JP2003315994A - Positive photoresist composition - Google Patents
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、感度、解像性、焦
点深度幅(DOF)特性、露光余裕度、粗密差等のレジ
スト諸特性に優れ、特に0.35μm以下の超微細なレ
ジストパターンを形成する分野に適したポジ型ホトレジ
スト組成物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is excellent in resist characteristics such as sensitivity, resolution, depth of focus (DOF) characteristics, exposure allowance, and density difference, and particularly an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less. The present invention relates to a positive photoresist composition suitable for the field of forming a film.
【0002】[0002]
【従来の技術】i線(365nm)を用いたホトリソグ
ラフィにおいて、ハーフミクロン以下、特に0.35μ
m以下の超微細な寸法のレジストパターンを形成可能な
ホトレジスト材料として、アルカリ可溶性ノボラック樹
脂と非ベンゾフェノン系のナフトキノンジアジド基含有
化合物(感光性成分)とを含有してなるポジ型ホトレジ
スト組成物が種々提案されている。特にベンゼン環が直
鎖状に結合した構造を有する、いわゆるリニア型の4〜
7核体のフェノール骨格を有する低分子フェノール化合
物と1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸化合物と
のエステル化物(キノンジアジドエステル化物)は、高
解像性を示す感光性成分として種々報告されている(特
開平6−167805号公報、特開平7−152152
号公報、特開平7−159990号公報、特開平7−1
68355号公報、特開平8−129255号公報、特
開平8−245461号公報、特開平8−339079
号公報、特開平9−114093号公報、特開平12−
29208号公報、及び特開平12−29209号公報
など)。2. Description of the Related Art In photolithography using i-line (365 nm), half micron or less, especially 0.35 μ
Various positive photoresist compositions containing an alkali-soluble novolac resin and a non-benzophenone-based naphthoquinonediazide group-containing compound (photosensitive component) are available as photoresist materials capable of forming a resist pattern having an ultrafine dimension of m or less. Proposed. In particular, a so-called linear type 4-having a structure in which benzene rings are linearly bonded
Esterification products (quinonediazide esterification products) of low molecular weight phenolic compounds having a 7-nucleoside phenol skeleton and 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid compounds have been variously reported as photosensitive components exhibiting high resolution. Japanese Patent Laid-Open No. 6-167805, Japanese Patent Laid-Open No. 7-152152
Japanese Patent Laid-Open No. 7-159990, Japanese Patent Laid-Open No. 7-1
No. 68355, No. 8-129255, No. 8-245461, and No. 8-339079.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-114093, Japanese Patent Application Laid-Open No. 12-
29208 and JP-A-12-29209).
【0003】しかし、i線(365nm)の波長よりも
短い、0.35μm以下の超微細なレジストパターンを
形成する分野においては、さらに感度、解像性、焦点深
度幅(DOF)特性、露光余裕度等のレジスト諸特性に
優れたレジストパターンの形成が望まれる。また、ライ
ンアンドスペース(L&S)パターン等の規則的なレジ
ストパターンである密集パターン部分と、不規則的なレ
ジストパターンである孤立パターン部分とが混在するロ
ジック系IC(集積回路)の製造分野においては、同一
露光条件で密集パターンと孤立パターンを予定した寸法
通りに形状良く形成することができる、いわゆる「粗密
差」の少ないレジストパターンの形成が望まれていた。
なお、0.35μm以下のレジストパターンの形成にお
いては、KrF(248nm)やArF(189nm)
などの短波長の露光源を用いたホトリソグラフィが提案
されているが、これらの露光源を利用する製造ラインの
建設には多額の設備投資が必要とされており、それに費
やした費用の回収が困難であるなどの問題を有すること
から、現在、主流となっている、i線(365nm)露
光プロセスの延命化が切望されている。However, in the field of forming an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less, which is shorter than the wavelength of i-line (365 nm), sensitivity, resolution, depth of focus (DOF) characteristic, and exposure margin are further increased. It is desired to form a resist pattern having excellent resist characteristics such as degree. Further, in the field of manufacturing a logic IC (integrated circuit) in which a dense pattern portion which is a regular resist pattern such as a line and space (L & S) pattern and an isolated pattern portion which is an irregular resist pattern are mixed. It has been desired to form a resist pattern having a small so-called "roughness difference", which enables a dense pattern and an isolated pattern to be formed in a desired shape under the same exposure conditions with good shape.
In forming a resist pattern of 0.35 μm or less, KrF (248 nm) or ArF (189 nm)
Although photolithography using short-wavelength exposure sources such as those has been proposed, a large amount of capital investment is required to construct a manufacturing line that uses these exposure sources, and it is not possible to recover the expenses spent on them. Due to problems such as difficulty, it is earnestly desired to extend the life of the i-line (365 nm) exposure process, which is currently the mainstream.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、i線(365nm)を用いたホトリソグラフィに
おいて、ハーフミクロン以下、特に0.35μm以下の
超微細な寸法のレジストパターンが形成可能であり、感
度、解像性、焦点深度幅(DOF)特性、露光余裕度、
粗密差等のレジスト諸特性に優れたポジ型ホトレジスト
組成物を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to enable formation of an ultrafine resist pattern of half micron or less, particularly 0.35 μm or less in photolithography using i-line (365 nm). , Sensitivity, resolution, depth of focus (DOF) characteristics, exposure latitude,
It is an object of the present invention to provide a positive photoresist composition having excellent resist characteristics such as difference in density.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決すべく
鋭意研究した結果、特定のアルカリ可溶性ノボラック樹
脂および特定のキノンジアジドエステル化物(感光性成
分)を含有してなるポジ型ホトレジスト組成物は、i線
(365nm)の波長よりも短い、0.35μm以下の
超微細なレジストパターンを形成する分野においても、
感度、解像性、焦点深度幅(DOF)特性、露光余裕
度、粗密差等のレジスト諸特性に優れたレジストパター
ンの形成が可能であることを見出し、本発明をなすに至
った。As a result of intensive studies to solve the above problems, a positive photoresist composition containing a specific alkali-soluble novolac resin and a specific quinonediazide ester compound (photosensitive component) is Also in the field of forming an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less, which is shorter than the wavelength of i-line (365 nm),
The inventors have found that it is possible to form a resist pattern excellent in various resist characteristics such as sensitivity, resolution, depth of focus (DOF) characteristics, exposure allowance, and density difference, and have completed the present invention.
【0006】すなわち本発明は、(A)m−クレゾール
および3,4−キシレノールを含有するフェノール類と
アルデヒド類とを縮合反応させて得られるアルカリ可溶
性ノボラック樹脂、および(B)下記一般式(I)That is, the present invention provides (A) an alkali-soluble novolac resin obtained by subjecting an aldehyde to a condensation reaction of phenols containing m-cresol and 3,4-xylenol, and (B) the following general formula (I) )
【0007】[0007]
【化2】 [Chemical 2]
【0008】(式中、Dは、独立に水素原子、または
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル基を表
し、少なくとも1つは1,2−ナフトキノンジアジド−
5−スルホニル基を表す)で表されるキノンジアジドエ
ステル化物を含有することを特徴とするポジ型ホトレジ
スト組成物を提供するものである。また本発明は、前記
フェノール類が、m−クレゾールおよび3,4−キシレ
ノールのみからなることを特徴とする前記のポジ型ホト
レジスト組成物を提供するものである。また本発明は、
前記アルデヒド類が、プロピオンアルデヒドおよびホル
ムアルデヒドのみからなることを特徴とする前記のポジ
型ホトレジスト組成物を提供するものである。また本発
明は、(C)分子量1000以下のフェノール性水酸基
を有するアルカリ可溶性の低分子化合物をさらに含有す
ることを特徴とする前記のポジ型ホトレジスト組成物を
提供するものである。(In the formula, D independently represents a hydrogen atom or a 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group, and at least one is 1,2-naphthoquinonediazide-
And a quinone diazide esterified product represented by (5-sulfonyl group). The present invention also provides the positive photoresist composition as described above, wherein the phenols consist only of m-cresol and 3,4-xylenol. Further, the present invention is
The positive photoresist composition is characterized in that the aldehydes are composed of propionaldehyde and formaldehyde only. The present invention also provides the above positive photoresist composition, which further comprises (C) an alkali-soluble low molecular weight compound having a phenolic hydroxyl group having a molecular weight of 1,000 or less.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに説明する。(A)成分
(A)成分としてのアルカリ可溶性ノボラック樹脂は、
フェノール類とアルデヒド類との縮合反応により得られ
るノボラック樹脂において、当該フェノール類として、
m−クレゾールおよび3,4−キシレノールを含有する
ものであり、これにより本発明は、感度と解像性との両
立に優れたポジ型ホトレジスト組成物を提供することが
できる。また、当該アルデヒド類としては、プロピオン
アルデヒドおよびホルムアルデヒドを含有するものが好
ましく、これにより本発明は、さらに解像性の向上が望
まれる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be further described below. (A) component The alkali-soluble novolac resin as the (A) component is
In the novolac resin obtained by the condensation reaction of phenols and aldehydes, as the phenols,
Since it contains m-cresol and 3,4-xylenol, the present invention can provide a positive photoresist composition excellent in compatibility between sensitivity and resolution. In addition, as the aldehydes, those containing propionaldehyde and formaldehyde are preferable, and therefore, in the present invention, further improvement in resolution is desired.
