JP2001215705A - Positive photoresist composition - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路素
子、集積回路製造用マスク、プリント配線板、液晶パネ
ル等の製造に用いるポジ型フォトレジスト組成物に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive photoresist composition used for manufacturing semiconductor integrated circuit elements, masks for manufacturing integrated circuits, printed wiring boards, liquid crystal panels, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体素子、磁気バブルメモリ、集積回
路等の電子部品を製造するためのパターン形成法として
は、従来より、紫外線又は可視光線に感光するフォトレ
ジストを利用する方法が幅広く実用に供されている。フ
ォトレジストには、光照射により被照射部が現像液に不
溶化するネガ型と、反対に可溶化するポジ型とがある
が、ネガ型はポジ型に比べて感度が良く、湿式エッチン
グに必要な基板との接着性及び耐薬品性にも優れている
ことから、近年までフォトレジストの主流を占めてい
た。2. Description of the Related Art As a pattern forming method for manufacturing electronic components such as a semiconductor device, a magnetic bubble memory, and an integrated circuit, a method utilizing a photoresist which is sensitive to ultraviolet light or visible light has been widely used. Have been. There are two types of photoresist: a negative type, in which the irradiated part is insoluble in the developer by light irradiation, and a positive type, in which the exposed part is solubilized.The negative type has higher sensitivity than the positive type and is necessary for wet etching. Until recently, photoresists occupied the mainstream because of their excellent adhesion to substrates and chemical resistance.
【0003】しかし、半導体素子等の高密度化・高集積
化に伴い、パターンの線幅や間隔が極めて小さくなり、
また、基板のエッチングにはドライエッチングが採用さ
れるようになったことから、フォトレジストには高解像
度及び高ドライエッチング耐性が望まれるようになり、
現在ではポジ型フォトレジストが大部分を占めるように
なった。特に、ポジ型フォトレジストの中でも、感度、
解像度、ドライエッチング耐性に優れることから、例え
ばジェー・シー・ストリエータ著、コダック・マイクロ
エレクトロニクス・セミナー・プロシーディングス、第
116頁(1976年)(J.C. Strieter, Kodak Micro
electronics Seminar Proceedings、116(1976
年)等に記載されているアルカリ可溶性のノボラック樹
脂をベースにしたアルカリ現像型のポジ型フォトレジス
トが現行プロセスの主流となっている。However, with the increase in density and integration of semiconductor devices and the like, the line width and spacing of patterns have become extremely small.
In addition, since dry etching has been adopted for etching the substrate, photoresists have been desired to have high resolution and high dry etching resistance,
At present, positive photoresists occupy the majority. In particular, among positive photoresists, sensitivity,
Because of its excellent resolution and dry etching resistance, for example, JC Strieta, Kodak Microelectronics Seminar Proceedings, p. 116 (1976) (JC Strieter, Kodak Micro)
electronics Seminar Proceedings, 116 (1976
) And the like, and an alkali-developing positive photoresist based on an alkali-soluble novolak resin is the mainstream of the current process.
【0004】しかしながら、近年電子機器の多機能化、
高度化に伴ない、さらに高密度化及び高集積化を図るべ
くパターンの微細化が強く要請されている。However, in recent years, multifunctional electronic devices have been
As the sophistication increases, there is a strong demand for finer patterns to achieve higher densities and higher integration.
【0005】即ち、集積回路の横方向の寸法の縮小に比
べてその縦方向の寸法はあまり縮小されていかないため
に、レジストパターンの幅に対する高さの比は大きくな
らざるを得なかった。このため、複雑な段差構造を有す
るウエハー上でレジストパターンの寸法変化を押さえて
いくことは、パターンの微細化が進むにつれてより困難
になってきた。さらに、各種の露光方式においても、最
小寸法の縮小に伴ない問題が生じてきている。例えば、
光による露光では、基板の段差に基づく反射光の干渉作
用が、寸法精度に大きな影響を与えるようになり、一方
電子ビーム露光においては、電子の後方散乱によって生
ずる近接効果により、微細なレジストパターンの高さと
幅の比を大きくすることができなくなった。That is, since the vertical dimension of the integrated circuit is not much reduced as compared with the horizontal dimension of the integrated circuit, the ratio of the height to the width of the resist pattern has to be increased. For this reason, it has become more difficult to suppress the dimensional change of the resist pattern on a wafer having a complicated step structure as the pattern becomes finer. Further, in various types of exposure methods, there is a problem with the reduction of the minimum size. For example,
In light exposure, the interference effect of reflected light due to the step of the substrate has a great effect on dimensional accuracy, whereas in electron beam exposure, the proximity effect caused by backscattering of electrons causes the fine resist pattern The height to width ratio can no longer be increased.
【0006】これらの多くの問題は多層レジストシステ
ムを用いることにより解消されることが見出された。多
層レジストシステムについては、ソリッドステート・テ
クノロジー、74(1981)[Solid State Technolog
y, 74 (1981)]に概説が掲載されているが、この他にも
このシステムに関する多くの研究が発表されている。一
般的に多層レジスト法には3層レジスト法と2層レジス
ト法がある。3層レジスト法は、段差基板上に有機平坦
化膜を塗布し、その上に、無機中間層、レジストを重
ね、レジストをパターニングした後、これをマスクとし
て無機中間層をドライエッチングし、さらに、無機中間
層をマスクとして有機平坦化膜をO2 RIE(リアクテ
ィブイオンエッチング)によりパターニングする方法で
ある。この方法は、基本的には、従来からの技術が使用
できるために、早くから検討が開始されたが、工程が非
常に複雑である、あるいは有機膜、無機膜、有機膜と三
層物性の異なるものが重なるために中間層にクラックや
ピンホールが発生しやすいといったことが問題点になっ
ている。[0006] It has been found that many of these problems are eliminated by using a multilayer resist system. For a description of multilayer resist systems, see Solid State Technology, 74 (1981) [Solid State Technolog
y, 74 (1981)], but many other studies on this system have been published. Generally, a multilayer resist method includes a three-layer resist method and a two-layer resist method. In the three-layer resist method, an organic flattening film is applied on a stepped substrate, an inorganic intermediate layer and a resist are stacked thereon, and the resist is patterned. Then, the inorganic intermediate layer is dry-etched using the resist as a mask. This is a method of patterning an organic flattening film by O2 RIE (reactive ion etching) using the inorganic intermediate layer as a mask. Basically, this method has been studied from an early stage because conventional techniques can be used, but the process is very complicated, or the organic film, the inorganic film, and the organic film have different three-layer physical properties. The problem is that cracks and pinholes are likely to occur in the intermediate layer due to the overlapping of the objects.
【0007】この3層レジスト法に対して、2層レジス
ト法では、3層レジスト法でのレジストと無機中間層の
両方の性質を兼ね備えたレジスト、すなわち、酸素プラ
ズマ耐性のあるレジストを用いるために、クラックやピ
ンホールの発生が抑えられ、また、3層から2層になる
ので工程が簡略化される。しかし、3層レジスト法で
は、上層レジストに従来のレジストが使用できるのに対
して、2層レジスト法では、新たに酸素プラズマ耐性の
あるレジストを開発しなければならないという課題があ
った。In contrast to the three-layer resist method, the two-layer resist method uses a resist having both properties of the resist and the inorganic intermediate layer in the three-layer resist method, that is, a resist having oxygen plasma resistance. In addition, the generation of cracks and pinholes is suppressed, and the process is simplified because the number of layers is reduced from three to two. However, in the three-layer resist method, a conventional resist can be used as the upper resist, whereas in the two-layer resist method, there is a problem that a new resist having oxygen plasma resistance has to be developed.
【0008】以上の背景から、2層レジスト法等の上層
レジストとして使用できる酸素プラズマ耐性に優れた、
高感度、高解像度のポジ型フォトレジスト、特に、現行
プロセスを変えることなく使用できるアルカリ現像方式
のレジストの開発が望まれていた。[0008] From the above background, it has excellent oxygen plasma resistance which can be used as an upper layer resist such as a two-layer resist method.
There has been a demand for the development of a high-sensitivity, high-resolution positive photoresist, in particular, an alkali developing type resist that can be used without changing the current process.
【0009】さらに、ハーフミクロン以下の線幅からな
る超微細パターンの加工が必要な超LSIの製造等にお
いては、リソグラフィーに用いられる露光装置の使用波
長の短波化が進行し、今やKrFエキシマーレーザー
光、ArFエキシマーレーザー光を用いる事が検討され
るまでになってきている。この様な短波長の光リソグラ
フィーでは、レジストは化学増幅型と呼ばれるものを用
いるのが一般的である。なかでもArFエキシマーレー
ザー光を利用する場合は、膜の光学的透明性の観点から
レジストの主成分となるバインダー樹脂中にフェノール
構造を導入する事は適当ではなく、t−ブチルエステル
等の3級エステル、1−アルキルアダマンチルエステ
ル、カルボン酸のTHP保護体など、酸で分解してカル
ボン酸を発生する構造を画像形成性部位として含有する
樹脂ポリマーをバインダーとして用いるのが一般的であ
る。ArFエキシマーレーザー光に透明な画像形成性部
位を含有するポリシロキサンは、例えば特開平8−16
0623号、特開平10−324748号、特開平11
−60733号、特開平11−60734号に開示され
ている。Further, in the manufacture of a super LSI, which requires processing of an ultra-fine pattern having a line width of half a micron or less, the wavelength used in an exposure apparatus used for lithography has been shortened, and now a KrF excimer laser beam is used. The use of ArF excimer laser light has been studied. In such short wavelength optical lithography, a resist generally called a chemically amplified type is used. In particular, when an ArF excimer laser beam is used, it is not appropriate to introduce a phenol structure into a binder resin, which is a main component of the resist, from the viewpoint of optical transparency of the film. In general, a resin polymer containing, as an image-forming portion, a structure capable of decomposing with an acid to generate a carboxylic acid, such as an ester, a 1-alkyladamantyl ester, or a THP-protected carboxylic acid, is used as a binder. Polysiloxane containing an image-forming portion transparent to ArF excimer laser light is disclosed in, for example, JP-A-8-16.
0623, JP-A-10-324748, JP-A-11-324
-60733 and JP-A-11-60734.
【0010】半導体デバイスの製造において、微細な線
幅を形成する目的とは別に、半導体デバイスの電極用金
属を半導体表面まで通す穴、即ちコンタクトホールの形
式に関しても微小化が進んでおり、これに適したポジ型
フォトレジスト組成物が要求されている。ところが、こ
れまで微小なコンタクトホールをあけるために、どの様
にレジスト素材を設計すればよいか全く知られていなか
った。必ずしも上記のような微細な線幅を得るのに適し
たレジストがコンタクトホール用途にも適さないことが
わかった。更に、レジスト液の保存安定性において改善
の余地があった。例えば、化学増幅系フォトレジストを
液の状態で保存した場合に、該樹脂と光酸発生剤との相
溶性が悪く、液中にパーティクルが発生したり、レジス
ト性能が劣化するなどの問題点がいまだ存在した。In the manufacture of semiconductor devices, apart from the purpose of forming fine line widths, the size of holes through which metal for electrodes of semiconductor devices is passed to the semiconductor surface, that is, the form of contact holes, has been miniaturized. There is a need for a suitable positive photoresist composition. However, how to design a resist material in order to form minute contact holes has not been known at all. It has been found that a resist suitable for obtaining a fine line width as described above is not necessarily suitable for contact hole use. Further, there is room for improvement in the storage stability of the resist solution. For example, when a chemically amplified photoresist is stored in a liquid state, there are problems such as poor compatibility between the resin and the photoacid generator, generation of particles in the liquid, and deterioration of resist performance. Still existed.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、半導体デバイスの製造において、コンタクトホール
パターン形成において、十分な感度及び解像力を有する
ポジ型フォトレジスト組成物を提供することである。本
発明の他の目的は、レジスト液中のパーティクルの発生
が少ないポジ型フォトレジスト組成物を提供することで
ある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a positive photoresist composition having sufficient sensitivity and resolution in forming a contact hole pattern in the manufacture of a semiconductor device. It is another object of the present invention to provide a positive photoresist composition in which generation of particles in a resist solution is small.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポジ型化
学増幅系におけるレジスト組成物について鋭意検討した
結果、(A)特定の構造を有する光酸発生剤、(B)特
定の構造単位を有する酸分解性樹脂を用いることによ
り、本発明の目的が達せられることを見出した。即ち、
上記目的は、下記酸分解性樹脂を含有するポジ型フォト
レジスト組成物を用いることにより達成される。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies on resist compositions in a positive-type chemical amplification system and found that (A) a photoacid generator having a specific structure, and (B) a specific structural unit. It has been found that the object of the present invention can be achieved by using an acid-decomposable resin having the following formula: That is,
The above object is achieved by using a positive photoresist composition containing the following acid-decomposable resin.
【0013】(1)(A)一般式(PAG4)で表され
る活性光線または放射線の照射により酸を発生するスル
ホニウム塩化合物、(B)少なくとも下記一般式(I)
で示される構造単位を有する酸分解性ポリシロキサンを
含有することを特徴とするポジ型フォトレジスト組成
物。(1) (A) a sulfonium salt compound represented by the general formula (PAG4) which generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation; (B) at least the following general formula (I)
A positive photoresist composition comprising an acid-decomposable polysiloxane having a structural unit represented by the formula:
【0014】[0014]
【化4】 Embedded image
【0015】一般式(PAG4)中、Rs1〜Rs3は各
々独立に、置換基を有していてもよいアルキル基、置換
基を有していてもよいアリール基を示す。またRs1〜
Rs3のうちの2つはそれぞれの単結合または置換基を
介して結合してもよい。Z-は、対アニオンを表す。を
表す。In the general formula (PAG4), Rs1 to Rs3 each independently represent an alkyl group which may have a substituent or an aryl group which may have a substituent. Also Rs1 ~
Two of Rs3 may be bonded via a respective single bond or a substituent. And Z - represents a counter anion. Represents
【0016】[0016]
【化5】 Embedded image
【0017】式(I)中、L1は−A1−OCO−、−A
1−COO−、−A1−NHCO−、−A1−NHCOO
−、−A1−NHCONH−、−A1−CONH−、−A
1−OCONH−又は−A1−S−を表す。A1はアルキ
レン基、アリーレン基並びに単環式及び有橋式の脂環構
造から選ばれる少なくとも1つの2価の連結基を表す。
M1は単結合、アルキレン基、アリーレン基、または単
環式もしくは有橋式の脂環構造である2価の連結基を表
す。 R'〜R'''はそれぞれ独立にアルキル基、ハロアル
キル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、トリアルキルシ
リル基又はトリアルキルシリルオキシ基を表す。In the formula (I), L 1 is -A 1 -OCO-, -A
1 -COO-, -A 1 -NHCO-, -A 1 -NHCOO
-, -A 1 -NHCONH-, -A 1 -CONH-, -A
1 -OCONH- or an -A 1 -S-. A 1 represents an alkylene group, an arylene group, and at least one divalent linking group selected from monocyclic and bridged alicyclic structures.
