JP2005258174A - Positive photoresist composition - Google Patents

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JP2005258174A
JP2005258174A JP2004070954A JP2004070954A JP2005258174A JP 2005258174 A JP2005258174 A JP 2005258174A JP 2004070954 A JP2004070954 A JP 2004070954A JP 2004070954 A JP2004070954 A JP 2004070954A JP 2005258174 A JP2005258174 A JP 2005258174A
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Yasuhide Ouchi
康秀 大内
Masaru Miyagi
賢 宮城
Takako Suzuki
貴子 鈴木
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Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive photoresist composition capable of forming both a high density pattern and an isolated pattern with good profiles even when an ultrafine resist pattern is formed. <P>SOLUTION: The positive photoresist composition contains (A) an alkali-soluble novolac resin including an m-cresol unit represented by formula (I) and/or formula (II), a 3,4-xylenol unit represented by formula (III), and a 2,5-xylenol unit represented by formula (IV), and (B) a naphthoquinonediazido ester compound of a specified phenol compound. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ポジ型ホトレジスト組成物に関するものである。   The present invention relates to a positive photoresist composition.

i線(365nm)リソグラフィ用ポジ型ホトレジスト組成物としては、アルカリ可溶性ノボラック樹脂と1,2−ナフトキノンジアジド基含有化合物とを含有する組成物が感度、解像性、耐熱性に優れる材料であるとして、半導体の集積回路(IC)作成の分野など広く実用に共されている。
近年、半導体技術の進展に伴ってICの高集積化はますます進み、また、高付加価値ICであるロジック系ICの製造が活発に行われるようになってきている。
ロジック系ICは、密集パターンと孤立パターンとが複雑に混在する回路を有することから、当該複雑で微細な回路を形成するために、0.35μm以下の超微細なレジストパターンを密集パターン、孤立パターン共に形状良く形成できるホトレジスト材料が望まれている。
As a positive photoresist composition for i-line (365 nm) lithography, a composition containing an alkali-soluble novolak resin and a 1,2-naphthoquinonediazide group-containing compound is a material excellent in sensitivity, resolution, and heat resistance. It is widely used in various fields such as the field of semiconductor integrated circuit (IC) creation.
In recent years, with the progress of semiconductor technology, higher integration of ICs has progressed, and the production of logic ICs, which are high value-added ICs, has become active.
Since a logic IC has a circuit in which a dense pattern and an isolated pattern are mixedly mixed, an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less is formed as a dense pattern or an isolated pattern in order to form the complicated and fine circuit. A photoresist material that can be formed in good shape is desired.

しかし、ポジ型のホトレジスト組成物は、レジストパターンが膜減る傾向が強く、0.35μm以下の超微細なレジストパターンを形状良く形成することは困難とされている。
孤立パターンでは、パターンが細まってパターン倒れが生じやすく、密集パターンでは、分離パターンが形成できなかったり、膜減りが著しいといった問題を有する。
このように、0.35μm以下の領域においては、焦点深度幅特性が著しく低下し、実用的なレジストパターンの形成が困難であったことから、0.35μm以下の超微細なレジストパターンを形成する場合においても、密集パターン、孤立パターン共に形状良く形成でき、焦点深度幅特性に優れる材料が望まれている。
However, the positive photoresist composition has a strong tendency to reduce the resist pattern, and it is difficult to form an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less in a good shape.
In the isolated pattern, the pattern is thinned and the pattern collapses easily, and in the dense pattern, there is a problem that the separation pattern cannot be formed or the film is significantly reduced.
As described above, in the region of 0.35 μm or less, the depth of focus characteristics are remarkably deteriorated, and it is difficult to form a practical resist pattern. Therefore, an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less is formed. Even in this case, there is a demand for a material that can form a dense pattern and an isolated pattern in good shape and has excellent depth of focus characteristics.

また、上記ポジ型ホトレジスト組成物に使用されるアルカリ可溶性ノボラック樹脂としては、2種以上のフェノール類を原料に合成したものが一般的であり、中でもm−クレゾールとp−クレゾールを必須成分として用いて合成したノボラック樹脂は、感度、解像性のバランスに優れるとして広く利用されている。
しかし、p−クレゾールは反応性の悪いモノマーであり、仕込みに用いたp−クレゾールの多くが未反応物や、ダイマーやトリマーといった低核化物として、合成後の樹脂中に存在し、これらがレジストパターン形成時にスカム発生の原因となるなどレジスト特性を劣化させる問題がある。
以上のことから、レジストパターン形成時にスカム発生の原因となるなどレジスト特性を劣化させる問題がなく、0.35μm以下の超微細なレジストパターンを形成する場合においても、密集パターン、孤立パターン共に形状良く形成でき、焦点深度幅特性に優れるロジック系ICの製造分野に好適なレジスト材料の実現が望まれている。
The alkali-soluble novolak resin used in the positive photoresist composition is generally synthesized from two or more phenols as raw materials. Among them, m-cresol and p-cresol are used as essential components. The novolak resin synthesized in this way is widely used because of its excellent balance between sensitivity and resolution.
However, p-cresol is a monomer with poor reactivity, and most of the p-cresol used in the preparation is present in the resin after synthesis as unreacted products or low-nucleated products such as dimers and trimers. There is a problem of deteriorating resist characteristics such as causing scum at the time of pattern formation.
From the above, there is no problem of deteriorating resist characteristics such as causing scum at the time of resist pattern formation. Even when forming an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less, both dense and isolated patterns have good shape. Realization of a resist material suitable for the field of manufacturing logic ICs that can be formed and has excellent depth of focus characteristics is desired.

そこで、下記特許文献1には、m−クレゾール、3,4−キシレノール、および下記一般式(VII)

Figure 2005258174
(式中、R21は低級アルキル基を、R22は水素原子または低級アルキル基を、各々あらわす)
で示されるフェノール類のフェノール類混合物並びにアルデヒド類を縮合反応させて得られるノボラック樹脂、及び感光性成分としてフラバン骨格を有するフェノール化合物のナフトキノンジアジドエステル化物を含有してなるポジ型ホトレジスト組成物が記載されている。 Therefore, in the following Patent Document 1, m-cresol, 3,4-xylenol, and the following general formula (VII)
Figure 2005258174
(Wherein R 21 represents a lower alkyl group, and R 22 represents a hydrogen atom or a lower alkyl group)
And a novolak resin obtained by condensation reaction of aldehydes with a phenol mixture of phenols and a positive photoresist composition comprising a naphthoquinonediazide esterified product of a phenol compound having a flavan skeleton as a photosensitive component. Has been.

下記特許文献2には、m−クレゾール40〜90モル%、p−クレゾール2〜4モル%、およびキシレノール10〜60モル%からなる混合フェノール類を用いて合成したノボラック樹脂、及び感光性成分として分子内に3〜7個のフェノール性水酸基を有するポリヒドロキシ化合物のナフトキノンジアジドエステル化物を含有してなるポジ型ホトレジスト組成物が記載されている。
特開平7-191461号公報 特開平8-184963号公報
Patent Document 2 listed below includes a novolak resin synthesized using mixed phenols composed of m-cresol 40 to 90 mol%, p-cresol 2 to 4 mol%, and xylenol 10 to 60 mol%, and a photosensitive component. A positive photoresist composition comprising a naphthoquinonediazide esterified product of a polyhydroxy compound having 3 to 7 phenolic hydroxyl groups in the molecule is described.
Japanese Unexamined Patent Publication No.7-191461 Japanese Patent Laid-Open No. 8-184963

しかし、特許文献1に記載のホトレジスト組成物は、スカム発生の少ない材料であり、0.5μm程度の密集パターン〔いわゆるラインアンドスペースパターン(L&Sパターン)〕の形成には対応できるが、0.35μm以下の超微細なレジストパターンを密集パターン、孤立パターン共に形状良く形成することが望まれる分野においては、解像性、および焦点深度幅(DOF)特性に難点があり、その適用が難しい。  However, the photoresist composition described in Patent Document 1 is a material with less scum generation and can cope with the formation of a dense pattern (so-called line and space pattern (L & S pattern)) of about 0.5 μm, but 0.35 μm. In the field where it is desired to form the following ultrafine resist patterns with good shape in both dense patterns and isolated patterns, there are difficulties in resolution and depth of focus (DOF) characteristics, and their application is difficult.

