JP3529177B2 - Photosensitive resin composition - Google Patents

Photosensitive resin composition

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JP3529177B2
JP3529177B2 JP32544394A JP32544394A JP3529177B2 JP 3529177 B2 JP3529177 B2 JP 3529177B2 JP 32544394 A JP32544394 A JP 32544394A JP 32544394 A JP32544394 A JP 32544394A JP 3529177 B2 JP3529177 B2 JP 3529177B2
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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、新規な感光性樹脂組成
物、およびそれを用いたパターン形成方法に関するもの
である。より具体的には、優れた感度と高い解像性を有
し、微細な加工が可能な感光性樹脂組成物、およびそれ
を用いたパターン形成方法に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel photosensitive resin composition and a pattern forming method using the same. More specifically, it relates to a photosensitive resin composition having excellent sensitivity and high resolution and capable of fine processing, and a pattern forming method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】感光性樹脂組成物は、様々な産業分野に
おいて用いられており、ICやLSI、VLSI等は、
半導体デバイスを製造するにあたって特に重要なもので
ある。すなわち、シリコンウェハー等の基板上に感光性
樹脂組成物を塗布し、その感光性樹脂組成物の塗膜に半
導体デバイスのパターンを描いたマスクパターンを通じ
て光照射し、光照射前後の樹脂組成物の溶解性の変化を
利用してレジストパターンを描くことができる。この様
な目的に供する感光性樹脂組成物には、様々なタイプの
ものがある。例えば、ポジ型レジストとしては、ノボラ
ック樹脂がアルカリ可溶性のベースレジンとして多く用
いられ、このベースレジンの溶解性を抑制する効果を有
し、且つ、光照射時には自らがアルカリ可溶型となる様
な光反応性成分としてキノンジアジド基を含有する化合
物を組み合わせた感光性樹脂組成物が多く用いられてい
る。
2. Description of the Related Art Photosensitive resin compositions are used in various industrial fields, and ICs, LSIs, VLSIs, etc.
It is particularly important in manufacturing semiconductor devices. That is, a photosensitive resin composition is applied onto a substrate such as a silicon wafer, and the coating film of the photosensitive resin composition is irradiated with light through a mask pattern in which a pattern of a semiconductor device is drawn. A resist pattern can be drawn by utilizing the change in solubility. There are various types of photosensitive resin compositions for such purposes. For example, as a positive resist, a novolak resin is often used as an alkali-soluble base resin, has an effect of suppressing the solubility of this base resin, and itself becomes an alkali-soluble type when irradiated with light. A photosensitive resin composition in which a compound containing a quinonediazide group is combined as a photoreactive component is often used.

【0003】しかしながら、ノボラック樹脂をベースレ
ジンとして用いる場合、耐熱性が問題となる。通常、パ
ターン形成を行うには次の工程を経る。すなわち、 感光性樹脂組成物を基板上に塗布、プリベーク、
フォトマスクを介して光照射、現像、ポストベー
ク、ドライエッチング、ストリッピング、の7工程
である。これらの工程の中で、のポストベーク時に、
約130〜160℃の温度をかける。この時、ノボラッ
ク樹脂をベースレジンとして使用する場合、耐熱性が劣
るためパターンの変形が起こり、高解像度なパターンを
得るには不向きである。近年のかかる産業分野の発達に
伴い、半導体デバイスの高密度化が急速に高まり、必然
的にリソグラフィーによるレジストパターンの微細加工
化、すなわち、感光性樹脂組成物に対する高感度化、高
解像度化が求められているが、ノボラック樹脂の本質的
な耐熱性のために上記要望にそえていないのが現状であ
る。
However, when novolac resin is used as the base resin, heat resistance becomes a problem. Usually, the following steps are performed to form a pattern. That is, the photosensitive resin composition is applied onto the substrate, prebaked,
The seven steps are light irradiation through a photomask, development, post-baking, dry etching, and stripping. Among these steps, during the post bake of
A temperature of about 130-160 ° C is applied. At this time, when a novolac resin is used as the base resin, the heat resistance is inferior and the pattern is deformed, which is not suitable for obtaining a high-resolution pattern. With the development of such industrial fields in recent years, the density of semiconductor devices is rapidly increasing, and inevitably, fine processing of resist patterns by lithography, that is, higher sensitivity and higher resolution for photosensitive resin compositions are required. However, due to the intrinsic heat resistance of the novolac resin, the present situation does not meet the above demand.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ノボ
ラック樹脂にかわる耐熱性に優れた樹脂を見出し、それ
をベースレジンとすることで、i線(365mm)、g
線(436mm)に対応可能で、高感度、高解像度が期
待できる、感光性樹脂組成物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to find a resin excellent in heat resistance, which is an alternative to novolac resin, and to use it as a base resin to obtain i-line (365 mm), g
It is to provide a photosensitive resin composition that can be applied to a line (436 mm) and can be expected to have high sensitivity and high resolution.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため鋭意検討した結果、ある種のポリチオエ
ーテル類が耐熱性に優れ、これと感光成分とを組み合わ
せることにより、高感度、高解像度な感光性樹脂組成物
が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、アルカリ可溶性成分及び感光性成分を
含有してなる感光性樹脂組成物において、アルカリ可溶
性成分として、下記一般式(1)(化3)で表されるポ
リチオエーテル類を、必須の成分として1〜100%含
むことを特徴とする感光性樹脂組成物、およびこの組成
物を基板上に塗布して塗膜とし、光照射によりパターン
形成する半導体デバイスの製造方法に関するものであ
る。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the above problems, the present inventors have found that certain polythioethers have excellent heat resistance, and by combining this with a photosensitive component, high sensitivity can be obtained. The inventors have found that a high-resolution photosensitive resin composition can be obtained, and completed the present invention.
That is, the present invention requires a polythioether represented by the following general formula (1) (Chemical Formula 3) as an alkali-soluble component in a photosensitive resin composition containing an alkali-soluble component and a photosensitive component. The present invention relates to a photosensitive resin composition containing 1 to 100% as a component, and a method for producing a semiconductor device in which the composition is applied onto a substrate to form a coating film and patterned by light irradiation.

