylates having 1 to 8 carbon atoms, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, and acrylic acid. t-butyl, amyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate,
Phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, t-butyl methacrylate, amyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, adamantyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, phenyl methacrylate, naphthyl methacrylate, acrylic acid Tricyclodecanyl, tricyclodecyl acrylate, tetrahydropyranyl methacrylate, ethoxyethyl methacrylate, butoxyethyl methacrylate, methoxypropyl methacrylate, cyclohexylethyl methacrylate, adamantyl oxyethoxyethyl methacrylate, adamantyl carbonyloxyethoxy methacrylate Ethyl, 1-paramenthyl methacrylate, 3-oxocyclohexyl methacrylate, menthyl methacrylate and the like

【0029】また、アクリルアミド、メタクリルアミド
類の具体的な例としては、N,N−ジメチルアクリルア
ミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−メチル−
N−フェニルアクリルアミド、N−ヒドロキシエチル−
N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリ
ルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N−メ
チル−N−フェニルメタクリルアミド、N−ヒドロキシ
エチル−N−エチルメタクリルアミド、N−シクロヘキ
シルマレイミド等が挙げられる。
Specific examples of acrylamide and methacrylamide include N, N-dimethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-methyl-
N-phenylacrylamide, N-hydroxyethyl-
N-methylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N, N-diethylmethacrylamide, N-methyl-N-phenylmethacrylamide, N-hydroxyethyl-N-ethylmethacrylamide, N-cyclohexylmaleimide and the like can be mentioned. .

【0030】アリル化合物の具体例としては、酢酸アリ
ル、アセト酢酸アリル、乳酸アリル、安息香酸アリルな
どのアリルエステル類が挙げられる。ビニルエーテル類
の具体例としては、エチルヘキシルビニルエーテル、メ
トキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエ
ーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテルなどのアルキ
ルビニルエーテル類、ビニルフェニルエーテル、ビニル
ナフチルエーテルなどのビニルアリールエーテル類、ビ
ニルブチレート、ビニルイソブチレート、ビニルバレー
ト、ビニルメトキシアセテート、ビニルラクテート、安
息香酸ビニル、サリチル酸ビニル、ナフトエ酸ビニルな
どを挙げることができる。
Specific examples of the allyl compound include allyl esters such as allyl acetate, allyl acetoacetate, allyl lactate and allyl benzoate. Specific examples of vinyl ethers include alkyl vinyl ethers such as ethylhexyl vinyl ether, methoxyethyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, and hydroxyethyl vinyl ether; vinyl aryl ethers such as vinyl phenyl ether and vinyl naphthyl ether; vinyl butyrate and vinyl isobutyrate. , Vinyl valate, vinyl methoxy acetate, vinyl lactate, vinyl benzoate, vinyl salicylate, vinyl naphthoate and the like.

【0031】スチレン類の具体例としては、スチレン、
p−ヒドロキシスチレン、カルボキシスチレン、メチル
スチレン、メトキシスチレン、アセトキシスチレンが挙
げられる。クロトン酸エステル類の具体例としては、ク
ロトン酸ブチル、クロトン酸ヘキシル等を挙げることが
できる。その他、共重合可能な付加重合不飽和化合物の
例としては、ノルボルネン、1,5−ジメチル1,5−
シクロオクタジエン、5,6−ジヒドロジシクロペンタ
ジエン、1,5−オクタジエンなどの脂環式炭化水素化
合物、および、これらの誘導体が挙げられる。これらの
共重合性モノマーは、一般式(I)で表される繰り返し
単位に酸分解性基を含まない場合は、共重合モノマーに
酸分解性基を含むことが好ましい。
Specific examples of styrenes include styrene,
Examples include p-hydroxystyrene, carboxystyrene, methylstyrene, methoxystyrene, and acetoxystyrene. Specific examples of crotonic esters include butyl crotonate and hexyl crotonate. Other examples of the copolymerizable addition-polymerizable unsaturated compound include norbornene, 1,5-dimethyl-1,5-
Examples include alicyclic hydrocarbon compounds such as cyclooctadiene, 5,6-dihydrodicyclopentadiene, and 1,5-octadiene, and derivatives thereof. When these copolymerizable monomers do not contain an acid-decomposable group in the repeating unit represented by the general formula (I), the copolymerizable monomer preferably contains an acid-decomposable group.

【0032】本発明における樹脂中、一般式(I)で示
される繰り返し単位の含有量は、全単量体の繰り返し単
位中10モル%以上が好ましく、より好ましくは20モ
ル%以上、さらに好ましくは30モル%以上である。ま
た、本発明における樹脂中、酸分解性基を含有する場
合、酸分解性基を含有する繰り返し単位の含有量は全単
量体の繰り返し単位中10〜90モル%が好ましく、よ
り好ましくは15〜85モル%、更に好ましくは20〜
80モル%である。また、その他の共重合成分の繰り返
し単位の含有量は、全単量体の繰り返し単位中80モル
%以下が好ましく、より好ましくは70モル%以下、更
に好ましくは60モル%以下である。以下において、本
発明の樹脂を構成する一般式(I)で示される繰り返し
単位の例として、(a−1)〜(a−15)を示すが、
本発明はこれらの例に限定されるものではない。
In the resin of the present invention, the content of the repeating unit represented by the general formula (I) is preferably at least 10 mol%, more preferably at least 20 mol%, even more preferably in the repeating units of all monomers. 30 mol% or more. When the resin of the present invention contains an acid-decomposable group, the content of the acid-decomposable group-containing repeating unit is preferably from 10 to 90 mol%, more preferably from 15 to 90 mol%, based on the repeating units of all the monomers. ~ 85 mol%, more preferably 20 ~
80 mol%. Further, the content of the repeating unit of the other copolymer component is preferably at most 80 mol%, more preferably at most 70 mol%, further preferably at most 60 mol%, based on the repeating units of all the monomers. Hereinafter, (a-1) to (a-15) are shown as examples of the repeating unit represented by the general formula (I) constituting the resin of the present invention,
The present invention is not limited to these examples.

【0033】[0033]

【化4】 Embedded image

【0034】[0034]

【化5】 Embedded image

【0035】[0035]

【化6】 Embedded image

【0036】[0036]

【化7】 Embedded image

【0037】本発明において、上記樹脂の感光性組成物
(溶媒は除く) 中の添加量としては、全固形分に対し5
0〜99.7重量%、好ましくは70〜99重量%であ
る。また、本発明の樹脂において、酸分解性基を含む場
合には、アルカリ溶解性が酸の作用により増大する分子
量が1000以下の低分子酸分解性溶解阻止化合物を含
むか、含まないか、いずれでもよいが、酸分解性基を含
まない場合には、アルカリ溶解性が酸の作用により増大
する分子量が1000以下の低分子酸分解性溶解阻止化
合物を含むことが好ましい。即ち、未露光部と露光部で
のアルカリに対する溶解速度比を高め、高い解像力を得
るためには、酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する
化合物の添加は有効である。
In the present invention, the addition amount of the above resin in the photosensitive composition (excluding the solvent) is 5 to the total solid content.
It is 0 to 99.7% by weight, preferably 70 to 99% by weight. Further, when the resin of the present invention contains an acid-decomposable group, it contains or does not contain a low-molecular acid-decomposable dissolution inhibiting compound having a molecular weight of which alkali solubility is increased by the action of an acid of 1000 or less. However, when it does not contain an acid-decomposable group, it preferably contains a low-molecular acid-decomposable dissolution inhibiting compound having a molecular weight of 1,000 or less, whose alkali solubility is increased by the action of an acid. That is, in order to increase the ratio of dissolution rate to alkali in the unexposed area and the exposed area and to obtain high resolution, it is effective to add a compound which increases the alkali solubility by the action of an acid.

