JPH0611836A - レジスト塗布組成物 - Google Patents
レジスト塗布組成物Info
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- JPH0611836A JPH0611836A JP5059928A JP5992893A JPH0611836A JP H0611836 A JPH0611836 A JP H0611836A JP 5059928 A JP5059928 A JP 5059928A JP 5992893 A JP5992893 A JP 5992893A JP H0611836 A JPH0611836 A JP H0611836A
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Abstract
ルホン化合物、ニトロベンジル化合物およびスルホネー
ト化合物よりなる群から選ばれる感放射線性酸形成剤、
並びに3−メトキシプロピオン酸メチルおよび3−エト
キシプロピオン酸エチルから選ばれる少なくとも1種の
溶媒を含有するポジ型またはネガ型レジスト塗布組成
物。 【効果】 本発明のレジスト塗布組成物は、保存安定性
に優れ、良好なパターン形状を与えるレジスト塗布組成
物として好適である。また、本発明のレジスト塗布組成
物はi線などの紫外線、エキシマレーザーなどの遠紫外
線、シンクロトロン放射線などのX線、電子線などの荷
電粒子線といった、放射線のいずれにも対応できるの
で、今後さらに微細化が進行すると予想される半導体デ
バイス製造用のレジストとして有利に使用できる。
Description
関する。さらに詳しくは、特にi線または遠紫外線の如
き放射線を用いる超微細加工に有用なレジストとして好
適なレジスト塗布組成物に関する。
分野においては、集積回路のより高い集積度を得るため
に、リソグラフィーにおける加工サイズの微細化がさら
に進んでおり、近年では、0.5μm以下の微細加工を
安定的に行うことのできる技術が必要とされている。そ
のため、用いられるレジストにおいても、0.5μm以
下のパターンを精度良く形成することが必要である。そ
れ故、より波長の短い放射線を利用したリソグラフィー
技術が検討されている。
nm)に代表される紫外線、KrFエキシマレーザー
(248nm)に代表される遠紫外線、シンクロトロン
放射線に代表されるX線、電子線に代表される荷電粒子
線などを挙げることができる。近年、これらの放射線に
対応するレジストが種々提案されている。
射線の照射によって生成する酸の触媒作用により、現像
液に対する溶解性を変化させる反応を起こさせるレジス
トであり、この種のレジストは、通常、「化学増幅型レ
ジスト」と称されている。
に使用する場合、通常、感放射線性成分、皮膜形成性成
分などの各レジスト成分を溶媒に溶解したレジスト溶液
(以下、「レジスト塗布組成物」と称する)を調製し、
加工に供される基板上に回転塗布やロールコーターを用
いた塗布を行い、レジスト皮膜を形成させる。そのた
め、レジスト塗布組成物の塗布性や保存安定性といった
性能は、高度な微細加工を安定的に行う上で、必要不可
欠な性能である。また当該レジスト皮膜は、放射線を照
射することにより、微細加工に適したパターンを形成す
るが、この際のパターンの形状が微細加工の精度に重要
な影響を与え、矩形の形状が好ましいとされている。
ボラック樹脂とナフトキノンジアジド系感光剤を使用し
たレジストでは、レジスト塗布組成物を調製する際の溶
媒として、2−オキシプロピオン酸エチルなどのモノオ
キシモノカルボン酸エステルを用いることが知られてい
る。しかし、「化学増幅型レジスト」については、レジ
スト塗布組成物を調製する際の溶媒として、2−オキシ
プロピオン酸エチルを用いると、保存安定性の面で問題
がある。すなわち、2−オキシプロピオン酸エチルを溶
媒とする化学増幅型レジストは、レジスト溶液調製後の
時間経過によってレジストの感度および形成されるパタ
ーン形状がバラツクという問題がある。
なレジスト塗布組成物を提供することにある。本発明の
他の目的は、微細加工を安定的に行うことができ、保存
安定性に優れ、良好なパターン形状を与えるレジスト組
成物として好適なレジスト塗布組成物を提供することに
ある。
の調製後長時間経過した後においても、良好なレジスト
感度および優れたパターン形状を再現性良く与える、保
存安定性の優れたレジスト塗布組成物を提供することに
ある。本発明のさらに他の目的および利点は以下の説明
から明らかとなろう。
の上記目的および利点は、第1に、(a)アルカリ可溶
性樹脂(以下、「樹脂(A)」という)、(b)オニウ
ム塩化合物、ハロゲン含有化合物、スルホン化合物、ニ
トロベンジル化合物およびスルホネート化合物よりなる
群から選ばれる少なくとも1種の感放射線性酸形成剤、
(c)(a)のアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解性を
制御する性質を有し、そして酸の存在下で分解されて
(a)のアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解性制御効果
を低下もしくは消失する性質または(a)のアルカリ可
溶性樹脂のアルカリ溶解性を促進する性質を発現する化
