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JP3444326B2 - Positive resist composition for far ultraviolet - Google Patents

Positive resist composition for far ultraviolet

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JP3444326B2
JP3444326B2 JP35379595A JP35379595A JP3444326B2 JP 3444326 B2 JP3444326 B2 JP 3444326B2 JP 35379595 A JP35379595 A JP 35379595A JP 35379595 A JP35379595 A JP 35379595A JP 3444326 B2 JP3444326 B2 JP 3444326B2
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positive resist
positive
far
ultraviolet
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、(メタ)アクリル
系ポリマー、光酸発生剤及び溶解抑止剤を含有する遠紫
外線用ポジ型レジスト組成物に関する。より詳しくは、
高解像度の遠紫外線用ポジ型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 deep UV positive resist composition containing a (meth) acrylic polymer, a photoacid generator and a dissolution inhibitor. For more details,
The present invention relates to a high-resolution positive resist composition for deep ultraviolet rays.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路を製造する際のフォトリ
ソグラフ工程においては、回路のデザインルール(解像
度)が0.6〜0.7μm程度までは、いわゆるg線
(436nm)又はi線(365nm)を露光光とし、
耐ドライエッチング性の良好な芳香環を有するフェノー
ルノボラック樹脂と、溶解抑制機能を有する感光剤とし
てナフトキノンジアジドとからなる樹脂組成物等をポジ
型レジストとして使用している。
2. Description of the Related Art In a photolithographic process for manufacturing a semiconductor integrated circuit, a so-called g-line (436 nm) or i-line (365 nm) is used up to a circuit design rule (resolution) of about 0.6 to 0.7 μm. As the exposure light,
A resin composition comprising a phenol novolac resin having an aromatic ring having good dry etching resistance and naphthoquinonediazide as a photosensitizer having a dissolution suppressing function is used as a positive resist.

【0003】ところで、半導体集積回路の集積度を更に
向上させるために、近年では、回路のデザインルールを
0.5μm以下とすることが求められるようになってい
る。このため、露光光として更に波長の短い遠紫外線
光、例えばKrFエキシマレーザーからの248nmの
遠紫外線やArFエキシマレーザーからの193nmの
遠紫外線を、従来のフェノールノボラック樹脂−ナフト
キノンジアジド系のポジ型レジストに適用することが試
みられた。
By the way, in order to further improve the degree of integration of semiconductor integrated circuits, in recent years, it has been required to set the circuit design rule to 0.5 μm or less. Therefore, far-ultraviolet light having a shorter wavelength such as far-ultraviolet light of 248 nm from a KrF excimer laser or 193 nm far-ultraviolet light from an ArF excimer laser is used as exposure light for a conventional phenol novolac resin-naphthoquinone diazide-based positive resist. Attempted to apply.

【0004】しかし、そのようなポジ型レジストは、そ
れに含有されているフェノールノボラック樹脂が遠紫外
線領域(Deep UV領域)において透明ではなく、特に19
3nmにおいてはかなりの吸収を有するために、レジス
ト塗膜の露光部の表層部分は現像液(テトラメチルアン
モニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液等)に
溶解するが、露光部の下層部分にまでは露光光が十分な
到達しないために溶解せずもしくは不完全にしか溶解し
ないという問題があった。そのため、遠紫外線を用いて
解像度を向上させることが実質的に不可能であった。
However, in such a positive resist, the phenol novolac resin contained therein is not transparent in the deep ultraviolet region (Deep UV region), and in particular, 19
Since it has a considerable absorption at 3 nm, the surface layer portion of the exposed portion of the resist coating film is dissolved in a developing solution (tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution or the like), but the exposure light reaches the lower layer portion of the exposed portion. However, there was a problem in that it did not dissolve or did not dissolve completely because it did not reach enough. Therefore, it is practically impossible to improve the resolution by using deep ultraviolet rays.

