JP2007328333A - Image forming method through reaction development - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an improved image forming method through reaction development by which a negative photoresist can be efficiently produced. <P>SOLUTION: A photoresist layer containing a condensation polymer containing a carbonyl group (C=O) bonded to a hetero atom in the main chain thereof, an anion regenerant such as an N-substituted maleimide compound and a photoacid generator such as diazonaphthoquinone is disposed on a substrate and masked with a desired pattern, this pattern surface is irradiated with ultraviolet radiation, and development is performed with a developer comprising tetra-substituted ammonium hydroxide, a low molecular alcohol and a water-containing solvent. Exposed and unexposed portions of the photoresist layer after the irradiation with ultraviolet radiation are noticeably different in solubility in the developer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、半導体集積回路、プリント配線基板又は液晶パネル等の製造に用いることのできるフォトレジスト技術に関し、より詳細には、主鎖にヘテロ原子に結合したカルボニル基を有するポリマー及び光酸発生剤とアニオン再生剤を用いて成膜して光照射し、現像工程を経てネガ型画像を形成するフォトレジスト技術に関する。   The present invention relates to a photoresist technique that can be used for manufacturing a semiconductor integrated circuit, a printed wiring board, a liquid crystal panel, and the like, and more particularly, a polymer having a carbonyl group bonded to a hetero atom in the main chain and a photoacid generator. The present invention relates to a photoresist technique in which a film is formed using an anion regenerator, irradiated with light, and a negative image is formed through a development process.

フォトレジストは通常、写真甲板加工における関連技術において、印刷板プリント電子回路及びプリント回路基板の製造、又はミクロ電子工学における半導体積層品の製造のために使用される光造形可能な有機ポリマーに用いられる。
ミクロ電子工学の半導体集積部品の製造において回路構造を作るために半導体基材はフォトレジストで被覆されるフォトレジスト層の画像形成露光及びこれに続く現像はフォトレジストレリーフ構造を作り出す。このレリーフ構造は半導体基材上に、金属又は他の半導体又は絶縁基材を用いたエッチング−ドーピング、被覆により実際の回路パターンを作るためのマスクとして使用される。その後、フォトレジストマスクは通常除かれる。複数のかかる加工サイクルを用いてマイクロチップのレリーフ構造は基材に形成される。
異なる2種のフォトレジスト、即ちポジ型レジストとネガ型レジストが知られている。2種の違うところはポジ型フォトレジストの露光域は現像プロセスにより除去され、未露光域が基材上に層として残る。一方、ネガ型作用フォトレジストの照射域はレリーフ構造として残ることにある。
Photoresists are commonly used in photolithographic organic polymers used in the related art in photographic deck processing, for the production of printed circuit boards and printed circuit boards, or for the production of semiconductor laminates in microelectronics. .
In order to create circuit structures in the manufacture of microelectronic semiconductor integrated components, the semiconductor substrate is imaged with a photoresist layer coated with a photoresist and subsequent development creates a photoresist relief structure. This relief structure is used on a semiconductor substrate as a mask for creating an actual circuit pattern by etching-doping or coating using a metal or other semiconductor or insulating substrate. Thereafter, the photoresist mask is usually removed. A microchip relief structure is formed on the substrate using a plurality of such processing cycles.
Two different types of photoresists are known: a positive resist and a negative resist. The difference between the two types is that the exposed area of the positive photoresist is removed by the development process, leaving the unexposed area as a layer on the substrate. On the other hand, the irradiation area of the negative working photoresist remains as a relief structure.

発明者らは、既に、何ら特殊な反応基を樹脂骨格の側鎖に持たせることなしに、ヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に有する樹脂を用いて、フォトレジストを行うために、「反応現像画像形成法」という新しい手段を開発した(特許文献1)。
この「反応現像画像形成法」は、ポジ型のフォトレジスト技術の一種であり、まず、フォトレジスト層をヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に含む樹脂と光酸発生剤とから成る混合物により形成した後に、この層を適宜所望のパターンにマスクした後に、紫外線を照射する。この紫外線照射により光酸発生剤は酸を発生させる。これをアルカリ(特に、求核性のアミン)を含む現像液で洗浄すると、このアルカリ(特に、求核性のアミン)が生成した酸と反応することにより、塩が生成し、露光域の極性が増大する。その結果、現像液中のアルカリ(特に、求核性のアミン)がこの露光域のポリマーの主鎖を構成するヘテロ原子に結合したカルボニル基を攻撃する。この攻撃により該カルボニル基の箇所で主鎖は切断される。この主鎖の切断により、ポリマーは低分子化され、現像液に溶解する。
The inventors have already developed a photoresist using a resin having a carbonyl group (C═O) bonded to a hetero atom in the main chain without having any special reactive group in the side chain of the resin skeleton. For this purpose, a new means called “reactive development image forming method” was developed (Patent Document 1).
This “reactive development image forming method” is a kind of positive photoresist technology. First, a resin containing a carbonyl group (C═O) having a photoresist layer bonded to a hetero atom (C═O) in the main chain and a photoacid generator Then, the layer is appropriately masked in a desired pattern and then irradiated with ultraviolet rays. The photoacid generator generates an acid by this ultraviolet irradiation. When this is washed with a developer containing an alkali (particularly a nucleophilic amine), a salt is formed by reacting with the acid produced by the alkali (particularly the nucleophilic amine), and the polarity of the exposed area Will increase. As a result, an alkali (particularly a nucleophilic amine) in the developing solution attacks the carbonyl group bonded to the hetero atom constituting the main chain of the polymer in the exposed region. This attack breaks the main chain at the carbonyl group. Due to the cleavage of the main chain, the polymer is reduced in molecular weight and dissolved in the developer.

特開2003-76013JP2003-76013

本発明者らは、「反応現像画像形成法」(特許文献1)の改良方法として、ネガ型フォトレジストを効率的に製造することができる方法を開発した。   The present inventors have developed a method capable of efficiently producing a negative photoresist as an improved method of the “reactive development image forming method” (Patent Document 1).

本発明者らは、主鎖にイミド基を有するポリマーを用い、これに光酸発生剤としてジアゾナフトキノン化合物及びアニオン再生剤としてN−置換マレイミド化合物を混合して成膜し、紫外線を照射して、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、低分子アルコール及び水から成る現像液を用いて現像したところ、紫外線照射後の露光部と非露光部の現像液に対する溶解性に顕著な差があることを見出し、その差を利用することによりネガ型のフォトレジストを形成することができることを見出した。   The inventors use a polymer having an imide group in the main chain, mix a diazonaphthoquinone compound as a photoacid generator and an N-substituted maleimide compound as an anion regenerator, and irradiate with ultraviolet rays. , Developed using a developer composed of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), a low molecular alcohol and water, a developer for exposed and unexposed areas after UV irradiation It has been found that there is a significant difference in solubility in and a negative photoresist can be formed by utilizing the difference.

即ち、本発明は、基板上に、ヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に含む縮合型ポリマー、アニオン再生剤及び光酸発生剤を含むフォトレジスト層を設け、所望のパターンでマスクする段階、このパターン面に紫外線を照射する段階、及び該フォトレジスト層を現像液で処理する現像段階から成り、該アニオン再生剤が下式
(式中、Xは下式で表される置換基を表し、
式中、Yは、−NR 、−OR(但し、−OHを除く。)、−CR 又は−SR(但し、−SHを除く。)を表し、Rは、それぞれ独立して、水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。)で表される化合物、下式
−CONHR
又は
−COCH(R
(式中、Rは、それぞれ独立して、脂肪族基又は芳香族基を表し、Rは上記と同様に定義される。)で表される化合物、下式
(式中、Rのうち少なくとも一つは脂肪族基又は芳香族基を表し、その他は水素原子を表し、Zは酸素原子(−O−)又は硫黄原子(−S−)を表す。)で表される化合物、又は下式
CH(RC(ROCO−N(R
(式中、Rの少なくとも一方は電子求引基を表し、その他は水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。Rは上記と同様に定義される。)で表される化合物であり、該現像液がテトラ置換アンモニウムヒドロキシド、低分子アルコール及び水を含む溶媒から成る反応現像画像形成法である。
That is, in the present invention, a photoresist layer containing a condensed polymer containing a carbonyl group (C═O) bonded to a hetero atom (C═O) in the main chain, an anion regenerating agent and a photoacid generator is provided on a substrate, and a desired pattern is formed. The pattern surface is irradiated with ultraviolet light, and the photoresist layer is processed with a developer. The anion regenerant is represented by the following formula:
(In the formula, X represents a substituent represented by the following formula,
In the formula, Y represents —NR 1 2 , —OR 1 (excluding —OH), —CR 1 3 or —SR 1 (excluding —SH), and R 1 is independently selected. And represents a hydrogen atom, an aliphatic group or an aromatic group. ), A compound represented by the following formula: R 2 -CONHR 1
Or R 2 —COCH (R 1 ) 2
(Wherein R 2 independently represents an aliphatic group or an aromatic group, and R 1 is defined in the same manner as described above),
(In the formula, at least one of R 3 represents an aliphatic group or an aromatic group, the other represents a hydrogen atom, and Z represents an oxygen atom (—O—) or a sulfur atom (—S—).) Or a compound represented by the following formula: CH (R 4 ) 2 C (R 1 ) 2 OCO—N (R 1 ) 2
(Wherein at least one of R 4 represents an electron withdrawing group, and the other represents a hydrogen atom, an aliphatic group or an aromatic group. R 1 is defined in the same manner as described above). The developing solution is a reaction development image forming method comprising a solvent containing a tetra-substituted ammonium hydroxide, a low molecular alcohol and water.

