JP3019484B2 - Photoresist composition - Google Patents

Photoresist composition

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JP3019484B2
JP3019484B2 JP3170199A JP17019991A JP3019484B2 JP 3019484 B2 JP3019484 B2 JP 3019484B2 JP 3170199 A JP3170199 A JP 3170199A JP 17019991 A JP17019991 A JP 17019991A JP 3019484 B2 JP3019484 B2 JP 3019484B2
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峰雄 西
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一般に放射線に感応する
フォトレジスト組成物に関するものであり、詳しくはベ
ース樹脂、感放射線化合物及び溶媒からなるフォトレジ
スト組成物の改良に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to radiation-sensitive photoresist compositions, and more particularly to improvements in photoresist compositions comprising a base resin, a radiation-sensitive compound, and a solvent.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路は年を追うごとに高集積度化さ
れ、ダイナミックランダムアクセスメモリー(DRA
M)を例にとれば、現在では、4Mビットの記憶容量を
持つものの本格生産が開始されている。それに伴い集積
回路の生産に不可欠のフォトリソグラフィー技術に対す
る要求も年々厳しくなってきており、例えば、1Mビッ
トDRAMの生産には、1μmレベルのリソグラフィー
技術が必要とされ、4M、16MDRAMにおいては、
それぞれ、0.8μm、0.5μmレベルのリソグラフ
ィー技術が必要とされるといわれている。
2. Description of the Related Art Integrated circuits are becoming highly integrated with each passing year, and dynamic random access memories (DRA) are being developed.
Taking M) as an example, full-scale production has been started at present with a storage capacity of 4 Mbits. As a result, the demand for photolithography technology, which is indispensable for the production of integrated circuits, is increasing year by year. For example, the production of 1 Mbit DRAM requires a lithography technology of 1 μm level.
It is said that lithography techniques of 0.8 μm and 0.5 μm level are required, respectively.

【0003】近年この要求に応える高解像フォトレジス
トが種々開発されている。これらの高解像フォトレジス
トは一般的には従来のフォトレジストに比較し、感放射
線化合物の配合割合を高くする、又は感放射線化合物分
子中の感放射線基の導入量を高くする等の手法にて高解
像性を達成している。しかしながら、これに伴い、フォ
トレジスト溶液を調製する際の溶媒への溶解性が低下
し、フォトレジスト溶液が調製できない、又は保存安定
性が低下し短時間にて微粒子が発生する等の問題点があ
り、実用上好ましくない。
In recent years, various high-resolution photoresists have been developed to meet this demand. These high-resolution photoresists are generally used in such methods as increasing the proportion of the radiation-sensitive compound or increasing the amount of radiation-sensitive groups introduced into the radiation-sensitive compound molecules, as compared to conventional photoresists. To achieve high resolution. However, along with this, the solubility in a solvent when preparing a photoresist solution is reduced, and the photoresist solution cannot be prepared, or storage stability is reduced and fine particles are generated in a short time. Yes, not practically preferable.

