JP3258384B2 - ポジ型感放射線性樹脂組成物 - Google Patents
ポジ型感放射線性樹脂組成物Info
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Description
成物に関する。さらに詳しくは紫外線、遠紫外線、X
線、電子線、分子線、γ線、シンクロトロン放射光、プ
ロトンビ−ムなど放射線に感応する高集積回路作製用レ
ジストとして好適なポジ型感放射線性樹脂組成物に関す
る。
おいて、高い解像度を有し、かつ良好なパターンを形成
できるポジ型レジストが相次いで開発されている。この
ようにレジストが高解像度化しても、該集積回路製造工
程では、より段差の厳しい基板上でのパターン形成が必
要であるため、基板上の凹部および凸部でも、すなわち
上下に多少焦点がずれても、寸法制御されたレジストパ
ターンを形成できるフォーカス許容性に優れたポジ型レ
ジストが望まれている。
高解像度化ポジ型レジストの場合、解像限界に近いとこ
ろで使用されるため、フォーカスがずれた際に、パター
ン形状の変形、現像性の悪化、設計線幅からのずれなど
が著しく、十分なフォーカス許容性を備えているもので
はなかった。従って、本発明の目的は、高感度および高
解像度を有し耐熱性、現像性、残膜率、パターン形状な
どに優れ、特に十分な寸法忠実度並びにフォーカス許容
性を備えたポジ型レジストとして好適な感放射線性樹脂
組成物を提供することにある。本発明の他の目的および
利点は以下の説明から明らかとなろう。
の上記目的および利点は、(1)アルカリ可溶性ノボラ
ック樹脂(以下「樹脂A」とする) および(2)下記
式(1)
よる標準ポリスチレン換算重量平均分子量(以下「M
w」とする)が4,000以下であり、Mw対数平均分
子量(以下「Mn」とする)の比(Mw/Mn、分散
度)が2.5以下であり、そして1核体と2核体成分の
全溶出成分に対する面積比が15%未満であるフェノー
ル樹脂(以下「樹脂B」とする)とキノンジアジドスル
ホン酸との縮合物に相当する、水酸基に対するキノンジ
アジドスルホニル基の平均縮合率が75%以下であるキ
ノンジアジド化合物(以下「化合物C」とする)によっ
て達成される。
レゾールおよびその他のフェノール類(以下「フェノー
ル類(a)」とする)から選ばれた1種のフェノール類
とアルデヒド類とを酸触媒の存在下で重縮合して得られ
るノボラック樹脂が好ましい。また、フェノール類
(a)としては、特にp−クレゾール、o−クレゾー
ル、2,3−キシレノール、2,5−キシレノール、3,
4−キシレノール、3,5−キシレノールおよび2,3,
5−トリメチルフェノールの中から選ばれる少なくとも
1種のフェノール類が好ましい。これらのフェノール類
(a)は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いら
れる。
ルとフェノール類(a)との使用量は、好ましくはm−
クレゾール/フェノール類(a)=20〜100/0〜
80(モル比)、より好ましくは30〜95/5〜70
(モル比)であり、特に好ましくは40〜95/5〜6
0(モル比)である。フェノール類(a)の使用量が8
0%(モル比)以上では、低感度になる傾向がある。
類(a)との組み合わせおよびそれらのモル比は、m−
クレゾール/o−クレゾール/p−クレゾール=40〜
95/0〜60/0〜60、m−クレゾール/2,3−
キシレノール/p−クレゾール=40〜95/5〜60
/0〜55、m−クレゾール/3,5−キシレノール/
p−クレゾール=50〜95/5〜50/0〜45、m
−クレゾール/2,3,5−トリメチルフェノール/p−
クレゾール=50〜95/5〜50/0〜45、m−ク
レゾール/2,3−キシレノール/3,4−キシレノール
=40〜90/5〜55/5〜40、m−クレゾール/
2,5−キシレノール/3,5−キシレノール=40〜9
0/5〜55/5〜50、m−クレゾール/2,3−キ
シレノール/2,3,5−トリメチルフェノール=40〜
90/5〜55/5〜45、m−クレゾール/2,5−
キシレノール/2,3,5−トリメチルフェノール=40
〜90/5〜55/5〜45、m−クレゾール/3,4
−キシレノール/2,3,5−トリメチルフェノール=4
0〜90/5〜45/5〜45、m−クレゾール/3,
5−キシレノール/2,3,5−トリメチルフェノール=
40〜90/5〜45/5〜45などである。
ムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、
プロピルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−
フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルア
ルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒド
ロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデ
ヒド、o−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、フルフラールなどを挙げることが
できる。特にホルムアルデヒドを好適に用いることがで
きる。
リン、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、メチルヘ
ミホルマール、エチルヘミホルマール、プロピルヘミホ
ルマール、ブチルヘミホルマール、フェニルヘミホルマ
ールなどを挙げることができ、特にホルマリンおよびブ