合物(以下、「溶解制御剤」という)、および(d)3
−メトキシプロピオン酸メチル(以下、「MMP」とい
う)および3−エトキシプロピオン酸エチル(以下、
「EEP」という)から選ばれる少なくとも1種の溶媒
を含有することを特徴とするポジ型レジスト塗布組成物
(以下、「第1のレジスト塗布組成物」という)により
達成される。
および利点は、第2に、(ac)置換メチル基、1−置
換エチル基、シリル基、ゲルミル基、アルコキシカルボ
ニル基およびアシル基から選ばれる少なくとも1種の酸
分解性基を有するアルカリ不溶性または難溶性樹脂で、
上記の基が酸分解したときにアルカリ可溶性である樹脂
(以下、「樹脂(B)」という)、(b)オニウム塩化
合物、ハロゲン含有化合物、スルホン化合物、ニトロベ
ンジル化合物およびスルホネート化合物よりなる群から
選ばれる少なくとも1種の感放射線性酸形成剤、(d)
3−メトキシプロピオン酸メチル(MMP)および3−
エトキシプロピオン酸エチル(EEP)から選ばれる少
なくとも1種の溶媒を含有することを特徴とするポジ型
レジスト塗布組成物(以下、「第2のレジスト塗布組成
物」という)により達成される。
および利点は、第3に、(a)アルカリ可溶性樹脂(樹
脂(A))、(b)オニウム塩化合物、ハロゲン含有化
合物、スルホン化合物、ニトロベンジル化合物およびス
ルホネート化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1
種の感放射線性酸形成剤、(c’)酸の存在下で(a)
のアルカリ可溶性樹脂を架橋する化合物(以下、「架橋
剤」という)、および(d)3−メトキシプロピオン酸
メチル(MMP)および3−エトキシプロピオン酸エチ
ル(EEP)から選ばれる少なくとも1種の溶媒を含有
することを特徴とするネガ型レジスト塗布組成物(以
下、「第3のレジスト塗布組成物」という)により達成
される。
ついて説明する。
成物で使用される樹脂(A)は、アルカリ現像液に可溶
であるという性質を有するものである。従って、アルカ
リ現像液と親和性を示す官能基、例えばフェノール性水
酸基、カルボキシル基などの酸性官能基を有する樹脂で
あればよい。好適な樹脂(A)としては、例えば下記式
(1)
である、
(4)
08は、同一または異なり、水素原子または炭素数1〜4
のアルキル基である、
ばれる少なくとも1つの繰返し単位を含有する重合体を
挙げることができる。
(3)または式(4)で表わされる繰返し単位のみで構
成されてもよいし、またその他の繰返し単位を有しても
よい。ここにおけるその他の繰返し単位としては、例え
ば式(1)、式(2)または式(3)で表わされる繰返
し単位を含有する重合体の場合にはスチレン、メチルス
チレン、アルキル基の炭素数が1〜4のアルキル(メ
タ)アクリレート、無水マレイン酸、フマロニトリル、
アクリルアミド、アクリロニトリル、ビニルピリジン、
ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、ビニルアニリ
ンなどの二重結合を含有するモノマーの二重結合が開裂
した繰返し単位を挙げることができる。
式(3)および式(4)で表わされる繰返し単位の含有
量は含有されるその他の繰返し単位により一概に決定で
きないが、通常、15モル%以上、好ましくは20モル
%以上である。樹脂(A)の分子量は、ゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー(以下、「GPC」という)
で測定したポリスチレン換算重量平均分子量(以下、
「Mw」という)が、好ましくは1,000〜150,0
00、特に好ましくは3,000〜100,000であ
る。
ば対応するビニルモノマーを重合して得ることもできる
し、あるいはフェノール類とアルデヒド類を重縮合して
得ることもできる。これらの樹脂(A)のうち、式
(1)または式(2)で表わされる繰返し単位を含有す
る樹脂は、水素添加率が70%以下、好ましくは50%
以下、さらに好ましくは40%以下の水素添加物として
用いることもできる。
ては、上述の樹脂(A)の酸性官能基であるフェノール
性水酸基またはカルボキシル基の水素原子を置換メチル
基、1−置換エチル基、シリル基、ゲルミル基、アルコ
キシカルボニル基およびアシル基から選ばれる少なくと
も1種の酸分解性基(以下、「置換基B」とする)で置
換したアルカリ不溶性または難溶性樹脂が好ましい。こ
こで、酸分解性基とは酸の存在下で分解することが可能
な基のことをいう。
ル基、メチルチオメチル基、メトキシエトキシメチル
基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル
基、テトラヒドロチオピラニル基、テトラヒドロチオフ
ラニル基、ベンジルオキシメチル基、フェナシル基、ブ
ロモフェナシル基、メトキシフェナシル基、α−メチル
フェナシル基、シクロプロピルメチル基、シクロヘキシ
ル基、シクロペンチル基、ベンジル基、トリフェニルメ
チル基、ジフェニルメチル基、ブロモベンジル基、ニト
ロベンジル基、メトキシベンジル基、ピペロニル基など
の置換メチル基;1−メトキシエチル基、1−エトキシ
エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基、1,1−ジ
メチルプロピル基などの1−置換エチル基;トリメチル
シリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシ
リル基、イソプロピルジメチルシリル基、ジフェニルジ
メチルシリル基などのシリル基;トリメチルゲルミル
基、トリエチルゲルミル基、t−ブチルジメチルゲルミ
ル基、イソプロピルジメチルゲルミル基、フェニルジメ
チルゲルミル基などのゲルミル基;メトキシカルボニル
基、エトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基
などのアルコキシカルボニル基;および
基、ヘプタノイル基、ヘキサノイル基、バレリル基、ピ
バロイル基、イソバレリル基、ラウリロイル基、ミリス
トイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、オキサリ
ル基、マロニル基、スクシニル基、グルタリル基、アジ
ポイル基、ピペロイル基、スベロイル基、アゼラオイル
基、セバコイル基、アクリロイル基、プロピオロイル
基、メタクリロイル基、クロトノイル基、オレオイル
基、マレオイル基、フマロイル基、メサコノイル基、カ
ンホロイル基、ベンゾイル基、フタロイル基、イソフタ
ロイル基、テレフタロイル基、ナフトイル基、トルオイ
ル基、ヒドロアトロポイル基、アトロポイル基、シンナ
モイル基、フロイル基、テノイル基、ニコチノイル基、
イソニコチノイル基、p−トルエンスルホニル基、メシ
ル基などのアシル基を挙げることができる。
基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル
基、テトラヒドロチオフラニル基、テトラヒドロチオピ
ラニル基またはt−ブトキシカルボニル基が好ましい。
性官能基を介して行なわれる。置換基Bは、樹脂(A)
の全酸性官能基に対し、好ましくは15〜100%、さ
らに好ましくは20〜80%導入される。また、樹脂
(B)の分子量はGPCで測定したMwが好ましくは
1,000〜150,000、特に好ましくは3,000
〜100,000である。
カリ難溶性である。アルカリ難溶性とは、第2のレジス
ト塗布組成物を用いて形成されるレジスト皮膜にパター
ンを形成する際の好適なアルカリ現像条件において、当
該レジスト皮膜の代わりに樹脂(B)のみの皮膜を用い
て同様のアルカリ現像を行った場合に、樹脂(B)が初
期膜厚の50%以上の膜厚で、当該操作後に残存する性
質をいう。
線に感応して酸を発生する化合物は、オニウム塩化合
物、ハロゲン含有化合物、スルホン化合物、スルホネー
ト化合物またはニトロベンジル化合物である。具体的に
は以下に示す化合物を例示することができる。
塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム
塩、ピリジニウム塩などを挙げることができる。好まし
くは下記式(5)
(6)
(5)に同じである、
(7)
上記式(5)に同じである、
ら選ばれる少なくとも1種のオニウム塩化合物を挙げる
ことができる。
アルキル基含有炭化水素系化合物、ハロアルキル基含有
ヘテロ環状化合物などを挙げることができる。好ましく
は下記式(8)
ニル基、メトキシフェニル基、ナフチル基、メトキシナ
フチル基、クロロフェニル基、メチレンジオキシフェニ
ル基、スチリル基などの1価の有機基である、
たは異なり、水素原子、ハロゲン原子、メチル基、メト
キシ基または水酸基である、
る少なくとも1種のハロゲン含有化合物を挙げることが
できる。
スルホン、β−スルホニルスルホンなどを挙げることが
できる。好ましくは下記式(10)
ができる。
トロベンジルスルホネート化合物、ジニトロベンジルス
ルホネート化合物などを挙げることができる。好ましく
は下記式(11)
ることができる。
キルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エス
テル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホナー
トなどを挙げることができる。好ましくは下記式(1
2)
なり、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であ
り、そしてR27およびR28は、同一または異なり、水素
原子、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数6〜20
のアリール基である、
4のアルキル基であり、そしてR30およびR31は、同一
または異なり、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数
6〜20のアリール基であるか、あるいはR30とR31は
互いに結合してそれらが結合している炭素原子と一緒に
なって環を形成していてもよい、
炭素数6〜20のアリール基、トリクロロメチル基また
はトリフルオロメチル基である、
る少なくとも1種のスルホネート化合物を挙げることが
できる。
い。これら感放射線性酸形成剤の配合量は、上記樹脂
(A)または樹脂(B)100重量部に対して、好まし
くは1〜70重量部であり、より好ましくは3〜50重
量部、さらに好ましくは3〜20重量部である。1重量
部未満では、十分なパターン形成能力が得られ難く、ま
た70重量部を超えると、スカムを生じ易くなる。
