JP2814721B2 - Positive radiation-sensitive resist composition - Google Patents

Positive radiation-sensitive resist composition

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JP2814721B2
JP2814721B2 JP2236845A JP23684590A JP2814721B2 JP 2814721 B2 JP2814721 B2 JP 2814721B2 JP 2236845 A JP2236845 A JP 2236845A JP 23684590 A JP23684590 A JP 23684590A JP 2814721 B2 JP2814721 B2 JP 2814721B2
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晴喜 尾崎
保則 上谷
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住友化学工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、紫外線、遠紫外線(エキシマーレーザー等
を含む)、電子線、イオンビーム、X線等の放射線に感
応し、集積回路の製作に好適に用いられるポジ型レジス
ト組成物に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention is sensitive to radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays (including excimer lasers, etc.), electron beams, ion beams, X-rays, etc. The present invention relates to a positive resist composition suitably used.

〈従来の技術〉 近年、集積回路については高集積化に伴う微細化が進
み、今やサブミクロンのパターン形成が要求されるに至
っており、解像力の向上が望まれている。従来、集積回
路の形成にはマスク密着方式が用いられてきたが、この
方式は2μmが限界といわれており、これに代わって、
縮小投影露光方式が注目されている。これは、マスター
マスク(レチクル)のパターンをレンズ系により縮小投
影して露光する方式であり、装置上はサブミクロンまで
の解像力が可能といわれている。しかしながら、この縮
小投影露光方式の問題点の一つとして、スループットの
低いことが挙げられる。すなわち、従来のマスク密着方
式のような一括露光方式と異なり、縮小投影露光方式は
分割繰り返し露光となるため、ウェハー1枚当たりの露
光トータル時間が長くなるという問題である。これを解
決する方法としては、装置の改良もされることながら、
用いるレジストの高感度化が最も重要である。高感度化
により露光時間が短縮できれば、スループットの向上、
ひいては歩留りの向上が達成されうる。
<Prior Art> In recent years, integrated circuits have been miniaturized in accordance with high integration, and submicron pattern formation has been demanded, and improvement in resolution is desired. Conventionally, a mask contact method has been used for forming an integrated circuit, but this method is said to have a limit of 2 μm.
Attention has been paid to a reduced projection exposure method. This is a method in which a pattern of a master mask (reticle) is reduced and projected by a lens system and exposed, and it is said that a resolution of up to submicron is possible on an apparatus. However, one of the problems of the reduced projection exposure method is that the throughput is low. In other words, unlike the conventional batch exposure method such as the mask contact method, the reduced projection exposure method involves repeated repetition exposure, which causes a problem that the total exposure time per wafer becomes long. As a method to solve this, while improving the device,
The most important thing is to increase the sensitivity of the resist used. If exposure time can be shortened by increasing sensitivity, throughput can be improved,
Consequently, an improvement in yield can be achieved.

一方、LSIの集積度の向上とともに配線の幅が微細化
され、そのためエッチングも、従来のウェットエッチン
グに代わり、ドライエッチングが主流となってきてい
る。このため、レジストの耐ドライエッチング性(耐熱
性)が従来以上に要求されるようになってきた。
On the other hand, as the integration degree of the LSI is improved, the width of the wiring is becoming finer. Therefore, the dry etching is becoming the mainstream instead of the conventional wet etching. For this reason, the dry etching resistance (heat resistance) of the resist has been required more than before.

