JP2753917B2 - Positive photoresist composition - Google Patents

Positive photoresist composition

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JP2753917B2
JP2753917B2 JP4107888A JP10788892A JP2753917B2 JP 2753917 B2 JP2753917 B2 JP 2753917B2 JP 4107888 A JP4107888 A JP 4107888A JP 10788892 A JP10788892 A JP 10788892A JP 2753917 B2 JP2753917 B2 JP 2753917B2
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positive photoresist
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利明 青合
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は輻射線に感応するポジ型
フオトレジスト組成物に関するものであり、特に高い解
像力と感度、更に良好なパターンの断面形状を備えた微
細加工用フオトレジスト組成物に関するものである。本
発明に成るポジ型フオトレジストは、半導体ウエハー、
ガラス、セラミツクスもしくは金属等の基板上にスピン
塗布法もしくはローラー塗布法で0.5〜3μmの厚み
に塗布される。その後、加熱、乾燥し、露光マスクを介
して回路パターン等を紫外線照射等により焼き付け、現
像してポジ画像が形成される。更にこのポジ画像をマス
クとしてエツチングすることにより、基板上にパターン
の加工を施すことができる。代表的な応用分野にはIC
等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘツド等の回路基
板の製造、その他のフオトフアブリケーシヨン工程等が
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive photoresist composition which is sensitive to radiation, and more particularly to a photoresist composition for microfabrication having a high resolving power and sensitivity and a good pattern cross-sectional shape. Things. The positive photoresist according to the present invention is a semiconductor wafer,
It is applied to a substrate of glass, ceramics, metal or the like by a spin coating method or a roller coating method to a thickness of 0.5 to 3 μm. Thereafter, the circuit pattern is heated, dried, printed with a circuit pattern or the like through an exposure mask by ultraviolet irradiation or the like, and developed to form a positive image. Further, by performing etching using the positive image as a mask, a pattern can be processed on the substrate. Typical applications are IC
And the like, manufacturing of circuit boards such as liquid crystals and thermal heads, and other photo-fabrication processes.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポジ型フオトレジスト組成物としては、
一般にアルカリ可溶性樹脂と感光物としてのナフトキノ
ンジアジド化合物とを含む組成物が用いられている。例
えば、「ノボラツク型フエノール樹脂/ナフトキノンジ
アジド置換化合物」としてUSP−3,666,473
号、USP−4,115,128号及びUSP−4,17
3,470号等に、また最も典型的な組成物として 「ク
レゾールーホルムアルデヒドより成るノボラツク樹脂/
トリヒドロキシベンゾフエノンー1,2ーナフトキノン
ジアジドスルホン酸エステル」の例がトンプソン 「イ
ントロダクシヨン・トウー・マイクロリソグラフイー」
(L.F.Thompson 「Introductio
n to Microlitho−graphy」)
(ACS出版、No.219号、P112〜121)に
記載されている。結合剤としてのノボラツク樹脂は、膨
潤することなくアルカリ水溶液に溶解可能であり、また
生成した画像をエツチングのマスクとして使用する際に
特にプラズマエツチングに対して高い耐性を与えるが故
に本用途に特に有用である。また、感光物に用いるナフ
トキノンジアジド化合物は、それ自身ノボラツク樹脂の
アルカリ溶解性を低下せしめる溶解阻止剤として作用す
るが、光照射を受けて分解するとアルカリ可溶性物質を
生じてむしろノボラツク樹脂のアルカリ溶解度を高める
働きをする点で特異であり、この光に対する大きな性質
変化の故にポジ型フオトレジストの感光物として特に有
用である。これまで、かかる観点からノボラツク樹脂と
ナフトキノンジアジド系感光物を含有する数多くのポジ
型フオトレジストが開発、実用化され、1.5μm〜2
μm程度までの線幅加工においては充分な成果をおさめ
てきた。
2. Description of the Related Art Positive photoresist compositions include:
In general, a composition containing an alkali-soluble resin and a naphthoquinonediazide compound as a photosensitive material is used. For example, US Pat. No. 3,666,473 as “Novolak-type phenolic resin / naphthoquinonediazide-substituted compound”
No., USP-4,115,128 and USP-4,17
No. 3,470, and the most typical composition is a novolak resin composed of cresol-formaldehyde /
An example of "trihydroxybenzophenone-1,2 naphthoquinonediazidosulfonic acid ester" is Thompson "Introduction to microlithography".
(LF Thompson "Introduction"
n to Microlitho-graphy ")
(ACS Publishing, No. 219, pp. 112-121). Novolak resin as a binder is soluble in an alkaline aqueous solution without swelling, and is particularly useful in this application because it gives high resistance to plasma etching especially when the generated image is used as a mask for etching. It is. Further, the naphthoquinonediazide compound used in the photosensitive material itself acts as a dissolution inhibitor that reduces the alkali solubility of the novolak resin, but when decomposed by irradiation with light, generates an alkali-soluble substance and rather increases the alkali solubility of the novolak resin. It is unique in that it acts to enhance it, and is particularly useful as a photosensitive material for a positive photoresist because of its large property change to light. From this point of view, many positive photoresists containing a novolak resin and a naphthoquinonediazide-based photosensitive material have been developed and put into practical use.
Sufficient results have been achieved in line width processing down to about μm.

【0003】しかし、集積回路はその集積度を益々高め
ており、超LSIなどの半導体基板の製造においては1
μm以下の線幅から成る超微細パターンの加工が必要と
される様になってきている。かかる用途においては、特
に高い解像力、露光マスクの形状を正確に写しとる高い
パターン形状再現精度及び高生産性の観点からの高感度
を有するフオトレジストが要求されている。また、集積
回路の集積度を高めるためにエツチング方式が、従来の
ウエツトエツチング方式からドライエツチング方式に移
行しているが、ドライエツチングの際にはレジストの温
度が上昇するため、熱変形等を起こさないよう、レジス
トには高い耐熱性が要求されている。
[0003] However, the degree of integration of integrated circuits is increasing more and more, and in the manufacture of semiconductor substrates such as VLSI, one is required.
Processing of an ultrafine pattern having a line width of μm or less has been required. In such applications, there is a demand for a photoresist having particularly high resolution, high pattern shape reproduction accuracy for accurately capturing the shape of an exposure mask, and high sensitivity from the viewpoint of high productivity. In addition, in order to increase the degree of integration of integrated circuits, the etching method has shifted from the conventional wet etching method to a dry etching method. High heat resistance is required for the resist so that it does not occur.

【0004】レジストの耐熱性を改善するために重量平
均分子量が2000以下の成分を含まない樹脂を用いる
(特開昭60−97347)こと、及びモノマーからト
リマーまでの含量合計が10重量%以下の樹脂を用いる
(特開昭60−189739)技術が公開されている。
しかし、上記の、低分子量成分を除去あるいは減少させ
た樹脂を用いた場合、通常感度が低下し、デバイス製造
におけるスループツトが低下するという問題があつた。
レジスト組成物に特定の化合物を配合することによりレ
ジストの感度や現像性を改善することも試みられてい
る。例えば、特開昭61−141441にはトリヒドロ
キシベンゾフエノンを含有するポジ型フオトレジスト組
成物が開示されている。このトリヒドロキシベンゾフエ
ノンを含有するポジ型フオトレジストでは感度及び現像
性が改善されるが、トリヒドロキシベンゾフエノンの添
加により耐熱性が悪化するという問題があつた。
In order to improve the heat resistance of the resist, a resin containing no component having a weight average molecular weight of 2,000 or less is used (JP-A-60-97347), and the total content of monomers to trimers is 10% by weight or less. A technique using a resin (JP-A-60-189739) is disclosed.
However, when a resin from which the above low molecular weight component is removed or reduced is used, there is a problem that the sensitivity is usually lowered and the throughput in the device manufacturing is lowered.
Attempts have also been made to improve the sensitivity and developability of the resist by incorporating a specific compound into the resist composition. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-141441 discloses a positive photoresist composition containing trihydroxybenzophenone. The positive photoresist containing trihydroxybenzophenone has improved sensitivity and developability, but has the problem that the addition of trihydroxybenzophenone deteriorates heat resistance.