また、特許文献2に記載のホトレジスト組成物は、スカム発生の問題があり、0.4μm程度のL&Sパターンの形成には対応できるが、0.35μm以下の超微細なレジストパターンを密集パターン、孤立パターン共に形状良く形成することが望まれる分野においては、解像性、および焦点深度幅(DOF)特性に難点があり、その適用が難しい。  In addition, the photoresist composition described in Patent Document 2 has a problem of scum generation and can cope with the formation of an L & S pattern of about 0.4 μm, but an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less is a dense pattern, isolated pattern In the field where it is desired to form both patterns in good shape, there are difficulties in resolution and depth of focus (DOF) characteristics, and their application is difficult.

よって、本発明の目的は、0.35μm以下の超微細なレジストパターンを形成する場合においても、密集パターン、孤立パターン共に形状良く形成でき、感度、解像性、および焦点深度幅特性に優れる、特にロジック系ICの製造分野に適したポジ型ホトレジスト組成物を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to form a dense pattern and an isolated pattern in a good shape even when an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less is formed, and is excellent in sensitivity, resolution, and depth of focus characteristics. In particular, it is an object of the present invention to provide a positive photoresist composition suitable for the field of manufacturing logic ICs.

上記の目的を達成するために、本発明のポジ型ホトレジスト組成物は、(A)下記一般式(I)、

Figure 2005258174
および/または下記化学式(II)
Figure 2005258174
で表されるm−クレゾール単位、下記一般式(III)
Figure 2005258174
で表される3,4−キシレノール単位、および下記一般式(IV)
Figure 2005258174
で表される2,5−キシレノール単位を含有してなるアルカリ可溶性ノボラック樹脂、および(B)下記一般式(V)
Figure 2005258174
〔式中、R〜R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;R〜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、または下記の化学式(VI)で表される残基、
Figure 2005258174
(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)であり、QがRの末端と結合する場合は、Q、R、及びQとRとの間の炭素原子とともに、炭素原子鎖3〜6のシクロアルキル基を表し;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〕
で表されるフェノール化合物のナフトキノンジアジドエステル化物を含有してなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the positive photoresist composition of the present invention comprises (A) the following general formula (I),
Figure 2005258174
And / or the following chemical formula (II)
Figure 2005258174
M-cresol unit represented by the following general formula (III)
Figure 2005258174
3,4-xylenol unit represented by the following general formula (IV)
Figure 2005258174
An alkali-soluble novolak resin containing a 2,5-xylenol unit represented by formula (B):
Figure 2005258174
[Wherein R 1 to R 8 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 a cycloalkyl group having 3 to 6 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 the following chemical formula (VI) The residue represented,
Figure 2005258174
Wherein 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 a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. C represents an integer of 1 to 3), and when Q is bonded to the end of R 9 , together with Q, R 9 , and the carbon atom between Q and R 9 , carbon atom chain 3 Represents a cycloalkyl group of -6; a and b represent an integer of 1 to 3; d represents an integer of 0 to 3; and n represents an integer of 0 to 3]
It contains the naphthoquinone diazide esterified product of the phenol compound represented by these.

なお、本特許請求の範囲及び明細書において「単位」とは、重合体(樹脂)を構成するモノマー単位を示す。
また、本明細書において、質量平均分子量(Mw)及び後述する低核体の含有量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCと略記することもある)による、検出波長280nmにおけるクロマトグラム上での存在割合である。具体的には次のGPCシステムを用いて測定した値を用いている。
装置名:SYSTEM 11(製品名、昭和電工社製)
プレカラム:KF−G(製品名、Shodex社製)
カラム:KF−802(製品名、Shodex社製)
検出器:UV41(製品名、Shodex社製)、280nmで測定。
溶媒等:流量1.0ml/分でテトラヒドロフランを流し、35℃にて測定。
また、本特許請求の範囲及び明細書において、フェノールにおける低核体とは、数個(例えば2〜5個程度)のフェノール核を有する縮合体分子である。
In the claims and specification, “unit” refers to a monomer unit constituting a polymer (resin).
In the present specification, the mass average molecular weight (Mw) and the content of the low-nuclear substance described later are measured on a chromatogram at a detection wavelength of 280 nm by gel permeation chromatography (hereinafter sometimes abbreviated as GPC). Is the existence ratio. Specifically, values measured using the following GPC system are used.
Device name: SYSTEM 11 (product name, Showa Denko)
Precolumn: KF-G (product name, manufactured by Shodex)
Column: KF-802 (product name, manufactured by Shodex)
Detector: UV41 (product name, manufactured by Shodex), measured at 280 nm.
Solvent etc .: Tetrahydrofuran was allowed to flow at a flow rate of 1.0 ml / min and measured at 35 ° C.
Further, in the claims and the specification, the low nucleus in phenol is a condensate molecule having several (for example, about 2 to 5) phenol nuclei.

本発明においては、0.35μm以下の超微細なレジストパターンを形成する場合においても、密集パターン、孤立パターン共に形状良く形成でき、感度、解像性、および焦点深度幅特性に優れる、特にロジック系ICの製造分野に適したポジ型ホトレジスト組成物を提供できる。   In the present invention, even when an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less is formed, both a dense pattern and an isolated pattern can be formed in good shape, and excellent in sensitivity, resolution, and depth of focus characteristics. A positive photoresist composition suitable for the IC manufacturing field can be provided.

(A)アルカリ可溶性ノボラック樹脂
(A)成分は、上記一般式(I)および/または上記化学式(II)で表されるm−クレゾール単位、上記一般式(III)で表される3,4−キシレノール単位、および下記一般式(IV)で表される2,5−キシレノール単位を含有してなるアルカリ可溶性ノボラック樹脂である。
この様な特定のアルカリ可溶性ノボラック樹脂を、前記(B)成分と組み合わせて用いることにより、本発明のポジ型ホトレジスト組成物においては、0.35μm以下の超微細なレジストパターンを形成する場合においても、密集パターン、孤立パターン共に形状良く形成でき、感度、解像性、および焦点深度幅特性に優れる、特にロジック系ICの製造分野に適した特性が得られる。
(A) Alkali-soluble novolak resin The component (A) is an m-cresol unit represented by the above general formula (I) and / or the above chemical formula (II), or 3,4- represented by the above general formula (III). An alkali-soluble novolak resin containing a xylenol unit and a 2,5-xylenol unit represented by the following general formula (IV).
By using such a specific alkali-soluble novolak resin in combination with the component (B), the positive photoresist composition of the present invention can form an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less. In addition, both dense patterns and isolated patterns can be formed with good shape, and excellent sensitivity, resolution, and depth of focus characteristics, particularly suitable for the field of manufacturing logic ICs can be obtained.

・m−クレゾール単位
m−クレゾール単位は、上記一般式(I)および/または上記化学式(II)で表される。
ここで、一般式(I)の単位は、後述するアルデヒド類及び/またはケトン類と結合する結合位置が2箇所のものである。結合位置は、2つのo−位、p−位から、適宜2つが選択される。この様に結合位置が3カ所あるものを3官能という。
また、化学式(II)の単位のアルデヒド類及び/またはケトン類との結合位置は、2つのo−位及びp−位の3つとなっている。
一般式(I)、(II)はいずれもm−クレゾールから誘導される単位であり、いずれを含むかは、ノボラック樹脂の合成時の条件や質量平均分子量等に依存するが、通常両方含まれる。
-M-cresol unit The m-cresol unit is represented by the general formula (I) and / or the chemical formula (II).
Here, the unit of the general formula (I) has two bonding positions for bonding with aldehydes and / or ketones described later. Two bonding positions are appropriately selected from the two o-positions and p-positions. Those having three binding positions are called trifunctional.
In addition, the bonding position of the unit of the chemical formula (II) with the aldehydes and / or ketones is three of two o-positions and p-positions.
General formulas (I) and (II) are units derived from m-cresol, and depending on the conditions during synthesis of the novolak resin, the weight average molecular weight, etc., both are usually included. .

