JP3275501B2 - Positive resist composition - Google Patents

Positive resist composition

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resist
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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、ポジ型レジスト組成物
に関し、さらに詳しくは、半導体素子、磁気バブルメモ
リー素子、集積回路などの製造に必要な微細加工用ポジ
型レジスト組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive resist composition, and more particularly to a positive resist composition for fine processing required for manufacturing semiconductor devices, magnetic bubble memory devices, integrated circuits and the like. .

【0002】[0002]

【従来の技術】レジストを用いて微細パターンを形成す
るには、基板上に感光性材料(レジスト組成物)を含有
する溶液を塗布し、乾燥させて、感光膜を作成した後、
活性光線を照射して、潜像を形成し、次いで、現像して
ネガ型またはポジ型の画像を作成する。レジストを用い
た微細加工により半導体素子を製造するには、通常、基
板としてシリコンウエハを用い、上記リソグラフィー技
術によって画像(パターン)を形成し、次いで、基板上
に残ったレジストを保護膜として、エッチングを行った
後、レジスト膜を除去する。ポジ型レジストでは、感光
膜の照射部分が未照射部分に比べて現像液中での溶解
性が増してポジ型像を与え、ネガ型レジストでは、感光
膜の照射部分の溶解性が減少してネガ型像を与える。
2. Description of the Related Art In order to form a fine pattern using a resist, a solution containing a photosensitive material (resist composition) is applied on a substrate and dried to form a photosensitive film.
Irradiation with actinic rays forms a latent image, which is then developed to create a negative or positive image. In order to manufacture a semiconductor device by microfabrication using a resist, usually, a silicon wafer is used as a substrate, an image (pattern) is formed by the above lithography technique, and then the resist remaining on the substrate is used as a protective film for etching. After that, the resist film is removed. The positive resist, giving a positive image an irradiated portion of the photosensitive film is solubility increases in the developer than the unexposed regions, the negative type resist, solubility of the irradiated portion of the photosensitive film is reduced To give a negative image.

【0003】従来、半導体素子を形成するためのレジス
ト組成物としては、例えば、環化ポリイソプレンとビス
ジアジド化合物からなるネガ型レジストが知られてい
る。しかしながら、このネガ型レジストは有機溶剤で現
像するので、膨潤が大きく解像性に限界があるため、高
集積度の半導体の製造に対応できない欠点を有する。ま
た、ポリメタクリル酸グリシジルを含有するネガ型レジ
ストは、高感度ではあるが、解像度やドライエッチング
性に劣る。
Conventionally, as a resist composition for forming a semiconductor device, for example, a negative resist comprising a cyclized polyisoprene and a bisdiazide compound has been known. However, since this negative resist is developed with an organic solvent, it has a disadvantage that it cannot cope with the manufacture of a highly integrated semiconductor because it has a large swelling and a limited resolution. Further, a negative resist containing polyglycidyl methacrylate has high sensitivity but is inferior in resolution and dry etching properties.

【0004】一方、このネガ型レジスト組成物に対し
て、ポジ型レジスト組成物は、解像性に優れているため
半導体の高集積化に十分対応できると考えられている。
現在、この分野で一般的に用いられているポジ型レジス
ト組成物は、ノボラック樹脂とキノンジアジド化合物か
らなるものである。しかしながら、従来のポジ型レジス
ト組成物は、感度、残膜率、解像度、耐熱性、保存安定
性などの諸特性は必ずしも満足な結果は得られておらず
性能の向上が望まれている。
On the other hand, it is considered that a positive resist composition is superior in resolution to this negative resist composition and can sufficiently cope with high integration of semiconductors.
Currently, a positive resist composition generally used in this field comprises a novolak resin and a quinonediazide compound. However, conventional positive resist compositions have not always obtained satisfactory results in various properties such as sensitivity, residual film ratio, resolution, heat resistance, and storage stability, and are required to improve performance.