【0038】次に、本発明のポジ型感光性組成物におけ
る光酸発生剤について説明する。本発明で使用される、
活性光線または放射線の照射により分解して酸を発生す
る化合物の例としては、光カチオン重合の光開始剤、光
ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色
剤、あるいは紫外線、遠紫外線、KrFエキシマレーザ
ー光、ArFエキシマレーザー光、電子線、X線、分子
線またはイオンビームにより酸を発生するマイクロフォ
トレジストであり、公知の光酸発生剤およびそれらの混
合物を適宜に選択して使用することができる。
Next, the photoacid generator in the positive photosensitive composition of the present invention will be described. Used in the present invention,
Examples of compounds that decompose upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid include a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for photoradical polymerization, a photodecolorant for dyes, a photochromic agent, or an ultraviolet ray. , A micro-photoresist that generates acid by far ultraviolet rays, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, electron beam, X-ray, molecular beam or ion beam, and appropriately selects a known photoacid generator and a mixture thereof. Can be used.

【0039】これらのうち、本発明における使用に好ま
しいものは、220nm以下の範囲の光で酸を発生する
光酸発生剤であり、なお、本発明の上記樹脂との混合物
が有機溶剤に十分溶解するものであれば、いかなる光酸
発生剤でもよい。また、単独、もしくは2種以上を混合
して用いたり、適当な増感剤と組み合わせて用いてもよ
い。使用可能な光酸発生剤の例としては、例えば、J.Or
g.Chem.Vol.43,N0.15,3055(1978)に記載のトリフェニル
スルホニウム塩誘導体及び特願平9-279071号に記載の他
のオニウム塩( スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホス
ホニウム塩、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩) も用い
ることができる。
Of these, preferred for use in the present invention are photoacid generators which generate an acid with light in the range of 220 nm or less, and the mixture of the resin with the above resin of the present invention is sufficiently dissolved in an organic solvent. Any photoacid generator may be used as long as the photoacid generator can be used. Further, they may be used alone or as a mixture of two or more kinds, or may be used in combination with an appropriate sensitizer. Examples of usable photoacid generators include, for example, J. Or
g.Chem.Vol.43, N0.15, 3055 (1978) Triphenylsulfonium salt derivatives and other onium salts described in Japanese Patent Application No. 9-279071 (sulfonium salts, iodonium salts, phosphonium salts, diazonium Salts, ammonium salts) can also be used.

【0040】オニウム塩の具体例としては、ジフェニル
ヨードニウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムピ
レンスルホネート、ジフェニルヨードニウム、ドデシル
ベンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリ
フレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロア
ンチモネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロ
アンチモネート、トリフェニルスルホニウムナフタレン
スルホネート、トリフェニルスルホニウムカンファース
ルホニウム、(4−メトキシフェニル) 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、ビス(t−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
ネート等を挙げることができる。
Specific examples of the onium salt include diphenyliodonium triflate, diphenyliodonium pyrene sulfonate, diphenyliodonium, dodecylbenzenesulfonate, triphenylsulfonium triflate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, and triphenyliodonium hexafluoroantimonate. Examples include phenylsulfonium naphthalene sulfonate, triphenylsulfonium camphorsulfonium, (4-methoxyphenyl) phenyliodonium trifluoromethanesulfonate, and bis (t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate.

【0041】また、特開平3-103854号、特開平3-103856
号、特開平4-1210960 号に記載のジアゾジスルホン類や
ジアゾケトスルホン類、特開昭64-18143号、特開平2-24
5756号に記載のあるイミノスルホネート類、特開平2-71
270 号に記載のジスルホン類も好適に用いることができ
る。更に、USP3849137号、特開昭63-26653号、特開昭62
-69263号、特開昭63-146038 号、特開昭63-163452 号、
特開昭62-153853 号、特開昭63-146029 号等に記載の光
により酸を発生する基をポリマーの主鎖もしくは側鎖に
導入した化合物も同様に用いることができる。
Also, JP-A-3-103854, JP-A-3-103856
Diazodisulfones and diazoketosulfones described in JP-A-4-210960, JP-A-64-18143, JP-A-2-24
Iminosulfonates described in 5756, JP-A-2-71
Disulfones described in No. 270 can also be suitably used. Further, USP 3849137, JP-A-63-26653, JP-A-62
-69263, JP-A-63-146038, JP-A-63-163452,
The compounds described in JP-A-62-153853 and JP-A-63-146029, in which a group capable of generating an acid by light is introduced into the main chain or side chain of the polymer, can also be used.

【0042】また、更に、特開平7-25846 号、特開平7-
28237 号、特開平7-92675 号および特開平8-27120 号に
記載の2−オキソシクロヘキシル基を有する脂肪族アル
キルスルホニウム塩類、及びN−ヒドロキシスクシンイ
ミドスルホネート類、さらには、J.Photopolym.Sci.,Te
ch.,Vol.7,No.3,423(1994)に記載のスルホニウム塩など
も好適に用いることができ、これらの光酸発生剤を1種
で、または2種以上の組み合わせで好適に用いることが
できる。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 7-25846 and Hei 7-846
No. 28237, aliphatic alkylsulfonium salts having a 2-oxocyclohexyl group described in JP-A-7-92675 and JP-A-8-27120, and N-hydroxysuccinimide sulfonates, and further, J. Photopolym.Sci., Te
ch., Vol. 7, No. 3, 423 (1994), etc. can also be suitably used, and these photoacid generators can be suitably used alone or in combination of two or more. it can.

【0043】上記で種々挙げた、活性光線または放射線
の照射により分解して酸を発生する化合物の添加量は、
感光性組成物の全重量( 塗布溶媒を除く) を基準とし
て、通常0.001〜40重量%の範囲であり、好まし
くは0.01〜20重量%、更に好ましくは0.1〜5
重量%の範囲である。光酸発生剤の添加量が0.001
重量%より少ない場合には、感度が低くなり、反対に、
添加量が40重量%を超える場合には、レジストの光吸
収が高くなり過ぎ、プロファイルの劣化やプロセス(特
にベーク) マージンが狭くなるので、好ましくない。本
発明のポジ型感光性組成物には、必要に応じて酸分解性
溶解阻止化合物、有機塩基性化合物、および現像液に対
する溶解性を促進させる化合物等を含有させることもで
きる。
The amount of the compound which decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, which is variously mentioned above, is as follows:
It is usually in the range of 0.001 to 40% by weight, preferably 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight, based on the total weight of the photosensitive composition (excluding the coating solvent).
% By weight. 0.001 of photoacid generator added
If the amount is less than% by weight, the sensitivity decreases, and conversely,
If the addition amount exceeds 40% by weight, the light absorption of the resist becomes too high, and the profile is deteriorated and the process (especially baking) margin is unfavorably reduced. The positive photosensitive composition of the present invention may contain an acid-decomposable dissolution-inhibiting compound, an organic basic compound, and a compound that promotes solubility in a developer, if necessary.

【0044】本発明で使用される低分子の酸分解性溶解
阻止化合物としては、220nm以下の透過性や耐ドラ
イエッチング性、耐熱性を低下させないものが好まし
い。これらの化合物としては、例えば、Proc.SPIE,272
4,355(1996)や特開平8-15865 号、US5310619 号、US537
2912 号に記載されているような酸分解性基を含有する
コール酸誘導体、デヒドロコール酸誘導体、デオキシコ
ール酸誘導体、リトコール酸誘導体、ウルソコール酸誘
導体や、酸分解性基で保護されたアビエチン酸誘導体の
ような脂環族化合物のようなものも、また好ましく用い
ることができる。また、特開平6-51519 号記載の低分子
の酸分解性溶解阻止化合物も220nmの透過性を悪化
させないレベルの添加範囲で用いることもできるし、
1,2−ナフトキノンジアジト化合物も使用することが
できる。
As the low-molecular acid-decomposable dissolution-inhibiting compound used in the present invention, those which do not decrease the transmittance at 220 nm or less, dry etching resistance and heat resistance are preferred. These compounds include, for example, Proc. SPIE, 272
4,355 (1996) and JP-A-8-15865, US5310619, US537
Cholic acid derivatives, dehydrocholic acid derivatives, deoxycholic acid derivatives, lithocholic acid derivatives, ursocholic acid derivatives, and abietic acid derivatives protected with an acid-decomposable group as described in 2912 Such alicyclic compounds as described above can also be preferably used. Further, the low-molecular acid-decomposable dissolution-inhibiting compound described in JP-A-6-51519 can also be used in an addition range that does not deteriorate the transmittance at 220 nm,
1,2-Naphthoquinone diazide compounds can also be used.