【0006】[0006]

【化3】 (式中、Aはフェノールまたは/およびナフトール残基
を表し、nは0〜100の整数を表す)
[Chemical 3] (In the formula, A represents a phenol or / and a naphthol residue, and n represents an integer of 0 to 100)

【0007】本発明の感光性樹脂組成物とは、アルカリ
可溶性成分、感光性成分および溶剤を含有するものであ
り、必要に応じて、増感剤、ハレーション防止剤等の添
加剤を加えることも可能である。本発明のアルカリ可溶
性成分として用いられる一般式(1)で表されるポリチ
オエーテルは、イオウ原子でフェノールまたは/および
ナフトール類を結合した化合物である。これらの化合物
は、USP 3743680, Tetrahedron Vol25 p.4593 〜4597
( 1969 ) に示される方法を用いて製造することができ
る。すなわち、過剰量のフェノール類または/およびナ
フトール類とイオウまたは塩化イオウとを、アルカリ触
媒または無触媒下に、反応させた後、未反応のフェノー
ル類または/およびナフトール類を留去することにより
得られる。反応に用いられるフェノール類としては、フ
ェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレ
ゾール、2,4−キシレノール、2,6−キシレノー
ル、t−ブチルフェノール、o−フェニルフェノール、
p−フェニルフェノールの如き一価フェノール類、レゾ
ルシン、ハイドロキノン、カテコールの如き二価フェノ
ール類、2−ブロモフェノール、4−ブロモフェノー
ル、2−ヨードフェノール、4−ヨードフェノール、2
−クロロフェノール、4−クロロフェノール、2,4−
ジブロモフェノール、2,6−ブロモフェノール、2,
4−ジヨードフェノール、2,6−ジヨードフェノール
の如きハロゲン化フェノール類、o−フェニルフェノー
ル、m−フェニルフェノール、p−フェニルフェノール
等のフェニルフェノール類等を挙げることができる。中
でも好適なフェノール類としては、フェノール、o−ク
レゾール、m−クレゾール、p−クレゾールが挙げられ
る。
The photosensitive resin composition of the present invention contains an alkali-soluble component, a photosensitive component and a solvent, and if necessary, additives such as a sensitizer and an antihalation agent may be added. It is possible. The polythioether represented by the general formula (1) used as the alkali-soluble component of the present invention is a compound in which a phenol or / and a naphthol is bound with a sulfur atom. These compounds are described in USP 3743680, Tetrahedron Vol 25 p.4593 ~ 4597.
(1969). That is, it is obtained by reacting an excess amount of phenols and / or naphthols with sulfur or sulfur chloride in the presence or absence of an alkali catalyst and distilling off unreacted phenols and / or naphthols. To be Examples of phenols used in the reaction include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,4-xylenol, 2,6-xylenol, t-butylphenol, o-phenylphenol,
Monohydric phenols such as p-phenylphenol, dihydric phenols such as resorcinol, hydroquinone and catechol, 2-bromophenol, 4-bromophenol, 2-iodophenol, 4-iodophenol, 2
-Chlorophenol, 4-chlorophenol, 2,4-
Dibromophenol, 2,6-bromophenol, 2,
Examples thereof include halogenated phenols such as 4-diiodophenol and 2,6-diiodophenol, and phenylphenols such as o-phenylphenol, m-phenylphenol and p-phenylphenol. Among them, preferable phenols include phenol, o-cresol, m-cresol and p-cresol.