〈発明が解決しようとする課題〉 こうした観点で現在用いられているポジ型フォトレジ
ストを見ると、感度、解像力及び耐熱性において、必ず
しも満足なものとはいえない。一般にポジ型フォトレジ
ストは、ネガ型フォトレジストに比べて感度が低く、そ
の改良が望まれている。高感度化を達成するためには、
例えば、ポジ型フォトレジストに用いられるアルカリ可
溶性樹脂の分子量を下げる方法が最も簡単であり、これ
によりアルカリ現像液に対する溶解速度が増し、見かけ
上レジストの感度は上がる。しかしこの方法では、非露
光部の膜減りが大きくなったり、(いわゆる残膜率の低
下)、パターン形状が悪化したり、露光部と非露光部の
現像液に対する溶解速度の差が小さくなることからく
る、いわゆるγ値の低下(現像力の低下)といった問題
点のほか、レジストの耐熱性が低下するという、不都合
な事態を生じる。このように現状では、感度、解像力及
び耐熱性のいずれをも兼ね備えたポジ型レジストはな
く、一つの性質を改良しようとすると、他のいずれかの
性質を犠牲にしなければならないという状況にある。
<Problems to be Solved by the Invention> Positive photoresists currently used from such a viewpoint are not always satisfactory in sensitivity, resolution and heat resistance. In general, positive photoresists have lower sensitivity than negative photoresists, and improvements are desired. In order to achieve high sensitivity,
For example, the simplest method is to lower the molecular weight of the alkali-soluble resin used in the positive photoresist, thereby increasing the dissolution rate in an alkali developer and apparently increasing the sensitivity of the resist. However, in this method, the film loss in the non-exposed area becomes large (so-called residual film ratio is reduced), the pattern shape is deteriorated, and the difference in the dissolution rate of the exposed part and the non-exposed part in the developing solution is reduced. In addition to the problems such as a decrease in the so-called γ value (a decrease in the developing power), there arises an inconvenience that the heat resistance of the resist decreases. As described above, at present, there is no positive resist having all of sensitivity, resolution and heat resistance, and in order to improve one property, it is necessary to sacrifice any of the other properties.

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、集
積回路製作用として、感度、解像力及び耐熱性に優れた
ポジ型感放射線性レジスト組成物を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a positive-type radiation-sensitive resist composition excellent in sensitivity, resolution and heat resistance as an integrated circuit manufacturing operation.

〈課題を解決するための手段〉 本発明者らは、特定の構造を有するフェノール化合物
をレジスト組成物の一成分として用いることにより、上
記課題が解決できることを見出し、本発明を完成した。
<Means for Solving the Problems> The present inventors have found that the above problems can be solved by using a phenol compound having a specific structure as one component of a resist composition, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、1,2−キノンジアジド化合物とア
ルカリ可溶性樹脂とを含有し、このアルカリ可溶性樹脂
が下記一般式(I)で示されるフェノール化合物を含有
する、ポジ型感放射線性レジスト組成物を提供するもの
である。
That is, the present invention provides a positive radiation-sensitive resist composition containing a 1,2-quinonediazide compound and an alkali-soluble resin, wherein the alkali-soluble resin contains a phenol compound represented by the following general formula (I). Is what you do.

式中、Rはアルキル基又はアルコキシ基を表し、nは
0以上3以下の数を表す。ここで、Rとしては特に、C1
〜C5のアルキル基、メトキシ基又はエトキシ基が好まし
い。また、nは1以上であるのが好ましい。
In the formula, R represents an alkyl group or an alkoxy group, and n represents a number of 0 or more and 3 or less. Here, particularly as R, C 1
Alkyl group -C 5, a methoxy group or an ethoxy group is preferred. Further, n is preferably 1 or more.

一般式(I)で示されるフェノール化合物の中でも、
特に下式(II)で示される化合物が好適である。
Among the phenol compounds represented by the general formula (I),
Particularly, a compound represented by the following formula (II) is preferable.

一般式(I)のフェノール化合物は、この式中の−OH
及び−(R)nを有するベンゼン環に相当するフェノー
ル類とテレフタルアルデヒドとを、酸触媒の存在下で脱
水結合させることにより、製造できる。ここで用いられ
るフェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾ
ール、キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノール、
エチルフェノール、t−ブチルフェノール、メトキシフ
ェノール、エトキシフェノールなどが挙げられる。ま
た、この縮合反応に用いられる酸触媒としては、例え
ば、塩酸、硫酸等の無機酸あるいは、シュウ酸、p−ト
ルエンスルホン酸等の有機酸が挙げられる。フェノール
類の使用量は、テレフタルアルデヒド1モルに対して通
常4〜80モル、好ましくは8〜40モルである。また酸触
媒の使用量は、テレフタルアルデヒド1モルに対し、0.
01〜0.7モルが好ましい。
The phenol compound of the general formula (I) is represented by the formula
And a phenol corresponding to a benzene ring having-(R) n and terephthalaldehyde can be produced by a dehydration bond in the presence of an acid catalyst. Examples of phenols used here include, for example, phenol, cresol, xylenol, 2,3,5-trimethylphenol,
Ethyl phenol, t-butyl phenol, methoxy phenol, ethoxy phenol and the like can be mentioned. Examples of the acid catalyst used in the condensation reaction include inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and organic acids such as oxalic acid and p-toluenesulfonic acid. The amount of the phenol used is usually 4 to 80 mol, preferably 8 to 40 mol, per 1 mol of terephthalaldehyde. The acid catalyst is used in an amount of 0.1 to 1 mole of terephthalaldehyde.
01-0.7 mol is preferred.

