JP2000098612A - Production of semiconductor device, photosensitive composition and pattern forming method - Google Patents
Production of semiconductor device, photosensitive composition and pattern forming methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関するものであり、また、半導体装置やTFT
(薄膜トランジスタ)、光ディスクなどの電子部品の製
造に用いられる際に好適な感光性組成物、これを用いた
パターン形成方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device and a TFT.
The present invention relates to a photosensitive composition suitable for use in the production of electronic components such as (thin film transistors) and optical disks, and a pattern forming method using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より半導体装置を始めとする電子部
品の製造プロセスでは、フォトリソグラフィーを利用し
た微細加工技術が採用されている。すなわち、まずレジ
スト液を基板などの上に塗布してレジスト膜を成膜し、
次いで得られたレジスト膜に対してパターン光の露光を
行なった後、アルカリ現像等の処理を施してレジストパ
ターンを形成する。続いて、このレジストパターンを耐
エッチングマスクとして露出した基板などの表面をドラ
イエッチングすることで、微細な幅の線や開孔部を形設
し、最後にレジストをアッシング除去するというもので
ある。2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacturing process of electronic parts such as semiconductor devices, a fine processing technique utilizing photolithography has been employed. That is, first, a resist solution is applied on a substrate or the like to form a resist film,
Next, after the obtained resist film is exposed to pattern light, a process such as alkali development is performed to form a resist pattern. Subsequently, the surface of the exposed substrate or the like is dry-etched using the resist pattern as an etching-resistant mask to form fine-width lines and openings, and finally, the resist is removed by ashing.
【0003】したがって、ここで用いられるレジストに
は、一般に高いドライエッチング耐性が求められる。こ
ういった観点から、これまでは芳香族化合物を含有する
レジストが広く用いられてきており、具体的にはアルカ
リ可溶性であるノボラック樹脂などをベース樹脂とした
ものが数多く開発されている。Accordingly, the resist used here is generally required to have high dry etching resistance. From such a viewpoint, resists containing an aromatic compound have been widely used so far, and specifically, a large number of resists using an alkali-soluble novolak resin or the like as a base resin have been developed.
【0004】一方LSIなどの高密度集積化に伴い、上
述したような微細加工技術は近年サブハーフミクロンオ
ーダーにまで及んでおり、今後こうした微細化はさらに
顕著になることが予想されている。このため、フォトリ
ソグラフィーにおける光源の短波長化が進行しており、
波長193nmのArFエキシマレーザ光や波長157
nmのF2 レーザ光による微細なレジストパターンの形
成が試みられている。[0004] On the other hand, with the high-density integration of LSIs and the like, the above-mentioned fine processing technology has recently reached the sub-half micron order, and it is expected that such fineness will become more remarkable in the future. For this reason, the wavelength of light sources in photolithography has been shortened,
ArF excimer laser light having a wavelength of 193 nm or a wavelength of 157 nm
formation of fine resist patterns by nm of the F 2 laser beam have been tried.
【0005】しかしながら、これまで一般的であったノ
ボラック樹脂をベース樹脂としたレジストでは、上述し
た波長193nmのArFエキシマレーザ光に対してノ
ボラック樹脂のベンゼン核での光吸収が大きい傾向があ
る。したがってレジストパターンを形成しようとする
と、露光時にレジスト膜の基板側にまで光を充分に到達
させることが難しく、結果的にパターン形状の良好なパ
ターンを高感度、高精度で形成することは困難であっ
た。上述したように、ノボラック樹脂をベース樹脂とし
たレジストはドライエッチング耐性が高くかつアルカリ
現像が可能であるものの、短波長光に対する透明性が不
充分であるため、ArFエキシマレーザ光を用いたフォ
トリソグラフィーにも適したレジストの開発が強く望ま
れている。However, in the case of a resist using a novolak resin as a base resin which has been generally used until now, there is a tendency that the benzene nucleus of the novolak resin absorbs a large amount of light with respect to the above-mentioned ArF excimer laser beam having a wavelength of 193 nm. Therefore, when trying to form a resist pattern, it is difficult to sufficiently reach light to the substrate side of the resist film during exposure, and as a result, it is difficult to form a pattern having a good pattern shape with high sensitivity and high precision. there were. As described above, a resist using a novolak resin as a base resin has high dry etching resistance and can be alkali-developed, but is insufficient in transparency to short-wavelength light, so that photolithography using ArF excimer laser light There is a strong demand for the development of a resist suitable for the above.
【0006】このような点を考慮して、最近は芳香族化
合物にかわり脂環式化合物を含有するレジストが注目さ
れており、例えば特開平4−39665号公報には、ド
ライエッチング耐性、短波長光に対する透明性とも良好
なレジストとして、アダマンタン骨格を有する化合物を
カルボン酸基を有するアクリル系化合物と共重合させる
ことで共重合体にアルカリ溶解性を付与し、その共重合
体をレジスト成分として用いることによりアルカリ現像
でレジストパターンを形成した例が示されている。In view of these points, a resist containing an alicyclic compound instead of an aromatic compound has recently attracted attention. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-39665 discloses a resist having a dry etching resistance and a short wavelength. As a resist excellent in transparency to light, a compound having an adamantane skeleton is copolymerized with an acrylic compound having a carboxylic acid group to impart alkali solubility to the copolymer, and the copolymer is used as a resist component Thus, an example in which a resist pattern is formed by alkali development is shown.
【0007】しかしながら、脂環式化合物を含有するレ
ジストについてこうしてアルカリ現像でレジストパター
ンを形成する場合、一般に脂環式骨格構造を持つ部分は
疎水性が高く、カルボン酸基などとの間でアルカリ溶解
性が大きく相違するため、様々な問題が発生する。However, when a resist pattern containing an alicyclic compound is formed by alkali development in this manner, the portion having an alicyclic skeleton structure is generally highly hydrophobic, and alkali-dissolved with a carboxylic acid group or the like. Various problems arise because the characteristics are greatly different.
【0008】例えば、現像時にレジスト膜の所定の領域
の溶解・除去が不均一なものとなり解像性の低下を招く
一方、レジスト膜が残存するはずの領域でも部分的な溶
解が生じてクラックや表面あれの原因となる。また、レ
ジスト膜と基板との界面にアルカリ溶液が浸透して、レ
ジストパターンが剥離することもある。For example, during development, the dissolution / removal of a predetermined region of the resist film becomes non-uniform, resulting in a decrease in resolution. On the other hand, partial dissolution occurs in a region where the resist film is supposed to remain. This may cause surface roughness. Further, the alkaline solution may permeate the interface between the resist film and the substrate, and the resist pattern may be peeled off.
【0009】脂環基の疎水性による問題について、特開
平9−221519号公報に脂環基にメタクリル酸単位
を導入するという1つの解決策が示されている。しかし
ながらこの解決策はメタクリル酸単位を導入した脂環部
位自体は露光部と未露光部の溶解コントラストに寄与し
ない。Regarding the problem due to the hydrophobicity of the alicyclic group, JP-A-9-221519 discloses one solution to introduce a methacrylic acid unit into the alicyclic group. However, according to this solution, the alicyclic site into which the methacrylic acid unit is introduced does not contribute to the dissolution contrast between the exposed part and the unexposed part.
【0010】一方、従来エッチング耐性基として導入さ
れていた上記脂環式骨格構造をも露光部では酸で脱離さ
せ、アルカリ溶解性を妨げないようにする技術が特開平
10−161313号公報に挙げられている。しかしな
がら未露光部の基板との密着性等に問題を残している。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-161313 discloses a technique in which the alicyclic skeleton structure, which has been conventionally introduced as an etching resistant group, is eliminated with an acid in an exposed portion so as not to hinder alkali solubility. Are listed. However, there remains a problem in the adhesion between the unexposed portion and the substrate.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
のような従来の問題の解決を図り、超微細加工を可能と
する半導体装置の製造方法と、短波長光に対して高い透
明性を有し、基板との密着性が高く、また解像性および
ドライエッチング耐性の良好な感光性組成物、及びそれ
を用いたパターン形成方法を提供することを目的として
いる。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of ultrafine processing and a high transparency to short wavelength light. It is an object of the present invention to provide a photosensitive composition which has high adhesion to a substrate, and has good resolution and dry etching resistance, and a pattern forming method using the same.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、一般式
(1)、(2)で示される単量体から選ばれる少なくと
も一種の単量体を単重合または他のビニル系単量体と共
重合させてなる高分子重合体と、光酸発生剤を少なくと
も具備する感光性組成物を含有する膜を基板の被エッチ
ング膜上に形成させる工程と、感光性組成物含有膜の所
定領域にパターン露光を施す工程と、露光後の感光性組
成物含有膜を加熱処理する工程と、加熱処理後の前記感
光性組成物含有膜をアルカリ水溶液で現像処理して、前
記感光性組成物含有膜を選択的に溶解除去してパターン
ニングされたフォトマスクを形成させる工程と、フォト
マスクをマスクとし、ドライエッチング法により被エッ
チング膜をエッチングする工程を少なくとも具備するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法である。According to the present invention, at least one monomer selected from the monomers represented by the general formulas (1) and (2) is used together with a homopolymer or another vinyl monomer. Forming a film containing a polymer composition obtained by polymerization and a photosensitive composition comprising at least a photoacid generator on a film to be etched on a substrate; and forming a pattern on a predetermined region of the photosensitive composition-containing film. Step of performing exposure, a step of heat-treating the photosensitive composition-containing film after exposure, and developing the photosensitive composition-containing film after the heat treatment with an aqueous alkali solution, the photosensitive composition-containing film A semiconductor device comprising at least a step of forming a patterned photomask by selectively dissolving and removing, and a step of etching a film to be etched by a dry etching method using the photomask as a mask. It is a method of manufacture.
【0013】[0013]
【化3】 (ただし、Rはアクリロイルまたはメタクリロイル基、
R11、R12は水素原子または1価のアルキル基、R13は
OH基または=O基またはCOOH基またはCOOR14
基(R14は1価の有機基)) また、本発明は一般式(1)、(2)で示される単量体
から選ばれる少なくとも一種の単量体と一般式(3)、
(4)、(5)、(6)、(7)で示される単量体から
選ばれる少なくとも一種の単量体とを共重合させてなる
高分子共重合体と、光酸発生剤を少なくとも具備するこ
とを特徴とする特徴とする感光性組成物及びそれを用い
たパターン形成方法である。Embedded image (Where R is an acryloyl or methacryloyl group,
R 11 and R 12 are a hydrogen atom or a monovalent alkyl group; R 13 is an OH group, = O group, COOH group, or COOR 14
Group (R 14 is a monovalent organic group)) The present invention also relates to at least one monomer selected from the monomers represented by the general formulas (1) and (2) and the general formula (3),
(4) A polymer copolymer obtained by copolymerizing at least one monomer selected from monomers represented by (5), (6) and (7), and at least a photoacid generator. A photosensitive composition characterized by comprising: a photosensitive composition; and a pattern forming method using the photosensitive composition.
【0014】[0014]
【化4】 (ただし、R31は水素原子、またはOH基、OR14基
(R14は1価の有機基)、=O基からなる群より選ばれ
る少なくとも一種の基、R32は水素原子または1価の有
機基、R41はビニルまたはアクリロイルまたはメタクリ
ロイル基を示す。)Embedded image (However, R 31 is a hydrogen atom or an OH group, an OR 14 group (R 14 is a monovalent organic group), at least one group selected from the group consisting of an OO group, and R 32 is a hydrogen atom or a monovalent group. An organic group, R 41 represents a vinyl, acryloyl or methacryloyl group.)
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明にかかる高分子重合体にお
いては一般式(1)、(2)で示される単量体はR11、
R12は水素原子または1価のアルキル基であるが、これ
らR11、R12を有することにより、高分子重合体は、酸
の存在下においては、より感度良く脱離・分解し、アル
カリ可溶性となる。なおR11、R12はそれらが共に水素
原子のものよりもメチル基やエチル基、あるいはプロピ
ル基、イソプロピル基のいずれかである方が感度よく脱
離・分解するので好ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the polymer according to the present invention, the monomers represented by the general formulas (1) and (2) are R 11 ,
R 12 is a hydrogen atom or a monovalent alkyl group. By having R 11 and R 12 , the high molecular weight polymer can be desorbed / decomposed more sensitively in the presence of an acid, and Becomes R 11 and R 12 are more preferably a methyl group, an ethyl group, or a propyl group or an isopropyl group than those having a hydrogen atom, since they are eliminated and decomposed with high sensitivity.
