JP2943138B2 - Pattern formation method - Google Patents

Pattern formation method

Info

Publication number
JP2943138B2
JP2943138B2 JP19355791A JP19355791A JP2943138B2 JP 2943138 B2 JP2943138 B2 JP 2943138B2 JP 19355791 A JP19355791 A JP 19355791A JP 19355791 A JP19355791 A JP 19355791A JP 2943138 B2 JP2943138 B2 JP 2943138B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
novolak resin
weight
cresol
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP19355791A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0519465A (en
Inventor
俊彦 高橋
征智 日馬
健児 柳原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
Priority to JP19355791A priority Critical patent/JP2943138B2/en
Publication of JPH0519465A publication Critical patent/JPH0519465A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2943138B2 publication Critical patent/JP2943138B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、酸素プラズマエッチン
グを用いるドライ現像によるパターン形成方法に関す
る。
The present invention relates to a pattern forming method by dry development using oxygen plasma etching.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、IC、LSI等の半導体素子の製
造工程では、その加工されるべき基材上にポリイソプレ
ンの環化物にビスアジドを混合したネガ型ホトレジスト
やノボラック樹脂にキノンジアジド化合物を混合したポ
ジ型ホトレジスト等の感放射線性樹脂組成物を塗布し、
水銀灯のg線(波長436mn)やi線(365nm)
を用いて露光し、現像液にて現像することによりパター
ンを形成するホトリソグラフィ法が採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the process of manufacturing semiconductor devices such as ICs and LSIs, a quinonediazide compound is mixed with a negative photoresist in which cyclized polyisoprene is mixed with bisazide on a substrate to be processed or a novolak resin. Apply a radiation-sensitive resin composition such as a positive photoresist,
Mercury lamp g-line (wavelength 436mn) and i-line (365nm)
A photolithography method is employed in which a pattern is formed by exposing to light using a developer and developing with a developer.

【0003】しかし、近年ではLSIが更に微細化し、
基板上に形成されるべきパターンの最少寸法が1μm以
下の領域に入りつつあり、このような寸法領域では、現
像液を現像に用いる従来のホトリソグラフィ法を使用し
ても、特に段差構造を有する基板が使用される場合、露
光時の光の反射の影響や露光系における焦点深度の浅さ
等の問題のために十分な解像ができないという問題が発
生する。
However, in recent years, LSIs have been further miniaturized,
The minimum dimension of a pattern to be formed on a substrate is entering an area of 1 μm or less, and in such an area, even if a conventional photolithography method using a developing solution for development is used, a step structure is particularly exhibited. When a substrate is used, there arises a problem that a sufficient resolution cannot be obtained due to the influence of light reflection at the time of exposure and a problem such as a shallow depth of focus in an exposure system.

【0004】このような問題を解決する方法としてホト
リソグラフィ法において現像液を用いて現像する代り
に、異方性酸素プラズマ等のガスプラズマを用いてエッ
チングすることによりドライ現像し、レジストパターン
を形成する方法が知られている。
As a method for solving such a problem, a resist pattern is formed by performing dry development by etching using gas plasma such as anisotropic oxygen plasma instead of developing using a developer in photolithography. There are known ways to do this.

【0005】特開昭61−107346号公報には、光
活性化合物と混合または結合させたポリマーを含む感光
性樹脂層を基材に塗布し、前記の層が該層の照射される
部分が可視光または紫外線に露光されたとき、シリル化
剤が前記の照射された部分に選択的に拡散できる性質を
有するものであり;前記の感光性樹脂層を、該層の選ば
れた部分のみを露光させるマスクを通して紫外線または
可視光線に露光し;
JP-A-61-107346 discloses a method in which a photosensitive resin layer containing a polymer mixed or bonded with a photoactive compound is applied to a substrate, and the layer is exposed at the irradiated portion of the layer. When exposed to light or ultraviolet light, the silylating agent has a property capable of selectively diffusing into the irradiated portion; exposing the photosensitive resin layer to only a selected portion of the layer. Exposure to ultraviolet or visible light through a mask that causes

【0006】前記の感光性樹脂層をシリル化剤で処理
し、それによって前記のシリル化剤を選択的に前記のコ
ーティング(感光性樹脂層)の照射された部分に吸収さ
せて前記の照射された部分と反応を起こさせ;そして、
[0006] The photosensitive resin layer is treated with a silylating agent, whereby the silylating agent is selectively absorbed by the irradiated portion of the coating (photosensitive resin layer) so that the irradiated portion is exposed to light. React with the part

【0007】かように処理された感光性樹脂層をプラズ
マエッチングによりドライ現像してその非照射部分を選
択的に除去し、所望のネガ図形を得る方法が記載されて
いる。
A method is described in which a photosensitive resin layer thus treated is dry-developed by plasma etching to selectively remove a non-irradiated portion to obtain a desired negative figure.

【0008】この方法によれば、紫外線または可視光線
に照射された部分に吸収されたシリル化剤が酸素プラズ
マに対する耐性が非常に高いため、異方性の高い酸素プ
ラズマでエッチングを行なうことにより急峻な側壁を持
つレジストパターンを得ることができ、従って微細なパ
ターンを解像できることが知られている。
According to this method, since the silylating agent absorbed in the portion irradiated with ultraviolet light or visible light has extremely high resistance to oxygen plasma, the etching is sharply performed by etching with oxygen plasma having high anisotropy. It is known that a resist pattern having an appropriate side wall can be obtained, and thus a fine pattern can be resolved.

【0009】しかし、最近、プラズマエッチング後の断
面形状を観察すると、アンダーカットと呼ばれるパター
ン断面の上部の線幅よりも中央部付近の線幅が細くなる
現象(以下、この現象を「アンダーカット」と称する)
が問題となってきた。この様なアンダーカットが発生す
ると、ウェーハを破壊せずにレジストパターンと基板が
接する部分の寸法を測定することが困難なため、レジス
トパターンを保護膜として下地の基板を加工する際に加
工後のパターンの寸法を予測することが著しく困難とな
り、得られる半導体素子の性能の信頼性や分留りが大幅
に低下する問題を生じる。また、前記のパターン形成方
法において、用いられている従来の感放射線性樹脂の感
度が低いため、ウェーハ1枚当たりの露光時間が長くな
り、露光のスループットが低下する問題が生じる。
However, recently, when observing the cross-sectional shape after plasma etching, a phenomenon that the line width near the center is narrower than the line width at the upper part of the pattern cross section, which is called “undercut” (hereinafter, this phenomenon is referred to as “undercut”) Is called)
Has become a problem. When such an undercut occurs, it is difficult to measure the dimension of the portion where the resist pattern and the substrate are in contact without destroying the wafer, so that when processing the underlying substrate using the resist pattern as a protective film, It becomes extremely difficult to predict the dimensions of the pattern, which causes a problem that the reliability and the yield of the obtained semiconductor device are greatly reduced. Further, in the above-described pattern forming method, the sensitivity of the conventional radiation-sensitive resin used is low, so that the exposure time per wafer becomes long, and there is a problem that the exposure throughput is reduced.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、パタ
ーン形成方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、アンダーカットが生じない、パターン形状およびス
ループットの優れたレジストパターン形成方法を提供す
ることにある。本発明のさらに他の目的および利点は以
下の説明から明らかとなろう。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pattern forming method. Another object of the present invention is to provide a method of forming a resist pattern which does not cause undercut and has excellent pattern shape and throughput. Still other objects and advantages of the present invention will be apparent from the following description.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、 (1). m−クレゾールとp−クレゾールとを含有する
混合クレゾールとホルムアルデヒドとを重縮合して得ら
れ、ポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」
と称する)が1,000〜10,000でありそしてポリ
スチレン換算分子量が600未満の低分子量成分を13
重量%以上含有するノボラック樹脂の1,2−キノンジ
アジドスルホン酸エステルを含有する感放射線性樹脂組
成物を層状に塗布し、
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are as follows: (1) Obtained by polycondensing mixed cresol containing m-cresol and p-cresol with formaldehyde. Weight average molecular weight in terms of polystyrene (hereinafter referred to as “Mw”).
) Having a molecular weight of 1,000 to 10,000 and a polystyrene-equivalent molecular weight of less than 600
A radiation-sensitive resin composition containing 1,2-quinonediazidesulfonic acid ester of a novolak resin containing at least

【0012】(2). 選ばれた部分のみに放射線を照射
し、(3). シリル化剤蒸気で処理してシリル化剤を選
択的に放射線照射部に吸収させて反応させ、そして (4). 該層を異方性酸素プラズマエッチングによりド
ライ現像して該層の放射線非照射部分を選択的に除去す
る、 ことを特徴とするレジストパターン形成方法によって達
成される。
(2) irradiating only the selected portion with radiation; (3) treating with a silylating agent vapor to cause the silylating agent to be selectively absorbed in the irradiated portion and reacted; The method is characterized in that the layer is dry-developed by anisotropic oxygen plasma etching to selectively remove non-irradiated portions of the layer.

【0013】本発明で用いられるノボラック樹脂の1,
2−キノンジアジドスルホン酸エステルは、ノボラック
樹脂と1,2−キノンジアジドスルホニルハライドを適
当な縮合溶媒中で塩基性触媒の存在下に縮合させて得ら
れる。
The novolak resins used in the present invention are:
The 2-quinonediazidesulfonic acid ester is obtained by condensing a novolak resin and 1,2-quinonediazidosulfonyl halide in a suitable condensation solvent in the presence of a basic catalyst.

【0014】ここでノボラック樹脂は、m−クレゾール
とp−クレゾールを主成分として含有する混合クレゾー
ルとホルムアルデヒドを酸触媒下に縮合して合成され
る。その際、m−クレゾールとp−クレゾールは予め混
合状態でホルムアルデヒドと一緒にしてもよく、あるい
は別個にホルムアルデヒドと一緒にして反応系内で一緒
にしてもよい。いずれの場合も混合クレゾールの範囲に
包含されると理解すべきである。
The novolak resin is synthesized by condensing formaldehyde with mixed cresol containing m-cresol and p-cresol as main components under an acid catalyst. At that time, m-cresol and p-cresol may be mixed in advance with formaldehyde in a mixed state, or may be separately combined with formaldehyde in the reaction system. It should be understood that both cases fall within the scope of mixed cresols.

