JPH04299348A - Radiation sensitive resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ可溶性樹脂を
含有する感放射線性樹脂組成物に関し、さらに詳しくは
紫外線、遠紫外線、X線、電子線、分子線、γ線、シン
クロトロン放射線、プロトンビーム等の放射線に感応す
る高集積回路作成用レジストとして好適な感放射線性樹
脂組成物に関する。[Industrial Field of Application] The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition containing an alkali-soluble resin, and more specifically to radiation-sensitive resin compositions containing an alkali-soluble resin, and more particularly to radiation-sensitive resin compositions containing an alkali-soluble resin. The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition suitable as a resist for producing highly integrated circuits sensitive to radiation such as beams.
【0002】0002
【従来の技術】ポジ型レジストは、高解像度のレジスト
パターンが得られるので、集積回路の製造において多く
用いられているが、近年における集積回路の高集積化に
伴って、より解像度の向上したレジストパターンを形成
できるポジ型レジストが望まれている。すなわち、ポジ
型レジストによって微細なレジストパターンを形成する
場合、放射線照射により形成される潜像をアルカリ性水
溶液からなる現像液で現像する際に、放射線照射部がウ
ェハーと接している部分(パターンの裾)まで速やかに
現像されることが必要である。[Prior Art] Positive resists are often used in the manufacture of integrated circuits because they can provide resist patterns with high resolution. A positive resist that can form patterns is desired. In other words, when forming a fine resist pattern using a positive resist, when developing a latent image formed by radiation irradiation with a developer consisting of an alkaline aqueous solution, the portion where the radiation irradiation area is in contact with the wafer (the bottom of the pattern) is ).
【0003】0003
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ポジ型レジストの場合、形成すべきレジストパターンの
間隔が 0.8μm 以下になると、スカムと呼ばれる
現像残りを発生しやすく、現像性に問題があった。さら
に集積回路の集積度の向上とともに、ウェハーのエッチ
ング方式が、従来のサイドエッチングの大きいウェット
エッチングから、サイドエッチングの小さいドライエッ
チングに移行している。このドライエッチングでは、エ
ッチング時にレジストパターンが変化しないことが重要
であるため、耐熱性のよいことが必要である。また集積
度が向上するに伴い、集積回路作製時のスループットの
向上が求められており、高感度のレジストが必要とされ
ている。したがって本発明の目的は、スカムの発生が有
効に抑制され、現像性に優れているとともに、高感度、
高解像度で、かつ耐熱性、残膜率等に優れたポジ型レジ
ストとして好適な感放射線性樹脂組成物を提供すること
にある。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the case of conventional positive resists, when the interval between resist patterns to be formed is less than 0.8 μm, development residue called scum tends to occur, causing problems in developability. Ta. Furthermore, as the degree of integration of integrated circuits increases, the wafer etching method is shifting from the conventional wet etching with large side etching to dry etching with small side etching. In this dry etching, it is important that the resist pattern does not change during etching, so it is necessary to have good heat resistance. Furthermore, as the degree of integration increases, there is a demand for improved throughput during the production of integrated circuits, and a resist with high sensitivity is required. Therefore, an object of the present invention is to effectively suppress the generation of scum, have excellent developability, and have high sensitivity and
It is an object of the present invention to provide a radiation-sensitive resin composition suitable as a positive resist having high resolution and excellent heat resistance, residual film rate, etc.
【0004】0004
【課題を解決するための手段】発明によれば、アルカリ
可溶性樹脂(以下「樹脂A」と称する)、下記一般式(
1);[Means for Solving the Problems] According to the invention, an alkali-soluble resin (hereinafter referred to as "resin A"), which has the following general formula (
1);
【化1】式中、X1 〜X13は、水素原子、アルキル
基、アルコキシ基あるいはヒドロキシル基の何れかを示
し、かつX1 〜X5 、X6 〜X8 およびX9
〜X13のそれぞれの組み合わせにおいて少なくとも1
個のヒドロキシル基が含まれているものとし、Y1 〜
Y4 は、水素原子あるいはアルキル基を示し、R1
は、水素原子−COOR2 (R2 は、水素原子、ア
ルキル基、アリール基を示す)、または、下記一般式(
2)(X14〜X18は、水素原子、アルキル基、アル
コキシ基あるいはヒドロキシル基を示す)で表される基
を示す[Formula 1] In the formula, X1 to X13 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group or a hydroxyl group, and X1 to X5, X6 to X8 and X9
At least 1 in each combination of ~X13
hydroxyl groups are included, Y1 ~
Y4 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and R1
is a hydrogen atom -COOR2 (R2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group), or the following general formula (
2) Represents a group represented by (X14 to X18 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a hydroxyl group)
【化2】で表される化合物(以下、化合物(A)と称す
る)の少なくとも1種および 1,2−キノンジアジド
化合物を含有していることを特徴とする感放射線性樹脂
組成物が提供される。Provided is a radiation-sensitive resin composition containing at least one compound represented by the formula (hereinafter referred to as compound (A)) and a 1,2-quinonediazide compound. .
【0005】アルカリ可溶性樹脂
本発明において用いられる「樹脂(A)」としては、例
えばノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリビニルフェノ
ールもしくはその誘導体、スチレン−無水マレイン酸共
重合体、ポリビニルヒドロキシベンゾエート、カルボキ
シル基含有(メタ)アクリル酸系樹脂等を挙げることが
でき、特にノボラック樹脂が好適に使用される。またノ
ボラック樹脂のうちでも、下記式(3)で表されるフェ
ノール類とアルデヒド類とを重縮合することによって得
られたものが、特に好適である。Alkali-soluble resin The "resin (A)" used in the present invention includes, for example, novolak resin, resol resin, polyvinylphenol or its derivatives, styrene-maleic anhydride copolymer, polyvinyl hydroxybenzoate, carboxyl group-containing ( Examples include meth)acrylic acid resins, and novolak resins are particularly preferred. Among novolak resins, those obtained by polycondensing phenols represented by the following formula (3) and aldehydes are particularly suitable.
【化3】 式中、nは1〜3の整数を示す。[Chemical formula 3] In the formula, n represents an integer of 1 to 3.
【0006】上記フェノール類としては、例えばo−ク
レゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、 2,3
−キシレノール、 2,4−キシレノール、 2,5−
キシレノール、 2,6−キシレノール、 3,4−キ
シレノール、 3,5−キシレノール、 2,3,4−
トリメチルフェノール、 2,3,5−トリメチルフェ
ノール、 3,4,5−トリメチルフェノール等を挙げ
ることができ、中でもo−クレゾール、m−クレゾール
、p−クレゾール、 2,5−キシレノール、 3,5
−キシレノールおよび 2,3,5−トリメチルフェノ
ールが好ましく、さらに好ましくは、m−クレゾール/
3,5−キシレノール/p−クレゾール=95/5/
0〜20/80/75、m−クレゾール/ 2,3,5
−トリメチルフェノール/p−クレゾール=95/5/
0〜30/70/65(モル比)の併用系である。Examples of the above phenols include o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3
-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-
Xylenol, 2,6-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol, 2,3,4-
Examples include trimethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 3,4,5-trimethylphenol, among others o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,5-xylenol, 3,5
-xylenol and 2,3,5-trimethylphenol are preferred, more preferably m-cresol/
3,5-xylenol/p-cresol = 95/5/
0-20/80/75, m-cresol/2,3,5
-trimethylphenol/p-cresol = 95/5/
It is a combination system of 0 to 30/70/65 (molar ratio).
