JPH03230164A - Positive type photoresist composition - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は、ポジ型フォトレジスト組成物に関するもので
あり、さらに詳しくは紫外線、遠赤外線X線、電子線、
分子線等の放射線に感応し、特に高集積度の集積回路製
造用のレジストとして好適なポジ型フォトレジストに関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a positive photoresist composition.
The present invention relates to a positive photoresist that is sensitive to radiation such as molecular beams and is particularly suitable as a resist for manufacturing highly integrated circuits.
[従来技術]
ポジ型フォトレジスト組成物としては、感光剤としてポ
リヒドロキシベンゾフェノンのナフトキノン−1,2−
ジアジド−5−スルホン酸エステル、樹脂成分としてク
レゾールを原料とするノボラックを含むものが知られて
いる。[Prior art] As a positive photoresist composition, naphthoquinone-1,2- of polyhydroxybenzophenone is used as a photosensitizer.
Diazide-5-sulfonic acid esters containing novolak made from cresol as a resin component are known.
集積回路の高集積化にともない、解像度、感度に優れか
つ耐熱性の良いポジ型フォトレジストが要望されている
が、未だすべての性能を満足し得る製品は得られていな
いのが現状である。As integrated circuits become more highly integrated, there is a demand for positive photoresists that have excellent resolution, sensitivity, and good heat resistance, but at present no product that satisfies all performance requirements has yet been obtained.
[発明が解決しようとする課題]
本発明の目的は、前記従来技術の諸欠点を除去し、解像
度、感度およびマスク忠実度に優れがっ耐熱性が良く、
高集積度の集積回路製造用レジストとして好適なポジ型
フォトレジスト組成物を提供することにある。[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to eliminate the various drawbacks of the prior art, and to provide a method that has excellent resolution, sensitivity, and mask fidelity, and has good heat resistance.
An object of the present invention is to provide a positive photoresist composition suitable as a resist for manufacturing highly integrated circuits.
[課題を解決するための手段] かかる本発明の目的は、以下の構成により達成される。[Means to solve the problem] This object of the present invention is achieved by the following configuration.
1 樹脂成分として、m−クレゾール:p−クレゾール
20/80〜80/20(モル比)を原料とし、タイマ
の含有量が10重量%以下で、トリマの含有量が10重
量%以上のノボラックを含み、かつ感光剤成分としてテ
トラヒドロキシベンゾフェノン、ペンタヒドロキシベン
ゾフェノン、またはヘキサヒドロキシベンゾフェノンの
水酸基のうち平均75%以上がナフトキノン−1,2−
ジアジド−5−スルホン酸またはナフトキノン−1,2
−ジアジド−4−スルホン酸でエステル化されている化
合物を含むことを特徴とするポジ型フォトレジスト組成
物。1 As a resin component, m-cresol:p-cresol 20/80 to 80/20 (mole ratio) is used as a raw material, and a novolac with a timer content of 10% by weight or less and a trimmer content of 10% by weight or more is used. and on average 75% or more of the hydroxyl groups of tetrahydroxybenzophenone, pentahydroxybenzophenone, or hexahydroxybenzophenone as a photosensitizer component is naphthoquinone-1,2-
Diazide-5-sulfonic acid or naphthoquinone-1,2
- A positive photoresist composition comprising a compound esterified with diazido-4-sulfonic acid.
2 ノボラックがタイマの含有量が10重量%以下で、
かつトリマの含有量が5重量%以下のノボラックとノボ
ラックトリマとを含む組成物からなることを特徴とする
前項記載のポジ型フォトレジスト組成物。2 The content of novolac in the timer is 10% by weight or less,
The positive photoresist composition according to the preceding item, characterized in that the composition comprises a novolac and a novolac trimmer, and the trimmer content is 5% by weight or less.
本発明において使用されるノボラックはm−クレゾール
とp−クレゾールの混合物より主として製造される。m
−クレゾールとp−クレゾールの原料仕込み時における
モル比は20/80〜80/20であり、さらに好まし
くは30/70〜70/30である。The novolak used in the present invention is primarily produced from a mixture of m-cresol and p-cresol. m
The molar ratio of -cresol and p-cresol at the time of charging the raw materials is 20/80 to 80/20, more preferably 30/70 to 70/30.
本発明のポジ型フォトレジスト組成物におけるノボラッ
クにおいては、低分子量成分としてノボラック中に存在
するタイマの量を10%以下とすることが重要である。In the novolak in the positive photoresist composition of the present invention, it is important that the amount of timer present in the novolak as a low molecular weight component is 10% or less.
さらには7%以下とすることが好ましい。Furthermore, it is preferably 7% or less.
このようなノボラックは、m−クレゾールとp−クレゾ
ールを酸触媒の存在下アルデヒド類と反応させることに
よって得られる。酸触媒としては、塩酸、リン酸、硫酸
、硝酸、過塩素酸等の無機酸、蓚酸、蟻酸、酢酸、トリ
フルオロ酢酸、パラトルエンスルホン酸などの有機酸が
使用される。Such novolaks are obtained by reacting m-cresol and p-cresol with aldehydes in the presence of an acid catalyst. As the acid catalyst, inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid, and perchloric acid, and organic acids such as oxalic acid, formic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, and para-toluenesulfonic acid are used.