また、本発明は、基板上に上記の方法によって形成されたフォトレジスト層を有し、該フォトレジスト層の膜厚が0.1〜500μmであるネガ型フォトレジスト構造物である。このフォトレジスト層として所望のパターンのレリーフ構造を形成することができる。   Moreover, this invention is a negative photoresist structure which has a photoresist layer formed by said method on the board | substrate, and the film thickness of this photoresist layer is 0.1-500 micrometers. A relief structure having a desired pattern can be formed as the photoresist layer.

本発明の「反応現像画像形成法」の反応機構は次のように考えられる。以下、この反応機構を、ポリマーとしてポリエーテルイミド(PEI)、アニオン再生剤としてN−フェニルマレイミド(PMI)、光酸発生剤としてジアゾナフトキノン(DNQ)、テトラ置換アンモニウムヒドロキシドとしてTMAH((CHNOH))、低分子アルコールとしてメタノール(MeOH)、溶媒としてNMPを用いて説明するが、本発明を限定することを意図するものではない。
ポリマー、アニオン再生剤及び光酸発生剤を含む成膜した樹脂に所望のパターンのマスクを施し、紫外線を照射する。照射後、テトラ置換アンモニウムヒドロキシド、低分子アルコール及び水を含む溶媒から成る現像液で現像する。なお、現像液中で、TMAHの一部はヒドロキシルアニオン(HO)として存在する。
The reaction mechanism of the “reactive development image forming method” of the present invention is considered as follows. Hereinafter, this reaction mechanism is represented by polyetherimide (PEI) as a polymer, N-phenylmaleimide (PMI) as an anion regenerant, diazonaphthoquinone (DNQ) as a photoacid generator, and TMAH ((CH 3 4 NOH)), methanol (MeOH) as the low molecular alcohol and NMP as the solvent, but is not intended to limit the present invention.
A mask having a desired pattern is applied to the formed resin containing the polymer, the anion regenerating agent, and the photoacid generator, and ultraviolet rays are irradiated. After the irradiation, development is performed with a developer composed of a solvent containing tetra-substituted ammonium hydroxide, a low molecular alcohol, and water. In the developer, a part of TMAH exists as hydroxyl anion (HO ).

まず未露光部について説明する。反応式を下式に示す。
樹脂に含まれるN−フェニルマレイミド(PMI)は、現像液中のTMAH由来のヒドロキシルアニオン(HO)と反応して、下式(1)で示すアニオンを形成し、このアニオンは水と反応して下式(2)で示す化合物を生成するとともに、ヒドロキシルアニオン(HO)を生成する。このヒドロキシルアニオンは再びN−フェニルマレイミド(PMI)と反応し、化合物(2)の生成とヒドロキシルアニオンの再生を繰り返す。
一方、生成した化合物(2)は、ヒドロキシルアニオン(HO)との反応により下式(3)で示す化合物を経て下式(4)で示すアニオンを形成するが、このアニオンは水と反応してヒドロキシルアニオンを生成する。このヒドロキシルアニオンも再びN−フェニルマレイミドと反応する。即ち、N−フェニルマレイミドを介して、ヒドロキシルアニオンが連続的に再生されることになる。
このようにして再生したヒドロキシルアニオンは、ポリマー(PEI)のイミド基を攻撃し、下式(5)で示すポリアミック酸の生成及びそれにつづく低分子化により、ポリマーはNMPに溶解し除去されるものと考えられる。
First, the unexposed portion will be described. The reaction formula is shown below.
N-phenylmaleimide (PMI) contained in the resin reacts with TMAH-derived hydroxyl anion (HO ) in the developer to form an anion represented by the following formula (1), and this anion reacts with water. In addition to the compound represented by the following formula (2), a hydroxyl anion (HO ) is generated. This hydroxyl anion reacts with N-phenylmaleimide (PMI) again to repeat the formation of compound (2) and the regeneration of the hydroxyl anion.
On the other hand, the produced compound (2) forms an anion represented by the following formula (4) through a compound represented by the following formula (3) by reaction with the hydroxyl anion (HO ). This anion reacts with water. To generate hydroxyl anions. This hydroxyl anion also reacts with N-phenylmaleimide again. That is, the hydroxyl anion is continuously regenerated through N-phenylmaleimide.
The hydroxyl anion regenerated in this way attacks the imide group of the polymer (PEI), and the polymer is dissolved and removed in NMP by the production of polyamic acid represented by the following formula (5) and the subsequent low molecular weight. it is conceivable that.

次に露光部について説明する。反応式を下式に示す。樹脂に含まれるジアゾナフトキノン(DNQ)は紫外線照射を受けてインデンカルボン酸(6)を生成する。このインデンカルボン酸はTMAH((CHNOH))と反応して、親水性の高い塩(7)を生成する。
一方、樹脂に含まれるN−フェニルマレイミド(PMI)は、未露光部の場合と同様に、TMAH由来のヒドロキシルアニオン(HO)と反応して、一旦下式(8)及び(9)で示すアニオンを形成するが、これらのアニオンはインデンカルボン酸(6)と反応して、反応性の低いインデンカルボン酸アニオン(10)を生成する。即ち、露光部においては、未露光部のように、ヒドロキシルアニオン(HO)が大量に再生されない。
従って、ポリマー(PEI)はTMAH由来のヒドロキシルアニオン(HO)によりイミド基が攻撃されるが、その程度は未露光部よりも低いと考えられる。さらに、生成するインデンカルボン酸の塩(7)は非常に親水性であるため、有機溶媒であるNMPが樹脂に浸透するのを妨げるため、ポリマー成分がNMPに溶解する程度も未露光部に比べると低い。その結果、ポリマーは溶解せず残るものと考えられる。
Next, the exposure unit will be described. The reaction formula is shown below. Diazonaphthoquinone (DNQ) contained in the resin is irradiated with ultraviolet rays to produce indenecarboxylic acid (6). This indenecarboxylic acid reacts with TMAH ((CH 3 ) 4 NOH)) to produce a highly hydrophilic salt (7).
On the other hand, N-phenylmaleimide (PMI) contained in the resin reacts with TMAH-derived hydroxyl anion (HO ), as in the case of the unexposed portion, and is once shown by the following formulas (8) and (9). Although anions are formed, these anions react with indenecarboxylic acid (6) to produce indenecarboxylic acid anions (10) with low reactivity. That is, in the exposed area, a large amount of hydroxyl anion (HO ) is not reproduced as in the unexposed area.
Accordingly, the polymer (PEI) is attacked by the TMAH-derived hydroxyl anion (HO ), but the degree thereof is considered to be lower than that of the unexposed area. Further, since the salt (7) of the indenecarboxylic acid to be produced is very hydrophilic, it prevents the NMP, which is an organic solvent, from penetrating into the resin. Therefore, the degree to which the polymer component dissolves in the NMP is also compared with the unexposed area. And low. As a result, the polymer is considered to remain undissolved.

ヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に含む縮合型ポリマーとは、ポリマーの主鎖にそれぞれイミド結合、カーボナート結合、エステル結合、ウレタン結合、若しくはアミド結合、又はこれらの結合を複数含むポリマーをいう。
本発明の対象となるポリマーとして、例えば、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン2,6-ナフタレート、ポリアリレート、ポリウレタン等、及びこれらに関連するコポリマー等が挙げられる。
本発明の反応現像画像形成法が好ましく適用できるポリマーは、特にその側鎖などに、塩基と反応可能な官能基(例えばカルボキシル基やフェノール性水酸基など)や、酸や塩基により反応してカルボキシル基やフェノール性水酸基を発生できるような反応性基(保護基と結合したエステルあるいはフェノール型エーテルなど)、あるいは光照射時に架橋反応を行う基(アクリロイル基やメタクリロイル基など)などを有する必要が無い。
A condensed polymer containing a carbonyl group (C═O) bonded to a heteroatom in the main chain means an imide bond, a carbonate bond, an ester bond, a urethane bond, an amide bond, or these bonds, respectively, in the main chain of the polymer. A polymer containing a plurality.
Examples of the polymer that is the subject of the present invention include polyetherimide, polyamide, polyamideimide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene 2,6-naphthalate, polyarylate, polyurethane, and copolymers related thereto. Can be mentioned.
The polymer to which the reaction development image forming method of the present invention can be preferably applied is a carboxyl group which reacts with a functional group capable of reacting with a base (for example, a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group), an acid or a base, and the like. Or a reactive group capable of generating a phenolic hydroxyl group (such as an ester or phenolic ether bonded to a protecting group) or a group that undergoes a crosslinking reaction upon irradiation with light (such as an acryloyl group or a methacryloyl group).

