JP2000298350A - Photoresist composition containing cyclic olefin polymer and additive - Google Patents

Photoresist composition containing cyclic olefin polymer and additive

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a photoresist composition using an acid as a catalyst, capable of forming an image with radiation of 193 nm and capable of forming a photoresist structure having high resolution and high etching resistance by development. SOLUTION: The photoresist composition comprises a combination of a cyclic olefin polymer, a photosensitive acid-generating agent and a substantially transparent bulky hydrophobic additive. The cyclic olefin polymer contains a cyclic olefin unit having a polar functional group which promotes dissolution in an aqueous alkali solution and the cyclic olefin unit having an acid-labile group which inhibits the dissolution in the aqueous alkali solution. The hydrophobic additive is selected from the group comprising a saturated steroid compound, a non-steroid cycloaliphatic compound and a non-steroid polycycloaliphatic compound having an acid-labile bond.

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、短波長の放射に適
応して高解像度のパターンを形成することのできるフォ
トレジスト組成物、及び、そのようなレジスト組成物を
用いたパターン形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoresist composition capable of forming a high-resolution pattern adapted to short-wavelength radiation, and a method for forming a pattern using such a resist composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロエレクトロニクス産業をはじ
め、その他の微小構造の製造に関係する産業(たとえば
微小機械、磁気抵抗ヘッドなど)で、構造的フィーチャ
の寸法を縮小する必要性が続いている。マイクロエレク
トロニクス産業では、この必要性は、微小電子装置の寸
法を縮小すること、所定の寸法のチップに搭載する回路
量を増大させることのいずれかまたは両方である。
BACKGROUND OF THE INVENTION In the microelectronics industry and other industries related to the fabrication of microstructures (e.g., micromachines, magnetoresistive heads, etc.), there is a continuing need to reduce the size of structural features. In the microelectronics industry, this need is to reduce the size of microelectronic devices and / or increase the amount of circuitry mounted on a chip of a given size.

【0003】装置の寸法を縮小する能力は、縮小したフ
ィーチャと間隙を高い信頼性で解像するフォトリソグラ
フィ技術の能力によって制限される。光学装置の性質
は、一部はリソグラフィのパターンを生成するのに使用
する光(または他の放射)の波長により、解像度を高め
る能力が制限されることである。そこで、フォトリソグ
ラフィ処理に使用する光の波長を短くする傾向が続いて
いる。最近、この傾向はいわゆるI線放射(350n
m)から248nmの放射に移行している。
[0003] The ability to reduce the size of devices is limited by the ability of photolithography techniques to reliably resolve reduced features and gaps. A property of optical devices is that the ability to increase resolution is limited, in part, by the wavelength of light (or other radiation) used to generate the lithographic pattern. Therefore, there is a continuing tendency to shorten the wavelength of light used for photolithography. Recently, this trend has become so-called I-line radiation (350n
m) to 248 nm radiation.

【0004】将来の小型化のためには、おそらく193
nmの放射を使用するようになると考えられる。残念な
がら、現在の248nmの放射を使用するフォトリソグ
ラフィ処理の中心となるフォトレジスト組成物は通常、
これより短い波長に使用するのには適さない。
[0004] For future miniaturization, perhaps 193
It is believed to use nm radiation. Unfortunately, the photoresist compositions at the heart of current photolithographic processes using 248 nm radiation are typically
It is not suitable for use at shorter wavelengths.

【0005】フォトレジスト組成物は、所期の放射の波
長で解像することができる、所期の光学的性質を持つも
のでなければならないが、フォトレジスト組成物はま
た、像をパターン形成したフォトレジストから下層の基
板層に転写するのに適した化学的、機械的特性を持つも
のでなければならない。したがって、パターンに従って
露光されたポジティブ・フォトレジストは、所期のフォ
トレジスト構造を得るために、適切な解像応答(すなわ
ち、露光された区域の選択的解像)が可能でなければな
らない。アルカリ水溶液現像剤を使用するフォトリソグ
ラフィ技術で広範な実験をして、このような一般に使用
される現像剤溶液で適切な解像作用を達成させることが
重要である。
[0005] While the photoresist composition must have the desired optical properties that can be resolved at the wavelength of the desired radiation, the photoresist composition also has a patterned image. It must have chemical and mechanical properties suitable for transfer from a photoresist to an underlying substrate layer. Therefore, a positive photoresist that has been exposed according to the pattern must be capable of adequate resolution response (ie, selective resolution of the exposed areas) in order to obtain the desired photoresist structure. It is important to perform extensive experimentation with photolithographic techniques using aqueous alkaline developers to achieve adequate resolution with such commonly used developer solutions.

【0006】パターン形成したフォトレジスト構造(現
像後)は、パターンの下層への転写に十分耐えなければ
ならない。一般に、パターンの転写はある種の湿式化学
エッチングまたはイオン・エッチングにより行われる。
パターン形成したフォトレジスト層のパターン転写エッ
チング処理に耐える能力(すなわちフォトレジスト層の
耐エッチング性)は、フォトレジスト組成物の重要な性
質である。
The patterned photoresist structure (after development) must withstand transfer of the pattern to the underlying layer. Generally, the transfer of the pattern is effected by some type of wet chemical or ion etching.
The ability of a patterned photoresist layer to withstand a pattern transfer etching process (ie, the etch resistance of the photoresist layer) is an important property of the photoresist composition.

【0007】フォトレジスト組成物には193nmの放
射で使用するように設計されたものがあるが、これらの
組成物は一般に1個または複数の上述の領域での性能が
不足しているため、短波長での結像に真の解像度の利益
をもたらしていない。したがって、良好な現像性と耐エ
ッチング性を持つ、短波長の放射(たとえば250nm
より短い、より好ましくは200nmより短い、最も好
適には、193nmの紫外線)を使用して結像が可能な
フォトレジスト組成物の必要性がある。
[0007] Although some photoresist compositions have been designed for use with 193 nm radiation, these compositions generally lack performance in one or more of the above-mentioned regions, and therefore have a short duration. It does not provide true resolution benefits for imaging at wavelengths. Therefore, short wavelength radiation (eg, 250 nm) with good developability and etch resistance
There is a need for photoresist compositions that can be imaged using shorter, more preferably shorter than 200 nm, most preferably 193 nm ultraviolet light).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、良好
な現像性とパターン転写特性を有し、短波長の放射を使
用して高解像度のフォトリソグラフィによるパターンを
生成することができるフォトレジスト組成物を提供する
ことである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a photoresist which has good developability and pattern transfer characteristics and which can produce high resolution photolithographic patterns using short wavelength radiation. It is to provide a composition.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、短波長の、例
えば193nmの、結像用放射を使用する高解像度リソ
グラフィ性能を有するフォトレジスト組成物を提供す
る。本発明のフォトレジスト組成物は、結像用放射の波
長によってのみ制限される非常に高解像度の、パターン
転写に必要な、結像能力、現像性、および耐エッチング
性の組合せを有する。本発明のフォトレジスト組成物は
一般に、酸に不安定な官能基と、酸性極性官能基との組
合せを有するシクロオレフィン重合体の存在を特徴とし
ている。本発明のフォトレジスト組成物は、好ましくは
さらに、193nmなど結像用放射の波長に実質的に透
明な、かさの大きい(bulky)疎水性添加剤の存在を特
徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a photoresist composition having high resolution lithographic performance using short wavelength, eg, 193 nm, imaging radiation. The photoresist compositions of the invention have the combination of very high resolution, imaging ability, developability, and etch resistance required for pattern transfer, limited only by the wavelength of the imaging radiation. Photoresist compositions of the present invention are generally characterized by the presence of a cycloolefin polymer having a combination of acid labile functional groups and acidic polar functional groups. The photoresist composition of the present invention is preferably further characterized by the presence of a bulky hydrophobic additive that is substantially transparent to the wavelength of the imaging radiation, such as 193 nm.

【0010】本発明はまた、本発明のフォトレジスト組
成物を利用して、フォトレジスト構造を形成する方法、
およびこのフォトレジスト構造を利用してパターンを下
層に転写する方法も提供する。本発明のフォトリソグラ
フィ法は、短波長の、最も好ましくは193nmの、紫
外線放射によるパターンに従った露光の使用を特徴とし
ている。本発明の方法は、好ましくは移相マスクを使用
することなく、寸法が約150nm未満のフィーチャ、
さらに好ましくは寸法が約120nm未満または寸法が
約115nm未満(開口数0.68の光学系を用いて)
のフィーチャを解像することができる。
The present invention also provides a method for forming a photoresist structure using the photoresist composition of the present invention,
Also provided is a method for transferring a pattern to a lower layer using the photoresist structure. The photolithographic method of the present invention is characterized by the use of pattern-wise exposure to short wavelength, most preferably 193 nm, ultraviolet radiation. The method of the present invention preferably includes features having dimensions less than about 150 nm, without using a phase shift mask,
More preferably, the dimensions are less than about 120 nm or less than about 115 nm (using an optical system with a numerical aperture of 0.68).
Of features can be resolved.

【0011】一態様では、本発明は、 (a)i)アルカリ水溶液中での溶解度を促進させる酸
性極性官能基(moiety)または非酸性極性官能基を有す
る環式オレフィン単位と、 ii)アルカリ水溶液中での溶解度を抑制する酸に不安
定な基を有する環式オレフィン単位とを有する、環式オ
レフィン重合体と、(b)感光性成分と、(c)紫外線
放射に実質的に透明な、かさの大きい疎水性添加剤成分
とを有する、フォトレジスト組成物を包含する。
In one aspect, the present invention provides: (a) i) a cyclic olefin unit having an acidic or non-acidic polar functional group that promotes solubility in an aqueous alkaline solution; and ii) an aqueous alkaline solution. A cyclic olefin polymer having a cyclic olefin unit having an acid-labile group that inhibits solubility in (b) a photosensitive component; and (c) substantially transparent to ultraviolet radiation. A photoresist composition having a bulky hydrophobic additive component.

【0012】本発明の環式オレフィン重合体は、好まし
くは約5〜40モル%の単位i)を含有する。本発明の
環式オレフィン重合体は、好ましくは主として環式オレ
フィン単量体単位、さらに好ましくは主として単位i)
および単位ii)からなる。かさの大きい疎水性添加剤
は、好ましくは脂環式基を含む。好ましい疎水性添加剤
は、飽和ステロイド化合物、非ステロイド脂環式化合
物、および、複数の酸に不安定な結合を有する非ステロ
イド多脂環式化合物からなる群から選択されたものであ
る。
The cyclic olefin polymers according to the invention preferably contain about 5 to 40 mol% of unit i). The cyclic olefin polymer of the present invention is preferably mainly composed of cyclic olefin monomer units, more preferably mainly composed of unit i).
And unit ii). The bulky hydrophobic additives preferably contain alicyclic groups. Preferred hydrophobic additives are those selected from the group consisting of saturated steroid compounds, non-steroid alicyclic compounds, and non-steroid poly-alicyclic compounds having a plurality of acid labile bonds.

【0013】本発明の環式オレフィン重合体は、好まし
くは主として環式オレフィン単量体単位からなり、さら
に好ましくは主として単位i)と単位ii)からなる。
単位i)は、pKa≦13の酸性極性基を含むものが好
ましい。疎水性非ステロイド脂環式成分は、C10または
これより高級の脂環式基を含むものが好ましい。また、
本発明のHNMP成分は、C7またはこれより高級の脂
環式基を含むものが好ましく、HNMPの酸による分解
(cleaving)によって、複数の酸性極性基を有する化合
物、もしくは、それぞれが少なくとも1個の酸性極性基
を有する複数の化合物のいずれか、またはそれら両方の
化合物を生成することが好ましい。
The cyclic olefin polymer of the present invention preferably comprises mainly cyclic olefin monomer units, and more preferably mainly comprises units i) and ii).
Unit i) preferably contains an acidic polar group with pK a ≦ 13. Hydrophobic non-steroidal alicyclic component, preferably those containing C 10 to or higher alicyclic group. Also,
The HNMP component of the present invention preferably contains a C 7 or higher alicyclic group, and a compound having a plurality of acidic polar groups or at least one compound each having a plurality of acidic polar groups by the cleavage of HNMP with an acid. It is preferable to produce any one of a plurality of compounds having an acidic polar group, or both compounds.

