JPH02173748A - Radiation sensitive resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、感放射線性樹脂組成物に関し、特に集積回路
作製用のポジ型レジストとして好適な感放射線性樹脂組
成物に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition, and particularly to a radiation-sensitive resin composition suitable as a positive resist for producing integrated circuits.
(従来の技術〕
従来、集積回路を作製するために使用されるレジストと
しては、環化ゴムにビスアジド化合物を配合したネガ型
レジストと、アルカリ可溶性ノボラック樹脂に1.2−
キノンジアジド化合物を配合したポジ型レジストとが知
られている。(Prior Art) Conventionally, resists used to fabricate integrated circuits include negative resists made of cyclized rubber mixed with a bisazide compound, and alkali-soluble novolak resin mixed with a 1.2-
A positive resist containing a quinonediazide compound is known.
ネガ型レジストは、放射線照射部分が現像液に対し不溶
化して残り、レジストパターンを形成するものであるが
、有機溶剤からなる現像液中でのレジストパターンの膨
潤が大きく、レジストパターンの解像度が低いという欠
点を有する。In negative resists, the radiation-irradiated areas become insoluble in the developer and remain, forming a resist pattern, but the resist pattern swells significantly in the developer made of organic solvent, resulting in low resolution of the resist pattern. It has the following drawback.
これに対して、ポジ型レジストは、放射線照射部分が現
像液に可溶化し、放射線未照射部分が残ることによりパ
ターン形成されるものであるが、ポジ型レジストは一般
にアルカリ可溶性ノボラック樹脂にアルカリ不溶性の1
.2−キノンジアジド化合物を配合してなるものである
ため、アルカリ性水溶液からなる現像液に溶解しにくく
、形成されたパターンの膨潤もほとんどない。したがっ
てレジストパターンとなる放射線未照射部分はマスクの
パターンに忠実で、かつ高い解像度を達成することがで
きる利点がある。On the other hand, in a positive resist, a pattern is formed by the radiation-exposed area being solubilized in a developer and the non-irradiated area remaining, but in general, a positive resist is made of an alkali-insoluble novolak resin. 1
.. Since it contains a 2-quinonediazide compound, it is difficult to dissolve in a developer consisting of an alkaline aqueous solution, and the formed pattern hardly swells. Therefore, there is an advantage that the non-irradiated portion, which becomes the resist pattern, is faithful to the pattern of the mask and high resolution can be achieved.
さて、近年、集積回路の集積度の一層の向上が要求され
、解像度の優れたポジ型レジストが多用されるに至った
。さらに、集積回路の集積度を高める努力はレジスト材
料の改良に止まらず、レジストパターンを介した基板の
エツチング方法についても行われている。その−環とし
て、エッチング方式が従来の主流であったウェットエツ
チング方式からドライエツチング方式へ転換されてきて
いる。Now, in recent years, there has been a demand for further improvement in the degree of integration of integrated circuits, and positive resists with excellent resolution have come to be used frequently. Furthermore, efforts to increase the degree of integration of integrated circuits are not limited to improvements in resist materials, but are also being made in methods of etching substrates through resist patterns. As a link to this, the etching method has been changed from the conventionally mainstream wet etching method to a dry etching method.
ところが、ドライエツチング方式は、反応性イオンで基
板をエツチングするものであるため、基板の温度が上昇
し、レジストパターンが熱変形を起こして寸法精度が低
下したり、高反応性のフッ素イオン、塩素イオン等によ
り損傷を受けたりすることが知られている。この点、従
来の前記ポジ型レジストは、他のレジストに比して耐熱
性および耐ドライエツチング性が高いと評価されている
が、なお十分に満足できるものではなく、耐熱性および
耐ドライエツチング性の向上が期待されている。 そこ
で、本発明の目的は、耐熱性および耐ドライエツチング
性が一層改良され、かつ高解像度、高感度であるポジ型
レジストとして好適な感放射線性樹脂組成物を提供する
ことにある。However, since the dry etching method etches the substrate with reactive ions, the temperature of the substrate rises, causing thermal deformation of the resist pattern and reducing dimensional accuracy. It is known that it can be damaged by ions, etc. In this regard, although the conventional positive resists are evaluated to have higher heat resistance and dry etching resistance than other resists, they are still not fully satisfactory. is expected to improve. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a radiation-sensitive resin composition suitable for use as a positive resist, which has further improved heat resistance and dry etching resistance, and has high resolution and high sensitivity.
本発明は、前記の課題を解決するものとして、スルホン
酸またはスルホン酸塩を有するアルカリ可溶性ノボラッ
ク樹脂と、1.2−キノンジアジド化合物とを含有して
なる感放射線性樹脂組成物(以下、「樹脂組成物」とい
う)を提供するものである。The present invention solves the above-mentioned problems by providing a radiation-sensitive resin composition (hereinafter referred to as "resin composition).
本発明の樹脂組成物に用いられるスルホン酸またはスル
ホン酸塩を有するアルカリ可溶性ノボラック樹脂(以下
「スルホン化ノボラック」という)は、好ましくは(A
)スルホン化フェノール化合物を必須成分として含むフ
ェノール化合物と(B)カルボニル化合物とを重縮合さ
せる方法により得られる。この方法によればスルホン酸
またはスルホン酸塩の含有量の調整を容易に行うことが
できる。The alkali-soluble novolak resin containing sulfonic acid or sulfonate (hereinafter referred to as "sulfonated novolac") used in the resin composition of the present invention is preferably (A
) It is obtained by a method of polycondensing a phenol compound containing a sulfonated phenol compound as an essential component and (B) a carbonyl compound. According to this method, the content of sulfonic acid or sulfonate can be easily adjusted.
上記の方法で用いられる(A)成分のフェノール化合物
は、スルホン化フェノール化合物を必須成分として含む
ものであるが、スルホン化フェノール化合物と、スルホ
ン酸またはスルホン酸塩を有しないフェノール化合物と
の混合物であることが好ましい。The phenol compound as component (A) used in the above method contains a sulfonated phenol compound as an essential component, but it must be a mixture of the sulfonated phenol compound and a phenol compound that does not have sulfonic acid or sulfonate. is preferred.
スルホン化フェノール化合物としては、例えば下記の一
般式(1)および(I[)で表される化合物が挙げられ
る。Examples of the sulfonated phenol compound include compounds represented by the following general formulas (1) and (I[).