【0016】また、R13はOH基または=O基またはC
OOH基またはCOOR14基(R14は1価の有機基)で
あるが、このR13を有することにより疎水性が減り、感
光性組成物と基板との密着性および高分子重合体のアル
カリ溶解性を向上させることが可能となった。この機能
を高める上でR13は複数導入されていても構わない。特
に=O基は他の側鎖の導入基と不要な反応を起こす事が
少ないという点で好ましい。またRはアクリロイル基ま
たはメタクリロイル基であるが、それらはさらにシアノ
基やハロゲン原子で置換されたものも本発明の範囲に含
むものとする。R 13 is an OH group, ま た は O group or C
It is an OOH group or a COOR 14 group (R 14 is a monovalent organic group). By having this R 13 , the hydrophobicity is reduced, and the adhesion between the photosensitive composition and the substrate and the alkali dissolution of the high polymer are dissolved. It has become possible to improve the performance. In order to enhance this function, a plurality of R 13 may be introduced. In particular, the OO group is preferred because it hardly causes an unnecessary reaction with the introduced group of another side chain. R is an acryloyl group or a methacryloyl group, and those further substituted with a cyano group or a halogen atom are included in the scope of the present invention.
【0017】さらに一般式(1)、(2)の単量体にお
いては、193nmにおける透明性が良いという利点に
加えて、得られるレジストパターンに高いドライエッチ
ング耐性を付与することができるという観点からアダマ
ンタン骨格を有する。Further, the monomers represented by the general formulas (1) and (2) have the advantage of good transparency at 193 nm and also provide high dry etching resistance to the obtained resist pattern. It has an adamantane skeleton.
【0018】一般式(1)、(2)で示される単量体と
その他のビニル系単量体との共重合体を使用する場合、
一般式(1)もしくは(2)で示される単量体の該共重
合体内含有量は10〜90mol%であることが好まし
い。より好ましくは30〜70mol%である。何とな
れば、10mol%未満だと未露光部では基板との密着
性と高いドライエッチング耐性を保ち、露光部では脂環
式骨格を脱離しポリマーのアルカリ溶解性を高めるとい
う機能が不充分となるおそれがあり、逆に90mol%
を越えると高分子重合体の持つアルカリ溶解性の制御が
困難になり高コスト化する傾向があるためである。When a copolymer of the monomers represented by the general formulas (1) and (2) and another vinyl monomer is used,
The content of the monomer represented by the general formula (1) or (2) in the copolymer is preferably from 10 to 90 mol%. More preferably, it is 30 to 70 mol%. If it is less than 10 mol%, the function of maintaining the adhesion to the substrate and the high dry etching resistance in the unexposed area and the function of removing the alicyclic skeleton and increasing the alkali solubility of the polymer in the exposed area become insufficient. 90 mol%
This is because, when the value exceeds, it is difficult to control the alkali solubility of the high-molecular polymer, which tends to increase the cost.
【0019】一般式(1)、(2)で示される単量体と
共重合させる他のビニル系単量体としては下記一般式
(3)、(4)、(5)、(6)、又は(7)から選ば
れる少なくとも一種であることが好ましい。Other vinyl monomers copolymerized with the monomers represented by the general formulas (1) and (2) include the following general formulas (3), (4), (5), (6) Or it is preferably at least one selected from (7).
【0020】[0020]
【化5】 (ただし、R31は水素原子、またはOH基、OR14基
(R14は1価の有機基)、=O基からなる群より選ばれ
る少なくとも一種の基、R32は水素原子または1価の有
機基、R41はビニルまたはアクリロイルまたはメタクリ
ロイル基を示す。)これらの単量体は一般式(1)に掲
げた単量体と共重合させることによってそのアルカリ溶
解性、ドライエッチング耐性等を改良し、感光性組成物
としての機能を一層高めることが可能となる。特に一般
式(7)で示す単量体を使用した場合、ドライエッチン
グ耐性を向上させより好ましい。さらにそれぞれ(1)
よりも(2)、(3)よりも(4)、(5)よりも
(6)の方がカーボンコンテントが高いためCF4 など
の一般的なエッチングガスに対する耐性が優れているの
で好ましい。とくに一般式(7)で示される単量体を含
有する場合、その含有量は5 〜50mol %であることが望
ましい。なぜなら5mol %未満であると一般式(7)で
示される骨格のもつ高いドライエッチング耐性の効果が
十分に得られないおそれがあり、逆に50mol %を超える
と193nm の波長の光に対する透明性が十分に得られない
おそれがあるためである。Embedded image (However, R 31 is a hydrogen atom or an OH group, an OR 14 group (R 14 is a monovalent organic group), at least one group selected from the group consisting of an OO group, and R 32 is a hydrogen atom or a monovalent group. The organic group and R 41 represent a vinyl, acryloyl or methacryloyl group.) These monomers are copolymerized with the monomers listed in the general formula (1) to improve their alkali solubility, dry etching resistance and the like. In addition, it becomes possible to further enhance the function as the photosensitive composition. In particular, when the monomer represented by the general formula (7) is used, the dry etching resistance is improved, which is more preferable. Furthermore, each (1)
(6) is more preferable than (4) and (5) than (2) and (3) because the carbon content is higher than that of (2) and (3), so that the resistance to general etching gas such as CF4 is superior. In particular, when the monomer represented by the general formula (7) is contained, the content is desirably 5 to 50 mol%. If the amount is less than 5 mol%, the effect of the high dry etching resistance of the skeleton represented by the general formula (7) may not be sufficiently obtained. Conversely, if the amount exceeds 50 mol%, the transparency to light having a wavelength of 193 nm is reduced. This is because there is a possibility that it cannot be obtained sufficiently.
【0021】また、上記一般式(3)、(4)、
(5)、(6)、(7)で示される単量体以外のビニル
系単量体を用いても良い。その場合ビニル系単量体は脂
環式構造を有することが望ましい。脂環式構造として
は、一般式Cn H2n(nは3以上の整数)で表される環
状シクロ化合物や環状ビシクロ化合物、およびそれらの
縮合環などが挙げられる。具体的には、シクロブタン
環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプ
タン環やこれらに橋かけ炭化水素が導入されたもの、ス
ピロヘプタン、スピロオクタンなどのスピロ環、ノルボ
ニル環、アダマンチル環、ボルネン環、メンチル環、メ
ンタン環などのテルペン環、ツジャン、サビネン、ツジ
ョン、カラン、カレン、ピナン、ノルピナン、ボルナ
ン、フェンカン、トリシクレン、コレステリック環など
のステロイド骨格、タンジュウサン、ジギタロイド類、
ショウノン環、イソショウノウ環、セスキテルペン環、
サントン環、ジテルペン環、トリテルペン環、ステロイ
ドサポニン類などが例示される。The above general formulas (3), (4),
Vinyl monomers other than those represented by (5), (6) and (7) may be used. In this case, the vinyl monomer desirably has an alicyclic structure. Examples of the alicyclic structure include a cyclic cyclo compound and a cyclic bicyclo compound represented by the general formula C n H 2n (n is an integer of 3 or more), and a condensed ring thereof. Specifically, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, a cycloheptane ring or those in which a bridging hydrocarbon is introduced to them, spiroheptane, a spiro ring such as spirooctane, a norbornyl ring, an adamantyl ring, a bornene ring, Menthyl ring, terpene ring such as menthane ring, tujang, sabinen, tsujong, karan, karen, pinan, norpinan, borane, fencan, tricyclene, cholesteric ring and other steroid skeleton, tanjusan, digitaloids,
Camnon ring, isocamphor ring, sesquiterpene ring,
Examples include a Sandton ring, a diterpene ring, a triterpene ring, and steroid saponins.
【0022】また脂環式構造でなく縮合多環式構造であ
っても吸収帯の波長がシフトするため、193nmにお
ける透明性を確保することが可能となることがT.Us
hirogouchiらによるProc.SPIE V
OL.2195(1994年)頁;205などにより知
られている。然るに縮合多環式構造であっても本発明の
目的は達成される。Even in the case of a condensed polycyclic structure instead of an alicyclic structure, the wavelength of the absorption band shifts, so that transparency at 193 nm can be ensured. Us
Progo. SPIE V
OL. 2195 (1994); 205; However, the object of the present invention is achieved even with a fused polycyclic structure.
【0023】これら縮合多環式構造を有するものとして
は、インデン、インダン、ベンゾブルデン、1−インダ
ノン、2−インダノン、1,3−インダジオン、ニンヒ
ドリン、ナフタレン、メチルナフタレン、エチルナフタ
レン、ジメチルナフタレン、カダレン、ビニルナフタレ
ン、1,2−ジヒドロナフタレン、1,4−ジヒドロナ
フタレン、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレンテ
トラリン、1,2,3,4,5,6,7,8−オクタヒ
ドロナフタレン、シス−デカリン、トランス−デカリ
ン、フルオロナフタレン、クロロナフタレン、ブロモナ
フタレン、ヨードナヅタレン、ジクロロナフタレン、
(クロロメチル)ナフタレン、1−ナフトール、2−ナ
フトール、ナフタレンジオール、1,2,3,4−テト
ラヒドロ−1−ナフトール、1,2,3,4−テトラヒ
ドロ−2−ナフトール、5,6,7,8−テトラヒドロ
−1−ナフトール、5,6,7,8−テトラヒドロ−2
−ナフトール、デカヒドロ−1−ナフトール、デカヒド
ロ−2−ナフトール、クロロナフトール、ニトロナフト
ール、アミノナフトール、メトキシナフタレン、エトキ
シナフタレン、ナフチルエーテル、酢酸ナフチル、ナフ
トアルデヒド、ナフタレンジカルバルデヒド、ヒドロキ
シナフトアルデヒド、ジナフチルケトン、1(2H)−
ナフタレノン、α−テトラロン、β−テトラロン、α−
デカロン、β−デカロン、1,2−ナフトキノン、1,
4−ナフトキノン、2,6−ナフトキノン、2−メチル
−1,4−ナフトキノン、5−ヒドロキシ−1,4−ナ
フトキノン、イソナフタザリン、ナフトエ酸、1−ナフ
トール−4−カルボン酸、ナフタル酸、ナフタル酸無水
物、1−ナフチル酢酸、チオナフトール、N,N−ジメ
チルナフチルアミン、ナフトニトリル、ニトロナフタレ
ン、ペンタレン、アズレン、ヘプタレン、フルオレン、
9−フェニルフルオレン、ニトロフルオレン、9−フル
オレノール、フルオレノン、アントラセン、メチルアン
トラセン、ジメチルアントラセン、9,10−ジヒドロ
アントラセン、アントロール、アントラノール、ヒドロ
アントラノール、ジヒドロキシアントラセン、アントラ
ガロール、1(4H)−アントラセノン、アントロン、
アントラロビン、クリサロビン、オキサントロン、アン
トラセンカルボン酸、アントラミン、ニトロアントラセ
ン、アントラセンキノン、アントラキノン、メチルアン
トラキノン、ヒドロキシアントラキノン、フェナントレ
ン、フェナントロール、フェナントレンヒドロキノン、
フェナントラキノン、ビフェニレン、s−インダセン、
as−インダセン、フェナレン、テトラセン、クリセ
ン、5,6−クリソキノン、ピレン、1,6−ピレンキ
ノン、トリフェニレン、ベンゾ[α]アントラセン、ベ
ンゾ[α]アントラセン−7,12−キノン、ベンザン
トロン、アセアントリレン、アセフェナントリレン、ア
セフェナントレン、17H−シクロペンタ[α]−フェ
ナントレン、フルオランテン、プレイアデン、ペンタセ
ン、ペンタフェン、ピセン、ピリレン、ジベンゾ[a,
j]アントラセン、ベンゾ[α]ピレン、コロネン、ピ
ラントレン、ピラントロンなどが例示される。Examples of those having a condensed polycyclic structure include indene, indane, benzobuldene, 1-indanone, 2-indanone, 1,3-indadione, ninhydrin, naphthalene, methylnaphthalene, ethylnaphthalene, dimethylnaphthalene, kadalene, Vinylnaphthalene, 1,2-dihydronaphthalene, 1,4-dihydronaphthalene, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalenetetralin, 1,2,3,4,5,6,7,8-octahydronaphthalene, cis -Decalin, trans-decalin, fluoronaphthalene, chloronaphthalene, bromonaphthalene, iodonaphthalene, dichloronaphthalene,
(Chloromethyl) naphthalene, 1-naphthol, 2-naphthol, naphthalene diol, 1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthol, 1,2,3,4-tetrahydro-2-naphthol, 5,6,7 , 8-Tetrahydro-1-naphthol, 5,6,7,8-tetrahydro-2
-Naphthol, decahydro-1-naphthol, decahydro-2-naphthol, chloronaphthol, nitronaphthol, aminonaphthol, methoxynaphthalene, ethoxynaphthalene, naphthyl ether, naphthyl acetate, naphthaldehyde, naphthalenedicarbaldehyde, hydroxynaphthaldehyde, dinaphthyl Ketone, 1 (2H)-
Naphthalenone, α-tetralone, β-tetralone, α-
Decalone, β-decalone, 1,2-naphthoquinone, 1,
4-naphthoquinone, 2,6-naphthoquinone, 2-methyl-1,4-naphthoquinone, 5-hydroxy-1,4-naphthoquinone, isonaphthazarin, naphthoic acid, 1-naphthol-4-carboxylic acid, naphthalic acid, naphthalic anhydride Product, 1-naphthylacetic acid, thionaphthol, N, N-dimethylnaphthylamine, naphthonitrile, nitronaphthalene, pentalene, azulene, heptalene, fluorene,
9-phenylfluorene, nitrofluorene, 9-fluorenol, fluorenone, anthracene, methylanthracene, dimethylanthracene, 9,10-dihydroanthracene, anthrol, anthranol, hydroanthranol, dihydroxyanthracene, anthragalol, 1 (4H) -Anthracenone, anthrone,
Anthrarobin, chrysarobin, oxantrone, anthracenecarboxylic acid, anthramine, nitroanthracene, anthracenequinone, anthraquinone, methylanthraquinone, hydroxyanthraquinone, phenanthrene, phenanthrol, phenanthrene hydroquinone,
Phenanthraquinone, biphenylene, s-indacene,
as-indacene, phenalene, tetracene, chrysene, 5,6-chrysoquinone, pyrene, 1,6-pyrenequinone, triphenylene, benzo [α] anthracene, benzo [α] anthracene-7,12-quinone, benzantrone, aceanthrylene, Acephenanthrylene, acephenanthrene, 17H-cyclopenta [α] -phenanthrene, fluoranthene, pleiadene, pentacene, pentaphen, picene, pyrylene, dibenzo [a,
j] anthracene, benzo [α] pyrene, coronene, pyranthrene, pyranthrone and the like.