縮合反応は通常、30〜150℃で1〜30時間行われる。
この反応は、バルクで行っても、適当な溶媒を用いて行
ってもよい。この際用いられる溶媒としては、例えば、
水、エチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、
メチルセロソルブ、メチルイソブチルケトン、メチルエ
チルケトン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、ベ
ンゼン、トルエンなどが挙げられる。これらの中では、
ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、トルエンなど、
原料に対して貧溶媒であるものが特に好ましい。溶媒を
用いる場合、その量は、フェノール類とテレフタルアル
デヒドの総量100重量部当たり10〜700重量部が好まし
い。
The condensation reaction is usually performed at 30 to 150 ° C. for 1 to 30 hours.
This reaction may be performed in bulk or using a suitable solvent. As the solvent used at this time, for example,
Water, ethyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve,
Examples include methyl cellosolve, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, hexane, cyclohexane, heptane, benzene, toluene and the like. Among these,
Hexane, cyclohexane, heptane, toluene, etc.
Those which are poor solvents for the raw materials are particularly preferred. When a solvent is used, its amount is preferably from 10 to 700 parts by weight per 100 parts by weight of the total of phenols and terephthalaldehyde.

前記式(II)で示される化合物は、2,5−キシレノー
ルとテレフタルアルデヒドとの縮合反応により、合成で
きる。この場合、p−トルエンスルホン酸を触媒とし、
トルエンを溶媒とするのが好ましい。溶媒の好ましい使
用量は、2,5−キシレノール100重量部に対して50〜500
重量部である。2,5−キシレノールの好ましい使用量
は、テレフタルアルデヒド1モルに対して4〜10モルで
あり、p−トルエンスルホン酸の好ましい使用量は、テ
レフタルアルデヒド1モルに対して0.01〜0.1モル、よ
り好ましくは0.02〜0.06モルである。この縮合反応は、
50℃〜還流温度で5〜30時間行われる。
The compound represented by the formula (II) can be synthesized by a condensation reaction between 2,5-xylenol and terephthalaldehyde. In this case, using p-toluenesulfonic acid as a catalyst,
Preferably, toluene is used as the solvent. A preferred amount of the solvent is 50 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of 2,5-xylenol.
Parts by weight. The preferred use amount of 2,5-xylenol is 4 to 10 moles per 1 mole of terephthalaldehyde, and the preferred use amount of p-toluenesulfonic acid is 0.01 to 0.1 mole, more preferably 1 mole of terephthalaldehyde. Is from 0.02 to 0.06 mol. This condensation reaction is
The reaction is carried out at a temperature of 50 ° C. to reflux temperature for 5 to 30 hours.

以上の反応により得られた縮合生成物は、脱金属イオ
ンを行った後、再結晶又は再沈澱により精製できる。脱
金属イオンは、水と混合して分液する有機溶媒に生成物
を溶解させ、イオン交換水を用いて洗浄することによ
り、行うことができる。ここで用いる有機溶媒として
は、メチルイソブチルケトン、エチルセロソルブアセテ
ート、酢酸エチルなどが挙げられる。また脱金属イオン
は別途、水と混合して分液しない有機溶媒に生成物を溶
解させ、イオン交換水にチャージすること(再沈澱)に
よっても行える。ここで用いる有機溶媒としては、メタ
ノール、エタノール、アセトンなどが挙げられる。後者
の方法は、脱金属イオンと精製を同時に行えるという利
点がある。
The condensation product obtained by the above reaction can be purified by recrystallization or reprecipitation after demetalization. The demetalization ion can be performed by dissolving the product in an organic solvent which is mixed with water and separated, and washed with ion-exchanged water. Examples of the organic solvent used here include methyl isobutyl ketone, ethyl cellosolve acetate, and ethyl acetate. Demetalized ions can also be obtained by separately dissolving the product in an organic solvent which is not separated by mixing with water and charging the ion-exchanged water (reprecipitation). Examples of the organic solvent used here include methanol, ethanol, acetone and the like. The latter method has the advantage that demetalization and purification can be performed simultaneously.

