JP3275505B2 - Positive resist composition - Google Patents

Positive resist composition

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JP3275505B2 JP33892693A JP33892693A JP3275505B2 JP 3275505 B2 JP3275505 B2 JP 3275505B2 JP 33892693 A JP33892693 A JP 33892693A JP 33892693 A JP33892693 A JP 33892693A JP 3275505 B2 JP3275505 B2 JP 3275505B2
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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、ノボラック樹脂などのアルカリ可溶性樹脂
とキノンジアジド化合物からなるものである。このポジ
型レジスト組成物は、アルカリ水溶液による現像を行う
ことができ、解像性に優れている。また、このようなポ
ジ型レジスト組成物は、それ自体の性能改良と露光機の
高性能化により、解像度が向上し、1μm以下の微細パ
ターンの形成も可能となってきた。
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.
At present, a positive resist composition generally used in this field comprises an alkali-soluble resin such as a novolak resin and a quinonediazide compound. This positive resist composition can be developed with an aqueous alkali solution and has excellent resolution. In addition, such a positive resist composition has been improved in resolution due to the improvement of its own performance and the performance of an exposure machine, and the formation of a fine pattern of 1 μm or less has become possible.

【0005】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
の諸特性の点で必ずしも満足な結果は得られておらず、
性能の一層の向上が望まれている。また、1μm以下、
特に0.8μm以下の微細パターン形成においては、レ
ジストの寸法をより厳しく制御することが必要となり、
したがって、より寸法精度の良いポジ型レジスト組成物
が強く求められるようになっている。
However, conventional positive resist compositions have not always obtained satisfactory results in terms of various characteristics such as sensitivity, residual film ratio, resolution, heat resistance, and storage stability.
Further improvements in performance are desired. 1 μm or less,
In particular, in the formation of a fine pattern of 0.8 μm or less, it is necessary to more strictly control the dimensions of the resist,
Therefore, a positive resist composition having higher dimensional accuracy has been strongly demanded.

【0006】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(例えば、特
開平2−296248号、特開平2−296249
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、解像度、残膜率、また
はパターン形状がやや不充分であり、更なる改善が求め
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 (see, for example, JP-A-2-296248). JP-A-2-296249
issue). However, the positive resist compositions specifically disclosed in these documents are somewhat insufficient in sensitivity, resolution, remaining film ratio, or pattern shape, and further improvement is required.

【0007】[0007]

【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、及びパターン形状などの諸特性の
バランス優れた、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、(a)アルカリ可溶性フェノール樹脂
と、(b)感光剤として特定のポリヒドロキシ化合物の
キノンジアジドスルホン酸エステルと、(c)フェノー
ル性ヒドロキシル基を持つ芳香族化合物とを組み合わせ
た感光性材料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。本発明の感光性材料、即ちポジ型レ
ジスト組成物は、感度、残膜率、解像度、及びパターン
形状などの諸特性のバランス優れており、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。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a positive resist composition which is excellent in balance among various properties such as sensitivity, residual film ratio, resolution, and pattern shape, and is particularly suitable for fine processing of 1 μm or less. To provide. The present inventors have conducted intensive studies to overcome the problems of the prior art, and as a result, (a) an alkali-soluble phenol resin, and (b) a quinonediazide sulfonic acid ester of a specific polyhydroxy compound as a photosensitizer, (C) It has been found that the object can be achieved by using a photosensitive material in combination with an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group. The photosensitive material of the present invention, that is, the positive resist composition has an excellent balance among various properties such as sensitivity, residual film ratio, resolution, and pattern shape, and also has good heat resistance, storage stability, dry etching resistance, and the like. It is. 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、(a)アルカリ可溶性フェノール樹脂、(b)下記
の一般式(I)で表されるポリヒドロキシ化合物のキノ
ンジアジドスルホン酸エステルからなる感光剤、及び
(c)フェノール性ヒドロキシル基を持つ芳香族化合物
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, there is provided a photosensitive composition comprising (a) an alkali-soluble phenol resin, and (b) a quinonediazidesulfonic acid ester of a polyhydroxy compound represented by the following general formula (I). A positive resist composition comprising an agent and (c) an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group.

【0009】[0009]

【化21】 k:1または2である。 m:1または2である。 R1〜R4:ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、
アルコキシ基、アリール基、またはアシル基であり、そ
れぞれ同一または相異なっていてもよい。 R5〜R10:水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ア
ルケニル基、アルコキシ基、アリール基、またはアシル
基であり、それぞれ同一または相異なっていてもよい。 X:単結合、−O−、−S−、−SO−、−SO2−、
−CO−、−CO2−、シクロペンチリデン、シクロヘ
キシリデン、フェニレン、
Embedded image k: 1 or 2. m: 1 or 2. R 1 to R 4 : a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group,
An alkoxy group, an aryl group, or an acyl group, which may be the same or different. R 5 to R 10 are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryl group, or an acyl group, which may be the same or different. X: a single bond, -O -, - S -, - SO -, - SO 2 -,
-CO -, - CO 2 -, cyclopentylidene, cyclohexylidene, phenylene,

【0010】[0010]

【化22】 (R11及びR12:水素原子、アルキル基、アルケニル
基、アリール基、または置換アリール基であり、それぞ
れ同一または相異なっていてもよい。)、
Embedded image (R 11 and R 12 are a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, or a substituted aryl group, which may be the same or different from each other),

【0011】[0011]

【化23】 (R13〜R16:水素原子またはアルキル基であり、それ
ぞれ同一または相異なっていてもよい。n:1〜5の整
数である。)、または
Embedded image (R 13 to R 16 are hydrogen atoms or alkyl groups, which may be the same or different, and n is an integer of 1 to 5), or

【0012】[0012]

【化24】 (R17〜R20:水素原子またはアルキル基であり、それ
ぞれ同一または相異なっていてもよい。)からなる連結
基である。
Embedded image (R 17 to R 20 : a hydrogen atom or an alkyl group, which may be the same or different).