【0015】ここで混合クレゾール中のm−クレゾール
の割合は、好ましくは40〜90重量%であり、より好
ましくは50〜80重量%である。また、p−クレゾー
ルの割合は、好ましくは10〜60重量%であり、より
好ましくは20〜50重量%である。m−クレゾールの
割合が40重量%未満の場合、後記のレジストパターン
形成時に使用するシリル化剤との反応が進行しにくくな
り、解像度が低下する傾向にある。一方、m−クレゾー
ルの割合が90重量%を超えると、得られるレジストパ
ターンのアンダーカットが大きくなる傾向にある。ホル
ムアルデヒドの使用量は、混合クレゾール1モル当り、
好ましくは0.6〜2モル、特に好ましくは0.6〜1.
2モルである。
Here, the proportion of m-cresol in the mixed cresol is preferably from 40 to 90% by weight, more preferably from 50 to 80% by weight. The proportion of p-cresol is preferably 10 to 60% by weight, more preferably 20 to 50% by weight. When the proportion of m-cresol is less than 40% by weight, the reaction with a silylating agent used at the time of forming a resist pattern described later hardly progresses, and the resolution tends to decrease. On the other hand, when the proportion of m-cresol exceeds 90% by weight, the resulting resist pattern tends to have a large undercut. The amount of formaldehyde used per mole of mixed cresol
Preferably from 0.6 to 2 mol, particularly preferably from 0.6 to 1.
2 moles.

【0016】酸触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸、蟻
酸、蓚酸、酢酸等が使用される。酸触媒の使用量は、混
合クレゾール1モル当たり、1×10-4〜1×10-1
ルが好ましい。
As the acid catalyst, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, formic acid, oxalic acid, acetic acid and the like are used. The amount of the acid catalyst used is preferably 1 × 10 -4 to 1 × 10 -1 mol per 1 mol of the mixed cresol.

【0017】重縮合に際し、反応媒質として水が有利に
用いられるが、使用する混合クレゾールがホルムアルデ
ヒドの水溶液に溶解せず、反応初期から不均一系になる
場合には、反応媒質として親水性溶媒を使用することも
できる。この際使用される親水性溶媒としては、例えば
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等
のアルコール類、およびテトラヒドロフラン、ジオキサ
ン等の環状エーテル類が挙げられる。
In the polycondensation, water is advantageously used as a reaction medium. However, when the mixed cresol used does not dissolve in an aqueous formaldehyde solution and becomes a heterogeneous system from the beginning of the reaction, a hydrophilic solvent is used as the reaction medium. Can also be used. Examples of the hydrophilic solvent used at this time include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, and cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane.

【0018】これらの反応媒質の使用量は、反応原料1
00重量部当たり、20〜1000重量部が好ましい。
The amount of these reaction media used is
20 to 1000 parts by weight per 00 parts by weight is preferred.

【0019】重縮合の反応温度は、反応原料の反応性に
応じて適宜調整することができるが、好ましくは10〜
200℃、より好ましくは70〜150℃である。重縮
合反応終了後、系内に存在する未反応原料、酸触媒およ
び反応媒質を除去するため、一般的には内温を130〜
230℃に上昇させ、減圧下に揮発分を留去する。また
必要に応じて反応系を水で洗浄した後、上記のように内
温を上昇させ、減圧下に揮発分を留去することもでき
る。
The reaction temperature of the polycondensation can be appropriately adjusted according to the reactivity of the reaction raw materials, but is preferably from 10 to 10.
The temperature is 200 ° C, more preferably 70 to 150 ° C. After the completion of the polycondensation reaction, in order to remove unreacted raw materials, acid catalyst and reaction medium present in the system, the internal temperature is generally raised to 130 to
The temperature is raised to 230 ° C. and the volatile components are distilled off under reduced pressure. If necessary, after washing the reaction system with water, the internal temperature can be increased as described above, and volatile components can be distilled off under reduced pressure.

【0020】上記のようにして得られるノボラック樹脂
のMwは、1,000〜10,000であり、好ましくは
1,000〜8,000であり、特に好ましくは1,00
0〜6,000である。Mwが10,000を超えるとア
ンダーカットが生じパターン形状が悪化する。また、該
樹脂のポリスチレン換算分子量が600未満の低分子量
成分の含有量は13重量%以上であり、好ましくは15
重量%以上、特に好ましくは18〜60重量%である。
低分子量成分の含有量が13重量%未満だと感度が低下
し露光のスループットが低下する。
The Mw of the novolak resin obtained as described above is 1,000 to 10,000, preferably 1,000 to 8,000, and particularly preferably 1,000.
0 to 6,000. If Mw exceeds 10,000, an undercut occurs and the pattern shape deteriorates. Further, the content of the low molecular weight component having a polystyrene reduced molecular weight of less than 600 in the resin is 13% by weight or more, preferably 15% by weight or more.
% By weight or more, particularly preferably 18 to 60% by weight.
If the content of the low molecular weight component is less than 13% by weight, the sensitivity is lowered and the exposure throughput is lowered.

【0021】上記ノボラック樹脂と縮合される1,2−
キノンジアジドスルホニルハライドとしては、例えば
1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロリ
ド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルク
ロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホニ
ルクロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スル
ホニルブロミド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−
スルホニルブロミド、1,2−ナフトキノンジアジド−
6−スルホニルブロミド等の1,2−ナフトキノンジア
ジドスルホニルハライド;および1,2−ベンゾキノン
ジアジド−4−スルホニルクロリド、1,2−ベンゾキ
ノンジアジド−5−スルホニルクロリド、1,2−ベン
ゾキノンジアジド−6−スルホニルクロリド、1,2−
ベンゾキノンジアジド−4−スルホニルブロミド、1,
2−ベンゾキノンジアジド−5−スルホニルブロミド、
1,2−ベンゾキノンジアジド−6−スルホニルブロミ
ド等の1,2−ベンゾキノンジアジドスルホニルハライ
ドを挙げることができる。これらのうち1,2−ナフト
キノンジアジド−4−スルホニルクロリドおよび1,2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリドが好
ましい。
1,2-condensed with the above novolak resin
Examples of the quinonediazide sulfonyl halide include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-6-sulfonyl chloride, and 1,2-naphthoquinonediazide-chloride. 4-sulfonyl bromide, 1,2-naphthoquinonediazide-5
Sulfonyl bromide, 1,2-naphthoquinonediazide-
1,2-naphthoquinonediazide sulfonyl halide such as 6-sulfonyl bromide; and 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonyl chloride, 1,2-benzoquinonediazide-5-sulfonyl chloride, 1,2-benzoquinonediazide-6-sulfonyl Chloride, 1,2-
Benzoquinonediazide-4-sulfonyl bromide, 1,
2-benzoquinonediazide-5-sulfonyl bromide,
Examples thereof include 1,2-benzoquinonediazide-6-sulfonyl bromide and other 1,2-benzoquinonediazidosulfonyl halides. Of these, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride and 1,2
-Naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride is preferred.

【0022】前記ノボラック樹脂と1,2−キノンジア
ジドスルホニルハライドとの縮合割合は、ノボラック樹
脂100重量部当たり、好ましくは1,2−キノンジア
ジドスルホニル基が1〜60重量部、より好ましくは5
〜50重量部、特に好ましくは10〜40重量部になる
割合である。1,2−キノンジアジドスルホニル基が1
重量部未満であると、1,2−キノンジアジドスルホニ
ル基の熱分解による活性種とノボラック樹脂の分子鎖間
および該活性種と1,2−キノンジアジドスルホニル基
の間の架橋反応は多くは起こらない。このため、放射線
非照射部分の密度が小さくなり、そのため後記のレジス
トパターンの形成時に使用するシリル化剤が容易に拡散
して反応するようになって放射線照射部と放射線非照射
部とで異方性酸素プラズマによるドライエッチング速度
に差をつけることができ難くなりパターニングが困難と
なる傾向がある。
The condensation rate of the novolak resin with 1,2-quinonediazidosulfonyl halide is preferably 1 to 60 parts by weight, more preferably 5 to 1,2 parts by weight, per 100 parts by weight of the novolak resin.
The proportion is preferably from 50 to 50 parts by weight, particularly preferably from 10 to 40 parts by weight. 1,2-quinonediazidosulfonyl group is 1
If the amount is less than 1 part by weight, the crosslinking reaction between the active species and the molecular chain of the novolak resin due to the thermal decomposition of the 1,2-quinonediazidosulfonyl group and between the active species and the 1,2-quinonediazidosulfonyl group do not occur much. For this reason, the density of the non-irradiated portion is reduced, and the silylating agent used in forming a resist pattern described later easily diffuses and reacts, so that the anisotropic portion is irradiated between the irradiated portion and the non-irradiated portion. It is difficult to make a difference in the dry etching rate by the reactive oxygen plasma, and patterning tends to be difficult.

【0023】一方、60重量部を超えると短時間の放射
線照射では1,2−キノンジアジドスルホニル基の大半
が未だそのままの形で残存するためシリル化剤を吸収さ
せ反応させるときの加熱処理中に1,2−キノンジアジ
ドスルホン酸エステルの分子間で熱架橋反応が進行し、
その後のシリル化剤処理でシリル化剤が十分には吸収さ
れにくい傾向がある。この為放射線照射部分のドライエ
ッチング耐性が十分でなくパターニングが困難となる傾
向がある。
On the other hand, if the amount exceeds 60 parts by weight, most of the 1,2-quinonediazidosulfonyl group remains in the form as it is when irradiated with radiation for a short period of time. Thermal crosslinking reaction proceeds between the molecules of 2,2-quinonediazidesulfonic acid ester,
There is a tendency that the silylating agent is not sufficiently absorbed in the subsequent silylating agent treatment. For this reason, there is a tendency that patterning becomes difficult due to insufficient dry etching resistance of the irradiated portion.

【0024】また、縮合反応で使用される縮合溶媒とし
ては、例えばアセトン、ジオキサン、乳酸エチル、酢酸
エチル、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート、メチルセロソル
ブアセテート、プロピルセロソルブアセテート、ブチル
セロソルブアセテート、アセトニトリル、メチルエチル
ケトン、ジイソブチルケトン、メチルイソブチルケトン
等を挙げることができ、通常、ノボラック樹脂および
1,2−キノンジアジドスルホニルハライドの総量10
0重量部当たり100〜10,000重量部、好ましく
は200〜3,000重量部使用される。なお、縮合反
応の際、生成する塩基とハロゲンの塩を溶媒中に溶解さ
せるために、必要に応じて水を加えることもできる。加
える水の量は縮合溶媒100重量部に対して1〜10重
量部である。
Examples of the condensation solvent used in the condensation reaction include acetone, dioxane, ethyl lactate, ethyl acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl cellosolve acetate, propyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, acetonitrile, and the like. Examples thereof include methyl ethyl ketone, diisobutyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Usually, the total amount of novolak resin and 1,2-quinonediazidosulfonyl halide is 10%.
It is used in an amount of 100 to 10,000 parts by weight, preferably 200 to 3,000 parts by weight, per 0 parts by weight. In addition, at the time of the condensation reaction, water can be added as necessary to dissolve the salt of the generated base and halogen in the solvent. The amount of water to be added is 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the condensation solvent.