アルデヒド類としては例えば、ホルマリン、パラホルム
アルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピ
オンアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセトア
ルデヒド、α−フェニルプロピオンアルデヒド、β−フ
ェニルプロピオンアルデヒド、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−ブチルベンズアルデヒド等が挙げられるが、これ
らのうち、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、アセト
アルデヒドおよびベンズアルデヒド等が特に好ましい。Examples of aldehydes include formalin, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, propionaldehyde, benzaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropionaldehyde, β-phenylpropionaldehyde, 0-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, -chlorobenzaldehyde,
m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde, 0-nitrobenzaldehyde, m-nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde, 0-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-
Examples include methylbenzaldehyde, p-ethylbenzaldehyde, p-butylbenzaldehyde, and among these, formalin, paraformaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, and the like are particularly preferred.
これらのアルデヒド類は単独でまたは2種以上混合して
使用される。These aldehydes may be used alone or in combination of two or more.
ノボラックの製造は無溶媒でも行われるが、反応速度を
上げるために有機溶媒存在下で行うこともできる。この
際使用される有機溶媒としては、メタノール、エタノー
ル、プロパツール、ブタノ−ル等のアルコール類、エチ
ルセロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等
のセロソルブ類、メチルセロソルブアセタート、エチル
セロソルブアセタート、ブチルセロソルブアセタート等
のセロソルブエステル類、N−メチルピロリドン、ジメ
チルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒、酢酸エチ
ル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル類、テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類か好ましい。Although novolak can be produced without a solvent, it can also be produced in the presence of an organic solvent to increase the reaction rate. Organic solvents used in this case include alcohols such as methanol, ethanol, propatool, butanol, cellosolves such as ethyl cellosolve, methyl cellosolve, and butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, and butyl cellosolve acetate. Preferred are cellosolve esters such as N-methylpyrrolidone and dimethyl sulfoxide, aprotic polar solvents such as N-methylpyrrolidone and dimethyl sulfoxide, esters such as ethyl acetate, propyl acetate and butyl acetate, and ethers such as tetrahydrofuran and dioxane.
このようにして得られたノボラックはモノマ、タイマ等
の低分子量成分を含むため、これらを取り除くため以下
の処理を行う。Since the novolak thus obtained contains low molecular weight components such as monomers and timers, the following treatment is performed to remove these components.
(1)貧溶媒を用いノボラック粉末を抽出する方法。(1) A method of extracting novolak powder using a poor solvent.
ノボラックを細く粉砕し、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の溶媒中で攪
拌し、低分子量部分を抽出する。Novolac is finely ground and stirred in a solvent such as benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, etc. to extract the low molecular weight portion.
(2) ノボラックを良溶媒に溶解し、貧溶媒中に注
いで再沈澱する方法。(2) A method in which novolac is dissolved in a good solvent and poured into a poor solvent to reprecipitate it.
ノボラックをメタノール、エタノール、アセトン、メチ
ルエチルケトン等に溶解し、水または上記有機溶媒を含
む水中に注ぎ、析出するポリマをか取、乾燥する。Novolac is dissolved in methanol, ethanol, acetone, methyl ethyl ketone, etc., poured into water or water containing the above organic solvent, and the precipitated polymer is filtered off and dried.
(3) ノボラックを良溶媒に溶解し、貧溶媒を加え
て分別する方法。(3) A method of dissolving novolak in a good solvent and adding a poor solvent to separate it.
ノボラックをメタノール、エタノール、アセトン、メチ
ルエチルケトン等に溶解し、攪拌下に水、石油ベンジン
、石油エーテル、リグロイン、nヘキサン等の貧溶媒を
加え、高分子量部分を析出させる。上澄液を除いた後ポ
リマを取り出して乾燥する。Novolak is dissolved in methanol, ethanol, acetone, methyl ethyl ketone, etc., and a poor solvent such as water, petroleum benzene, petroleum ether, ligroin, n-hexane, etc. is added while stirring to precipitate the high molecular weight portion. After removing the supernatant, the polymer is taken out and dried.
以上の溶媒を用いて低分子量成分を除く方法以外に、高
真空で薄膜蒸留する方法を採用することもできる。In addition to the above method of removing low molecular weight components using a solvent, a method of thin film distillation under high vacuum can also be adopted.
タイマの含有量を10重量%以下となすためには、ノボ
ラックの低分子量成分として全体の50〜2%、好まし
くは30〜5%を除くのがよい。In order to make the content of the timer 10% by weight or less, 50 to 2%, preferably 30 to 5% of the total low molecular weight components of the novolak should be removed.
これによりモノマの含量も2重量%以下となすことがで
きる。またこのような処理によりノボラック中のトリマ
の量はおよそ5重量%以下となる。This allows the monomer content to be 2% by weight or less. Such treatment also reduces the amount of trimmer in the novolac to approximately 5% by weight or less.
本発明においては、上記のごときノボラックに所定量の
ノボラックトリマを加え、レジスト組成物のノボラック
中のトリマの総量が10重量%以上になるように構成せ
しめることが重要である。In the present invention, it is important to add a predetermined amount of novolac trimmer to the above novolac so that the total amount of trimmer in the novolac of the resist composition is 10% by weight or more.
