JP2001166485A - 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 S
eminar Proceedings、116(19
76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。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, 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 Streeter,
Kodak Micro electronics S
eminer Proceedings, 116 (19
1975) and the like, and an alkali-developable positive photoresist based on an alkali-soluble novolak resin is the mainstream of the current process. However, in recent years, as electronic devices have become more multifunctional and sophisticated, there has been a strong demand for finer patterns in order to achieve higher densities and higher integration.
【0004】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。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(19
81)[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O2RIE
(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。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. Many of these problems have been found to be eliminated by using a multilayer resist system. For multi-layer resist systems, see Solid State Technology, 74 (19
81) [Solid State Technology
y, 74 (1981)],
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.
O2RIE for organic planarization film using inorganic intermediate layer as mask
(Reactive ion etching). 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.
【0005】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。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。[0005] In contrast to the three-layer resist method, the two-layer resist method requires the use of a resist having the properties of both 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. From the above background, a high-sensitivity, high-resolution positive-type photoresist excellent in oxygen plasma resistance that can be used as an upper-layer resist such as a two-layer resist method, particularly, an alkali-developing type resist that can be used without changing the current process. Development was desired.
【0006】これに対し、従来のオルトキノンジアジド
感光物に、アルカリ可溶性を付与したポリシロキサン、
又はポリシルメチレン等のシリコンポリマーを組合せた
感光性組成物、例えば特開昭61−144639号、同
61−256347号、同62−159141号、同6
2−191849号、同62−220949号、同62
−229136号、同63−90534号、同63−9
1654号、並びに米国特許第4722881号記載の
感光性組成物、さらには特開昭62−136638号記
載のポリシロキサン/カーボネートのブロック共重合体
に有効量のオニウム塩を組合せた感光性組成物が提案さ
れている。On the other hand, a polysiloxane having alkali solubility added to a conventional orthoquinonediazide photosensitive material,
Or a photosensitive composition combining a silicone polymer such as polysilmethylene, for example, JP-A-61-144639, JP-A-61-256347, JP-A-62-159141, and JP-A-6-159141.
2-191849, 62-220949, 62
-229136, 63-90534, 63-9
1654 and U.S. Pat. No. 4,722,881 and a photosensitive composition obtained by combining an effective amount of an onium salt with a polysiloxane / carbonate block copolymer described in JP-A-62-136638. Proposed.
【0007】しかしながら、これらのシリコンポリマー
は何れもフェノール性OH基又はシラノール基(≡Si
−OH)導入により、アルカリ可溶性を付与するもの
で、フェノール性OH基導入によりアルカリ可溶性を付
与する場合は、製造が著しく困難となり、またシラノー
ル基によりアルカリ可溶性を付与する場合は経時安定性
が必ずしも良好ではない、あるいは現像後の膜減りが大
きく、矩形性状が得られないという問題点があった。ま
た、特許第2736939号、特開平9−274319
号には、酸の作用により分解しうる基を分子中に持つポ
リシロキサンを含有するフォトレジストが開示されてい
る。しかしながらこれらのフォトレジストにおいては解
像力が低く、さらには矩形形状にならず、次の酸素プラ
ズマ工程において下層へのパターン転写時に寸法シフト
が大きくなるという問題点を有していた。However, any of these silicone polymers has a phenolic OH group or a silanol group (≡Si
-OH) is introduced to impart alkali solubility, and when alkali solubility is imparted by introduction of a phenolic OH group, the production becomes extremely difficult. There was a problem that the film was not good, or the film loss after development was large, and rectangular properties could not be obtained. Also, Japanese Patent No. 2736939 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-274319
Discloses a photoresist containing a polysiloxane having in its molecule a group that can be decomposed by the action of an acid. However, these photoresists have a problem that the resolution is low, the shape is not rectangular, and the size shift is large when transferring the pattern to the lower layer in the next oxygen plasma process.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半導
体デバイスの製造において、高感度であって、0.2μ
m以下の高解像力を有し、しかも矩形形状を有するフォ
トレジストパターンを与えるポジ型フォトレジスト組成
物を提供することにある。本発明の他の目的は、二層レ
ジストシステムの上層レジストとして使用した場合、酸
素プラズマエッチング工程での下層へのパターン転写の
際に寸法シフトが少ないポジ型フォトレジスト組成物を
提供することにある。本発明のさらなる他の目的は、ポ
ジ型フォトレジスト組成物に上記の優れた特性を付与す
ることができるポリシロキサンを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a high sensitivity and a high sensitivity of 0.2 μm.
An object of the present invention is to provide a positive photoresist composition having a high resolution of not more than m and providing a photoresist pattern having a rectangular shape. Another object of the present invention is to provide a positive photoresist composition having a small dimensional shift during pattern transfer to a lower layer in an oxygen plasma etching step when used as an upper layer resist in a two-layer resist system. . Still another object of the present invention is to provide a polysiloxane capable of imparting the above excellent properties to a positive photoresist composition.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記ポ
リシロキサン及びポジ型フォトレジスト組成物が提供さ
れて、本発明の上記目的が達成される。 (1) 一般式(I)で示される繰り返し構造単位と、
一般式(II)で示される繰り返し構造単位の両方を有
する酸分解性ポリシロキサンを含有する事を特徴とする
ポジ型フォトレジスト組成物。According to the present invention, the above-mentioned object of the present invention is achieved by providing the following polysiloxane and positive photoresist composition. (1) a repeating structural unit represented by the general formula (I),
A positive photoresist composition comprising an acid-decomposable polysiloxane having both repeating structural units represented by the general formula (II).
【0010】[0010]
【化4】 Embedded image
【0011】Lは−A−NHCO−、−A−NHCOO
−、−A−NHCONH−から選択される少なくとも1
つの2価の連結基を表す。Aは単結合、アルキレン基ま
たはアリーレン基を表す。Xは単結合または2価の連結
基を表す。ZはL is -A-NHCO-, -A-NHCOO
At least one selected from-, -A-NHCONH-
Represents two divalent linking groups. A represents a single bond, an alkylene group or an arylene group. X represents a single bond or a divalent linking group. Z is
【0012】[0012]
【化5】 Embedded image
【0013】で表される基のいずれか一方を表す。Yは
水素原子を表すか、または、Yはアルキル基、アリール
基、又はアラルキル基を示す。Yが示す原子団は、直鎖
状でもよく、分岐状でもよく、環状でもよい。Rは水素
原子を表す。又は、Rは酸で分解する基を表す。lは1
〜3の整数、mも1〜3の整数を表す。Represents one of the groups represented by Y represents a hydrogen atom, or Y represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. The atomic group represented by Y may be linear, branched, or cyclic. R represents a hydrogen atom. Alternatively, R represents a group capable of decomposing with an acid. l is 1
An integer of 1 to 3, and m also represents an integer of 1 to 3.
【0014】[0014]
【化6】 Embedded image
【0015】上記A’、X’、Z’はそれぞれ一般式
(I)のA、X、Zが総称する範囲と同一の範囲を総称
する。 (2) 前記一般式(I)において、Lが−(CH2)3
−NHCO−である事を特徴とする上記(1)に記載の
ポジ型フォトレジスト組成物。 (3) (a)上記(1)又は(2)に記載の酸分解性
ポリシロキサンと、(b)露光により分解して酸を発生
する化合物と、(c)上記(a)(b)を共に溶解させ
ることが可能な溶剤と、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。 (4) 分子内に含まれるフェノール性水酸基の少なく
とも一部が、酸分解性基で保護されたフェノール性化合
物を含有することを特徴とする上記(3)記載のポジ型
フォトレジスト組成物。 (5) 分子内に含まれるカルボキシル基の少なくとも
一部が、酸分解性基で保護された芳香族もしくは脂肪族
カルボン酸化合物を含有することを特徴とする上記
(3)記載のポジ型フォトレジスト組成物。A ', X', and Z 'each refer to the same range as A, X, and Z in the general formula (I). (2) In the above general formula (I), L is - (CH 2) 3
-The positive photoresist composition according to the above (1), which is -NHCO-. (3) (a) the acid-decomposable polysiloxane according to the above (1) or (2), (b) a compound which decomposes upon exposure to generate an acid, and (c) the above (a) (b) A solvent capable of being dissolved together with the positive photoresist composition. (4) The positive photoresist composition as described in (3) above, wherein at least a part of the phenolic hydroxyl group contained in the molecule contains a phenolic compound protected by an acid-decomposable group. (5) The positive photoresist as described in (3) above, wherein at least a part of the carboxyl group contained in the molecule contains an aromatic or aliphatic carboxylic acid compound protected by an acid-decomposable group. Composition.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】まず本発明のポジ型フォトレジス
ト組成物で使用するポリシロキサンについて説明する。
一般式(I)において、Lは−A−NHCO−、−A−
NHCOO−、又は−A−NHCONH−を表す。中で
も−A−NHCO−が好ましい。一般式(I)のA及び
一般式(II)のA’は単結合又はアルキレン基または
アリーレン基を表す。なかでも炭素数1〜6のアルキレ
ン基またはフェニレン基が好ましく、さらに好ましくは
プロピレン基である。一般式(I)におけるX及び、
(II)におけるX’は、単結合または2価の連結基を
表す。2価の連結基の具体例としては、例えば、炭素数
1〜6の直鎖状のアルキレン基、炭素数1〜6の分岐状
のアルキレン基、炭素数6〜10の脂環基、炭素数6〜
10の芳香環基、炭素数7〜11のアラルキレン基、エ
ーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル
基、アミド基、スルフォンアミド基、ウレタン基、ウレ
ア基、スルフォン基よりなる群から選択される単独ある
いは2つ以上の組み合わせからなる連結基が挙げられ
る。好ましくは単結合か、炭素数1〜6のアルキレン基
であり、さらに好ましくは炭素数1〜4の直鎖状のアル
キレン基である。一般式(I)のZ及び一般式(II)
のZは、DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the polysiloxane used in the positive photoresist composition of the present invention will be described.
