JPH05113662A - Production of photosensitive resin composition and resist image - Google Patents

Production of photosensitive resin composition and resist image

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JPH05113662A
JPH05113662A JP3273944A JP27394491A JPH05113662A JP H05113662 A JPH05113662 A JP H05113662A JP 3273944 A JP3273944 A JP 3273944A JP 27394491 A JP27394491 A JP 27394491A JP H05113662 A JPH05113662 A JP H05113662A
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JP
Japan
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resin
molecular weight
photosensitive resin
alkali
resin composition
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JP3273944A
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Japanese (ja)
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Koji Kato
幸治 加藤
Kei Kasuya
圭 粕谷
Michiaki Hashimoto
通晰 橋本
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a compsn. having excellent resolution, sensitivity and heat resistance and fit for a positive type resist for producing a high integrated circuit. CONSTITUTION:When a photosensitive resin compsn. contg. alkali-soluble novolak resin and a quinonediazido compd. is produced, the novolak resin is freed of a low mol.wt. component and a cyclic phenol compd. represented by the structural formula is further incorporated. A coating film of the resulting photosensitive resin compsn. is exposed and developed to produce a resist image. In the formula, R1 is H, alkyl or alkoxy, R2 is H, alkyl, alkoxy or phenyl, R1 and R2 may be the same and (n) is an integer of 4-8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は感光性樹脂組成物および
レジスト像の製造法に関し、さらに詳しくは高集積回路
を作製するための高解像度、高感度、高耐熱性のポジ型
レジストとなる感光性樹脂組成物およびこれを用いたレ
ジスト像の製造法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photosensitive resin composition and a method for producing a resist image, and more specifically, a photosensitive resist which is a positive resist having high resolution, high sensitivity and high heat resistance for producing a highly integrated circuit. Resin composition and a method for producing a resist image using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造工程において、ポジ型レジス
トは汎用的に用いられる。近年、集積回路の高集積下に
ともない、高解像度、高感度、高耐熱性、高ドライエッ
チング耐性のポジ型レジストが望まれている。従来よ
り、ポジ型レジストの高解像度化のためにポジ型レジス
トに使用するアルカリ可溶性ノボラック樹脂の改良が試
みられている。例えば、アルカリ可溶性ノボラック樹脂
として、米国特許第4,529,682号明細書には、
o−クレゾール、m−クレゾールおよびp−クレゾール
からなる混合物をホルムアルデヒドと縮合させて得たノ
ボラック樹脂が提案されている。特開昭60−1584
40号公報には、m−クレゾール、p−クレゾールおよ
び2,5−キシレノールからなる混合物をホルムアルデ
ヒドと縮合させて得たノボラック樹脂が提案されてい
る。特開昭63−234249号公報には、m−クレゾ
ール、p−クレゾールおよび3,5−キシレノールから
なる混合物をホルムアルデヒドと縮合させて得たノボラ
ック樹脂が提案されている。このように、アルカリ可溶
性ノボラック樹脂の合成原料を限定することにより高解
像度、高感度のポジ型レジストを得ることができたが、
高耐熱性のものを得ることはできなかった。
2. Description of the Related Art Positive type resists are commonly used in semiconductor manufacturing processes. In recent years, with high integration of integrated circuits, a positive resist having high resolution, high sensitivity, high heat resistance, and high dry etching resistance is desired. Heretofore, attempts have been made to improve the alkali-soluble novolac resin used in a positive resist in order to increase the resolution of the positive resist. For example, as an alkali-soluble novolac resin, U.S. Pat. No. 4,529,682 describes
A novolac resin obtained by condensing a mixture of o-cresol, m-cresol and p-cresol with formaldehyde has been proposed. JP-A-60-1584
No. 40 discloses a novolak resin obtained by condensing a mixture of m-cresol, p-cresol and 2,5-xylenol with formaldehyde. JP-A-63-234249 proposes a novolac resin obtained by condensing a mixture of m-cresol, p-cresol and 3,5-xylenol with formaldehyde. Thus, high-resolution, high-sensitivity positive resist could be obtained by limiting the synthetic raw material of the alkali-soluble novolac resin.
It was not possible to obtain a product with high heat resistance.

