JP3271378B2 - 感放射線性樹脂組成物 - Google Patents
感放射線性樹脂組成物Info
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Description
に関し、さらに詳しくは紫外線、遠紫外線、X線、荷電
粒子線などの放射線に感応する集積回路を作製するため
のポジ型レジストとして好適な感放射線性樹脂組成物に
関する。
1,2−キノンジアジド化合物からなるポジ型レジスト
は、高解像度のレジストパターンが得られるので、集積
回路の製造に多く用いられている。ところで、半導体技
術の進歩に伴い、ますます、高集積化、すなわち、微細
化が進み、今やサブミクロンからそれ以下の解像度が必
要になってきた。さらに、微細化が進んだことにより、
集積回路の製造上重要な転写工程においてフォーカスが
ずれた場合でもパターン寸法の変化が小さいこと、すな
わち優れたフォーカス許容性を有することがレジストに
求められてきた。
度、感度、ハレーション防止効果、現像性、現像後のパ
ターンプロファイル、耐熱性およびフォーカス許容性に
優れ、しかも現像後の残膜率が高いポジ型レジストを得
ることができる感放射性樹脂組成物を提供することにあ
る。
リ可溶性ノボラック樹脂(A)、下記式(1)
複数のR1は、同一または異なって、水素原子または1,
2−キノンジアジドスルホニル基を示す、但し、複数個
のR1のうち少なくとも1個は1,2−キノンジアジドス
ルホニル基である。]で表わされる化合物(B)並びに
下記式(3)
なって、水素原子またはアルキル基(例えばメチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基など)を示し、Yは水
素原子、アルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロ
ピル基、ブチル基など)または置換もしくは非置換のフ
ェニル基(例えばヒドロキシフェニル基、トリル基、キ
シリル基など)を示し、4個のmは同一または異なっ
て、0〜4の整数であり、3個のR3は、同一または異
なって、水素原子または1,2−キノンジアジドスルホ
ニル基を示す、但し、3個のR3のうち少なくとも1個
は1,2−キノンジアジドスルホニル基である。]で表
わされる化合物(D)および下記式(4)
qは1〜3の整数であり、R4は、1個存在する場合、
1,2−キノンジアジドスルホニル基を示し、複数個存
在する場合、同一または異なって、水素原子または1,
2−キノンジアジドスルホニル基を示す、但し、複数個
のR4のうち少なくとも1個は1,2−キノンジアジドス
ルホニル基である。]で表わされる化合物(E)よりな
る群から選択される少なくとも1種の化合物を含み且つ
化合物(D)および(E)の合計使用量が化合物
(B)、(D)および(E)の10〜90重量%である
ことを特徴とする感放射線性樹脂組成物が提供され、上
記本発明の目的が達成される。以下、本発明を詳述する
が、本発明の他の目的、構成およびそれに基づく利点、
効果などが明らかとなろう。
樹脂(以下、単に「ノボラック樹脂(A)」という。)
は、フェノール類とアルデヒド類とを重縮合させること
により得られる。
ル、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾー
ル、2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェ
ノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチル
フェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジメ
チルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、
3,4,5−トリメチルフェノール、2−t−ブチルフェ
ノール、3−t−ブチルフェノール、4−t−ブチルフ
ェノール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾ
ルシノール、5−メチルレゾルシノール、4−t−ブチ
ルカテコール、2−メトキシフェノール、3−メトキシ
フェノール、4−メトキシフェノール、2−メトキシカ
テコール、2−メトキシレゾルシノール、3−メトキシ
レゾルシノール、2,3−ジメトキシフェノール、2,5
−ジメトキシフェノール、3,5−ジメトキシフェノー
ル、没食子酸メチル、没食子酸エチル、3−メトキシ−
4,5−ジヒドロキシ安息香酸メチル、3−メトキシ−
4,5−ジヒドロキシ安息香酸エチル、4−メトキシ−
4,5−ジヒドロキシ安息香酸メチル、4−メトキシ−
4,5−ジヒドロキシ安息香酸エチル、3,4−ジメトキ
シ−5−ヒドロキシ安息香酸メチル、3,4−ジメトキ
シ−5−ヒドロキシ安息香酸エチル、3,5−ジメトキ
シ−4−ヒドロキシ安息香酸メチル、3,5−ジメトキ
シ−4−ヒドロキシ安息香酸エチル、2−エチルフェノ
ール、3−エチルフェノール、4−エチルフェノール、
2,3,5−トリエチルフェノール、3,4,5−トリエチ
ルフェノール、2,3−ジエチルフェノール、2,5−ジ