In the general formula (I), L represents -A-NHCO-, -A-
It represents NHCOO- or -A-NHCONH-. Among them, -A-NHCO- is preferable. A of the general formula (I) and A ′ of the general formula (II) represent a single bond, an alkylene group or an arylene group. Among them, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a phenylene group is preferable, and a propylene group is more preferable. X in the general formula (I) and
X ′ in (II) represents a single bond or a divalent linking group. Specific examples of the divalent linking group include, for example, a linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic group having 6 to 10 carbon atoms, 6 ~
10 selected from the group consisting of 10 aromatic ring groups, aralkylene groups having 7 to 11 carbon atoms, ether groups, thioether groups, carbonyl groups, ester groups, amide groups, sulfonamide groups, urethane groups, urea groups, and sulfone groups Alternatively, a linking group composed of a combination of two or more is exemplified. Preferably it is a single bond or a C1-C6 alkylene group, More preferably, it is a C1-C4 linear alkylene group. Z of general formula (I) and general formula (II)
Z is
【0017】[0017]
【化7】 Embedded image
【0018】で表される基のいずれか一方を表す。R
は、酸で分解する基である。式Z中の−OR基で、Rが
直結する酸素原子と共にエステル基などを形成し、それ
によって酸で分解性を構成してもよい。一部に酸分解性
の原子団を含んで、それによって酸で分解する基を構成
してもよい。Represents one of the groups represented by R
Is a group that decomposes with an acid. In the -OR group in the formula Z, an ester group or the like may be formed together with the oxygen atom to which R is directly bonded, whereby the acid may be decomposed with an acid. An acid-decomposable atomic group may be partially contained to constitute a group which is decomposed by an acid.
【0019】上記アルキレン基としては、メチレン、エ
チレン、プロピレン、ブチレン等が好ましく挙げられ
る。上記脂環基としては、シクロヘキシレン基、ノルボ
ルネン基等が好ましく挙げられる。上記芳香環基として
は、フェニレン基、ナフチレン基が好ましく挙げられ
る。上記アラルキレン基としては、フェニレンメチレン
基等が好ましく挙げられる。Preferred examples of the alkylene group include methylene, ethylene, propylene, butylene and the like. Preferable examples of the alicyclic group include a cyclohexylene group and a norbornene group. Preferable examples of the aromatic ring group include a phenylene group and a naphthylene group. Preferable examples of the aralkylene group include a phenylenemethylene group.
【0020】Yは、水素原子、アルキル基、アリール
基、又はアラルキル基を示す。上記アルキル基は、直鎖
状、分岐状、環状いずれであってもよい。アルキル基の
炭素数は1〜10であることが好ましく、アリール基の
炭素数は6〜10であることが好ましく、アラルキル基
の炭素数は7〜11であることが好ましい。Yの具体例
としては、水素原子、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、
t−ブチル基、n−ペンチル基、i−ペンチル基、n−
ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ナフチル
基、ベンジル基、フエネチル基、ナフチルメチル基等が
挙げられる。なかでも、水素原子、メチル基が好まし
い。Y represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. The alkyl group may be linear, branched, or cyclic. The alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, the aryl group preferably has 6 to 10 carbon atoms, and the aralkyl group preferably has 7 to 11 carbon atoms. Specific examples of Y include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group,
t-butyl group, n-pentyl group, i-pentyl group, n-
Examples include a hexyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, a naphthyl group, a benzyl group, a phenethyl group, and a naphthylmethyl group. Among them, a hydrogen atom and a methyl group are preferred.
【0021】lは1〜3、好ましくは1〜2の整数を表
し、mは1〜3、好ましくは1〜2の整数を表す。L represents an integer of 1 to 3, preferably 1 to 2, and m represents an integer of 1 to 3, preferably 1 to 2.
【0022】一般式(I)で表される酸分解性ポリシロ
キサンの酸分解性基Rで示される基としては、−CR1
R2(OR3)で示される基、メトキシメチル基、エトキ
シメチル基、t−ブチル基、t−アミル基、1−メチル
シクロヘキシル基、トリメチルシリル基、t−ブチルジ
メチルシリル基を挙げることができる。上記のR1、R2
は、同一又は異なって、水素原子又は炭素数1〜6の直
鎖状あるいは分岐状のアルキル基を示し、R3は、炭素
数1〜10の直鎖状、分岐状、又は環状のアルキル基で
ある。さらにR2とR3は結合して環構造、好ましくは環
員数6の環構造を形成していてもよい。好ましい酸分解
性基の具体例としては、t−ブチル基、トリメチルシリ
ル基、t−ブチルジメチルシリル基、エトキシメチル
基、下記式で表される基等を挙げることができる。The group represented by the acid-decomposable group R of the acid-decomposable polysiloxane represented by the general formula (I) is -CR 1
Examples include a group represented by R 2 (OR 3 ), a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a t-butyl group, a t-amyl group, a 1-methylcyclohexyl group, a trimethylsilyl group, and a t-butyldimethylsilyl group. The above R 1 , R 2
Are the same or different and each represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 3 represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. It is. Further, R 2 and R 3 may combine to form a ring structure, preferably a ring structure having 6 ring members. Specific examples of preferred acid-decomposable groups include a t-butyl group, a trimethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, an ethoxymethyl group, and a group represented by the following formula.
【0023】[0023]
【化8】 Embedded image
【0024】上記式のR4は、メチル、エチル、n−プ
ロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、又は
t−ブチル基を表す。一般式(II)で表される酸分解
性ポリシロキサンの酸分解性基としては、−CR5R
6(OR7)で示される基、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、t−ブチル基、t−
アミル基、1−メチルシクロヘキシル基、トリメチルシ
リル基、t−ブチルジメチルシリル基を挙げることがで
きる。上記のR5、R6は、同一又は異なって、水素原子
又は炭素数1〜6の直鎖状あるいは分岐状のアルキル基
を示し、R7は、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状、又
は環状のアルキル基である。さらにR6とR7が結合して
環構造、好ましくは環員数6の環構造を形成していても
よい。好ましい酸分解性基の具体例としては、t−ブト
キシカルボニル基、t−ブチル基、トリメチルシリル
基、t−ブチルジメチルシリル基、下記式で表される基
等を挙げることができる。R 4 in the above formula represents a methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl or t-butyl group. The acid-decomposable group of the acid-decomposable polysiloxane represented by the general formula (II) includes —CR 5 R
A group represented by 6 (OR 7 ), a t-butoxycarbonyl group,
t-butoxycarbonylmethyl group, t-butyl group, t-
Examples thereof include an amyl group, a 1-methylcyclohexyl group, a trimethylsilyl group, and a t-butyldimethylsilyl group. R 5 and R 6 are the same or different and each represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 7 is a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Or a cyclic alkyl group. Further, R 6 and R 7 may combine to form a ring structure, preferably a ring structure having 6 ring members. Specific examples of preferred acid-decomposable groups include a t-butoxycarbonyl group, a t-butyl group, a trimethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, and a group represented by the following formula.
【0025】[0025]
【化9】 Embedded image
【0026】上記式のR8は、メチル、エチル、n−プ
ロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、又は
t−ブチル基を表す。R 8 in the above formula represents a methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl or t-butyl group.
【0027】本発明の酸分解性ポリシロキサンは、
(I)と(II)の構造を合わせて20〜100モル%
含むことが好ましく、40〜100モル%含むことがさ
らに好ましい。(I)/(II)の含有比は80/20
〜20/80が望ましい。本発明の酸分解性ポリシロキ
サンにおいて、フェノール性OHが酸分解性基で保護さ
れている割合は10〜90モル%であり、さらに好まし
くは20〜80%、特に好ましくは40〜75%であ
る。なお、この場合のモル%とは、ポリシロキサン中に
含まれるフェノール性構造単位と、酸で分解してフェノ
ール性OH基となる構造単位の合計を100%とし、そ
の中に占められる酸で分解してフェノール性OH基とな
る構造単位のモル%を示す。The acid-decomposable polysiloxane of the present invention comprises
20 to 100 mol% in total of the structures of (I) and (II)
It is preferably contained, more preferably 40 to 100 mol%. The content ratio of (I) / (II) is 80/20
-20/80 is desirable. In the acid-decomposable polysiloxane of the present invention, the proportion of the phenolic OH protected by the acid-decomposable group is 10 to 90 mol%, more preferably 20 to 80%, particularly preferably 40 to 75%. . In this case, the term "mol%" means that the total of the phenolic structural units contained in the polysiloxane and the structural units that are decomposed by an acid to form phenolic OH groups is 100%, and the total Shows the mol% of the structural unit that becomes a phenolic OH group.
【0028】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
II)及び/又は(IV)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 II) and / or (IV) may be co-condensed.
【0029】[0029]
【化10】 Embedded image
【0030】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.