M 1 represents a single bond, an alkylene group, an arylene group, or a divalent linking group having a monocyclic or bridged alicyclic structure. R ′ to R ′ ″ each independently represent an alkyl group, a haloalkyl group, a halogen atom, an alkoxy group, a trialkylsilyl group or a trialkylsilyloxy group.
【0018】(2)(A)のスルホニウム塩化合物が、
下記一般式〔sI〕で表される、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であることを特徴とす
る前記(1)に記載のポジ型フォトレジスト組成物。(2) The sulfonium salt compound of (A) is
The positive photoresist composition according to the above (1), which is a compound represented by the following general formula [sI], which generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation.
【0019】[0019]
【化6】 Embedded image
【0020】一般式〔sI〕中、Rs4〜Rs6はそれぞ
れ水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置
換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有
していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよ
いアルコキシカルボニル基、置換基を有していてもよい
アシル基、置換基を有していてもよいアシロキシ基、ニ
トロ基、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基を表
す。 l:1〜5 m:0〜5 n:0〜5を表す。 l+m+l=1の時、Rs4は置換基を有していてもよ
いアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキ
ル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基
を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を
有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよい
アシロキシ基を表す。 X:R−SO3、 R:置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基、置換
基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。In the general formula [sI], Rs4 to Rs6 each represent a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, or a substituent. A suitable alkoxy group, an alkoxycarbonyl group which may have a substituent, an acyl group which may have a substituent, an acyloxy group which may have a substituent, a nitro group, a halogen atom, a hydroxyl group, Represents a carboxyl group. 1: 1-5 m: 0-5 n: 0-5. When l + m + 1 = 1, Rs4 has an alkyl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, and a substituent Represents an optionally substituted alkoxycarbonyl group, an optionally substituted acyl group, and an optionally substituted acyloxy group. X represents R—SO 3 , R represents an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, or an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明に使用する化合物に
ついて詳細に説明する。まず本発明の(B)酸分解性ポ
リシロキサン(以下、酸分解性樹脂ともいう)について
説明する。一般式(I)において、L1は−A1−OCO
−、−A1−COO−、−A1−NHCO−、−A1−N
HCOO−、−A1−NHCONH−、−A1−CONH
−、−A1−OCONH−又は−A1−S−を表す。A1
はアルキレン基、アリーレン基、並びに単環式及び有橋
式の脂環構造から選ばれる少なくとも1つの2価の連結
基を表す。上記A1において、アルキレン基は、炭素数
1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基が挙げら
れ、好ましくは炭素数1〜6の直鎖状または分岐状のア
ルキレン基であり、特に好ましくはメチレン基、エチレ
ン基、プロピレン基である。アリーレン基は、o−フェ
ニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基が具体
例として挙げられる。また上記A1において、単環式ま
たは有橋式の脂環構造としては、下記で示すもの等が挙
げられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the compounds used in the present invention will be described in detail. First, (B) the acid-decomposable polysiloxane (hereinafter, also referred to as an acid-decomposable resin) of the present invention will be described. In the general formula (I), L 1 is -A 1 -OCO
-, -A 1 -COO-, -A 1 -NHCO-, -A 1 -N
HCOO -, - A 1 -NHCONH - , - A 1 -CONH
-, - A 1 -OCONH- or an -A 1 -S-. A 1
Represents an alkylene group, an arylene group, and at least one divalent linking group selected from monocyclic and bridged alicyclic structures. In the A 1, an alkylene group, for example, linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, preferably straight-chain or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably Is a methylene group, an ethylene group or a propylene group. Specific examples of the arylene group include an o-phenylene group, an m-phenylene group, and a p-phenylene group. In the above A 1 , examples of the monocyclic or bridged alicyclic structure include those shown below.
【0022】[0022]
【化7】 Embedded image
【0023】[0023]
【化8】 Embedded image
【0024】M1は単結合、アルキレン基、アリーレン
基、または単環式もしくは有橋式の脂環構造である2価
の連結基を表す。ここでアルキレン基は炭素数1〜10
の直鎖状、分岐状のアルキレン基が挙げられる。好まし
くは炭素数1〜6の直鎖状、分岐状のアルキレン基であ
り、特に好ましくは、メチレン基、エチレン基、プロピ
レン基であるまたアリーレン基、または単環式もしくは
有橋式の脂環構造である2価の連結基としてはA1と同
様なものが挙げられる。M 1 represents a single bond, an alkylene group, an arylene group, or a divalent linking group having a monocyclic or bridged alicyclic structure. Here, the alkylene group has 1 to 10 carbon atoms.
Linear and branched alkylene groups. It is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably an arylene group which is a methylene group, an ethylene group or a propylene group, or a monocyclic or bridged alicyclic structure. Examples of the divalent linking group represented by are the same as those described for A 1 .
【0025】R'〜R'''は、それぞれ独立にアルキル基、
ハロアルキル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、トリア
ルキルシリル基、トリアルキルシリルオキシ基から選ば
れる基を示す。上記アルキル基としては、炭素数1〜1
0の直鎖または分岐のアルキル基が好ましく、より好ま
しくは炭素数1〜6の直鎖または分岐のアルキル基であ
り、更に好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル
基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s
−ブチル基、t−ブチル基である。ハロアルキル基とし
ては、クロロメチル基、ブロモメチル基、ヨードメチル
基が挙げられる。アルコキシ基としては、炭素数1〜6
の直鎖または分岐のアルキル基であり、更に好ましくは
メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、i−
プロピルオキシ基、n−ブトキシ基、i−ブトキシ基、
s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、中でも特に好ましい
のはメトキシとエトキシ基である。R ′ to R ′ ″ each independently represent an alkyl group,
And a group selected from a haloalkyl group, a halogen atom, an alkoxy group, a trialkylsilyl group, and a trialkylsilyloxy group. The alkyl group may have 1 to 1 carbon atoms.
A linear or branched alkyl group of 0 is preferable, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable, and a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, s
-Butyl group and t-butyl group. Examples of the haloalkyl group include a chloromethyl group, a bromomethyl group, and an iodomethyl group. The alkoxy group may have 1 to 6 carbon atoms.
Linear or branched alkyl groups, more preferably methoxy, ethoxy, n-propyloxy, i-
Propyloxy group, n-butoxy group, i-butoxy group,
An s-butoxy group and a t-butoxy group, among which methoxy and ethoxy groups are particularly preferred.
【0026】トリアルキルシリル基のアルキル基として
は炭素数1〜6の直鎖または分岐のアルキル基であり、
更に好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、
i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブ
チル基、t−ブチル基、中でも最も好ましいのはメチル
基である。トリアルキルシリルオキシ基のアルキル基と
しては炭素数1〜6の直鎖または分岐のアルキル基であ
り、更に好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル
基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s
−ブチル基、t−ブチル基であり、中でも最も好ましい
のはメチル基である。The alkyl group of the trialkylsilyl group is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
More preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group,
Among them, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, an s-butyl group and a t-butyl group, among which a methyl group is most preferred. The alkyl group of the trialkylsilyloxy group is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, i-butyl group, s
-Butyl group and t-butyl group, and among them, the most preferred is a methyl group.
【0027】酸分解性ポリシロキサンは、さらに下記一
般式(II)及び/又は(III)で示される繰り返し構造
単位を含有することが好ましい。The acid-decomposable polysiloxane preferably further contains a repeating structural unit represented by the following general formulas (II) and / or (III).
【0028】[0028]
【化9】 Embedded image
【0029】式(II)中、L2は、単結合、−A2−OC
O−、−A2−COO−、−A2−NHCO−、−A2−
NHCOO−、−A2−NHCONH−、−A2−CON
H−、−A2−OCONH−又は−A2−S−を表す。A
2は単結合、アルキレン基またはアリーレン基を表す。
M2はアリール基、アラルキル基または単環式もしくは
有橋式の脂環基を表す。In the formula (II), L 2 is a single bond, —A 2 —OC
O -, - A 2 -COO - , - A 2 -NHCO -, - A 2 -
NHCOO -, - A 2 -NHCONH - , - A 2 -CON
H -, - A 2 -OCONH- or -A represents a 2 -S-. A
2 represents a single bond, an alkylene group or an arylene group.
M 2 represents an aryl group, an aralkyl group, or a monocyclic or bridged alicyclic group.
【0030】[0030]
【化10】 Embedded image
【0031】上記A2において、アルキレン基は炭素数
1〜10の直鎖状、分岐状のアルキレン基が挙げられ
る。好ましくは炭素数1〜6の直鎖状、分岐状のアルキ
レン基であり、特に好ましくは、メチレン基、エチレン
基、プロピレン基である。同じくアリーレン基は、o−
フェニレン基、m−フェニレン基、p−フェニレン基が
具体例として挙げられる。上記M2において、アリール
基としては、置換基を有していても良いフェニル基が具
体例として挙げられる。同じくアラルキル基としてはベ
ンジル基が挙げられる。In the above A 2 , the alkylene group includes a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. It is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a methylene group, an ethylene group or a propylene group. Similarly, the arylene group is o-
Specific examples include a phenylene group, an m-phenylene group, and a p-phenylene group. In the above M 2, the aryl group, phenyl group which may have a substituent can be given as specific examples. Similarly, the aralkyl group includes a benzyl group.
【0032】上記A2、M2の単環式または有橋式の脂環
構造としては、M1の単環式あるいは有橋式の脂環構造
の例と同様のものが挙げられる。Examples of the monocyclic or bridged alicyclic structure of A 2 and M 2 include those similar to the examples of the monocyclic or bridged alicyclic structure of M 1 .
【0033】一般式(III)は、テトラクロロシラン、テ
トラヒドロシラン、テトラアルコキシシランから誘導さ
れるシロキサン構造単位である。この内でもテトラクロ
ロシラン、テトラアルコキシシランとしては、テトラメ
トキシシラン、テトラエトキシシランが好適である。The general formula (III) is a siloxane structural unit derived from tetrachlorosilane, tetrahydrosilane and tetraalkoxysilane. Among them, tetramethoxysilane and tetraethoxysilane are preferable as tetrachlorosilane and tetraalkoxysilane.
【0034】本発明の酸分解性ポリシロキサンは、一般
式(I)で表される単位を10〜100モル%含有する
ことが好ましく、30〜70モル%含有することがさら
に好ましい。さらに一般式(II)の構造を含む本発明の
酸分解性ポリシロキサンでは、式(II)の構造を20〜8
0モル%含むことが好ましく、40〜60モル%含むこ
とがさらに好ましい。さらに一般式(III)の構造を含
む本発明の酸分解性ポリシロキサンでは、式(III)の
構造を1〜10モル%含むことが好ましく、2〜5モル
%含むことがさらに好ましい。The acid-decomposable polysiloxane of the present invention preferably contains the unit represented by the general formula (I) in an amount of 10 to 100 mol%, more preferably 30 to 70 mol%. Further, in the acid-decomposable polysiloxane of the present invention containing the structure of the general formula (II), the structure of the formula (II) is
It is preferably contained at 0 mol%, more preferably at 40 to 60 mol%. Further, the acid-decomposable polysiloxane of the present invention containing the structure of the general formula (III) preferably contains the structure of the formula (III) in an amount of 1 to 10 mol%, more preferably 2 to 5 mol%.
【0035】本発明の酸分解性ポリシロキサンは、溶剤
溶解性、アルカリ溶解性の調節のため、下記一般式(I
V)及び/又は(V)の構造単位を共縮合されていてもよ
い。The acid-decomposable polysiloxane of the present invention has the following general formula (I) for controlling solvent solubility and alkali solubility.
The structural units of (V) and / or (V) may be co-condensed.
【0036】[0036]
【化11】 Embedded image
【0037】ここで、W、W1、W2は、アルカリ溶解性
や酸分解性を有さない基を表す。具体的には、置換基を
有していてもよい炭素数1〜10の直鎖状、置換基を有
していてもよい炭素数3〜10の分岐状あるいは置換基
を有していてもよい炭素数6〜10の環状のアルキル
基;置換基を有していてもよい炭素数6〜10のアリー
ル基;又は置換基を有していてもよい炭素数7〜11の
アラルキル基を表す。これらの基の好ましい具体例とし
て、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n
−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n
−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニ
ル、n−デシル、シクロヘキシル、フェニル、ナフチ
ル、ベンジル、ナフチルメチルを挙げることができる。
これらの基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1
〜6のアルコキシ基、フェノキシ基、ヒドロキシル基等
が挙げられる。なおW1、W2は同じであっても異なって
いてもよい。Here, W, W 1 and W 2 represent groups having neither alkali solubility nor acid decomposability. Specifically, it may have a linear group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, may have a branched group having 3 to 10 carbon atoms which may have a substituent, or may have a substituent. A cyclic alkyl group having 6 to 10 carbon atoms; an aryl group having 6 to 10 carbon atoms which may have a substituent; or an aralkyl group having 7 to 11 carbon atoms which may have a substituent. . Preferred specific examples of these groups include methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n
-Butyl, i-butyl, t-butyl, n-pentyl, n
-Hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, n-decyl, cyclohexyl, phenyl, naphthyl, benzyl, naphthylmethyl.
The substituents of these groups include a halogen atom,
To 6 alkoxy groups, phenoxy groups, hydroxyl groups and the like. Note that W 1 and W 2 may be the same or different.
【0038】一般式(IV)及び/又は一般式(V)の構
造を含む本発明の酸分解性ポリシロキサンでは、式(I
V)及び/又は式(V)の構造の含有量は、全繰り返し単
位中、70モル%以下であり、好ましくは65モル%以
下であり、さらに好ましくは60モル%以下である。7
0モル%を超えた場合は、解像性が劣化する。In the acid-decomposable polysiloxane of the present invention containing the structure of the general formula (IV) and / or the general formula (V),
The content of the structure of V) and / or the structure of the formula (V) is 70 mol% or less, preferably 65 mol% or less, more preferably 60 mol% or less in all the repeating units. 7
If it exceeds 0 mol%, the resolution will deteriorate.
【0039】上記一般式(I)で表される構造単位を有
する酸分解性ポリシロキサンは、以下の方法により得ら
れる。エチレン性不飽和結合を有する脂環構造が連結さ
れたトリアルコキシシランまたはトリクロロシランを塩
化白金酸触媒存在下あるいはラジカル反応開始剤存在下
で、対応するR'〜R'''を有する3置換シラン化合物をヒ
ドロシリレーションする。The acid-decomposable polysiloxane having the structural unit represented by the general formula (I) can be obtained by the following method. Trialkoxysilane or trichlorosilane linked with an alicyclic structure having an ethylenically unsaturated bond is converted to a trisubstituted silane having a corresponding R ′ to R ′ ″ in the presence of a chloroplatinic acid catalyst or a radical reaction initiator. Hydrosilylate the compound.