【0005】そこで、フェノールノボラック樹脂に代え
て、193nmの遠紫外線の透過率の高いメタクリル系
樹脂あるいはアクリル系樹脂(以下(メタ)アクリル系
樹脂)を使用することが考えられる。しかし、単にフェ
ノールノボラック樹脂に代えて(メタ)アクリル系樹脂
を使用しても十分な感度が得られないという問題があ
る。そのため、(メタ)アクリル系樹脂に化学増幅修飾
を加えることにより感度を向上させることが行われてい
る。例えば、(メタ)アクリル系樹脂のカルボキシル基
に、酸脱離性の保護基(例えば、t−ブチルエステル
基)を導入(化学増幅修飾)したものと、光照射により
酸を発生する光酸発生剤とから化学増幅ポジ型レジスト
組成物を構成することが行われている。この場合、レジ
スト塗膜に光が照射されると、光酸発生剤が酸を発生
し、その酸により(メタ)アクリル系樹脂のカルボキシ
ル基の保護基が脱離して遊離のカルボキシル基が生成す
る。その結果、光が照射されたレジスト塗膜のアルカリ
現像液に対する溶解性が飛躍的に高まり、レジストの感
度が向上することとなる。しかし、このような(メタ)
アクリル系樹脂を含有する化学増幅ポジ型レジスト組成
物は、従来のフェノールノボラック樹脂を含有するポジ
型レジスト組成物に比べてドライエッチング耐性が不十
分という問題がある。
Therefore, it is conceivable to use a methacrylic resin or an acrylic resin (hereinafter referred to as a (meth) acrylic resin) having a high transmittance for far ultraviolet rays of 193 nm instead of the phenol novolac resin. However, there is a problem that sufficient sensitivity cannot be obtained even if a (meth) acrylic resin is used instead of the phenol novolac resin. Therefore, the sensitivity is improved by adding a chemical amplification modification to the (meth) acrylic resin. For example, a carboxyl group of a (meth) acrylic resin into which an acid-eliminating protective group (eg, t-butyl ester group) is introduced (chemical amplification modification), and a photoacid generator that generates an acid by light irradiation. A chemically amplified positive resist composition is formed from the agent. In this case, when the resist coating film is irradiated with light, the photo-acid generator generates an acid, and the acid desorbs the protective group of the carboxyl group of the (meth) acrylic resin to generate a free carboxyl group. . As a result, the solubility of the resist coating film irradiated with light in an alkali developing solution is dramatically increased, and the sensitivity of the resist is improved. But like this (meta)
The chemically amplified positive resist composition containing an acrylic resin has a problem that its dry etching resistance is insufficient as compared with a positive resist composition containing a conventional phenol novolac resin.

【0006】そのため、最近、化学増幅修飾を施した
(メタ)アクリル系樹脂と光酸発生剤とに加えて、ドラ
イエッチング耐性にも優れたコレステロール誘導体を溶
解抑止剤として添加したポジ型レジスト組成物も提案さ
れている(J.Photopolymer Sci.,Technol.,8(4),623(199
5))。
Therefore, recently, in addition to a chemically amplified (meth) acrylic resin and a photoacid generator, a positive resist composition containing a cholesterol derivative excellent in dry etching resistance as a dissolution inhibitor is added. (J. Photopolymer Sci., Technol., 8 (4), 623 (199)
Five)).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような化学増幅タイプの(メタ)アクリル系樹脂と光
酸発生剤とコレステロール誘導体とからなるポジ型レジ
スト組成物を、露光光として193nmのArFエキシ
マレーザー光を使用してフォトリソグラフ技術を適用し
た場合、解像力(L(line)/S(space))は約0.25
μmまで向上させることができたが、それ以上に解像力
を向上させることが非常に困難となっていた。
However, a positive resist composition comprising the above-mentioned chemical amplification type (meth) acrylic resin, a photo-acid generator and a cholesterol derivative is used as an exposure light for ArF excimer of 193 nm. When applying photolithography technology using laser light, the resolution (L (line) / S (space)) is about 0.25.
Although it was possible to improve to μm, it was very difficult to further improve the resolution.

【0008】本発明は以上の従来の技術の問題点を解決
しようとするものであり、ドライエッチング耐性に優
れ、しかもL/Sが0.25μm未満となるような高い
解像力を示す遠紫外線用ポジ型レジスト組成物を提供す
ることを目的とする。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art and is a positive electrode for deep ultraviolet rays which is excellent in dry etching resistance and has a high resolving power such that L / S is less than 0.25 μm. An object is to provide a type resist composition.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、コレステロ
ール誘導体に代えて、溶解抑止剤として特定の光消色性
化合物を使用することにより、ポジ型レジスト組成物の
ドライエッチング耐性を維持しながらも解像力を向上さ
せることができることを見出し、本発明を完成させるに
至った。
The present inventor uses a specific photobleaching compound as a dissolution inhibitor instead of a cholesterol derivative while maintaining the dry etching resistance of a positive resist composition. Also found that the resolving power can be improved, and completed the present invention.

【0010】即ち、本発明は、(メタ)アクリル系ポリ
マー、光酸発生剤及び溶解抑止剤を含有する遠紫外線用
ポジ型レジスト組成物において、溶解抑止剤がビタミン
A類又はビタミンD類から選択される光消色性化合物の
少なくとも1種であることを特徴とする遠紫外線用ポジ
型レジスト組成物を提供する。
That is, the present invention is a positive resist composition for deep ultraviolet rays containing a (meth) acrylic polymer, a photoacid generator and a dissolution inhibitor, wherein the dissolution inhibitor is selected from vitamins A or vitamins D. A far-ultraviolet positive resist composition comprising at least one photobleachable compound.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.

【0012】本発明の遠紫外線用ポジ型レジスト組成物
においては、溶解抑止剤としてビタミンA類又はビタミ
ンD類から選択される光消色性化合物の少なくとも1種
を使用する。
In the deep UV positive resist composition of the present invention, at least one photobleaching compound selected from vitamins A or vitamins D is used as a dissolution inhibitor.