当該m−クレゾール単位は、(A)成分を構成する全フェノール系単位中、30〜80モル%、特に35〜50モル%の範囲で含有することが好ましい。
m−クレゾール単位の割合を上記範囲の下限値以上とすることにより、感度が遅くなる傾向を抑制でき、また、上限値以下とすることにより、未露光部分の膜減り率が高くなる傾向を抑制できる。
The m-cresol unit is preferably contained in the range of 30 to 80 mol%, particularly 35 to 50 mol% in all phenolic units constituting the component (A).
By setting the ratio of m-cresol units to be equal to or higher than the lower limit of the above range, it is possible to suppress the tendency for the sensitivity to be slow, and by setting the ratio to the upper limit or lower, the tendency to increase the film reduction rate of the unexposed portion is suppressed. it can.

・3,4−キシレノール単位
3,4−キシレノール単位は、上記一般式(III)で表される。アルデヒド類及び/またはケトン類との結合位置は2カ所であり(2官能)、通常2つのo−位である。
当該3,4−キシレノール単位は、(A)成分を構成する全フェノール系単位中、10〜60モル%、特に20〜50モル%の範囲で含有することが好ましい。
3,4−キシレノール単位の割合を上記範囲の下限値以上とすることにより、コントラストが低下する傾向を抑制でき、また上限値以下とすることにより、感度が遅くなる傾向を抑制できる。
-3,4-xylenol unit A 3,4-xylenol unit is represented by the said general formula (III). There are two bonding positions with aldehydes and / or ketones (bifunctional), and usually two o-positions.
The 3,4-xylenol unit is preferably contained in a range of 10 to 60 mol%, particularly 20 to 50 mol% in all phenolic units constituting the component (A).
By setting the ratio of 3,4-xylenol units to be equal to or higher than the lower limit value of the above range, the tendency of the contrast to be lowered can be suppressed, and by setting the ratio to the upper limit value or lower, the tendency of the sensitivity to be delayed can be suppressed.

・2,5−キシレノール単位
2,5−キシレノール単位は、上記一般式(IV)で表される。アルデヒド類及び/またはケトン類との結合位置は2カ所であり(2官能)、通常o−位とp−位である。
当該2,5−キシレノール単位は、(A)成分を構成する全フェノール系単位中、5〜55モル%、特に10〜40モル%の範囲で含有することが好ましい。
2,5−キシレノール単位の割合を上記範囲の下限値以上とすることにより、解像性が劣る傾向を抑制でき、また上限値以下とすることにより、未露光部分の膜減り率が高くなる傾向を抑制できる。
-2,5-xylenol unit A 2,5-xylenol unit is represented by the said general formula (IV). There are two bonding positions with aldehydes and / or ketones (bifunctional), which are usually in the o-position and p-position.
The 2,5-xylenol unit is preferably contained in the range of 5 to 55 mol%, particularly 10 to 40 mol% in all phenolic units constituting the component (A).
By setting the proportion of 2,5-xylenol units to be equal to or higher than the lower limit of the above range, the tendency of poor resolution can be suppressed, and by setting the ratio to the upper limit or lower, the film reduction rate of unexposed portions tends to increase. Can be suppressed.

・合成方法及びその他の配合等
(A)成分は、前記一般式(I)〜(IV)で表される単位の原料であるフェノール類(m−クレゾール、3,4−キシレノール、2,5−キシレノール)を含むフェノール類とアルデヒド類および/またはケトン類とを、酸触媒下で縮合反応することにより得ることができる。
Synthetic method and other blending etc. The component (A) is a phenol (m-cresol, 3,4-xylenol, 2,5-) which is a raw material of the units represented by the general formulas (I) to (IV). Phenols containing xylenol) and aldehydes and / or ketones can be obtained by a condensation reaction in the presence of an acid catalyst.

フェノール類としては、前記一般式(I)〜(IV)で表される単位の原料であるフェノール類の他、本発明の効果を損なわない範囲において、他のフェノール類を用いても良い。
なお、当該他のフェノール類に相当するフェノール系単位は、(A)成分を構成する全フェノール系単位中、30モル%以下、特には20モル%以下の範囲であることが好ましい。
As the phenols, in addition to the phenols that are raw materials of the units represented by the general formulas (I) to (IV), other phenols may be used as long as the effects of the present invention are not impaired.
In addition, it is preferable that the phenolic unit corresponding to the said other phenols is 30 mol% or less in the whole phenolic unit which comprises (A) component, especially 20 mol% or less.

他のフェノール類としては、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、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−tert−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を挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of other phenols include: phenol; cresols such as p-cresol and o-cresol; xylenols such as 2,3-xylenol and 3,5-xylenol; m-ethylphenol, p-ethylphenol, o- Ethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 2,3,5-triethylphenol, 4-tert-butylphenol, 3-tert-butylphenol, 2-tert-butylphenol, 2-tert-butyl-4-methylphenol, Alkylphenols such as 2-tert-butyl-5-methylphenol; alkoxyphenols such as p-methoxyphenol, m-methoxyphenol, p-ethoxyphenol, m-ethoxyphenol, p-propoxyphenol and m-propoxyphenol Isopropenyl phenols such as o-isopropenylphenol, p-isopropenylphenol, 2-methyl-4-isopropenylphenol and 2-ethyl-4-isopropenylphenol; arylphenols such as phenylphenol; Examples thereof include polyhydroxyphenols such as' -dihydroxybiphenyl, bisphenol A, resorcinol, hydroquinone and pyrogallol. These may be used alone or in combination of two or more.

前記アルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、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、ケイ皮アルデヒド等が挙げられる。これらのアルデヒド類の中では、入手のしやすさからホルムアルデヒドが好ましいが、特に耐熱性を向上させるためにはヒドロキシベンズアルデヒド類とホルムアルデヒドを組み合わせて用いるのが好ましい。
前記ケトン類としては、例えばメチルエチルケトン、アセトン等が挙げられる。
これらは単独で用いてもよいし、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the aldehydes include formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, trimethylacetaldehyde, acrolein, crotonaldehyde, cyclohexanealdehyde, furfural, furylacrolein, benzaldehyde, terephthalaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropyl. Aldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p- Chlorobenzaldehyde, cinnamon Examples include aldehyde. Among these aldehydes, formaldehyde is preferable because it is easily available. In particular, in order to improve heat resistance, it is preferable to use a combination of hydroxybenzaldehydes and formaldehyde.
Examples of the ketones include methyl ethyl ketone and acetone.
These may be used alone or in combination of two or more.

前記酸性触媒としては、塩酸、硫酸、ギ酸、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸等を使用することができる。   As the acidic catalyst, hydrochloric acid, sulfuric acid, formic acid, oxalic acid, p-toluenesulfonic acid and the like can be used.

なお、(A)成分としては、m−クレゾール単位が30〜80モル%、2,5−キシレノール単位が5〜55モル%、3,4−キシレノール単位が10〜60モル%であり、m−クレゾール単位、2,5−キシレノール単位、および3,4−キシレノール単位の総和が100モル%のノボラック樹脂であることが特に好ましい。   As the component (A), m-cresol units are 30 to 80 mol%, 2,5-xylenol units are 5-55 mol%, 3,4-xylenol units are 10 to 60 mol%, m- Particularly preferred is a novolak resin in which the sum of cresol units, 2,5-xylenol units, and 3,4-xylenol units is 100 mol%.

また、(A)成分となるノボラック樹脂は、合成反応の後に、既知の分別等の操作により低分子領域をカットして精製することが高解像性、脱ガス現象の抑制、耐熱性の向上等の点から好ましい。これにより、分散度(Mw/Mn)を好ましい範囲とすることも容易となる。好ましくは、精製後、2核体の含有量が4%以下であると望ましい。   In addition, the novolak resin used as the component (A) can be purified after the synthesis reaction by cutting the low-molecular region by a known fractionation operation, etc. High resolution, suppression of degassing phenomenon, and improvement of heat resistance From the point of view, it is preferable. Thereby, it becomes easy to make the dispersity (Mw / Mn) into a preferable range. Preferably, the content of the binuclear body after purification is 4% or less.