【0003】ポジ型レジストの耐熱性向上のためにも、
アルカリ可溶性ノボラック樹脂の改良が試みられてい
る。例えば、特開昭64−14229号公報および特開
平2−60915号公報には、ノボラック樹脂の低分子
量部分を除去して耐熱性を向上させることが提案されて
いる。しかし、ノボラック樹脂の低分子量部分を除去す
ることにより解像度、感度の低下が起こり、特性のバラ
ンスのとれたポジ型レジストを得ることはできなかっ
た。特開平2−275955号公報には、低下した解像
度、感度を補うため特定のポリフェノール類を添加する
ことが提案されているが、解像度、感度、耐熱性のバラ
ンスをとることは困難であった。
In order to improve the heat resistance of positive resist,
Attempts have been made to improve alkali-soluble novolac resins. For example, JP-A 64-14229 and JP-A 2-60915 propose that the low molecular weight portion of the novolak resin is removed to improve the heat resistance. However, by removing the low molecular weight portion of the novolac resin, the resolution and sensitivity were lowered, and it was not possible to obtain a positive resist with well-balanced characteristics. JP-A-2-275955 proposes to add a specific polyphenol to compensate for the lowered resolution and sensitivity, but it has been difficult to balance the resolution, sensitivity and heat resistance.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の欠点を除去して、高解像度、高感度および高耐熱性
のポジ型レジストとなる感光性樹脂組成物およびこれを
用いたレジスト像の製造法を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks of the prior art and provides a photosensitive resin composition which becomes a positive resist having high resolution, high sensitivity and high heat resistance, and a resist image using the same. The present invention provides a manufacturing method of.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の目
的を達成するために鋭意検討した結果、以下の手段によ
り高解像度、高感度および高耐熱性ポジ型レジストとな
る感光性樹脂組成物を得るに至った。すなわち、本発明
は、アルカリ可溶性ノボラック樹脂およびキノンジアジ
ド化合物を含有する感光性樹脂組成物において、該アル
カリ可溶性ノボラック樹脂のポリスチレン換算分子量2
000以下の低分子量成分が30〜100重量%除去さ
れており、かつ、下記構造式(I)で表わされるフェノ
ール類環状化合物を含有してなる感光性樹脂組成物およ
びこれを用いたレジスト像の製造法に関する。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made extensive studies to achieve the above-mentioned object, and as a result, a photosensitive resin composition to be a positive resist having high resolution, high sensitivity and high heat resistance by the following means. I got things. That is, the present invention provides a photosensitive resin composition containing an alkali-soluble novolak resin and a quinonediazide compound, wherein the alkali-soluble novolac resin has a polystyrene reduced molecular weight of 2
000 or less low molecular weight components are removed in an amount of 30 to 100% by weight, and a photosensitive resin composition containing a phenolic cyclic compound represented by the following structural formula (I) and a resist image using the same Regarding manufacturing method.

【化2】 (R1は、水素、アルキル基またはアルコキシ基を表わ
し、R2は、水素、アルキル基、アルコキシ基またはフ
ェニル基を表わし、R1とR2とは同一であってもよく、
nは、4〜8の整数を表わす。)
[Chemical 2] (R 1 represents hydrogen, an alkyl group or an alkoxy group, R 2 represents hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group or a phenyl group, and R 1 and R 2 may be the same,
n represents an integer of 4 to 8. )

【0006】本発明においては、上記のフェノール類環
状化合物を含有することで、アルカリ可溶性ノボラック
樹脂の低分子量成分の除去により生じた解像度の低下を
補い耐熱性を維持することができる。構造式(I)で表
わされるフェノール類環状化合物は、カリックスアレン
(グッチェ(Gutsche)、トピックス・イン・カ
レント・ケミストリー(Topics in Curr
ent Chemistry)123、1(198
4))と呼ばれている化合物で、アルカリ可溶性ノボラ
ック樹脂およびフェノール類環状化合物に対して好まし
くは3〜40重量%より好ましくは10〜30重量%含
有される。この化合物の含有量の少ない場合は、解像度
の向上の効果が少なく、反対にこの含有量の多い場合は
レジスト溶液に対する溶解性に劣る傾向がある。
In the present invention, the inclusion of the above-mentioned phenolic cyclic compound makes it possible to compensate for the decrease in resolution caused by the removal of the low molecular weight component of the alkali-soluble novolac resin and maintain the heat resistance. Phenolic cyclic compounds represented by the structural formula (I) include calixarene (Gutsche), topics in current chemistry (Topics in Curr).
ent Chemistry) 123, 1 (198)
4)), which is preferably contained in an amount of 3 to 40% by weight, more preferably 10 to 30% by weight, based on the alkali-soluble novolac resin and the phenolic cyclic compound. When the content of this compound is small, the effect of improving the resolution is small, and when the content is large, the solubility in the resist solution tends to be poor.

【0007】構造式(I)で表わされるフェノール類環
状化合物は、既に公知の化合物で、フェノール性水酸基
を有するフェノール類とアルデヒド類とを金属アルカリ
触媒下で、重縮合させることにより得られる。フェノー
ル性水酸基を有するフェノール類としては、パラ位に置
換基のついているフェノール類であり、p−クレゾー
ル、p−tert−ブチルフェノール等が挙げられる。
アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、パラホルム
アルデヒド等が挙げられる。金属アルカリ触媒は、環の
サイズを決めるいわゆるテンプレート効果があり、水酸
化カリウム、水酸化ナトリウム等が挙げられる。このよ
うなフェノール類、アルデヒド類および金属アルカリ触
媒を、ジフェニルエーテル、エチレングリコール等の1
50〜250℃の沸点を有する溶剤中で、3〜20時間
還流させ、縮合水を除きながら重縮合反応させる。反応
生成物は、クロロホルム、アセトン、ヘキサン等の溶剤
により洗浄することにより、精製できる。
The phenolic cyclic compound represented by the structural formula (I) is a known compound, and can be obtained by polycondensing phenols having a phenolic hydroxyl group and aldehydes in the presence of a metal alkali catalyst. Examples of phenols having a phenolic hydroxyl group are phenols having a substituent at the para position, and examples thereof include p-cresol and p-tert-butylphenol.
Formaldehyde, paraformaldehyde, etc. are mentioned as aldehydes. The metal alkali catalyst has a so-called template effect that determines the size of the ring, and examples thereof include potassium hydroxide and sodium hydroxide. Such phenols, aldehydes and metal alkali catalysts can be added to diphenyl ether, ethylene glycol, etc.
It is refluxed for 3 to 20 hours in a solvent having a boiling point of 50 to 250 ° C., and polycondensation reaction is carried out while removing condensed water. The reaction product can be purified by washing with a solvent such as chloroform, acetone or hexane.