【0025】また、縮合反応で使用される塩基性触媒と
しては、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、重炭酸水素ナトリウム、
炭酸水素カリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属塩;
トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリブチル
アミン、モノエタノールアミン、ピリジン等のアミン
類;水酸化アンモニウム、トリメチルアンモニウム等の
アンモニウム塩およびアンモニア等を挙げることがで
き、1,2−キノンジアジドスルホニルハライドのモル
数の0.1〜10倍を使用するのが好ましく、0.5〜
2.0倍のモル数がより好ましく使用される。縮合反応
は、好ましくは5〜50℃、より好ましくは10〜40
℃の温度で行なわれる。反応時間は15分〜10時間が
好ましく、より好ましくは30分〜5時間程度である。
The basic catalyst used in the condensation reaction includes sodium bicarbonate, sodium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium bicarbonate,
Alkali metal salts such as potassium hydrogen carbonate and potassium carbonate;
Amines such as triethylamine, triethanolamine, tributylamine, monoethanolamine, and pyridine; ammonium salts such as ammonium hydroxide and trimethylammonium; and ammonia; and the like, and the number of moles of 1,2-quinonediazidosulfonyl halide is zero. It is preferable to use 0.1 to 10 times, and 0.5 to 10 times.
2.0 times the number of moles is more preferably used. The condensation reaction is preferably performed at 5 to 50 ° C, more preferably 10 to 40 ° C.
C. at a temperature of .degree. The reaction time is preferably from 15 minutes to 10 hours, more preferably from about 30 minutes to 5 hours.

【0026】本発明で用いられる組成物には、放射線照
射部分がシリル化剤とより反応し易くする為に有機酸、
有機酸塩、有機酸ハロゲニドまたは放射線の照射により
酸を発生する物質(以下、「酸発生物質」という)を含
有させることもできる。
The composition used in the present invention contains an organic acid, in order to make the irradiated portion more easily react with the silylating agent.
An organic acid salt, an organic acid halogenide, or a substance that generates an acid upon irradiation with radiation (hereinafter, referred to as “acid generator”) can also be contained.

【0027】ここで有機酸としては、例えば芳香族スル
ホン酸または芳香族カルボン酸を好適なものとして挙げ
ることができる。好ましくはナフタレンスルホン酸、ナ
フタレンカルボン酸、ジアゾキノンスルホン酸およびジ
アゾキノンカルボン酸である。これらの例としては、例
えば1−ナフタレンスルホン酸、2−ナフタレンスルホ
ン酸、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン
酸、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸、
1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホン酸、1,2
−ナフトキノンジアジド−7−スルホン酸、1,2−ナ
フトキノンジアジド−8−スルホン酸、2,1−ナフト
キノンジアジド−4−スルホン酸、2,1−ナフトキノ
ンジアジド−5−スルホン酸、2,1−ナフトキノンジ
アジド−6−スルホン酸、2,1−ナフトキノンジアジ
ド−7−スルホン酸、2,1−ナフトキノンジアジド−
8−スルホン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−3−
スルホン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−4−スル
ホン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−5−スルホン
酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−6−スルホン酸、
1−ナフタレンカルボン酸、2−ナフタレンカルボン
酸、1,2−ナフトキノンジアジド−4−カルボン酸、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−カルボン酸、1,2
−ナフトキノンジアジド−6−カルボン酸、1,2−ナ
フトキノンジアジド−7−カルボン酸、1,2−ナフト
キノンジアジド−8−カルボン酸、2,1−ナフトキノ
ンジアジド−4−カルボン酸、2,1−ナフトキノンジ
アジド−5−カルボン酸、2,1−ナフトキノンジアジ
ド−6−カルボン酸、2,1−ナフトキノンジアジド−
7−カルボン酸、2,1−ナフトキノンジアジド−8−
カルボン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−3−カル
ボン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−4−カルボン
酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−5−カルボン酸お
よび1,2−ベンゾキノンジアジド−6−カルボン酸を
挙げることができる。
Here, as the organic acid, for example, aromatic sulfonic acid or aromatic carboxylic acid can be preferably mentioned. Preferred are naphthalenesulfonic acid, naphthalenecarboxylic acid, diazoquinonesulfonic acid and diazoquinonecarboxylic acid. Examples of these include, for example, 1-naphthalenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid,
1,2-naphthoquinonediazide-6-sulfonic acid, 1,2
-Naphthoquinonediazide-7-sulfonic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-8-sulfonic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid, 2,1-naphtho Quinonediazide-6-sulfonic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-7-sulfonic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-
8-sulfonic acid, 1,2-benzoquinonediazide-3-
Sulfonic acid, 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid, 1,2-benzoquinonediazide-5-sulfonic acid, 1,2-benzoquinonediazide-6-sulfonic acid,
1-naphthalenecarboxylic acid, 2-naphthalenecarboxylic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-4-carboxylic acid,
1,2-naphthoquinonediazide-5-carboxylic acid, 1,2
-Naphthoquinonediazide-6-carboxylic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-7-carboxylic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-8-carboxylic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-4-carboxylic acid, 2,1-naphtho Quinonediazide-5-carboxylic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-6-carboxylic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-
7-carboxylic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-8-
Carboxylic acid, 1,2-benzoquinonediazide-3-carboxylic acid, 1,2-benzoquinonediazide-4-carboxylic acid, 1,2-benzoquinonediazide-5-carboxylic acid and 1,2-benzoquinonediazide-6-carboxylic acid Can be mentioned.

【0028】また、有機酸塩および有機酸ハロゲニドと
しては、例えば上記有機酸のアンモニウム塩、アミン塩
およびこれらの酸に対応する酸ハロゲニドを挙げること
ができる。これらのうち特に好ましくは、下記式(1)
で示されるジアゾキノン化合物が用いられる。
Examples of the organic acid salts and organic acid halides include, for example, the ammonium salts and amine salts of the above-mentioned organic acids and the acid halides corresponding to these acids. Of these, the following formula (1) is particularly preferable.
A diazoquinone compound represented by the following formula is used.

【0029】[0029]

【化1】 Embedded image

【0030】酸発生物質は、紫外線、遠紫外線、X線、
電子線、可視光等の放射線が照射されることにより酸を
発生する物質である。ここで、発生する酸は、例えばス
ルホン酸、リン酸、ヨウ素酸、ジアゾ酸、ハロゲン化水
素等の無機酸;またはニトロベンジルスルホン酸、シア
ノベンジルスルホン酸、ニトロベンジルカルボン酸、シ
アノベンジルカルボン酸、ニトロベンジルリン酸、シア
ノベンジルリン酸、ニトロベンジル硝酸、シアノベンジ
ル硝酸等の有機酸である。
Acid generators include ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays,
A substance that generates an acid when irradiated with radiation such as an electron beam or visible light. Here, the generated acid is, for example, an inorganic acid such as sulfonic acid, phosphoric acid, iodic acid, diazoic acid, or hydrogen halide; or nitrobenzylsulfonic acid, cyanobenzylsulfonic acid, nitrobenzylcarboxylic acid, cyanobenzylcarboxylic acid, Organic acids such as nitrobenzyl phosphoric acid, cyanobenzyl phosphoric acid, nitrobenzyl nitric acid, and cyanobenzyl nitric acid.

【0031】このような酸発生物質としては、例えばス
ルホニウム、ホスホニウム、ヨウドニウム、ジアゾニウ
ム等のオニウム塩;ニトロベンジルハライド;ハロゲン
化炭化水素;ニトロベンジルスルホン酸フェニル、ニト
ロベンジルスルホン酸ナフトル、o−ニトロベンジル−
9,10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネー
ト、p−ニトロベンジル−9,10−ジエトキシアント
ラセン−2−スルホネート、o−ニトロベンジル−9,
10−ジメトキシアントラセン−2−スルホネート、p
−ニトロベンジル−9,10−ジメトキシアントラセン
−2−スルホネート、o−ニトロベンジル−9,10−
ジプロポキシアントラセン−2−スルホネート、p−ニ
トロベンジル−9,10−ジプロポキシアントラセン−
2−スルホネート等のニトロベンジルスルホン酸エステ
ル;ベンゾイントシレート、2−メチルベンゾイントシ
レート等のベンゾインスルホン酸エステル;シアノベン
ジルスルホン酸フェニル、シアノベンジルスルホン酸ナ
フトル等のシアノベンジルスルホン酸エステル;ニトロ
ベンジルカルボン酸フェニル、ニトロベンジルカルボン
酸ナフトル等のニトロベンジルカルボン酸エステル;
Examples of such an acid generator include onium salts such as sulfonium, phosphonium, iodonium, and diazonium; nitrobenzyl halide; halogenated hydrocarbons; phenyl nitrobenzylsulfonate, naptol nitrobenzylsulfonate, and o-nitrobenzyl. −
9,10-diethoxyanthracene-2-sulfonate, p-nitrobenzyl-9,10-diethoxyanthracene-2-sulfonate, o-nitrobenzyl-9,
10-dimethoxyanthracene-2-sulfonate, p
-Nitrobenzyl-9,10-dimethoxyanthracene-2-sulfonate, o-nitrobenzyl-9,10-
Dipropoxyanthracene-2-sulfonate, p-nitrobenzyl-9,10-dipropoxyanthracene-
Nitrobenzylsulfonic acid esters such as 2-sulfonate; benzoinsulfonic acid esters such as benzoin tosylate and 2-methylbenzoin tosylate; cyanobenzylsulfonic acid esters such as phenyl cyanobenzylsulfonic acid and naphthyl cyanobenzylsulfonic acid; nitrobenzylcarboxylic acid Nitrobenzyl carboxylate esters such as phenyl phenyl acid and nitrobenzyl carboxylic acid naphthol;

【0032】シアノベンジルカルボン酸フェニル、シア
ノベンジルカルボン酸ナフトルなどのシアノベンジルカ
ルボン酸エステル;ニトロベンジルリン酸フェニル、ニ
トロベンジルリン酸ナフトル等のニトロベンジルリン酸
エステル;シアノベンジルリン酸フェニル、シアノベン
ジルリン酸ナフトル等のシアノベンジルリン酸エステ
ル;ニトロベンジル硝酸フェニル、ニトロベンジル硝酸
ナフトル等のニトロベンジル硝酸エステル;シアノベン
ジル硝酸フェニル、シアノベンジル硝酸ナフトル等のシ
アノベンジル硝酸エステルが挙げられる。
Cyanobenzyl carboxylate such as phenyl cyanobenzyl carboxylate and naphthyl cyanobenzyl carboxylate; nitrobenzyl phosphate such as phenyl nitrobenzyl phosphate and naphtol nitrobenzyl phosphate; phenyl cyanobenzyl phosphate and cyanobenzyl phosphate Cyanobenzyl phosphate such as acid naphthol; nitrobenzyl nitrate such as nitrobenzyl nitrate and nitrobenzyl nitrate; and cyanobenzyl nitrate such as cyanobenzyl phenyl nitrate and cyanobenzyl nitrate.