本発明で用いるポリマーは更にアニオン再生剤と光酸発生剤を含む。
このアニオン再生剤は、現像時に現像液中のヒドロキシルアニオンにより、マイケル付加、水素引き抜き、または求核攻撃を受けアニオン性化合物(例えば、上記の式[化5]の(1)や(4))を生成し、さらにプリベーク時に揮発せず膜中に残存することが好ましい。
このアニオン再生剤は、下記のいずれかの化合物である。
(1)下式で表される構造を有する化合物:
The polymer used in the present invention further contains an anion regenerating agent and a photoacid generator.
This anion regenerant is subjected to Michael addition, hydrogen abstraction, or nucleophilic attack by the hydroxyl anion in the developing solution during development (for example, (1) or (4) of the above formula [Chemical Formula 5]). In addition, it is preferable that it remains in the film without being volatilized during pre-baking.
This anion regenerant is any of the following compounds.
(1) Compound having a structure represented by the following formula:

上記の式中、Xは下式で表される置換基を表す。
式中、Yは、−NR 、−OR(但し、−OHを除く。)、−CR 又は−SR(但し、−SHを除く。)、好ましくは−NR 又は−CR を表す。
これらの式中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、脂肪族基又は芳香族基、好ましくは芳香族基、より好ましくはフェニル基を表す。脂肪族基としては、メチル基、プロピル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基などのアルキル基が挙げられる。
In the above formula, X represents a substituent represented by the following formula.
In the formula, Y represents —NR 1 2 , —OR 1 (excluding —OH), —CR 1 3 or —SR 1 (excluding —SH), preferably —NR 1 2 or — Represents CR 1 3 .
In these formulas, each R 1 independently represents a hydrogen atom, an aliphatic group or an aromatic group, preferably an aromatic group, more preferably a phenyl group. Examples of the aliphatic group include alkyl groups such as a methyl group, a propyl group, a hexyl group, and a cyclohexyl group.

(2)下式で表される構造を有する化合物:
−CONHR
又は
−COCH(R
式中、Rは、それぞれ独立して、脂肪族基又は芳香族基を表す。脂肪族基としては、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基などのアルキル基が挙げられ、芳香族基としては、フェニル基、フェニレン基などが挙げられる。
は上記と同様に定義される。
(2) Compound having a structure represented by the following formula:
R 2 -CONHR 1
Or R 2 —COCH (R 1 ) 2
In the formula, each R 2 independently represents an aliphatic group or an aromatic group. Examples of the aliphatic group include alkyl groups such as a butyl group, an isobutyl group, and a hexyl group, and examples of the aromatic group include a phenyl group and a phenylene group.
R 1 is defined as above.

(3)下式で表される構造を有する化合物:
式中、Rのうち少なくとも一つは脂肪族基又は芳香族基を表し、その他は水素原子を表す。脂肪族基としては、オキシメチレン基、オクチル基などのアルキル基が挙げられ、芳香族基としては、フェニル基、フェニレン基などが挙げられる。
Zは酸素原子(−O−)又は硫黄原子(−S−)を表す。
(3) Compound having a structure represented by the following formula:
In the formula, at least one of R 3 represents an aliphatic group or an aromatic group, and the other represents a hydrogen atom. Examples of the aliphatic group include alkyl groups such as an oxymethylene group and an octyl group, and examples of the aromatic group include a phenyl group and a phenylene group.
Z represents an oxygen atom (—O—) or a sulfur atom (—S—).

(4)下式で表される構造を有する化合物:
CH(RC(ROCO−N(R
式中、Rの少なくとも一方は電子求引基を表し、その他は水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。脂肪族基としてはアルキル基、芳香族基としては、フェニル基、フェニレン基などが挙げられる。電子求引基としては、フルオレニル基、有機スルホキシド基、シアノ基、ニトロ基、エステル基、カルボニル基、アミド基、ピリジル基、好ましくは、フルオレニル基が挙げられる。芳香族基としては、フェニル基、フェニレン基などが挙げられる。
は上記と同様に定義される。
(4) Compound having a structure represented by the following formula:
CH (R 4) 2 C ( R 1) 2 OCO-N (R 1) 2
In the formula, at least one of R 4 represents an electron withdrawing group, and the other represents a hydrogen atom, an aliphatic group, or an aromatic group. Examples of the aliphatic group include an alkyl group, and examples of the aromatic group include a phenyl group and a phenylene group. Examples of the electron withdrawing group include a fluorenyl group, an organic sulfoxide group, a cyano group, a nitro group, an ester group, a carbonyl group, an amide group, and a pyridyl group, preferably a fluorenyl group. Examples of the aromatic group include a phenyl group and a phenylene group.
R 1 is defined as above.

このようなアニオン再生剤としては、例えば、N−置換マレイミド、N−置換シトラコンイミド、N−置換スクシンイミド、N−置換クロトンアミド、N,N’−置換フマルアミド、4−置換−3−ブテン−2−オン、N−置換ベンズアミド、N−置換イソバレロアミド、α−置換アセトフェノン、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂(例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル)、N−フルオレニルメトキシカルボニル保護アミンなどがあげられる。   Examples of such an anion regenerating agent include N-substituted maleimide, N-substituted citraconimide, N-substituted succinimide, N-substituted crotonamide, N, N′-substituted fumaramide, and 4-substituted-3-butene-2. -One, N-substituted benzamide, N-substituted isovaleramide, α-substituted acetophenone, polyamideimide, epoxy resin (for example, bisphenol A diglycidyl ether), N-fluorenylmethoxycarbonyl protected amine and the like.

また上記で定義の構造が適宜ポリマーと化学的に結合したものでもよい。このようなポリマーとしては、側鎖としてマレイミド構造を有するポリイミド、両末端マレイミド型ポリイミド(化学式の例を下式に示す)などが挙げられる
Further, the structure defined above may be appropriately chemically bonded to the polymer. Examples of such a polymer include a polyimide having a maleimide structure as a side chain, a maleimide polyimide at both ends (an example of a chemical formula is shown in the following formula), and the like.

アニオン再生剤としては、下式
(式中、Rは上記と同様に定義される。)で表されるN−置換マレイミド化合物がより好ましい。
As an anion regenerant, the following formula
An N-substituted maleimide compound represented by the formula (wherein R 1 is defined in the same manner as described above) is more preferable.

好ましいアニオン再生剤としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-(n-プロピル)マレイミド、N-(n-ヘキシル)マレイミド、N-(n-オクチル)マレイミド、N-ラウリルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド(以上、N−置換マレイミド化合物)、N-フェニルシトラコンイミド、N-フェニルスクシンイミド、N,N'-m-フェニレンビスマレイミド、N-フェニルクロトンアミド、ビス(N-フェニル)フマルアミド、ジビニルスルホン、アセト酢酸エチル、4-フェニル-3-ブテン-2-オン、N−フェニルイソバレロアミド、N−メチルベンズアミド、ポリアミドイミド、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、N−(9−フルオレニルメチルカルボニル)−2−メトキシエチルアミン、1,4−ジフェニル−1,4−ブタンジオン等が挙げられる。   Preferred anion regenerants include, for example, N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N- (n-propyl) maleimide, N- (n-hexyl) maleimide, N- (n-octyl) maleimide, N-laurylmaleimide N-phenylmaleimide, N-benzylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide (N-substituted maleimide compound), N-phenylcitraconimide, N-phenylsuccinimide, N, N'-m-phenylenebismaleimide, N-phenyl Crotonamide, bis (N-phenyl) fumaramide, divinylsulfone, ethyl acetoacetate, 4-phenyl-3-buten-2-one, N-phenylisovaleroamide, N-methylbenzamide, polyamideimide, bisphenol A diglycidyl ether N- (9-fluorenylmethylcarbonyl) -2-methoxyethylamine, 1,4-diphenyl Nyl-1,4-butanedione and the like can be mentioned.