【0008】本発明に用いられるアルカリ可溶性ノボラ
ック樹脂は、アルカリ水溶液に可溶であるノボラック樹
脂であれば特に制限されないが、フェノール性水酸基を
1個以上有するフェノール類をアルデヒド類を用いて重
縮合させたノボラック樹脂が好適である。フェノール類
としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−
クレゾール、p−クレゾール、2,3−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、3,5−キシレノール、2,3,5−
トリメチルフェノール等のフェノール性水酸基を1個含
有するフェノール類、レゾルシノール、カテコール等の
フェノール性水酸基を2個有するフェノール類、フロロ
グルシン、ピロガロール、ヒドロキシヒドロキノン等の
フェノール性水酸基を3個含有するフェノール類等が挙
げられる。これらのフェノール類は、それぞれ一種単独
でまたは二種以上を用いることができる。アルデヒド類
としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアル
デヒド等を挙げることができる。アルデヒド類の使用量
は、フェノール類1モルに対して0.5〜1.5モルの
範囲が好ましい。重縮合のための触媒としては、高分子
量化させることのできる酸触媒が好ましい。その酸触媒
としては、塩酸、硝酸、硫酸などの無機酸、蟻酸、蓚
酸、酢酸などの有機酸を挙げることができる。酸触媒の
使用量は、フェノール類1モルに対して、1×10-5
1×10-1モルの範囲が好ましい。重縮合の反応温度
は、合成原料の反応性に応じて適宜調製することができ
るが、通常、70から130℃である。重縮合の方法と
しては、フェノール類、アルデヒド類および酸触媒を一
括して仕込む方法、酸触媒の存在下にフェノール類およ
びアルデヒド類を反応の進行と共に加えていく方法等を
挙げることができる。重縮合終了後は、反応系内に存在
する未反応原料、縮合水、酸触媒等を除去するために、
減圧下例えば20〜50mmHgで、反応系内の温度を
150〜200℃に上昇させて、その後、樹脂を回収す
る。
The alkali-soluble novolac resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is a novolac resin which is soluble in an alkaline aqueous solution, but phenols having one or more phenolic hydroxyl groups are polycondensed with aldehydes. Novolak resins are preferred. Examples of phenols include phenol, o-cresol, m-
Cresol, p-cresol, 2,3-xylenol,
2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 3,4
-Xylenol, 3,5-xylenol, 2,3,5-
Phenols containing one phenolic hydroxyl group such as trimethylphenol, phenols containing two phenolic hydroxyl groups such as resorcinol and catechol, and phenols containing three phenolic hydroxyl groups such as phloroglucin, pyrogallol and hydroxyhydroquinone. Can be mentioned. These phenols may be used alone or in combination of two or more. Examples of aldehydes include formaldehyde and paraformaldehyde. The amount of aldehydes used is preferably in the range of 0.5 to 1.5 mol per mol of phenols. As a catalyst for polycondensation, an acid catalyst capable of having a high molecular weight is preferable. 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 the acid catalyst used is 1 × 10 −5 to 1 mol of phenols.
A range of 1 × 10 -1 mol is preferred. The reaction temperature for polycondensation can be appropriately adjusted depending on the reactivity of the synthetic raw materials, but is usually 70 to 130 ° C. Examples of the polycondensation method include a method in which phenols, aldehydes and an acid catalyst are collectively charged, and a method in which phenols and aldehydes are added in the presence of an acid catalyst as the reaction proceeds. After completion of polycondensation, in order to remove unreacted raw materials, condensation water, acid catalyst, etc. existing in the reaction system,
The temperature in the reaction system is raised to 150 to 200 ° C. under reduced pressure, for example, 20 to 50 mmHg, and then the resin is recovered.

【0009】本発明では、このようにして得られてアル
カリ可溶性ノボラック樹脂の低分子量成分を削減あるい
は除去して用いる。低分子量成分の削減あるいは除去の
方法としては、溶解分別法が一般的である。すなわち、
アルカリ可溶性ノボラック樹脂を良溶媒に溶解させワニ
スとし、このワニスを貧溶媒に添加していき、低分子量
成分の多い希薄相と高分子量成分の多い濃厚相に分ける
か、あるいは、高分子量成分の多い沈殿相を作ることに
より、低分子量成分の削減あるいは除去を行う。また、
特開昭64−14229号公報にあるように、アルカリ
可溶性ノボラック樹脂を粉砕し芳香族溶媒中に分散させ
ることにより抽出させ低分子量成分の削減あるいは除去
を行っても良い。このような方法により、アルカリ可溶
性ノボラック樹脂中のポリスチレン換算分子量2,00
0以下の低分子量成分を30〜100重量%の範囲で除
去することができる。
In the present invention, the low molecular weight component of the alkali-soluble novolak resin thus obtained is reduced or removed before use. The dissolution fractionation method is generally used as a method for reducing or removing low-molecular weight components. That is,
Dissolve the alkali-soluble novolac resin in a good solvent to make a varnish, and add this varnish to a poor solvent to divide it into a dilute phase with many low-molecular weight components and a concentrated phase with many high-molecular weight components, or a high-molecular weight component. By creating a precipitation phase, low molecular weight components are reduced or eliminated. Also,
As described in JP-A 64-14229, the alkali-soluble novolac resin may be crushed and dispersed in an aromatic solvent for extraction to reduce or remove low molecular weight components. By such a method, the polystyrene-converted molecular weight of the alkali-soluble novolac resin is 2,000.
Low molecular weight components of 0 or less can be removed in the range of 30 to 100% by weight.