【0040】その後、 1)末端にカルボキシル基を有するトリアルコキシシラ
ンを、酸及び水、または塩基触媒及び水の存在下、加熱
によりポリシロキサン化した後、カルボキシル基を酸分
解性基で保護する。 2)末端に酸分解性保護したカルボキシル基を有するト
リアルコキシシランを合成した後、塩基触媒と水を添加
し、加熱によりポリシロキサン化する。のいずれかの方
法により合成することができる。Thereafter, 1) a trialkoxysilane having a carboxyl group at the terminal is converted into a polysiloxane by heating in the presence of an acid and water or a base catalyst and water, and then the carboxyl group is protected with an acid-decomposable group. 2) After synthesizing a trialkoxysilane having an acid-decomposable protected carboxyl group at the terminal, a base catalyst and water are added, and the mixture is heated to form a polysiloxane. Can be synthesized.
【0041】別法として、エチレン性不飽和結合を有す
る脂環構造が連結された酸分解性基ポリシロキサンを塩
化白金酸触媒存在下あるいはラジカル反応開始剤存在下
で、対応するR'〜R'''を有する3置換シラン化合物をヒ
ドロシリレーションする方法もある。Alternatively, an acid-decomposable group-containing polysiloxane linked to an alicyclic structure having an ethylenically unsaturated bond may be reacted with the corresponding R 'to R' in the presence of a chloroplatinic acid catalyst or a radical reaction initiator. There is also a method of hydrosilylating a trisubstituted silane compound having ''.
【0042】上記酸分解性基の導入方法としては、酸分
解性基に対応するビニルエーテル化合物との酸触媒反応
や、二炭酸ジt−ブチル、トリメチルシリルクロリド、
あるいはt−ブチルジメチルシリルクロリドとの塩基触
媒反応等、それぞれ公知の反応を用いることにより得ら
れる。The method for introducing the acid-decomposable group includes an acid-catalyzed reaction with a vinyl ether compound corresponding to the acid-decomposable group, di-t-butyl dicarbonate, trimethylsilyl chloride,
Alternatively, it can be obtained by using a known reaction such as a base catalyzed reaction with t-butyldimethylsilyl chloride.
【0043】また前記(IV)または(V)で示される構造単
位を有するシロキサン単位の使用は、溶剤溶解性や感
度、解像力、パターンの矩形性の点で好ましい。Use of a siloxane unit having a structural unit represented by the above (IV) or (V) is preferable in view of solvent solubility, sensitivity, resolution, and rectangularity of a pattern.
【0044】本発明のポリシロキサンについて、一般式
(I)の構造単位の具体例を以下に示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。Specific examples of the structural unit of the general formula (I) for the polysiloxane of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.
【0045】[0045]
【化12】 Embedded image
【0046】[0046]
【化13】 Embedded image
【0047】本発明のポリシロキサンについて、一般式
(II)の構造単位の具体例を以下に示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。Specific examples of the structural unit of the general formula (II) for the polysiloxane of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.
【0048】[0048]
【化14】 Embedded image
【0049】本発明のポリシロキサンの重量平均分子量
は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法で測定
されたポリスチレン換算値として、500〜10000
0が好ましく、さらに好ましくは700〜50000で
あり、特に好ましくは800〜20000である。The weight average molecular weight of the polysiloxane of the present invention is from 500 to 10,000 as a polystyrene equivalent value measured by gel permeation chromatography.
0 is preferable, 700 to 50,000 is more preferable, and 800 to 20,000 is particularly preferable.
【0050】(A)活性光線または放射線の照射により
酸を発生するスルホニウム塩化合物(以下、光酸発生剤
ともいう。) このような光酸発生剤としては、一般式(PAG4)で
表される、活性光線または放射線の照射により酸を発生
するスルホニウム塩化合物である。ここで、発生する酸
としては、スルホン酸、カルボン酸、ジスルホニルイミ
ド、N−スルホニルイミド等が挙げられる。本発明にお
いて、(B)成分とともに上記の一般式(PAG4)で
表されるスルホニウム塩を用いることで、コンタクトホ
ールの解像度が良好になる。(A) Sulfonium salt compound which generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation (hereinafter also referred to as photoacid generator) Such a photoacid generator is represented by the general formula (PAG4) And a sulfonium salt compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. Here, examples of the generated acid include sulfonic acid, carboxylic acid, disulfonylimide, and N-sulfonylimide. In the present invention, the use of the sulfonium salt represented by the general formula (PAG4) together with the component (B) improves the resolution of the contact hole.
【0051】ここで一般式(PAG4)中、Rs1〜R
s3は各々独立に、置換基を有していてもよいアルキル
基、置換基を有していてもよいアリール基を示す。好ま
しくは、炭素数6〜14のアリール基、炭素数1〜8の
アルキル基およびそれらの置換誘導体である。好ましく
はアリール基である。アリール基としては、フェニル
基、ナフチル基、アントラセン基、フェナントレン基で
あり、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル
基、sec−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプ
チル基、オクチル基が挙げられる。これらの好ましい置
換基としては、アルキル基、ハロアルキル基、シクロア
ルキル基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、カル
ボキシル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、アシ
ロキシ基、ヒロドキシ基、メルカプト基およびハロゲン
原子が挙げられる。Here, in the general formula (PAG4), Rs1 to Rs
and s3 each independently represents an alkyl group which may have a substituent or an aryl group which may have a substituent. Preferably, it is an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a substituted derivative thereof. Preferably it is an aryl group. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthracene group, and a phenanthrene group, and examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a pentyl group. Group, hexyl group, heptyl group and octyl group. Preferred examples of these substituents include an alkyl group, a haloalkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a nitro group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, an acyloxy group, a hydroxy group, a mercapto group and a halogen atom. Can be
【0052】Z-は対アニオンを示し、例えばBF4 -、
AsF6 -、PF6 -、SbF6 -、SiF6 2-、ClO4 -、
CF3SO3 -等のパーフルオロアルカンスルホン酸アニ
オン、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオン、ナ
フタレン−1−スルホン酸アニオン等の脂肪族炭化水素
基あるいは芳香族炭化水素基を有するスルホン酸アニオ
ン、アントラキノンスルホン酸アニオン、スルホン酸基
含有染料、メタンスルホン酸等のアルキルスルホン酸等
を挙げることができるがこれらに限定されるものではな
い。[0052] Z - represents a counter anion, for example BF 4 -,
AsF 6 -, PF 6 -, SbF 6 -, SiF 6 2-, ClO 4 -,
CF 3 SO 3 - perfluoroalkane sulfonate anion such as, pentafluorobenzenesulfonic acid anion, sulfonic acid anion having aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group such as a naphthalene-1-sulfonic acid anion, anthraquinone sulfonic acid Examples include anions, sulfonic acid group-containing dyes, and alkylsulfonic acids such as methanesulfonic acid, but are not limited thereto.
【0053】またRs1〜Rs3のうちの2つはそれぞれ
の単結合または置換基を介して結合してもよい。Two of Rs1 to Rs3 may be bonded via a single bond or a substituent.
【0054】上記光酸発生剤の具体例としては、以下に
示す化合物が挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。Specific examples of the photoacid generator include the following compounds, but are not limited thereto.
【0055】[0055]
【化15】 Embedded image
【0056】[0056]
【化16】 Embedded image
【0057】[0057]
【化17】 Embedded image
【0058】[0058]
【化18】 Embedded image
【0059】[0059]
【化19】 Embedded image
【0060】[0060]
【化20】 Embedded image
【0061】[0061]
【化21】 Embedded image
【0062】一般式(PAG4)で示される上記スルホ
ニウム塩は、例えばJ. W. Knapczyket al, J. Am. Che
m. Soc., 91, 145(1969)、A. L. Maycok et al, J. Or
g. Chem., 35, 2532, (1970)、E. Goethas et al, Bul
l. Soc. Chem. Belg., 73, 546, (1964)、H. M. Leices
ter, J. Ame. Chem. Soc., 51, 3587(1929)、J. V. Cri
vello et al, J. Polym. Chem. Ed., 18, 2677(1980)、
米国特許第2,807,648号および同4,247,473号、特開昭53
-101331号等に記載の方法により合成することができ
る。The sulfonium salt represented by the general formula (PAG4) is described, for example, in JW Knapczyket al, J. Am. Che
m. Soc., 91, 145 (1969), AL Maycok et al, J. Or
g. Chem., 35, 2532, (1970), E. Goethas et al, Bul
l. Soc. Chem. Belg., 73, 546, (1964), HM Leices
ter, J. Ame.Chem. Soc., 51, 3587 (1929), JV Cri
vello et al, J. Polym. Chem. Ed., 18, 2677 (1980),
U.S. Pat.Nos. 2,807,648 and 4,247,473, JP 53
-101331 can be synthesized.
【0063】本発明において、光酸発生剤としては、上
記一般式[sI]で表される光酸発生剤が特に好まし
い。これにより、レジスト組成物溶液を調液後のパーテ
ィクルの数及びその調液から経時保存後のパーティクル
の増加数を軽減できる。前記一般式[sI]における、
Rs4 〜Rs6 のアルキル基としては、置換基を有して
もよい、メチル基、エチル基、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、
ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、t
−アミル基、デカニル基、ドデカニル基、ヘキサデカニ
ル基のような炭素数1〜25個のものが挙げられる。シ
クロアルキル基としては、置換基を有してもよい、シク
ロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、
シクロオクチル基、シクロドデカニル基、シクロヘキサ
デカニル基等のような炭素数3〜25個のものが挙げら
れる。アルコキシ基としては、置換基を有してもよい、
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキ
シ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブト
キシ基もしくはt−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、t
−アミロキシ基、n−ヘキシロキシ基、n−オクチルオ
キシ基、n−ドデカンオキシ基等のような炭素数1〜2
5個のものが挙げられる。In the present invention, the photoacid generator represented by the above general formula [sI] is particularly preferred as the photoacid generator. This can reduce the number of particles after preparing the resist composition solution and the increase in the number of particles after storage with time from the preparation. In the general formula [sI],
Examples of the alkyl group of Rs4 to Rs6 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, which may have a substituent.
Pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, t
-An amyl group, a decanyl group, a dodecanyl group, a hexadecanyl group and the like having 1 to 25 carbon atoms. As the cycloalkyl group, a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, which may have a substituent,
Those having 3 to 25 carbon atoms such as cyclooctyl group, cyclododecanyl group, cyclohexadecanyl group and the like can be mentioned. The alkoxy group may have a substituent,
Methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, sec-butoxy or t-butoxy, pentyloxy, t
-Having 1 to 2 carbon atoms such as an amyloxy group, n-hexyloxy group, n-octyloxy group, n-dodecaneoxy group, etc.
There are five.
【0064】アルコキシカルボニル基としては、置換基
を有してもよい、メトキシカルボニル基、エトキシカル
ボニル基、プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカ
ルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、イソブトキシ
カルボニル基、sec−ブトキシカルボニル基もしくは
t−ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル
基、t−アミロキシカルボニル基、n−ヘキシロキシカ
ルボニル基、n−オクチルオキシカルボニル基、n−ド
デカンオキシカルボニル基等のような炭素数2〜25個
のものが挙げられる。アシル基としては、置換基を有し
てもよい、ホルミル基、アセチル基、ブチリル基、バレ
リル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、t−ブチル
カルボニル基、t−アミルカルボニル基等のような炭素
数1〜25個のものが挙げられる。アシロキシ基として
は、置換基を有してもよい、アセトキシ基、エチリルオ
キシ基、ブチリルオキシ基、t−ブチリルオキシ基、t
−アミリルオキシ基、n−ヘキサンカルボニロキシ基、
n−オクタンカルボニロキシ基、n−ドデカンカルボニ
ロキシ基、n−ヘキサデカンカルボニロキシ基、等のよ
うな炭素数2〜25個のものが挙げられる。ハロゲン原
子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子もしくは
ヨウ素原子を挙げることができる。Examples of the alkoxycarbonyl group include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group, an isopropoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, an isobutoxycarbonyl group and a sec-butoxycarbonyl which may have a substituent. 2 to 25 carbon atoms such as a group or t-butoxycarbonyl group, pentyloxycarbonyl group, t-amyloxycarbonyl group, n-hexyloxycarbonyl group, n-octyloxycarbonyl group, n-dodecaneoxycarbonyl group, etc. One. The acyl group may have a substituent and has 1 carbon atom such as a formyl group, an acetyl group, a butyryl group, a valeryl group, a hexanoyl group, an octanoyl group, a t-butylcarbonyl group, and a t-amylcarbonyl group. To 25. Examples of the acyloxy group include an acetoxy group, an ethylyloxy group, a butyryloxy group, a t-butyryloxy group, and a t which may have a substituent.
-Amylyloxy group, n-hexanecarbonyloxy group,
Examples thereof include those having 2 to 25 carbon atoms such as an n-octanecarbonyloxy group, an n-dodecanecarbonyloxy group, and an n-hexadecanecarbonyloxy group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
【0065】これらの基に対する置換基として好ましく
は、炭素数1〜4個のアルコキシ基、ハロゲン原子(フ
ッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アシル
基、アシロキシ基、シアノ基、水酸基、カルボキシ基、
アルコキシカルボニル基、ニトロ基等を挙げることがで
きる。また、l+m+n=1の時、Rs4 は置換基を有
していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよい
シクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキ
シ基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル
基、置換基を有していてもよいアシル基、置換基を有し
ていてもよいアシロキシ基を表す。また、R4は、炭素
数2個以上が好ましく、より好ましくは炭素数4個以上
である。As a substituent for these groups, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom), an acyl group, an acyloxy group, a cyano group, a hydroxyl group, Carboxy group,
Examples thereof include an alkoxycarbonyl group and a nitro group. When l + m + n = 1, Rs4 represents an alkyl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or a substituent. It represents an optionally substituted alkoxycarbonyl group, an optionally substituted acyl group, and an optionally substituted acyloxy group. R4 preferably has 2 or more carbon atoms, more preferably 4 or more carbon atoms.
