JPH0519465A - Pattern forming method - Google Patents

Pattern forming method

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JPH0519465A
JPH0519465A JP19355791A JP19355791A JPH0519465A JP H0519465 A JPH0519465 A JP H0519465A JP 19355791 A JP19355791 A JP 19355791A JP 19355791 A JP19355791 A JP 19355791A JP H0519465 A JPH0519465 A JP H0519465A
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acid
cresol
weight
solution
novolak resin
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Toshihiko Takahashi
俊彦 高橋
Yukitomo Nichima
征智 日馬
Kenji Yanagihara
健児 柳原
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Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To form a resist pattern with excellent pattern shape and throughput without causing undercut. CONSTITUTION:A resist pattern is formed with a radiation sensitive resin compsn. contg. 1,2-quinonediazidosulfonic ester of novolak resin obtd. by polycondensing a cresol mixture contg. m-cresol and p-cresol with formaldehyde, having 1,000-10,000 weight average mol.wt. (expressed in terms of polystyrene) and contg. >=13wt.% low mol.wt. component having <600mol.wt. (expressed in terms of polystyrene).

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、酸素プラズマエッチン
グを用いるドライ現像によるパターン形成方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern forming method by dry development using oxygen plasma etching.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、IC、LSI等の半導体素子の製
造工程では、その加工されるべき基材上にポリイソプレ
ンの環化物にビスアジドを混合したネガ型ホトレジスト
やノボラック樹脂にキノンジアジド化合物を混合したポ
ジ型ホトレジスト等の感放射線性樹脂組成物を塗布し、
水銀灯のg線(波長436mn)やi線(365nm)
を用いて露光し、現像液にて現像することによりパター
ンを形成するホトリソグラフィ法が採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacturing process of semiconductor devices such as IC and LSI, a quinonediazide compound is mixed with a negative photoresist or novolac resin in which a bisazide is mixed with a cyclized product of polyisoprene is mixed on a substrate to be processed. Applying a radiation-sensitive resin composition such as a positive photoresist,
Mercury lamp g-line (wavelength 436nm) and i-line (365nm)
A photolithography method is used in which a pattern is formed by exposing the film to light and developing with a developing solution.

【0003】しかし、近年ではLSIが更に微細化し、
基板上に形成されるべきパターンの最少寸法が1μm以
下の領域に入りつつあり、このような寸法領域では、現
像液を現像に用いる従来のホトリソグラフィ法を使用し
ても、特に段差構造を有する基板が使用される場合、露
光時の光の反射の影響や露光系における焦点深度の浅さ
等の問題のために十分な解像ができないという問題が発
生する。
However, in recent years, LSIs have become finer,
The minimum size of a pattern to be formed on a substrate is entering a region of 1 μm or less. In such a size region, even if a conventional photolithography method using a developing solution is used, a step structure is particularly formed. When a substrate is used, there is a problem that sufficient resolution cannot be achieved due to the influence of light reflection during exposure and the problem of shallow depth of focus in the exposure system.

【0004】このような問題を解決する方法としてホト
リソグラフィ法において現像液を用いて現像する代り
に、異方性酸素プラズマ等のガスプラズマを用いてエッ
チングすることによりドライ現像し、レジストパターン
を形成する方法が知られている。
As a method for solving such a problem, instead of developing using a developing solution in photolithography, dry development is performed by etching using gas plasma such as anisotropic oxygen plasma to form a resist pattern. It is known how to do it.

【0005】特開昭61−107346号公報には、光
活性化合物と混合または結合させたポリマーを含む感光
性樹脂層を基材に塗布し、前記の層が該層の照射される
部分が可視光または紫外線に露光されたとき、シリル化
剤が前記の照射された部分に選択的に拡散できる性質を
有するものであり;前記の感光性樹脂層を、該層の選ば
れた部分のみを露光させるマスクを通して紫外線または
可視光線に露光し;
In Japanese Patent Laid-Open No. 61-107346, a photosensitive resin layer containing a polymer mixed or combined with a photoactive compound is coated on a substrate, and the layer is visible in the irradiated portion of the layer. When exposed to light or ultraviolet light, the silylating agent has the property of being capable of selectively diffusing to the irradiated portion; exposing the photosensitive resin layer to only selected portions of the layer. Exposing to UV or visible light through a mask that allows;

【0006】前記の感光性樹脂層をシリル化剤で処理
し、それによって前記のシリル化剤を選択的に前記のコ
ーティング(感光性樹脂層)の照射された部分に吸収さ
せて前記の照射された部分と反応を起こさせ;そして、
The photosensitive resin layer is treated with a silylating agent, whereby the silylating agent is selectively absorbed in the irradiated portion of the coating (photosensitive resin layer) and is exposed to the irradiation. React with the part that has

【0007】かように処理された感光性樹脂層をプラズ
マエッチングによりドライ現像してその非照射部分を選
択的に除去し、所望のネガ図形を得る方法が記載されて
いる。
A method for obtaining a desired negative pattern by dry-developing the photosensitive resin layer thus treated by plasma etching to selectively remove the non-irradiated portion is described.