【0014】他の態様では、本発明は基板上にパターン
形成したフォトレジスト構造を形成する方法を包含す
る。この方法は、(a)本発明のフォトレジスト組成物
の表面層を有する基板を形成するステップと、(b)フ
ォトレジスト層をパターンに従って放射で露光し、それ
によってフォトレジスト層の一部を放射で露光するステ
ップと、(c)フォトレジスト層をアルカリ水溶液現像
剤に接触させてフォトレジスト層の露光部分を除去し、
パターン形成されたフォトレジスト構造を形成するステ
ップとを含む。最も好ましくは、前記方法のステップ
(b)で使用する放射は、193nmの紫外線放射であ
る。
In another aspect, the invention includes a method of forming a patterned photoresist structure on a substrate. The method includes the steps of (a) forming a substrate having a surface layer of the photoresist composition of the present invention, and (b) exposing the photoresist layer to radiation according to a pattern, thereby radiating a portion of the photoresist layer. (C) contacting the photoresist layer with an aqueous alkaline developer to remove the exposed portion of the photoresist layer;
Forming a patterned photoresist structure. Most preferably, the radiation used in step (b) of the method is 193 nm ultraviolet radiation.

【0015】本発明はまた、本発明の組成物を含有する
パターン形成したフォトレジスト構造を利用して、導電
性、半導電性、磁性、または絶縁性構造を製造するプロ
セスも包含する。
The present invention also encompasses a process for making a conductive, semiconductive, magnetic or insulating structure utilizing a patterned photoresist structure containing the composition of the present invention.

【0016】本発明のこれらの態様、および他の態様に
ついて、下記に詳細に述べる。
[0016] These and other aspects of the invention are described in further detail below.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明のフォトレジスト組成物は
一般に、i)アルカリ水溶液中での溶解度を促進させる
酸性極性官能基を有する環式オレフィン単位と、ii)
アルカリ水溶液中での溶解度を抑制する酸に不安定な基
を有する環式オレフィン単位とを含有する重合体の存在
を特徴とする。この環式オレフィン重合体は、環式オレ
フィン単位i)が40モル%以下であることが好まし
い。この組成物はさらに、結像用放射の波長に実質的に
透明な、かさの大きい(bulky)疎水性添加剤の存在を
特徴とする。これらの組成物は、良好な現像性とパター
ン転写特性を有し、短波長の、例えば193nmの、放
射を使用し高解像度のフォトリソグラフィによるパター
ンを生成することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The photoresist compositions of the present invention generally comprise i) a cyclic olefin unit having an acidic polar functional group that promotes solubility in aqueous alkaline solutions;
It is characterized by the presence of a polymer containing a cyclic olefin unit having an acid-labile group that suppresses solubility in an aqueous alkali solution. This cyclic olefin polymer preferably has a cyclic olefin unit i) content of 40 mol% or less. The composition is further characterized by the presence of a bulky hydrophobic additive that is substantially transparent to the wavelength of the imaging radiation. These compositions have good developability and pattern transfer properties and are capable of producing high resolution photolithographic patterns using short wavelength, eg, 193 nm, radiation.

【0018】本発明はさらに、本発明のフォトレジスト
組成物を含有するパターン形成したフォトレジスト構造
と、このようなフォトレジスト構造の製法、ならびにこ
のフォトレジスト構造を利用して、導電性、半導電性、
および絶縁性構造の全部またはいずれかを形成する方法
を包含する。
The present invention further provides a patterned photoresist structure containing the photoresist composition of the present invention, a method of making such a photoresist structure, and the use of this photoresist structure to provide conductive, semiconductive sex,
And a method of forming all or any of the insulating structures.

【0019】本発明のフォトレジスト組成物は一般に、 (a)i)アルカリ水溶液中での溶解度を促進させる酸
性極性官能基を有する環式オレフィン単位と、 ii)アルカリ水溶液中での溶解度を抑制する酸に不安
定な基を有する環式オレフィン単位とを有する、環式オ
レフィン重合体と、(b)感光性成分と、(c)紫外線
放射に実質的に透明な、かさの大きい添加剤成分とを有
する。
The photoresist compositions of the present invention generally comprise: (a) i) a cyclic olefin unit having an acidic polar functional group that promotes solubility in an aqueous alkaline solution; and ii) a solubility inhibitor in an aqueous alkaline solution. A cyclic olefin polymer having a cyclic olefin unit having an acid labile group, (b) a photosensitive component, and (c) a bulky additive component that is substantially transparent to ultraviolet radiation. Having.

【0020】本発明のレジスト組成物に使用される環式
オレフィン単位i)は、アルカリ水溶液中での溶解度を
促進させる酸性極性基または非酸性極性基を有するどの
ような環式オレフィン単量体単位であってもよい。環式
オレフィン単量体の例には、構造(I)で示す下記の単
量体があり、式中R1は極性基、nは0または正の整数
である。
The cyclic olefin unit i) used in the resist composition of the present invention may be any cyclic olefin monomer unit having an acidic polar group or a non-acidic polar group which promotes solubility in an aqueous alkaline solution. It may be. Examples of the cyclic olefin monomer include the following monomers represented by the structure (I), wherein R 1 is a polar group, and n is 0 or a positive integer.

【化3】 Embedded image

【0021】さらに好ましくは、環式オレフィン単位
i)は下記のa)、b)から選択される。
More preferably, the cyclic olefin unit i) is selected from a) and b) below.

【化4】 式中R1はアルカリ水溶液中での溶解度を促進させる酸
性極性基または非酸性極性基である。この酸性極性基
は、pKaが約13以下であることが好ましい。好まし
い酸性極性基は、カルボキシル基、スルホンアミジル
基、フルオロアルコール基、その他の酸性極性基からな
る群から選択された極性基を含む。好ましい酸性極性基
は、カルボキシル基である。一方、好ましい非酸性極性
基は、pKaが約13より大きく、少なくとも1つの、
酸素、窒素またはいおうなどのヘテロ原子を含む。必要
があれば、異なる極性官能基を有する環式オレフィン単
位i)の組合せを使用することもできる。好ましくは、
少なくともいくつか、あるいはすべての環式オレフィン
単位i)は、酸性極性官能基である。
Embedded image In the formula, R 1 is an acidic polar group or a non-acidic polar group that promotes solubility in an aqueous alkaline solution. The acidic polar group is preferably a pK a of about 13 or less. Preferred acidic polar groups include a polar group selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonamidyl group, a fluoroalcohol group, and other acidic polar groups. Preferred acidic polar groups are carboxyl groups. On the other hand, preferred non-acidic polar groups have a pKa greater than about 13 and at least one
Contains heteroatoms such as oxygen, nitrogen or sulfur. If desired, combinations of cyclic olefin units i) with different polar functional groups can also be used. Preferably,
At least some or all of the cyclic olefin units i) are acidic polar functional groups.

【0022】環式オレフィン単位ii)は、アルカリ水
溶液中での溶解度を抑制する酸に不安定な基を有するど
のような環式オレフィン単量体単位であってもよい。環
式オレフィン単量体の例には、構造(III)で示す下
記の単量体があり、式中R2は酸に不安定な保護基、n
は0または正の整数である。
The cyclic olefin unit ii) may be any cyclic olefin monomer unit having an acid-labile group which suppresses the solubility in an aqueous alkaline solution. Examples of cyclic olefin monomers include the following monomers of structure (III) wherein R 2 is an acid-labile protecting group, n
Is 0 or a positive integer.

【化5】 Embedded image

【0023】さらに好ましくは、環式オレフィン単位i
i)は下記のa)、b)から選択される。
More preferably, the cyclic olefin unit i
i) is selected from the following a) and b).

【化6】 式中R2は酸に不安定な保護基を表す。好ましい酸に不
安定な保護基は、第三アルキル(またはシクロアルキ
ル)カルボキシルエステル(たとえばt−ブチル、メチ
ルシクロペンチル、メチルシクロヘキシル、メチルアダ
マンチル)、エステルケタール、およびエステルアセタ
ールからなる群から選択されたものである。第三ブチル
カルボキシルエステルが、最も好ましい酸に不安定な保
護基である。必要があれば、異なる保護官能基を有する
環式オレフィン単位ii)の組合せを使用することもで
きる。
Embedded image In the formula, R 2 represents an acid-labile protecting group. Preferred acid labile protecting groups are those selected from the group consisting of tertiary alkyl (or cycloalkyl) carboxyl esters (eg, t-butyl, methylcyclopentyl, methylcyclohexyl, methyladamantyl), ester ketals, and ester acetals. It is. Tertiary butyl carboxyl ester is the most preferred acid labile protecting group. If necessary, combinations of cyclic olefin units ii) with different protective functions can also be used.

【0024】集積回路構造およびその他の微小構造の製
造に使用するフォトリソグラフィ用途には、本発明の環
式オレフィン重合体は約5〜80モル%、好ましくは約
10〜約60モル%の環式オレフィン単位i)を含有す
るものが好ましい。環式オレフィン単位i)が、主とし
てカルボン酸官能化単位からなる場合、本発明の環式オ
レフィン重合体は、好ましくは約5〜30モル%、さら
に好ましくは約10〜25モル%、最も好ましくは約1
0〜20モル%の環式オレフィン単位i)を含有する。
環式オレフィン単位i)が、スルホンアミジル酸性極性
基を有する単位からなる場合、これらの単位は、環式オ
レフィン重合体組成物全体に対して、好ましくは約15
〜50モル%、さらに好ましくは約20〜40モル%存
在する。環式オレフィン単位i)が、主として他の酸性
官能化単位からなる場合、本発明の環式オレフィン重合
体は、さらに好ましくは約10〜80モル%、最も好ま
しくは約20〜40モル%の環式オレフィン単位i)を
含有する。本発明の環式オレフィン重合体は、少なくと
も約20モル%、好ましくは少なくとも約30モル%、
さらに好ましくは約40〜90モル%、最も好ましく
は、約60〜約90モル%の環式オレフィン単位ii)
を含有する。カルボン酸を酸性基として使用する場合、
約80〜90モル%、他の酸性官能化単位を使用する場
合、約60〜80モル%の環式オレフィン単位ii)を
含有するのが好ましい。本発明の環式オレフィン重合体
は、単位i)および単位ii)のほかに、他の単量体単
位を含有するものであってもよい。好ましくは、本発明
の環式オレフィン重合体が含有するこのような他の単量
体単位は、約40モル%以下、さらに好ましくは約20
モル%以下とする。さらに好ましくは、本発明の環式オ
レフィン重合体は、実質的に単位i)および単位ii)
のみからなるものである。
For photolithographic applications used in the manufacture of integrated circuit structures and other microstructures, the cyclic olefin polymers of the present invention may contain from about 5 to 80 mole percent, preferably from about 10 to about 60 mole percent, of a cyclic olefin polymer. Those containing olefin units i) are preferred. When the cyclic olefin unit i) consists predominantly of carboxylic acid functionalized units, the cyclic olefin polymer of the present invention is preferably about 5-30 mol%, more preferably about 10-25 mol%, most preferably About 1
It contains 0 to 20 mol% of cyclic olefin units i).
When the cyclic olefin units i) consist of units having a sulfonamidyl acidic polar group, these units are preferably present in an amount of about 15 to about the entire cyclic olefin polymer composition.
5050 mol%, more preferably about 20-40 mol%. When the cyclic olefin unit i) consists predominantly of other acidic functionalized units, the cyclic olefin polymer of the present invention is more preferably about 10-80 mol%, most preferably about 20-40 mol% of ring olefin polymer. It contains the formula olefin unit i). The cyclic olefin polymer of the present invention comprises at least about 20 mole%, preferably at least about 30 mole%,
More preferably about 40 to 90 mole%, most preferably about 60 to about 90 mole% of cyclic olefin units ii)
It contains. When a carboxylic acid is used as an acidic group,
When about 80-90 mol% of other acidic functionalized units are used, it preferably contains about 60-80 mol% of cyclic olefin units ii). The cyclic olefin polymer of the present invention may contain other monomer units in addition to the units i) and ii). Preferably, the cyclic olefin polymer of the present invention contains such other monomer units in an amount of about 40 mol% or less, more preferably about 20 mol% or less.
Mol% or less. More preferably, the cyclic olefin polymer of the present invention comprises substantially units i) and ii).
It consists only of

【0025】本発明のフォトレジスト組成物は、環式オ
レフィン重合体のほかに感光性成分として感光性酸発生
剤(PAG)を含有する。本発明はどのような特定のP
AGまたはPAGの組合せを使用することに限定され
ず、すなわち、本発明の利点は、当業者に周知の各種の
感光性酸発生剤を使用して達成することができる。好ま
しいPAGは、アリール基を少量しか(好ましくは全
く)含有しないものである。アリール基を含有するPA
Gを使用する場合、結像用放射の波長(例えば193n
m)におけるPAGの吸収特性により、配合物に含まれ
るPAGの量が限定される。
The photoresist composition of the present invention contains a photosensitive acid generator (PAG) as a photosensitive component in addition to the cyclic olefin polymer. The present invention relates to any particular P
It is not limited to using a combination of AG or PAG, that is, the advantages of the present invention can be achieved using various photosensitive acid generators well known to those skilled in the art. Preferred PAGs are those that contain only small amounts (preferably no) of aryl groups. PA containing an aryl group
If G is used, the wavelength of the imaging radiation (eg, 193n)
The absorption properties of the PAG in m) limit the amount of PAG contained in the formulation.