【0066】上記の中でも、Rs4 〜Rs6 の置換基を
有していてもよい、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、t−
ブチル基、n−ペンチル基、t−アミル基、n−ヘキシ
ル基、n−オクチル基、デカニル基が好ましく、シクロ
アルキル基としては、置換基を有してもよい、シクロヘ
キシル基、シクロオクチル基、シクロドデカニル基が好
ましく、アルコキシ基としては、置換基を有してもよ
い、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、n−
ブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基、ペ
ンチルオキシ基、t−アミロキシ基、n−ヘキシロキシ
基、n−オクチルオキシ基、n−ドデカンオキシ基が好
ましく、アルコキシカルボニル基としては、置換基を有
してもよい、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニ
ル基、イソプロポキシカルボニル基、n−ブトキシカル
ボニル基、sec−ブトキシカルボニル基、t−ブトキ
シカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、t−ア
ミロキシカルボニル基、n−ヘキシロキシカルボニル
基、n−オクチルオキシカルボニル基、n−ドデカンオ
キシカルボニル基が好ましく、アシル基としては、置換
基を有してもよい、ホルミル基、アセチル基、ブチリル
基、バレリル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、t
−ブチルカルボニル基、t−アミルカルボニル基が好ま
しく、アシロキシ基としては、置換基を有してもよい、
アセトキシ基、エチリルオキシ基、ブチリルオキシ基、
t−ブチリルオキシ基、t−アミリルオキシ基、n−ヘ
キサンカルボニロキシ基、n−オクタンカルボニロキシ
基が好ましい。Among the above, alkyl groups which may have a substituent of Rs4 to Rs6 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group and a t-group.
A butyl group, an n-pentyl group, a t-amyl group, an n-hexyl group, an n-octyl group, and a decanyl group are preferable.As the cycloalkyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, which may have a substituent, A cyclododecanyl group is preferable, and as the alkoxy group, a methoxy group, an ethoxy group, an isopropoxy group, an n-
Butoxy group, sec-butoxy group, t-butoxy group, pentyloxy group, t-amyloxy group, n-hexyloxy group, n-octyloxy group, n-dodecaneoxy group is preferable, and the alkoxycarbonyl group is preferably a substituent. Methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, isopropoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, sec-butoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, pentyloxycarbonyl group, t-amyloxycarbonyl group, n -Hexyloxycarbonyl group, n-octyloxycarbonyl group, n-dodecaneoxycarbonyl group is preferable, and the acyl group may have a substituent, formyl group, acetyl group, butyryl group, valeryl group, hexanoyl group. , Octanoyl group, t
-Butylcarbonyl group, t-amylcarbonyl group is preferable, and the acyloxy group may have a substituent,
Acetoxy group, ethylyloxy group, butyryloxy group,
A t-butyryloxy group, a t-amylyloxy group, an n-hexanecarbonyloxy group, and an n-octanecarbonyloxy group are preferred.
【0067】また、炭素数5個以上の、置換基を有して
いてもよい、アルキル基としてはn−ペンチル基、t−
アミル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、デカニル
基が好ましい。炭素数5個以上の、置換基を有していて
もよい、シクロアルキル基としてはシクロヘキシル基、
シクロオクチル基、シクロドデカニル基が好ましい。炭
素数5個以上の、置換基を有していてもよい、アルコキ
シ基としては、ペンチルオキシ基、t−アミロキシ基、
ヘキシルオキシ基、n−オクチルオキシ基、ドデカンオ
キシ基が好ましい。炭素数5個以上の、置換基を有して
いてもよい、アルコキシカルボニル基としては、ペンチ
ルオキシカルボニル基、t−アミロキシカルボニル基、
ヘキシルオキシカルボニル基、n−オクチルオキシカル
ボニル基、ドデカンオキシカルボニル基が好ましい。炭
素数5個以上の、置換基を有していてもよい、アシル基
としては、パレリル基、ヘキサノイル基、オクタノイル
基、t−アミルカルボニル基が好ましい。炭素数5個以
上の、置換基を有していてもよいアシロキシ基として
は、t−アミリルオキシ基、n−ヘキサンカルボニロキ
シ基、n−オクタンカルボニロキシ基が好ましい。これ
らの基に対する置換基としては、メトキシ基、エトキシ
基、t−ブトキシ基、塩素原子、臭素原子、シアノ基、
水酸基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル
基、t−ブトキシカルボニル基、t−アミロキシカルボ
ニル基が好ましい。The alkyl group having 5 or more carbon atoms and which may have a substituent is an n-pentyl group or a t-
Amyl, n-hexyl, n-octyl and decanyl are preferred. A cycloalkyl group having 5 or more carbon atoms, which may have a substituent, is a cyclohexyl group,
A cyclooctyl group and a cyclododecanyl group are preferred. Examples of the alkoxy group having 5 or more carbon atoms, which may have a substituent, include a pentyloxy group, a t-amyloxy group,
Hexyloxy, n-octyloxy and dodecaneoxy are preferred. An alkoxycarbonyl group having 5 or more carbon atoms, which may have a substituent, includes a pentyloxycarbonyl group, a t-amyloxycarbonyl group,
Hexyloxycarbonyl, n-octyloxycarbonyl and dodecaneoxycarbonyl are preferred. As the acyl group having 5 or more carbon atoms and which may have a substituent, a paleryl group, a hexanoyl group, an octanoyl group, and a t-amylcarbonyl group are preferable. As the acyloxy group having 5 or more carbon atoms and which may have a substituent, a t-amylyloxy group, an n-hexanecarbonyloxy group, and an n-octanecarbonyloxy group are preferable. Substituents for these groups include methoxy, ethoxy, t-butoxy, chlorine, bromine, cyano,
A hydroxyl group, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a t-butoxycarbonyl group, and a t-amyloxycarbonyl group are preferred.
【0068】本発明で使用される一般式[sI]で表さ
れるスルホニウム化合物は、その対アニオン、X-とし
て、上記のように特定の構造を有するスルフォン酸を用
いる。対アニオンにおける、Rの置換基を有していても
よい脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜20個の直
鎖あるいは分岐したアルキル基、または環状のアルキル
基を挙げることができる。また、Rは置換基を有してい
てもよい芳香族基を挙げることができる。上記のRのア
ルキル基としては、置換基を有してもよい、メチル基、
エチル基、プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル
基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチルヘキ
シル基、デシル基、ドデシル基等の炭素数1〜20のも
のを挙げることができる。環状アルキル基としては、置
換基を有してもよい、シクロペンチル基、シクロヘキシ
ル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基、アダマン
チル基、ノルボルニル基、樟脳基、トリシクロデカニル
基、メンチル基等を挙げることができる。芳香族基とし
ては、置換基を有してもよい、フェニル基、ナフチル基
を挙げることができる。The sulfonium compound represented by the general formula [sI] used in the present invention uses a sulfonic acid having a specific structure as described above as its counter anion, X − . Examples of the aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent of R in the counter anion include a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a cyclic alkyl group. R may be an aromatic group which may have a substituent. As the alkyl group for R, a methyl group, which may have a substituent,
Examples thereof include those having 1 to 20 carbon atoms such as an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an n-octyl group, a 2-ethylhexyl group, a decyl group, and a dodecyl group. . Examples of the cyclic alkyl group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclooctyl group, a cyclododecyl group, an adamantyl group, a norbornyl group, a camphor group, a tricyclodecanyl group, and a mentyl group which may have a substituent. Can be. Examples of the aromatic group include a phenyl group and a naphthyl group which may have a substituent.
【0069】上記の中でも、Rの置換基を有していても
よい、アルキル基としては、メチル基、トリフルオロメ
チル基、エチル基、ペンタフルオロエチル基、2,2,
2−トリフルオロエチル基、n−プロピル基、n−ブチ
ル基、ノナフルオロブチル基、n−ペンチル基、n−ヘ
キシル基、n−オクチル基、ヘプタデカフルオロオクチ
ル基、2−エチルヘキシル基、デシル基、ドデシル基、
環状アルキル基としてはシクロペンチル基、シクロヘキ
シル基、樟脳基、を挙げることができる。芳香族基とし
ては、置換基を有してもよい、フェニル基、ナフチル
基、ペンタフルオロフェニル基、p−トルイル基、p−
フルオロフェニル基、p−クロロフェニル基、p−ヒド
ロキフェニル基、p−メトキシフェニル基、ドデシルフ
ェニル基、メシチル基、トリイソプロピルフェニル基、
4−ヒドロキシ−1−ナフチル基、6−ヒドロキシ−2
−ナフチル基を挙げることができる。Among the above, as the alkyl group which may have a substituent for R, methyl, trifluoromethyl, ethyl, pentafluoroethyl, 2,2,2
2-trifluoroethyl group, n-propyl group, n-butyl group, nonafluorobutyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, heptadecafluorooctyl group, 2-ethylhexyl group, decyl group , Dodecyl group,
Examples of the cyclic alkyl group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a camphor group. As the aromatic group, a phenyl group, naphthyl group, pentafluorophenyl group, p-toluyl group, p-
Fluorophenyl group, p-chlorophenyl group, p-hydroxyphenyl group, p-methoxyphenyl group, dodecylphenyl group, mesityl group, triisopropylphenyl group,
4-hydroxy-1-naphthyl group, 6-hydroxy-2
-Naphthyl group.
【0070】上記の各置換基の中でも、より好ましいR
s4 〜Rs6 の具体例としては、メチル基、エチル基、
プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチ
ル基、n−ペンチル基、t−アミル基、n−ヘキシル
基、n−オクチル基、シクロヘキシル基、メトキシ基、
エトキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、t−
ブトキシ基、ペンチルオキシ基、t−アミロキシ基、ヘ
キシルオキシ基、n−オクチルオキシ基、メトキシカル
ボニル基、エトキシカルボニル基、n−ブトキシカルボ
ニル基、t−ブトキシカルボニル基、t−アミロキシカ
ルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、n−オクチ
ルオキシカルボニル基、ホルミル基、アセチル基、ブチ
リル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、t−ブチル
カルボニル基、t−アミルカルボニル基、アセトキシ
基、エチリルオキシ基、ブチリルオキシ基、t−ブチリ
ルオキシ基、t−アミリルオキシ基、n−ヘキサンカル
ボニロキシ基、n−オクタンカルボニロキシ基、水酸
基、塩素原子、臭素原子、ニトロ基である。Among the above substituents, more preferred R
Specific examples of s4 to Rs6 include a methyl group, an ethyl group,
Propyl, isopropyl, n-butyl, t-butyl, n-pentyl, t-amyl, n-hexyl, n-octyl, cyclohexyl, methoxy,
Ethoxy, isopropoxy, n-butoxy, t-
Butoxy group, pentyloxy group, t-amyloxy group, hexyloxy group, n-octyloxy group, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, t-amyloxycarbonyl group, hexyl Oxycarbonyl group, n-octyloxycarbonyl group, formyl group, acetyl group, butyryl group, hexanoyl group, octanoyl group, t-butylcarbonyl group, t-amylcarbonyl group, acetoxy group, ethylyloxy group, butyryloxy group, t-butyryloxy Group, t-amylyloxy group, n-hexanecarbonyloxy group, n-octanecarbonyloxy group, hydroxyl group, chlorine atom, bromine atom and nitro group.
【0071】より好ましい炭素数5個以上の基の具体例
としては、n−ペンチル基、t−アミル基、n−ヘキシ
ル基、n−オクチル基、デカニル基、シクロヘキシル
基、ペンチルオキシ基、t−アミロキシ基、ヘキシルオ
キシ基、n−オクチルオキシ基、ドデカンオキシ基、ペ
ンチルオキシカルボニル基、t−アミロキシカルボニル
基、ヘキシルオキシカルボニル基、n−オクチルオキシ
カルボニル基、ドデカンオキシカルボニル基、パレリル
基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、t−アミルヵル
ボニル基、t−アミリルオキシ基、n−ヘキサンカルボ
ニロキシ基、n−オククンカルボニロキシ基である。More preferable examples of the group having 5 or more carbon atoms include n-pentyl, t-amyl, n-hexyl, n-octyl, decanyl, cyclohexyl, pentyloxy, and t-pentyl. Amyloxy group, hexyloxy group, n-octyloxy group, dodecaneoxy group, pentyloxycarbonyl group, t-amyloxycarbonyl group, hexyloxycarbonyl group, n-octyloxycarbonyl group, dodecaneoxycarbonyl group, pareryl group, hexanoyl A octanoyl group, a t-amylcarbonyl group, a t-amylyloxy group, an n-hexanecarbonyloxy group, and an n-octanecarbonyloxy group.
【0072】より好ましいスルフォン酸置換基Rの具体
例としては、メチル基、トリフルオロメチル基、エチル
基、ペンタフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオ
ロエチル基、n−ブチル基、ノナフルオロブチル基、n
−ヘキシル基、n−オクチル基、ヘプタデカフルオロオ
クチル基、2−エチルヘキシル基、樟脳基、フェニル
基、ナフチル基、ペンタフルオロフェニル基、p−トル
イル基、p−フルオロフェニル基、p−クロロフェニル
基、p−メトキシフェニル基、ドデシルフェニル基、メ
シチル基、トリイソプロピルフェニル基、4−ヒドロキ
シ−1−ナフチル基、6−ヒドロキシ−2−ナフチル基
である。Specific examples of the more preferred sulfonic acid substituent R include methyl, trifluoromethyl, ethyl, pentafluoroethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, n-butyl, and nonafluoro. Butyl group, n
-Hexyl group, n-octyl group, heptadecafluorooctyl group, 2-ethylhexyl group, camphor group, phenyl group, naphthyl group, pentafluorophenyl group, p-toluyl group, p-fluorophenyl group, p-chlorophenyl group, p-methoxyphenyl group, dodecylphenyl group, mesityl group, triisopropylphenyl group, 4-hydroxy-1-naphthyl group and 6-hydroxy-2-naphthyl group.
【0073】発生する酸の総炭素数としては1〜30個
が好ましい。より好ましくは1〜28個であり、更に好
ましくは1〜25個である。その総炭素数が1個未満の
場合、t−top形状になるなどパターン形成に支障を
きたす場合があり、30個を超えると、現像残渣が生じ
る場合があるなど好ましくない。以下に、一般式[s
I]で表される化合物の具体例としては、下記[sI−
1]〜[sI−20]を示すが、本発明がこれに限定さ
れるものではない。これらの化合物は、単独でもしくは
2種以上の組み合わせで用いられる。The total number of carbon atoms of the generated acid is preferably 1 to 30. The number is more preferably 1 to 28, and still more preferably 1 to 25. If the total number of carbon atoms is less than 1, the pattern formation may be hindered such as a t-top shape, and if it exceeds 30, the development residue may be undesirably generated. The general formula [s
Specific examples of the compound represented by the formula [I] include the following [sI-
1] to [sI-20], but the present invention is not limited thereto. These compounds are used alone or in combination of two or more.
【0074】[0074]
【化22】 Embedded image
【0075】[0075]
【化23】 Embedded image
【0076】[0076]
【化24】 Embedded image
【0077】次に、本発明のポジ型フォトレジスト組成
物における、前記一般式[sI]で表される活性光線又
は放射線の照射により酸を発生する化合物(光酸発生
剤)とともに併用できる光酸発生剤について説明する。Next, in the positive photoresist composition of the present invention, a photoacid which can be used together with a compound (photoacid generator) which generates an acid upon irradiation with an actinic ray or radiation represented by the general formula [sI] The generator will be described.