【0007】また上記フェノール類と重縮合させるアル
デヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、トリオキ
サン、パラホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセ
トアルデヒド、プロピルアルデヒド、フェニルアセトア
ルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェ
ニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデ
ヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキ
シベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、m
−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデヒ
ド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベンズア
ルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、o−メチルベ
ンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メ
チルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒド、
p−n−ブチルベンズアルデヒド、フルフラール等を挙
げることができ、特にホルムアルデヒドが好適に用いる
ことができる。この場合、ホルムアルデヒド発生源とし
ては、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、メチルヘ
ミホルマール、エチルヘミホルマール、プロピルヘミホ
ルマール、ブチルヘミホルマール、フェニルヘミホルマ
ール等のヘミホマール類を使用することができる。これ
らのアルデヒド類も単独でまたは2種以上組み合わせて
用いることができる。上記アルデヒド類の使用量は、フ
ェノール類1モルに対し、 0.7〜3 モルが好まし
く、より好ましくは 0.8〜1.5 モルである。Examples of aldehydes to be polycondensed with the above phenols include formaldehyde, trioxane, paraformaldehyde, benzaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, and o-hydroxybenzaldehyde. , m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m
-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde, o-nitrobenzaldehyde, m-nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p-ethylbenzaldehyde,
Examples include p-n-butylbenzaldehyde and furfural, with formaldehyde being particularly preferred. In this case, hemifomals such as trioxane, paraformaldehyde, methyl hemiformal, ethyl hemiformal, propyl hemiformal, butyl hemiformal, and phenyl hemiformal can be used as the formaldehyde generating source. These aldehydes can also be used alone or in combination of two or more. The amount of the aldehyde used is preferably 0.7 to 3 mol, more preferably 0.8 to 1.5 mol, per 1 mol of phenol.
【0008】フェノール類とアルデヒド類との重縮合に
は、通常、酸性触媒が使用される。この該酸性触媒とし
ては、塩酸、硝酸、硫酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸等を挙
げることができる。これら酸性触媒の使用量は、通常、
フェノール類1モルに対し、1×10−5〜5×10−
1モルである。[0008] An acidic catalyst is usually used for polycondensation of phenols and aldehydes. Examples of the acidic catalyst include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, formic acid, oxalic acid, and acetic acid. The amount of these acidic catalysts used is usually
1 x 10-5 to 5 x 10-5 per mole of phenols
It is 1 mole.
【0009】重縮合においては、通常、反応媒質として
水が用いられるが、重縮合に用いられるフェノール類が
アルデヒド類の水溶液に溶解せず、反応初期から不均一
系になる場合は、反応媒質として親水性溶媒を使用する
こともできる。これらの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。これらの反応媒質の使
用量は、通常、反応原料 100重量部当たり、20〜
1000重量部である。重縮合の温度は、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、通常、1
0〜200 ℃、好ましくは70〜130 ℃である。
重縮合の方法としては、フェノール類、アルデヒド類、
酸性触媒等を一括して仕込む方法、および酸性触媒の存
在下にフェノール類、アルデヒド類等を反応の進行とと
もに加えていく方法を採用することができる。重縮合終
了後、系内に存在する未反応原料、酸性触媒、反応媒質
等を除去するために、一般的には、反応系の温度を 1
30〜230 ℃に上昇させ、減圧下、例えば20〜5
0mmHg程度で揮発分を留去し、得られた樹脂(A)
を回収する。In polycondensation, water is usually used as a reaction medium, but if the phenols used in polycondensation do not dissolve in the aqueous solution of aldehydes and the reaction becomes a heterogeneous system from the initial stage, water may be used as the reaction medium. Hydrophilic solvents can also be used. Examples of these hydrophilic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, and cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane. The amount of these reaction media used is usually 20 to 100 parts by weight of the reaction raw material.
It is 1000 parts by weight. The temperature of polycondensation can be adjusted as appropriate depending on the reactivity of the reaction raw materials, but usually 1
The temperature is 0 to 200°C, preferably 70 to 130°C. Polycondensation methods include phenols, aldehydes,
It is possible to adopt a method in which the acidic catalyst and the like are added all at once, and a method in which phenols, aldehydes, etc. are added as the reaction progresses in the presence of the acidic catalyst. After the completion of polycondensation, the temperature of the reaction system is generally lowered to 1 to remove unreacted raw materials, acidic catalyst, reaction medium, etc. present in the system.
30-230 °C and under reduced pressure, e.g.
Resin (A) obtained by distilling off volatile components at about 0 mmHg
Collect.
【0010】本発明において使用する樹脂(A)のポリ
スチレン換算重量平均分子量 (以下、「Mw」と称す
る)は、 2,000〜20,000であることが好ま
しく、 3,000〜15,000であることがさらに
好ましい。Mwが20,000を越えると、本発明の組
成物をウェハーに均一に塗布することが困難な場合があ
り、さらに現像性および感度が低下する傾向がみられ、
またMwが 2,000未満であると、耐熱性が低下す
る傾向がみられる。なお、Mwの高い樹脂(A)を得る
ためには、上記で得られた樹脂を、エチルセロソルブア
セテート、ジオキサン、メタノール、酢酸エチル等の良
溶媒に溶解したのち、水、n−ヘキサン、n−ヘプタン
等の貧溶媒を混合し、次いで析出する樹脂溶液層を分離
し、樹脂(A)を回収すればよい。The polystyrene equivalent weight average molecular weight (hereinafter referred to as "Mw") of the resin (A) used in the present invention is preferably from 2,000 to 20,000, preferably from 3,000 to 15,000. It is even more preferable that there be. When Mw exceeds 20,000, it may be difficult to uniformly apply the composition of the present invention to a wafer, and furthermore, developability and sensitivity tend to decrease,
Moreover, when Mw is less than 2,000, there is a tendency for heat resistance to decrease. In addition, in order to obtain resin (A) with a high Mw, the resin obtained above is dissolved in a good solvent such as ethyl cellosolve acetate, dioxane, methanol, or ethyl acetate, and then dissolved in water, n-hexane, n- What is necessary is to mix a poor solvent such as heptane, then separate the precipitated resin solution layer, and recover the resin (A).
【0011】また本発明においては、上記樹脂(A)の
アルカリ溶解性を促進する等の目的で、低分子量のフェ
ノール化合物を溶解促進剤として使用することもできる
。この低分子量のフェノール化合物としては、ベンゼン
環数が2〜6程度のフェノール化合物が好適であり、特
に限定されるものではないが、下記式(4)で表される
化合物を例示することができる。In the present invention, a low molecular weight phenol compound can also be used as a solubility promoter for the purpose of promoting the alkali solubility of the resin (A). As this low molecular weight phenol compound, a phenol compound having about 2 to 6 benzene rings is suitable, and although it is not particularly limited, a compound represented by the following formula (4) can be exemplified. .