【0005】最近、アルカリ可溶性フェノール樹脂と感
光剤を含有するポジ型レジストにおいて、感光剤とし
て、各種フェノール化合物のキノンジアジドスルホン酸
エステルを使用することが提案されている(特開平2−
296248号、特開平2−296249号、特開平4
−502519号)。しかし、これらの文献に具体的に
開示されているポジ型レジスト組成物は、感度や残膜率
がやや不充分であり、さらなる改善が求められている。
Recently, it has been proposed to use quinonediazide sulfonic acid esters of various phenolic compounds as a photosensitizer in a positive resist containing an alkali-soluble phenol resin and a photosensitizer (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2 (1990) -1990).
296248, JP-A-2-296249, JP-A-4
-502519). However, the positive resist compositions specifically disclosed in these documents have somewhat insufficient sensitivity and residual film ratio, and further improvement is required.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、感
度、残膜率、解像度、耐熱性、保存安定性などの諸特性
の優れた、特に1μm以下の微細加工に適したポジ型レ
ジスト組成物を提供することにある。本発明者らは、前
記従来技術の有する問題点を克服するために鋭意研究し
た結果、アルカリ可溶性フェノール樹脂と感光剤を含有
するポジ型レジスト組成物において、該感光剤としてフ
ェノール性水酸基を有する特定の化合物(フェノール化
合物)とキノンジアジドスルホン酸化合物とのエステル
を用いることにより、前記目的を達成できることを見出
した。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a positive resist composition having excellent characteristics such as sensitivity, residual film ratio, resolution, heat resistance and storage stability, and particularly suitable for fine processing of 1 μm or less. To provide things. The present inventors have conducted intensive studies to overcome the problems of the prior art, and as a result, in a positive resist composition containing an alkali-soluble phenol resin and a photosensitizer, a positive resist composition having a phenolic hydroxyl group as the photosensitizer. It has been found that the above object can be achieved by using an ester of the compound (phenol compound) and a quinonediazidesulfonic acid compound.

【0007】本発明で使用するフェノール化合物は、各
1個のOH基を有する4個の芳香族環を有する特定の選
択された構造を有しており、前記各公報には、具体的に
開示されていないものである。そして、このフェノール
化合物を使用することによって、前記各公報に具体的に
開示されているポジ型レジストと比較して、特に、解像
度が顕著に優れたポジ型レジストを得ることができる。
本発明のポジ型レジスト組成物は、残膜率も改善されて
いる。勿論、このポジ型レジスト組成物は、感度、耐熱
性、保存安定性、耐ドライエッチング性なども良好であ
る。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至っ
たものである。
The phenolic compound used in the present invention has a specific selected structure having four aromatic rings each having one OH group. That is not done. By using this phenol compound, it is possible to obtain a positive resist excellent in resolution, in particular, as compared with the positive resist specifically disclosed in the above publications.
The positive resist composition of the present invention has an improved residual film ratio. Of course, this positive resist composition has good sensitivity, heat resistance, storage stability, dry etching resistance and the like. The present invention has been completed based on these findings.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、アルカリ可溶性フェノール樹脂と感光剤を含有する
ポジ型レジスト組成物において、該感光剤として下記一
般式(I)で示される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を含有することを特徴とするポジ
型レジスト組成物が提供される。
Thus, according to the present invention, in a positive resist composition containing an alkali-soluble phenol resin and a photosensitizer, a phenol compound represented by the following general formula (I) is used as the photosensitizer. There is provided a positive resist composition comprising a quinonediazidesulfonic acid ester.

【0009】[0009]

【化2】 (式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子また
は炭素数1〜4のアルキル基であり、R3〜R6は、炭素
数1〜4のアルキル基である。)
Embedded image (In the formula, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 to R 6 are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

【0010】以下、本発明について詳述する。 (アルカリ可溶性フェノール樹脂)本発明において用い
られるアルカリ可溶性フェノール樹脂としては、例え
ば、フェノール類とアルデヒド類との縮合反応生成物、
フェノール類とケトン類との縮合反応生成物、ビニルフ
ェノール系重合体、イソプロペニルフェノール系重合
体、これらのフェノール樹脂の水素添加反応生成物など
が挙げられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. (Alkali-soluble phenol resin) Examples of the alkali-soluble phenol resin used in the present invention include a condensation reaction product of phenols and aldehydes,
Examples include a condensation reaction product of a phenol and a ketone, a vinylphenol-based polymer, an isopropenylphenol-based polymer, and a hydrogenation reaction product of these phenol resins.