【0031】上記一般式(I)又は(II)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、まず末端
にフェノール構造を有するアルカリ可溶性ポリシロキサ
ンを合成した後、そのOH基を酸分解性基で保護するこ
とによって得ることかできる。中間体となるアルカリ可
溶性ポリシロキサンの合成は、フェノール構造を有する
カルボン酸化合物と、末端にアミノ基を有する一置換ト
リアルコキシシランとをDCC法もしくは混合酸無水物
法により、フェノール構造をトリアルコキシシラン構造
にアミド連結化させた後、所望により上記一般式(II
I)〜(IV)で表される構造単位を与えるための一置
換トリアルコキシシランまたは二置換ジアルコキシシラ
ンを加えた後、水および酸、または水および塩基触媒存
在下で縮重合することにより得られる。The acid-decomposable polysiloxane having the structural unit represented by the general formula (I) or (II) is obtained by first synthesizing an alkali-soluble polysiloxane having a phenol structure at the terminal, and then decomposing the OH group by acid decomposition. It can be obtained by protecting with a sex group. The synthesis of an alkali-soluble polysiloxane as an intermediate is performed by converting a carboxylic acid compound having a phenol structure and a monosubstituted trialkoxysilane having an amino group at a terminal by a DCC method or a mixed acid anhydride method to form a phenol structure with a trialkoxysilane. After the amide linkage to the structure, if desired, the compound represented by the general formula (II)
It is obtained by adding a monosubstituted trialkoxysilane or a disubstituted dialkoxysilane to give structural units represented by I) to (IV), followed by condensation polymerization in the presence of water and an acid, or water and a base catalyst. Can be
【0032】ここで反応を高収率にするため、予めOH
基が保護されたフェノール構造を有するカルボン酸化合
物と、末端にアミノ基を有する一置換トリアルコキシシ
ランとをDCC法もしくは混合酸無水物法により、フェ
ノール構造をトリアルコキシシラン構造のアミド連結化
を行い、その後保護基の脱保護ののち水および酸、また
は水および塩基触媒存在下で縮重合を実施するか、ある
いはアミド化に続いて水および酸、または水および塩基
触媒存在下で縮重合を実施した後、脱保護を実施しても
良い。OHの保護基としては、t−ブトキシカルボニル
(BOC)、アセチル、アルコキシ、ベンジルオキシカ
ルボニル(Z)トリアルキルシリル等が使用できる。次
に得られたアルカリ可溶性ポリシロキサンについて、そ
のOH基を酸分解性基で保護する。Here, in order to increase the yield of the reaction, OH
A carboxylic acid compound having a phenol structure in which a group is protected and a monosubstituted trialkoxysilane having an amino group at a terminal are subjected to amide linkage of a phenol structure to a trialkoxysilane structure by a DCC method or a mixed acid anhydride method. , Followed by deprotection of the protecting group followed by condensation polymerization in the presence of water and an acid or water and a base catalyst, or amidation followed by condensation polymerization in the presence of a water and an acid or water and a base catalyst After that, deprotection may be performed. As the protecting group for OH, t-butoxycarbonyl (BOC), acetyl, alkoxy, benzyloxycarbonyl (Z) trialkylsilyl and the like can be used. Next, the OH group of the obtained alkali-soluble polysiloxane is protected with an acid-decomposable group.
【0033】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。前記(III)または(IV)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。本発明
のポリシロキサン、即ち酸分解性ポリシロキサンの構成
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。Examples of the method for introducing the acid-decomposable group include 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. Use of a siloxane unit having a structural unit represented by the above (III) or (IV) is preferable in view of solvent solubility, sensitivity, resolution, and rectangularity of a pattern. Specific examples of the structural unit of the polysiloxane of the present invention, that is, the acid-decomposable polysiloxane are shown below, but the present invention is not limited to these.
【0034】[0034]
【化11】 Embedded image
【0035】[0035]
【化12】 Embedded image
【0036】[0036]
【化13】 Embedded image
【0037】[0037]
【化14】 Embedded image
【0038】[0038]
【化15】 Embedded image
【0039】[0039]
【化16】 Embedded image
【0040】[0040]
【化17】 Embedded image
【0041】[0041]
【化18】 Embedded image
【0042】[0042]
【化19】 Embedded image
【0043】[0043]
【化20】 Embedded image
【0044】[0044]
【化21】 Embedded image
【0045】[0045]
【化22】 Embedded image
【0046】[0046]
【化23】 Embedded image
【0047】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.
【0048】次に本発明のポジ型フォトレジスト組成物
について説明する。本発明のポジ型フォトレジスト組成
物は、(a)上記ポリシロキサン、及び(b)露光によ
り分解して酸を発生する化合物(光酸発生剤)を含有す
る。Next, the positive photoresist composition of the present invention will be described. The positive photoresist composition of the present invention contains (a) the above polysiloxane, and (b) a compound (photoacid generator) which decomposes upon exposure to generate an acid.
【0049】さらに、(d)(d1)分子内に含まれる
フェノール性水酸基の少なくとも一部が、酸分解性基で
保護されたフェノール性化合物、又は(d2)分子内に
含まれるカルボキシル基の少なくとも一部が、酸分解性
基で保護された芳香族もしくは脂肪族カルボン酸化合物
を含有してもよい。Further, (d) a phenolic compound in which at least a part of the phenolic hydroxyl group contained in the (d1) molecule is protected by an acid-decomposable group, or (d2) at least a carboxyl group contained in the molecule. Some may contain an aromatic or aliphatic carboxylic acid compound protected by an acid-decomposable group.
【0050】また、本発明のポジ型フォトレジスト組成
物は、本発明の酸分解性ポリシロキサンの酸分解性基す
べてが酸分解で解離した構造と同一の構造のアルカリ可
溶性ポリシロキサンを含んでいても良く、その含有量は
好ましくは本組成物中の5〜50重量%の範囲であり、
さらに好ましくは10〜30重量%である。Further, the positive photoresist composition of the present invention contains an alkali-soluble polysiloxane having the same structure as the structure in which all the acid-decomposable groups of the acid-decomposable polysiloxane of the present invention are dissociated by acid decomposition. The content is preferably in the range of 5 to 50% by weight of the composition,
More preferably, it is 10 to 30% by weight.
【0051】本発明で用いられる(b)光酸発生剤は、
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物で
ある。本発明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
用されている公知の光(400〜200nmの紫外線、
遠紫外線、特に好ましくは、g線、h線、i線、KrF
エキシマレーザー光)、ArFエキシマレーザー光、電
子線、X線、分子線又はイオンビームにより酸を発生す
る化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用する
ことができる。The photoacid generator (b) used in the present invention comprises:
A compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays or radiation. 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, a photodecolorant for dyes, and a photodiscoloration agent. Agents or known light used in micro resists (400 to 200 nm ultraviolet light,
Far ultraviolet rays, particularly preferably g-line, h-line, i-line, KrF
Excimer laser light), ArF excimer laser light, an electron beam, an X-ray, a compound generating an acid by a molecular beam or an ion beam, and a mixture thereof can be appropriately selected and used.
【0052】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、たとえば S.I.Schlesinger,Ph
otogr. Sci.Eng.,18,387(19
74)、T.S.Bal etal,Polymer,
21, 423(1980)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27,992号、特開平3−140140
号等に記載のアンモニウム塩、D.C.Necker
et al,Macromolecules,17,2
468(1984)、C.S.Wen et al,T
eh,Proc.Conf.Rad.Curing A
SIA,p.478 Tokyo,Oct(198
8)、米国特許第4,069,055 号、同4,06
9,056号等に記載のホスホニウム塩、J. V.C
rivello et al,Macromorecu
les,10(6),1307(1977)、Che
m.& Eng.News, Nov. 28, p.
31(1988)、欧州特許第104,143 号、同
339,049号、同410,201号、特開平2−1
50848号、特開平2−296514号等に記載のヨ
ードニウム塩、J.V.Crivello etal,
Polymer J. 17, 73(1985)、
J.V.Crivello et al.J.Org.
Chem.,43,3055(1978)、W.R.W
att et al,J.Polymer Sci.,
Polymer Chem.Ed.,22,1789
(1984)、J.V.Crivello et a
l,Polymer Bull.,14,279(19
85)、J.V.Crivello et al,Ma
cromorecules,14(5),1141(1
981)、J.V.Crivello et al,
J.Polymer Sci.,Polymer Ch
em.Ed.,17, 2877(1979)、欧州特
許第370,693号、同161,811号、同41
0,201号、同339,049号、同233,567
号、同297,443号、同297,442号、米国特
許第3,902,114号、同4,933,377号、
同4,760,013号、同4,734,444号、同
2,833,827号、獨国特許第2,904,626
号、同3,604,580号、同3,604,581
号、特開平7−28237号、同8−27102号等に
記載のスルホニウム塩、J.V.Crivello e
t al,Macromorecules,10
(6),1307(1977)、J.V.Crivel
lo etal,J.Polymer Sci.,Po
lymer Chem.Ed.,17,1047(19
79)等に記載のセレノニウム塩、C.S.Wen e
tal, Teh, Proc. Conf. Ra
d.Curing ASIA,p.478 Toky
o, Oct(1988)等に記載のアルソニウム塩等
のオニウム塩、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60−239736号、
特開昭61−169835号、特開昭61−16983
7号、特開昭62−58241号、特開昭62−212
401号、特開昭63−70243号、特開昭63−2
98339号等に記載の有機ハロゲン化合物、K. M
eieret al,J.Rad.Curing,13
(4),26(1986)、T.P.Gill et
al, Inorg.Chem.,19,3007(1
980)、D.Astruc,Acc.Chem.Re
s.,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.Polyme
r Sci.,25, 753(1987)、E.Re
ichmanis et al,J. Pholyme
r Sci.,Polymer Chem. Ed.,
23, 1(1985)、Q.Q.Zhu et a
l,J.Photochem.,36,85,39,3
17(1987)、B.Amit et al,Tet
rahedron Lett.,(24)2205(1
973)、D.H.R.Barton et al,
J.Chem Soc.,3571(1965)、P.