【0008】この方法によれば、紫外線または可視光線
に照射された部分に吸収されたシリル化剤が酸素プラズ
マに対する耐性が非常に高いため、異方性の高い酸素プ
ラズマでエッチングを行なうことにより急峻な側壁を持
つレジストパターンを得ることができ、従って微細なパ
ターンを解像できることが知られている。
According to this method, since the silylating agent absorbed in the portion irradiated with ultraviolet rays or visible rays has a very high resistance to oxygen plasma, it is possible to obtain a sharpness by etching with oxygen plasma having high anisotropy. It is known that a resist pattern having various side walls can be obtained, and thus a fine pattern can be resolved.

【0009】しかし、最近、プラズマエッチング後の断
面形状を観察すると、アンダーカットと呼ばれるパター
ン断面の上部の線幅よりも中央部付近の線幅が細くなる
現象(以下、この現象を「アンダーカット」と称する)
が問題となってきた。この様なアンダーカットが発生す
ると、ウェーハを破壊せずにレジストパターンと基板が
接する部分の寸法を測定することが困難なため、レジス
トパターンを保護膜として下地の基板を加工する際に加
工後のパターンの寸法を予測することが著しく困難とな
り、得られる半導体素子の性能の信頼性や分留りが大幅
に低下する問題を生じる。また、前記のパターン形成方
法において、用いられている従来の感放射線性樹脂の感
度が低いため、ウェーハ1枚当たりの露光時間が長くな
り、露光のスループットが低下する問題が生じる。
However, recently, when observing the cross-sectional shape after plasma etching, a phenomenon called undercut in which the line width near the central portion is thinner than the line width at the upper portion of the pattern cross section (hereinafter, this phenomenon is referred to as "undercut"). Called)
Has become a problem. When such an undercut occurs, it is difficult to measure the dimension of the part where the resist pattern and the substrate contact without destroying the wafer.Therefore, when processing the underlying substrate using the resist pattern as a protective film, It becomes extremely difficult to predict the dimension of the pattern, and there arises a problem that the reliability and the yield of the performance of the obtained semiconductor element are significantly reduced. Further, in the above-mentioned pattern forming method, since the sensitivity of the conventional radiation-sensitive resin used is low, the exposure time per wafer becomes long, which causes a problem that the exposure throughput decreases.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、パタ
ーン形成方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、アンダーカットが生じない、パターン形状およびス
ループットの優れたレジストパターン形成方法を提供す
ることにある。本発明のさらに他の目的および利点は以
下の説明から明らかとなろう。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pattern forming method. Another object of the present invention is to provide a resist pattern forming method which is free from undercutting and has an excellent pattern shape and throughput. Further objects and advantages of the present invention will be apparent from the following description.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、 (1). m−クレゾールとp−クレゾールとを含有する
混合クレゾールとホルムアルデヒドとを重縮合して得ら
れ、ポリスチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」
と称する)が1,000〜10,000でありそしてポリ
スチレン換算分子量が600未満の低分子量成分を13
重量%以上含有するノボラック樹脂の1,2−キノンジ
アジドスルホン酸エステルを含有する感放射線性樹脂組
成物を層状に塗布し、
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are obtained by (1). Polycondensing mixed cresol containing m-cresol and p-cresol with formaldehyde. And polystyrene-reduced weight average molecular weight (hereinafter, “Mw”)
Is 1,000 to 10,000 and a polystyrene-equivalent molecular weight of less than 600 is 13
A layer of a radiation-sensitive resin composition containing a 1,2-quinonediazide sulfonic acid ester of a novolac resin, which is contained in an amount of at least wt.

【0012】(2). 選ばれた部分のみに放射線を照射
し、(3). シリル化剤蒸気で処理してシリル化剤を選
択的に放射線照射部に吸収させて反応させ、そして (4). 該層を異方性酸素プラズマエッチングによりド
ライ現像して該層の放射線非照射部分を選択的に除去す
る、 ことを特徴とするレジストパターン形成方法によって達
成される。
(2). Irradiate only selected portions with radiation, and (3). Treat with vapor of silylating agent to selectively absorb the silylating agent in the radiation-exposed portion to react, and (4). ). The resist pattern formation method is characterized in that the layer is dry-developed by anisotropic oxygen plasma etching to selectively remove the non-irradiated portion of the layer.

【0013】本発明で用いられるノボラック樹脂の1,
2−キノンジアジドスルホン酸エステルは、ノボラック
樹脂と1,2−キノンジアジドスルホニルハライドを適
当な縮合溶媒中で塩基性触媒の存在下に縮合させて得ら
れる。
One of the novolac resins used in the present invention,
The 2-quinonediazidesulfonic acid ester is obtained by condensing a novolak resin and 1,2-quinonediazidesulfonyl halide in the presence of a basic catalyst in a suitable condensation solvent.

【0014】ここでノボラック樹脂は、m−クレゾール
とp−クレゾールを主成分として含有する混合クレゾー
ルとホルムアルデヒドを酸触媒下に縮合して合成され
る。その際、m−クレゾールとp−クレゾールは予め混
合状態でホルムアルデヒドと一緒にしてもよく、あるい
は別個にホルムアルデヒドと一緒にして反応系内で一緒
にしてもよい。いずれの場合も混合クレゾールの範囲に
包含されると理解すべきである。
Here, the novolac resin is synthesized by condensing mixed cresol containing m-cresol and p-cresol as main components and formaldehyde under an acid catalyst. At that time, m-cresol and p-cresol may be mixed with formaldehyde in advance in a mixed state, or may be separately mixed with formaldehyde and combined in the reaction system. It should be understood that both cases fall within the scope of mixed cresols.