【0013】ここで、ビタミンA類又はビタミンD類か
ら選択される光消色性化合物とは、遠紫外線、特に19
3nmの紫外線を照射された場合に、当初は紫外線を吸
収するが徐々に紫外線を吸収する程度が低下する性質
(消色性)を有するものである。このような消色性は、
ビタミンA類やビタミンD類の分子内の共役系が光によ
り反応するために生ずると考えられる。このため、光消
色性化合物を含有するポジ型レジスト組成物からなるレ
ジスト塗膜に遠紫外線で露光させると、露光部の光透過
率が周囲の非露光部の光透過率よりも経時的に高くな
り、このため露光部と非露光部との間の光透過率のコン
トラストを大きくすることができ、ポジ型レジストの解
像力を向上させることができる。
Here, the photobleaching compound selected from vitamins A or vitamins D means deep ultraviolet rays, especially 19
When it is irradiated with 3 nm ultraviolet light, it has a property of initially absorbing the ultraviolet light but gradually decreasing the degree of absorbing the ultraviolet light (decoloring property). Such decoloring property is
It is considered that the conjugate system in the molecules of vitamins A and vitamins D is caused by the reaction with light. Therefore, when a resist coating film made of a positive resist composition containing a photo-bleaching compound is exposed to deep ultraviolet rays, the light transmittance of the exposed area is longer than the light transmittance of the surrounding non-exposed area. Therefore, the contrast of the light transmittance between the exposed portion and the non-exposed portion can be increased, and the resolution of the positive resist can be improved.

【0014】また、ビタミンA類やビタミンD類は、脂
環式化合物であるためにコレステロール誘導体と同様に
良好なドライエッチング耐性をレジスト組成物に付与す
ることができる。
Further, since vitamins A and vitamins D are alicyclic compounds, they can impart good dry etching resistance to the resist composition as well as a cholesterol derivative.

【0015】本発明において溶解抑止剤として好ましく
使用できるビタミンA類としては、式(1)〜(3)
In the present invention, vitamins A which can be preferably used as a dissolution inhibitor are represented by the formulas (1) to (3)

【0016】[0016]

【化4】 (式(1)においてアルデヒド基は低級モノアルカノー
ル(例えばメタノール、エタノール等)又は低級ジアル
カノール(例えばエチレングリコール等)でアセタール
化されていてもよく、式(2)においてR1は水素原子
又は低級アルキル(例えば、メチル、エチル、ブチル、
t−ブチル等)であり、式(3)においてR2は水素原
子、低級アルコキシカルボニル(例えば、メトキシカル
ボニル、エトキシカルボニル、ブトキシカルボニル、t
−ブトキシカルボニル等)又は低級アルカノイル(例え
ば、アセチル、プロピオニル、ピバロイル等)であ
る。)で表されるものを挙げることができる。ここで、
1としては酸で脱離しやすいt−ブチルが好ましい。
同様に、R2としてはt−ブトキシカルボニル又はピバ
ロイルが好ましい。
[Chemical 4] (In the formula (1), the aldehyde group may be acetalized with a lower monoalkanol (eg, methanol, ethanol, etc.) or a lower dialkanol (eg, ethylene glycol, etc.), and in the formula (2), R 1 is a hydrogen atom or a lower atom. Alkyl (eg, methyl, ethyl, butyl,
t-butyl and the like), and in the formula (3), R 2 is a hydrogen atom, a lower alkoxycarbonyl (eg, methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, butoxycarbonyl, t
-Butoxycarbonyl etc.) or lower alkanoyl (eg acetyl, propionyl, pivaloyl etc.). ) Can be mentioned. here,
R 1 is preferably t-butyl, which is easily removed by an acid.
Similarly, R 2 is preferably t-butoxycarbonyl or pivaloyl.

【0017】また、ビタミンD類としては、式(4)〜
(7)
Further, as vitamin Ds, formulas (4) to
(7)

【0018】[0018]

【化5】 [Chemical 5]

【0019】[0019]

【化6】 (式(4)〜(7)においてR3、R4、R5及びR6は、
それぞれ独立的に水素原子、低級アルコキシカルボニル
(例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、
ブトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル等)又は
低級アルカノイル(アセチル、プロピオニル、ピバロイ
ル等)である。)で表されるものを挙げることができ
る。ここで、R3、R4、R5及びR6としては、酸で脱離
しやすいt−ブトキシカルボニル又はピバロイルが好ま
しい。
[Chemical 6] (In the formulas (4) to (7), R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are
Each independently a hydrogen atom, lower alkoxycarbonyl (eg, methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl,
Butoxycarbonyl, t-butoxycarbonyl, etc.) or lower alkanoyl (acetyl, propionyl, pivaloyl, etc.). ) Can be mentioned. Here, R 3, examples of R 4, R 5 and R 6, is easily eliminated t- butoxycarbonyl or pivaloyl is preferable acid.

【0020】なお、上述のようなビタミンA類とビタミ
ンD類との間では、より高い解像力を実現することがで
きる点からビタミンD類を溶解抑止剤として使用するこ
とが好ましい。
In addition, it is preferable to use vitamin D as a dissolution inhibitor from the viewpoint that higher resolution can be realized between vitamin A and vitamin D as described above.