【0011】ここで用いるフェノール類の具体例として
は、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフ
ェノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、フ
ェニルフェノールなどの一価のフェノール類、レゾルシ
ノール、ピロカテコール、ハイドロキノン、ビスフェノ
ールA、フロログルシノール、ピロガロールなどの多価
フェノール類などが挙げられる。アルデヒド類の具体例
としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベン
ズアルデヒド、テレフタルアルデヒドなどが挙げられ
る。ケトン類の具体例としては、アセトン、メチルエチ
ルケトン、ジエチルケトン、ジフェニルケトンなどが挙
げられる。これらの縮合反応は常法にしたがって行うこ
とができる。
Specific examples of the phenols used herein include monovalent phenols such as phenol, cresol, xylenol, ethylphenol, propylphenol, butylphenol, phenylphenol, resorcinol, pyrocatechol, hydroquinone, bisphenol A, phlorog Examples include polyhydric phenols such as lucinol and pyrogallol. Specific examples of aldehydes include formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, terephthalaldehyde, and the like. Specific examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diphenyl ketone, and the like. These condensation reactions can be performed according to a conventional method.

【0012】ビニルフェノール系重合体は、ビニルフェ
ノールの単独重合体及びビニルフェノールと共重合可能
な成分との共重合体から選択される。共重合可能な成分
の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、スチレ
ン、無水マレイン酸、マレイン酸イミド、酢酸ビニル、
アクリロニトリル、及びこれらの誘導体などが挙げられ
る。イソプロペニルフェノール系重合体は、イソプロペ
ニルフェノールの単独重合体及びイソプロペニルフェノ
ールと共重合可能な成分との共重合体から選択される。
共重合可能な成分の具体例としては、アクリル酸、メタ
クリル酸、スチレン、無水マレイン酸、マレイン酸イミ
ド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、及びこれらの誘導
体などが挙げられる。
The vinylphenol-based polymer is selected from a homopolymer of vinylphenol and a copolymer of vinylphenol and a component copolymerizable with vinylphenol. Specific examples of the copolymerizable component include acrylic acid, methacrylic acid, styrene, maleic anhydride, maleic imide, vinyl acetate,
Acrylonitrile, and derivatives thereof, and the like. The isopropenylphenol-based polymer is selected from a homopolymer of isopropenylphenol and a copolymer of isopropenylphenol with a copolymerizable component.
Specific examples of the copolymerizable component include acrylic acid, methacrylic acid, styrene, maleic anhydride, maleic imide, vinyl acetate, acrylonitrile, and derivatives thereof.

【0013】フェノール樹脂の水素添加反応生成物を用
いる場合は、その生成物は任意の公知の方法によって製
造することが可能である。例えば、フェノール樹脂を有
機溶剤に溶解し、均一系または不均一系の水素添加触媒
の存在下、水素を導入することによって達成できる。こ
れらのアルカリ可溶性フェノール樹脂は、単独でも用い
られるが、2種以上を混合して用いてもよい。
When a hydrogenation reaction product of a phenolic resin is used, the product can be produced by any known method. For example, it can be achieved by dissolving a phenol resin in an organic solvent and introducing hydrogen in the presence of a homogeneous or heterogeneous hydrogenation catalyst. These alkali-soluble phenol resins may be used alone or in combination of two or more.

【0014】本発明のポジ型レジスト組成物には、必要
に応じて、現像性、保存安定性、耐熱性などを改善する
ために、例えば、スチレンとアクリル酸、メタクリル酸
または無水マレイン酸との共重合体、アルケンと無水マ
レイン酸との共重合体、ビニルアルコール重合体、ビニ
ルピロリドン重合体、ロジン、シェラックなどを添加す
ることができる。添加量は、アルカリ可溶性フェノール
樹脂100重量部に対して、上記重合体0〜50重量
部、好ましくは5〜20重量部である。
The positive resist composition of the present invention may contain, for example, styrene and acrylic acid, methacrylic acid or maleic anhydride, if necessary, in order to improve developability, storage stability, heat resistance and the like. Copolymers, copolymers of alkenes and maleic anhydride, vinyl alcohol polymers, vinylpyrrolidone polymers, rosin, shellac and the like can be added. The amount of the polymer is 0 to 50 parts by weight, preferably 5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkali-soluble phenol resin.