チルヘミホルマールを好適に用いることができる。これ
らのアルデヒド類も単独でまたは2種以上を組み合わせ
て用いることができる。
ールとフェノール類(a)との合計量1モルに対し、
0.7〜3モルが好ましい。
とアルデヒド類との重縮合に用いられる酸触媒として
は、塩酸、硝酸、硫酸、蟻酸、蓚酸、酢酸などを挙げる
ことができる。これらの酸触媒の使用量は、通常、フェ
ノール類(a)とm−クレゾールとの合計量1モルに対
し、1×10-5〜5×10-1モルである。
水が用いられるが、重縮合に用いられるm−クレゾール
およびフェノール類(a)がアルデヒド類の水溶液に溶
解せず、反応初期から不均一になる場合は、反応媒質と
して親水性溶媒を使用することもできる。これらの親水
性溶媒としては、例えばメタノ−ル、エタノ−ル、プロ
パノ−ル、ブタノ−ルなどのアルコ−ル類;テトラヒド
ロフラン、ジオキサンなどの環状エ−テル類が挙げられ
る。これらの反応媒質の使用量は、通常、反応原料10
0重量部当り、20〜1,000重量部である。
て、適宜調整することができるが、通常、10〜200
℃、好ましくは70〜150℃である。重縮合の方法と
しては、m−クレゾール、フェノール類(a)、アルデ
ヒド類、酸触媒などを一括して仕込む方法、および酸触
媒の存在下にm−クレゾール、フェノール類(a)、ア
ルデヒド類、酸触媒などを反応の進行とともに加えてい
く方法を採用することができる。
料、酸触媒、反応媒質などを除去するために、一般的に
は、反応系の温度を130〜230℃に上昇させ、減圧
下、例えば20〜50mmHg程度で揮発分を留去し、
樹脂(A)を回収する。
は、Mwが好ましくは3,000〜20,000、特に
4,000〜15,000の範囲にあることが望ましい。
Mwが20,000を超えると、本発明の組成物をウェ
ハーなどに均一に塗布しにくくなり、さらに現像性およ
び感度が低下し易く、またMwが3,000未満である
と、耐熱性が低下する傾向がある。なお、Mwの高い樹
脂(A)を得るためには、例えば重縮合終了後に回収さ
れた樹脂(A)を、エチルセロソルブアセテート、ジオ
キサン、メタノール、酢酸エチルなどの良溶媒に溶解し
たのち、水、n−ヘキサン、n−ヘプタンなどの貧溶媒
を混合し、次いで析出する樹脂溶液層を分離し、高分子
量の樹脂(A)を回収すればよい。
は、上述した樹脂(A)は、1種単独で配合されていて
もよいし、また2種以上の組み合わせで配合されていて
もよい。
化合物(C)が配合される。化合物(C)の母体である
樹脂(B)は、フェノール類(以下「フェノール類
(b)」とする)とアルデヒド類および/またはケトン
類とを酸触媒または塩基触媒の存在下で重縮合して得ら
れる。
される繰返し単位のR1、R2またはR3における炭素数
1〜10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、
プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプ
チル基、オクチル基、ノニル基、シクロペンチル基、シ
クロヘキシル基などを、R1における炭素数1〜7のア
ルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポ
キシ基、ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキ
シ基などを、R1における炭素数1〜7のアシル基とし
ては、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基など
を、
0のアリール基としては、フェニル基、ヒドロキシフェ
ニル基、クロロフェニル基、ニトロフェニル基、トリル
基、エチルフェニル基、ブチルフェニル基などを、R1
における炭素数2〜6のアルケニル基としては、ビニル
基、アリル基、プロペニル基などを、R1における炭素
数6〜10のアリールオキシ基としては、フェノキシ
基、トリルオキシ基、エチルフェノキシ基などを、R1
における炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基とし
ては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、
プロポキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基
などを、R2またはR3における炭素数6〜10のアラル
キル基としては、ベンジル基、フェニルプロピル基など
を挙げることができる。
(2)
例えば前記フェノール類(a)、フェノール、m−クレ
ゾール、m−エチルフェノール、m−プロピルフェノー
ル、m−ブチルフェノール、p−ブチルフェノール、o
−ブチルフェノール、レゾルシノール、ハイドロキノ
ン、カテコール、3−メトキシフェノール、4−メトキ
シフェノール、3−メチルカテコール、4−メチルカテ
コール、メチルハイドロキノン、2−メチルレゾルシノ
ール、2,3−ジメチルハイドロキノン、2,5−ジメチ
ルレゾルシノール、2−エトキシフェノール、4−エト
キシフェノール、4−エチルレゾルシノール、3−エト
キシ−4−メトキシフェノール、2−プロペニルフェノ
ール、2−イソプロピルフェノール、3−イソプロピル
フェノール、4−イソプロピルフェノール、3,4,5−
トリメチルフェノール、2−イソプロポキシフェノー
ル、4−プロポキシフェノール、2−アリルフェノー
ル、3,4,5−トリメトキシフェノール、4−イソプロ
ピル−3−メチルフェノール、ピロガロール、フロログ
ルシノール、1,2,4−ベンゼントリオール、5−イソ
プロピル−3−メチルフェノール、4−ブトキシフェノ