【0013】以下、本発明について詳述する。 (a)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。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。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. (A) Alkali-soluble phenol resin Examples of the alkali-soluble phenol resin used in the present invention include a condensation reaction product of a phenol and an aldehyde, a condensation reaction product of a phenol and a ketone, and a vinylphenol polymer. And isopropenylphenol-based polymers, and hydrogenation products of these phenolic resins. Specific examples of the phenols used here include phenol, cresol, xylenol, ethylphenol, propylphenol, butylphenol, monovalent phenols such as phenylphenol, resorcinol, pyrocatechol, hydroquinone, bisphenol A, phloroglucinol, pyrogallol And other polyhydric phenols. 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.

【0014】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。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。
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. 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.

【0015】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。また、アルカリ可溶性フェノール樹脂は、その
ままでも用いられるが、公知の手段により分別し、分子
量や分子量分布を制御したものを用いてもよい。分子量
や分子量分布を制御する目的で分別する方法としては、
樹脂を粉砕し、適当な溶解度を持つ有機溶剤で固−液抽
出するか、あるいは樹脂を良溶剤に溶解し、貧溶剤中に
滴下するか、または貧溶剤を滴下して、固−液または液
−液抽出する方法などが挙げられる。
These alkali-soluble phenol resins may be used alone or in combination of two or more. Further, the alkali-soluble phenol resin may be used as it is, but may be separated by a known means to control the molecular weight and the molecular weight distribution. As a method of fractionation for the purpose of controlling the molecular weight and molecular weight distribution,
The resin is pulverized and solid-liquid extracted with an organic solvent having appropriate solubility, or the resin is dissolved in a good solvent and dropped into a poor solvent, or a solid-liquid or liquid is dropped by adding a poor solvent. -A method of liquid extraction and the like.

【0016】(b)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)
で示されるポリヒドロキシ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
ジド誘導体のスルホン酸エステルなどが挙げられる。
(B) Photosensitizer The photosensitizer used in the present invention has the general formula (I)
There is no particular limitation as long as it is a quinonediazidesulfonic acid ester of a polyhydroxy compound represented by For example, 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-
Sulfonate, 1,2-naphthoquinonediazide-
Examples thereof include 5-sulfonic acid ester, 2,1-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 2,1-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, and sulfonic acid esters of other quinonediazide derivatives.

【0017】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.

【0018】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)で示されるポリヒドロキシ化合物とを縮合
反応させることにより得られる。例えば、ポリヒドロキ
シ化合物と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、乾燥するこ
とにより、キノンジアジドスルホン酸エステルを調製す
ることができる。
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 subjecting a polyhydroxy compound represented by the general formula (I) to a condensation reaction. For example, a predetermined amount of a polyhydroxy compound and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride are dissolved in a solvent such as dioxane, acetone or tetrahydrofuran, and triethylamine, pyridine, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate,
A quinonediazidesulfonic acid ester can be prepared by adding and reacting a basic catalyst such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, washing and drying the obtained product.

【0019】本発明で用いられる感光剤の母核となるポ
リヒドロキシ化合物は、前記一般式(I)で示される化
合物である。一般式(I)において、ハロゲン原子とし
ては、塩素及び臭素が好ましい。アルキル基としては、
炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。アルケニル基と
しては、炭素数2〜5のアルケニル基が好ましい。アル
コキシ基としては、炭素数1〜6のアルコキシ基が好ま
しい。アリール基としては、炭素数6〜15のアリール
基が好ましい。置換アリール基としては、炭素数1〜4
のアルキル基やハロゲン原子で置換されたアリール基が
好ましい。また、一般式(I)で表されるポリヒドロキ
シ化合物としては、下記の一般式(II)で表される化
合物が好ましい。
The polyhydroxy compound serving as a nucleus of the photosensitive agent used in the present invention is a compound represented by the above general formula (I). In the general formula (I), as the halogen atom, chlorine and bromine are preferable. As the alkyl group,
An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferred. The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms. As the alkoxy group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms is preferable. As the aryl group, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms is preferable. The substituted aryl group has 1 to 4 carbon atoms.
And an aryl group substituted with a halogen atom. Further, as the polyhydroxy compound represented by the general formula (I), a compound represented by the following general formula (II) is preferable.

【0020】[0020]

【化25】 21〜R22:水素原子またはアルキル基であり、それぞ
れ同一または相異なっていてもよい。アルキル基として
は、前記したとおり、炭素数1〜4のアルキル基が好ま
しい。本発明で用いられる感光剤の母核となる一般式
(I)で示されるポリヒドロキシ化合物の具体例として
は、以下の化合物(b−1)〜(b−34)を挙げるこ
とができる。
Embedded image R 21 to R 22 are hydrogen atoms or alkyl groups, which may be the same or different. As described above, the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples of the polyhydroxy compound represented by the general formula (I), which is a mother nucleus of the photosensitive agent used in the present invention, include the following compounds (b-1) to (b-34).