M. Collins et al, J. Che
m. Soc., Perkin I, 1695(1
975)、M.Rudinstein et al,T
etrahedron Lett.,(17),144
5(1975)、J.W.Walker et al
J.Am.Chem.Soc.,110,7170(1
988)、S.C.Busman et al,J.I
magingTechnol.,11(4), 191
(1985)、H.M.Houlihan et a
l, Macormolecules,21,2001
(1988)、P. M. Collinsetal,
J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,
532(1972)、S.Hayase et a
l,Macromolecules,18,1799
(1985)、E.Reichmanis et a
l,J.Electrochem.Soc.,Soli
dState Sci.Technol.,130
(6)、F.M.Houlihan et al,Ma
cromolcules,21,2001(198
8)、欧州特許第0290,750号、同046,08
3号、同156,535号、同271,851号、同
0,388,343号、米国特許第3,901,710
号、同4,181,531号、特開昭60−19853
8号、特開昭53−133022号等に記載のO−ニト
ロベンジル型保護基を有する光酸発生剤、M.TUNO
OKA et al,Polymer Preprin
ts Japan, 35(8)、G.Berner
et al,J.Rad.Curing,13(4)、
W.J.Mijs et al, Coating T
echnol.,55(697), 45(198
3),Akzo、H.Adachiet al,Pol
ymer Preprints,Japan,37
(3)、欧州特許第0199,672号、同84,51
5号、同044,115号、同618,564号、同0
101,122号、米国特許第4,371,605号、
同4,431,774 号、特開昭64−18143
号、特開平2−245756号、特開平3−14010
9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61−1
66544 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3−1
03856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。Other compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation used in the present invention include, for example, S.I. I. Schlesinger, Ph
otogr. Sci. Eng. , 18, 387 (19
74); S. Bal etal, Polymer,
21, 423 (1980); U.S. Pat. Nos. 4,069,055 and 4,069,
Nos. 056 and 27,992, JP-A-3-140140
Ammonium salts described in No. 1 and the like; C. Necker
et al, Macromolecules, 17, 2
468 (1984), C.I. S. Wen et al, T
eh, Proc. Conf. Rad. Curing A
SIA, p. 478 Tokyo, Oct (198
8), U.S. Patent Nos. 4,069,055 and 4,06
A phosphonium salt described in JP-A-9,056 and the like; V. C
riverello et al, Macromorecu
les, 10 (6), 1307 (1977), Che
m. & Eng. News, Nov. 28, p.
31 (1988); European Patent Nos. 104,143, 339,049, 410,201;
Iodonium salts described in J. 50848, JP-A-2-296514 and the like; V. Crivello etal,
Polymer J. et al. 17, 73 (1985),
J. V. Crivello et al. J. Org.
Chem. 43, 3055 (1978); R. W
att et al, J.A. Polymer Sci. ,
Polymer Chem. Ed. , 22,1789
(1984); V. Crivello et a
1, Polymer Bull. , 14, 279 (19
85); V. Crivello et al, Ma
cromorecules, 14 (5), 1141 (1
981); V. Crivello et al,
J. Polymer Sci. , Polymer Ch
em. Ed. , 17, 2877 (1979), European Patent Nos. 370,693, 161 and 811, and 41.
Nos. 0, 201, 339, 049 and 233, 567
Nos. 297,443 and 297,442; U.S. Pat. Nos. 3,902,114 and 4,933,377;
No. 4,760,013, No. 4,734,444, No. 2,833,827, Dokoku Patent No. 2,904,626
Nos. 3,604,580 and 3,604,581
, Sulfonium salts described in JP-A-7-28237, JP-A-8-27102 and the like. V. Crivello e
tal, Macromorecules, 10
(6), 1307 (1977); V. Crivel
lo et al. Polymer Sci. , Po
lymer Chem. Ed. , 17, 1047 (19
79) and the like. S. Wen e
tal, Teh, Proc. Conf. Ra
d. Curing ASIA, p. 478 Tokyo
o, Oct (1988), etc., onium salts such as arsonium salts, U.S. Pat. No. 3,905,815, JP-B-46-4605, JP-A-48-36281, JP-A-55-3270, JP-A-60-239736,
JP-A-61-169835, JP-A-61-16983
7, JP-A-62-258241, JP-A-62-212
No. 401, JP-A-63-70243, JP-A-63-2
Organic halogen compounds described in K. 98339 and the like; M
eieret al, J. et al. Rad. Curing, 13
(4), 26 (1986); P. Gill et
al, Inorg. Chem. , 19, 3007 (1
980); Astruc, Acc. Chem. Re
s. , 19 (12), 377 (1896);
Organic metal / organic halides described in JP-A-161445 and the like; Hayase et al, J. Mol. Polyme
r Sci. , 25, 753 (1987); Re
ichmanis et al, J. Mol. Polyme
r Sci. , Polymer Chem. Ed. ,
23, 1 (1985); Q. Zhu et a
1, J .; Photochem. , 36,85,39,3
17 (1987); Amit et al, Tet
rahedron Lett. , (24) 2205 (1
973); H. R. Barton et al,
J. Chem Soc. , 3571 (1965);
M. Collins et al, J. Mol. Che
m. Soc. , Perkin I, 1695 (1
975); Rudinstein et al, T
etrahedron Lett. , (17), 144
5 (1975); W. Walker et al
J. Am. Chem. Soc. , 110, 7170 (1
988); C. Busman et al, J. M .; I
imagingTechnol. , 11 (4), 191
(1985); M. Houlihan et a
1, Macromolecules, 21, 2001
(1988); M. Collinsetal,
J. Chem. Soc. Chem. Commun. ,
532 (1972); Hayase et a
1, Macromolecules, 18, 1799
(1985); Reichmanis et a
1, J .; Electrochem. Soc. , Soli
dState Sci. Technol. , 130
(6), F.R. M. Houlihan et al, Ma
cromolcules, 21, 2001 (198
8), European Patent Nos. 0290,750 and 046,08
Nos. 3,156,535, 271,851,0,388,343, U.S. Pat. No. 3,901,710
No. 4,181,531, JP-A-60-19853
8, a photoacid generator having an O-nitrobenzyl-type protecting group described in JP-A-53-133022 and the like; TUNO
OKA et al, Polymer Preprin
ts Japan, 35 (8); Berner
et al, J.A. Rad. Curing, 13 (4),
W. J. Mijs et al, Coating T
echnol. , 55 (697), 45 (198
3), Akzo, H .; Adachiet al, Pol
ymer Preprints, Japan, 37
(3), European Patent Nos. 0199,672 and 84,51
No. 5, No. 044, No. 115, No. 618, 564, No. 0
No. 101,122; U.S. Pat. No. 4,371,605;
No. 4,431,774, JP-A-64-18143
JP-A-2-245756, JP-A-3-14010
Compounds which generate sulfonic acid upon photolysis, such as iminosulfonate described in JP-A No. 9-91, etc.
66544, JP-A-2-71270 and the like, and disulfone compounds described in JP-A-3-103854 and 3-1.
And diazoketosulfone and diazodisulfone compounds described in JP-A Nos. 03856 and 4-210960.
【0053】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又は側鎖に導入した化
合物、たとえば、M.E.Woodhouse et
al,J.Am.Chem.Soc.,104, 55
86(1982)、S.P.Pappas et a
l,J.Imaging Sci.,30(5), 2
18(1986)、S.Kondo et al,Ma
kromol.Chem.,Rapid Commu
n.,9,625(1988)、Y.Yamadaet
al,Makromol.Chem.,152,15
3, 163(1972)、J.V.Crivello
et al,J.Polymer Sci.,Pol
ymer Chem.Ed.,17,3845(197
9)、米国特許第3,849,137号、獨国特許第3
914407、特開昭63−26653号、特開昭55
−164824号、特開昭62−69263号、特開昭
63−146038 、特開昭63−163452号、
特開昭62−153853号、特開昭63−14602
9号等に記載の化合物を用いることができる。Further, a group capable of generating an acid by these lights,
Alternatively, a compound having a compound introduced into the main chain or side chain of a polymer, for example, M.P. E. FIG. Woodhouse et
al, J. et al. Am. Chem. Soc. , 104,55
86 (1982); P. Pappas et a
1, J .; Imaging Sci. , 30 (5), 2
18 (1986); Kondo et al, Ma
cromol. Chem. , Rapid Commu
n. , 9, 625 (1988); Yamadaet
al, Makromol. Chem. , 152, 15
3, 163 (1972); V. Crivello
et al, J.A. Polymer Sci. , Pol
ymer Chem. Ed. , 17, 3845 (197
9), U.S. Pat. No. 3,849,137, Dokoku Patent No. 3
914407, JP-A-63-26653, JP-A-55
JP-A-164824, JP-A-62-69263, JP-A-63-146038, JP-A-63-163452,
JP-A-62-153853, JP-A-63-14602
Compounds described in No. 9 and the like can be used.
【0054】さらにV.N.R.Pillai,Syn
thesis,(1),1(1980)、A.Abad
et al,Tetrahedron Lett.,
(47)4555(1971)、D.H.R.Bar
ton et al,J.Chem.Soc.,
(C),329(1970)、米国特許第3,779,
778号、欧州特許第126,712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, V. N. R. Pilai, Syn
thesis, (1), 1 (1980); Abad
et al, Tetrahedron Lett. ,
(47) 4555 (1971); H. R. Bar
ton et al, J.M. Chem. Soc. ,
(C), 329 (1970); U.S. Pat.
No. 778, EP 126,712 and the like, compounds which generate an acid by light can also be used.
【0055】上記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又は一般式(PAG
2)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 which are 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 (PAG)
An S-triazine derivative represented by 2).
【0056】[0056]
【化24】 Embedded image
【0057】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を示す。Yは塩素原子又は臭素原子を示す。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 is shown. Y represents a chlorine atom or a bromine atom. Specific examples include the following compounds, but the present invention is not limited thereto.