【0005】また、特開昭64−44439、特開平1
−177032、同1−280748、同2−1035
0には、トリヒドロキシベンゾフエノン以外の芳香族ポ
リヒドロキシ化合物を添加することにより、耐熱性を悪
化させないで高感度化する工夫が示されているが、現像
性の改良については必ずしも十分とは言えない。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
-177032, 1-2780748, 2-1035
No. 0 shows a technique for increasing the sensitivity without deteriorating the heat resistance by adding an aromatic polyhydroxy compound other than trihydroxybenzophenone, but the improvement of the developability is not necessarily sufficient. I can not say.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的と
する所は、特に半導体デバイス等の製造において、高感
度で解像力、現像性、耐熱性に優れたレジストパターン
が得られるポジ型フオトレジスト組成物を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a positive photoresist composition which can provide a resist pattern having high sensitivity and excellent resolution, developability and heat resistance, particularly in the manufacture of semiconductor devices and the like. To provide things.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記諸特
性に留意し鋭意検討した結果、アルカリ可溶性樹脂とキ
ノンジアジド化合物及び特定の構造式を有する化合物を
用いることにより、上記目的を達成し得ることを見いだ
し、この知見に基づき本発明を完成させるに至った。即
ち、本発明の目的は、アルカリ可溶性樹脂、キノンジア
ジド化合物及び下記一般式(I)で表される化合物を含
有することを特徴とするポジ型フオトレジスト組成物に
より達成された。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies while paying attention to the above characteristics, and as a result, have achieved the above object by using an alkali-soluble resin, a quinonediazide compound and a compound having a specific structural formula. The inventors have found that the present invention has been achieved, and have completed the present invention based on this finding. That is, the object of the present invention has been achieved by a positive photoresist composition comprising an alkali-soluble resin, a quinonediazide compound and a compound represented by the following general formula (I).

【0008】[0008]

【化2】 ここで、R〜R:同一でも異なっても良く水素原
子、水酸基、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基
もしくはアルケニル基、R、R:水素原子、アルキ
ル基もしくは a)c:0もしくは1、 b:0もしくは1〜4の整数、を表す。但し、b=0、
a=1のとき、R とR の両方が水素原子である場合
及びR とR のいずれか一方が水素原子で、もう一方
が炭素数1〜4のアルキル基を表す場合を除く。また、
b=1、a=1のときR とR の両方が水素原子を表
す場合を除く。また、b=2、a=1、c=0のときR
とR の両方が水素原子を表す場合を除く。
Embedded image Here, R 1 to R 4 may be the same or different, and may be a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group or an alkenyl group, R 5 and R 6 : a hydrogen atom, an alkyl group or a) c: 0 or 1, b: 0 or an integer of 1 to 4 Where b = 0,
When a = 1, when both R 5 and R 6 are hydrogen atoms
And one of R 5 and R 6 is a hydrogen atom, and the other is
Represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Also,
When b = 1 and a = 1 , both R 5 and R 6 represent a hydrogen atom.
Excluding the case. When b = 2, a = 1, and c = 0, R
Except when both 5 and R 6 represent a hydrogen atom.

【0009】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0010】上記一般式(I)のR1〜R4において、ハ
ロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子もしくはヨウ
素原子が、アルキル基としてはメチル基、エチル基、プ
ロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチ
ル基もしくはt−ブチル基の様な炭素数1〜4のアルキ
ル基が、アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ
基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシ
プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イ
ソブトキシ基、sec−ブトキシ基もしくはt−ブトキ
シ基の様な炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
アルケニル基としては、ビニル基、プロペニル基、アリ
ル基もしくはブテニル基の様な炭素数2〜4のアルケニ
ル基が好ましい。
In R 1 to R 4 of the general formula (I), a halogen atom is chlorine, bromine or iodine, and an alkyl is methyl, ethyl, propyl, n-butyl, An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as an isobutyl group, a sec-butyl group or a t-butyl group, wherein the alkoxy group is a methoxy group, an ethoxy group, a hydroxyethoxy group, a propoxy group, a hydroxypropoxy group, an isopropoxy group, An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms such as an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group or a t-butoxy group is preferred.
As the alkenyl group, an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms such as a vinyl group, a propenyl group, an allyl group or a butenyl group is preferable.

【0011】一般式(I)で表される化合物は、例えば
Chemishe Berichte 74巻,177
2頁(1941年)記載の方法により得られるp−ヒド
ロキシフエニルケトン化合物を用い、特開昭55−16
2728に記載された方法、即ち、酸性条件もしくはア
ルカリ性条件下で、カルボニルプリカーサーとフエノー
ル誘導体を反応させることにより得られる。また、例え
ば米国特許2965611記載の方法により、ハロケト
ン化合物とフエノール誘導体を酸性条件下、反応させる
ことで得られる。反応を酸性条件下で行う場合、メルカ
プト基を含有する触媒を使用するのが好ましい。メルカ
プト基を含有する触媒の具体例としては、エタンチオー
ル、1−ブタンチオール、チオフエノール、メルカプト
酢酸等を挙げることができるが、これらに限定されるも
のではない。縮合反応は理論量以上のフエノール反応成
分を用いて行うのが好ましい。反応温度は室温から10
0℃、もしくはそれ以上の温度が好ましい。縮合反応の
進行は、クロマトグラフ法または分光分析法で容易に監
視できる。例えば、赤外分光分析を用いて、カルボニル
吸収帯の減少によつて容易に追跡できる。
The compound represented by the general formula (I) is described, for example, in Chemishe Berichte 74, 177.
Using a p-hydroxyphenyl ketone compound obtained by the method described on page 2 (1941), JP-A-55-16
2728, that is, by reacting a carbonyl precursor with a phenol derivative under acidic or alkaline conditions. Further, it can be obtained by reacting a haloketone compound with a phenol derivative under acidic conditions, for example, by the method described in US Pat. When the reaction is performed under acidic conditions, it is preferable to use a catalyst containing a mercapto group. Specific examples of the catalyst containing a mercapto group include ethanethiol, 1-butanethiol, thiophenol, and mercaptoacetic acid, but are not limited thereto. The condensation reaction is preferably carried out using at least a stoichiometric amount of a phenol reaction component. Reaction temperature is from room temperature to 10
A temperature of 0 ° C. or higher is preferred. The progress of the condensation reaction can be easily monitored by chromatography or spectroscopy. For example, infrared spectroscopy can easily be followed by a decrease in the carbonyl absorption band.

【0012】これらの化合物の精製は、再結晶、溶離ク
ロマトグラフイー等で行うことができる。再結晶に好適
な溶剤は、塩化メチレン、ベンゼン、シクロヘキサン、
メタノール、エタノール、及びアルコール−水混合物等
である。溶離クロマトグラフイーは、アルミナもしくは
シリカで種々の溶剤を溶離剤として行うのが最適であ
る。
The purification of these compounds can be performed by recrystallization, elution chromatography or the like. Suitable solvents for recrystallization are methylene chloride, benzene, cyclohexane,
Methanol, ethanol, and an alcohol-water mixture. Elution chromatography is best performed on alumina or silica with various solvents as eluents.