【0026】適当な感光性酸発生剤の例には、ヘキサフ
ルオロアンチモン酸トリアリールスルホニウム、ヘキサ
フルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウムなどのオ
ニウム塩、ヘキサフルオロひ酸塩、トリフレート類、ス
ルホン酸パーフルオロアルカン(たとえばスルホン酸パ
ーフルオロメタン、スルホン酸パーフルオロブタン、ス
ルホン酸パーフルオロヘキサン、スルホン酸パーフルオ
ロオクタン等)、ピロガロール類(たとえばピロガロー
ルのトリメシル酸塩またはピロガロールのトリススルホ
ン酸塩)などの置換スルホン酸アリール類、ヒドロキシ
イミドのスルホン酸エステル、N−スルホニルオキシナ
フタルイミド類(N−しょうのうスルホニルオキシナフ
タルイミド、N−ペンタフルオロベンゼンスルホニルオ
キシナフタルイミド)、α,α'−ビススルホニルジア
ゾメタン、ナフトキノン−4−ジアジド、アルキルジス
ルホン、その他がある(しかし示したいずれのアリール
基もアルキル置換されたものが好ましい)。
Examples of suitable photosensitive acid generators include onium salts such as triarylsulfonium hexafluoroantimonate and diaryliodonium hexafluoroantimonate, hexafluoroarsenates, triflates, perfluoroalkane sulfonates ( Substituted aryl sulphonates such as, for example, perfluoromethane sulphonate, perfluorobutane sulphonate, perfluorohexane sulphonate, perfluorooctane sulphonate, etc., pyrogallols (for example pyrogallol trimesylate or pyrogallol trissulphonate) , Sulfonic acid esters of hydroxyimide, N-sulfonyloxynaphthalimides (N-camphorsulfonyloxynaphthalimide, N-pentafluorobenzenesulfonyloxynaphthalimidine) ), Alpha,. Alpha .'- bis-sulfonyl diazomethane, naphthoquinone-4-diazides, alkyl disulfonates, other is (but that none of the aryl group shown is alkyl substituted are preferred).

【0027】本発明のフォトレジスト組成物はさらに、
結像用放射の波長(例えば、193nm)に実質的に透
明な、かさの大きい(bulky)疎水性添加剤(「BH」
添加剤)が存在するという特徴を有する。BH添加剤は
一般に、通常のアルカリ水溶液現像剤と反応して、超微
小なリソグラフィ・フィーチャを解像し、または解像能
力を強化することができる。BH添加剤は、少なくとも
1個の脂環式基が存在するという特徴を有するものが好
ましい。BH添加剤は、少なくとも10個の炭素原子を
含有するものが好ましく、少なくとも14個の炭素原子
を含有するものがさらに好ましく、14〜60個の炭素
原子を含有するものが最も好ましい。BH添加剤はさら
に、1個または複数の、酸の存在により分解して、フォ
トレジストの放射で露光した部分のアルカリ水溶液への
溶解度を促進させる作用のある成分を生成する、酸に不
安定なペンダント基などの基を含有するものが好まし
い。好ましいBH添加剤は、飽和ステロイド(「S
S」)化合物、非ステロイド脂環式(「HNA」)化合
物、および少なくとも2個の脂環式基の間に酸に不安定
な結合基を有する非ステロイド多脂環式(「HNM
P」)化合物からなる群から選択されたものである。さ
らに好ましいBH添加剤には、リトコール酸−t−ブチ
ル−3−トリフルオロアセチル、カルボン酸−t−ブチ
ルアダマンタン、およびカルボン酸ビスアダマンチル−
t−ブチルなどのリトコール酸塩がある。必要があれ
ば、2種類以上のBH添加剤を組み合わせて使用するこ
ともできる。
The photoresist composition of the present invention further comprises:
A bulky hydrophobic additive ("BH") that is substantially transparent to the wavelength of the imaging radiation (eg, 193 nm).
Additive) is present. BH additives can generally react with conventional aqueous alkaline developers to resolve ultra-fine lithographic features or enhance resolution. Preferably, the BH additive has the characteristic that at least one alicyclic group is present. Preferably, the BH additive contains at least 10 carbon atoms, more preferably contains at least 14 carbon atoms, and most preferably contains 14 to 60 carbon atoms. The BH additive further decomposes in the presence of one or more acids to produce an acid-labile component that acts to enhance the solubility of the radiation-exposed portions of the photoresist in aqueous alkaline solutions. Those containing a group such as a pendant group are preferred. Preferred BH additives are saturated steroids (“S
S ") compounds, non-steroidal alicyclic (" HNA ") compounds, and non-steroidal polyalicyclic (" HNM ") compounds having an acid labile linking group between at least two alicyclic groups.
P ") selected from the group consisting of compounds. More preferred BH additives include tert-butyl-3-trifluoroacetyl lithocholic acid, tert-butyladamantane carboxylate, and bisadamantyl carboxylate.
There are lithocholic acid salts such as t-butyl. If necessary, two or more BH additives can be used in combination.

【0028】本発明のフォトレジスト組成物に適した飽
和ステロイド(「SS」)成分は一般に、従来のアルカ
リ水溶液現像剤と反応して、超微小なリソグラフィ・フ
ィーチャを解像し、または解像能力を強化することがで
きる。SS成分は、少なくとも1個の飽和ステロイド
(C17)脂環式骨格構造が存在することを特徴とする。
飽和ステロイド成分は、複数の飽和ステロイド基を有す
る化合物(たとえばビスステロイド、またはトリスステ
ロイド)からなるものであってもよい。好ましくは、S
S成分は、酸に不安定な基(たとえばフォトリソグラフ
ィ工程中に生成する酸と反応し、これにより基が開裂し
て、アルカリ水溶液への溶解性を促進させる分子を生成
する基)からなる群から選択される1個または複数のペ
ンダント基を含有する。好ましいSS成分は、ホルミル
基、水酸基、およびトリフルオロアセチル基からなる群
から選択された基などのペンダント基をさらに含有する
ものであってもよい。1個または複数の酸に不安定なペ
ンダント基が存在する場合、下記に示す構造SL−1お
よびSL−2などの1個または複数のスペーサ基によっ
て分離することができる。一般に、疎水性の高いSS成
分が好ましい。必要があれば、複数のSS成分を組み合
わせて使用してもよい。
The saturated steroid ("SS") component suitable for the photoresist compositions of the present invention generally reacts with conventional aqueous alkaline developers to resolve or resolve ultra-fine lithographic features. Ability to be enhanced. The SS component is characterized by the presence of at least one saturated steroid (C 17 ) alicyclic skeletal structure.
The saturated steroid component may be composed of a compound having a plurality of saturated steroid groups (for example, a bissteroid or a trissteroid). Preferably, S
The S component is a group consisting of an acid-labile group (for example, a group that reacts with an acid generated during a photolithography step, thereby cleaving the group to form a molecule that promotes solubility in an aqueous alkaline solution). It contains one or more pendant groups selected from: Preferred SS components may further contain a pendant group such as a group selected from the group consisting of a formyl group, a hydroxyl group, and a trifluoroacetyl group. If one or more acid-labile pendant groups are present, they can be separated by one or more spacer groups, such as the structures SL-1 and SL-2 shown below. Generally, highly hydrophobic SS components are preferred. If necessary, a plurality of SS components may be used in combination.

【0029】好ましいSS成分の例には、コール酸エス
テル(たとえばリトコール酸−t−ブチル、デオキシコ
ール酸−t−ブチル、コール酸−t−ブチル)、エステ
ル変性リトコール酸エステル(たとえばリトコール酸−
t−ブチル−3−トリフルオロアセチル、3−アセチル
リトコール酸−t−ブチル、リトコール酸−t−ブチル
−3−ピバリル)、エステル変性コール酸エステル(た
とえばコール酸−t−ブチル−3,7,12−トリホル
ミル、コール酸−t−ブチル−トリス(3,7,12−
トリフルオロアセチル))、および下記に示す構造SL
−1およびSL−2などのスペーサ基を有するリトコー
ル酸エステルがある。
Examples of preferred SS components include cholic acid esters (eg, t-butyl lithocholic acid, t-butyl deoxycholate, t-butyl cholic acid), ester-modified lithocholic acid esters (eg, lithocholic acid-
t-butyl-3-trifluoroacetyl, t-butyl 3-acetyllithocholic acid, t-butyl lithocholic acid-3-pivalyl), ester-modified cholic acid esters (for example, t-butyl-3,7, cholic acid) 12-triformyl, t-butyl-cholate-tris (3,7,12-
Trifluoroacetyl)) and the structure SL shown below
There are lithocholic esters having spacer groups such as -1 and SL-2.

【化7】 Embedded image

【化8】 式中、tBuは第三ブチル基である。最も好ましいSS
成分は、リトコール酸−t−ブチル−3−トリフルオロ
アセチルである。
Embedded image Wherein tBu is a tertiary butyl group. Most preferred SS
The component is t-butyl-3-trifluoroacetyl lithocholic acid.

【0030】本発明のフォトレジスト組成物に適した疎
水性非ステロイド脂環式(「HNA」)成分は一般に、
従来のアルカリ水溶液現像剤と反応して、超微小なリソ
グラフィ・フィーチャを解像し、または解像能力を強化
することができる。このHNA成分は、非ステロイド脂
環式構造(すなわちステロイド化合物の特徴であるC 17
縮合環式構造を含有しない構造)が存在することを特徴
とする。この脂環式構造は、少なくとも6個の炭素原子
を含有するもの(C6)が好ましく、少なくとも10個
の炭素原子を含有するものがさらに好ましく、10〜3
0個の炭素原子を含有するものが最も好ましい。HNA
添加剤全体としては、少なくとも約14個の炭素原子を
含有するものが好ましく、約14〜50個の炭素原子を
含有するものがさらに好ましい。必要があれば、本発明
のHNA添加剤は、1個または複数の脂環式基を含有す
るものであってもよい。この組成物が2個の脂環式基を
有する場合、酸に不安定な結合基によって分離されるこ
とが好ましい。このような多脂環式化合物は、下記の式
(V)で示される。
[0030] The sparsely suitable photographic resist composition of the present invention.
The aqueous non-steroidal cycloaliphatic ("HNA") component generally comprises
Reacts with conventional alkaline aqueous solution developer
Resolve graphics features or enhance resolution
can do. This HNA component is a non-steroidal fat
Cyclic structures (ie, C, a characteristic of steroid compounds) 17
Which does not contain a condensed cyclic structure)
And The alicyclic structure has at least 6 carbon atoms
Containing (C6) Is preferred, and at least 10
And more preferably those containing 10 to 3 carbon atoms.
Those containing zero carbon atoms are most preferred. HNA
The additive as a whole has at least about 14 carbon atoms.
Those containing from about 14 to 50 carbon atoms.
Those containing are more preferred. If necessary, the invention
HNA additives contain one or more cycloaliphatic groups
May be used. This composition comprises two alicyclic groups
If present, they must be separated by acid-labile linking groups.
Is preferred. Such a polyalicyclic compound has the following formula:
(V).

【化9】 Embedded image

【0031】好ましくは、HNA成分は1個または複数
の酸に不安定なペンダント基(たとえばフォトリソグラ
フィ工程で生成した酸と反応し、これにより基が開裂
し、アルカリ水溶液への溶解性を促進する作用がある
基)を含有する。好ましい酸に不安定な基は、第三アル
キル(またはシクロアルキル)カルボン酸エステル、
(たとえばt−ブチル、メチルシクロペンチル、メチル
シクロヘキシル、メチルアダマンチル)、エステルケタ
ール、およびエステルアセタールからなる群から選択さ
れたものである。HNA成分はまた、フォトレジスト組
成物の特性を強化するように、分子のかさの増大、およ
び分子の疎水性の増大の両方またはいずれかを行うペン
ダント基を含有するものであってもよい。1個または複
数の酸に不安定なペンダント基は、1個または複数のス
ペーサ基により脂環式基から分離することができる。必
要があれば、HNA成分を組み合わせて使用してもよ
い。
Preferably, the HNA component is pendant to one or more acid-labile pendant groups (eg, reacts with an acid generated in a photolithography step, thereby cleaving the group and promoting solubility in aqueous alkaline solutions). Group that acts). Preferred acid labile groups are tertiary alkyl (or cycloalkyl) carboxylic esters,
(For example, t-butyl, methylcyclopentyl, methylcyclohexyl, methyladamantyl), ester ketal, and ester acetal. The HNA component may also contain pendant groups that enhance the bulk of the molecule and / or increase the hydrophobicity of the molecule to enhance the properties of the photoresist composition. One or more acid labile pendant groups can be separated from the cycloaliphatic group by one or more spacer groups. If necessary, HNA components may be used in combination.