【0010】前記フェノール類としては、m−クレゾー
ル、3,4−キシレノール以外のフェノール類も用いる
ことができるが、好ましくは使用されるフェノール類
中、m−クレゾールおよび3,4−キシレノールが50
モル%以上、さらに好ましくはm−クレゾールおよび
3,4−キシレノールのみからなることが、本発明の奏
する効果が十分に得られる点で最も好ましい。また、同
様に、前記アルデヒド類としては、プロピオンアルデヒ
ド、ホルムアルデヒド以外のアルデヒド類や、ケトン類
を用いることができるが、好ましくは使用されるアルデ
ヒド類中、プロピオンアルデヒドおよびホルムアルデヒ
ドが80モル%以上、さらに好ましくはプロピオンアル
デヒドおよびホルムアルデヒドのみからなることが、本
発明の奏する効果が十分に得られる点で最も好ましい。As the above-mentioned phenols, phenols other than m-cresol and 3,4-xylenol can be used, but preferably 50-m-cresol and 3,4-xylenol are used among the phenols used.
It is most preferable that it is composed only of mol% or more, and more preferably only m-cresol and 3,4-xylenol, from the viewpoint that the effect of the present invention can be sufficiently obtained. Similarly, as the aldehyde, propionaldehyde, aldehydes other than formaldehyde, and ketones can be used, but preferably, propionaldehyde and formaldehyde are 80 mol% or more in the aldehydes used, It is most preferable that it consists of propionaldehyde and formaldehyde alone in order to sufficiently obtain the effects of the present invention.
【0011】(A)成分を合成する方法として好ましい
のは、(I)酸触媒の存在下、m−クレゾール1モルに
対して0.1〜0.5モル倍量のプロピオンアルデヒド
を配合し、1次反応を行い、重合体を合成し、(II)当
該重合体に、m−クレゾール1モルに対して0.1〜
0.5モル倍量の3,4−キシレノール、およびプロピ
オンアルデヒド1モルに対して1〜6モル倍量のホルム
アルデヒドを配合し、2次反応を行い、ノボラック樹脂
を合成する方法である。The preferred method for synthesizing the component (A) is to compound (I) an acid catalyst in an amount of 0.1 to 0.5 mole times as much propionaldehyde as 1 mole of m-cresol. A primary reaction is performed to synthesize a polymer, and (II) the polymer is added in an amount of 0.1 to 1 mol of m-cresol.
This is a method of synthesizing a novolak resin by blending 0.5 mol amount of 3,4-xylenol and 1 mol amount of formaldehyde with respect to 1 mol of propionaldehyde and performing a secondary reaction.
【0012】なお、前記(I)工程において、m−クレ
ゾールの代わりに3,4−キシレノールを用い、前記
(II)工程において、3,4−キシレノールの代わりに
m−クレゾールを用いて合成したノボラック樹脂は、高
感度ではあるが現像後の膜減りが大きい傾向がある。ま
た、m−クレゾールおよび3,4−キシレノールを含有
する混合フェノール類と、ホルムアルデヒドおよびプロ
ピオンアルデヒドを含有する混合アルデヒド類とを、同
時に反応して合成したノボラック樹脂は、感度、解像性
にやや劣る傾向がある。In the step (I), 3,4-xylenol is used instead of m-cresol, and in the step (II), novolak synthesized by using m-cresol instead of 3,4-xylenol. Although the resin has high sensitivity, the film loss after development tends to be large. Further, the novolak resin synthesized by simultaneously reacting mixed phenols containing m-cresol and 3,4-xylenol with mixed aldehydes containing formaldehyde and propionaldehyde is slightly inferior in sensitivity and resolution. Tend.
【0013】前記(I)工程において配合するプロピオ
ンアルデヒドの量は、m−クレゾール1モルに対して、
0.1〜0.5モル、特に0.2〜0.4モルであるこ
とが好ましく、この範囲より少ないと、解像性が低下す
る傾向にあり、この範囲より多いと、感度低下とパター
ン形状の劣化(垂直性が悪くなる)を生じる傾向がある
点で好ましくない。The amount of propionaldehyde compounded in step (I) is 1 mol of m-cresol.
It is preferably 0.1 to 0.5 mol, and particularly preferably 0.2 to 0.4 mol. When it is less than this range, resolution tends to be lowered, and when it is more than this range, sensitivity is lowered and the pattern is reduced. It is not preferable because it tends to cause deterioration of shape (poor verticality).
【0014】前記(I)工程において用いる酸触媒とし
ては、通常ノボラック樹脂の合成に用いられるものが利
用できるが、特にp−トルエンスルホン酸などは、反応
速度が速い点で好ましい。当該酸触媒の配合量は、
(A)成分の合成に用いる全フェノール類モノマーの総
モル数に対して、0.1ミリモル%〜100ミリモル
%、特には1ミリモル%〜10ミリモル%の範囲である
ことが好ましい。また、前記反応は、γ−ブチロラクト
ンなどの有機溶媒中で行うことが好ましい。As the acid catalyst used in the step (I), those commonly used in the synthesis of novolak resins can be used, but p-toluenesulfonic acid and the like are particularly preferable in that the reaction rate is high. The amount of the acid catalyst blended is
It is preferably in the range of 0.1 mmol% to 100 mmol%, particularly 1 mmol% to 10 mmol%, based on the total number of moles of all phenolic monomers used for the synthesis of the component (A). In addition, the reaction is preferably performed in an organic solvent such as γ-butyrolactone.
【0015】このようにして合成した重合体は、分散度
(Mw/Mn)が1.7以下であって、Mwが200〜
500、特には200〜300程度のものであること
が、高感度、高解像性のポジ型ホトレジスト組成物の調
製に適する点で好ましい。なお、本発明でいう平均分子
量(Mw,Mn)は、GPC(ゲルパーミエーションク
ロマトグラフィー)にて測定したポリスチレン換算の分
子量を意味している。The polymer thus synthesized has a dispersity (Mw / Mn) of 1.7 or less and an Mw of 200 to.
It is preferably 500, particularly about 200 to 300, from the viewpoint of being suitable for preparation of a high-sensitivity, high-resolution positive photoresist composition. The average molecular weight (Mw, Mn) in the present invention means a polystyrene-equivalent molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatography).
【0016】前記(II)工程において配合する3,4−
キシレノールの量は、前記(I)工程で用いたm−クレ
ゾールの配合量を1モルとしたとき、0.1〜0.5モ
ル、特に0.1〜0.3モルであることが好ましく、こ
の範囲より低いと、高解像性のポジ型ホトレジスト組成
物が得られにくく、この範囲より多いと、感度低下とパ
ターン形状の垂直性が劣る傾向がある点で好ましくな
い。3,4-to be blended in the step (II)
The amount of xylenol is preferably 0.1 to 0.5 mol, particularly preferably 0.1 to 0.3 mol, when the compounding amount of m-cresol used in the step (I) is 1 mol. If it is lower than this range, it is difficult to obtain a high-resolution positive photoresist composition, and if it is higher than this range, it is unfavorable since sensitivity tends to deteriorate and verticality of the pattern shape tends to deteriorate.
【0017】また、前記(II)工程において配合するホ
ルムアルデヒドの量は、前記(I)工程で用いたプロピ
オンアルデヒドの配合量を1モルとしたとき、1〜6モ
ル、特に2〜4モルであることが好ましく、この範囲よ
り低いと、高解像性のポジ型ホトレジスト組成物が得ら
れにくく、この範囲より多いと、高感度のポジ型ホトレ
ジスト組成物が得られにくい点で好ましくない。The amount of formaldehyde blended in the step (II) is 1 to 6 moles, especially 2 to 4 moles, when the amount of propionaldehyde used in the step (I) is 1 mole. If it is lower than this range, it is difficult to obtain a high-resolution positive photoresist composition, and if it is higher than this range, it is difficult to obtain a high-sensitivity positive photoresist composition.
【0018】前記(I)工程中、m−クレゾールとプロ
ピオンアルデヒドの反応(1次反応)において、反応時
間は2時間以上であることが好ましい。2時間未満で
は、m−クレゾール+プロピオンアルデヒドから生成す
る中核体(重合体)の分子量分布が広いために、分散度
が大きく、続く(II)工程で合成したノボラック樹脂の
特性が劣り、当該樹脂を使用したポジ型ホトレジスト組
成物の感度、解像性、DOF特性、露光余裕度および粗
密差など、トータルパフォーマンスの点で満足のいく効
果が得られにくい。なお、当該1次反応における反応時
間は、工業的生産性の都合上、4時間〜8時間程度であ
ることが好ましい。In the reaction (first reaction) of m-cresol and propionaldehyde in the step (I), the reaction time is preferably 2 hours or more. If the time is less than 2 hours, the molecular weight distribution of the core (polymer) produced from m-cresol + propionaldehyde is wide, so the dispersity is large, and the characteristics of the novolak resin synthesized in the subsequent (II) step are inferior. It is difficult to obtain satisfactory effects in terms of total performance such as sensitivity, resolution, DOF characteristics, exposure allowance and difference in density of the positive photoresist composition using The reaction time in the primary reaction is preferably about 4 hours to 8 hours for the sake of industrial productivity.