【0013】 この様にして得られる一般式(I)で表
される化合物の具体例としては、下記[I−a]、[I
−c]、[I−e]〜[I−p]で示される化合物等を
挙げることができるが、これらに限定されるものではな
い。尚、下記[I−b]、[I−d]で示される化合物
は参考具体例である。これらのポリヒドロキシ化合物は
単独で、もしくは2種以上の組合せで用いられる。
Specific examples of the compound represented by the general formula (I) thus obtained include the following [Ia] and [I
-C] and the compounds represented by [ Ie] to [Ip], but are not limited thereto. Compounds represented by the following [Ib] and [Id]
Is a reference specific example. These polyhydroxy compounds are used alone or in combination of two or more.

【0014】[0014]

【化3】 Embedded image

【0015】[0015]

【化4】 Embedded image

【0016】[0016]

【化5】 Embedded image

【0017】[0017]

【化6】 Embedded image

【0018】[0018]

【化7】 Embedded image

【0019】[0019]

【化8】 Embedded image

【0020】一般式(I)で表される化合物の配合量
は、キノンジアジド化合物100重量部に対し、通常1
50重量部以下、好ましくは5〜100重量部である。
この使用比率が5重量部未満では感度上昇効果が実質的
に得られず、また150重量部を越えると残膜率が著し
く低下する。
The amount of the compound represented by the general formula (I) is usually 1 to 100 parts by weight of the quinonediazide compound.
It is 50 parts by weight or less, preferably 5 to 100 parts by weight.
If the use ratio is less than 5 parts by weight, the effect of increasing sensitivity is not substantially obtained, and if it exceeds 150 parts by weight, the residual film ratio is remarkably reduced.

【0021】本発明に用いるアルカリ可溶性樹脂として
は、ノボラツク樹脂、アセトン−ピロガロール樹脂やポ
リヒドロキシスチレン及びその誘導体を挙げることがで
きる。これらの中で、特にノボラツク樹脂が好ましく、
所定のモノマーを主成分として、酸性触媒の存在下、ア
ルデヒド類と付加縮合させることにより得られる。所定
のモノマーとしては、フエノール、m−クレゾール、p
−クレゾール、o−クレゾール等のクレゾール類、2,
5−キシレノール、3,5−キシレノール、3,4−キシ
レノール、2,3−キシレノール等のキシレノール類、
m−エチルフエノール、p−エチルフエノール、o−エ
チルフエノール、p−t−ブチルフエノール等のアルキ
ルフエノール類、p−メトキシフエノール、m−メトキ
シフエノール、3,5−ジメトキシフエノール、2−メ
トキシ−4−メチルフエノール、m−エトキシフエノー
ル、p−エトキシフエノール、m−プロポキシフエノー
ル、p−プロポキシフエノール、m−ブトキシフエノー
ル、p−ブトキシフエノール等のアルコキシフエノール
類、2−メチル−4−イソプロピルフエノール等のビス
アルキルフエノール類、m−クロロフエノール、p−ク
ロロフエノール、o−クロロフエノール、ジヒドロキシ
ビフエニル、ビスフエノールA、フエニルフエノール、
レゾルシノール、ナフトール等のヒドロキシ芳香族化合
物を単独もしくは2種以上混合して使用することができ
るが、これらに限定されるものではない。
Examples of the alkali-soluble resin used in the present invention include a novolak resin, an acetone-pyrogallol resin, polyhydroxystyrene and derivatives thereof. Among these, Novolak resin is particularly preferred,
It is obtained by subjecting a given monomer as a main component to addition condensation with an aldehyde in the presence of an acidic catalyst. Specific monomers include phenol, m-cresol, p
Cresols such as cresol, o-cresol, 2,
Xylenols such as 5-xylenol, 3,5-xylenol, 3,4-xylenol, 2,3-xylenol,
alkylphenols such as m-ethylphenol, p-ethylphenol, o-ethylphenol, pt-butylphenol, p-methoxyphenol, m-methoxyphenol, 3,5-dimethoxyphenol, 2-methoxy-4- Alkoxyphenols such as methylphenol, m-ethoxyphenol, p-ethoxyphenol, m-propoxyphenol, p-propoxyphenol, m-butoxyphenol, p-butoxyphenol, and bisalkyls such as 2-methyl-4-isopropylphenol Phenols, m-chlorophenol, p-chlorophenol, o-chlorophenol, dihydroxybiphenyl, bisphenol A, phenylphenol,
Hydroxy aromatic compounds such as resorcinol and naphthol can be used alone or in combination of two or more, but are not limited thereto.

【0022】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、アセトアルデヒド、プ
ロピルアルデヒド、ベンズアルデヒド、フエニルアセト
アルデヒド、α−フエニルプロピルアルデヒド、β−フ
エニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアル
デヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロ
キシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、
m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデ
ヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベンズ
アルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、o−メチル
ベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−
メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒ
ド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、フルフラール、
クロロアセトアルデヒド及びこれらのアセタール体、例
えばクロロアセトアルデヒドジエチルアセタール等を使
用することができるが、これらの中で、ホルムアルデヒ
ドを使用するのが好ましい。これらのアルデヒド類は、
単独でもしくは2種以上組み合わせて用いられる。酸性
触媒としては塩酸、硫酸、ギ酸、酢酸及びシユウ酸等を
使用することができる。こうして得られたノボラツク樹
脂の重量平均分子量は、2000〜30000の範囲で
あることが好ましい。2000未満では未露光部の現像
後の膜減りが大きく、30000を越えると現像速度が
小さくなつてしまう。特に好適なのは6000〜200
00の範囲である。ここで、重量平均分子量はゲルパー
ミエーシヨンクロマトグラフイーのポリスチレン換算値
をもつて定義される。
Examples of the aldehydes include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, benzaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde and p-hydroxybenzaldehyde. -Hydroxybenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde,
m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde, o-nitrobenzaldehyde, m-nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-
Methylbenzaldehyde, p-ethylbenzaldehyde, pn-butylbenzaldehyde, furfural,
Chloroacetaldehyde and its acetal form, such as chloroacetaldehyde diethyl acetal, can be used, and among these, formaldehyde is preferably used. These aldehydes are
They are used alone or in combination of two or more. As the acidic catalyst, hydrochloric acid, sulfuric acid, formic acid, acetic acid, oxalic acid and the like can be used. The weight average molecular weight of the thus obtained novolak resin is preferably in the range of 2,000 to 30,000. If it is less than 2000, the film loss of the unexposed portion after development is large, and if it exceeds 30,000, the developing speed is reduced. Particularly preferred are 6000-200
00 range. Here, the weight average molecular weight is defined as a value in terms of polystyrene of gel permeation chromatography.