エチルフェノール、3,4−ジエチルフェノール、3,5
−ジエチルフェノール、2,4−ジエチルフェノール、
2,6−ジエチルフェノール、2−プロピルフェノー
ル、3−プロピルフェノール、4−プロピルフェノー
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、2−メトキシ
−5−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチル
フェノール、チモールおよびイソチモールが挙げられ、
これらの化合物は単独でまたは2種以上組み合わせて用
いられる。
ゾール、p−クレゾール、2,3−ジメチルフェノー
ル、2,5−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェ
ノール、3,5−ジメチルフェノール、2,3,5−トリ
メチルフェノールおよび3,4,5−トリメチルフェノー
ルが好ましく用いられる。
とりわけm−クレゾールと他のフェノール類との組み合
わせが好ましい。m−クレゾールと他のフェノール類と
の割合(m−クレゾール/他のフェノール類:モル比)
は、6/94〜94/6が好ましく、特には30/70
〜90/10が好ましい。この範囲内であると、解像
度、感度、現像性ならびに現像後の残膜率およびパター
ンプロファイルのバランスが特に良好となり易い。
類の好ましい組み合わせとしては、m−クレゾールと
2,3,5−トリメチルフェノール、m−クレゾールと
3,5−ジメチルフェノール、m−クレゾールと2,3,
5−トリメチルフェノールとp−クレゾール、m−クレ
ゾールと3,5−ジメチルフェノールとp−クレゾー
ル、m−クレゾールと2,3−ジメチルフェノールと2,
3,5−トリメチルフェノール、m−クレゾールと2,3
−ジメチルフェノールと3,4−ジメチルフェノールな
どの組み合わせが挙げられる。なお、他のフェノール類
として、2,3,5−トリメチルフェノールとp−クレゾ
ール、3,5−ジメチルフェノールとp−クレゾール、
2,3−ジメチルフェノールと2,3,5−トリメチルフ
ェノールあるいは2,3−ジメチルフェノールと3,4−
ジメチルフェノールの如くにフェノール類を2種類併用
するときは、これら2種類の他のフェノール類の割合
(モル比)は80/20〜20/80であることが好ま
しい。
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、
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、p−
クロロベンズアルデヒド、m−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、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
ドなどが挙げられ、なかでもホルムアルデヒドおよびア
セトアルデヒドが好ましく、特にホルムアルデヒドが好
ましい。これらのアルデヒド類は単独でまたは2種以上
混合して使用することができる。
り、通常0.7〜3モル、好ましくは0.7〜2モルの割
合で使用される。
性触媒の存在下に前記アルデヒド類と縮合させることに
より合成されるが、無触媒でも合成することができる。
重合に用いる酸性触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸など
の無機酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸などの有機酸を挙げる
ことができる。これら酸性触媒の使用量は、通常、フェ
ノール類1モルに対し、1×10-5〜5×10-1モルで
ある。
が用いられるが、重合に用いられるフェノール類がアル
デヒド類の水溶液に溶解せず、反応初期から不均一系に
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
ール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのア
ルコール類、またはテトラヒドロフラン、ジオキサンな
どの環状エー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100重量部当たり、20〜
1,000重量部である。
じて、適宜調整することができるが、通常、10〜20
0℃、好ましくは70〜130℃である。また重合の方
法としては、フェノール類、アルデヒド類および必要に
応じて使用する酸性触媒を一括して仕込んで反応させる
方法と、アルデヒド類および必要に応じて使用するフェ
ノール類などを反応の進行と共に加えていく方法を挙げ
ることができる。
料、酸性触媒および反応媒質を除去するために、通常、
内温を、130〜230℃に上昇させ、減圧下、例えば
20〜50mmHg程度で揮発分を溜去し、樹脂を回収
する。重合反応終了後、前記親水性溶媒に反応混合物を
溶解し、水、n−ヘキサン、n−ヘプタンなどの沈澱剤
を添加することによって、樹脂を析出させ、析出物を分
離して回収することもできる。上記のようにして得られ
るノボラック樹脂(A)は、単分散ポリスチレンを標準
とするゲルパーミエーションクロマトグラフ法により求