【0015】(感光剤)本発明において用いられる感光
剤は、前記一般式(I)で示される化合物のキノンジア
ジドスルホン酸エステルであれば、特に限定されるもの
ではない。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、2,1−ナフトキノン
ジアジド−4−スルホン酸エステル、2,1−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホン酸エステル、その他のキノ
ンジアジドスルホン酸エステルなどが挙げられる。本発
明で用いられる感光剤の母核となる一般式(I)で示さ
れるフェノール化合物の具体例としては、以下の化合物
(1)〜(3)が挙げられる。
(Photosensitizer) The photosensitizer used in the present invention is not particularly limited as long as it is a quinonediazidesulfonic acid ester of the compound represented by the general formula (I). For example, 1,2-benzoquinonediazide-4
-Sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 2,1-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 2,1-naphthoquinonediazide And -5-sulfonic acid esters and other quinonediazidesulfonic acid esters. The following compounds (1) to (3) are specific examples of the phenol compound represented by the general formula (I), which serves as a mother nucleus of the photosensitive agent used in the present invention.

【0016】[0016]

【化3】 Embedded image

【0017】[0017]

【化4】 Embedded image

【0018】[0018]

【化5】 Embedded image

【0019】本発明で用いる感光剤は、一般式(I)で
示されるフェノール化合物とキノンジアジドスルホン酸
化合物とのエステル化反応によって合成することができ
る。キノンジアジドスルホン酸化合物としては、例え
ば、1,2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸、
1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸、1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸、2,1−
ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸、2,1−ナフ
トキノンジアジド−5−スルホン酸などのo−キノンジ
アジドスルホン酸化合物、その他のキノンジアジドスル
ホン酸誘導体などが挙げられる。
The photosensitive agent used in the present invention can be synthesized by an esterification reaction between a phenol compound represented by the general formula (I) and a quinonediazidesulfonic acid compound. Examples of the quinonediazidesulfonic acid compound include 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid,
1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid,
2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid, 2,1-
Examples thereof include o-quinonediazidesulfonic acid compounds such as naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid and 2,1-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid, and other quinonediazidesulfonic acid derivatives.

【0020】本発明で用いるキノンジアジドスルホン酸
エステルは、常法にしたがってキノンジアジドスルホン
酸化合物をクロルスルホン酸でスルホニルクロライドと
し、得られたキノンジアジドスルホニルクロライドと、
一般式(I)で示されるフェノール化合物とを縮合させ
ることにより得られる。例えば、一般式(I)で示され
るフェノール化合物と1,2−ナフトキノンジアジド−
5−スルホニルクロライドの所定量をジオキサン、アセ
トンまたはテトラヒドロフラン等の溶剤に溶解し、トリ
エチルアミン、ピリジン、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナ
トリウム、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム等の
塩基性触媒を加えて反応させ、得られた生成物を水洗、
乾燥して調製できる。
The quinonediazidesulfonic acid ester used in the present invention is obtained by converting a quinonediazidesulfonic acid compound into a sulfonyl chloride with chlorosulfonic acid according to a conventional method, and obtaining the resulting quinonediazidosulfonyl chloride;
It is obtained by condensing with the phenol compound represented by the general formula (I). For example, a phenol compound represented by the general formula (I) and 1,2-naphthoquinonediazide-
A predetermined amount of 5-sulfonyl chloride is dissolved in a solvent such as dioxane, acetone or tetrahydrofuran, and reacted by adding a basic catalyst such as triethylamine, pyridine, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium hydroxide or potassium hydroxide to obtain a solution. Wash the product with water,
It can be prepared by drying.

【0021】本発明で用いられる感光剤において、前記
一般式(I)で示されるフェノール化合物に対するキノ
ンジアジドスルホン酸化合物のエステル化の比率(平均
エステル化率)は、特に限定されるものではないが、通
常、フェノール化合物のOH基の20〜100%、好ま
しくは50〜95%、より好ましくは65〜90%の範
囲である。エステル化の比率が低すぎるとパターン形状
や解像性の劣化をまねき、エステル化の比率が高すぎる
と感度の劣化をまねく場合がある。
In the photosensitive agent used in the present invention, the esterification ratio (average esterification ratio) of the quinonediazidesulfonic acid compound to the phenol compound represented by the general formula (I) is not particularly limited. Usually, it is in the range of 20 to 100%, preferably 50 to 95%, more preferably 65 to 90% of the OH group of the phenol compound. If the ratio of esterification is too low, pattern shape and resolution may be deteriorated. If the ratio of esterification is too high, sensitivity may be deteriorated.