【0023】本発明で用いられる感光物は、以下に示す
ポリヒドロキシ化合物の1,2−ナフトキノンジアジド
−5−(及び/又は−4−)スルホニルクロリドとのエ
ステル化物を用いることができる。ポリヒドロキシ化合
物の例としては、例えば、2,3,4−トリヒドロキシベ
ンゾフエノン、2,4,4'−トリヒドロキシベンゾフエ
ノン、2,4,6−トリヒドロキシベンゾフエノン、2,
3,4−トリヒドロキシ−2'−メチルベンゾフエノン、
2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフエノン、2,
2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフエノン、2,4,
6,3',4'−ペンタヒドロキシベンゾフエノン、2,3,
4,2',4'−ペンタヒドロキシベンゾフエノン、2,3,
4,2',5'−ペンタヒドロキシベンゾフエノン、2,4,
6,3',4',5'−ヘキサヒドロキシベンゾフエノン、
2,3,4,3',4',5'−ヘキサヒドロキシベンゾフエノ
ン等のポリヒドロキシベンゾフエノン類、2,3,4−ト
リヒドロキシアセトフエノン、2,3,4−トリヒドロキ
シフエニルペンチルケトン、2,3,4−トリヒドロキシ
フエニルヘキシルケトン等のポリヒドロキシフエニルア
ルキルケトン類、ビス(2,4−ジヒドロキシフエニ
ル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフエニル
)メタン、ビス(2,4−ジヒドロキシフエニル)プロ
パン−1、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフエニル)
プロパン−1、ノルジヒドログアイアレチン酸等のビス
((ポリ)ヒドロキシフエニル)アルカン類、3,4,5
−トリヒドロキシ安息香酸プロピル、2,3,4−トリヒ
ドロキシ安息香酸フエニル、3,4,5−トリヒドロキシ
安息香酸フエニル等のポリヒドロキシ安息香酸エステル
類、ビス(2,3,4−トリヒドロキシベンゾイル)メタ
ン、ビス(3−アセチル−4,5,6−トリヒドロキシフ
エニル)ーメタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシベ
ンゾイル)ベンゼン、ビス(2,4,6−トリヒドロキシ
ベンゾイル)ベンゼン等のビス(ポリヒドロキシベンゾ
イル)アルカン又はビス(ポリヒドロキシベンゾイル)
アリール類、エチレングリコール−ジ(3,5−ジヒド
ロキシベンゾエート)、エチレングリコール−ジ(3,
4,5−トリヒドロキシベンゾエート)等のアルキレン
−ジ(ポリヒドロキシベンゾエート)類、2,3,4−ビ
フエニルトリオール、3,4,5−ビフエニルトリオー
ル、3,5,3',5'−ビフエニルテトロール、2,4,
2',4'−ビフエニルテトロール、2,4,6,3',5'−
ビフエニルペントール、2,4,6,2',4',6'−ビフエ
ニルヘキソール、2,3,4,2',3',4'−ビフエニルヘ
キソール等のポリヒドロキシビフエニル類、4,4'−チ
オビス(1,3−ジヒドロキシ)ベンゼン等のビス(ポ
リヒドロキシ)スルフイド類、2,2',4,4'−テトラ
ヒドロキシジフエニルエーテル等のビス(ポリヒドロキ
シフエニル)エーテル類、2,2',4,4'−テトラヒド
ロキシジフエニルスルフオキシド等のビス(ポリヒドロ
キシフエニル)スルフオキシド類、2,2',4,4'−ジ
フエニルスルフオン等のビス(ポリヒドロキシフエニ
ル)スルフオン類、4,4',3'',4''−テトラヒドロキ
シ−3,5,3',5'−テトラメチルトリフエニルメタ
ン、4,4',2'',3'',4''−ペンタヒドロキシ−3,
5,3',5'−テトラメチルトリフエニルメタン、2,3,
4,2',3',4'−ヘキサヒドロキシ−5,5'−ジアセチ
ルトリフエニルメタン、2,3,4,2',3',4',3'',
4''−オクタヒドロキシ−5,5'−ジアセチルトリフエ
ニルメタン、2,4,6,2',4',6'−ヘキサヒドロキシ
−5,5'−ジプロピオニルトリフエニルメタン等のポリ
ヒドロキシトリフエニルメタン類、3,3,3',3'−テ
トラメチル−1,1'−スピロビ−インダン−5,6,5',
6'−テトロール、3,3,3',3'−テトラメチル−1,
1'−スピロビ−インダン−5,6,7,5',6',7'−ヘ
キソオール、3,3,3',3'−テトラメチル−1,1'−
スピロビ−インダン−4,5,6,4',5',6'−ヘキソオ
ール、3,3,3',3'−テトラメチル−1,1'−スピロ
ビ−インダン−4,5,6,5',6',7'−ヘキソオール等
のポリヒドロキシスピロビ−インダン類、3,3−ビス
(3,4−ジヒドロキシフエニル)フタリド、3,3−ビ
ス(2,3,4−トリヒドロキシフエニル)フタリド、
3',4',5',6'−テトラヒドロキシスピロ [フタリド
−3,9'−キサンテン]等のポリヒドロキシフタリド
類、2−(3,4−ジヒドロキシフエニル)−3,5,
7−トリヒドロキシベンゾピラン、2−(3,4,5−
トリヒドロキシフエニル)−3,5,7−トリヒドロキ
シベンゾピラン、2−(3,4−ジヒドロキシフエニ
ル)−3−(3,4,5−トリヒドロキシベンゾイルオ
キシ)−5,7−ジヒドロキシベンゾピラン、2−
(3,4,5−トリヒドロキシフエニル)−3−(3,
4,5−トリヒドロキシベンゾイルオキシ)−5,7−
ジヒドロキシベンゾピラン等のポリヒドロキシベンゾピ
ラン類、あるいはモリン、ケルセチン、ルチン等のフラ
ボノ色素類等を用いる事ができる。また、ノボラツク樹
脂等フエノール樹脂の低核体を用いる事もできる。これ
らのポリヒドロキシ化合物のナフトキノンジアジドエス
テル感光物は単独で、もしくは2種以上の組み合わせで
用いられる。感光物とアルカリ可溶性樹脂の使用比率
は、樹脂100重量部に対し、感光物5〜100重量
部、好ましくは10〜50重量部である。この使用比率
が5重量部未満では残膜率が著しく低下し、他方100
重量部を超えると感度及び溶剤への溶解性が低下する。
As the photosensitive material used in the present invention, an esterified product of the following polyhydroxy compound with 1,2-naphthoquinonediazide-5- (and / or -4-) sulfonyl chloride can be used. Examples of polyhydroxy compounds include, for example, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,4,4'-trihydroxybenzophenone, 2,4,6-trihydroxybenzophenone,
3,4-trihydroxy-2′-methylbenzophenone,
2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone,
2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,4,
6,3 ', 4'-pentahydroxybenzophenone, 2,3,
4,2 ', 4'-pentahydroxybenzophenone, 2,3,
4,2 ', 5'-pentahydroxybenzophenone, 2,4,
6,3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone,
Polyhydroxybenzophenones such as 2,3,4,3 ', 4', 5'-hexahydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxyacetophenone, 2,3,4-trihydroxyphen Polyhydroxyphenyl alkyl ketones such as enylpentyl ketone, 2,3,4-trihydroxyphenylhexyl ketone, bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) ) Methane, bis (2,4-dihydroxyphenyl) propane-1, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl)
Bis ((poly) hydroxyphenyl) alkanes such as propane-1, nordihydroguaiaretic acid, 3,4,5
Polyhydroxybenzoic acid esters such as propyl trihydroxybenzoate, phenyl 2,2,3,4-trihydroxybenzoate, phenyl 2,3,4,5-trihydroxybenzoate, bis (2,3,4-trihydroxybenzoyl) ) Methane, bis (3-acetyl-4,5,6-trihydroxyphenyl) -methane, bis (2,3,4-trihydroxybenzoyl) benzene, bis (2,4,6-trihydroxybenzoyl) benzene, etc. Bis (polyhydroxybenzoyl) alkane or bis (polyhydroxybenzoyl)
Aryls, ethylene glycol-di (3,5-dihydroxybenzoate), ethylene glycol-di (3,
Alkylene-di (polyhydroxybenzoates) such as 4,5-trihydroxybenzoate), 2,3,4-biphenyltriol, 3,4,5-biphenyltriol, 3,5,3 ′, 5′- Biphenyl tetrol, 2,4,
2 ', 4'-biphenyl tetrol, 2,4,6,3', 5'-
Polyhydroxybiphenyl such as biphenylpentol, 2,4,6,2 ', 4', 6'-biphenylhexol, 2,3,4,2 ', 3', 4'-biphenylhexol (Polyhydroxy) sulfides, such as 4,4'-thiobis (1,3-dihydroxy) benzene, and bis (polyhydroxyphenyl), such as 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxydiphenyl ether Ethers, bis (polyhydroxyphenyl) sulfoxides such as 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxydiphenylsulfoxide and bis (such as 2,2', 4,4'-diphenylsulfone) Polyhydroxyphenyl) sulfones, 4,4 ′, 3 ″, 4 ″ -tetrahydroxy-3,5,3 ′, 5′-tetramethyltriphenylmethane, 4,4 ′, 2 ″, 3 '', 4 ''-pentahydroxy-3,
5,3 ′, 5′-tetramethyltriphenylmethane, 2,3,
4,2 ', 3', 4'-hexahydroxy-5,5'-diacetyltriphenylmethane, 2,3,4,2 ', 3', 4 ', 3'',
Polyhydroxytrif such as 4 ''-octahydroxy-5,5'-diacetyltriphenylmethane, 2,4,6,2 ', 4', 6'-hexahydroxy-5,5'-dipropionyltriphenylmethane Enylmethanes, 3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobi-indane-5,6,5 ′,
6'-tetrol, 3,3,3 ', 3'-tetramethyl-1,
1'-spirobi-indane-5,6,7,5 ', 6', 7'-hexol, 3,3,3 ', 3'-tetramethyl-1,1'-
Spirobi-indane-4,5,6,4 ', 5', 6'-hexol, 3,3,3 ', 3'-tetramethyl-1,1'-spirobi-indane-4,5,6,5 Polyhydroxyspirobi-indanes such as ', 6', 7'-hexol, 3,3-bis (3,4-dihydroxyphenyl) phthalide, 3,3-bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) Enyl) phthalide,
Polyhydroxyphthalides such as 3 ′, 4 ′, 5 ′, 6′-tetrahydroxyspiro [phthalide-3,9′-xanthen]; 2- (3,4-dihydroxyphenyl) -3,5;
7-trihydroxybenzopyran, 2- (3,4,5-
Trihydroxyphenyl) -3,5,7-trihydroxybenzopyran, 2- (3,4-dihydroxyphenyl) -3- (3,4,5-trihydroxybenzoyloxy) -5,7-dihydroxybenzo Pyran, 2-
(3,4,5-trihydroxyphenyl) -3- (3,
4,5-trihydroxybenzoyloxy) -5,7-
Polyhydroxybenzopyrans such as dihydroxybenzopyran or flavono dyes such as morin, quercetin and rutin can be used. Further, a low nucleus of a phenol resin such as a novolak resin can also be used. These naphthoquinonediazide ester photosensitive materials of the polyhydroxy compound may be used alone or in combination of two or more. The usage ratio of the photosensitive material to the alkali-soluble resin is 5 to 100 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin. When the use ratio is less than 5 parts by weight, the residual film ratio is remarkably reduced.
If the amount is more than 10 parts by weight, sensitivity and solubility in a solvent are reduced.