【0015】ここで混合クレゾール中のm−クレゾール
の割合は、好ましくは40〜90重量%であり、より好
ましくは50〜80重量%である。また、p−クレゾー
ルの割合は、好ましくは10〜60重量%であり、より
好ましくは20〜50重量%である。m−クレゾールの
割合が40重量%未満の場合、後記のレジストパターン
形成時に使用するシリル化剤との反応が進行しにくくな
り、解像度が低下する傾向にある。一方、m−クレゾー
ルの割合が90重量%を超えると、得られるレジストパ
ターンのアンダーカットが大きくなる傾向にある。ホル
ムアルデヒドの使用量は、混合クレゾール1モル当り、
好ましくは0.6〜2モル、特に好ましくは0.6〜1.
2モルである。
The proportion of m-cresol in the mixed cresol is preferably 40 to 90% by weight, more preferably 50 to 80% by weight. The proportion of p-cresol is preferably 10 to 60% by weight, more preferably 20 to 50% by weight. When the proportion of m-cresol is less than 40% by weight, the reaction with the silylating agent used in the formation of a resist pattern, which will be described later, becomes difficult to proceed, and the resolution tends to decrease. On the other hand, when the proportion of m-cresol exceeds 90% by weight, the undercut of the obtained resist pattern tends to increase. The amount of formaldehyde used is 1 mole of mixed cresol,
It is preferably 0.6 to 2 mol, particularly preferably 0.6 to 1.
2 mol.

【0016】酸触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸、蟻
酸、蓚酸、酢酸等が使用される。酸触媒の使用量は、混
合クレゾール1モル当たり、1×10-4〜1×10-1
ルが好ましい。
As the acid catalyst, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, formic acid, oxalic acid, acetic acid, etc. are used. The amount of the acid catalyst used is preferably 1 × 10 −4 to 1 × 10 −1 mol per mol of mixed cresol.

【0017】重縮合に際し、反応媒質として水が有利に
用いられるが、使用する混合クレゾールがホルムアルデ
ヒドの水溶液に溶解せず、反応初期から不均一系になる
場合には、反応媒質として親水性溶媒を使用することも
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、プロパノール、ブタノール等
のアルコール類、およびテトラヒドロフラン、ジオキサ
ン等の環状エーテル類が挙げられる。
In the polycondensation, water is advantageously used as a reaction medium, but when the mixed cresol used is not dissolved in the aqueous formaldehyde solution and becomes a heterogeneous system from the initial stage of the reaction, a hydrophilic solvent is used as a reaction medium. It can also be used. Examples of the hydrophilic solvent used at this time include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, and cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane.

【0018】これらの反応媒質の使用量は、反応原料1
00重量部当たり、20〜1000重量部が好ましい。
The amount of these reaction media used is such that the reaction raw material 1
20 to 1000 parts by weight is preferable per 00 parts by weight.

【0019】重縮合の反応温度は、反応原料の反応性に
応じて適宜調整することができるが、好ましくは10〜
200℃、より好ましくは70〜150℃である。重縮
合反応終了後、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、一般的には内温を130〜
230℃に上昇させ、減圧下に揮発分を留去する。また
必要に応じて反応系を水で洗浄した後、上記のように内
温を上昇させ、減圧下に揮発分を留去することもでき
る。
The reaction temperature of the polycondensation can be appropriately adjusted depending on the reactivity of the reaction raw materials, but is preferably 10 to 10.
200 degreeC, More preferably, it is 70-150 degreeC. After completion of the polycondensation reaction, in order to remove the unreacted raw materials, the acid catalyst and the reaction medium existing in the system, the internal temperature is generally set to 130 to
The temperature is raised to 230 ° C., and the volatile matter is distilled off under reduced pressure. If necessary, the reaction system may be washed with water, and then the internal temperature may be raised as described above to distill off the volatile matter under reduced pressure.

【0020】上記のようにして得られるノボラック樹脂
のMwは、1,000〜10,000であり、好ましくは
1,000〜8,000であり、特に好ましくは1,00
0〜6,000である。Mwが10,000を超えるとア
ンダーカットが生じパターン形状が悪化する。また、該
樹脂のポリスチレン換算分子量が600未満の低分子量
成分の含有量は13重量%以上であり、好ましくは15
重量%以上、特に好ましくは18〜60重量%である。
低分子量成分の含有量が13重量%未満だと感度が低下
し露光のスループットが低下する。
The Mw of the novolak resin obtained as described above is 1,000 to 10,000, preferably 1,000 to 8,000, and particularly preferably 1.00.
It is 0 to 6,000. When Mw exceeds 10,000, undercutting occurs and the pattern shape deteriorates. The content of low molecular weight component having a polystyrene reduced molecular weight of less than 600 in the resin is 13% by weight or more, and preferably 15%.
It is at least wt%, particularly preferably 18 to 60 wt%.
If the content of the low molecular weight component is less than 13% by weight, the sensitivity is lowered and the exposure throughput is lowered.