【0019】前記(II)工程では、前記(I)工程で合
成した中核体(重合体)を主成分とする溶液に、3,4
−キシレノールを加え、次いで高温でホルマリン(ホル
ムアルデヒドの水溶液)を加えることで反応(2次反
応)を開始する。当該2次反応における反応時間は、2
時間〜4時間であることが望ましく、これにより目的の
分子量まで到達したノボラック樹脂は、感度、解像性、
DOF特性、露光余裕度および粗密差等に優れたポジ型
ホトレジスト組成物の調製に適する。なお、当該2次反
応は、4時間を超える反応時間で行なってもよいが、生
産性の都合上、長すぎるのは好ましくない。In the step (II), the solution containing the core (polymer) synthesized in the step (I) as the main component is added to 3,4
-The reaction (secondary reaction) is started by adding xylenol and then formalin (aqueous solution of formaldehyde) at high temperature. The reaction time in the secondary reaction is 2
It is desirable that the time is from 4 hours to 4 hours, and the novolak resin which has reached the target molecular weight by this has sensitivity, resolution,
It is suitable for preparing a positive photoresist composition having excellent DOF characteristics, exposure latitude, and difference in density. The secondary reaction may be carried out for a reaction time of more than 4 hours, but it is not preferable that it is too long for the sake of productivity.
【0020】当該2次反応は、前記1次反応終了後、直
ちに3,4−キシレノールを加え、さらにホルマリンを
滴下して始めてもよいが、1次反応終了後、室温程度ま
で反応温度を低下させ、攪拌を停止してから、3,4−
キシレノールを加え、さらにホルマリンを滴下して始め
てもよい。例えば、1次反応終了後、溶液がまだ高温状
態であるうちに、3,4−キシレノールを加え、次いで
温度が低下し、一旦攪拌を停止する。次いで、再び温度
を上昇させ、ホルマリンを滴下し重合(2次反応)を行
うことができる。また、例えば、1次反応後の溶液温度
を低下させてから3,4−キシレノールを加えて、次い
で、再び温度を上昇させ、ホルマリンを滴下し重合(2
次反応)を行うこともできる。2次反応開始時には、十
分に温度上昇した反応系に、ホルマリンを滴下すること
がホルマリンの単独縮合を防ぐ意味で好ましい。The second reaction may be started by adding 3,4-xylenol and dropping formalin immediately after the completion of the first reaction, but after the completion of the first reaction, the reaction temperature is lowered to about room temperature. , After stopping stirring, 3,4-
Xylenol may be added and then formalin may be added dropwise to start. For example, after the completion of the primary reaction, while the solution is still in a high temperature state, 3,4-xylenol is added, then the temperature is lowered, and the stirring is once stopped. Then, the temperature can be raised again and formalin can be added dropwise to carry out polymerization (secondary reaction). In addition, for example, the temperature of the solution after the primary reaction is lowered, 3,4-xylenol is added, and then the temperature is raised again, and formalin is added dropwise to conduct polymerization (2
The following reaction) can also be performed. At the start of the secondary reaction, it is preferable to add formalin dropwise to the reaction system having a sufficiently elevated temperature in order to prevent the formalin from condensing alone.
【0021】1次反応、2次反応とも、反応温度は、9
0〜100℃程度で行うことが好ましいが、プロピオン
アルデヒドの沸点が47℃付近であるため、1次反応時
では、まず、反応温度40〜50℃で0.5〜1時間反
応を行った後に、90〜100℃へ上昇して反応を行う
ことが、製造安全上好ましい。なお、最初から90〜1
00℃で反応を行っても、合成した樹脂特性において有
意差はない。反応溶液濃度は、γ−ブチロラクトンなど
の有機溶媒を用いて、1次反応、2次反応ともに、全フ
ェノール類のモノマー質量が10〜60%(質量%濃
度)となるように調整することが好ましい。10質量%
未満では目標分子量に到達するまでの反応時間が長くな
り、反応溶媒の除去などの精製工程が困難になり好まし
くなく、60質量%を超えるとサンプリングや移送で配
管詰まりがおきるため作業が困難になるため好ましくな
い。なお、(A)成分は、γ−ブチロラクトンなどの有
機溶媒を用いない「バルク重合法」で合成することもで
きるが、反応が均一に行われ、副生成物の発生の少ない
上述の有機溶媒中での重合法を用いることが好ましい。The reaction temperature for both the primary reaction and the secondary reaction is 9
It is preferable to carry out at about 0 to 100 ° C., but since the boiling point of propionaldehyde is around 47 ° C., at the time of the primary reaction, first, after carrying out the reaction at the reaction temperature of 40 to 50 ° C. for 0.5 to 1 hour, It is preferable to raise the temperature to 90 to 100 ° C. to carry out the reaction in terms of production safety. In addition, from the beginning 90-1
Even if the reaction is performed at 00 ° C, there is no significant difference in the properties of the synthesized resin. The reaction solution concentration is preferably adjusted by using an organic solvent such as γ-butyrolactone so that the monomer mass of all phenols is 10 to 60% (mass% concentration) in both the primary reaction and the secondary reaction. . 10 mass%
If it is less than 60% by weight, the reaction time until reaching the target molecular weight becomes long, and the purification process such as removal of the reaction solvent becomes difficult, which is not preferable, and if it exceeds 60% by weight, the piping becomes clogged due to sampling or transfer and the work becomes difficult. Therefore, it is not preferable. The component (A) can be synthesized by the “bulk polymerization method” without using an organic solvent such as γ-butyrolactone, but the reaction is carried out uniformly and the amount of by-products is small in the above-mentioned organic solvent. It is preferable to use the above-mentioned polymerization method.
【0022】このようにして合成した(A)成分は、M
wが1000〜20000の範囲、特には、2000〜
15000の範囲であることが、上記のレジスト諸特性
に優れたポジ型ホトレジスト組成物の調製に適する点で
好ましい。The component (A) thus synthesized is M
w is in the range of 1000 to 20000, particularly 2000 to
The range of 15,000 is preferable from the viewpoint of being suitable for preparation of the positive photoresist composition excellent in the above various resist characteristics.
【0023】また、合成した(A)成分は、所望に応
じ、公知の精製や分別等の操作を行うことにより、未反
応物や低分子量体の除去を行い、高分子量、狭分散度の
ノボラック樹脂とすることが好ましい。未反応物や低分
子量体の除去方法はとくに制限されないが、例えば次の
ような方法が好適である。まず、ノボラック樹脂溶液
を、メチルアミルケトン(MAK)に溶解させ、これを
水洗することにより、触媒、未反応物を除く。次いで、
これにヘキサン、ヘプタン等の貧溶媒または、ヘキサン
−MAK混合溶媒、ヘプタン−MAK混合溶媒を加え攪
拌後、静置すると、上層が貧溶媒層、下層がMAK層に
分離され、上層に低分子量体、下層に高分子量体が分離
される。よって、下層を抽出することにより、高分子量
のノボラック樹脂を得ることができる。If desired, the synthesized component (A) is subjected to known operations such as purification and fractionation to remove unreacted substances and low-molecular-weight substances, thereby producing a high-molecular-weight, narrow-dispersion novolak. It is preferably a resin. The method for removing unreacted substances and low molecular weight substances is not particularly limited, but the following method is preferable, for example. First, the novolac resin solution is dissolved in methyl amyl ketone (MAK) and washed with water to remove the catalyst and unreacted materials. Then
To this, a poor solvent such as hexane or heptane, or a hexane-MAK mixed solvent or a heptane-MAK mixed solvent is added and stirred, and then allowed to stand. , The high molecular weight substance is separated into the lower layer. Therefore, by extracting the lower layer, a high molecular weight novolak resin can be obtained.
【0024】なお、アルカリ可溶性樹脂としては、本発
明の目的を損なわない範囲において、上記(A)成分の
他に、他のアルカリ可溶性樹脂も併用することができ
る。例えば、芳香族ヒドロキシ化合物と、アルデヒド類
またはケトン類との縮合反応生成物、ポリヒドロキシス
チレンおよびその誘導体等を挙げることができる。しか
しながら、これらの他のアルカリ可溶性樹脂の使用量
は、全アルカリ可溶性樹脂中で、80質量%以下、特に
は50質量%以下であることが、本発明の効果を損なわ
ない点で好ましい。As the alkali-soluble resin, other alkali-soluble resins may be used in combination with the above-mentioned component (A) within a range not impairing the object of the present invention. For example, a condensation reaction product of an aromatic hydroxy compound and an aldehyde or a ketone, polyhydroxystyrene and a derivative thereof, and the like can be mentioned. However, the amount of these other alkali-soluble resins used is preferably 80% by mass or less, particularly 50% by mass or less, based on the total amount of the alkali-soluble resins, from the viewpoint of not impairing the effects of the present invention.