【0024】本発明の組成物には、更に現像液への溶解
促進のために、他のポリヒドロキシ化合物を併用するこ
とができる。好ましいポリヒドロキシ化合物としては、
フエノール類、レゾルシン、フロログルシン、2,3,4
−トリヒドロキシベンゾフエノン、2,3,4,4’−テ
トラヒドロキシベンゾフエノン、2,3,4,3’,4’,
5’−ヘキサヒドロキシベンゾフエノン、アセトン−ピ
ロガロール縮合樹脂、フロログルシド、2,4,2’,
4’−ビフエニルテトロール、4,4’−チオビス(1,
3−ジヒドロキシ)ベンゼン、2,2’,4,4’−テト
ラヒドロキシジフエニルエーテル、2,2’,4,4’−
テトラヒドロキシジフエニルスルフオキシド、2,2’,
4,4’−テトラヒドロキシジフエニルスルフオン、ビ
ス(2,4−ジヒドロキシフエニル)メタン、ビス
(2,3,4−トリヒドロキシフエニル)メタン、ビス
フエノールA、ビスフエノールAF、ビスフエノール
S、ビスフエノールF、等を挙げることがで きる。こ
れらのポリヒドロキシ化合物は、本発明のポリヒドロキ
シ化合物100重量部に対して、通常50重量部以下、
好ましくは30重量部以下の割合で配合することができ
る。
In the composition of the present invention, another polyhydroxy compound can be used in combination for further promoting dissolution in a developer. Preferred polyhydroxy compounds include:
Phenols, resorcin, phloroglucin, 2,3,4
-Trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,3 ', 4',
5′-hexahydroxybenzophenone, acetone-pyrogallol condensation resin, phlorogluside, 2,4,2 ′,
4'-biphenyl tetrol, 4,4'-thiobis (1,
3-dihydroxy) benzene, 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxydiphenyl ether, 2,2', 4,4'-
Tetrahydroxydiphenylsulfoxide, 2,2 ',
4,4'-tetrahydroxydiphenylsulfone, bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, bisphenol A, bisphenol AF, bisphenol S , Bisphenol F, and the like. These polyhydroxy compounds are usually 50 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyhydroxy compound of the present invention,
Preferably, it can be blended in a proportion of 30 parts by weight or less.

【0025】本発明の感光物及びアルカリ可溶性ノボラ
ツク樹脂を溶解させる溶剤としては、メチルエチルケト
ン、シクロヘキサノン等のケトン類、4−エトキシ−2
−ブタノン、4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタノ
ン等のケトエーテル類、エチレングリコールモノメチル
エーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等の
アルコールエーテル類、ジオキサン、エチレングリコー
ルジメチルエーテル等のエーテル類、メチルセロソルブ
アセテート、エチルセロソルブアセテート等のセロソル
ブエステル類、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル等
の脂肪酸エステル類、1,1,2−トリクロロエチレン等
のハロゲン化炭化水素類、ジメチルアセトアミド、N−
メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルス
ルホキシド等の高極性溶剤を例示することができる。こ
れら溶剤は単独で、もしくは複数の溶剤を混合して使用
することもできる。
Solvents for dissolving the photosensitive material and the alkali-soluble novolak resin of the present invention include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, and 4-ethoxy-2.
-Ketoethers such as butanone and 4-methoxy-4-methyl-2-pentanone, alcohol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, ethers such as dioxane and ethylene glycol dimethyl ether, methyl cellosolve acetate and ethyl Cellosolve esters such as cellosolve acetate; fatty acid esters such as butyl acetate, methyl lactate and ethyl lactate; halogenated hydrocarbons such as 1,1,2-trichloroethylene; dimethylacetamide;
Highly polar solvents such as methylpyrrolidone, dimethylformamide, and dimethylsulfoxide can be exemplified. These solvents can be used alone or as a mixture of a plurality of solvents.