ール、4−t−ブチルカテコール、t−ブチルハイドロ
キノン、4−t−ペンチルフェノール、2−t−ブチル
−5−メチルフェノール、2−フェニルフェノール、3
−フェニルフェノール、4−フェニルフェノール、3−
フェノキシフェノール、4−フェノキシフェノール、4
−ヘキシルオキシフェノール、4−ヘキサノイルレゾル
シノール、3,5−ジイソプロピルカテコール、4−ヘ
キシルレゾルシノール、4−ヘプチルオキシフェノー
ル、3,5−ジ−t−ブチルフェノール、4−(t−オ
クチル)フェノール、3,5−ジ−t−ブチルカテコー
ル、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン、ジ−se
c−ブチルフェノール、4−クミルフェノール、ノニル
フェノール、没食子酸エチル、没食子酸オクチル、没食
子酸プロピル、サリチル酸メチル、サリチル酸エチル、
4−ヒドロキシ安息香酸エチル、4−ヒドロキシ安息香
酸プロピル、2−シクロペンチルフェノール、4−シク
ロペンチルフェノールなどが挙げられる。
ル、p−クレゾール、o−クレゾール、2,3−キシレ
ノール、2,5−キシレノール、3,4−キシレノール、
3,5−キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノー
ル、レゾルシノール、ピロガロール、3,4,5−トリメ
チルフェノールなどが好ましい。これらのフェノール類
(b)は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いら
れる。
(A)の合成に用いられるものと同じものが使用され、
ケトン類としては、例えばアセトン、メチルエチルケト
ン、メチルプロピルケトンなどが好ましく使用される。
アルデヒド類および/またはケトン類は、単独でまたは
2種以上一緒に使用される。アルデヒド類および/また
はケトン類の使用量は、フェノール類(b)の合計量1
モルに対して、0.2〜2モルが好ましく、より好まし
くは0.3〜1モルである。さらに酸触媒としては、樹
脂(A)の合成に用いられるものと同じものが使用され
る。酸触媒の使用量は、フェノール類との合計量1モル
に対して、1×10-6〜5×10-1モルが好ましい。
ましくは1,800〜3,500、Mw/Mnが2.5以
下、好ましくは1.5〜2.2、そして1核体および2核
体すなわち2核体以下の成分の全溶出成分に対する面積
比が15%未満、好ましくは10%未満である。該樹脂
(B)がこれらの条件を満たすために、重縮合終了後に
回収されたフェノール樹脂を、樹脂(A)の場合と同様
にして、良溶媒と貧溶媒を組み合わせて混合し、次いで
樹脂溶液層を分離、回収し、フェノール樹脂の低分子成
分を除去する操作に付すこともできる。
またはMw/Mnが2.5を超えるとポジ型レジストと
しての解像度が低下する。また2核体以下の成分の面積
比が15%以上になると、フォーカスがずれた際のパタ
ーン形状が著しく悪化する。前記化合物(C)は、樹脂
(B)とキノンジアジドスルホン酸との縮合物に相当す
るが、通常キノンジアジドスルホン酸クロライドを用い
て縮合物を形成する。
キノンジアジドスルホニル基としては、例えば1,2−
ナフトキノンジアジド−4−スルホニル基、1,2−ナ
フトキノンジアジド−5−スルホニル基、1,2−ナフ
トキノンジアジド−6−スルホニル基、2,1−ナフト
キノンジアジド−4−スルホニル基、2,1−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホニル基、2,1−ナフトキノ
ンジアジド−6−スルホニル基、1,2−ベンゾキノン
ジアジド−4−スルホニル基、1,2−ベンゾキノンジ
アジド−5−スルホニル基などが挙げられ、好ましくは
1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニル基、1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル基などが挙
げられる。
の平均縮合率は75%以下であり、好ましくは15〜7
5%、特に好ましくは15〜50%である。15%未満
ではポジ型レジストとしての耐熱性の向上が少なく、7
5%を超えると現像性が悪化する。なお、前記平均縮合
率とは、樹脂(B)が有する全水酸基に対するキノンジ
アジドスルホニル基の縮合率を意味する。
物(C)に加えて、ベンゼン環数2〜5個程度のフェノ
ール化合物のキノンジアジドスルホン酸エステル(以下
「化合物(D)」とする)も配合することができる。こ
のような化合物(D)としては、例えば2,3,4−トリ
ヒドロキシベンゾフェノン、2,4,6−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、2,2’3,4−テトラヒドロキシベンゾ
フェノン、3’−メトキシ−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、2,2’,3,4,4’−ペンタ
ヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,4,6’−ペン
タヒドロキシベンゾフェノン、2,3,3’,4,4’,
5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、2,3’,4,
4’,5’,6−ヘキサヒドロキシベンゾフェノンなどの
(ポリ)ヒドロキシフェニルアルキルケトンまたは(ポ
リ)ヒドロキシフェニルアリールケトンの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、1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステルま
たは1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホン酸エ
ステル;
ビス(2,4−ジ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(4−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
などのビス[(ポリ)ヒドロキシフェニル]アルカンの
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
ステルまたは1,2−ナフトキノンジアジド−6−スル
ホン酸エステル;
ン、4,4’,4”−トリヒドロキシトリフェニルメタ
ン、2,2’,5,5’−テトラメチル−2”,4,4’−
トリヒドロキシトリフェニルメタン、3,3’,5,5’
−テトラメチル−2”,4,4’−トリヒドロキシトリフ
ェニルメタン、4,4’,5,5’−テトラメチル−2,
2’,2”−トリヒドロキシトリフェニルメタン、2,
2’,5,5’−テトラメチル−4,4’,4”−トリヒド
ロキシトリフェニルメタン、1,1,1−トリス(4−ヒ
ドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)−4−[1−(4−ヒドロ
キシフェニル)−1−メチルエチル]−1−フェニルエ
タンなどの(ポリ)ヒドロキシトリフェニルアルカンの
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
ステルまたは1,2−ナフトキノンジアジド−5−スル
ホン酸エステル;
リヒドロキシ−2−フェニルフラバン、2,4,4’−ト
リメチル−2’,4’,5’,6,7−ペンタヒドロキシ−
2−フェニルフラバンなどのポリヒドロキシフェニルフ
ラバンの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
ホン酸エステルまたは1,2−ナフトキノンジアジド−
5−スルホン酸エステル;を例示することができる。
−144,463号公報および特開平1−156,738
号公報に記載されているキノンジアジドスルホン酸エス
テルも用いることができる。
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−スルホン酸エステル、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−スルホン酸エステル、2,2’,3,4,4’
−ペンタ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−スルホン酸エステル、2,2’,5,
5’−テトラメチル−2”,4,4’−トリヒドロキシト
リフェニルメタンの1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホン酸エステル、1,1,1−トリス(4−ヒドロ
キシフェニル)エタンの1,2−ナフトキノンジアジド
−5−スルホン酸エステル、1,1−ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)−1−フェニルエタンの1,2−ナフト
キノンジアジド−5−スルホン酸エステル、1,1−ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)−4−[1−(4−ヒド
ロキシフェニル)−1−メチルエチル]−1−フェニル
エタンの1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン
酸エステル、2,4,4’−トリメチル−2’,4’,7−
トリヒドロキシ−2−フェニルフラバンの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好ま
しい。
配合量は、樹脂(A)100重量部に対して、一般的に
は3〜100重量部、好ましくは5〜50重量部であ
る。また、化合物(C)および(D)合計の配合量は、
樹脂(A)100重量部に対して、好ましくは3〜10
0重量部、より好ましくは5〜50重量部である。ま
た、組成物中のキノンジアジドスルホニル基の総量は、
好ましくは5〜25重量%、より好ましくは10〜20
重量%である。
増感剤、界面活性剤などの各種配合剤を配合することが
できる。溶解促進剤は、樹脂(A)のアルカリ溶解性を
促進するなどの目的で使用される化合物であり、低分子
量のフェノール化合物(以下「化合物(E)」とする)
を例示することができる。このような化合物(E)とし
ては、ベンゼン環数2〜6個程度のフェノール化合物が
好適に使用され、例えば下記式
合物(E)の配合量は、通常、樹脂(A)100重量部
に対して50重量部以下である。
せるために配合されるものである。このような増感剤と
しては、例えば2H−ピリド−(3,2−b)−1,4−
オキサジン−3(4H)−オン類、10H−ピリド−
(3,2−b)−(1,4)−ベンゾチアジン類、ウラゾ
ール類、ヒダントイン類、バルピツール酸類、グリシン
無水物類、1−ヒドロキシベンゾトリアゾ−ル類、アロ
キサン類、マレイミド類などが挙げられる。これらの増
感剤の配合量は、樹脂(A)100重量部対し、通常5
0重量部以下である。
性を改良するために配合されるものである。このような
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オレイルエーテル、ポ
リオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキ
シエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリ
コールジラウレート、ポリエチレングリコールジステア
レート;エフトップEF301、EF303、EF35
2(商品名、新秋田化成社製);メガファックスF17
1、F172、F173(商品名、大日本インキ社
製);フロラードFC430、FC431(商品名、住
友スリーエム社製)、アサヒガードAG710、サーフ
ロンS−382、SC−101、SC−102、SC−
103、SC−104、SC−105、SC−106
(商品名、旭硝子社製);オルガノシロキサンポリマー
KP341(商品名、信越化学工業社製);アクリル
酸系またはメタクリル酸系(共)重合体ポリフローN
o.75、No.95(商品名、共栄社油脂化学工業社
製)などが挙げられる。これらの界面活性剤の配合量
は、組成物の固形分100重量部当たり、通常、2重量
部以下である。
の潜像を可視化させ、放射線照射時のハレーションの影
響を少なくするために、染料や顔料を配合することがで
き、また接着性を改善するために、接着助剤を配合する
こともできる。さらに必要に応じて保存安定剤、消泡剤
なども配合することができる。
(C)、化合物(D)ならびに前述した各種の配合剤
を、例えば固形分濃度が20〜40重量%となるように
溶剤に溶解させ、孔径0.2μm程度のフィルターで濾
過することによって調製される。
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、エチレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチ
ルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、
プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、ト
ルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロヘキサ
ノン、2−ヘプタノン、2−ヒドロキシプロピオン酸エ
チル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチ
ル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−
ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、ピルビン酸エ
チル、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−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、酢酸エチル、酢
酸ブチルなどを挙げることができる。これらの有機溶剤
は単独でまたは2種以上の組合せで使用される。
−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアニリド、
N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベ
ンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニ
ルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1
−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコー
ル、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチ
ル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エ
チレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテー
トなどの高沸点溶剤を添加することもできる。
塗布、ロール塗布などによって、例えばシリコンウェハ
ーまたはアルミニウムなどが被覆されたウェハーに塗布
されることにより感放射線層を形成する。そして所定の
マスクパターンを介して該感放射線層に放射線を照射
し、現像液で現像することによりパターンの形成が行わ
れる。
て使用する際には、ウェハーなどの上に該組成物を塗布
し、プレベークおよび放射線照射を行った後、70〜1
40℃で加熱する操作を行い、その後に現像することに
よって、本発明の効果をさらに向上させることもでき
る。
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、
珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、アンモニア水、
エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、
ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジ
エチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノ
ールアミン、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、コリン、ピロ
ール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−(5.4.
0)−7−ウンデセン、1,5ージアザビシクロ−(4.