〔ここで、R1は、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、
炭化水素基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、
アリールカルボニル基、アルキロイルオキシ基、アリ−
ロイルオキシ基、アシル基、シアノ基またはニトロ基、
Xは水素原子、アンモニウムイオンを意味する〕
H
〔ここで、R1およびXは前記のとおりである〕
一般式(I)および(II)におけるR1の具体例とし
ては水素原子、水酸基、シアノ基およびニトロ基の他に
、塩素原子、フッ素原子、臭素原子等のハロゲン原子;
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキ
ル基、フェニル基、トルエン基、クメニル基等のアリー
ル基、ビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基
等のアルケニル基、ベンジル基、フェネチル基、クミル
基等のアラルキル基のような炭化水素基;メトキシ基、
エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ
基;アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリ
ル基等のアシル基を挙げることができる。[Here, R1 is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group,
Hydrocarbon group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group,
Arylcarbonyl group, alkyloxy group, arylcarbonyl group, alkyloxy group, arylcarbonyl group, alkyloxy group,
loyloxy group, acyl group, cyano group or nitro group,
X means a hydrogen atom, ammonium ion] H [Here, R1 and X are as described above] Specific examples of R1 in general formulas (I) and (II) include a hydrogen atom, a hydroxyl group, a cyano group and In addition to nitro groups, halogen atoms such as chlorine atoms, fluorine atoms, and bromine atoms;
Alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, aryl groups such as phenyl group, toluene group, cumenyl group, alkenyl groups such as vinyl group, propenyl group, allyl group, butenyl group, benzyl group, phenethyl group , a hydrocarbon group such as an aralkyl group such as a cumyl group; a methoxy group,
Examples include alkoxy groups such as ethoxy, propoxy, and butoxy; acyl groups such as acetyl, propionyl, butyryl, and valeryl.
一般式(1)および(I[)で表わされるスルホン化フ
ェノール化合物で、特に好ましいものは、R1が水素原
子、アルキル基またはアリール基であるものである。Among the sulfonated phenol compounds represented by general formulas (1) and (I[), particularly preferred are those in which R1 is a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.
上記の一般式(1)で表されるスルホン化フェノール化
合物の具体例としては、0−フェノールスルホン酸、m
−フェノールスルホン酸、p−フェノールスルホン酸、
4−スルホン酸−2−メチルフェノール、4−スルホン
酸−3−メチルフェノール、4−スルホン酸−2−エチ
ルフェノール、4−スルホン酸−3−エチルフェノール
、4−スルホン酸−2−7’チルフエノール、4−スル
ホン酸−3−ブチルフェノール、0−フェノールスルホ
ン酸アンモニウム、m−フェノールスルホン酸アンモニ
ウム、p−フェノールスルホン酸アンモニウム等が挙げ
られる。また、−数式(■)で表されるスルホン化フェ
ノールの具体例としては、2−スルホン酸−1−ナフト
ール、3−スルホン酸−1−ナフトール、4−スルホン
酸−1−ナフトール、5−スルホン酸−1−ナフトール
、2−メチル−5−スルホン酸−1−ナフトール、2〜
メチル−4−スルホン酸−1−ナフトール、2エチル−
4−スルホン酸−1−ナフトール、2−ブチル−4−ス
ルホン酸−1−ナフトール、2−アセトキシ−4−スル
ホン酸−1−ナフトール、1−アセトキシ−4−スルホ
ン酸−2−ナフトール、2−メトキシ−4−スルホン酸
−1−ナフトール、1−メトキシ−4−スルホン酸−2
−ナフトール、2−メトキシカルボニル−4−スルホン
酸−1−ナフトール、2−アセチル−4−スルホン酸−
1−ナフトール、2−スルホン酸アンモニウム−1−ナ
フトール、3−スルホン酸アンモニウム−1−ナフトー
ル、4−スルホン酸アンモニウム−1−ナフトール、5
−スルホン酸アンモニウム−1−ナフトール、2−メチ
ル−5−スルホン酸アンモニウム−1−ナフトール、2
−メチル−4−スルホン酸アンモニウム−1−ナフトー
ル、2−エチル−4−スルホン酸アンモニウム−1−ナ
フトール等が挙げられる。これらの中で好ましいものと
しては、P−フェノールスルホン酸、m−フェノールス
ルホン10−フェノールスルホン酸アンモニウム、m−
フェノールスルホン酸アンモニウム、p−フェノールス
ルホン酸アンモニウム、2−メチル−4−スルホン酸−
1−ナフトール、2−メチル−5−スルホン酸−1−ナ
フトール、2−メトキシ−4−スルホン酸−1−ナフト
ール、2−スルホン酸アンモニウム−1−ナフトール、
3−スルホン酸アンモニウム−1−ナフトール、4−ス
ルホン酸アンモニウム−1−ナフトール、5−スルホン
酸アンモニウム−1−ナフトール等が挙げられる。Specific examples of the sulfonated phenol compound represented by the above general formula (1) include 0-phenolsulfonic acid, m
-phenolsulfonic acid, p-phenolsulfonic acid,
2-methylphenol 4-sulfonate, 3-methylphenol 4-sulfonate, 2-ethylphenol 4-sulfonate, 3-ethylphenol 4-sulfonate, 2-7' 4-sulfonate Examples include phenol, 4-sulfonic acid-3-butylphenol, ammonium 0-phenolsulfonate, ammonium m-phenolsulfonate, ammonium p-phenolsulfonate, and the like. Specific examples of the sulfonated phenol represented by formula (■) include 2-sulfonic acid-1-naphthol, 3-sulfonic acid-1-naphthol, 4-sulfonic acid-1-naphthol, and 5-sulfonic acid-1-naphthol. Acid-1-naphthol, 2-methyl-5-sulfonic acid-1-naphthol, 2-
Methyl-4-sulfonic acid-1-naphthol, 2-ethyl-
4-sulfonic acid-1-naphthol, 2-butyl-4-sulfonic acid-1-naphthol, 2-acetoxy-4-sulfonic acid-1-naphthol, 1-acetoxy-4-sulfonic acid-2-naphthol, 2- Methoxy-4-sulfonic acid-1-naphthol, 1-methoxy-4-sulfonic acid-2
-Naphthol, 2-methoxycarbonyl-4-sulfonic acid-1-naphthol, 2-acetyl-4-sulfonic acid-
1-naphthol, 2-ammonium sulfonate-1-naphthol, 3-ammonium sulfonate-1-naphthol, 4-ammonium sulfonate-1-naphthol, 5
-Ammonium sulfonate-1-naphthol, 2-methyl-5-ammonium sulfonate-1-naphthol, 2
-Methyl-4-ammonium-1-naphthol sulfonate, ammonium-1-naphthol 2-ethyl-4-sulfonate, and the like. Among these, preferred are P-phenolsulfonic acid, m-phenolsulfone, ammonium 10-phenolsulfonate, and m-phenolsulfonic acid.
Ammonium phenolsulfonate, ammonium p-phenolsulfonate, 2-methyl-4-sulfonic acid-
1-naphthol, 2-methyl-5-sulfonic acid-1-naphthol, 2-methoxy-4-sulfonic acid-1-naphthol, ammonium 2-sulfonate-1-naphthol,
Examples thereof include 3-ammonium sulfonate-1-naphthol, 4-ammonium sulfonate-1-naphthol, and 5-ammonium sulfonate-1-naphthol.
これらのスルホン化フェノール化合物は1種単独でも2
種以上組合せても使用できる。These sulfonated phenol compounds alone have 2
Can be used in combination of more than one species.