【0026】本発明のポジ型フオトレジスト用組成物に
は、ストリエーシヨン等の塗布性を更に向上させるため
に、界面活性剤を配合する事ができる。界面活性剤とし
ては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポ
リオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチ
レンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエー
テル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリ
オキシエチレンオクチルフエノールエーテル、ポリオキ
シエチレンノニルフエノールエーテル等のポリオキシエ
チレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン
・ポリオキシプロピレンブロツクコポリマー類、ソルビ
タンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソ
ルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエー
ト、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステア
レート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエ
チレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレン
ソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソル
ビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタ
ントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリ
ステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸
エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトツプEF
301,EF303,EF352(新秋田化成(株)製)、
メガフアツクF171,F173(大日本インキ(株)
製)、フロラードFC430,FC431(住友スリー
エム(株)製)、アサヒガードAG710,サーフロンS
−382,SC101,SC102,SC103,SC10
4,SC105,SC106(旭硝子(株)製)等のフツ素
系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP341
(信越化学工業(株)製)やアクリル酸系もしくはメタク
リル酸系(共)重合ポリフローNo.75,No.95
(共栄社油脂化学工業(株)製)等を挙げることができ
る。これらの界面活性剤の配合量は、本発明の組成物中
のアルカリ可溶性樹脂及びキノンジアジド化合物100
重量部当たり、通常、2重量部以下、好ましくは1重量
部以下である。これらの界面活性剤は単独で添加しても
よいし、また、いくつかの組み合わせで添加することも
できる。
A surfactant may be added to the positive photoresist composition of the present invention in order to further improve coating properties such as striation. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenol ether, and polyoxyethylene nonyl. Polyoxyethylene alkyl allyl ethers such as phenol ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate Fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sol Monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, etc., polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters nonionic surface active agents such as, Efutotsupu EF
301, EF303, EF352 (manufactured by Shin-Akita Chemical Co., Ltd.),
MegaFuck F171, F173 (Dainippon Ink Co., Ltd.)
), Florado FC430, FC431 (manufactured by Sumitomo 3M Limited), Asahi Guard AG710, Surflon S
-382, SC101, SC102, SC103, SC10
4, fluorine-based surfactants such as SC105 and SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341
(Manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) or acrylic acid-based or methacrylic acid-based (co) polymerized polyflow no. 75, No. 95
(Manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo KK) and the like. The amount of these surfactants is determined by the amount of the alkali-soluble resin and the quinonediazide compound in the composition of the present invention.
It is usually at most 2 parts by weight, preferably at most 1 part by weight, per part by weight. These surfactants may be added alone or in some combination.

【0027】本発明のポジ型フオトレジスト用組成物の
現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリ
ウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミ
ン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルア
ミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエ
チルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、
ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等の
アルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第
四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状ア
ミン類、等のアルカリ類の水溶液を使用することができ
る。更に、上記アルカリ類の水溶液にアルコール類、界
面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
As a developer for the positive photoresist composition of the present invention, sodium hydroxide, potassium hydroxide,
Inorganic alkalis such as sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia; primary amines such as ethylamine and n-propylamine; secondary amines such as diethylamine and di-n-butylamine; triethylamine and methyldiethylamine Tertiary amines such as
Use aqueous solutions of alkali amines such as alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide, and cyclic amines such as pyrrole and piperidine. Can be. Further, an appropriate amount of an alcohol or a surfactant may be added to the aqueous solution of the above alkalis for use.

【0028】本発明のポジ型フオトレジスト用組成物に
は、必要に応じ、染料、可塑剤、接着助剤を配合するこ
とができる。その具体例としては、メチルバイオレツ
ト、クリスタルバイオレツト、マラカイトグリーン等の
染料、ステアリン酸、アセタール樹脂、フエノキシ樹
脂、アルキツド樹脂等の可塑剤、ヘキサメチルジシラザ
ン、クロロメチルシラン等の接着助剤がある。
The positive photoresist composition of the present invention may optionally contain a dye, a plasticizer, and an adhesion aid. Specific examples thereof include dyes such as methyl violet, crystal violet, and malachite green; plasticizers such as stearic acid, acetal resins, phenoxy resins, and alkyd resins; and adhesion aids such as hexamethyldisilazane and chloromethylsilane. is there.

【0029】上記ポジ型フオトレジスト用組成物を精密
集積回路素子の製造に使用されるような基板(例:シリ
コン/二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーター等
の適当な塗布方法により塗布後、所定のマスクを通して
露光し、現像することにより良好なレジストを得ること
ができる。以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。なお、%は、他に指定
のない限り、重量%を示す。
The positive photoresist composition is applied onto a substrate (eg, silicon / silicon dioxide coating) to be used in the manufacture of precision integrated circuit devices by an appropriate application method such as a spinner or a coater. By exposing and developing through a mask, a good resist can be obtained. Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto. In addition,% shows weight% unless otherwise specified.

【0030】[0030]

【実施例】【Example】

(1)ノボラツク樹脂(A)の合成 m−クレゾール40g、p−クレゾール60g、37%
ホルマリン水溶液54.0g及びシユウ酸0.05gを
3つ口フラスコに仕込み、撹拌しながら100℃まで昇
温し、7時間反応させた。反応後室温まで冷却し30m
mHgまで減圧した。 次いで除々に150℃まで昇温
し、水及び未反応モノマーを除去した。得られたノボラ
ツク樹脂は平均分子量7900(ポリスチレン換算)で
あつた。
(1) Synthesis of novolak resin (A) 40 g of m-cresol, 60 g of p-cresol, 37%
54.0 g of formalin aqueous solution and 0.05 g of oxalic acid were charged into a three-necked flask, heated to 100 ° C. with stirring, and reacted for 7 hours. Cool down to room temperature after the reaction, 30m
The pressure was reduced to mHg. Next, the temperature was gradually raised to 150 ° C. to remove water and unreacted monomers. The obtained novolak resin had an average molecular weight of 7,900 (in terms of polystyrene).

【0031】(2)ノボラツク樹脂(B)の合成 m−クレゾール50重量%、p−クレゾール50重量%
及びホルマリン水溶液を用い上記(1)と同様にして合
成したクレゾールノボラツク樹脂(ポリスチレン換算の
分子量9400)を 「高分子合成の実験法」32頁
(木下雅悦、大津隆行共著:化学同人(1973))を
参考にして低分子量成分を分別し、ポリスチレン換算の
分子量10060のクレゾールノボラツク樹脂を得た。
(2) Synthesis of novolak resin (B) 50% by weight of m-cresol, 50% by weight of p-cresol
And a cresol novolak resin (molecular weight 9400 in terms of polystyrene) synthesized using a formalin aqueous solution in the same manner as in the above (1), "Experimental Method for Polymer Synthesis", page 32 (Masetsu Kinoshita, Takayuki Otsu: Chemical Dojin (1973) )), The low molecular weight components were separated to obtain a cresol novolak resin having a molecular weight of 10060 in terms of polystyrene.

【0032】(3)感光物aの合成 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフエノン11.5g、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリ
ド30.2g及びアセトン300mlを3つ口フラスコ
に仕込み、均一に溶解した。次いでトリエチルアミン/
アセトン=11.4g/50mlの混合液を徐々に滴下
し、25℃で3時間反応させた。反応混合液を1%塩酸
水溶液1500ml中に注ぎ、生じた沈澱物を濾別し、
水洗・乾燥(40℃)を行い、2,3,4−トリヒドロキ
シベンゾフエノンの1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホン酸エステル29.8gを得た。
(3) Synthesis of Photosensitive Material a 11.5 g of 2,3,4-trihydroxybenzophenone
30.2 g of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride and 300 ml of acetone were charged into a three-necked flask and uniformly dissolved. Then triethylamine /
A mixed solution of acetone = 11.4 g / 50 ml was gradually dropped, and reacted at 25 ° C. for 3 hours. The reaction mixture was poured into 1500 ml of a 1% aqueous hydrochloric acid solution, and the resulting precipitate was separated by filtration.
After washing with water and drying (40 ° C.), 1,2-naphthoquinonediazide-5 of 2,3,4-trihydroxybenzophenone
-29.8 g of sulfonic acid ester were obtained.

