JPH01277234A - Resist - Google Patents

Resist

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Publication number
JPH01277234A
JPH01277234A JP10621688A JP10621688A JPH01277234A JP H01277234 A JPH01277234 A JP H01277234A JP 10621688 A JP10621688 A JP 10621688A JP 10621688 A JP10621688 A JP 10621688A JP H01277234 A JPH01277234 A JP H01277234A
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JP
Japan
Prior art keywords
resist
pattern
isopropenylphenol
heat resistance
cresol
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Pending
Application number
JP10621688A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuji Hayase
修二 早瀬
Toru Gokochi
透 後河内
Kiyonobu Onishi
大西 廉伸
Rumiko Horiguchi
堀口 留美子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH01277234A publication Critical patent/JPH01277234A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists

Abstract

PURPOSE:To ensure faithful transfer of a pattern to a substrate, etc., by using novolak resin obtd. by condensing isopropenylphenol and other phenol deriv. with a carbonyl compd. as an alkali-soluble resin. CONSTITUTION:Novolak resin contg. structure units of isopropenylphenol which clears the profile of a pattern, increases the mol.wt. and improves the heat resistance is used as an alkali-soluble resin for a resist. The novolak resin further contains structural units of xylenol having high heat resistance and/or structural units of cresol which clears the profile of a pattern. Novolak resin obtd. by condensing m-isopropenylphenol, m-cresol and 3,5-xylenol with a carbonyl compd. can remarkably improve the characteristics of a resist because it has superior heat resistance and resolving power and can extremely clear the profile of a pattern.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、微細なレジストパターン形成に有用なレジス
トに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a resist useful for forming fine resist patterns.

(従来の技術) LSI等の半導体装置の製造を始めとする平板プロセス
の分野においては、レジストが広く用いられている。特
に、電子機器の多機能化、高度化に伴って高密度化を図
るために、レジストパターンの微細化と共に、最近のエ
ツチング手段として広く使用されているリアクティブイ
オンエツチング(RI E)に際して耐熱性が要求され
ている。
(Prior Art) Resists are widely used in the field of flat plate processes, including the manufacture of semiconductor devices such as LSIs. In particular, in order to increase the density of electronic devices as they become more multi-functional and sophisticated, resist patterns are becoming finer and heat resistance is required for reactive ion etching (RIE), which is widely used as a recent etching method. is required.

上述した要求に対応して、耐熱性、解像性に優れたレジ
ストとして例えば特開昭81−185741号、特開昭
81−184740号等が提案されている。しかしなが
ら、かかるレジストを用いて特に微細な(例えば0.7
μm以下)パターンを形成した場合、パターンプロファ
イルが悪く、半導体基板等に忠実なパターン転写(ドラ
エツチング加工)を行なうことが困難であるという問題
があった。
In response to the above-mentioned requirements, resists with excellent heat resistance and resolution have been proposed, for example, in JP-A-81-185741 and JP-A-81-184740. However, using such resists, particularly fine (e.g. 0.7
When a pattern (micrometer or less) is formed, there is a problem in that the pattern profile is poor and it is difficult to faithfully transfer the pattern (draetching process) onto a semiconductor substrate or the like.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
ので、感度、耐熱性及び解像性に優れているのみならず
、微細な(0,7μm以下の)パターン形成時にもパタ
ーンプロファイルが良好であり、かかるパターンをマス
クとして基板等をドライエツチングする際、基板等に忠
実なパターン転写(エツチング加工)を行なうことが可
能なレジストを提供しようとするものである。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it not only has excellent sensitivity, heat resistance, and resolution, but also has fine (0.7 μm or less) To provide a resist which has a good pattern profile even during pattern formation (2), and which enables faithful pattern transfer (etching) to the substrate, etc. when dry etching the substrate, etc. using such a pattern as a mask. It is.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、アルカリ可溶性樹脂と感光剤とを含むレジス
トにおいて、前記アルカリ可溶性樹脂はイソプロペニル
フェノールとフェノール誘導体とをカルボニル化合物で
縮合したノボラック樹脂を含有することを特徴とするレ
ジストである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides a resist comprising an alkali-soluble resin and a photosensitizer, wherein the alkali-soluble resin is a novolac resin obtained by condensing isopropenylphenol and a phenol derivative with a carbonyl compound. This is a resist characterized by containing.