【0021】上記ノボラック樹脂と縮合される1,2−
キノンジアジドスルホニルハライドとしては、例えば
1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロリ
ド、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−6−スルホニ
ルクロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スル
ホニルブロミド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−
スルホニルブロミド、1,2−ナフトキノンジアジド−
6−スルホニルブロミド等の1,2−ナフトキノンジア
ジドスルホニルハライド;および1,2−ベンゾキノン
ジアジド−4−スルホニルクロリド、1,2−ベンゾキ
ノンジアジド−5−スルホニルクロリド、1,2−ベン
ゾキノンジアジド−6−スルホニルクロリド、1,2−
ベンゾキノンジアジド−4−スルホニルブロミド、1,
2−ベンゾキノンジアジド−5−スルホニルブロミド、
1,2−ベンゾキノンジアジド−6−スルホニルブロミ
ド等の1,2−ベンゾキノンジアジドスルホニルハライ
ドを挙げることができる。これらのうち1,2−ナフト
キノンジアジド−4−スルホニルクロリドおよび1,2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリドが好
ましい。
1,2-condensed with the above novolak resin
Examples of the quinonediazide sulfonyl halide include 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinonediazide-6-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinonediazide- 4-sulfonyl bromide, 1,2-naphthoquinonediazide-5-
Sulfonyl bromide, 1,2-naphthoquinonediazide-
1,2-naphthoquinone diazide sulfonyl halides such as 6-sulfonyl bromide; and 1,2-benzoquinone diazide-4-sulfonyl chloride, 1,2-benzoquinone diazide-5-sulfonyl chloride, 1,2-benzoquinone diazide-6-sulfonyl Chloride, 1,2-
Benzoquinonediazide-4-sulfonyl bromide, 1,
2-benzoquinonediazide-5-sulfonylbromide,
Mention may be made of 1,2-benzoquinonediazidesulfonyl halides such as 1,2-benzoquinonediazide-6-sulfonylbromide. Of these, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride and 1,2
-Naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride is preferred.

【0022】前記ノボラック樹脂と1,2−キノンジア
ジドスルホニルハライドとの縮合割合は、ノボラック樹
脂100重量部当たり、好ましくは1,2−キノンジア
ジドスルホニル基が1〜60重量部、より好ましくは5
〜50重量部、特に好ましくは10〜40重量部になる
割合である。1,2−キノンジアジドスルホニル基が1
重量部未満であると、1,2−キノンジアジドスルホニ
ル基の熱分解による活性種とノボラック樹脂の分子鎖間
および該活性種と1,2−キノンジアジドスルホニル基
の間の架橋反応は多くは起こらない。このため、放射線
非照射部分の密度が小さくなり、そのため後記のレジス
トパターンの形成時に使用するシリル化剤が容易に拡散
して反応するようになって放射線照射部と放射線非照射
部とで異方性酸素プラズマによるドライエッチング速度
に差をつけることができ難くなりパターニングが困難と
なる傾向がある。
The condensation ratio between the novolak resin and the 1,2-quinonediazidesulfonyl halide is preferably 1 to 60 parts by weight of 1,2-quinonediazidesulfonyl group, more preferably 5 parts by weight per 100 parts by weight of the novolak resin.
˜50 parts by weight, particularly preferably 10 to 40 parts by weight. 1,2-quinonediazidesulfonyl group is 1
If the amount is less than parts by weight, the crosslinking reaction between the active species and the molecular chain of the novolak resin and between the active species and the 1,2-quinonediazidesulfonyl group due to thermal decomposition of the 1,2-quinonediazidesulfonyl group does not occur much. For this reason, the density of the non-radiation-exposed portion becomes small, so that the silylating agent used at the time of forming a resist pattern described later easily diffuses and reacts, and the radiation-irradiated portion and the non-irradiated portion are anisotropic. It is difficult to make a difference in the dry etching rate by the reactive oxygen plasma, and patterning tends to be difficult.

【0023】一方、60重量部を超えると短時間の放射
線照射では1,2−キノンジアジドスルホニル基の大半
が未だそのままの形で残存するためシリル化剤を吸収さ
せ反応させるときの加熱処理中に1,2−キノンジアジ
ドスルホン酸エステルの分子間で熱架橋反応が進行し、
その後のシリル化剤処理でシリル化剤が十分には吸収さ
れにくい傾向がある。この為放射線照射部分のドライエ
ッチング耐性が十分でなくパターニングが困難となる傾
向がある。
On the other hand, if the amount exceeds 60 parts by weight, most of the 1,2-quinonediazidosulfonyl group remains in its original form in a short-time irradiation, so that the amount of the 1,2-quinonediazidesulfonyl group is 1 during the heat treatment when absorbing and reacting the silylating agent. The thermal cross-linking reaction proceeds between the molecules of 2,2-quinonediazide sulfonate,
The subsequent silylating agent treatment tends to make it difficult for the silylating agent to be sufficiently absorbed. For this reason, the radiation-irradiated portion has insufficient dry etching resistance, and patterning tends to be difficult.