【0032】好ましいHNA成分の例には、アダマンタ
ンのカルボン酸エステル、および高級溶融脂環式環構造
がある。最も好ましいHNA成分は、t−ブチルカルボ
ン酸アダマンタンである。
Examples of preferred HNA components include carboxylic esters of adamantane, and higher fused alicyclic structures. The most preferred HNA component is adamantane t-butyl carboxylate.

【0033】HNA成分のいくつかの例は、下記に示す
構造を有するものである。
Some examples of HNA components have the structures shown below.

【化10】 Embedded image

【化11】 Embedded image

【化12】 Embedded image

【化13】 Embedded image

【0034】本発明のフォトレジスト組成物に適した酸
に不安定な結合基を含有する疎水性非ステロイド多脂環
式成分(「HNMP」)もまた一般に、従来のアルカリ
水溶液現像剤と反応して、超微小なリソグラフィ・フィ
ーチャを解像し、または解像能力を強化することができ
る。このHNMP成分は、少なくとも2個の明確な非ス
テロイド脂環式構造(すなわちステロイド化合物の特徴
であるC17縮合環式構造を含有しない構造)が存在する
ことを特徴とする。この脂環式環式構造は、ペンダント
基を除いて少なくとも7個の炭素原子を含有するもの
(C7)が好ましく、約10〜30個の炭素原子を含有
するものがさらに好ましい。HNMP成分全体として
は、約20〜60個の炭素原子を含有するものが好まし
い。
[0034] Hydrophobic non-steroidal polyalicyclic moieties containing an acid-labile linking group ("HNMP") suitable for the photoresist compositions of the present invention also generally react with conventional aqueous alkaline developers. To resolve or enhance resolution capabilities of ultra-small lithographic features. The HNMP component is characterized by the presence of at least two distinct non-steroidal alicyclic structures (ie, structures that do not contain the C 17 fused ring structure characteristic of steroid compounds). The alicyclic structure preferably has at least 7 carbon atoms excluding the pendant group (C 7 ), and more preferably has about 10 to 30 carbon atoms. Preferably, the overall HNMP component contains about 20 to 60 carbon atoms.

【0035】概して、HNMP成分は、少なくとも2個
の酸に不安定な結合基と、少なくとも2個の脂環式基
を、少なくとも2個の脂環式基の間に酸に不安定な結合
が存在するように含有する化合物を包含する。
In general, the HNMP component comprises at least two acid labile linking groups and at least two alicyclic groups, with an acid labile bond between at least two alicyclic groups. Include compounds that are present as present.

【0036】このHNMP化合物は、複数の酸に不安定
な結合基と、複数の脂環式基を含有する。このような化
合物の構造のひとつは、下記の式で表される。
This HNMP compound contains a plurality of acid-labile bonding groups and a plurality of alicyclic groups. One structure of such a compound is represented by the following formula.

【化14】 Embedded image

【0037】RとXとの間の結合は、少なくとも1個の
c−R'(XcはR'からの酸性極性ペンダント基)誘導
体がR−X結合の酸による開裂により生成するように、
酸に不安定な結合である。上式中、nは少なくとも2で
ある。Rが脂環式基を含有する場合、少なくとも1個の
R'は脂環式基である。Rが脂環式基を含有しない場
合、少なくとも2個のR'がそれぞれ脂環式基である。
Xがカルボキシル基である場合、この構造は下記の式の
ようになる。
The bond between R and X is such that at least one X c -R ′ (X c is an acidic polar pendant group from R ′) derivative is formed by acid cleavage of the R—X bond. ,
It is an acid-labile bond. In the above formula, n is at least 2. When R contains an alicyclic group, at least one R 'is an alicyclic group. When R does not contain an alicyclic group, at least two R's are each an alicyclic group.
When X is a carboxyl group, the structure is as follows:

【化15】 式中、RとOとの結合が酸に不安定な結合である。開裂
後も、カルボン酸基はR'上のペンダント基のままであ
る。nが2、R'がアダマンタン基である場合、構造は
下記の式のようになる。
Embedded image In the formula, the bond between R and O is an acid-labile bond. After cleavage, the carboxylic acid group remains a pendant group on R '. When n is 2 and R 'is an adamantane group, the structure is as follows.

【化16】 式中、Rは結合した2個のt−ブチルエステル基などの
酸に不安定なエステル基の組合せ、(1が酸に不安定な
結合の部位を示す下記の構造VIIa)または他の酸に
不安定な結合である。開裂の結果、カルボン酸ペンダン
ト基とともにR'基を含有する複数の化合物が生成す
る。
Embedded image Wherein R is a combination of an acid labile ester group, such as two t-butyl ester groups attached, (structure VIIa below, wherein 1 indicates the site of the acid labile bond) or other acid Unstable bond. Cleavage results in a plurality of compounds containing an R ′ group along with a pendant carboxylic acid group.

【化17】 Embedded image

【0038】代わりに、HNMP化合物は下記の構造を
有するものでもよい。
Alternatively, the HNMP compound may have the following structure:

【化18】 式中、R'とX'の間の結合は、R−(Xcn'(XcはR
からの酸性極性ペンダント基)誘導体がR'−X'結合の
酸による開裂により生成するように、酸に不安定な結合
である。上式中、n'は少なくとも2である。少なくと
も1個のR'脂環式基であり、少なくとも1個のRまた
は残留するR'基の合計は、アクリル基からなる。開裂
後の結果はどの場合も、それぞれが脂環式基を含有する
2個のこれより小さい分子の生成と、Rから懸垂する複
数の極性官能基の生成である。
Embedded image Wherein the bond between R ′ and X ′ is R- (X c ) n ′ (where X c is R
Is an acid-labile bond, such that an acidic polar pendant group derivative is formed by cleavage of the R'-X 'bond with an acid. In the above formula, n ′ is at least 2. At least one R ′ alicyclic group, and the total of at least one R or remaining R ′ group consists of an acryl group. The result after cleavage is in each case the formation of two smaller molecules, each containing an alicyclic group, and the formation of a plurality of polar functional groups pendent from R.

【0039】Xがカルボキシル基である場合、この構造
は下記の式のようになる。
When X is a carboxyl group, the structure is as follows:

【化19】 開裂後、Rは複数の(n')カルボン酸ペンダント基を
含有する。式中、Rはノルボルニル脂環式基であり、
n'=2、各R'はアダマンタンを含有し、HNMP添加
剤は下記の構造を有する。
Embedded image After cleavage, R contains multiple (n ') carboxylic acid pendant groups. Wherein R is a norbornyl alicyclic group,
n ′ = 2, each R ′ contains adamantane, and the HNMP additive has the following structure:

【化20】 開裂後、ノルボルニル化合物は2個のカルボン酸ペンダ
ント基を有する。
Embedded image After cleavage, the norbornyl compound has two pendant carboxylic acid groups.

【0040】他の可能なHNMP添加剤構造には下記の
ものがある。
[0040] Other possible HNMP additive structures include:

【化21】 Embedded image

【化22】 Embedded image

【0041】本発明に使用するHNMPで、酸に不安定
な結合基はフォトリソグラフィ工程中に生成する酸と有
利に反応し、これにより基が開裂して複数の分子を生成
したり、分子量を実質的に減少させたりして、フォトレ
ジストの放射で露光した部分のアルカリ水溶液への溶解
性を促進させる。好ましい酸に不安定な結合基は、第三
アルキル(またはシクロアルキル)カルボン酸エステ
ル、(たとえばt−ブチル、メチルシクロペンチル、メ
チルシクロヘキシル、メチルアダマンチル)、エステル
ケタール、およびエステルアセタールからなる群から選
択されたものである。HNMP成分はまた、フォトレジ
スト組成物の特性を強化するように、分子のかさの増
大、および分子の疎水性の増大の両方またはいずれかを
行うペンダント基を含有するものであってもよい。必要
があれば、HNMP成分を組み合わせて使用してもよ
い。
In the HNMPs used in the present invention, the acid labile linking group reacts favorably with the acid formed during the photolithography step, thereby cleaving the group to form multiple molecules or reduce the molecular weight. Substantially reduce or enhance the solubility of the exposed portions of the photoresist in aqueous alkaline solutions. Preferred acid labile linking groups are selected from the group consisting of tertiary alkyl (or cycloalkyl) carboxylate esters (eg, t-butyl, methylcyclopentyl, methylcyclohexyl, methyladamantyl), ester ketals, and ester acetals. It is a thing. The HNMP component may also contain pendant groups that enhance the bulk of the molecule and / or increase the hydrophobicity of the molecule to enhance the properties of the photoresist composition. If necessary, HNMP components may be used in combination.

【0042】好ましいHNMP成分の例には、アダマン
タンのビスカルボキシルエステルおよび高級溶融脂環式
環構造がある。最も好ましいHNMP成分は、t−ブチ
ルカルボン酸ビスアダマンタンである。
Examples of preferred HNMP components include the biscarboxyl esters of adamantane and higher fused cycloaliphatic ring structures. The most preferred HNMP component is bis-adamantane t-butyl carboxylate.

【0043】本発明のフォトレジスト組成物は通常、所
期の基板に塗布する前に、溶剤を含有する。この溶剤
は、フォトレジスト組成物の性能に過度の悪影響を与え
ることのない、酸触媒フォトレジストに従来から使用さ
れているどのような溶剤でもよい。好ましい溶剤は、酢
酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘ
キサン、および酢酸エチルセロソルブである。
The photoresist compositions of the present invention usually contain a solvent before being applied to the intended substrate. The solvent can be any solvent conventionally used in acid catalyzed photoresists without unduly adversely affecting the performance of the photoresist composition. Preferred solvents are propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexane, and ethyl cellosolve acetate.

【0044】本発明の組成物はさらに、少量の染料/増
感剤、塩基添加剤など、当業者に周知の補助成分を含有
する。好ましい塩基添加剤は、微量の酸を捕集し、しか
もフォトレジストの性能に過度の悪影響を与えることの
ない、弱塩基である。好ましい塩基添加剤には、(脂肪
族もしくは芳香族の)第三アルキルアミン類、または水
酸化−t−ブチルアンモニウム(TBAH)などの水酸
化−t−アルキルアンモニウムがある。
The compositions of the present invention further contain auxiliary ingredients well known to those skilled in the art, such as small amounts of dyes / sensitizers, base additives, and the like. Preferred base additives are weak bases that trap trace amounts of acid and do not unduly adversely affect photoresist performance. Preferred base additives include tertiary alkylamines (aliphatic or aromatic) or tert-alkylammonium hydroxide such as tert-butylammonium hydroxide (TBAH).

【0045】本発明のフォトレジスト組成物は、好まし
くは組成物中の環式オレフィン重合体の合計重量に対し
て、約0.5〜20重量%(さらに好ましくは約3〜1
5重量%)の感光性酸発生剤を含有する。溶剤が存在す
る場合には、組成物全体が約50〜90重量%の溶剤を
含有するものが好ましい。この組成物は、好ましくは酸
に感受性のある化合物の合計重量に対して、約1重量%
以下の前記塩基添加剤を含有する。本発明のフォトレジ
スト組成物は、好ましくは組成物中の環式オレフィン重
合体の合計重量に対して、少なくとも約5重量%、さら
に好ましくは10〜25重量%、最も好ましくは約10
〜20重量%のBH添加剤成分、またはHNA添加剤成
分、HNMP添加剤成分、もしくはSS添加剤成分を含
有する。
The photoresist composition of the present invention preferably comprises about 0.5 to 20% by weight, more preferably about 3 to 1% by weight, based on the total weight of the cyclic olefin polymer in the composition.
5% by weight) of a photosensitive acid generator. If a solvent is present, it is preferred that the entire composition contain about 50-90% by weight of the solvent. The composition preferably comprises about 1% by weight, based on the total weight of the acid-sensitive compounds.
It contains the following base additives. The photoresist composition of the present invention preferably comprises at least about 5% by weight, more preferably 10-25% by weight, and most preferably about 10% by weight, based on the total weight of the cyclic olefin polymer in the composition.
-20% by weight of the BH additive component, or the HNA additive component, the HNMP additive component, or the SS additive component.

【0046】本発明は、本発明で使用する環式オレフィ
ン重合体を合成するのに、どのような特定の方法にも限
定されない。好ましくは、環式オレフィン重合体は付加
重合により生成する。適切な技術の例は、B.F.グッ
ドリッチ社(B. F. GoodrichCompany)に譲渡され、本
明細書に参照として添付された米国特許第546881
9号および第5705503号明細書に開示されてい
る。
The present invention is not limited to any particular method for synthesizing the cyclic olefin polymer used in the present invention. Preferably, the cyclic olefin polymer is formed by addition polymerization. Examples of suitable techniques are described in F. U.S. Pat. No. 5,468,881 assigned to BF Goodrich Company and incorporated herein by reference.
Nos. 9 and 5705503.