【0010】本発明の感光性樹脂組成物に用いられるキ
ノンジアジド化合物としては、例えば、1,2−ベンゾ
キノンジアジド−4−スルホン酸エステル、1,2−ナ
フトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、1,2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル等が
挙げられる。本発明における1,2−キノンジアジド化
合物の配合量は、アルカリ可溶性ノボラック樹脂100
重量部に対して、5〜50重量部の範囲が好ましい。
Examples of the quinonediazide compound used in the photosensitive resin composition of the present invention include 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2
-Naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester and the like. The blending amount of the 1,2-quinonediazide compound in the present invention is 100% by weight of the alkali-soluble novolac resin 100.
A range of 5 to 50 parts by weight is preferable with respect to parts by weight.

【0011】また、本発明の感光性樹脂組成物には、塗
布性、例えばトリエーション(膜厚のむら)を防いだり
現像性を良くするための界面活性剤を配合することがで
きる。さらに、本発明の感光性樹脂組成物には、露光時
のハレーションの影響を少なくするための染料や顔料を
配合することができる。その他、必要に応じて、保存安
定剤、溶解抑止剤等も配合することができる。
Further, the photosensitive resin composition of the present invention may contain a surfactant for preventing coatability, for example, triation (unevenness of film thickness) and improving developability. Further, the photosensitive resin composition of the present invention may contain a dye or pigment for reducing the influence of halation during exposure. In addition, if necessary, a storage stabilizer, a dissolution inhibitor, etc. can be added.

【0012】本発明の感光性樹脂組成物を溶液状にし、
半導体製造用基板上に塗膜を作製し、露光、現像するこ
とにより、レジスト像が製造される。露光、現像の条件
は制限されない。
The photosensitive resin composition of the present invention is made into a solution,
A resist image is manufactured by forming a coating film on a semiconductor manufacturing substrate, exposing it, and developing it. The conditions of exposure and development are not limited.

【0013】この際に用いられる溶剤としては、例え
ば、エチレングリコールモノメチルエーテル等のグリコ
ールエーテル類、エチルセロソルブアセテート等のエチ
レングリコールアルキルエーテルアセテート類、ジエチ
レングリコールモノメチルエーテル等のジエチレングリ
コール類、プロピレングリコールメチルエーテルアセテ
ート等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテ
ート類、トルエン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサ
ノン等のケトン類、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル
等のエステル類を用いることができる。
Examples of the solvent used in this case include glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol alkyl ether acetates such as ethyl cellosolve acetate, diethylene glycols such as diethylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol methyl ether acetate. Propylene glycol alkyl ether acetates, aromatic hydrocarbons such as toluene, ketones such as cyclohexanone, and esters such as methyl 2-hydroxypropionate can be used.

【0014】現像液としては、例えば、水酸化ナトリウ
ム等の無機アルカリ類、エチルアミン等の第1級アミン
類、ジエチルアミン等の第2級アミン類、トリエチルア
ミン等の第3級アミン類、ジメチルエタノールアミン等
のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒド
ロキシド、コリン等の第4級アンモニウム塩またはピペ
リジン等の環状アミン類を溶解させたアルカリ性水溶液
が使用される。
Examples of the developer include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, primary amines such as ethylamine, secondary amines such as diethylamine, tertiary amines such as triethylamine, dimethylethanolamine and the like. Alkaline aqueous solutions in which alcohol amines, tetramethylammonium hydroxide, quaternary ammonium salts such as choline, or cyclic amines such as piperidine are dissolved are used.

【0015】[0015]