【0008】ナフトール類としては、1−ナフトール、
2−ナフトール、5−メチル−1−ナフトール、5−メ
チル−2−ナフトール、6−エチル−1−ナフトール、
6−エチル−2−ナフトール等のアルキル化ナフトー
ル、4−クロロ−1−ナフトール、4−クロロ−2−ナ
フトール、4−フルオロ−1−ナフトール、4−ヨード
−2−ナフトール等のハロゲン化ナフトール、2,6−
ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタ
レン、1,8−ジヒドロキシナフタレン等の2価のナフ
トール類等が挙げられる。好ましくは、1−ナフトー
ル、2−ナフトールである。
As naphthols, 1-naphthol,
2-naphthol, 5-methyl-1-naphthol, 5-methyl-2-naphthol, 6-ethyl-1-naphthol,
Alkylated naphthols such as 6-ethyl-2-naphthol, halogenated naphthols such as 4-chloro-1-naphthol, 4-chloro-2-naphthol, 4-fluoro-1-naphthol and 4-iodo-2-naphthol, 2,6-
Examples thereof include divalent naphthols such as dihydroxynaphthalene, 1,5-dihydroxynaphthalene, and 1,8-dihydroxynaphthalene. Preferred are 1-naphthol and 2-naphthol.

【0009】樹脂の重量平均分子量は、小さすぎると現
像液に対する溶解度が大きすぎてパターンを形成するこ
とができず、さりとて大きすぎると溶剤溶解性に劣り、
基板上に塗布することができなくなり、また、現像液に
対する溶解度が小さくなり、現像時、不溶解部分が生
じ、好適なパターンを形成することができない傾向があ
る。従って、重量平均分子量としては、500〜10,
000、好ましくは700〜5, 000、より好ましく
は1, 000〜3,000の範囲である。平均分子量
は、フェノールおよび/またはナフトール類と、イオウ
原子又は塩化イオウとのモル比をコントロールすること
により任意に変えることができるが、通常、(フェノー
ルまたは/およびナフトール)/Sのモル比で、0.5
〜1.5、好ましくは、0.55〜1.0、より好まし
くは、0.6〜0.9である。反応の際、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物を用
いるが、その使用量は、水酸化物/Sのモル比で0.0
1〜1.0である。反応温度は100〜200℃、好ま
しくは、150〜180℃の温度であり、反応時間は、
1〜30時間である。反応終了後、未反応フェノール類
または/およびナフトール類を、任意の方法により留去
して、ポリチオエーテル類を得ることができる。
If the weight average molecular weight of the resin is too small, the solubility in the developing solution is too large to form a pattern, and if it is too large, the solvent solubility is poor.
There is a tendency that it becomes impossible to apply it on the substrate, the solubility in the developing solution becomes small, and an insoluble portion is generated during development, so that a suitable pattern cannot be formed. Therefore, the weight average molecular weight is 500 to 10,
000, preferably 700 to 5,000, and more preferably 1,000 to 3,000. The average molecular weight can be arbitrarily changed by controlling the molar ratio of the phenol and / or naphthols to the sulfur atom or the sulfur chloride. 0.5
˜1.5, preferably 0.55 to 1.0, and more preferably 0.6 to 0.9. In the reaction, an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is used, and the amount used is 0.0 / mol in the hydroxide / S molar ratio.
It is 1 to 1.0. The reaction temperature is 100 to 200 ° C., preferably 150 to 180 ° C., and the reaction time is
1 to 30 hours. After completion of the reaction, unreacted phenols and / or naphthols can be distilled off by any method to obtain polythioethers.