上記イソプロペニルフェノールとしては、0−イソプロ
ペニルフェノール、m−イソプロペニルフェノール、p
−イソプロペニルフェノールがある。中でもm−イソプ
ロペニルフェノールは、縮合反応上の再現性が優れてい
るために好適である。
The above-mentioned isopropenylphenol includes 0-isopropenylphenol, m-isopropenylphenol, p-isopropenylphenol,
-There is isopropenylphenol. Among them, m-isopropenylphenol is suitable because it has excellent reproducibility in the condensation reaction.

上記フェノール誘導体としては、カルボニル化合物と縮
合するものであれば特に限定されず、例えばクレゾール
、キシレゾール、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、ジヒドロキシベンゼン、トリヒ
ドロキシベンゼン、ナフトール、ポリビニルフェノール
誘導体等を挙げることができる。これらフェノール誘導
体の中で特にクレゾール、キシレゾールが好適である。
The above-mentioned phenol derivatives are not particularly limited as long as they condense with carbonyl compounds, and include, for example, cresol, xyresol, ethylphenol, propylphenol, butylphenol, dihydroxybenzene, trihydroxybenzene, naphthol, polyvinylphenol derivatives, etc. can. Among these phenol derivatives, cresol and xyresol are particularly preferred.

このクレゾールとしては、0−クレゾール、m−クレゾ
ール、p−クレゾールがあり、中でもm−クレゾールは
パターンプロファイルを良好にする効果があり、p−ク
レゾールは分子量を高め、耐熱性を向上させる効果があ
るため、これらはレジストの使用目的により選択するこ
とが望ましい。
This cresol includes 0-cresol, m-cresol, and p-cresol, among which m-cresol has the effect of improving the pattern profile, and p-cresol has the effect of increasing the molecular weight and improving heat resistance. Therefore, it is desirable to select these depending on the purpose of use of the resist.

また、キシレゾールとしては3,5−キシレゾール、2
.5−キシレゾールが好適であり、特に3.5−キシレ
ゾールはパターンプロファイルを良好にすると共に、耐
熱性を向上させる効果を兼備えるために有効である。
In addition, as xyresol, 3,5-xyresol, 2
.. 5-xyresol is preferred, and 3.5-xyresol is particularly effective in improving the pattern profile and improving heat resistance.

上記カルボニル化合物としては、例えばホルムアルデヒ
ド、アセトアルデヒド、アセトン、ベンゾアルデヒド、
ベンジルアルデヒド等を挙げることができる。
Examples of the carbonyl compound include formaldehyde, acetaldehyde, acetone, benzaldehyde,
Examples include benzylaldehyde.

上記ノボラック樹脂における各構成単位の組成比は、基
本的には任意の値をとりつるが、通常、イソプロペニル
フェノールの構成単位が5〜50モル%、クレゾールの
構成単位が10〜50モル%及び/又はキシレゾールの
構成単位が15〜70モル%で、あることが望ましい。
The composition ratio of each structural unit in the above novolak resin can basically take any value, but usually the isopropenylphenol structural unit is 5 to 50 mol%, the cresol structural unit is 10 to 50 mol%, and It is desirable that the xyresol constituent unit is 15 to 70 mol%.

この理由は、各構成単位の組成比が前記範囲を逸脱する
と、解像性の低下や感度の低下を招く恐れがあるからで
ある。
The reason for this is that if the composition ratio of each structural unit deviates from the above range, there is a risk of a decrease in resolution and sensitivity.

上記ノボラック樹脂の分子量は、lX103〜5X10
5、より好ましくは3X103〜1×105の範囲とす
ることが望ましい。この理由は、ノボラック樹脂の分子
量を1×103未満にすると耐熱性が低下する恐れがあ
り、かといってその分子量が5X105を越えると合成
後において反応容器からノボラック樹脂を取出すのが困
難となるからである。
The molecular weight of the above novolak resin is 1X103 to 5X10
5, more preferably in the range of 3x103 to 1x105. The reason for this is that if the molecular weight of the novolac resin is less than 1 x 103, the heat resistance may decrease, but if the molecular weight exceeds 5 x 105, it will be difficult to remove the novolac resin from the reaction vessel after synthesis. It is.