【0078】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、あるいはマイクロレジス
ト等に使用される公知の光(400〜200nmの紫外
線、遠紫外線、特に好ましくはg線、i線、KrFエキ
シマーレーザー光、ArFエキシマーレーザー光、電子
線、X線、分子線またはイオンビームにより酸を発生さ
せる化合物およびそれらの混合物を適宜に選択して用い
ることができる。Examples of the compound used in the present invention which decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid include a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for photoradical polymerization,
Known light (400 to 200 nm ultraviolet light, far ultraviolet light, particularly preferably g-ray, i-ray, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light) used for photodecolorants, photochromic agents or micro resists of dyes A compound that generates an acid by light, an electron beam, an X-ray, a molecular beam, or an ion beam and a mixture thereof can be appropriately selected and used.
【0079】また、その他の本発明に用いられる活性光
線又は放射線の照射により酸を発生する化合物として
は、例えば S. I. Schlesinger, Photogr. Sci. Eng.,
18, 387(1974)、T. S. Bal et al, Polymer, 21, 423(1
980)等に記載のジアゾニウム塩、米国特許第4,069,055
号、同4,069,056号、同Re27,992号、特開平3-140140号
等に記載のアンモニウム塩、D. C. Necker et al, Macr
omolecules, 17, 2468(1984)、C. S. Wen et al, Teh,
Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct(198
8)、米国特許第4,069,055号、同4,069,056号等に記載の
ホスホニウム塩、J.V. Crivello et al, Macromorecule
s, 10(6), 1307(1977)、Chem. & Eng. News,Nov. 28, p
31(1988)、欧州特許第104,143号、米国特許第339,049
号、同第410,201号、特開平2-150,848号、特開平2-296,
514号等に記載のヨードニウム塩、J. V. Crivello et a
l, Macromorecules, 10(6), 1307(1977)、J. V. Crivel
lo et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17,
1047(1979)等に記載のセレノニウム塩、C. S. Wen et a
l, Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo,O
ct(1988)等に記載のアルソニウム塩等のオニウム塩、Further, examples of other compounds used in the present invention which generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation include, for example, SI Schlesinger, Photogr. Sci. Eng.,
18, 387 (1974), TS Bal et al, Polymer, 21, 423 (1
980) and the like, U.S. Pat.No.4,069,055
No. 4,069,056, Re27,992, ammonium salt described in JP-A-3-140140, etc., DC Necker et al, Macr
omolecules, 17, 2468 (1984), CS Wen et al, Teh,
Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo, Oct (198
8), U.S. Pat.Nos. 4,069,055 and 4,069,056, phosphonium salts described in JV Crivello et al, Macromorecule
s, 10 (6), 1307 (1977), Chem. & Eng. News, Nov. 28, p.
31 (1988), EP 104,143, U.S. Patent 339,049
No. 410,201, JP-A-2-150,848, JP-A-2-296,
Iodonium salts described in No. 514, JV Crivello et a
l, Macromorecules, 10 (6), 1307 (1977), JV Crivel
lo et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem. Ed., 17,
1047 (1979) and the like, CS Wen et a
l, Teh, Proc. Conf. Rad. Curing ASIA, p478 Tokyo, O
onium salts such as arsonium salts described in ct (1988), etc.
【0080】米国特許第3,905,815号、特公昭46-4605
号、特開昭48-36281号、特開昭55-32070号、特開昭60-2
39736号、特開昭61-169835号、特開昭61-169837号、特
開昭62-58241号、特開昭62-212401号、特開昭63-70243
号、特開昭63-298339号等に記載の有機ハロゲン化合
物、K.Meier et al, J. Rad. Curing, 13(4), 26(198
6)、T. P. Gill et al, Inorg. Chem., 19, 3007(198
0)、D. Astruc, Acc. Chem. Res.,19(12), 377(1896)、
特開平2-161445号等に記載の有機金属/有機ハロゲン化
物、S. Hayase et al, J. Polymer Sci., 25, 753(198
7)、E. Reichmanis et al, J. Pholymer Sci., Polymer
Chem. Ed., 23, 1(1985)、Q. Q. Zhu et al, J. Photoch
em., 36, 85, 39, 317(1987)、 B. Amit et al, Tetrahe
dron Lett., (24) 2205(1973)、D. H. R. Barton et al,
J. Chem Soc., 3571(1965)、P. M. Collins et al, J.
Chem. Soc., PerkinI, 1695(1975)、M. Rudinstein et a
l, Tetrahedron Lett., (17), 1445(1975)、J. W. Walke
r et al, J. Am. Chem. Soc., 110, 7170(1988)、S. C.
Busman et al, J. Imaging Technol., 11(4), 191(198
5)、H. M.Houlihan et al, Macormolecules, 21, 2001(1
988)、 P. M. Collins et al, J.Chem. Soc., Chem. Com
mun., 532(1972)、S. Hayase et al,Macromolecules, 1
8, 1799(1985)、E. Reichman et al, J. Electrochem. S
oc., Solid State Sci. Technol., 130(6)、F. M. Houli
han et al, Macromolcules, 21, 2001(1988)、欧州特許
第0290,750号、同046,083号、同156,535号、同271,851
号、同0,388,343号、米国特許第3,901,710号、同4,181,5
31号、特開昭60-198538号、特開昭53-133022号等に記載
の0−ニトロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、M.
TUNOOKA etal, Polymer Preprints Japan, 35(8)、G. B
erner et al, J. Rad. Curing, 13(4)、 W. J. Mijs et
al, Coating Technol., 55(697), 45(1983), Akzo、H.
Adachi et al, Polymer Preprints, Japan, 37(3)、欧州
特許第0199,672号、同84,515号、同044,115号、同618,5
64号、同0101,122号、米国特許第4,371,605号、同4,43
1,774号、特開昭64-18143号、特開平2-245756号、特開
平3-140109号等に記載のイミノスルフォネ−ト等に代表
される光分解してスルホン酸を発生する化合物、特開昭
61-166544号、特開平2-71270号等に記載のジスルホン化
合物、特開平3-103854号、同3-103856号、同4-210960号
等に記載のジアゾケトスルホン、ジアゾジスルホン化合
物を挙げることができる。US Pat. No. 3,905,815, JP-B-46-4605
No., JP-A-48-36281, JP-A-55-32070, JP-A-60-2
39736, JP-A-61-169835, JP-A-61-169837, JP-A-62-58241, JP-A-62-212401, JP-A-63-70243
Organohalogen compounds described in JP-A-63-298339, K. Meier et al, J. Rad. Curing, 13 (4), 26 (198
6), TP Gill et al, Inorg. Chem., 19, 3007 (198
0), D. Astruc, Acc. Chem. Res., 19 (12), 377 (1896),
Organometallic / organic halides described in JP-A-2-14145, S. Hayase et al, J. Polymer Sci., 25, 753 (198
7), E. Reichmanis et al, J. Pholymer Sci., Polymer
Chem. Ed., 23, 1 (1985), QQ Zhu et al, J. Photoch.
em., 36, 85, 39, 317 (1987), B. Amit et al, Tetrahe
dron Lett., (24) 2205 (1973), DHR Barton et al,
J. Chem Soc., 3571 (1965), PM Collins et al, J.
Chem. Soc., PerkinI, 1695 (1975), M. Rudinstein et a
l, Tetrahedron Lett., (17), 1445 (1975), JW Walke
r et al, J. Am. Chem. Soc., 110, 7170 (1988), SC
Busman et al, J. Imaging Technol., 11 (4), 191 (198
5), HM Houlihan et al, Macormolecules, 21, 2001 (1
988), PM Collins et al, J. Chem. Soc., Chem. Com.
mun., 532 (1972); S. Hayase et al, Macromolecules, 1
8, 1799 (1985), E. Reichman et al, J. Electrochem. S
oc., Solid State Sci. Technol., 130 (6), FM Houli
han et al, Macromolcules, 21, 2001 (1988), European Patent Nos. 0290,750, 046,083, 156,535, 271,851
No. 0,388,343, U.S. Pat.Nos. 3,901,710, 4,181,5
No. 31, JP-A-60-198538, JP-A-53-133022 and the like, a photoacid generator having a 0-nitrobenzyl-type protecting group, M.
TUNOOKA etal, Polymer Preprints Japan, 35 (8), G. B
erner et al, J. Rad.Curing, 13 (4), WJ Mijs et
al, Coating Technol., 55 (697), 45 (1983), Akzo, H.
Adachi et al, Polymer Preprints, Japan, 37 (3), European Patent Nos. 0199,672, 84,515, 044,115, 618,5
No. 64, No. 0101,122, U.S. Pat.Nos. 4,371,605, 4,43
No. 1,774, JP-A-64-18143, JP-A-2-245756, JP-A-3-140109, etc., compounds which generate sulfonic acid by photodecomposition represented by iminosulfonate, etc.
No. 61-166544, disulfone compounds described in JP-A-2-71270, JP-A-3-103854, JP-A-3-103856, diazoketosulfone described in JP-A-4-210960 and the like, and diazodisulfone compounds. Can be.
【0081】また、これらの光により酸を発生する基、
あるいは化合物をポリマーの主鎖または側鎖に導入した
化合物、たとえば、M. E. Woodhouse et al, J. Am. Ch
em.Soc., 104, 5586(1982)、S. P. Pappas et al, J. I
maging Sci., 30(5), 218(1986)、S. Kondo et al, Mak
romol. Chem., Rapid Commun., 9, 625(1988)、Y. Yama
da et al, Makromol. Chem., 152, 153, 163(1972)、J.
V. Crivello et al,J. Polymer Sci., Polymer Chem.
Ed., 17, 3845(1979)、米国特許第3,849,137号、獨国特
許第3914407号、特開昭63-26653号、特開昭55-164824
号、特開昭62-69263号、特開昭63-146038号、特開昭63-
163452号、特開昭62-153853号、特開昭63-146029号等に
記載の化合物を用いることができる。Further, a group that generates an acid by these lights,
Alternatively, a compound having a compound introduced into the main chain or side chain of a polymer, for example, ME Woodhouse et al, J. Am. Ch.
em. Soc., 104, 5586 (1982), SP Pappas et al, J. I.
maging Sci., 30 (5), 218 (1986), S. Kondo et al, Mak
romol. Chem., Rapid Commun., 9, 625 (1988), Y. Yama
da et al, Makromol.Chem., 152, 153, 163 (1972);
V. Crivello et al, J. Polymer Sci., Polymer Chem.
Ed., 17, 3845 (1979), U.S. Patent No. 3,849,137, Dokoku Patent No. 3,914,407, JP-A-63-26653, JP-A-55-164824.
No., JP-A-62-69263, JP-A-63-146038, JP-A-63-69263
Compounds described in JP-A-163452, JP-A-62-153853, JP-A-63-146029 and the like can be used.
【0082】さらにV. N. R. Pillai, Synthesis, (1),
1(1980)、A. Abad et al, Tetrahedron Lett., (47)45
55(1971)、D. H. R. Barton et al, J. Chem. Soc.,
(C), 329(1970)、米国特許第3,779,778号、欧州特許第1
26,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用
することができる。Further, VNR Pillai, Synthesis, (1),
1 (1980), A. Abad et al, Tetrahedron Lett., (47) 45
55 (1971), DHR Barton et al, J. Chem. Soc.,
(C), 329 (1970), U.S. Patent 3,779,778, European Patent 1
Compounds that generate an acid by light described in No. 26,712 and the like can also be used.
【0083】上記活性光線または放射線の照射により分
解して酸を発生する化合物の中で、特に有効に用いられ
るものについて以下に説明する。 (1)トリハロメチル基が置換した下記一般式(PAG
1)で表されるオキサゾール誘導体または一般式(PA
G2)で表されるS−トリアジン誘導体。Among the compounds capable of decomposing upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid, those particularly effectively used are described below. (1) The following general formula (PAG) substituted with a trihalomethyl group
The oxazole derivative represented by 1) or the general formula (PA)
An S-triazine derivative represented by G2).
【0084】[0084]
【化25】 Embedded image
【0085】式中、R201は置換もしくは未置換のアリ
ール基、アルケニル基、R202は置換もしくは未置換の
アリール基、アルケニル基、アルキル基、−C(Y)3
をしめす。Yは塩素原子または臭素原子を示す。具体的
には以下の化合物を挙げることができるがこれらに限定
されるものではない。In the formula, R 201 is a substituted or unsubstituted aryl group or alkenyl group, and R 202 is a substituted or unsubstituted aryl group, alkenyl group, alkyl group, —C (Y) 3
Show Y represents a chlorine atom or a bromine atom. Specific examples include the following compounds, but the present invention is not limited thereto.
【0086】[0086]
【化26】 Embedded image
【0087】[0087]
【化27】 Embedded image
【0088】[0088]
【化28】 Embedded image
【0089】(2)下記の一般式(PAG3)で表され
るヨードニウム塩。(2) An iodonium salt represented by the following general formula (PAG3).
【0090】[0090]
【化29】 Embedded image
【0091】ここで式Ar1、Ar2は各々独立に置換も
しくは未置換のアリール基を示す。好ましい置換基とし
ては、アルキル基、ハロアルキル基、シクロアルキル
基、アリール基、アルコキシ基、ニトロ基、カルボキシ
ル基、アルコキシカルボニル基、ヒロドキシ基、メルカ
プト基およびハロゲン原子が挙げられる。The formulas Ar 1 and Ar 2 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group. Preferred substituents include an alkyl group, a haloalkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkoxy group, a nitro group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, a hydroxy group, a mercapto group, and a halogen atom.
【0092】Zaーは対アニオンを示し、例えばBF4 ー、
AsF6 ー、PF6 ー、SbF6 ー、SiF6 2-、ClO4 ー、
CF3SO3 ー等のパーフルオロアルカンスルホン酸アニ
オン、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオン、ナ
フタレン−1−スルホン酸アニオン等の縮合多核芳香族
スルホン酸アニオン、アントラキノンスルホン酸 アニ
オン、スルホン酸基含有染料等を挙げることができるが
これらに限定されるものではない。[0092] Za chromatography represents a counter anion, for example BF 4 over,
AsF 6 over, PF 6 over, SbF 6 over, SiF 6 2-, ClO 4 over,
CF 3 SO 3 over perfluoroalkanesulfonic acid anion such as, pentafluorobenzenesulfonic acid anion, condensed polynuclear aromatic sulfonic acid anion such as naphthalene-1-sulfonic acid anion, anthraquinone sulfonic acid anion, a sulfonic acid group-containing dyes Examples include, but are not limited to:
【0093】具体例としては以下に示す化合物が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
【0094】[0094]
【化30】 Embedded image
【0095】[0095]
【化31】 Embedded image
【0096】[0096]
【化32】 Embedded image
【0097】[0097]
【化33】 Embedded image
【0098】[0098]
【化34】 Embedded image
【0099】[0099]
【化35】 Embedded image
【0100】一般式(PAG3)で示される上記オニウ
ム塩は公知であり、例えばJ. W. Knapczyk et al, J. A
m. Chem. Soc., 91, 145(1969)、A. L. Maycok et al,
J. Org. Chem., 35, 2532, (1970)、E. Goethas et al,
Bull. Soc. Chem. Belg., 73, 546, (1964)、H. M. Le
icester, J. Ame. Chem. Soc., 51, 3587(1929)、J.V.