分別等の処理は、例えば、縮合反応により得られたノボラック樹脂を良溶媒、例えばメタノール、エタノール等のアルコール、アセトン、メチルエチルケトン等のケトンや、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン等に溶解し、次いで水中に注ぎ沈殿させる等の方法により行うことができる。
または、ノボラック樹脂の合成反応(縮合反応)の途中で例えば水蒸気蒸留を行うことによっても2核体等の低核体含有量を減少させることができる(特開2000−13185号公報参照)。
あるいは、イオン交換樹脂を用いて精製することも可能である。
For the treatment such as fractionation, for example, the novolak resin obtained by the condensation reaction is dissolved in a good solvent, for example, alcohol such as methanol or ethanol, ketone such as acetone or methyl ethyl ketone, ethylene glycol monoethyl ether acetate, tetrahydrofuran or the like, It can be performed by a method such as pouring into water for precipitation.
Alternatively, the content of low nuclei such as binuclear compounds can be reduced by performing, for example, steam distillation in the middle of the synthesis reaction (condensation reaction) of the novolak resin (see JP 2000-13185 A).
Or it is also possible to refine | purify using an ion exchange resin.

また、(A)成分は、必要に応じて精製等を施した後の23℃における3.5質量%TMAH水溶液に対する溶解速度が1〜100nm/sec.、特に10〜50nm/sec.の範囲にあることが好ましい。
上記の範囲の下限値以上とすることにより、未露光部分の膜減り率が高くなる傾向を抑制でき、また上限値以下とすることにより、現像時に露光部分の溶解性が劣る傾向を抑制できる。
In addition, the component (A) has a dissolution rate of 1 to 100 nm / sec. In a 3.5% by mass TMAH aqueous solution at 23 ° C. after purification as necessary. In particular, 10 to 50 nm / sec. It is preferable that it exists in the range.
By setting it as more than the lower limit of said range, the tendency for the film reduction rate of an unexposed part to become high can be suppressed, and the tendency for the solubility of an exposed part to be inferior at the time of image development can be suppressed by setting it as an upper limit or less.

ここで、溶解速度の値は、具体的には次のようにして求めた値である。まず、シリコンウェーハ上に、樹脂を有機溶剤に溶解した溶液(濃度22質量%)を塗布し、110℃で90秒間プリベークして膜厚1000nmの樹脂膜を形成する。次に、このウェーハを、23℃、3.5質量%のTMAH現像液に浸す。そして、樹脂膜が完全に溶解する時間を測定し、これより単位時間当りの樹脂膜の膜減り量(nm/sec.)を求める。このようにして求めた単位時間当りの樹脂膜の膜減り量がノボラック樹脂の溶解速度である。   Here, the value of the dissolution rate is specifically a value obtained as follows. First, a solution obtained by dissolving a resin in an organic solvent (a concentration of 22% by mass) is applied onto a silicon wafer, and prebaked at 110 ° C. for 90 seconds to form a resin film having a thickness of 1000 nm. Next, the wafer is immersed in a TMAH developer at 23 ° C. and 3.5% by mass. Then, the time during which the resin film is completely dissolved is measured, and the amount of reduction (nm / sec.) Of the resin film per unit time is obtained therefrom. The amount of reduction of the resin film per unit time thus determined is the dissolution rate of the novolak resin.

また、(A)成分の質量平均分子量(Mw)は、2000〜20000、特には3000〜12000の範囲であることが好ましい。上記範囲の下限値以上であると、成膜性が劣る傾向を抑制でき、また上限値以下とすることにより、感度が劣る傾向を抑制できる。
また分散度(Mw/Mn)は、10以下、特には6以下であることが好ましい。この範囲とすることにより、高解像度のレジストパターンが得られやすくなる。
Further, the mass average molecular weight (Mw) of the component (A) is preferably in the range of 2000 to 20000, particularly 3000 to 12000. The tendency which a film formability is inferior can be suppressed as it is more than the lower limit of the said range, and the tendency for sensitivity to be inferior can be suppressed by setting it as an upper limit or less.
The dispersity (Mw / Mn) is preferably 10 or less, particularly 6 or less. By setting it within this range, a high-resolution resist pattern can be easily obtained.

また、(A)成分は、1種のノボラック樹脂からなっていてもよく、2種以上のノボラック樹脂からなっていてもよい。   Moreover, (A) component may consist of 1 type of novolak resins, and may consist of 2 or more types of novolak resins.

(B)ナフトキノンジアジドエステル化物
(B)成分としては、上記一般式(V)で表されるフェノール化合物のナフトキノンジアジドエステル化物を用いる。
本発明のポジ型ホトレジスト組成物においては、当該エステル化物と、上記ノボラック樹脂との組み合わせにより、0.35μm以下の超微細なレジストパターンを形成する場合においても、密集パターン、孤立パターン共に形状良く形成でき、DOF特性に優れるレジスト組成物となる。
(B) Naphthoquinonediazide esterified product As the component (B), a naphthoquinonediazide esterified product of a phenol compound represented by the general formula (V) is used.
In the positive photoresist composition of the present invention, both a dense pattern and an isolated pattern are formed in good shape even when an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less is formed by a combination of the esterified product and the novolak resin. And a resist composition having excellent DOF characteristics.

中でも、上記一般式(V)で表される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が、i線を用いたホトリソグラフィに適し、好ましい。
1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸化合物は、好ましくは1,2―ナフトキノンジアジド−4−スルホニル化合物、1,2―ナフトキノンジアジド−5−スルホニル化合物である。
Among these, an esterified product of a phenol compound represented by the general formula (V) and a 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid compound is suitable and preferable for photolithography using i-line.
The 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid compound is preferably a 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl compound or a 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl compound.

なお、QとRおよび、QとRとの間の炭素原子とともに、炭素鎖3〜6のシクロアルキル基を形成する場合には、QとRは結合して、炭素数2〜5のアルキレン基を形成している。 Incidentally, Q and R 9 and, together with the carbon atoms between Q and R 9, when forming a cycloalkyl group having a carbon chain 3-6, Q and R 9 are bonded, carbon atoms 2-5 The alkylene group is formed.

当該一般式に該当するフェノール化合物としては、トリス(4−ヒドロシキフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3−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)−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)−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−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(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−4−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−3−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタンなどのトリスフェノール型化合物;   Examples of the phenol compound corresponding to the general formula include tris (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, and bis (4-hydroxy-2,3,5). -Trimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, 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)- 3,4-dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -2,4-dihydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxyphenyl) -3-methoxy-4-hydroxyphenylmethane, bis ( 5-cyclohexyl-4-hydroxy-2-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy-2-methylphenyl) -3-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-4-) Hydroxy-2-methylphenyl) -2-hydroxypheny Methane, bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy-2-methylphenyl) -3,4-trisphenol compounds such dihydroxyphenylmethane;

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型3核体フェノール化合物;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、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、ビス[2,5−ジメチル−3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−ヒドロキシフェニル]メタン等のリニア型4核体フェノール化合物;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、2,6−ビス[2,5−ジメチル−3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−ヒドロキシベンジル]−4−メチルフェノール等のリニア型5核体フェノール化合物等のリニア型ポリフェノール化合物;   Linear type 3 such as 2,4-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxybenzyl) -5-hydroxyphenol, 2,6-bis (2,5-dimethyl-4-hydroxybenzyl) -4-methylphenol Nuclear phenol compound; 1,1-bis [3- (2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-hydroxy-5-cyclohexylphenyl] isopropane, 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-hydride Xyl-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) -5-methylphenyl] methane, bis [2,5 -Linear tetranuclear phenol compounds such as dimethyl-3- (2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-hydroxyphenyl] methane; 2,4- [2-hydroxy-3- (4-hydroxybenzyl) -5-methylbenzyl] -6-cyclohexylphenol, 2,4-bis [4-hydroxy-3- (4-hydroxybenzyl) -5-methylbenzyl] Linear pentanuclear phenol compounds such as -6-cyclohexylphenol and 2,6-bis [2,5-dimethyl-3- (2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-hydroxybenzyl] -4-methylphenol Linear polyphenol compounds such as

ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン、2,3,4−トリヒドロキシフェニル−4'−ヒドロキシフェニルメタン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(2',3',4'−トリヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−2−(2',4'−ジヒドロキシフェニル)プロパン、2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(4'−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−2−(3'−フルオロ−4'−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−2−(4'−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(4'−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)−2−(4'−ヒドロキシ−3',5'−ジメチルフェニル)プロパンなどのビスフェノール型化合物;1−[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、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、などの多核枝分かれ型化合物;1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンなどの縮合型フェノール化合物などが挙げられる。これらは1種または2種以上組み合わせて用いることができる。   Bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, 2,3,4-trihydroxyphenyl-4′-hydroxyphenylmethane, 2- (2,3,4) -Trihydroxyphenyl) -2- (2 ', 3', 4'-trihydroxyphenyl) propane, 2- (2,4-dihydroxyphenyl) -2- (2 ', 4'-dihydroxyphenyl) propane, 2 -(4-hydroxyphenyl) -2- (4'-hydroxyphenyl) propane, 2- (3-fluoro-4-hydroxyphenyl) -2- (3'-fluoro-4'-hydroxyphenyl) propane, 2- (2,4-dihydroxyphenyl) -2- (4′-hydroxyphenyl) propane, 2- (2,3,4-trihydroxyphenyl) -2- (4′-hydroxyphenyl) Bisphenol type compounds such as propane, 2- (2,3,4-trihydroxyphenyl) -2- (4′-hydroxy-3 ′, 5′-dimethylphenyl) propane; 1- [1- (4- Hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene, 1- [1- (3-methyl-4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis Examples include polynuclear branched compounds such as (3-methyl-4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene; and condensed phenol compounds such as 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane. These can be used alone or in combination of two or more.

当該フェノール化合物としては、特にトリスフェノール型化合物、リニア型ポリフェノール化合物が好適であり、ストライプ形状の抜きパターンを形成する場合に特に好ましい。なお、(B)成分としては、これ以外のフェノール化合物のナフトキノンジアジドエステル化物も併用することができる。   As the phenol compound, a trisphenol type compound and a linear type polyphenol compound are particularly preferable, and particularly preferable when a striped pattern is formed. In addition, as (B) component, the naphthoquinone diazide esterified product of phenol compounds other than this can also be used together.

ポジ型ホトホトレジスト組成物中の(B)成分の配合量は、効果の点から、(A)成分と必要に応じて添加される下記(C)成分との合計量に対し10〜60質量%、好ましくは20〜50質量%とされる。
(B)成分の配合量を上記範囲の下限値以上とすることにより、パターンに忠実な画像を得るのことができ、転写性が低下する傾向を抑制できる。一方、(B)成分の配合量を上記範囲の上限値以下とすると、感度劣化と形成されるレジスト膜の均質性が低下し、解像性が劣化する傾向を抑制できる。
The blending amount of the component (B) in the positive photoresist composition is 10 to 60% by mass with respect to the total amount of the component (A) and the following component (C) added as necessary from the viewpoint of the effect. , Preferably 20 to 50% by mass.
By making the compounding quantity of (B) component more than the lower limit of the said range, an image faithful to a pattern can be obtained and the tendency for transferability to fall can be suppressed. On the other hand, when the blending amount of the component (B) is not more than the upper limit of the above range, the sensitivity deterioration and the homogeneity of the formed resist film are lowered, and the tendency of the resolution to deteriorate can be suppressed.

また本発明のポジ型ホトレジスト組成物においては、その好ましい性能を損なわない範囲において、所望に応じ、さらに(C)感度向上剤を含有させることができる。   Moreover, in the positive photoresist composition of this invention, in the range which does not impair the preferable performance, (C) a sensitivity improvement agent can be further contained as desired.

(C)感度向上剤
感度向上剤としては、特開平11−35650号公報に記載のもの等、種種のものが知られており、適宜選択して使用可能である。例えばビス(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−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、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、6−ヒドロキシ−4a−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−9−1'−スピロシクロヘキシル−1,2,3,4,4a,9a−ヘキサヒドロキサンテン、6−ヒドロキシ−5−メチル−4a−(2,4−ジヒドロキシ−3−メチルフェニル)−9−1'−スピロシクロヘキシル−1,2,3,4,4a,9a−ヘキサヒドロキサンテン等が挙げられる。中でも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、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]ベンゼンなどが好ましい。また2,4−ビス〔1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル〕−5−ヒドロキシフェノールも好ましいものとして挙げられる。
(C) Sensitivity improver
As the sensitivity improver, various types such as those described in JP-A No. 11-35650 are known and can be appropriately selected and used. For example, 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- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1 , 1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene, 1- [1- (3-methyl-4-hydroxypheny) ) 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 (3,5-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, 6-hydroxy-4a- (2,4-dihydro Ciphenyl) -9-1'-spirocyclohexyl-1,2,3,4,4a, 9a-hexahydroxanthene, 6-hydroxy-5-methyl-4a- (2,4-dihydroxy-3-methylphenyl)- And 9-1′-spirocyclohexyl-1,2,3,4,4a, 9a-hexahydroxanthene. Of these, 2,6-bis (2,5-dimethyl-4-hydroxybenzyl) -4-methylphenol, 1,4-bis [1 (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) isopropyl] benzene and the like are preferable. 2,4-bis [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -5-hydroxyphenol is also preferred.

(C)成分の含有量は(A)成分に対し5〜50質量%とするのが好ましく、より好ましくは10〜35質量%である。   The content of the component (C) is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 35% by mass with respect to the component (A).

その他の成分等
ポジ型ホトレジスト組成物では、解像度、露光余裕度、残膜率の向上を目的として、p−トルエンスルホン酸クロライド(PTSC)、4,4'−ジエチルアミノベンゾフェノン、1,4−ビス〔1−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−シクロヘキシルフェニル)イソプロピル〕ベンゼン、1,3−ビス〔1−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−シクロヘキシルフェニル)イソプロピル〕ベンゼン等を、組成物に対しそれぞれ0.01〜5質量%、0.01〜5質量%、0.01〜10質量%程度の範囲内で添加してもよい。
Other components etc. In the positive photoresist composition, p-toluenesulfonic acid chloride (PTSC), 4,4′-diethylaminobenzophenone, 1,4-bis [ 1- (2-methyl-4-hydroxy-5-cyclohexylphenyl) isopropyl] benzene, 1,3-bis [1- (2-methyl-4-hydroxy-5-cyclohexylphenyl) isopropyl] benzene, etc. You may add in the range of about 0.01-5 mass%, 0.01-5 mass%, and 0.01-10 mass%, respectively.

また本発明のポジ型ホトレジスト組成物には、さらに必要に応じて、相容性のある添加物、例えば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、4,4‘−ジエチルアミノアゾベンゼン、クルクミン等や、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。   Further, the positive photoresist composition of the present invention may further contain a compatible additive, for example, an ultraviolet absorber for preventing halation, such as 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, if necessary. 4-dimethylamino-2 ′, 4′-dihydroxybenzophenone, 5-amino-3-methyl-1-phenyl-4- (4-hydroxyphenylazo) pyrazole, 4-dimethylamino-4′-hydroxyazobenzene, 4, -Diethylamino-4'-ethoxyazobenzene, 4,4'-diethylaminoazobenzene, curcumin, etc., and surfactants for preventing striation, such as Fluorard FC-430, FC431 (trade name, manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) , Ftop EF122A, EF122B, EF122C, EF126 (trade name, TO Fluorosurfactants such as -Chem Products Co., Ltd., etc. can be added and contained within a range that does not hinder the object of the present invention.