【0025】前記芳香族ヒドロキシ化合物としては、例
えばフェノール、p−クレゾール、o−クレゾール等の
クレゾール類;2,3−キシレノール、2,5−キシレ
ノール、3,5−キシレノール、2,3,5−キシレノ
ール等のキシレノール類;m−エチルフェノール、p−
エチルフェノール、o−エチルフェノール、2,3,5
−トリメチルフェノール、2,3,5−トリエチルフェ
ノール、4−tert−ブチルフェノール、3−ter
t−ブチルフェノール、2−tert−ブチルフェノー
ル、2−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2
−tert−ブチル−5−メチルフェノール等のアルキ
ルフェノール類;p−メトキシフェノール、m−メトキ
シフェノール、p−エトキシフェノール、m−エトキシ
フェノール、p−プロポキシフェノール、m−プロポキ
シフェノール等のアルコキシフェノール類;o−イソプ
ロペニルフェノール、p−イソプロペニルフェノール、
2−メチル−4−イソプロペニルフェノール、2−エチ
ル−4−イソプロペニルフェノール等のイソプロペニル
フェノール類;フェニルフェノール等のアリールフェノ
ール類;4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ビスフェ
ノールA、レゾルシノール、ヒドロキノン、ピロガロー
ル等のポリヒドロキシフェノール類等が挙げられ、前記
アルデヒド類としては、例えば、パラホルムアルデヒ
ド、トリオキサン、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒ
ド、トリメチルアセトアルデヒド、アクロレイン、クロ
トンアルデヒド、シクロヘキサンアルデヒド、フルフラ
ール、フリルアクロレイン、ベンズアルデヒド、テレフ
タルアルデヒド、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−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、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、ケイ皮酸アルデヒド等が挙げら
れ、前記ケトン類としては、例えばアセトン、メチルエ
チルケトン、ジエチルケトン、ジフェニルケトン等が挙
げられ、これらを単独で、あるいは2種以上を組み合わ
せて用いることができる。なお、前記芳香族ヒドロキシ
化合物と、アルデヒド類またはケトン類との縮合反応生
成物は、酸性触媒の存在下公知の方法で製造することが
できる。また、前記ポリヒドロキシスチレンおよびその
誘導体としては、例えばビニルフェノールの単独重合
体、ビニルフェノールとこれと共重合し得るコモノマー
との共重合体等が挙げられ、コモノマーとしては、例え
ばアクリル酸誘導体、アクリロニトリル、メタクリル酸
誘導体、メタクリロニトリル、スチレン、α−メチルス
チレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p
−メトキシスチレン、p−クロロスチレン等のスチレン
誘導体が挙げられる。Examples of the aromatic hydroxy compounds include cresols such as phenol, p-cresol and o-cresol; 2,3-xylenol, 2,5-xylenol, 3,5-xylenol, 2,3,5- Xylenol such as xylenol; m-ethylphenol, p-
Ethylphenol, o-ethylphenol, 2,3,5
-Trimethylphenol, 2,3,5-triethylphenol, 4-tert-butylphenol, 3-ter
t-butylphenol, 2-tert-butylphenol, 2-tert-butyl-4-methylphenol, 2
Alkylphenols such as -tert-butyl-5-methylphenol; alkoxyphenols such as p-methoxyphenol, m-methoxyphenol, p-ethoxyphenol, m-ethoxyphenol, p-propoxyphenol, m-propoxyphenol; o -Isopropenylphenol, p-isopropenylphenol,
Isopropenylphenols such as 2-methyl-4-isopropenylphenol and 2-ethyl-4-isopropenylphenol; arylphenols such as phenylphenol; 4,4'-dihydroxybiphenyl, bisphenol A, resorcinol, hydroquinone, pyrogallol Examples of the polyaldehydes such as polyhydroxyphenols, and the aldehydes include, for example, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, butyraldehyde, trimethylacetaldehyde, acrolein, crotonaldehyde, cyclohexanaldehyde, furfural, furylacrolein, benzaldehyde, terephthalaldehyde, Phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxy Benzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde, cinnamic aldehyde and the like. Examples of the above-mentioned ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diphenyl ketone, and the like, and these can be used alone or in combination of two or more kinds. The condensation reaction product of the aromatic hydroxy compound and the aldehyde or ketone can be produced by a known method in the presence of an acidic catalyst. Examples of the polyhydroxystyrene and its derivatives include homopolymers of vinylphenol, copolymers of vinylphenol and a comonomer copolymerizable therewith, and examples of the comonomers include acrylic acid derivatives and acrylonitrile. , Methacrylic acid derivatives, methacrylonitrile, styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, o-methylstyrene, p
Examples thereof include styrene derivatives such as -methoxystyrene and p-chlorostyrene.
【0026】(B)成分
本発明は、前記一般式(I)で表されるキノンジアジド
エステル化物を用いることにより、0.35μm以下の
超微細なレジストパターンを形成する分野においても、
上記のレジスト諸特性に優れたレジストパターンの形成
が可能となる。なお、当該エステル化物の平均エステル
化率は40〜90%、好ましくは45〜75%であり、
40%未満では残膜率及び解像性が低下し、90%を超
えると、感度の低下が著しく、また現像残さ(スカム)
が増加するので好ましくない。 Component (B) The present invention is also applicable to the field of forming an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less by using the quinonediazide ester compound represented by the general formula (I).
It is possible to form a resist pattern having excellent resist characteristics as described above. The average esterification rate of the esterified product is 40 to 90%, preferably 45 to 75%,
If it is less than 40%, the residual film ratio and resolution are lowered, and if it exceeds 90%, the sensitivity is remarkably lowered, and the development residue (scum) is also decreased.
Is increased, which is not preferable.
【0027】また、キノンジアジドエステル化物として
は、上記(B)成分の他に、他のキノンジアジドエステ
ル化物も用いることができる。しかしながら、これらの
他のキノンジアジドエステル化物の使用量は、全キノン
ジアジドエステル化物中、80質量%以下、特には50
質量%以下であることが、本発明の効果を損なわない点
で好ましい。As the quinonediazide ester compound, other quinonediazide ester compounds can be used in addition to the component (B). However, the amount of these other quinonediazide ester compounds used is not more than 80% by mass, particularly 50% by mass, based on the total quinonediazide ester compounds.
It is preferably not more than mass% from the viewpoint of not impairing the effects of the present invention.