る。該溶解制御剤は、それ自体がアルカリ可溶性樹脂の
アルカリ溶解性を制御する効果を有し、そして酸の存在
下で分解、例えば加水分解されてアルカリ可溶性樹脂の
アルカリ溶解性制御効果を低下もしくは消失する性質ま
たは樹脂(A)のアルカリ溶解性を促進する性質を発現
する化合物である。
に酸存在下にて分解しうる置換基を導入した化合物が挙
げられる。該置換基としては、例えば前記樹脂(B)に
て述べた置換基Bが挙げられる。
高分子化合物でもよい。例えば、下記式(15)
よく、置換メチル基、1−置換エチル基、シリル基、ゲ
ルミル基、アルコキシカルボニル基およびアシル基から
選ばれる少なくとも1種の酸分解性基であり、R33は、
同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜4のアルキル
基、フェニル基またはナフチル基であり、そしてlおよ
びmは、l+m≦6および1≦lを満たす0以上の整数
である、
(15)に同じであり、l、m、n、o、pおよびq
は、l+m≦5、o+n≦5、p+q≦5および1≦l
+n+pを満たす0以上の整数であり、そしてR36は水
素原子、炭素数1〜4のアルキル基またはフェニル基で
ある、
記式(17)に同じであり、そしてl、m、n、o、
p、q、rおよびsは、l+m≦5、o+n≦5、p+
q≦5、r+s≦4および1≦l+n+p+rを満たす
0以上の整数である、
る。
(B)と同じ化合物、すなわち置換メチル基、1−置換
エチル基、シリル基、ゲルミル基、アルコキシカルボニ
ル基およびアシル基から選ばれる少なくとも1種の酸分
解性基を有するアルカリ不溶性または難溶性樹脂で、上
記の基が酸分解したときにアルカリ可溶性である樹脂
も、同様に有利に使用できる。
塗布組成物において樹脂(A)100重量部に対して、
好ましくは5〜150重量部、さらに好ましくは5〜1
00重量部である。
該架橋剤は、酸、例えば放射線照射により生じた酸の存
在下で樹脂(A)を架橋する化合物である。上記性質を
有する化合物であれば、該架橋剤は特に限定されない
が、例えば架橋反応可能な置換基を有する芳香族化合物
を好適なものとして挙げることができる。
は、例えば下記式 −C(R37R38)−OR39 ここで、R37およびR38は、同一または異なり、水素原
子または炭素数1〜4のアルキル基を表わし、R39は水
素原子あるいは炭素数1〜5のアルキル基、炭素数7〜
20のアラルキル基、−NR40R41基(但し、R40およ
びR41は、同一または異なり、炭素数1〜4のアルキル
基、ヘテロ原子を含有あるいは非含有の原子数3〜8の
シクロ環を表わす)、−COR42基(但し、R42は炭素
数1〜4のアルキル基または炭素数6〜14のアリール
基を表わす)を表わす、
記式 −CO−R43 ここで、R43は水素原子または炭素数1〜4のアルキル
基を表わす、で表わされる基を有する芳香族化合物、下
記式 −CR44=CR45R46 ここで、R44、R45およびR46は、同一または異なり、
水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表わす、で
表わされる基を有する芳香族化合物、または下記式 −C(R47R48)R49 ここで、R47およびR48は、同一または異なり、水素原
子または炭素数1〜4のアルキル基を表わし、R49は、
酸素原子もしくは2価の硫黄原子、炭素原子および水素
原子からなる炭素数2〜5の三員環を表わす、で表わさ
れる基を有する芳香族化合物を挙げることができる。
えばグリシジルエーテル基、グリシジルエステル基、グ
リシジルアミノ基、メトキシメチル基、メチロール基、
エトキシメチル基、ベンジルオキシメチル基、ジメチル
アミノメチル基、ジエトキシメチルアミノ基、モルホリ
ノメチル基、アセトキシメチル基、ベンゾイロキシメチ
ル基、ホルミル基、アセチル基、ビニル基、イソプロペ
ニル基などが挙げられる。
しては、例えばビスフェノールA系エポキシ化合物、ビ
スフェノールF系エポキシ化合物、ビスフェノールS系
エポキシ化合物、ノボラック系エポキシ化合物、レゾー
ル樹脂系エポキシ化合物、ポリヒドロキシスチレン系エ
ポキシ化合物、メチロール基含有メラミン樹脂、メチロ
ール基含有ベンゾグアナミン樹脂、メチロール基含有ユ
リア樹脂、メチロール基含有フェノール樹脂、メチロー
ル基含有メラミン化合物、メチロール基含有フェノール
化合物、アルコキシメチル基含有メラミン樹脂、アルコ
キシメチル基含有ベンゾグアナミン樹脂、アルコキシメ
チル基含有ユリア樹脂、アルコキシメチル基含有フェノ
ール樹脂、アルコキシメチル基含有メラミン化合物、ア
ルコキシメチル基含有フェノール化合物、アセトキシメ
チル基含有メラミン樹脂、アセトキシメチル基含有ベン
ゾグアナミン樹脂、アセトキシメチル基含有ユリア樹
脂、アセトキシメチル基含有フェノール樹脂、アセトキ
シメチル基含有メラミン化合物、アセトキシメチル基含
有フェノール化合物などが挙げられる。
脂、メチロール基含有フェノール化合物、メトキシメチ
ル基含有メラミン化合物、メトキシメチル基含有フェノ
ール化合物およびアセトキシメチル基含有フェノール化
合物が好ましく、さらに好ましくはメトキシメチル基含
有メラミン化合物である。該化合物の具体例としては、
三井サイアナミッド社製CYMEL300、CYMEL