本発明のポジ型感放射線性レジスト組成物において、
アルカリ可溶性樹脂は、前記一般式(I)で示されるフ
ェノール化合物を含有するが、通常はこのフェノール化
合物以外に他のアルカリ可溶性樹脂をも含有する。な
お、一般式(I)のフェノール化合物は、フェノール類
とテレフタルアルデヒドとの縮合により得られ、かつア
ルカリ可溶性であることから、特にポジ型感放射線性レ
ジスト組成物においては、樹脂成分に含めて考えるのが
好都合であるので、本明細書ではアルカリ可溶性樹脂の
一部とみなすこととする。
In the positive radiation-sensitive resist composition of the present invention,
The alkali-soluble resin contains the phenol compound represented by the general formula (I), and usually contains other alkali-soluble resins in addition to the phenol compound. Since the phenol compound of the general formula (I) is obtained by condensation of phenols and terephthalaldehyde and is alkali-soluble, it is considered to be included in the resin component especially in a positive radiation-sensitive resist composition. For convenience, it will be considered herein as part of the alkali-soluble resin.

一般式(I)で示されるフェノール化合物の含量は、
それを含むアルカリ可溶性樹脂の全量、すなわち一般式
(I)のフェノール化合物と他のアルカリ可溶性樹脂と
の合計量100重量部に対して、4重量部以上、さらには1
0〜40重量部であるのが好ましい。一般式(I)で示さ
れるフェノール化合物の含量がアルカリ可溶性樹脂の全
量100重量部に対して4重量部未満であると、アルカリ
水溶液からなる現像液に対する溶解性が落ちるので、現
像が困難となり、また40重量部を越える場合には、放射
線が照射されていない部分も現像液に溶けやすくなるの
で、パターニングが困難となる。
The content of the phenol compound represented by the general formula (I) is
4 parts by weight or more, more preferably 1 part by weight, based on the total amount of the alkali-soluble resin containing it, that is, 100 parts by weight of the total amount of the phenol compound of the general formula (I) and the other alkali-soluble resin.
It is preferably from 0 to 40 parts by weight. When the content of the phenolic compound represented by the general formula (I) is less than 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the alkali-soluble resin, the solubility in a developing solution composed of an alkaline aqueous solution is reduced, so that development becomes difficult. If the amount exceeds 40 parts by weight, the portion not irradiated with the radiation is easily dissolved in the developing solution, so that patterning becomes difficult.

一般式(I)のフェノール化合物とともに用いられる
アルカリ可溶性樹脂は特に限定されないが、例えば、ポ
リビニルフェノールやノボラック樹脂などが挙げられ
る。
The alkali-soluble resin used together with the phenol compound of the general formula (I) is not particularly limited, and examples thereof include polyvinyl phenol and novolak resin.

ノボラック樹脂は、例えば、フェノール、o−クレゾ
ール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,5−キシレ
ノール、3,5−キシレノール、3,4−キシレノール、2,3,
5−トリメチルフェノール、4−t−ブチルフェノー
ル、2−t−ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノ
ール、3−エチルフェノール、2−エチルフェノール、
4−エチルフェノール、2−ナフトール、1,3−ジヒド
ロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、1,5
−ジヒドロキシナフタレン等のフェノール類を、単独で
又は2種以上組み合わせて、ホルムアルデヒド等のアル
デヒド類と常法により縮合させた樹脂である。この縮合
反応は通常、60〜120℃で2〜30時間行われる。この反
応には、触媒として、有機酸、無機酸、二価金属塩など
が用いられる。触媒の具体例としては、シュウ酸、塩
酸、硫酸、過塩素酸、p−トルエンスルホン酸、トリク
ロル酢酸、リン酸、蟻酸、酢酸亜鉛、酢酸マグネシウム
などが挙げられる。また、反応はバルクで行っても、適
当な溶媒を用いて行ってもよい。
Novolak resins are, for example, phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,5-xylenol, 3,5-xylenol, 3,4-xylenol, 2,3,
5-trimethylphenol, 4-t-butylphenol, 2-t-butylphenol, 3-t-butylphenol, 3-ethylphenol, 2-ethylphenol,
4-ethylphenol, 2-naphthol, 1,3-dihydroxynaphthalene, 1,7-dihydroxynaphthalene, 1,5
-A resin obtained by condensing phenols such as dihydroxynaphthalene alone or in combination of two or more with aldehydes such as formaldehyde by an ordinary method. This condensation reaction is usually performed at 60 to 120 ° C for 2 to 30 hours. In this reaction, an organic acid, an inorganic acid, a divalent metal salt, or the like is used as a catalyst. Specific examples of the catalyst include oxalic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, perchloric acid, p-toluenesulfonic acid, trichloroacetic acid, phosphoric acid, formic acid, zinc acetate, and magnesium acetate. Further, the reaction may be performed in bulk or using an appropriate solvent.