【0004】又、高解像性のフォトレジストとして、低
分子量のノボラック樹脂のキノンジアジドスルホン酸エ
ステル化物を感放射線化合物として含有するフォトレジ
ストが提案されているが、保存安定性或は塗布性等の点
で未だ十分な検討がなされていない。一方、従来フォト
レジスト組成物に使用されていた溶媒であるエチルセロ
ソルブアセテートは近年安全性の問題が指摘されてお
り、これにかわる溶媒が求められている。例えば、特開
昭62−123444号公報には、感放射線性樹脂組成
物の溶媒としてモノオキシモノカルボン酸エステル類を
使用することが開示されており、かかる溶媒に含まれる
乳酸エチルは、近年、安全性の高い溶媒として提案され
ているが、フォトレジスト溶液の粘性が高くなり、近年
LSI製造用に使用され始めた大口径ウェハーでは、ウ
ェハー面内の塗布均一性が悪くなり、工業的な価値が低
減されるという問題点が提起されている。
As a high-resolution photoresist, a photoresist containing a quinonediazide sulfonic acid ester of a low molecular weight novolak resin as a radiation-sensitive compound has been proposed. In this respect, sufficient studies have not been made yet. On the other hand, ethyl cellosolve acetate, which is a solvent conventionally used in photoresist compositions, has recently been pointed out as having a problem of safety, and an alternative solvent has been required. For example, JP-A-62-123444 discloses that a monooxymonocarboxylic acid ester is used as a solvent for a radiation-sensitive resin composition, and ethyl lactate contained in such a solvent has recently been used. Although it has been proposed as a highly safe solvent, the viscosity of the photoresist solution has increased, and large-diameter wafers that have recently begun to be used for LSI manufacturing have suffered from poor coating uniformity within the wafer surface, resulting in an industrial value. There is a problem that is reduced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低分子量の
ノボラック樹脂のキノンジアジドスルホン酸エステル化
物を感放射線化合物とする高解像性のフォトレジストを
前提とするものであって、溶媒として安全性上問題がな
い溶媒を使用し、しかも保存安定性が良好で、適度な粘
性を有し、塗布均一性の良好なフォトレジストを提供す
るものである。本発明者等は、かかる目的を達成するべ
く検討の結果、特定の溶媒を使用することにより所期の
目的を達成しうることを見い出した。
The present invention is based on the premise that a high-resolution photoresist using a quinonediazidesulfonic acid ester of a low-molecular-weight novolak resin as a radiation-sensitive compound is used. An object of the present invention is to provide a photoresist that uses a solvent having no problem, has good storage stability, has appropriate viscosity, and has good coating uniformity. The present inventors have studied to achieve such an object, and as a result, have found that the intended object can be achieved by using a specific solvent.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の要旨は、ベー
ス樹脂、感放射線化合物及び溶媒を含有するフォトレジ
スト組成物において、感放射線化合物として重量平均分
子量300〜4000のノボラック樹脂類の水酸基の少
なくとも一部がエステル化されたキノンジアジドスルホ
ン酸エステル化物を用い、しかも溶媒として、3−オキ
シプロピオン酸低級アルキルエステル及び/又は3−低
級アルコキシプロピオン酸低級アルキルエステルを用い
ることを特徴とするフォトレジスト組成物に存する。
SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to provide a photoresist composition containing a base resin, a radiation-sensitive compound and a solvent, wherein at least one hydroxyl group of a novolak resin having a weight-average molecular weight of 300 to 4000 is used as the radiation-sensitive compound. A photoresist composition using a partially esterified quinonediazide sulfonic acid ester and using, as a solvent, a lower alkyl ester of 3-oxypropionic acid and / or a lower alkyl ester of 3-lower alkoxypropionic acid. Exists.

【0007】以下、本発明を更に詳細に説明する。本発
明に於けるベース樹脂は一般的にはアルカリ可溶性樹脂
であり、より具体的には、ノボラック樹脂が用いられ
る。ノボラック樹脂としては、フェノール、レゾルシノ
ール、カテコール等のフェノール類;o−クレゾール、
m−クレゾール、p−クレゾール、3−エチルフェノー
ル、2,5−キシレノール、3,5−キシレノール等の
アルキルフェノール類;2−メトキシフェノール、4−
メトキシフェノール、4−フェノキシフェノール等のア
ルコキシ又はアリルオキシフェノール類;α−ナフトー
ル、β−ナフトール、3−メチル−α−ナフトール等の
アルキル基で置換されていてもよいナフトール類;1,
3−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジヒドロキシ−2
−メチルベンゼン、1,2,3−トリヒドロキシベンゼ
ン、1,2,3−トリヒドロキシ−5−メチルベンゼ
ン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン等のアルキル
基で置換されていてもよいポリヒドロキシベンゼン類等
のヒドロキシ芳香族化合物をフォルムアルデヒド、パラ
フォルムアルデヒド、アセトアルデヒド等の脂肪族アル
デヒド類、ベンズアルデヒド等の芳香族アルデヒド類、
アセトン等のアルキルケトン類等のカルボニル化合物と
を、例えば塩酸、硫酸、しゅう酸等の酸性触媒の存在
下、加熱し、重縮合させることにより製造されたものが
挙げられる。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The base resin in the present invention is generally an alkali-soluble resin, and more specifically, a novolak resin is used. Novolak resins include phenols such as phenol, resorcinol and catechol; o-cresol,
alkylphenols such as m-cresol, p-cresol, 3-ethylphenol, 2,5-xylenol and 3,5-xylenol; 2-methoxyphenol, 4-methoxyphenol
Alkoxy or allyloxyphenols such as methoxyphenol and 4-phenoxyphenol; naphthols which may be substituted with an alkyl group such as α-naphthol, β-naphthol, 3-methyl-α-naphthol;
3-dihydroxybenzene, 1,3-dihydroxy-2
Polyhydroxy which may be substituted with an alkyl group such as -methylbenzene, 1,2,3-trihydroxybenzene, 1,2,3-trihydroxy-5-methylbenzene and 1,3,5-trihydroxybenzene Formaldehyde, paraformaldehyde, aliphatic aldehydes such as acetaldehyde, aromatic aldehydes such as benzaldehyde,
Examples thereof include those produced by heating and polycondensing a carbonyl compound such as an alkyl ketone such as acetone in the presence of an acidic catalyst such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and oxalic acid.