【0024】また、縮合反応で使用される縮合溶媒とし
ては、例えばアセトン、ジオキサン、乳酸エチル、酢酸
エチル、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート、メチルセロソル
ブアセテート、プロピルセロソルブアセテート、ブチル
セロソルブアセテート、アセトニトリル、メチルエチル
ケトン、ジイソブチルケトン、メチルイソブチルケトン
等を挙げることができ、通常、ノボラック樹脂および
1,2−キノンジアジドスルホニルハライドの総量10
0重量部当たり100〜10,000重量部、好ましく
は200〜3,000重量部使用される。なお、縮合反
応の際、生成する塩基とハロゲンの塩を溶媒中に溶解さ
せるために、必要に応じて水を加えることもできる。加
える水の量は縮合溶媒100重量部に対して1〜10重
量部である。
As the condensation solvent used in the condensation reaction, for example, acetone, dioxane, ethyl lactate, ethyl acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl cellosolve acetate, propyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, acetonitrile, Methyl ethyl ketone, diisobutyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like can be mentioned. Usually, the total amount of novolak resin and 1,2-quinonediazidesulfonyl halide is 10
100 to 10,000 parts by weight, preferably 200 to 3,000 parts by weight, are used per 0 parts by weight. In addition, in the condensation reaction, water may be added, if necessary, in order to dissolve the generated salt of the base and the halogen in the solvent. The amount of water added is 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the condensation solvent.

【0025】また、縮合反応で使用される塩基性触媒と
しては、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、重炭酸水素ナトリウム、
炭酸水素カリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属塩;
トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリブチル
アミン、モノエタノールアミン、ピリジン等のアミン
類;水酸化アンモニウム、トリメチルアンモニウム等の
アンモニウム塩およびアンモニア等を挙げることがで
き、1,2−キノンジアジドスルホニルハライドのモル
数の0.1〜10倍を使用するのが好ましく、0.5〜
2.0倍のモル数がより好ましく使用される。縮合反応
は、好ましくは5〜50℃、より好ましくは10〜40
℃の温度で行なわれる。反応時間は15分〜10時間が
好ましく、より好ましくは30分〜5時間程度である。
As the basic catalyst used in the condensation reaction, sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydrogen carbonate,
Alkali metal salts such as potassium hydrogen carbonate and potassium carbonate;
Examples thereof include amines such as triethylamine, triethanolamine, tributylamine, monoethanolamine and pyridine; ammonium salts such as ammonium hydroxide and trimethylammonium, and ammonia. The number of moles of 1,2-quinonediazidesulfonyl halide is 0. It is preferable to use 0.1 to 10 times, 0.5 to
A 2.0-fold molar number is more preferably used. The condensation reaction is preferably 5 to 50 ° C., more preferably 10 to 40.
It is carried out at a temperature of ° C. The reaction time is preferably 15 minutes to 10 hours, more preferably about 30 minutes to 5 hours.

【0026】本発明で用いられる組成物には、放射線照
射部分がシリル化剤とより反応し易くする為に有機酸、
有機酸塩、有機酸ハロゲニドまたは放射線の照射により
酸を発生する物質(以下、「酸発生物質」という)を含
有させることもできる。
The composition used in the present invention contains an organic acid in order to facilitate the reaction of the irradiated portion with the silylating agent.
An organic acid salt, an organic acid halogenide, or a substance that generates an acid upon irradiation with radiation (hereinafter, referred to as “acid generator”) can be included.