【0021】本発明において、光消色性の溶解抑止剤の
紫外線用ポジ型レジスト組成物の固形分中における含有
量は、少なすぎると溶解抑止が不十分となって現像時の
膜へりが大きくなり、多すぎると残渣が発生したり感度
が低下したりして現像レートが低下するので、好ましく
は5〜40重量%、より好ましくは10〜30重量%で
ある。
In the present invention, when the content of the photobleaching dissolution inhibitor in the solid content of the positive resist composition for ultraviolet rays is too small, the dissolution inhibition is insufficient and the film edge during development is large. If the amount is too large, residues are generated and the sensitivity is lowered to lower the development rate. Therefore, it is preferably 5 to 40% by weight, more preferably 10 to 30% by weight.

【0022】本発明の紫外線用ポジ型レジスト組成物に
おいて使用する(メタ)アクリル系ポリマーとしては、
メタクリル酸、アクリル酸、あるいはそれらのエステル
類を重合させたものを使用することができる。中でも、
レジスト塗膜の機械的性質を向上させることのできるメ
チルメタクリレートと、アルカリ現像性とガラス転移点
とを向上させることのできるメタクリル酸とからなるコ
ポリマーを使用することが好ましい。この場合、メチル
メタクリレート20〜70重量%及びメタクリル酸30
〜80重量%からなるコポリマーを使用することが好ま
しい。
As the (meth) acrylic polymer used in the positive resist composition for ultraviolet rays of the present invention,
Methacrylic acid, acrylic acid, or those obtained by polymerizing esters thereof can be used. Above all,
It is preferable to use a copolymer composed of methyl methacrylate capable of improving the mechanical properties of the resist coating film and methacrylic acid capable of improving the alkali developability and the glass transition point. In this case, methyl methacrylate 20-70% by weight and methacrylic acid 30
It is preferred to use a copolymer consisting of -80% by weight.

【0023】また、本発明で使用する(メタ)アクリル
系ポリマーとしては、メチルメタクリレート及びメタク
リル酸に加えて、酸により脱離する置換基を有するため
にレジスト塗膜の露光部のアルカリ現像性を調整するこ
とのできるt−ブチルメタクリレートを使用して得られ
るターポリマーを使用することがより好ましい。この場
合、メチルメタクリレート5〜20重量%、t−ブチル
メタクリレート15〜50重量%およびメタクリル酸3
0〜80重量%からなるターポリマーを使用することが
好ましい。
Further, the (meth) acrylic polymer used in the present invention has a substituent capable of leaving by an acid in addition to methylmethacrylate and methacrylic acid, and therefore has an alkali developability of the exposed portion of the resist coating film. It is more preferred to use terpolymers obtained using tunable t-butyl methacrylate. In this case 5 to 20% by weight of methyl methacrylate, 15 to 50% by weight of t-butyl methacrylate and 3 of methacrylic acid.
Preference is given to using terpolymers which consist of 0 to 80% by weight.

【0024】なお、本発明で使用する(メタ)アクリル
系ポリマーとして、レジストのドライエッチング耐性を
更に向上させる目的で、更にメタクリル酸のアダマンチ
ルエステルや、カンファーエステルあるいはノルボニル
エステルなどの脂環式エステルをモノマー成分として使
用したものを好ましく使用することができる。
As the (meth) acrylic polymer used in the present invention, adamantyl ester of methacrylic acid, alicyclic ester such as camphor ester or norbonyl ester is further used for the purpose of further improving the dry etching resistance of the resist. What used as a monomer component can be used preferably.

【0025】本発明において、(メタ)アクリル系ポリ
マーの遠紫外線用ポジ型レジスト組成物の固形分中にお
ける含有量は、少なすぎると成膜性が低下し、多すぎる
と解像力が低下するので、好ましくは60〜95重量
%、より好ましくは70〜90重量%である。
In the present invention, when the content of the (meth) acrylic polymer in the solid content of the positive resist composition for deep ultraviolet rays is too small, the film-forming property is lowered, and when it is too large, the resolution is lowered. It is preferably 60 to 95% by weight, more preferably 70 to 90% by weight.

【0026】なお、本発明で使用する(メタ)アクリル
系ポリマーの分子量(数平均)は、小さ過ぎるとレジス
ト組成物の耐熱性が低下し、多すぎると粘度が上昇して
塗布性が不良となるので、好ましくは10000〜20
0000、より好ましくは40000〜100000で
ある。
If the molecular weight (number average) of the (meth) acrylic polymer used in the present invention is too small, the heat resistance of the resist composition will decrease, and if it is too large, the viscosity will increase and the coatability will be poor. Therefore, it is preferably 10,000 to 20
0000, more preferably 40,000 to 100,000.