【0033】(4)感光物bの合成 2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフエノン1
2.3g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホ
ニルクロリド40.3g及びアセトン300mlを3つ
口フラスコに仕込み、均一に溶解した。次いでトリエチ
ルアミン/アセトン=15.2g/50mlの混合液を
徐々に滴下し、25℃で3時間反応させた。反応混合液
を1%塩酸水溶液1500ml中に注ぎ、生じた沈澱物
を濾別し、水洗・乾燥(40℃)を行い、2,3,4,
4’−テトラヒドロキシベンゾフエノンの1,2−ナフ
トキノンジアジド−5−スルホン酸エステル39.7g
を得た。
(4) Synthesis of Photosensitive Material b 2,3,4,4'-Tetrahydroxybenzophenone 1
2.3 g, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride (40.3 g) and acetone (300 ml) were charged into a three-necked flask and uniformly dissolved. Then, a mixed solution of triethylamine / acetone = 15.2 g / 50 ml was gradually added dropwise, and reacted at 25 ° C. for 3 hours. The reaction mixture was poured into 1500 ml of a 1% aqueous hydrochloric acid solution, and the resulting precipitate was separated by filtration, washed with water and dried (40 ° C.), and subjected to 2, 3, 4,
39.7 g of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester of 4'-tetrahydroxybenzophenone
I got

【0034】(5)合成例1 化合物[I−b]の合成 ジクロロアセトン25.4g(0.20モル)にフエノ
ール188g(2.0モル)を加え、45℃に加熱し
た。この反応液に塩化水素ガスを導入した。反応液が黄
色に呈色したところで加熱を止め、更に2時間塩化水素
ガスの導入を続けた。その後、赤褐色の反応混合物を減
圧下蒸留し、過剰のフエノールを留去させた。得られた
赤褐色固体残渣をn−ヘキサンにて洗浄し、更にカラム
クロマトグラフイー(充填剤:シリカゲル、溶離液:n
−ヘキサン/酢酸エチル=2/1)にて精製した。その
結果、白色粉末72gを得た。NMR(核磁気共鳴スペ
クトル)にて、この粉末が1,2,2,3−テトラキス
(4’−ヒドロキシフエニル)プロパン[I−b]であ
ることを確認した。
(5) Synthesis Example 1 Synthesis of Compound [Ib] To 25.4 g (0.20 mol) of dichloroacetone was added 188 g (2.0 mol) of phenol and heated to 45 ° C. Hydrogen chloride gas was introduced into the reaction solution. When the reaction liquid turned yellow, the heating was stopped and the introduction of hydrogen chloride gas was continued for another 2 hours. Thereafter, the red-brown reaction mixture was distilled under reduced pressure to remove excess phenol. The obtained red-brown solid residue was washed with n-hexane, and further subjected to column chromatography (filler: silica gel, eluent: n
-Hexane / ethyl acetate = 2/1). As a result, 72 g of a white powder was obtained. NMR (nuclear magnetic resonance spectrum) confirmed that the powder was 1,2,2,3-tetrakis (4′-hydroxyphenyl) propane [Ib].

【0035】(6)合成例2 化合物[I−c]の合成 4−ヒドロキシフエニルプロピオン酸66.5g(0.
40モル)と、塩化亜鉛16.4g(0.12モル)の
混合物を140℃に加熱し、溶融させた。これにフエノ
ール75.3g(0.80モル)を加え、140℃にて
6時間攪拌を続けた。その後、赤褐色反応混合物を氷水
1.5lに投入し、酢酸エチルにて抽出した。酢酸エチ
ル抽出液を乾燥後、濃縮し、得られた黒褐色粘稠オイル
をカラムクロマトグラフイー(充填剤:シリカゲル、溶
離液:n−ヘキサン/酢酸エチル=4/1)にて精製し
た。白色粉末(1,3−ビス(4’−ヒドロキシフエニ
ル)−1−プロパノン)
(6) Synthesis Example 2 Synthesis of Compound [Ic] 66.5 g of 4-hydroxyphenylpropionic acid (0.
40 mol) and 16.4 g (0.12 mol) of zinc chloride were heated to 140 ° C. and melted. To this, 75.3 g (0.80 mol) of phenol was added, and stirring was continued at 140 ° C. for 6 hours. Thereafter, the reddish-brown reaction mixture was poured into 1.5 l of ice water, and extracted with ethyl acetate. The ethyl acetate extract was dried and then concentrated, and the obtained dark brown viscous oil was purified by column chromatography (filler: silica gel, eluent: n-hexane / ethyl acetate = 4/1). White powder (1,3-bis (4'-hydroxyphenyl) -1-propanone)

【0036】[0036]

【化9】 Embedded image

【0037】55gを得た。55 g were obtained.

【0038】この1,3−ビス(4’−ヒドロキシフエ
ニル)−1−プロパノン48.5g(0.20モル)に
フエノール188g(2.0モル)及びチオグリコール
酸1mlを加え、50℃に加熱した。これに塩化水素ガ
スを7時間導入させた後、更に50℃にて10時間攪拌
を続けた。黒褐色反応混合物を減圧下蒸留し、過剰のフ
エノールを留去させた。得られた黒褐色固体をカラムク
ロマトグラフイー(充填剤:シリカゲル、溶離液:n−
ヘキサン/酢酸エチル=3/1)にて精製した。この結
果、白色粉末43gを得た。NMRにてこの白色粉末が
1,1,1,3−テトラキス(4’−ヒドロキシフエニ
ル)プロパン[I−c]であることを確認した。
To 48.5 g (0.20 mol) of 1,3-bis (4'-hydroxyphenyl) -1-propanone are added 188 g (2.0 mol) of phenol and 1 ml of thioglycolic acid, and the mixture is heated to 50 ° C. Heated. After hydrogen chloride gas was introduced into this for 7 hours, stirring was further continued at 50 ° C. for 10 hours. The dark brown reaction mixture was distilled under reduced pressure to remove excess phenol. The obtained black-brown solid was subjected to column chromatography (filler: silica gel, eluent: n-
Hexane / ethyl acetate = 3/1). As a result, 43 g of a white powder was obtained. NMR confirmed that this white powder was 1,1,1,3-tetrakis (4′-hydroxyphenyl) propane [Ic].

【0039】(7)合成例3 化合物[I−m]の合成 グルタル酸52.8g(0.40モル)と塩化亜鉛3
2.7g(0.24モル)の混合物を140℃に加熱
し、溶融させた。これにフエノール151g(1.6モ
ル)を加え、140℃にて6時間攪拌を続けた。その
後、赤褐色反応混合物を氷水1.5lに投入し、酢酸エ
チルにて抽出した。酢酸エチル抽出液を乾燥後、濃縮
し、得られた黒褐色粘稠オイルをカラムクロマトグラフ
イー(充填剤:シリカゲル、溶離液:n−ヘキサン/酢
酸エチル=3/1)にて精製した。白色粉末(1,5−
ビス(4’−ヒドロキシフエニル)−1,5−ペンタン
ジオン)
(7) Synthesis Example 3 Synthesis of Compound [Im] 52.8 g (0.40 mol) of glutaric acid and zinc chloride 3
2.7 g (0.24 mol) of the mixture was heated to 140 ° C. and melted. To this, 151 g (1.6 mol) of phenol was added, and stirring was continued at 140 ° C. for 6 hours. Thereafter, the reddish-brown reaction mixture was poured into 1.5 l of ice water, and extracted with ethyl acetate. The ethyl acetate extract was dried and concentrated, and the resulting black-brown viscous oil was purified by column chromatography (filler: silica gel, eluent: n-hexane / ethyl acetate = 3/1). White powder (1,5-
Bis (4'-hydroxyphenyl) -1,5-pentanedione

【0040】[0040]

【化10】 Embedded image

【0041】59gを得た。59 g were obtained.