上記各構成単位のうち、m−イソプロペニルフェノール
とm−クレゾールと3.5−キシレゾールを組合わせ、
これらをカルボニル化合物で縮合したノボラック樹脂は
、耐熱性、解像性の両方に優れた特性に優れているため
、該ノボラック樹脂そのものでアルカリ可溶性樹脂を構
成することができる。こうしたノボラック樹脂における
各構成単位の組成比は、通常、m−イソプロペニルフェ
ノールの構成単位が10〜40モル%、3,5−キシレ
ゾールの構成単位が10〜40モル%、残部がm−クレ
ゾールであることが望ましい。この理由は、各構成単位
の組成比が前記範囲を逸脱すると、解像性の低下や感度
の低下を招く恐れがあるからである。また、かかるノボ
ラック樹脂の分子量に関しては、前述したようにlX1
03〜5X105、より好ましくは3X103〜1×1
05の範囲とすることが望ましい。
Among the above structural units, a combination of m-isopropenylphenol, m-cresol and 3.5-xyresol,
A novolak resin obtained by condensing these with a carbonyl compound has excellent properties such as both heat resistance and resolution, so the novolak resin itself can constitute an alkali-soluble resin. The composition ratio of each structural unit in such a novolac resin is usually 10 to 40 mol% of the m-isopropenylphenol structural unit, 10 to 40 mol% of the 3,5-xyresol structural unit, and the remainder m-cresol. It is desirable that there be. The reason for this is that if the composition ratio of each structural unit deviates from the above range, there is a risk of a decrease in resolution and sensitivity. In addition, regarding the molecular weight of such novolac resin, as mentioned above, lX1
03~5X105, more preferably 3X103~1x1
A range of 0.05 is desirable.

上記アルカリ可溶性樹脂は、前述したノボラック樹脂の
他にヒドロキシ基が導入されたアリール基又はカルボキ
シル基を含むポリマを混合させた組成としてもよい。か
かるポリマとしては、例えばフェノールノボラック樹脂
、クレゾールノボラック樹脂、キシレゾールノボラック
樹脂、ビニルフェノール樹脂、イソプロペニルフェノー
ル樹脂、ビニルフェノールとアクリル酸、メタクリル酸
誘導体、アクリロニトリル、スチレン誘導体などのとの
共重合体、イソプロペニルフェノールとアクリル酸、メ
タクリル酸誘導体、アクリロニトリル、スチレン誘導体
などのとの共重合体、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、
アクリル酸又はメタクリル酸とアクリロニトリル、スチ
レン誘導体との共重合体、マロン酸とビニルエーテルと
の共重合体等を挙げることができる。また、前記ポリマ
はケイ素を含むものも使用できる。こうしたアルカリ可
溶性樹脂中に含まれる前述したノボラック樹脂の量は、
少なくとも10重量%以上、好ましくは40〜90重量
%の範囲にすることが望ましい。勿論、アルカリ可溶性
樹脂として該ノボラック樹脂のみを用いてもよい。
The alkali-soluble resin may have a composition in which a polymer containing an aryl group or a carboxyl group into which a hydroxy group has been introduced is mixed in addition to the above-mentioned novolak resin. Examples of such polymers include phenol novolac resins, cresol novolac resins, xyresol novolac resins, vinyl phenol resins, isopropenyl phenol resins, copolymers of vinyl phenol with acrylic acid, methacrylic acid derivatives, acrylonitrile, styrene derivatives, etc. Copolymers of isopropenylphenol and acrylic acid, methacrylic acid derivatives, acrylonitrile, styrene derivatives, acrylic resins, methacrylic resins,
Examples include copolymers of acrylic acid or methacrylic acid and acrylonitrile and styrene derivatives, and copolymers of malonic acid and vinyl ether. Moreover, the polymer containing silicon can also be used. The amount of the above-mentioned novolak resin contained in these alkali-soluble resins is
It is desirable that the content be at least 10% by weight or more, preferably in the range of 40 to 90% by weight. Of course, the novolac resin alone may be used as the alkali-soluble resin.