【0045】本発明の感光性組成物において、酸分解性
溶解阻止化合物を使用する場合、その添加量は感光性組
成物の全重量( 塗布溶媒を除く) を基準として、通常1
〜50重量%の範囲で用いられ、好ましくは3〜40重
量%、更に好ましくは5〜30重量%の範囲で使用され
る。本発明で用いることのできる好ましい有機塩基性化
合物としては、フェノールよりも塩基性が強い化合物が
挙げられ、中でも含窒素塩基性化合物がより好ましい。
有機塩基性化合物は、おもに酸補足剤やレジストの経時
安定性、密着性質の向上という目的で添加される。例え
ば、特開昭63-149640 号、特開平5-249662号、特開平6-
242605号、特開平6-242606号、特開平6-266100号、特開
平7-120929号、特開平9-274312号、特表平7-508840号に
は、これらの有機塩基性化合物が挙げられ、気化または
昇華しないものが好適に用いられる。
When an acid-decomposable dissolution-inhibiting compound is used in the photosensitive composition of the present invention, the amount thereof is usually 1% based on the total weight of the photosensitive composition (excluding the coating solvent).
It is used in the range of -50% by weight, preferably in the range of 3-40% by weight, more preferably in the range of 5-30% by weight. Preferred organic basic compounds that can be used in the present invention include compounds that are more basic than phenol, and among them, nitrogen-containing basic compounds are more preferable.
The organic basic compound is mainly added for the purpose of improving the stability over time and the adhesion properties of the acid scavenger and the resist. For example, JP-A-63-149640, JP-A-5-249662, JP-A-6-149640
242605, JP-A-6-242606, JP-A-6-266100, JP-A-7-120929, JP-A-9-274312, and JP-T-7-508840 include these organic basic compounds. Those which do not vaporize or sublime are preferably used.

【0046】これら有機塩基性化合物の中で、1,5−
ジアザビシクロ[4,3,0]−5−ノネン、1,8−
ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン、1,
4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、4−ジメ
チルアミノピリジン、1−ナフチルアミン、N−メチル
ホルムアミド、ピペリジン、ヘキサメチレンテトラミ
ン、イミダゾール類が特に好適に用いられる。また、特
開平6-242606号、特開平6-242605号、特開平8-110635号
等に記載の塩基性のアンモニウム塩やスルホニウム塩、
またはベタインなどの内部塩も用いることができる。
Among these organic basic compounds, 1,5-
Diazabicyclo [4,3,0] -5-nonene, 1,8-
Diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene, 1,
4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 4-dimethylaminopyridine, 1-naphthylamine, N-methylformamide, piperidine, hexamethylenetetramine, imidazoles are particularly preferably used. Also, JP-A-6-242606, JP-A-6-242605, basic ammonium salts and sulfonium salts described in JP-A-8-110635, etc.
Alternatively, an internal salt such as betaine can be used.

【0047】これらのなかで、ピリジニウムp−トルエ
ンスルホナート、2,4,6−トリメチルピリジニウム
p−トルエンスルホナート、テトラメチルアンモニウム
p−トルエンスルホナート、テトラブチルアンモニウム
ラクテート等が特に好適に用いられる。これらの含窒素
塩基性化合物は、単独であるいは2種以上の組み合わせ
で用いられる。含窒素塩基性化合物の使用量は、感光性
組成物(溶媒を除く)100重量部に対し、通常、0.
001〜10重量部、好ましくは0.01〜5重量部で
ある。0.001重量部未満では上記含窒素塩基性化合
物の添加効果が得られない。一方、10重量部を越える
と感度の低下や非露光部の現像性が著しく悪化する傾向
がある。
Of these, pyridinium p-toluenesulfonate, 2,4,6-trimethylpyridinium p-toluenesulfonate, tetramethylammonium p-toluenesulfonate, tetrabutylammonium lactate and the like are particularly preferably used. These nitrogen-containing basic compounds are used alone or in combination of two or more. The amount of the nitrogen-containing basic compound used is usually 0.1 to 100 parts by weight of the photosensitive composition (excluding the solvent).
001 to 10 parts by weight, preferably 0.01 to 5 parts by weight. If the amount is less than 0.001 part by weight, the effect of adding the nitrogen-containing basic compound cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 10 parts by weight, the sensitivity tends to decrease and the developability of the unexposed part tends to be remarkably deteriorated.

【0048】本発明で使用できる現像液に対する溶解促
進性化合物の例としては、例えば特開平3-206458号記載
のフェノール性水酸基を2個以上含有する化合物、1−
ナフトールなどのナフトール類、または、特開平3-1793
55号、特開平5-181279号、特開平9-6001号、特開平9-27
4318号、US5374500 号、DE4214363 号記載のカルボキシ
ル基を1個以上有する化合物、カルボン酸無水物、特願
平9-279071号記載のスルホンアミド化合物やスルホニル
イミド化合物などの分子量1000以下の低分子化合物
等を挙げることができる。これらの内、220nmの透
過性を悪化させない溶解促進性化合物が好ましく、例え
ばステロイド類、ノルステロイド類、テルペノイド類が
好ましく、特にアダマンタンカルボン酸、コール酸、ノ
ルコラン酸、アビエチン酸、アガテンジカルボン酸が好
ましい。
Examples of the compound capable of accelerating dissolution in a developer which can be used in the present invention include compounds having two or more phenolic hydroxyl groups described in JP-A-3-206458,
Naphthols such as naphthol, or JP-A-3-1793
No. 55, JP-A-5-181279, JP-A-9-6001, JP-A-9-27
No. 4,318, US Pat. No. 5,374,500, compounds having one or more carboxyl groups described in DE4214363, carboxylic anhydrides, low molecular weight compounds having a molecular weight of 1,000 or less such as sulfonamide compounds and sulfonylimide compounds described in Japanese Patent Application No. 9-279071. Can be mentioned. Of these, dissolution-promoting compounds that do not deteriorate the transmittance at 220 nm are preferable, and for example, steroids, norsteroids, and terpenoids are preferable, and adamantanecarboxylic acid, cholic acid, norcholanic acid, abietic acid, and agatendicarboxylic acid are particularly preferable. preferable.

【0049】本発明のポジ型感光性組成物には、必要に
応じてさらにハレーション防止剤、可塑剤、界面活性
剤、光増感剤、接着助剤、架橋剤、光塩基発生剤等を含
有することができる。好適なハレーション防止剤として
は、照射する放射線を効率よく吸収する化合物が好まし
く、フルオレン、9-フルオレノン、ベンゾフェノンのよ
うな置換ベンゼン類、アントラセン、アントラセン-9-
メタノール、アントラセン-9- カルボキシエチル、フェ
ナントレン、ペリレン、アジレンのような多環式芳香族
化合物などが挙げられ、これらの内、多環式芳香族化合
物が特に好ましい。
The positive photosensitive composition of the present invention further contains, if necessary, an antihalation agent, a plasticizer, a surfactant, a photosensitizer, an adhesion aid, a crosslinking agent, a photobase generator and the like. can do. As a suitable antihalation agent, a compound that efficiently absorbs irradiation radiation is preferable, and fluorene, 9-fluorenone, substituted benzenes such as benzophenone, anthracene, and anthracene-9-
Examples thereof include polycyclic aromatic compounds such as methanol, anthracene-9-carboxyethyl, phenanthrene, perylene, and azylene. Of these, polycyclic aromatic compounds are particularly preferable.