【0021】[0021]

【化26】 Embedded image

【0022】[0022]

【化27】 Embedded image

【0023】[0023]

【化28】 Embedded image

【0024】[0024]

【化29】 Embedded image

【0025】[0025]

【化30】 Embedded image

【0026】[0026]

【化31】 Embedded image

【0027】[0027]

【化32】 Embedded image

【0028】[0028]

【化33】 Embedded image

【0029】[0029]

【化34】 Embedded image

【0030】[0030]

【化35】 Embedded image

【0031】[0031]

【化36】 Embedded image

【0032】[0032]

【化37】 Embedded image

【0033】[0033]

【化38】 Embedded image

【0034】[0034]

【化39】 Embedded image

【0035】[0035]

【化40】 Embedded image

【0036】[0036]

【化41】 Embedded image

【0037】[0037]

【化42】 Embedded image

【0038】[0038]

【化43】 Embedded image

【0039】[0039]

【化44】 Embedded image

【0040】[0040]

【化45】 Embedded image

【0041】[0041]

【化46】 Embedded image

【0042】[0042]

【化47】 Embedded image

【0043】[0043]

【化48】 Embedded image

【0044】[0044]

【化49】 Embedded image

【0045】[0045]

【化50】 Embedded image

【0046】[0046]

【化51】 Embedded image

【0047】[0047]

【化52】 Embedded image

【0048】[0048]

【化53】 Embedded image

【0049】[0049]

【化54】 Embedded image

【0050】[0050]

【化55】 Embedded image

【0051】[0051]

【化56】 Embedded image

【0052】[0052]

【化57】 Embedded image

【0053】[0053]

【化58】 Embedded image

【0054】[0054]

【化59】 Embedded image

【0055】本発明で用いられる感光剤において、前記
一般式(I)で示されるポリヒドロキシ化合物に対する
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65〜9
0%の範囲である(OH基に対するキノンジアジドスル
ホン酸化合物のモル%として表記する)。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 polyhydroxy compound represented by the general formula (I) is not particularly limited. , Usually 20 to 100 of the OH group of the phenol compound.
%, Preferably 50 to 95%, more preferably 65 to 9%.
0% (expressed as mol% of the quinonediazidesulfonic acid compound with respect to the OH group). 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.

【0056】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。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 mixing ratio of the photosensitive agent used in the present invention is not particularly limited, but is usually 1 to 100 parts by weight with respect to 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. The photosensitive agents used in the present invention can be used alone or in combination of two or more. Further, another type of photosensitizer may be mixed with a small amount (generally, not more than 30% by weight of the total amount of the photosensitizer) within a range not to impair the object of the present invention. The other type of photosensitive agent to be mixed is not particularly limited, and any known quinonediazidesulfonic acid ester can be used.

【0057】(c)フェノール性ヒドロキシル基を持つ
芳香族化合物 本発明のポジ型レジスト組成物には、フェノール性ヒド
ロキシル基を持つ芳香族化合物(単に、フェノール化合
物ということがある)を配合する。フェノール化合物を
配合することにより、アルカリ可溶性フェノール樹脂の
アルカリ溶解性を促進させ、ポジ型レジスト組成物の感
度、残膜率、解像度、耐熱性などを向上させることがで
きる。本発明で使用されるフェノール化合物としては、
フェノール性ヒドロキシル基を持つ芳香族化合物であれ
ば特に限定されないが、下記の一般式(III)及び/
または一般式(IV)で示される芳香族化合物が好まし
い。
(C) having a phenolic hydroxyl group
Aromatic compound The positive resist composition of the present invention contains an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group (which may be simply referred to as a phenol compound). By adding a phenol compound, the alkali solubility of the alkali-soluble phenol resin can be promoted, and the sensitivity, residual film ratio, resolution, heat resistance, and the like of the positive resist composition can be improved. As the phenol compound used in the present invention,
Although it is not particularly limited as long as it is an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group, the following general formula (III) and / or
Alternatively, an aromatic compound represented by the general formula (IV) is preferable.

【0058】[0058]

【化60】 23〜R26:水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル
基、アルキル基、アルケニル基、アリール基、またはア
ルコキシ基であり、それぞれ同一または相異なっていて
もよい。 Y:単結合、−O−、−S−、−SO−、−SO2−、
−CO−、−CO2−、シクロペンチリデン、シクロヘ
キシリデン、フェニレン、
Embedded image R 23 to R 26: a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group or an alkoxy group, it may be respectively the same or different. Y: single bond, -O -, - S -, - SO -, - SO 2 -,
-CO -, - CO 2 -, cyclopentylidene, cyclohexylidene, phenylene,

【0059】[0059]

【化61】 (R27及びR28:水素原子、アルキル基、アルケニル
基、アリール基、または置換アリール基であり、それぞ
れ同一または相異なっていてもよい。)、
Embedded image (R 27 and R 28 are a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, or a substituted aryl group, and may be the same or different from each other),

【0060】[0060]

【化62】 (R29〜R32:水素原子またはアルキル基であり、それ
ぞれ同一または相異なっていてもよい。p:1〜5の整
数である。)、
Embedded image (R 29 to R 32 are a hydrogen atom or an alkyl group, and may be the same or different; p is an integer of 1 to 5),

【0061】[0061]

【化63】 Embedded image

【0062】[0062]

【化64】 Embedded image

【0063】[0063]

【化65】 またはEmbedded image Or

【0064】[0064]

【化66】 (R33〜R36:水素原子またはアルキル基であり、それ
ぞれ同一または相異なっていてもよい。)からなる連結
基である。
Embedded image (R 33 ~R 36: a hydrogen atom or an alkyl group, each of which may be the same or different.) Is a linking group consisting of.