Crivello et al, J. Polym. Chem. Ed., 18, 2677(198
0)、米国特許第2,807,648号および同4,247,473号、特開
昭53-101331号等に記載の方法により合成することがで
きる。The onium salts represented by the general formula (PAG3) are known and described, for example, in JW Knapczyk et al, J. A.
m. Chem. Soc., 91, 145 (1969), AL Maycok et al,
J. Org. Chem., 35, 2532, (1970), E. Goethas et al,
Bull. Soc. Chem. Belg., 73, 546, (1964), HM Le
icester, J. Ame.Chem. Soc., 51, 3587 (1929), JV
Crivello et al, J. Polym. Chem. Ed., 18, 2677 (198
0), U.S. Pat. Nos. 2,807,648 and 4,247,473, JP-A-53-101331, and the like.
【0101】(3)下記一般式(PAG5)で表される
ジスルホン誘導体または一般式(PAG6)で表される
イミノスルホネート誘導体。(3) Disulfone derivatives represented by the following formula (PAG5) or iminosulfonate derivatives represented by the following formula (PAG6).
【0102】[0102]
【化36】 Embedded image
【0103】式中、Ar3、Ar4は各々独立に置換もし
くは未置換のアリール基を示す。R206は置換もしくは
未置換のアルキル基、アリール基を示す。Aは置換もし
くは未置換のアルキレン基、アルケニレン基、アリーレ
ン基を示す。具体例として以下に示す化合物が挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。In the formula, Ar 3 and Ar 4 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group. R 206 represents a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group. A represents a substituted or unsubstituted alkylene group, alkenylene group, or arylene group. Specific examples include the following compounds, but are not limited thereto.
【0104】[0104]
【化37】 Embedded image
【0105】[0105]
【化38】 Embedded image
【0106】[0106]
【化39】 Embedded image
【0107】[0107]
【化40】 Embedded image
【0108】[0108]
【化41】 Embedded image
【0109】[0109]
【化42】 Embedded image
【0110】(4)ジアゾスルホン誘導体 ジアゾジスルホン誘導体化合物としては、下記一般式
(PAG7)で示されるものが挙げられる。(4) Diazosulfone Derivatives Examples of the diazodisulfone derivative compounds include those represented by the following general formula (PAG7).
【0111】[0111]
【化43】 Embedded image
【0112】ここでR207、R208は、それぞれ独立し
て、置換基を有していても良いアルキル基、シクロアル
キル基、置換基を有していても良いアリール基を表す。
ここでアルキル基としては、炭素数が1〜20までの直
鎖状または分岐状のアルキル基が好ましく、さらに好ま
しくは炭素数1〜12の直鎖状または分岐状のアルキル
基が好ましい。シクロアルキル基としては、シクロペン
チル基もしくはシクロヘキシル基が好ましい。アリール
基としては、炭素数6〜10の置換基を有していても良
いアリール基が好ましい。 ここで置換基としては、メ
チル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、
n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチ
ル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル
基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ドデ
シル基等のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロ
ポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、ハロゲン原
子、ニトロ基、アセチル基などが挙げられる。Here, R 207 and R 208 each independently represent an alkyl group which may have a substituent, a cycloalkyl group, or an aryl group which may have a substituent.
Here, the alkyl group is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. As the cycloalkyl group, a cyclopentyl group or a cyclohexyl group is preferable. As the aryl group, an aryl group which may have a substituent having 6 to 10 carbon atoms is preferable. Here, as the substituent, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group,
n-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, etc. Examples thereof include an alkoxy group such as an alkyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group, a halogen atom, a nitro group, and an acetyl group.
【0113】ジアゾジスルフォン誘導体化合物の具体例
としては、下記化合物が挙げられる。ビス(メチルスル
ホニル)ジアゾメタン、ビス(エチルスルホニル)ジア
ゾメタン、ビス(プロピルスルホニル)ジアゾメタン、
ビス(1−メチルプロピルスルホニル)ジアゾメタン、
ビス(ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1−メ
チルブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(ヘプチル
スルホニル)ジアゾメタン、ビス(オクチルスルホニ
ル)ジアゾメタン、ビス(ノニルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(デシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(ドデシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(トリフル
オロメチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘ
キシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(ベンジルスル
ホニル)ジアゾメタン、ビス(2−クロロベンジルスル
ホニル)ジアゾメタン、ビス(4−クロロベンジルスル
ホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジ
アゾメタン、ビス(4−メトキシフェニルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(2−メチルフェニルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(3−メチルフェニルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(4−メチルフェニルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(2、4−ジメチルフェニルスルホ
ニル)ジアゾメタン、ビス(2、5−ジメチルフェニル
スルホニル)ジアゾメタン、ビス(3、4−ジメチルフ
ェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2、4、6−
トリメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(4−フルオロフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビ
ス(2,4−ジフルオロフェニルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(2,4、6−トリフルオロフェニルスルホ
ニル)ジアゾメタン、ビス(4−ニトロフェニルスルホ
ニル)ジアゾメタンSpecific examples of the diazodisulfone derivative compound include the following compounds. Bis (methylsulfonyl) diazomethane, bis (ethylsulfonyl) diazomethane, bis (propylsulfonyl) diazomethane,
Bis (1-methylpropylsulfonyl) diazomethane,
Bis (butylsulfonyl) diazomethane, bis (1-methylbutylsulfonyl) diazomethane, bis (heptylsulfonyl) diazomethane, bis (octylsulfonyl) diazomethane, bis (nonylsulfonyl) diazomethane, bis (decylsulfonyl) diazomethane, bis (dodecylsulfonyl) Diazomethane, bis (trifluoromethylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (benzylsulfonyl) diazomethane, bis (2-chlorobenzylsulfonyl) diazomethane, bis (4-chlorobenzylsulfonyl) diazomethane, bis (phenylsulfonyl) Diazomethane, bis (4-methoxyphenylsulfonyl)
Diazomethane, bis (2-methylphenylsulfonyl)
Diazomethane, bis (3-methylphenylsulfonyl)
Diazomethane, bis (4-methylphenylsulfonyl)
Diazomethane, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (2,5-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (3,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4,6-
Trimethylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (4-fluorophenylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4-difluorophenylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4,6-trifluorophenylsulfonyl) diazomethane, bis (4-nitrophenylsulfonyl) ) Diazomethane
【0114】ジアゾケトスルホン誘導体化合物として
は、下記一般式(PAG8)で示されるものが挙げられ
る。Examples of the diazoketosulfone derivative compound include those represented by the following general formula (PAG8).
【0115】[0115]
【化44】 Embedded image
【0116】ここでR207,R208は、上記(PAG7)
のR207、R208と同義である。ジアゾケトスルフォン誘
導体化合物の具体例としては、下記化合物が挙げられ
る。Here, R 207 and R 208 are the same as those in (PAG7)
R 207 and R 208 have the same meanings. Specific examples of the diazoketosulfone derivative compound include the following compounds.
【0117】メチルスルホニル−ベンゾイル−ジアゾメ
タン、エチルスルホニル−ベンゾイル−ジアゾメタン、
メチルスルホニル−4−ブロモベンゾイル−ジアゾメタ
ン、エチルスルホニル−4−ブロモベンゾイル−ジアゾ
メタン、フェニルスルホニル−ベンゾイル−ジアゾメタ
ン、フェニルスルホニル−2−メチルフェニル−ジアゾ
メタン、フェニルスルホニル−3−メチルフェニル−ジ
アゾメタン、フェニルスルホニル−4−メチルフェニル
−ジアゾメタン、フェニルスルホニル−3−メトキシフ
ェニル−ジアゾメタン、フェニルスルホニル−4−メト
キシフェニル−ジアゾメタン、フェニルスルホニル−3
−クロロベンゾイル−ジアゾメタン、フェニルスルホニ
ル−4−クロロフェニル−ジアゾメタン、トリルスルホ
ニル−3−クロロベンゾイル−ジアゾメタン、トリルス
ルホニル−4−クロロフェニル−ジアゾメタン、フェニ
ルスルホニル−4−フルオロフェニル−ジアゾメタン、
トリルスルホニル−4−フルオロフェニル−ジアゾメタ
ンMethylsulfonyl-benzoyl-diazomethane, ethylsulfonyl-benzoyl-diazomethane,
Methylsulfonyl-4-bromobenzoyl-diazomethane, ethylsulfonyl-4-bromobenzoyl-diazomethane, phenylsulfonyl-benzoyl-diazomethane, phenylsulfonyl-2-methylphenyl-diazomethane, phenylsulfonyl-3-methylphenyl-diazomethane, phenylsulfonyl- 4-methylphenyl-diazomethane, phenylsulfonyl-3-methoxyphenyl-diazomethane, phenylsulfonyl-4-methoxyphenyl-diazomethane, phenylsulfonyl-3
-Chlorobenzoyl-diazomethane, phenylsulfonyl-4-chlorophenyl-diazomethane, tolylsulfonyl-3-chlorobenzoyl-diazomethane, tolylsulfonyl-4-chlorophenyl-diazomethane, phenylsulfonyl-4-fluorophenyl-diazomethane,
Tolylsulfonyl-4-fluorophenyl-diazomethane
【0118】これらの(A)光酸発生剤の添加量は、本
発明のポジ型フォトレジスト組成物の全重量(塗布溶媒
を除く)を基準として通常0.001〜40重量%の範
囲で用いられ、好ましくは0.01〜20重量%、さら
に好ましくは0.1〜5重量%の範囲で使用される。活
性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する化
合物の添加量が、0.001重量%より少ないと感度が
低くなり、また添加量が40重量%より多いとレジスト
の光吸収が高くなりすぎ、プロファイルの悪化や、プロ
セス(特にベーク)マージンが狭くなり好ましくない。The amount of the photoacid generator (A) to be used is usually in the range of 0.001 to 40% by weight based on the total weight of the positive photoresist composition of the present invention (excluding the coating solvent). It is preferably used in the range of 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight. If the amount of the compound that decomposes upon irradiation with actinic rays or radiation to generate an acid is less than 0.001% by weight, the sensitivity becomes low. If the amount is more than 40% by weight, the light absorption of the resist becomes high. This is not preferable because the profile is deteriorated and the process (especially baking) margin is narrowed.
【0119】本発明のポジ型フォトレジスト組成物は、
塗布溶剤として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エチルエーテ
ルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエ
ーテルアセテート類、乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸
アルキルエステル類、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エチルエーテル等
のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、エチ
レングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコー
ルモノエチルエーテル等のエチレングリコールモノアル
キルエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテ
ルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル
アセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテ
ルアセテート類、2−へプタノン、γ―ブチロラクト
ン、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン
酸エチル等のアルコキシプロピオン酸アルキル類、ピル
ビン酸メチル、ピルビン酸エチル等のピルビン酸アルキ
ルエステル類、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチ
ルアセトアミド、ジメチルスルフォキシド等から選ばれ
る少なくとも1種の溶剤を用いて塗布される。The positive photoresist composition of the present invention comprises
As a coating solvent, propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate, alkyl lactates such as methyl lactate and ethyl lactate, and propylene such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether Ethylene glycol monoalkyl ethers such as glycol monoalkyl ethers, ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether; ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and ethylene glycol monoethyl ether acetate; Butanone, γ-butyrolactone, methoxyprop Selected from alkyl alkoxypropionates such as methyl phosphate and ethyl ethoxypropionate, alkyl pyruvates such as methyl pyruvate and ethyl pyruvate, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like. It is applied using at least one solvent.
【0120】本発明のポジ型フォトレジスト組成物に
は、有機塩基性化合物を配合することができる。これに
より、経時での感度変動が小さくなる。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は、フェノー
ルよりも塩基性の強い化合物である。中でも含窒素塩基
性化合物が好ましい。好ましい化学的環境として、下記
式(A)〜(E)構造を挙げることができる。The positive photoresist composition of the present invention may contain an organic basic compound. As a result, the sensitivity fluctuation over time is reduced. Preferred organic basic compounds that can be used in the present invention are compounds that are more basic than phenol. Among them, a nitrogen-containing basic compound is preferable. Preferred chemical environments include the structures of the following formulas (A) to (E).
【0121】[0121]
【化45】 Embedded image
【0122】ここで、R250、R251及びR252は、同一
又は異なり、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭
素数1〜6のアミノアルキル基、炭素数1〜6のヒドロ
キシアルキル基又は炭素数6〜20の置換もしくは非置
換のアリール基であり、ここでR251とR252は互いに結
合して環を形成してもよい。Here, R 250 , R 251 and R 252 are the same or different and are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyalkyl having 1 to 6 carbon atoms. Group or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, wherein R 251 and R 252 may be bonded to each other to form a ring.
【0123】[0123]
【化46】 Embedded image
【0124】上記式(E)中、R253、R254、R255及
びR256は、同一又は異なり、炭素数1〜6のアルキル
基を示す。In the above formula (E), R 253 , R 254 , R 255 and R 256 are the same or different and represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
【0125】さらに好ましい化合物は、一分子中に異な
る化学的環境の窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性
化合物であり、特に好ましくは、置換もしくは未置換の
アミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物も
しくはアルキルアミノ基を有する化合物である。好まし
い具体例としては、置換もしくは未置換のグアニジン、
置換もしくは未置換のアミノピリジン、置換もしくは未
置換のアミノアルキルピリジン、置換もしくは未置換の
アミノピロリジン、置換もしくは未置換のインダゾー
ル、置換もしくは未置換のピラゾール、置換もしくは未
置換のピラジン、置換もしくは未置換のピリミジン、置
換もしくは未置換のプリン、置換もしくは未置換のイミ
ダゾリン、置換もしくは未置換のピラゾリン、置換もし
くは未置換のピペラジン、置換もしくは未置換のアミノ
モルフォリン、置換もしくは未置換のアミノアルキルモ
ルフォリン等が挙げられる。好ましい置換基は、アミノ
基、アミノアルキル基、アルキルアミノ基、アミノアリ
ール基、アリールアミノ基、アルキル基、アルコキシ
基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオ
キシ基、ニトロ基、水酸基、シアノ基である。Further preferred compounds are nitrogen-containing basic compounds having two or more nitrogen atoms having different chemical environments in one molecule, and particularly preferred is a ring structure containing a substituted or unsubstituted amino group and a nitrogen atom. Or a compound having an alkylamino group. Preferred specific examples are substituted or unsubstituted guanidine,
Substituted or unsubstituted aminopyridine, substituted or unsubstituted aminoalkylpyridine, substituted or unsubstituted aminopyrrolidine, substituted or unsubstituted indazole, substituted or unsubstituted pyrazole, substituted or unsubstituted pyrazine, substituted or unsubstituted Pyrimidine, substituted or unsubstituted purine, substituted or unsubstituted imidazoline, substituted or unsubstituted pyrazoline, substituted or unsubstituted piperazine, substituted or unsubstituted aminomorpholine, substituted or unsubstituted aminoalkylmorpholine, etc. Is mentioned. Preferred substituents are an amino group, aminoalkyl group, alkylamino group, aminoaryl group, arylamino group, alkyl group, alkoxy group, acyl group, acyloxy group, aryl group, aryloxy group, nitro group, hydroxyl group, cyano group It is.