【0028】他のキノンジアジドエステル化物として
は、例えばベンゾフェノン骨格を有するものや、下記一
般式(II)Other quinonediazide ester compounds include those having a benzophenone skeleton and the following general formula (II)
【0029】[0029]
【化3】 [Chemical 3]
【0030】〔式中、R1〜R8はそれぞれ独立に水素
原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜6のアルキル基、
炭素原子数1〜6のアルコキシ基、または炭素原子数3
〜6のシクロアルキル基を表し;R9〜R11はそれぞ
れ独立に水素原子または炭素原子数1〜6のアルキル基
を表し;Qは水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル
基、R9と結合し、炭素原子鎖3〜6のシクロアルキル
基、または下記の化学式(III)で表される残基[Wherein, R 1 to R 8 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
Alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or 3 carbon atoms
R 9 to R 11 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; Q is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or R 9 A cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms or a residue represented by the following chemical formula (III)
【0031】[0031]
【化4】 [Chemical 4]
【0032】(式中、R12およびR13はそれぞれ独
立に水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜6のアル
キル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、または炭素
原子数3〜6のシクロアルキル基を表し;cは1〜3の
整数を示す)を表し;Dはそれぞれ独立に水素原子、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル基を表
し、少なくとも1つは1,2−ナフトキノンジアジド−
5−スルホニル基を表し;a、bは1〜3の整数を表
し;dは0〜3の整数を表し;nは0〜3の整数を表
す。〕で表されるキノンジアジドエステル化物(ただし
前記一般式(I)で示される化合物は除く)が挙げら
れ、具体的には2,4−ビス(3,5−ジメチル−4−
ヒドロキシベンジル)−5−ヒドロキシフェノール、
2,6−ビス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシベン
ジル)−4−メチルフェノール等のリニア状3核体化合
物;ビス[2,5−ジメチル−3−(4−ヒドロキシ−
5−メチルベンジル)−4−ヒドロキシフェニル]メタ
ン、ビス[2,5−ジメチル−3−(4−ヒドロキシベ
ンジル)−4−ヒドロキシフェニル]メタン、ビス[3
−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−4
−ヒドロキシ−5−メチルフェニル]メタン、ビス[3
−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−4
−ヒドロキシ−5−エチルフェニル]メタン、ビス[3
−(3,5−ジエチル−4−ヒドロキシベンジル)−4
−ヒドロキシ−5−メチルフェニル]メタン、ビス[3
−(3,5−ジエチル−4−ヒドロキシベンジル)−4
−ヒドロキシ−5−エチルフェニル]メタン、ビス[2
−ヒドロキシ−3−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキ
シベンジル)−5−メチルフェニル]メタン、ビス[2
−ヒドロキシ−3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベン
ジル)−5−メチルフェニル]メタン、ビス[4−ヒド
ロキシ−3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)
−5−メチルフェニル]メタン等のリニア状4核体化合
物;2,4−ビス[2−ヒドロキシ−3−(4−ヒドロ
キシベンジル)−5−メチルベンジル]−6−シクロヘ
キシルフェノール、2,4−ビス[4−ヒドロキシ−3
−(4−ヒドロキシベンジル)−5−メチルベンジル]
−6−シクロヘキシルフェノール等のリニア状5核体化
合物等のリニア状ポリフェノール化合物、トリス(4−
ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−
3,5−ジメチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニル
メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェ
ニル)−3−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒ
ドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキ
シフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジ
メチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビ
ス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−3
−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−
2,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニル
メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェ
ニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス
(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−3,
4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキ
シ−3,5−ジメチルフェニル)−2,4−ジヒドロキ
シフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジ
メチルフェニル)−2,4−ジヒドロキシフェニルメタ
ン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−メトキシ−
4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキ
シル−4−ヒドロキシフェニル)−3−ヒドロキシフェ
ニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキ
シフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス
(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)−4
−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシ
ル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)−2−ヒド
ロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−4
−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)−3−ヒドロキシ
フェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒド
ロキシ−6−メチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニ
ルメタン、ビス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−シ
クロヘキシルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニ
ルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−6−ヒドロキシ
フェニル)−3−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(3
−シクロヘキシル−6−ヒドロキシフェニル)−4−ヒ
ドロキシフェニルメタン、ビス(3−シクロヘキシル−
6−ヒドロキシフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメ
タン、ビス(3−シクロヘキシル−6−ヒドロキシ−4
−メチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、
ビス(3−シクロヘキシル−6−ヒドロキシ−4−メチ
ルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス
(3−シクロヘキシル−6−ヒドロキシ−4−メチルフ
ェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス
(4−ヒドロキシ−2,3,5−トリメチルフェニル)
−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキ
シ−2,3,5−トリメチルフェニル)−3−ヒドロキ
シフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5
−トリメチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタ
ン、ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5−トリメチルフ
ェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、ビス
(4−ヒドロキシ−2,3,5−トリメチルフェニル)
−4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニルメタン等のト
リスフェノール状ポリフェノール化合物等のキノンジア
ジドエステル化物が挙げられる。(In the formula, R 12 and R 13 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms. Represents a cycloalkyl group; c represents an integer of 1 to 3); D represents a hydrogen atom,
1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group, at least one of which is 1,2-naphthoquinonediazide-
Represents a 5-sulfonyl group; a and b represent an integer of 1 to 3; d represents an integer of 0 to 3; n represents an integer of 0 to 3. ] A quinonediazide ester compound represented by the formula (however, the compound represented by the general formula (I) is excluded), and specifically, 2,4-bis (3,5-dimethyl-4-)
Hydroxybenzyl) -5-hydroxyphenol,
Linear trinuclear compounds such as 2,6-bis (2,5-dimethyl-4-hydroxybenzyl) -4-methylphenol; bis [2,5-dimethyl-3- (4-hydroxy-)
5-methylbenzyl) -4-hydroxyphenyl] methane, bis [2,5-dimethyl-3- (4-hydroxybenzyl) -4-hydroxyphenyl] methane, bis [3
-(3,5-Dimethyl-4-hydroxybenzyl) -4
-Hydroxy-5-methylphenyl] methane, bis [3
-(3,5-Dimethyl-4-hydroxybenzyl) -4
-Hydroxy-5-ethylphenyl] methane, bis [3
-(3,5-diethyl-4-hydroxybenzyl) -4
-Hydroxy-5-methylphenyl] methane, bis [3
-(3,5-diethyl-4-hydroxybenzyl) -4
-Hydroxy-5-ethylphenyl] methane, bis [2
-Hydroxy-3- (3,5-dimethyl-4-hydroxybenzyl) -5-methylphenyl] methane, bis [2
-Hydroxy-3- (2-hydroxy-5-methylbenzyl) -5-methylphenyl] methane, bis [4-hydroxy-3- (2-hydroxy-5-methylbenzyl)
Linear 4-nuclear compound such as -5-methylphenyl] methane; 2,4-bis [2-hydroxy-3- (4-hydroxybenzyl) -5-methylbenzyl] -6-cyclohexylphenol, 2,4- Bis [4-hydroxy-3
-(4-Hydroxybenzyl) -5-methylbenzyl]
Linear polyphenol compounds such as linear pentanuclear compounds such as -6-cyclohexylphenol, tris (4-
Hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-)
3,5-Dimethylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -3-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -2- Hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -3
-Hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-
2,5-Dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl)- Three
4-dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -2,4-dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -2,4-dihydroxyphenylmethane, Bis (4-hydroxyphenyl) -3-methoxy-
4-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) -3-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-) Hydroxyphenyl) -4
-Hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy-6-methylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4)
-Hydroxy-6-methylphenyl) -3-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy-6-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (2-methyl-4-hydroxy-5-cyclohexyl) Phenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-6-hydroxyphenyl) -3-hydroxyphenylmethane, bis (3
-Cyclohexyl-6-hydroxyphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-
6-hydroxyphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-6-hydroxy-4)
-Methylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane,
Bis (3-cyclohexyl-6-hydroxy-4-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-6-hydroxy-4-methylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (4- Hydroxy-2,3,5-trimethylphenyl)
2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,3,5-trimethylphenyl) -3-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,3,5)
-Trimethylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,3,5-trimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,3,5-trimethylphenyl)
Examples thereof include quinonediazide ester compounds such as trisphenolic polyphenol compounds such as -4-hydroxy-3-methoxyphenylmethane.
【0033】本発明の組成物において、キノンジアジド
エステル化物の配合量は、アルカリ可溶性樹脂の質量と
所望に応じて添加される下記(C)成分の質量との合計
量に対して10〜60質量%、好ましくは25〜45質
量%の範囲で選ぶのが好ましい。キノンジアジドエステ
ル化物の配合量が上記範囲を下回るとパターンに忠実な
画像が得られず、転写性も低下する。一方、キノンジア
ジドエステル化物の配合量が上記範囲を上回ると感度劣
化と形成されるレジスト膜の均質性が低下し、解像性が
劣化する。In the composition of the present invention, the amount of the quinonediazide ester compounded is 10 to 60% by mass with respect to the total amount of the mass of the alkali-soluble resin and the mass of the following component (C) added as desired. , Preferably 25 to 45% by mass. If the blending amount of the quinonediazide ester compound is less than the above range, an image faithful to the pattern cannot be obtained, and the transferability also deteriorates. On the other hand, if the amount of the quinonediazide ester compound exceeds the above range, the sensitivity is deteriorated and the homogeneity of the formed resist film is deteriorated, and the resolution is deteriorated.
【0034】(C)成分(感度向上剤)
本発明の組成物には、(C)成分として、分子量100
0以下のフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性の
低分子化合物(感度向上剤)を配合することにより、感
度向上効果が得られるので好ましい。(C)成分として
は、特に限定されるものではなく、従来からi線ポジ型
ホトレジスト組成物において感度向上を目的として用い
られていたフェノール化合物が挙げられる。例えば、特
開平3−191351号公報に例示されているポリフェ
ノール化合物や、前記一般式(II)で表されるポリフェ
ノール化合物(式中、DはHに読み代えるものとする)
を用いることができ、さらに具体的には、4−(3−ヒ
ドロキシスピロ[5,6,7,8,10a,8a−ヘキ
サヒドロキサンテン−9,1’−シクロヘキサン]−1
0a−イル)ベンゼン−1,3−ジオール、1−[1,
1−ビス(4−メチルフェニル)エチル]−4−[1−
(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]ベンゼン、
ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5−トリメチルフェニ
ル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、1,4−ビス
[1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)
イソプロピル]ベンゼン、2,4−ビス(3,5−ジメ
チル−4−ヒドロキシフェニルメチル)−6−メチルフ
ェノール、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフ
ェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−
ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロ
キシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−
ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメ
タン、1−[1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(3−メチル
−4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、2,6
−ビス[1−(2,4−ジヒドロキシフェニル)イソプ
ロピル]−4−メチルフェノール、4,6−ビス[1−
(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]レゾルシ
ン、4,6−ビス(3,5−ジメトキシ−4−ヒドロキ
シフェニルメチル)ピロガロール、4,6−ビス(3,
5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニルメチル)ピロガ
ロール、2,6−ビス(3−メチル−4,6−ジヒドロ
キシフェニルメチル)−4−メチルフェノール、2,6
−ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニルメチル)
−4−メチルフェノール、1,1−ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)シクロヘキサン等が好ましいものとして挙
げられる。中でも、4−(3−ヒドロキシスピロ[5,
6,7,8,10a,8a−ヘキサヒドロキサンテン−
9,1’−シクロヘキサン]−10a−イル)ベンゼン
−1,3−ジオール、1−[1,1−ビス(4−メチル
フェニル)エチル]−4−[1−(4−ヒドロキシフェニ
ル)イソプロピル]ベンゼン、ビス(4−ヒドロキシ−
2,3,5−トリメチルフェニル)−2−ヒドロキシフ
ェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチ
ルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、
2,4−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェ
ニルメチル)−6−メチルフェノール、4,6−ビス
[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]レゾ
ルシンがとくに好ましい。 Component (C) (Sensitivity Improver) In the composition of the present invention, the component (C) has a molecular weight of 100.