上記感光剤としては、ポジ型、ネガ型のいずれのものを
使用できる。かかる感光剤としては、例えばp−ベンゾ
キノンジアジドスルホン酸のβ−ナフチルアミドのよう
なp−キノンジアジド類、英国特許第723382号明
細書及び同特許第942402号明細書に記載されたp
−イミノキノンジアジド類、英国特許第1110017
号明細書及びフランス特許第2022413号明細書に
記載されたジアゾニウム塩とホルムアルデヒドとの有機
溶剤可溶の縮合生成物類、p−ジアゾジフェニルアミン
塩及び4.4−ビスメトキシメチルジフェニルエーテル
とホルムアルデヒドとの共縮合生成物のような芳香族ジ
アゾニウム塩類、及び他の芳香族生成物類とホルムアル
デヒドとの共重合生成物類、並びに英国特許第7458
88号明細書に記載されたアジド化合物類のような芳香
族アジド類を挙げることができる。但し、低分子ジアゾ
ニウム塩類、芳香族及び複素環式アミン類のジアゾスル
ホン酸塩類、キノンジアジド類、ジアゾ基、アジド基又
は他の感光性基を有する高分子生成物類、並びにポリエ
チレンオキシドは、ポリビニルフェノールとの混合物の
状態で使用するならばブロモホルムのような有機ハロゲ
ン化合物を用いてもよい。これらの感光剤の中で、特に
0−ナフトキノンジアジドスルホン酸もしくは0−ナフ
トキノンジアジドカルボン酸の芳香族エステル又はアミ
ドのような0−キノンジアジド類が好ましく、具体的に
は2.3.4−トリヒドロキシベンゾフェノンの1.2
−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル類や2.3
.4.4 ’−テトラヒドロキシベンゾフェノンの1.
2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル類等が最
も好適である。
As the above-mentioned photosensitizer, either a positive type or a negative type can be used. Examples of such photosensitizers include p-quinonediazides such as β-naphthylamide of p-benzoquinonediazide sulfonic acid, p-quinonediazides such as β-naphthylamide of p-benzoquinonediazide sulfonic acid, p-
-Iminoquinone diazides, British Patent No. 1110017
organic solvent-soluble condensation products of diazonium salts and formaldehyde, p-diazodiphenylamine salts, and co-condensation products of 4,4-bismethoxymethyldiphenyl ether and formaldehyde described in the specification of this patent and French Patent No. 2,022,413. Aromatic diazonium salts such as condensation products and copolymerization products of formaldehyde with other aromatic products and British Patent No. 7458
Mention may be made of aromatic azides such as the azide compounds described in No. 88. However, low-molecular diazonium salts, diazosulfonic acid salts of aromatic and heterocyclic amines, quinone diazides, polymer products having diazo groups, azide groups, or other photosensitive groups, and polyethylene oxide are polyvinylphenol. Organic halogen compounds such as bromoform may be used if used in a mixture with bromoform. Among these photosensitizers, 0-quinonediazides such as aromatic esters or amides of 0-naphthoquinonediazide sulfonic acid or 0-naphthoquinonediazidecarboxylic acid are particularly preferred, and specifically 2.3.4-trihydroxy 1.2 of benzophenone
- Naphthoquinonediazide sulfonic acid esters and 2.3
.. 4.1 of 4'-tetrahydroxybenzophenone.
Most preferred are 2-naphthoquinonediazide sulfonic acid esters.