【0047】本発明の環式オレフィン重合体は、重量平
均分子量が約5,000〜100,000のものが好ま
しく、約10,000〜50,000のものがさらに好
ましい。
The cyclic olefin polymer of the present invention preferably has a weight average molecular weight of about 5,000 to 100,000, more preferably about 10,000 to 50,000.

【0048】本発明のフォトレジスト組成物は、環式オ
レフィン重合体、PAG、BH添加剤成分、またはHN
A、HNMP、もしくはSS成分と、他の所期の成分
を、従来の方法を使用して化合させることにより生成す
ることができる。フォトリソグラフィ法で使用するフォ
トレジスト組成物は一般に、かなりの量の溶剤を含む。
The photoresist composition of the present invention comprises a cyclic olefin polymer, a PAG, a BH additive component, or HN.
The A, HNMP, or SS component and other desired components can be produced by combining using conventional methods. Photoresist compositions used in photolithographic methods generally contain significant amounts of solvents.

【0049】本発明のフォトレジスト組成物は、半導体
基板上に集積回路を製造するのに用いるフォトリソグラ
フィ法で特に有用である。この組成物は、193nmの
紫外線放射を利用するフォトリソグラフィ法で特に有用
である。他の放射(たとえば中波長紫外線、248nm
の遠紫外線、X線、電子線など)を使用する必要がある
場合は、本発明の組成物は(必要ならば)適当な染料ま
たは増感剤を組成物に添加することにより、調整するこ
とができる。半導体のためのフォトリソグラフィに本発
明のフォトレジスト組成物を使用する方法について、下
記に説明する。
The photoresist compositions of the present invention are particularly useful in photolithographic methods used to manufacture integrated circuits on semiconductor substrates. This composition is particularly useful in photolithographic methods that utilize 193 nm ultraviolet radiation. Other radiation (eg, medium wavelength ultraviolet, 248 nm
If necessary, the composition of the present invention can be adjusted by adding a suitable dye or sensitizer (if necessary) to the composition. Can be. The method of using the photoresist composition of the present invention for photolithography for semiconductors is described below.

【0050】半導体へのフォトリソグラフィの応用は通
常、半導体基板上の材料の層への、パターンの転写が含
まれる。半導体基板上の材料の層は、製造工程の段階、
および最終製品のための所期の材料セットによって、金
属の導電層、セラミックの絶縁層、半導体層、または他
の材料でよい。多くの例で、反射防止コーティング(A
RC)が、フォトレジスト層を塗布する前に、材料層へ
塗布されている。ARC層は、酸触媒フォトレジストに
適合するどのような従来のARCであってもよい。
Photolithographic applications for semiconductors usually involve the transfer of a pattern to a layer of material on a semiconductor substrate. The layers of material on the semiconductor substrate are used during the manufacturing process,
And depending on the intended material set for the final product, it may be a conductive layer of metal, an insulating layer of ceramic, a semiconductor layer, or other material. In many instances, anti-reflective coatings (A
RC) is applied to the material layer before applying the photoresist layer. The ARC layer can be any conventional ARC that is compatible with the acid catalyzed photoresist.

【0051】代表的には、溶剤を含有するフォトレジス
ト組成物を、スピン・コーティングまたはその他の技術
を用いて所期の半導体基板に塗布する。次にフォトレジ
スト・コーティングを塗布した基板を加熱(露光前ベー
キング)して、溶剤を除去し、フォトレジスト層の密着
を改善することが好ましい。塗布する層の厚みは、好ま
しくは実質的に均一で、フォトレジスト層が後のリソグ
ラフィ・パターンを、下層の基板材料層に転写する処理
(通常は反応性イオン・エッチング)に十分耐えること
を条件として、できるだけ薄いことが好ましい。露光前
ベーキング工程は、約10秒から約15分間行うことが
好ましく、約15秒から約1分間行うのがさらに好まし
い。露光前ベーキング温度は、フォトレジストのガラス
転移温度によって変化させることができる。好ましく
は、露光前ベーキングはTgより少なくとも20℃低い
温度で行う。
Typically, a photoresist composition containing a solvent is applied to the intended semiconductor substrate using spin coating or other techniques. Next, the substrate coated with the photoresist coating is preferably heated (baked before exposure) to remove the solvent and improve the adhesion of the photoresist layer. The thickness of the applied layer is preferably substantially uniform, provided that the photoresist layer is sufficiently resistant to the process of transferring the subsequent lithographic pattern to the underlying substrate material layer (usually reactive ion etching). Is preferably as thin as possible. The pre-exposure baking step is preferably performed for about 10 seconds to about 15 minutes, and more preferably for about 15 seconds to about 1 minute. The pre-exposure baking temperature can be varied depending on the glass transition temperature of the photoresist. Preferably, the pre-exposure bake is performed at a temperature at least 20 ° C. below T g .

【0052】溶剤を除去した後、フォトレジスト層をパ
ターンに従って所期の放射(たとえば193nmの紫外
線放射)で露光する。電子線などの走査粒子線を使用す
る場合、パターンに従った露光は基板を横切って光線を
走査し、光線を所期のパターンに選択的に供給すること
により達成することができる。さらに典型的には、波状
の放射が193nmの紫外線放射などを形成する場合、
パターンに従った露光はフォトレジスト層上に置いたマ
スクを介して行う。193nmの紫外線放射では、全露
光エネルギーは、好ましくは約100ミリジュール/c
2以下、さらに好ましくは約50ミリジュール/cm2
以下(15〜30ミリジュール/cm2)である。
After removing the solvent, the photoresist layer is exposed according to the pattern to the desired radiation (for example 193 nm UV radiation). When using a scanning particle beam such as an electron beam, patternwise exposure can be accomplished by scanning a light beam across the substrate and selectively providing the light beam in a desired pattern. More typically, when the wavy radiation forms 193 nm ultraviolet radiation, or the like,
Exposure according to the pattern is performed through a mask placed on the photoresist layer. For ultraviolet radiation at 193 nm, the total exposure energy is preferably about 100 millijoules / c
m 2 or less, more preferably about 50 mJ / cm 2
(15-30 mJ / cm 2 ).

【0053】所期のパターンに従った露光を行った後、
フォトレジスト層を通常、ベーキングして、酸触媒反応
をさらに完全に進行させ、露光したパターンのコントラ
ストを増大させる。露光後のベーキングは、好ましくは
約100〜175℃、さらに好ましくは約125〜16
0℃で行う。露光後のベーキングは、約30秒から約5
分間行うことが好ましい。
After performing exposure according to the intended pattern,
The photoresist layer is typically baked to allow the acid catalyzed reaction to proceed more completely and increase the contrast of the exposed pattern. Baking after exposure is preferably about 100 to 175 ° C, more preferably about 125 to 16 ° C.
Perform at 0 ° C. Baking after exposure is from about 30 seconds to about 5 seconds.
It is preferable to carry out for minutes.

【0054】露光後のベーキングを行った後、フォトレ
ジストの放射で露光した部分を選択的に溶解するアルカ
リ溶液に、フォトレジスト層を接触させることにより、
所期のパターンを有するフォトレジスト構造が得られる
(現像される)。好ましいアルカリ溶液(現像剤)は、
水酸化テトラメチルアンモニウムの水溶液である。好ま
しくは、本発明のフォトレジスト組成物は、従来から使
用されている0.26Nのアルカリ水溶液で現像するこ
とができる。本発明のフォトレジスト組成物はまた、
0.14N、0.21N、または他の濃度のアルカリ水
溶液で現像することもできる。次に、基板上に得られた
フォトレジスト構造を、通常、乾燥して残留する現像液
を除去する。本発明のフォトレジスト組成物は一般に、
得られたフォトレジスト構造が高い耐エッチング性を有
するという特長を有する。ある例では、当業者に周知の
後シリル化技術を用いてフォトレジスト構造の耐エッチ
ング性を強化することが可能である。本発明の組成物
は、リソグラフィ・フィーチャの再現を可能にする。
After the post-exposure baking, the photoresist layer is brought into contact with an alkaline solution that selectively dissolves the exposed portion of the photoresist by radiation,
A photoresist structure having the desired pattern is obtained (developed). Preferred alkaline solution (developer) is
It is an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. Preferably, the photoresist composition of the present invention can be developed with a conventionally used 0.26N aqueous alkaline solution. The photoresist composition of the present invention also includes
Development with 0.14N, 0.21N, or other concentrations of aqueous alkaline solutions is also possible. Next, the photoresist structure obtained on the substrate is usually dried to remove the remaining developer. The photoresist composition of the present invention generally comprises
The obtained photoresist structure has a feature of having high etching resistance. In certain instances, post-silylation techniques well known to those skilled in the art can be used to enhance the etch resistance of the photoresist structure. The compositions of the present invention allow for the reproduction of lithographic features.

【0055】次にフォトレジスト構造からのパターン
を、下層の基板の材料(たとえばセラミック、金属、ま
たは半導体)に転写することができる。典型的には、転
写は反応性イオン・エッチングまたは他のある種のエッ
チング技術により行う。反応性イオン・エッチングで
は、フォトレジスト層の耐エッチング性が得に重要であ
る。このように、本発明の組成物、および得られたフォ
トレジスト構造は、集積回路装置の設計に用いられるよ
うな、金属配線、接触穴またはバイア、絶縁部(たとえ
ばダマシン・トレンチまたは浅いトレンチによる絶
縁)、キャパシタ構造のトレンチなど、パターンを形成
した材料層構造の形成に使用することができる。
The pattern from the photoresist structure can then be transferred to the underlying substrate material (eg, ceramic, metal, or semiconductor). Typically, the transfer is performed by reactive ion etching or some other etching technique. In reactive ion etching, the etch resistance of the photoresist layer is important. Thus, the compositions of the present invention, and the resulting photoresist structures, can be used to design metal interconnects, contact holes or vias, insulators (e.g., damascene trenches or shallow trenches) as used in integrated circuit device design. ), And can be used for forming a patterned material layer structure such as a trench having a capacitor structure.

【0056】これらの(セラミック、金属、または半導
体)フィーチャを形成する方法は通常、パターンを形成
する基板の材料の層または部分を用意するステップと、
この材料の層または部分の上にフォトレジストの層を塗
布するステップと、このフォトレジストをパターンに従
って放射で露光するステップと、露光されたフォトレジ
ストを溶剤に接触させてパターンを現像するステップ
と、パターンの空間にあるフォトレジスト層の下層にあ
る1層または複数の層をエッチングすることにより、パ
ターンを形成した材料の層または基板の部分を形成する
ステップと、基板から残留するあらゆるフォトレジスト
を除去するステップとを含む。ある例では、フォトレジ
スト層の下にハード・マスクを用いて、さらに下層にあ
る材料層または部分へのパターンの転写を容易にしてい
る。このような方法の例は、米国特許第4855017
号、第5362663号、第5429710号、第55
62801号、第5618751号、第5744376
号、第5801094号、および第5821469号明
細書に開示されており、これらの特許は本明細書に参照
として添付されている。パターンを転写する他の方法の
例は、ウェイン・モロー(Wayne Moresu)、「半導体リ
ソグラフィ、原理、実際、および材料(Semiconductor
Lithography, Principles, Practices, and Material
s)」、プレナム・プレス(Plenum Press)、1988
年、第12章および第13章に記載されており、この開
示は本明細書に参照として添付されている。本発明はど
のような特定のリソグラフィ技術にも装置構造にも限定
されないことを理解されたい。
The method of forming these (ceramic, metal, or semiconductor) features typically includes providing a layer or portion of a substrate material to be patterned;
Applying a layer of photoresist over the layer or portion of the material, exposing the photoresist to radiation according to a pattern, and contacting the exposed photoresist with a solvent to develop the pattern; Forming a layer or portion of the patterned material or substrate portion by etching one or more layers below the photoresist layer in the space of the pattern, and removing any residual photoresist from the substrate Performing the steps. In one example, a hard mask is used below the photoresist layer to facilitate transfer of the pattern to an underlying material layer or portion. An example of such a method is described in US Pat. No. 4,855,017.
No. 5,362,663, No. 5,429,710, No. 55
No. 62801, No. 5618751, No. 5744376
Nos. 5,801,094 and 5,821,469, which are hereby incorporated by reference. Examples of other methods of transferring patterns are described in Wayne Moresu, Semiconductor Lithography, Principles, Practice, and Materials.
Lithography, Principles, Practices, and Material
s) ", Plenum Press, 1988
Years, Chapters 12 and 13, the disclosure of which is hereby incorporated by reference. It should be understood that the invention is not limited to any particular lithographic technique or device structure.