It is preferable to add an alkali-soluble low-molecular compound (sensitivity improver) having a phenolic hydroxyl group of 0 or less, since the sensitivity improving effect can be obtained. The component (C) is not particularly limited, and examples thereof include a phenol compound that has been conventionally used for the purpose of improving sensitivity in an i-ray positive photoresist composition. For example, polyphenol compounds exemplified in JP-A-3-191351 and polyphenol compounds represented by the general formula (II) (wherein D is replaced with H)
Can be used, and more specifically, 4- (3-hydroxyspiro [5,6,7,8,10a, 8a-hexahydroxanthene-9,1′-cyclohexane] -1
0a-yl) benzene-1,3-diol, 1- [1,
1-bis (4-methylphenyl) ethyl] -4- [1-
(4-hydroxyphenyl) isopropyl] benzene,
Bis (4-hydroxy-2,3,5-trimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, 1,4-bis [1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)
Isopropyl] benzene, 2,4-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenylmethyl) -6-methylphenol, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis ( 4-
Hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-
Dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, 1- [1- (3-methyl-4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) ethyl] Benzene, 2,6
-Bis [1- (2,4-dihydroxyphenyl) isopropyl] -4-methylphenol, 4,6-bis [1-
(4-Hydroxyphenyl) isopropyl] resorcin, 4,6-bis (3,5-dimethoxy-4-hydroxyphenylmethyl) pyrogallol, 4,6-bis (3,4
5-dimethyl-4-hydroxyphenylmethyl) pyrogallol, 2,6-bis (3-methyl-4,6-dihydroxyphenylmethyl) -4-methylphenol, 2,6
-Bis (2,3,4-trihydroxyphenylmethyl)
-4-Methylphenol, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane and the like are preferred. Among them, 4- (3-hydroxyspiro [5,
6,7,8,10a, 8a-hexahydroxanthene-
9,1′-Cyclohexane] -10a-yl) benzene-1,3-diol, 1- [1,1-bis (4-methylphenyl) ethyl] -4- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] Benzene, bis (4-hydroxy-
2,3,5-trimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane,
2,4-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenylmethyl) -6-methylphenol and 4,6-bis [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] resorcin are particularly preferred.
【0035】(C)成分を本発明の組成物に配合する場
合、その含有量はアルカリ可溶性樹脂に対して10〜6
0質量%、好ましくは20〜50質量%の範囲で選ばれ
る。When the component (C) is added to the composition of the present invention, its content is 10 to 6 relative to the alkali-soluble resin.
It is selected in the range of 0% by mass, preferably 20 to 50% by mass.
【0036】本発明の組成物には、さらに必要に応じ
て、相容性のある添加物、ハレーション防止のための紫
外線吸収剤、例えば2,2’,4,4’−テトラヒドロ
キシベンゾフェノン、4−ジメチルアミノ−2’,4’
−ジヒドロキシベンゾフェノン、5−アミノ−3−メチ
ル−1−フェニル−4−(4−ヒドロキシフェニルア
ゾ)ピラゾール、4−ジメチルアミノ−4’−ヒドロキ
シアゾベンゼン、4−ジエチルアミノ−4’−エトキシ
アゾベンゼン、4−ジエチルアミノアゾベンゼン、クル
クミンなど、またストリエーション防止のための界面活
性剤、例えばフロラードFC−430、FC431(商
品名、住友3M(株)製)、エフトップEF122A、
EF122B、EF122C、EF126(商品名、ト
ーケムプロダクツ(株)製)等のフッ素系界面活性剤な
どを本発明の目的に支障のない範囲で添加含有させるこ
とができる。The composition of the present invention may further contain compatible additives, ultraviolet absorbers for preventing halation such as 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, and 4 if necessary. -Dimethylamino-2 ', 4'
-Dihydroxybenzophenone, 5-amino-3-methyl-1-phenyl-4- (4-hydroxyphenylazo) pyrazole, 4-dimethylamino-4'-hydroxyazobenzene, 4-diethylamino-4'-ethoxyazobenzene, 4- Diethylaminoazobenzene, curcumin, etc., and a surfactant for preventing striation, for example, Florard FC-430, FC431 (trade name, manufactured by Sumitomo 3M Ltd.), F-top EF122A,
A fluorinated surfactant such as EF122B, EF122C, EF126 (trade name, manufactured by Tochem Products Co., Ltd.) and the like can be added and contained within a range that does not hinder the purpose of the present invention.
【0037】また本発明の組成物は、(A)〜(C)成
分および各種添加成分とを、適当な溶剤に溶解して溶液
の形で用いるのが好ましい。このような溶剤の例として
は、従来のポジ型ホトレジスト組成物に用いられる溶剤
を挙げることができ、例えばアセトン、メチルエチルケ
トン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、2
−ヘプタノン等のケトン類;エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ジエチレングリコール、エチレング
リコールモノアセテート、プロピレングリコールモノア
セテート、ジエチレングリコールモノアセテート、ある
いはこれらのモノメチルエーテル、モノエチルエーテ
ル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテルまたは
モノフェニルエーテル等の多価アルコール類およびその
誘導体;ジオキサンのような環式エーテル類;および乳
酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピル
ビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン
酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル等のエステル類
を挙げることができる。これらは単独で用いてもよい
し、2種以上を混合して用いてもよい。とくにアセト
ン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイ
ソアミルケトン、2−ヘプタノン等のケトン類;乳酸エ
チル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン
酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メ
チル、エトキシプロピオン酸エチル等のエステル類が好
ましい。Further, the composition of the present invention is preferably used in the form of a solution by dissolving the components (A) to (C) and various additives in a suitable solvent. Examples of such a solvent include solvents used in conventional positive photoresist compositions, such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, and 2
-Ketones such as heptanone; ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, or their monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether, etc. Polyhydric alcohols and their derivatives; cyclic ethers such as dioxane; and ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, etc. Esters can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Particularly, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, and 2-heptanone; ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, etc. Esters are preferred.
【0038】本発明の組成物の好適な使用方法について
一例を示すと、まず、(A)成分、(B)成分、並びに
必要に応じて添加される(C)成分、各種成分を、前記
したような適当な溶剤に溶解し、これをスピンナー等で
シリコーンウェーハ、あるいは反射防止膜が形成された
支持体上に塗布し、乾燥して感光層を形成させ、次いで
所望のマスクパターンを介してi線露光する。次にこれ
を現像液、例えば1〜10重量%テトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド(TMAH)水溶液のようなアルカリ
性水溶液に浸漬すると、露光部が溶解除去されてマスク
パターンに忠実な画像を得ることができる。An example of a preferred method of using the composition of the present invention will be described. First, the component (A), the component (B), and the component (C) and various components which are optionally added are described above. It is dissolved in a suitable solvent such as the above, coated on a silicone wafer or a support having an antireflection film formed thereon with a spinner, etc., and dried to form a photosensitive layer. Line exposure. Next, this is immersed in a developing solution, for example, an alkaline aqueous solution such as a 1 to 10 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, whereby the exposed portion is dissolved and removed, and an image faithful to the mask pattern can be obtained.