【0024】本発明に係る高分子重合体は、一般式
(1)又は(2)で示される単量体を少なくとも一種含
み、かつ脂環式骨格または縮合多環式骨格を持つ単量体
を50mol%以上含有することが望ましい。なぜなら50mol
%未満であると十分なドライエッチング耐性が得られ
ないおそれがあるからである。The polymer according to the present invention comprises at least one monomer represented by the general formula (1) or (2) and a monomer having an alicyclic skeleton or a condensed polycyclic skeleton. It is desirable to contain 50 mol% or more. Because 50mol
%, There is a possibility that sufficient dry etching resistance may not be obtained.
【0025】本発明に係る高分子重合体は、酸性置換基
が導入された脂環式構造および重合性二重結合を分子中
に有する重合性化合物をラジカル重合やカチオン重合、
アニオン重合等で重合させることで、得ることができ
る。一般に、高分子主鎖に脂環族を有するような重合性
二重結合は、カチオン重合やアニオン重合を行うと、高
分子量のポリマーを得ることができる。しかし、本発明
では、高分子の分子量が低くても、製膜さえできれば何
等問題ないため、ラジカル重合などの簡便な手法を用い
て重合し、低分子量化合物と高分子量化合物の混合した
状況で用いても良い。The polymer according to the present invention is obtained by subjecting a polymerizable compound having an alicyclic structure into which an acidic substituent is introduced and a polymerizable double bond in the molecule to radical polymerization or cationic polymerization.
It can be obtained by polymerizing by anionic polymerization or the like. In general, a polymerizable double bond having an alicyclic group in the polymer main chain can obtain a high molecular weight polymer by performing cationic polymerization or anionic polymerization. However, in the present invention, even if the molecular weight of the polymer is low, since there is no problem as long as the film can be formed, polymerization is performed using a simple method such as radical polymerization, and the polymer is used in a mixed state of the low molecular weight compound and the high molecular weight compound. May be.
【0026】またこのとき、アクリル酸や無水マレイン
酸およびこれらのエステル置換体、ビニルフェノール、
ビニルナフトール、ヒドロキシエチルメタクリレート、
SO2 などと共重合させてもよい。さらに、これらアル
カリ可溶性化合物のアルカリ可溶性基について、アルカ
リ溶液に対する溶解抑止能を有する酸分解性基で保護し
てなる化合物を共重合させることによりポリマーのアル
カリ溶解性調整やレジストの基板との密着性向上を図る
ことも可能である。しかしながら、レジストの短波長光
に対する透明性を考慮すると、ベンゼン核など短波長域
での光吸収の大きい分子骨格を有していない化合物と共
重合させることが好ましく、具体的には波長193nm
の光に対するポリマーの吸光度が1μm当り4以下、よ
り望ましくは2以下であることが望まれる。ただし中間
層を有する基板において上層レジストとして本発明の感
光性組成物を用いる場合は、上記吸光度が1μm当り8
程度まで大きくても構わない。At this time, acrylic acid, maleic anhydride and their ester-substituted products, vinylphenol,
Vinyl naphthol, hydroxyethyl methacrylate,
It may be copolymerized with SO 2 or the like. Furthermore, the alkali-soluble group of these alkali-soluble compounds is copolymerized with a compound protected by an acid-decomposable group having the ability to inhibit dissolution in an alkali solution, thereby adjusting the alkali solubility of the polymer and the adhesion of the resist to the substrate. It is also possible to improve. However, in consideration of the transparency of the resist to short-wavelength light, it is preferable to copolymerize with a compound such as a benzene nucleus that does not have a molecular skeleton having a large light absorption in a short-wavelength region, specifically, a wavelength of 193 nm.
It is desired that the absorbance of the polymer with respect to the light of 4 μm / μm or less, more preferably 2 or less. However, when the photosensitive composition of the present invention is used as an upper layer resist on a substrate having an intermediate layer, the absorbance is 8 μm / μm.
It may be large to the extent.
【0027】本発明に係る高分子重合体の平均分子量
は、1,000〜500,000の範囲内、より好まし
くは3,000〜50,000に設定されることが好ま
しい。何となれば、高分子重合体の平均分子量が1,0
00未満だと、機械的強度の充分なレジスト膜を成膜す
るうえで不利となり、逆に高分子重合体の平均分子量が
500,000を越えると、解像性の良好なレジストパ
ターンを形成することが困難となるからである。これら
の化合物は、通常、本発明の化合物と他の共重合体との
さまざまな分子量成分からなる混合体である。The average molecular weight of the polymer according to the present invention is preferably set in the range of 1,000 to 500,000, more preferably 3,000 to 50,000. If the average molecular weight of the high molecular weight polymer is 1,0
If it is less than 00, it is disadvantageous in forming a resist film having sufficient mechanical strength. Conversely, if the average molecular weight of the polymer exceeds 500,000, a resist pattern having good resolution is formed. This is because it becomes difficult. These compounds are usually mixtures of the compounds of the invention with other copolymers of various molecular weight components.
【0028】本発明に係る高分子重合体は、比較的低い
分子量においても効力を発揮し、例えば500〜1,0
00の平均分子量に多く局在した場合も不均一な溶解を
抑制するので望ましいものとなる。さらにこの場合、樹
脂中には、多くの単量体が残存しても溶解特性やドライ
エッチング耐性を劣化させることは少ないものとなる。The high molecular weight polymer according to the present invention is effective even at a relatively low molecular weight.
A large localization at an average molecular weight of 00 is also desirable because it suppresses non-uniform dissolution. Further, in this case, even if many monomers remain in the resin, the resin hardly deteriorates in dissolution characteristics and dry etching resistance.
【0029】本発明の感光性組成物に用いる光酸発生剤
としては、例えば、アリールオニウム塩、ナフトキノン
ジアジド化合物、ジアゾニウム塩、スルフォネート化合
物、スルフォニウム化合物、スルファミド化合物、ヨー
ドニウム化合物、スルフォニルジアゾメタン化合物など
を用いることができる。これらの化合物の具体例として
は、トリフェニルスルフォニウムトリフレート、ジフェ
ニルヨードニウムトリフレート、2,3,4,4´−テ
トラヒドロキシベンゾフェノン−4−ナフトキノンジア
ジドスルフォネート、4−N−フェニルアミノ−2−メ
トキシフェニルジアゾニウムスルフェート、4−N−フ
ェニルアミノ−2−メトキシフェニルジアゾニウムp−
エチルフェニルスルフェート、4−N−フェニルアミノ
−2−メトキシフェニルジアゾニウム2−ナフチルスル
フェート、4−N−フェニルアミノ−2−メトキシフェ
ニルジアゾニウムフェニルスルフェート、2,5−ジエ
トキシ−4−N−4’−メトキシフェニルカルボニルフ
ェニルジアゾニウム3−カルボキシ−4−ヒドロキシフ
ェニルスルフェート、2−メトキシ−4−N−フェニル
フェニルジアゾニウム3−カルボキシ−4−ヒドロキシ
フェニルスルフェート、ジフェニルスルフォニルメタ
ン、ジフェニルスルフォニルジアゾメタン、ジフェニル
ジスルホン、α−メチルベンゾイントシレート、ピロガ
ロールトリメシレート、ベンゾイントシレート、みどり
化学製MPI−103(CAS.NO.[87709−
41−9])、みどり化学製BDS−105(CAS.
NO.[145612−66−4])、みどり化学製N
DS−103(CAS.NO.[110098−97−
0])、みどり化学製MDS−203(CAS.NO.
[127855−15−5])、みどり化学製Pyrogall
ol tritosylate(CAS.NO.[20032−64−
8])、みどり化学製DTS−102(CAS.NO.
[75482−18−7])、みどり化学製DTS−1
03(CAS.NO.[71449−78−0])、み
どり化学製MDS−103(CAS.NO.[1272
79−74−7])、みどり化学製MDS−105(C
AS.NO.[116808−67−4])、みどり化
学製MDS−205(CAS.NO.[81416−3
7−7])、みどり化学製BMS−105(CAS.N
O.[149934−68−9])、みどり化学製TM
S−105(CAS.NO.[127820−38−
6])、みどり化学製NB−101(CAS.NO.
[20444−09−1])、みどり化学製NB−20
1(CAS.NO.[4450−68−4])、みどり
化学製DNB−101(CAS.NO.[114719
−51−6])、みどり化学製DNB−102(CA
S.NO.[131509−55−2])、みどり化学
製DNB−103(CAS.NO.[132898−3
5−2])、みどり化学製DNB−104(CAS.N
O.[132898−36−3])、みどり化学製DN
B−105(CAS.NO.[132898−37−
4])、みどり化学製DAM−101(CAS.NO.
[1886−74−4])、みどり化学製DAM−10
2(CAS.NO.[28343−24−0])、みど
り化学製DAM−103(CAS.NO.[14159
−45−6])、みどり化学製DAM−104(CA
S.NO.[130290−80−1]、CAS.N
O.[130290−82−3])、みどり化学製DA
M−201(CAS.NO.[28322−50−
1])、みどり化学製CMS−105、みどり化学製D
AM−301(CAS.No.[138529−81−
4])、みどり化学製SI−105 (CAS.No.
[34694−40−7])、みどり化学製NDI−1
05 (CAS.No.[133710−62−
0])、みどり化学製EPI−105(CAS.No.
[135133−12−9])などが挙げられる。さら
に、以下に示す化合物を用いることもできる。As the photoacid generator used in the photosensitive composition of the present invention, for example, arylonium salts, naphthoquinonediazide compounds, diazonium salts, sulfonate compounds, sulfonium compounds, sulfamide compounds, iodonium compounds, sulfonyldiazomethane compounds and the like are used. be able to. Specific examples of these compounds include triphenylsulfonium triflate, diphenyliodonium triflate, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone-4-naphthoquinonediazidosulfonate, 4-N-phenylamino-2 -Methoxyphenyldiazonium sulfate, 4-N-phenylamino-2-methoxyphenyldiazonium p-
Ethyl phenyl sulfate, 4-N-phenylamino-2-methoxyphenyldiazonium 2-naphthyl sulfate, 4-N-phenylamino-2-methoxyphenyldiazonium phenyl sulfate, 2,5-diethoxy-4-N-4 '-Methoxyphenylcarbonylphenyldiazonium 3-carboxy-4-hydroxyphenyl sulfate, 2-methoxy-4-N-phenylphenyldiazonium 3-carboxy-4-hydroxyphenyl sulfate, diphenylsulfonylmethane, diphenylsulfonyldiazomethane, diphenyldisulfone , Α-methylbenzoin tosylate, pyrogallol trimesylate, benzoin tosylate, MPI-103 manufactured by Midori Kagaku (CAS. NO. [87709-
41-9]), Midori Kagaku BDS-105 (CAS.
NO. [145612-66-4]), Midori Chemical N
DS-103 (CAS. NO. [110098-97-
0]), Midori Kagaku MDS-203 (CAS. NO.
[127855-15-5]), Midori Kagaku Pyrogall
ol tritosylate (CAS. NO. [20032-64-
8]), Midori Kagaku DTS-102 (CAS. NO.