また、これらのスルホン化フェノール化合物は重合転化
率を向上させるためには、スルホン酸塩の形で用いるの
が好ましい。Furthermore, in order to improve the polymerization conversion rate, these sulfonated phenol compounds are preferably used in the form of sulfonate salts.
またスルホン酸またはスルホン酸塩を有しないフェノー
ル化合物としては、例えば下記の一般式(III)およ
び (IV)で表わされる化合物が挙げられる。Further, examples of the phenol compound having no sulfonic acid or sulfonic acid salt include compounds represented by the following general formulas (III) and (IV).
H
〔こCで、複数のR1は同一でも異なってもよく、前記
のとおりである〕
一般式(III)および(IV)において、R1は、好
ましくは水素原子、水酸基、アルキル基、アリール基、
アルコキシカルボニル基またはアシル基等である。H [In C, the plurality of R1s may be the same or different, as described above] In the general formulas (III) and (IV), R1 is preferably a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, an aryl group,
These include an alkoxycarbonyl group or an acyl group.
一般式(I[I)および−数式(IV)で表されるスル
ホン酸またはスルホン酸塩を有しないフェノール化合物
の具体例としては、α−ナフトール、β−ナフトールフ
ェノール、0−クレゾール、m−クレゾール、p−クレ
ゾール、0−エチルフェノール、m−エチルフェノール
、p−エチルフェノール、0−ブチルフェノール、m−
プチルフェノ−ル、p−ブチルフェノール、3,5−キ
シレノール、2.4−キシレノール、2.5−キシレノ
ール、3.4−キシレノール、2,3.5−トリメチル
フェノール、0−フェニルフェノール、p−フェニルフ
ェノール、イソプロペニルフェノール、0−トルイルフ
ェノール、p−)ルイルフェノール、0スチリルフエノ
ール、p−スチリルフェノール、O−シンナミルフェノ
ール、p−シンナミルフェノール、0−アセトキシフェ
ノール、m−アセトキシフェノール、p−アセトキシフ
ェノール、〇−ベンゾイロキシフェノール、m−ベンゾ
イロキシフェノール、P−ベンゾイロキシフェノール、
〇−メトキシフェノール、m−メトキシフェノール、p
−メトキシフェノール、0−メトキシカルボニルフェノ
ール、m−メトキシカルボニルフェノール、P−メトキ
シカルボニルフェノール、0−アセチルフェノール、m
−アセチルフェノール、P−アセチルフェノール、p−
ヒドロキシジフェニル等が挙げられる。これらの中で好
ましいものとしては、フェノール、0−クレゾール、m
−クレゾール、P−クレゾール、2,5−キシレノール
、34−キシレノール、3,5−キシレノール、2,3
.5−トリメチルフェノール、o−t−ブチルフェノー
ル、m−t−スチルフェノール、p−t、−ブチルフェ
ノール、p−ヒドロキシジフェニル等が挙げられる。Specific examples of the phenolic compound having no sulfonic acid or sulfonate represented by the general formula (I[I) and the formula (IV) include α-naphthol, β-naphtholphenol, 0-cresol, m-cresol , p-cresol, 0-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol, 0-butylphenol, m-
Butylphenol, p-butylphenol, 3,5-xylenol, 2.4-xylenol, 2.5-xylenol, 3.4-xylenol, 2,3.5-trimethylphenol, 0-phenylphenol, p-phenylphenol , isopropenylphenol, 0-tolylphenol, p-)ruylphenol, 0-styrylphenol, p-styrylphenol, O-cinnamylphenol, p-cinnamylphenol, 0-acetoxyphenol, m-acetoxyphenol, p-acetoxy Phenol, 〇-benzoyloxyphenol, m-benzoyloxyphenol, P-benzoyloxyphenol,
〇-methoxyphenol, m-methoxyphenol, p
-methoxyphenol, 0-methoxycarbonylphenol, m-methoxycarbonylphenol, P-methoxycarbonylphenol, 0-acetylphenol, m
-acetylphenol, p-acetylphenol, p-
Examples include hydroxydiphenyl. Among these, preferred are phenol, 0-cresol, m
-Cresol, P-cresol, 2,5-xylenol, 34-xylenol, 3,5-xylenol, 2,3
.. Examples thereof include 5-trimethylphenol, ot-butylphenol, m-t-stilphenol, pt,-butylphenol, p-hydroxydiphenyl, and the like.
これらのスルホン酸またはスルホン酸塩を有しないフェ
ノール化合物も、1種単独でも、2種以上組合せても使
用できる。These phenolic compounds without sulfonic acid or sulfonate can be used alone or in combination of two or more.
スルホン化フェノール化合物とスルホン酸またはスルホ
ン酸塩を有しないフェノール化合物とを併用する場合に
は、スルホン化フェノール化合物/スルホン酸またはス
ルホン酸塩を有しないフェノール化合物の比は、モル比
で、1/99〜50150が好ましく、特に1/99〜
40/60が好ましい。この比が1/99未満では、得
られる樹脂組成物の耐ドライエツチング性、解像性およ
び耐熱性の向上が不十分である。When a sulfonated phenol compound and a phenol compound without a sulfonic acid or sulfonate are used together, the molar ratio of sulfonated phenol compound/phenol compound without a sulfonic acid or sulfonate is 1/ 99-50150 is preferable, especially 1/99-50150
40/60 is preferred. If this ratio is less than 1/99, the dry etching resistance, resolution and heat resistance of the resulting resin composition will not be sufficiently improved.
前記のスルホン化ノボラックの製造方法に(B)成分と
して用いられるカルボニル化合物としては、例えば下記
−数式(V)で表わされ る化合物が挙げられ
る。Examples of the carbonyl compound used as the component (B) in the above method for producing a sulfonated novolac include a compound represented by the following formula (V).
〔ここで、複数のR2は同一でも異なってもよく、水素
原子、アルキル基、アリール基、アルケニル基またはア
ラルキル基を意味する。〕
なお、一般数式V)でR2によって示されるアルキル基
、アリール基、アルケニル基およびアラルキル基の具体
例としては、−数式(1)のR1について例示したもの
が挙げられる。[Here, the plurality of R2s may be the same or different, and mean a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group, or an aralkyl group. ] Specific examples of the alkyl group, aryl group, alkenyl group, and aralkyl group represented by R2 in general formula V) include those exemplified for R1 in formula (1).