【0058】[0058]
【化25】 Embedded image
【0059】[0059]
【化26】 Embedded image
【0060】[0060]
【化27】 Embedded image
【0061】(2)下記の一般式(PAG3)で表され
るヨードニウム塩、又は一般式(PAG4)で表される
スルホニウム塩。(2) An iodonium salt represented by the following formula (PAG3) or a sulfonium salt represented by the following formula (PAG4).
【0062】[0062]
【化28】 Embedded image
【0063】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
プト基及びハロゲン原子が挙げられる。Here, 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.
【0064】R203 、R204 、R205は各々独立に、
置換もしくは未置換のアルキル基、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のアルキル基及びそれらの置換誘導体である。好まし
い置換基としては、アリール基に対しては炭素数1〜8
のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルキル基、ニトロ
基、カルボキシル基、ヒロドキシ基及びハロゲン原子で
あり、アルキル基に対しては炭素数1〜8のアルコキシ
基、カルボキシル基、アルコシキカルボニル基である。R 203 , R 204 and R 205 are each independently
It represents a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group.
Preferably, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, 1 to 1 carbon atoms
And substituted derivatives thereof. Preferred substituents are those having 1 to 8 carbon atoms for the aryl group.
And an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a nitro group, a carboxyl group, a hydroxy group and a halogen atom. The alkyl group is an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a carboxyl group or an alkoxycarbonyl group. is there.
【0065】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。[0065] Z - represents a counter anion, for example BF 4 -,
AsF 6 -, PF 6 -, SbF 6 -, SiF 6 2-, ClO 4 -,
CF 3 SO 3 -, etc. perfluoroalkane sulfonate anion, 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:
【0066】またR203、R204、R205のうちの2つ及
びAr1、Ar2はそれぞれの単結合又は置換基を介して
結合してもよい。Further, two of R 203 , R 204 and R 205 and Ar 1 and Ar 2 may be bonded through a single bond or a substituent.
【0067】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.
【0068】[0068]
【化29】 Embedded image
【0069】[0069]
【化30】 Embedded image
【0070】[0070]
【化31】 Embedded image
【0071】[0071]
【化32】 Embedded image
【0072】[0072]
【化33】 Embedded image
【0073】[0073]
【化34】 Embedded image
【0074】[0074]
【化35】 Embedded image
【0075】[0075]
【化36】 Embedded image
【0076】[0076]
【化37】 Embedded image
【0077】[0077]
【化38】 Embedded image
【0078】[0078]
【化39】 Embedded image
【0079】[0079]
【化40】 Embedded image
【0080】[0080]
【化41】 Embedded image
【0081】[0081]
【化42】 Embedded image
【0082】[0082]
【化43】 Embedded image
【0083】一般式(PAG3)、(PAG4)で示さ
れる上記オニウム塩は公知であり、例えばJ.W.Kn
apczyk et al,J.Am.Chem.So
c.,91,145(1969)、A.L.Mayco
k et al,J.Org. Chem.,35,2
532,(1970)、E.Goethas eta
l,Bull.Soc.Chem.Belg.,73,
546,(1964)、H.M.Leicester、
J.Am.Chem.Soc.,51,3587(19
29)、J.V.Crivello et al,J.
Polym.Chem.Ed.,18,2677(19
80)、米国特許第2,807,648 号及び同4,
247,473号、特開昭53−101,331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 formulas (PAG3) and (PAG4) are known. W. Kn
apczyk et al, J. Mol. Am. Chem. So
c. , 91, 145 (1969); L. Mayco
k et al, J. et al. Org. Chem. , 35,2
532, (1970); Goethas eta
1, Bull. Soc. Chem. Belg. , 73,
546, (1964); M. Leicester,
J. Am. Chem. Soc. , 51, 3587 (19
29); V. Crivello et al, J. Mol.
Polym. Chem. Ed. , 18, 2677 (19
80), U.S. Pat. Nos. 2,807,648 and
No. 247,473 and JP-A-53-101,331.
【0084】(3)下記一般式(PAG5)で表される
ジスルホン誘導体又は一般式(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).
【0085】[0085]
【化44】 Embedded image
【0086】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。R 206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。Where ArThree, ArFourAre each independently substituted
Or an unsubstituted aryl group. R 206Is replaced or
It represents an unsubstituted alkyl group or aryl group. A is a substitution
Or unsubstituted alkylene, alkenylene, arylene
Shows a substituent group. Specific examples include the compounds shown below.
However, the present invention is not limited to these.
【0087】[0087]
【化45】 Embedded image
【0088】[0088]
【化46】 Embedded image
【0089】[0089]
【化47】 Embedded image
【0090】[0090]
【化48】 Embedded image
【0091】[0091]
【化49】 Embedded image
【0092】本発明において、(b)光酸発生剤が、オ
ニウム塩、ジスルホン、4位DNQ(ジアゾナフトキノ
ン)スルホン酸エステル、トリアジン化合物であること
が好ましい。In the present invention, the photoacid generator (b) is preferably an onium salt, disulfone, 4-position DNQ (diazonaphthoquinone) sulfonic acid ester, or a triazine compound.
【0093】これらの(b)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 (b) 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.
【0094】本発明に用いられる(d)分子内に含まれ
るフェノール性水酸基が、酸により分解する基(酸分解
性基)で部分的にもしくは完全に保護されたフェノール
性化合物、又は分子内に含まれるカルボキシル基が、酸
により分解する基(酸分解性基)で部分的にもしくは完
全に保護された芳香族もしくは脂肪族カルボン酸化合物
としては、例えば2〜7個の芳香環を含有する分子量1
86〜1500の芳香族化合物、又はGPC法で測定さ
れた重量平均分子量が2000〜20000の範囲にあ
るヒドロキシスチレン共重合体から選ばれたフェノール
性化合物の水酸基の20〜100%が酸分解性基で保護
されている化合物等を挙げることができる。In the phenolic compound used in the present invention, the phenolic hydroxyl group contained in the molecule (d) is partially or completely protected by an acid-decomposable group (acid-decomposable group). As the aromatic or aliphatic carboxylic acid compound in which the carboxyl group contained is partially or completely protected by a group capable of being decomposed by an acid (acid-decomposable group), for example, a molecular weight containing 2 to 7 aromatic rings 1
86 to 1500 aromatic compounds, or 20 to 100% of hydroxyl groups of a phenolic compound selected from hydroxystyrene copolymers having a weight average molecular weight in the range of 2000 to 20,000 as measured by GPC method, wherein an acid-decomposable group is contained. And the like protected by the above.
【0095】(d)成分の添加量としては、本発明のポ
リシロキサンに対して、2〜50重量%含有することが
好ましく、さらに好ましくは、5〜40重量%であり、
特に好ましくは10〜30重量%である。(d)成分と
して、具体的には下記化合物が挙げられる。The amount of the component (d) is preferably 2 to 50% by weight, more preferably 5 to 40% by weight, based on the polysiloxane of the present invention.
Particularly preferably, it is 10 to 30% by weight. Specific examples of the component (d) include the following compounds.
【0096】[0096]
【化50】 Embedded image
【0097】[0097]
【化51】 Embedded image
【0098】[0098]
【化52】 Embedded image
【0099】[0099]
【化53】 Embedded image
【0100】[0100]
【化54】 Embedded image
【0101】[0101]
【化55】 Embedded image
【0102】[0102]
【化56】 Embedded image
【0103】[0103]
【化57】 Embedded image
【0104】[0104]
【化58】 Embedded image
【0105】[0105]
【化59】 Embedded image
【0106】[0106]
【化60】 Embedded image
【0107】[0107]
【化61】 Embedded image
【0108】[0108]
【化62】 Embedded image
【0109】[0109]
【化63】 Embedded image
【0110】[0110]
【化64】 Embedded image
【0111】[0111]
【化65】 Embedded image
【0112】[0112]
【化66】 Embedded image
【0113】[0113]
【化67】 Embedded image
【0114】[0114]
【化68】 Embedded image
【0115】(化合物(1)〜(63)中のRは、水素
原子又は、(R in the compounds (1) to (63) is a hydrogen atom or
【0116】[0116]
【化69】 Embedded image
【0117】の中から選ばれる基である。但し、少なく
とも2個、もしくは構造により3個は水素原子以外の基
であり、各置換基Rは同一の基でなくともよい。)This is a group selected from the following. However, at least two or three depending on the structure are groups other than hydrogen atoms, and each substituent R may not be the same group. )
【0118】[0118]
【化70】 Embedded image
【0119】[0119]
【化71】 Embedded image
【0120】[0120]
【化72】 Embedded image
【0121】[0121]
【化73】 Embedded image
【0122】本発明の組成物には、有機塩基性化合物を
配合することができる。これにより、保存時の安定性向
上及びPEDによる線巾変化が少なくなるため好まし
い。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 composition of the present invention may contain an organic basic compound. This is preferable because the storage stability is improved and the line width change due to PED 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).
【0123】[0123]
【化74】 Embedded image
【0124】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.
【0125】[0125]
【化75】 Embedded image
【0126】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.
【0127】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.
【0128】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 and
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-
Examples include (2-aminoethyl) morpholin and the like, but are not limited thereto.
【0129】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.
【0130】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、さらに界面活性剤、染料、顔料、可
塑剤、光増感剤及び現像液に対する溶解性を促進させる
フェノール性OH基を2個以上有す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, if necessary, a phenolic OH group which promotes solubility in a surfactant, a dye, a pigment, a plasticizer, a photosensitizer and a developer. Compounds having two or more compounds can be contained.