調整方法
ポジ型ホトレジスト組成物は、上記した各成分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。
特に限定するものではないが、有機溶剤は、固形分の濃度が20〜50質量%、好ましくは25〜45質量%となる配合量で用いると、塗布性の点から好ましい。
Adjustment Method The positive photoresist composition is preferably used in the form of a solution by dissolving the above-described components in a suitable solvent.
Examples of such solvents include those used in conventional positive photoresist compositions, for example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, 2-heptanone; ethylene glycol, propylene glycol , Diethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, or polyhydric alcohols such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether and derivatives thereof; Cyclic ethers; and ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methoxypro Include methyl propionic acid, esters such as ethyl ethoxypropionate. These may be used alone or in combination of two or more. Especially, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl isoamyl ketone, 2-heptanone; ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, etc. Esters are preferred.
Although it does not specifically limit, when the organic solvent is used by the compounding quantity used as the density | concentration of solid content of 20-50 mass%, Preferably it is 25-45 mass%, it is preferable from a coating | coated point.

使用方法等
本発明のポジ型ホトレジスト組成物の好適な使用方法について一例を示すと、まず、シリコンウェーハ等の支持体上に、ポジ型ホトレジスト組成物の溶液をスピンナー等で塗布し、乾燥して感光層を形成させ、次いで紫外線を発光する光源、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯等を用い、パターンが描かれたホトマスクを介して露光する。次にこれを現像液、例えば1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液のような弱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(レジストパターン)を得ることができる。
Method of Use, etc. An example of a preferred method of using the positive photoresist composition of the present invention is as follows. First, a positive photoresist composition solution is applied onto a support such as a silicon wafer with a spinner and dried. A photosensitive layer is formed, and then exposed using a light source that emits ultraviolet light, such as a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, or an ultrahigh-pressure mercury lamp, through a photomask on which a pattern is drawn. Next, when this is immersed in a weak alkaline aqueous solution such as an aqueous solution of 1 to 10% by mass of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), the exposed portion is dissolved and removed, and an image (resist pattern) faithful to the mask pattern is obtained. Can be obtained.

本発明のポジ型ホトレジスト組成物は、上述の様に、特にロジック系ICの様に、密集パターンと孤立パターンとが複雑に混在する回路を有するものに適用することが好ましい。本発明のポジ型ホトレジスト組成物を用いれば、0.35μm以下の超微細なレジストパターンを密集パターン、孤立パターン共に形状良く形成できる。この場合は、ロジック系ICに対応する各種パターンが形成されたホトマスクを用いてレジストパターンを得る。   As described above, the positive photoresist composition of the present invention is preferably applied to those having a circuit in which dense patterns and isolated patterns are complicatedly mixed, particularly as in logic ICs. If the positive photoresist composition of the present invention is used, an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less can be formed in good shape both in a dense pattern and an isolated pattern. In this case, a resist pattern is obtained using a photomask in which various patterns corresponding to the logic IC are formed.

この様に、本発明においては、0.35μm以下の超微細なレジストパターンを形成する場合においても、密集パターン、孤立パターン共に形状良く形成でき、感度、解像性、および焦点深度幅特性に優れる、特にロジック系ICの製造分野に適した特性が得られる。   Thus, in the present invention, even when an ultrafine resist pattern of 0.35 μm or less is formed, both dense patterns and isolated patterns can be formed with good shape, and excellent sensitivity, resolution, and depth of focus characteristics are obtained. In particular, characteristics suitable for the field of manufacturing logic ICs can be obtained.

[合成例1](m−クレゾール/3,4−キシレノール/2,5−キシレノール=50/10/40(モル%、以下同様)の樹脂1の合成)
m−クレゾール54g、3,4−キシレノール12.2g及び2,5−キシレノール48.8gの混合フェノール及びp−トルエンスルホン酸1gをγ−ブチロラクトンに溶解し、40質量%濃度の溶液を調製した。
これに37質量%ホルマリン56.8gを滴下し、100℃で8時間反応を行った。
反応終了後、2−ヘプタノン500gを加え、次いで500gの純水を用いて洗浄を3回行った。
純水による洗浄が終了した後、減圧条件下で溶液を濃縮し、質量平均分子量(Mw)3800、分散度(Mw/Mn)4.8のノボラック樹脂溶液を得た。
当該ノボラック樹脂を分別処理し、Mw5600、Mw/Mn3.0、溶解速度33.33nm/sec(23℃、3.5質量%TMAH水溶液に対する溶解速度)のノボラック樹脂1を得た。
[Synthesis Example 1] (Synthesis of Resin 1 of m-cresol / 3,4-xylenol / 2,5-xylenol = 50/10/40 (mol%, hereinafter the same))
A mixed phenol of 1-54 g of m-cresol, 12.2 g of 3,4-xylenol and 48.8 g of 2,5-xylenol and 1 g of p-toluenesulfonic acid were dissolved in γ-butyrolactone to prepare a 40% by mass solution.
37 mass% formalin 56.8g was dripped at this, and reaction was performed at 100 degreeC for 8 hours.
After completion of the reaction, 500 g of 2-heptanone was added, and then washing was performed 3 times using 500 g of pure water.
After the washing with pure water was completed, the solution was concentrated under reduced pressure to obtain a novolak resin solution having a mass average molecular weight (Mw) of 3800 and a dispersity (Mw / Mn) of 4.8.
The novolak resin was subjected to fractionation treatment to obtain a novolak resin 1 having a Mw of 5600, Mw / Mn of 3.0, and a dissolution rate of 33.33 nm / sec (23 ° C., dissolution rate in a 3.5 mass% TMAH aqueous solution).

[合成例2](m−クレゾール/3,4−キシレノール/2,5−キシレノール=50/30/20の樹脂2の合成)
m−クレゾール54g、3,4−キシレノール36.6g及び2,5−キシレノール24.4gの混合フェノール及びp−トルエンスルホン酸1gをγ−ブチロラクトンに溶解し、40質量%濃度の溶液を調製した。
これに37質量%ホルマリン52.7gを滴下し、100℃で8時間反応を行った。
反応終了後、2−ヘプタノン500gを加え、次いで500gの純水を用いて洗浄を3回行った。
純水による洗浄が終了した後、減圧条件下で溶液を濃縮し、Mw3500、Mw/Mn4.7のノボラック樹脂溶液を得た。
当該ノボラック樹脂を分別処理し、Mw5200、Mw/Mn2.8、溶解速度25nm/sec(23℃、3.5質量%TMAH水溶液に対する溶解速度)のノボラック樹脂2を得た。
[Synthesis Example 2] (Synthesis of Resin 2 with m-cresol / 3,4-xylenol / 2,5-xylenol = 50/30/20)
A mixed phenol of 54 g of m-cresol, 36.6 g of 3,4-xylenol and 24.4 g of 2,5-xylenol and 1 g of p-toluenesulfonic acid were dissolved in γ-butyrolactone to prepare a 40% strength by weight solution.
37 mass% formalin 52.7g was dripped at this, and reaction was performed at 100 degreeC for 8 hours.
After completion of the reaction, 500 g of 2-heptanone was added, and then washing was performed 3 times using 500 g of pure water.
After washing with pure water was completed, the solution was concentrated under reduced pressure conditions to obtain a novolak resin solution having Mw3500 and Mw / Mn4.7.
The novolak resin was fractionated to obtain a novolak resin 2 having a Mw of 5200, Mw / Mn of 2.8, and a dissolution rate of 25 nm / sec (23 ° C., dissolution rate in a 3.5 mass% TMAH aqueous solution).

[合成例3](m−クレゾール/3,4−キシレノール/2,5−キシレノール=40/20/40の樹脂3の合成)
m−クレゾール43.2g、3,4−キシレノール24.4g及び2,5−キシレノール48.8gの混合フェノール及びp−トルエンスルホン酸1gをγ−ブチロラクトンに溶解し、40質量%濃度の溶液を調製した。
これに37質量%ホルマリン52.7gを滴下し、100℃で8時間反応を行った。
反応終了後、2−ヘプタノン500gを加え、次いで500gの純水を用いて洗浄を3回行った。
純水による洗浄が終了した後、減圧条件下で溶液を濃縮し、Mw3800、Mw/Mn6.5のノボラック樹脂溶液を得た。
当該ノボラック樹脂を分別処理し、Mw5650、Mw/Mn5.8、溶解速度28.57nm/sec(23℃、3.5質量%TMAH水溶液に対する溶解速度)のノボラック樹脂3を得た。
[Synthesis Example 3] (Synthesis of Resin 3 with m-cresol / 3,4-xylenol / 2,5-xylenol = 40/20/40)
A mixed phenol of 43.2 g of m-cresol, 24.4 g of 3,4-xylenol and 48.8 g of 2,5-xylenol and 1 g of p-toluenesulfonic acid are dissolved in γ-butyrolactone to prepare a 40% by mass solution. did.
37 mass% formalin 52.7g was dripped at this, and reaction was performed at 100 degreeC for 8 hours.
After completion of the reaction, 500 g of 2-heptanone was added, and then washing was performed 3 times using 500 g of pure water.
After washing with pure water was completed, the solution was concentrated under reduced pressure conditions to obtain a novolac resin solution having Mw3800 and Mw / Mn6.5.
The novolak resin was fractionated to obtain a novolak resin 3 having a Mw of 5650, a Mw / Mn of 5.8, and a dissolution rate of 28.57 nm / sec (23 ° C., dissolution rate in a 3.5 mass% TMAH aqueous solution).