−数式(V)で表されるカルボニル化合物としては、例
えばホルムアルデヒド、バラホルムアルデヒド、アセト
アルデヒド、プロピルアルデヒド、ベンズアルデヒド、
フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアル
デヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、トルイルベ
ンズアルデヒド、メシチルベンズアルデヒド、フェネチ
ルベンズアルデヒド、0−ヒドロキシベンズアルデヒド
、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベ
ンズアルデヒド、0−クロロベンズアルデヒド、m−ク
ロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデヒド、
0−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベンズアルデ
ヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、0−メチルベンズ
アルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチル
ベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒド、p−
n−7’チルベンズアルデヒド、アクロレイン、クロト
ンアルデヒド、シンナムアルデヒド等のアルデヒド類;
アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、メチルフェニルケトン、メチルベ
ンジルケトン等のケトン類が挙げられる。- Examples of the carbonyl compound represented by formula (V) include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, benzaldehyde,
Phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, tolylbenzaldehyde, mesitylbenzaldehyde, phenethylbenzaldehyde, 0-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, 0-chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde,
0-nitrobenzaldehyde, m-nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde, 0-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p-ethylbenzaldehyde, p-
Aldehydes such as n-7' tylbenzaldehyde, acrolein, crotonaldehyde, cinnamaldehyde;
Examples include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl phenyl ketone, and methyl benzyl ketone.
これらの中でも、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド
、ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド
、アクロレイン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエ
チルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルフェニル
ケトン、メチルベンジルケトン等が好ましい。Among these, formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, acrolein, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl phenyl ketone, methyl benzyl ketone and the like are preferred.
これらのカルボニル化合物は、1種単独でも2種以上組
合わせても使用できる。These carbonyl compounds can be used singly or in combination of two or more.
(B)成分であるカルボニル化合物は、(A)成分のフ
ェノール化合物1モル当たり、好ましくは0.7〜2モ
ル、特に好ましくは0.7〜1.5モルの割合で使用さ
れる。この割合が0.7モル未満では、未反応のフェノ
ール化合物の残存量が多くなるため、得られるスルホン
化ノボラックの軟化点が低くなり、2モルを超えるとス
ルホン化ノボラックがゲル化し易い。The carbonyl compound as component (B) is preferably used in an amount of 0.7 to 2 moles, particularly preferably 0.7 to 1.5 moles, per mole of the phenol compound as component (A). When this ratio is less than 0.7 mol, the remaining amount of unreacted phenol compound increases, resulting in a low softening point of the resulting sulfonated novolak, and when it exceeds 2 mol, the sulfonated novolac tends to gel.
(A)成分のフェノール化合物と(B)成分のカルボニ
ル化合物との重縮合は、通常、酸触媒を用いて行われる
。前記酸触媒としては、例えば塩酸、硝酸、硫酸等の無
機酸、または蟻酸、蓚酸、酢酸等の有機酸が挙げられる
。この酸触媒の使用量は(A)成分のフェノール化合物
1モル当り、通常、I X 10−7〜5 X 10−
’モル、好ましくはlXl0−’〜5×10伺モルであ
る。The polycondensation of the phenol compound as component (A) and the carbonyl compound as component (B) is usually carried out using an acid catalyst. Examples of the acid catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid, and organic acids such as formic acid, oxalic acid, and acetic acid. The amount of this acid catalyst used is usually I X 10-7 to 5 X 10-7 per mole of the phenol compound of component (A).
'mole, preferably 1X10-' to 5 x 10 moles.
(A)成分と(B)成分との重縮合においては、反応媒
質を使用しなくてもよいが、反応媒質として、例えば水
、親水性溶媒等を使用することもできる。この際使用さ
れる親水性溶媒としては、例えばメタノール、エタノー
ル、プロパツール、ブタノール等のアルコール類、テト
ラヒドロフラン、ジオキサン、ジグライム等のエーテル
類、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステ
ル類またはアセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロ
ニトリル等のニトリル類が挙げられる。これらの反応媒
質の使用量は、通常、(A)成分のフェノール化合物1
00重量部当たり5000重量部以下、好ましくは10
〜1000重量部である。In the polycondensation of component (A) and component (B), no reaction medium may be used, but water, a hydrophilic solvent, etc., can also be used as the reaction medium. Examples of hydrophilic solvents used in this case include alcohols such as methanol, ethanol, propatool, and butanol, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, and diglyme, esters such as ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate, or acetonitrile. Nitriles such as propionitrile and butyronitrile are mentioned. The amount of these reaction media to be used is usually 1 to 1 of the phenol compound of component (A).
5000 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight per 00 parts by weight
~1000 parts by weight.
5000重量部を超えると反応が遅くなる。If it exceeds 5000 parts by weight, the reaction will be slow.
重縮合における反応温度は、反応原料に応じて適宜選択
するが、通常、lO〜200“C1好ましくは60〜1
60°Cである。反応温度がlO°C未満では反応が遅
く、200℃を超えると得られるスルホン化ノボラック
がゲル化し易い。The reaction temperature in polycondensation is appropriately selected depending on the reaction raw materials, but is usually 10 to 200"C1, preferably 60 to 1
It is 60°C. If the reaction temperature is less than 10°C, the reaction is slow, and if it exceeds 200°C, the resulting sulfonated novolac tends to gel.
(A)成分と(B)成分との重縮合は不活性気体中、例
えば窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等を充填し
た密閉系で加圧下に行なうことが好ましく、通常、内圧
と外圧との差は1〜50kg/c+Ilであり、好まし
くは3〜25kg/c−である。The polycondensation of component (A) and component (B) is preferably carried out under pressure in a closed system filled with an inert gas, such as nitrogen gas, helium gas, argon gas, etc., and is usually carried out under pressure. The difference is 1-50 kg/c+Il, preferably 3-25 kg/c-.
重縮合終了後に、系内に存在する未反応原料、酸触媒お
よび反応媒質を除去するため、−船釣には内温を130
〜230“Cに上昇させ、減圧下に揮発分を留去し、ス
ルホン化ノボラックを回収する。After the completion of polycondensation, in order to remove unreacted raw materials, acid catalyst, and reaction medium present in the system,
The temperature is increased to ~230"C and the volatiles are removed under reduced pressure to recover the sulfonated novolak.
また、重縮合終了後に、前記親水性溶媒に反応系を溶解
し、水、n−ヘキサン、石油エーテル、n−へブタン等
の大量の沈殿剤中に添加することにより、反応生成物を
析出させ、スルホン化ノボラックを回収することもでき
る。Furthermore, after the completion of polycondensation, the reaction product can be precipitated by dissolving the reaction system in the hydrophilic solvent and adding it to a large amount of a precipitant such as water, n-hexane, petroleum ether, or n-hebutane. , sulfonated novolacs can also be recovered.
なお、本発明で用いられるスルホン化ノボラックは、前
記スルホン酸またはスルホン酸塩を有しないフェノール
化合物と前記カルボニル化合物を縮合して得られるノボ
ラック樹脂をスルホン化したものでもよい。The sulfonated novolac used in the present invention may be a sulfonated novolac resin obtained by condensing the carbonyl compound with the phenol compound that does not have the sulfonic acid or sulfonate salt.
さらに、本発明の樹脂組成物には、前記スルホン酸また
はスルホン酸塩を有しないフェノール化合物と前記カル
ボニル化合物を縮合して得られるノボラック樹脂等を併
、用することができる。Furthermore, the resin composition of the present invention may also contain a novolac resin obtained by condensing the carbonyl compound with the phenol compound that does not have the sulfonic acid or sulfonate salt.