【0039】[0039]
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によりさ
らに説明する。
[合成例1]
(m−クレゾール/3,4−キシレノール=モル比8/
2の樹脂の合成)
(1次反応)メカニカルスターラー、冷却器、300m
l滴下ロート、窒素ガス導入管を備えた1リットルの4
ツ口フラスコに、m−クレゾール86.4g(0.8モ
ル)、p−トルエンスルホン酸2.0g、およびγ−ブ
チロラクトン86.4gを仕込み、反応溶液濃度が50
質量%になるように調整した。次いで、窒素ガスを流入
しながら、マグネティックスターラーで攪拌しているオ
イルバスでフラスコを加熱し、反応溶液の内部温度が1
00℃に達した時点で、滴下ロートから95質量%プロ
ピオンアルデヒド水溶液12.22g(0.2モル)を
30分間かけてゆっくりと滴下し、滴下後、4時間反応
を行った。得られた反応物のサンプリングをしたとこ
ろ、ポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は25
0、Mw/Mn(数平均分子量)は1.65であった。
(2次反応)次に、3,4−キシレノール24.4g
(0.2モル)をγ−ブチロラクトン24.4gに溶解
した溶液を、上記1次反応後の反応溶液中に仕込み、次
いで、37質量%ホルムアルデヒド水溶液40.9g
(0.5モル)を30分間かけて、ゆっくりと滴下し、
滴下後、10時間反応を行った。反応終了後、反応容器
が十分に室温まで冷却した後、反応溶液をMAK(メチ
ルアミルケトン)を用い、20質量%濃度の溶液に調整
して、3リットル分液ロートで3回水洗し、エバポレー
ターで濃縮した。次いで、MAKとメタノールを用いて
希釈して、15質量%濃度のMAK/メタノール=4/
1(質量比)の溶液に調整した。当該溶液を、3リット
ル分液ロートに入れ、これにn−ヘプタンを加えてモノ
マーを含む低分子量体を取り除き、目的の(A)成分の
アルカリ可溶性ノボラック樹脂(Mw=5000)を得
た。EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to Examples and Comparative Examples. [Synthesis Example 1] (m-cresol / 3,4-xylenol = molar ratio 8 /
Synthesis of resin No. 2) (Primary reaction) Mechanical stirrer, cooler, 300 m
l dripping funnel, 1 liter 4 equipped with nitrogen gas inlet tube
A 2-necked flask was charged with m-cresol 86.4 g (0.8 mol), p-toluenesulfonic acid 2.0 g, and γ-butyrolactone 86.4 g, and the reaction solution concentration was 50.
It was adjusted so as to be mass%. Then, while flowing nitrogen gas, the flask was heated in an oil bath stirred by a magnetic stirrer so that the internal temperature of the reaction solution became 1
When the temperature reached 00 ° C., 12.22 g (0.2 mol) of 95% by mass aqueous propionaldehyde solution was slowly added dropwise from the dropping funnel over 30 minutes, and after the addition, the reaction was carried out for 4 hours. The obtained reaction product was sampled and found to have a polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) of 25.
0, Mw / Mn (number average molecular weight) was 1.65. (Secondary reaction) Next, 24.4 g of 3,4-xylenol
A solution prepared by dissolving (0.2 mol) in 24.4 g of γ-butyrolactone was charged into the reaction solution after the above primary reaction, and then 40.9 g of 37% by mass aqueous formaldehyde solution.
(0.5 mol) slowly added dropwise over 30 minutes,
After the dropping, the reaction was performed for 10 hours. After completion of the reaction, the reaction vessel was cooled to room temperature sufficiently, and then the reaction solution was adjusted to a 20 mass% concentration solution using MAK (methyl amyl ketone), washed 3 times with a 3 liter separating funnel, and then evaporated. Concentrated in. Then, it is diluted with MAK and methanol to obtain MAK / methanol having a concentration of 15% by mass = 4 /
The solution was adjusted to 1 (mass ratio). The solution was put in a 3 liter separating funnel, and n-heptane was added thereto to remove a low molecular weight monomer-containing monomer, thereby obtaining an alkali-soluble novolak resin (Mw = 5000) as the target component (A).
【0040】[合成例2〜5]、[比較合成例1〜4]
合成例1で用いたフェノール類の種類およびその配合
量、アルデヒド類の種類およびその配合量を、下記表1
に記載のものに代えた以外は合成例1と同様にして、各
々のアルカリ可溶性ノボラック樹脂を合成した。[Synthesis Examples 2 to 5] and [Comparative Synthesis Examples 1 to 4] The types and blending amounts of the phenols and the aldehydes and their blending amounts used in Synthesis Example 1 are shown in Table 1 below.
Each of the alkali-soluble novolac resins was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the one described in 1 was used.
【0041】[0041]
【表1】 [Table 1]
【0042】
[実施例1]
アルカリ可溶性樹脂:
[合成例1で合成したアルカリ可溶性ノボラック樹脂] 100質量部
キノンジアジドエステル化物:
(b1)/(b2)=10/1(質量比) 40質量部
[(b1):1モルの1,1−ビス[3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジ
ル)−4−ヒドロキシ−5−シクロヘキシルフェニル]イソプロパンと2モルの
5−NQD(1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド)とのエ
ステル化物(エステル化率50%)、(b2):1モルの没食子酸メチルと3モ
ルの5−NQDとのエステル化物(エステル化率100%)]
(C)成分:
感度向上剤 30質量部
[4−(3−ヒドロキシスピロ[5,6,7,8,10
a,8a−ヘキサヒドロキサンテン−9,1’−シクロ
ヘキサン]−10a−イル)ベンゼン−1,3−ジオー
ル][Example 1] Alkali-soluble resin: [Alkali-soluble novolak resin synthesized in Synthesis Example 1] 100 parts by mass Quinone diazide ester compound: (b1) / (b2) = 10/1 (mass ratio) 40 parts by mass [ (B1): 1 mol of 1,1-bis [3- (2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-hydroxy-5-cyclohexylphenyl] isopropane and 2 mol of 5-NQD (1,2-naphtho) Esterification product with quinonediazide-5-sulfonic acid chloride) (esterification rate 50%), (b2): Esterification product with 1 mol of methyl gallate and 3 mols of 5-NQD (esterification ratio 100%)] ( Component C: 30 parts by mass of sensitivity improver [4- (3-hydroxyspiro [5,6,7,8,10]
a, 8a-Hexahydroxanthene-9,1'-cyclohexane] -10a-yl) benzene-1,3-diol]
【0043】上記各種成分を2−ヘプタノン(MAK)
480質量部に溶解した後、これを孔径0.2μmのメ
ンブランフィルターを用いてろ過し、ポジ型ホトレジス
ト組成物を調製した。当該ポジ型ホトレジスト組成物に
ついて、下記評価項目(1)〜(5)の評価を行い、そ
の結果を表3に記載した。2-heptanone (MAK)
After dissolving in 480 parts by mass, this was filtered using a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a positive photoresist composition. The following evaluation items (1) to (5) were evaluated for the positive photoresist composition, and the results are shown in Table 3.
【0044】[実施例2〜8]、[比較例1〜8]
アルカリ可溶性樹脂およびキノンジアジドエステル化物
を下記表2に記載したものに代えた以外は実施例1と同
様にして各々のポジ型ホトレジスト組成物を調製した。
当該ポジ型ホトレジスト組成物について、下記評価項目
(1)〜(5)の評価を行い、その結果を表3に記載し
た。なお、表3の「−」の表示は、0.35μm(ライ
ンアンドスペース幅が1:1)レジストパターンが形成
できなかったことを意味する。[Examples 2 to 8], [Comparative Examples 1 to 8] Each positive photoresist was prepared in the same manner as in Example 1 except that the alkali-soluble resin and the quinonediazide ester compound were replaced with those shown in Table 2 below. A composition was prepared.
The following evaluation items (1) to (5) were evaluated for the positive photoresist composition, and the results are shown in Table 3. The symbol "-" in Table 3 means that a resist pattern of 0.35 μm (line and space width 1: 1) could not be formed.
【0045】当該ポジ型ホトレジスト組成物の諸物性は
次のようにして求めた。(1)感度:
試料をスピンナーを用いてシリコンウェー
ハ上に塗布し、これをホットプレート上で90℃、90
秒間乾燥して膜厚1.05μmのレジスト膜を得た。こ
の膜にラインアンドスペース幅が1:1の0.35μm
レジストパターン対応のマスク(レチクル)を介して縮
小投影露光装置NSR−2005i10D(ニコン社
製、NA=0.57)を用いて、0.1秒から0.01
秒間隔で露光したのち、110℃、90秒間のPEB
(露光後加熱)処理を行い、2.38質量%テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で23
℃にて60秒間現像し、30秒間水洗して乾燥した。そ
の際、0.35μmレジストパターンのラインアンドス
ペース幅が1:1に形成される最適露光時間(Eop)
を感度としてミリ秒(ms)単位で表した。(2)解像性:
0.35μmのマスクパターンを再現す
る露光量における限界解像度を表した。(3)DOF特性:
縮小投影露光装置NSR−2005
i10D(ニコン社製、NA=0.57)を用いて、E
op(0.35μmのラインアンドスペース幅が1:1
に形成されるのに要する露光量)を基準露光量とし、そ
の露光量において、焦点を適宜上下にずらし、露光、現
像を行って得られたレジストパターンのSEM写真の観
察を行った。そのSEM写真より0.35μmの矩形の
レジストパターンが得られる焦点ずれの最大値(μm)
をDOF(焦点深度幅)特性とした。(4)アンダー露光余裕度:
試料をスピンナーを用いて
シリコンウェーハ上に塗布し、これをホットプレート上
で90℃、90秒間乾燥して膜厚1.05μmのレジス
ト膜を得た。この膜にラインアンドスペース幅が1:1
の0.35μmレジストパターン対応のマスク(レチク
ル)を介して縮小投影露光装置NSR−2005i10
D(ニコン社製、NA=0.57)を用いて、0.1秒
から0.01秒間隔で露光したのち、110℃、90秒
間のPEB(露光後加熱)処理を行い、2.38質量%
TMAH水溶液で23℃にて60秒間現像し、30秒間
水洗して乾燥した。その際、現像後に分離パターンを形
成することができる最小露光量(Es)をミリ秒(m
s)単位で表し、アンダー露光余裕度をEop−Esと
して表した。(5)粗密差評価:
Eop(0.35μmのラインアン
ドスペース幅が1:1に形成されるのに要する露光量)
を基準露光量とし、0.35μmの孤立(Iso)パタ
ーンに対応したマスクを用いて孤立レジストパターンを
形成したときの、実際に得られた孤立パターンの寸法
(X)を計測し、理想的なパターン寸法(0.35μ
m)との寸法差の絶対値を「粗密差」として表わした。
粗密差=|0.35−X|
(式中、Xは、実際の孤立パターンの寸法)Various physical properties of the positive photoresist composition were determined as follows. (1) Sensitivity: A sample was coated on a silicon wafer using a spinner, and this was coated on a hot plate at 90 ° C. for 90
After drying for 2 seconds, a resist film having a film thickness of 1.05 μm was obtained. 0.35 μm with 1: 1 line and space width
Using a reduction projection exposure apparatus NSR-2005i10D (manufactured by Nikon Corporation, NA = 0.57) through a mask (reticle) corresponding to a resist pattern, 0.1 seconds to 0.01
After exposing every second, PEB at 110 ℃ for 90 seconds
(Post-exposure heating) treatment is performed, and then treated with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution.