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。実施
例中、樹脂の特性として、重量平均分子量(Mw)、ポ
リスチレン換算分子量2,000以下の低分子量成分の
重量比率、アルカリ現像液に対する溶解時間を挙げた。
これらの特性の評価は、下記の方法により行った。 Mwと低分子量成分の重量比率;日立化成工業(株)製
GPC低分子カラム、ゲルパック(R420+R430
+R440)を用いて、流量1.73ml/min、溶
出溶媒テトラヒドロフラン、カラム温度室温の分析条件
で単分散ポリスチレンを標準として、(株)日立製作所
製液体クロマトグラム635A型HLCで測定した。H
LCにおいて樹脂全体とポリスチレン換算分子量2,0
00以下の部分との面積比を切り抜き重量法で算出して
求めた。 アルカリ現像液に対する溶解時間;エチルセロソルブア
セテートに溶解させた樹脂をシリコンウエハーに回転塗
布機で塗布し(塗布膜厚を1μmとする)、これを25
℃の現像液(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド
2.38重量%水溶液)に入れ、塗膜のなくなる時間を
測定した。レジスト特性の評価は、下記の方法により行
った。 感 度;(株)日立製作所製LD−5010i縮小投影
露光機で、露光時間を変化させて露光を行い、ついでテ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド2.38重量%水
溶液を用いて25℃で60秒間現像し水でリンスし乾燥
してウエハー上にレジストパターンを形成させ、0.7
μmの線幅を寸法通りに形成する露光量(以下、「最適
露光量」とする)を測定した。 解像度;最適露光時間において解像できる最小のレジス
トパターンの寸法を測定した。 耐熱性;ホットプレート上にレジストパターンを形成し
たウエハーをのせて、パターンの変形し始める温度を測
定した。
The present invention will be described below with reference to examples. In the examples, as the characteristics of the resin, the weight average molecular weight (Mw), the weight ratio of the low molecular weight component having a polystyrene reduced molecular weight of 2,000 or less, and the dissolution time in an alkali developing solution were mentioned.
Evaluation of these characteristics was performed by the following methods. Weight ratio of Mw to low molecular weight component; Hitachi Chemical Co., Ltd. GPC low molecular column, gel pack (R420 + R430
+ R440), the flow rate was 1.73 ml / min, the elution solvent was tetrahydrofuran, and the column temperature was room temperature at room temperature. Monodisperse polystyrene was used as a standard, and it was measured by Hitachi Ltd. liquid chromatogram 635A type HLC. H
In LC, the total resin and polystyrene equivalent molecular weight 2,0
The area ratio with respect to the part of 00 or less was calculated by the cutout weight method. Dissolution time in an alkali developing solution; a resin dissolved in ethyl cellosolve acetate was coated on a silicon wafer by a spin coater (coating film thickness was 1 μm), and this was 25
The solution was placed in a developing solution (tetramethylammonium hydroxide 2.38% by weight aqueous solution) at 0 ° C., and the time until the coating film disappeared was measured. The resist characteristics were evaluated by the following methods. Sensitivity: The LD-5010i reduction projection exposure machine manufactured by Hitachi, Ltd. was used to perform exposure by changing the exposure time, and then developed with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 25 ° C. for 60 seconds. Rinse with water and dry to form a resist pattern on the wafer.
The exposure dose for forming a line width of μm according to the dimension (hereinafter referred to as “optimum exposure dose”) was measured. Resolution: The size of the smallest resist pattern that can be resolved at the optimum exposure time was measured. Heat resistance: A wafer having a resist pattern formed thereon was placed on a hot plate, and the temperature at which the pattern began to deform was measured.

【0016】合成例1 撹はん機、冷却管および温度計を装着したセパラブルフ
ラスコに、 m−クレゾール 328.1g p−クレゾール 400.9g 37重量%ホルマリン 372.2g 蓚 酸 2.24g を仕込み、セパラブルフラスコを油浴に浸し、内温を9
7℃に保ち撹はんしながら3時間重縮合を行った。その
後、内温を180℃まで上げ、同時に反応容器内の圧力
を10〜20mmHgまで減圧し、未反応のフェノール
類、ホルムアルデヒド、水および蓚酸を除去した。次い
で、溶融した樹脂を金属バットにあけ樹脂を回収した
(以下、この樹脂を「樹脂1」とする)。樹脂1のMw
を測定したところ、11,000であり、分子量(ポリ
スチレン換算分子量、以下同じ)2,000以下の低分
子量成分の重量比率は35重量%であった。また、アル
カリ現像液に対する溶解時間は、65秒/μmであっ
た。550gの樹脂1をエチルセロソルブアセテート1
100gに溶解させ樹脂ワニスとし、これに、トルエン
1000g、ヘキサン1000gを30分間、混合撹は
んした後、放置し、下層部分に高分子量成分の多い濃厚
相を得ることができた。この濃厚相を分取し、減圧下乾
燥させることにより、低分子量成分の削減されたアルカ
リ可溶性ノボラツク樹脂が得られた(以下、この樹脂を
「樹脂2」とする)。樹脂2のMwを測定したところ、
13,000であり、分子量2,000以下の低分子量
成分の重量比率は3重量%であった。また、アルカリ現
像液に対する溶解時間は、1,000秒/μm以上であ
った。
Synthesis Example 1 A separable flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer was charged with m-cresol 328.1 g p-cresol 400.9 g 37% by weight formalin 372.2 g oxalic acid 2.24 g. Immerse the separable flask in an oil bath and adjust the internal temperature to 9
Polycondensation was carried out for 3 hours with stirring at 7 ° C. Then, the internal temperature was raised to 180 ° C. and the pressure inside the reaction vessel was simultaneously reduced to 10 to 20 mmHg to remove unreacted phenols, formaldehyde, water and oxalic acid. Next, the molten resin was poured into a metal vat to recover the resin (hereinafter, this resin is referred to as "resin 1"). Resin 1 Mw
Was 11,000, and the weight ratio of the low molecular weight component having a molecular weight (polystyrene-equivalent molecular weight; the same applies hereinafter) of 2,000 or less was 35% by weight. The dissolution time in an alkaline developer was 65 seconds / μm. 550 g of resin 1 was added to ethyl cellosolve acetate 1
A resin varnish was dissolved in 100 g, and 1000 g of toluene and 1000 g of hexane were mixed and stirred for 30 minutes and then allowed to stand to obtain a concentrated phase having a large amount of high molecular weight components in the lower layer portion. The concentrated phase was separated and dried under reduced pressure to obtain an alkali-soluble novolak resin having a reduced low molecular weight component (hereinafter, this resin is referred to as "resin 2"). When the Mw of resin 2 was measured,
It was 13,000, and the weight ratio of the low molecular weight component having a molecular weight of 2,000 or less was 3% by weight. The dissolution time in the alkaline developer was 1,000 seconds / μm or more.