すなわち、前述のようにして得たノボラックはタイマの
含有量が10重量%以下で、かつトリマの含有量を5重
量%以下となすことができるので、該ノボラックに別途
用意した所定量のノボラックトリマを加え、ノボラック
中のトリマの総量が10重量%以上、好ましくは40重
量%以下となるように調製するのがよい。したがって、
加えるノボラックトリマの量としては5〜35重量%の
範囲で選択するのが好ましい。That is, since the novolak obtained as described above has a timer content of 10% by weight or less and a trimmer content of 5% by weight or less, a predetermined amount of novolac trimmer prepared separately can be added to the novolak. The total amount of trimmer in the novolak is preferably 10% by weight or more, preferably 40% by weight or less. therefore,
The amount of novolac trimmer added is preferably selected within the range of 5 to 35% by weight.
このようにノボラックトリマを加えノボラック中のトリ
マの総量を10〜40重量%となすことにより感度、解
像度およびマスク忠実度に優れたポジ型フォトレジスト
を得ることができる。By adding the novolac trimmer in this way to make the total amount of trimmer in the novolac 10 to 40% by weight, a positive photoresist with excellent sensitivity, resolution, and mask fidelity can be obtained.
ノボラック中のトリマの総量が10重量%未満の場合に
は前述の効果が十分上がらず、40重量を越える場合に
は感度は高くなるものの耐熱性が悪くなる。If the total amount of trimmer in the novolac is less than 10% by weight, the above-mentioned effects will not be sufficiently enhanced, and if it exceeds 40% by weight, the sensitivity will be high but the heat resistance will be poor.
本発明で使用されるノボラックはタイマの含有量が10
重量%以下で、かつトリマの含有量が10重量%以上で
あるとともに、その分子量分布が3〜8の範囲であり、
かつその数平均分子量が500〜5.000の範囲にあ
るものが好ましい。The novolak used in the present invention has a timer content of 10
% by weight or less, the trimmer content is 10% by weight or more, and the molecular weight distribution is in the range of 3 to 8;
Preferably, the number average molecular weight is in the range of 500 to 5.000.
ここで分子量分布とは、Mw(重量平均分子量)/Mn
(数平均分子量)で表わされるものである。Here, molecular weight distribution means Mw (weight average molecular weight)/Mn
(number average molecular weight).
本発明で用いるノボラックトリマを製造する方法として
は、通常のノボラックから分別操作により得る方法、フ
ェノール類にアルカリ性条件下または二価金属イオンの
存在下にホルムアルデヒドを反応させた後、過剰のフェ
ノール類を酸性条件下に反応させる方法、あるいは2.
6−ビス(ヒドロキシメチル)フェノール類とフェノー
ル類の反応により得る方法などが挙げられるが、これら
に限定されない。The novolac trimmer used in the present invention can be produced by fractionating ordinary novolak, or by reacting phenols with formaldehyde under alkaline conditions or in the presence of divalent metal ions, and then removing excess phenols. A method of reacting under acidic conditions, or 2.
Examples include, but are not limited to, methods for obtaining by reacting 6-bis(hydroxymethyl)phenols and phenols.
本発明においてノボラック中に含有せしめるノボラック
トリマとしては下記一般式(1)で表されるものである
ことが好ましい。In the present invention, the novolac trimmer contained in the novolac is preferably one represented by the following general formula (1).
ただし、II、nは1または2、m、oは1〜4の整数
(ただしA’+m<5、n + o < 5 ) 、R
は低級アルキル、ハロゲンまたは低級アルコキシを示す
。However, II, n is 1 or 2, m, o are integers from 1 to 4 (however, A'+m<5, n+o<5), R
represents lower alkyl, halogen or lower alkoxy.
Rとしては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル
、塩素、メトキシ、エトキシ、プロポキシおよびイソプ
ロポキシなどが好ましいが、ニトロ、シアノ、メトキシ
カルボニル、エトキシカルボニル、アセチル、フェニル
、ベンジルおよびベンゾイルなどであっても差支えない
。R is preferably methyl, ethyl, propyl, isopropyl, chlorine, methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, etc., but may also be nitro, cyano, methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, acetyl, phenyl, benzyl, benzoyl, etc. do not have.
特に好ましいノボラックトリマ(1)としては例えば下
記一般式(2)で表されるの構造を有するのものが挙げ
られる。Particularly preferred novolac trimmers (1) include those having a structure represented by the following general formula (2).
ここで、 rは次のいずれかである。here, r is one of the following:
H
H
また、上記一般式(2)および上記各構造式中のRはそ
れぞれ−CH3、C2H5、CA’、 OCH3およ
び一0C2H5のいずれかである。H H In addition, R in the above general formula (2) and each of the above structural formulas is each -CH3, C2H5, CA', OCH3 and -0C2H5.
これらのノボラックトリマは単独または2種以上の混合
物として用いることができるが、2.38%テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド水溶液に対する溶解度が2
00A/秒以上であることが好ましい。特に好ましくは
500A〜100μm/秒である。These novolac trimers can be used alone or as a mixture of two or more, but the solubility in a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is 2.
It is preferable that it is 00 A/sec or more. Particularly preferred is 500 A to 100 μm/sec.