【0008】尚、上記ヒドロキシ芳香族化合物は本発明
に悪影響を与えないかぎりハロゲン原子、ニトロ基、エ
ステル基等の置換基を有していても良い。又、これらの
樹脂は必要に応じ、更に水素等により還元し、短波長領
域の吸光を低くしたものを用いても良い。ベース樹脂の
最適な重量平均分子量は通常2000〜30000、好
ましくは3000〜20000であり、しかも後述する
感放射線化合物の母体であるノボラック樹脂の分子量よ
り大きく、両者は明確に区別されるものである。
The hydroxy aromatic compound may have a substituent such as a halogen atom, a nitro group and an ester group as long as the compound does not adversely affect the present invention. If necessary, these resins may be further reduced with hydrogen or the like to reduce the absorption in the short wavelength region. The optimum weight average molecular weight of the base resin is usually from 2,000 to 30,000, preferably from 3,000 to 20,000, and is larger than the molecular weight of the novolak resin which is the parent of the radiation-sensitive compound described later, so that both are clearly distinguished.

【0009】本発明に於いては、感放射線化合物とし
て、重量平均分子量が300〜4000のノボラック樹
脂類の水酸基の少なくとも一部がエステル化されたキノ
ンジアジドスルホン酸エステル化物を用いることを必須
の要件とする。重量平均分子量300〜4000のノボ
ラック樹脂類としては、ベース樹脂として例示された如
きヒドロキシ芳香族化合物とカルボニル化合物の重縮合
物であるノボラック樹脂であって、しかも重量平均分子
量が300〜4000のものが挙げられる。かかるノボ
ラック樹脂類は、水酸基の少なくとも一部がキノンジア
ジドスルホン酸化合物でエステル化されている必要があ
り、好ましくは、キノンジアジドスルホン酸エステル化
物のエステル化率〔(キノンジアジドスルホン酸エスル
テ化物1分子当たりのキノンジアジドスルホン基数)×
100/(ノボラック樹脂1分子当たりの水酸基数)〕
が35〜90%である。
In the present invention, it is essential to use, as a radiation-sensitive compound, a quinonediazide sulfonic acid ester obtained by esterifying at least a part of hydroxyl groups of a novolak resin having a weight-average molecular weight of 300 to 4000. I do. The novolak resins having a weight average molecular weight of 300 to 4000 are novolak resins which are polycondensates of a hydroxy aromatic compound and a carbonyl compound as exemplified as the base resin, and have a weight average molecular weight of 300 to 4000. No. In such novolak resins, it is necessary that at least a part of the hydroxyl groups is esterified with a quinonediazidesulfonic acid compound. Number of sulfone groups) ×
100 / (number of hydroxyl groups per molecule of novolak resin)]
Is 35 to 90%.

【0010】尚、キノンジアジドスルホン酸エステルと
しては、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が好ましい。本発明の感放射線化合
物は、更に具体的には下記一般式〔A〕で示され、かつ
重量平均分子量が300〜4000のノボラック樹脂類
の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
エステル又は1,2−ナフトキノンジアジド−5−スル
ホン酸エステル化物である。
The quinonediazidesulfonic acid esters include 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester.
Sulfonates are preferred. More specifically, the radiation-sensitive compound of the present invention is a 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester of a novolak resin represented by the following general formula [A] and having a weight average molecular weight of 300 to 4000. , 2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester.