本発明で用いる光酸発生剤は、光照射により酸を発生するものであればよい。この光酸発生剤として、キノンジアジド化合物、オニウム塩、スルホン酸エステル類、有機ハロゲン化合物等が挙げられる。キノンジアジド化合物としては1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸又は1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸と低分子芳香族ヒドロキノン化合物、例えば2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンや2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン及びトリヒドロキシベンゼン、例えば1,3,5−トリヒドロキシベンゼン、又はクレゾールのエステル生成化合物が挙げられる。オニウム塩としては、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。これらは安息香酸t−ブチルなどのエステルと一緒に使用される。これらの中で、特に、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸−p−クレゾールエステルが好ましい。   The photoacid generator used in the present invention may be any one that generates acid upon light irradiation. Examples of the photoacid generator include quinonediazide compounds, onium salts, sulfonic acid esters, and organic halogen compounds. The quinonediazide compound includes 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid or 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid and a low-molecular aromatic hydroquinone compound such as 2,3,4-trihydroxy. Examples include benzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone and trihydroxybenzene, such as 1,3,5-trihydroxybenzene, or an ester-forming compound of cresol. Examples of onium salts include triphenylsulfonium hexafluoroantimonate and triphenylsulfonium hexafluorophosphate. These are used with esters such as t-butyl benzoate. Among these, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid-p-cresol ester is particularly preferable.

アニオン再生剤はフォトレジスト(ポリマー、アニオン再生剤及び光酸発生剤の混合物)中に全固形含量に対して、好ましくは1〜40重量%、より好ましくは10〜20重量%用いられる。
光酸発生剤はフォトレジスト中に全固形含量に対して5〜50重量%、好ましくは10〜40重量%、より好ましくは15〜30重量%用いられる。
The anion regenerator is preferably used in an amount of 1 to 40% by weight, more preferably 10 to 20% by weight based on the total solid content in the photoresist (a mixture of polymer, anion regenerator and photoacid generator).
The photoacid generator is used in the photoresist in an amount of 5 to 50% by weight, preferably 10 to 40% by weight, more preferably 15 to 30% by weight based on the total solid content.

本発明のフォトレジストは、カップリング剤、均添剤、可塑剤、別の膜形成樹脂、界面活性剤、安定剤などの添加剤を含んでもよい。これらの添加剤の量は全て合わせてもフォトレジストの固形分全含有量に対して25重量%を超えることはない。
本発明のフォトレジストはそれ自身公知の方法により成分を溶剤又は溶剤混合物中に混合又は溶解することにより配合される。一旦成分は溶液中に溶解され、得られたフォトレジスト溶液は0.1〜1μmの細孔を有するろ過膜を用いて、ろ過してもよい。
The photoresist of the present invention may contain additives such as coupling agents, leveling agents, plasticizers, other film-forming resins, surfactants and stabilizers. The total amount of these additives does not exceed 25% by weight based on the total solid content of the photoresist.
The photoresist of the present invention is formulated by mixing or dissolving the components in a solvent or solvent mixture by a method known per se. Once the components are dissolved in the solution, the resulting photoresist solution may be filtered using a filtration membrane having 0.1-1 μm pores.

フォトレジスト溶液の製造に適する溶剤は原則としてフォトレジストの不揮発成分、例えばポリマー及び光酸発生剤及びその他の添加剤が十分に可溶であり、かつこれらの成分と不可逆的に反応しない全ての溶剤である。適する溶媒は、例えば、非プロトン性極性溶媒、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(以下「NMP」という。)、ブチロラクトン、シクロヘキサノン、ジアセトキシエチレングリコール、スルホラン、テトラメチル尿素、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジグライム、フェノール、クレゾール、トルエン、塩化メチレン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトン等である。   Solvents suitable for the production of photoresist solutions are in principle all solvents in which the non-volatile components of the photoresist, such as polymers and photoacid generators and other additives, are sufficiently soluble and do not irreversibly react with these components. It is. Suitable solvents include, for example, aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as “NMP”), butyrolactone, cyclohexanone, diacetoxyethylene glycol, sulfolane, tetramethylurea, N, N-dimethyl. Acetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, diglyme, phenol, cresol, toluene, methylene chloride, chloroform, tetrahydrofuran, dioxane, acetone and the like.

このようなフォトレジスト溶液を用いて基板上にフォトレジスト層を形成することができる。この基板として、樹脂等有機物、無機物、金属などいずれを用いてもよいが、銅基板やシリコン基板が好ましい。
基板上への被覆は通常、浸漬、噴霧、ロール塗り又はスピンコーティングによって行われる。生じた層の厚さはフォトレジスト溶液の粘度、固形分含量及びスピンコーティング速度に依存する。本発明のフォトレジストは0.1〜500μm、好ましくは1〜100μmの層厚を持つ層及びレリーフ構造を作ることができる。多層回路における薄層は一時の間に合わせのフォトレジストとして又は絶縁層として1〜50μmにすることができる。
フォトレジストを基材に塗布した後、これに普通50〜120℃の温度範囲で予備乾燥させる。オーブン又は加熱プレートを使用できる。オーブン中での乾燥時間は5〜60分である。
A photoresist layer can be formed on the substrate using such a photoresist solution. As the substrate, any organic material such as resin, inorganic material, metal, etc. may be used, but a copper substrate or a silicon substrate is preferable.
Coating onto the substrate is usually done by dipping, spraying, roll coating or spin coating. The resulting layer thickness depends on the viscosity, solids content and spin coating speed of the photoresist solution. The photoresist of the present invention can make a layer and a relief structure having a layer thickness of 0.1 to 500 μm, preferably 1 to 100 μm. The thin layer in the multi-layer circuit can be 1-50 μm as a temporary photoresist or as an insulating layer.
After the photoresist is applied to the substrate, it is usually pre-dried at a temperature range of 50 to 120 ° C. An oven or a heating plate can be used. The drying time in the oven is 5 to 60 minutes.

その後、所望のパターンでマスクされた上で、フォトレジスト層は紫外線の照射を受ける。紫外線とはその中心波長が250〜450nm、好ましくは300〜400nmにある電磁波をいう。通常、化学線の光が使用されるが、また高エネルギー放射線、例えばX線又は電子ビーム線を使用することができる。直接照射又は露光マスクを介して行うことができる。また、輻射線ビームをフォトレジスト層の表面に当てることもできる。
普通、輻射は紫外線ランプを用いて行われる。市販で入手できる輻射装置、例えば接触又は非接触露光機、走査投光型露光装置又はウエハステッパーを使用することが好ましい。
Thereafter, the photoresist layer is irradiated with ultraviolet rays after being masked with a desired pattern. Ultraviolet rays refer to electromagnetic waves having a central wavelength of 250 to 450 nm, preferably 300 to 400 nm. Usually actinic light is used, but high-energy radiation such as X-rays or electron beam rays can also be used. Direct irradiation or via an exposure mask can be performed. A radiation beam can also be applied to the surface of the photoresist layer.
Usually, radiation is performed using an ultraviolet lamp. It is preferable to use a commercially available radiation apparatus such as a contact or non-contact exposure machine, a scanning projection type exposure apparatus or a wafer stepper.

露光の後、フォトレジスト層を現像液で現像処理を行う。
本発明で用いる現像液は、テトラ置換アンモニウムヒドロキシド、低分子アルコール及び水を含む溶媒から成る。
このテトラ置換アンモニウムヒドロキシドは、現像液中のアルコール成分をアルコキシドにさせる。
このテトラ置換アンモニウムヒドロキシドは、下式で表される。
NR’OH
式中、R’は、それぞれ同じであっても異なってもよく、炭化水素基、好ましくはアルキル基、より好ましくは炭素数が1〜3のアルキル基を表す。
好ましいテトラ置換アンモニウムヒドロキシドとしては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドが挙げられる。
After the exposure, the photoresist layer is developed with a developer.
The developer used in the present invention comprises a solvent containing tetra-substituted ammonium hydroxide, a low molecular alcohol and water.
This tetra-substituted ammonium hydroxide turns the alcohol component in the developer into an alkoxide.
This tetra-substituted ammonium hydroxide is represented by the following formula.
NR ' 4 OH
In the formula, R ′ may be the same or different and each represents a hydrocarbon group, preferably an alkyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
Preferred tetra-substituted ammonium hydroxides include tetraalkylammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide.

この低分子アルコールは、現像液中で一部がアルコキシドになる。そのため、分子量が150以下のアルコール、特に水酸基あたりの炭素数が1〜8、好ましくは1〜3のアルキルアルコールが好ましく用いられる。このような低分子アルコールとして、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、ブタノール、オクタノール、エチレングリコール、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール等が挙げられる。   Part of this low molecular alcohol becomes an alkoxide in the developer. Therefore, an alcohol having a molecular weight of 150 or less, particularly an alkyl alcohol having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms per hydroxyl group, is preferably used. Examples of such low molecular alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, butanol, octanol, ethylene glycol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol and the like.