【0027】ここで有機酸としては、例えば芳香族スル
ホン酸または芳香族カルボン酸を好適なものとして挙げ
ることができる。好ましくはナフタレンスルホン酸、ナ
フタレンカルボン酸、ジアゾキノンスルホン酸およびジ
アゾキノンカルボン酸である。これらの例としては、例
えば1−ナフタレンスルホン酸、2−ナフタレンスルホ
ン酸、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン
酸、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸、
1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホン酸、1,2
−ナフトキノンジアジド−7−スルホン酸、1,2−ナ
フトキノンジアジド−8−スルホン酸、2,1−ナフト
キノンジアジド−4−スルホン酸、2,1−ナフトキノ
ンジアジド−5−スルホン酸、2,1−ナフトキノンジ
アジド−6−スルホン酸、2,1−ナフトキノンジアジ
ド−7−スルホン酸、2,1−ナフトキノンジアジド−
8−スルホン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−3−
スルホン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−4−スル
ホン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−5−スルホン
酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−6−スルホン酸、
1−ナフタレンカルボン酸、2−ナフタレンカルボン
酸、1,2−ナフトキノンジアジド−4−カルボン酸、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−カルボン酸、1,2
−ナフトキノンジアジド−6−カルボン酸、1,2−ナ
フトキノンジアジド−7−カルボン酸、1,2−ナフト
キノンジアジド−8−カルボン酸、2,1−ナフトキノ
ンジアジド−4−カルボン酸、2,1−ナフトキノンジ
アジド−5−カルボン酸、2,1−ナフトキノンジアジ
ド−6−カルボン酸、2,1−ナフトキノンジアジド−
7−カルボン酸、2,1−ナフトキノンジアジド−8−
カルボン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−3−カル
ボン酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−4−カルボン
酸、1,2−ベンゾキノンジアジド−5−カルボン酸お
よび1,2−ベンゾキノンジアジド−6−カルボン酸を
挙げることができる。
Here, as the organic acid, for example, aromatic sulfonic acid or aromatic carboxylic acid can be preferably mentioned. Preferred are naphthalenesulfonic acid, naphthalenecarboxylic acid, diazoquinonesulfonic acid and diazoquinonecarboxylic acid. Examples of these include 1-naphthalenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid,
1,2-naphthoquinonediazide-6-sulfonic acid, 1,2
-Naphthoquinonediazide-7-sulfonic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-8-sulfonic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid, 2,1-naphtho Quinonediazide-6-sulfonic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-7-sulfonic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-
8-sulfonic acid, 1,2-benzoquinonediazide-3-
Sulfonic acid, 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid, 1,2-benzoquinonediazide-5-sulfonic acid, 1,2-benzoquinonediazide-6-sulfonic acid,
1-naphthalenecarboxylic acid, 2-naphthalenecarboxylic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-4-carboxylic acid,
1,2-naphthoquinonediazide-5-carboxylic acid, 1,2
-Naphthoquinonediazide-6-carboxylic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-7-carboxylic acid, 1,2-naphthoquinonediazide-8-carboxylic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-4-carboxylic acid, 2,1-naphtho Quinonediazide-5-carboxylic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-6-carboxylic acid, 2,1-naphthoquinonediazide
7-carboxylic acid, 2,1-naphthoquinonediazide-8-
Carboxylic acid, 1,2-benzoquinonediazide-3-carboxylic acid, 1,2-benzoquinonediazide-4-carboxylic acid, 1,2-benzoquinonediazide-5-carboxylic acid and 1,2-benzoquinonediazide-6-carboxylic acid Can be mentioned.

【0028】また、有機酸塩および有機酸ハロゲニドと
しては、例えば上記有機酸のアンモニウム塩、アミン塩
およびこれらの酸に対応する酸ハロゲニドを挙げること
ができる。これらのうち特に好ましくは、下記式(1)
で示されるジアゾキノン化合物が用いられる。
Examples of the organic acid salts and organic acid halogenides include ammonium salts, amine salts of the above organic acids and acid halogenides corresponding to these acids. Of these, particularly preferred is the following formula (1)
The diazoquinone compound represented by is used.

【0029】[0029]

【化1】 [Chemical 1]

【0030】酸発生物質は、紫外線、遠紫外線、X線、
電子線、可視光等の放射線が照射されることにより酸を
発生する物質である。ここで、発生する酸は、例えばス
ルホン酸、リン酸、ヨウ素酸、ジアゾ酸、ハロゲン化水
素等の無機酸;またはニトロベンジルスルホン酸、シア
ノベンジルスルホン酸、ニトロベンジルカルボン酸、シ
アノベンジルカルボン酸、ニトロベンジルリン酸、シア
ノベンジルリン酸、ニトロベンジル硝酸、シアノベンジ
ル硝酸等の有機酸である。
Acid generating substances include ultraviolet rays, deep ultraviolet rays, X-rays,
It is a substance that generates an acid when irradiated with radiation such as an electron beam and visible light. Here, the generated acid is, for example, an inorganic acid such as sulfonic acid, phosphoric acid, iodic acid, diazo acid, hydrogen halide; or nitrobenzyl sulfonic acid, cyanobenzyl sulfonic acid, nitrobenzyl carboxylic acid, cyanobenzyl carboxylic acid, Organic acids such as nitrobenzyl phosphoric acid, cyanobenzyl phosphoric acid, nitrobenzyl nitric acid and cyanobenzyl nitric acid.

【0031】このような酸発生物質としては、例えばス
ルホニウム、ホスホニウム、ヨウドニウム、ジアゾニウ
ム等のオニウム塩;ニトロベンジルハライド;ハロゲン
化炭化水素;ニトロベンジルスルホン酸フェニル、ニト
ロベンジルスルホン酸ナフトル、o−ニトロベンジル−
9,10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネー
ト、p−ニトロベンジル−9,10−ジエトキシアント
ラセン−2−スルホネート、o−ニトロベンジル−9,
10−ジメトキシアントラセン−2−スルホネート、p
−ニトロベンジル−9,10−ジメトキシアントラセン
−2−スルホネート、o−ニトロベンジル−9,10−
ジプロポキシアントラセン−2−スルホネート、p−ニ
トロベンジル−9,10−ジプロポキシアントラセン−
2−スルホネート等のニトロベンジルスルホン酸エステ
ル;ベンゾイントシレート、2−メチルベンゾイントシ
レート等のベンゾインスルホン酸エステル;シアノベン
ジルスルホン酸フェニル、シアノベンジルスルホン酸ナ
フトル等のシアノベンジルスルホン酸エステル;ニトロ
ベンジルカルボン酸フェニル、ニトロベンジルカルボン
酸ナフトル等のニトロベンジルカルボン酸エステル;
Examples of such an acid generator include onium salts such as sulfonium, phosphonium, iodonium and diazonium; nitrobenzyl halides; halogenated hydrocarbons; phenyl nitrobenzyl sulfonate, naphthyl nitrobenzyl sulfonate, o-nitrobenzyl. −
9,10-diethoxyanthracene-2-sulfonate, p-nitrobenzyl-9,10-diethoxyanthracene-2-sulfonate, o-nitrobenzyl-9,
10-dimethoxyanthracene-2-sulfonate, p
-Nitrobenzyl-9,10-dimethoxyanthracene-2-sulfonate, o-nitrobenzyl-9,10-
Dipropoxyanthracene-2-sulfonate, p-nitrobenzyl-9,10-dipropoxyanthracene-
Nitrobenzyl sulfonates such as 2-sulfonates; Benzoin sulfonates such as benzoin tosylate and 2-methylbenzointosylate; Cyanobenzyl sulfonates such as phenyl cyanobenzyl sulfonate and naphthobenzyl naphthol; Nitrobenzyl carboxylic acid Acid phenyl, nitrobenzylcarboxylic acid naphthol and other nitrobenzylcarboxylic acid esters;