【0010】本発明の目的に用いるに際しては、ポリチ
オエーテル類中のイオン性金属の含有量を極力減少させ
ることが重要である。従って、本発明のポリチオエーテ
ル類を得るには、反応後の精製工程が必要である。その
方法は、イオン性金属を除去できる方法であれば、いず
れの方法でも良く、例えば、樹脂を、トルエン、キシレ
ン等の芳香族炭化水素、メチルエチルケトン、メチルイ
ソブチルケトン等のケトン類、アミルアルコール、イソ
アミルアルコール、ヘプタノール、2−ヘプタノール、
オクタノール、イソオクタノール等のアルコール類に溶
解し、希塩酸で洗浄後、水洗・中和する方法が挙げられ
る。このようにして得られたポリチオフェノール(ナフ
トール)類は、本発明の感光性樹脂組成物のアルカリ可
溶成分として、単独あるいはその他のアルカリ可溶性樹
脂と併用して用いられる。併用され得るアルカリ可溶性
成分としては、ノボラック、クレゾールノボラック、ナ
フトールノボラック等のフェノールおよび/またはナフ
トール類とアルデヒド類を縮合して得られる、いわゆる
ノボラック樹脂、フェノール類または/およびナフトー
ル類と一般式(2)(化4)で表されるキシリレン誘導
体とを縮合して得られる、いわゆるザイロック樹脂、フ
ェノール類または/およびナフトール類とジシクロペン
タジエンとの重合樹脂、ポリヒドロキシスチレンおよび
その水素化物、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポ
リメチルメタクリレート等が挙げられる。
When used for the purpose of the present invention, it is important to reduce the content of ionic metal in polythioethers as much as possible. Therefore, a purification step after the reaction is necessary to obtain the polythioethers of the present invention. The method may be any method as long as it can remove the ionic metal, for example, the resin, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, amyl alcohol, isoamyl Alcohol, heptanol, 2-heptanol,
Examples include a method of dissolving in alcohols such as octanol and isooctanol, washing with diluted hydrochloric acid, and then washing with water and neutralizing. The polythiophenol (naphthol) thus obtained is used alone or in combination with other alkali-soluble resins as the alkali-soluble component of the photosensitive resin composition of the present invention. Examples of the alkali-soluble component that can be used in combination include so-called novolac resins, phenols and / or naphthols obtained by condensing phenols and / or naphthols such as novolak, cresol novolak, and naphthol novolak with aldehydes and the general formula (2 ) (Chemical Formula 4) obtained by condensation with a xylylene derivative, a so-called xyloc resin, a polymer resin of dicyclopentadiene with phenols or / and naphthols, polyhydroxystyrene and its hydride, styrene-anhydrous Examples include maleic acid copolymers and polymethylmethacrylate.

【0011】[0011]

【化4】 (式中、Xは水酸基、ハロゲン原子または炭素数1〜4
のアルコキシ基を表す)
[Chemical 4] (In the formula, X is a hydroxyl group, a halogen atom or a carbon number of 1 to 4
Represents an alkoxy group of

【0012】なお、前記樹脂を本発明の樹脂と混合して
使用するのが一般的方法であるが、前記樹脂と本発明の
樹脂をアルデヒド類または/および一般式(2))で表
されるキシリレン誘導体とで共縮合して使用することも
できる。その比は、本発明のポリチオエーテル類の特徴
が表される範囲であり、具体的には、ポリチオエーテル
類が、全アルカリ可溶性成分中の1〜100重量%、好
ましくは5〜100重量%の範囲である。
It is a general method to use the resin mixed with the resin of the present invention, and the resin and the resin of the present invention are represented by aldehydes and / or general formula (2)). It can also be used by co-condensing with a xylylene derivative. The ratio is within the range in which the characteristics of the polythioethers of the present invention are represented, and specifically, the polythioethers are contained in an amount of 1 to 100% by weight, preferably 5 to 100% by weight in the total alkali-soluble components. It is a range.