上記感光剤として好適な2Flのうち後者のものは、レ
ジストの耐熱性を向上できるために好ましい。かかる2
、3,4.4 ’−テトラヒドロキシベンゾフェノンの
1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル類の
中で2.3.4.4 ’−テトラヒドロキシベンゾフェ
ノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸
エステルは一般にg線露光用感光剤として好適であり、
2.3.4.4 ’−テトラヒドロキシベンゾフェノン
−1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エス
テルはより短波長の紫外線露光用感光剤として好適であ
る。また、これらの感光剤において1.2−ナフトキノ
ンジアジドスルホン酸による2、3.4.4 ’−テト
ラヒドロキシベンゾフェノンのエステル化率は該2.3
.4.4 ’−テトラヒドロキシベンゾフェノン中の水
酸基総数の40〜100%とすることが望ましい。例え
ば、ナフトキノンジアジドの導入数は2,3.4.4 
’−テトラヒドロキシベンゾフェノンの1つの分子当り
平均1.8〜4個を示しており、一般に1,2.8.4
の導入数を有するテトラヒドロキシベンゾフェノンの混
合物である。
Among 2Fl suitable as the above-mentioned photosensitizer, the latter is preferable because it can improve the heat resistance of the resist. It takes 2
, 2.3.4.4'-tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester among the 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid esters of 3,4.4'-tetrahydroxybenzophenone. is generally suitable as a photosensitizer for g-line exposure,
2.3.4.4'-Tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester is suitable as a photosensitizer for exposure to shorter wavelength ultraviolet rays. In addition, in these photosensitizers, the esterification rate of 2,3.4.4'-tetrahydroxybenzophenone with 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid is 2.3
.. It is desirable that the total number of hydroxyl groups in 4.4'-tetrahydroxybenzophenone be 40 to 100%. For example, the number of naphthoquinone diazide introduced is 2, 3, 4, 4.
'-Tetrahydroxybenzophenone shows an average of 1.8 to 4 per molecule, generally 1,2.8.4
It is a mixture of tetrahydroxybenzophenones having an incorporation number of .

上記感光剤の上記ノボラック樹脂を含有するアルカリ可
溶性樹脂に対する配合量は、既述したノボラック樹脂の
各構成単位の種類やアルカリ可溶性樹脂の組成等とによ
って異なり、−概に限定できないが、通常、感光剤はア
ルカリ可溶性樹脂の総置形分量に対して5〜30重量%
配合することが望ましい。この理由は、感光剤の配合量
が前記範囲を逸脱すると、レジストの解像性、耐熱性、
基板などへの密着性、感度等のいずれかが著しく低下す
る恐れがあるからである。
The amount of the photosensitive agent to be blended with the alkali-soluble resin containing the novolak resin varies depending on the type of each constituent unit of the novolac resin mentioned above and the composition of the alkali-soluble resin, and although it cannot be generally limited, it is usually The agent is 5 to 30% by weight based on the total amount of alkali-soluble resin.
It is desirable to mix them. The reason for this is that if the amount of the photosensitizer exceeds the above range, the resist resolution, heat resistance,
This is because there is a possibility that either the adhesion to the substrate or the like, the sensitivity, etc. will be significantly reduced.

本発明に係わる各レジストは、更に必要に応じて紫外線
吸収剤、増感剤、貯蔵安定性を図るための安定化剤、基
板からのハレーションを防止するためのハレーション防
止剤、基板との密着性を向上させるための密着性向上剤
、塗膜の表面を平滑化するための界面活性剤、或いは溶
解性や塗膜の改質のための他のポリマー、例えばエポキ
シ樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリメチルア
クリレート樹脂、プロピレンオキシド−エチレンオキシ
ド共重合体、ポリビニルフェノール、ポリスチレン等を
配合することも可能である。
Each resist according to the present invention further includes an ultraviolet absorber, a sensitizer, a stabilizer for storage stability, an antihalation agent to prevent halation from the substrate, and adhesion to the substrate, as necessary. Adhesion improvers to improve coating properties, surfactants to smooth the coating surface, or other polymers to improve solubility and coating coatings, such as epoxy resins, polymethyl methacrylate resins, and polyesters. It is also possible to blend methyl acrylate resin, propylene oxide-ethylene oxide copolymer, polyvinylphenol, polystyrene, etc.

本発明に係わる各レジストは、溶剤に溶解した状態で所
定の基板上に塗布される。かかる溶剤としては、例えば
エチ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アセテート系単独もしくはエチル
セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、
エチルセロソルブ、メチルセロソルブから選ばれる2種
以上の混合液等が好適である。但し、これらにキシレン
、トルエン、酢酸ブチル、γ−ブチルラクi・ン、ジメ
チルフォルムアミド、又はイソプロピルアルコールなど
の脂肪族アルコール等を適量含んでもよく、更に微量の
界面活性剤を配合してもよい。
Each resist according to the present invention is applied onto a predetermined substrate in a state dissolved in a solvent. Examples of such solvents include cellosolve acetate alone such as ethyl cellosolve acetate and butyl cellosolve acetate, or ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate,
A mixed solution of two or more selected from ethyl cellosolve and methyl cellosolve is suitable. However, these may contain an appropriate amount of xylene, toluene, butyl acetate, γ-butyl alcohol, dimethylformamide, or an aliphatic alcohol such as isopropyl alcohol, and may further contain a trace amount of a surfactant.