【0126】特に好ましい化合物として、グアニジン、
1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3−テトラ
メチルグアニジン、2−アミノピリジン、3−アミノピ
リジン、4−アミノピリジン、2−ジメチルアミノピリ
ジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−ジエチルアミ
ノピリジン、2−(アミノメチル)ピリジン、2−アミ
ノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−4−メチルピリ
ジン、2−アミノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−
6−メチルピリジン、3−アミノエチルピリジン、4−
アミノエチルピリジン、3−アミノピロリジン、ピペラ
ジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−(2
−アミノエチル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,
6,6−テトラメチルピペリジン、4−ピペリジノピペ
リジン、2−イミノピペリジン、1−(2−アミノエチ
ル)ピロリジン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチル
ピラゾール、5−アミノ−3−メチル−1−p−トリル
ピラゾール、ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メ
チルピラジン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジ
ン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリ
ン、3−ピラゾリン、N−アミノモルフォリン、N−
(2−アミノエチル)モルフオリン、ジアザビシクロウ
ンデセン(DBU)、ジアザビシクロノネン(DB
N)、ジアザビシクロオクタン等が挙げられるがこれに
限定されるものではない。Particularly preferred compounds are guanidine,
1,1-dimethylguanidine, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine, 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, 2-diethylaminopyridine , 2- (aminomethyl) pyridine, 2-amino-3-methylpyridine, 2-amino-4-methylpyridine, 2-amino-5-methylpyridine, 2-amino-
6-methylpyridine, 3-aminoethylpyridine, 4-
Aminoethylpyridine, 3-aminopyrrolidine, piperazine, N- (2-aminoethyl) piperazine, N- (2
-Aminoethyl) piperidine, 4-amino-2,2,
6,6-tetramethylpiperidine, 4-piperidinopiperidine, 2-iminopiperidine, 1- (2-aminoethyl) pyrrolidine, pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, 5-amino-3-methyl-1 -P-tolylpyrazole, pyrazine, 2- (aminomethyl) -5-methylpyrazine, pyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 4,6-dihydroxypyrimidine, 2-pyrazoline, 3-pyrazoline, N-aminomorpholine, N-
(2-aminoethyl) morpholin, diazabicycloundecene (DBU), diazabicyclononene (DB
N), diazabicyclooctane and the like, but are not limited thereto.
【0127】これらの含窒素塩基性化合物は、単独であ
るいは2種以上組み合わせて用いられる。含窒素塩基性
化合物の使用量は、感光性樹脂組成物(溶媒を除く)1
00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
未満では上記効果が得られない。一方、10重量部を超
えると感度の低下や非露光部の現像性が悪化する傾向が
ある。These nitrogen-containing basic compounds are used alone or in combination of two or more. The amount of the nitrogen-containing basic compound to be used is the photosensitive resin composition (excluding the solvent) 1
The amount is usually 0.001 to 10 parts by weight, preferably 0.01 to 5 parts by weight, based on 00 parts by weight. If the amount is less than 0.001 part by weight, the above effects 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 deteriorate.
【0128】本発明のポジ型フォトレジスト組成物は、
フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤及びフッ素
原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤、ノニオン
系界面活性剤の少なくとも1種の界面活性剤を含有する
ことが好ましい。中でもフッ素系界面活性剤、シリコン
系界面活性剤及びフッ素原子と珪素原子の両方を含有す
る界面活性剤が特に好ましい。これにより、疎密依存性
が改良される。The positive photoresist composition of the present invention comprises
It is preferable to contain at least one surfactant of a fluorine-based surfactant, a silicon-based surfactant, a surfactant containing both a fluorine atom and a silicon atom, and a nonionic surfactant. Among them, a fluorine-based surfactant, a silicon-based surfactant, and a surfactant containing both a fluorine atom and a silicon atom are particularly preferable. Thereby, the density dependency is improved.
【0129】これらの界面活性剤として、例えば特開昭
62-36663号、特開昭61-226746号、特開昭61-226745号、
特開昭62-170950号、特開昭63-34540号、特開平7-23016
5号、特開平8-62834号、特開平9-54432号、特開平9-598
8号記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の
界面活性剤をそのまま用いることもできる。使用できる
市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF3
03、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友
スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F
189、R08(大日本インキ(株)製)、サーフロンS−38
2、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)
製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)
製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤
を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP
−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性
剤として用いることができる。As these surfactants, for example, those described in
No. 62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745,
JP-A-62-170950, JP-A-63-34540, JP-A-7-23016
No. 5, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-598
The surfactant described in No. 8 can be used, and the following commercially available surfactant can be used as it is. Commercially available surfactants that can be used, for example, F-top EF301, EF3
03, (Shin-Akita Chemical Co., Ltd.), Florado FC430, 431 (Sumitomo 3M), MegaFac F171, F173, F176, F
189, R08 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Surflon S-38
2, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (Asahi Glass Co., Ltd.)
), Troysol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.)
) Or a silicon-based surfactant. In addition, polysiloxane polymer KP
-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicon-based surfactant.
【0130】他の界面活性剤としては、具体的には、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セチルエー
テル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオ
キシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレン
オクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニ
ルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキル
アリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプ
ロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレ
ート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノス
テアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタント
リオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビ
タン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン
モノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパ
ルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステア
レート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエー
ト、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等
のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等の
ノニオン系界面活性剤等を挙げることができる。界面活
性剤の配合量は、本発明の組成物中の固形分を基準とし
て、通常0.001重量%〜2重量%、好ましくは0.
01重量%〜1重量%である。これらの界面活性剤は単
独で添加してもよいし、また、いくつかの組み合わせで
添加することもできる。Specific examples of other surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, and polyoxyethylene. Ethylene octyl phenol ether, polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as polyoxyethylene nonyl phenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, Sorbitan trioleate, sorbitan fatty acid esters such as sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, and polyoxyethylene sorbitan tristearate; Can be mentioned. The amount of the surfactant is usually 0.001% by weight to 2% by weight, preferably 0.1% by weight, based on the solid content in the composition of the present invention.
It is from 01% by weight to 1% by weight. These surfactants may be added alone or in some combination.
【0131】本発明のポジ型フォトレジスト組成物に
は、必要に応じて更に酸分解性溶解阻止化合物、染料、
可塑剤、上記以外の界面活性剤、光増感剤、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
とができる。The positive photoresist composition of the present invention may further contain an acid-decomposable dissolution inhibiting compound, a dye,
A plasticizer, a surfactant other than the above, a photosensitizer, a compound that promotes solubility in a developer, and the like can be contained.
【0132】本発明のポジ型フォトレジスト組成物は精
密集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シ
リコン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーター
等の適当な塗布方法により塗布後、所定のマスクを通し
て露光し、べ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。The positive photoresist composition of the present invention is applied onto a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) such as used in the production of precision integrated circuit devices by a suitable application method such as a spinner or a coater. By exposing through a predetermined mask, baking and developing, a good resist pattern can be obtained.
【0133】本発明のポジ型フォトレジスト組成物の現
像液としては、例えば、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、リン酸ナト
リウム、メタケイ酸ナトリウム、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、ホルムア
ミドやアセトアミド等のアミド類、テトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド、トリメチル(2−ヒドロキシエチ
ル)アンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニ
ウムヒドロキシド、トリブチルメチルアンモニウムヒド
ロキシド、テトラエタノールアンモニウムヒドロキシ
ド、メチルトリエタノールアンモニウムヒドロキシド、
ベンジルメチルジエタノールアンモニウムヒドロキシ
ド、ベンジルジメチルエタノールアンモニウムヒドロキ
シド、ベンジルトリエタノールアンモニウムヒドロキシ
ド、テトラブロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラ
ブ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、ピペリジン等の環状アミン等のアルカ
リ類の水溶液等がある。Examples of the developing solution for the positive photoresist composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium phosphate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia. , Ethylamine, primary amines such as n-propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, and alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine. , Amides such as formamide and acetamide, tetramethylammonium hydroxide, trimethyl (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tributylmethylammonium hydroxide, Ethanol ammonium hydroxide, methyl triethanol ammonium hydroxide,
Quaternary ammonium salts such as benzylmethyldiethanolammonium hydroxide, benzyldimethylethanolammonium hydroxide, benzyltriethanolammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, and tetrabutylammonium hydroxide; cyclic amines such as pyrrole and piperidine; There are aqueous solutions of alkalis.
【0134】本発明のポジ型フォトレジスト組成物によ
るレジストを2層レジストの上層レジストとして使用す
る場合、上層レジストパターンを保護マスクとして下層
の有機高分子膜の酸素プラズマによるエッチングが行な
われるが、この上層レジストは酸素プラズマに対する十
分な耐性を有する。本発明のポジ型フォトレジスト組成
物の酸素プラズマ耐性は上層レジストのシリコン含有量
や、エッチング装置、及びエッチング条件にも依存する
が、エッチング選択比(下層と上層レジストとのエッチ
ング速度比)は10〜100と充分大きく取ることがで
きる。When the resist of the positive photoresist composition of the present invention is used as the upper resist of a two-layer resist, the lower organic polymer film is etched by oxygen plasma using the upper resist pattern as a protective mask. The upper resist has sufficient resistance to oxygen plasma. Although the oxygen plasma resistance of the positive photoresist composition of the present invention depends on the silicon content of the upper resist, the etching apparatus, and the etching conditions, the etching selectivity (the etching rate ratio between the lower resist and the upper resist) is 10%. It can be taken as a sufficiently large value of ~ 100.
【0135】また、本発明のポジ型フォトレジスト組成
物によるパターン形成方法においては、まず、被加工基
板上に有機高分子膜を形成する。この有機高分子膜は各
種公知のフォトレジストでよく、たとえば、フジフィル
ムオーリン社製FHシリーズ、FHiシリーズあるいは
オーリン社製OiRシリーズ、住友化学社製PFIシリ
ーズの各シリーズを例示することができる。この有機高
分子膜の形成は、これらを適当な溶剤に溶解させ、得ら
れる溶液をスピンコ一ト法、スプレイ法等により塗布す
ることにより行なわれる。次いで、上記有機高分子膜の
第1層上に、本発明のポジ型フォトレジスト組成物の膜
を形成する。これは第1層と同様にレジスト材料を適当
な溶剤に溶解させ、得られる溶液をスピンコート法、ス
プレイ法等により塗布することにより行なわれる。得ら
れた2層レジストは次にパターン形成工程に付される
が、その第1段階として、まず第2層、すなわち上層の
フォトレジスト組成物の膜にパターン形成処理を行な
う。必要に応じてマスク合わせを行ない、このマスクを
通して高エネルギー線を照射することにより、照射部分
のフォトレジスト組成物をアルカリ水溶液に可溶とし、
アルカリ水溶液で現像してパターンを形成する。In the pattern forming method using the positive photoresist composition of the present invention, first, an organic polymer film is formed on a substrate to be processed. The organic polymer film may be various known photoresists, and examples thereof include FH series and FHi series manufactured by Fujifilm Olin Co., or OiR series manufactured by Olin Co., and PFI series manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. The formation of the organic polymer film is performed by dissolving these in an appropriate solvent and applying the resulting solution by a spin coating method, a spraying method or the like. Next, a film of the positive photoresist composition of the present invention is formed on the first layer of the organic polymer film. This is performed by dissolving the resist material in an appropriate solvent in the same manner as in the first layer, and applying the resulting solution by spin coating, spraying, or the like. The obtained two-layer resist is then subjected to a pattern forming step. As a first step, a pattern forming process is first performed on the second layer, that is, the film of the upper photoresist composition. Perform mask alignment as necessary, and irradiate high-energy radiation through this mask to make the irradiated portion of the photoresist composition soluble in an alkaline aqueous solution,
The pattern is formed by developing with an alkaline aqueous solution.
【0136】次いで、第2段階として有機高分子膜のエ
ッチングを行なうが、この操作は上記のレジスト組成物
の膜のパターンをマスクとして酸素プラズマエッチング
により実施し、アスペクト比の高い微細なパターンを形
成する。この酸素プラズマエッチングによる有機高分子
膜のエッチングは、従来のホトエッチング操作による基
板のエッチング加工の終了後に行なわれるレジスト膜の
剥離の際に利用されるプラズマアッシングとまったく同
一の技術である。この操作は、例えば円筒形プラズマエ
ッチング装置、平行平坂形プラズマエッチング装置によ
り、反応性ガス、すなわちエッチングガスとして酸素を
使用して実施することができる。さらに、このレジスト
パターンをマスクとして基板の加工が行なわれるが、加
工法としてはスパッタエッチング、ガスプラズマエッチ
ング、イオンビームエッチング等のドライエッチング法
を利用することができる。Next, the organic polymer film is etched as a second step. This operation is performed by oxygen plasma etching using the above-described resist composition film pattern as a mask to form a fine pattern having a high aspect ratio. I do. The etching of the organic polymer film by the oxygen plasma etching is exactly the same technique as the plasma ashing used when the resist film is peeled off after the etching of the substrate is completed by the conventional photoetching operation. This operation can be performed by, for example, a cylindrical plasma etching apparatus or a parallel flat slope plasma etching apparatus using oxygen as a reactive gas, that is, an etching gas. Further, the substrate is processed using this resist pattern as a mask. As a processing method, a dry etching method such as sputter etching, gas plasma etching, or ion beam etching can be used.
【0137】本発明のレジスト膜を含む2層膜レジスト
法によるエッチング処理は、レジスト膜の剥離操作によ
って完了する。このレジスト層の剥離は単に第1層の有
機高分子材料の溶解処理によって実施することができ
る。この有機高分子材料は任意のフォトレジストであ
り、かつ、上記フォトエッチング操作においてなんら変
質(硬化等)されていないので、各公知のフォトレジス
ト自体の有機溶媒を使用することができる。あるいは、
プラズマエッチング等の処理により、溶媒を使用するこ
となく剥離することも可能である。The etching treatment by the two-layer film resist method including the resist film of the present invention is completed by the operation of removing the resist film. The removal of the resist layer can be carried out simply by dissolving the organic polymer material of the first layer. Since this organic polymer material is an arbitrary photoresist and has not been altered (hardened or the like) at all in the photoetching operation, an organic solvent of each known photoresist itself can be used. Or,
By a process such as plasma etching, separation can be performed without using a solvent.