めたポリスチレン換算重量平均分子量(以下「Mw」と
いう。)が2,000〜5,000であることが好まし
い。
合物(D)および化合物(E)よりなる群から選択され
る少なくとも1種の化合物を含む。
少なくとも1個は1,2−キノンジアジドスルホニル基
である。そして、このことは式(1)の複数個のR1の
うち1,2−キノンジアジドスルホニル基である数が異
なる数種の化合物(その数が零である化合物も含む)の
混合物であっても、平均として1分子当り1個以上の
1,2−キノンジアジドスルホニル基が存在すれば式
(1)で表わされる化合物(B)として取り扱われるこ
とを意味する。
(1)と同じく、複数個ある各々R 3 〜R4のうち、1,
2−キノンジアジドスルホニル基である数が異なる数種
の化合物(その数が零である化合物も含む)の各々の混
合物は、平均として1分子当り1個以上の1,2−キノ
ンジアジドスルホニル基が存在すれば、各々式(3)で
表わされる化合物(D)あるいは式(4)で表わされる
化合物(E)として取り扱われる。
では1分子当たり平均1.5〜4.8個のR1が1,2−キ
ノンジアジドスルホニル基であるものが好ましい。ま
た、化合物(D)では1分子当たり平均1.6〜2.8個
のR3が1,2−キノンジアジドスルホニル基であるもの
が好ましい。そして化合物(E)では1分子当たり平均
1.6〜2.8個のR4が1,2−キノンジアジドスルホニ
ル基であるものが好ましい。
ジアジドスルホニル基の平均個数が上記の範囲より小さ
いと、残膜率、解像度およびフォーカス許容性が低下す
る傾向があり、また、上記の範囲より大きいと感度およ
び現像性が低下する傾向がある。
トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,3'−テトラ
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',3,4,4'−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などの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および
これらの混合物などが挙げられる。これらの化合物
(B)は、単独でまたは2種以上混合して使用すること
ができる。
トリス(4−ヒドロキシフェニル)−3−フェニルプロ
パン、1,1,3−トリス(2,5−ジメチル−4−ヒド
ロキシフェニル)−3−フェニルプロパン、1,1,3−
トリス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)
−3−フェニルプロパン、1,1,3−トリス(3,4−
ジメチル−6−ヒドロキシフェニル)−3−フェニルプ
ロパン、1,1,3−トリス(3,5−ジメチル−6−ヒ
ドロキシフェニル)−3−フェニルプロパン、1,1,3
−トリス(3−メチル−6−ヒドロキシフェニル)−3
−フェニルプロパン、1,1,3−トリス(4−ヒドロキ
シフェニル)ブタン、2,2,4−トリス(4−ヒドロキ
シフェニル)ブタンなどの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およびこれら
の混合物などが挙げられる。これらの化合物(D)は、
単独でまたは2種以上混合して使用することができる。
ル−2',4'−ジヒドロキシ−2,4,4−トリメチルフ
ラバン、2−フェニル−3',5'−ジヒドロキシ−2,
4,4−トリメチルフラバン、2−フェニル−2',6−
ジヒドロキシ−2,4,4−トリメチルフラバン、2−フ
ェニル−2',7−ジヒドロキシ−2,4,4−トリメチル
フラバン、2−フェニル−3',6−ジヒドロキシ−2,
4,4−トリメチルフラバン、2−フェニル−3',7−
ジヒドロキシ−2,4,4−トリメチルフラバン、2−フ
ェニル−4',6−ジヒドロキシ−2,4,4−トリメチル
フラバン、2−フェニル−4',7−ジヒドロキシ−2,
4,4−トリメチルフラバン、2−フェニル−2',3',
4'−トリヒドロキシ−2,4,4−トリメチルフラバ
ン、2−フェニル−2',3',5'−トリヒドロキシ−2,
4,4−トリメチルフラバン、2−フェニル−2',4',
5'−トリヒドロキシ−2,4,4−トリメチルフラバ
ン、2−フェニル−2',4',6'−トリヒドロキシ−2,
4,4−トリメチルフラバン、2−フェニル−2',4',
6−トリヒドロキシ−2,4,4−トリメチルフラバン、
2−フェニル−2',4',7−トリヒドロキシ−2,4,4
−トリメチルフラバン、2−フェニル−3',5',6−ト
リヒドロキシ−2,4,4−トリメチルフラバン、2−フ
ェニル−3',5',7−トリヒドロキシ−2,4,4−トリ
メチルフラバン、2−フェニル−3',5,7−トリヒド
ロキシ−2,4,4−トリメチルフラバン、2−フェニル
−4',5,7−トリヒドロキシ−2,4,4−トリメチル
フラバン、2−フェニル−3',6,8−トリヒドロキシ
−2,4,4−トリメチルフラバン、2−フェニル−4',
5,7−トリヒドロキシ−2,4,4−トリメチルフラバ
ン、2−フェニル−4',6,8−トリヒドロキシ−2,
4,4−トリメチルフラバン、2−フェニル−2',4',