【0050】これらのハレーション防止剤は、基板から
の反射光を低減し、レジスト膜内の多重反射の影響を少
なくさせることで、定在波改良の効果を発現する。露光
による酸発生率を向上させる為、下記に挙げるような光
増感剤を添加することができる。好適な光増感剤として
は、具体的にはベンゾフェノン、p-p'テトラメチルジア
ミノベンゾフェノン、2-クロロチオキサントン、アント
ロン、9-エトキシアントラセン、ピレン、フェノチアジ
ン、ベンジル、ベンゾフラビン、アセトフェノン、フェ
ナントレン、ベンゾキノン、アントラキノン、1,2-ナフ
トキノン等であるがこれらに限定されるものではない。
これらの光増感剤は前記ハレーション防止剤としても使
用可能である。
These antihalation agents exhibit the effect of improving the standing wave by reducing the reflected light from the substrate and reducing the influence of multiple reflection in the resist film. In order to improve the acid generation rate by exposure, a photosensitizer as described below can be added. Suitable photosensitizers include, specifically, benzophenone, p-p'tetramethyldiaminobenzophenone, 2-chlorothioxanthone, anthrone, 9-ethoxyanthracene, pyrene, phenothiazine, benzyl, benzoflavin, acetophenone, phenanthrene, benzoquinone , Anthraquinone, 1,2-naphthoquinone and the like, but are not limited thereto.
These photosensitizers can also be used as the antihalation agent.

【0051】本発明の感光性組成物は、塗布性を改良し
たり、現像性を改良する目的で下記の界面活性剤を添加
することができる。このような界面活性剤の例として
は、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポ
リオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチ
レンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウ
レート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリ
オキシエチレンソルビタンモノステアレート、ソルビタ
ンモノラウレート等のノニオン系界面活性剤、エフトッ
プEF301,EF303(新秋田化成(株) 製) 、フロラードFC43
0,431(住友スリーエム(株) 製) 、メガファックF171,F
173,F176,F177P(大日本インキ(株) 製) 、サーフロン
S-382,SC101,102,103,104,105,106 (旭硝子(株) 製)
等のフッソ系界面活性剤、ポリシロキサンポリマーKP-3
41(信越化学工業(株) 製) 等を挙げることができる。
To the photosensitive composition of the present invention, the following surfactants can be added for the purpose of improving coating properties and developing properties. Examples of such surfactants include, for example, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, and polyoxyethylene nonyl phenyl ether. Nonionic surfactants such as oxyethylene sorbitan monostearate and sorbitan monolaurate; F-Top EF301 and EF303 (manufactured by Shin-Akita Chemical Co., Ltd.); Florad FC43
0,431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Mega Fuck F171, F
173, F176, F177P (Dai Nippon Ink Co., Ltd.), Surflon
S-382, SC101,102,103,104,105,106 (made by Asahi Glass Co., Ltd.)
And other fluorosurfactants, polysiloxane polymer KP-3
41 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

【0052】これらの界面活性剤の配合量は、本発明の
組成物中の固形分100重量部当たり、通常2重量部以
下、好ましくは1重量部以下の割合で添加される。これ
らの界面活性剤は単独で使用しても良いし、また、複数
の組み合わせで添加することもできる。本発明のポジ型
感光性組成物には必要に応じてさらに可塑剤、接着助
剤、架橋剤、光塩基発生剤、消泡剤等を含有させること
ができる。
The amount of these surfactants is usually 2 parts by weight or less, preferably 1 part by weight or less, per 100 parts by weight of the solids in the composition of the present invention. These surfactants may be used alone, or may be added in plural combinations. The positive photosensitive composition of the present invention may further contain a plasticizer, an adhesion aid, a crosslinking agent, a photobase generator, an antifoaming agent, and the like, if necessary.

【0053】本発明の感光性組成物は、上記各成分を溶
解することのできる溶媒に溶解した後、通常は、例えば
孔径0.05μm〜0.2μm程度のフィルターで濾過
することによって溶液として調製される。ここで使用さ
れる溶媒としては、例えばエチレングリコールモノエチ
ルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、2−ヘプタ
ノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、
プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、
3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピ
オン酸エチル、β−メトキシイソ酪酸メチル、酪酸エチ
ル、酪酸プロピル、メチルイソブチルケトン、酢酸エチ
ル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、トルエン、キシレ
ン、酢酸シクロヘキシル、ジアセトンアルコール、N−
メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、γ
−ブチロラクトン、N,N−ジチルアセトアミドなどが
挙げられる。
The photosensitive composition of the present invention is prepared as a solution by dissolving the above-mentioned components in a solvent capable of dissolving the above-mentioned components and then filtering the resulting solution with, for example, a filter having a pore size of about 0.05 μm to 0.2 μm. Is done. As the solvent used here, for example, ethylene glycol monoethyl ether acetate, cyclohexanone, 2-heptanone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate,
Propylene glycol monoethyl ether acetate,
Methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl β-methoxyisobutyrate, ethyl butyrate, propyl butyrate, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, isoamyl acetate, ethyl lactate, toluene, xylene, cyclohexyl acetate, diacetone alcohol, N-
Methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, γ
-Butyrolactone, N, N-dicylacetamide and the like.

【0054】これらの溶媒は、単独もしくは混合して用
いられる。また、これらの溶媒の選択は、前記組成物に
対する溶解性、基板に対する塗布性、保存安定性等に影
響するため重要であり、溶媒に含まれる水分もまた、こ
れらの性能に影響し、可能な限り少ない方がより好まし
い。さらに、本発明の感光性組成物は、メタル等の金属
不純物やクロルイオンなどの不純物成分が混在すると、
半導体デバイスを製造するに際して動作不良、欠陥、収
率低下を生じて好ましくない。このため、これらの不純
物成分の混在濃度を100ppb以下に低減しておくこ
とが好ましい。
These solvents are used alone or as a mixture. In addition, the selection of these solvents is important because it affects solubility in the composition, coatability to a substrate, storage stability, and the like, and water contained in the solvent also affects these performances and is possible. It is more preferable that the number is as small as possible. Further, the photosensitive composition of the present invention, when mixed with metal impurities such as metals and impurity components such as chlor ions,
When manufacturing a semiconductor device, an operation failure, a defect, and a decrease in yield occur, which is not preferable. For this reason, it is preferable to reduce the mixed concentration of these impurity components to 100 ppb or less.

【0055】上記した種々条件を充たして調製された感
光性組成物を基板上にスピナー、コーター等の適当な塗
布手段により塗布後、プリベーク( 露光前加熱) し、所
定のマスクを通して220nm以下の波長の露光光で露
光し、PEB( 露光後ベーク) を行い現像することによ
り良好なレジストパターンを得ることができる。ここで
用いられる基板としては、半導体装置その他の製造装置
において通常用いられる基板であればよく、例えばシリ
コン基板、ガラス基板、非磁性セラミックス基板などが
挙げられる。
The photosensitive composition prepared by satisfying the above-mentioned various conditions is coated on a substrate by a suitable coating means such as a spinner, a coater or the like, prebaked (pre-exposure heating), and passed through a predetermined mask to a wavelength of 220 nm or less. A good resist pattern can be obtained by exposing with the above exposure light, performing PEB (post-exposure bake), and developing. The substrate used here may be a substrate usually used in a semiconductor device or other manufacturing apparatus, and examples thereof include a silicon substrate, a glass substrate, and a non-magnetic ceramic substrate.