【0057】[0057]

【実施例】実験例1(比較例) リソグラフィの実験を行う目的で、ノルボルネン−t−
ブチルエステル(NB−t−BE)85%と(ペンダン
ト基として)ノルボルネンカルボン酸(NB−CA)1
5%を含有するノルボルネン共重合体を含むフォトレジ
スト配合物を、下記の重量部で示した材料を配合するこ
とにより調製した。
EXPERIMENTAL EXAMPLE 1 (Comparative Example) For the purpose of conducting a lithography experiment, norbornene-t-
85% of butyl ester (NB-t-BE) and (as a pendant group) norbornene carboxylic acid (NB-CA) 1
A photoresist formulation containing a norbornene copolymer containing 5% was prepared by blending the materials shown in parts by weight below.

【表1】 [Table 1]

【0058】このフォトレジスト配合物を、シリコン・
ウエーハに塗布した反射防止材料(ArX(R)、シップ
レー・カンパニー(Shipley Company))層の上にスピ
ンコーティング(30秒間)した。このフォトレジスト
層を、真空ホット・プレート上で130℃で60秒間ソ
フト・ベーキングして、厚み約0.4μmの皮膜を形成
した。次にウエーハを193nmの放射(0.6NA
ArF、ISIステッパ)で露光した。露光パターンは
線のアレイで、最低0.1μmの寸法の異なる間隔を持
つものとした。露光したウエーハを、真空ホット・プレ
ート上で150℃で90秒間露光後ベーキングを行っ
た。次に、パターン露光したフォトレジストを0.26
3Nの水酸化テトラメチルアンモニウム現像剤で(パド
ル)現像した。次にパターンを走査型電子顕微鏡(SE
M)で検査した。断面SEMパターンによれば、線が互
いに重なったため、200nm未満のL/S(線・間隔
対)は解像されないことが判明した。200nmを超え
る線・間隔対であっても、線間の過度のかす/残渣のた
め、完全には解像されなかった。
This photoresist formulation was applied to a silicon
Antireflective material coated on the wafer was spin-coated (30 seconds) and on the (ArX (R), Shipley Company (Shipley Company)) layer. This photoresist layer was soft baked on a vacuum hot plate at 130 ° C. for 60 seconds to form a film having a thickness of about 0.4 μm. Next, the wafer was irradiated at 193 nm (0.6 NA).
(ArF, ISI stepper). The exposure pattern was an array of lines with a minimum spacing of at least 0.1 μm in size. The exposed wafer was baked on a vacuum hot plate at 150 ° C. for 90 seconds. Next, the photoresist that has been subjected to pattern exposure is
Developed (paddle) with 3N tetramethylammonium hydroxide developer. Next, the pattern was scanned using a scanning electron microscope (SE).
M). According to the cross-sectional SEM pattern, it was found that L / S (line / interval pair) less than 200 nm was not resolved because the lines overlapped each other. Even line-spacing pairs greater than 200 nm were not completely resolved due to excessive debris / residue between the lines.

【0059】実験例2 リトコール酸−t−ブチル−3−トリフルオロアセチル
の合成 上部撹拌機、熱電対温度監視装置、および窒素の入口を
有する定圧滴下ロートを具備する12リットルの四つ口
丸底フラスコに、リトコール酸500g(1.328モ
ル)と乾燥THF4リットルを入れた。次に滴下ロート
に、無水トリフルオロ酢酸1920ml(13.6モ
ル)を入れた。このフラスコを窒素雰囲気中で、氷で冷
却し、温度を10℃未満に保って無水トリフルオロ酢酸
を細い流れにして添加した。この混合物を1夜撹拌しな
がら室温に戻した後、ロータリー・エバポレータにより
溶剤および過剰の無水トリフルオロ酢酸を除去した。濃
厚な粘性の中間生成物を12リットルのフラスコに戻
し、さらに4リットルのTHFを加えた。滴下ロートに
t−ブチルアルコール740g(10モル)(固化を防
止するため少量のTHFで希釈したもの)を入れた。フ
ラスコを再度氷で冷却し、温度を10℃未満に保ってt
−ブチルアルコールを細い流れにして添加した。この混
合物を一夜かけて室温に戻した。次に固形NaHCO3
約200gを添加し、撹拌をさらに2時間続けた。次に
ロータリー・エバポレータにより溶剤および過剰のt−
ブチルアルコールを除去し、混合物を4リットルのエチ
ルエーテルに溶解した後、800mlのNaHCO3
和溶液で3回慎重に洗浄した後、1000mlの水で2
回洗浄した。MgSO4上で撹拌しながら溶剤を1時間
乾燥し、ろ過した後、ロータリー・エバポレータにより
蒸発させた。濃厚な粘性の残渣を、ヘキサン中にシリカ
ゲル800gを含有する大型のカラムで、ヘキサンで徐
々に溶出させた。生成物のフラクションを合わせてロー
タリー・エバポレータにより蒸発させ、残留した溶剤を
窒素流中40℃で減圧して、定量になるまで除去したと
ころ、所期の生成物620g(収率88%)が、灰色が
かった白色のシロップ状液体として得られた。この生成
物を−78℃でペンタンにより結晶化させて、低融点の
白色のワックスを得た。
Experimental Example 2 Synthesis of t-butyl-3-trifluoroacetyl lithocholic acid A 12-liter four-necked round bottom equipped with a top stirrer, a thermocouple temperature monitor, and a constant-pressure dropping funnel with a nitrogen inlet. The flask was charged with 500 g (1.328 mol) of lithocholic acid and 4 liters of dry THF. Next, 1920 ml (13.6 mol) of trifluoroacetic anhydride was put into the dropping funnel. The flask was cooled with ice under a nitrogen atmosphere and the trifluoroacetic anhydride was added in a small stream while keeping the temperature below 10 ° C. After the mixture was allowed to warm to room temperature with stirring overnight, the solvent and excess trifluoroacetic anhydride were removed on a rotary evaporator. The thick viscous intermediate was returned to the 12 liter flask and an additional 4 liters of THF was added. The dropping funnel was charged with 740 g (10 mol) of t-butyl alcohol (diluted with a small amount of THF to prevent solidification). The flask was cooled again with ice, keeping the temperature below 10 ° C.
-Butyl alcohol was added in a small stream. The mixture was allowed to return to room temperature overnight. Next, solid NaHCO 3
About 200 g were added and stirring was continued for another 2 hours. Next, the solvent and excess t-
The butyl alcohol was removed, the mixture was dissolved in 4 liters of ethyl ether, and then carefully washed three times with 800 ml of a saturated solution of NaHCO 3 and then washed with 1000 ml of water.
Washed twice. The solvent was dried for 1 hour with stirring over MgSO 4 , filtered and evaporated on a rotary evaporator. The thick viscous residue was slowly eluted with hexane on a large column containing 800 g of silica gel in hexane. The product fractions were combined and evaporated on a rotary evaporator, and the remaining solvent was removed under reduced pressure at 40 ° C. in a stream of nitrogen until quantified, yielding 620 g (88% yield) of the expected product. Obtained as an off-white syrupy liquid. The product was crystallized from pentane at -78 ° C to give a low melting white wax.

【0060】実験例3 この実験例は、飽和ステロイド添加剤を含有する本発明
の組成物の利点を示すものである。フォトレジスト配合
物を、下記の重量部で示した材料を配合することにより
調製した。
Example 3 This example illustrates the advantage of the composition of the present invention containing a saturated steroid additive. A photoresist formulation was prepared by compounding the materials shown in parts by weight below.

【表2】 [Table 2]

【0061】このフォトレジスト配合物を、シリコン・
ウエーハに塗布した反射防止材料(ArX(R)、シップ
レー・カンパニー(Shipley Company))層の上にスピ
ンコーティングし、パターンに従って露光し(193n
mの放射)、実験例1と同様な方法により現像した。次
に得られたパターンを走査型電子顕微鏡(SEM)で検
査した。140nm以上の線・間隔対は良好に解像さ
れ、明確なプロファイルが得られた。この配合物に必要
な露光エネルギーは、25〜35mJ/cm2の範囲内
であった。
The photoresist formulation was applied to a silicon
Antireflective material coated on the wafer was spin coated onto the (ArX (R), Shipley Company (Shipley Company)) layer was exposed according to a pattern (193 n
m), and developed in the same manner as in Experimental Example 1. Next, the obtained pattern was inspected with a scanning electron microscope (SEM). Line / spacing pairs of 140 nm or more were well resolved and a clear profile was obtained. The exposure energy required for this formulation was in the range of 25-35 mJ / cm 2 .

【0062】実験例4 アダマンタン−1−カルボン酸−t−ブチルエステルの
合成 600mlの塩化メチレン中にt−ブチルアルコール2
5.34g(0.342モル)を懸濁させた懸濁液に、
室温でトリエチルアミン38.07g(0.3815モ
ル)を添加した。得られた懸濁液を、透明な溶液になる
まで、室温で撹拌した。前記溶液に0℃で塩化アダマン
タン−1−カルボニル74.75g(0.3762モ
ル)を添加した。添加が完了した後、反応混合物を室温
で12時間撹拌した後、還流状態で2時間撹拌した。反
応混合物をろ過して反応中に生成した塩酸トリエチルア
ミンを除去した。ろ過液を水(×500ml)で数回洗
浄し、無水硫酸ナトリウム上で乾燥し、減圧で濃縮し
た。カラム・クロマトグラフィ(シリカゲル、ヘキサン
/塩化メチレン9:1)により残渣を精製して、48.
4g(〜60%)の白色固形物を得た。この固形物は、
NMR分光分析により、アダマンタン−1−カルボン酸
−t−ブチルエステルであることが同定された。
Experimental Example 4 Synthesis of adamantane-1-carboxylic acid-t-butyl ester t-butyl alcohol 2 in 600 ml of methylene chloride
In a suspension in which 5.34 g (0.342 mol) is suspended,
At room temperature, 38.07 g (0.3815 mol) of triethylamine were added. The resulting suspension was stirred at room temperature until a clear solution. To the solution at 0 ° C. was added 74.75 g (0.3762 mol) of adamantane-1-carbonyl chloride. After the addition was complete, the reaction mixture was stirred at room temperature for 12 hours and then at reflux for 2 hours. The reaction mixture was filtered to remove triethylamine hydrochloride generated during the reaction. The filtrate was washed several times with water (× 500 ml), dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (silica gel, hexane / methylene chloride 9: 1).
4 g (-60%) of a white solid was obtained. This solid is
NMR spectroscopy identified adamantane-1-carboxylic acid-t-butyl ester.

【0063】実験例5 この実験例は、アダマンタン−1−カルボン酸−t−ブ
チルエステルを含有する本発明の組成物の利点を示すも
のである。フォトレジスト配合物を、下記の重量部で示
した材料を配合することにより調製した。
Experimental Example 5 This experimental example illustrates the advantage of the composition of the present invention containing adamantane-1-carboxylic acid-t-butyl ester. A photoresist formulation was prepared by compounding the materials shown in parts by weight below.

【表3】 [Table 3]

【0064】このフォトレジスト配合物を、シリコン・
ウエーハに塗布した反射防止材料(ArX(R)、シップ
レー・カンパニー(Shipley Company))層の上にスピ
ンコーティングし、パターンに従って露光し(193n
mの放射)、実験例1と同様な方法により現像した。次
に得られたパターンを走査型電子顕微鏡(SEM)で検
査した。140nm以上の線・間隔対は良好に解像さ
れ、明確なプロファイルが得られた。この配合物に必要
な露光エネルギーは、20〜30mJ/cm2の範囲内
であった。
This photoresist formulation was treated with silicon
Antireflective material coated on the wafer was spin coated onto the (ArX (R), Shipley Company (Shipley Company)) layer was exposed according to a pattern (193 n
m), and developed in the same manner as in Experimental Example 1. Next, the obtained pattern was inspected with a scanning electron microscope (SEM). Line / spacing pairs of 140 nm or more were well resolved and a clear profile was obtained. Exposure energy required for this formulation was in the range of 20~30mJ / cm 2.