[75482-18-7]), Midori Kagaku DTS-1
03 (CAS. NO. [71449-78-0]), MDS-103 manufactured by Midori Kagaku (CAS. NO. [1272]).
79-74-7]), MDS-105 (C
AS. NO. [116808-67-4]), MDS-205 manufactured by Midori Kagaku (CAS. NO. [81416-3]).
7-7]), Midori Kagaku BMS-105 (CAS.N
O. [149934-68-9]), TM manufactured by Midori Kagaku
S-105 (CAS. NO. [127820-38-
6]), Midori Kagaku NB-101 (CAS. NO.
[20444-09-1]), Midori Kagaku NB-20
1 (CAS. NO. [4450-68-4]), and Midori Kagaku's DNB-101 (CAS. NO. [114719]).
-51-6]), Midori Kagaku's DNB-102 (CA
S. NO. [131509-55-2]) and Midori Kagaku's DNB-103 (CAS. NO. [132828-8-3]).
5-2]), Midori Kagaku's DNB-104 (CAS.N
O. [132898-36-3]), Midori Chemical DN
B-105 (CAS. NO. [132828-37-
4]), Midori Kagaku DAM-101 (CAS. NO.
[1886-74-4]), DAM-10 manufactured by Midori Kagaku
2 (CAS. NO. [28343-24-0]) and DAM-103 manufactured by Midori Kagaku (CAS. NO. [14159]).
-45-6]), Midori Kagaku DAM-104 (CA
S. NO. [130290-80-1], CAS. N
O. [130290-82-3]), Midori Chemical DA
M-201 (CAS. NO. [28322-50-
1]), Midori Kagaku CMS-105, Midori Kagaku D
AM-301 (CAS No. [138529-81-
4]), Midori Kagaku SI-105 (CAS No.
[34694-40-7]), Midori Kagaku NDI-1
05 (CAS.No. [133710-62-
0]), EPI-105 manufactured by Midori Kagaku (CAS No.
[135133-12-9]) and the like. Further, the following compounds can also be used.
【0030】[0030]
【化6】 Embedded image
【0031】[0031]
【化7】 Embedded image
【0032】[0032]
【化8】 Embedded image
【0033】[0033]
【化9】 Embedded image
【0034】[0034]
【化10】 Embedded image
【0035】[0035]
【化11】 Embedded image
【0036】[0036]
【化12】 Embedded image
【0037】[0037]
【化13】 Embedded image
【0038】[0038]
【化14】 Embedded image
【0039】[0039]
【化15】 Embedded image
【0040】[0040]
【化16】 Embedded image
【0041】[0041]
【化17】 Embedded image
【0042】[0042]
【化18】 Embedded image
【0043】[0043]
【化19】 (式中、C1およびC2は単結合または二重結合を形成
し、R10は水素原子、フッ素原子、フッ素原子で置換
されていてもよいアルキル基またはアリール基、R1,
R2は、互いに同一であっても異なっていてもよく、そ
れぞれ1価の有機基を示し、R1とR2はこれらが結合
して環構造を形成していてもよい。)Embedded image (Wherein C1 and C2 form a single bond or a double bond, R10 is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group or an aryl group optionally substituted by a fluorine atom, R1,
R2 may be the same or different, and each represents a monovalent organic group, and R1 and R2 may combine with each other to form a ring structure. )
【0044】[0044]
【化20】 式中、Zはアルキル基を示す。Embedded image In the formula, Z represents an alkyl group.
【0045】[0045]
【化21】 Embedded image
【0046】また上述したような光酸発生剤について
も、ナフタレン骨格やジベンゾチオフェン骨格を有する
アリールオニウム塩、スルフォネート化合物、スルフォ
ニル化合物、スルファミド化合物など共役多環芳香族系
化合物は、短波長光に対する透明性、耐熱性の点で有利
である。具体的には、水酸基が導入されたナフタレン
環、ペンタレン環、インデン環、アズレン環、ヘプタレ
ン環、ビフェニレン環、as−インダセン環、s−イン
ダセン環、アセナフチレン環、フルオレン環、フェナレ
ン環、フェナントレン環、アントラセン環、フルオラン
テン環、アセフェナントリレン環、アセアントリレン
環、トリフェニレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタ
セン環、プレイアデン環、ピセン環、ペリレン環、ペン
タフェン環、ペンタセン環、テトラフェニレン環、ヘキ
サフェン環、ヘキサセン環、ルビセン環、コロネン環、
トリナフチレン環、ヘプタフェン環、ヘプタセン環、ピ
ラントレン環、オバレン環、ジベンゾフェナントレン
環、ベンズ[a]アントラセン環、ジベンゾ[a,j]
アントラセン環、インデノ[1,2−a]インデン環、
アントラ[2,1−a]ナフタセン環、1H−ベンゾ
[a]シクロペント[j]アントラセン環を有するスル
フォニルまたはスルフォネート化合物;ナフタレン環、
ペンタレン環、インデン環、アズレン環、ヘプタレン
環、ビフェニレン環、as−インダセン環、s−インダ
セン環、アセナフチレン環、フルオレン環、フェナレン
環、フェナントレン環、アントラセン環、フルオランテ
ン環、アセフェナントリレン環、アセアントリレン環、
トリフェニレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン
環、プレイアデン環、ピセン環、ペリレン環、ペンタフ
ェン環、ペンタセン環、テトラフェニレン環、ヘキサフ
ェン環、ヘキサセン環、ルビセン環、コロネン環、トリ
ナフチレン環、ヘプタフェン環、ヘプタセン環、ピラン
トレン環、オバレン環、ジベンゾフェナントレン環、ベ
ンズ[a]アントラセン環、ジベンゾ[a,j]アント
ラセン環、インデノ[1,2−a]インデン環、アント
ラ[2,1−a]ナフタセン環、1H−ベンゾ[a]シ
クロペント[j]アントラセン環を有する4-キノンジア
ジド化合物;ナフタレン環、ペンタレン環、インデン
環、アズレン環、ヘプタレン環、ビフェニレン環、as
−インダセン環、s−インダセン環、アセナフチレン
環、フルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環、
アントラセン環、フルオランテン環、アセフェナントリ
レン環、アセアントリレン環、トリフェニレン環、ピレ
ン環、クリセン環、ナフタセン環、プレイアデン環、ピ
セン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ペンタセン環、
テトラフェニレン環、ヘキサフェン環、ヘキサセン環、
ルビセン環、コロネン環、トリナフチレン環、ヘプタフ
ェン環、ヘプタセン環、ピラントレン環、オバレン環、
ジベンゾフェナントレン環、ベンズ[a]アントラセン
環、ジベンゾ[a,j]アントラセン環、インデノ
[1,2−a]インデン環、アントラ[2,1−a]ナ
フタセン環、1H−ベンゾ[a]シクロペント[j]ア
ントラセンを側鎖を有するスルフォニウムまたはヨード
ニウムのトリフレートなどとの塩などが挙げられる。特
に、ナフタレン環またはアントラセン環を有するスルフ
ォニルスルファミドまたはスルフォネート化合物;水酸
基が導入されたナフタレン環またはアントラセン環を有
する4−キノンジアジド化合物;ナフタレン環またはア
ントラセン環を側鎖を有するスルフォニウムまたはヨー
ドニウムのトリフレートなどとの塩が好ましい。Regarding the above-described photoacid generator, conjugated polycyclic aromatic compounds such as arylonium salts having a naphthalene skeleton or dibenzothiophene skeleton, sulfonate compounds, sulfonyl compounds, and sulfamide compounds are transparent to short-wavelength light. This is advantageous in terms of heat resistance and heat resistance. Specifically, a naphthalene ring, a pentalene ring, an indene ring, an azulene ring, a heptalene ring, a biphenylene ring, an as-indacene ring, an s-indacene ring, an acenaphthylene ring, a fluorene ring, a phenalene ring, a phenanthrene ring in which a hydroxyl group is introduced, Anthracene ring, fluoranthene ring, acephenanthrylene ring, aceanthrylene ring, triphenylene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene ring, preyaden ring, picene ring, perylene ring, pentaphene ring, pentacene ring, tetraphenylene ring, hexaphene Ring, hexacene ring, rubicene ring, coronene ring,
Trinaphthylene ring, heptaphen ring, heptacene ring, pyranthrene ring, ovalene ring, dibenzophenanthrene ring, benz [a] anthracene ring, dibenzo [a, j]
Anthracene ring, indeno [1,2-a] indene ring,
Anthra [2,1-a] naphthacene ring, 1H-benzo [a] cyclopent [j] sulfonyl or sulfonate compound having anthracene ring; naphthalene ring,
Pentalene ring, indene ring, azulene ring, heptalene ring, biphenylene ring, as-indacene ring, s-indacene ring, acenaphthylene ring, fluorene ring, phenalene ring, phenanthrene ring, anthracene ring, fluoranthene ring, acephenanthrylene ring, ASEAN Tolylene ring,
Triphenylene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene ring, pleiaden ring, picene ring, perylene ring, pentaphene ring, pentacene ring, tetraphenylene ring, hexaphene ring, hexacene ring, rubicene ring, coronene ring, trinaphthylene ring, heptafen ring, Heptacene ring, pyranthrene ring, ovalene ring, dibenzophenanthrene ring, benz [a] anthracene ring, dibenzo [a, j] anthracene ring, indeno [1,2-a] indene ring, anthra [2,1-a] naphthacene ring 4-quinonediazide compound having 1H-benzo [a] cyclopent [j] anthracene ring; naphthalene ring, pentalene ring, indene ring, azulene ring, heptalene ring, biphenylene ring, as
-An indacene ring, an s-indacene ring, an acenaphthylene ring, a fluorene ring, a phenalene ring, a phenanthrene ring,
Anthracene ring, fluoranthene ring, acephenanthrylene ring, aceanthrylene ring, triphenylene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene ring, preyaden ring, picene ring, perylene ring, pentaphene ring, pentacene ring,
Tetraphenylene ring, hexaphene ring, hexacene ring,
Rubicene ring, coronene ring, trinaphthylene ring, heptaphen ring, heptacene ring, pyranthrene ring, ovalene ring,
Dibenzophenanthrene ring, benz [a] anthracene ring, dibenzo [a, j] anthracene ring, indeno [1,2-a] indene ring, anthra [2,1-a] naphthacene ring, 1H-benzo [a] cyclopent [ j] Salts of anthracene with sulfonium or iodonium triflate having a side chain, and the like. In particular, a sulfonyl sulfamide or a sulfonate compound having a naphthalene ring or an anthracene ring; a 4-quinonediazide compound having a naphthalene ring or an anthracene ring in which a hydroxyl group is introduced; a sulfonium or iodonium triflate having a naphthalene ring or an anthracene ring in a side chain And the like.
【0047】このような光酸発生剤のうち、本発明では
トリフェニルスルフォニウムトリフレートやジフェニル
イオドニウムトリフレート,トリナフチルスルフォニウ
ムトリフレート、ジナフチルヨードニウムトリフレー
ト、ジナフチルスルフォニルメタン、みどり化学製NA
T−105(CAS.No.[137867−61−
9])、みどり化学製NAT−103(CAS.No.
[131582−00−8])、みどり化学製NAI−
105(CAS.No.[85342−62−7])、
みどり化学製TAZ−106(CAS.No.[694
32−40−2])、みどり化学製NDS−105、み
どり化学製PI−105(CAS.No.[41580
−58−9])や、s−アルキル化ジベンゾチオフェン
トリフレート、s-フルオロアルキル化ジベンゾチオフェ
ントリフレート(ダイキン製)などが好ましく用いられ
る。これらの中でも、トリフェニルスルフォニウムトリ
フレート,トリナフチルスルフォニウムトリフレート、
ジナフチルヨードニウムトリフレート、ジナフチルスル
フォニルメタン、みどり化学製NAT−105(CA
S.No.[137867−61−9])、みどり化学
製NDI−105(CAS.No.[133710−6
2−0])、みどり化学製NAI−105(CAS.N
o.[85342−62−7])などは特に好ましい。Among such photoacid generators, in the present invention, triphenylsulfonium triflate, diphenyliodonium triflate, trinaphthylsulfonium triflate, dinaphthyliodonium triflate, dinaphthylsulfonylmethane, green Chemical NA
T-105 (CAS No. [137867-61-
9]), Midori Kagaku NAT-103 (CAS No.
[131582-00-8]), Midori Kagaku NAI-
105 (CAS. No. [85342-62-7]),
TAZ-106 manufactured by Midori Kagaku (CAS No. [694]
32-40-2]), Midori Kagaku NDS-105, Midori Kagaku PI-105 (CAS No. [41580]
-58-9]), s-alkylated dibenzothiophene triflate, s-fluoroalkylated dibenzothiophene triflate (manufactured by Daikin) and the like are preferably used. Among these, triphenylsulfonium triflate, trinaphthylsulfonium triflate,
Dinaphthyl iodonium triflate, dinaphthylsulfonylmethane, Midori Chemical's NAT-105 (CA
S. No. [137867-61-9]), Midori Kagaku NDI-105 (CAS No. [133710-6]
2-0]), Midori Kagaku NAI-105 (CAS.N
o. [85342-62-7]) and the like are particularly preferable.