次に、本発明のレジストによるレジストパターンの形成
工程を説明する。
Next, a process for forming a resist pattern using the resist of the present invention will be explained.

まず、基板上に上記ノボラック樹脂及び感光剤を含み、
前記溶剤で溶解された有機溶剤により溶解させた本発明
のレジスト溶液を回転塗布法やデイピング法により塗布
した後、150℃以下、好ましくは70〜120℃で乾
燥してレジスト膜を形成する。ここに用いる基板として
は、例えばシリコン単結晶ウェハ単体、表面に絶縁膜や
導電膜等の各種の被膜が堆積された同ウェハ又はマスク
ブランク等を挙げることができる。
First, the above-mentioned novolac resin and photosensitizer are included on the substrate,
The resist solution of the present invention dissolved in the organic solvent is applied by a spin coating method or a dipping method, and then dried at 150° C. or lower, preferably 70 to 120° C. to form a resist film. Examples of the substrate used here include a single silicon single crystal wafer, the same wafer with various coatings such as an insulating film and a conductive film deposited on its surface, or a mask blank.

次いで、前記レジスト膜を露光する。この露光光源とし
ては、紫外線が通常用いられる。但し、ネガ型レジスト
として使用する場合には短波長の紫外線、電子線、X線
等を使用することができる。
Next, the resist film is exposed. Ultraviolet light is usually used as this exposure light source. However, when used as a negative resist, short wavelength ultraviolet rays, electron beams, X-rays, etc. can be used.

つづいて、110℃で1分間程度ベーキング処理をおこ
なった後、レジスト膜をアルカリ水溶液で現像処理して
所望のレジストパターンを形成する。
Subsequently, after baking at 110° C. for about 1 minute, the resist film is developed with an alkaline aqueous solution to form a desired resist pattern.

ここに用いるアルカリ水溶液としては、例えばテトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド水溶液、コリン水溶液等
を挙げることができる。
Examples of the alkaline aqueous solution used here include a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and a choline aqueous solution.

(作用) 本発明のレジストは、アルカリ可溶性樹脂を構成するノ
ボラック樹脂としてパターンプロファイルを良好にし、
かつ分子量を高めて耐熱性を向上するイソプロペニルフ
ェノールを構成単位として含むため、通常のノボラック
系レジストに比べて優れた特性を有する。また、ノボラ
ック樹脂中に耐熱性の高いキシレゾールの構成単位及び
/又はパターンプロファイルを良好にするクレゾールの
構成単位を含ませることによって、更に優れた特性を発
揮できる。特に、m−イソプロペニルフェノールとm−
クレゾールと3.5−キシレゾールを組合わせ、これら
をカルボニル化合物で縮合したノボラック樹脂は、耐熱
性、解像性の両方に優れ、更にパターンプロファイルを
非常に良好にできるため、レジストの特性を著しく向上
できる。また、2.3.4.4 ’−テトラヒドロキシ
ベンゾフェノンのナフトキノンジアジドスルホン酸エス
テル等の特定の感光剤を配合することによって、露光紫
外線の波長に近い寸法までのパターンを解像し得る優れ
たレジストが得られる。従って、かかるレジストを基板
上に塗布してレジスト膜を形成し、露光、現像処理する
ことにより前記レジストの優れた特性に起因して良好な
パターンプロファイルと優れた耐熱性を有する微細なレ
ジストパターンを形成でき、ひいては該レジストパター
ンをエツチングマスクとして基板等のドライエツチング
を行なうことによって、該パターンのだれ等を生じるこ
となく基板等に忠実に転写、エツチング加工できる。
(Function) The resist of the present invention has a good pattern profile as a novolak resin that constitutes an alkali-soluble resin, and
In addition, since it contains isopropenylphenol as a structural unit, which increases the molecular weight and improves heat resistance, it has superior properties compared to ordinary novolak resists. Moreover, even more excellent characteristics can be exhibited by including a xyresol structural unit with high heat resistance and/or a cresol structural unit that improves the pattern profile in the novolac resin. In particular, m-isopropenylphenol and m-
Novolak resin, which is a combination of cresol and 3.5-xyresol and condensed with a carbonyl compound, has excellent both heat resistance and resolution, and can also have a very good pattern profile, significantly improving resist properties. can. In addition, by incorporating specific photosensitizers such as naphthoquinonediazide sulfonic acid ester of 2.3.4.4'-tetrahydroxybenzophenone, it is possible to create an excellent resist that can resolve patterns with dimensions close to the wavelength of the exposure ultraviolet light. is obtained. Therefore, by coating such a resist on a substrate to form a resist film, exposing it to light, and developing it, a fine resist pattern having a good pattern profile and excellent heat resistance due to the excellent properties of the resist can be obtained. By dry etching the substrate, etc. using the resist pattern as an etching mask, the pattern can be faithfully transferred and etched onto the substrate, etc., without causing any sag.