【0022】本発明で用いる感光剤の配合割合は、特に
限定されるものではないが、アルカリ可溶性フェノール
樹脂100重量部に対して、通常、1〜100重量部、
好ましくは3〜50重量部、より好ましくは10〜40
重量部である。この配合割合が少なすぎると十分な残膜
率が得られず、解像性の劣化をまねき、逆に、配合割合
が多すぎると耐熱性の劣化をまねき好ましくない。
The mixing ratio of the photosensitive agent used in the present invention is not particularly limited, but is usually 1 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the alkali-soluble phenol resin.
Preferably 3 to 50 parts by weight, more preferably 10 to 40 parts by weight
Parts by weight. If the compounding ratio is too small, a sufficient residual film ratio cannot be obtained, leading to deterioration in resolution. Conversely, if the compounding ratio is too large, heat resistance deteriorates, which is not preferable.

【0023】本発明で用いる感光剤は、それぞれ単独
で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができ
る。また、本発明の目的を損なわない範囲内において、
別の種類の感光剤を少量(通常、感光剤全量の30重量
%以下)と混合して用いることもできる。混合する別の
種類の感光剤としては、特に限定されるものではなく、
公知のキノンジアジドスルホン酸エステルであれば使用
できる。
The photosensitive agents used in the present invention can be used alone or in combination of two or more. Further, within a range that does not impair the object of the present invention,
Another type of photosensitizer may be used in a mixture with a small amount (generally, 30% by weight or less of the total amount of the photosensitizer). Other types of photosensitive agents to be mixed are not particularly limited,
Any known quinonediazidesulfonic acid ester can be used.

【0024】(その他の成分) 本発明のポジ型レジスト組成物は、基板に塗布してレジ
スト膜を形成するために、通常、溶剤に溶解して用い
る。溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、シ
クロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノンな
どのケトン類;n−プロピルアルコール、iso−プロ
ピルアルコール、n−ブチルアルコール、シクロヘキサ
ノールなどのアルコール類;エチレングリコールジメチ
ルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジ
オキサンなどのエーテル類;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
などのアルコールエーテル類;ギ酸プロピル、ギ酸ブチ
ル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、
プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチルなどのエ
ステル類;2−オキシプロピオン酸エチル、2−メトキ
シプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチ
ル、2−エトキシプロピオン酸エチルなどのモノオキシ
カルボン酸エステル類;セロソルブアセテート、メチル
セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、
プロピルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセ
テートなどのセロソルブエステル類;プロピレングリコ
ール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピ
レングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピ
レングリコールモノブチルエーテルなどのプロピレング
リコール類;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、ジエチ
レングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコー
ルジチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチ
ルエーテルなどのジエチレングリコール類;トリクロロ
エチレンなどのハロゲン化炭化水素類;トルエン、キシ
レンなどの芳香族炭化水素類;ジメチルアセトアミド、
ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミドなどの
極性溶媒などが挙げられる。これらの溶剤は、それぞれ
単独、あるいは2種以上を混合して用いることができ
る。本発明のポジ型レジスト組成物には、必要に応じ
て、染料、界面活性剤、保存安定剤、増感剤、ストリエ
ーション防止剤、可塑剤などの相溶性のある添加剤を含
有させることができる。
(Other Components) The positive resist composition of the present invention is usually used by dissolving it in a solvent in order to form a resist film by coating it on a substrate. Examples of the solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone and 2-heptanone; alcohols such as n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol and cyclohexanol; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol Ethers such as diethyl ether and dioxane; alcohol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether; propyl formate, butyl formate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate,
Esters such as ethyl propionate, methyl butyrate and ethyl butyrate; monooxycarboxylic acid esters such as ethyl 2-oxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate and ethyl 2-ethoxypropionate; Cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate,
Cellosolve esters such as propyl cellosolve acetate and butyl cellosolve acetate; propylene glycols such as propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, and propylene glycol monobutyl ether; diethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol mono ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol et Chirueteru, diethylene glycols such as diethylene glycol methyl ethyl ether; halogenated hydrocarbons such as trichlorethylene; toluene, aromatic hydrocarbons such as xylene; dimethylacetamide,
And polar solvents such as dimethylformamide and N-methylacetamide. These solvents can be used alone or in combination of two or more. If necessary, the positive resist composition of the present invention may contain compatible additives such as dyes, surfactants, storage stabilizers, sensitizers, striation inhibitors, and plasticizers. it can.