【0065】実験例6 2,5−ビス(アダマンタン−1−カルボキシルオキ
シ)−2,5−ジメチルヘキサンの合成 600mlの塩化メチレンに2,6−ジメチル−2,5
−ヘキサンジオール50g(0.342モル)を懸濁さ
せた懸濁液に、室温でトリエチルアミン76.14g
(0.762モル)を添加した。得られた懸濁液を、透
明な溶液になるまで、室温で撹拌した。前記溶液に0℃
で塩化アダマンタン−1−カルボニル149.5g
(0.7524モル)を添加した。添加が完了した後、
反応混合物を室温で12時間撹拌した後、還流状態で2
時間撹拌した。反応混合物をろ過して反応中に生成した
塩酸トリエチルアミンを除去した。ろ過液を水(×50
0ml)で数回洗浄し、無水硫酸ナトリウム上で乾燥し
た後、減圧で濃縮した。カラム・クロマトグラフィ(シ
リカゲル、ヘキサン/塩化メチレン9:1)により残渣
を精製して、128g(〜80%)の白色固形物を得
た。この固形物は、NMR分光分析により、2,5−ビ
ス(アダマンタン−1−カルボキシルオキシ)−2,5
−ジメチルヘキサンであることが同定された。
EXPERIMENTAL EXAMPLE 6 Synthesis of 2,5-bis (adamantane-1-carboxyloxy) -2,5-dimethylhexane 2,6-dimethyl-2,5 in 600 ml of methylene chloride
76.14 g of triethylamine was added to a suspension of 50 g (0.342 mol) of hexanediol at room temperature.
(0.762 mol) was added. The resulting suspension was stirred at room temperature until a clear solution. 0 ° C in the solution
Adamantane-1-carbonyl chloride in 149.5 g
(0.7524 mol) was added. After the addition is complete,
The reaction mixture was stirred at room temperature for 12 hours and then refluxed for 2 hours.
Stirred for hours. The reaction mixture was filtered to remove triethylamine hydrochloride generated during the reaction. Filter the filtrate with water (× 50
0 ml), dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (silica gel, hexane / methylene chloride 9: 1) to give 128 g (〜80%) of a white solid. This solid was analyzed by NMR spectroscopy for 2,5-bis (adamantane-1-carboxoxy) -2,5.
-Dimethylhexane.

【0066】実験例7 この実験例は、2,5−ビス(アダマンタン−1−カル
ボキシルオキシ)−2,5−ジメチルヘキサンを含有す
る本発明の組成物の利点を示すものである。フォトレジ
スト配合物を、下記の重量部で示した材料を配合するこ
とにより調製した。
Experimental Example 7 This experimental example illustrates the advantages of the composition of the present invention containing 2,5-bis (adamantane-1-carboxoxy) -2,5-dimethylhexane. A photoresist formulation was prepared by compounding the materials shown in parts by weight below.

【表4】 [Table 4]

【0067】このフォトレジスト配合物を、シリコン・
ウエーハに塗布した反射防止材料(ArX(R)、シップ
レー・カンパニー(Shipley Company))層の上にスピ
ンコーティングし、パターンに従って露光し(193n
mの放射)、実験例1と同様な方法により現像した。次
に得られたパターンを走査型電子顕微鏡(SEM)で検
査した。130nm以上の線・間隔対は良好に解像さ
れ、明確なプロファイルが得られた。この配合物に必要
な露光エネルギーは、20〜30mJ/cm2の範囲内
であった。
This photoresist formulation was treated with silicon
Antireflective material coated on the wafer was spin coated onto the (ArX (R), Shipley Company (Shipley Company)) layer was exposed according to a pattern (193 n
m), and developed in the same manner as in Experimental Example 1. Next, the obtained pattern was inspected with a scanning electron microscope (SEM). Line / space pairs of 130 nm or more were well resolved and a clear profile was obtained. Exposure energy required for this formulation was in the range of 20~30mJ / cm 2.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03F 7/11 503 G03F 7/11 503 7/38 511 7/38 511 7/40 521 7/40 521 H01L 21/027 H01L 21/30 502R (31)優先権主張番号 09/266344 (32)優先日 平成11年3月11日(1999.3.11) (33)優先権主張国 米国(US) (72)発明者 プシュカラ・ラーオ・ヴラナシー アメリカ合衆国12603 ニューヨーク州ポ ーキープシー ミスティ・リッジ・サーク ル 24 (72)発明者 ロバート・ディー・アレン アメリカ合衆国95120 カリフォルニア州 サンホセ カレ・デル・コネホ 6186 (72)発明者 トマス・アイ・ウォロウ アメリカ合衆国94587 カリフォルニア州 ユニオン・シティー ロイヤル・アン・ド ライブ 2656 (72)発明者 ジュリアン・オピッツ アメリカ合衆国95126 カリフォルニア州 サンホセ デ・マリエッタ・アベニュー 1670 ナンバー3 (72)発明者 リチャード・エイ・デピエトロ アメリカ合衆国95120 カリフォルニア州 サンホセ マウント・ホリー・ドライブ 6682 (72)発明者 マーガレット・シー・ローソン アメリカ合衆国12545 ニューヨーク州ミ ルブルック ピー・オウ・ボックス 1348 (72)発明者 アン=マリー・ミューハーター アメリカ合衆国12590 ニューヨーク州ワ ッピンガーズ・フォールズ ポピュラ・ブ ールバード 506 (72)発明者 ジョーゼフ・エフ・マニスカルコ アメリカ合衆国12449 ニューヨーク州レ ーク・カトリーヌ コーウィン・プレース 1 (72)発明者 マハムード・エム・ホジステ アメリカ合衆国12601 ニューヨーク州ポ ーキープシー マルチネリ・コート 5 (72)発明者 ジョージ・エム・ジョーダモ アメリカ合衆国12533 ニューヨーク州ホ ープウェル・ジャンクション ホリベリ ー・ドライブ 14 (72)発明者 イトウ・ヒロシ アメリカ合衆国95120 カリフォルニア州 サンホセ エコー・リッジ・ドライブ 7149──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03F 7/11 503 G03F 7/11 503 7/38 511 7/38 511 7/40 521 7/40 521 H01L 21/027 H01L 21/30 502R (31) Priority claim number 09/266344 (32) Priority date March 11, 1999 (1999.3.11) (33) Priority claim country United States (US) (72 Inventor Pushkara Lao Vranashiy United States 12603 Pokiessey, New York Misty Ridge Circle 24 (72) Inventor Robert Dee Allen United States 95120 San Jose, California Calle del Connejo 6186 (72) Inventor Thomas Eye・ Wowlow United States 94587 California On City Royal Ann Drive 2656 (72) Inventor Julian Opitz USA 95126 San Jose de Marietta Avenue, California 1670 No. 3 (72) Inventor Richard A. Depietro United States 95120 San Jose Mount Holly, California 95120 Drive 6682 (72) Inventor Margaret Sea Lawson United States 12545 Milbrook P.O.Box, New York 1348 (72) Inventor Anne-Marie Muharter United States 12590 Wappingers Falls, New York Poppy Boulevard 506 (72) Inventor Joseph F. Maniscalco, United States 12449 Lake Catherine, New York Corwin Place, New York 1 (72) Inventor Mahmoud M. Hostist United States of America 12 601 Poughkeepsie, New York Martinelli Court 5 (72) Inventor George M. Jordamo United States 12533 Hopewell Junction Hollibury Drive, New York 14 (72) Inventor Hiroshi Ito, United States 95120 San Jose, California California Echo Ridge Drive 7149