【0033】これらの有機酸、有機酸塩、有機酸ハロゲ
ニドおよび酸発生物質は、ノボラック樹脂の1,2−キ
ノンジアジドスルホン酸エステル100重量部に対し、
好ましくは0.1〜20重量部、特に好ましくは0.5〜
10重量部の割合で用いられる。
These organic acids, organic acid salts, organic acid halides and acid generators are used in an amount of 100 parts by weight of 1,2-quinonediazidesulfonic acid ester of novolak resin.
Preferably from 0.1 to 20 parts by weight, particularly preferably from 0.5 to 20 parts by weight.
Used in a proportion of 10 parts by weight.

【0034】本発明の組成物には、乾燥塗膜形成後のス
トリエーション等の塗布性を改良するために界面活性剤
等を配合することもできる。界面活性剤としては、例え
ばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエ
チレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイ
ルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエ
ーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテ
ル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレ
ングリコールジステアレート、エフトップEF301、
EF303、EF352(新秋田化成(株)製)、メガ
ファックF171、F172、F173(大日本インキ
(株)製)、アサヒガートAG710(旭硝子(株)
製)、フロラードFC430、同FC431(住友スリ
ーエム(株)製)、サーフロンS−382、SC10
1、SC102、SC103、SC104、SC10
5、SC106(旭硝子(株)製)、オルガノシロキサ
ンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、アク
リル酸系またはメタクリル酸系(共)重合体ポリフロー
No.75、No.90、No.95、WS(共栄社油脂
化学工業(株)製)等を挙げることができる。これらの
界面活性剤の配合量は、ノボラック樹脂の1,2−キノ
ンジアジドスルホン酸エステル100重量部当たり、好
ましくは2重量部以下、より好ましくは0.005〜1
重量部である。
The composition of the present invention may contain a surfactant or the like in order to improve coatability such as striation after forming a dried coating film. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenol ether, polyoxyethylene nonyl phenol ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, and EFTOP EF301. ,
EF303, EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Megafac F171, F172, F173 (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), Asahi Gart AG710 (Asahi Glass Co., Ltd.)
FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Surflon S-382, SC10
1, SC102, SC103, SC104, SC10
5, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), acrylic acid or methacrylic acid (co) polymer polyflow No. 75, No. 90, No. 95, WS (manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo KK) and the like. The amount of these surfactants is preferably 2 parts by weight or less, more preferably 0.005 to 1 part by weight, per 100 parts by weight of the 1,2-quinonediazidesulfonic acid ester of the novolak resin.
Parts by weight.

【0035】本発明で用いられる組成物には、さらに放
射線照射部の潜像を可視化させたり、放射線照射時のハ
レーションの影響を少なくするために染料、顔料、紫外
線吸収剤等を配合することができる。好ましい染料また
は顔料は、例えばネオペンゲルブ075(バスフ社
製)、ネオザポンゲルブ073(同)、ソルベントイエ
ロー162、SOTイエロー3(保土谷化学工業(株)
製)、マクロレックスイエロー(バイエル社製)、ハイ
ドロキシアゾベンゼン等を挙げることができる。
The composition used in the present invention may further contain a dye, a pigment, an ultraviolet absorber and the like in order to visualize the latent image in the irradiated area and to reduce the influence of halation upon irradiation. it can. Preferred dyes or pigments are, for example, Neopengelb 075 (manufactured by Basf), Neozapongelb 073 (same as above), Solvent Yellow 162, SOT Yellow 3 (Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.)
), Macrolex Yellow (manufactured by Bayer), hydroxyazobenzene, and the like.

【0036】また、好ましい紫外線吸収剤としては、例
えば2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)
−ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−5′
−t−ブチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−
(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルフェ
ニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−
ヒドロキシ−3′−t−ブチル−5′−メチルフェニ
ル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒ
ドロキシ−3′,5′−ジ−t−アミルフェニル)−ベ
ンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,
5′−ジ−t−ブチルフェニル)−ベンゾトリアゾー
ル、2−(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチルフェニ
ル)−ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−
5′−t−オクチルフェニル)−ベンゾトリアゾール等
が挙げられる。さらに、本発明で用いられる組成物に
は、必要に応じて保存安定剤、消泡剤等も配合すること
ができる。
Preferred UV absorbers include, for example, 2- (2'-hydroxy-5'-methylphenyl)
-Benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-5 '
-T-butylphenyl) -benzotriazole, 2-
(2'-hydroxy-3 ', 5'-di-t-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2'-
(Hydroxy-3'-t-butyl-5'-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3 ', 5'-di-t-amylphenyl) -benzotriazole, 2- ( 2'-hydroxy-3 ',
5'-di-t-butylphenyl) -benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-5'-t-butylphenyl) -benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-
5'-t-octylphenyl) -benzotriazole and the like. Further, the composition used in the present invention may contain, if necessary, a storage stabilizer, an antifoaming agent and the like.

【0037】本発明で用いられる組成物は、上記ノボラ
ック樹脂の1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル
と前記の各種添加剤とを有機溶剤に溶解させることによ
り固形分濃度が5〜50重量%に調製され、例えば孔径
0.2μm程度のフィルタで瀘過される。
The composition used in the present invention is prepared by dissolving the 1,2-quinonediazide sulfonic acid ester of the above novolak resin and the above-mentioned various additives in an organic solvent to have a solid content of 5 to 50% by weight. And filtered with a filter having a pore size of about 0.2 μm, for example.

【0038】ここで使用される有機溶剤としては、例え
ばエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモ
ノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエ
チレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコ
ールメチルエーテルアセテート、メチルセロソルブアセ
テート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソル
ブアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シク
ロペンタノン、アセトニルアセトン、アセトフェノン、
イソホロン、ベンジルエチルエーテル、1,2−ジブト
キシエタン、ジヘキシルエーテル、カプロン酸、カプリ
ル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、1−デカノ
ール、ベンジルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、
酢酸イソアミル、2−エチルヘキシルアセテート、酢酸
ベンジル、安息香酸ベンジル、蓚酸ジエチル、蓚酸ジブ
チル、マロン酸ジエチル、乳酸エチル、乳酸メチル、乳
酸プロピル、乳酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メ
チル、3−メトキシプロピオン酸エチル、マレイン酸ジ
メチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、フ
タル酸ジブチル、フタル酸ジメチル、炭酸エチレン、炭
酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、ジメチルイミダゾ
リジノン等を挙げることができる。このようにして調製
された組成物は回転塗布、流し塗布、ロール塗布等によ
りシリコンウェーハ等に塗布することができる。
Examples of the organic solvent used herein include ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, and methyl cellosolve acetate. , Ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, acetonylacetone, acetophenone,
Isophorone, benzyl ethyl ether, 1,2-dibutoxyethane, dihexyl ether, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, 1-decanol, benzyl alcohol, ethyl acetate, butyl acetate,
Isoamyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, benzyl benzoate, diethyl oxalate, dibutyl oxalate, diethyl malonate, ethyl lactate, methyl lactate, propyl lactate, butyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate Dimethyl maleate, diethyl maleate, dibutyl maleate, dibutyl phthalate, dimethyl phthalate, ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethylimidazolidinone, and the like. The composition thus prepared can be applied to a silicon wafer or the like by spin coating, flow coating, roll coating, or the like.

【0039】基板上に塗布された組成物は、溶媒を除去
するため、プレベーク処理を例えば70〜130℃の温
度で行なう。その後、基板上のレジスト層に、例えばパ
ターンを通して選ばれた部分のみに、放射線、例えば紫
外線、遠紫外線、X線、電子線、可視光等を照射する。
The composition applied on the substrate is subjected to a pre-bake treatment at a temperature of, for example, 70 to 130 ° C. in order to remove the solvent. Thereafter, the resist layer on the substrate is irradiated with radiation, for example, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, electron beams, visible light, or the like, only to selected portions through a pattern, for example.

【0040】放射線の照射により、放射線照射部におい
て、ノボラック樹脂の1,2−キノンジアジドスルホン
酸エステルの1,2−キノンジアジドスルホニル基が分
解され、また酸発生物質が含まれる場合は酸が生成され
る。次いで必要に応じ基板を加熱処理する。このときの
加熱処理は、120〜200℃の温度において行なうの
が好ましい。この加熱処理により放射線未照射部分に存
在する1,2−キノンジアジドスルホニル基とノボラッ
ク樹脂および1,2−キノンジアジドスルホニル基どう
しが反応して、分子鎖に架橋構造が形成される。一方放
射線照射部分では、既に1,2−キノンジアジドスルホ
ニル基が大半分解しているため、架橋構造の形成は放射
線未照射部分に較べて極めて少ない。
By the irradiation of the radiation, the 1,2-quinonediazidosulfonyl group of the 1,2-quinonediazidesulfonic acid ester of the novolak resin is decomposed in the radiation-irradiated portion, and an acid is generated when an acid generating substance is contained. . Next, the substrate is heat-treated as necessary. The heat treatment at this time is preferably performed at a temperature of 120 to 200 ° C. By this heat treatment, the 1,2-quinonediazidosulfonyl group present in the non-irradiated portion reacts with the novolak resin and the 1,2-quinonediazidosulfonyl group to form a crosslinked structure in the molecular chain. On the other hand, in the irradiated part, most of the 1,2-quinonediazidosulfonyl group has already been decomposed, so that the formation of a crosslinked structure is extremely small as compared with the unirradiated part.

【0041】次いで、シリル化剤で処理することによっ
て、放射線照射部分はシリル化剤を吸収し、反応する
が、放射線未照射部分は架橋構造のため、シリル化剤を
吸収し、反応することが強く抑制され、ドライエッチン
グ耐性のネガ型潜像が形成される。
Next, by treating with a silylating agent, the irradiated portion absorbs and reacts with the silylating agent, but the unirradiated portion absorbs and reacts with the silylating agent because of the crosslinked structure. A negative latent image which is strongly suppressed and has dry etching resistance is formed.