【0017】合成例2 合成例1と同様のセパラブルフラスコに、 m−クレゾール 324.5g p−クレゾール 249.6g 3,5−キシレノール 116.5g 37重量%ホルマリン 353.6g 蓚 酸 2.24g を仕込み、合成例1と同様の合成条件で樹脂を得た(以
下、この樹脂を「樹脂3」とする)。樹脂3のMwを測
定したところ、5,500であり、分子量2,000以
下の低分子量成分の重量比率は32重量%であった。ま
た、アルカリ現像液に対する溶解時間は、35秒/μm
であった。樹脂3を合成例1と同様の溶解分別法により
処理し、低分子量成分の削減されたアルカリ可溶性ノボ
ラツク樹脂が得られた(以下、この樹脂を「樹脂4」と
する)。樹脂4のMwを測定したところ、6,800で
あり、分子量2,000以下の低分子量成分の重量比率
は4重量%であった。また、アルカリ現像液に対する溶
解時間は、1,000秒/μm以上であった。
Synthesis Example 2 In a separable flask similar to that used in Synthesis Example 1, m-cresol 324.5 g p-cresol 249.6 g 3,5-xylenol 116.5 g 37% by weight formalin 353.6 g oxalic acid 2.24 g. A resin was prepared, and a resin was obtained under the same synthesis conditions as in Synthesis Example 1 (hereinafter, this resin is referred to as “resin 3”). When the Mw of the resin 3 was measured, it was 5,500, and the weight ratio of the low molecular weight component having a molecular weight of 2,000 or less was 32% by weight. The dissolution time in an alkaline developer is 35 seconds / μm.
Met. Resin 3 was treated by the same dissolution fractionation method as in Synthesis Example 1 to obtain an alkali-soluble novolak resin having a reduced low molecular weight component (hereinafter, this resin is referred to as “resin 4”). When the Mw of the resin 4 was measured, it was 6,800, and the weight ratio of the low molecular weight component having a molecular weight of 2,000 or less was 4% by weight. The dissolution time in the alkaline developer was 1,000 seconds / μm or more.

【0018】合成例3 合成例1と同様のセパラブルフラスコに、 m−クレゾール 162.0g p−クレゾール 324.0g 2,5−キシレノール 183.0g 37重量%ホルマリン 384.3g 蓚 酸 2.24g を仕込み、合成例1と同様の合成条件で樹脂を得た(以
下、この樹脂を「樹脂5」とする)。樹脂5のMwを測
定したところ、4,200であり、分子量2,000以
下の低分子量成分の重量比率は28重量%であった。ま
た、アルカリ現像液に対する溶解時間は、42秒/μm
であった。樹脂5を合成例1と同様の溶解分別法により
処理し、低分子量成分の削減されたアルカリ可溶性ノボ
ラツク樹脂が得られた(以下、この樹脂を「樹脂6」と
する)。樹脂6のMwを測定したところ、5,500で
あり、分子量2,000以下の低分子量成分の重量比率
は3重量%であった。また、アルカリ現像液に対する溶
解時間は、1,000秒/μm以上であった。
Synthesis Example 3 A separable flask similar to that used in Synthesis Example 1 was charged with m-cresol 162.0 g p-cresol 324.0 g 2,5-xylenol 183.0 g 37% by weight formalin 384.3 g oxalic acid 2.24 g. A resin was prepared, and a resin was obtained under the same synthesis conditions as in Synthesis Example 1 (hereinafter, this resin is referred to as “resin 5”). When the Mw of the resin 5 was measured, it was 4,200, and the weight ratio of the low molecular weight component having a molecular weight of 2,000 or less was 28% by weight. The dissolution time in an alkaline developer is 42 seconds / μm.
Met. Resin 5 was treated by the same dissolution fractionation method as in Synthesis Example 1 to obtain an alkali-soluble novolak resin with reduced low molecular weight components (hereinafter, this resin is referred to as “resin 6”). When the Mw of the resin 6 was measured, it was 5,500, and the weight ratio of the low molecular weight component having a molecular weight of 2,000 or less was 3% by weight. The dissolution time in the alkaline developer was 1,000 seconds / μm or more.