以下、前記スルホン化ノボラックおよびこれと併用可能
な他のノボラック樹脂を総称してアルカリ可溶性ノボラ
ック樹脂という。Hereinafter, the sulfonated novolak and other novolak resins that can be used in combination with the sulfonated novolak will be collectively referred to as alkali-soluble novolak resins.
なお、前記アルカリ可溶性ノボラック樹脂中のスルホン
酸またはスルホン酸塩の含有量は、好ましくは、1〜2
0重量%、特に好ましくは1〜15重量%である。The content of sulfonic acid or sulfonate in the alkali-soluble novolak resin is preferably 1 to 2.
0% by weight, particularly preferably 1 to 15% by weight.
本発明の樹脂組成物に用いられる第2の必須成分である
1、2−キノンジアジド化合物としては、例えばP−ク
レゾール、レゾルシノール、ピロガロール等の(ポリ)
ヒドロキシベンゼンの1.2−ペンゾキノンジアジド−
4−スルホン酸エステル、1.2−ナフトキノンジアジ
ド−4−スルホン酸エステル、または1.2−ナフトキ
ノンジアジド−5スルホン酸エステル;214−ジヒド
ロキシフェニル−プロピルケトン、2.4−ジヒドロキ
シフェニル−n−へキシルケトン、2.4−ジヒドロキ
シベンゾフェノン、2,3.4− )リヒドロキシフェ
ニルーn−へキシルケトン、2.3.4− )リヒドロ
キシベンゾフエノン、2.3.6−1−リヒドロキシベ
ンゾフェノン、2.2’ 、4.4’ −テトラヒドロ
キシベンゾフェノン、2,3.4.4’ −テトラヒド
ロキシベンゾフェノン、2.2’ 、3.4.6 ’
−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2.3.3’ 、
4.4’ 、5’ −へキサヒドロキシベンゾフェノン
、2.2’ 、3.4.4’6′−へキサヒドロキシベ
ンゾフェノン等の(ポリ)ヒドロキシフェニルアルキル
ケトンまたは(ポリ)ヒドロキシフェニルアリールケト
ンの1,2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸エ
ステル、1.2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン
酸エステルまたはl、2−ナフトキノンジアジド−5−
スルホン酸エステル;ビス(p−ヒドロキシフェニル)
メタン、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン
、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン
、2.2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)プロパン、
2.2−ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)プロパ
ン、゛2.2−ビス(2,3,4=トリヒドロキシフエ
ニル)プロパン等のビス〔(ポリ)ヒドロキシフェニル
コアルカンの1.2−ベンゾキノンジアジド−4−スル
ホン酸エステル、1.2−ナフトキノンジアジド−4−
スルホン酸エステルまたは1.2−ナフトキノンジアジ
ド−5−スルホン酸エステル;3,5−ジヒドロキシ安
息香酸ラウリル、2,3.4−1−リヒドロキシ安息香
Mフェニル、3,4.5− )リヒドロキシ安息香酸プ
ロピル、3.4.5− トリヒドロキシ安息香酸フェニ
ル等の(ポリ)ヒドロキシ安息香酸アルキルエステルま
たは(ポリ)ヒドロキシ安息香酸アリールエステルの1
.2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸エステル
、1.2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エス
テルまたは1. 2−ナフトキノンジアジド−5−スル
ホン酸エステル;ビス(2,5−ジヒドロキシベンゾイ
ル)メタン、ビス(2,3,4−)ジヒドロキシベンゾ
イル)メタン、ビス(2,4,6−トリヒドロキシベン
ゾイル)メタン、p−ビス(2,5−ジヒドロキシベン
ゾイル)ベンゼン、p−ビス(2,3,4−トリヒドロ
キシベンゾイル)ベンゼン、p−ビス(2,4,6−ト
リヒドロキシベンゾイル)ベンゼン等のビス〔(ポリ)
ビトロキシベンゾイルコアルカンまたはビス〔(ポリ)
ビトロキシベンゾイル〕ベンゼンの1.2−ベンゾキノ
ンジアジド−4−スルホン酸エステル、1,2−ナフト
キノンジアジド−4−スルホン酸エステルまたは1,2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル:エ
チレングリコール(3,5−ジヒドロキシベンゾエート
)、ポリエチレングリコールージ(3,4,5−1−ジ
ヒドロキシベンゾエート)等の(ポリ)エチレングリコ
ールージ 〔(ポリ)ヒドロキシベンゾエート〕の1.
2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、
1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステ
ルまたは1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン
酸エステル;さらに、J、 Kosar著”Light
−Sensitive Systems ” 339〜
352(1965) 、John Wiley & 5
ons社(New York)やW、S、De For
est著“Photoesist” 50 (1975
)、MeGraw−1(ill、 Inc、 (New
York)に掲載されている1、2−キノンジアジド
化合物、ならびに特開昭58−17112号公報に記載
されているように、アルカリ可溶性ノボラック樹脂の水
酸基に1.2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル
クロリド、1.2−ナフトキノンジアジド−4−スルホ
ニルクロリドまたは1.2−ベンゾキノンジアジド−4
−スルホニルクロリドを当量比 0.001〜0.5で
縮合させた樹脂を挙げることができる。Examples of the 1,2-quinonediazide compound which is the second essential component used in the resin composition of the present invention include (poly) such as P-cresol, resorcinol, and pyrogallol.
1,2-penzoquinonediazide of hydroxybenzene
4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester; 214-dihydroxyphenyl-propyl ketone, to 2,4-dihydroxyphenyl-n- xyl ketone, 2.4-dihydroxybenzophenone, 2,3.4-) lyhydroxyphenyl-n-hexyl ketone, 2.3.4-) lyhydroxybenzophenone, 2.3.6-1-lyhydroxybenzophenone, 2.2', 4.4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,3.4.4'-tetrahydroxybenzophenone, 2.2', 3.4.6'
-pentahydroxybenzophenone, 2.3.3',
1 of (poly)hydroxyphenylalkyl ketones or (poly)hydroxyphenylaryl ketones such as 4.4', 5'-hexahydroxybenzophenone, 2.2', 3.4.4'6'-hexahydroxybenzophenone, etc. , 2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester or l,2-naphthoquinonediazide-5-
Sulfonic acid ester; bis(p-hydroxyphenyl)
Methane, bis(2,4-dihydroxyphenyl)methane, bis(2,3,4-trihydroxyphenyl)methane, 2,2-bis(p-hydroxyphenyl)propane,
2.2-bis(2,4-dihydroxyphenyl)propane, 2.2-bis(2,3,4=trihydroxyphenyl)propane and other bis[(poly)hydroxyphenyl coalkanes such as 1,2- Benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-
Sulfonic acid ester or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester; 3,5-dihydroxybenzoic acid lauryl, 2,3.4-1-lihydroxybenzoic acid M phenyl, 3,4.5-)lihydroxybenzoic acid 1 of (poly)hydroxybenzoic acid alkyl esters or (poly)hydroxybenzoic acid aryl esters such as propyl acid, 3.4.5-phenyl trihydroxybenzoate
.. 2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1.2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester or 1. 2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester; bis(2,5-dihydroxybenzoyl)methane, bis(2,3,4-)dihydroxybenzoyl)methane, bis(2,4,6-trihydroxybenzoyl)methane, Bis[(polymer) such as p-bis(2,5-dihydroxybenzoyl)benzene, p-bis(2,3,4-trihydroxybenzoyl)benzene, )
bitroxybenzoyl corekane or bis[(poly)
1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester or 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester of benzene (bitroxybenzoyl)
- Naphthoquinone diazide-5-sulfonic acid ester: (poly)ethylene glycol rouge such as ethylene glycol (3,5-dihydroxybenzoate), polyethylene glycol rouge (3,4,5-1-dihydroxybenzoate) [(poly)hydroxybenzoate ] No. 1.