中でもノボラック樹脂としては、晶析、分別等によ
り、そのゲル浸透クロマトグラフィー(以下、GPCと略
す)(UV254nmの検出器を使用)によるポリスチレン換
算分子量が900以下の成分のパターン面積比を、全パタ
ーン面積に対して25%以下としたものが、好ましい。
Above all, as a novolak resin, the pattern area ratio of components having a polystyrene-equivalent molecular weight of 900 or less by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC) (using a UV254 nm detector) by crystallization, fractionation, etc. It is preferable that the ratio is 25% or less based on the area.

本発明のポジ型感放射線性レジスト組成物に用いられ
る1,2−キノンジアジド化合物は特に限定されないが、
例えば1,2−ベンゾキノンジアジド−4スルホン酸エス
テル、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エ
ステル、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸
エステルなどが挙げられる。これらのエステル類は、公
知の方法、例えば、1,2−ナフトキノンジアジドスルホ
ニルクロライドやベンゾキノンジアジドスルホニルクロ
ライドとヒドロキシル基を有する化合物とを、弱アルカ
リの存在下で縮合させることにより得られる。これらの
1,2−キノンジアジド化合物は、単独で又は2種以上混
合して用いることができる。
The 1,2-quinonediazide compound used in the positive radiation-sensitive resist composition of the present invention is not particularly limited,
For example, 1,2-benzoquinonediazide-4sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester and the like can be mentioned. These esters can be obtained by a known method, for example, by condensing 1,2-naphthoquinonediazidosulfonyl chloride or benzoquinonediazidosulfonyl chloride with a compound having a hydroxyl group in the presence of a weak alkali. these
The 1,2-quinonediazide compounds can be used alone or as a mixture of two or more.

ここで、キノンジアジドスルホン酸エステル化される
ヒドロキシル基を有する化合物の例としては、ハイロキ
ノン、レゾルシン、フロログルシン、2,4−ジヒドロキ
シベンゾフェノン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェ
ノン、2,3,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン、
2,2′,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン、ビス
(p−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,4−シヒ
ドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロ
キシフェニル)メタン、2,2−ビス(p−ヒドロキシフ
ェニル)プロパン、2,2−ビス(2,4−ジヒドロキシフェ
ニル)プロパン、2,2−ビス(2,3,4−トリヒドロキシフ
ェニル)プロパン、式 (式中、qは0以上4以下の数を表し、rは1以上5以
下の数を表し、R1、R2及びR3はそれぞれ、水素原子、ア
ルキル基、アルケニル基、シクロヘキシル基又はアリー
ル基を表す) で示されるオキシフラバン類などが挙げられる。
Here, examples of the compound having a hydroxyl group to be quinonediazide sulfonic acid esterified include hyloquinone, resorcin, phloroglucin, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, and 2,3,4,4. '-Tetrahydroxybenzophenone,
2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, bis (p-hydroxyphenyl) methane, bis (2,4-cyhydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, 2 2,2-bis (p-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (2,4-dihydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, formula (In the formula, q represents a number of 0 or more and 4 or less, r represents a number of 1 or more and 5 or less, and R 1 , R 2 and R 3 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cyclohexyl group or an aryl group. Oxyflavans represented by the following formulas:

ポジ型感放射線性レジスト組成物の調製は、一般式
(I)のフェノール化合物を含有するアルカリ可溶性樹
脂及び1,2−キノンジアジド化合物を、適当な溶剤に混
合し、溶解することにより行われる。アルカリ可溶性樹
脂と1,2−キノンジアジド化合物の割合は、一般式
(I)のフェノール化合物を含むアルカリ可溶性樹脂10
0重量部に対し、1,2−キノンジアジド化合物が通常5〜
100重量部、好ましくは10〜50重量部である。1,2−キノ
ンジアジド化合物の配合量が5重量部未満の場合、アル
カリ性水溶液からなる現像液に溶けやすくなるので、パ
ターニングが困難となり、また100重量部を超える場合
は、短時間の放射線照射では存在する1,2−キノンジア
ジド化合物のすべてを分解することができず、結果的に
放射線照射量を多くしなければならなくなり、感度の低
下を招く。
The preparation of the positive radiation-sensitive resist composition is carried out by mixing and dissolving an alkali-soluble resin containing a phenol compound of the general formula (I) and a 1,2-quinonediazide compound in a suitable solvent. The ratio of the alkali-soluble resin to the 1,2-quinonediazide compound is determined by the ratio of the alkali-soluble resin containing the phenol compound of the general formula (I) to 10%.
The amount of the 1,2-quinonediazide compound is usually 5 to 5 parts by weight.
It is 100 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight. When the compounding amount of the 1,2-quinonediazide compound is less than 5 parts by weight, it becomes easy to dissolve in a developing solution composed of an alkaline aqueous solution, so that patterning becomes difficult. However, all of the 1,2-quinonediazide compounds cannot be decomposed, and as a result, the radiation dose must be increased, resulting in a decrease in sensitivity.

また用いる溶剤は、適当な乾燥速度で蒸発し、均一で
平滑な塗膜を与えるものがよい。そのような溶剤として
は、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブア
セテート、エチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロ
ピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸
ブチル、メチルイソブチルケトン、キシレンなどが挙げ
られる。これらの溶剤は、それぞれ単独で、又は2種以
上混合して用いることができる。
The solvent used is preferably one that evaporates at an appropriate drying rate to give a uniform and smooth coating film. Examples of such a solvent include ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether acetate, butyl acetate, methyl isobutyl ketone, and xylene. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

以上のようにして得られるポジ型感放射線性レジスト
組成物は、さらに必要に応じて、付加物として少量の樹
脂や染料などが添加されていてもよい。
The positive-working radiation-sensitive resist composition obtained as described above may further contain a small amount of a resin or a dye as an additive if necessary.

〈発明の効果〉 本発明の感放射線性レジスト組成物は、既存のレジス
ト組成物に比べ、感度に優れ、かつ解像力及び耐熱性が
向上したものとなる。
<Effects of the Invention> The radiation-sensitive resist composition of the present invention has excellent sensitivity and improved resolving power and heat resistance as compared with existing resist compositions.

〈実施例〉 次に実施例をあげて、本発明をさらに具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定され
るものではない。例中にある%及び部は、特にことわら
ないかぎり重量基準である。
<Examples> Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The percentages and parts in the examples are by weight unless otherwise indicated.

合成例1 撹拌器、冷却管、水分離器及び温度計を装着した500m
l三つ口フラスコに、2,5−キシレノール97.74g、テレフ
タルアルデヒド10.73g、トルエン195.5g、及びp−トル
エンスルホン酸0.8gを仕込み、還流下で縮合水を除去し
ながら5時間反応させた。その後、室温まで冷却してか
ら濾過し、トルエン350ccで3回洗浄し、60℃で乾燥さ
せた。生成物の得量は45.2g、収率は96.2%(テレフタ
ルアルデヒド基準)であった。
Synthesis Example 1 500m equipped with stirrer, cooling pipe, water separator and thermometer
l A three-necked flask was charged with 97.74 g of 2,5-xylenol, 10.73 g of terephthalaldehyde, 195.5 g of toluene, and 0.8 g of p-toluenesulfonic acid, and reacted under reflux for 5 hours while removing condensed water. Thereafter, the mixture was cooled to room temperature, filtered, washed three times with 350 cc of toluene, and dried at 60 ° C. The amount of the obtained product was 45.2 g, and the yield was 96.2% (based on terephthalaldehyde).