【0042】有用なシリル化剤としては、例えばテトラ
クロロシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジク
ロロシラン、メチルトリクロロシラン、トリメチルブロ
モシラン、トリメチルヨードシラン、トリフェニルクロ
ロシラン、ヘキサメチルジシラザン、1,1,3,3−テ
トラメチルジシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ヘキ
サフェニルジシラザン、1,3−ビス(クロロメチル)
−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、N−トリメ
チルシリルイミダゾール、N−トリメチルシリルアセト
アミド、N−トリメチルシリルジメチルアミン、N−ト
リメチルシリルジエチルアミン、ヘキサメチルシランジ
アミン、N,O−ビス(トリエチルシリル)アセトイミ
ド、N,N′−ビス(トリメチルシリル)尿素、N,N′
−ジフェニル−N−(トリメチルシリル)尿素等を挙げ
ることができる。シリル化剤による感放射線性樹脂層の
処理温度は、感放射線性樹脂層の組成と使用されるシリ
ル化剤の種類および処理時間によって決められ、好まし
くは0〜250℃の間で選択することができ、より好ま
しくは140〜200℃である。
Useful silylating agents include, for example, tetrachlorosilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, trimethylbromosilane, trimethyliodosilane, triphenylchlorosilane, hexamethyldisilazane, 1,1,3,3 -Tetramethyldisilazane, heptamethyldisilazane, hexaphenyldisilazane, 1,3-bis (chloromethyl)
-1,1,3,3-tetramethyldisilazane, N-trimethylsilylimidazole, N-trimethylsilylacetamide, N-trimethylsilyldimethylamine, N-trimethylsilyldiethylamine, hexamethylsilanediamine, N, O-bis (triethylsilyl) acetimide , N, N'-bis (trimethylsilyl) urea, N, N '
-Diphenyl-N- (trimethylsilyl) urea; The treatment temperature of the radiation-sensitive resin layer with the silylation agent is determined by the composition of the radiation-sensitive resin layer, the type of the silylation agent used and the treatment time, and is preferably selected from 0 to 250 ° C. And more preferably from 140 to 200 ° C.

【0043】上記のようにシリル化剤による処理を施し
た後、乾式現像、例えば異方性酸素プラズマエッチング
により現像することにより所望のネガ型パターンが得ら
れる。
After the treatment with the silylating agent as described above, a desired negative pattern can be obtained by dry development, for example, development by anisotropic oxygen plasma etching.

【0044】[0044]

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を詳述するが、本
発明はこれらの実施例により何ら制約されるものではな
い。以下の実施例において諸特性は次のように評価し
た。
EXAMPLES The present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited by these examples. In the following examples, various characteristics were evaluated as follows.

【0045】ポリスチレン換算分子量:ゲル浸透クロマ
トグラフィー(GPC)でポリスチレン換算分子量を求
めた。測定条件は、東ソー(株)製高速GPC装置HL
C−802A、ディテクターはRI、カラムは東ソー
(株)製TSK−GEL G4000H8、G3000
H8、G2000H8×2本、溶出溶媒はTHF、流速
は1.2ml/min、カラム温度は40℃、試料濃度
は0.02g/10ml(THF)で求めた。
Molecular weight in terms of polystyrene: The molecular weight in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC). The measurement conditions were high-speed GPC equipment HL manufactured by Tosoh Corporation.
C-802A, detector: RI, column: TSK-GEL G4000H8, G3000 manufactured by Tosoh Corporation
H8, G2000H8 × 2, the elution solvent was THF, the flow rate was 1.2 ml / min, the column temperature was 40 ° C., and the sample concentration was 0.02 g / 10 ml (THF).

【0046】なお、ポリスチレン換算分子量が600以
下に相当する低分子量成分の重量%は、得られたクロマ
トグラムの面積をS1、ポリスチレン換算分子量が60
0以下の部分の面積をS2としたとき、下記式より求め
られる値である。 W=(S2/S1)×100
The weight% of the low molecular weight component corresponding to a polystyrene equivalent molecular weight of 600 or less is obtained by dividing the area of the obtained chromatogram by S 1 and the polystyrene equivalent molecular weight by 60%.
0 The area of the following parts when the S 2, is a value determined from the following equation. W = (S 2 / S 1 ) × 100

【0047】アンダーカット:レジストパターン断面を
走査形電子顕微鏡にて観察した。アンダーカットの度合
いは図1および図2に示したa、bの寸法比b/aによ
って表わすことができる。ここで、aはレジストパター
ン上部の最も太い部分の寸法、bはアンダーカットのた
めに最も細くなった部分の寸法である。なお、測定は設
計が0.6μmのラインアンドスペースのパターンで行
なった。
Undercut: The cross section of the resist pattern was observed with a scanning electron microscope. The degree of undercut can be represented by the dimensional ratio b / a of a and b shown in FIGS. Here, a is the dimension of the thickest part above the resist pattern, and b is the dimension of the thinnest part due to undercut. The measurement was performed with a line and space pattern of 0.6 μm in design.

【0048】最適露光量:マスク寸法が0.6μmパタ
ーンにおいて、図1のaの寸法が0.6μmとなる露光
量を最適露光量とした。
Optimum exposure dose: In a pattern having a mask size of 0.6 μm, the exposure dose at which the dimension of FIG. 1A becomes 0.6 μm was determined as the optimum exposure dose.

【0049】実施例1 (1)攪拌機、冷却管および温度計を装着したフラスコ
にm−クレゾール303g、p−クレゾール130g、
37重量%ホルムアルデヒド水溶液276gおよびシュ
ウ酸2水和物0.756gを仕込んだ。攪拌しながら、
フラスコを油浴に浸し、内温を100℃に保持しなが
ら、1時間反応させた。その後水500gを加え攪拌
し、2分間静置し、上層の水、未反応モノマー、未反応
ホルムアルデヒドおよびシュウ酸を除去する処理を2回
繰り返した。さらに油浴温度を180℃まで上げ2時間
攪拌した後、フラスコ内を減圧にして、残留する水、未
反応クレゾール、ホルムアルデヒドおよびシュウ酸を除
いた。次いで、溶融したノボラック樹脂を室温に戻して
回収した。得られたノボラック樹脂のMwは1600で
あり、低分子量成分は36重量%であった。
Example 1 (1) 303 g of m-cresol, 130 g of p-cresol were placed in a flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer.
276 g of a 37% by weight aqueous solution of formaldehyde and 0.756 g of oxalic acid dihydrate were charged. While stirring
The flask was immersed in an oil bath and reacted for 1 hour while maintaining the internal temperature at 100 ° C. Thereafter, 500 g of water was added, stirred, and allowed to stand for 2 minutes, and the treatment of removing the upper layer of water, unreacted monomer, unreacted formaldehyde and oxalic acid was repeated twice. After raising the oil bath temperature to 180 ° C. and stirring for 2 hours, the pressure inside the flask was reduced to remove residual water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid. Next, the molten novolak resin was returned to room temperature and collected. The Mw of the obtained novolak resin was 1600, and the low molecular weight component was 36% by weight.

【0050】(2)(1)で得られたノボラック樹脂1
00g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニ
ルクロリド36.4gおよび水77.6gを2300gの
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(以下「PGMA」と称する)に溶解した後、8重量%
のトリエチルアミンのPGMA溶液188.6gを加
え、攪拌して90分間反応させた。その後、1規定塩酸
を14.92ml加え20分間攪拌し、次いで水1lを
加え攪拌した後、静置し水層と有機層を分離した。水層
を廃棄した後、同様の水洗操作をさらに2回行ない、反
応溶液中に残存しているトリエチルアミン塩酸塩、トリ
エチルアミンおよび塩酸を除去した。次いで、反応液か
ら減圧下でPGMAおよび水を除去し、部分的にエステ
ル化されたノボラック樹脂(以下、「エステル化ノボラ
ック樹脂」と称する)を128g得た。
(2) Novolak resin 1 obtained in (1)
After dissolving 3 g of 1,2 g of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride and 77.6 g of water in 2300 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter referred to as "PGMA"), 8% by weight was dissolved.
Was added, and the mixture was stirred and reacted for 90 minutes. Thereafter, 14.92 ml of 1N hydrochloric acid was added and the mixture was stirred for 20 minutes. Then, 1 l of water was added and stirred, and the mixture was allowed to stand to separate an aqueous layer and an organic layer. After discarding the aqueous layer, the same water washing operation was further performed twice to remove triethylamine hydrochloride, triethylamine and hydrochloric acid remaining in the reaction solution. Next, PGMA and water were removed from the reaction solution under reduced pressure to obtain 128 g of a partially esterified novolak resin (hereinafter, referred to as “esterified novolak resin”).

【0051】(3)(2)で得られたエステル化ノボラ
ック樹脂20gをPGMA50gに溶解した。次いで
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸0.2g
を1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン0.8gに溶解
し、この溶液をエステル化ノボラック樹脂溶液に攪拌し
ながら徐々に加え均一な溶液になるまで攪拌した。次に
界面活性剤メガファックF172(大日本インキ(株)
製)の2重量%PGMA溶液を0.2g加え攪拌した。
その後孔径0.2μmのメンブランフィルターで濾過し
組成物の溶液を調製した。
(3) 20 g of the esterified novolak resin obtained in (2) was dissolved in 50 g of PGMA. Then, 0.2 g of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid was added.
Was dissolved in 0.8 g of 1,3-dimethyl-2-imidazolidone, and this solution was gradually added to the esterified novolak resin solution with stirring, followed by stirring until a uniform solution was obtained. Next, surfactant Megafac F172 (Dainippon Ink Co., Ltd.)
Was added and stirred.
Thereafter, the solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a solution of the composition.

【0052】(4)(3)で得られた溶液をシリコンウ
ェーハ上にスピンナーで塗布した後、120℃で90秒
間ホットプレート上でプリベークして膜厚1.5μmの
レジスト膜を形成した。次いでこれを(株)ニコン製ス
テッパーNSR1755G7Aを用いパターンマスクを
介して露光した。その後露光したシリコンウェーハを1
70℃で3分間真空中でベークし(これを「シリル化前
ベーク」と称する)さらに基板を170℃でベークしな
がら4分間ヘキサメチルジシラザン蒸気で処理した。
(4) The solution obtained in (3) was applied on a silicon wafer by a spinner, and prebaked on a hot plate at 120 ° C. for 90 seconds to form a 1.5 μm-thick resist film. Next, this was exposed through a pattern mask using a stepper NSR1755G7A manufactured by Nikon Corporation. Then, the exposed silicon wafer is
The substrate was baked in a vacuum at 70 ° C. for 3 minutes (this is referred to as “pre-silylation bake”), and the substrate was treated with hexamethyldisilazane vapor for 4 minutes while baked at 170 ° C.