【0027】本発明において光酸発生剤としては、遠紫
外線、特にArFエキシマレーザーから得られる193
nmの光により酸を遊離させることができる種々の化合
物を使用することができ、例えば、フェニルイオドニウ
ムトリフラートなどのオニウム塩類、o−ニトロベンジ
ルスルホン酸エステルなどのスルホン酸エステル類、ト
リクロロアセトフェノンなどのハロゲン系化合物類など
を使用することができる。具体的には、ビス(t−ブチ
ルフェニル)イオドニウムトリフラート、トリス(トリ
クロロメチル)−S−トリアジン、ジフェニルスルフォ
ニウムトリフラートなどを好ましく使用することができ
る。
In the present invention, as the photo-acid generator, far-ultraviolet rays, especially 193 obtained from ArF excimer laser are used.
It is possible to use various compounds capable of liberating an acid by light of nm, for example, onium salts such as phenyliodonium triflate, sulfonates such as o-nitrobenzyl sulfonate, trichloroacetophenone, etc. The halogen-based compounds and the like can be used. Specifically, bis (t-butylphenyl) iodonium triflate, tris (trichloromethyl) -S-triazine, diphenylsulfonium triflate and the like can be preferably used.

【0028】光酸発生剤の遠紫外線用ポジ型レジスト組
成物の固形分中における含有量は、少なすぎると解像性
能が低下し、多すぎると残渣が発生するので、好ましく
は2〜20重量%、より好ましくは5〜10重量%であ
る。
If the content of the photo-acid generator in the solid content of the deep UV positive resist composition is too small, the resolution performance will be lowered, and if it is too large, a residue will be generated. %, More preferably 5 to 10% by weight.

【0029】なお、発明の遠紫外線用ポジ型レジスト組
成物には、必要に応じて種々の添加物、例えば、ストリ
エーション防止効果を有するフッ素系界面活性剤(例え
ば、フローラッドFCシリーズの活性剤)などを添加す
ることができる。
In the deep UV positive resist composition of the present invention, various additives may be added as necessary, for example, a fluorine-based surfactant having a striation-preventing effect (eg, Flowrad FC series activator). ) And the like can be added.

【0030】本発明の遠紫外線用ポジ型レジスト組成物
は、(メタ)アクリル系ポリマー、光酸発生剤及び溶解
抑止剤としてビタミンA類又はビタミンD類から選択さ
れる光消色性化合物の少なくとも1種を、常法により均
一に混合することにより製造することができる。
The deep UV positive resist composition of the present invention comprises at least a photo-decolorable compound selected from vitamin A or vitamin D as a (meth) acrylic polymer, a photo-acid generator and a dissolution inhibitor. It can be produced by uniformly mixing one kind by a conventional method.

【0031】以上説明した本発明の遠紫外線用ポジ型レ
ジスト組成物は、遠紫外線を発光するKrFエキシマレ
ーザー(248nm)又はArFエキシマレーザー(1
93nm)を使用するフォトリソグラフ法を利用して半
導体集積回路を製造する際に好ましく使用することがで
きる。これにより、高解像力(例えば、L/Sが0.2
μm程度)のレジストパターンを作製することができ
る。
The positive resist composition for far ultraviolet rays of the present invention described above is a KrF excimer laser (248 nm) or an ArF excimer laser (1) that emits deep ultraviolet rays.
It can be preferably used when manufacturing a semiconductor integrated circuit by utilizing a photolithography method using (93 nm). As a result, high resolution (for example, L / S of 0.2
A resist pattern of about μm) can be formed.

【0032】[0032]

【実施例】以下、本発明を以下の実施例により具体的に
説明する。
The present invention will be described in detail below with reference to the following examples.

【0033】実施例1〜15及び比較例1〜2 メタクリル酸メチルとメタクリル酸とからなる分子量約
65000のコポリマー(モル比3:1)80重量部
と、光酸発生剤としてビス(t−ブチルフェニル)イオ
ドニウムトリフラート5重量部及び表1に示した溶解抑
止剤15重量部を、溶媒200重量部に溶解させること
により、遠紫外線用ポジ型レジスト組成物を調製した。
Examples 1-15 and Comparative Examples 1-2 80 parts by weight of a copolymer of methyl methacrylate and methacrylic acid having a molecular weight of about 65,000 (molar ratio 3: 1) and bis (t-butyl) as a photoacid generator. A deep-UV positive resist composition was prepared by dissolving 5 parts by weight of phenyl) iodonium triflate and 15 parts by weight of the dissolution inhibitor shown in Table 1 in 200 parts by weight of a solvent.

【0034】得られた組成物を、シリコンウェハー上に
乾燥厚で1μmとなるように塗布し乾燥させてレジスト
膜を形成した後、所定のマスクパターンを介してArF
エキシマレーザーステッパー(NA=0.5,ニコン社
製)を用いて露光し、露光初期のレジスト膜の光透過率
を日立製作所製のU3400(石英基板を使用)を使用
して測定した。また、100mJ/cm2の光を照射後
のレジスト膜の光透過率を測定した。それらの結果を表
1に示す。
The composition thus obtained was coated on a silicon wafer to a dry thickness of 1 μm and dried to form a resist film, and then ArF was formed through a predetermined mask pattern.
Exposure was performed using an excimer laser stepper (NA = 0.5, manufactured by Nikon Corporation), and the light transmittance of the resist film at the initial stage of exposure was measured using Hitachi U3400 (using a quartz substrate). Further, the light transmittance of the resist film after irradiation with light of 100 mJ / cm 2 was measured. The results are shown in Table 1.