溶解速度は以下の方法により測定することができる。The dissolution rate can be measured by the following method.
すなわち、トリマをエチルセロソルブアセテートなどの
有機溶媒に10〜30%の濃度で溶解した後、シリコン
ウェハ上にスピンナを用い1〜5μmの厚みに塗布する
。次いでコンベクションオーブンを用い、100°Cで
30分間プリベークした後、膜厚を測定する。シリコン
ウェハを2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド水溶液に23℃で、5〜30秒間浸漬し、ついで水
洗する。100℃で30分間ポストベークした後、膜厚
を測定し、膜減り量を測定し、溶解速度を計算する。That is, the trimmer is dissolved in an organic solvent such as ethyl cellosolve acetate at a concentration of 10 to 30%, and then coated onto a silicon wafer using a spinner to a thickness of 1 to 5 μm. Next, using a convection oven, the film thickness is measured after prebaking at 100°C for 30 minutes. A silicon wafer is immersed in a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23° C. for 5 to 30 seconds, and then washed with water. After post-baking at 100° C. for 30 minutes, the film thickness is measured, the amount of film reduction is measured, and the dissolution rate is calculated.
ノボラックトリマが単品で塗布できない場合または、溶
解速度が非常に早く、測定が困難である場合は他の溶解
速度既知のノボラックと数種類の割合いで混合し、混合
物の溶解速度を測定する。If novolak trimmer cannot be applied alone, or if the dissolution rate is so fast that it is difficult to measure, mix it with other novolacs with known dissolution rates in several proportions and measure the dissolution rate of the mixture.
溶解速度を縦軸に対数目盛りで目盛り、横軸に混合比を
普通目盛りでとり、単品の溶解速度を外挿により求める
。溶解速度には対数の加成性が成立するので上のグラフ
で直線が得られる。The dissolution rate is plotted on a logarithmic scale on the vertical axis, the mixing ratio is plotted on a normal scale on the horizontal axis, and the dissolution rate of a single product is determined by extrapolation. Since logarithmic additivity holds for the dissolution rate, a straight line is obtained in the above graph.
すなわち、ノボラックの溶解速度をR1、その重量をX
、添加するノボラックトリマの溶解速度をR2、その重
量をY1混合物の溶解速度をRとすると、次式が成立す
る。That is, the dissolution rate of novolak is R1, and its weight is
, the dissolution rate of the novolac trimmer to be added is R2, its weight is Y1, and the dissolution rate of the mixture is R, then the following formula holds true.
X Log R+ +Y Log R2= (X+Y
) LogR次に本発明のポジ型フォトレジスト組成物
の感光剤成分として用いられる化合物は、テトラヒドロ
キシベンゾフェノン、ペンタヒドロキシベンゾフェノン
またはヘキサヒドロキシベンゾフェノンの分子内の水酸
基が平均して75%以上ナフトキノン−1,2−ジアジ
ド−5−スルホン酸またはナフトキノン−1,2−ジア
ジド−4−スルホン酸でエステル化されているものであ
り、これにより解像度が良く、耐熱性の高いフォトレジ
ストを得ることができる。より好ましくは80%以上エ
ステル化されているものが良い。X Log R+ +Y Log R2= (X+Y
) LogRNext, the compound used as the photosensitizer component of the positive photoresist composition of the present invention is tetrahydroxybenzophenone, pentahydroxybenzophenone, or hexahydroxybenzophenone, in which the hydroxyl group in the molecule is on average 75% or more, naphthoquinone-1, It is esterified with 2-diazide-5-sulfonic acid or naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonic acid, and as a result, a photoresist with good resolution and high heat resistance can be obtained. More preferably, it is 80% or more esterified.
これらの感光剤は、例えばポリヒドロキシベンゾフェノ
ンと、全水酸基のモル数に対し0.75倍モル以上のナ
フトキノン−1,2−ジアジド5−スルホニルクロリド
またはナフトキノン−1゜2−ジアジド−4−スルホニ
ルクロリドを塩基存在下で反応させることにより得られ
る。These photosensitizers include, for example, polyhydroxybenzophenone and naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride or naphthoquinone-1°2-diazide-4-sulfonyl chloride in an amount of 0.75 times or more moles or more based on the number of moles of total hydroxyl groups. It can be obtained by reacting in the presence of a base.
この反応は副反応が少ないため、実質的に原料の仕込比
に等しいエステル化率をもった感光剤が得られる。Since this reaction has few side reactions, a photosensitizer having an esterification rate substantially equal to the charging ratio of raw materials can be obtained.
テトラヒドロキシベンゾフェノンとしては、2゜3.4
.4’ −テトラヒドロキシベンゾフェノン、2.4
.2’ 、4’ −テトラヒドロキシベンゾフェノン;
ペンタヒドロキシベンゾフェノンとしては、2.3.4
.2’ 、4’ −ペンタヒドロキシベンゾフェノン
・ヘキサヒドロキシベンゾフェノンとしては、2.3.
4.3’、4’、5’ −ヘキサヒドロキシベンゾフ
ェノンが特に好ましく用いられる。As tetrahydroxybenzophenone, 2°3.4
.. 4'-tetrahydroxybenzophenone, 2.4
.. 2',4'-tetrahydroxybenzophenone;
As pentahydroxybenzophenone, 2.3.4
.. 2',4'-pentahydroxybenzophenone/hexahydroxybenzophenone includes 2.3.