【0065】[0065]

【化67】 37〜R42:水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル
基、アルキル基、アルケニル基、アリール基、またはア
ルコキシ基であり、それぞれ同一または相異なっていて
もよい。 R43及びR44:水素原子、ハロゲン原子、またはアルキ
ル基であり、それぞれ同一または相異なっていてもよ
い。 R45〜R47:水素原子またはアルキル基であり、それぞ
れ同一または相異なっていてもよい。
Embedded image R 37 to R 42: a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group or an alkoxy group, it may be respectively the same or different. R 43 and R 44 are a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, which may be the same or different. R 45 to R 47 are hydrogen atoms or alkyl groups, which may be the same or different.

【0066】上記の一般式(III)及び(IV)にお
いて、ハロゲン原子としては、塩素及び臭素が好まし
い。アルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基が
好ましい。アルケニル基としては、炭素数2〜5のアル
ケニル基が好ましい。アルコキシ基としては、炭素数1
〜6のアルコキシ基が好ましい。アリール基としては、
炭素数6〜15のアリール基が好ましい。置換アリール
基としては、炭素数1〜4のアルキル基やハロゲン原子
で置換されたアリール基が好ましい。一般式(III)
で示される芳香族化合物の具体例としては、以下の化合
物(c−1)〜(c−62)を挙げることができる。
In the above general formulas (III) and (IV), the halogen atom is preferably chlorine or bromine. As the alkyl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable. The alkenyl group is preferably an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms. The alkoxy group has 1 carbon atom
~ 6 alkoxy groups are preferred. As the aryl group,
An aryl group having 6 to 15 carbon atoms is preferred. As the substituted aryl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group substituted with a halogen atom is preferable. General formula (III)
The following compounds (c-1) to (c-62) can be given as specific examples of the aromatic compound represented by.

【0067】[0067]

【化68】 Embedded image

【0068】[0068]

【化69】 Embedded image

【0069】[0069]

【化70】 Embedded image

【0070】[0070]

【化71】 Embedded image

【0071】[0071]

【化72】 Embedded image

【0072】[0072]

【化73】 Embedded image

【0073】[0073]

【化74】 Embedded image

【0074】[0074]

【化75】 Embedded image

【0075】[0075]

【化76】 Embedded image

【0076】[0076]

【化77】 Embedded image

【0077】[0077]

【化78】 Embedded image

【0078】[0078]

【化79】 Embedded image

【0079】[0079]

【化80】 Embedded image

【0080】[0080]

【化81】 Embedded image

【0081】[0081]

【化82】 Embedded image

【0082】[0082]

【化83】 Embedded image

【0083】[0083]

【化84】 Embedded image

【0084】[0084]

【化85】 Embedded image

【0085】[0085]

【化86】 Embedded image

【0086】[0086]

【化87】 Embedded image

【0087】[0087]

【化88】 Embedded image

【0088】[0088]

【化89】 Embedded image

【0089】[0089]

【化90】 Embedded image

【0090】[0090]

【化91】 Embedded image

【0091】[0091]

【化92】 Embedded image

【0092】[0092]

【化93】 Embedded image

【0093】[0093]

【化94】 Embedded image

【0094】[0094]

【化95】 Embedded image

【0095】[0095]

【化96】 Embedded image

【0096】[0096]

【化97】 Embedded image

【0097】[0097]

【化98】 Embedded image

【0098】[0098]

【化99】 Embedded image

【0099】[0099]

【化100】 Embedded image

【0100】[0100]

【化101】 Embedded image

【0101】[0101]

【化102】 Embedded image

【0102】[0102]

【化103】 Embedded image

【0103】[0103]

【化104】 Embedded image

【0104】[0104]

【化105】 Embedded image

【0105】[0105]

【化106】 Embedded image

【0106】[0106]

【化107】 Embedded image

【0107】[0107]

【化108】 Embedded image

【0108】[0108]

【化109】 Embedded image

【0109】[0109]

【化110】 Embedded image

【0110】[0110]

【化111】 Embedded image

【0111】[0111]

【化112】 Embedded image

【0112】[0112]

【化113】 Embedded image

【0113】[0113]

【化114】 Embedded image

【0114】[0114]

【化115】 Embedded image

【0115】[0115]

【化116】 Embedded image

【0116】[0116]

【化117】 Embedded image

【0117】[0117]

【化118】 Embedded image

【0118】[0118]

【化119】 Embedded image

【0119】[0119]

【化120】 Embedded image

【0120】[0120]

【化121】 Embedded image

【0121】[0121]

【化122】 Embedded image

【0122】[0122]

【化123】 Embedded image

【0123】[0123]

【化124】 Embedded image

【0124】[0124]

【化125】 Embedded image

【0125】[0125]

【化126】 Embedded image

【0126】[0126]

【化127】 Embedded image

【0127】[0127]

【化128】 Embedded image

【0128】[0128]

【化129】 一般式(IV)で示される芳香族化合物の具体例として
は、以下の化合物(c−63)〜(c−66)を挙げる
ことができる。
Embedded image Specific examples of the aromatic compound represented by the general formula (IV) include the following compounds (c-63) to (c-66).