【化4】
式中、a,bおよびcは、それぞれ0〜3の数であり(
ただし、何れも0の場合は除く)、x,yおよびzは、
0〜3の数である。かかる低分子量フェノール化合物の
配合量は、通常、樹脂(A) 100重量部当り、50
重量部以下とする。embedded image In the formula, a, b and c are each a number from 0 to 3, and (
However, if all are 0), x, y and z are
It is a number from 0 to 3. The amount of such a low molecular weight phenol compound is usually 50 parts by weight per 100 parts by weight of the resin (A).
Part by weight or less.
【0012】また上記と同様の目的で、溶解促進剤とし
て、低分子量のアルカリ可溶性ノボラック樹脂またはア
ルカリ可溶性レゾール樹脂(以下、これらを単に「樹脂
(B)」と称する)を使用することもできる。ここで樹
脂(B)は、フェノール類とアルデヒド類との重縮合に
よって得られるが、フェノール類としては、前記樹脂(
A)の合成に用いられるフェノール類として例示したも
のの他、フェノール、1−ナフトール、2−ナフトール
等を使用することができる。またアルデヒド類としても
、前記樹脂(A)の合成に用いられるものを使用するこ
とができる。アルデヒド類の使用量は、フェノール類1
モルに対して、 0.1〜3 モルが好ましく、より好
ましくは 0.2〜1.5 モルである。またこの重縮
合においては、樹脂(A)の重縮合に用いる酸性触媒の
他、アルカリ性触媒も用いることができる。樹脂(B)
のMwは、通常、10,000以下であることが好まし
く、 200〜2,000 であることがさらに好まし
く、 300〜1,000 であることが特に好ましい
。このような樹脂(B)としては、フェノール/ホルム
アルデヒド縮合ノボラック樹脂、m−クレゾール/ホル
ムアルデヒド縮合ノボラック樹脂、p−クレゾール/ホ
ルムアルデヒド縮合ノボラック樹脂、o−クレゾール/
ホルムアルデヒド縮合ノボラック樹脂、m−クレゾール
/p−クレゾール/ホルムアルデヒド縮合ノボラック樹
脂等を挙げることができる。このような樹脂(B)の配
合量は、一般に、樹脂(A) 100重量部当り、60
重量部以下とする。[0012] For the same purpose as above, a low molecular weight alkali-soluble novolak resin or alkali-soluble resol resin (hereinafter simply referred to as "resin (B)") can also be used as a solubility promoter. Here, the resin (B) is obtained by polycondensation of phenols and aldehydes.
In addition to those exemplified as phenols used in the synthesis of A), phenol, 1-naphthol, 2-naphthol, etc. can be used. Furthermore, as the aldehydes, those used in the synthesis of the resin (A) can be used. The amount of aldehydes used is phenols 1
It is preferably 0.1 to 3 moles, more preferably 0.2 to 1.5 moles. In this polycondensation, an alkaline catalyst can also be used in addition to the acidic catalyst used in the polycondensation of the resin (A). Resin (B)
The Mw of is usually preferably 10,000 or less, more preferably 200 to 2,000, particularly preferably 300 to 1,000. Such resins (B) include phenol/formaldehyde condensed novolak resin, m-cresol/formaldehyde condensed novolak resin, p-cresol/formaldehyde condensed novolak resin, and o-cresol/formaldehyde condensed novolak resin.
Examples include formaldehyde condensed novolak resins, m-cresol/p-cresol/formaldehyde condensed novolak resins, and the like. The blending amount of such resin (B) is generally 60 parts by weight per 100 parts by weight of resin (A).
Part by weight or less.
【0013】化合物(A)
本発明の組成物においては、前述した一般式(1)、即
ち、Compound (A) In the composition of the present invention, the compound (A) has the above-mentioned general formula (1), that is,
【化1】で表される化合物(A)の少なくとも1種が配
合される。At least one compound (A) represented by Formula 1 is blended.
【0014】この一般式(1)において、X1 〜X1
3は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基およびヒド
ロキシル基の中から選択される基であり、かつX1 〜
X5 、X6 〜X8 およびX9 〜X13のそれぞ
れの組み合わせにおいて少なくとも1個のヒドロキシル
基が含まれていることが必要である。すなわち、各ベン
ゼン環について少なくとも1個はヒドロキシル基が置換
されている。In this general formula (1), X1 to X1
3 is a group selected from a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, and a hydroxyl group, and X1 to
It is necessary that each combination of X5, X6 to X8 and X9 to X13 contains at least one hydroxyl group. That is, each benzene ring is substituted with at least one hydroxyl group.
【0015】ここで、アルキル基としては、炭素数4以
下のものが好適であり、具体的には、メチル基、エチル
基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、
t−ブチル基を例示することができる。またアルコキシ
基としては、炭素数4以下のものが好適であり、具体的
には、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキ
シ基等を例示することができる。[0015] Here, the alkyl group preferably has 4 or less carbon atoms, and specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group,
A t-butyl group can be exemplified. Further, as the alkoxy group, an alkoxy group having a carbon number of 4 or less is preferable, and specific examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, and the like.
【0016】また一般式(1)において、Y1 〜Y4
は、水素原子またはアルキル基を示し、このアルキル
基としては、上記X1 〜X13の場合と同様に炭素数
4以下の低級アルキル基が好適である。Furthermore, in the general formula (1), Y1 to Y4
represents a hydrogen atom or an alkyl group, and the alkyl group is preferably a lower alkyl group having 4 or less carbon atoms, as in the case of X1 to X13 above.
【0017】さらにR1 は、水素原子、−COOR2
(R2 は、水素原子、アルキル基、アリール基を示
す)または、前述した一般式(2)で表される基を示す
。このR2 に関連して、アルキル基としては、上記X
1 〜X13の場合と同様に炭素数4以下のアルキル基
が好適であり、アリール基としては、フェニル基、トル
イル基、キシリル基、ナフチル基等の炭素数6〜10の
ものが好適である。また、一般式(2)に関連して、X
14〜X18は、上記X1 〜X13と同様であるが、
これらの中に、必ずしもヒドロキシル基が含まれている
必要はない。Furthermore, R1 is a hydrogen atom, -COOR2
(R2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group) or a group represented by the general formula (2) described above. In relation to this R2, as the alkyl group, the above-mentioned X
As in the case of 1 to X13, an alkyl group having 4 or less carbon atoms is preferable, and as the aryl group, one having 6 to 10 carbon atoms such as a phenyl group, tolyl group, xylyl group, and naphthyl group is preferable. Also, in relation to general formula (2),
14 to X18 are the same as X1 to X13 above, but
These do not necessarily need to contain hydroxyl groups.
【0018】かかる一般式(1)で表される化合物(A
)の具体例としては、以下の式(5)で表される化合物
を挙げることができる。The compound represented by the general formula (1) (A
) can include a compound represented by the following formula (5).