【0032】シアノベンジルカルボン酸フェニル、シア
ノベンジルカルボン酸ナフトルなどのシアノベンジルカ
ルボン酸エステル;ニトロベンジルリン酸フェニル、ニ
トロベンジルリン酸ナフトル等のニトロベンジルリン酸
エステル;シアノベンジルリン酸フェニル、シアノベン
ジルリン酸ナフトル等のシアノベンジルリン酸エステ
ル;ニトロベンジル硝酸フェニル、ニトロベンジル硝酸
ナフトル等のニトロベンジル硝酸エステル;シアノベン
ジル硝酸フェニル、シアノベンジル硝酸ナフトル等のシ
アノベンジル硝酸エステルが挙げられる。
Phenyl cyanobenzyl carboxylic acid, cyanobenzyl carboxylic acid naphthol and other cyanobenzyl carboxylic acid esters; nitrobenzyl phosphoric acid phenyl, nitrobenzyl phosphoric acid naphthol and other nitrobenzyl phosphoric acid esters; cyanobenzyl phosphoric acid phenyl, cyanobenzyl phosphorus Examples thereof include cyanobenzyl phosphate such as acid naphthol; nitrobenzyl nitrate such as phenyl nitrobenzyl nitrate and naphthyl nitrate naphthol; cyanobenzyl nitrate such as phenyl cyanobenzyl nitrate and naphthonitrile nitrate.

【0033】これらの有機酸、有機酸塩、有機酸ハロゲ
ニドおよび酸発生物質は、ノボラック樹脂の1,2−キ
ノンジアジドスルホン酸エステル100重量部に対し、
好ましくは0.1〜20重量部、特に好ましくは0.5〜
10重量部の割合で用いられる。
These organic acids, organic acid salts, organic acid halogenides and acid generators are added to 100 parts by weight of 1,2-quinonediazide sulfonic acid ester of novolak resin.
Preferably 0.1 to 20 parts by weight, particularly preferably 0.5 to
It is used in a proportion of 10 parts by weight.

【0034】本発明の組成物には、乾燥塗膜形成後のス
トリエーション等の塗布性を改良するために界面活性剤
等を配合することもできる。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、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエ
ーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテ
ル、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、エフトップEF301、
EF303、EF352(新秋田化成(株)製)、メガ
ファックF171、F172、F173(大日本インキ
(株)製)、アサヒガートAG710(旭硝子(株)
製)、フロラードFC430、同FC431(住友スリ
ーエム(株)製)、サーフロンS−382、SC10
1、SC102、SC103、SC104、SC10
5、SC106(旭硝子(株)製)、オルガノシロキサ
ンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、アク
リル酸系またはメタクリル酸系(共)重合体ポリフロー
No.75、No.90、No.95、WS(共栄社油脂
化学工業(株)製)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、ノボラック樹脂の1,2−キノ
ンジアジドスルホン酸エステル100重量部当たり、好
ましくは2重量部以下、より好ましくは0.005〜1
重量部である。
The composition of the present invention may contain a surfactant or the like in order to improve coating properties such as striation after the formation of a dry coating film. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, Ftop EF301. ,
EF303, EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Megafac F171, F172, F173 (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), Asahi Gart AG710 (Asahi Glass Co., Ltd.)
Manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd., Surflon S-382, SC10
1, SC102, SC103, SC104, SC10
5, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), acrylic acid-based or methacrylic acid-based (co) polymer polyflow No. 75, No. 90, No. 95, WS (manufactured by Kyoeisha Oil and Fat Chemical Co., Ltd.) and the like can be mentioned. The content of these surfactants is preferably 2 parts by weight or less, more preferably 0.005 to 1 part by weight per 100 parts by weight of the 1,2-quinonediazide sulfonic acid ester of the novolak resin.
Parts by weight.