【0056】また、これらの基板上にさらに必要に応じ
て追加の層、例えばシリコン酸化物層、配線用金属層、
層間絶縁膜、磁性膜、反射防止膜層などが存在してもよ
く、また、各種の配線、回路などが作り込まれていても
良い。さらにまた、これらの基板はレジスト膜の密着性
を高めるために、常法に従って疎水化処理されていても
良い。適当な疎水化処理剤としては、例えば1,1,
1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン(HMDS)
などが挙げられる。
Further, if necessary, additional layers such as a silicon oxide layer, a metal layer for wiring,
An interlayer insulating film, a magnetic film, an antireflection film layer and the like may be present, and various wirings and circuits may be formed. Furthermore, these substrates may be subjected to a hydrophobic treatment according to a conventional method in order to enhance the adhesion of the resist film. Suitable hydrophobizing agents include, for example, 1,1,
1,3,3,3-hexamethyldisilazane (HMDS)
And the like.

【0057】基板上に塗布されるレジスト膜厚は、約
0.1μm〜10μmの範囲が好ましく、ArF露光の
場合は、0.1μm〜1.5μm厚が推奨される。基板
上に塗布されたレジスト膜は、約60〜160℃の温度
で約30〜300秒間プリベークするのが好ましい。プ
リベークの温度が低く、時間が短かければレジスト膜中
の残留溶剤が相対的に多くなり、密着性が劣化するなど
の弊害を生じるので好ましくない。また、逆にプリベー
クの温度が高く、時間が長ければ、感光性組成物のバイ
ンダー、光酸発生剤などの構成成分が分解するなどの弊
害が生じるので同様に好ましくない。
The thickness of the resist applied on the substrate is preferably in the range of about 0.1 μm to 10 μm. In the case of ArF exposure, the thickness is preferably 0.1 μm to 1.5 μm. The resist film applied on the substrate is preferably pre-baked at a temperature of about 60 to 160 ° C. for about 30 to 300 seconds. If the pre-baking temperature is low and the time is short, the amount of residual solvent in the resist film becomes relatively large, and adverse effects such as deterioration of adhesion are caused, which is not preferable. On the other hand, if the prebaking temperature is high and the time is long, adverse effects such as decomposition of components such as the binder and the photoacid generator of the photosensitive composition occur, which is not preferable.

【0058】プリベーク後のレジスト膜を露光する装置
としては、市販の紫外線露光装置、X線露光装置、電子
ビーム露光装置、KrFエキシマ露光装置、ArFエキ
シマ露光装置、F2 エキシマ露光装置等が用いられ、特
に本発明ではArFエキシマレーザーを露光光源とする
装置が好ましい。露光後ベークは、酸を触媒とする保護
基の脱離を生じさせる目的や定在波を消失させる目的、
酸発生剤などを膜中に拡散させる目的等で行われる。こ
の露光後ベークは先のプリベークと同様にして行うこと
ができる。例えば、ベーキング温度は約60〜160
℃、好ましくは約90〜150℃である。
[0058] As apparatus for exposing a resist film after prebaking, a commercially available ultraviolet exposure apparatus, X-ray exposure apparatus, an electron beam exposure apparatus, KrF excimer exposure apparatus, ArF excimer exposure system, F 2 excimer exposure device and the like are used Particularly, in the present invention, an apparatus using an ArF excimer laser as an exposure light source is preferable. The post-exposure bake is for the purpose of causing the elimination of the protecting group catalyzed by an acid or the purpose of eliminating the standing wave,
This is performed for the purpose of diffusing an acid generator or the like into the film. This post-exposure bake can be performed in the same manner as the previous pre-bake. For example, the baking temperature is about 60 to 160
° C, preferably about 90-150 ° C.

【0059】本発明の感光性組成物の現像液としては、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、
ケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、
エチルアミン、n−プロピルアミン等の第1アミン類、
ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第2アミン
類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第3
アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノール
アミン等のアルコールアミン類、水酸化テトラメチルア
ンモニウム(TMAH)、水酸化テトラエチルアンモニ
ウム(TEAH)、トリメチルヒドロキシメチルアンモ
ニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチルアン
モニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルア
ンモニウムヒドロキシド等の第4級アンモニウム塩、ピ
ロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−[5,
4,0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−
[4,3,0]−5−ノナン等の環状アミン類等のアル
カリ水溶液を使用することができる。
As the developer of the photosensitive composition of the present invention,
Sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate,
Inorganic alkalis such as sodium silicate and aqueous ammonia,
Primary amines such as ethylamine and n-propylamine;
Secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine; and tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine.
Amines, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide (TEAH), trimethylhydroxymethylammonium hydroxide, triethylhydroxymethylammonium hydroxide, trimethylhydroxyethyl Quaternary ammonium salts such as ammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo- [5,
4,0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo-
An aqueous alkaline solution such as a cyclic amine such as [4,3,0] -5-nonane can be used.

【0060】更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール
類やケトン類などの親水性の有機溶剤やノニオン系や陰
イオン性界面活性剤および陽イオン性界面活性剤や消泡
剤等を適当量添加しても使用することができる。これら
の添加剤は、レジストの性能を向上させる目的以外にも
基板との密着性を高めたり、現像液の使用量を低減させ
たり、現像時の気泡に起因する欠陥を低減する等の作用
を奏する。
Further, a suitable amount of a hydrophilic organic solvent such as alcohols or ketones, a nonionic or anionic surfactant, a cationic surfactant or an antifoaming agent may be added to the alkaline aqueous solution. Can be used. These additives not only improve the performance of the resist but also enhance the adhesion to the substrate, reduce the amount of the developing solution used, and reduce defects caused by bubbles during development. Play.

【0061】[0061]

【実施例】以下、本発明を、合成例を含めた実施例によ
り更に詳細に説明するが、本発明はこれにより限定され
るものではない。 合成例1 モノマーa:ジエチルα, α' −ジメチレン
ピメレートの合成 テトラエチル1,1,5,5−ペンタンテトラカルボキ
シレートを出発物質として、C.S.Marvel,etal.;J.Am.Ch
em.Soc.79,5771(1957)記載の合成方法に従って合成し
た。 合成例2 モノマーb:ジメチルα, α' −ジメチレン
ピメレートの合成 テトラメチル1,1,5,5−ペンタンテトラカルボキ
シレートを出発物質として、C.S.Marvel,etal.;J.Am.Ch
em.Soc.79,5771(1957)記載の合成方法に従って合成し
た.(b.p=82℃)
The present invention will be described in more detail with reference to examples including synthesis examples, but the present invention is not limited thereto. Synthesis Example 1 Monomer a: Synthesis of diethyl α, α'-dimethylenepimelate Starting from tetraethyl 1,1,5,5-pentanetetracarboxylate, CSMarvel, et al .; J. Am. Ch.
79, 5771 (1957). Synthesis Example 2 Monomer b: Synthesis of dimethyl α, α'-dimethylenepimelate Starting from tetramethyl 1,1,5,5-pentanetetracarboxylate, CSMarvel, et al .; J. Am. Ch.
79, 5771 (1957). (B.p = 82 ° C.)