【化5】[C5]
【化6】[C6]
【化7】[C7]
【化8】[Chemical formula 8]
【化9】[Chemical formula 9]
【化10】[Chemical formula 10]
【化11】[Chemical formula 11]
【化12】[Chemical formula 12]
【化13】[Chemical formula 13]
【0019】上記の式(5)で表される化合物(A)は
、例えばヒドロキシベンジルアルコール類とフェノール
化合物類とを、酸触媒を用いて縮合させることにより合
成することができる。The compound (A) represented by the above formula (5) can be synthesized, for example, by condensing hydroxybenzyl alcohols and phenol compounds using an acid catalyst.
【0020】本発明においては、上述した化合物(A)
は、樹脂(A) 100重量部当り、 0.5〜100
重量部、特に 2〜50重量部の割合で使用すること
が好適である。In the present invention, the above-mentioned compound (A)
is 0.5 to 100 per 100 parts by weight of resin (A)
It is preferred to use it in a proportion of 2 to 50 parts by weight, particularly 2 to 50 parts by weight.
【0021】1,2−キノンジアジド化合物本発明にお
いては、樹脂(A)および化合物(A)以外に 1,2
−キノンジアジド化合物が配合される。このような 1
,2−キノンジアジド化合物としては、例えば 1,2
−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、
1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステ
ル、 1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸
エステル等の 1,2−キノンジアジドスルホン酸エス
テルが挙げられ、以下のものを例示することができる。
2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンの、2,3
,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、3’−
メトキシ−2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾ
フェノン、2,2’,5,5’−テトラメチル−2”,
4,4’− トリヒドロキシトリフェニルメタン、1,
1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル) エタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニ
ルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−
4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエ
チル]−1−フェニルエタン、2,4,4−トリメチル
−2’,4’,7− トリヒドロキシ−2− フェニル
フラバン、1,1,3−トリス(4−ヒドロキシフェニ
ル) ブタン、1,1,3−トリス(2,5−ジメチル
−4− ヒドロキシフェニル) プロパン等の 1,2
−ベシゾキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、1
,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル
、 1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エ
ステル、前述した樹脂(B)の水酸基の水素原子を、例
えば水素1原子当たり0.20〜1 モル、好ましくは
0.40〜1 モルの割合で1,2−ナフトキノンジア
ジド−5−スルホニル基等で置換した1,2−キノンジ
アジドスルホン酸エステル。1,2-quinonediazide compound In the present invention, in addition to resin (A) and compound (A), 1,2-quinonediazide compound
- A quinonediazide compound is blended. Like this 1
,2-quinonediazide compounds include, for example, 1,2
-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester,
Examples include 1,2-quinonediazide sulfonic acid esters such as 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, and the following can be exemplified. 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,3
, 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 3'-
Methoxy-2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2',5,5'-tetramethyl-2'',
4,4'-trihydroxytriphenylmethane, 1,
1,1-tris(4-hydroxyphenyl) ethane,
1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-
4-[1-(4-hydroxyphenyl)-1-methylethyl]-1-phenylethane, 2,4,4-trimethyl-2',4',7-trihydroxy-2-phenylflavan, 1,1 , 3-tris(4-hydroxyphenyl)butane, 1,1,3-tris(2,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propane, etc.
-Besizoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1
, 2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, the hydrogen atoms of the hydroxyl groups of the resin (B) mentioned above, for example, 0.20 to 1 mol per hydrogen atom, Preferably, 1,2-quinonediazide sulfonic acid ester substituted with 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group in a proportion of 0.40 to 1 mole.
【0022】本発明の組成物において、 1,2−キノ
ンジアジド化合物の配合量は、樹脂(A)100重量部
に対して、通常、3〜100 重量部、好ましくは5〜
50重量部である。In the composition of the present invention, the amount of the 1,2-quinonediazide compound is usually 3 to 100 parts by weight, preferably 5 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin (A).
It is 50 parts by weight.
【0023】各種配合剤
本発明の組成物においては、増感剤、界面活性剤等の各
種配合剤を配合することができる。増感剤は、組成物の
感度を向上させるために配合されるものであり、このよ
うな増感剤としては、例えば 2H−ピリド−(3,2
−b)−1,4− オキサジン−3(4H)− オン類
、10H−ピリド−(3,2−b)−(1,4)− ベ
ンゾチアジン類、ウラゾール類、ヒダントイン類、パル
ビツール酸類、グリシン無水物類、1−ヒドロキシベン
ゾトリアゾール類、アロキサン類、マレイミド類等が挙
げられる。これらの増感剤の配合量は、樹脂(A) 1
00 重量部に対し、通常、50重量部以下である。Various compounding agents Various compounding agents such as sensitizers and surfactants can be added to the composition of the present invention. A sensitizer is added to improve the sensitivity of the composition, and examples of such a sensitizer include 2H-pyrido-(3,2
-b) -1,4-Oxazin-3(4H)-ones, 10H-pyrido-(3,2-b)-(1,4)-benzothiazines, urazoles, hydantoins, parbituric acids, glycine anhydride 1-hydroxybenzotriazoles, alloxanes, maleimides, and the like. The blending amount of these sensitizers is as follows: Resin (A) 1
00 parts by weight, it is usually 50 parts by weight or less.
【0024】また界面活性剤は、組成物の塗布性や現像
性を改良するために配合されるものであり、このような
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
レンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエーテル、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(
商品名、新秋田化成社製)、メガファックス F171
, F172, F173 (商品名、大日本インキ社
製)、フロラード FC430, FC431 (商品
名、住友スリーエム社製)、アサヒガードAG710,
サーフロン S−382, SC−101, SC−
102, SC−103, SC−104, SC−1
05, SC−106(商品名、旭硝子社製)、オルガ
ノシロキサンポリマー KP341(商品名、信越化学
工業社製)、アクリル酸系またはメタクリル酸系(共)
重量体ポリフロー No.75, No.95 (商品
名、共栄社油脂化学工業社製)等が挙げられる。これら
の界面活性剤の配合量は、組成物の固形分 100重量
部当たり、通常、2重量部以下である。[0024] Furthermore, surfactants are added to improve the coating properties and developability of the composition, and examples of such surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, etc. ,
Polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, FTOP EF301, EF303, EF352 (
Product name (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Megafax F171
, F172, F173 (product name, manufactured by Dainippon Ink Company), Florado FC430, FC431 (product name, manufactured by Sumitomo 3M Company), Asahi Guard AG710,
Surflon S-382, SC-101, SC-
102, SC-103, SC-104, SC-1
05, SC-106 (trade name, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), acrylic acid-based or methacrylic acid-based (co-)
Heavy body polyflow No. 75, No. 95 (trade name, manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo Co., Ltd.). The blending amount of these surfactants is usually 2 parts by weight or less per 100 parts by weight of the solid content of the composition.