Claims (41)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)環式オレフィン重合体と、(b)感
光性酸発生剤と、(c)実質的に透明な、かさの大きい
疎水性添加剤とを含む、フォトレジスト組成物。
1. A photoresist composition comprising (a) a cyclic olefin polymer, (b) a photosensitive acid generator, and (c) a substantially transparent, bulky hydrophobic additive.
【請求項2】前記環式オレフィン重合体が、 i)極性官能性を有する環式オレフィン単位と、 ii)アルカリ水溶液中での溶解度を抑制する酸に不安
定な基を有する環式オレフィン単位とを有する、請求項
1に記載の組成物。
2. The cyclic olefin polymer comprises: i) a cyclic olefin unit having polar functionality; and ii) a cyclic olefin unit having an acid-labile group that suppresses solubility in an aqueous alkaline solution. The composition of claim 1 having the formula:
【請求項3】前記極性官能基が、pKaが約13以下の
酸性極性官能基、pKaが約13を超える非酸性極性官
能基、またはこれらの組合せからなる群から選択された
ものである、請求項2に記載の組成物。
Wherein the polar functional group, in which pK a of about 13 or less acidic polar functional group, a pK a nonacidic polar functional group more than about 13 or selected from the group consisting of, The composition of claim 2.
【請求項4】前記環式オレフィン単位i)が、カルボキ
シル基、スルホンアミジル基、フルオロアルコール基、
およびその他の酸性極性基からなる群から選択された酸
基を有する酸性極性官能基を含有する、請求項2に記載
の組成物。
4. The method according to claim 1, wherein the cyclic olefin unit i) is a carboxyl group, a sulfonamidyl group, a fluoroalcohol group,
The composition according to claim 2, comprising an acidic polar functional group having an acid group selected from the group consisting of: and other acidic polar groups.
【請求項5】前記酸基がカルボキシル基である、請求項
4に記載の組成物。
5. The composition according to claim 4, wherein said acid group is a carboxyl group.
【請求項6】前記環式オレフィン単位ii)が、第三ア
ルキルカルボキシルエステル、第三シクロアルキルカル
ボキシル、エステルケタール、およびエステルアセター
ルからなる群から選択された1つの基を含有する酸に不
安定な保護基を含む、請求項2に記載の組成物。
6. An acid-labile acid wherein said cyclic olefin unit ii) contains one group selected from the group consisting of tertiary alkyl carboxyl esters, tertiary cycloalkyl carboxyls, ester ketals, and ester acetals. 3. The composition according to claim 2, comprising a protecting group.
【請求項7】前記かさの大きい疎水性添加剤が、少なく
とも10個の炭素原子を含み脂環式基を有する化合物を
含む、請求項1に記載の組成物。
7. The composition of claim 1, wherein the bulky hydrophobic additive comprises a compound containing at least 10 carbon atoms and having an alicyclic group.
【請求項8】前記疎水性添加剤が、飽和ステロイド化合
物、非ステロイド脂環式化合物、および少なくとも2個
の脂環式基の間に酸に不安定な結合基を有する非ステロ
イド多脂環式化合物からなる群から選択された化合物を
含む、請求項1に記載の組成物。
8. The method of claim 1, wherein said hydrophobic additive is a saturated steroid compound, a non-steroid alicyclic compound, and a non-steroid polyalicyclic compound having an acid labile linking group between at least two alicyclic groups. The composition of claim 1, comprising a compound selected from the group consisting of a compound.
【請求項9】前記飽和ステロイド化合物が、少なくとも
1個の酸に不安定なペンダント保護基を有する少なくと
も1個の飽和C17ステロイド脂環式骨格を含む、請求項
8に記載の組成物。
9. The composition of claim 8, wherein said saturated steroid compound comprises at least one saturated C 17 steroid alicyclic skeleton having at least one acid labile pendant protecting group.
【請求項10】前記飽和ステロイド化合物がさらに、水
酸基、ホルミル基、アセチル基、およびフルオロアセチ
ル基からなる群から選択された、少なくとも1個の追加
のペンダント基を含む、請求項9に記載の組成物。
10. The composition of claim 9, wherein said saturated steroid compound further comprises at least one additional pendant group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a formyl group, an acetyl group, and a fluoroacetyl group. object.
【請求項11】前記飽和ステロイド化合物が、コレート
エステル、エステル変性リソコレート、エステル変性コ
レートエステル、および空間を有するリソコレートから
なる群から選択されたステロイド化合物を含む、請求項
8に記載の組成物。
11. The composition according to claim 8, wherein said saturated steroid compound comprises a steroid compound selected from the group consisting of cholate ester, ester-modified lysocholate, ester-modified cholate ester, and lysocholate having a space.
【請求項12】前記飽和ステロイド化合物が、t−ブチ
ルリソコレート、t−ブチルデオキシコレート、t−ブ
チルコレート、t−ブチル−3−トリフルオロアセチル
リソコレート、t−ブチル−3−アセチルリソコレー
ト、t−ブチル−3−ピバリルリソコレート、t−ブチ
ル−3,7,12−トリホルミルコレート、t−ブチル
−トリス−(3,7,12−トリフルオロアセチル)コ
レート、および間隔をあけたリソコレート構造、 【化1】 【化2】 (式中tBuは第三ブチル基)からなる群から選択され
たものである、請求項11に記載の組成物。
12. The saturated steroid compound is t-butyl lysocholate, t-butyl deoxycholate, t-butyl cholate, t-butyl-3-trifluoroacetyl lysocholate, t-butyl-3-acetyl lysocholate, t-butyl-3-pivalyl lysocholate, t-butyl-3,7,12-triformylcholate, t-butyl-tris- (3,7,12-trifluoroacetyl) cholate, and spaced lysocholate Structure, Embedded image 12. The composition of claim 11, wherein tBu is a tertiary butyl group.
【請求項13】前記飽和ステロイド化合物が、t−ブチ
ル−3−トリフルオロアセチルリソコレートである、請
求項12に記載の組成物。
13. The composition according to claim 12, wherein said saturated steroid compound is t-butyl-3-trifluoroacetyl lysocholate.
【請求項14】前記疎水性非ステロイド脂環式化合物
が、少なくとも1個の非ステロイドC6より高級の脂環
式基を含む、請求項8に記載の組成物。
14. The composition of claim 8, wherein said hydrophobic non-steroidal cycloaliphatic compound comprises at least one non-steroidal C 6 higher cycloaliphatic group.
【請求項15】前記疎水性非ステロイド脂環式化合物
が、少なくとも1個の非ステロイドC10〜C30脂環式基
を含む、請求項14に記載の組成物。
15. The composition according to claim 14, wherein said hydrophobic non-steroidal cycloaliphatic compound comprises at least one non-steroidal C 10 -C 30 cycloaliphatic group.
【請求項16】前記疎水性非ステロイド脂環式化合物
が、少なくとも1個の酸に不安定なペンダント保護基を
有する、請求項14に記載の組成物。
16. The composition of claim 14, wherein said hydrophobic non-steroidal cycloaliphatic compound has at least one pendant protecting group which is acid labile.
【請求項17】前記疎水性非ステロイド脂環式化合物
が、第三アルキルカルボキシルエステル、第三シクロア
ルキルカルボキシル、エステルケタール、およびエステ
ルアセタールからなる群から選択された、酸に不安定な
保護基を含む、請求項15に記載の組成物。
17. The method according to claim 17, wherein the hydrophobic non-steroidal alicyclic compound has an acid-labile protecting group selected from the group consisting of a tertiary alkyl carboxyl ester, a tertiary cycloalkyl carboxyl, an ester ketal, and an ester acetal. 16. The composition of claim 15, comprising the composition.
【請求項18】前記疎水性非ステロイド脂環式化合物
が、第三アルキルカルボキシルエステルを含む、請求項
17に記載の組成物。
18. The composition of claim 17, wherein said hydrophobic non-steroidal cycloaliphatic compound comprises a tertiary alkyl carboxyl ester.
【請求項19】前記疎水性非ステロイド多脂環式化合物
が、少なくとも2個の非ステロイドC 7より高級の脂環
式基を含む、請求項8に記載の組成物。
19. The hydrophobic non-steroid polyalicyclic compound
Has at least two non-steroid C 7Higher grade alicyclic
9. The composition according to claim 8, comprising a formula group.
【請求項20】前記疎水性非ステロイド脂環式化合物
が、少なくとも2個の非ステロイドC10〜C30脂環式基
を含む、請求項19に記載の組成物。
20. The composition of claim 19, wherein said hydrophobic non-steroidal cycloaliphatic compound comprises at least two non-steroidal C 10 -C 30 cycloaliphatic groups.
【請求項21】前記疎水性非ステロイド多脂環式化合物
が、2個の酸に不安定な結合基を有する、請求項19に
記載の組成物。
21. The composition of claim 19, wherein said hydrophobic non-steroid polyalicyclic compound has two acid labile linking groups.
【請求項22】前記疎水性非ステロイド脂環式化合物
が、第三アルキルカルボキシルエステル、第三シクロア
ルキルカルボキシル、エステルケタール、およびエステ
ルアセタールからなる群から選択された、酸に不安定な
結合基を含む、請求項21に記載の組成物。
22. The hydrophobic non-steroidal alicyclic compound has an acid labile linking group selected from the group consisting of tertiary alkyl carboxyl esters, tertiary cycloalkyl carboxyls, ester ketals, and ester acetals. 22. The composition of claim 21 comprising:
【請求項23】前記2個の酸に不安定な結合基が、2個
の互いに結合した第三アルキルカルボキシルエステルを
含む、請求項21に記載の組成物。
23. The composition of claim 21, wherein said two acid labile linking groups comprise two linked tertiary alkyl carboxyl esters.
【請求項24】前記環式オレフィン重合体の重量に対し
て、約5〜25重量%の前記疎水性添加剤を含む、請求
項1に記載の組成物。
24. The composition according to claim 1, comprising about 5 to 25% by weight, based on the weight of the cyclic olefin polymer, of the hydrophobic additive.
【請求項25】前記環式オレフィン重合体が、約10〜
80モル%の環式オレフィン単位i)と、約20〜90
モル%の環式オレフィン単位ii)を含有する、請求項
2に記載の組成物。
25. The method according to claim 25, wherein the cyclic olefin polymer comprises
80 mol% of cyclic olefin units i) and from about 20 to 90
3. The composition according to claim 2, comprising mol% of cyclic olefin units ii).
【請求項26】前記環式オレフィン重合体が、実質的に
環式オレフィン単位i)と環式オレフィン単位ii)か
らなる、請求項2に記載の組成物。
26. The composition according to claim 2, wherein said cyclic olefin polymer consists essentially of a cyclic olefin unit i) and a cyclic olefin unit ii).
【請求項27】基板上のパターン形成したフォトレジス
ト構造であって、前記フォトレジストが(a)環式オレ
フィン重合体と、(b)感光性酸発生剤と、(c)実質
的に透明な、かさの大きい疎水性添加剤とを含む、フォ
トレジスト構造。
27. A patterned photoresist structure on a substrate, said photoresist comprising: (a) a cyclic olefin polymer; (b) a photosensitive acid generator; and (c) a substantially transparent photoresist. And a bulky hydrophobic additive.
【請求項28】前記環式オレフィン重合体が、 i)極性官能基を有する環式オレフィン単位と、 ii)アルカリ水溶液中での溶解度を抑制する酸に不安
定な基を有する環式オレフィン単位とを有する、請求項
27に記載のフォトレジスト構造。
28. The cyclic olefin polymer comprising: i) a cyclic olefin unit having a polar functional group; and ii) a cyclic olefin unit having an acid-labile group which suppresses solubility in an aqueous alkaline solution. 28. The photoresist structure of claim 27, comprising:
【請求項29】前記疎水性添加剤が、飽和ステロイド化
合物、非ステロイド脂環式化合物、および、少なくとも
2個の脂環式基の間に酸に不安定な結合基を有する非ス
テロイド多脂環式化合物からなる群から選択された化合
物を含む、請求項27に記載のフォトレジスト構造。
29. The hydrophobic additive is a saturated steroid compound, a non-steroid alicyclic compound, and a non-steroid polyalicyclic compound having an acid-labile bonding group between at least two alicyclic groups. 28. The photoresist structure of claim 27, comprising a compound selected from the group consisting of formula compounds.
【請求項30】基板上にパターン形成したフォトレジス
ト構造を形成する方法であって、 (A)前記基板に(a)環式オレフィン重合体と、
(b)感光性成分と、(c)実質的に透明な、かさの大
きい疎水性添加剤とを含むフォトレジスト組成物を塗布
して、前記基板上にフォトレジスト層を形成するステッ
プと、 (B)前記基板をパターンに従って放射で露光すること
により、前記放射で露光した前記フォトレジスト層の領
域に、前記感光性成分により酸を発生させるステップ
と、 (C)前記基板を水性アルカリ現像液に接触させること
により、前記フォトレジスト層の前記露光領域を選択的
に前記現像液で溶解し、パターン形成したフォトレジス
ト構造を前記基板上に形成させるステップとを含む方
法。
30. A method of forming a patterned photoresist structure on a substrate, comprising: (A) providing the substrate with (a) a cyclic olefin polymer;
Applying a photoresist composition comprising (b) a photosensitive component and (c) a substantially transparent, bulky hydrophobic additive to form a photoresist layer on the substrate; B) exposing the substrate with radiation according to a pattern to generate an acid with the photosensitive component in the areas of the photoresist layer exposed with the radiation; and (C) exposing the substrate to an aqueous alkaline developer. Selectively contacting the exposed areas of the photoresist layer with the developer to form a patterned photoresist structure on the substrate.
【請求項31】前記環式オレフィン重合体が、 i)極性官能基を有する環式オレフィン単位と、 ii)アルカリ水溶液中での溶解度を抑制する酸に不安
定な基を有する環式オレフィン単位とを含む、請求項3
0に記載の方法。
31. The cyclic olefin polymer comprising: i) a cyclic olefin unit having a polar functional group; and ii) a cyclic olefin unit having an acid-labile group that suppresses solubility in an aqueous alkaline solution. Claim 3.
The method according to 0.
【請求項32】前記疎水性添加剤が、飽和ステロイド化
合物、非ステロイド脂環式化合物、および、少なくとも
2個の脂環式基の間に酸に不安定な結合基を有する非ス
テロイド多脂環式化合物からなる群から選択された化合
物を含む、請求項30に記載の方法。
32. The hydrophobic additive, wherein the hydrophobic additive is a saturated steroid compound, a non-steroid alicyclic compound, and a non-steroid polyalicyclic compound having an acid-labile linking group between at least two alicyclic groups. 31. The method of claim 30, comprising a compound selected from the group consisting of a formula compound.
【請求項33】ステップ(B)で使用する前記放射が、
250nmより短い紫外線放射である、請求項30に記
載の方法。
33. The radiation used in step (B),
31. The method of claim 30, wherein the ultraviolet radiation is less than 250 nm.
【請求項34】ステップ(B)とステップ(C)との間
に前記基板をベーキングするステップをさらに含む、請
求項30に記載の方法。
34. The method of claim 30, further comprising baking said substrate between steps (B) and (C).
【請求項35】基板上にパターン形成した材料の構造を
形成する方法であって、前記材料が、半導体、セラミッ
ク、および金属からなる群から選択されたものであり、 (A)前記材料の層を有する基板を形成するステップ
と、 (B)前記基板に(a)環式オレフィン重合体と、
(b)感光性成分と、(c)実質的に透明な、かさの大
きい疎水性添加剤とを含むフォトレジスト組成物を塗布
して、前記基板上にフォトレジスト層を形成するステッ
プと、 (C)前記基板をパターンに従って放射で露光すること
により、前記放射で露光した前記フォトレジスト層の領
域に、前記感光性成分により酸を発生させるステップ
と、 (D)前記基板を水性アルカリ現像液に接触させること
により、前記フォトレジスト層の前記露光領域を選択的
に前記現像液で溶解し、パターン形成したフォトレジス
ト構造を前記基板上に形成するステップと、 (E)フォトレジスト構造のパターンをエッチングによ
り、前記フォトレジスト構造のパターン中の空間を介し
て、前記材料の層に転写するステップとを含む方法。
35. A method for forming a structure of a patterned material on a substrate, wherein the material is selected from the group consisting of a semiconductor, a ceramic, and a metal, and (A) a layer of the material. Forming a substrate having: (B) (a) a cyclic olefin polymer on the substrate;
Applying a photoresist composition comprising (b) a photosensitive component and (c) a substantially transparent, bulky hydrophobic additive to form a photoresist layer on the substrate; C) exposing the substrate with radiation according to a pattern to generate an acid with the photosensitive component in the areas of the photoresist layer exposed with the radiation; and (D) exposing the substrate to an aqueous alkaline developer. Contacting, selectively dissolving the exposed area of the photoresist layer with the developer to form a patterned photoresist structure on the substrate; and (E) etching the pattern of the photoresist structure Transferring to a layer of the material through a space in the pattern of the photoresist structure.
【請求項36】前記環式オレフィン重合体が、 i)極性官能基を有する環式オレフィン単位と、 ii)アルカリ水溶液中での溶解度を抑制する酸に不安
定な基を有する環式オレフィン単位とを含む、請求項3
5に記載の方法。
36. The cyclic olefin polymer, comprising: i) a cyclic olefin unit having a polar functional group; ii) a cyclic olefin unit having an acid-labile group for suppressing solubility in an aqueous alkali solution. Claim 3.
5. The method according to 5.
【請求項37】前記疎水性添加剤が、飽和ステロイド化
合物、非ステロイド脂環式化合物、および、少なくとも
2個の脂環式基の間に酸に不安定な結合基を有する非ス
テロイド多脂環式化合物からなる群から選択された化合
物を含む、請求項35に記載の方法。
37. The hydrophobic additive, wherein the hydrophobic additive is a saturated steroid compound, a non-steroid alicyclic compound, and a non-steroid polyalicyclic ring having an acid labile linking group between at least two alicyclic groups. 36. The method of claim 35, comprising a compound selected from the group consisting of a formula compound.
【請求項38】前記エッチングが、反応性イオン・エッ
チングにより行われる、請求項35に記載の方法。
38. The method of claim 35, wherein said etching is performed by reactive ion etching.
【請求項39】前記材料の層と前記フォトレジスト層と
の間に少なくとも1層の中間層を設け、ステップ(E)
が、前記中間層を介してエッチングするステップを含
む、請求項35に記載の方法。
39. providing at least one intermediate layer between said layer of material and said photoresist layer;
36. The method of claim 35, wherein etching comprises etching through the intermediate layer.
【請求項40】前記放射が、約250nmより短い波長
を有する、請求項35に記載の方法。
40. The method of claim 35, wherein said radiation has a wavelength less than about 250 nm.
【請求項41】ステップ(C)とステップ(D)との間
に前記基板をベーキングする、請求項35に記載の方
法。
41. The method of claim 35, wherein said substrate is baked between steps (C) and (D).
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