【0025】本発明のポジ型レジスト組成物の現像液と
しては、アルカリの水溶液を用いるが、具体的には、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、
アンモニアなどの無機アルカリ類;エチルアミン、プロ
ピルアミンなどの第一アミン類;ジエチルアミン、ジプ
ロピルアミンなどの第二のアミン類;トリメチルアミ
ン、トリエチルアミンなどの第三アミン類;ジメチルメ
タノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコー
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、トリメチルヒ
ドロキシメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチル
ヒドロキシメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチ
ルヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシドなどの第
四級アンモニウム塩などが挙げられる。さらに、必要に
応じて上記アルカリ水溶液に、メタノール、エタノー
ル、プロパノール、エチレングリコール等の水溶性有機
溶媒、界面活性剤、保存安定剤、樹脂の溶解抑制剤など
を適量添加することができる。
As a developer for the positive resist composition of the present invention, an aqueous alkali solution is used. Specifically, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate,
Inorganic amines such as ammonia; primary amines such as ethylamine and propylamine; second amines such as diethylamine and dipropylamine; tertiary amines such as trimethylamine and triethylamine; dimethylmethanolamine and triethanolamine Alcohol amines; tetramethylammonium hydroxide,
Examples include quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium hydroxide, trimethylhydroxymethylammonium hydroxide, triethylhydroxymethylammonium hydroxide, and trimethylhydroxyethylammonium hydroxide. Further, if necessary, appropriate amounts of a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, and ethylene glycol, a surfactant, a storage stabilizer, a resin dissolution inhibitor, and the like can be added to the aqueous alkali solution.

【0026】[0026]

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をさ
らに具体的に説明する。なお、部及び%は、特に断りの
ない限り重量基準である。
The present invention will be described more specifically below with reference to examples and comparative examples. Parts and percentages are by weight unless otherwise specified.

【0027】[実施例1]m−クレゾールとp−クレゾ
ールをモル比で55:45の割合で混合し、これにホル
マリンを加え、シュウ酸触媒を用いて常法により縮合し
て得たノボラック樹脂100部と、前記化合物(1)の
OH基の70%が1,2−ナフトキノンジアジド−5−
スルホン酸エステルであるキノンジアジドスルホン酸エ
ステル30部を、乳酸エチル350部に溶解して、孔径
0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフルオロエチ
レン製フィルター(PTFEフィルター)で濾過して、
レジスト溶液を調製した。
Example 1 A novolak resin obtained by mixing m-cresol and p-cresol at a molar ratio of 55:45, adding formalin thereto, and condensing by an ordinary method using an oxalic acid catalyst. 100 parts and 70% of the OH groups of the compound (1) are 1,2-naphthoquinonediazide-5-
30 parts of quinonediazide sulfonic acid ester, which is a sulfonic acid ester, is dissolved in 350 parts of ethyl lactate and filtered through a polytetrafluoroethylene fluoroethylene filter (PTFE filter) having a pore diameter of 0.1 μm.
A resist solution was prepared.

【0028】上記レジスト溶液をシリコンウエハ上にス
ピンコーターで塗布した後、90℃のホットプレートで
90秒間プリベークし、膜厚1.17μmのレジスト膜
を形成した。このレジスト膜を形成したシリコンウエハ
を、i線ステッパーNSR−1755i7A(ニコン社
製、NA=0.50)とテスト用レチクルを用いて露光
を行った。次に、このウエハを110℃のホットプレー
トで60秒間露光後ベーク(PEB)した後、2.38
%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で23
℃、1分間、パドル法により現像してポジ型パターンを
形成した。このパターンの形成されたウエハを取り出し
て電子顕微鏡で観察したところ、0.38μmのライン
&スペースが解像していた。パターンの膜厚を、膜厚計
アルファステップ200(テンコー社製)で測定すると
1.16μmであった。
The resist solution was applied on a silicon wafer by a spin coater, and prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 90 seconds to form a resist film having a film thickness of 1.17 μm. The silicon wafer on which this resist film was formed was exposed using an i-line stepper NSR-1755i7A (manufactured by Nikon Corporation, NA = 0.50) and a reticle for test. Next, the wafer was baked (PEB) for 60 seconds on a hot plate at 110 ° C., and then 2.38.
23% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide
Developing by paddle method at 1 ° C. for 1 minute to form a positive pattern. When the wafer on which this pattern was formed was taken out and observed with an electron microscope, a 0.38 μm line & space was resolved. When the film thickness of the pattern was measured with a film thickness meter Alpha Step 200 (manufactured by Tenko), it was 1.16 μm.