4.3',4',5'-hexahydroxybenzophenone is particularly preferably used.
これらの感光剤は単独または二種以上混合してフォトレ
ジスト組成物に用いることができる。These photosensitizers can be used alone or in combination of two or more in the photoresist composition.
上記の樹脂成分と感光剤は適当な有機溶媒に溶解してポ
ジ型フォトレジストとなされる。The above resin component and photosensitive agent are dissolved in a suitable organic solvent to form a positive photoresist.
樹脂成分と感光剤の配合割合は重量比で90/10〜5
0150であることが好ましく、より好ましくは85/
15〜70/30である。感光剤が少ないと感度は高い
が耐熱性が十分でなく、多すぎると耐熱性は高いが感度
は低くなる。The blending ratio of resin component and photosensitizer is 90/10 to 5 by weight.
0150, more preferably 85/
15 to 70/30. If the amount of photosensitizer is too small, the sensitivity will be high but the heat resistance will be insufficient; if it is too large, the heat resistance will be high but the sensitivity will be low.
これらの成分の他に塗膜時の塗りむらを防ぐための界面
活性剤、基板からの光の反射を防ぐための色素、増感剤
等を適宜添加することができる。In addition to these components, a surfactant to prevent uneven coating during coating, a dye to prevent reflection of light from the substrate, a sensitizer, etc. can be added as appropriate.
用いる溶媒としては、ノボラックと感光剤およびその他
の成分を溶解するものであれば特に制限はないが、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、メチ
ルセロソルブアセタート、エチルセロソルブアセタート
等のセロソルブエステル類、プロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセタート、プロピレングリコールモノ
エチルエーテルアセタート等のプロピレングリコールモ
ノエーテルアセタート類、2−ヒドロキシプロピオン酸
メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル等のモノヒ
ドロキシカルボン酸エステル類、トルエン、キシレン、
クロロベンゼン等の芳香族炭化水素類、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
等のケトン類、または酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸
ブチル、酢酸イソブチル、酢酸t−ブチル、エチルプロ
ピオナート、プロピルプロピオナート、イソプロピルプ
ロピオナート、ブチルプロピオナート、イソブチルプロ
ピオナート、t−ブチルプロピオナート、ペンチルプロ
ピオナート等のエステル類を挙げることができる。また
必要に応じてアニソール、ベンジルエチルエーテル、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エチ
ルエーテル等のジエチレングリコールエーテル類、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、シュ
ウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル
、γ−ブチロラクトン、炭酸ジエチル、炭酸エチレン、
炭酸プロピレン等のエステル類、ジメチルホルムアミド
、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等の非
プロトン性極性溶媒等を添加することができる。The solvent to be used is not particularly limited as long as it dissolves the novolac, photosensitizer, and other components, but glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, and ethyl cellosolve acetate are used. Cellosolve esters such as tart, propylene glycol monoether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, monohydroxy carboxylic acids such as methyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxypropionate Esters, toluene, xylene,
Aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene, ketones such as methyl isobutyl ketone, methyl isoamyl ketone, cyclohexanone, or ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, t-butyl acetate, ethyl propionate, propyl propionate , isopropyl propionate, butyl propionate, isobutyl propionate, t-butyl propionate, pentyl propionate, and other esters. In addition, if necessary, ethers such as anisole, benzyl ethyl ether, dihexyl ether, diethylene glycol ethers such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, 1-
Alcohols such as octatool, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, diethyl fumarate, γ-butyrolactone, diethyl carbonate, ethylene carbonate,
Esters such as propylene carbonate, aprotic polar solvents such as dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, etc. can be added.
本発明によるポジ型フォトレジストを微細ノ々り−ン作
製に用いる際、露光後、現像前に基板を加熱する(ポス
トエクスポージャベーク)ことが好ましく、これにょリ
スカムが少な(、コントラストの良いパターンを得るこ
とができる。When using the positive photoresist according to the present invention to fabricate fine nozzles, it is preferable to heat the substrate after exposure and before development (post-exposure bake). can be obtained.
加熱の方法きしては、特に限定されず、例えばオーブン
やホットプレート等を用いる方法が挙げられる。温度は
90〜140’Cの範囲が好ましく、より好ましくは1
00〜130’Cである。加熱時間は循環式のオーブン
の場合、1〜60分間、好ましくは5〜30分間の範囲
であり、ホットプレートを用いる場合は0.5〜5分間
、好ましくは0.7〜2分間が適当である。The heating method is not particularly limited, and examples thereof include methods using an oven, a hot plate, and the like. The temperature is preferably in the range of 90 to 140'C, more preferably 1
00-130'C. The heating time is in the range of 1 to 60 minutes, preferably 5 to 30 minutes when using a circulating oven, and 0.5 to 5 minutes, preferably 0.7 to 2 minutes when using a hot plate. be.
[発明の効果]
本発明は上述のごとく構成したので、解像度、感度およ
びマスク忠実度に優れ、高集積度の集積回路製造用レジ
ストとして好適なポジ型フォトレジスト組成物を得るこ
とができる。またこの発明によれば現像時にスカムの発
生のないコントラストの良好なパターンを確実に得るこ
とができる。[Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, it is possible to obtain a positive photoresist composition that has excellent resolution, sensitivity, and mask fidelity and is suitable as a resist for manufacturing highly integrated circuits. Further, according to the present invention, a pattern with good contrast without generating scum during development can be reliably obtained.