【0048】光酸発生剤は露光後のベークにより拡散し
高分子重合体の脱離・分解反応を起こす。光酸発生剤は
単独または混合して用いることが可能である。光酸発生
剤の添加量は樹脂に対し、0.01〜10重量%、好ま
しくは0.3〜5重量%である。何となれば0.01重
量%未満では感度が低下し現像性も悪くなる。一方、1
0重量%を超えると、透明性の低下が起こったり、拡散
の制御が困難になり、所望のパターンが得られ難くなる
恐れがあるためである。また、この光酸発生剤による拡
散を制御し、レジストパターンのラフネスを低減させる
ため、トリエチルアミン、1−ナフチルアミン等の含窒
素塩基性化合物やその塩類もしくはその他のルイス塩基
添加剤を添加しても良い。The photoacid generator is diffused by baking after exposure to cause a elimination / decomposition reaction of the polymer. The photoacid generators can be used alone or as a mixture. The amount of the photoacid generator is 0.01 to 10% by weight, preferably 0.3 to 5% by weight, based on the resin. If it is less than 0.01% by weight, the sensitivity is lowered and the developability is also deteriorated. Meanwhile, 1
If the content is more than 0% by weight, the transparency may be reduced, and the control of diffusion may be difficult, and it may be difficult to obtain a desired pattern. Further, in order to control the diffusion by the photoacid generator and reduce the roughness of the resist pattern, a nitrogen-containing basic compound such as triethylamine and 1-naphthylamine, salts thereof or other Lewis base additives may be added. .
【0049】本発明の感光性組成物は単独でも酸分解を
生じてレジストパターンを形成し得るが、さらに高感度
化のためにアルカリ溶液に対する溶解抑止能を有する酸
分解性基が導入された化合物を、溶解抑止剤として配合
してもかまわない。本発明で用いられる溶解抑止剤とし
ては、アルカリ溶液に対する充分な溶解抑止能を有する
とともに、酸による分解後の生成物がアルカリ溶液中で
−(C=O)OH、−S(=O)2 OH、または−OH
を生じ得る酸分解性基を有する化合物が例示される。こ
うした化合物は、例えばビスフェノールA、ビスフェノ
ールF,トリ(ヒドロキシフェニル)メタン、フェノー
ルフタレイン、クレゾールフタレイン、チモールフタレ
イン、カテコール、ピロガロール、ナフトール、ビスナ
フトールA、ビスナフトールF、安息香酸誘導体などの
低分子芳香族系化合物やコレート、ステロイド類、テル
ペノイド誘導体、糖類などの低分子脂肪族アルコール類
に酸分解性基を導入することで得ることができる。The photosensitive composition of the present invention can form a resist pattern by acid decomposition even when used alone. However, a compound having an acid-decomposable group having an ability to inhibit dissolution in an alkaline solution introduced for higher sensitivity. May be added as a dissolution inhibitor. The dissolution inhibitor used in the present invention has a sufficient dissolution inhibiting ability in an alkaline solution, and the product after decomposition with an acid is-(C = O) OH, -S (= O) 2 in an alkaline solution. OH or -OH
The compound which has an acid-decomposable group which can produce | generate is illustrated. Such compounds include, for example, bisphenol A, bisphenol F, tri (hydroxyphenyl) methane, phenolphthalein, cresolphthalein, thymolphthalein, catechol, pyrogallol, naphthol, bisnaphthol A, bisnaphthol F, and benzoic acid derivatives such as benzoic acid derivatives. It can be obtained by introducing an acid-decomposable group into low molecular weight aliphatic alcohols such as molecular aromatic compounds, cholates, steroids, terpenoid derivatives, and saccharides.
【0050】具体的には、フェノール性化合物をt−ブ
トキシカルボニルエーテル、テトラヒドロピラニルエー
テル、3−ブロモテトラヒドロピラニルエーテル、1−
メトキシシクロヘキシルエーテル、4−メトキシテトラ
ヒドロピラニルエーテル、1,4−ジオキサン−2−イ
ルエーテル、テトラヒドロフラニルエーテル、2,3,
3a,4,5,6,7,7a−オクタヒドロ−7,8,
8−トリメチル−4,7−メタノベンゾフラン−2−イ
ルエーテル、t−ブチルエーテル、トリメチルシリルエ
ーテル、トリエチルシリルエーテル、トリイソプロピル
シリルエーテル、ジメチルイソプロピルシリルエーテ
ル、ジエチルイソプロピルシリルエーテル、ジメチルセ
キシルシリルエーテル、t−ブチルジメチルシリルエー
テルなどに変性した化合物、メルドラム酸誘導体などが
挙げられる。これらのうちでは、フェノール性化合物の
水酸基をt-ブトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボ
ニルメチル基、トリメチルシリル基、t−ブチルジメチ
ルシリル基、あるいはテトラヒドロピラニル基などで保
護した化合物;ナフタルデヒドにメルドラム酸を付加し
てなる化合物;脂環式構造を有するカルボニル化合物に
メルドラム酸を付加してなる化合物などが好ましい。Specifically, the phenolic compound is converted to t-butoxycarbonyl ether, tetrahydropyranyl ether, 3-bromotetrahydropyranyl ether, 1-
Methoxycyclohexyl ether, 4-methoxytetrahydropyranyl ether, 1,4-dioxan-2-yl ether, tetrahydrofuranyl ether, 2,3
3a, 4,5,6,7,7a-octahydro-7,8,
8-trimethyl-4,7-methanobenzofuran-2-yl ether, t-butyl ether, trimethylsilyl ether, triethylsilyl ether, triisopropylsilyl ether, dimethylisopropylsilyl ether, diethylisopropylsilyl ether, dimethylsexylsilyl ether, t- Compounds modified with butyldimethylsilyl ether and the like, Meldrum's acid derivatives and the like can be mentioned. Among these, a compound in which the hydroxyl group of a phenolic compound is protected with a t-butoxycarbonyl group, a t-butoxycarbonylmethyl group, a trimethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a tetrahydropyranyl group, or the like; meldrum acid in naphthalaldehyde Compounds obtained by addition; compounds obtained by adding Meldrum's acid to a carbonyl compound having an alicyclic structure are preferred.
【0051】さらに本発明の感光性組成物に用いられる
溶解抑止剤は、多価カルボン酸のイソプロピルエステ
ル、テトラヒドロピラニルエステル、テトラヒドロフラ
ニルエステル、メトキシエトキシメチルエステル、2−
トリメチルシリルエトキシメチルエステル、t−ブチル
エステル、トリメチルシリルエステル、トリエチルシリ
ルエステル、t−ブチルジメチルシリルエステル、イソ
プロピルジメチルシリルエステル、ジ−t−ブチルメチ
ルシリルエステル、オキサゾール、2−アルキル−1,
3−オキサゾリン、4−アルキル−5−オキソ−1,3
−オキサゾリン、5−アルキル−4−オキソ−1,3−
ジオキソランなどであってもよい。また、以下に示す化
合物を用いることもできる。Further, the dissolution inhibitor used in the photosensitive composition of the present invention includes isopropyl ester, tetrahydropyranyl ester, tetrahydrofuranyl ester, methoxyethoxymethyl ester, 2-methoxycarboxylic acid ester of polycarboxylic acid.
Trimethylsilylethoxymethyl ester, t-butyl ester, trimethylsilyl ester, triethylsilyl ester, t-butyldimethylsilyl ester, isopropyldimethylsilyl ester, di-t-butylmethylsilyl ester, oxazole, 2-alkyl-1,
3-oxazoline, 4-alkyl-5-oxo-1,3
-Oxazoline, 5-alkyl-4-oxo-1,3-
Dioxolan or the like may be used. Further, the following compounds can also be used.
【0052】[0052]
【化22】 Embedded image
【0053】[0053]
【化23】 Embedded image
【0054】[0054]
【化24】 Embedded image
【0055】[0055]
【化25】 Embedded image
【0056】[0056]
【化26】 Embedded image
【0057】[0057]
【化27】 Embedded image
【0058】[0058]
【化28】 Embedded image
【0059】このような溶解抑止剤のうち、ジtert
−ブチル 2−((1−アダマンチル)カルボニル メ
チル)マロネートなどなどは特に好ましい。本発明の感
光性組成物において、溶解抑止剤の配合量は高分子重合
体の重量に対し、3〜60重量%さらには10〜40重
量%の範囲内に設定されることが好ましい。これは溶解
抑止剤の配合量が3重量%未満だと、解像性の良好なレ
ジストパターンを形成することが困難となり、逆に60
重量%を越えると、レジスト膜を形成したときにその機
械的強度などが損なわれるおそれがあるうえ、露光部の
レジスト膜をアルカリ溶液で溶解・除去するときの溶解
速度が大きく低下する傾向があるからである。Among such dissolution inhibitors, ditert
-Butyl 2-((1-adamantyl) carbonylmethyl) malonate and the like are particularly preferred. In the photosensitive composition of the present invention, the amount of the dissolution inhibitor is preferably set in the range of 3 to 60% by weight, more preferably 10 to 40% by weight, based on the weight of the polymer. If the amount of the dissolution inhibitor is less than 3% by weight, it becomes difficult to form a resist pattern having good resolution.
If the amount exceeds 10% by weight, the mechanical strength and the like of the resist film may be impaired when the resist film is formed, and the dissolution rate when dissolving and removing the resist film in the exposed portion with an alkaline solution tends to be greatly reduced. Because.
【0060】本発明の感光性組成物の溶媒には、例えば
シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、メチルセロ
ソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソル
ブアセテート、ブチルセロソルブアセテートなどのセロ
ソルブ系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミ
ル、γ−ブチロラクトンなどのエステル系溶媒、プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグ
リコール系溶媒、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチル
ホスホリックトリアミドジメチルホルムアミド、N−メ
チルピロリドンなどの含窒素系溶媒や、溶解性向上のた
めこれらにジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアル
デヒド、N−メチルピロリジノン等を添加した混合溶媒
を用いることができる。また、メチルプロピオン酸メチ
ル等のプロピオン酸誘導体、乳酸エチル等の乳酸エステ
ル類やPGMEA(プロピレングリコールモノエチルア
セテート)等も、低毒性であり好ましく用いられ得る。
なお本発明において、このような溶媒は単独または2種
以上を混合して用いることができ、さらにイソプロピル
アルコール、エチルアルコール、メチルアルコール、ブ
チルアルコール、n−ブチルアルコール、s−ブチルア
ルコール、t−ブチルアルコール、イソブチルアルコー
ルなどの脂肪族アルコールや、トルエン、キシレンなど
の芳香族溶媒が含有されていても構わない。Examples of the solvent for the photosensitive composition of the present invention include ketone solvents such as cyclohexanone, acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; cellosolve solvents such as methyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate and butyl cellosolve acetate; Ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate and γ-butyrolactone; glycol solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate; nitrogen-containing solvents such as dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoric triamide dimethylformamide and N-methylpyrrolidone It is possible to use a solvent or a mixed solvent to which dimethyl sulfoxide, dimethylformaldehyde, N-methylpyrrolidinone, etc. are added to improve the solubility. That. Also, propionic acid derivatives such as methyl methyl propionate, lactic acid esters such as ethyl lactate, PGMEA (propylene glycol monoethyl acetate), and the like have low toxicity and can be preferably used.
In the present invention, such solvents can be used alone or in combination of two or more. Further, isopropyl alcohol, ethyl alcohol, methyl alcohol, butyl alcohol, n-butyl alcohol, s-butyl alcohol, t-butyl An aliphatic alcohol such as alcohol or isobutyl alcohol, or an aromatic solvent such as toluene or xylene may be contained.
【0061】次に、本発明の感光性組成物を用いた半導
体装置の製造方法及びパターン形成方法について説明す
る。まず、上述したような有機溶媒に溶解された感光性
組成物の溶液を回転塗布法やディッピング法などで所定
の基板上に塗布した後、150℃以下好ましくは70〜
120℃で乾燥してレジスト膜を成膜する。なおここで
の基板としては、例えばシリコンウェハ、表面に各種の
絶縁膜や電極、配線などが形成されたシリコンウェハ、
ブランクマスク、GaAs、AlGaAsなどのIII
−V族化合物半導体ウェハ、クロムまたは酸化クロム蒸
着マスク、アルミ蒸着基板、BPSGコート基板、PS
Gコート基板、BSGコート基板、SOGコート基板、
カーボン膜スパッタ基板などを使用することができる。Next, a method for manufacturing a semiconductor device using the photosensitive composition of the present invention and a method for forming a pattern will be described. First, after a solution of the photosensitive composition dissolved in the organic solvent as described above is applied on a predetermined substrate by a spin coating method, a dipping method, or the like, 150 ° C. or lower, preferably 70 to
After drying at 120 ° C., a resist film is formed. In addition, as a substrate here, for example, a silicon wafer, a silicon wafer having various insulating films, electrodes, wirings, etc. formed on a surface thereof,
III for blank mask, GaAs, AlGaAs, etc.