【0029】[実施例2]キノンジアジドスルホン酸エ
ステルとして、前記化合物(2)のOH基の70%が
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステ
ルである化合物を用いたこと以外は、実施例1と同様の
組成と処方でレジスト溶液を調製した。このレジスト溶
液を用いて、実施例1と同様の条件でポジ型パターンの
形成を行い、電子顕微鏡で観察を行ったところ、0.3
8μmのライン&スペースが解像していた。パターンの
膜厚は、1.16μmであった。
Example 2 Example 2 was repeated except that a compound in which 70% of the OH groups of the compound (2) was 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester was used as the quinonediazidesulfonic acid ester. A resist solution was prepared with the same composition and formulation as in Example 1. Using this resist solution, a positive pattern was formed under the same conditions as in Example 1 and observed with an electron microscope.
8 μm lines and spaces were resolved. The film thickness of the pattern was 1.16 μm.

【0030】[実施例3]キノンジアジドスルホン酸エ
ステルとして、前記化合物(3)のOH基の80%が
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステ
ルである化合物を用いたこと以外は、実施例1と同様の
組成と処方でレジスト溶液を調製した。このレジスト溶
液を用いて、実施例1と同様の条件でポジ型パターンの
形成を行い、電子顕微鏡で観察を行ったところ、0.3
8μmのライン&スペースが解像していた。パターンの
膜厚は、1.16μmであった。
Example 3 Example 3 was repeated except that a compound in which 80% of the OH groups of the compound (3) was 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester was used as the quinonediazidesulfonic acid ester. A resist solution was prepared with the same composition and formulation as in Example 1. Using this resist solution, a positive pattern was formed under the same conditions as in Example 1 and observed with an electron microscope.
8 μm lines and spaces were resolved. The film thickness of the pattern was 1.16 μm.

【0031】[比較例1]キノンジアジドスルホン酸エ
ステルとして、下記の化学式で表わされる化合物のOH
基の80%が1,2−ナフトキノンジアジド−5−スル
ホン酸エステルで.ある化合物を用いたこと以外は、実
施例1と同様の組成と処方でレジスト溶液を調製した。
このレジスト溶液を用いて、実施例1と同様の条件でポ
ジ型パターンの形成を行い、電子顕微鏡で観察を行った
ところ、0.45μmのライン&スペースが解像してい
た。パターンの膜厚は、1.10μmであった。
Comparative Example 1 As a quinonediazidesulfonic acid ester, the OH of a compound represented by the following chemical formula was used.
80% of the groups are 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic esters. A resist solution was prepared with the same composition and formulation as in Example 1 except that a certain compound was used.
Using this resist solution, a positive pattern was formed under the same conditions as in Example 1, and observation with an electron microscope revealed that a line and space of 0.45 μm had been resolved. The pattern thickness was 1.10 μm.

【0032】[0032]

【化6】 Embedded image

【0033】[比較例2]キノンジアジドスルホン酸エ
ステルとして、下記の化学式で表わされる化合物のOH
基の85%が1,2−ナフトキノンジアジド−5−スル
ホン酸エステルである化合物を用いたこと以外は、実施
例1と同様の組成と処方でレジスト溶液を調製した。こ
のレジスト溶液を用いて、実施例1と同様の条件でポジ
型パターンの形成を行い、電子顕微鏡で観察を行ったと
ころ、0.45μmのライン&スペースが解像してい
た。パターンの膜厚は、1.15μmであった。
Comparative Example 2 As a quinonediazidesulfonic acid ester, the OH of a compound represented by the following chemical formula was used.
A resist solution was prepared according to the same composition and formulation as in Example 1, except that a compound in which 85% of the groups were 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester was used. Using this resist solution, a positive pattern was formed under the same conditions as in Example 1, and observation with an electron microscope revealed that a line and space of 0.45 μm had been resolved. The film thickness of the pattern was 1.15 μm.