【0011】[0011]

【化1】 Embedded image

【0012】(式中、R1 は炭素数1〜4の低級アルキ
ル基を表し、mが2以上の整数の場合複数のR1 は同じ
でも異なっていても良く、R2 及びR3 は夫々独立に水
素原子、炭素数1〜4の低級アルキル基又はアリール基
を表し、Qは水酸基を表し、lは1〜4の整数、mは0
〜3の整数を表わし、nは、3〜35の整数である。)
感放射線化合物の母体であるノボラック樹脂類の重量平
均分子量は好ましくは400〜2500である。
(In the formula, R 1 represents a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. When m is an integer of 2 or more, a plurality of R 1 may be the same or different, and R 2 and R 3 are each independently Independently represents a hydrogen atom, a lower alkyl group or an aryl group having 1 to 4 carbon atoms, Q represents a hydroxyl group, l is an integer of 1 to 4, m is 0
And n is an integer of 3 to 35. )
The weight-average molecular weight of the novolak resins which are the parent of the radiation-sensitive compound is preferably from 400 to 2500.

【0013】本発明の感放射線化合物自体は、従来公知
の方法(例えば特平3−502010号記載)に準じ
てヒドロキシ芳香族化合物とカルボニル化合物を酸性触
媒の存在下重縮合し、得られたノボラック樹脂を1,2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロライド等
にてスルホン酸エステル化し製造することができる。本
発明では、かかる感放射線化合物を含むフォトレジスト
の溶媒として、感放射線性樹脂組成物の溶媒として公知
のモノオキシモノカルボン酸類の中でも特に、3−オキ
シプロピオン酸低級アルキルエステル及び/又は3−低
級アルコキシプロピオン酸低級アルキルエステルを用い
ることを特徴とする。ここで低級とは炭素数1〜3を表
わす。
The radiation-sensitive compound per se of the present invention, a hydroxyaromatic compound and a carbonyl compound combined presence Shimoshige condensation of an acid catalyst in accordance with a conventional known method (for example, JP-table flat 3-502010 Patent forth), resulting Novolak resin
-Naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride or the like to produce a sulfonic acid ester. In the present invention, as the solvent for the photoresist containing the radiation-sensitive compound, among the known monooxymonocarboxylic acids as the solvent for the radiation-sensitive resin composition, particularly, 3-oxypropionic acid lower alkyl ester and / or 3-lower acid It is characterized in that a lower alkyl ester of alkoxypropionic acid is used. Here, "lower" means having 1 to 3 carbon atoms.

【0014】かかる溶媒の具体例としては、3−ヒドロ
キシプロピオン酸メチル、3−ヒドロキシプロピオン酸
エチル、3−ヒドロキシプロピオン酸プロピル、3−メ
トキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸
エチル、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−エト
キシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エ
チル、3−エトキシプロピオン酸プロピル、3−プロポ
キシプロピオン酸メチル、3−プロポキシプロピオン酸
エチル、3−プロポキシプロピオン酸プロピルがあげら
れる。
Specific examples of such a solvent include methyl 3-hydroxypropionate, ethyl 3-hydroxypropionate, propyl 3-hydroxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, and 3-methoxypropionate. Propyl acid, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, propyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-propoxypropionate, ethyl 3-propoxypropionate, and propyl 3-propoxypropionate.

【0015】このなかでも特に、3−メトキシプロピオ
ン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エ
トキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸
エチルが好ましい。本発明のフォトレジスト組成物は、
溶媒として3−オキシプロピオン酸低級アルキルエステ
ル及び/又は3−低級アルコキシプロピオン酸低級アル
キルエステルを用いることにより、例えば近年提案され
ている乳酸エチルに比べ塗布均一性が良好である。
Of these, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate and ethyl 3-ethoxypropionate are particularly preferred. The photoresist composition of the present invention,
By using a lower alkyl ester of 3-oxypropionic acid and / or a lower alkyl ester of 3-lower alkoxypropionic acid as a solvent, the coating uniformity is better than, for example, ethyl lactate proposed recently.

【0016】尚、本発明では、発明の効果を損なわない
範囲内にて酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ピル
ビン酸エチル、キシレン等を混合した溶媒を用いること
もできる。この場合の好ましい混合割合は通常本発明の
溶媒が全溶媒中50重量%以上、好ましくは70重量%
以上用いるのが良い。
In the present invention, a solvent obtained by mixing ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, xylene and the like can be used as long as the effects of the present invention are not impaired. In this case, the preferable mixing ratio is usually such that the solvent of the present invention is 50% by weight or more, preferably 70% by weight in the total solvent.
It is better to use above.