Group V compound semiconductor wafer, chromium or chromium oxide deposition mask, aluminum deposition substrate, BPSG coated substrate, PS
G coated substrate, BSG coated substrate, SOG coated substrate,
A carbon film sputtered substrate or the like can be used.
【0062】成膜後、所定のマスクパターンを介して化
学線を照射するか、またはレジスト膜表面に化学線を直
接走査させて、レジスト膜を露光する。上述した通り本
発明の感光性組成物は、短波長光をはじめ広範囲の波長
域の光に対して優れた透明性を有しているので、ここで
の化学線としては紫外線、X線、低圧水源ランプ光のi
線、h線、g線、キセノンランプ光、KrFやArFや
F2 のエキシマレーザ光等のdeepUV光やシンクロ
トロンオービタルラジエーション(SOR)、電子線
(EB)、γ線、イオンビームなどを使用することが可
能である。なお、露光後、光酸発生剤から出た酸を拡散
させ、脱離・分解反応を起こすため200℃以下好まし
くは70〜160℃の条件でベークを行う。After film formation, the resist film is exposed by irradiating it with actinic radiation through a predetermined mask pattern or by directly scanning the resist film surface with actinic radiation. As described above, the photosensitive composition of the present invention has excellent transparency with respect to light in a wide wavelength range including short-wavelength light. Water source lamp light i
Using the line, h-line, g-line, a xenon lamp light, deep UV light or synchrotron orbital Raj instantiation of excimer laser light or the like of the KrF or ArF or F 2 (SOR), electron beam (EB), gamma rays, an ion beam It is possible. After exposure, baking is performed at 200 ° C. or lower, preferably 70 to 160 ° C., in order to diffuse the acid released from the photoacid generator and cause a desorption / decomposition reaction.
【0063】次いで、浸漬法、スプレー法などでレジス
ト膜を現像し、露光部または未露光部のレジスト膜をア
ルカリ溶液に選択的に溶解・除去して、所望のパターン
を形成する。このときアルカリ溶液の具体例としては、
テトラメチルアンモニウムハイドロキシド水溶液、コリ
ン水溶液などの有機アルカリ水溶液や、水酸化カリウ
ム、水酸化ナトリウムなどの無機アルカリ水溶液、これ
らにアルコールや界面活性剤などを添加した溶液が挙げ
られる。なおここでのアルカリ溶液の濃度は、露光部と
未露光部とで溶解速度の差を充分なものとする観点か
ら、15wt%以下、より好ましくは5wt%以下であ
ることが好ましい。Next, the resist film is developed by an immersion method, a spray method, or the like, and the exposed or unexposed portion of the resist film is selectively dissolved and removed in an alkaline solution to form a desired pattern. At this time, as a specific example of the alkaline solution,
Examples thereof include an aqueous solution of an organic alkali such as an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and choline, an aqueous solution of an inorganic alkali such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, and a solution obtained by adding an alcohol or a surfactant to these. Here, the concentration of the alkaline solution is preferably 15 wt% or less, more preferably 5 wt% or less, from the viewpoint of making the difference in dissolution rate between the exposed part and the unexposed part sufficient.
【0064】こうして、本発明のアルカリ現像用レジス
トを用いて形成されたレジストパターンは極めて解像性
が良好であり、例えばこのレジストパターンをエッチン
グマスクとしたドライエッチングで、露出した基板など
にクォーターミクロン以下の超微細なパターンを忠実に
転写することができる。なお、上述したような工程以外
の他の工程が付加されても何ら差支えなく、例えばレジ
スト膜の下地としての平坦化層形成工程、レジスト膜と
下地との密着性向上のための前処理工程、レジスト膜の
現像後に現像液を水などで除去するリンス工程、ドライ
エッチング前の紫外線の再照射工程を適宜施すことが可
能である。The resist pattern formed by using the alkaline developing resist of the present invention has an extremely good resolution. For example, a quarter-micron pattern is formed on an exposed substrate by dry etching using this resist pattern as an etching mask. The following ultra-fine patterns can be faithfully transferred. It should be noted that other steps other than the above-described steps may be added without any problem, for example, a flattening layer forming step as a base of the resist film, a pretreatment step for improving adhesion between the resist film and the base, After the development of the resist film, a rinsing step of removing the developing solution with water or the like and a step of re-irradiating ultraviolet rays before dry etching can be appropriately performed.
【0065】[0065]
【実施例】以下、合成例および実施例によりこの発明を
より詳細に説明する。 (合成例1)2−(3−カルボキシ−1−アダマンチ
ル)−2−プロピル アクリレート6.0gをテトラヒ
ドロフラン(THF)20gに混合した。続いて、アゾ
イソブチルニトリル(AIBN)を0.20g添加して
60℃で攪拌しながら35時間加熱し、反応液をn−ヘ
キサンに滴下し、沈殿物をろ過、乾燥することで、下記
化学式に示される重量平均分子量(スチレン換算)約
5,000の共重合体を得た。The present invention will be described in more detail with reference to Synthesis Examples and Examples. (Synthesis Example 1) 6.0 g of 2- (3-carboxy-1-adamantyl) -2-propyl acrylate was mixed with 20 g of tetrahydrofuran (THF). Subsequently, 0.20 g of azoisobutylnitrile (AIBN) was added, and the mixture was heated at 60 ° C. with stirring for 35 hours, the reaction solution was dropped into n-hexane, and the precipitate was filtered and dried to obtain the following chemical formula. A copolymer having the indicated weight average molecular weight (in terms of styrene) of about 5,000 was obtained.
【0066】[0066]
【化29】 Embedded image
【0067】(合成例2)2−(3,7−ジメチル−4
−アダマンタノン−1−イル)−2−プロピル アクリ
レートと3−(3−ヒドロキシ−1−アダマンチル)−
3−ペンチル アクリレートをそれぞれ50mol%ず
つ、計6.0gをテトラヒドロフラン(THF)20g
に混合した。続いて、アゾイソブチルニトリル(AIB
N)を0.20g添加して60℃で攪拌しながら35時
間加熱し、反応液をn−ヘキサンに滴下し、沈殿物をろ
過、乾燥することで、下記化学式に示される重量平均分
子量(スチレン換算)約5,500の共重合体を得た。(Synthesis Example 2) 2- (3,7-dimethyl-4)
-Adamantanone-1-yl) -2-propyl acrylate and 3- (3-hydroxy-1-adamantyl)-
20 g of tetrahydrofuran (THF) in total of 6.0 g of 3-pentyl acrylate at 50 mol% each.
Was mixed. Subsequently, azoisobutylnitrile (AIB
N) was added thereto, and the mixture was heated at 60 ° C. with stirring for 35 hours. The reaction solution was added dropwise to n-hexane, and the precipitate was filtered and dried to obtain a weight average molecular weight (styrene) represented by the following chemical formula. About 5,500 copolymers were obtained.
【0068】[0068]
【化30】 Embedded image
【0069】(合成例3)1−(3−ヒドロキシ−1−
アダマンチル)−1−プロピル アクリレート、t−ブ
チルアクリレート、メタクリル酸をそれぞれ65mol
%、25mol%、10mol%、計6.0gをテトラ
ヒドロフラン(THF)20gに混合した。続いて、ア
ゾイソブチルニトリル(AIBN)を0.36g添加し
て60℃で攪拌しながら35時間加熱し、反応液をn−
ヘキサンに滴下し、沈殿物をろ過、乾燥することで、下
記化学式に示す重量平均分子量(スチレン換算)約8,
000の共重合体を得た。Synthesis Example 3 1- (3-hydroxy-1-)
(Adamantyl) -1-propyl acrylate, t-butyl acrylate, and methacrylic acid each in an amount of 65 mol.
%, 25 mol%, and 10 mol%, a total of 6.0 g, were mixed with 20 g of tetrahydrofuran (THF). Subsequently, 0.36 g of azoisobutylnitrile (AIBN) was added, and the mixture was heated at 60 ° C. with stirring for 35 hours, and the reaction solution was n-
The solution was dropped into hexane, and the precipitate was filtered and dried to obtain a weight average molecular weight (styrene equivalent) of about 8,
000 copolymers were obtained.
【0070】[0070]
【化31】 Embedded image
【0071】(合成例4)3−(3−ヒドロキシ−1−
アダマンチル)−3−ペンチル アクリレートと4,
6,6−トリメチル−2−オキセパノン−4−イル ア
クリレートをそれぞれ80mol%、20mol%、計
6.0gをテトラヒドロフラン(THF)20gに混合
した。続いて、アゾイソブチルニトリル(AIBN)を
0.20g添加して60℃で攪拌しながら35時間加熱
し、反応液をn−ヘキサンに滴下し、沈殿物をろ過、乾
燥することで、下記化学式に示す重量平均分子量(スチ
レン換算)約7,000の共重合体を得た。Synthesis Example 4 3- (3-hydroxy-1-)
Adamantyl) -3-pentyl acrylate and 4,
6,6-Trimethyl-2-oxepanone-4-yl acrylate was mixed with 20 g of tetrahydrofuran (THF) in a total of 6.0 g, 80 mol% and 20 mol%, respectively. Subsequently, 0.20 g of azoisobutylnitrile (AIBN) was added, and the mixture was heated at 60 ° C. with stirring for 35 hours, the reaction solution was dropped into n-hexane, and the precipitate was filtered and dried to obtain the following chemical formula. A copolymer having the following weight average molecular weight (styrene equivalent) of about 7,000 was obtained.
【0072】[0072]
【化32】 Embedded image
【0073】(合成例5)2−(3−ヒドロキシ−1−
アダマンチル)−2−プロピル アクリレート、5−ア
クリロイルオキシ−2−アダマンタノン、メタクリル酸
をそれぞれ60mol%、30mol%、10mol
%、計6.0gをテトラヒドロフラン(THF)20g
に混合した。続いて、アゾイソブチルニトリル(AIB
N)を0.18g添加して60℃で攪拌しながら35時
間加熱し、反応液をn−ヘキサンに滴下し、沈殿物をろ
過、乾燥することで、下記化学式に示す重量平均分子量
(スチレン換算)約7,000の共重合体を得た。(Synthesis Example 5) 2- (3-hydroxy-1-)
Adamantyl) -2-propyl acrylate, 5-acryloyloxy-2-adamantanone, and methacrylic acid at 60 mol%, 30 mol%, and 10 mol, respectively.
%, A total of 6.0 g, and 20 g of tetrahydrofuran (THF)
Was mixed. Subsequently, azoisobutylnitrile (AIB
N) was added thereto, and the mixture was heated at 60 ° C. with stirring for 35 hours. The reaction solution was added dropwise to n-hexane, and the precipitate was filtered and dried to obtain a weight average molecular weight (styrene equivalent) represented by the following chemical formula. ) About 7,000 copolymers were obtained.
【0074】[0074]
【化33】 Embedded image
【0075】(合成例6)2−(3−ヒドロキシ−1−
アダマンチル)−2−プロピル アクリレート、2−ビ
ニルナフタレン、メタクリル酸をそれぞれ70mol
%、20mol%、10mol%、計6.0gをテトラ
ヒドロフラン(THF)20gに混合した。続いて、ア
ゾイソブチルニトリル(AIBN)を0.18g添加し
て60℃で攪拌しながら35時間加熱し、反応液をn−
ヘキサンに滴下し、沈殿物をろ過、乾燥することで、下
記化学式に示す重量平均分子量(スチレン換算)約7,
000の共重合体を得た。Synthesis Example 6 2- (3-hydroxy-1-)
(Adamantyl) -2-propyl acrylate, 2-vinylnaphthalene, 70 mol of methacrylic acid each
%, 20 mol%, and 10 mol%, a total of 6.0 g, were mixed with 20 g of tetrahydrofuran (THF). Subsequently, 0.18 g of azoisobutylnitrile (AIBN) was added, and the mixture was heated at 60 ° C. with stirring for 35 hours, and the reaction solution was n-
By dripping into hexane, and filtering and drying the precipitate, the weight average molecular weight (styrene conversion) of about 7,
000 copolymers were obtained.