It was developed at 60 ° C. for 60 seconds, washed with water for 30 seconds and dried. At that time, the optimum exposure time (Eop) at which the line and space width of the 0.35 μm resist pattern is formed to 1: 1
Is expressed as a sensitivity in milliseconds (ms). (2) Resolution: The limit resolution at the exposure dose for reproducing a 0.35 μm mask pattern was shown. (3) DOF characteristics: reduction projection exposure apparatus NSR-2005
Using i10D (manufactured by Nikon Corporation, NA = 0.57), E
op (line and space width of 0.35 μm is 1: 1
The exposure amount required to form the film was used as the reference exposure amount, and the SEM photograph of the resist pattern obtained by performing the exposure and development by appropriately shifting the focus up and down in the exposure amount was observed. The maximum value of defocus (μm) that can obtain a 0.35 μm rectangular resist pattern from the SEM photograph
Is the DOF (depth of focus width) characteristic. (4) Underexposure margin: The sample was applied onto a silicon wafer using a spinner and dried on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to obtain a resist film with a thickness of 1.05 μm. Line and space width of this film is 1: 1
Reduction projection exposure apparatus NSR-2005i10 through a mask (reticle) corresponding to the 0.35 μm resist pattern
D (manufactured by Nikon Corporation, NA = 0.57) was used for exposure at intervals of 0.1 seconds to 0.01 seconds, and then PEB (post-exposure heating) treatment was performed at 110 ° C. for 90 seconds to 2.38. mass%
It was developed with an aqueous TMAH solution at 23 ° C. for 60 seconds, washed with water for 30 seconds and dried. At that time, the minimum exposure amount (Es) capable of forming a separation pattern after development is set to milliseconds (m).
The underexposure margin is expressed as Eop-Es. (5) Evaluation of difference in density: Eop (exposure amount required to form a line-and-space width of 0.35 μm at 1: 1)
Is used as a reference exposure amount, the dimension (X) of the actually obtained isolated pattern is measured when the isolated resist pattern is formed using a mask corresponding to the isolated (Iso) pattern of 0.35 μm, and the ideal Pattern size (0.35μ
The absolute value of the dimensional difference from m) was expressed as "roughness difference". Density difference = | 0.35-X | (where X is the size of the actual isolated pattern)
【0046】[0046]
【表2】 [Table 2]
【0047】(b1):1モルの1,1−ビス[3−
(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−ヒドロ
キシ−5−シクロヘキシルフェニル]イソプロパンと2
モルの5−NQD(1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホン酸クロリド)とのエステル化物(エステル化
率50%)
(b2):1モルの没食子酸メチルと3モルの5−NQ
Dとのエステル化物(エステル化率100%)
(b3):1モルのビス(2−メチル−4−ヒドロキシ
−5−シクロヘキシルフェニル)−3,4−ジヒドロキ
シフェニルメタンと2モルの5−NQDとのエステル化
物(エステル化率50%)
(b4):1モルのビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジ
メチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタンと2
モルの5−NQDとのエステル化物(エステル化率66
%)
(b5):1モルのビス[2−ヒドロキシ−3−(2−
ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−5−メチルフェニ
ル]メタンと2モルの5−NQDとのエステル化物(エ
ステル化率50%)
(b6):1モルのビス[2,5−ジメチル−3−(4
−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−ヒドロキシ
フェニル]メタンと2モルの5−NQDとのエステル化
物(エステル化率50%)(B1): 1 mol of 1,1-bis [3-
(2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-hydroxy-5-cyclohexylphenyl] isopropane and 2
Molar 5-NQD (1,2-naphthoquinonediazide-5
-Esterification product with sulfonic acid chloride) (esterification rate 50%) (b2): 1 mol of methyl gallate and 3 mol of 5-NQ
Esterification product with D (esterification rate 100%) (b3): 1 mol of bis (2-methyl-4-hydroxy-5-cyclohexylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane and 2 mol of 5-NQD (Esterification rate of 50%) (b4): 1 mol of bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane and 2
Esterified product with 5 mol of 5-NQD (esterification ratio 66
%) (B5): 1 mol of bis [2-hydroxy-3- (2-
Hydroxy-5-methylbenzyl) -5-methylphenyl] methane esterified with 2 mol of 5-NQD (esterification rate 50%) (b6): 1 mol of bis [2,5-dimethyl-3- ( Four
-Hydroxy-5-methylbenzyl) -4-hydroxyphenyl] methane with 2 mol of 5-NQD (esterification rate 50%)
【0048】[0048]
【表3】 [Table 3]
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明によれば、i線(365nm)を
用いたホトリソグラフィにおいて、ハーフミクロン以
下、特に0.35μm以下の超微細な寸法のレジストパ
ターンが形成可能であり、感度、解像性、焦点深度幅
(DOF)特性、露光余裕度、粗密差等のレジスト諸特
性に優れたポジ型ホトレジスト組成物が提供される。According to the present invention, in photolithography using i-line (365 nm), it is possible to form a resist pattern having an ultrafine dimension of half micron or less, particularly 0.35 μm or less, and sensitivity and resolution can be formed. Provided is a positive photoresist composition which is excellent in various resist characteristics such as property, depth of focus (DOF) characteristics, exposure latitude, and density difference.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 一彦 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内 Fターム(参考) 2H025 AA01 AA02 AB16 AC01 AC04 AC08 AD03 BE01 CB29 CB52 CC20 FA03 FA17 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kazuhiko Nakayama 150 Nakamaruko, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa East Within Kyoka Kogyo Co., Ltd. F term (reference) 2H025 AA01 AA02 AB16 AC01 AC04 AC08 AD03 BE01 CB29 CB52 CC20 FA03 FA17
Claims (4)
シレノールを含有するフェノール類とアルデヒド類とを
縮合反応させて得られるアルカリ可溶性ノボラック樹
脂、および(B)下記一般式(I) 【化1】 (式中、Dは、独立に水素原子、または1,2−ナフト
キノンジアジド−5−スルホニル基を表し、少なくとも
1つは1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル
基を表す)で表されるキノンジアジドエステル化物を含
有することを特徴とするポジ型ホトレジスト組成物。1. An alkali-soluble novolak resin obtained by (A) a condensation reaction of phenols containing m-cresol and 3,4-xylenol with aldehydes, and (B) the following general formula (I): 1] (In the formula, D independently represents a hydrogen atom or a 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group, and at least one represents a 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group). A positive photoresist composition containing an esterified product.
よび3,4−キシレノールのみからなることを特徴とす
る請求項1記載のポジ型ホトレジスト組成物。2. The positive photoresist composition according to claim 1, wherein the phenols consist only of m-cresol and 3,4-xylenol.
ヒドおよびホルムアルデヒドのみからなることを特徴と
する請求項1記載のポジ型ホトレジスト組成物。3. The positive photoresist composition according to claim 1, wherein the aldehydes are composed of propionaldehyde and formaldehyde only.
性水酸基を有するアルカリ可溶性の低分子化合物をさら
に含有することを特徴とする請求項1記載のポジ型ホト
レジスト組成物。4. The positive photoresist composition according to claim 1, further comprising (C) an alkali-soluble low-molecular compound having a phenolic hydroxyl group having a molecular weight of 1,000 or less.
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