5,7−テトラヒドロキシ−2,4,4−トリメチルフラ
バン、2−フェニル−2',4',6,8−テトラヒドロキ
シ−2,4,4−トリメチルフラバン、2−フェニル−
3',5',5,7−テトラヒドロキシ−2,4,4−トリメ
チルフラバン、2−フェニル−3',5',6,8−テトラ
ヒドロキシ−2,4,4−トリメチルフラバン、2−フェ
ニル−2',4',6,7,8−ペンタヒドロキシ−2,4,4
−トリメチルフラバン、2−フェニル−3',5',6,7,
8−ペンタヒドロキシ−2,4,4−トリメチルフラバ
ン、2−フェニル−2',3',4',5,7−ペンタヒドロ
キシ−2,4,4−トリメチルフラバン、2−フェニル−
2',3',4',6,8−ペンタヒドロキシ−2,4,4−ト
リメチルフラバンなどの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およびこれらの
混合物などが挙げられる。これらの化合物(E)は単独
でまたは2種以上混合して使用することができる。
なるフェノール性化合物1モルと、1,2−ベンゾキノ
ンジアジド−4−スルホン酸クロリド、1,2−ナフト
キノンジアジド−4−スルホン酸クロリドまたは1,2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド1〜
5モルとを、塩基性触媒の存在化に縮合反応させること
により得られる。
ミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ピリジ
ン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドなどのアミ
ン類および水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナ
トリウムなどの無機アルカリ類が用いられる。これらの
塩基性触媒の使用量は、使用する1,2−キノンジアジ
ドスルホン酸クロリド1モルに対して、通常0.8〜2
モル、好ましくは1〜1.5モルである。
行われる。この際用いられる溶媒としては、例えば水、
ジオキサン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、
アセトン、メチルエチルケトン、γ−ブチルラクトン、
N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、N,N−ジメチルホルムアミド、炭酸エチレン、炭
酸プロピレンなどが挙げられる。これらの溶媒の使用量
は、通常、反応原料100重量部に対して100〜1,
000重量部である。
なるが、通常、20〜60℃、好ましくは、20〜40
℃である。
酸塩を濾過するか、または水を添加して塩酸塩を溶解さ
せた後、希塩酸水溶液の如き酸性水を大量に用いて再沈
澱による精製を行い、精製物を乾燥する方法を例示する
ことができる。
の合計使用量は、ノボラック樹脂(A)100重量部に
対して、4〜80重量部、好ましくは5〜50重量部、
特に好ましくは10〜40重量部である。この範囲であ
ることにより本発明の感放射線性樹脂組成物の解像度、
現像性およびフォーカス許容性がより優れる。
用量は化合物(B)、(D)および(E)の10〜90
重量%である。特には20〜80重量%であることが好
ましい。化合物(D)および(E)の合計使用量が10
重量%未満であると残膜率、解像度およびフォーカス許
容性が低下する傾向があり、90重量%を超えると感
度、ハレーション防止効果が低下する傾向がある。
物(D)および化合物(E)以外の1,2−ナフトキノ
ンジアジド化合物を配合することもできる。このような
1,2−ナフトキノンジアジド化合物としては、p−ク
レゾール、レゾルシン、ピロガロール、フロログリシノ
ールなどの(ポリ)ヒドロキシベンゼンの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;2,4−ジヒドロキシフェニル−プロピルケトン、
2,4−ジヒドロキシフェニル−n−ヘキシルケトン、
2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4−トリ
ヒドロキシフェニル−n−ヘキシルケトン、2,3,6−
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−3'−メト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;
ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン、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(p−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、2,2−ビス
(2,4−ジ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−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。
合物の使用量は、ノボラック樹脂(A)100重量部に