【0035】また、100mJ/cm2の光を照射した
後に、0.07規定のテトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド溶液で現像した。この時の解像力(L/
S)を表1に示す。
After irradiating with light of 100 mJ / cm 2 , it was developed with 0.07N tetramethylammonium hydroxide solution. Resolution at this time (L /
S) is shown in Table 1.

【0036】また、得られたレジストパターンに対し、
ドライエッチング(O2=8sccm,CH3F=755
sccm,圧力=5.3Pa,RFパワー=1150
W,Vdc=−500V,エッチャー・AME811ヘ
キソートタイプ(アプライドマテリアル社製))を施
し、フェノールノボラック型のポジ型レジスト(THM
RiP3300,東京応化社製)に対するエッチレート
を1とした場合のそれぞれのエッチレートを比較した。
その結果を表1に示す。
Further, with respect to the obtained resist pattern,
Dry etching (O 2 = 8 sccm, CH 3 F = 755
sccm, pressure = 5.3 Pa, RF power = 1150
W, Vdc = -500V, etcher / AME811 hexsort type (manufactured by Applied Materials), and phenol novolac type positive resist (THM
The respective etching rates were compared when the etching rate for RiP3300, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) was set to 1.
The results are shown in Table 1.

【0037】[0037]

【表1】 光透過率(%) 解像力(L/S) ト゛ライエッチンク゛耐性 溶解抑止剤 初期 照射後 (μm) (エッチレート) 実施例 1 ヒ゛タミンAアルテ゛ヒト゛ 31 57 0.23 1.5 2 ヒ゛タミンAアルテ゛ヒト゛エチレンク゛リコールシ゛アセタール 32 55 0.20 1.5 3 ヒ゛タミンA酸 30 54 0.22 1.5 4 ヒ゛タミンA酸t-フ゛チルエステル 35 52 0.21 1.5 5 ヒ゛タミンA1 33 58 0.23 1.5 6 ヒ゛タミンA1t-フ゛チル炭酸エステル 34 52 0.23 1.5 7 ヒ゛タミンA1ヒ゜ハ゛ル酸エステル 30 53 0.22 1.5 8 ヒ゛タミンD2 35 62 0.20 1.3 9 ヒ゛タミンD2t-フ゛チル炭酸エステル 34 62 0.19 1.3 10 ヒ゛タミンD2ヒ゜ハ゛ル酸エステル 37 65 0.19 1.3 11 ヒ゛タミンD3 39 60 0.20 1.3 12 ヒ゛タミンD3t-フ゛チル炭酸エステル 35 63 0.18 1.3 13 ヒ゛タミンD3ヒ゜ハ゛ル酸エステル 37 62 0.19 1.3 14 ヒ゛タミンD4 40 64 0.22 1.3 15 フ゜ロヒ゛タミンD2 42 63 0.22 1.3 比較例 1 コレステロール 45 45 0.24 1.3 2 コレステロールヒ゜ハ゛ル酸エステル 48 48 0.25 1.3 [Table 1] Light transmittance (%) Resolution (L / S) Dry etch resistant dissolution inhibitor Initial irradiation After irradiation (μm) (Etch rate) 3 Bitamin A acid 30 54 0.22 1.5 4 Betamine A acid t-butyl ester 35 52 0.21 1.5 5 Bitamin A 1 33 58 0.23 1.5 6 Bitamin A 1 t-butyl carbonate 34 52 0.23 1.5 7 Bitamin A 1 hyperbolic ester 30 53 0.22 1.5 8 Bitamin D 2 35 62 0.20 1.3 9 Bitamin D 2 t-Butyl Carbonate 34 62 0.19 1.3 10 Bitamin D 2 Phabolate 37 65 0.19 1.3 11 Bitamin D 3 39 60 0.20 1.3 12 Gitamin D 3 t-Butyl Carbonate ester 35 63 0.18 1.3 13 human Bu glutamic D 3 pivalate ester 37 62 0.19 1.3 14 human Bu glutamic D 4 40 64 0.22 1.3 15 Purobitami D 2 42 63 0.22 1.3 Comparative Example 1 Cholesterol 45 45 0.24 1.3 2 Koresuterorupibaru ester 48 48 0.25 1.3

【0038】表1から、実施例1〜15のポジ型レジス
ト組成物は、消色性化合物を溶解抑止剤として使用して
いるために、露光初期に比べ100mJ/cm2照射後
の光透過率が大きく向上していることがわかる。
From Table 1, since the positive resist compositions of Examples 1 to 15 use the decolorizable compound as a dissolution inhibitor, the light transmittance after irradiation with 100 mJ / cm 2 is higher than that at the initial exposure. It can be seen that is greatly improved.