【0131】好適な界面活性剤は、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
ート、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、エフトップEF301,EF303,
EF352(新秋田化成(株)製)、メガファックF1
71,F173(大日本インキ(株)製)、フロラード
FC430,FC431(住友スリーエム(株)製)、
アサヒガードAG710、サーフロンS−382,SC
101,SC102,SC103,SC104,SC1
05,SC106(旭硝子(株)製)等のフッ素系界面
活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越
化学工業(株)製)やアクリル酸系もしくはメタクリル
酸系(共)重合ポリフローNo.75,No.95(共
栄社油脂化学工業(株)製)等を挙げることができる。Suitable surfactants include, specifically, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether,
Polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as polyoxyethylene octyl phenol ether and 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, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, and polyoxyethylene sorbitan tristearate; F-Top EF301, EF303;
EF352 (manufactured by Shin-Akita Chemical Co., Ltd.), MegaFac F1
71, F173 (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), Florado FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited),
Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC
101, SC102, SC103, SC104, SC1
05, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), acrylic acid or methacrylic acid (co) polymerized polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo KK) and the like.
【0132】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。好ましい添加量は、組成物(溶媒を除く)100
重量部に対して、0.0005〜0.01重量部であ
る。好適な染料としては油性染料及び塩基性染料があ
る。具体的にはオイルイエロー#101、オイルイエロ
ー#103、オイルピンク#312、オイルグリーンB
G、オイルブルーBOS、オイルブルー#603、オイ
ルブラックBY、オイルブラックBS、オイルブラック
T−505(以上オリエント化学工業株式会社製)、ク
リスタルバイオレット(CI42555)、メチルバイ
オレット(CI42535)、ローダミンB(CI45
170B)、マラカイトグリーン(CI42000)、
メチレンブルー(CI52015)等を挙げることがで
きる。These surfactants may be added alone or in some combination. A preferable addition amount is 100 parts of the composition (excluding the solvent).
0.0005 to 0.01 parts by weight with respect to parts by weight. Suitable dyes include oily dyes and basic dyes. Specifically, Oil Yellow # 101, Oil Yellow # 103, Oil Pink # 312, Oil Green B
G, oil blue BOS, oil blue # 603, oil black BY, oil black BS, oil black T-505 (all manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), crystal violet (CI42555), methyl violet (CI42535), rhodamine B (CI45)
170B), malachite green (CI42000),
Methylene blue (CI52015) and the like can be mentioned.
【0133】さらに、下記に挙げるような分光増感剤を
添加し、使用する光酸発生剤が吸収を持たない遠紫外よ
り長波長領域に増感させることで、本発明の化学増幅型
ポジレジストをi又はg線に感度を持たせることができ
る。好適な分光増感剤としては、具体的にはベンゾフェ
ノン、p,p′−テトラメチルジアミノベンゾフェノ
ン、p,p′−テトラエチルエチルアミノベンゾフェノ
ン、2−クロロチオキサントン、アントロン、9−エト
キシアントラセン、アントラセン、ピレン、ペリレン、
フェノチアジン、ベンジル、アクリジンオレンジ、ベン
ゾフラビン、セトフラビン−T、9,10−ジフエニル
アントラセン、9−フルオレノン、アセトフェノン、フ
ェナントレン、2−ニトロフルオレン、5−ニトロアセ
ナフテン、ベンゾキノン、2−クロロ−4−ニトロアニ
リン、N−アセチル−p−ニトロアニリン、p−ニトロ
アニリン、N−アセチル−4−ニトロ−1−ナフチルア
ミン、ビクラミド、アントラキノン、2−エチルアント
ラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1,
2−ベンズアンスラキノン、3−メチル−1,3−ジア
ザ−1,9−ベンズアンスロン、ジベンザルアセトン、
1,2−ナフトキノン、3,3′−カルボニル−ビス
(5,7−ジメトキシカルボニルクマリン)及びコロネ
ン等であるがこれらに限定されるものではない。Further, by adding a spectral sensitizer as described below and sensitizing the photoacid generator to be used in a longer wavelength region than the deep ultraviolet where the photoacid generator used has no absorption, the chemically amplified positive resist of the present invention is obtained. Can be made sensitive to i or g rays. Examples of suitable spectral sensitizers include benzophenone, p, p'-tetramethyldiaminobenzophenone, p, p'-tetraethylethylaminobenzophenone, 2-chlorothioxanthone, anthrone, 9-ethoxyanthracene, anthracene and pyrene. , Perylene,
Phenothiazine, benzyl, acridine orange, benzoflavin, cetoflavin-T, 9,10-diphenylanthracene, 9-fluorenone, acetophenone, phenanthrene, 2-nitrofluorene, 5-nitroacenaphthene, benzoquinone, 2-chloro-4-nitro Aniline, N-acetyl-p-nitroaniline, p-nitroaniline, N-acetyl-4-nitro-1-naphthylamine, viclamide, anthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1,
2-benzanthraquinone, 3-methyl-1,3-diaza-1,9-benzanthrone, dibenzalacetone,
Examples include, but are not limited to, 1,2-naphthoquinone, 3,3'-carbonyl-bis (5,7-dimethoxycarbonylcoumarin) and coronene.
【0134】現像液に対する溶解性を促進させるフェノ
ール性水酸基を2個以上有する化合物としては、ポリヒ
ドロキシ化合物が挙げられ、好ましくはポリヒドロキシ
化合物には、フェノール類、レゾルシン、フロログルシ
ン、フロログルシド、2,3,4−トリヒドロキシベン
ゾフェノン、2,3,4,4′−テトラヒドロキシベン
ゾフェノン、α,α′,α″−トリス(4−ヒドロキシ
フェニル)−1,3,5−トリイソプロピルベンゼン、
トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4
−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1′−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンがある。Examples of the compound having two or more phenolic hydroxyl groups which promote the solubility in a developer include polyhydroxy compounds. Preferably, the polyhydroxy compound includes phenols, resorcin, phloroglucin, phloroglucside, 2,3 , 4-trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, α, α ′, α ″ -tris (4-hydroxyphenyl) -1,3,5-triisopropylbenzene,
Tris (4-hydroxyphenyl) methane, Tris (4
-Hydroxyphenyl) ethane, 1,1'-bis (4-
(Hydroxyphenyl) cyclohexane.
【0135】本発明のポジ型フォトレジスト組成物は、
(c)上記各成分を溶解する溶媒に溶かして支持体上に
塗布するものであり、使用することのできる溶媒として
は、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロ
ペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メ
チルエチルケトン、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、2−メ
トキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチ
ルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸
エチル、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、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、
ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチルホルムアミド、
ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラ
ヒドロフラン等が好ましく、これらの(c)溶媒を単独
あるいは混合して使用する。The positive photoresist composition of the present invention comprises
(C) A solution in which each of the above components is dissolved in a solvent in which the components are dissolved, and the solution is coated on a support. , Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, toluene, ethyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, methoxypropionic acid Methyl, ethyl ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate,
Propyl pyruvate, N, N-dimethylformamide,
Dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like are preferable, and these (c) solvents are used alone or as a mixture.
【0136】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.
【0137】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.
【0138】本発明のポジ型フォトレジスト組成物は、
基本的に既述の成分(a)及び(b)、さらには成分
(c)で構成されるが、さらに皮膜性、耐熱性等を向上
させるため、アルカリ可溶性樹脂を添加してもよい。こ
のようなアルカリ可溶性樹脂としては、好ましくは、フ
ェノール性水酸基、カルボン酸基、スルホン酸基、イミ
ド基、スルホンアミド基、N−スルホニルアミド基、N
−スルホニルウレタン基、活性メチレン基等のpKaが
11以下の酸性水素原子を有するポリマーである。The positive photoresist composition of the present invention comprises
Basically, it is composed of the components (a) and (b) described above and further the component (c), but an alkali-soluble resin may be added in order to further improve the film properties and heat resistance. As such an alkali-soluble resin, preferably, a phenolic hydroxyl group, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, an imide group, a sulfonamide group, an N-sulfonylamide group,
-A polymer having an acidic hydrogen atom having a pKa of 11 or less, such as a sulfonyl urethane group and an active methylene group.
【0139】好適なアルカリ可溶性ポリマーとしては、
ノボラックフェノール樹脂、具体的にはフェノールホル
ムアルデヒド樹脂、o−クレゾール−ホルムアルデヒド
樹脂、m−クレゾール−ホルムアルデヒド樹脂、p−ク
レゾール−ホルムアルデヒド樹脂、キシレノール−ホル
ムアルデヒド樹脂、もしくはこれらの共縮合物等があ
る。さらに、特開昭50−125806公報に記載され
ている様に、下記のようなフェノール樹脂と共に、t−
ブチルフェノールホルムアルデヒド樹脂の様な、炭素数
3〜8のアルキル基で置換されたフェノールもしくはク
レゾールとホルムアルデヒドとの縮合物とを併用しても
よい。また、N−(4−ヒドロキシフェニル)メタクリ
ルアミドのようなフェノール性ヒドロキシ基含有モノマ
ーを共重合成分とするポリマー、p−ヒドロキシスチレ
ン、o−ヒドロキシスチレン、m−イソプロペニルフェ
ノール、p−イソプロペニルフェノール等の、単独もし
くは共重合のポリマー、さらに又はこれらのポリマーを
部分エーテル化、部分エステル化したポリマーも使用で
きる。Suitable alkali-soluble polymers include:
Novolak phenol resins, specifically, phenol formaldehyde resins, o-cresol-formaldehyde resins, m-cresol-formaldehyde resins, p-cresol-formaldehyde resins, xylenol-formaldehyde resins, or co-condensates thereof. Further, as described in JP-A-50-125806, t-
A condensate of phenol or cresol substituted with an alkyl group having 3 to 8 carbon atoms, such as butylphenol formaldehyde resin, and formaldehyde may be used in combination. Also, a polymer having a phenolic hydroxy group-containing monomer such as N- (4-hydroxyphenyl) methacrylamide as a copolymer component, p-hydroxystyrene, o-hydroxystyrene, m-isopropenylphenol, p-isopropenylphenol Or a homo- or copolymerized polymer, or a polymer in which these polymers are partially etherified or partially esterified.