2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester,
1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester; furthermore, "Light" by J. Kosar.
-Sensitive Systems” 339~
352 (1965), John Wiley & 5
ons (New York), W, S, De For
est author “Photoesist” 50 (1975
), MeGraw-1 (ill, Inc, (New
York), and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride, on the hydroxyl group of an alkali-soluble novolac resin, as described in JP-A-58-17112. 1.2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride or 1.2-benzoquinonediazide-4
Examples include resins in which -sulfonyl chloride is condensed at an equivalent ratio of 0.001 to 0.5.
これらの1,2−キノンジアジド化合物は単独でまたは
2種以上混合して使用される。These 1,2-quinonediazide compounds may be used alone or in combination of two or more.
本発明の樹脂組成物においては、この1.2−キノンジ
アジド化合物は、アルカリ可溶性ノボランク樹脂100
重量部に対して、通常5〜100重四部、好ましくは1
0〜50重量部用いられる。In the resin composition of the present invention, this 1,2-quinonediazide compound is added to the alkali-soluble novolank resin 100
Usually 5 to 100 parts by weight, preferably 1 part by weight
0 to 50 parts by weight are used.
5重量部未満または100重量部を超えると放射線照射
および現像によるレジストパターンの形成が困難となる
。When the amount is less than 5 parts by weight or more than 100 parts by weight, it becomes difficult to form a resist pattern by radiation irradiation and development.
本発明の樹脂組成物の調製は、例えば前記アルカリ可溶
性ノボラック樹脂と1,2−キノンジアジド化合物とを
、それぞれ所要量、適当な溶剤に溶解して混合すること
により行われる。The resin composition of the present invention is prepared, for example, by dissolving the alkali-soluble novolac resin and the 1,2-quinonediazide compound in required amounts in a suitable solvent and mixing them.
この際に使用される溶剤としては、例えばエチレングリ
コールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエ
チルエーテル等のグリコールエーテル類、メタルセロソ
ルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のセロ
ソルブエステル類、メチルエチルケトン、シクロヘキサ
ノン等のケトン類または酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸
メチル、乳酸エチル等のエステル類が挙げられる。これ
らの溶剤は、単独でまたは2種以上混合して使用するこ
とができる。さらに、例えばトルエン、キシレン等の芳
香族炭化水素類、ベンジルアルコール、ジヘキシルエー
テル等のエーテル類、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メチルエーテル等
のグリコールエーテル類、アセトニルアセトン、イソホ
ロン等のケトン類、カプロン酸、カプリル酸等の脂肪酸
類、1−オクタツール、1−ノナノール、ベンジルアル
コール等のアルコール類、酢酸ベンジル、安息香酸エチ
ル、蓚酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、炭酸エチレン
、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテート等の
エステル類またはTブチロラクトン、δ−バレロラクト
ン等のラクトン類のような高沸点溶剤を添加することも
できる。Examples of solvents used in this case include glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, cellosolve esters such as metal cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate, ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, or ethyl acetate. , butyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, and other esters. These solvents can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, ethers such as benzyl alcohol and dihexyl ether, glycol ethers such as diethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol monomethyl ether, ketones such as acetonyl acetone and isophorone, caproic acid, Fatty acids such as caprylic acid, alcohols such as 1-octatool, 1-nonanol, and benzyl alcohol, esters such as benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, ethylene carbonate, propylene carbonate, and phenyl cellosolve acetate. Alternatively, a high boiling point solvent such as lactones such as T-butyrolactone and δ-valerolactone may be added.
本発明の樹脂組成物を、例えばレジストとして使用する
場合には、上記のようにして調製した樹脂組成物がシリ
コンウェハ等の基板に、常法にしたがって、回転塗布、
流し塗布、ロール塗布等の方法により塗布される。When the resin composition of the present invention is used, for example, as a resist, the resin composition prepared as described above is applied to a substrate such as a silicon wafer by spin coating,
It is applied by methods such as flow coating and roll coating.
さらに本発明の樹脂組成物には、レジストとしての感度
を向上させるため増感剤を配合することができる。この
増感剤としては、例えば2H−ピリド(3,2−b )
−1,4−オキサジン−3〔4H3オン類、101(−
ピリド(3,2−b) (1,4]−ベンゾチアジン
類、ウラゾール類、ヒダントイン類、バルビッール類、
グリシン無水物1 1ヒドロキシベンゾトリアヅール類
、アロキサン類、マレイミド類等が挙げられる。増感剤
の配合量は、1.2−キノンジアジド化合物100重量
部に対し、通常、100重量部以下である。Furthermore, a sensitizer can be added to the resin composition of the present invention in order to improve the sensitivity as a resist. Examples of this sensitizer include 2H-pyrido(3,2-b)
-1,4-oxazine-3[4H3ones, 101(-
Pyrido(3,2-b) (1,4]-benzothiazines, urazoles, hydantoins, barbyls,
Glycine anhydride 1 1Hydroxybenzotriazurs, alloxanes, maleimides, etc. can be mentioned. The amount of the sensitizer blended is usually 100 parts by weight or less per 100 parts by weight of the 1,2-quinonediazide compound.