現像液中の"水を含む溶媒"は、水又は低分子アルコールと相溶し、かつポリマー、光酸発生剤、及びアニオン再生剤を溶解させる性能を持つ溶媒である。このような溶媒として、NMP、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ブチロラクトン、ジアセトキシエチレングリコール、シクロヘキサノン、ポリエチレングリコール(数平均分子量500程度以下)等が挙げられる。   The “solvent containing water” in the developer is a solvent that is compatible with water or a low molecular alcohol and has the ability to dissolve the polymer, the photoacid generator, and the anion regenerant. Examples of such a solvent include NMP, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, tetramethylurea, butyrolactone, diacetoxyethylene glycol, cyclohexanone, polyethylene glycol (number average molecular weight of about 500 or less).

好ましい現像液の組成は、テトラ置換アンモニウムヒドロキシド(TMAHなど)/有機溶媒(NMPなど)/水/アルコール(メタノールなど)であり、これらの重量比は、好ましくは0.2〜0.6/1.0/0.5〜2.0/2.0〜5.0であり、より好ましくは0.4/1.0/1.0〜1.6/3.6である。   The composition of a preferred developer is tetra-substituted ammonium hydroxide (such as TMAH) / organic solvent (such as NMP) / water / alcohol (such as methanol), and the weight ratio thereof is preferably 0.2 to 0.6 / It is 1.0 / 0.5-2.0 / 2.0-5.0, More preferably, it is 0.4 / 1.0 / 1.0-1.6 / 3.6.

現像は、ポリマーやその他の成分の種類、現像液の種類、露光エネルギー、現像の形式、予備乾燥温度、現像温度、現像時間を考慮して行う。
現像後、適当な溶媒で洗浄してもよい。
本発明のネガ型フォトレジストは0.1〜500μm、好ましくは1〜100μmの層厚を有するポリマー被膜及び鋭い輪郭丸みを付けられたれレリーフ構造をとることができる。
Development is performed in consideration of the type of polymer and other components, the type of developer, exposure energy, type of development, preliminary drying temperature, development temperature, and development time.
You may wash | clean with a suitable solvent after image development.
The negative photoresist of the present invention can have a polymer coating having a layer thickness of 0.1 to 500 μm, preferably 1 to 100 μm, and a sharp contoured relief structure.

以下、実施例にて本発明を例証するが、本発明を限定することを意図するものではない。本実施例においては、以下の方法でフォトレジストを形成させて観察した。フォトレジストは、各実施例のフォトレジスト配合物を、3μm細孔径のろ過膜でろ過して製造した。このフォトレジスト配合物を表面処理していない直径10cmの銅箔の表面上に、スピンコート法で塗布した。次いで、赤外線熱風乾燥機中で乾燥した。このフォトレジスト配合物塗布膜上に、ネガ型フォトマスク用のテストパターン(10-200μmのラインアンドスペースパターン)を置き、2kw超高圧水銀灯照射装置(オーク製作所製品:JP-2000G)を用いて、画像が得られる露光量で照射した。
現像液中に、上記照射後の塗布膜を浸漬又は超音波処理した後、純水で洗浄し、赤外線ランプで乾燥後、解像度を観察した。いくつかの実施例においては、形成したフォトレジストをSEM(日立製作所製、走査型電子顕微鏡:S-2600N、加速電圧:15-20kV)により観察した。
The following examples illustrate the invention, but are not intended to limit the invention. In this example, a photoresist was formed by the following method and observed. The photoresist was produced by filtering the photoresist formulation of each example through a filter membrane having a pore size of 3 μm. This photoresist composition was applied by spin coating on the surface of a copper foil having a diameter of 10 cm that had not been surface-treated. Subsequently, it dried in the infrared hot air dryer. On this photoresist compound coating film, a test pattern (10-200 μm line and space pattern) for a negative photomask is placed, and using a 2 kw ultra-high pressure mercury lamp irradiation device (Oak Seisakusho product: JP-2000G), Irradiation was performed with an exposure amount that would produce an image.
The coating film after the irradiation was immersed or sonicated in the developer, washed with pure water, dried with an infrared lamp, and the resolution was observed. In some examples, the formed photoresist was observed by SEM (manufactured by Hitachi, Ltd., scanning electron microscope: S-2600N, acceleration voltage: 15-20 kV).

N-メチルピロリドン(三菱化学製、NMP)4.0gに、ポリエーテルイミド(アルドリッチ社製、重量平均分子量27,000、化学式を下式に示す。)(以下「PEI」という。)1.0gを添加して溶解させた後、光酸発生剤としてジアゾナフトキノン系感光剤PC-5(R)(東洋合成製、1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸-p-クレゾールエステル)0.3g、及びN-フェニルマレイミド(和光純薬(株)製、一級)(以下「PMI」という。)0.2gを添加して室温で約1時間、スターラーで撹拌してフォトレジスト配合物を調製した。この溶液を35μmの電解銅箔上(シャイン面)にスピンコート法(1200rpm/10sec+2000rpm/30sec)にて塗布し、遠赤外線熱風循環式乾燥機でプリベーク(90℃/10分)後、膜厚約10μmの感光性PEI被塗膜を得た。
To 4.0 g of N-methylpyrrolidone (Mitsubishi Chemical, NMP), 1.0 g of polyetherimide (manufactured by Aldrich, weight average molecular weight 27,000, chemical formula is shown below) (hereinafter referred to as “PEI”) was added. After being dissolved, 0.3 g of diazonaphthoquinone photosensitizer PC-5 (R) (manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd., 1,2-naphthoquinone-2-diazido-5-sulfonic acid-p-cresol ester) as a photoacid generator, and 0.2 g of N-phenylmaleimide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., first grade) (hereinafter referred to as “PMI”) was added and stirred with a stirrer at room temperature for about 1 hour to prepare a photoresist composition. This solution was applied onto a 35 μm electrolytic copper foil (shine surface) by spin coating (1200 rpm / 10 sec + 2000 rpm / 30 sec), prebaked with a far-infrared hot air circulation dryer (90 ° C./10 min), and then the membrane A photosensitive PEI coating with a thickness of about 10 μm was obtained.

これにPET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機(オーク社製)によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は100mJ/cm2であった。
露光後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH、10%メタノール溶液、東京化成工業(株)製)を用いて調製した、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.6/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は9分27秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで10μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図1に示す。
This was irradiated with light in the i-line to g-line band through a PET photomask by an ultraviolet exposure machine (Oak). The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 100 mJ / cm 2 .
After exposure, TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.6 / 3.6 (weight ratio) prepared using tetramethylammonium hydroxide (TMAH, 10% methanol solution, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) ) Was used for development at 50 ° C. under ultrasonic treatment and washed with 100 g of ion-exchanged water for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 9 minutes and 27 seconds. The resolution was 10 μm with a line and space pattern. An SEM photograph of this photoresist is shown in FIG.

NMP4.0gに、PEI1.0gを添加して溶解させた後、感光剤PC-5(R)0.3g、及びPMI0.01gを添加して室温で約1時間、スターラーで撹拌してフォトレジスト配合物を調製した。実施例1と同様の操作でプリベーク、露光を行った。
露光済みのPEI被塗膜に、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.6/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、40℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は2分21秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで15μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図2に示す
After adding 1.0 g of PEI to 4.0 g of NMP and dissolving, add 0.3 g of photosensitizer PC-5 (R) and 0.01 g of PMI, and stir with a stirrer at room temperature for about 1 hour. A product was prepared. Pre-baking and exposure were performed in the same manner as in Example 1.
The exposed PEI coating is developed at 40 ° C under ultrasonic treatment using 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion exchange water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.6 / 3.6 (weight ratio). Then, it was washed with 100 g of ion exchange water for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 2 minutes 21 seconds. The resolution was 15 μm with a line and space pattern. The SEM photograph of this photoresist is shown in Fig. 2.

NMP4.0gに、PEI1.0gを添加して溶解させた後、感光剤PC-5(R)0.15g、及びPMI0.2gを添加して室温で約1時間、スターラーで撹拌してフォトレジスト配合物を調製した。実施例1と同様の操作でプリベーク、露光を行った。
露光済みのPEI被塗膜に、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は6分であった。解像度はラインアンドスペースパターンで20μmであった。
After adding 1.0 g of PEI to 4.0 g of NMP and dissolving it, 0.15 g of photosensitizer PC-5 (R) and 0.2 g of PMI are added and stirred with a stirrer at room temperature for about 1 hour. A product was prepared. Pre-baking and exposure were performed in the same manner as in Example 1.
The exposed PEI coating is developed at 50 ° C under ultrasonic treatment using 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion exchange water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio). Then, it was washed with 100 g of ion exchange water for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 6 minutes. The resolution was 20 μm with a line and space pattern.