対して、通常30重量部以下、特には20重量部以下で
あることが好ましい。
を向上させるために増感剤を配合することもできる。こ
れらの増感剤としては、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、バルビツール酸類、グ
リシン無水物類、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール
類、アロキサン類、マレイミド類などが挙げれらる。こ
れらの増感剤の配合量は、1,2−キノンジアジド化合
物100重量部に対して、通常、100重量部以下、好
ましくは、60重量部以下である。
て、低分子量のフェノール化合物を配合することもでき
る。この低分子量のフェノール化合物としては、ベンゼ
ン環数が2〜6程度のフェノール化合物、低分子量のア
ルカリ可溶性ノボラック樹脂またはアルカリ可溶性レゾ
ール樹脂が好適である。また低分子量のアルカリ可溶性
ノボラック樹脂またはアルカリ可溶性レゾール樹脂のM
wは、通常2,000未満であり、300〜1,000で
あることが特に好ましい。これらの溶解促進剤の配合量
は、通常、前記ノボラック樹脂(A)100重量部に対
して60重量部以下、好ましくは40重量部以下であ
る。
ストリエーションや乾燥塗膜形成後の放射線照射(以下
「露光」という。)部の現像性を改良するために界面活
性剤を配合することもできる。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オレ
イルエーテルなど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などのポリ
オキシエチレンアリールエーテル類、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
レートなどのポリオキシエチレングリコールジアルキル
エステル類などのノニオン系界面活性剤、エフトップE
F301,EF303,EF352(新秋田化成社製)、
メガファックF171,F172,F173(大日本イン
キ社製)、フロラードFC430,FC431(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,SC102,SC−103,S
C−104,SC−105,SC−106(旭硝子社
製)、NBX−15(ネオス社製)などのフッソ系界面
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No.75,No.95(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、組成物の固形分当たり、通常2重量%
以下、好ましくは1重量%以下である。
化させ、または露光時のハレーションの影響を少なくす
るために吸光剤を配合することもできる。吸光剤として
は、例えば1,7−ビス(3−メトキシ−4−ヒドロキ
シフェニル)−1,6−ヘプタジエン−3,5−ジオンな
どのβ−ジケトン構造を有する染料、5−ヒドロキシ−
4−(4メトキシフェニルアゾ)−3−メチル−1−フ
ェニルピラゾールなどのピラゾールまたはイミダゾール
構造を有する染料や顔料、メチルバイオレット2B(C
I No.42555)、マラカイトグリーン(CI N
o.42000)、ビクトリアブル−B(CI No.4
4045)、ニュートラルレッド(CINo.4004
0)、ソルベントイエロ−2(CI No.1102
0)、ソルベントイエロ−6(CI No.1139
0)、ソルベントイエロ−14(CI No.1205
5)、ソルベントイエロ−15(CI No.1882
0)、ソルベントイエロ−16(CI No.1270
0)、ソルベントイエロ−21(CINo.1869
0)、ソルベントイエロ−D−33(CI No.470
00)、ソルベントイエロ−56(CI No.1102
1)、ミケトン・ファスト・イエロー7G、ミケトン・
ファスト・オレンジ5R(三井東圧染料社製)、ホロン
(サンド社製)、マクロレックスイエロー6G(バイエ
ル社製)などのメチン系染料、イエローHM−112
3、イエローHM−1134(三井東圧染料社製)、ス
チルベン、4,4−ジアミノスチルベンスルホン誘導
体、蛍光増白剤、例えばクマリン誘導体、ピラゾリン誘
導体など特開昭59−142538号に記載されたヒド
ロキシアゾ系染料などが挙げられる。これらの吸光剤の
配合量は、ノボラック樹脂100重量部に対して10重
量部以下が好ましく、特に好ましくは、5重量部以下で
ある。
るための接着助剤や、さらに必要に応じて保存安定剤、
消泡剤等も配合することができる。
基板に塗布する方法としては、ノボラック樹脂、1,2
−キノンジアジド化合物および各種配合剤の所定量を、
例えば固形分濃度が20〜40重量%となるよう溶剤に
溶解させ、例えば孔径0.2μm程度のフィルターで濾
過した後、これを回転塗布、流し塗布、ロール塗布など
により塗布する方法があげられる。この際に用いられる
溶剤としては、例えば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、メチ
ルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセート、