【0140】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.
【0141】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.
【0142】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.
【0143】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 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.
【0144】[0144]
【実施例】〔合成例1〕 <ポリシロキサン(1’)の合成>EXAMPLES Synthesis Example 1 <Synthesis of Polysiloxane (1 ′)>
【0145】[0145]
【化76】 Embedded image
【0146】ジフェノール酸28.7gおよびトリエチ
ルアミン10.0gを乾燥したN,N−ジメチルアセト
アミド200mlに添加したのち、−20℃に冷却し、
そこへクロロギ酸イソブチル13.7gを2時間かけて
滴下した。乾燥窒素雰囲気下0℃で2時間反応させた。
そこへ3−アミノプロピルトリメトキシシラン20gを
2時間かけて滴下した。その後、乾燥窒素雰囲気下室温
で5時間反応させた(これを反応液Aとする)これとは
別に、クロロメチルトリメトキシシラン17.2gを乾
燥したN,N−ジメチルアセトアミド200mlに添加
した後、4−ヒドロキシフェニル酢酸15.2g、ヨウ
化カリウム3.0g、及びDBU(1,8−ジアザビシ
クロ[5.4.0]−7−ウンデセン)16.0gを添
加した。乾燥窒素雰囲気下70〜90℃で5時間反応さ
せた(これを反応液Bと呼ぶ)。B液を室温に戻したの
ち、上記A液を添加したのち、ジメチルアミノピリジン
2gと蒸留水15gを添加し50℃で3時間、次いで1
30〜140℃で12時間反応させた。反応液を希塩酸
で中和した後、蒸留水3L中に撹拌下投入して、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、撹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2L中
に再沈処理して白色のポリマ一を得た。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5300であり、分子量が100
0以下の成分の含有量はGPC面積比で5%であった。After adding 28.7 g of diphenolic acid and 10.0 g of triethylamine to 200 ml of dried N, N-dimethylacetamide, the mixture was cooled to -20 ° C.
Thereto, 13.7 g of isobutyl chloroformate was added dropwise over 2 hours. The reaction was performed at 0 ° C. for 2 hours in a dry nitrogen atmosphere.
20 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane was dripped there over 2 hours. Thereafter, the mixture was reacted at room temperature under a dry nitrogen atmosphere for 5 hours (this is referred to as a reaction solution A). Separately, 17.2 g of chloromethyltrimethoxysilane was added to 200 ml of dried N, N-dimethylacetamide, 15.2 g of 4-hydroxyphenylacetic acid, 3.0 g of potassium iodide and 16.0 g of DBU (1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene) were added. The reaction was performed at 70 to 90 ° C. for 5 hours in a dry nitrogen atmosphere (this is referred to as a reaction liquid B). After the solution B was returned to room temperature, the above solution A was added, and 2 g of dimethylaminopyridine and 15 g of distilled water were added.
The reaction was performed at 30 to 140 ° C. for 12 hours. After neutralizing the reaction solution with dilute hydrochloric acid, it was poured into 3 L of distilled water with stirring to obtain a white powdery polymer. After dissolving this in 200 ml of acetone, the oligomer component of the polymer was separated and removed by adding distilled water with stirring, and the lower layer was reprecipitated in 2 L of distilled water 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 5300, and the molecular weight was 100.
The content of the component of 0 or less was 5% by GPC area ratio.
【0147】<ポリシロキサン(1)の合成><Synthesis of Polysiloxane (1)>
【0148】[0148]
【化77】 Embedded image
【0149】真空乾燥したポリシロキサン(1’)20
gをTHF100mlに溶解させた。二炭酸t−ブチル
4.8gを加えた後、トリエチルアミン2.8gを1時
間かけて滴下し、さらに室温で10時間反応させた。蒸
留水2Lに拌下投入してポリマーを析出させ、その後室
温にて真空乾燥し、目的の酸分解性ポリシロキサン18
gを得た。NMRにてOH基のエチルビニルエーテルに
よる保護率を求めたとこる、58%であった。このポリ
マーの重量平均分子量をGPCにて求めたところ610
0であった。以下同様にして下記記載のポリシロキサン
を合成した。Vacuum dried polysiloxane (1 ′) 20
g was dissolved in 100 ml of THF. After adding 4.8 g of t-butyl dicarbonate, 2.8 g of triethylamine was added dropwise over 1 hour, and further reacted at room temperature for 10 hours. The polymer was precipitated by adding it to 2 L of distilled water with stirring, and then dried in vacuum at room temperature to obtain the desired acid-decomposable polysiloxane 18.
g was obtained. The protection ratio of the OH group by ethyl vinyl ether was determined by NMR, which was 58%. The weight average molecular weight of this polymer was determined by GPC to be 610.
It was 0. The following polysiloxane was synthesized in the same manner.
【0150】[0150]
【化78】 Embedded image
【0151】[0151]
【化79】 Embedded image
【0152】〔実施例1〕酸分解性ポリシロキサン
((a)成分)としてポリシロキサン(1)2g及び露
光により酸を発生する化合物((b)成分)としてトリ
フェニルスルホニウム−2,4,6−トリイソプロピル
フェニルスルホネート0.08g及びトリフェニルイミ
ダゾール0.012gをプロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート19.2gに溶解し、0.1μm
のメンブレンフィルターで精密ろ過した。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シリコン含有レジストを塗布、
90℃、90秒ベークして0.20μmの膜厚で塗設し
た。こうして得られたウェハーをキャノン製KrFエキ
シマレーザーステッパーFPA−3000EX3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120℃、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。走査型電子顕微鏡で観察
したところ、感度32mJ/cm2で0.15μmのラ
イン/スペースが解像していた。断面の矩形性は評価A
であった。なお、断面の矩形性は次のようにして3段階
評価にて比較した。すなわち、基板とレジストパターン
の側壁との角度を測定し、80°以上90°以下をA評
価、70°以上80°未満のものをB評価、70°未満
のものをC評価とした。さらに上記ウエハーをアルバッ
ク製平行平板型リアクティブイオンエッチング装置を用
い、エッチングガスを酸素とし、圧力20ミリトール、
印加パワー100mW/cm2の条件で15分間エッチ
ング処理した。その結果を走査型電子顕微鏡で観察し
た。0.15μmパターンの寸法シフトは0.007μ
mであった。Example 1 2 g of polysiloxane (1) as an acid-decomposable polysiloxane (component (a)) and triphenylsulfonium-2,4,6 as a compound capable of generating an acid upon exposure (component (b)) 0.08 g of triisopropylphenylsulfonate and 0.012 g of triphenylimidazole are dissolved in 19.2 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 0.1 μm
Microfiltration was performed with a membrane filter. FHi-028D resist (Fujifilm Ohlin Co., Ltd., i-line resist) on silicon wafer, Canon Coater CDS
It was applied using -650 and baked at 90 ° C. for 90 seconds to obtain a uniform film having a thickness of 0.83 μm. Add another 200
After heating at 3 ° C. for 3 minutes, the film thickness became 0.71 μm.
Apply the silicon-containing resist prepared above on this,
The film was baked at 90 ° C. for 90 seconds and applied in a thickness of 0.20 μm. The wafer thus obtained was exposed to a KrF excimer laser stepper FPA-3000EX3 manufactured by Canon Inc. while changing the exposure amount and focus by mounting a resolving power mask. Thereafter, the film was heated in a clean room at 120 ° C. for 90 seconds, developed with a tetramethylammonium hydroxide developer (2.38%) for 60 seconds, rinsed with distilled water and dried to obtain a pattern. Observation with a scanning electron microscope revealed that a 0.15 μm line / space was resolved with a sensitivity of 32 mJ / cm 2 . The rectangularity of the cross section is evaluated A
Met. The rectangularity of the cross section was compared by a three-step evaluation as follows. That is, the angle between the substrate and the side wall of the resist pattern was measured, and A was evaluated from 80 ° to 90 °, B was evaluated from 70 ° to less than 80 °, and C was evaluated from less than 70 °. Further, the wafer was subjected to an etching gas of oxygen using a ULVAC-made parallel plate type reactive ion etching apparatus at a pressure of 20 mTorr,
Etching was performed for 15 minutes under the conditions of an applied power of 100 mW / cm 2 . The results were observed with a scanning electron microscope. 0.007μ dimensional shift for 0.15μm pattern
m.
【0153】〔実施例2〜14〕実施例1における酸分
解性ポリシロキサン(a)成分および酸発生剤(b)成
分のかわりにそれぞれ表1記載の(a)成分および
(b)成分を用いた以外は実施例1と同様にして、ポジ
型フォトレジストを調製し、実施例1と同様にして露
光、現像、エッチング処理を行った。結果を表2にまと
めた。Examples 2 to 14 The components (a) and (b) shown in Table 1 were used in place of the acid-decomposable polysiloxane (a) and the acid generator (b) in Example 1. A positive photoresist was prepared in the same manner as in Example 1 except for the above, and exposed, developed, and etched in the same manner as in Example 1. The results are summarized in Table 2.