【0062】合成例3 モノマーc:α, α' −ジメチ
レンピメル酸の合成 合成例1で得たジエチルα, α' −ジメチレンピメレー
トを水酸化ナトリウム水溶液に入れ、室温で36時間撹
拌し、塩酸で中和し、冷却し生成した粉体を水で再結晶
を繰り返し目的物を得た。 合成例4 モノマーd:ジ−t−ブチルα, α' −ジメ
チレンピメレートの合成 合成例1のテトラエチル1,1,5,5−ペンタンテト
ラカルボキシレートをテトラ−t−ブチル1,1,5,
5−ペンタンテトラカルボキシレートに変更した他は、
合成例1と同様にして、モノマーdを合成した。
Synthesis Example 3 Monomer c: Synthesis of α, α′-dimethylenepimelic acid Diethyl α, α′-dimethylenepimelate obtained in Synthesis Example 1 was placed in an aqueous sodium hydroxide solution and stirred at room temperature for 36 hours. Neutralized with hydrochloric acid, cooled and the resulting powder was repeatedly recrystallized with water to obtain the desired product. Synthesis Example 4 Monomer d: Synthesis of di-t-butyl α, α′-dimethylenepimelate The tetraethyl 1,1,5,5-pentanetetracarboxylate of Synthesis Example 1 was converted to tetra-t-butyl 1,1, 5,
Other than changing to 5-pentanetetracarboxylate,
In the same manner as in Synthesis Example 1, monomer d was synthesized.

【0063】合成例5 モノマーe:ジメチルα, α'
−ジメチレンアジペト酸の合成 C.S.Marvel,etal.;J.Am.Chem.Soc.vol.81,984(1959) 記
載の合成方法に従って合成した。 合成例6 モノマーf:α, α' − ジメチレンアジペ
ートの合成 合成例1で得たジエチルα, α' −ジメチレンピメレー
トを水酸化ナトリウム水溶液に入れ、室温で36時間撹
拌し、塩酸で中和し、冷却し生成した粉体を水による再
結晶を繰り返し目的物を得た。
Synthesis Example 5 Monomer e: dimethyl α, α '
-Synthesis of dimethylene adipate acid It was synthesized according to the synthesis method described in CS Marvel, et al .; J. Am. Chem. Soc. Vol. 81, 984 (1959). Synthesis Example 6 Monomer f: Synthesis of α, α′-dimethyleneadipate Diethyl α, α′-dimethylenepimelate obtained in Synthesis Example 1 was placed in an aqueous sodium hydroxide solution, stirred at room temperature for 36 hours, and added with hydrochloric acid. Neutralized and cooled, the resulting powder was repeatedly recrystallized with water to obtain the desired product.

【0064】合成例7 重合体Aの合成(本発明) モノマーa3.2gとモノマーc2.0gをエタノール
200ml中に溶解し、ベンゾイルパーオキシド50m
gを加え、7時間加熱し、リフラックスさせた。反応終
了後、反応物を水中に注ぎ結晶化させた。得られた結晶
について、エタノールによる溶解と、水による結晶化を
2回反復した後結晶化物を濾過し、0.1mmHgの減
圧下、40℃で48時間乾燥し、重合体を得た。得られ
た重合体3gをテトラヒドロフラン10gに溶解し、反
応試薬として3,4−ジヒドロ−2H−ピラン0.6g
を反応させ、ヘキサンを用いて凝固させ、本発明の重合
体Aを得た。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー
による重量平均分子量は7980であり分散度は3.5
であった。
Synthesis Example 7 Synthesis of Polymer A (Invention) 3.2 g of monomer a and 2.0 g of monomer c were dissolved in 200 ml of ethanol, and 50 m of benzoyl peroxide was dissolved.
g was added and heated for 7 hours to reflux. After completion of the reaction, the reaction product was poured into water and crystallized. After dissolving with ethanol and crystallization with water twice about the obtained crystals, the crystallized product was filtered and dried under reduced pressure of 0.1 mmHg at 40 ° C. for 48 hours to obtain a polymer. 3 g of the obtained polymer was dissolved in 10 g of tetrahydrofuran, and 0.6 g of 3,4-dihydro-2H-pyran was used as a reaction reagent.
And coagulated using hexane to obtain a polymer A of the present invention. The weight average molecular weight determined by gel permeation chromatography was 7,980, and the degree of dispersion was 3.5.
Met.

【0065】合成例8 重合体Bの合成(本発明) 上記合成例2で得たモノマーb2.0g、合成例3で得
たモノマーc0.7g、合成例4で得たモノマーd2.
2gをエタノール200ml中に溶解し、ベンゾイルパ
ーオキシド50mgを加え、7時間加熱してリフラック
スさせた。反応終了後、内容物を水中に注ぎ結晶化させ
た。この結晶について、エタノールによる溶解と、水に
よる結晶化を2回反復した後、得られた結晶化物を濾別
し、40℃で48時間乾燥して、重合体Bを得た。ゲル
パーミエーションクロマトグラフィーによる重量平均分
子量は5980であり、分散度は3.0であった。
Synthesis Example 8 Synthesis of Polymer B (Invention) 2.0 g of monomer b obtained in Synthesis Example 2 above, 0.7 g of monomer c obtained in Synthesis Example 3, and d2.
2 g was dissolved in 200 ml of ethanol, 50 mg of benzoyl peroxide was added, and the mixture was heated for 7 hours to reflux. After the completion of the reaction, the content was poured into water and crystallized. After repeating the dissolution of the crystals with ethanol and the crystallization with water twice, the obtained crystallized product was separated by filtration and dried at 40 ° C. for 48 hours to obtain a polymer B. The weight average molecular weight determined by gel permeation chromatography was 5,980, and the degree of dispersion was 3.0.

【0066】合成例9 重合体Cの合成(本発明) モノマーe1.8g、モノマーf1.0g、メタクリル
酸−t−ブチル2.2gをTHF200ml中に溶解
し、ベンゾイルパーオキシド55mgを加え7時間加熱
して、リフラックスさせた。反応後、内容物を水中に注
ぎ結晶化させた。水による再結晶を2 回繰り返した後、
結晶化物を濾過し、0.1mmHgの減圧下、40℃で
48時間乾燥し、重合体Cを得た。ゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィーによる重量平均分子量は4980
であり分散度は2.8であった。
Synthesis Example 9 Synthesis of Polymer C (Invention) 1.8 g of monomer e, 1.0 g of monomer f, and 2.2 g of t-butyl methacrylate were dissolved in 200 ml of THF, 55 mg of benzoyl peroxide was added, and the mixture was heated for 7 hours. Then, it was refluxed. After the reaction, the contents were poured into water and crystallized. After two recrystallizations with water,
The crystallized product was filtered and dried at 40 ° C. under a reduced pressure of 0.1 mmHg for 48 hours to obtain a polymer C. The weight average molecular weight by gel permeation chromatography is 4980.
And the degree of dispersion was 2.8.

【0067】合成例10 酸分解性低分子化合物aの合
成 コール酸12.27g(0.03モル)とチオニルクロ
ライド12mlの混合物を1時間還流処理した。過剰の
チオニルクロリドを除去し、得られた固体をテトラヒド
ロフラン15mlに溶かし、カリウム−t−ブシトキシ
ド4g(0.035モル)を徐々に加え、反応混合物を
6時間還流し、冷却し、次いで水中に注入した。得られ
た固体物を濾過して集め、水で洗い減圧下で乾燥した。
この精製物をn−ヘキサンで再結晶し、74%の収率で
コール酸−t−ブチル(下記式) を得た。
Synthesis Example 10 Synthesis of acid-decomposable low molecular weight compound a A mixture of 12.27 g (0.03 mol) of cholic acid and 12 ml of thionyl chloride was refluxed for 1 hour. Excess thionyl chloride is removed, the solid obtained is dissolved in 15 ml of tetrahydrofuran, 4 g (0.035 mol) of potassium tert-butoxide are slowly added, the reaction mixture is refluxed for 6 hours, cooled and then poured into water. did. The resulting solid was collected by filtration, washed with water and dried under reduced pressure.
The purified product was recrystallized from n-hexane to obtain tert-butyl cholate (the following formula) in a yield of 74%.