[実施例]
以下本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明
はこれらによって限定されるものではない。[Examples] The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
なお、本発明におけるダイ7およびトリマの含有量は、
それぞれゲル浸透クロマトグラフィー(G P C)で
測定したクロマトグラムより求めたものである。また以
下の説明で「部」は重量部の略である。In addition, the content of die 7 and trimmer in the present invention is as follows:
Each was determined from a chromatogram measured by gel permeation chromatography (GPC). Furthermore, in the following explanation, "parts" is an abbreviation for parts by weight.
合成例1
m−クレゾール35部、p−クレゾール65部、シュウ
酸0.5部、37%ホルマリン46部より通常の方法で
ノボラック樹脂を得た。Synthesis Example 1 A novolak resin was obtained from 35 parts of m-cresol, 65 parts of p-cresol, 0.5 part of oxalic acid, and 46 parts of 37% formalin in a conventional manner.
このノボラックの重量平均分子量は6,650、数平均
分子量は1,184、分子量分布は5.62であり、ダ
イ7の量は10.5重量%、トリマ量は5.7重量%で
あった(このノボラックをノボラックAとする)。This novolac had a weight average molecular weight of 6,650, a number average molecular weight of 1,184, and a molecular weight distribution of 5.62, and the amount of die 7 was 10.5% by weight and the amount of trimmer was 5.7% by weight. (This novolak is referred to as Novolak A).
ノボラックAを1部取り、メタノール5.00部に溶解
し、撹拌下に4,00部の水を滴下しノボラックを沈澱
させた。上澄液を除き、沈澱したノボラックを取り出し
て50℃で24時間真空乾燥した。0.86部のノボラ
ックが得られ、このノボラックの重量平均分子量は7,
259、数平均分子量は1,745、分子量分布は4.
16、タイマ量は6.1重量%、トリマ量は3.0重量
%であった(このノボラックをノボラックBとする)。One part of Novolak A was taken and dissolved in 5.00 parts of methanol, and 4,00 parts of water was added dropwise while stirring to precipitate Novolak. The supernatant liquid was removed, and the precipitated novolak was taken out and vacuum-dried at 50° C. for 24 hours. 0.86 parts of novolak was obtained, and the weight average molecular weight of this novolak was 7.
259, number average molecular weight is 1,745, molecular weight distribution is 4.
16. The amount of timer was 6.1% by weight, and the amount of trimmer was 3.0% by weight (this novolac is referred to as Novolac B).
ノボラックAを1部を取り、メタノール5. 00部に
溶解し、攪拌下に2.66部の水を滴下しノボラックを
沈澱させた。上澄液を除き、沈澱したノボラックを取り
出して50’Cで24時間真空乾燥した。0,82部の
ノボラックが得られ、このノボラックの重量平均分子量
は8,075、数平均分子量は2,037、分子量分布
は3.96、ダイ7の含有量は4.3重量%、トリマ含
有量は2.1重量%であった(このノボラックをノボラ
ックCとする)。Take 1 part of Novolak A and add 5 parts of methanol. 00 parts, and 2.66 parts of water was added dropwise while stirring to precipitate the novolak. The supernatant was removed, and the precipitated novolac was taken out and vacuum-dried at 50'C for 24 hours. 0.82 parts of novolac was obtained, the weight average molecular weight of this novolak was 8,075, the number average molecular weight was 2,037, the molecular weight distribution was 3.96, the content of die 7 was 4.3% by weight, and the trimer content was The amount was 2.1% by weight (this novolak is referred to as Novolak C).
実施例1
ノボラック818.72部、2,6−ビス(2−ヒドロ
キシ−5−メチルフェニルメチル)−4−メチルフェノ
ール 2.08部、2,3゜4.4′−テトラヒドロキ
シベンゾフェノンが平均してナフトキノン−1,2−ジ
アジド−5−スルホン酸により3,8モル当量エステル
化された感光剤5.2部、“トロイソール“366(T
。Example 1 818.72 parts of novolak, 2.08 parts of 2,6-bis(2-hydroxy-5-methylphenylmethyl)-4-methylphenol, and 2,3°4.4'-tetrahydroxybenzophenone on average 5.2 parts of a photosensitizer esterified with 3,8 molar equivalents of naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonic acid, "Troisol" 366 (T
.
ROY CHEMICAL社製界面活性剤)0゜05
部をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセター
ト51.8部、エチルラフタート22゜2部に溶解しレ
ジスト液とした。ノボラック成分中のダイ7の含有量は
5.5重量%、トリマの総合有量は12.7重量%であ
った。ROY CHEMICAL surfactant) 0゜05
1 part was dissolved in 51.8 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate and 22.2 parts of ethyl raftate to prepare a resist solution. The content of Dai 7 in the novolak component was 5.5% by weight, and the total amount of trimmer was 12.7% by weight.