【0053】上記シリコンウェーハをマグネトロン増強
型反応性イオンエッチング装置(MRC社製ARIES
−C)に装着し、異方性酸素プラズマエッチングにより
ドライ現像しレジストパターンを形成した。このときの
エッチング条件は以下の通りである。 RFパワー:1000W、 酸素流量:70SCCM、 圧力:4mtorr、 エッチング時間:2分30秒、
The above silicon wafer is subjected to a magnetron-enhanced reactive ion etching apparatus (ARIES manufactured by MRC).
-C) and dry-developed by anisotropic oxygen plasma etching to form a resist pattern. The etching conditions at this time are as follows. RF power: 1000 W, oxygen flow rate: 70 SCCM, pressure: 4 mtorr, etching time: 2 minutes 30 seconds,

【0054】(5)ドライ現像後のパターンプロファイ
ルを観察したところb/a=0.99とアンダーカット
がほとんど無い良好なパターンが得られた。また、最適
露光量は150mJ/cm2であった。
(5) Observation of the pattern profile after dry development showed that a favorable pattern was obtained with b / a = 0.99 and almost no undercut. Further, the optimum exposure amount was 150 mJ / cm 2 .

【0055】比較例1 (1)実施例1(1)と同様のフラスコにp−t−ブチ
ルフェノール120g、フェノール300g、パラホル
ムアルデビト86g、37重量%ホルムアルデヒド水溶
液105gおよびシュウ酸2水和物4.5gを仕込ん
だ。攪拌しながら、フラスコを油浴に浸し、内温を10
0℃に保持しながら3時間反応させた。その後油浴温度
を190℃まで上げ、同時にフラスコ内を減圧にして、
水、未反応フェノール類、ホルムアルデヒドおよびシュ
ウ酸を除いた。次いで、溶融したノボラック樹脂を室温
に戻して回収した。得られたノボラック樹脂のMwは1
4,200であり、低分子量成分は13.9重量%であっ
た。
Comparative Example 1 (1) In a flask similar to that of Example 1 (1), 120 g of pt-butylphenol, 300 g of phenol, 86 g of paraformaldehyde, 105 g of a 37% by weight aqueous solution of formaldehyde and oxalic acid dihydrate 4. 5 g was charged. With stirring, the flask was immersed in an oil bath,
The reaction was performed for 3 hours while maintaining the temperature at 0 ° C. Thereafter, the oil bath temperature was raised to 190 ° C., and simultaneously the pressure inside the flask was reduced,
Water, unreacted phenols, formaldehyde and oxalic acid were removed. Next, the molten novolak resin was returned to room temperature and collected. Mw of the obtained novolak resin is 1
It was 4,200 and the low molecular weight component was 13.9% by weight.

【0056】(2)(1)で得られたノボラック樹脂2
5g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル
クロリド9.1gおよび水33gを660gのPGMA
に溶解した後、8重量%のトリエチルアミンのPGMA
溶液47.15gを加え攪拌し90分間反応させた。そ
の後、1規定塩酸を3.73ml加え20分間攪拌し、
次いで水250mlを加え攪拌した後、静置して水層と
有機層を分離した。水層を廃棄した後、同様の水洗操作
をさらに2回行ない反応溶液中に残存しているトリエチ
ルアミン塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去し
た。その後、反応液から減圧下でPGMAおよび水を除
去し、エステル化ノボラック樹脂を32g得た。
(2) Novolak resin 2 obtained in (1)
5 g, 9.1 g of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride and 33 g of water were added to 660 g of PGMA.
And dissolved in 8% by weight of triethylamine in PGMA
47.15 g of the solution was added, and the mixture was stirred and reacted for 90 minutes. Then, 3.73 ml of 1N hydrochloric acid was added and stirred for 20 minutes.
Next, 250 ml of water was added and stirred, and the mixture was allowed to stand to separate an aqueous layer and an organic layer. After discarding the aqueous layer, the same washing operation was further performed twice to remove triethylamine hydrochloride, triethylamine and hydrochloric acid remaining in the reaction solution. Thereafter, PGMA and water were removed from the reaction solution under reduced pressure to obtain 32 g of an esterified novolak resin.

【0057】(3)(2)で得られたエステル化ノボラ
ック樹脂を用いて実施例1(3)と同様に組成物の溶液
を調製した。 (4)実施例1(4)と同様にレジストパターンを形成
した。 (5)ドライ現像後のパターンプロファイルを観察した
ところb/a=0.80とアンダーカットが大きいこと
が分かった。また最適露光量は140mJ/cm2であ
った。
(3) Using the esterified novolak resin obtained in (2), a solution of the composition was prepared in the same manner as in Example 1 (3). (4) A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). (5) Observation of the pattern profile after dry development revealed that b / a was 0.80, indicating a large undercut. The optimum exposure amount was 140 mJ / cm 2 .

【0058】実施例2 (1)実施例1(1)と同様のフラスコにm−クレゾー
ル389g、p−クレゾール43g、37重量%ホルム
アルデヒド水溶液308gおよびシュウ酸2水和物0.
756gを仕込んだ。攪拌しながら、フラスコを油浴に
浸し、内温を110℃に保持しながら、2時間反応させ
た。その後油浴温度を180℃まで上げ、同時にフラス
コ内を減圧にして、水、未反応クレゾール、ホルムアル
デヒドおよびシュウ酸を除いた。次いで、溶融したノボ
ラック樹脂を室温に戻して回収した。 得られたノボラ
ック樹脂のMwは3800であり、低分子量成分は22
重量%であった。
Example 2 (1) In the same flask as in Example 1 (1), 389 g of m-cresol, 43 g of p-cresol, 308 g of a 37% by weight aqueous solution of formaldehyde and oxalic acid dihydrate were added.
756 g was charged. The flask was immersed in an oil bath with stirring, and reacted for 2 hours while maintaining the internal temperature at 110 ° C. Thereafter, the temperature of the oil bath was raised to 180 ° C., and simultaneously the pressure in the flask was reduced to remove water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid. Next, the molten novolak resin was returned to room temperature and collected. The Mw of the obtained novolak resin was 3,800, and the low molecular weight component was 22.
% By weight.

【0059】(2)(1)で得られたノボラック樹脂を
用いて実施例1(2)と同様にエステル化ノボラック樹
脂を120g得た。 (3)(2)で得られたエステル化ノボラック樹脂を用
いて実施例1(3)と同様に組成物の溶液を調製した。
(2) Using the novolak resin obtained in (1), 120 g of esterified novolak resin was obtained in the same manner as in Example 1 (2). (3) A solution of the composition was prepared in the same manner as in Example 1 (3) using the esterified novolak resin obtained in (2).

【0060】(4)(3)で得られた溶液を用いて実施
例1(4)と同様にレジストパターンを形成した。 (5)ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/
a=0.96で最適露光量は400mJ/cm2であっ
た。
(4) Using the solution obtained in (3), a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). (5) When the pattern after dry development was observed, b /
When a = 0.96, the optimum exposure amount was 400 mJ / cm 2 .

【0061】実施例3 (1)実施例1(1)と同様のフラスコにm−クレゾー
ル216g、p−クレゾール216g、37重量%ホル
ムアルデヒド水溶液276gおよびシュウ酸2水和物
0.252gを仕込んだ。攪拌しながら、フラスコを油
浴に浸し、内温を110℃に保持しながら、2時間反応
させた。その後水600gを加え攪拌後3分間静置した
後上層の水、未反応クレゾール、ホルムアルデヒドおよ
びシュウ酸の懸濁液を除去した。さらに油浴温度を18
0℃まで上げ、同時にフラスコ内を減圧にして、水、未
反応クレゾール、ホルムアルデヒドおよびシュウ酸を除
いた。次いで、溶融したノボラック樹脂を室温に戻して
回収した。得られたノボラック樹脂のMwは2100で
あり、低分子量成分は31重量%であった。
Example 3 (1) The same flask as in Example 1 (1) was charged with 216 g of m-cresol, 216 g of p-cresol, 276 g of a 37% by weight aqueous solution of formaldehyde and 0.252 g of oxalic acid dihydrate. The flask was immersed in an oil bath with stirring, and reacted for 2 hours while maintaining the internal temperature at 110 ° C. Thereafter, 600 g of water was added, and the mixture was left standing for 3 minutes after stirring. Then, the suspension of water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid in the upper layer was removed. In addition, set the oil bath temperature to 18
The temperature was raised to 0 ° C., and simultaneously the pressure in the flask was reduced to remove water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid. Next, the molten novolak resin was returned to room temperature and collected. The Mw of the obtained novolak resin was 2,100, and the low molecular weight component was 31% by weight.

【0062】(2)(1)で得られたノボラック樹脂を
用いて実施例1(2)と同様にエステル化ノボラック樹
脂を125g得た。 (3)(2)で得られたエステル化ノボラック樹脂を用
いて実施例1(3)と同様に組成物の溶液を調製した。 (4)(3)で得られた溶液を用いて実施例1(4)と
同様にレジストパターンを形成した。 (5)ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/
a=0.97で最適露光量は180mJ/cm2であっ
た。
(2) 125 g of esterified novolak resin was obtained in the same manner as in Example 1 (2) using the novolak resin obtained in (1). (3) A solution of the composition was prepared in the same manner as in Example 1 (3) using the esterified novolak resin obtained in (2). (4) Using the solution obtained in (3), a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). (5) When the pattern after dry development was observed, b /
When a = 0.97, the optimum exposure amount was 180 mJ / cm 2 .

【0063】実施例4 (1)実施例1(1)と同様のフラスコにm−クレゾー
ル130g、p−クレゾール303g、37重量%ホル
ムアルデヒド水溶液260gおよびシュウ酸2水和物
0.756gを仕込んだ。攪拌しながら、フラスコを油
浴に浸し、内温を100℃に保持しながら、2時間反応
させた。その後水500gを加え攪拌後2分間静置した
後、上層の水、未反応クレゾール、ホルムアルデヒドお
よびシュウ酸の懸濁液を除去する操作を2回行なった。
さらに油浴温度を200℃まで上げ、2時間攪拌後フラ
スコ内を減圧にして、水、未反応クレゾール、ホルムア
ルデヒドおよびシュウ酸を除いた。次いで、溶融したノ
ボラック樹脂を室温に戻して回収した。得られたノボラ
ック樹脂のMwは2500であり、低分子量成分は30
重量%であった。
Example 4 (1) The same flask as in Example 1 (1) was charged with 130 g of m-cresol, 303 g of p-cresol, 260 g of a 37% by weight aqueous solution of formaldehyde and 0.756 g of oxalic acid dihydrate. The flask was immersed in an oil bath with stirring, and reacted for 2 hours while maintaining the internal temperature at 100 ° C. Thereafter, 500 g of water was added, and the mixture was stirred and allowed to stand for 2 minutes. Thereafter, an operation of removing a suspension of water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid in the upper layer was performed twice.
The temperature of the oil bath was further raised to 200 ° C., and after stirring for 2 hours, the pressure in the flask was reduced to remove water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid. Next, the molten novolak resin was returned to room temperature and collected. The Mw of the obtained novolak resin was 2500, and the low molecular weight component was 30.
% By weight.