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エチ
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、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、メチルイ
ソブチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヒドロキシプ
ロピオン酸メチル、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、オキシ酢酸エチル、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、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エチル、
3−エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、
ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、酢酸エチル、
酢酸ブチルなどを用いることができる。これらの溶剤は
単独でまたは2種類以上混合して用いることもできる。
さらにN−メチルホルムアミド、N,N−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。
レジスト膜を形成したのち、部分的に露光する。その際
に使用される放射線としては、例えばg線、i線などの
紫外線;KrFエキシマレーザー、水銀灯の輝線スペク
トルなどの遠紫外線、シンクロトロン放射線などのX
線;電子線などの荷電粒子線などを使用されるノボラッ
ク樹脂、1,2−キノンジアジド化合物などの種類に応
じて適宜選定する。また、露光量などの露光条件は、組
成物の配合組成、各種配合剤の種類などに応じて適宜調
節する。
使用するときの効果をより高めるために、シリコンウエ
ハ上に本発明の組成物を塗布し、プレベークおよび露光
を行った後、さらに加熱処理(ポストエクスポージャー
ベーク:以下「PEB」という)、例えば85℃〜12
5℃で60〜90秒の加熱を行い、その後に現像するこ
とにより、見かけ上の感度、現像後のパターンプロファ
イルなどをより向上させることが可能である。
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、
硅酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、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−ジアザビシクロ−[4.
3.0]−5−ノネンなどを通常、1〜10重量%、好
ましくは2〜5重量%の濃度となるように溶解したアル
カリ性水溶液が使用される。また該現像液には、水溶性
有機溶媒、例えばメタノール、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、このようにアルカリ性水溶液からなる現像液
を使用する場合には、一般に、現像後、水で洗浄し、乾
燥する。
が、本発明はこれらの実施例に制約されるものではな
い。
に、m−クレゾール78.8g(0.73モル)、2,3,
5−トリメチルフェノール20.3g(0.15モル)、
37重量%ホルムアルデヒド水溶液121.0gおよび
蓚酸1.52gを仕込み、セパラブルフラスコを油浴に
浸し、内温を100℃に保持しながら70分間反応さ
せ、その後さらにm−クレゾール19.7g(0.18モ
ル)および2,3,5−トリメチルフェノール81.1g
(0.60モル)を反応の進行とともに連続的にセパラ
ブルフラスコに仕込み、30分間反応させた。次いで油
浴温度を180℃まで上昇させ、同時にセパラブルフラ
スコ内を減圧して水、未反応のホルムアルデヒド、m−
クレゾールおよび2,3,5−トリメチルフェノール、な
らびに蓚酸を除去した。次いで得られた溶融状のノボラ
ック樹脂を室温に戻し回収した。このノボラック樹脂の
Mwを、東洋ソーダ社製GPCカラム(G2000H6 2
本、G3000H6,G4000H6)を用い、流量1.5ml/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パーミェシ
ョンクロマトグラフ(GPC)法により測定したところ
3300であった。
装着したフラスコに、2,3,4,4'−テトラヒドロキシ
ベンゾフェノン10.2gおよび1,2−ナフトキノンジ
アジド−5−スルホン酸クロリド(以下「NQD」とい
う。)36.7gをモル比1:3.3で仕込み、さらにこ
の溶液にジオキサン240gを加え、攪拌溶解させた。
別に滴下ロートにトリエチルアミン13.8gを仕込ん
だ。次いで前記フラスコを30℃に調整された水浴に浸
し、内温が30℃となった時点で、この溶液にトリエチ
ルアミンを内温が35℃を超えないようにゆっくりと滴
下した。その後、析出したトリエチルアミン塩酸塩を濾
過して除去し、濾液を大量の希塩酸中に注入すると、