このレジスト溶液を0.2μmのメンブランフィルタ−
で濾過し、スピンナーを用いて6インチシリコンウェハ
上に回転塗布した後、ポットプレート上で90°Cで1
分間プリベークし、1.16μm厚のレジスト膜を得た
。This resist solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter.
After filtering with
Prebaking was performed for a minute to obtain a resist film with a thickness of 1.16 μm.
次いでg線ステッパ(−日本光学槽N5R150506
E、NA=0.54)を用イテテストパターンを露光し
た後、ホットプレート上で110℃1分間ポストエクス
ポージャベークを行った。Next, the g-ray stepper (-Nippon Optical Tank N5R150506
After exposing the test pattern using E, NA=0.54), post-exposure baking was performed at 110° C. for 1 minute on a hot plate.
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド2.38%水溶
液を用い23℃で1分間パドル現像を行ない、水洗後、
スピン乾燥した。Paddle development was performed at 23°C for 1 minute using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, and after washing with water,
Spin dry.
得られたレジストパターンを走査型電子顕微鏡で評価し
たところ、200mJ/am2の露光量テ0. 50.
0. 45. 0. 42および0.40μmのライ
ン・アンド・スペースが1:1に解像されていた。すな
わち、0.40μmまでのマスク忠実度が得られた。ま
た感度曲線より測定したコントラスト(γ値)は3.5
1であった。When the obtained resist pattern was evaluated using a scanning electron microscope, it was found that the exposure amount of 200 mJ/am2 was 0. 50.
0. 45. 0. 42 and 0.40 μm lines and spaces were resolved at a ratio of 1:1. That is, a mask fidelity of up to 0.40 μm was obtained. Also, the contrast (γ value) measured from the sensitivity curve was 3.5.
It was 1.
比較例1
前述(7)/ボラックA20.80部、2,3゜4.4
′−テトラヒドロキシベンゾフェノンが平均してナフト
キノン−1,2−ジアジド−5−スルホン酸により3.
8モル当量エステル化された感光剤5.20部、“トロ
イソール”366 0゜05部をプロピレングリコール
モノメチルエーテルアセタート51.80部、エチルラ
フタート22.2部に溶解し、レジスト溶液とした。Comparative Example 1 Above (7)/20.80 parts of Borac A, 2.3°4.4
'-Tetrahydroxybenzophenone is on average 3.
5.20 parts of an 8 molar equivalent esterified photosensitizer and 3660.05 parts of "Troysol" were dissolved in 51.80 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate and 22.2 parts of ethyl raftate to prepare a resist solution. .
このレジスト溶液を0. 2μmのメンブランフィルタ
−で濾過し、スピンナーを用いて6インチシリコンウェ
ハ上に回転塗布した後、ホットプレート上で90°Cで
1分間プリベークし、1.16μm厚のレジスト膜を得
た。Add this resist solution to 0. The resultant was filtered through a 2 μm membrane filter, spin-coated onto a 6-inch silicon wafer using a spinner, and prebaked on a hot plate at 90° C. for 1 minute to obtain a resist film with a thickness of 1.16 μm.
次いで前記g線ステッパを用いてテストパターンを露光
した後、ホットプレート上で110°01分間ポストエ
クスポージャベークを行った。テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド2.38%水溶液を用い23℃で1分間
パドル現像を行ない、水洗後スピン乾燥した。Next, a test pattern was exposed using the G-line stepper, and then post-exposure baking was performed on a hot plate for 1 minute at 110°. Paddle development was performed at 23° C. for 1 minute using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, washed with water, and then spin-dried.
得られたレジストパターンを走査型電子顕微鏡で評価し
たところ、200mJ/cm2の露光量で0.50μm
のライン・アンド・スペースが1:1に解像されていた
が、それ未満のパターンはスカムが多く良好なパターン
は得られなかった。When the obtained resist pattern was evaluated with a scanning electron microscope, it was found to be 0.50 μm at an exposure dose of 200 mJ/cm2.
lines and spaces were resolved at a ratio of 1:1, but patterns smaller than that had a lot of scum and good patterns could not be obtained.
またマスク忠実度は0.50μmまでであった。Moreover, the mask fidelity was up to 0.50 μm.
感度曲線より測定したコントラスト(γ値)は3゜13
であった。The contrast (γ value) measured from the sensitivity curve is 3°13
Met.
実施例2〜11、比較例2〜4
表1に示す組成および条件を採用した以外は実施例1と
同様にしてそれぞれレジスト組成物溶液を作り、同様の
方法で評価した。結果を表1に示す。Examples 2 to 11, Comparative Examples 2 to 4 Resist composition solutions were prepared in the same manner as in Example 1, except that the compositions and conditions shown in Table 1 were employed, and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.
なお、表1中に記載したノボラックトリマI。In addition, Novolac trimmer I described in Table 1.
■、■および■はそれぞれ以下に示すような化学構造お
よび溶解速度(A/秒)を有するものである。(2), (2) and (2) have the chemical structures and dissolution rates (A/sec) shown below, respectively.