【0025】さらに本発明の組成物には、放射線照射部
の潜像を可視化させ、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、染料や顔料を配合することがで
き、また接着性を改善するために、接着助剤を配合する
こともできる。さらに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。Furthermore, dyes and pigments can be added to the composition of the present invention in order to visualize the latent image in the radiation irradiated area and to reduce the effect of halation during radiation irradiation, and also to improve adhesion. In order to do this, an adhesion aid may be added. Furthermore, storage stabilizers, antifoaming agents, etc. can be added as necessary.
【0026】組成物の調製およびパターン形成本発明の
組成物は、前述した樹脂(A) 、化合物(A) およ
び 1,2−キノンジアジド化合物ならびに前述した各
種の配合剤を、例えば固形分濃度が20〜40重量%と
なるように溶剤に溶解させ、孔径 0.2μm 程度の
フィルターでろ過することによって調製される。Preparation of Composition and Pattern Formation The composition of the present invention contains the resin (A), the compound (A), the 1,2-quinonediazide compound, and the various compounding agents described above at a solid content of, for example, 20%. It is prepared by dissolving it in a solvent to a concentration of ~40% by weight and filtering it through a filter with a pore size of about 0.2 μm.
【0027】この際に用いられる溶剤としては、例えば
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリ
コールモノエチルエーテル、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、ジエチレングリコー
ルモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチ
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、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテ
ート、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メチ
ルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヒドロキシプ
ロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピ
オン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エ
チル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、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、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸エ
チル、酢酸ブチルを用いることができる。さらに、 N
−メチルホルムアミド、 N,N−ジメチルホルムアミ
ド、 N−メチルホルムアニリド、 N−メチルアセト
アミド、 N,N−ジメチルアセトアミド、 N−メチ
ルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエチル
エーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、
イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノー
ル、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジ
ル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジ
エチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロ
ピレン、フェニルセロソルブアセテート等の高沸点溶剤
を添加することもできる。Examples of the solvent used in this case include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol propyl Aromatic hydrocarbons such as ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, 2-hydroxy-3- Methyl butanoate, 3
-Methyl methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl acetate, and butyl acetate can be used. Furthermore, N
-Methylformamide, N,N-dimethylformamide, N-methylformanilide, N-methylacetamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, benzylethyl ether, dihexyl ether, acetonyl acetone,
Isophorone, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, phenyl cellosolve acetate, etc. It is also possible to add boiling point solvents.
【0028】本発明の組成物は、これを回転塗布、流し
塗布、ロール塗布等によって、例えばシリコンウェハー
またはアルミニウム等が被覆されたウェハーに塗布する
ことにより感放射線性層を形成し、所定のマスクパター
ンを介して該感放射線性層に放射線を照射し、現像液で
現像することによりパターンの形成が行われる。また本
発明の組成物をポジ型レジストとして使用する際には、
ウエハー等の上に該組成物を塗布し、プレベークおよび
放射線照射を行った後、70〜140 ℃で加熱する操
作を行い、その後に現像することによって、本発明の効
果をさらに向上させることもできる。The composition of the present invention is applied to a silicon wafer or a wafer coated with aluminum or the like by spin coating, flow coating, roll coating, etc. to form a radiation-sensitive layer, and then applied to a predetermined mask. A pattern is formed by irradiating the radiation-sensitive layer with radiation through the pattern and developing it with a developer. Furthermore, when using the composition of the present invention as a positive resist,
The effects of the present invention can be further improved by applying the composition onto a wafer, etc., pre-baking and irradiating it with radiation, heating it at 70 to 140°C, and then developing it. .
【0029】現像液
本発明の組成物の現像液としては、例えば水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、硅酸ナトリウ
ム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン
、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロ
ピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン
、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチル
アンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリ
ジン、 1,8−ジアザビシクロ−(5,4,0)−7
−ウンデセン、 1,5−ジアザビシクロ−(4,3,
0)−5−ノナン等のアルカリ性化合物を、濃度が、例
えば、1〜10重量%となるように溶解してなるアルカ
リ性水溶液が使用される。また該現像液には、水溶性有
機溶媒、例えばメタノール、エタノール等のアルコール
類や界面活性剤を適量添加して使用することもできる。
なお、このようなアルカリ性水溶液からなる現像液を用
いて現像を行った場合は、一般的には引き続き水でリン
スを行う。Developer Solution Examples of the developer solution for the composition of the present invention include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, and diethylamine. -n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine,
Tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo-(5,4,0)-7
-undecene, 1,5-diazabicyclo-(4,3,
An alkaline aqueous solution prepared by dissolving an alkaline compound such as 0)-5-nonane to a concentration of, for example, 1 to 10% by weight is used. Further, a suitable amount of a water-soluble organic solvent such as alcohols such as methanol and ethanol, or a surfactant may be added to the developer. In addition, when development is performed using a developer made of such an alkaline aqueous solution, rinsing with water is generally performed subsequently.
【0030】[0030]
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例によって、何ら制約される
ものではない。なお、実施例中のMwの測定およびレジ
ストの評価は、以下の方法により行った。EXAMPLES The present invention will be explained in detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited in any way by these Examples. In addition, the measurement of Mw and the evaluation of resist in Examples were performed by the following method.
【0031】Mw:東洋ソーダ社製GPCカラム(G2
000H6 2本、G3000H6 1本、G4000
H6 1本)を用い、流量1.5 ml/分、溶出溶媒
テトラヒドロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、
単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーション
クロマトグラフ法により測定した。Mw: GPC column manufactured by Toyo Soda Co., Ltd. (G2
000H6 2 pieces, G3000H6 1 piece, G4000
H6 (1 bottle) under the analysis conditions of a flow rate of 1.5 ml/min, elution solvent tetrahydrofuran, and column temperature of 40 °C.
It was measured by gel permeation chromatography using monodisperse polystyrene as a standard.
【0032】感度:ニコン社製−NSR−1505i6
A 縮小投影露光機(レンズの開口数;0.45)で
露光時間を変化させ、波長365nm のi線を用いて
露光を行い、次いでテトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド 2.4重量%水溶液を現像液として用い、25℃
で60秒間現像し、水でリンスし、乾燥してウエハー上
にレジストパターンを形成させ、 0.6μm のライ
ン・アンド・スペースパターン(1LIS)を1対1の
幅に形成する露光時間(以下、これを「最適露光時間」
と称する)を求めた。Sensitivity: Nikon Corporation-NSR-1505i6
A: Varying the exposure time using a reduction projection exposure machine (numerical aperture of the lens: 0.45), exposure was performed using i-line with a wavelength of 365 nm, and then a 2.4% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was used as a developer. used, 25℃
The resist pattern was developed on the wafer for 60 seconds, rinsed with water, and dried to form a resist pattern on the wafer.The exposure time (hereinafter referred to as This is called the "optimal exposure time"
) was sought.
【0033】解像度:最適露光時間で露光したときに解
像されている最少のレジストパターンの寸法を測定した
。Resolution: The dimension of the smallest resist pattern that was resolved when exposed at the optimum exposure time was measured.