2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル
(以下「化合物(b−1)」という。)が析出した。濾
過して回収した化合物(b−1)を40℃に調整された
真空乾燥機中で一昼夜乾燥した。化合物(b−1)をガ
スクロ工業製HPLC用カラムInertsil ODS 5μmを
用い、流量1.5ml/分[溶出溶媒:テトラヒドロフ
ラン/アセトニトリル/0.1重量%リン酸水溶液=2
7/27/46(容量比)]の条件下で組成比を調べた
ところ、モノエステル3重量%、ジエステル6重量%、
トリエステル3重量%、テトラエステル60重量%であ
り、1分子当り平均3.7個の1,2−キノンジアジドス
ルホニル基を含んでいた。また、未反応の2,3,4,4'
−テトラヒドロキシベンゾフェノンを28重量%含んで
いた。
リス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−
3−フェニルプロパン1モルとNQD2.1モルとを縮
合し、1,1,3−トリス(2,5−ジメチル−4−ヒド
ロキシフェニル)−3−フェニルプロパン−1,2−ナ
フトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル(以下
「化合物(d−1)」という。)を得、乾燥した。化合
物(d−1)の組成比を(2)と同様に調べたところ、
モノエステル7重量%、ジエステル44重量%、トリエ
ステル49重量%であり、1分子当り平均2.4個の1,
2−キノンジアジドスルホニル基を含んでいた。
00重量部、(2)で得られた化合物(b−1)15重
量部、(3)で得られた化合物(d−1)15重量部を
エチルセロソルブアセテート320重量部に溶解したの
ち、孔径0.2μmのフィルターで濾過し、本発明の組
成物の溶液を調製した。
シリコンウエーハ上に回転塗布したのち、90℃に保持
したホットプレート上で2分間プレベークして乾燥膜厚
1.2μmのレシスト膜を得た。このレジスト膜に、ラ
イン幅とスペース幅の等しい(1L1S)テストパター
ンレチクルを用い、ニコン製−NSR1505G4D縮
小投影露光機にて波長436mmのg線を0.51秒間
露光した。次に110℃に保持したホットプレート上で
1分間PEBを行い、現像液としてのテトラメチルアン
モニウムヒドロキシド2.4重量%水溶液に浸漬して2
5℃で1分間現像し、引き続き水でリンスし、その後乾
燥することによりレジストパターンを形成した。このと
きの残膜率は98%であった。形成したレジストパター
ンを走査型電子顕微鏡で観察したところ、図1に示すよ
うな急峻な側壁を有する良好なパターンプロファイルで
あった。その上、現像性は良好で現像残りは認められ
ず、さらにハレーションの影響による断線やパターン底
部の欠けが全くなく、0.55μmのレジストパターン
まで精度良く解像できた。また0.7μmのレジストパ
ターンにおいてフォーカス許容性(以下「DOF」とい
う。)を求めたところ、1.5μmのDOFをもって残
膜率を低下させることなくレジストパターンを解像で
き、かつ、パターン寸法の変動量が10%以下でありD
OFが良好であることが分かった。またオーブン中にレ
ジストパターンを形成したウエーハをいれたパターンが
崩れ始めたときの温度を求めたところ、150℃であ
り、レジストとしての耐熱性が良好であることが分かっ
た。
2',4',7−トリヒドロキシ−2,4,4−トリメチルフ
ラバン1モルとNQD2.5モルとを縮合し、2−フェ
ニル−2',4',7−トリヒドロキシ−2,4,4−トリメ
チルフラバン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−ス
ルホン酸エステル(以下「化合物(e−1)」とす
る。)を得、乾燥した。化合物(e−1)の組成比を実
施例1(2)と同様に調べたところ、モノエステル6重
量%、ジエステル27重量%、トリエステル67重量%
であり、1分子当り平均2.6個の1,2−キノンジアジ
ドスルホニル基を含んでいた。
(d−1)の代わりに化合物(e−1)15重量部を用
いた以外は、実施例1(4)と同様にして本発明の組成
物の溶液を調製した。
得られた組成物の溶液を用い、露光時間を0.54秒間
とした以外は実施例1(5)と同様にしてレジストパタ
ーンを形成し、観察したところ図1に示すような急峻な
側壁を有する良好なパターンプロファイルであった。そ
の上、現像性は良好で現像残りは認められず、さらにハ
レーションの影響による断線やパターン底部の欠けが全
くなく、0.55μmのレシストパターンまで精度良く
解像できた。また0.7μmのレジストパターンにおい
てDOFを求めたところ、1.5μmのDOFをもって
残膜率を低下させることなくレジストパターンを解像で
き、かつ、パターン寸法の変動量が10%以下でありD
OFが良好であることが分かった。またオーブン中にレ
ジストパターンを形成したウエーハをいれてパターンが
崩れ始めたときの温度を求めたところ、150℃であ
り、レジストとしての耐熱性が良好であることが分かっ
た。
いず、化合物(b−1)を単独で30重量部用いた以外
は、実施例1(4)と同様にして比較のための組成物の
溶液を調製した。
(1)で得られた組成物の溶液を用い、露光時間を0.