【0013】本発明において、アルカリ可溶性成分とと
もに用いる、アルカリ可溶性樹脂のアルカリ可溶性を抑
制する能力をもち、且つ、光照射によりその能力を失活
する感光性成分としては、前記能力を有する公知の化合
物を全て用いることが可能である。具体的に例示すれ
ば、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド類およびその
エステルが挙げられ、より具体的には、1,2−ナフト
キノン−2−ジアジド、さらにそのエステル類として、
1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4(5)−スル
ホン酸クロライドと、フェノール、p−メトキシフェノ
ール、ジメチルフェノール、ハイドロキノン、p−フェ
ニルフェノール、α−ナフトール、β−ナフトール、
2,6−シヒドロキシナフタレン、ビフェノール、ビス
フェノールA、ポリヒドロキシベンゾフェノン、1,3
−ジヒドロキシ−4,6−ビス〔(4−ヒドロキシフェ
ニル−ジメチル)メチル〕−ベンゼン、6,6’−ジヒ
ドロキシ−3,3,3’,3’−テトラメチル−ビイン
ダン等とのエステル類を挙げることができる。
In the present invention, as a photosensitive component which has an ability to suppress the alkali solubility of an alkali-soluble resin used together with an alkali-soluble component and deactivates the ability by light irradiation, known compounds having the above-mentioned ability are used. Can all be used. Specific examples include 1,2-naphthoquinone-2-diazide and its ester, and more specifically, 1,2-naphthoquinone-2-diazide and further its ester,
1,2-naphthoquinone-2-diazide-4 (5) -sulfonic acid chloride and phenol, p-methoxyphenol, dimethylphenol, hydroquinone, p-phenylphenol, α-naphthol, β-naphthol,
2,6-Cihydroxynaphthalene, biphenol, bisphenol A, polyhydroxybenzophenone, 1,3
-Dihydroxy-4,6-bis [(4-hydroxyphenyl-dimethyl) methyl] -benzene, 6,6'-dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-biindane, etc. be able to.

【0014】これらの化合物は、光照射前においては、
アルカリ可溶性樹脂の水酸基と水素結合することにより
そのアルカリ可溶性を抑制し、光照射することにより光
分解し、ケテンへと変性し、さらにレジスト膜中あるい
は空気中の水分と反応してカルボキシル基を急速に生成
することで露光部分が大きく極性変化し、アルカリ水溶
液に対する溶解性が速やかに著しく増大するものである
と推測される。本発明では、これらのことを利用するこ
とにより、いわゆる、ポジ型のレジストパターンを得る
ことが可能となるものである。本発明において、この感
光性成分のアルカリ可溶性樹脂に対する配合量は、アル
カリ可溶性樹脂100重量部に対し、1〜100重量部
の範囲、好ましくは5〜90重量部、より好ましくは1
0〜70重量部の範囲である。
Before irradiation with light, these compounds are
It suppresses its alkali solubility by hydrogen-bonding with the hydroxyl group of the alkali-soluble resin, photodecomposes it by irradiating it with light and modifies it to ketene, and further reacts with water in the resist film or air to rapidly dissolve the carboxyl group. It is presumed that the generation of the cation causes a large change in the polarity of the exposed portion, and the solubility in the alkaline aqueous solution is rapidly and significantly increased. In the present invention, it is possible to obtain a so-called positive resist pattern by utilizing these things. In the present invention, the blending amount of this photosensitive component with respect to the alkali-soluble resin is in the range of 1 to 100 parts by weight, preferably 5 to 90 parts by weight, and more preferably 1 to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin.
It is in the range of 0 to 70 parts by weight.

【0015】本発明の感光性樹脂組成物は、通常、有機
溶剤に溶解して、1〜50重量%、好ましくは、5〜3
5%の濃度の溶液として、基板表面上に塗布し、乾燥す
ることにより、均一な感光性樹脂層を形成させることが
できる。例えば、シリコンウェハーの様な任意の基板上
に、本発明の感光性樹脂組成物の有機溶剤溶液を、スピ
ンナー等により均一に塗布し、これを50℃〜130
℃、好ましくは、80〜110℃において乾燥させ、感
光性樹脂組成物層を形成させる。この塗布膜に、レジス
トパターンを描くためには、ポジ型のフォトマスクパタ
ーンを介して光照射させ、その後、アルカ現像液、例え
ば、1〜10重量%濃度のテトラメチルアンモニウムヒ
ドロキシド水溶液等の4級アンモニウムヒドロキシド水
溶液、1〜10重量%濃度の水酸化ナトリウム水溶液、
水酸化カリウム水溶液等のアルカリ金属水酸化物水溶
液、あるいは1〜10重量%のコリン水溶液等のアルカ
リ性水溶液を用いて、現像処理することにより、任意の
レジストパターンを得ることが出来る。
The photosensitive resin composition of the present invention is usually dissolved in an organic solvent to be 1 to 50% by weight, preferably 5 to 3%.
A uniform photosensitive resin layer can be formed by applying a 5% solution on the surface of the substrate and drying. For example, an organic solvent solution of the photosensitive resin composition of the present invention is evenly applied onto an arbitrary substrate such as a silicon wafer by a spinner or the like, and this is applied at 50 ° C to 130 ° C.
C., preferably at 80 to 110.degree. C., to form a photosensitive resin composition layer. In order to draw a resist pattern on this coating film, it is irradiated with light through a positive type photomask pattern, and then, an alkali developer, for example, a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution having a concentration of 1 to 10% by weight is used. Grade ammonium hydroxide aqueous solution, 1-10 wt% concentration sodium hydroxide aqueous solution,
An arbitrary resist pattern can be obtained by development using an alkali metal hydroxide aqueous solution such as potassium hydroxide aqueous solution or an alkaline aqueous solution such as 1 to 10 wt% choline aqueous solution.