3.0)−5−ノナンなどのアルカリ性化合物を、濃度
が、通常、1〜10重量%、好ましくは2〜5重量%と
なるように溶解してなるアルカリ性水溶液が使用され
る。
ばメタノール、エタノールなどのアルコール類や界面活
性剤を適量添加して使用することもできる。なお、この
ようなアルカリ性水溶液からなる現像液を用いて現像を
行った場合は、一般には引き続き水でリンスを行う。
が、本発明はこれらの実施例によって、なんら制約され
るものではない。なお、実施例中のMw、Mw/Mnお
よび2核体以下の成分の割合の測定およびレジストの評
価は、以下の方法により行った。
PCカラム(G2000HXL 2本、G3000HXL 1
本、G4000HXL 1本)を用い、流量1.0ml/
分、溶出溶媒テトラヒドロフラン、カラム温度40℃の
分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルバー
ミエーションクロマトグラフ法により測定した。
面積比:上記GPC測定で得られた溶出曲線において、
1核体と2核体の溶出成分の面積を全溶出成分の面積で
割り、この値を100倍して%の単位をつけて表わし
た。
ニル基の平均縮合率:日本電子(株)製JEOL EX
−90型核磁気共鳴分光装置(NMR)を用い、ジメチ
ルスルホキシド−d6中で樹脂(B)の1H−NMRを測
定し、メチル基のプロトンのピーク積分値をメチレン部
分のプロトンのピーク積分値で割った値より、クレゾー
ルとキシレノールまたはトリメチルフェノールとの組成
比(モル比)を求めた。次いで、樹脂(B)の組成比、
樹脂(B)の使用量およびキノンジアジドスルホニルク
ロライドの使用量よりキノンジアジドスルホニル基の平
均縮合率を算出した。
6A縮小投影露光機(レンズの開口数:0.45)で露
光時間を変化させ、波長365nmのi線を用いて露光
を行い、ついでテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
2.4重量%水溶液を現像液として用い、25℃で60
秒間現像し、水でリンスし、乾燥してウェハー上にポジ
型レジストパターンを形成させ、0.45μmのライン
・アンド・スペースパターン(1L1S)を1対1の幅
に形成する露光時間(以下、これを「最適露光時間」と
いう)を感度とした。
されている最小のレジストパターンの寸法を測定した。 寸法忠実度:ウェハー上にレジストパターンを形成させ
る際、ライン・アンド・スペースパターンのマスク寸法
を0.02μm間隔で小さくしながら、最適露光時間で
露光し、レジストのライン・アンド・スペースパターン
寸法とマスク設計寸法との差を求めた。形成させたパタ
ーン寸法がマスクの設計寸法の±10%以内である場合
のマスクの最小設計寸法を寸法忠実度とした。このマス
クの最小設計寸法が小さいほど、寸法忠実度が良好であ
ることを示している。
い、0.5μmのライン・アンド・スペースパターンに
ついて、解像されるパターン寸法がマスクの設計寸法の
±10%以内となる場合のフォーカスの振れ幅をフォー
カス許容性とした。フォーカスレンジが大きいほど、フ
ォーカス許容性が良好であることを示している。
ターンの厚さを現像前のレジスト膜の厚さで割り、この
値を100倍して%の単位をつけて表わした。 現像性:スカムや現像残りの程度を、走査型電子顕微鏡
を用いて調べた。
0.5μmのレジストパターンの現像後の方形状断面の
下辺Aと上辺Bを測定し、0.85≦B/A≦1である
場合を、パターン形状が良好であると判定した。但し、
パターン形状が裾を引いていたり、逆テーパー状になっ
ている場合は、B/Aが上記範囲に入っても不良と判断
した。 耐熱性:クリーンオーブン中にレジストパターンを形成
したウェハーを入れて、パターンが崩れ始めたときの温
度を測定した。
30℃に保持して攪拌しながら6時間重縮合を行い、反
応後、室温まで戻して内容物をビーカーに取り出した。
これが二層分離した後、下層を取り出し、濃縮し、脱水
し、乾燥して樹脂(A)を回収した。この樹脂(A)を
樹脂(A1)とする。樹脂(A1)のMwは8,800
であった。
は合成例1と同様に、樹脂(A)を回収した。この樹脂
(A)を樹脂(A2)とする。樹脂(A2)のMwは
8,900であった。
以外は合成例1と同様に、樹脂(A)を回収した。この
樹脂(A)を樹脂(A3)とする。樹脂(A3)のMw
は8,100であった。
は合成例1と同様に、樹脂(A)を回収した。この樹脂
(A)を樹脂(A4)とする。樹脂(A4)のMwは
8,800であった。
て攪拌しながら60分間重縮合を行った後、 m−クレゾール 17.3g(0.16モル) 2,3−キシレノール 9.77g(0.08モル) 3,4−キシレノール 9.77g(0.08モル) 40重量%ホルムアルデヒドブタノール溶液(ブチルヘミホルマール) 36.0g(ホルムアルデヒド 0.48モル) および シュウ酸2水和物 1.70g(0.0135モル) を加えてさらに150分間重縮合を行った。
せ、同時にフラスコ内の圧力を30〜50mmHgまで
減圧し、揮発分を除去した。次いで、溶融した樹脂
(A)を室温に戻して回収した。この樹脂(A)を樹脂
(A5)とする。樹脂(A5)のMwは6,100であ
った。
分が30重量%になるように溶解した後、この樹脂溶液