【0068】[0068]

【化8】 Embedded image

【0069】合成例11 重合体Dの合成( 比較例) 特開平9−325498号に開示する合成例1に記載の
方法によって、1−シクロヘキシル−3−カルボン酸と
t−ブチルメタクリレートの共重合体を得た。 合成例12 重合体Eの合成( 比較例) 特開平9−325498号に開示する合成例6に記載の
方法によって、ノルボルネンジカルボン酸とt−ブチル
メタクリレートとメチルアクリレートの共重合体を得
た。 合成例13 重合体Fの合成( 比較例) 特開平9−244247号に開示の第4例に記載するノ
ルボルネン誘導体の開環重合体を水素化した重合体をE
PO789278号記載の方法によって合成した。
Synthesis Example 11 Synthesis of Polymer D (Comparative Example) A copolymer of 1-cyclohexyl-3-carboxylic acid and t-butyl methacrylate was prepared according to the method described in Synthesis Example 1 disclosed in JP-A-9-325498. I got Synthesis Example 12 Synthesis of Polymer E (Comparative Example) A copolymer of norbornene dicarboxylic acid, t-butyl methacrylate and methyl acrylate was obtained by the method described in Synthesis Example 6 disclosed in JP-A-9-325498. Synthesis Example 13 Synthesis of Polymer F (Comparative Example) A polymer obtained by hydrogenating a ring-opening polymer of a norbornene derivative described in the fourth example disclosed in JP-A-9-244247 is referred to as E.
It was synthesized according to the method described in PO789278.

【0070】実施例1−4−A(光学濃度の測定) 前記合成例7,8,9で得た重合体A〜C、合成例10
で得た酸分解性低分子化合物a、オニウム塩及び溶剤の
それぞれを表−1に示す割合で混合し溶解した。 次い
で、溶液中固形分に対して、それぞれ、トリエチルアミ
ンを0.1(W/W)%、フッ素系界面活性剤F177
P(大日本インキ(株) 製) を100ppm添加して溶
解し、レジスト液を調製した。これを0.1μmのテフ
ロンフィルターにより濾過した。この濾液をスピンコー
ターを用いて石英基板上に均一に塗布し、100℃で9
0秒間ホットプレート上で加熱乾燥して、1.00μm
のレジスト膜を形成させた。この膜の光学吸収を紫外線
分光光度計にて測定した。結果を表−2に示す。いづれ
のレジストも193nmの光学濃度は0.5以下であ
り、本発明の樹脂を用いたレジストの光学濃度測定値
は、下記比較例1のポリ( ヒドロキシスチレン) の値よ
り小さく、193nm光に対し十分な透過性を有するこ
とが判った。
Example 1-4-A (Measurement of Optical Density) Polymers A to C obtained in Synthesis Examples 7, 8, and 9, Synthesis Example 10
Each of the acid-decomposable low-molecular compound a, the onium salt and the solvent obtained in the above was mixed and dissolved at the ratio shown in Table 1. Next, 0.1 (W / W)% of triethylamine was added to the solid content in the solution, and the fluorine-based surfactant F177 was used.
100 ppm of P (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) was added and dissolved to prepare a resist solution. This was filtered through a 0.1 μm Teflon filter. This filtrate was uniformly applied on a quartz substrate using a spin coater,
Heat and dry on a hot plate for 0 seconds, 1.00 μm
Was formed. The optical absorption of this film was measured with an ultraviolet spectrophotometer. Table 2 shows the results. Each of the resists has an optical density at 193 nm of 0.5 or less, and the measured optical density of the resist using the resin of the present invention is smaller than the value of poly (hydroxystyrene) of Comparative Example 1 below. It was found to have sufficient permeability.

【0071】[0071]

【表1】 [Table 1]

【0072】[0072]

【表2】 [Table 2]

【0073】実施例1−4−B(耐ドライエッチング性
の測定) 表-1における実施例1の本発明の感光性組成物を0.1
μmのテフロンフィルターにより濾過した。得られた濾
液をスピンコーターを用いてシリコン基板上に均一に塗
布し、100℃で90秒間ホットプレート上で加熱乾燥
して、0.70μmのレジスト膜を形成させた。上記で
形成したレジスト膜をULVAC製リアクティブイオン
エッチング装置(CSE−1110)を用いて、CF4/
2(8/2)のガスに対するエッチング速度を測定した。結
果を表−3に示す。本発明の樹脂を用いたレジストのエ
ッチング速度は比較例2のポリ( メチルメタクリレー
ト) の値より十分小さく十分な耐ドライエッチング性を
有することが判明した。
Example 1-4-B (Measurement of dry etching resistance) The photosensitive composition of the present invention of Example 1 in Table 1 was used in an amount of 0.1%.
The solution was filtered through a μm Teflon filter. The obtained filtrate was uniformly applied on a silicon substrate by using a spin coater, and dried by heating on a hot plate at 100 ° C. for 90 seconds to form a 0.70 μm resist film. The resist film formed above was subjected to CF 4/4 using a reactive ion etching apparatus (CSE-1110) manufactured by ULVAC.
The etching rate for O 2 (8/2) gas was measured. The results are shown in Table-3. It has been found that the etching rate of the resist using the resin of the present invention is sufficiently smaller than the value of poly (methyl methacrylate) of Comparative Example 2 and has sufficient dry etching resistance.

【0074】[0074]

【表3】 [Table 3]

【0075】実施例3(画像評価) 表−1における実施例1〜4の本発明の感光性組成物を
0.1μmのテフロンフィルターにより濾過した。この
濾液をスピンコーターを用いてヘキサメチルジシラザン
処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、120℃
で90秒間ホットプレート上で加熱乾燥して、0.5μ
mのレジスト膜を形成させた。このレジスト膜に対し、
マスクを通してArFエキシマレーザー光で露光し、露
光後直ぐに110℃で90秒間ホットプレート上で加熱
し、次いで2.38%のテトラメチルアンモニウムヒド
ロキシド水溶液により23℃で60秒間現像した後、純
水にて30秒間すすぎを行ない乾燥した。
Example 3 (Evaluation of Image) The photosensitive compositions of the present invention of Examples 1 to 4 in Table 1 were filtered with a 0.1 μm Teflon filter. This filtrate was uniformly coated on a silicon substrate treated with hexamethyldisilazane using a spin coater,
And dried on a hot plate for 90 seconds.
m of the resist film was formed. For this resist film,
Exposure to ArF excimer laser light through a mask, immediately after exposure, heating on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds, and development with a 2.38% aqueous tetramethylammonium hydroxide solution at 23 ° C. for 60 seconds, followed by pure water Rinsed for 30 seconds and dried.

【0076】上記の処理で得られたパターンを走査型電
子顕微鏡にて観察し、感度、プロファイル、限界解像
力、密着性を調べた。その結果を表−4に示す。感度は
0.3μmのマスクパターンを再現する露光量で表し
た。、限界解像力は0.3μmのマスクパターンを再現
する露光量での限界解像力をもって定義した。密着性
は、0.20μmのドットパターン30個の密着性につ
き調べ、パターンの剥がれの数を調べた。表−4の結果
から明らかなように、本発明の樹脂を用いたレジスト組
成物は、感度、解像力に優れ、いづれも矩形なプロファ
イルが形成されていた。またパターンの剥がれが一つも
みられず密着性も問題なかった。
The pattern obtained by the above treatment was observed with a scanning electron microscope, and the sensitivity, profile, critical resolution, and adhesion were examined. Table 4 shows the results. The sensitivity was represented by an exposure amount for reproducing a 0.3 μm mask pattern. The critical resolution was defined as the critical resolution at an exposure amount for reproducing a 0.3 μm mask pattern. The adhesion was examined for the adhesion of 30 dot patterns of 0.20 μm, and the number of peeling patterns was examined. As is evident from the results in Table 4, the resist composition using the resin of the present invention was excellent in sensitivity and resolution, and each had a rectangular profile formed. In addition, no peeling of the pattern was observed, and there was no problem in adhesion.