【0016】この時用いられる有機溶剤としては、アセ
トン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
メチルイソアミルケトン、シクロヘキサノン等のような
ケトン類、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレング
リコールモノアセテート、プロピレングリコール、ジプ
ロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテ
ート、ジプロピレングリコールモノアセテート、ジプロ
ピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、
ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピ
レングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価ア
ルコール類およびその誘導体、テトラヒドロフラン、ジ
オキサンの様な環状エーテル類、乳酸メチル、乳酸エチ
ル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸
メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチ
ル、エトキシプロピオン酸エチル等のエステル類等およ
びこれらの混合物などが挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない。尚、本発明においては、塗布面に対
する光照射によりレジストパターンを得るが、この露光
波長は、g線(436mm)、i線(365mm)が好
適である。また、本発明の感光性樹脂組成物は、光照射
により架橋剤となる成分との組み合わせによる、いわゆ
るネガ型のフォトレジストとしての利用も可能である。
As the organic solvent used at this time, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone,
Ketones such as methyl isoamyl ketone, cyclohexanone, etc., ethylene glycol, diethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, propylene glycol, dipropylene glycol, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether,
Dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether,
Polyhydric alcohols such as dipropylene glycol monobutyl ether and its derivatives, tetrahydrofuran, cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methoxypropion Examples thereof include esters such as methyl acidate and ethyl ethoxypropionate, and mixtures thereof, but are not limited thereto. In the present invention, a resist pattern is obtained by irradiating the coated surface with light, and the exposure wavelength is preferably g-line (436 mm) or i-line (365 mm). Further, the photosensitive resin composition of the present invention can be used as a so-called negative photoresist by combining with a component which becomes a crosslinking agent when irradiated with light.

【0017】[0017]

【実施例】次に実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるもの
ではない。 合成例1 撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えたガラス製反応容
器に、フェノール225.9g(2.4mol)、イオ
ウ96.2g(3mol)、水酸化ナトリウム12.6
g(0.315mol)を装入し、撹拌を行いながら、
160℃まで2時間かけ昇温した。硫化水素が発生する
ので、発生したガスをアルカル水溶液でトラップした。
同温度で6時間反応後、減圧下、未反応フェノールを留
去した。その後、得られた樹脂を2−ヘプタノール15
00gに溶解し、1%塩酸水溶液1500gで2回洗浄
後、中性になるまで純水で洗浄した。減圧下、2−ヘプ
タノールを留去し、一般式(1)で表されるポリチオエ
ーテル(平均n=5.5)を220g得た。この樹脂の
GPCチャートを(図1)に示した。また、この樹脂の
OH価は125g/eqであった。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Synthesis Example 1 225.9 g (2.4 mol) of phenol, 96.2 g (3 mol) of sulfur, and 12.6 sodium hydroxide were placed in a glass reaction container equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux condenser.
g (0.315 mol) was charged, while stirring,
The temperature was raised to 160 ° C. over 2 hours. Since hydrogen sulfide was generated, the generated gas was trapped with an alcal aqueous solution.
After reacting for 6 hours at the same temperature, unreacted phenol was distilled off under reduced pressure. Then, the obtained resin was treated with 2-heptanol 15
It was dissolved in 00 g and washed twice with 1500 g of a 1% hydrochloric acid aqueous solution, and then washed with pure water until it became neutral. 2-Heptanol was distilled off under reduced pressure to obtain 220 g of polythioether represented by the general formula (1) (average n = 5.5). The GPC chart of this resin is shown in (FIG. 1). The OH value of this resin was 125 g / eq.