【0129】[0129]

【化130】 Embedded image

【0130】[0130]

【化131】 Embedded image

【0131】[0131]

【化132】 Embedded image

【0132】[0132]

【化133】 Embedded image

【0133】これらのフェノール化合物の中でも、c−
1、c−12、c−13、c−14、c−49、c−5
2、c−56、c−60、及びc−64の化合物が特に
好ましい。これらのフェノール化合物の配合割合は、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重量部である。フェノール化合物の好ま
しい配合割合は、アルカリ可溶性フェノール樹脂の組
成、分子量、分子量分布、あるいは感光剤の種類や配合
割合等によって異なるが、おおむね3〜60重量部であ
る。また、これらのフェノール化合物は、それぞれ単独
で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することがで
きる。
Among these phenol compounds, c-
1, c-12, c-13, c-14, c-49, c-5
Compounds of 2, c-56, c-60, and c-64 are particularly preferred. The mixing ratio of these phenol compounds is usually 1 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the alkali-soluble phenol resin. The preferred compounding ratio of the phenol compound varies depending on the composition, molecular weight, molecular weight distribution of the alkali-soluble phenolic resin, the type and the compounding ratio of the photosensitizer, and is generally 3 to 60 parts by weight. These phenol compounds can be used alone or in combination of two or more.

【0134】溶剤 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メチル、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
ロピオン酸メチル、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。これらの溶剤は、各成分が均一に溶解
するに足る量で用いる。
Solvent 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, ethyl butyrate; methyl 2-oxypropionate, ethyl 2-oxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, 2 Monooxycarboxylic acid esters such as ethyl ethoxypropionate; cellosolve esters such as cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate; propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, prolene glycol monomethyl ether Propylene glyco such as acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether Le acids; diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol such as diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol et Chirueteru, diethylene glycol methyl ethyl ether; halogenated hydrocarbons such as trichlorethylene;
Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; polar solvents such as dimethylacetamide, dimethylformamide and N-methylacetamide. These solvents can be used alone or in combination of two or more. These solvents are used in an amount sufficient to dissolve each component uniformly.

【0135】その他の成分 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。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 In order to improve developability, storage stability, heat resistance, etc., if necessary, styrene and acrylic acid, methacrylic acid or maleic anhydride may be added to the positive resist composition of the present invention. A copolymer with an acid, a copolymer with an alkene and maleic anhydride, a vinyl alcohol polymer, a vinylpyrrolidone polymer, 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. In the positive resist composition of the present invention, if necessary, a dye, a surfactant, a storage stabilizer,
Compatible additives such as sensitizers, striation inhibitors, and plasticizers can be included.

【0136】現像液 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。
[0136] As the developer of the developer positive resist composition of the present invention, an aqueous solution of alkali include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, inorganic alkalis such as ammonia; Primary amines such as ethylamine and propylamine; secondary amines such as diethylamine and dipropylamine; tertiary amines such as trimethylamine and triethylamine; alcohol amines such as dimethylmethanolamine and triethanolamine;
And quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide, 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.

【0137】[0137]

【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。以下の実施例及び比較例にお
けるレジスト評価方法は、次の通りである。 (1)感度 0.60μmの1:1ライン&スペースが設計寸法通り
に形成できる露光エネルギー量を露光時間(msec)
で表す。 (2)解像度 上記露光条件における臨界解像度(μm)を表す。 (3)残膜率 現像前後のレジスト膜の比(%)を表す。 (4)パターン形状 レジストパターンを形成したウエハをラインパターンの
垂直方向から切断し、パターンの断面方向より電子顕微
鏡で観察した結果を示した。パターンのサイドウオール
が基板に対して80度以上の角度で立ち上がっており、
膜減りがないものを「良好」と判定した。サイドウオー
ルが80度未満の角度で立ち上がっているものを「テー
パー」と判定した。膜減りが少しあるものを「膜減り
小」とし、大きいものを「膜減り大」とした。
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. The resist evaluation method in the following examples and comparative examples is as follows. (1) Sensitivity Exposure time (msec) is the exposure energy amount that can form 1: 1 line & space of 0.60 μm according to design dimensions.
Expressed by (2) Resolution Indicates the critical resolution (μm) under the above exposure conditions. (3) Residual film ratio Indicates the ratio (%) of the resist film before and after development. (4) Pattern Shape The wafer on which the resist pattern was formed was cut from the direction perpendicular to the line pattern, and the result of observation with an electron microscope from the cross-sectional direction of the pattern was shown. The sidewalls of the pattern stand at an angle of 80 degrees or more with respect to the substrate,
Those with no film loss were judged as "good". Those in which the sidewalls were raised at an angle of less than 80 degrees were determined to be "tapered". Those with a small amount of film decrease were designated as "small film decrease", and those with a large film decrease were designated as "large film decrease".