番号 構造式 溶解速度また、 表1中で感光剤a1 1 Cおよびdはそ れぞれ次の化学構造を有するものである。Number Structural formula Dissolution rate Also, In Table 1, photosensitizer a1 1 C and d are Each has the following chemical structure.
a :2.3.4.4’ −テトラヒドロキシベンゾフ
ェノンが平均してナフトキノン−1゜2−ジアジド−5
−スルホン酸により3゜8モル当量エステル化された化
合物
bコ2.3.4.4’ −テト・ラヒドロキシベンゾフ
ェノンが平均してナフトキノン−1゜2−ジアジド−5
−スルホン酸により3゜5モル当量エステル化された化
合物
c :2.3,4.2’ 、4’ −ペンタヒトミキシ
ベンゾフェノンが平均してナフトキノン1.2−ジアジ
ド−5−スルホン酸により4.0モル当量エステル化さ
れた化合物d:2.3,4.3’、4’、5’ −ヘキ
サヒドロキシベンゾフェノンが平均してナフトキノン−
1,2−ジアジド−5−スルホン酸により4.8モル当
量エステル化された化合物a: 2.3.4.4'-tetrahydroxybenzophenone is on average naphthoquinone-1°2-diazide-5
- Compound b 2.3.4.4' -Tet-rahydroxybenzophenone esterified with 3°8 molar equivalents of sulfonic acid is on average naphthoquinone-1°2-diazide-5
Compound c esterified with 3.5 molar equivalents of naphthoquinone 1.2-diazide-5-sulfonic acid: 2.3,4.2',4'-pentahytomixibenzophenone esterified with 3.5 molar equivalents of naphthoquinone 1.2-diazido-5-sulfonic acid. 0 molar equivalent esterified compound d: 2.3,4.3',4',5'-hexahydroxybenzophenone on average becomes naphthoquinone-
Compound esterified with 4.8 molar equivalents of 1,2-diazido-5-sulfonic acid
Claims (1)
20/80〜80/20(モル比)を原料とし、タイマ
の含有量が10%重量以下で、トリマの含有量が10%
重量以上のノボラックを含み、かつ感光剤成分としてテ
トラヒドロキシベンゾフェノン、ペンタヒドロキシベン
ゾフェノン、またはヘキサヒドロキシベンゾフェノンの
水酸基のうち平均75%以上がナフトキノン−1、2−
ジアジド−5−スルホン酸またはナフトキノン−1、2
−ジアジド−4−スルホン酸でエステル化されている化
合物を含むことを特徴とするポジ型フォトレジスト組成
物。 2 ノボラックがタイマの含有量が10重量%以下で、
かつトリマの含有量が5重量%以下のノボラックとノボ
ラックトリマとを含む組成物からなることを特徴とする
請求項1記載のポジ型フォトレジスト組成物。 3 ノボラックトリマが下記一般式(1)で表されるト
リマであることを特徴とする請求項2記載のポジ型フォ
トレジスト組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼ (1) ただし、l、nは1または2、m、oは1〜4の整数(
ただしl+m<5、n+o<5)、Rは低級アルキル、
ハロゲンまたは低級アルコキシを示す。 4 ノボラックトリマの2.38%テトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド水溶液に対する溶解速度が200Å
/秒以上である請求項2または3記載のポジ型フォトレ
ジスト組成物。[Claims] 1. As a resin component, m-cresol: p-cresol 20/80 to 80/20 (mole ratio) is used as a raw material, the timer content is 10% by weight or less, and the trimmer content is 10% by weight or less. %
Contains novolak in an amount greater than or equal to the weight of the photosensitive agent, and an average of 75% or more of the hydroxyl groups of tetrahydroxybenzophenone, pentahydroxybenzophenone, or hexahydroxybenzophenone as a photosensitizer component is naphthoquinone-1,2-
Diazido-5-sulfonic acid or naphthoquinone-1,2
- A positive photoresist composition comprising a compound esterified with diazido-4-sulfonic acid. 2 The content of novolac in the timer is 10% by weight or less,
2. The positive-working photoresist composition according to claim 1, comprising a novolac and a novolac trimmer in which the trimmer content is 5% by weight or less. 3. The positive photoresist composition according to claim 2, wherein the novolac trimmer is a trimmer represented by the following general formula (1). ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (1) However, l and n are 1 or 2, m and o are integers from 1 to 4 (
However, l+m<5, n+o<5), R is lower alkyl,
Indicates halogen or lower alkoxy. 4 The dissolution rate of novolac trimer in a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is 200 Å
4. The positive photoresist composition according to claim 2, wherein the photoresist composition has a photoresist composition of at least 1/sec.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2571590A JPH03230164A (en) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | Positive type photoresist composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2571590A JPH03230164A (en) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | Positive type photoresist composition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03230164A true JPH03230164A (en) | 1991-10-14 |
Family
ID=12173490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2571590A Pending JPH03230164A (en) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | Positive type photoresist composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03230164A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5275911A (en) * | 1993-02-01 | 1994-01-04 | Ocg Microelectronic Materials, Inc. | Sesamol/aldehyde condensation products as sensitivity enhancers for radiation sensitive mixtures |
WO1994025904A1 (en) * | 1993-04-28 | 1994-11-10 | Toray Industries, Inc. | Positive electron-beam resist composition and developer for positive electron-beam resist |
WO2000060416A1 (en) * | 1999-04-02 | 2000-10-12 | Clariant International Ltd. | Radiation-sensitive resin composition |
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1990
- 1990-02-05 JP JP2571590A patent/JPH03230164A/en active Pending
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