NMP4.0gに、PEI1.0gを添加して溶解させた後、感光剤PC-5(R)0.15g、及びPMI0.01gを添加して室温で約1時間、スターラーで撹拌してフォトレジスト配合物を調製した。実施例1と同様の操作でプリベーク、露光を行った。
露光済みのPEI被塗膜に、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.6/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は10分30秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで15μmであった。
After adding 1.0 g of PEI to 4.0 g of NMP and dissolving it, add 0.15 g of photosensitizer PC-5 (R) and 0.01 g of PMI and stir with a stirrer at room temperature for about 1 hour. A product was prepared. Pre-baking and exposure were performed in the same manner as in Example 1.
The exposed PEI coating is developed at 50 ° C under ultrasonic treatment using 100g of developer solution consisting of TMAH / NMP / ion exchange water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.6 / 3.6 (weight ratio). Then, it was washed with 100 g of ion exchange water for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 10 minutes 30 seconds. The resolution was 15 μm with a line and space pattern.

実施例3と同様の操作により得た露光済みのPEI被塗膜に、TMAH/NMP/イオン交換水/エタノール=0.4/1.0/1.6/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、浸漬法により、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は8分であった。解像度はラインアンドスペースパターンで10μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図3に示す。   In the exposed PEI coating film obtained by the same operation as in Example 3, using a developing solution 100 g consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / ethanol = 0.4 / 1.0 / 1.6 / 3.6 (weight ratio), dipping According to the method, development was performed at 50 ° C. and washed with 100 g of ion-exchanged water for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 8 minutes. The resolution was 10 μm with a line and space pattern. An SEM photograph of this photoresist is shown in FIG.

実施例1と同様の操作により得た露光済みのPEI被塗膜(膜厚26.5μm)に、TMAH/NMP/イオン交換水/エタノール=0.4/1.0/1.6/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は2分22秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで40μmであった。   A developer comprising TMAH / NMP / ion-exchanged water / ethanol = 0.4 / 1.0 / 1.6 / 3.6 (weight ratio) on an exposed PEI coating film (film thickness 26.5 μm) obtained by the same operation as in Example 1. Using 100 g, development was carried out at 50 ° C. under ultrasonic treatment, and washed with 100 g of ion-exchanged water for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 2 minutes 22 seconds. The resolution was 40 μm with a line and space pattern.

実施例1と同様の操作により得た感光性PEI被塗膜にPET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は2000mJ/cm2であった。露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は10分45秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで30μmであった。 The photosensitive PEI coating film obtained by the same operation as in Example 1 was irradiated with light in the i-line to g-line band through a PET photomask with an ultraviolet exposure machine. The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 2000 mJ / cm 2 . After exposure, use 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 10 minutes and 45 seconds. The resolution was 30 μm with a line and space pattern.

PEIの代わりにフッ素含有ポリイミド(既報(T. Miyagawa, T. Fukushima, T. Oyama, T. Iijima, M. Tomoi, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem., 41, 861-871 (2003).)に従って合成した。重量平均分子量50,000、化学式を下式に示す。)を用い、実施例1と同様の操作を行い、フォトレジスト配合物を調製した。このフォトレジスト配合物を用いて、実施例1と同様の操作を行い、感光性被塗膜を得た。露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、浸漬法により、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は1分45秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで30μmであった。
Fluorine-containing polyimide instead of PEI (previously reported (T. Miyagawa, T. Fukushima, T. Oyama, T. Iijima, M. Tomoi, J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem., 41, 861-871 (2003).) Using a weight average molecular weight of 50,000, the chemical formula is shown in the following formula, the same operation as in Example 1 was performed to prepare a photoresist formulation. Using this photoresist composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a photosensitive coating film. After exposure, use 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio) and develop at 50 ° C by immersion method. Washed for minutes. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 1 minute 45 seconds. The resolution was 30 μm with a line and space pattern.

PEIの代わりにポリアリレート(既報(T. Oyama, A. Kitamura, E. Sato, M. Tomoi, J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 44, 2694 (2006))に従って合成した。重量平均分子量29,000、化学式を下式に示す。)を用い、実施例1と同様の操作を行い、フォトレジスト配合物を調製した。このフォトレジスト配合物を用いて、実施例1と同様の操作を行い、膜厚の感光性被塗膜を得た。露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は1分45秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで30μmであった。
It was synthesized according to polyarylate (previously reported (T. Oyama, A. Kitamura, E. Sato, M. Tomoi, J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem., 44, 2694 (2006)) instead of PEI. Using the weight average molecular weight of 29,000, the chemical formula is shown in the following formula), the same operation as in Example 1 was performed to prepare a photoresist composition. Using this photoresist composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a photosensitive coated film having a film thickness. After exposure, use 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 1 minute 45 seconds. The resolution was 30 μm with a line and space pattern.

THF50mL中に溶かしたアニリン4.66g(50mmol)に、炭酸カリウム13.82g(100mmol)存在下において、クロトン酸クロリド5.27g(50mmol)を0℃でゆっくり滴下し、さらに室温にて5時間反応を行い、その後、ろ過により無機塩を取り除いた。ろ液をエバポレーションして得られた粗結晶を、ヘキサン/クロロホルム=5/2 (vol / vol )を用いて再結晶を行い、さらに減圧乾燥(40℃/14h)させ、N-フェニルクロトンアミドを白色固体で得た(収率:76%、融点:114.2℃〜115.8℃、構造は1H-NMRにより確認した。)。
PMIの代わりに上記で得たN-フェニルクロトンアミドを用い、実施例1と同様の操作を行い、フォトレジスト配合物を調製した。このフォトレジスト配合物を用いて、実施例1と同様の操作を行い、感光性被塗膜を得た。露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は1分44秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで30μmであった。
To 4.66 g (50 mmol) of aniline dissolved in 50 mL of THF, 5.27 g (50 mmol) of crotonic acid chloride was slowly added dropwise at 0 ° C. in the presence of 13.82 g (100 mmol) of potassium carbonate, and further reacted at room temperature for 5 hours. Thereafter, inorganic salts were removed by filtration. The crude crystals obtained by evaporation of the filtrate were recrystallized using hexane / chloroform = 5/2 (vol / vol), and further dried under reduced pressure (40 ° C./14 h), and N-phenylcrotonamide was obtained. Was obtained as a white solid (yield: 76%, melting point: 114.2 ° C. to 115.8 ° C., the structure was confirmed by 1 H-NMR).
Using the N-phenylcrotonamide obtained above instead of PMI, the same operation as in Example 1 was performed to prepare a photoresist formulation. Using this photoresist composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a photosensitive coating film. After exposure, use 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 1 minute 44 seconds. The resolution was 30 μm with a line and space pattern.

実施例1で得た露光済みのPEI被塗膜に、TMAH/NMP/イオン交換水/2-エトキシエタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は2分45秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで30μmであった。   The exposed PEI coating film obtained in Example 1 was subjected to ultrasonic treatment using 100 g of a developer consisting of TMAH / NMP / ion exchange water / 2-ethoxyethanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio). Under processing, development was performed at 50 ° C. and washed with 100 g of ion-exchanged water for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 2 minutes and 45 seconds. The resolution was 30 μm with a line and space pattern.

実施例1と同様の操作により得た露光済みのPEI被塗膜に、TMAH/ジメチルホルムアミド/イオン交換水/エタノール=0.4/1.0/1.6/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、浸漬法により、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は4分45秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで15μmであった。   To the exposed PEI coating film obtained by the same operation as in Example 1, using 100 g of a developer composed of TMAH / dimethylformamide / ion-exchanged water / ethanol = 0.4 / 1.0 / 1.6 / 3.6 (weight ratio), Development was carried out at 50 ° C. by the dipping method, followed by washing with 100 g of ion exchange water for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 4 minutes and 45 seconds. The resolution was 15 μm with a line and space pattern.

NMP 4.0gに、PEI 1.0gを添加して溶解させた後、感光剤PC-5(R)0.15g、及びPMI0.2gを添加して室温で約1時間、スターラーで撹拌してフォトレジスト配合物を調製した。実施例1と同様の操作でプリベーク、露光を行った。
露光済みのPEI被塗膜に、TMAH/ポリエチレングリコール(純正化学(株)製、数平均分子量:400)/イオン交換水/エタノール=0.4/1.0/1.6/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、浸漬法により、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は6分45秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで10μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図4に示す。
After adding 1.0 g of PEI to 4.0 g of NMP and dissolving it, add 0.15 g of photosensitizer PC-5 (R) and 0.2 g of PMI and stir with a stirrer at room temperature for about 1 hour. A product was prepared. Pre-baking and exposure were performed in the same manner as in Example 1.
100 g of developer consisting of TMAH / polyethylene glycol (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd., number average molecular weight: 400) / ion exchange water / ethanol = 0.4 / 1.0 / 1.6 / 3.6 (weight ratio) on the exposed PEI coating Was developed at 50 ° C. by an immersion method and washed with 100 g of ion-exchanged water for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 6 minutes 45 seconds. The resolution was 10 μm with a line and space pattern. An SEM photograph of this photoresist is shown in FIG.