301、CYMEL303、CYMEL305などが挙
げられる。
記に示す架橋反応可能な置換基で修飾して、架橋剤とし
ての性質を付与したものを有利に使用できる。その場合
の導入率は、樹脂(A)の酸性官能基の総量に対し、通
常、5〜60%、好ましくは10〜50%、さらに好ま
しくは15〜40%になるように調整される。5%以下
では、十分な架橋反応を起こすことが困難で残膜率の低
下、パターンの蛇行、膨潤などを招きやすい。また、6
0%以上では、樹脂(A)のアルカリ可溶性の低下を招
き現像性が悪化する傾向にある。
部に対して、好ましくは5〜95重量部、特に好ましく
は15〜85重量部、さらに好ましくは20〜75重量
部である。5重量部以下では、十分な架橋反応を起こす
ことが困難で残膜率の低下、パターンの蛇行、膨潤など
を招きやすい。また、95重量部以上では、スカムが多
く現像性が悪化する傾向にある。
は両方が用いられる。かかる溶剤は、第1、第2および
第3のレジスト塗布組成物に優れた保存安定性を付与
し、調製後長時間経過したのちにおいても、良好なレジ
スト感度および優れたパターン形状を再現性良く与える
上記レジスト塗布組成物を可能とする。
(B)100重量部に対して、通常、20〜3,000
重量部、好ましくは50〜3,000重量部、さらに好
ましくは100〜2,000重量部である。
EEPの溶剤に、他の溶剤を、溶剤全量の、例えば70
重量%未満、好ましくは50重量%未満、特に好ましく
は30重量%未満の範囲で混合することができる。
(i) (R50O)nR51COOR52 ... (i) ここで、R50は水素原子または炭素数1〜4の1価の炭
化水素基であり、R51は炭素数1〜4の2価または3価
の炭化水素基であり、R52は炭素数1〜4の1価の炭化
水素基であり、そしてnは1または2である。但し、R
50とR52がメチル基であり、そしてR51が炭素数2の炭
化水素基であること、並びにR50とR52がエチル基であ
り、そしてR51が炭素数2の炭化水素基であることはな
い、で表わされる化合物を挙げることができる。
は、例えば直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基が好ま
しい。また、炭素数1〜4の2価または3価の炭化水素
基としては、例えば2価または3価の直鎖状もしくは分
岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましい。
シ酢酸メチル、メトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸メチ
ル、プロポキシ酢酸メチル、ブトキシ酢酸メチル、ヒド
ロキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸
エチル、プロポキシ酢酸エチル、ブトキシ酢酸エチル、
プロポキシ酢酸プロピル、ブトキシ酢酸ブチルなどのヒ
ドロキシ酢酸アルキルまたはその誘導体;
メトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン
酸メチル、2−プロポキシプロピオン酸メチル、2−ブ
トキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン
酸エチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−エト
キシプロピオン酸エチル、2−プロポキシプロピオン酸
エチル、2−ブトキシプロピオン酸エチル、2−プロポ
キシプロピオン酸プロピル、2−ブトキシプロピオン酸
ブチルなどの2−ヒドロキシプロピオン酸アルキルまた
はその誘導体;
エトキシプロピオン酸メチル、3−プロポキシプロピオ
ン酸メチル、3−ブトキシプロピオン酸メチル、3−ヒ
ドロキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン
酸エチル、3−プロポキシプロピオン酸エチル、3−ブ
トキシプロピオン酸エチル、3−プロポキシプロピオン
酸プロピル、3−ブトキシプロピオン酸ブチルなどの3
−ヒドロキシプロピオン酸アルキルまたはその誘導体;
3,3−ジヒドロキシプロピオン酸メチル、3,3−ジメ
トキシプロピオン酸メチル、3,3−ジエトキシプロピ
オン酸メチル、3,3−ジプロポキシプロピオン酸メチ
ル、3,3−ジブトキシプロピオン酸メチル、3,3−ジ
ヒドロキシプロピオン酸エチル、3,3−ジメトキシプ
ロピオン酸エチル、3,3−ジエトキシプロピオン酸エ
チル、3,3−ジプロポキシプロピオン酸エチル、3,3
−ジブトキシプロピオン酸エチルなどの3,3−ジヒド
ロキシプロピオン酸アルキルまたはその誘導体;
酪酸メチル、4−エトキシ酪酸メチル、4−プロポキシ
酪酸メチル、4−ヒドロキシ酪酸エチル、4−メトキシ
酪酸エチル、4−エトキシ酪酸エチル、4−プロポキシ
酪酸エチルなどの4−ヒドロキシ酪酸アルキルまたはそ
の誘導体;4,4−ジヒドロキシ酪酸メチル、4,4−ジ
メトキシ酪酸メチル、4,4−ジエトキシ酪酸メチル、
4,4−ジプロポキシ酪酸メチル、4,4−ジヒドロキシ
酪酸エチル、4,4−ジメトキシ酪酸エチル、4,4−ジ
エトキシ酪酸エチル、4,4−ジプロポキシ酪酸エチル
などの4,4−ジヒドロキシ酪酸アルキルまたはその誘
導体;