【0138】[合成例1](ノボラック樹脂A−1の合
成) 冷却管と攪拌装置を装着したフラスコに、m−クレゾー
ル385g、p−クレゾール315g、37%ホルマリ
ン360g、及びシュウ酸2水和物2.49gを仕込
み、95〜100℃に保ちながら2時間反応させた。こ
の後、100〜105℃で2時間かけて水を蒸留除去
し、さらに180℃まで昇温しながら10〜30mmH
gまで減圧し、未反応モノマー及び水を除去した後、溶
融樹脂を室温に戻して回収し、ノボラック樹脂(A−
1)を515g得た。このノボラック樹脂のゲルパーミ
エーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリス
チレン換算の重量平均分子量は、7000であった。
Synthesis Example 1 (Synthesis of Novolak Resin A-1) In a flask equipped with a cooling tube and a stirrer, 385 g of m-cresol, 315 g of p-cresol, 360 g of 37% formalin, and oxalic acid dihydrate 2.49 g was charged and reacted for 2 hours while maintaining the temperature at 95 to 100 ° C. Thereafter, water is distilled off at 100 to 105 ° C. for 2 hours, and the temperature is further raised to 180 ° C. to 10 to 30 mmH.
g, and the unreacted monomer and water were removed. Then, the molten resin was returned to room temperature and collected, and the novolak resin (A-
515 g of 1) was obtained. The polystyrene-equivalent weight average molecular weight of this novolak resin as determined by gel permeation chromatography (GPC) was 7,000.

【0139】[合成例2](ノボラック樹脂A−2の合
成) 合成例1で得られたノボラック樹脂380gに、エチル
セロソルブアセテート360gを加えて溶解した。フラ
スコに滴下漏斗を装着し、温度を80〜85℃に制御し
た状態で滴下漏斗よりトルエン950gを滴下し、さら
に80℃で1時間加熱した。室温まで徐冷し、さらに1
時間静置した。析出してきた樹脂分の上澄み液をデカン
テーションによって除去した後、乳酸エチル(2−オキ
シプロピオン酸エチル)570gを加え、100mmH
gで100℃に加熱して残留トルエンを除去し、ノボラ
ック樹脂(A−2)の乳酸エチル溶液を得た。このノボ
ラック樹脂のGPCによるポリスチレン換算の重量平均
分子量は、12100であった。
[Synthesis Example 2] (Synthesis of Novolak Resin A-2) 360 g of ethyl cellosolve acetate was added to and dissolved in 380 g of the novolak resin obtained in Synthesis Example 1. A dropping funnel was attached to the flask, and 950 g of toluene was dropped from the dropping funnel while controlling the temperature at 80 to 85 ° C, and the mixture was further heated at 80 ° C for 1 hour. Slowly cool to room temperature and add 1
Let stand for hours. After removing the supernatant liquid of the precipitated resin by decantation, 570 g of ethyl lactate (ethyl 2-oxypropionate) was added, and 100 mmH
g and heated to 100 ° C. to remove the residual toluene, thereby obtaining an ethyl lactate solution of the novolak resin (A-2). The polystyrene-equivalent weight average molecular weight of this novolak resin by GPC was 12,100.

【0140】[合成例3](感光剤B−1の合成) ポリヒドロキシ化合物として、前記式(b−7)の化合
物を用い、このOH基の70モル%に相当する量の1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロライド
をジオキサンに溶解して、10%の溶液とした。20〜
25℃に温度を制御しながら、1,2−ナフトキノンジ
アジド−5−スルホン酸クロライドの1.2当量分のト
リエチルアミンを30分かけて滴下し、さらに2時間保
持して反応を完結させた。析出してきた固形分を濾過、
イオン交換水洗浄、乾燥して、感光剤(B−1)を得
た。
[Synthesis Example 3] (Synthesis of Photosensitive Agent B-1) As the polyhydroxy compound, the compound of the above formula (b-7) was used.
2-Naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride was dissolved in dioxane to make a 10% solution. 20 ~
While controlling the temperature at 25 ° C., 1.2 equivalents of triethylamine of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride was added dropwise over 30 minutes, and the reaction was completed by holding for 2 hours. The precipitated solids are filtered,
The resultant was washed with ion-exchanged water and dried to obtain a photosensitive agent (B-1).

【0141】[合成例4](感光剤B−2〜B−8の合
成) ポリヒドロキシ化合物の種類、またはOH基数に対する
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロラ
イドの仕込みモル比を変えたこと以外は、合成例3と同
様の処方に従って感光剤(B−2〜B−8)を合成し
た。ポリヒドロキシ化合物の種類及び仕込みモル比を表
1に示した。
[Synthesis Example 4] (Synthesis of Photosensitive Agents B-2 to B-8) The kind of the polyhydroxy compound or the charged molar ratio of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride to the number of OH groups was changed. Except for this, photosensitive agents (B-2 to B-8) were synthesized according to the same formulation as in Synthesis Example 3. Table 1 shows the types and the molar ratios of the polyhydroxy compounds.

【0142】[合成例5](感光剤B−9の合成) ポリヒドロキシ化合物として、2,3,4,4′−テト
ラヒドロキシベンゾフェノンを用い、このOH基に対す
る1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロ
ライドの仕込みモル比を85%にした以外は、合成例3
と同様の処方により感光剤(B−9)を合成した。
[Synthesis Example 5] (Synthesis of Photosensitive Agent B-9) As a polyhydroxy compound, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone was used, and 1,2-naphthoquinonediazide-5 was added to the OH group. Synthesis Example 3 except that the charged molar ratio of sulfonic acid chloride was 85%.
A photosensitizer (B-9) was synthesized according to the same formulation as described above.