【0064】(2)(1)で得られたノボラック樹脂を
用いて実施例1(2)と同様にエステル化ノボラック樹
脂を125g得た。 (3)(2)で得られたエステル化ノボラック樹脂を用
いて実施例1(3)と同様に組成物の溶液を調製した。
(2) Using the novolak resin obtained in (1), 125 g of esterified novolak resin was obtained in the same manner as in Example 1 (2). (3) A solution of the composition was prepared in the same manner as in Example 1 (3) using the esterified novolak resin obtained in (2).

【0065】(4)(3)で得られた溶液を用いて実施
例1(4)と同様にレジストパターンを形成した。 (5)ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/
a=0.98であり、最適露光量は300mJ/cm2
あった。った。
(4) Using the solution obtained in (3), a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). (5) When the pattern after dry development was observed, b /
a = 0.98, and the optimal exposure amount was 300 mJ / cm 2 . Was.

【0066】実施例5 実施例1(1)で得られたノボラック樹脂25gと1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド1
0.6gおよび水35gを700gのPGMAに溶解し
た後、8重量%のトリエチルアミンのPGMA溶液5
4.9gを加え攪拌し90分間反応させた。その後、1
規定塩酸を4.34ml加え20分間攪拌し、次いで、
水250mlを加え攪拌した後、静置し水層と有機層を
分離した。水層を廃棄した後同様の水洗操作をさらに2
回行ない、反応溶液中に残存しているトリエチルアミン
塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去した。この
様に水洗した反応液を減圧下でPGMAおよび水を除去
しエステル化ノボラック樹脂を33g得た。
Example 5 25 g of the novolak resin obtained in Example 1 (1)
2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride 1
After dissolving 0.6 g and 35 g of water in 700 g of PGMA, an 8% by weight solution of triethylamine in PGMA 5
4.9 g was added, and the mixture was stirred and reacted for 90 minutes. Then 1
4.34 ml of normal hydrochloric acid was added and stirred for 20 minutes.
After adding 250 ml of water and stirring, the mixture was allowed to stand, and an aqueous layer and an organic layer were separated. After discarding the water layer, the same washing operation is performed for two more times.
The reaction was repeated to remove triethylamine hydrochloride, triethylamine and hydrochloric acid remaining in the reaction solution. The reaction solution thus washed with water was removed under reduced pressure from PGMA and water to obtain 33 g of an esterified novolak resin.

【0067】上記エステル化ノボラック樹脂を用いて実
施例1(3)と同様の方法で組成物の溶液を調製した。
次いで、実施例1(4)と同様にレジストパターンを形
成した。ドライ現像後のパターンを観察したところ、b
/a=0.99で最適露光量は200mJ/cm2であっ
た。
Using the above esterified novolak resin, a solution of the composition was prepared in the same manner as in Example 1 (3).
Next, a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). When the pattern after dry development was observed, b
The optimum exposure was 200 mJ / cm 2 at /a=0.99.

【0068】実施例6 実施例1(1)で得られたノボラック樹脂25gと1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド
7.5gおよび水20gを320gのPGMAに溶解し
た後、8重量%のトリエチルアミンのPGMA溶液3
8.8gを加え攪拌し90分間反応させた。その後、1
規定塩酸を3.07ml加え20分間攪拌し次いでPG
MA飽和水溶液250mlを加え攪拌した後、静置し水
層と有機層を分離した。水層を廃棄し、同様の水洗操作
をさらに2回行ない、反応溶液中に残存しているトリエ
チルアミン塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去
した。この様に水洗した反応液を減圧下でPGMAおよ
び水を除去しエステル化ノボラック樹脂を31g得た。
Example 6 25 g of the novolak resin obtained in Example 1 (1)
After dissolving 7.5 g of 2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride and 20 g of water in 320 g of PGMA, an 8 wt% triethylamine PGMA solution 3
8.8 g was added, and the mixture was stirred and reacted for 90 minutes. Then 1
3.07 ml of normal hydrochloric acid was added and stirred for 20 minutes.
After adding and stirring 250 ml of a saturated aqueous solution of MA, the mixture was allowed to stand, and an aqueous layer and an organic layer were separated. The aqueous layer was discarded, and the same water washing operation was further performed twice to remove triethylamine hydrochloride, triethylamine, and hydrochloric acid remaining in the reaction solution. The reaction solution thus washed with water was removed under reduced pressure from PGMA and water to obtain 31 g of an esterified novolak resin.

【0069】上記エステル化ノボラック樹脂を用いて、
実施例1(3)と同様に組成物の溶液を調製した。次い
で、実施例1(4)と同様にレジストパターンを形成し
た。ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/a
=0.99で最適露光量は100mJ/cm2であった。
Using the above esterified novolak resin,
A solution of the composition was prepared in the same manner as in Example 1 (3). Next, a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). Observation of the pattern after dry development revealed that b / a
= 0.99 and the optimal exposure was 100 mJ / cm 2 .

【0070】実施例7 (1)実施例1(2)で得られたエステル化ノボラック
樹脂20gとp−ニトロベンジル−9,10−ジエトキ
シアントラセン−2−スルホネート0.6gをPGMA
60gに溶解した後、共栄社油脂化学工業(株)製ポリ
フローNo.90の10重量%PGMA溶液を0.2g加
え攪拌した。その後孔径0.2μmのメンブランフィル
ターで濾過し組成物の溶液を調製した。
Example 7 (1) 20 g of the esterified novolak resin obtained in Example 1 (2) and 0.6 g of p-nitrobenzyl-9,10-diethoxyanthracene-2-sulfonate were added to PGMA.
After dissolving in 60 g, 0.2 g of a 10% by weight PGMA solution of Polyflow No. 90 manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo KK was added and stirred. Thereafter, the solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a solution of the composition.

【0071】次いで、実施例1(4)において、シリル
化前ベークおよびシリル化処理の温度を160℃とする
以外は同様にレジストパターンを形成した。ドライ現像
後のパターンを観察したところb/a=0.95で最適
露光量は220mJ/cm2であった。
Next, a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4) except that the temperature of the pre-silylation baking and the silylation treatment was changed to 160 ° C. Observation of the pattern after dry development revealed that the optimum exposure amount was 220 mJ / cm 2 at b / a = 0.95.

【0072】実施例8 (1)実施例1(2)で得られたエステル化ノボラック
樹脂20gと染料としてネオペンゲルプ075(バスフ
社製)0.6gをPGMA60gに溶解した。次いで1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸0.2gを
1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン0.8gに溶解
し、前記樹脂溶液に攪拌しながら徐々に加え均一な溶液
になるまで攪拌した。その後孔径0.2μmのメンブラ
ンフィルターで濾過しレジスト組成物の溶液を調製し
た。
Example 8 (1) 20 g of the esterified novolak resin obtained in Example 1 (2) and 0.6 g of neopen gelp 075 (manufactured by BASF) as a dye were dissolved in 60 g of PGMA. Then one,
0.2 g of 2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid was dissolved in 0.8 g of 1,3-dimethyl-2-imidazolidone, and gradually added to the above resin solution with stirring, and the mixture was stirred until a uniform solution was obtained. Thereafter, the solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a solution of the resist composition.

【0073】次いで、実施例1(4)と同様にレジスト
パターンを形成した。ドライ現像後のパターンを観察し
たところb/a=0.99で最適露光量は140mJ/
cm2であった。
Next, a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). When the pattern after the dry development was observed, b / a was 0.99 and the optimal exposure was 140 mJ /
cm 2 .

【0074】実施例9 (1)実施例1(1)と同様のフラスコにm−クレゾー
ル303g、p−クレゾール130g、37重量%ホル
ムアルデヒド水溶液308gおよびシュウ酸2水和物
0.756gを仕込んだ。攪拌しながら、フラスコを油
浴に浸し、内温を100℃に保持しながら、2時間反応
させた。その後油浴温度を180℃まで上げ、同時にフ
ラスコ内を減圧にして、水、未反応クレゾール、ホルム
アルデヒドおよびシュウ酸を除いた。次いで、溶融した
ノボラック樹脂を室温に戻して回収した。得られたノボ
ラック樹脂のMwは5600であり、低分子量成分は2
0重量%であった。
Example 9 (1) The same flask as in Example 1 (1) was charged with 303 g of m-cresol, 130 g of p-cresol, 308 g of a 37% by weight aqueous formaldehyde solution and 0.756 g of oxalic acid dihydrate. The flask was immersed in an oil bath with stirring, and reacted for 2 hours while maintaining the internal temperature at 100 ° C. Thereafter, the temperature of the oil bath was raised to 180 ° C., and simultaneously the pressure in the flask was reduced to remove water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid. Next, the molten novolak resin was returned to room temperature and collected. The Mw of the obtained novolak resin was 5600, and the low molecular weight component was 2
It was 0% by weight.

【0075】(2)(1)で得られたノボラック樹脂1
00g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニ
ルクロリド25.3gおよび水15gを2200gのP
GMAに溶解した後、8重量%のトリエチルアミンのP
GMA溶液131gを加え攪拌して90分間反応させ
た。その後、1規定塩酸を10.4ml加え20分間攪
拌し次いで水1lを加え攪拌した後静置し水層と有機層
を分離した。水層を廃棄し、同様の水洗操作をさらに2
回行ない、反応溶液中に残存しているトリエチルアミン
塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去した。その
後、反応液から減圧下でPGMAおよび水を除去しエス
テル化ノボラック樹脂を118g得た。
(2) Novolak resin 1 obtained in (1)
00g, 25.3 g of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride and 15 g of water were added to 2200 g of P
After dissolution in GMA, 8% by weight of triethylamine P
131 g of the GMA solution was added, and the mixture was stirred and reacted for 90 minutes. Thereafter, 10.4 ml of 1N hydrochloric acid was added, and the mixture was stirred for 20 minutes. Then, 1 l of water was added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The aqueous layer is discarded and the same washing operation is performed for two more times.
The reaction was repeated to remove triethylamine hydrochloride, triethylamine and hydrochloric acid remaining in the reaction solution. Thereafter, PGMA and water were removed from the reaction solution under reduced pressure to obtain 118 g of an esterified novolak resin.