【0018】合成例2 撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えたガラス製反応容
器に、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スル
ホン酸クロライド118.1g(0.44mol)、テ
トラヒドロキシベンゾフェノン24.6g(0.1mo
l)を、ジメチルアセトアミド300gに溶解させ、撹
拌を行いながら、トリエチルアミン42.4gを30分
間で滴下し、さらに2時間攪拌を続けた後、析出物を濾
別した。次いで、得られた濾液に、1%塩酸水溶液25
0gを滴下し、反応生成物を析出させた。このものを濾
別し、イオン交換水にて十分洗浄し、乾燥した。GPC
による純度は100%であった。
Synthesis Example 2 118.1 g (0.44 mol) of 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid chloride and tetrahydroxy were placed in a glass reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a reflux condenser. Benzophenone 24.6g (0.1mo
l) was dissolved in 300 g of dimethylacetamide, 42.4 g of triethylamine was added dropwise over 30 minutes with stirring, and the mixture was further stirred for 2 hours, and then the precipitate was filtered off. Then, to the obtained filtrate, 25% 1% aqueous hydrochloric acid solution is added.
0 g was added dropwise to precipitate a reaction product. This product was separated by filtration, washed thoroughly with ion-exchanged water, and dried. GPC
The purity was 100%.

【0019】実施例1 アルカリ可溶性樹脂として、合成例1において優れたポ
リチオエーテル12g、感光性成分として、合成例2に
おいて得られたテトラナフトキノンジアジドスルホン酸
エステル3.3gを、35重量%濃度のエチルセロソル
ブアセテート溶液に調製して、ポジ型レジスト液を得
た。このレジスト液を、シリコンウェハー上にスピンコ
ートし、80℃のオーブン中で2分間プリベークした。
膜厚は1μmであった。この塗膜を、ポジ型パターンを
有するフォトマスクチャートを用いて、i線による露光
を行った。露光後、140℃で5分間ポストベークし、
2.3重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液で1分間現像し、ポジ型のレジストパターンを得
た。このレジストパターンの断面形状を顕微鏡を用いて
観察し、側面が垂直であり、良好なパターンが得られた
ことを確認した。
Example 1 As an alkali-soluble resin, 12 g of excellent polythioether in Synthesis Example 1 and, as a photosensitive component, 3.3 g of tetranaphthoquinonediazide sulfonic acid ester obtained in Synthesis Example 2 were mixed with ethyl acetate at a concentration of 35% by weight. A positive resist solution was obtained by preparing a cellosolve acetate solution. This resist solution was spin-coated on a silicon wafer and prebaked in an oven at 80 ° C. for 2 minutes.
The film thickness was 1 μm. This coating film was exposed by i-line using a photomask chart having a positive pattern. After exposure, post bake at 140 ° C for 5 minutes,
It was developed with a 2.3 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 1 minute to obtain a positive resist pattern. The cross-sectional shape of this resist pattern was observed using a microscope, and it was confirmed that the side surface was vertical and a good pattern was obtained.

【0020】比較例2 実施例1におけるアルカリ可溶性樹脂を、ノボラック樹
脂〔三井東圧化学(株)製、ミレックス#2000〕1
2gに代えた以外は、実施例1と同様にしてポジ型パタ
ーンを得た。顕微鏡によりレジストパターンの断面を観
察したところ、側面がやや傾斜しており、良好なパター
ンは得られていなかった。
Comparative Example 2 The alkali-soluble resin used in Example 1 was replaced with a novolak resin [Mirex # 2000] manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. 1
A positive type pattern was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2 g was used. When the cross section of the resist pattern was observed with a microscope, the side face was slightly inclined, and a good pattern was not obtained.

【0021】実施例2〜10 実施例1におけるアルカリ可溶性樹脂および感光性成分
を、表−1(表1、表2)に示す化合物に代えた以外
は、実施例1と同様にして、ポジ型パターンを得た。な
お、表中のφおよびBは下記の基(化5)を表す。顕微
鏡によりレジストパターンの断面を観察したところ、す
べて側面は垂直であり、良好なパターンが得られてい
た。なお、アルカリ可溶性樹脂は、合成例1のフェノー
ルの代わりに、対応するフェノール類または/およびナ
フトール類を使用し、合成例1と同様に合成した。ま
た、感光性成分は、合成例2のテトラヒドロキシベンゾ
フェノンの代わりに、対応するフェノール類を用いて、
合成例2と同様に合成した。
Examples 2 to 10 A positive type toner was prepared in the same manner as in Example 1 except that the alkali-soluble resin and the photosensitive component in Example 1 were replaced with the compounds shown in Table 1 (Tables 1 and 2). Got the pattern. In addition, φ and B in the table represent the following groups (Formula 5). When the cross section of the resist pattern was observed with a microscope, all the side surfaces were vertical, and a good pattern was obtained. The alkali-soluble resin was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 using the corresponding phenols and / or naphthols instead of the phenol in Synthesis Example 1. Further, as the photosensitive component, instead of the tetrahydroxybenzophenone of Synthesis Example 2, a corresponding phenol was used,
It was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】[0024]