【0039】一方、比較例1及び2のポジ型レジスト組
成物は、溶解抑止剤として消色性を示さないコレステロ
ール誘導体を溶解抑止剤として使用しているために、露
光初期と照射後との間で光透過率に変化がないことがわ
かる。
On the other hand, since the positive resist compositions of Comparative Examples 1 and 2 use a cholesterol derivative that does not exhibit decoloring property as a dissolution inhibitor, they are used as a dissolution inhibitor. It can be seen that there is no change in light transmittance.

【0040】従って、実施例1〜15のポジ型レジスト
組成物は、比較例1及び2のポジ型レジスト組成物に比
べ、解像力が向上していることがわかる。特に、ビタミ
ンD誘導体を溶解抑止剤として使用した実施例8〜15
のポジ型レジスト組成物は、解像力の向上の程度が著し
いことがわかる。しかも、ドライエッチング耐性も比較
例1及び2に匹敵する性能を有していることがわかる。
Therefore, it can be seen that the positive resist compositions of Examples 1 to 15 have improved resolution as compared with the positive resist compositions of Comparative Examples 1 and 2. In particular, Examples 8 to 15 using a vitamin D derivative as a dissolution inhibitor.
It can be seen that the positive resist composition of No. 2 has a remarkable improvement in resolution. Moreover, it can be seen that the dry etching resistance has performance comparable to that of Comparative Examples 1 and 2.

【0041】なお、実施例1〜7のポジ型レジスト組成
物のドライエッチング耐性は、比較例1及び2の組成物
よりわずかに低下するが、実用上問題のないものであっ
た。
The dry etching resistance of the positive resist compositions of Examples 1 to 7 was slightly lower than that of the compositions of Comparative Examples 1 and 2, but there was no problem in practical use.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の遠紫外線用ポジ型レジスト組成
物によれば、L/Sが0.25μm未満を示す高い解像
力と、実用上問題のない良好なドライエッチング耐性と
を得ることが可能となる。
According to the positive resist composition for deep ultraviolet rays of the present invention, it is possible to obtain a high resolving power having an L / S of less than 0.25 μm and good dry etching resistance with no practical problems. Becomes