PMIの代わりに4-フェニル-3-ブテン-2-オン(アルドリッチ社製)を用い、実施例1と同様の操作を行い、フォトレジスト配合物を調製した。このフォトレジスト配合物を用いて、実施例1と同様の操作を行い、感光性被塗膜を得た。PET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は2000mJ/cm2であった。露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は4分であった。解像度はラインアンドスペースパターンで30μmであった。 Using 4-phenyl-3-buten-2-one (manufactured by Aldrich) instead of PMI, the same operation as in Example 1 was performed to prepare a photoresist composition. Using this photoresist composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a photosensitive coating film. Light in the i-line to g-line band was irradiated by an ultraviolet exposure machine through a PET photomask. The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 2000 mJ / cm 2 . After exposure, use 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 4 minutes. The resolution was 30 μm with a line and space pattern.

PMIの代わりにN-フェニルスクシンイミド(東京化成工業(株)製)を用い、実施例1と同様の操作を行い、フォトレジスト配合物を調製した。このフォトレジスト配合物を用いて、実施例1と同様の操作を行い、感光性被塗膜を得た。PET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は2000mJ/cm2であった。露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は1分55秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで30μmであった。 Using N-phenylsuccinimide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) instead of PMI, the same operation as in Example 1 was performed to prepare a photoresist composition. Using this photoresist composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a photosensitive coating film. Light in the i-line to g-line band was irradiated by an ultraviolet exposure machine through a PET photomask. The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 2000 mJ / cm 2 . After exposure, use 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 1 minute 55 seconds. The resolution was 30 μm with a line and space pattern.

撹拌装置、滴下漏斗を備えた200mL四つ口フラスコにアニリン4.66g(50mmol)、炭酸カリウム13.82g(100mmol)、THF100mLを仕込んだ後、滴下漏斗によりイソ吉草酸塩化物6.03g(50mmol)を氷浴下においてゆっくり滴下した。滴下終了後、室温にて5h撹拌し、無機塩をろ過により取り除いた。ろ液をエバポレーションし、N-フェニルイソバレロアミド(PVA)の粗結晶を淡褐色固体で得た。得られた粗結晶をヘキサン/クロロホルム=10 / 7 (v / v)で再結晶した。最後に、減圧乾燥(60℃)してPVAを白色固体で得た(収率:61%、融点:112.8〜114.7℃、構造は1H-NMRにより確認した)。
PMIの代わりに上記で得たPVAを用い、実施例1と同様の操作を行い、フォトレジスト配合物を調製した。このフォトレジスト配合物を用いて、実施例1と同様の操作を行い、感光性被塗膜を得た。PET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は2000mJ/cm2であった。露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は2分であった。解像度はラインアンドスペースパターンで30μmであった。
A 200 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a dropping funnel was charged with 4.66 g (50 mmol) of aniline, 13.82 g (100 mmol) of potassium carbonate, and 100 mL of THF. It was slowly added dropwise in the bath. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 5 hours, and inorganic salts were removed by filtration. The filtrate was evaporated to obtain crude crystals of N-phenylisovaleroamide (PVA) as a light brown solid. The obtained crude crystals were recrystallized with hexane / chloroform = 10/7 (v / v). Finally, it was dried under reduced pressure (60 ° C.) to obtain PVA as a white solid (yield: 61%, melting point: 112.8-114.7 ° C., structure confirmed by 1H-NMR).
Using the PVA obtained above instead of PMI, the same operation as in Example 1 was performed to prepare a photoresist formulation. Using this photoresist composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a photosensitive coating film. Light in the i-line to g-line band was irradiated by an ultraviolet exposure machine through a PET photomask. The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 2000 mJ / cm 2 . After exposure, use 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 2 minutes. The resolution was 30 μm with a line and space pattern.

PMIの代わりにN-メチルベンズアミド(アルドリッチ社製)を用い、実施例1と同様の操作を行い、フォトレジスト配合物を調製した。このフォトレジスト配合物を用いて、実施例1と同様の操作を行い、感光性被塗膜を得た。PET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は2000mJ/cm2であった。露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は3分15秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで25μmであった。 Using N-methylbenzamide (manufactured by Aldrich) instead of PMI, the same operation as in Example 1 was performed to prepare a photoresist composition. Using this photoresist composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a photosensitive coating film. Light in the i-line to g-line band was irradiated by an ultraviolet exposure machine through a PET photomask. The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 2000 mJ / cm 2 . After exposure, use 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 3 minutes 15 seconds. The resolution was 25 μm with a line and space pattern.

PMIの代わりにポリアミドイミド(特開2004-59694)を用い、実施例1と同様の操作を行い、フォトレジスト配合物を調製した。このフォトレジスト配合物を用いて、実施例1と同様の操作を行い、感光性被塗膜を得た。PET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は2000mJ/cm2であった。露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は3分であった。解像度はラインアンドスペースパターンで25μmであった。このフォトレジストのSEM写真を図5に示す。 A photoresist formulation was prepared in the same manner as in Example 1 except that polyamideimide (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-59694) was used instead of PMI. Using this photoresist composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a photosensitive coating film. Light in the i-line to g-line band was irradiated by an ultraviolet exposure machine through a PET photomask. The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 2000 mJ / cm 2 . After exposure, use 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 3 minutes. The resolution was 25 μm with a line and space pattern. An SEM photograph of this photoresist is shown in FIG.

PMIの代わりにビスフェノールAジグリシジルエーテル(ジャパンエポキシレジン社製)を用い、実施例1と同様の操作を行い、フォトレジスト配合物を調製した。このフォトレジスト配合物を用いて、実施例1と同様の操作を行い、感光性被塗膜を得た。 PET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は2000mJ/cm2であった。露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は3分30秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで30μmであった。 Using bisphenol A diglycidyl ether (manufactured by Japan Epoxy Resin Co.) instead of PMI, the same operation as in Example 1 was performed to prepare a photoresist composition. Using this photoresist composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a photosensitive coating film. Light in the i-line to g-line band was irradiated by an ultraviolet exposure machine through a PET photomask. The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 2000 mJ / cm 2 . After exposure, use 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 3 minutes and 30 seconds. The resolution was 30 μm with a line and space pattern.

100mLナスフラスコに2-メトキシエチルアミン0.630g(8.4mmol)、炭酸ナトリウム530mg(5.0 mmol)、蒸留水15mLを加え激しく撹拌した。この溶液に、THF10mLに溶解させた9-フルオレニルメチルクロロホルメート2.16g(8.4mmol)をゆっくりと滴下した。滴下終了後室温で2時間撹拌した。反応溶液をエバポレーターで濃縮した後に酢酸エチル75mLを加え、この溶液を水25mL、5%クエン酸水溶液25mL、飽和塩化ナトリウム水溶液25mLでそれぞれ2回ずつ抽出した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥したのちに溶媒を留去し、得られた粗生成物をヘキサンで再結晶した。この後減圧乾燥(35℃/3時間)し、N-(9-フルオレニルメチルカルボニル)-2-メトキシエチルアミンを得た(収率:12%、融点:84.6〜86.7℃、構造は1H-NMRにより確認した)。
PMIの代わりに上記で得たN-(9-フルオレニルメチルカルボニル)-2-メトキシエチルアミンを用い、実施例4と同様の操作を行い、フォトレジスト配合物を調製した。このフォトレジスト配合物を用いて、実施例1と同様の操作を行い、感光性被塗膜を得た。PET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は100mJ/cm2であった。露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は4分36秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで40μmであった。
To a 100 mL eggplant flask, 0.630 g (8.4 mmol) of 2-methoxyethylamine, 530 mg (5.0 mmol) of sodium carbonate and 15 mL of distilled water were added and vigorously stirred. To this solution, 2.16 g (8.4 mmol) of 9-fluorenylmethyl chloroformate dissolved in 10 mL of THF was slowly added dropwise. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. After concentrating the reaction solution with an evaporator, 75 mL of ethyl acetate was added, and this solution was extracted twice with 25 mL of water, 25 mL of 5% citric acid aqueous solution and 25 mL of saturated sodium chloride aqueous solution. The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off, and the resulting crude product was recrystallized from hexane. Thereafter, drying under reduced pressure (35 ° C./3 hours) gave N- (9-fluorenylmethylcarbonyl) -2-methoxyethylamine (yield: 12%, melting point: 84.6-86.7 ° C., structure: 1H— Confirmed by NMR).
Using the N- (9-fluorenylmethylcarbonyl) -2-methoxyethylamine obtained above instead of PMI, the same operation as in Example 4 was performed to prepare a photoresist formulation. Using this photoresist composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a photosensitive coating film. Light in the i-line to g-line band was irradiated by an ultraviolet exposure machine through a PET photomask. The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 100 mJ / cm 2 . After exposure, use 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 4 minutes and 36 seconds. The resolution was 40 μm with a line and space pattern.