[比較合成例1](m−クレゾール/p−クレゾール/2,5−キシレノール=60/15/25の樹脂4の合成)
合成例1において、3,4−キシレノールの代わりにp−クレゾールを用い、配合量を代えた以外は合成例1と同様にしてMw8500、Mw/Mn5.7、溶解速度18.18nm/sec(23℃、3.5質量%TMAH水溶液に対する溶解速度)のノボラック樹脂4を合成した。
[Comparative Synthesis Example 1] (Synthesis of Resin 4 with m-cresol / p-cresol / 2,5-xylenol = 60/15/25)
In Synthesis Example 1, Mw8500, Mw / Mn5.7, dissolution rate 18.18 nm / sec (23), except that p-cresol was used in place of 3,4-xylenol and the blending amount was changed. Novolak resin 4 was synthesized at a dissolution rate of 3.5 ° C. and 3.5 mass% TMAH aqueous solution.

[比較合成例2](m−クレゾール/p−クレゾール=60/40の樹脂5の合成)
合成例1において用いた混合フェノールの代わりにm−クレゾール/p−クレゾール=6/4(モル比)の混合フェノールを用い、配合量を代えた以外は合成例1と同様にして、Mw12000、Mw/Mn8.2、溶解速度22.22nm/sec(23℃、3.5質量%TMAH水溶液に対する溶解速度)のノボラック樹脂5を合成した。
[Comparative Synthesis Example 2] (Synthesis of Resin 5 with m-cresol / p-cresol = 60/40)
Mw12000, Mw in the same manner as in Synthesis Example 1 except that m-cresol / p-cresol = 6/4 (molar ratio) mixed phenol was used instead of the mixed phenol used in Synthesis Example 1, and the blending amount was changed. Novolak resin 5 having a / Mn of 8.2 and a dissolution rate of 22.22 nm / sec (dissolution rate with respect to a 3.5 mass% TMAH aqueous solution at 23 ° C.) was synthesized.

[比較合成例3](m−クレゾール/3,4−キシレノール=80/20の樹脂6の合成)
合成例1において用いた混合フェノールの代わりにm−クレゾール/3,4−キシレノール=80/20(モル比)の混合フェノールを用い、配合量を代えた以外は合成例1と同様にして、Mw10000、Mw/Mn7.7、溶解速度13.33nm/sec(23℃、3.5質量%TMAH水溶液に対する溶解速度)のノボラック樹脂6を合成した。
[Comparative Synthesis Example 3] (Synthesis of Resin 6 with m-cresol / 3,4-xylenol = 80/20)
In place of the mixed phenol used in Synthesis Example 1, m-cresol / 3,4-xylenol = 80/20 (molar ratio) mixed phenol was used, except that the blending amount was changed, and in the same manner as in Synthesis Example 1, Mw 10000 , Novolak resin 6 having a Mw / Mn of 7.7 and a dissolution rate of 13.33 nm / sec (23 ° C., dissolution rate with respect to 3.5 mass% TMAH aqueous solution) was synthesized.

Figure 2005258174
※樹脂組成は、ノボラック樹脂中の各単位のモル%である。なお、m・・・m−クレゾール、3,4・・・3,4−キシレノール、2,5・・・2,5−キシレノール、p・・・p−クレゾールを、それぞれ示す。
Figure 2005258174
* The resin composition is the mol% of each unit in the novolak resin. In addition, m ... m-cresol, 3,4 ... 3,4-xylenol, 2,5 ... 2,5-xylenol, p ... p-cresol are shown, respectively.

[実施例1〜3、比較例1〜3]
合成例1〜3、および比較合成例1〜3で合成した樹脂1〜6を用い、以下の組成からなるポジ型ホトレジスト組成物の塗布液1〜6を調製した。
ノボラック樹脂 100質量部
下記ナフトキノンジアジドエステル化物 50質量部
(2,6−ビス[2,5−ジメチル−3−(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−ヒドロキシベンジル]−4−メチルフェノール1モルと1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロライド2モルとのエステル化反応生成物)
感度向上剤(下記構造式のフェノール化合物X) 30質量部
[Examples 1-3, Comparative Examples 1-3]
Using the resins 1 to 6 synthesized in Synthesis Examples 1 to 3 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3, coating solutions 1 to 6 for a positive photoresist composition having the following compositions were prepared.
Novolak resin 100 parts by mass The following naphthoquinone diazide esterified product 50 parts by mass (2,6-bis [2,5-dimethyl-3- (2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-hydroxybenzyl] -4-methylphenol 1 Esterification reaction product of 1 mol and 2 mol of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride)
Sensitivity improver (phenol compound X having the following structural formula) 30 parts by mass

Figure 2005258174
Figure 2005258174

下記溶媒 480質量部
2−ヘプタノン
480 parts by mass of the following solvent 2-heptanone

[実施例4]
ナフトキノンジアジドエステル化物を以下のものに代えた以外は実施例1と同様にして塗布液7を調製した。
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1モルと1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロライド2モルとのエステル化反応生成物
[Example 4]
A coating solution 7 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the naphthoquinone diazide esterified product was changed to the following.
Esterification reaction product of 1 mol of bis (2-methyl-4-hydroxy-5-cyclohexylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane and 2 mol of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride

[比較例4]
ナフトキノンジアジドエステル化物を以下のものに代えた以外は実施例1と同様にして塗布液8を調製した。
上記フェノール化合物X1モルと1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロライド2モルとのエステル化反応生成物
[Comparative Example 4]
A coating solution 8 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the naphthoquinonediazide esterified product was changed to the following.
Esterification reaction product of 1 mol of the above phenol compound and 2 mol of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride

上記実施例1〜4、および比較例1〜4調製した塗布液1〜8について、下記の評価を行い、実施例1〜3、および比較例1〜3の結果を表2に、実施例4、および比較例4の結果を表3にまとめて示した。   The following evaluations were performed on the coating solutions 1 to 8 prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, and the results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 2. The results of Comparative Example 4 are summarized in Table 3.

[感度評価]
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1μmのレジスト膜を得た。この膜にマスクを介し、縮小投影露光装置NSR−2005i10D(ニコン(株)製、NA=0.57)を用いて0.1秒から0.01秒間隔で露光した後、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水溶液で23℃で60秒間現像し、30秒間水洗して乾燥した。その際、マスクパターンの設定寸法(線幅0.35μm、L&S=1:1)が忠実に再現されるのに要する露光時間(Eop)を感度としてミリ秒(ms)単位で表した。
[Sensitivity evaluation]
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 having a thickness of 1 μm. The film was exposed through a mask using a reduced projection exposure apparatus NSR-2005i10D (Nikon Corporation, NA = 0.57) at intervals of 0.1 to 0.01 seconds, and then 110 ° C. for 90 seconds. This was subjected to a PEB (heating after exposure) treatment, developed with an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide solution at 23 ° C. for 60 seconds, washed with water for 30 seconds and dried. At that time, the exposure time (Eop) required to faithfully reproduce the mask pattern set dimension (line width 0.35 μm, L & S = 1: 1) was expressed in milliseconds (ms) as sensitivity.