【0019】合成例4 合成例1と同様のセパラブルフラスコに、 p−クレゾール 71.3g 37重量%ホルマリン 67.3g 水 200.0g 水酸化ナトリウム 1.2g を仕込み、セパラブルフラスコを油浴に浸し、還流温度
で撹はんしながら2時間重縮合を行った。その後、反応
系内から水を除き、ジフェニルエーテル800mlを投
入し、250℃で縮合水を除きながら2時間撹はんを行
った。次に、冷却後、反応系内にメタノール500ml
を入れ、沈殿物をろ別しメタノールで洗浄精製し、フェ
ノール類環状化合物(上記の構造式(I)においてR1
=CH3、R2=H、n=4)を得た(以下、このフェノ
ール類環状化合物を「環状化合物a」とする)。
Synthesis Example 4 A separable flask similar to that used in Synthesis Example 1 was charged with p-cresol 71.3 g, 37 wt% formalin 67.3 g water 200.0 g sodium hydroxide 1.2 g, and the separable flask was placed in an oil bath. Soaking and polycondensation were carried out for 2 hours while stirring at reflux temperature. Then, water was removed from the reaction system, 800 ml of diphenyl ether was added, and the mixture was stirred at 250 ° C. for 2 hours while removing condensed water. Next, after cooling, 500 ml of methanol was added to the reaction system.
Is charged, the precipitate is filtered off, washed with methanol and purified, and a phenolic cyclic compound (in the above structural formula (I), R 1
= Give CH 3, R 2 = H, n = 4) (hereinafter, to the phenol cyclic compound "cyclic compounds a").

【0020】合成例5 合成例1と同様のセパラブルフラスコに、 p−tert−ブチルフェノール 100.0g 37重量%ホルマリン 67.3g 水 200.0g 水酸化ナトリウム 1.2g を仕込み、合成例4と同様に合成と精製を行ってフェノ
ール類環状化合物を得た(以下、このフェノール類環状
化合物(上記の構造式(I)において、R1=C(C
33、R2=H、n=4)を「環状化合物b」とす
る)。合成例1と同様のセパラブルフラスコに、 環状化合物b 20.0g ニトロメタン 0.7g 塩化アルミニウム 21.6g トルエン 400.0g を仕込み、40℃で3時間反応させた。その後、氷水2
00gを投入し反応を停止させた。有機相を取り出しエ
バポレータにより溶媒を除去した後、カラムクロマト分
離によりフェノール類環状化合物(上記の構造式(I)
においてR1=H、R2=H、n=4)を得た(以下、こ
のフェノール類環状化合物を「環状化合物c」とす
る)。
Synthesis Example 5 A separable flask similar to that used in Synthesis Example 1 was charged with p-tert-butylphenol 100.0 g 37% by weight formalin 67.3 g water 200.0 g sodium hydroxide 1.2 g. To give a phenolic cyclic compound (hereinafter, this phenolic cyclic compound (in the above structural formula (I), R 1 = C (C
H 3 ) 3 , R 2 = H, and n = 4) are referred to as “cyclic compound b”). A separable flask similar to that used in Synthesis Example 1 was charged with 20.0 g of cyclic compound b, 0.7 g of nitromethane, 21.6 g of aluminum chloride and 400.0 g of toluene, and reacted at 40 ° C. for 3 hours. After that, ice water 2
The reaction was stopped by adding 00 g. After taking out the organic phase and removing the solvent with an evaporator, the phenolic cyclic compound (the above structural formula (I)
R 1 = H, R 2 = H, n = 4) was obtained (hereinafter, this phenolic cyclic compound is referred to as “cyclic compound c”).

【0021】実施例1 樹脂2を14g、環状化合物cを6g、2,4,7−ト
リヒドロキシ−2,4,4−トリメチルフラバン1.0
モルと1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル
クロリド2.3モルとの縮合物(以下、「1,2−キノ
ンジアジドI」とする)4gをエチルセロソルブアセテ
ート80gに溶解させた後、孔径0.2μmのメンブラ
ンフィルタでろ過し、ポジ型レジストを調製した。得ら
れた溶液をシリコンウエハー上に、(株)大日本スクリ
ーン製D−SPINを用いて塗布、90℃で90秒間プ
リベークし、膜厚1.22μmのレジスト膜を形成し、
レジスト特性の試験を行った。結果を表1に示す。
Example 1 14 g of Resin 2, 6 g of cyclic compound c, 1.0 of 2,4,7-trihydroxy-2,4,4-trimethylflavan
4 g of a condensate of 2.3 mol of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride (hereinafter referred to as "1,2-quinonediazide I") was dissolved in 80 g of ethyl cellosolve acetate, and the pore size was adjusted to 0. A positive resist was prepared by filtering with a 2 μm membrane filter. The obtained solution was applied on a silicon wafer using D-SPIN manufactured by Dainippon Screen Co., Ltd. and prebaked at 90 ° C. for 90 seconds to form a resist film having a thickness of 1.22 μm.
The resist characteristics were tested. The results are shown in Table 1.

【0022】実施例2 実施例1において、樹脂2の代りに樹脂4を用いた以外
は、実施例1と同様にしてポジ型レジストを調製し、レ
ジスト特性の試験を行った。結果を表1に示す。
Example 2 A positive resist was prepared in the same manner as in Example 1 except that the resin 4 was used instead of the resin 2, and the resist characteristics were tested. The results are shown in Table 1.