シ吉草酸メチル、5−エトキシ吉草酸メチル、5−プロ
ポキシ吉草酸メチル、5−ヒドロキシ吉草酸エチル、5
−メトキシ吉草酸エチル、5−エトキシ吉草酸エチル、
5−プロポキシ吉草酸エチルなどの5−ヒドロキシ吉草
酸アルキルまたはその誘導体;5,5−ジヒドロキシ吉
草酸メチル、5,5−ジメトキシ吉草酸メチル、5,5−
ジエトキシ吉草酸メチル、5,5−ジプロポキシ吉草酸
メチル、5,5−ジヒドロキシ吉草酸エチル、5,5−ジ
メトキシ吉草酸エチル、5,5−ジエトキシ吉草酸エチ
ル、5,5−ジプロポキシ吉草酸エチルなどの5,5−ジ
ヒドロキシ吉草酸アルキルまたはその誘導体などを挙げ
ることができる。
表わされる化合物の他に、さらに、例えばジエチレング
リコ−ルジメチルエ−テル、ジエチレングリコ−ルジエ
チルエ−テル、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエ
ーテルなどのエーテル類;ピルビン酸メチル、ピルビン
酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ベンジル、安
息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチ
ル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクト
ンなどのエステル類;メチルエチルケトン、シクロヘキ
サノン、ジイソブチルケトン、アセトニルアセトン、イ
ソホロン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプ
タノンなどのケトン類;N−メチルピロリドン、N,N
−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミ
ドなどのアミド類;1−オクタノール、1−ノナノー
ル、ベンジルアルコールなどのアルコール類;エチレン
グリコ−ルモノメチルエ−テル、エチレングリコ−ルモ
ノエチルエ−テル、ジエチレングリコ−ルモノメチルエ
−テル、ジエチレングリコ−ルモノエチルエ−テルなど
のジオールのモノエ−テル類およびエチレングリコ−ル
モノメチルエ−テルアセテ−ト、エチレングリコ−ルモ
ノエチルエ−テルアセテ−ト、プロピレングリコ−ルモ
ノメチルエ−テルアセテ−ト、プロピレングリコ−ルモ
ノエチルエ−テルアセテ−トなどのジオールのエ−テル
エステル類を挙げることができる。
て、種々の添加剤を配合することができる。このような
添加剤としては、例えば塗布性、ストリエーションや乾
燥塗膜形成後の放射線照射部の現像性などを改良するた
めの界面活性剤を挙げることができる。この界面活性剤
としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテ
ル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキ
シエチレンオレイルエーテル、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、ポリエチレングリコールジラウレー
ト、ポリエチレングリコールジステアレート、市販品と
しては、例えばエフトップEF301、EF303,E
F352(トーケムプロダクツ(株)製)、メガファッ
クF171、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−38
2、SC101、SC102、SC103、SC10
4、SC105、SC106(旭硝子(株)製)、KP
341(信越化学工業(株)製)、ポリフローNo.7
5、No.95(共栄社油脂化学工業(株)製)などが
用いられる。
樹脂(B)100重量部当り、通常、2重量部以下であ
る。その他の添加剤としては、アゾ系化合物またはアミ
ン系化合物からなるハレーション防止剤、接着助剤、保
存安定剤、消泡剤などを挙げることができる。
たは樹脂(B)、感放射線性酸形成剤および必要により
配合される各種添加剤を、それぞれ必要量で上記溶剤に
溶解させることによって調製される。
コンウェハーなどの基板上に塗布し、乾燥することによ
ってレジスト膜を形成する。この場合、基板上への塗布
は、例えば本発明の組成物を調製し、濾過した後、これ
を回転塗布、流し塗布、ロ−ル塗布などにより塗布する
ことによって行われる。
を形成するために部分的に放射線が照射される。用いら
れる放射線には、例えばi線などの紫外線、エキシマレ
ーザーなどの遠紫外線、シンクロトロン放射線などのX
線、電子線などの荷電粒子線が、使用される感放射線性
酸形成剤の種類に応じて用いられる。放射線量などの照
射条件は、組成物の配合組成、各添加剤の種類などに応
じて適宜決定される。
度等を向上させるために、放射線照射後に加熱を行なう
ことが好適である。この加熱条件は、組成物の配合組
成、各添加剤の種類などによって異なるが、通常、30
〜200℃、好ましくは50〜150℃である。
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、メタケイ酸ナトリウ
ム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミ
ン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエ
チルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノ−
ルアミン、トリエタノ−ルアミン、テトラメチルアンモ
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、ピロ−ル、ピペリジン、1,8−ジアザビシク
ロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシ
クロ−[4.3.0]−5−ノナンなどを溶解してなるア
ルカリ性水溶液などを使用することができる。
ばメタノ−ル、エタノ−ルなどのアルコ−ル類や界面活
性剤を適宜添加したアルカリ性水溶液を現像液として使
用することもできる。
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例中、各種の特性は、次のようにして評価した。Mw 東ソー(株)製GPCカラム(G2000HXL 2本、
G3000HXL 1本、G4000XL 1本)を用い、流
量1.0ml/分、溶出溶媒テトラヒドロフラン、カラ
ム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準
とするゲルパーミエーションクロマトグラフ法により測
定した。
にパターン形成できる放射線照射量を感度とした。単位
はmJ/cm2で示した。膜減り量 テンコール社製α−ステップにて現像前後のレジスト膜
厚を測定して算出した。
溶解して、t−ブトキシカリウム10gを添加し、攪拌
下、0℃において、ジ−t−ブチルジカルボネート60
gを滴下し、4時間反応させた。反応終了後、この溶液
を水中に滴下し、析出した樹脂を真空乾燥器にて50℃
で一晩乾燥した。得られた樹脂は、Mwが15,000
で、NMR測定の結果からフェノール性水酸基の水素原
子の29%がt−ブトキシカルボニル基で置換された構
造であった。この樹脂を樹脂(I)とする。
t−ブチル−α−ブロモ酢酸27g、炭酸カリウム10
gおよびよう化カリウム9gを添加し、攪拌下、還流を
続けながら、7時間反応させた。反応終了後、この溶液
を水中に滴下し、析出した樹脂を真空乾燥器にて50℃
で一晩乾燥した。得られた樹脂は、Mwが18,000
で、NMR測定の結果からフェノール性水酸基の水素原
子の22%がt−ブチル酢酸残基で置換された構造であ
った。この樹脂を樹脂(II)とする。
て、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン30gとp−トル
エンスルホン酸0.1gを添加し、攪拌下、5℃におい
て4時間反応した。反応後、この溶液を蒸留水と混合
し、分液ロートを用いてp−トルエンスルホン酸を抽出
した後、ヘキサン中に滴下し、析出した樹脂を真空乾燥
器にて50℃で一晩乾燥した。得られた樹脂は、Mwが
14,000で、NMR測定の結果からフェノール性水
酸基の28%がテトラヒドロピラニル基で置換された構
造であった。この樹脂を樹脂(III)とする。
て、ヘキサメチルジシラザン14gを添加し、還流下6
時間反応させた後、反応溶液を減圧下乾固させた。得ら
れた樹脂は、Mwが23,000で、NMR測定の結果
からフェノール性水酸基の49%がトリメチルシリル基
で置換された構造であった。この樹脂を樹脂(IV)と
する。
えて、トリス(トリメチルゲルミル)アミン33gを用
いた以外は合成例4と同様の操作を行った。得られた樹
脂は、Mwが24,000で、NMR測定の結果からフ
ェノール性水酸基の52%がトリメチルゲルミル基で置
換された構造であった。この樹脂を樹脂(V)とする。
塩化アセチル6gを添加した後、攪拌下、5℃において
トリエチルアミン8gを徐々に滴下して反応させた。そ
の後、濾過した反応溶液を水中に滴下し、析出した樹脂
を真空乾燥器にて50℃で一晩乾燥した。得られた樹脂
は、Mwが19,000で、NMR測定の結果からフェ
ノール性水酸基の24%がアセチル基で置換された構造
であった。この樹脂を樹脂(VI)とする。
よびアゾビスイソブチロニトリル1.6gをジオキサン
330に溶解し、内温を70℃に保ちながら窒素雰囲気
下で12時間反応を行った。反応後、再沈処理を行い未
反応モノマーを除去し、ポリ(p−t−ブトキシスチレ
ン−スチレン)共重合樹脂を得た。引き続き、この樹脂
を酸により加水分解し、Mwが18,000のポリ(p
−ヒドロキシスチレン−スチレン)共重合樹脂180g
を得た。NMRで共重合比を求めたところ、p−ヒドロ
キシスチレン:スチレン=85:15(モル比)であっ
た。この樹脂を樹脂(VII)とする。
の全酸基のモル数に対して2倍量のジ−t−ブチルジカ
ーボネートと0.3倍量のトリエチルアミンを添加し、
還流下6時間反応させた。その後、反応溶液を水中に滴
下し、生じた沈澱を真空乾燥器にて50℃で一晩乾燥さ
せた。このようにして後に図示する溶解制御剤(a)を
得た。
する溶解制御剤(b)〜(e)で示される化合物のt−
ブトキシカルボニル基が水素原子である化合物を用い、
合成例8と同様の操作を行うことにより、後に図示する
溶解制御剤(b)〜(e)を得た。
される他の成分を混合し、0.2μmのフィルターで精
密濾過することにより異物を除去して、レジスト塗布組
成物を得た。得られたレジスト塗布組成物を、シリコン