【0034】残膜率:最適露光時間における現像後のパ
ターンの厚さを現像前のレジスト膜の厚さで割り、この
値を 100倍して%の単位を付けて表した。Remaining film rate: The thickness of the pattern after development at the optimum exposure time was divided by the thickness of the resist film before development, and this value was multiplied by 100 and expressed in units of %.
【0035】現像性:スカムや現像残りの程度を調べた
。Developability: The degree of scum and development residue was examined.
【0036】耐熱性:クリーンオーブン中にレジストパ
ターンを形成したウエハーを入れて、パターンが崩れ始
めたときの温度を測定した。Heat resistance: A wafer with a resist pattern formed thereon was placed in a clean oven, and the temperature at which the pattern began to collapse was measured.
【0037】パターン形状:走査型電子顕微鏡を用い、
0.6μm のレジストパターンの現像後の方形状断
面の下辺Aと上辺Bを測定し、0.85≦B/A≦1で
ある場合を、パターン形状が良好であると判定した。但
し、パターン形状が裾を引いていたり、逆テーパー状に
なっている場合は、B/Aが上記範囲に入っていても不
良と判定する。Pattern shape: Using a scanning electron microscope,
The lower side A and upper side B of the rectangular cross section of the 0.6 μm resist pattern after development were measured, and the pattern shape was determined to be good if 0.85≦B/A≦1. However, if the pattern shape is tapered or reversely tapered, it is determined to be defective even if B/A is within the above range.
【0038】<樹脂Aの合成>
合成例1
撹拌機、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 67.
6g(0.63モル)2,3,5−トリメチルフェノー
ル 10.0g(0.073モル)p−クレゾール
31.8g(0.29
モル)37重量%ホルムアルデヒド水溶液 107.1
g(ホルムアルデヒド:1.32モル)および
シュウ酸2水和物 1.33g
(1.06×10−2モル)
を仕込み、フラスコを油浴に浸し、内温を 100℃に
保持して攪拌しながら30分間重縮合を行ったのちに、
m−クレゾール 17
.5g(0.16モル)および
2,3,5−トリメチルフェノール 40.0g (
0.29モル)を加えてさらに40分間重縮合を行った
。次いで油浴温度を 180℃まで上昇させ、同時にフ
ラスコ内の圧力を30〜50mmHgまで減圧し、水、
シュウ酸、未反応の原料等を除去した。ついで溶融した
樹脂を室温に戻して回収した。
この樹脂を、樹脂(A1)という。<Synthesis of Resin A> Synthesis Example 1 In a flask equipped with a stirrer, a cooling tube and a thermometer, m
-Cresol 67.
6g (0.63mol) 2,3,5-trimethylphenol 10.0g (0.073mol) p-cresol
31.8g (0.29
mole) 37% by weight formaldehyde aqueous solution 107.1
g (formaldehyde: 1.32 mol) and oxalic acid dihydrate 1.33 g
(1.06 x 10-2 mol), immersed the flask in an oil bath, maintained the internal temperature at 100°C, and conducted polycondensation for 30 minutes with stirring.
m-cresol 17
.. 5 g (0.16 mol) and 40.0 g of 2,3,5-trimethylphenol (
0.29 mol) was added thereto, and polycondensation was further carried out for 40 minutes. Next, the oil bath temperature was raised to 180°C, and at the same time the pressure inside the flask was reduced to 30 to 50 mmHg, and water,
Oxalic acid, unreacted raw materials, etc. were removed. The molten resin was then returned to room temperature and collected. This resin is called resin (A1).
【0039】合成例2
樹脂(A1)をエチルセロソルブアセテートに固形分が
20重量%になるように溶解したのち、この樹脂溶液の
重量に対し、2倍のメタノールおよび等量の水を加えて
攪拌し、放置した。放置することによって2層に分離し
たのち、樹脂溶液層(下層)を取り出し、濃縮し、脱水
し、乾燥して樹脂を回収した。この樹脂を、樹脂(A2
)という。Synthesis Example 2 After dissolving the resin (A1) in ethyl cellosolve acetate to a solid content of 20% by weight, twice the weight of methanol and the same amount of water were added to the weight of this resin solution and stirred. I left it there. After being separated into two layers by standing, the resin solution layer (lower layer) was taken out, concentrated, dehydrated, and dried to recover the resin. This resin was mixed with resin (A2
).
【0040】合成例3
オートクレーブに、
m−クレゾール 69
.2g(0.64モル)2,3,5−トリメチルフェノ
ール 21.8g(0.16モル)37重量%ホルム
アルデヒド水溶液 61.0g(ホルムアルデヒド:
0.75モル)
シュウ酸2水和物 6.3g(0.05モル)水
52.6gおよびジオ
キサン 182g
を仕込み、オートクレーブを油浴に浸し、内温を 13
0℃に保持して攪拌しながら6時間縮合を行ない、反応
後、室温まで戻し、内容物をビーカーに取り出した。こ
のビーカー中で2層に分離したのち、下層を取り出し、
濃縮し、脱水し、乾燥して樹脂を回収した。この樹脂を
、樹脂(A3)という。Synthesis Example 3 In an autoclave, m-cresol 69
.. 2g (0.64 mol) 2,3,5-trimethylphenol 21.8g (0.16 mol) 37% by weight formaldehyde aqueous solution 61.0g (formaldehyde:
0.75 mol) Oxalic acid dihydrate 6.3g (0.05 mol) water
Charge 52.6g and 182g of dioxane, immerse the autoclave in an oil bath, and bring the internal temperature to 13.
Condensation was carried out for 6 hours while maintaining the temperature at 0° C. and stirring. After the reaction, the temperature was returned to room temperature and the contents were taken out into a beaker. After separating into two layers in this beaker, take out the lower layer,
The resin was recovered by concentration, dehydration, and drying. This resin is called resin (A3).
【0041】合成例4
合成例1で用いたのと同様なフラスコに、m−クレゾー
ル 13.0g(0.12モル)p−ク
レゾール 32.4g(0.3 モル)
3,5−キシレノール 39.0g(0.32モ
ル)37重量%ホルムアルデヒド水溶液 56.9g
(ホルムアルデヒド:0.70モル)および
シュウ酸2水和物 0.083g(6.59×10
−4モル)を仕込み、フラスコを油浴に浸し、内温を
100℃に保持しながら攪拌して30分間重縮合を行っ
た後、さらにm−クレゾール
51.9g(0.48モル)および3,5−ジメチルフ
ェノール 9.77g(0.08モル) を、反応の
進行とともに連続的にフラスコに仕込み、45分間重縮
合を行った。その後、合成例1と同様にして樹脂を回収
した。この樹脂を、樹脂(A4)という。Synthesis Example 4 In a flask similar to that used in Synthesis Example 1, 13.0 g (0.12 mol) of m-cresol and 32.4 g (0.3 mol) of p-cresol were added.
3,5-xylenol 39.0g (0.32 mol) 37% by weight formaldehyde aqueous solution 56.9g
(Formaldehyde: 0.70 mol) and oxalic acid dihydrate 0.083g (6.59×10
-4 mol), immerse the flask in an oil bath, and lower the internal temperature.