【0076】[0076]
【化34】 Embedded image
【0077】(合成例7)2−(3−ヒドロキシ−1−
アダマンチル)−2−プロピル アクリレート、無水マ
レイン酸をそれぞれ50mol%、50mol%、計
6.0gをテトラヒドロフラン(THF)20gに混合
した。続いて、アゾイソブチルニトリル(AIBN)を
0.18g添加して75℃で攪拌しながら24時間加熱
し、反応液をメタノール中に注ぎ、一旦共重合体を凝固
した後、再度THFに溶かし、その溶液をn−ヘキサン
に滴下し、沈殿物をろ過、乾燥することで、下記化学式
に示す重量平均分子量(スチレン換算)約4,000の
共重合体を得た。Synthesis Example 7 2- (3-hydroxy-1-)
(Adamantyl) -2-propyl acrylate and maleic anhydride were mixed at 50 mol% and 50 mol%, respectively, in a total of 6.0 g, in 20 g of tetrahydrofuran (THF). Subsequently, 0.18 g of azoisobutylnitrile (AIBN) was added, and the mixture was heated for 24 hours while stirring at 75 ° C., and the reaction solution was poured into methanol. After the copolymer was once coagulated, it was dissolved again in THF. The solution was dropped into n-hexane, and the precipitate was filtered and dried to obtain a copolymer having a weight average molecular weight (styrene equivalent) of about 4,000 represented by the following chemical formula.
【0078】[0078]
【化35】 Embedded image
【0079】(合成例8)2−(3,3−ジメチル−3
−ヒドロキシ−1−アダマンチル)−2−プロピルメタ
クリレート、テトラヒドロピラニルメタクリレートをそ
れぞれ70mol%、30mol%計6.0gをテトラ
ヒドロフラン(THF)20gに混合した。続いて、ア
ゾイソブチルニトリル(AIBN)を0.18g添加し
て60℃で攪拌しながら35時間加熱し、反応液をn−
ヘキサンに滴下し、沈殿物をろ過、乾燥することで、下
記化学式に示す重量平均分子量(スチレン換算)約6,
000の共重合体を得た。Synthesis Example 8 2- (3,3-dimethyl-3)
-Hydroxy-1-adamantyl) -2-propyl methacrylate and tetrahydropyranyl methacrylate were mixed in a total of 6.0 g of 70 mol% and 30 mol%, respectively, in 20 g of tetrahydrofuran (THF). Subsequently, 0.18 g of azoisobutylnitrile (AIBN) was added, and the mixture was heated at 60 ° C. with stirring for 35 hours, and the reaction solution was n-
By dropping into hexane, and filtering and drying the precipitate, a weight average molecular weight (styrene conversion) of about 6, represented by the following chemical formula:
000 copolymers were obtained.
【0080】[0080]
【化36】 Embedded image
【0081】(合成例9)2−(3−テトラヒドロピラ
ニルオキシカルボニル−1−アダマンチル)−2−プロ
ピル アクリレート、1−メタクリロイルオキシ−3−
ヒドロキシアダマンタンをそれぞれ60mol%、40
mol%、計6.0gをテトラヒドロフラン(THF)
20gに混合した。続いて、アゾイソブチルニトリル
(AIBN)を0.18g添加して60℃で攪拌しなが
ら35時間加熱し、反応液をn−ヘキサンに滴下し、沈
殿物をろ過、乾燥することで、下記化学式に示す重量平
均分子量(スチレン換算)約6,000の共重合体を得
た。Synthesis Example 9 2- (3-tetrahydropyranyloxycarbonyl-1-adamantyl) -2-propyl acrylate, 1-methacryloyloxy-3-
Each of hydroxyadamantane was 60 mol%, 40 mol%
mol%, a total of 6.0 g in tetrahydrofuran (THF)
20 g. Subsequently, 0.18 g of azoisobutylnitrile (AIBN) was added, and the mixture was heated at 60 ° C. with stirring for 35 hours, the reaction solution was added dropwise to n-hexane, and the precipitate was filtered and dried to obtain the following chemical formula. A copolymer having the indicated weight average molecular weight (in terms of styrene) of about 6,000 was obtained.
【0082】[0082]
【化37】 Embedded image
【0083】(合成例10)カルボキシトリシクロドデ
シルアクリレート、エトキシエトキシカルボニルトリシ
クロドデシルメタクロレートをそれぞれ70mol%、
30mol%、計6.0gをテトラヒドロフラン(TH
F)20gに混合した。続いて、アゾイソブチルニトリ
ル(AIBN)を0.18g添加して60℃で攪拌しな
がら35時間加熱し、反応液をn−ヘキサンに滴下し、
沈殿物をろ過、乾燥することで、下記化学式に示す重量
平均分子量(スチレン換算)約15,000の共重合体
を得た。(Synthesis Example 10) Carboxytricyclododecyl acrylate and ethoxyethoxycarbonyltricyclododecyl metachlorate were each 70 mol%,
30 mol%, a total of 6.0 g, in tetrahydrofuran (TH
F) 20 g. Subsequently, 0.18 g of azoisobutylnitrile (AIBN) was added, and the mixture was heated at 60 ° C. with stirring for 35 hours, and the reaction solution was added dropwise to n-hexane.
The precipitate was filtered and dried to obtain a copolymer having a weight average molecular weight (in terms of styrene) of about 15,000 represented by the following chemical formula.
【0084】[0084]
【化38】 Embedded image
【0085】(合成例11)2−アダマンチル−2−プ
ロピル メタクリレート、メバロニックラクトンメタク
リレートをそれぞれ50mol%、50mol%、計
6.0gをテトラヒドロフラン(THF)20gに混合
した。続いて、アゾイソブチルニトリル(AIBN)を
0.18g添加して60℃で攪拌しながら35時間加熱
し、反応液をn−ヘキサンに滴下し、沈殿物をろ過、乾
燥することで、下記化学式に示す重量平均分子量(スチ
レン換算)約11,000の共重合体を得た。(Synthesis Example 11) 2-adamantyl-2-propyl methacrylate and mevalonic lactone methacrylate were mixed at 50 mol% and 50 mol%, respectively, in a total of 6.0 g, in 20 g of tetrahydrofuran (THF). Subsequently, 0.18 g of azoisobutylnitrile (AIBN) was added, and the mixture was heated at 60 ° C. with stirring for 35 hours, the reaction solution was added dropwise to n-hexane, and the precipitate was filtered and dried to obtain the following chemical formula. A copolymer having the indicated weight average molecular weight (styrene equivalent) of about 11,000 was obtained.
【0086】[0086]
【化39】 Embedded image
【0087】(実施例1)合成例1で得たポリマーにト
リフェニルスルホニウムトリフレートを該ポリマーの1
wt%を加え、該組成物を10wt%の乳酸エチル溶液
とした。ヘキサメチルジシラザン処理したSiウエハー
上に該溶液を0.2μmのメンブランフィルタでろ過
後、スピンコートによって塗布したのち、120℃で9
0秒間プリベークして、0.2μm厚とし、これをAr
Fエキシマレーザー(NA=0.55)で露光した。露
光後、このウエハーを110℃で60秒間ベークした
後、濃度2.38%のテトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド水溶液で60秒間現像したところ、3.5
mJ/cm2のDOSE量で0.25μmのL/Sを解
像できた。光学顕微鏡で観察した際にも基板からのパタ
ーン剥がれ等は見られず、基板との密着性も良かった。
また、スカムと呼ばれる現像時に出来易いレジストの残
りカスも見られなかった。Example 1 To the polymer obtained in Synthesis Example 1, triphenylsulfonium triflate was added
wt.% was added to make the composition into a 10 wt.% ethyl lactate solution. The solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter on a hexamethyldisilazane-treated Si wafer, and then applied by spin coating.
Pre-bake for 0 second to a thickness of 0.2 μm.
Exposure was performed with an F excimer laser (NA = 0.55). After the exposure, the wafer was baked at 110 ° C. for 60 seconds, and then developed with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 60 seconds.
With a DOSE amount of mJ / cm2, L / S of 0.25 μm could be resolved. When observed with an optical microscope, no pattern peeling or the like was observed from the substrate, and the adhesion to the substrate was good.
In addition, there was no residual scum called resist which was easily formed during development.
【0088】(実施例2〜9および比較例)合成例2〜
9および合成例10、11で得たポリマーにそれぞれト
リフェニルスルホニウムトリフレートを各ポリマーの1
wt%加え各組成物を各々適当な溶媒で溶液化し、実施
例1と同様の工程でパターン形成を試みた。以下にその
結果を表1に示す。(Examples 2 to 9 and Comparative Example)
9 and the polymers obtained in Synthesis Examples 10 and 11 were each added with triphenylsulfonium triflate in one of the polymers.
Each composition was dissolved in an appropriate solvent by adding wt%, and pattern formation was attempted in the same steps as in Example 1. The results are shown in Table 1 below.
【0089】[0089]
【表1】 [Table 1]
【0090】以上のように本発明の感光性組成物は比較
例1に対しては感度および現像性の上で優れていた。ま
た、比較例2のレジストは基板との密着性が悪く、下地
膜を引く工程を施さなければ微細パターンの形成が行え
なかった。また、現像後に比較例1と同様パターン形成
時にスカムが残っており、この点でも本発明の感光性組
成物が優れていた。As described above, the photosensitive composition of the present invention was superior to Comparative Example 1 in sensitivity and developability. The resist of Comparative Example 2 had poor adhesion to the substrate, and a fine pattern could not be formed unless a step of drawing a base film was performed. In addition, scum remained during pattern formation after development as in Comparative Example 1, and the photosensitive composition of the present invention was also excellent in this respect.
【0091】半導体装置製造例1 ここで図面を参照して、本発明の感光性組成物、及びパ
ターン形成方法を用いた半導体装置の製造方法を説明す
ると次の通りである。Semiconductor Device Manufacturing Example 1 A method for manufacturing a semiconductor device using the photosensitive composition of the present invention and a pattern forming method will now be described with reference to the drawings.
【0092】図1は本発明の感光性組成物を用いた半導
体チップの製造工程の一例を示す断面図である。まず、
図1(a)に示すように、シリコン半導体基板1上にエ
ッチング膜として厚さ約0.8μmの酸化ケイ素膜をC
VD法により形成させ、この上に実施例1の感光性組成
物を含むレジスト膜3を約0.3μmの膜厚で形成させ
た。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a process for manufacturing a semiconductor chip using the photosensitive composition of the present invention. First,
As shown in FIG. 1A, a silicon oxide film having a thickness of about 0.8 μm is
A resist film 3 containing the photosensitive composition of Example 1 was formed thereon to a thickness of about 0.3 μm by the VD method.
【0093】このレジスト膜3を前記した方法でパター
ンニングすることにより直径0.3μmの開孔パターン
を形成させ、得られるレジストパターン3Aを窒素雰囲
気中で130℃で30分加熱した。このレジストパター
ン3Aをエッチングマスクとして、CF4 ガスを用いた
RIE法により被エッチング膜である酸化ケイ素膜2を
選択的にエッチングして図1(b)に示すようにパター
ン転写した。The resist film 3 was patterned by the above-described method to form a hole pattern having a diameter of 0.3 μm, and the obtained resist pattern 3A was heated at 130 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. Using the resist pattern 3A as an etching mask, the silicon oxide film 2 to be etched was selectively etched by RIE using CF 4 gas to transfer the pattern as shown in FIG. 1B.
【0094】最後にO2プラズマ中でレジストパターン
3Aを炭化させて除去して、図1(c)に示すような微
細な開孔6を有する酸化ケイ素膜2を得た。なお、酸化
ケイ素膜2に形成される開孔6の直径は0.32μmで
あり、膜厚のばらつきは2%以下に抑制されていた。Finally, the resist pattern 3A was carbonized and removed in O2 plasma to obtain a silicon oxide film 2 having fine openings 6 as shown in FIG. The diameter of the opening 6 formed in the silicon oxide film 2 was 0.32 μm, and the variation in the film thickness was suppressed to 2% or less.
【0095】半導体装置製造例2 図2(a)に示すように、半導体基板1の上に厚さ0.
8μmの酸化ケイ素膜2をCVD法により成膜した。な
お、半導体基板1中には例えばMOSFET、ダイオー
ド、及びその他の素子(図示せず)が形成されている。
ついで、Al−Si−Cuからなる厚さ約0.3μmの
下層配線10と、SiO2 からなる厚さ0.5μmの層
間絶縁膜7とを形成させ、これらの上に、Al−Si−
Cuからなる厚さ約0.3μmの上層配線層11を形成
させた。この時上層配線層には約0.2μmの段差が生
じた。更に、半導体装置製造例1と同様に感光性組成物
を含むレジスト膜3を0.3μmの膜厚で上層配線11
の上に成膜した。Semiconductor Device Manufacturing Example 2 As shown in FIG.
An 8 μm silicon oxide film 2 was formed by a CVD method. In the semiconductor substrate 1, for example, a MOSFET, a diode, and other elements (not shown) are formed.