34秒間とした以外は実施例1(5)と同様にしてレジ
ストパターンを形成し、観察したところ、現像性は良好
で現像残りは認められなかったが、図3に示すように、
パターンプロファイルは紡鐘形となった。またDOFも
1μmと実施例1より劣るものとなった。
いず、化合物(e−1)を単独で30重量部用いた以外
は、実施例2(2)と同様にして比較のための組成物の
溶液を調製した。
(1)で得られた組成物の溶液を用い、露光時間を0.
82秒間とした以外は実施例1(5)と同様にしてレジ
ストパターンを形成し、観察したところ、現像性は良好
で現像残りは認められなかったが、図4に示すように、
パターンプロファイルは裾を引く形状となり、DOFも
1μmと実施例4より劣るものとなった。
いず、化合物(d−1)を単独で30重量部用いた以外
は、実施例1(2)と同様にして比較のための組成物の
溶液を調節した。 (2)実施例1(5)において、上記(1)で得られた
組成物の溶液を用い、露光時間を0.41秒間とした以
外は実施例1(5)と同様にしてレジストパターンを形
成し、観察したところ現像性は良好で現像残りは認めら
れなかったが、図3に示すようにパターンプロファイル
は紡鐘形となった。またDOFも1μmと実施例1より
劣るものとなった。
度、感度、現像性、現像後のパターンプロファイル、耐
熱性およびDOFに優れ、しかも現像後の残膜率が高い
のでポジ型レジストとして好適である。
面を示す模式図である。
の断面を示す模式図である。
示す模式図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 アルカリ可溶性ノボラック樹脂(A)、
下記式(1) 【化1】 [式(1)中、nは0〜3の整数であり、複数のR
1は、同一または異なって、水素原子または1,2−キノ
ンジアジドスルホニル基を示す、但し、複数個のR1の
うち少なくとも1個は1,2−キノンジアジドスルホニ
ル基である。]で表わされる化合物(B)並びに下記式
(3) 【化2】 [式(3)中、2個のXは、同一または異なって、水素
原子またはアルキル基を示し、Yは水素原子、アルキル
基または置換もしくは非置換のフェニル基を示し、4個
のmは、同一または異なって、0〜4の整数であり、3
個のR3は、同一または異なって、水素原子または1,2
−キノンジアジドスルホニル基を示す、但し、3個のR
3のうち少なくとも1個は1,2−キノンジアジドスルホ
ニル基である。]で表わされる化合物(D)および下記
式(4) 【化3】 [式(4)中、pは0〜3の整数であり、qは1〜3の
整数であり、R4は、1個存在する場合、1,2−キノン
ジアジドスルホニル基を示し、複数個存在する場合、同
一または異なって、水素原子または1,2−キノンジア
ジドスルホニル基を示す、但し、複数個のR4のうち少
なくとも1個は1,2−キノンジアジドスルホニル基で
ある。]で表わされる化合物(E)よりなる群から選択
される少なくとも1種の化合物を含み且つ化合物(D)
および(E)の合計使用量が化合物(B)、(D)およ
び(E)の10〜90重量%であることを特徴とする感
放射線性樹脂組成物。 - 【請求項2】 化合物(D)および化合物(E)よりな
る群から選択される少なくとも1種の化合物が化合物
(E)である請求項1に記載された感放射線性樹脂組成
物。 - 【請求項3】 化合物(E)のR 4 の1分子当り平均1.
6〜2.8個が1,2−キノンジアジドスルホニル基であ
る請求項2に記載された感放射線性樹脂組成物。
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TWI424270B (zh) * | 2004-05-26 | 2014-01-21 | Nissan Chemical Ind Ltd | 正型感光性樹脂組成物及所得層間絕緣膜以及微透鏡 |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP16764893A patent/JP3271378B2/ja not_active Expired - Lifetime
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WO2013087429A1 (en) | 2011-12-13 | 2013-06-20 | Aktiebolaget Skf | A process for preparing a protective layer on a tribological surface of a mechanical component |
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