マススペクトル: m/e 586(M+) 合成例2 内容積1000mlの三つ口フラスコに、メタクレゾール14
9g、パラクレゾール121g、エチルセロソルブアセテート
252g、及び5%シュウ酸水溶液30.4gを仕込み、還流下
で加熱撹拌しながら、37%ホルマリン147.8gを40分かけ
て滴下し、その後さらに7時間加熱撹拌して、反応させ
た。次いで、中和、水洗、脱水して、ノボラック樹脂の
エチルセロソルブアセテート溶液を得た。GPCによるポ
リスチレン換算重量平均分子量は9,600であった。
Mass spectrum: m / e 586 (M + ) Synthesis Example 2 Metacresol 14 was placed in a three-necked flask with an internal volume of 1000 ml.
9 g, paracresol 121 g, ethyl cellosolve acetate
252 g and 30.4 g of a 5% oxalic acid aqueous solution were charged, and 147.8 g of 37% formalin was added dropwise over 40 minutes while heating and stirring under reflux, and then the mixture was further heated and stirred for 7 hours to react. Then, the mixture was neutralized, washed with water and dehydrated to obtain a solution of novolak resin in ethyl cellosolve acetate. The weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC was 9,600.

合成例3 合成例2で得られたノボラック樹脂のエチルセロソル
ブアセテート溶液(ノボラック樹脂の含量41.2g)120g
を3の底抜きセパラブルフラスコに仕込み、さらにエ
チルセロソルブアセテート868.8gとノルマルヘプタン54
4.6gを加えて、20℃で30分間撹拌後、静置、分液した。
分液で得られた下層中のノルマルヘプタンをエバポレー
ターにより除去して、ノボラック樹脂のエチルセロソル
ブアセテート溶液を得た。GPCによるポリスチレン換算
重量平均分子量は15,000であった。なお、この分別操作
により、低分子量ノボラックは75%除去された。得られ
たノボラック樹脂のGPCによるポリスチレン換算分子量9
00以下の成分の面積比は7%であった。
Synthesis Example 3 120 g of a solution of the novolak resin obtained in Synthesis Example 2 in ethyl cellosolve acetate (novolak resin content: 41.2 g)
Into a separable flask without bottom, and further add 868.8 g of ethyl cellosolve acetate and 54 of normal heptane.
4.6 g was added, and the mixture was stirred at 20 ° C. for 30 minutes, allowed to stand, and separated.
Normal heptane in the lower layer obtained by liquid separation was removed by an evaporator to obtain a solution of novolak resin in ethyl cellosolve acetate. The weight average molecular weight in terms of polystyrene by GPC was 15,000. In addition, 75% of the low molecular weight novolak was removed by this separation operation. The obtained novolak resin has a polystyrene equivalent molecular weight of 9 by GPC.
The area ratio of the components below 00 was 7%.

実施例1〜2 合成例1で得られたフェノール化合物、及び合成例2
又は3で得られたノボラック樹脂を各々、感光剤ととも
に表−1に示す組成で、エチルセロソルブアセテートに
溶かして、レジスト組成物を調合した。なお溶媒量は、
以下に示す塗布条件で膜厚が1.28μmとなるように調整
した。これらの各組成物を0.2μmのテフロン製フィル
ターで濾過して、レジスト液を調製した。
Examples 1-2 Phenol compounds obtained in Synthesis Example 1 and Synthesis Example 2
Alternatively, each of the novolak resins obtained in 3 was dissolved together with a photosensitive agent in ethyl cellosolve acetate with the composition shown in Table 1 to prepare a resist composition. The solvent amount is
The film thickness was adjusted to 1.28 μm under the following coating conditions. Each of these compositions was filtered through a 0.2 μm Teflon filter to prepare a resist solution.

これらのレジスト液を、常法により洗浄したシリコン
ウェハーに、回転塗布機を用いて4,000r.p.m.で塗布し
た。次いで、このシリコンウェハーを100℃の真空吸着
型ホットプレートで1分間ベークした。その後、超高圧
水銀灯を光源とする縮小投影露光装置を用い、ショット
毎に露光時間を段階的に変えてパターニング露光した。
次いで、住友化学工業(株)製の現像液SOPD(商品名)
を用いて現像し、さらにリンス、乾燥した。
These resist solutions were applied at 4,000 rpm to a silicon wafer cleaned by a conventional method using a spin coater. Next, the silicon wafer was baked on a vacuum suction type hot plate at 100 ° C. for 1 minute. Thereafter, patterning exposure was performed using a reduction projection exposure apparatus using an ultra-high pressure mercury lamp as a light source while changing the exposure time stepwise for each shot.
Next, a developer SOPD (trade name) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
And then rinsed and dried.