【0143】[合成例6]ポリヒドロキシ化合物とし
て、下記の化学式で表される化合物(d−1)を用い、
このOH基に対する1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホン酸クロライドの仕込みモル比を80%にした
以外は、合成例3と同様の処方により感光剤(B−1
0)を合成した。
[Synthesis Example 6] A compound (d-1) represented by the following chemical formula was used as a polyhydroxy compound.
1,2-naphthoquinonediazide-5 for this OH group
Photosensitive agent (B-1) was prepared in the same manner as in Synthesis Example 3 except that the molar ratio of sulfonic acid chloride was changed to 80%.
0) was synthesized.

【0144】[0144]

【化134】 Embedded image

【0145】[0145]

【表1】 [Table 1]

【0146】[実施例1〜14]表2に示した組成のア
ルカリ可溶性フェノール樹脂(ノボラック樹脂)、感光
剤、及びフェノール性ヒドロキシル基を持つ芳香族化合
物(フェノール化合物)を乳酸エチル(2−オキシプロ
ピオン酸エチル)溶剤に溶解し、1.17μmの膜厚に
塗布できるよう溶剤配合量を調整した。これらの溶液を
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。
Examples 1 to 14 An alkali-soluble phenol resin (novolak resin) having the composition shown in Table 2, a photosensitizer, and an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group (phenol compound) were treated with ethyl lactate (2-oxy (Ethyl propionate) was dissolved in a solvent, and the amount of the solvent was adjusted so that a film having a thickness of 1.17 μm could be applied. These solutions were filtered through a polytetrafluoroethylene fluoroethylene filter (PTFE filter) having a pore diameter of 0.1 μm to prepare a resist solution.

【0147】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
光時間を変化させながら露光を行った。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
(Post Exposure Baking;PE
B)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により、感度、解像
度、及びパターン形状を観察した。残膜率は、ウエハ上
でパターンの形成されていない部分の、現像前後の膜厚
を測定して求めた。これらの評価結果を表2に示す。
After the resist solution was applied on a silicon wafer by a spin coater, it was 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 the resist film was formed was exposed using an i-line stepper NSR-1755i7A (manufactured by Nikon Corporation, NA = 0.50) and a test reticle while changing the exposure time. Next, the wafer was exposed to a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds and baked (Post Exposure Baking; PE).
After B), development was performed with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at 23 ° C. for 1 minute by a paddle method to form a positive pattern. The wafer on which the pattern was formed was taken out, and the sensitivity, resolution, and pattern shape were observed with an electron microscope. The residual film ratio was determined by measuring the film thickness of a portion where a pattern was not formed on the wafer before and after development. Table 2 shows the evaluation results.

【0148】[比較例1]フェノール化合物を用いなか
ったこと以外は実施例1と同様にしてレジスト溶液を調
製し、同一条件でレジストを評価した。この結果を表2
に示す。
Comparative Example 1 A resist solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that no phenol compound was used, and the resist was evaluated under the same conditions. Table 2 shows the results.
Shown in

【0149】[比較例2]本発明の範囲外の感光剤であ
る感光剤B−9を用い、かつ、フェノール化合物を用い
なかったこと以外は実施例1と同様にしてレジスト溶液
を調製し、同一条件でレジストを評価した。この結果を
表2に示す。
[Comparative Example 2] A resist solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that photosensitive agent B-9, which is a photosensitive agent outside the scope of the present invention, was used, and no phenol compound was used. The resist was evaluated under the same conditions. Table 2 shows the results.

【0150】[比較例3]本発明の範囲外の感光剤であ
る感光剤B−10を用い、かつ、フェノール化合物を用
いなかったこと以外は実施例1と同様にしてレジスト溶
液を調製し、同一条件でレジストを評価した。この結果
を表2に示す。
Comparative Example 3 A resist solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive agent B-10, which is a photosensitive agent outside the scope of the present invention, was used, and that no phenol compound was used. The resist was evaluated under the same conditions. Table 2 shows the results.

【0151】[0151]

【表2】 [Table 2]

【0152】[0152]

【発明の効果】本発明によれば、感度、残膜率、解像
性、パターン形状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、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 having excellent characteristics such as sensitivity, residual film ratio, resolution, and pattern shape. The positive resist of the present invention is particularly 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5−72728(JP,A) 特開 平5−53316(JP,A) 特開 平5−127374(JP,A) 特開 昭64−44439(JP,A) 特開 平4−122938(JP,A) 特開 平3−200252(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-5-72728 (JP, A) JP-A-5-53316 (JP, A) JP-A-5-127374 (JP) JP-A 64-44439 (JP, A) JP-A-4-122938 (JP, A) JP-A-3-200252 (JP, A) JP-A-6-167805 (JP, A) 6-202321 (JP, A) International Publication 90/1726 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03F 7/ 00-7/42