さらに本発明の樹脂組成物は、界面活性剤を配合するこ
とができる。この界面活性剤としては、例えばポリオキ
シエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステ
アリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル
等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキ
シエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチ
レンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンア
ルキルフェニルエーテル類およびポリエチレングリコー
ルジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレー
ト等のポリエチレングリコールジアルキルエステル類の
ようなノニオン系界面活性剤、エフトップEF30 L
EF303、EF352(新秋用化成社製商品名)、
メガファックF171、F172、F173 (大日
本インキ社製商品名)、フロラードFC430、FC4
31(住人スリーエム社製商品名)、アサヒガードAG
710、サーフ+:+7sc 10h SCI O2,
5C103,5C104,5C105,5C106、S
−382(旭硝子社製商品名)等のフッ素系界面活性剤
、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学社
製商品名)やアクリル酸系またはメタクリル酸系(共)
重合体ポリマo−No、75、No、95(共栄社油脂
化学工業社製商品名)等を挙げることができる。これら
の界面活性剤の配合量は、本発明の樹脂組成物の固形分
100重量部当たり、通常、2重量部以下である。Furthermore, the resin composition of the present invention may contain a surfactant. Examples of the surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octylphenyl ether and polyoxyethylene nonylphenyl ether; Nonionic surfactants such as oxyethylene alkyl phenyl ethers and polyethylene glycol dialkyl esters such as polyethylene glycol dilaurate and polyethylene glycol distearate, FTOP EF30 L
EF303, EF352 (product name manufactured by Shinjuyo Kasei Co., Ltd.),
Megafac F171, F172, F173 (product name manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), Florado FC430, FC4
31 (product name manufactured by Jujutsu 3M), Asahi Guard AG
710, Surf +: +7sc 10h SCI O2,
5C103, 5C104, 5C105, 5C106, S
Fluorine surfactants such as -382 (trade name manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (trade name manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and acrylic acid or methacrylic acid type (co-)
Examples include polymers o-No., 75, No. 95 (trade name, manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo Co., Ltd.). The blending amount of these surfactants is usually 2 parts by weight or less per 100 parts by weight of the solid content of the resin composition of the present invention.
さらに本発明の樹脂組成物は、必要に応じて保存安定剤
、着色剤等も配合することができる。Furthermore, the resin composition of the present invention may also contain storage stabilizers, colorants, etc., if necessary.
なお、本発明の樹脂組成物の塗膜と基板との接着力を向
上させるため、予めヘキサメチルジシラザン、クロロメ
チルシラン等を被塗布基板に塗布することもできる。In addition, in order to improve the adhesive strength between the coating film of the resin composition of the present invention and the substrate, hexamethyldisilazane, chloromethylsilane, etc. can be applied to the substrate in advance.
本発明の樹脂組成物をポジ型レジストとして使用する際
の現49;、 eとしては、例えば水酸化すI・リウム
、水酸化カリウム、炭酸ナトリウJ1、ケイ酸ナトリウ
ム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アル
カリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第1級
アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン等
の第2級アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチル
アミン等の第3級アミン類、ジメタルエタノールアミン
、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テ]
・うメチルアンモニウムヒドロキシド、コリン・等の第
4級アンモニウム塩またはピロール、ピペリジン、1.
8−ジアザビシクロ(5,4,0) −7−ウンデセン
、1.5−ジアザビシクロ(4,3,0) −5−ノナ
ン等の環状アミン類を溶解してなるアルカリ性水溶液が
使用される。また前記アルカリ性水溶液にメタノール、
エタノール、アセトン等の水溶性有機溶媒や界面活性剤
を適量添加した水溶液を現像液に使用することもできる
。When using the resin composition of the present invention as a positive resist, e.g., sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate J1, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, etc. inorganic alkalis, primary amines such as ethylamine and n-propylamine, secondary amines such as diethylamine and di-n-propylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, and dimetal ethanol. Alcohol amines such as amines and triethanolamine,
- Quaternary ammonium salts such as methylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, 1.
An alkaline aqueous solution in which cyclic amines such as 8-diazabicyclo(5,4,0)-7-undecene and 1,5-diazabicyclo(4,3,0)-5-nonane are dissolved is used. Furthermore, methanol is added to the alkaline aqueous solution.
An aqueous solution containing an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as ethanol or acetone or a surfactant can also be used as the developer.
前記現像液で現像した後は、水でリンスし、乾燥する。After developing with the developer, the film is rinsed with water and dried.
[実施例]
合成例1
フラスコにフェノール127g、p−t−ブチルフェノ
ール54g、p−フェノールスルホン酸アンモニウム1
7g、(フェノール/p−t、−ブチルフェノール/p
−フェノールスルホン酸アンモニウム=75/2015
(モル比)〕、337重量%ホルムアルデヒド水溶液
131、および蓚酸0.08 gを仕込み、撹拌しなが
ら、フラスコを油浴に侵し、内温を100°Cに保持し
ながら、4時間反応させた。[Example] Synthesis Example 1 In a flask, 127 g of phenol, 54 g of p-t-butylphenol, and 1 portion of ammonium p-phenolsulfonate
7g, (phenol/pt, -butylphenol/p
-Ammonium phenolsulfonate = 75/2015
(molar ratio)], 131 g of a 337% by weight aqueous formaldehyde solution, and 0.08 g of oxalic acid, and while stirring, the flask was placed in an oil bath and reacted for 4 hours while maintaining the internal temperature at 100°C.
その後、油浴温度を150°Cまで上げ、同時にフラス
コ内を減圧にして、未反応フェノール、pt−7’チル
フエノール、P−フェノールスルホン酸アンモニウムお
よびホルムアルデヒド、ならびに水および蓚酸を除去し
た。Thereafter, the oil bath temperature was raised to 150° C., and at the same time the pressure inside the flask was reduced to remove unreacted phenol, pt-7′ tilphenol, ammonium P-phenolsulfonate and formaldehyde, as well as water and oxalic acid.
次いで、溶融したスルホン化ノボラックを室温に戻して
回収した。The molten sulfonated novolac was then returned to room temperature and recovered.
該スルホン化ノボランクの収量は202g、pフェノー
ルスルホン酸の重縮合量は8.6重量%であった。The yield of the sulfonated novolanc was 202 g, and the amount of polycondensation of p-phenolsulfonic acid was 8.6% by weight.
合成例2
フラスコにrn−クレゾール158g、、p−クレゾー
ル18g[m−クレゾール/p−クレゾール=89.8
/10.2 Cモル比)〕、337重量%ホルムアルデ
ヒド水溶液12 ’5 gおよび蓚酸0.06gを仕込
み、攪拌しながら、内温を100°Cに保持して3時間
反応させた。反応終了後、反応系を大量の水に投入し、
反応生成物を沈澱させた。次いで、沈澱物を回収し、4
0°Cで24時間真空乾燥し、ノボラック樹脂を得た。Synthesis Example 2 158 g of rn-cresol, 18 g of p-cresol in a flask [m-cresol/p-cresol = 89.8
/10.2C molar ratio)], 12'5 g of a 337% by weight aqueous formaldehyde solution, and 0.06 g of oxalic acid, and while stirring, the internal temperature was maintained at 100°C and reacted for 3 hours. After the reaction is complete, pour the reaction system into a large amount of water,
The reaction product was precipitated. Then, the precipitate was collected and 4
Vacuum drying was performed at 0°C for 24 hours to obtain a novolak resin.
該ノボラ・ンク樹脂の収量は180gであった。The yield of the novola-ink resin was 180 g.
実施例1
合成例1で得たスルホン化ノボラック10gおよび(2
,4−ジヒドロキシフェニル)メタン−1゜2−ナフト
キノンジアジド−5−スルホン酸テトラエステル2.5
gを、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテ
−) 37.5 gに溶解し、孔径0.2μmのフィル
ターで濾過して本発明の樹脂組成物の溶液を調製した。Example 1 10 g of sulfonated novolak obtained in Synthesis Example 1 and (2
,4-dihydroxyphenyl)methane-1゜2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid tetraester 2.5
g was dissolved in 37.5 g of propylene glycol monoethyl ether acetate) and filtered through a filter with a pore size of 0.2 μm to prepare a solution of the resin composition of the present invention.