【0023】実施例3 実施例1において、樹脂2の代りに樹脂6を用いた以外
は、実施例1と同様にしてポジ型レジストを調製し、レ
ジスト特性の試験を行った。結果を表1に示す。
Example 3 A positive resist was prepared in the same manner as in Example 1 except that the resin 6 was used in place of the resin 2, and the resist characteristics were tested. The results are shown in Table 1.

【0024】実施例4 樹脂4を14g、環状化合物cを6g、ジ(4−ヒドロ
キシフェニル)[4−(1−(4−ヒドロキシフェニ
ル)−1−メチルエチル)フエニル]エタン1.0モル
と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロ
リド3.0モルとの縮合物(以下、「1,2−キノンジ
アジドII」とする)を4gをエチルセロソルブアセテ
ート80gに溶解させた後、実施例1と同様にしてポジ
型レジストを調製し、レジスト特性の試験を行った。結
果を表1に示す。
Example 4 14 g of Resin 4, 6 g of cyclic compound c, 1.0 mol of di (4-hydroxyphenyl) [4- (1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl) phenyl] ethane After dissolving 4 g of a condensate with 3.0 mol of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride (hereinafter, referred to as "1,2-quinonediazide II") in 80 g of ethyl cellosolve acetate, Example 1 and Similarly, a positive resist was prepared and the resist characteristics were tested. The results are shown in Table 1.

【0025】実施例5 樹脂4を16g、環状化合物aを4g、1,2−キノン
ジアジドIを4gをエチルセロソルブアセテート80g
に溶解させた後、実施例1と同様にしてポジ型レジスト
を調製し、レジスト特性の試験を行った。結果を表1に
示す。
Example 5 16 g of Resin 4, 4 g of cyclic compound a, 4 g of 1,2-quinonediazide I and 80 g of ethyl cellosolve acetate
After being dissolved in, a positive resist was prepared in the same manner as in Example 1 and the resist characteristics were tested. The results are shown in Table 1.

【0026】比較例1 樹脂3を20g、1,2−キノンジアジドIを4gをエ
チルセロソルブアセテート80gに溶解させた後、実施
例1と同様にしてポジ型レジストを調製し、レジスト特
性の試験を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 1 After dissolving 20 g of Resin 3 and 4 g of 1,2-quinonediazide I in 80 g of ethyl cellosolve acetate, a positive resist was prepared in the same manner as in Example 1 and the resist characteristics were tested. It was The results are shown in Table 1.

【0027】比較例2 樹脂5を20g、1,2−キノンジアジドIを4gをエ
チルセロソルブアセテート80gに溶解させた後、実施
例1と同様にしてポジ型レジストを調製し、レジスト特
性の試験を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 2 After dissolving 20 g of Resin 5 and 4 g of 1,2-quinonediazide I in 80 g of ethyl cellosolve acetate, a positive resist was prepared in the same manner as in Example 1 and the resist characteristics were tested. It was The results are shown in Table 1.

【0028】比較例3 樹脂5を14g、環状化合物cを6g、1,2−キノン
ジアジドIを4gをエチルセロソルブアセテート80g
に溶解させた後、実施例1と同様にしてポジ型レジスト
を調製し、レジスト特性の試験を行った。結果を表1に
示す。
Comparative Example 3 14 g of Resin 5, 6 g of cyclic compound c, 4 g of 1,2-quinonediazide I and 80 g of ethyl cellosolve acetate
After being dissolved in, a positive resist was prepared in the same manner as in Example 1 and the resist characteristics were tested. The results are shown in Table 1.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明の感光性樹脂組成物は、感度、解
像度、耐熱性に優れ、高集積回路を作製するためのポジ
型レジストに好適であり、これによって好ましい特性の
レジスト像を得ることができる。
The photosensitive resin composition of the present invention is excellent in sensitivity, resolution and heat resistance and is suitable as a positive resist for producing a highly integrated circuit, whereby a resist image having preferable characteristics can be obtained. You can

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルカリ可溶性ノボラック樹脂およびキ
ノンジアジド化合物を含有する感光性樹脂組成物におい
て、該アルカリ可溶性ノボラック樹脂のポリスチレン換
算分子量2000以下の低分子量成分が30〜100重
量%除去されており、かつ、下記構造式(I)で表わさ
れるフェノール類環状化合物を含有してなる感光性樹脂
組成物。 【化1】 (R1は、水素、アルキル基またはアルコキシ基を表わ
し、R2は、水素、アルキル基、アルコキシ基またはフ
ェニル基を表わし、R1とR2とは同一であってもよく、
nは、4〜8の整数を表わす。)
1. A photosensitive resin composition containing an alkali-soluble novolac resin and a quinonediazide compound, wherein 30 to 100% by weight of a low molecular weight component having a polystyrene-equivalent molecular weight of 2000 or less of the alkali-soluble novolac resin is removed, and A photosensitive resin composition comprising a phenolic cyclic compound represented by the following structural formula (I). [Chemical 1] (R 1 represents hydrogen, an alkyl group or an alkoxy group, R 2 represents hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group or a phenyl group, and R 1 and R 2 may be the same,
n represents an integer of 4 to 8. )
【請求項2】 請求項1記載の感光性樹脂組成物の塗膜
を露光、現像するレジスト像の製造法。
2. A method for producing a resist image, which comprises exposing and developing a coating film of the photosensitive resin composition according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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