After polycondensation was carried out for 30 minutes by stirring while maintaining the temperature at 100°C, m-cresol was further added.
51.9 g (0.48 mol) and 9.77 g (0.08 mol) of 3,5-dimethylphenol were continuously charged into a flask as the reaction progressed, and polycondensation was performed for 45 minutes. Thereafter, the resin was collected in the same manner as in Synthesis Example 1. This resin is called resin (A4).
【0042】合成例5
合成例1で用いたのと同様なフラスコに、m−クレゾー
ル 95.2g(0.
88モル)2,3,5−トリメチルフェノール 24
.4g (0.18モル)37重量%ホルムアルデヒド
水溶液 154g(ホルムアルデヒド:1.90モ
ル)および
シュウ酸2水和物 1.82g(0.014 モル)
を仕込み、フラスコを油浴に浸し、内温を 100℃に
保持して攪拌しながら90分間重縮合を行った後、さら
にm−クレゾール 23.8g(0.22モ
ル)および2,3,5−トリメチルフェノール 97
.6g (0.72モル)を加えてさらに60分間重縮
合を行った。次いで、合成例1と同様にして樹脂を回収
した。この樹脂をエチルセロソルブアセテートに固形分
が20重量%になるように溶解したのち、この樹脂溶液
の重量に対し、 1.8倍のメタノールおよび等量の水
を加えて攪拌し、放置した。放置することによって2層
に分離したのち、樹脂溶液層(下層)を取り出し、濃縮
し、脱水し、乾燥して樹脂を回収した。この樹脂を、樹
脂(A5)という。Synthesis Example 5 In a flask similar to that used in Synthesis Example 1, 95.2 g (0.
88 mol) 2,3,5-trimethylphenol 24
.. 4g (0.18 mol) 37% by weight formaldehyde aqueous solution 154g (formaldehyde: 1.90 mol) and oxalic acid dihydrate 1.82g (0.014 mol)
The flask was immersed in an oil bath, the internal temperature was maintained at 100°C, and polycondensation was carried out for 90 minutes while stirring, and then 23.8 g (0.22 mol) of m-cresol and 2,3,5 -Trimethylphenol 97
.. 6 g (0.72 mol) was added and polycondensation was further carried out for 60 minutes. Then, the resin was collected in the same manner as in Synthesis Example 1. This resin was dissolved in ethyl cellosolve acetate so that the solid content was 20% by weight, and then 1.8 times the weight of methanol and the same amount of water were added to the weight of this resin solution, stirred, and allowed to stand. After being separated into two layers by standing, the resin solution layer (lower layer) was taken out, concentrated, dehydrated, and dried to recover the resin. This resin is called resin (A5).
【0043】<樹脂Bの合成>
合成例6
合成例1で用いたのと同様なフラスコに、m−クレゾー
ル 108.0g(1.00モル)37重量%
ホルムアルデヒド水溶液 24.3g(ホルムアル
デヒド:0.30モル)および
シュウ酸2水和物 0.30g(2.40×10−3
モル)を仕込み、フラスコを油浴に浸し、内温を 10
0℃に保持しながら40分間重縮合を行った。次いで、
合成例1と同様にして樹脂を回収した。この樹脂を、樹
脂(B1)という。<Synthesis of Resin B> Synthesis Example 6 In a flask similar to that used in Synthesis Example 1, 108.0 g (1.00 mol) of 37% by weight m-cresol was added.
Formaldehyde aqueous solution 24.3g (formaldehyde: 0.30 mol) and oxalic acid dihydrate 0.30g (2.40 x 10-3
mol), immerse the flask in an oil bath, and lower the internal temperature to 10
Polycondensation was carried out for 40 minutes while maintaining the temperature at 0°C. Then,
The resin was collected in the same manner as in Synthesis Example 1. This resin is called resin (B1).
【0044】<化合物(A) の略称および合成>以下
において、化合物(A) である4,6−ビス(4−ヒ
ドロキシ−3,5− ジメチルベンジル)−レゾルシノ
ールを化合物(A1)(前記式(5)中の(x1))、
2,6−ビス(4−ヒドロキシ−3,5− ジメチルベ
ンジル)−3,4,5−トリヒドロキシン安息香酸メチ
ルを化合物(A2)(前記式(5)中の(e) )、4
,5,6−トリス(4−ヒドロキシ−3,5− ジメチ
ルベンジル)ピロガロールを化合物(A3)(前記式(
5)中の(c2))および4,6−ビス(4−ヒドロキ
シ−3,5− ジメチルベンジル)−2−メチルレゾル
シノールを化合物(A4)(前記式(5)中の(g1)
)と略称する。<Abbreviation and synthesis of compound (A)> In the following, compound (A), 4,6-bis(4-hydroxy-3,5-dimethylbenzyl)-resorcinol, is converted to compound (A1) (formula ( 5) inside (x1)),
Methyl 2,6-bis(4-hydroxy-3,5-dimethylbenzyl)-3,4,5-trihydroxybenzoate as compound (A2) ((e) in formula (5) above), 4
,5,6-tris(4-hydroxy-3,5-dimethylbenzyl)pyrogallol to compound (A3) (formula (
(c2) in 5) and 4,6-bis(4-hydroxy-3,5-dimethylbenzyl)-2-methylresorcinol to compound (A4) ((g1 in formula (5))
).
【0045】<1,2−キノンジアジド化合物の合成>
合成例7
樹脂(B1) 10.0g
1,2−ナフトキノンジアジド−5− スルホン酸クロ
リド 13.9gおよび
ジオキサン 250g
を仕込み、攪拌しながら溶解させた。次いでフラスコを
30℃にコントロールされた水浴中に浸し、内温が30
℃一定となった時点で、この溶液に
トリエチルアミン 5.75g
を、内温が35℃を越えないように滴下ロートを用いて
ゆっくり滴下した。その後、析出したトリエチルアミン
塩酸塩をろ過により取り除き、ろ液を大量の希塩酸中に
注ぎこんで析出させ、次いで析出物をろ取し、40℃に
コントロールされた真空乾燥器で一昼夜乾燥して1,2
−キノンジアジド化合物(イ)を得た。<Synthesis of 1,2-quinonediazide compound>
Synthesis Example 7 10.0 g of resin (B1), 13.9 g of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride, and 250 g of dioxane were charged and dissolved with stirring. The flask was then immersed in a water bath controlled at 30°C until the internal temperature reached 30°C.
When the temperature became constant, 5.75 g of triethylamine was slowly added dropwise to this solution using a dropping funnel so that the internal temperature did not exceed 35°C. Thereafter, the precipitated triethylamine hydrochloride was removed by filtration, and the filtrate was poured into a large amount of diluted hydrochloric acid to precipitate it.Then, the precipitate was collected by filtration, and dried overnight in a vacuum dryer controlled at 40°C. 2
-Quinonediazide compound (a) was obtained.
【0046】合成例8
2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン 23.