【0017】本発明のフォトレジスト組成物におけるア
ルカリ可溶性樹脂の濃度は通常、1〜30重量%であ
り、感放射線化合物の濃度は0.1〜15重量%であ
る。そして、アルカリ可溶性樹脂に対する感放射線化合
物の割合は、通常、0.1〜0.5重量倍である。更
に、本発明では、例えば、塗布性を向上させるため界面
活性剤、基板よりの乱反射光の影響を少なくするために
吸光性材料、又、感度向上のための増感剤等の添加剤を
添加することもできる。
The concentration of the alkali-soluble resin in the photoresist composition of the present invention is usually 1 to 30% by weight, and the concentration of the radiation-sensitive compound is 0.1 to 15% by weight. The ratio of the radiation-sensitive compound to the alkali-soluble resin is usually 0.1 to 0.5 times by weight. Furthermore, in the present invention, for example, an additive such as a surfactant for improving the coating property, a light absorbing material for reducing the influence of irregularly reflected light from the substrate, and a sensitizer for improving the sensitivity is added. You can also.

【0018】[0018]

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り実施例によ
りなんら制限を受けない。 実施例1〜3、比較例1〜2 ベース樹脂としてm−クレゾール、p−クレゾール、
2,5−キシレノール及びホルムアルデヒドより製造さ
れた、表1に記載の重量平均分子量を有するノボラック
樹脂と下記感放射線化合物A〜E及び3−メトキシプロ
ピオン酸メチルを表1に示す割合にて混合溶解させ、更
に、塗布性を向上させるためフッ素系界面活性剤(商品
名“フロラード”FC−430 住友スリーエム(株)
社製)を100ppm添加し、0.2μmのテフロン製
フィルターにて精密濾過し、フォトレジスト組成物を調
製した。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited by the examples unless it exceeds the gist thereof. Examples 1-3, Comparative Examples 1-2 m-cresol, p-cresol as base resin,
A novolak resin having a weight average molecular weight shown in Table 1, produced from 2,5-xylenol and formaldehyde, and the following radiation-sensitive compounds A to E and methyl 3-methoxypropionate are mixed and dissolved in the proportions shown in Table 1. In order to further improve the coating property, a fluorine-based surfactant (trade name "Florald" FC-430 Sumitomo 3M Co., Ltd.)
Was added, and the mixture was microfiltered with a 0.2 μm Teflon filter to prepare a photoresist composition.

【0019】感光剤A:ピロガロールとアセトンとを重
縮合させて得られた樹脂(重量平均分子量1300)の
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステ
ル化物(エステル化率50%) 感光剤B:m−クレゾールとフォルムアルデヒドとを重
縮合させて得られた樹脂(重量平均分子量1000)の
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステ
ル化物(エステル化率65%) 感光剤C:m−クレゾールとアセトアルデヒドとを重縮
合させて得られた樹脂(重量平均分子量1000)の
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステ
ル化物(エステル化率40%) 感光剤D:2,3,4,4′−テトラヒドロキシベンゾ
フェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホ
ン酸の全エステル化物 感光剤E:2,2′,4,4′−テトラヒドロキシベン
ゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−5−スル
ホン酸の全エステル化物
Photosensitizer A: 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid esterified resin (weight average molecular weight 1300) obtained by polycondensation of pyrogallol and acetone (esterification rate 50%) Photosensitizer B : 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester (residue 65%) of resin (weight average molecular weight 1000) obtained by polycondensation of m-cresol and formaldehyde Photosensitizer C: m- 1,2-Naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester (residue 40%) of resin (weight average molecular weight 1000) obtained by polycondensation of cresol and acetaldehyde Photosensitizer D: 2,3,4 All esterified product of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid of 4'-tetrahydroxybenzophenone Photosensitizer E: 2 1,2-naphthoquinonediazido-5-sulfonic acid ester of 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone

【0020】これらのフォトレジスト組成物を40℃に
4週間加熱保持し、保存安定性を調べた。保存安定性の
判定はフォトレジスト組成物を5インチのシリコンウエ
ハーに塗布し、レーザー表面検査装置(LS−500
0、日立電子エンジニアリング社製)にてフォトレジス
ト膜中の0.3μm以上のパーティクル数を測定して判
定した。又、以下の方法によりこれらのフォトレジスト
の限界解像度の測定を行った。
These photoresist compositions were heated and maintained at 40 ° C. for 4 weeks, and storage stability was examined. To determine the storage stability, apply the photoresist composition to a 5-inch silicon wafer and use a laser surface inspection device (LS-500).
0, manufactured by Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd.) to determine the number of particles of 0.3 μm or more in the photoresist film. The critical resolution of these photoresists was measured by the following method.