【0076】(3)(2)で得られたエステル化ノボラ
ック樹脂20gをPGMA55gに溶解した。次いで、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸0.2g
を1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン0.8gに溶解
し、この溶液をエステル化ノボラック樹脂溶液に攪拌し
ながら徐々に加え均一な溶液になるまで攪拌した。次に
界面活性剤メガファックF172(大日本インキ(株)
製)の2重量%PGMA溶液を0.2g加え攪拌した。
その後孔径0.2μmのメンブランフィルターで濾過
し、組成物の溶液を調製した。
(3) 20 g of the esterified novolak resin obtained in (2) was dissolved in 55 g of PGMA. Then
0.2 g of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid
Was dissolved in 0.8 g of 1,3-dimethyl-2-imidazolidone, and this solution was gradually added to the esterified novolak resin solution with stirring, followed by stirring until a uniform solution was obtained. Next, surfactant Megafac F172 (Dainippon Ink Co., Ltd.)
Was added and stirred.
Thereafter, the solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a solution of the composition.

【0077】(4)(3)で得られた溶液を用いて実施
例1(4)と同様にレジストパターンを形成した。 (5)ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/
a=0.92で最適露光量は450mJ/cm2であっ
た。
(4) Using the solution obtained in (3), a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). (5) When the pattern after dry development was observed, b /
When a = 0.92, the optimum exposure amount was 450 mJ / cm 2 .

【0078】比較例2 (1)実施例1(1)と同様のフラスコにm−クレゾー
ル303g、p−クレゾール130g、37重量%ホル
ムアルデヒド水溶液308gおよびシュウ酸2水和物
0.756gを仕込んだ。攪拌しながらフラスコを油浴
に浸し内温を110℃に保持しながら3時間反応させ
た。その後、油浴温度を180℃まで上げるとともにフ
ラスコ内を10mmHgに減圧して、水、未反応クレゾ
ール、ホルムアルデヒドおよびシュウ酸を除いた。次い
で溶融したノボラック樹脂を室温に戻して回収した。得
られたノボラック樹脂のMwは15,300であり、低
分子量成分は11重量%であった。
Comparative Example 2 (1) The same flask as in Example 1 (1) was charged with 303 g of m-cresol, 130 g of p-cresol, 308 g of a 37% by weight aqueous solution of formaldehyde and 0.756 g of oxalic acid dihydrate. The flask was immersed in an oil bath with stirring, and reacted for 3 hours while maintaining the internal temperature at 110 ° C. Thereafter, the temperature of the oil bath was raised to 180 ° C. and the pressure in the flask was reduced to 10 mmHg to remove water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid. Next, the molten novolak resin was returned to room temperature and collected. Mw of the obtained novolak resin was 15,300, and the low molecular weight component was 11% by weight.

【0079】(2)(1)で得られたノボラック樹脂1
00g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニ
ルクロリド20.3gおよび水112gを2140gの
PGMAに溶解した後、8重量%のトリエチルアミンの
PGMA溶液105gを加え攪拌して90分間反応させ
た。次いで、1規定塩酸を8.3ml加え20分間攪拌
し、次いで水1lを加え攪拌した後、静置し水層と有機
層に分離した。水層を廃棄した後、同様の水洗操作をさ
らに2回行ない、反応溶液中に残存しているトリエチル
アミン塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去し
た。その後、反応液から減圧下でPGMAおよび水を除
去しエステル化ノボラック樹脂を115g得た。
(2) Novolak resin 1 obtained in (1)
After dissolving 2 g of 1,2 g of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride and 112 g of water in 2140 g of PGMA, 105 g of a PGMA solution of 8% by weight of triethylamine was added, and the mixture was stirred and reacted for 90 minutes. Next, 8.3 ml of 1N hydrochloric acid was added and the mixture was stirred for 20 minutes. Then, 1 l of water was added and stirred, and the mixture was allowed to stand and separated into an aqueous layer and an organic layer. After discarding the aqueous layer, the same water washing operation was further performed twice to remove triethylamine hydrochloride, triethylamine and hydrochloric acid remaining in the reaction solution. Thereafter, PGMA and water were removed from the reaction solution under reduced pressure to obtain 115 g of an esterified novolak resin.

【0080】(3)(2)で得られたエステル化ノボラ
ック樹脂20gをPGMA60gに溶解した。次いで、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸0.2g
を1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン0.8gに溶解
し、この溶液をエステル化ノボラック樹脂溶液に攪拌し
ながら徐々に加え均一な溶液になるまで攪拌した。次に
界面活性剤メガファックF172(大日本インキ(株)
製)の2重量%PGMA溶液を0.2g加え攪拌した。
その後孔径0.2μmのメンブランフィルターで濾過
し、組成物の溶液を調製した。
(3) 20 g of the esterified novolak resin obtained in (2) was dissolved in 60 g of PGMA. Then
0.2 g of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid
Was dissolved in 0.8 g of 1,3-dimethyl-2-imidazolidone, and this solution was gradually added to the esterified novolak resin solution with stirring, followed by stirring until a uniform solution was obtained. Next, surfactant Megafac F172 (Dainippon Ink Co., Ltd.)
Was added and stirred.
Thereafter, the solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a solution of the composition.

【0081】(4)(3)で得られた溶液を用いて実施
例1(4)と同様の方法でシリコンウェーハ上にレジス
トパターンを得ようと試みたが、露光部、未露光部とも
レジスト膜が全てエッチングされてしまいパターンは得
られなかった。
(4) An attempt was made to obtain a resist pattern on a silicon wafer using the solution obtained in (3) in the same manner as in Example 1 (4). The entire film was etched and no pattern was obtained.

【0082】実施例1〜9および比較例1〜2の評価結
果を使用したノボラック樹脂の1,2−キノンジアジド
スルホン酸エステル等と併せて表1にまとめた。
The evaluation results of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1 together with 1,2-quinonediazidosulfonic acid ester of novolak resin.

【0083】[0083]

【表1】 [Table 1]

【0084】[0084]

【発明の効果】本発明のパターン形成方法はアンダーカ
ットが生じないパターン形状およびスループットに優れ
たレジストパターン形成方法を提供することができる。
As described above, the pattern forming method of the present invention can provide a resist pattern forming method which is excellent in pattern shape and throughput without undercut.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】アンダーカットを持つパターン断面形状の1つ
を示す。
FIG. 1 shows one of the cross-sectional shapes of a pattern having an undercut.

【図2】アンダーカットを持つ別のパターン断面形状を
示す。
FIG. 2 shows another pattern cross-sectional shape having an undercut.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−96758(JP,A) 特開 平2−254451(JP,A) 特開 平2−185556(JP,A) 特開 昭61−267043(JP,A) 特開 昭61−107346(JP,A) 特開 平2−5060(JP,A) 特開 平2−309360(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 7/023,7/38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-2-96758 (JP, A) JP-A-2-254451 (JP, A) JP-A-2-185556 (JP, A) JP-A-61- 267043 (JP, A) JP-A-61-107346 (JP, A) JP-A-2-5060 (JP, A) JP-A-2-309360 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G03F 7 / 023,7 / 38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (1). m−クレゾールとp−クレゾー
ルとを含有する混合クレゾールとホルムアルデヒドとを
重縮合して得られ、ポリスチレン換算重量平均分子量が
1,000〜10,000でありそしてポリスチレン換算
分子量が600未満の低分子量成分を13重量%以上含
有するノボラック樹脂の1,2−キノンジアジドスルホ
ン酸エステルを含有する感放射線性樹脂組成物を層状に
塗布し、(2). 選ばれた部分のみに放射線を照射し、
(3). シリル化剤蒸気で処理してシリル化剤を選択的
に放射線照射部に吸収させて反応させ、そして(4).
該層を異方性酸素プラズマエッチングによりドライ現像
して該層の放射線非照射部分を選択的に除去する、こと
を特徴とするレジストパターン形成方法。
(1) A mixed cresol containing m-cresol and p-cresol is obtained by polycondensation with formaldehyde, and has a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 1,000 to 10,000 and polystyrene. A radiation-sensitive resin composition containing a 1,2-quinonediazidosulfonic acid ester of a novolak resin containing 13% by weight or more of a low molecular weight component having a reduced molecular weight of less than 600 is applied in a layer form, and (2). Irradiate only radiation,
(3). Treating with a silylating agent vapor to selectively absorb the silylating agent into the irradiated part to cause a reaction, and (4).
A method for forming a resist pattern, wherein the layer is dry-developed by anisotropic oxygen plasma etching to selectively remove a non-irradiated portion of the layer.
JP19355791A 1991-07-09 1991-07-09 Pattern formation method Expired - Lifetime JP2943138B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19355791A JP2943138B2 (en) 1991-07-09 1991-07-09 Pattern formation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19355791A JP2943138B2 (en) 1991-07-09 1991-07-09 Pattern formation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0519465A JPH0519465A (en) 1993-01-29
JP2943138B2 true JP2943138B2 (en) 1999-08-30

Family

ID=16310028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19355791A Expired - Lifetime JP2943138B2 (en) 1991-07-09 1991-07-09 Pattern formation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2943138B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2647011B2 (en) * 1994-08-16 1997-08-27 日本電気株式会社 Method of forming resist pattern
JP2009016653A (en) * 2007-07-06 2009-01-22 Tokyo Electron Ltd Substrate processing method and computer-readable storage medium
CN111538211B (en) * 2020-05-25 2023-04-21 苏州理硕科技有限公司 Phenolic resin photoresist composition and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0519465A (en) 1993-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2623309B2 (en) How to get a resist pattern
JPH054662B2 (en)
JPH0654386B2 (en) Positive type radiation sensitive resin composition
JPH06308729A (en) Radiation sensitive resin composition
JPH10120968A (en) Resin composition for resist protection film, resist protection film and pattern producing method using the film
JPH07146558A (en) Photosensitive composition and pattern forming method using the same
JP2943138B2 (en) Pattern formation method
EP0919012B1 (en) Positive photoresist composition containing a 2,4-dinitro-1-naphthol
JPH04343359A (en) Radiation-sensitive resin composition
JP3297984B2 (en) Positive resist composition
JPH02272457A (en) Ionization radiation sensitive resin composition
JP3259263B2 (en) Negative radiation-sensitive resin composition
JPH06266101A (en) Positive photoresist composition for dry development
JP2569650B2 (en) Radiation-sensitive resin composition
JP4759895B2 (en) Resin for photoresist and photoresist composition
JP2538118B2 (en) Negative radiation-sensitive resist composition
JPH05265213A (en) Radiation sensitive resin composition
JP3180339B2 (en) Radiation-sensitive resin composition
JP3127612B2 (en) Radiation-sensitive resin composition for dry development
JP3127415B2 (en) Process control method in dry development of resist composition
JP3099528B2 (en) Radiation-sensitive resin composition for dry development
JP3057914B2 (en) Radiation-sensitive resin composition for dry development
JP5247080B2 (en) Positive photosensitive resin composition
EP0788620B1 (en) Positive photosensitive composition
JP2978281B2 (en) Pattern formation method

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990524

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080625

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090625

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090625

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090625

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100625

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100625

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110625

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110625

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120625

Year of fee payment: 13

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120625

Year of fee payment: 13