[解像性評価]
0.35μmL&Sに対応するマスクパターンを再現する露光量(上記Eop)における限界解像度を表した。
[Resolution evaluation]
The limit resolution in the exposure amount (the above Eop) for reproducing the mask pattern corresponding to 0.35 μmL & S is shown.

[焦点深度幅特性]
1.密集パターン
縮小投影露光装置NSR−2005i10D(ニコン(株)製、NA=0.57)を用いて、Eop[マスクパターンの設定寸法(線幅0.35μm、L&S=1:1)が忠実に再現されるのに要する露光時間]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(走査型電子顕微鏡)写真の観察を行った。そのSEM写真より、線幅0.35μm、L&S=1:1の密集パターンが、設定寸法の±10%の寸法変化の範囲内で得られる焦点ずれの最大値(μm)を焦点深度幅特性とした。
[Focus depth range characteristics]
1. Using the dense pattern reduction projection exposure system NSR-2005i10D (Nikon Corporation, NA = 0.57), Eop [mask pattern setting dimension (line width 0.35 μm, L & S = 1: 1) is faithfully reproduced. The exposure time required for the exposure is taken as a reference exposure amount, and the SEM (scanning electron microscope) photograph of the resist pattern obtained by performing exposure and development at the exposure amount by appropriately shifting the focus up and down is observed. It was. From the SEM photograph, the maximum focus deviation (μm) obtained within a range of dimensional change of ± 10% of the set dimension for a dense pattern with a line width of 0.35 μm and L & S = 1: 1 is the depth of focus width characteristic. did.

2.孤立パターン
縮小投影露光装置NSR−2005i10D(ニコン(株)製、NA=0.57)を用いて、Eop[マスクパターンの設定寸法(線幅0.35μm、L&S=1:1)が忠実に再現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(走査型電子顕微鏡)写真の観察を行った。そのSEM写真より、幅0.35μmの孤立パターンが、設定寸法(0.35μm)の±10%の寸法変化の範囲内で得られる焦点ずれの最大値(μm)を焦点深度幅特性とした。
2. Using the isolated pattern reduction projection exposure system NSR-2005i10D (Nikon Corporation, NA = 0.57), Eop [mask pattern set dimensions (line width 0.35 μm, L & S = 1: 1) are faithfully reproduced. The exposure amount required to be performed] is a reference exposure amount, and the SEM (Scanning Electron Microscope) photograph of the resist pattern obtained by performing exposure and development at the exposure amount by appropriately shifting the focus up and down is observed. It was. From the SEM photograph, the maximum value (μm) of defocus obtained within an isolated pattern having a width of 0.35 μm within a dimensional change of ± 10% of the set dimension (0.35 μm) was defined as the depth-of-focus width characteristic.

3.ドットパターン
縮小投影露光装置NSR−2005i10D(ニコン社製、NA=0.57)、たてよこ0.6μm×0.6μmドットパターン対応、デューティー比2:1(ドットとドットの間隔が1.20μm)のマスクを用いて、Eop〔マスクパターンの設定寸法(線幅0.35μm、L&Sが1:1)が忠実に再現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ドットパターン(0.6μm×0.6μm)のSEM写真の観察を行った。そのSEM写真より0.6μm×0.6μmの矩形のドットパターンが設定寸法の±10%の範囲で得られる焦点のずれの最大値(μm)を焦点深度幅特性(ドットパターン)とした。
3. Dot pattern reduction projection exposure apparatus NSR-2005i10D (Nikon, NA = 0.57), vertical 0.6 μm × 0.6 μm dot pattern compatible, duty ratio 2: 1 (dot to dot spacing is 1.20 μm) ) Eop [exposure amount required to faithfully reproduce the mask pattern set dimension (line width 0.35 μm, L & S is 1: 1)] as a reference exposure amount, The SEM photograph of the dot pattern (0.6 μm × 0.6 μm) obtained by shifting the focus up and down as appropriate and performing exposure and development was observed. From the SEM photograph, the maximum value (μm) of the focal shift obtained by a rectangular dot pattern of 0.6 μm × 0.6 μm within a range of ± 10% of the set dimension was defined as the depth of focus width characteristic (dot pattern).

4.Total焦点深度幅特性
上記の1〜3の評価において、密集パターン、孤立パターン、及びドットパターンのいずれのレジストパターンに対しても0.35μmの矩形のレジストパターンが設定寸法の±10%の範囲で得られる焦点のずれの最大値(μm)をTotal焦点深度幅特性とした。
4). Total focal depth characteristics In the above evaluations 1 to 3, a 0.35 μm rectangular resist pattern is within a range of ± 10% of the set dimension with respect to any resist pattern of dense pattern, isolated pattern, and dot pattern. The maximum value (μm) of the defocus obtained was taken as the total depth of focus characteristic.

Figure 2005258174
Figure 2005258174

Figure 2005258174
Figure 2005258174

上述の実施例、比較例の結果より、同じ種類の(B)成分を用いたもの同士を比較すると、本発明に係る実施例では感度、解像性は、比較例と遜色ない結果が得られ、かつ焦点深度幅特性では、種々のパターン(特にドットパターン)に対応できることが明らかとなった。

From the results of the above-mentioned Examples and Comparative Examples, when using the same type of component (B), the results according to the present invention are similar to the Comparative Examples in sensitivity and resolution. In addition, it has been clarified that various patterns (particularly dot patterns) can be dealt with in the depth of focus width characteristics.

Claims (2)

(A)下記一般式(I)、
Figure 2005258174
および/または下記化学式(II)
Figure 2005258174
で表されるm−クレゾール単位、下記一般式(III)
Figure 2005258174
で表される3,4−キシレノール単位、および下記一般式(IV)
Figure 2005258174
で表される2,5−キシレノール単位を含有してなるアルカリ可溶性ノボラック樹脂、および(B)下記一般式(V)
Figure 2005258174
〔式中、R〜R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;R〜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、または下記の化学式(VI)で表される残基、
Figure 2005258174
(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)であり、QがRの末端と結合する場合は、Q、R、及びQとRとの間の炭素原子とともに、炭素原子鎖3〜6のシクロアルキル基を表し;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〕
で表されるフェノール化合物のナフトキノンジアジドエステル化物を含有してなるポジ型ホトレジスト組成物。
(A) the following general formula (I),
Figure 2005258174
And / or the following chemical formula (II)
Figure 2005258174
M-cresol unit represented by the following general formula (III)
Figure 2005258174
3,4-xylenol unit represented by the following general formula (IV)
Figure 2005258174
An alkali-soluble novolak resin containing a 2,5-xylenol unit represented by formula (B):
Figure 2005258174
[Wherein R 1 to R 8 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 a cycloalkyl group having 3 to 6 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 the following chemical formula (VI) The residue represented,
Figure 2005258174
Wherein 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 a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms. C represents an integer of 1 to 3), and when Q is bonded to the end of R 9 , together with Q, R 9 , and the carbon atom between Q and R 9 , carbon atom chain 3 Represents a cycloalkyl group of -6; a and b represent an integer of 1 to 3; d represents an integer of 0 to 3; and n represents an integer of 0 to 3]
A positive photoresist composition comprising a naphthoquinone diazide esterified product of a phenol compound represented by the formula:
上記(A)アルカリ可溶性ノボラック樹脂は、m−クレゾール単位が30〜80モル%、2,5−キシレノール単位が5〜55モル%、3,4−キシレノール単位が10〜60モル%であり、m−クレゾール単位、2,5−キシレノール単位、および3,4−キシレノール単位の総和が100モル%のノボラック樹脂であ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。


The (A) alkali-soluble novolak resin has m-cresol units of 30 to 80 mol%, 2,5-xylenol units of 5 to 55 mol%, and 3,4-xylenol units of 10 to 60 mol%, m 2. The positive photoresist composition according to claim 1, wherein the total amount of the cresol unit, the 2,5-xylenol unit and the 3,4-xylenol unit is 100 mol% of a novolak resin.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010015039A (en) * 2008-07-04 2010-01-21 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition for liftoff

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JP2010015039A (en) * 2008-07-04 2010-01-21 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Positive resist composition for liftoff

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