【0034】[0034]

【化7】 Embedded image

【0035】[比較例3]キノンジアジドスルホン酸エ
ステルとして、下記の化学式で表わされる化合物のOH
基の90%が1,2−ナフトキノンジアジド−5−スル
ホン酸エステルである化合物を用いたこと以外は、実施
例1と同様の組成と処方でレジスト溶液を調製した。こ
のレジスト溶液を用いて、実施例1と同様の条件でポジ
型パターンの形成を行い、電子顕微鏡で観察を行ったと
ころ、0.45μmのライン&スペースが解像してい
た。パターンの膜厚は、1.15μmであった。
Comparative Example 3 As a quinonediazide sulfonic acid ester, the OH of a compound represented by the following chemical formula was used.
A resist solution was prepared in the same composition and formulation as in Example 1, except that a compound in which 90% of the groups were 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester was used. Using this resist solution, a positive pattern was formed under the same conditions as in Example 1, and observation with an electron microscope revealed that a line and space of 0.45 μm had been resolved. The film thickness of the pattern was 1.15 μm.

【0036】[0036]

【化8】 Embedded image

【0037】[比較例4]キノンジアジドスルホン酸エ
ステルとして、下記の化学式で表わされる化合物のOH
基の70%が1,2−ナフトキノンジアジド−5−スル
ホン酸エステルである化合物を用いたこと以外は、実施
例1と同様の組成と処方でレジスト溶液を調製した。こ
のレジスト溶液を用いて、実施例1と同様の条件でポジ
型パターンの形成を行い、電子顕微鏡で観察を行ったと
ころ、0.45μmのライン&スペースが解像してい
た。パターンの膜厚は、1.15μmであった。
[Comparative Example 4] As a quinonediazidesulfonic acid ester, OH of a compound represented by the following chemical formula was used.
A resist solution was prepared in the same composition and formulation as in Example 1 except that a compound in which 70% of the groups were 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester was used. Using this resist solution, a positive pattern was formed under the same conditions as in Example 1, and observation with an electron microscope revealed that a line and space of 0.45 μm had been resolved. The film thickness of the pattern was 1.15 μm.

【0038】[0038]

【化9】 Embedded image

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、感度、残膜率、解像
性、耐熱性などの諸特性に優れたポジ型レジスト組成物
を提供することができる。本発明のポジ型レジストは、
特に、感度及び残膜率に優れており、1μm以下の微細
加工に適している。
According to the present invention, it is possible to provide a positive resist composition excellent in various properties such as sensitivity, residual film ratio, resolution and heat resistance. The positive resist of the present invention is
In particular, it has excellent sensitivity and residual film ratio, and is suitable for fine processing of 1 μm or less.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 昌洋 神奈川県川崎市川崎区夜光一丁目2番1 号 日本ゼオン株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−285351(JP,A) 特開 平3−228057(JP,A) 特開 平5−216220(JP,A) 特開 平6−167805(JP,A) 特開 平6−202321(JP,A) 国際公開90/1726(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/00 - 7/42 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masahiro Nakamura 1-2-1 Yoko, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Japan Zeon Corporation (56) References JP-A-2-285351 (JP, A) JP-A-3-228057 (JP, A) JP-A-5-216220 (JP, A) JP-A-6-167805 (JP, A) JP-A-6-202321 (JP, A) International publication 90/1726 (WO, A1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G03F 7/ 00-7/42

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アルカリ可溶性フェノール樹脂と感光剤
を含有するポジ型レジスト組成物において、該感光剤と
して下記一般式〔I〕で示される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を含有することを特徴
とするポジ型レジスト組成物。 【化1】 (式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子また
は炭素数1〜4のアルキル基であり、R3〜R6は、炭素
数1〜4のアルキル基である。)
1. A positive resist composition containing an alkali-soluble phenol resin and a photosensitizer, characterized in that the photosensitizer contains a quinonediazidesulfonic acid ester of a phenol compound represented by the following general formula [I]. Positive resist composition. Embedded image (In the formula, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 to R 6 are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
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