各ショットの膜減り量と露光時間をプロットして、感
度を求めた。また、未露光部の残膜厚から残膜率を求め
た。現像後のレジストパターンの付いたシリコンウェハ
ーを、種々の温度に設定したクリーンオーブン中に空気
雰囲気下で30分間放置し、その後走査型電子顕微鏡で観
察して、レジストパターンがだれはじめたときのクリー
ンオーブン内の温度で耐熱性を評価した。さらに、ライ
ンアンドスペースを解像する縮小線幅を解像度とした。
The sensitivity was determined by plotting the amount of film loss and the exposure time for each shot. The remaining film ratio was determined from the remaining film thickness of the unexposed portion. The silicon wafer with the developed resist pattern is left in a clean oven set at various temperatures in an air atmosphere for 30 minutes, and then observed with a scanning electron microscope. The heat resistance was evaluated at the temperature in the oven. Further, the reduced line width for resolving the line and space was defined as the resolution.

比較例1〜2 フェノール化合物を添加しない以外は実施例1と同様
にして、レジスト液の調製、塗布、露光及び現像を行っ
た。そして、実施例1と同じ方法で、感度、残膜率及び
解像度を求めるとともに、耐熱性を評価した。
Comparative Examples 1-2 A resist solution was prepared, coated, exposed and developed in the same manner as in Example 1 except that no phenol compound was added. Then, in the same manner as in Example 1, the sensitivity, the remaining film ratio, and the resolution were determined, and the heat resistance was evaluated.

以上の実施例及び比較例の結果をまとめて表−1に示
す。表−1から明らかなように、実施例のレジスト組成
物は、比較例のものに比べて、感度、解像力、残膜率及
び耐熱性のバランスに優れていることが認められた。
Table 1 summarizes the results of the above Examples and Comparative Examples. As is clear from Table 1, it was recognized that the resist compositions of the examples had a better balance of sensitivity, resolution, residual film ratio and heat resistance than those of the comparative examples.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一般式(I) 〔式中、Rはアルキル基又はアルコキシ基を表し、nは
0以上3以下の数を表す〕 で示されるフェノール化合物を含有するアルカリ可溶性
樹脂、及び1,2−キノンジアジド化合物を含有すること
を特徴とするポジ型感放射線性レジスト組成物。
1. The compound of the general formula (I) [Wherein, R represents an alkyl group or an alkoxy group, and n represents a number of 0 or more and 3 or less] characterized in that it contains an alkali-soluble resin containing a phenolic compound represented by the formula: and a 1,2-quinonediazide compound. Positive radiation-sensitive resist composition.
【請求項2】一般式(I)のフェノール化合物が、下式
(II) で示される請求項1に記載のポジ型感放射線性レジスト
組成物。
2. The phenolic compound of the general formula (I) has the following formula (II) The positive radiation-sensitive resist composition according to claim 1, wherein
【請求項3】アルカリ可溶性樹脂の全量100重量部に対
し、一般式(I)又は式(II)で示されるフェノール化
合物を4〜40重量部含有する請求項1又は2に記載のポ
ジ型感放射線性レジスト組成物。
3. The positive-type impression according to claim 1, wherein the phenol compound represented by the general formula (I) or (II) is contained in an amount of 4 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the alkali-soluble resin. Radiation resist composition.
【請求項4】アルカリ可溶性樹脂がノボラック樹脂を含
有し、該ノボラック樹脂のゲル浸透クロマトグラフィー
(UV254nmの検出器を使用)によるポリスチレン換算分
子量900以下の成分のパターン面積が、該ノボラック樹
脂のゲル浸透クロマトグラフィーの全パターン面積に対
して25%以下である請求項1、2又は3に記載のポジ型
感放射線性レジスト組成物。
4. The alkali-soluble resin contains a novolak resin, and the pattern area of a component having a molecular weight of 900 or less in terms of polystyrene determined by gel permeation chromatography (using a detector of UV 254 nm) of the novolak resin is determined by gel permeation of the novolak resin. 4. The positive radiation-sensitive resist composition according to claim 1, wherein the content is 25% or less based on the total pattern area of the chromatography.
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