の重量に対して、0.5倍のn−ヘプタンを加えて攪拌
し放置した。放置することによって2層に分離させた
後、樹脂溶液層(下層)を取り出し、濃縮し脱水し乾燥
して樹脂(A)を回収した。この樹脂(A)を樹脂(A
6)とする。樹脂(A6)のMwは8,500であっ
た。
に保持して攪拌しながら100分間重縮合を行った。
回収した。この樹脂を酢酸エチルに固形分が30重量%
になるように溶解した後、この樹脂溶液の重量に対し
て、1.3倍のメタノールおよび1.2倍の水を加えて撹
拌し放置した。放置することによって2層に分離させた
後、樹脂溶液層(下層)を取り出し、濃縮し脱水し乾燥
して樹脂(B)を回収した。この樹脂(B)を樹脂(B
1)とする。樹脂(B1)はMw=2,000、Mw/
Mn=1.8で1核体と2核体成分の面積比は7.4%で
あった。また、m−クレゾール/3,4−キシレノール
比(モル)は65/35であった。
に、 樹脂(B1) 125.1g 1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド 107.5g(0.40モル)および ジオキサン 250g を仕込み、攪拌しながら溶解させた。次いで、フラスコ
を温度30℃に保持した水浴中に浸し、反応液の温度が
30℃で一定になった時点で、溶液中に、 トリエチルアミン 45.5g(0.45モル) を、反応液温度が35℃を超えないように、滴下ロート
を用いて徐々に滴下した。
を濾別し、濾液を大量の希塩酸中に注いで生成物を析出
させた。析出した生成物を濾過し、40℃に保持された
加熱真空乾燥機内で一昼夜乾燥して化合物(C)を得
た。この化合物(C)を化合物(C1)とする。樹脂
(B1)の水酸基に対する1,2−ナフトキノンジアジ
ド−5−スルホニル基の平均縮合率は40%であった。
に保持して攪拌しながら120分間重縮合を行った。
回収した。この樹脂を酢酸エチルに固形分が30重量%
になるように溶解した後、この樹脂溶液の重量に対し
て、1.2倍のメタノールおよび1.2倍の水を加えて攪
拌し放置した。放置することによって2層に分離させた
後、樹脂溶液層(下層)を取り出し、濃縮し脱水し乾燥
して樹脂(B)を回収した。この樹脂(B)を樹脂(B
2)とする。樹脂(B2)はMw=2,100、Mw/
Mn=1.7で1核体と2核体成分の面積比は7.0%で
あった。
た。この化合物(C)を化合物(C2)とする。樹脂
(B2)の水酸基に対する1,2−ナフトキノンジアジ
ド−5−スルホニル基の平均縮合率は25%であった。
に保持して攪拌しながら100分間重縮合を行った。
回収した。この樹脂を酢酸エチルに固形分が30重量%
になるように溶解した後、この樹脂溶液の重量に対し
て、1.2倍のメタノールおよび1.2倍の水を加えて攪
拌し放置した。放置することによって2層に分離させた
後、樹脂溶液層(下層)を取り出し、濃縮し脱水し乾燥
して樹脂(B)を回収した。この樹脂(B)を樹脂(B
3)とする。樹脂(B3)はMw=2,200、Mw/
Mn=1.8で1核体と2核体成分の面積比は8.4%で
あった。また、m−クレゾール/3,4−キシレノール
比(モル)は68/32であった。
た。この化合物(C)を化合物(C3)とする。樹脂
(B3)の水酸基に対する1,2−ナフトキノンジアジ
ド−5−スルホニル基の平均縮合率は30%であった。
に保持して攪拌しながら120分間重縮合を行った。
回収した。この樹脂を酢酸エチルに固形分が30重量%
になるように溶解した後、この樹脂溶液の重量に対し
て、1.3倍のメタノールおよび1.2倍の水を加えて攪
拌し放置した。放置することによって2層に分離させた
後、樹脂溶液層(下層)を取り出し、濃縮し脱水し乾燥
して樹脂(B)を回収した。この樹脂(B)を樹脂(B
4)とする。樹脂(B4)はMw=2,000、Mw/
Mn=1.7で1核体と2核体成分の面積比は8.3%で
あった。また、m−クレゾール/2,3,5−トリメチル
フェノール比(モル)は69/31であった。
た。この化合物(C)を化合物(C4)とする。樹脂
(B4)の水酸基に対する1,2−ナフトキノンジアジ
ド−5−スルホニル基の平均縮合率は20%であった。
の操作により樹脂を回収した。この樹脂を樹脂(B5)
とする。樹脂(B5)はMw=1,250、Mw/Mn
=2.5で1核体と2核体成分の面積比は18.6%であ
った。また、m−クレゾール/2,3,5−トリメチルフ
ェノール比(モル)は70/30であった。
ジド化合物(C5)を得た。樹脂(B5)の水酸基に対
する1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル基
の平均縮合率は20%であった。
(C)、化合物(D)、化合物(E)並びに溶剤を使用
し、これらを混合して均一溶液とした後、孔径0.2μ
mのメンブランフィルターで濾過し、本発明の組成物溶
液を調製した。
4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエ
チル]−1−フェニルエタン1モルと1,2−ナフトキ
ノンジアジド−4−スルホニルクロリド2モルの縮合物 (D2):1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−
4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエ
チル]−1−フェニルエタン1モルと1,2−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホニルクロリド2.5モルの縮
合物 (D3):2,4,4−トリメチル−2’,4’,7−トリ
ヒドロキシ−2−フェニルフラバン1モルと1,2−ナ
フトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド2.5モ
ルの縮合物 (D4):2,4,4−トリメチル−2’,4’,7−トリ
ヒドロキシ−2−フェニルフラバン1モルと1,2−ナ
フトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド3モルの
縮合物 (D5):1,1,3−トリス(2,5−ジメチル4−ヒ
ドロキシフェニルプロパン1モルと1,2−ナフトキノ
ンジアジド−5−スルホニルクロリド2モルの縮合物
した。 (E1):1,1,3−トリス(2,5−ジメチル−4−
ヒドロキシフェニル)−プロパン (E2):1,1,3−トリス(2,5−ジメチル−4−
ヒドロキシフェニル)−ブタン (E3):1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−
1−フェニルエタン (E4):1,1−ビス(2,5−ジメチル−4−ヒドロ
キシフェニル)−1−(2−ヒドロキシフェニル)メタ
ン
ート 各成分の添加量は、表1に示した。
シリコンウェハー上にスピナーを用いて塗布した後、ホ
ツトプレート上で90℃にて2分間プレベークして厚さ
1.2μmのレジスト膜を形成し、露光し、ホットプレ
ート上で110℃にて1分間ポストエクスポージャーベ
ーク(PEB)をして、現像し、リンスし、乾燥した
後、該レジスト膜の感度、解像度、耐熱性、寸法安定
性、残膜率、現像性、パターン形状およびフォーカス許
容性についての評価を行った。結果を表2に示した。
度および高解像度を有し、耐熱性、現像性、残膜率、パ
ターン形状などに優れ、特に十分な寸法忠実度並びにフ
ォーカス許容性に優れたポジ型レジストとして好適に使
用できる。
Claims (1)
- 【請求項1】 (1)アルカリ可溶性ノボラック樹脂
および(2)下記式(1) 【化1】 で表わされる繰返し単位を有し、GPCによる標準ポリ
スチレン換算重量平均分子量(Mw)が4,000以下
であり、Mw対数平均分子量(Mn)の比(Mw/M
n)が2.5以下であり、そして1核体と2核体成分の
全溶出成分に対する面積比が15%未満であるフェノー
ル樹脂とキノンジアジドスルホン酸との縮合物に相当す
る、水酸基に対するキノンジアジドスルホニル基の平均
縮合率が75%以下である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樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21699192A JP3258384B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | ポジ型感放射線性樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21699192A JP3258384B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | ポジ型感放射線性樹脂組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0667418A JPH0667418A (ja) | 1994-03-11 |
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ID=16697103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21699192A Expired - Lifetime JP3258384B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | ポジ型感放射線性樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3258384B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
EP1055969A4 (en) * | 1998-12-10 | 2002-01-16 | Clariant Finance Bvi Ltd | PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION |
-
1992
- 1992-08-14 JP JP21699192A patent/JP3258384B2/ja not_active Expired - Lifetime
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---|---|
JPH0667418A (ja) | 1994-03-11 |
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