【0042】この1,5−ビス(4’−ヒドロキシフエ
ニル)−1,5−ペンタンジオン56.9g(0.20
モル)にフエノール376g(4.0モル)及びチオグ
リコール酸2mlを加え、50℃に加熱した。これに塩
化水素ガスを8時間導入させた後、更に50℃にて12
時間攪拌を続けた。黒褐色反応混合物を減圧下蒸留し、
過剰のフエノールを留去させた。得られた黒褐色固体を
カラムクロマトグラフイー(充填剤:シリカゲル、溶離
液:n−ヘキサン/酢酸エチル=2/1)にて精製し
た。この結果、白色粉末56gを得た。NMRにてこの
白色粉末が1,1,1,5,5,5−ヘキサキス(4’
−ヒドロキシフエニル)ペンタン[I−m]であること
を確認した。
56.9 g of this 1,5-bis (4'-hydroxyphenyl) -1,5-pentanedione (0.20 g
376 g (4.0 mol) of phenol and 2 ml of thioglycolic acid were added to the mixture, and the mixture was heated to 50 ° C. After hydrogen chloride gas was introduced into this for 8 hours, it was further added at 50 ° C. for 12 hours.
Stirring was continued for hours. The dark brown reaction mixture was distilled under reduced pressure,
Excess phenol was distilled off. The resulting black-brown solid was purified by column chromatography (filler: silica gel, eluent: n-hexane / ethyl acetate = 2/1). As a result, 56 g of a white powder was obtained. According to NMR, this white powder was 1,1,1,5,5,5-hexakis (4 ′
-Hydroxyphenyl) pentane [I-m].

【0043】(7)ポジ型フオトレジスト組成物の調製
と評価 上記(1)、(2)で得られたクレゾールノボラツク樹
脂(A)もしくは(B)、上記(3)、(4)で得られ
た感光物aもしくはb及び表1に示す添加剤(1)〜
(6)を表2に示す割合でエチルセロソルブアセテート
15gに溶解し、0.2μmのミクロフイルターを用い
て濾過し、フオトレジスト組成物を調製した。このフオ
トレジスト組成物をスピナーを用いてシリコンウエハー
に塗布し、真空ホツトプレートで100℃、90秒間乾
燥して膜厚1.2μmのレジスト膜を得た。次にキヤノ
ン社製縮小投影露光装置FPA−1550を用いてテス
トチヤートマスクを介して露光し、2.38%のテトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で1分間現像
し、30秒間水洗して乾燥した。
(7) Preparation and Evaluation of Positive Photoresist Composition The cresol novolak resin (A) or (B) obtained in the above (1) or (2) and the cresol novolak resin obtained in the above (3) or (4) Photosensitive material a or b and additives (1) to
(6) was dissolved in 15 g of ethyl cellosolve acetate at the ratio shown in Table 2 and filtered using a 0.2 μm microfilter to prepare a photoresist composition. The photoresist composition was applied to a silicon wafer using a spinner, and dried on a vacuum hot plate at 100 ° C. for 90 seconds to obtain a 1.2 μm-thick resist film. Next, exposure was performed through a test chart mask using a reduction projection exposure apparatus FPA-1550 manufactured by Canon Inc., developed with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 1 minute, washed with water for 30 seconds, and dried.

【0044】このようにして得られたシリコンウエハー
のレジストパターンを走査型電子顕微鏡で観察し、レジ
ストを評価した。その結果を表3に示す。
The resist pattern on the silicon wafer thus obtained was observed with a scanning electron microscope to evaluate the resist. Table 3 shows the results.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【表2】 [Table 2]

【0047】[0047]

【表3】 [Table 3]

【0048】 感度は、0.70μmのマスクパターン
を再現する露光量の逆数をもつて定義し、比較例1の感
度に対する相対値で示した。残膜率は、未露光部の現像
前後の比の百分率で表した。解像力は、0.70μmの
マスクパターンを再現する露光量における限界解像力を
表す。耐熱性は、レジストがパターン形成されたシリコ
ンウエハーを対流オーブンで30分間ベークし、そのパ
ターンの変形が起こらない温度を示した。レジストの形
状は、0.70μmのレジストパターン断面におけるレ
ジスト壁面とシリコンウエハーの平面のなす角(Θ)で
表した。現像性については、表層剥離及び膜残渣が、観
察されず良好な場合を○、多く観察された場合を×、少
し観察された場合を△、で表した。これから判る様に、
本発明の添加剤()〜(3)を用いたレジストは、感
度、残膜率、解像力、耐熱性、レジスト形状及び現像性
が優れていた。
The sensitivity was defined as the reciprocal of the exposure amount for reproducing a mask pattern of 0.70 μm, and was shown as a relative value to the sensitivity of Comparative Example 1. The residual film ratio was expressed as a percentage of the ratio of the unexposed portion before and after development. The resolving power indicates a limit resolving power at an exposure amount for reproducing a mask pattern of 0.70 μm. The heat resistance was a temperature at which the resist-patterned silicon wafer was baked in a convection oven for 30 minutes and the pattern did not deform. The shape of the resist was represented by the angle (Θ) between the resist wall surface in the cross section of the resist pattern of 0.70 μm and the plane of the silicon wafer. Regarding the developability, ○ indicates that the surface layer peeling and film residue were not observed and was good, X indicates the case where many were observed, and Δ indicates that it was slightly observed. As you can see,
The resists using the additives ( 2 ) to (3) of the present invention were excellent in sensitivity, residual film ratio, resolution, heat resistance, resist shape and developability.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の添加剤を含有するポジ型フオト
レジストは解像力、感度、現像性、耐熱性に優れ、微細
加工用フオトレジストとして好適に用いられる。
The positive photoresist containing the additive of the present invention is excellent in resolution, sensitivity, developability and heat resistance and is suitably used as a photoresist for fine processing.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−12356(JP,A) 特開 平4−12357(JP,A) 特開 平5−265211(JP,A)Continuation of the front page (56) References JP-A-4-12356 (JP, A) JP-A-4-12357 (JP, A) JP-A-5-265211 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アルカリ可溶性樹脂、キノンジアジド化
合物及び下記一般式(I)で表される化合物を含有する
ことを特徴とするポジ型フオトレジスト組成物。 【化1】 ここで、 R〜R:同一でも異なっても良く水素原子、水酸
基、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基もしくは
アルケニル基、 R、R:水素原子、アルキル基もしくは a)c:0もしくは1、 b:0もしくは1〜4の整数、 を表す。但し、b=0、a=1のとき、R とR の両
方が水素原子である場合及びR とR のいずれか一方
が水素原子で、もう一方が炭素数1〜4のアルキル基を
表す場合を除く。また、b=1、a=1のときR とR
の両方が水素原子を表す場合を除く。また、b=2、
a=1、c=0のときR とR の両方が水素原 子を表
す場合を除く。
1. A positive photoresist composition comprising an alkali-soluble resin, a quinonediazide compound and a compound represented by the following general formula (I). Embedded image Here, R 1 to R 4 may be the same or different and may be a hydrogen atom, a hydroxyl group, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group or an alkenyl group, R 5 , R 6 : a hydrogen atom, an alkyl group or a) c: 0 or 1, b: 0 or an integer of 1 to 4, However, when b = 0 and a = 1 , both R 5 and R 6
Either one it is when it is hydrogen atom and R 5 and R 6
Is a hydrogen atom and the other is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Excludes cases where When b = 1 and a = 1, R 5 and R
Except when both 6 represent a hydrogen atom. Also, b = 2,
Table both hydrogen atom of R 5 and R 6 when a = 1, c = 0
Excluding the case.
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