【0021】フォトレジスト組成物を5インチのシリコ
ンウエハーに塗布し、ホットプレート上にて80℃で9
0秒間ベーキングし、膜厚1.22μmのレジスト膜を
形成した。これを、i線ステッパー(NSR1755i
7A ニコン社製)にて露光した後、ホットプレート上
にて110℃で90秒間ベーキングし、次いで2.38
%テトラメチルアンモニウムヒドロキシ水溶液で1分間
現像した。限界解像度は0.6μmのテストパターンが
ウエハー上にて0.6μmに解像される露光量にて微細
パターンがどこまで解像しているかを電子顕微鏡にて観
察し判定した。結果を表2にまとめて示した。
The photoresist composition was applied to a 5 inch silicon wafer and heated on a hot plate at 80 ° C. for 9 hours.
Baking was performed for 0 second to form a resist film having a thickness of 1.22 μm. This is connected to an i-line stepper (NSR1755i
7A, manufactured by Nikon Corporation, and baked on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds, and then 2.38
Developed with a 1% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxy for 1 minute. The limit resolution was determined by observing with an electron microscope how far a fine pattern was resolved at an exposure amount at which a 0.6 μm test pattern was resolved to 0.6 μm on a wafer. The results are summarized in Table 2.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】実施例4 実施例3において、溶媒を3−エトキシプロピオン酸エ
チルに代えた以外実施例3と同様の実験を行った結果、
パーティクル数は加熱保持前が2、加熱保持後は3であ
った。 実施例5及び比較例3 溶媒として、3−メトキシプロピオン酸メチル(実施例
5)、又は乳酸エチル(比較例3)を用い、フォトレジ
スト組成物を8インチのシリコンウエハー上に4000
rpmの回転数にてスピンコートした場合、約1.20
μmの塗布膜厚になるように溶媒量を調節し、実施例1
に準じてフォトレジスト組成物を調製した。
Example 4 The same experiment as in Example 3 was conducted except that the solvent was changed to ethyl 3-ethoxypropionate.
The number of particles was 2 before heating and holding, and 3 after heating and holding. Example 5 and Comparative Example 3 Methyl 3-methoxypropionate (Example 5) or ethyl lactate (Comparative Example 3) was used as a solvent, and a photoresist composition was coated on an 8-inch silicon wafer at 4000 points.
When spin-coated at rpm, about 1.20
Example 1 The amount of the solvent was adjusted so that a coating thickness of μm was obtained.
A photoresist composition was prepared according to the procedure described in Example 1.

【0025】フォトレジスト組成物中の感光剤、ノボラ
ック樹脂及び溶媒の含有量は、実施例5は感光剤19.
1g、ノボラック樹脂74.7g及び溶媒276.2g
であり、比較例3は、感光剤17.9g、ノボラック樹
脂69.9g及び溶媒282.2gであった。このフォ
トレジスト組成物の粘度及び8インチウエハーに1.2
0μmの塗布膜厚になるように塗布した時の塗布均一性
を測定した。実施例5の粘度は12cp、塗布均一性は
34Åであり、比較例3の粘度は33cp、塗布均一性
は124Åであった。尚、塗布均一性は、レジスト膜面
内の9点につき膜厚を測定した結果を3σの値として表
わしたもので、3σは統計学的な確率を意味し、測定値
が正規分布をするとして±3σ値に99.7%が分布す
ることを意味する。
The content of the photosensitizer, the novolak resin and the solvent in the photoresist composition was determined in Example 5 by using the photosensitizer 19.
1 g, 74.7 g of novolak resin and 276.2 g of solvent
Comparative Example 3 contained 17.9 g of a photosensitizer, 69.9 g of a novolak resin, and 282.2 g of a solvent. The viscosity of this photoresist composition and 1.2 for 8-inch wafers
The coating uniformity at the time of coating to a coating thickness of 0 μm was measured. The viscosity of Example 5 was 12 cp and the coating uniformity was 34 °, and the viscosity of Comparative Example 3 was 33 cp and the coating uniformity was 124 °. The coating uniformity is a value obtained by measuring the film thickness at nine points in the resist film plane as a value of 3σ, where 3σ means a statistical probability, and the measured values are assumed to have a normal distribution. It means that 99.7% is distributed in ± 3σ value.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によれば、感放射線化合物として
低分子量ノボラック樹脂のキノンジアジドスルホン酸エ
ステル化物を用いるフォトレジストに於いて、溶媒とし
て公知の溶媒の中でも特に3−オキシプロピオン酸低級
アルキルエステル及び/又は3−低級アルコキシプロピ
オン酸低級アルキルエステルを用いることにより、保存
安定性及び塗布均一性が良好で高解像性のフォトレジス
トが得られ、実用上極めて有用である。
According to the present invention, in a photoresist using a quinonediazide sulfonic acid ester of a low molecular weight novolak resin as a radiation-sensitive compound, a lower alkyl ester of 3-oxypropionic acid, especially a lower alkyl ester of 3-oxypropionic acid, among solvents known as a solvent is used. By using a lower alkyl ester of 3-or lower alkoxypropionic acid, a photoresist having good storage stability and coating uniformity and high resolution can be obtained, which is extremely useful in practice.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−56960(JP,A) 特開 平2−254451(JP,A) 特開 平2−96164(JP,A) 特開 昭62−143056(JP,A) 特開 昭62−123444(JP,A) 特開 昭50−141614(JP,A) 特表 平3−502010(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/022 G03F 7/004 G03F 7/023 H01L 21/027 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-56960 (JP, A) JP-A-2-254451 (JP, A) JP-A-2-96164 (JP, A) JP-A-62- 143056 (JP, A) JP-A-62-123444 (JP, A) JP-A-50-141614 (JP, A) Japanese Translation of PCT International Publication No. 3-502010 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 7, DB name) G03F 7/022 G03F 7/004 G03F 7/023 H01L 21/027