(実施例) 以下、本発明の実施例を詳細に説明す。(Example) Examples of the present invention will be described in detail below.

[合成例コ ホルマリン水溶液に酸触媒としてのシュウ酸を添加、混
合した後、この混合溶液に後掲する第1表に示す配合割
合のイソプロペニルフェノールモノマー、キシレゾール
系モノマ及びクレゾール系モノマを加え、加熱して6種
のノボラック樹脂を合成した。これらノボラック樹脂の
分子量を同第1表に併記した。
[Synthesis Example After adding oxalic acid as an acid catalyst to an aqueous coformin solution and mixing, add isopropenylphenol monomer, xyresol monomer, and cresol monomer in the proportions shown in Table 1 listed below to this mixed solution, Six types of novolac resins were synthesized by heating. The molecular weights of these novolak resins are also listed in Table 1.

[レジスト溶液の調製例コ 後掲する第2表に示すように前記合成例で合成したノボ
ラック樹脂及び感光剤を用い、これらを同第2表に示す
割合で混合し、エチルセロソルブアセテートで溶解して
8種のレジスト溶液を調製した。
[Resist Solution Preparation Example] As shown in Table 2 below, the novolak resin and photosensitizer synthesized in the synthesis example above were mixed in the proportions shown in Table 2, and dissolved in ethyl cellosolve acetate. Eight types of resist solutions were prepared.

[実施例1〜8] まず、前記調製例で調製した第2表に示す8種のレジス
ト溶液を、親水化処理されたシリコンウェハ上に夫々ス
ピンコード法により塗布して厚さ1.5μmのレジスト
膜を形成した。つづいて、これらレジスト膜を90℃で
5分間ベーキングした後、N、A、が0.45のg線ス
テッパを用いてパターン露光を行なった。次いで、11
0℃で1分間ベーキングを行なった後、各レジスト膜を
2.38%濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド水溶液でスプレー現像処理してレジストパターンを形
成した。
[Examples 1 to 8] First, eight types of resist solutions shown in Table 2 prepared in the above preparation examples were applied onto a hydrophilized silicon wafer by a spin code method to form a 1.5 μm thick resist solution. A resist film was formed. Subsequently, these resist films were baked at 90° C. for 5 minutes, and then pattern exposure was performed using a g-line stepper with N and A of 0.45. Then 11
After baking at 0° C. for 1 minute, each resist film was spray developed with a 2.38% aqueous tetramethylammonium hydroxide solution to form a resist pattern.

しかして、本実施例1〜8により形成されたレジストパ
ターンについて、ホットプレート上で加熱した時の変形
温度(耐熱性)、感度(最適露光量で評価)、最適露光
量での解像性及びパターンプロファイルを調べた。その
結果を後掲する第3表に示した。なお、第1表〜第3表
中には比較例1.2として通常のノボラック系レジスト
におけるレジスト組成及び形成したレジストパターンの
耐熱性、感度、解像性及びパターンプロファイルを併記
した。
For the resist patterns formed in Examples 1 to 8, the deformation temperature (heat resistance) when heated on a hot plate, the sensitivity (evaluated by the optimum exposure amount), the resolution at the optimum exposure amount, and I looked at the pattern profile. The results are shown in Table 3 below. In addition, in Tables 1 to 3, as Comparative Example 1.2, the resist composition of a normal novolak resist and the heat resistance, sensitivity, resolution, and pattern profile of the formed resist pattern are also listed.