0g (0.10モル)
1,2−ナフトキノンジアジド−5− スルホン酸クロ
リド 69.9g (0.26モル)および
トリエチルアミン 28.9g(0.286モル)を
使用した他は合成例7と同様にして1,2−キノンジア
ジド化合物(ロ)を得た。Synthesis Example 8 2,3,4-trihydroxybenzophenone 23.
0 g (0.10 mol) 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride 69.9 g (0.26 mol) and triethylamine 28.9 g (0.286 mol) were used in the same manner as in Synthesis Example 7. A 1,2-quinonediazide compound (b) was obtained.
【0047】合成例9
2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン
24.6g(0.10モル)
1,2−ナフトキノンジアジド−5− スルホン酸クロ
リド 107.5g (0.40モル)および
トリエチルアミン 44.5g (0.44モル)を
使用した他は合成例7と同様にして1,2−キノンジア
ジド化合物(ハ)を得た。Synthesis Example 9 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone
Synthesis Example 7 except that 24.6 g (0.10 mol) 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride 107.5 g (0.40 mol) and triethylamine 44.5 g (0.44 mol) were used. In the same manner, 1,2-quinonediazide compound (c) was obtained.
【0048】合成例10
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−[1−
(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]−1
−フェニルエタン 42.4g (0.10モル)
1,2−ナフトキノンジアジド−5− スルホン酸クロ
リド 67.2g (0.25モル)および
トリエチルアミン 27.8g(0.275モル)を
使用した他は合成例7と同様にして1,2−キノンジア
ジド化合物(ニ)を得た。Synthesis Example 10 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-4-[1-
(4-hydroxyphenyl)-1-methylethyl]-1
- Phenylethane 42.4 g (0.10 mol) 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride 67.2 g (0.25 mol) and triethylamine 27.8 g (0.275 mol) were used. A 1,2-quinonediazide compound (d) was obtained in the same manner as in Example 7.
【0049】実施例1〜7、比較例1〜2樹脂A、キノ
ンジアジド化合物、化合物(A) および溶剤を混合し
、均一溶液としたのち、孔径 0.2μm のメンブラ
ンフィルターでろ過し、本発明の組成物の溶液を調製し
た。得られた溶液を、シリコン酸化膜を有するシリコン
ウエハー上にスピンナーを用いて塗布したのち、ホット
プレート上で90℃にて2分間プレベークして厚さ 1
.2μm のレジスト膜を形成し、レクチルを介して前
記のように波長365nm (i線)を用いて露光し、
現像し、リンスし、乾燥したのち、該レジスト膜の感度
、解像度、残膜率、現像性、耐熱性およびパターン形状
についての評価を行った。結果を、使用した樹脂等と併
せて表1に示す。Examples 1 to 7, Comparative Examples 1 to 2 Resin A, quinonediazide compound, compound (A) and solvent were mixed to form a homogeneous solution, which was then filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 μm. A solution of the composition was prepared. The obtained solution was applied onto a silicon wafer having a silicon oxide film using a spinner, and then prebaked on a hot plate at 90°C for 2 minutes to a thickness of 1.
.. A resist film of 2 μm was formed and exposed using a wavelength of 365 nm (i-line) through a reticle as described above.
After developing, rinsing, and drying, the resist film was evaluated for sensitivity, resolution, residual film rate, developability, heat resistance, and pattern shape. The results are shown in Table 1 together with the resin used.
【0050】[0050]
【表1】[Table 1]
【0051】注1:各添加量は、重量部で示した。
注2:溶解促進剤の種類は、次の通りである。
α;1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)
エタンB1;合成例6で得られた樹脂(B1)注3:溶
剤の種類は、次の通りである。
S1;エチルセロソルブアセテート
S2;乳酸エチル
S3;メチル−3− メトキシプロピオネートNote 1: Each amount added is shown in parts by weight. Note 2: The types of solubility promoters are as follows. α; 1,1,1-tris(4-hydroxyphenyl)
Ethane B1: Resin (B1) obtained in Synthesis Example 6 Note 3: The types of solvent are as follows. S1; Ethyl cellosolve acetate S2; Ethyl lactate S3; Methyl-3-methoxypropionate
【005
2】005
2]
【発明の効果】本発明の感放射線性樹脂組成物は、レジ
ストの形成に際してスカムの発生が有効に抑制され現像
性に優れているとともに、高感度、高解像度で、かつ耐
熱性、残膜率に優れたポジ型レジストとして好適に使用
できる。Effects of the Invention The radiation-sensitive resin composition of the present invention effectively suppresses the generation of scum during resist formation and has excellent developability, as well as high sensitivity, high resolution, heat resistance, and residual film rate. It can be suitably used as a positive resist with excellent properties.
Claims (1)
【化1】 式中、X1 〜X13は、水素原子、アルキル基、アル
コキシ基あるいはヒドロキシル基の何れかを示し、かつ
X1 〜X5 、X6 〜X8 およびX9 〜X13
のそれぞれの組み合わせにおいて少なくとも1個のヒド
ロキシル基が含まれているものとし、Y1 〜Y4 は
、水素原子またはアルキル基を示し、R1 は、水素原
子、−COOR2(R2 は、水素原子、アルキル基、
アリール基を示す)、または、下記一般式(2)(X1
4〜X18は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基あ
るいはヒドロキシル基を示す)で表される基を示す 【化2】 で表される化合物の少なくとも1種および 1,2−キ
ノンジアジド化合物を含有していることを特徴とする感
放射線性樹脂組成物。Claim 1: Alkali-soluble resin, the following general formula (1);
[Formula 1] In the formula, X1 to X13 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a hydroxyl group, and X1 to X5, X6 to X8, and X9 to X13
At least one hydroxyl group is included in each combination, Y1 to Y4 represent a hydrogen atom or an alkyl group, R1 is a hydrogen atom, -COOR2 (R2 is a hydrogen atom, an alkyl group,
), or the following general formula (2) (X1
4 to X18 represent a group represented by a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group or a hydroxyl group; A radiation-sensitive resin composition characterized by comprising:
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05289332A (en) * | 1992-04-14 | 1993-11-05 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | Material for forming resist pattern |
EP0689097A1 (en) | 1994-06-15 | 1995-12-27 | Sumitomo Chemical Company, Limited | A polyhydroxy compound and a positive photoresist containing the same |
EP0786699A1 (en) | 1996-01-22 | 1997-07-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Positive photoresist composition |
WO2001002909A1 (en) * | 1999-07-06 | 2001-01-11 | Clariant International Ltd. | Photosensitive resin composition and method for improving dry etching resistance of photosensitive resin composition |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP8987691A patent/JP3052412B2/en not_active Expired - Lifetime
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EP0689097A1 (en) | 1994-06-15 | 1995-12-27 | Sumitomo Chemical Company, Limited | A polyhydroxy compound and a positive photoresist containing the same |
EP0786699A1 (en) | 1996-01-22 | 1997-07-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Positive photoresist composition |
WO2001002909A1 (en) * | 1999-07-06 | 2001-01-11 | Clariant International Ltd. | Photosensitive resin composition and method for improving dry etching resistance of photosensitive resin composition |
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