【0077】[0077]

【表4】 [Table 4]

【0078】比較例1 実施例1の重合体Aをポリ( ヒドロキシスチレン) 、重
量平均分子量8000に置き換えた他は、実施例1−4
−Aと同様にしてレジスト膜を形成した。得られた膜の
光学吸収を紫外線分光光度計にて測定したところ、19
3nmの光学濃度は1.50以上であった。 比較例2 実施例1の重合体Aをポリ( メチルメタクリレート) 、
重量平均分子量12000に置き換えた他は、実施例1
−4−Bと同様にしてレジスト膜を形成し、エッチング
速度を測定した。エッチング速度は1250Å/min
であった。
Comparative Example 1 Example 1-4 was repeated except that the polymer A of Example 1 was replaced with poly (hydroxystyrene) and a weight average molecular weight of 8,000.
A resist film was formed in the same manner as in -A. When the optical absorption of the obtained film was measured with an ultraviolet spectrophotometer, it was found to be 19
The optical density at 3 nm was 1.50 or more. Comparative Example 2 The polymer A of Example 1 was prepared by using poly (methyl methacrylate)
Example 1 was repeated except that the weight average molecular weight was changed to 12000.
A resist film was formed in the same manner as in -4-B, and the etching rate was measured. Etching rate is 1250 ° / min
Met.

【0079】比較例3 合成例9で得られた重合体Dを用い、実施例1−4−B
と同様にしてレジストを調製し、耐ドライエッチング性
を調べた。表−3に示すように本発明の樹脂を含有する
実施例1〜4に比較し耐ドライエッチング性が劣ってい
た。重合体Dを用いて、上記と同様に画像評価を行なっ
たところ、表−4にみられるように、レジストの解像
力、密着性も劣っていた。 比較例4 合成例11で得られた重合体Eを用いて、実施例1−4
−Bと同様にしてレジストを調製し、耐ドライエッチン
グ性を調べた。結果は、表−3に示すように本発明の樹
脂を含有する実施例1〜4に比較して耐ドライエッチン
グ性が劣っていた。重合体Eを用いて、上記と同様に画
像評価を行なったところ、レジストの解像力、密着性も
劣っていた。
Comparative Example 3 Using polymer D obtained in Synthesis Example 9, Example 1-4-B
A resist was prepared in the same manner as described above, and the dry etching resistance was examined. As shown in Table 3, the dry etching resistance was inferior to Examples 1-4 containing the resin of the present invention. When an image was evaluated using the polymer D in the same manner as described above, the resolution and adhesion of the resist were poor as shown in Table-4. Comparative Example 4 Using the polymer E obtained in Synthesis Example 11, Examples 1-4
A resist was prepared in the same manner as in -B, and the dry etching resistance was examined. As a result, as shown in Table 3, the dry etching resistance was inferior to Examples 1 to 4 containing the resin of the present invention. When an image was evaluated using the polymer E in the same manner as described above, the resolution and adhesion of the resist were poor.

【0080】比較例5 合成例12で得られた重合体Fを用いて、実施例1−4
−Bと同様にしてレジストを調製し、耐ドライエッチン
グ性を調べた。結果は、表−3に示すように本発明の樹
脂を含有する実施例1〜4に比較して耐ドライエッチン
グ性は優れるものの、上記と同様に画像評価を行なった
ところ、表−4に示すようにレジストの解像力、密着性
は劣っていた。
Comparative Example 5 Using the polymer F obtained in Synthesis Example 12, Examples 1-4
A resist was prepared in the same manner as in -B, and the dry etching resistance was examined. The results are as shown in Table-4, although the dry etching resistance is superior as compared with Examples 1-4 containing the resin of the present invention as shown in Table-3. Thus, the resolution and adhesion of the resist were inferior.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上において示したことから明らかな様
に、本発明の樹脂を用いたポジ型感光性組成物は、特に
220nm以下の遠紫外光に対して高い透過性を有し、
且つ耐ドライエッチング性が良好である。特にArFエ
キシマレーザー光を露光光源とする場合、高感度、高解
像力、且つ良好なパターンプロファイルを示し、基板と
の密着性にも優れる。このため、半導体素子製造に必要
な微細なパターンの形成に有効に用いることが可能であ
り、この種の技術に貢献するところ極めて大である。
As is apparent from the above description, the positive photosensitive composition using the resin of the present invention has high transparency, particularly to far ultraviolet light of 220 nm or less.
And the dry etching resistance is good. In particular, when an ArF excimer laser beam is used as an exposure light source, it exhibits high sensitivity, high resolution, a good pattern profile, and excellent adhesion to a substrate. Therefore, it can be effectively used for forming a fine pattern required for manufacturing a semiconductor element, and the contribution to this kind of technology is extremely large.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)活性光線または放射線の照射によ
り酸を発生する化合物、及び(B)下記一般式(I)で
表される2価の多環型の脂環式単位を重合体の主鎖に有
する樹脂を含有することを特徴とするポジ型感光性組成
物。 【化1】 (上記一般式(I)において、Xは、酸素原子、硫黄原
子、−NH−、−NHSO2 −から選ばれる2価の結合
基を表す。R1 、R2 は、各々独立に水素原子、アルキ
ル基、置換アルキル基、環状アルキル基、置換環状アル
キル基、酸の作用により分解する基、または−Y−R3
基を表す。Yは単結合、アルキレン基、置換アルキレン
基、エーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド
基、スルホンアミド基の群の中から選択される単独ある
いは2つ以上の基を組み合わせた2価の基を表す。R3
は−COOH、−COOR4 、アルコキシ基、置換アル
コキシ基を表す。R4 はアルキル基、置換アルキル基、
環状アルキル基、置換環状アルキル基を表す。nは2ま
たは3を表す。)
1. A compound which (A) generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation and (B) a divalent polycyclic alicyclic unit represented by the following general formula (I): A positive photosensitive composition comprising a resin having a main chain. Embedded image In (the general formula (I), X represents an oxygen atom, a sulfur atom, -NH -, - NHSO 2 - .R 1, R 2 representing a divalent linking group selected from each independently represent a hydrogen atom, An alkyl group, a substituted alkyl group, a cyclic alkyl group, a substituted cyclic alkyl group, a group which decomposes under the action of an acid, or -YR 3
Represents a group. Y is a single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, an ether group, a carbonyl group, an ester group, an amide group, or a divalent group obtained by combining two or more groups selected from the group consisting of a sulfonamide group. Represent. R 3
Represents —COOH, —COOR 4 , an alkoxy group, or a substituted alkoxy group. R 4 is an alkyl group, a substituted alkyl group,
Represents a cyclic alkyl group or a substituted cyclic alkyl group. n represents 2 or 3. )
【請求項2】 前記樹脂が環化重合法により合成される
ものであって、酸の作用により分解する基を有すること
を特徴とする請求項1記載のポジ型感光性組成物。
2. The positive photosensitive composition according to claim 1, wherein the resin is synthesized by a cyclopolymerization method, and has a group that is decomposed by the action of an acid.
【請求項3】 酸の作用により分解しうる基を有し、ア
ルカリ溶解性が酸の作用により増大する分子量が100
0以下の低分子酸分解性溶解阻止化合物を含むことを特
徴とする請求項1又は2に記載のポジ型感光性組成物。
3. A compound having a group decomposable by the action of an acid and having a molecular weight of 100, whose alkali solubility is increased by the action of an acid.
The positive photosensitive composition according to claim 1, further comprising 0 or less of a low-molecular acid-decomposable dissolution inhibiting compound.
【請求項4】 露光光源として、220nm以下の波長
の遠紫外光を使用することを特徴とする請求項1〜3の
いづれかに記載のポジ型感光性組成物。
4. The positive photosensitive composition according to claim 1, wherein a far ultraviolet light having a wavelength of 220 nm or less is used as an exposure light source.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002521531A (en) * 1998-07-25 2002-07-16 イギリス国 Polymer production

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