得られた溶液をシリコン酸化膜を有するシリランウェー
ハ上にスピンナーで回転塗布した後、90°Cで2分間
プレベークして1.0μm厚のレジスト膜を形成させた
。The obtained solution was spin-coated onto a siliran wafer having a silicon oxide film using a spinner, and then prebaked at 90° C. for 2 minutes to form a resist film with a thickness of 1.0 μm.
次いで解像度テスト用パターンマスクを介して波長43
6nn+を中心とする紫外線を照射した後、1重量%テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間
現像し、水でリンスしレジストパターンを形成した。Next, wavelength 43 is transmitted through a pattern mask for resolution testing.
After irradiation with ultraviolet rays mainly 6nn+, development was performed for 60 seconds with a 1% by weight tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and rinsed with water to form a resist pattern.
二の結果、線幅0.8μmのレジストパターンがパター
ンマスクを忠実に再現しており、解像性は良好であった
。As a second result, the resist pattern with a line width of 0.8 μm faithfully reproduced the pattern mask, and the resolution was good.
このレジストパターンを有するシリコンウェーハを5分
間ホントプレートに載せ、ホントプレートの温度とレジ
ストパターンの熱変形状態を観察した。レジストパター
ンが変形しない最高温度を耐熱温度としたとき、このも
のの耐熱温度は150°Cであり、極めて良好な耐熱性
を示した。The silicon wafer having this resist pattern was placed on a real plate for 5 minutes, and the temperature of the real plate and the state of thermal deformation of the resist pattern were observed. When the maximum temperature at which the resist pattern does not deform is defined as the heat resistance temperature, the heat resistance temperature of this product was 150°C, indicating extremely good heat resistance.
さらにレジストパターンを有するシリコンウェーハ平行
平板型プラズマエツチング装置(電極間隔40mm)に
装着し、出力100W、テトラフルオロメタン/酸素[
9515(容量比)〕のガス圧15paの条件で、レジ
ストパターンの耐ドライエツチング性を調べた。この結
果、レジストパターンの選択比(レジストパターンがエ
ツチングされる速度に対するシリコン酸化膜がエツチン
グされる速度の比)は4.0と非常に高い値を示し、耐
ドライエツチング性が優れるものであった。Furthermore, the silicon wafer having a resist pattern was attached to a parallel plate type plasma etching apparatus (electrode spacing 40 mm), and the output was 100 W, tetrafluoromethane/oxygen [
9515 (capacity ratio)] and a gas pressure of 15 pa, the dry etching resistance of the resist pattern was examined. As a result, the selectivity ratio of the resist pattern (the ratio of the rate at which the silicon oxide film is etched to the rate at which the resist pattern is etched) was as high as 4.0, and the dry etching resistance was excellent. .
比較例1
合成例2で得たノボラック樹脂を用い、その他は実施例
1と同様にして樹脂組成物の溶液を調製した。この溶液
を用い、2重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド水溶液で60秒間現像した以外は実施例1と同様にし
てレジストパターンを形成した。この結果、パターンマ
スクを忠実に再現しているレジストパターンの最小線幅
は1.2μmであった。さらに得られたレジストパター
ンの耐熱温度は110°Cと低いものであった。Comparative Example 1 Using the novolac resin obtained in Synthesis Example 2, a solution of a resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except for the above. Using this solution, a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that development was performed for 60 seconds with a 2% by weight tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. As a result, the minimum line width of the resist pattern that faithfully reproduced the pattern mask was 1.2 μm. Furthermore, the heat resistance temperature of the obtained resist pattern was as low as 110°C.
実施例2〜5
第1表に示すスルホン酸基を有しないフェノール化合物
とスルホン化フェノール化合物とカルボニル化合物を使
用し、その他は合成例1と同様にしてスルホン化ノボラ
ックを得、実施例1と同様にして本発明の樹脂組成物の
溶液を調製した。この溶液を用いて実施例1と同様にし
てレジスl−パターンを形成した後、レジストパターン
の耐熱温度、解像性および耐ドライエツチング性につい
て調べた。結果を第1表に示す。Examples 2 to 5 Sulfonated novolaks were obtained in the same manner as in Example 1 except that the phenol compound having no sulfonic acid group, the sulfonated phenol compound, and the carbonyl compound shown in Table 1 were used, and the other conditions were the same as in Synthesis Example 1. A solution of the resin composition of the present invention was prepared. A resist L-pattern was formed using this solution in the same manner as in Example 1, and then the resist pattern was examined for its heat resistance, resolution, and dry etching resistance. The results are shown in Table 1.
〔発明の効果]
本発明の樹脂組成物は、ポジ型レジストとして高感度で
あり、高解像度のレジスI・パターンを形成することが
でき、しかも得られるレジストパターンは耐熱性および
耐ドライエツチング性に優れるものである。したがって
、本発明の樹脂組成物は、電子線、分子線、X線、ガン
マ線、波長365nmの紫外線、波長436mmの紫外
線、遠紫外線、シンクロトロン放射線、プロトンビーム
、エキシマレーザ−などの放射線を用いる高度の微細加
工に適し、近年、集積回路に求められている一層の集積
化の要求に応えることができるものである。[Effects of the Invention] The resin composition of the present invention has high sensitivity as a positive resist and can form a high-resolution resist I pattern, and the resulting resist pattern has good heat resistance and dry etching resistance. It is excellent. Therefore, the resin composition of the present invention can be used in a highly efficient manner using radiation such as electron beams, molecular beams, X-rays, gamma rays, ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm, ultraviolet rays with a wavelength of 436 mm, deep ultraviolet rays, synchrotron radiation, proton beams, excimer lasers, etc. It is suitable for microfabrication of microprocessors, and can meet the recent demands for further integration of integrated circuits.
Claims (1)
ノボラック樹脂と、1、2−キノンジアジド化合物とを
含有してなる感放射線性樹脂組成物。A radiation-sensitive resin composition comprising an alkali-soluble novolac resin having a sulfonic acid or a sulfonic acid salt and a 1,2-quinonediazide compound.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63330193A JP2623803B2 (en) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Radiation-sensitive resin composition |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100104977A1 (en) * | 2008-10-28 | 2010-04-29 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Photoresist undercoat-forming material and patterning process |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60162249A (en) * | 1984-02-01 | 1985-08-24 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | Positive type resist composition |
JPS6227732A (en) * | 1985-07-30 | 1987-02-05 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | Positive type radiation sensitive composition |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP63330193A patent/JP2623803B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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KR101413333B1 (en) * | 2008-10-28 | 2014-06-27 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | Photoresist undercoat-forming material and patterning process |
Also Published As
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JP2623803B2 (en) | 1997-06-25 |
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