PMIの代わりに1,4-ジフェニル-1,4-ブタンジオン(東京化成工業社製)を用い、実施例1と同様の操作を行い、フォトレジスト配合物を調製した。このフォトレジスト配合物を用いて、実施例1と同様の操作を行い、感光性被塗膜を得た。PET製のフォトマスクを介して、紫外線露光機によりi線からg線帯域の光を照射した。i線帯域用の照度計で測定した露光量は2000mJ/cm2であった。露光後、TMAH/NMP/イオン交換水/メタノール=0.4/1.0/1.0/3.6(重量比)からなる現像液100gを用いて、超音波処理下、50℃で現像を行い、イオン交換水100gで1分間洗浄した。その結果、ネガ型の像を得た。このときの現像時間は4分15秒であった。解像度はラインアンドスペースパターンで50μmであった。 Using 1,4-diphenyl-1,4-butanedione (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) instead of PMI, the same operation as in Example 1 was performed to prepare a photoresist composition. Using this photoresist composition, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a photosensitive coating film. Light in the i-line to g-line band was irradiated by an ultraviolet exposure machine through a PET photomask. The exposure measured with an illuminometer for the i-line band was 2000 mJ / cm 2 . After exposure, use 100g of developer consisting of TMAH / NMP / ion-exchanged water / methanol = 0.4 / 1.0 / 1.0 / 3.6 (weight ratio), develop at 50 ° C under ultrasonic treatment, and use 100g of ion-exchanged water. Washed for 1 minute. As a result, a negative image was obtained. The development time at this time was 4 minutes and 15 seconds. The resolution was 50 μm with a line and space pattern.

実施例1において形成されたフォトレジトのSEM写真を示す図である。2 is a view showing an SEM photograph of a photoresist formed in Example 1. FIG. 実施例2において形成されたフォトレジトのSEM写真を示す図である。6 is a view showing an SEM photograph of a photoresist formed in Example 2. FIG. 実施例5において形成されたフォトレジトのSEM写真を示す図である。10 is a view showing an SEM photograph of a photoresist formed in Example 5. FIG. 実施例13において形成されたフォトレジトのSEM写真を示す図である。4 is a view showing an SEM photograph of a photoresist formed in Example 13. FIG. 実施例18において形成されたフォトレジストのSEM写真を示す図である。16 is a view showing an SEM photograph of a photoresist formed in Example 18. FIG.

Claims (6)

基板上に、ヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に含む縮合型ポリマー、アニオン再生剤及び光酸発生剤を含むフォトレジスト層を設け、所望のパターンでマスクする段階、このパターン面に紫外線を照射する段階、及び該フォトレジスト層を現像液で処理する現像段階から成り、該アニオン再生剤が下式
(式中、Xは下式で表される置換基を表し、
式中、Yは、−NR 、−OR(但し、−OHを除く。)、−CR 又は−SR(但し、−SHを除く。)を表し、Rは、それぞれ独立して、水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。)で表される化合物、下式
−CONHR
又は
−COCH(R
(式中、Rは、それぞれ独立して、脂肪族基又は芳香族基を表し、Rは上記と同様に定義される。)で表される化合物、下式
(式中、Rのうち少なくとも一つは脂肪族基又は芳香族基を表し、その他は水素原子を表し、Zは酸素原子(−O−)又は硫黄原子(−S−)を表す。)で表される化合物、又は下式
CH(RC(ROCO−N(R
(式中、Rの少なくとも一方は電子求引基を表し、その他は水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。Rは上記と同様に定義される。)で表される化合物であり、該現像液がテトラ置換アンモニウムヒドロキシド、低分子アルコール及び水を含む溶媒から成る反応現像画像形成法。
A step of providing a photoresist layer containing a condensed polymer containing a carbonyl group (C═O) bonded to a hetero atom (C═O) in the main chain, an anion regenerating agent and a photoacid generator on a substrate, and masking with a desired pattern. It comprises a step of irradiating the pattern surface with ultraviolet light, and a development step of treating the photoresist layer with a developer.
(In the formula, X represents a substituent represented by the following formula,
In the formula, Y represents —NR 1 2 , —OR 1 (excluding —OH), —CR 1 3 or —SR 1 (excluding —SH), and R 1 is independently selected. And represents a hydrogen atom, an aliphatic group or an aromatic group. ), A compound represented by the following formula: R 2 -CONHR 1
Or R 2 —COCH (R 1 ) 2
(Wherein R 2 independently represents an aliphatic group or an aromatic group, and R 1 is defined in the same manner as described above),
(In the formula, at least one of R 3 represents an aliphatic group or an aromatic group, the other represents a hydrogen atom, and Z represents an oxygen atom (—O—) or a sulfur atom (—S—).) Or a compound represented by the following formula: CH (R 4 ) 2 C (R 1 ) 2 OCO—N (R 1 ) 2
(Wherein at least one of R 4 represents an electron withdrawing group, and the other represents a hydrogen atom, an aliphatic group or an aromatic group. R 1 is defined in the same manner as described above). A reactive development image forming method, wherein the developer comprises a solvent containing tetra-substituted ammonium hydroxide, a low molecular alcohol and water.
前記光酸発生剤が1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸-p-クレゾールエステルであり、前記アニオン再生剤が下式
(式中、Rは上記と同様に定義される。)で表されるN−置換マレイミド化合物である請求項1に記載の方法。
The photoacid generator is 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid-p-cresol ester, and the anion regenerating agent is represented by the following formula:
The method according to claim 1, wherein R 1 is an N-substituted maleimide compound represented by the same definition as above.
基板上に請求項1又は2に記載の方法によって形成されたフォトレジスト層を有し、該フォトレジスト層の膜厚が0.1〜500μmであるネガ型フォトレジスト構造物。 A negative photoresist structure having a photoresist layer formed by the method according to claim 1 or 2 on a substrate, wherein the thickness of the photoresist layer is 0.1 to 500 μm. 前記フォトレジスト層が所望のパターンのレリーフ構造が形成された請求項3に記載のフォトレジスト構造物。 The photoresist structure according to claim 3, wherein a relief structure having a desired pattern is formed on the photoresist layer. 膜厚が0.1〜500μmであるフォトレジスト層を有する基板であって、該フォトレジスト層が、ヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に含む縮合型ポリマー、アニオン再生剤及び光酸発生剤から成り、該アニオン再生剤が下式
(式中、Xは下式で表される置換基を表し、
式中、Yは、−NR 、−OR(但し、−OHを除く。)、−CR 又は−SR(但し、−SHを除く。)を表し、Rは、それぞれ独立して、水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。)で表される化合物、下式
−CONHR
又は
−COCH(R
(式中、Rは、それぞれ独立して、脂肪族基又は芳香族基を表し、Rは上記と同様に定義される。)で表される化合物、下式
(式中、Rのうち少なくとも一つは脂肪族基又は芳香族基を表し、その他は水素原子を表し、Zは酸素原子(−O−)又は硫黄原子(−S−)を表す。)で表される化合物、又は下式
CH(RC(ROCO−N(R
(式中、Rの少なくとも一方は電子求引基を表し、その他は水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。Rは上記と同様に定義される。)で表される化合物である基板。
A substrate having a photoresist layer with a film thickness of 0.1 to 500 μm, wherein the photoresist layer contains a carbonyl group (C═O) bonded to a hetero atom in the main chain, an anion regenerating agent And a photoacid generator, the anion regenerant is represented by the following formula:
(In the formula, X represents a substituent represented by the following formula,
In the formula, Y represents —NR 1 2 , —OR 1 (excluding —OH), —CR 1 3 or —SR 1 (excluding —SH), and R 1 is independently selected. And represents a hydrogen atom, an aliphatic group or an aromatic group. ), A compound represented by the following formula: R 2 -CONHR 1
Or R 2 —COCH (R 1 ) 2
(Wherein R 2 independently represents an aliphatic group or an aromatic group, and R 1 is defined in the same manner as described above),
(In the formula, at least one of R 3 represents an aliphatic group or an aromatic group, the other represents a hydrogen atom, and Z represents an oxygen atom (—O—) or a sulfur atom (—S—).) Or a compound represented by the following formula: CH (R 4 ) 2 C (R 1 ) 2 OCO—N (R 1 ) 2
(Wherein at least one of R 4 represents an electron withdrawing group, and the other represents a hydrogen atom, an aliphatic group or an aromatic group. R 1 is defined in the same manner as described above). A board.
前記光酸発生剤が1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸-p-クレゾールエステルであり、前記アニオン再生剤が下式
(式中、Rは上記と同様に定義される。)で表されるN−置換マレイミド化合物である請求項5に記載の基板。
The photoacid generator is 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid-p-cresol ester, and the anion regenerating agent is represented by the following formula:
6. The substrate according to claim 5, which is an N-substituted maleimide compound represented by (wherein R 1 is defined in the same manner as described above).
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