【0138】[0138]
【実施例】以下、合成例、実施例、および比較例を示す
が、本発明は下記実施例に限定されるものではない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described with reference to the following synthetic examples, examples, and comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
【0139】合成例1(樹脂(1)の合成) (2−ヒドロキシエチル)トリス(トリメチルシリル)
シラン58.4gとシクロヘキサンジカルボン酸無水物
30.8gをTHF500mlに溶かしたところへ、4
−ジメチルアミノピリジン2gを添加し、60℃窒素下
で6時間反応させた。そこへにクロロメチルトリメトキ
シシラン34.0gを加え、そこへ、ジアザビシクロウ
ンデセン19.0gを添加した。 白色沈殿を濾別した
のち、THFを留去して、トリメトキシシラン中間体を
得た。Synthesis Example 1 (Synthesis of Resin (1)) (2-hydroxyethyl) tris (trimethylsilyl)
58.4 g of silane and 30.8 g of cyclohexanedicarboxylic anhydride were dissolved in 500 ml of THF.
-Dimethylaminopyridine (2 g) was added and reacted at 60 ° C under nitrogen for 6 hours. 34.0 g of chloromethyltrimethoxysilane was added thereto, and 19.0 g of diazabicycloundecene was added thereto. After filtering off the white precipitate, THF was distilled off to obtain a trimethoxysilane intermediate.
【0140】上記中間体46.5gにシクロヘキシルト
リメトキシシラン31.2gをN,N−ジメチルアセト
アミド200mlへ添加し、さらに水20mlおよび4
−ジメチルアミノピリジン5gを添加した後、60℃で
3時間、さらに140℃で3時間反応させた。反応液を
室温に戻した後、蒸留水3L中に攪拌下投入して、白色
の粉体状ポリマーを得た。 これをアセトン200ml
に溶解させた後、攪拌下蒸留水を添加することによりポ
リマーのオリゴマー成分を分別除去し、下層を蒸留水2
L中に再沈処理して白色のポリマーを得た。 このポリ
マーの平均分子量をGPC(ポリスチレン標準)で測定
したところ、重量平均分子量3900であり、分子量が
1000以下の成分の含有量はGPC面積比で3%であ
った。To 46.5 g of the above intermediate, 31.2 g of cyclohexyltrimethoxysilane was added to 200 ml of N, N-dimethylacetamide.
After adding 5 g of -dimethylaminopyridine, the mixture was reacted at 60 ° C for 3 hours and further at 140 ° C for 3 hours. After the reaction solution was returned to room temperature, it was poured into 3 L of distilled water with stirring to obtain a white powdery polymer. 200 ml of this in acetone
And the oligomer component of the polymer is separated and removed by adding distilled water with stirring, and the lower layer is distilled water 2
The precipitate was reprecipitated in L to obtain a white polymer. When the average molecular weight of this polymer was measured by GPC (polystyrene standard), the weight average molecular weight was 3900, and the content of components having a molecular weight of 1,000 or less was 3% by GPC area ratio.
【0141】以下同様にして下記のポリシロキサンを合
成した。In the same manner, the following polysiloxane was synthesized.
【0142】[0142]
【化47】 Embedded image
【0143】実施例1〜16及び比較例1〜4 (ポジ型レジスト組成物の調製と評価)上記合成例で合
成した表1に示す樹脂をそれぞれ2g、表1に示す光酸
発生剤80mg、有機塩基性化合物20mg、界面活性
剤10mgを配合し、それぞれ固形分10重量%の割合
でプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
に溶解した後、0.1μmのミクロフィルターで濾過
し、実施例1〜16のポジ型レジスト組成物を調製し
た。また、比較例1〜4として、各々上記樹脂と光酸発
生剤を用いる以外は、上記実施例1〜16と同様にポジ
型レジスト組成物を調製した。Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 4 (Preparation and Evaluation of Positive Resist Composition) 2 g each of the resin shown in Table 1 synthesized in the above synthesis example, 80 mg of the photoacid generator shown in Table 1, 20 mg of an organic basic compound and 10 mg of a surfactant were blended, and each was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate at a solid content of 10% by weight, and then filtered through a 0.1 μm microfilter. A resist composition was prepared. Further, as Comparative Examples 1 to 4, positive resist compositions were prepared in the same manner as in Examples 1 to 16, except that the above resin and photoacid generator were used, respectively.
【0144】界面活性剤としては、 W−1:メガファックF176(大日本インキ(株)
製)(フッ素系) W−2:メガファックR08(大日本インキ(株)製)
(フッ素及びシリコーン系) W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化
学工業(株)製) W−4:ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル W−5:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)
製)As the surfactant, W-1: Megafac F176 (Dainippon Ink Co., Ltd.)
(Fluorine) W-2: Megafac R08 (Dai Nippon Ink Co., Ltd.)
(Fluorine and silicone type) W-3: Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) W-4: Polyoxyethylene nonylphenyl ether W-5: Troysol S-366 (Troy Chemical Co., Ltd.)
Made)
【0145】有機塩基性化合物として、 1:DBU(1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕−
7−ウンデセン) 2:4−DMAP(4−ジメチルアミノピリジン) 3:TPI(2,4,5−トリフェニルイミダゾール) を表す。Examples of the organic basic compound include: 1: DBU (1,8-diazabicyclo [5.4.0]-
7-undecene) 2: 4-DMAP (4-dimethylaminopyridine) 3: TPI (2,4,5-triphenylimidazole)
【0146】(評価試験)シリコンウエハーにFHi−
028Dレジスト(フジフイルムオーリン社製、i線用
レジスト)をキャノン製コーターCDS−650を用い
て塗布し、90℃、90秒ベークして膜厚0.83μm
の均一膜を得た。これをさらに200℃、3分加熱した
ところ膜厚は0.71μmとなった。この上に上記で調
整したレジスト液を塗布、130℃、90秒ベークして
0.20μmの膜厚で塗設した。(Evaluation Test) FHi-
A 028D resist (a resist for i-line, manufactured by Fujifilm Ohlin Co., Ltd.) is applied using a coater CDS-650 manufactured by Canon, and baked at 90 ° C. for 90 seconds to form a film having a thickness of 0.83 μm.
Was obtained. When this was further heated at 200 ° C. for 3 minutes, the film thickness became 0.71 μm. The above-prepared resist solution was applied thereon, baked at 130 ° C. for 90 seconds, and applied to a thickness of 0.20 μm.
【0147】こうして得られたウェハーをArFエキシ
マレーザーステッパーに解像力マスクを装填して露光量
と焦点を変化させながら露光した。その後クリーンルー
ム内で110℃、90秒加熱した後、テトラメチルアン
モニウムヒドロオキサイド現像液(2.38%)で60
秒間現像し、蒸留水でリンス、乾燥してパターンを得
た。このようにして得られたシリコンウエハーのレジス
トパターンを走査型電子顕微鏡で観察し、レジストを下
記のように評価した。これらの評価結果を表1に示す。The wafer thus obtained was exposed to an ArF excimer laser stepper while changing the exposure amount and the focus by mounting a resolution mask. Then, after heating at 110 ° C. for 90 seconds in a clean room, the solution was heated to 60% with a tetramethylammonium hydroxide developer (2.38%).
After developing for 2 seconds, rinsing with distilled water and drying were performed to obtain a pattern. The resist pattern of the silicon wafer thus obtained was observed with a scanning electron microscope, and the resist was evaluated as follows. Table 1 shows the results of these evaluations.
【0148】〔感度〕: 感度は、ピッチ幅1/10の
0.18μmのコンタクトホールサイズを再現する露光
量を感度とし、実施例1のレジストの露光量を1.0と
したときの相対露光量を相対感度(他のレジスト露光量
/実施例1の露光量)として表現した。 〔解像力〕: コンタクトホールの解像力は、ピッチ幅
1/10の0.18μmのコンタクトホールサイズを再
現する露光量で解像できる限界のコンタクトホールサイ
ズ(μm)でもって表す。[Sensitivity]: Sensitivity is defined as the relative exposure when the exposure amount that reproduces the contact hole size of 0.18 μm with a pitch width of 1/10 is the sensitivity and the exposure amount of the resist of Example 1 is 1.0. The amount was expressed as relative sensitivity (other resist exposure / exposure in Example 1). [Resolving power]: The resolving power of a contact hole is represented by the limit contact hole size (μm) that can be resolved with an exposure amount that reproduces a contact hole size of 0.18 μm with a pitch width of 1/10.
【0149】〔パーティクル数と経時保存後のパーティ
クルの増加数〕:上記のように調製したポジ型フォトレ
ジスト組成物溶液(塗液)について調液直後(パーティ
クル初期値)と、4℃で1週間放置した後(経時後のパ
ーティクル数)の液中のパーティクル数を、リオン社
製、パーティクルカウンターにてカウントした。パーテ
ィクル初期値とともに、(経時後のパーティクル数)―
(パーティクル初期値)で計算されるパーティクル増加
数を評価した。[Number of Particles and Increase in Number of Particles after Storage over Time]: Immediately after the preparation of the positive photoresist composition solution (coating solution) prepared as described above (initial value of particles) and at 4 ° C. for one week The number of particles in the liquid after standing (number of particles after lapse of time) was counted by a particle counter manufactured by Rion. Along with the initial particle value, (number of particles after aging)
(Particle initial value) The number of particles increased calculated was evaluated.
【0150】[0150]
【表1】 [Table 1]
【0151】上記表1に示すように、本発明のポジ型フ
ォトレジスト組成物は、評価項目全てにおいて優れた性
能を示した。As shown in Table 1, the positive photoresist composition of the present invention showed excellent performance in all evaluation items.
【0152】[0152]
【発明の効果】本発明は、半導体デバイスの製造におい
て、レジストパターンのエッジラフネスが改善したポジ
型フォトレジスト組成物を提供することができる。ま
た、低温保存性に優れ、具体的には特に4℃等温度が下
がった条件での経時変化(パーティクル増加、感度変
動)が少ないポジ型フォトレジスト組成物を提供するこ
とができる。According to the present invention, a positive photoresist composition having improved edge roughness of a resist pattern in the manufacture of a semiconductor device can be provided. Further, it is possible to provide a positive photoresist composition which is excellent in low-temperature preservability, and in particular, has little change with time (particle increase, sensitivity fluctuation) under the condition that the temperature is lowered particularly at 4 ° C.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA03 AB16 AC04 AD03 BE07 BE10 BF02 BF30 CB43 FA17 4J002 CP051 CP091 EV296 FD146 GP03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H025 AA03 AB16 AC04 AD03 BE07 BE10 BF02 BF30 CB43 FA17 4J002 CP051 CP091 EV296 FD146 GP03
Claims (2)
光線または放射線の照射により酸を発生するスルホニウ
ム塩化合物、(B)少なくとも下記一般式(I)で示さ
れる構造単位を有する酸分解性ポリシロキサンを含有す
ることを特徴とするポジ型フォトレジスト組成物。 【化1】 一般式(PAG4)中、Rs1〜Rs3は各々独立に、置
換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有してい
てもよいアリール基を示す。またRs1〜Rs3のうちの
2つはそれぞれの単結合または置換基を介して結合して
もよい。Z-は、対アニオンを表す。を表す。 【化2】 式(I)中、L1は−A1−OCO−、−A1−COO
−、−A1−NHCO−、−A1−NHCOO−、−A1
−NHCONH−、−A1−CONH−、−A1−OCO
NH−又は−A1−S−を表す。A1はアルキレン基、ア
リーレン基並びに単環式及び有橋式の脂環構造から選ば
れる少なくとも1つの2価の連結基を表す。M1は単結
合、アルキレン基、アリーレン基、または単環式もしく
は有橋式の脂環構造である2価の連結基を表す。 R'〜
R'''はそれぞれ独立にアルキル基、ハロアルキル基、ハ
ロゲン原子、アルコキシ基、トリアルキルシリル基又は
トリアルキルシリルオキシ基を表す。(1) a sulfonium salt compound represented by the general formula (PAG4) which generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation; (B) an acid having at least a structural unit represented by the following general formula (I): A positive photoresist composition comprising a decomposable polysiloxane. Embedded image In formula (PAG4), Rs1 to Rs3 each independently represent an alkyl group which may have a substituent or an aryl group which may have a substituent. Two of Rs1 to Rs3 may be bonded via a single bond or a substituent. And Z - represents a counter anion. Represents Embedded image In the formula (I), L 1 represents —A 1 —OCO—, —A 1 —COO
-, -A 1 -NHCO-, -A 1 -NHCOO-, -A 1
-NHCONH -, - A 1 -CONH - , - A 1 -OCO
NH- or an -A 1 -S-. A 1 represents an alkylene group, an arylene group, and at least one divalent linking group selected from monocyclic and bridged alicyclic structures. M 1 represents a single bond, an alkylene group, an arylene group, or a divalent linking group having a monocyclic or bridged alicyclic structure. R '~
R ′ ″ independently represents an alkyl group, a haloalkyl group, a halogen atom, an alkoxy group, a trialkylsilyl group or a trialkylsilyloxy group.
般式〔sI〕で表される、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であることを特徴とする請求
項1に記載のポジ型フォトレジスト組成物。 【化3】 一般式〔sI〕中、Rs4〜Rs6はそれぞれ水素原子、
置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有して
いてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよ
いアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルコキシ
カルボニル基、置換基を有していてもよいアシル基、置
換基を有していてもよいアシロキシ基、ニトロ基、ハロ
ゲン原子、水酸基、カルボキシル基を表す。 l:1〜5 m:0〜5 n:0〜5を表す。 l+m+l=1の時、Rs4は置換基を有していてもよ
いアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキ
ル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基
を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を
有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよい
アシロキシ基を表す。 X:R−SO3、 R:置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基、置換
基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。2. The compound according to claim 1, wherein the sulfonium salt compound (A) is a compound represented by the following general formula [sI] which generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. Positive photoresist composition. Embedded image In the general formula [sI], Rs4 to Rs6 are each a hydrogen atom,
An alkyl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, an alkoxycarbonyl group which may have a substituent, It represents an acyl group which may have a substituent, an acyloxy group which may have a substituent, a nitro group, a halogen atom, a hydroxyl group, and a carboxyl group. 1: 1-5 m: 0-5 n: 0-5. When l + m + 1 = 1, Rs4 has an alkyl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, and a substituent Represents an optionally substituted alkoxycarbonyl group, an optionally substituted acyl group, and an optionally substituted acyloxy group. X represents R—SO 3 , R represents an aliphatic hydrocarbon group which may have a substituent, or an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent.
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