【化5】 クレゾールノボラック:m-クレゾール/p-クレゾール=
7/3、クレゾール/ホルマリン=1/0.8のモル比
で製造した重量平均分子量9800のノボラック樹脂 ザイロック:三井東圧化学(株)製、XL−225−3
[Chemical 5] Cresol novolac: m-cresol / p-cresol =
7/3, cresol / formalin = 1 / 0.8, a novolak resin having a weight average molecular weight of 9800, Zyloc: manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., XL-225-3
L

【0025】以上のように、本発明のポリチオエーテル
類を含有してなる感光性樹脂組成物は、高解像度なポジ
型パターンを形成するに好適なものであり、従来のノボ
ラック樹脂をベースレジンとした感光性樹脂組成物に比
べ、加工精度に優れた微細パターンを得ることができ
る。これはかかる産業分野において要求される、より集
積度を増す半導体デバイスの製造に沿うものであり、か
かる産業分野へ大きく寄与するものである。
As described above, the photosensitive resin composition containing the polythioether of the present invention is suitable for forming a high-resolution positive pattern, and a conventional novolak resin is used as a base resin. As compared with the photosensitive resin composition described above, a fine pattern having excellent processing accuracy can be obtained. This is in line with the manufacturing of semiconductor devices with higher integration, which is required in such industrial fields, and makes a great contribution to such industrial fields.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の感光性樹脂組成物は、加工精度
に優れた微細パターンを得るのに好適なものであり、よ
り高密度な半導体デバイス製造に寄与するものである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The photosensitive resin composition of the present invention is suitable for obtaining a fine pattern with excellent processing accuracy, and contributes to the production of higher density semiconductor devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】合成例1で得られたポリチオエーテルのGPC
チャートである。
FIG. 1 is a GPC of the polythioether obtained in Synthesis Example 1.
It is a chart.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−251962(JP,A) 特開 昭55−164825(JP,A) 特開 昭51−128342(JP,A) 特公 昭47−31092(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 75/00 - 75/08 G03F 7/00 - 7/42 C08L 81/02 CA(STN) REGISTRY(STN)─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-2-251962 (JP, A) JP-A-55-164825 (JP, A) JP-A-51-128342 (JP, A) JP-B-47- 31092 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C08G 75/00-75/08 G03F 7 /00-7/42 C08L 81/02 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アルカリ可溶性成分及び感光性成分を含
有してなる感光性樹脂組成物において、アルカリ可溶性
成分として、下記一般式(1)(化1)で表されるポリ
チオエーテル類を必須の成分として1〜100%含むこ
とを特徴とする感光性樹脂組成物。 【化1】 (式中、Aはフェノールまたは/およびナフトール残基
を表し、nは0〜100の整数を表す)
1. A photosensitive resin composition containing an alkali-soluble component and a photosensitive component, wherein a polythioether represented by the following general formula (1) (Chemical formula 1) is an essential component as the alkali-soluble component. 1 to 100% as a photosensitive resin composition. [Chemical 1] (In the formula, A represents a phenol or / and a naphthol residue, and n represents an integer of 0 to 100)
【請求項2】 アルカリ可溶性成分が、さらにフェノー
ル類または/およびナフトール類とアルデヒド類との縮
合物、フェノール類または/およびナフトール類と下記
一般式(2)(化2)で表されるキシリレン誘導体との
縮合物、 【化2】 (式中、Xは水酸基、ハロゲン原子または炭素数1〜4
のアルコキシ基を表す)および、フェノール類または/
およびナフトール類とジシクロペンタジエンとの重合物
からなる群から選ばれる少なくとも一種を含有するもの
である請求項1記載の感光性樹脂組成物。
2. The alkali-soluble component is a condensate of phenols or / and naphthols and aldehydes, a phenol or / and naphthols and a xylylene derivative represented by the following general formula (2) A condensate of (In the formula, X is a hydroxyl group, a halogen atom or a carbon number of 1 to 4
Represents an alkoxy group) and a phenol or /
The photosensitive resin composition according to claim 1, which contains at least one selected from the group consisting of a polymer of naphthols and dicyclopentadiene.
【請求項3】 請求項1または2記載の感光性樹脂組成
物を、基板上に塗布して塗膜とし、光照射によりパター
ン形成する半導体デバイスの製造方法。
3. A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises applying the photosensitive resin composition according to claim 1 or 2 onto a substrate to form a coating film, and forming a pattern by light irradiation.
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