Then, a lower layer wiring 10 made of Al-Si-Cu and having a thickness of about 0.3 μm and an interlayer insulating film 7 made of SiO 2 having a thickness of 0.5 μm are formed thereon.
The upper wiring layer 11 of Cu having a thickness of about 0.3 μm was formed. At this time, a step of about 0.2 μm was formed in the upper wiring layer. Further, a resist film 3 containing a photosensitive composition is formed to a thickness of 0.3 μm on the upper wiring 11 in the same manner as in the semiconductor device manufacturing example 1.
Was formed on the substrate.
【0096】このレジスト膜を半導体製造例1と同様の
方法でパターンニングしてレジストパターンを形成さ
せ、これをエッチングマスクとしてCCl4などの塩素
系ガスを用いRIE法により上層配線層11をエッチン
グ除去することにより図2 (b)に示すように上層配線
11Aを得た。This resist film is patterned in the same manner as in Semiconductor Manufacturing Example 1 to form a resist pattern, and the upper wiring layer 11 is etched and removed by RIE using a chlorine-based gas such as CCl 4 as an etching mask. As a result, an upper wiring 11A was obtained as shown in FIG.
【0097】最後に、O2 プラズマ中でレジストパター
ン3Aを炭化させて除去することにより、図2(c)に
示すような2層配線が得られた。 半導体装置製造例3 図3は本発明をAu配線の形成に適用した例を示す工程
断面図である。Finally, the resist pattern 3A was carbonized and removed in O 2 plasma to obtain a two-layer wiring as shown in FIG. 2 (c). Semiconductor Device Manufacturing Example 3 FIG. 3 is a process sectional view showing an example in which the present invention is applied to formation of an Au wiring.
【0098】まず、図3(a)に示すように、半導体基
板1上にCVD法により厚さ0.8μmの酸化ケイ素膜
2を形成させた。なお半導体基板1中には、例えばMO
SFET、ダイオード、およびその他の素子(図示せ
ず)が形成されている。ついでこの酸化ケイ素膜2上に
厚さ約0.2μmのチタン含有タングステン(Ti−
W)膜12と厚さ約0.1μmの金(Au)膜13とを
スパッタ法により順次形成させた。さらに半導体製造例
1と同様の感光性組成物を含むレジスト膜を約0.3μ
mの膜厚でAu膜の上に形成させた。First, as shown in FIG. 3A, a 0.8 μm thick silicon oxide film 2 was formed on a semiconductor substrate 1 by a CVD method. In the semiconductor substrate 1, for example, MO
SFETs, diodes, and other elements (not shown) are formed. Then, on this silicon oxide film 2, titanium-containing tungsten (Ti-
W) A film 12 and a gold (Au) film 13 having a thickness of about 0.1 μm were sequentially formed by a sputtering method. Further, a resist film containing the same photosensitive composition as in Semiconductor Production Example 1 was formed to a thickness of about 0.3 μm.
It was formed on the Au film with a thickness of m.
【0099】このレジスト膜3を半導体装置製造例1と
同様の方法でパターンニングして、図3(b)に示すよ
うなレジストパターン3Aを形成させることによって、
溝を設けた。得られた溝の底部に露出したTi−W膜1
2及びAu膜13を電極として用い、電解メッキ法によ
り溝中に厚さ1μmのAuメッキ膜14を形成させた。This resist film 3 is patterned by the same method as in the semiconductor device manufacturing example 1 to form a resist pattern 3A as shown in FIG.
A groove was provided. Ti-W film 1 exposed at the bottom of the obtained groove
Using the Au film 2 and the Au film 13 as electrodes, an Au plating film 14 having a thickness of 1 μm was formed in the groove by electrolytic plating.
【0100】続いて、O2プラズマ中でレジストパター
ン3Aを炭化させて除去することにより、図3(c)に
示すようにAuメッキ膜14をAu膜13上に突出させ
た。最後にイオンミリング法によって露出しているAu
膜13を除去した後、フッ素系ガスを用いて、露出した
Ti−W膜13を除去することによって、図3(d)に
示すようなAu配線20を形成させた。Subsequently, the Au plating film 14 was projected on the Au film 13 by carbonizing and removing the resist pattern 3A in O2 plasma as shown in FIG. 3 (c). Finally, Au exposed by ion milling
After removing the film 13, the exposed Ti—W film 13 was removed using a fluorine-based gas, thereby forming an Au wiring 20 as shown in FIG. 3D.
【0101】[0101]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係わる感
光性組成物は、ArFエキシマレーザーおよび電子線等
の短波長の光源に対して吸収が少なく、高い解像性、ド
ライエッチング耐性を有する。本発明に係わる感光性組
成物はこれらの特徴に加えて、基板との密着性に優れる
という特徴を有する。このような感光性組成物を用いる
本発明の半導体装置の製造方法によれば、サブクオータ
ミクロン未満オーダーの超微細加工が可能となる。ま
た、本発明のパターン形成方法によれば、サブクオータ
ミクロン未満のオーダーの超微細パターンを、矩形の良
好な断面形状で形成することができる。As described in detail above, the photosensitive composition according to the present invention has low absorption to a short wavelength light source such as an ArF excimer laser and an electron beam, and has high resolution and dry etching resistance. Have. The photosensitive composition according to the present invention has, in addition to these features, excellent adhesiveness to a substrate. According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention using such a photosensitive composition, ultrafine processing on the order of less than sub-quarter micron is possible. Further, according to the pattern forming method of the present invention, an ultrafine pattern on the order of less than sub-quarter micron can be formed with a good rectangular cross section.
【図1】 本発明を用いた半導体装置の製造工程の一例
を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a manufacturing process of a semiconductor device using the present invention.
【図2】 本発明を用いた半導体装置の製造工程の他の
例を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of a manufacturing process of a semiconductor device using the present invention.
【図3】 本発明を用いた半導体装置の製造工程の他の
例を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating another example of a manufacturing process of a semiconductor device using the present invention.
1・・・ 半導体基板 2・・・ 酸化ケイ素膜 3・・・ レジスト膜 3A・・・ レジストパターン 6・・・ 開孔 7・・・ 層間絶縁膜 10・・・ 下層配線 11・・・ 上層配線層 11A・・・ 上層配線 12・・・ Ti−W膜 13・・・ Au膜 14・・・ Auメッキ膜 20・・・ Au配線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate 2 ... Silicon oxide film 3 ... Resist film 3A ... Resist pattern 6 ... Opening 7 ... Interlayer insulating film 10 ... Lower wiring 11 ... Upper wiring Layer 11A ... Upper layer wiring 12 ... Ti-W film 13 ... Au film 14 ... Au plating film 20 ... Au wiring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 信田 直美 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 後河内 透 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Fターム(参考) 2H025 AA00 AA02 AA03 AA09 AA14 AB16 AB17 AC06 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 FA01 FA03 FA12 FA17 FA41 2H096 AA25 AA27 BA20 DA01 EA05 EA06 FA01 GA08 HA23 JA03 4J011 RA03 RA11 RA12 SA79 SA80 SA83 SA84 SA86 SA87 TA07 TA08 UA01 UA03 UA04 UA05 VA01 WA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor, Naomi Shinda 1st, Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside of Toshiba R & D Center Co., Ltd. No. 1 Toshiba Town F-term in Toshiba R & D Center (reference) 2H025 AA00 AA02 AA03 AA09 AA14 AB16 AB17 AC06 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 FA01 FA03 FA12 FA17 FA41 2H096 AA25 AA27 BA20 DA01 EA05 EA06 FA01 GA01 RA03 JA03 RA12 SA79 SA80 SA83 SA84 SA86 SA87 TA07 TA08 UA01 UA03 UA04 UA05 VA01 WA01
Claims (8)
から選ばれる少なくとも一種の単量体を単重合または他
のビニル系単量体と共重合させてなる高分子重合体と、
光酸発生剤を少なくとも具備する感光性組成物を含有す
る膜を基板の被エッチング膜上に形成させる工程と、感
光性組成物含有膜の所定領域にパターン露光を施す工程
と、露光後の感光性組成物含有膜を加熱処理する工程
と、加熱処理後の前記感光性組成物含有膜をアルカリ水
溶液で現像処理して、前記感光性組成物含有膜を選択的
に溶解除去してパターンニングされたフォトマスクを形
成させる工程と、フォトマスクをマスクとし、ドライエ
ッチング法により被エッチング膜をエッチングする工程
を少なくとも具備することを特徴とする半導体装置の製
造方法。 【化1】 (ただし、Rはアクリロイルまたはメタクリロイル基、
R11、R12は水素原子または1価のアルキル基、R13は
OH基、OR14基(R14は1価の有機基)、COOR14
基、=O基、及びCOOH基からなる群より選ばれる少
なくとも一種の基)1. A polymer obtained by homopolymerizing at least one monomer selected from the monomers represented by the general formulas (1) and (2) or copolymerizing it with another vinyl monomer. When,
Forming a film containing a photosensitive composition comprising at least a photoacid generator on a film to be etched on a substrate, performing pattern exposure on a predetermined region of the photosensitive composition-containing film, Heat-treating the photosensitive composition-containing film, and developing the photosensitive composition-containing film after the heat treatment with an aqueous alkali solution, and selectively dissolving and removing the photosensitive composition-containing film to be patterned. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a photomask; and a step of etching a film to be etched by a dry etching method using the photomask as a mask. Embedded image (Where R is an acryloyl or methacryloyl group,
R 11 and R 12 are a hydrogen atom or a monovalent alkyl group, R 13 is an OH group, an OR 14 group (R 14 is a monovalent organic group), COOR 14
Group, = O group, and at least one group selected from the group consisting of COOH groups)
特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein R 13 of the high molecular polymer is an OO group.
も一方がC2 H5 基、C3 H7 基、C4 H9 基からなる
群より選ばれる少なくとも1種の基であることを特徴と
する請求項1記載の半導体装置の製造方法。3. At least one of R 11 and R 12 of the polymer is at least one group selected from the group consisting of C 2 H 5 , C 3 H 7 and C 4 H 9 groups. 2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
で示される単量体を10〜90mol %含有することを特徴と
する請求項1記載の半導体装置の製造方法。4. The polymer of the formula (1) or (2)
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, comprising 10 to 90 mol% of a monomer represented by the formula:
で示される単量体を少なくとも一種含み、かつ脂環式骨
格または縮合多環式骨格を持つ単量体を50mol %以上含
有することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製
造方法。5. The polymer of the general formula (1) or (2)
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, comprising at least one monomer represented by the formula (1) and containing at least 50 mol% of a monomer having an alicyclic skeleton or a condensed polycyclic skeleton.
ら選ばれる少なくとも一種の単量体と一般式(3)、
(4)、(5)、(6)、(7)で示される単量体から
選ばれる少なくとも一種の単量体とを共重合させてなる
高分子共重合体と、光酸発生剤を少なくとも具備するこ
とを特徴とする特徴とする感光性組成物。 【化2】 (ただし、R31は水素原子、またはOH基、OR14基
(R14は1価の有機基)、=O基からなる群より選ばれ
る少なくとも一種の基、R32は水素原子または1価の有
機基、R41はビニルまたはアクリロイルまたはメタクリ
ロイル基を示す。)6. A compound represented by the general formula (3), wherein at least one monomer selected from the monomers represented by the general formulas (1) and (2)
(4) A polymer copolymer obtained by copolymerizing at least one monomer selected from monomers represented by (5), (6) and (7), and at least a photoacid generator. A photosensitive composition comprising: a photosensitive composition; Embedded image (However, R 31 is a hydrogen atom or an OH group, an OR 14 group (R 14 is a monovalent organic group), at least one group selected from the group consisting of an OO group, and R 32 is a hydrogen atom or a monovalent group. An organic group, R 41 represents a vinyl, acryloyl or methacryloyl group.)
量体を5 〜50mol %含有することを特徴とする請求項6
記載の感光性組成物。7. The polymer according to claim 6, wherein the high molecular weight polymer contains 5 to 50 mol% of the monomer represented by the general formula (7).
The photosensitive composition as described in the above.
する膜を基板上に形成する工程と、感光性組成物含有膜
の所定領域にパターン露光を施す工程と、露光後の感光
性組成物含有膜を加熱する工程と、加熱処理後の感光性
組成物含有膜を現像処理して、感光性組成物含有膜を選
択的に溶解除去する工程を少なくとも具備することを特
徴とするパターン形成方法。8. A step of forming a film containing the photosensitive composition according to claim 4 on a substrate, a step of subjecting a predetermined region of the photosensitive composition-containing film to pattern exposure, and a step of: A step of heating the photosensitive composition-containing film, and a step of developing the photosensitive composition-containing film after the heat treatment to selectively dissolve and remove the photosensitive composition-containing film. Pattern forming method.
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