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (a)アルカリ可溶性フェノール樹脂、
(b)下記の一般式(I)で表されるポリヒドロキシ化
合物のキノンジアジドスルホン酸エステルからなる感光
剤、及び(c)フェノール性ヒドロキシル基を持つ芳香
族化合物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】 k:1または2である。 m:1または2である。 R1〜R4:ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、
アルコキシ基、アリール基、またはアシル基であり、そ
れぞれ同一または相異なっていてもよい。 R5〜R10:水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ア
ルケニル基、アルコキシ基、アリール基、またはアシル
基であり、それぞれ同一または相異なっていてもよい。 X:単結合、−O−、−S−、−SO−、−SO2−、
−CO−、−CO2−、シクロペンチリデン、シクロヘ
キシリデン、フェニレン、 【化2】 (R11及びR12:水素原子、アルキル基、アルケニル
基、アリール基、または置換アリール基であり、それぞ
れ同一または相異なっていてもよい。)、 【化3】 (R13〜R16:水素原子またはアルキル基であり、それ
ぞれ同一または相異なっていてもよい。n:1〜5の整
数である。)、または 【化4】 (R17〜R20:水素原子またはアルキル基であり、それ
ぞれ同一または相異なっていてもよい。)からなる連結
基である。
(1) an alkali-soluble phenol resin,
(B) a positive type comprising a photosensitizer comprising a quinonediazide sulfonic acid ester of a polyhydroxy compound represented by the following general formula (I); and (c) an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group. Resist composition. Embedded image k: 1 or 2. m: 1 or 2. R 1 to R 4 : a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group,
An alkoxy group, an aryl group, or an acyl group, which may be the same or different. R 5 to R 10 are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryl group, or an acyl group, which may be the same or different. X: a single bond, -O -, - S -, - SO -, - SO 2 -,
—CO—, —CO 2 —, cyclopentylidene, cyclohexylidene, phenylene, (R 11 and R 12 are a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, or a substituted aryl group, and may be the same or different from each other), (R 13 to R 16 are a hydrogen atom or an alkyl group, which may be the same or different, and n is an integer of 1 to 5), or (R 17 to R 20 : a hydrogen atom or an alkyl group, which may be the same or different).
【請求項2】 一般式(I)で表されるポリヒドロキシ
化合物が、下記の一般式(II)で表される化合物であ
る請求項1記載のポジ型レジスト組成物。 【化5】 21〜R22:水素原子またはアルキル基であり、それぞ
れ同一または相異なっていてもよい。
2. The positive resist composition according to claim 1, wherein the polyhydroxy compound represented by the general formula (I) is a compound represented by the following general formula (II). Embedded image R 21 to R 22 are hydrogen atoms or alkyl groups, which may be the same or different.
【請求項3】 フェノール性ヒドロキシル基を持つ芳香
族化合物が、下記の一般式(III)で表される芳香族
化合物である請求項1記載のポジ型レジスト組成物。 【化6】 23〜R26:水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル
基、アルキル基、アルケニル基、アリール基、またはア
ルコキシ基であり、それぞれ同一または相異なっていて
もよい。 Y:単結合、−O−、−S−、−SO−、−SO2−、
−CO−、−CO2−、シクロペンチリデン、シクロヘ
キシリデン、フェニレン、 【化7】 (R27及びR28:水素原子、アルキル基、アルケニル
基、アリール基、または置換アリール基であり、それぞ
れ同一または相異なっていてもよい。)、 【化8】 (R29〜R32:水素原子またはアルキル基であり、それ
ぞれ同一または相異なっていてもよい。p:1〜5の整
数である。)、 【化9】 【化10】 【化11】 または 【化12】 (R33〜R36:水素原子またはアルキル基であり、それ
ぞれ同一または相異なっていてもよい。)からなる連結
基である。
3. The positive resist composition according to claim 1, wherein the aromatic compound having a phenolic hydroxyl group is an aromatic compound represented by the following general formula (III). Embedded image R 23 to R 26: a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group or an alkoxy group, it may be respectively the same or different. Y: single bond, -O -, - S -, - SO -, - SO 2 -,
—CO—, —CO 2 —, cyclopentylidene, cyclohexylidene, phenylene, (R 27 and R 28 are a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, or a substituted aryl group, which may be the same or different from each other), (R 29 to R 32 are a hydrogen atom or an alkyl group, which may be the same or different, and p is an integer of 1 to 5), Embedded image Embedded image Or (R 33 ~R 36: a hydrogen atom or an alkyl group, each of which may be the same or different.) Is a linking group consisting of.
【請求項4】 フェノール性ヒドロキシル基を持つ芳香
族化合物が、下記の一般式(IV)で表される芳香族化
合物である請求項1記載のポジ型レジスト組成物。 【化13】 37〜R42:水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル
基、アルキル基、アルケニル基、アリール基、またはア
ルコキシ基であり、それぞれ同一または相異なっていて
もよい。 R43及びR44:水素原子、ハロゲン原子、またはアルキ
ル基であり、それぞれ同一または相異なっていてもよ
い。 R45〜R47:水素原子またはアルキル基であり、それぞ
れ同一または相異なっていてもよい。
4. The positive resist composition according to claim 1, wherein the aromatic compound having a phenolic hydroxyl group is an aromatic compound represented by the following general formula (IV). Embedded image R 37 to R 42: a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group or an alkoxy group, it may be respectively the same or different. R 43 and R 44 are a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, which may be the same or different. R 45 to R 47 are hydrogen atoms or alkyl groups, which may be the same or different.
【請求項5】 一般式(III)で表される芳香族化合
物が、 【化14】 【化15】 【化16】 【化17】 【化18】 または 【化19】 である請求項3記載のポジ型レジスト組成物。
5. An aromatic compound represented by the general formula (III): Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Or 4. The positive resist composition according to claim 3, wherein
【請求項6】 一般式(IV)で表される芳香族化合物
が、 【化20】 である請求項4記載のポジ型レジスト組成物。
6. An aromatic compound represented by the general formula (IV): The positive resist composition according to claim 4, wherein
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