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ベース樹脂、感放射線化合物及び溶媒を
含有するフォトレジスト組成物において、感放射線化合
物として重量平均分子量300〜4000のノボラック
樹脂類の水酸基の少なくとも一部がエステル化されたキ
ノンジアジドスルホン酸エステル化物を用い、しかも溶
媒として、3−オキシプロピオン酸低級アルキルエステ
ル及び/又は3−アルコキシプロピオン酸低級アルキル
エステルを用いることを特徴とするフォトレジスト組成
物。
1. A quinonediazide sulfonic acid in which at least a part of hydroxyl groups of a novolak resin having a weight average molecular weight of 300 to 4000 is esterified as a radiation sensitive compound in a photoresist composition containing a base resin, a radiation sensitive compound and a solvent. A photoresist composition using an esterified product and using a lower alkyl 3-oxypropionate and / or a lower alkyl 3-alkoxypropionate as a solvent.
【請求項2】 ベース樹脂の平均分子量が2000〜32. The base resin having an average molecular weight of 2,000 to 3,000.
0000であって、感放射線化合物の母体であるノボラ000, which is the parent of the radiation-sensitive compound
ック樹脂類の分子量よりも大きく、かつ感放射線化合物Radiation-sensitive compounds that are larger than the molecular weight of the block resin
であるキノンジアジドスルホン酸エステル化物のエステOf quinonediazidesulfonic acid ester
ル化率が35〜90%であることを特徴とする請求項12. The conversion rate is from 35 to 90%.
記載のフォトレジスト組成物。The photoresist composition of any of the preceding claims.
【請求項3】 溶媒が3−メトキシプロピオン酸メチ3. The method according to claim 1, wherein the solvent is methyl 3-methoxypropionate.
ル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプ, Ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxy
ロピオン酸メチル及び3−エトキシプロピオン酸エチルMethyl lopionate and ethyl 3-ethoxypropionate
より成る群から選ばれたものであることを特徴とする請A member selected from the group consisting of
求項1又は2記載のフォトレジスト組成物。3. The photoresist composition according to claim 1 or 2.
【請求項4】 ベース樹脂の濃度が1〜30重量%であ4. The concentration of the base resin is 1 to 30% by weight.
り、感放射線化合物の濃度が0.1〜15重量%であっAnd the concentration of the radiation-sensitive compound is 0.1 to 15% by weight.
て、ベース樹脂に対する感放射線化合物の割合が0.1The ratio of the radiation-sensitive compound to the base resin is 0.1
〜0.5重量倍であることを特徴とする請求項1ないし3. The method according to claim 1, wherein the weight is 0.5 to 0.5 times.
3のいずれかに記載のフォトレジスト組成物。3. The photoresist composition according to any one of items 3.
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