【0154】[0154]
【表1】 [Table 1]
【0155】[0155]
【表2】 [Table 2]
【0156】〔実施例15〕酸分解性シロキサン
((a)成分)としてポリシロキサン(1)1.9g、
酸発生化合物((b)成分)としてトリフェニルスルホ
ニウム−2,4,6−トリイソプロピルフェニルスルホ
ネート0.12g、トリフェニルイミダゾール0.01
2g及び化合物例(18)(ここでR=−CH2COO
C(CH3)3)0.19gを(c)成分として用い、こ
れ以外は実施例1と全く同様にしてポジ型フォトレジス
トを調製した。さらに実施例1と同様にして塗布、露
光、現像、エッチング処理を行い、結果を走査型電子顕
微鏡で観察した。調製したレジストを表3に、評価結果
を表4にそれぞれ示す。Example 15 As an acid-decomposable siloxane (component (a)), 1.9 g of polysiloxane (1) was used.
As an acid generating compound (component (b)), 0.12 g of triphenylsulfonium-2,4,6-triisopropylphenylsulfonate, 0.01 of triphenylimidazole
2 g and compound example (18) (where R = —CH 2 COO
A positive photoresist was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.19 g of C (CH 3 ) 3 ) was used as the component (c). Further, coating, exposure, development and etching were performed in the same manner as in Example 1, and the results were observed with a scanning electron microscope. Table 3 shows the prepared resists, and Table 4 shows the evaluation results.
【0157】[0157]
【表3】 [Table 3]
【0158】[0158]
【表4】 [Table 4]
【0159】〔実施例16〜28〕実施例15における
酸分解性ポリシロキサン(a)成分および酸発生剤
(b)成分、溶剤(c)成分のかわりにそれぞれ表3記
載の(a)成分および(b)成分、(c)成分を用いた
以外は実施例15と同様にして、ポジ型フォトレジスト
を調製し、実施例15と同様にして露光、現像、エッチ
ング処理を行った。結果を表4にまとめた。Examples 16 to 28 In place of the acid-decomposable polysiloxane (a), the acid generator (b) and the solvent (c) in Example 15, the components (a) and (c) shown in Table 3 were used. A positive photoresist was prepared in the same manner as in Example 15 except that the components (b) and (c) were used, and exposed, developed and etched in the same manner as in Example 15. The results are summarized in Table 4.
【0160】〔比較例1〕実施例1のポリシロキサンの
代わりに下記ポリシロキサンD−1(Mw=1380
0)を用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型フォト
レジストを調製し、実施例1と同様にして露光、現像、
エッチング処理を行い、次いで実施例1と同様に走査型
電子顕微鏡で観察した。結果を表5に示した。Comparative Example 1 The following polysiloxane D-1 (Mw = 1380) was used instead of the polysiloxane of Example 1.
A positive photoresist was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0) was used.
Etching was performed, and then observed with a scanning electron microscope as in Example 1. Table 5 shows the results.
【0161】〔比較例2〕実施例1のポリシロキサンの
代わりに下記ポリシロキサンD−2(Mw=1030
0)を用いた以外は実施例1と同様にしてポジ型フォト
レジストを調製し、実施例1と同様にして露光、現像、
エッチング処理を行い、次いで実施例1と同様に走査型
電子顕微鏡で観察した。結果を表5に示した。Comparative Example 2 The following polysiloxane D-2 (Mw = 1030) was used instead of the polysiloxane of Example 1.
A positive photoresist was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0) was used.
Etching was performed, and then observed with a scanning electron microscope as in Example 1. Table 5 shows the results.
【0162】〔比較例3〕実施例15のポリシロキサン
の代わりに下記ポリシロキサンD−2(Mw=1030
0)を用いた以外は実施例15と同様にしてポジ型フォ
トレジストを調製し、実施例1と同様にして露光、現
像、エッチング処理を行い、次いで実施例1と同様に走
査型電子顕微鏡で観察した。結果を表5に示した。Comparative Example 3 The following polysiloxane D-2 (Mw = 1030) was used in place of the polysiloxane of Example 15.
Except that (0) was used, a positive photoresist was prepared in the same manner as in Example 15, exposed, developed, and etched in the same manner as in Example 1, and then subjected to scanning electron microscopy as in Example 1. Observed. Table 5 shows the results.
【0163】[0163]
【表5】 [Table 5]
【0164】上記比較例で使用したポリシロキサンは、
下記の通りである。The polysiloxane used in the above comparative example was
It is as follows.
【0165】[0165]
【化80】 Embedded image
【0166】表1〜5に示される結果から、以下のこと
が明らかである。本発明のポリシロキサンを用いた本発
明のポジ型フォトレジスト組成物は、解像力が高く、矩
形性が良好で、しかもエッチング後の寸法シフトが小さ
いレジストを与え、これらの特性のバランスが良い。一
方、本発明のポリシロキサンを用いていない比較例1〜
3の場合、上記特性のバランスに劣る。From the results shown in Tables 1 to 5, the following is clear. The positive photoresist composition of the present invention using the polysiloxane of the present invention provides a resist having high resolution, good rectangularity, and a small dimensional shift after etching, and has a good balance of these properties. On the other hand, Comparative Examples 1 to 3 not using the polysiloxane of the present invention
In the case of 3, the balance of the above characteristics is poor.
【0167】[0167]
【発明の効果】本発明のポリシロキサンを用いた本発明
のポジ型フォトレジスト組成物は、高感度かつ高解像力
で矩形形状のレジストが得られる。さらに二層レジスト
システムの上層レジストとして使用した場合、酸素系プ
ラズマエッチング工程を用いて下層にパターン転写する
際、寸法シフトが少なく高アスペクト比の微細パターン
を形成することができる。According to the positive photoresist composition of the present invention using the polysiloxane of the present invention, a rectangular resist having high sensitivity and high resolution can be obtained. Furthermore, when used as an upper layer resist of a two-layer resist system, a fine pattern with a small aspect shift and a high aspect ratio can be formed when transferring a pattern to a lower layer using an oxygen-based plasma etching process.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA01 AA02 AA06 AA14 AB15 AB16 AB17 AC01 AD03 BE00 BE10 BG00 CB33 CB41 CB42 CC03 DA11 FA35 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H025 AA01 AA02 AA06 AA14 AB15 AB16 AB17 AC01 AD03 BE00 BE10 BG00 CB33 CB41 CB42 CC03 DA11 FA35
Claims (5)
位と、一般式(II)で示される繰り返し構造単位の両
方を有する酸分解性ポリシロキサンを含有する事を特徴
とするポジ型フォトレジスト組成物。 【化1】 Lは−A−NHCO−、−A−NHCOO−、−A−N
HCONH−から選択される少なくとも1つの2価の連
結基を表す。Aは単結合、アルキレン基またはアリーレ
ン基を表す。Xは単結合または2価の連結基を表す。Z
は 【化2】 で表される基のいずれか一方を表す。Yは水素原子を表
すか、または、Yはアルキル基、アリール基、又はアラ
ルキル基を示す。Yが示す原子団は、直鎖状でもよく、
分岐状でもよく、環状でもよい。Rは水素原子を表す。
又は、Rは酸で分解する基を表す。lは1〜3の整数、
mも1〜3の整数を表す。 【化3】 上記A’、X’、Z’はそれぞれ一般式(I)のA、
X、Zが総称する範囲と同一の範囲を総称する。1. A positive photoresist comprising an acid-decomposable polysiloxane having both a repeating structural unit represented by the general formula (I) and a repeating structural unit represented by the general formula (II). Composition. Embedded image L is -A-NHCO-, -A-NHCOO-, -AN
Represents at least one divalent linking group selected from HCONH-. A represents a single bond, an alkylene group or an arylene group. X represents a single bond or a divalent linking group. Z
Is Represents one of the groups represented by Y represents a hydrogen atom, or Y represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. The atomic group represented by Y may be linear,
It may be branched or annular. R represents a hydrogen atom.
Alternatively, R represents a group capable of decomposing with an acid. l is an integer of 1 to 3,
m also represents an integer of 1 to 3. Embedded image A ′, X ′, and Z ′ each represent A of the general formula (I);
The same range as X and Z is generically referred to.
H2)3−NHCO−である事を特徴とする請求項1記載
のポジ型フォトレジスト組成物。2. In the general formula (I), L is-(C
H 2) 3 positive photoresist composition according to claim 1, wherein it is characterized in a -NHCO-.
ポリシロキサンと、(b)露光により分解して酸を発生
する化合物と、(c)上記(a)(b)を共に溶解させ
ることが可能な溶剤と、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。3. A combination of (a) the acid-decomposable polysiloxane according to claim 1 or 2; (b) a compound capable of decomposing upon exposure to generate an acid; and (c) the above (a) and (b). And a solvent capable of being dissolved.
少なくとも一部が、酸分解性基で保護されたフェノール
性化合物を含有することを特徴とする請求項3記載のポ
ジ型フォトレジスト組成物。4. The positive photoresist composition according to claim 3, wherein at least a part of the phenolic hydroxyl group contained in the molecule contains a phenolic compound protected by an acid-decomposable group.
とも一部が、酸分解性基で保護された芳香族もしくは脂
肪族カルボン酸化合物を含有することを特徴とする請求
項3記載のポジ型フォトレジスト組成物。5. The positive-type photo according to claim 3, wherein at least a part of the carboxyl group contained in the molecule contains an aromatic or aliphatic carboxylic acid compound protected by an acid-decomposable group. Resist composition.
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JP2002287339A (en) * | 2000-12-05 | 2002-10-03 | Kansai Research Institute | Active component and photosensitive resin composition using the same |
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- 1999-12-06 JP JP34631699A patent/JP3969916B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002055452A (en) * | 2000-08-09 | 2002-02-20 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | Positive resist composition and base material with resist layer of the same |
JP2002287339A (en) * | 2000-12-05 | 2002-10-03 | Kansai Research Institute | Active component and photosensitive resin composition using the same |
WO2008038550A1 (en) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Radiation-sensitive composition, method of forming silica-based coating film, silica-based coating film, apparatus and member having silica-based coating film and photosensitizing agent for insulating film |
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