ウェハー上に回転塗布した後に、100℃で2分間ベー
キングを行い、形成されたレジスト膜にマスクを介して
放射線照射した。ここで、放射線照射にはアドモンサイ
エンス社製のKrFエキシマレーザー照射装置(MBK
−400TL−N)を用いた。その後110℃で2分間
ベーキングを行い、テトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド2.38重量%水溶液で60秒間、23℃にて現像
し、次いで水で30秒間リンスすることにより、レジス
トパターンを形成した。なお、レジスト塗布組成物を用
いたレジストパターンの形成は、同一組成物について調
製直後と調製30日後のものについて行った。得られた
結果を表1および表2に示した。
(重量比)は次のとおりである。 実施例1、3、5および比較例1、6:樹脂100、酸
発生剤3、溶剤420 実施例2、4、6、22:樹脂100、酸発生剤5、溶
剤420 実施例7〜21および比較例2〜5、7〜10:樹脂1
00、酸発生剤3、溶解制御剤または架橋剤35、溶剤
400
制御剤、架橋剤および溶剤は次のとおりである。
定性に優れ、良好なパターン形状を与えるレジスト塗布
組成物として好適である。また、本発明のレジスト塗布
組成物はi線などの紫外線、エキシマレーザーなどの遠
紫外線、シンクロトロン放射線などのX線、電子線など
の荷電粒子線といった、放射線のいずれにも対応できる
ので、今後さらに微細化が進行すると予想される半導体
デバイス製造用のレジストとして有利に使用できる。
Claims (3)
- 【請求項1】 (a)アルカリ可溶性樹脂、(b)オニ
ウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、スルホン化合物、
ニトロベンジル化合物およびスルホネート化合物よりな
る群から選ばれる少なくとも1種の感放射線性酸形成
剤、(c)(a)のアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解
性を制御する性質を有し、そして酸の存在下で分解され
て(a)のアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解性制御効
果を低下もしくは消失する性質または(a)のアルカリ
可溶性樹脂のアルカリ溶解性を促進する性質を発現する
化合物、および(d)3−メトキシプロピオン酸メチル
および3−エトキシプロピオン酸エチルから選ばれる少
なくとも1種の溶媒を含有することを特徴とするポジ型
レジスト塗布組成物。 - 【請求項2】 (ac)置換メチル基、1−置換エチル
基、シリル基、ゲルミル基、アルコキシカルボニル基お
よびアシル基から選ばれる少なくとも1種の酸分解性基
を有するアルカリ不溶性または難溶性樹脂で、上記の基
が酸分解したときにアルカリ可溶性である樹脂、(b)
オニウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、スルホン化合
物、ニトロベンジル化合物およびスルホネート化合物よ
りなる群から選ばれる少なくとも1種の感放射線性酸形
成剤、(d)3−メトキシプロピオン酸メチルおよび3
−エトキシプロピオン酸エチルから選ばれる少なくとも
1種の溶媒を含有することを特徴とするポジ型レジスト
塗布組成物。 - 【請求項3】 (a)アルカリ可溶性樹脂、(b)オニ
ウム塩化合物、ハロゲン含有化合物、スルホン化合物、
ニトロベンジル化合物およびスルホネート化合物よりな
る群から選ばれる少なくとも1種の感放射線性酸形成
剤、(c’)酸の存在下で(a)のアルカリ可溶性樹脂
を架橋する化合物、および(d)3−メトキシプロピオ
ン酸メチルおよび3−エトキシプロピオン酸エチルから
選ばれる少なくとも1種の溶媒を含有することを特徴と
するネガ型レジスト塗布組成物。
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JP4-94956 | 1992-03-23 | ||
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6586152B1 (en) | 1999-06-10 | 2003-07-01 | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | Agent for reducing substrate dependence |
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WO2018052028A1 (ja) * | 2016-09-13 | 2018-03-22 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 化合物、樹脂、組成物及びパターン形成方法 |
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-
1993
- 1993-03-19 JP JP05992893A patent/JP3334112B2/ja not_active Expired - Lifetime
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