後掲する第3表から明らかなように本実施例1〜8のレ
ジストは比較例1.2のレジストと同等以上の優れた感
度、解像性及び耐熱性を有し、しかも比較例1に比べて
パターンプロファイルの優れたレジストパターンを形成
できることがわかる。
As is clear from Table 3 below, the resists of Examples 1 to 8 have excellent sensitivity, resolution, and heat resistance equivalent to or better than the resists of Comparative Example 1. It can be seen that a resist pattern with an excellent pattern profile can be formed by comparison.

[発明の効果] 以上詳述した如く、本発明によれば感度、解像性及び耐
熱性に優れているのみならず、微細パターン形成時のパ
ターンプロファイルが良好であり、形成されたレジスト
パターンをエツチングマスクとして基板等をドライエツ
チングする際、基板等に忠実なパターン転写(エツチン
グ加工)を行なうことができ、ひいては高集積度の半導
体装置等を製造するためのフォトエツチング工程に有効
に利用し得るレジストを提供できる。
[Effects of the Invention] As detailed above, the present invention not only has excellent sensitivity, resolution, and heat resistance, but also has a good pattern profile when forming a fine pattern, and allows the formed resist pattern to be When dry etching a substrate, etc. as an etching mask, it is possible to perform faithful pattern transfer (etching processing) to the substrate, etc., and it can be effectively used in the photoetching process for manufacturing highly integrated semiconductor devices, etc. We can provide resist.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、アルカリ可溶性樹脂と感光剤とを含むレジスト
において、前記アルカリ可溶性樹脂はイソプロペニルフ
ェノールとフェノール誘導体とをカルボニル化合物で縮
合したノボラック樹脂を含有することを特徴とするレジ
スト。
(1) A resist containing an alkali-soluble resin and a photosensitizer, wherein the alkali-soluble resin contains a novolac resin obtained by condensing isopropenylphenol and a phenol derivative with a carbonyl compound.
(2)、アルカリ可溶性樹脂がm−イソプロペニルフェ
ノールとクレゾール及び/又はキシレゾールとをカルボ
ニル化合物で縮合したノボラック樹脂を含有することを
特徴とする請求項1記載のレジスト。
(2) The resist according to claim 1, wherein the alkali-soluble resin contains a novolak resin obtained by condensing m-isopropenylphenol and cresol and/or xyresol with a carbonyl compound.
(3)、アルカリ可溶性樹脂が、m−イソプロペニルフ
ェノールとm−クレゾールと3、5キシレゾールとをカ
ルボニル化合物で縮合したノボラック樹脂であることを
特徴とする請求項1記載のレジスト。
(3) The resist according to claim 1, wherein the alkali-soluble resin is a novolac resin obtained by condensing m-isopropenylphenol, m-cresol, and 3,5-xyresol with a carbonyl compound.
(4)、感光剤が、2、3、4、4′−テトラヒドロキ
シベンゾフェノンのナフトキノンジアジドスルホン酸エ
ステル又は2、3、4−トリヒドロキシベンゾフェノン
のナフトキノンジアジドスルホン酸エステルであること
を特徴とする請求項1乃至3いずれか記載のレジスト。
(4) A claim characterized in that the photosensitizer is a naphthoquinonediazide sulfonic acid ester of 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone or a naphthoquinonediazide sulfonic acid ester of 2,3,4-trihydroxybenzophenone. Items 1 to 3. The resist according to any one of items 1 to 3.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03119358A (en) * 1989-10-02 1991-05-21 Nippon Zeon Co Ltd Positive type resist composition
JPH03200250A (en) * 1989-12-28 1991-09-02 Nippon Zeon Co Ltd Positive type resist composition
US5712022A (en) * 1992-09-14 1998-01-27 Yoshino Kogyosho Co., Ltd. Printed thermoplastic resin products and method for printing such products

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