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (メタ)アクリル系ポリマー、光酸発生
剤及び溶解抑止剤を含有する遠紫外線用ポジ型レジスト
組成物において、溶解抑止剤がビタミンA類又は共役系
を有するビタミンD類から選択される光消色性化合物の
少なくとも1種であることを特徴とする遠紫外線用ポジ
型レジスト組成物。
1. In a deep-UV positive resist composition containing a (meth) acrylic polymer, a photoacid generator and a dissolution inhibitor, the dissolution inhibitor is vitamin A or a conjugated system.
A far-ultraviolet positive resist composition, which is at least one photobleaching compound selected from vitamin Ds having
【請求項2】 該ビタミンD類が、式(4)〜式(7) 【化1】 【化2】 (式(4)〜(7)においてR 、R 、R 及びR
は、それぞれ独立的に水素原子、低級アルコキシカルボ
ニル又は低級アルカノイルである。)で表される光消色
性化合物の少なくとも1種である請求項1記載の遠紫外
線用ポジ型レジスト組成物。
2. The vitamin Ds are represented by formulas (4) to (7) : [Chemical 2] (In Formulas (4) to (7), R 3 , R 4 , R 5, and R 6
Are each independently a hydrogen atom or a lower alkoxycarbo.
It is nil or lower alkanoyl. ) Light extinction represented by
The far-ultraviolet ray according to claim 1, which is at least one of the organic compounds.
Positive resist composition for lines.
【請求項3】 該ビタミンD類が、式(4)〜式(6)3. The vitamin D is represented by the formula (4) to the formula (6).
で表される光消色性化合物の少なくとも1種である請求A photobleaching compound represented by
項2記載の遠紫外線用ポジ型レジスト組成物。Item 3. A positive resist composition for deep ultraviolet rays according to Item 2.
【請求項4】 該ビタミンAが、式(1)〜(3) 【化3】 (式(1)においてアルデヒド基は低級モノアルカノー
ル又は低級ジアルカノールによりアセタール化されてい
てもよく、式(2)においてRは水素原子又は低級ア
ルキルであり、式(3)においてRは水素原子、低級
アルコキシカルボニル又は低級アルカノイルである。)
で表される光消色性化合物の少なくとも一種である請求
記載の遠紫外線用ポジ型レジスト組成物。
4. The vitamin A has the formula (1) to (3): (In the formula (1), the aldehyde group may be acetalized with a lower monoalkanol or a lower dialkanol, in the formula (2), R 1 is a hydrogen atom or a lower alkyl, and in the formula (3), R 2 is hydrogen. Atom, lower alkoxycarbonyl or lower alkanoyl.)
The far-ultraviolet positive resist composition according to claim 1, which is at least one of photobleachable compounds represented by
【請求項5】 溶解抑止剤が、式(4)〜(7)で表さ
れるビタミンD類から選択される光消色性化合物の少な
くとも一種である請求項2記載の遠紫外線用ポジ型レジ
スト組成物。
5. The positive resist for deep ultraviolet light according to claim 2, wherein the dissolution inhibitor is at least one photobleaching compound selected from vitamin Ds represented by formulas (4) to (7). Composition.
【請求項6】 式(4)〜(7)においてR、R
及びRが、それぞれ独立的にt−ブトキシカルボ
ニル又はピバロイルである請求項2〜5のいずれかに
載の遠紫外線用ポジ型レジスト組成物。
6. In the formulas (4) to (7), R 3 , R 4 ,
R 5 and R 6 are each independently t- butoxycarbonyl or far ultraviolet positive-working resist composition of the serial <br/> mounting in any one of claims 2-5 pivaloyl.
【請求項7】 溶解抑止剤の含有量が、遠紫外線用ポジ
型レジスト組成物の固形分中に5〜40重量%である請
求項1〜のいずれかに記載の遠紫外線用ポジ型レジス
ト組成物。
The content of 7. dissolution inhibitor is, far ultraviolet positive resist according to any one of claims 1 to 6, which is 5 to 40% by weight in solid content of the far ultraviolet positive resist composition for Composition.
【請求項8】 (メタ)アクリル系ポリマーが、メチル
メタクリレート及びメタクリル酸からなるコポリマーで
ある請求項1〜のいずれかに記載の遠紫外線用ポジ型
レジスト組成物。
8. (meth) acrylic polymer, far ultraviolet positive-working resist composition according to any one of claims 1 to 7, which is a copolymer of methyl methacrylate and methacrylic acid.
【請求項9】 (メタ)アクリル系ポリマーが、メチル
メタクリレート20〜70重量%及びメタクリル酸30
〜80重量%からなるコポリマーである請求項記載の
遠紫外線用ポジ型レジスト組成物。
9. The (meth) acrylic polymer comprises 20 to 70% by weight of methyl methacrylate and 30 of methacrylic acid.
9. The positive resist composition for deep ultraviolet rays according to claim 8, which is a copolymer composed of about 80% by weight.
【請求項10】 (メタ)アクリル系ポリマーが、メチ
ルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート及びメタ
クリル酸からなるターポリマーである請求項1〜のい
ずれかに記載の遠紫外線用ポジ型レジスト組成物。
10. (meth) acrylic polymer, methyl methacrylate, far ultraviolet positive-working resist composition according to any one of claims 1 to 7, which is a terpolymer consisting of t- butyl methacrylate and methacrylic acid.
【請求項11】 (メタ)アクリル系ポリマーが、メチ
ルメタクリレート5〜20重量%、t−ブチルメタクリ
レート15〜50重量%及びメタクリル酸30〜80重
量%からなるターポリマーである請求項10記載の遠紫
外線用ポジ型レジスト組成物。
11. The terpolymer according to claim 10, wherein the (meth) acrylic polymer is a terpolymer composed of 5 to 20% by weight of methyl methacrylate, 15 to 50% by weight of t-butyl methacrylate and 30 to 80% by weight of methacrylic acid. Positive resist composition for ultraviolet rays.
【請求項12】 (メタ)アクリル系ポリマーの含有量
が、遠紫外線用ポジ型レジスト組成物の固形分中に60
〜95重量%である請求項1〜11のいずれかに記載の
遠紫外線用ポジ型レジスト組成物。
12. The content of the (meth) acrylic polymer is 60 in the solid content of the positive resist composition for deep ultraviolet rays.
Far ultraviolet positive-working resist composition according to any one of claims 1 to 11, which is a 95% by weight.
【請求項13】 光酸発生剤が、ビス(t−ブチルフェ
ニル)イオドニウムトリフラートである請求項1〜12
のいずれかに記載の遠紫外線用ポジ型レジスト組成物。
13. photoacid generator, according to claim 1 to 12 is bis (t-butylphenyl) iodonium triflate
The positive resist composition for deep ultraviolet light as described in any one of 1.
【請求項14】 光酸発生剤の含有量が、遠紫外線用ポ
ジ型レジスト組成物の固形分中に2〜20重量%である
請求項1〜13のいずれかに記載の遠紫外線用ポジ型レ
ジスト組成物。
14. The content of the photo acid generator, far ultraviolet positive-working according to any one of the far ultraviolet positive resist composition according to claim in solids 2 to 20 wt% 1-13 Resist composition.
【請求項15】 ポジ型レジストとKrFエキシマレー
ザー又はArFエキシマレーザーとを使用するフォトリ
ソグラフ法を利用して半導体集積回路を製造する方法に
おいて、ポジ型レジストとして請求項1〜14のいずれ
かに記載の遠紫外線用ポジ型レジスト組成物を使用する
ことを特徴とする製造方法。
15. A method of using a photolithographic method using a positive resist and a KrF excimer laser or ArF excimer laser for producing a semiconductor integrated circuit, according to any one of claims 1 to 14 as a positive resist 1. A method for producing a positive type resist composition for deep ultraviolet light.
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