【0035】本発明で用いられる組成物には、さらに放
射線照射部の潜像を可視化させたり、放射線照射時のハ
レーションの影響を少なくするために染料、顔料、紫外
線吸収剤等を配合することができる。好ましい染料また
は顔料は、例えばネオペンゲルブ075(バスフ社
製)、ネオザポンゲルブ073(同)、ソルベントイエ
ロー162、SOTイエロー3(保土谷化学工業(株)
製)、マクロレックスイエロー(バイエル社製)、ハイ
ドロキシアゾベンゼン等を挙げることができる。
The composition used in the present invention may further contain a dye, a pigment, an ultraviolet absorber, etc. in order to visualize the latent image in the radiation irradiated area and to reduce the effect of halation during radiation irradiation. it can. Preferred dyes or pigments are, for example, Neopengelb 075 (manufactured by Basuf), Neozapongelb 073 (same), Solvent Yellow 162, SOT Yellow 3 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.).
Manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), Macrolex Yellow (manufactured by Bayer), and hydroxyazobenzene.

【0036】また、好ましい紫外線吸収剤としては、例
えば2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)
−ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−5′
−t−ブチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−
(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルフェ
ニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−
ヒドロキシ−3′−t−ブチル−5′−メチルフェニ
ル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒ
ドロキシ−3′,5′−ジ−t−アミルフェニル)−ベ
ンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,
5′−ジ−t−ブチルフェニル)−ベンゾトリアゾー
ル、2−(2′−ヒドロキシ−5′−t−ブチルフェニ
ル)−ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−
5′−t−オクチルフェニル)−ベンゾトリアゾール等
が挙げられる。さらに、本発明で用いられる組成物に
は、必要に応じて保存安定剤、消泡剤等も配合すること
ができる。
Further, a preferable ultraviolet absorber is, for example, 2- (2'-hydroxy-5'-methylphenyl).
-Benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-5 '
-T-butylphenyl) -benzotriazole, 2-
(2'-Hydroxy-3 ', 5'-di-t-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2'-
Hydroxy-3'-t-butyl-5'-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3 ', 5'-di-t-amylphenyl) -benzotriazole, 2- ( 2'-hydroxy-3 ',
5'-di-t-butylphenyl) -benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-5'-t-butylphenyl) -benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-
5'-t-octylphenyl) -benzotriazole and the like can be mentioned. Furthermore, the composition used in the present invention may contain a storage stabilizer, an antifoaming agent, etc., if necessary.

【0037】本発明で用いられる組成物は、上記ノボラ
ック樹脂の1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル
と前記の各種添加剤とを有機溶剤に溶解させることによ
り固形分濃度が5〜50重量%に調製され、例えば孔径
0.2μm程度のフィルタで瀘過される。
The composition used in the present invention is prepared to have a solid content concentration of 5 to 50% by weight by dissolving the 1,2-quinonediazide sulfonic acid ester of the above novolak resin and the above-mentioned various additives in an organic solvent. For example, it is filtered with a filter having a pore size of about 0.2 μm.

【0038】ここで使用される有機溶剤としては、例え
ばエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレン
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、ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエ
チレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコ
ールメチルエーテルアセテート、メチルセロソルブアセ
テート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソル
ブアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シク
ロペンタノン、アセトニルアセトン、アセトフェノン、
イソホロン、ベンジルエチルエーテル、1,2−ジブト
キシエタン、ジヘキシルエーテル、カプロン酸、カプリ
ル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、1−デカノ
ール、ベンジルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、
酢酸イソアミル、2−エチルヘキシルアセテート、酢酸
ベンジル、安息香酸ベンジル、蓚酸ジエチル、蓚酸ジブ
チル、マロン酸ジエチル、乳酸エチル、乳酸メチル、乳
酸プロピル、乳酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メ
チル、3−メトキシプロピオン酸エチル、マレイン酸ジ
メチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、フ
タル酸ジブチル、フタル酸ジメチル、炭酸エチレン、炭
酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、ジメチルイミダゾ
リジノン等を挙げることができる。このようにして調製
された組成物は回転塗布、流し塗布、ロール塗布等によ
りシリコンウェーハ等に塗布することができる。
Examples of the organic solvent used here include ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, and methyl cellosolve acetate. , Ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, acetonylacetone, acetophenone,
Isophorone, benzyl ethyl ether, 1,2-dibutoxyethane, dihexyl ether, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, 1-decanol, benzyl alcohol, ethyl acetate, butyl acetate,
Isoamyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, benzyl benzoate, diethyl oxalate, dibutyl oxalate, diethyl malonate, ethyl lactate, methyl lactate, propyl lactate, butyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate , Dimethyl maleate, diethyl maleate, dibutyl maleate, dibutyl phthalate, dimethyl phthalate, ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, and dimethylimidazolidinone. The composition thus prepared can be applied to a silicon wafer or the like by spin coating, flow coating, roll coating or the like.

【0039】基板上に塗布された組成物は、溶媒を除去
するため、プレベーク処理を例えば70〜130℃の温
度で行なう。その後、基板上のレジスト層に、例えばパ
ターンを通して選ばれた部分のみに、放射線、例えば紫
外線、遠紫外線、X線、電子線、可視光等を照射する。
The composition applied on the substrate is prebaked at a temperature of, for example, 70 to 130 ° C. in order to remove the solvent. Then, the resist layer on the substrate is irradiated with radiation, for example, only ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, electron beams, visible light, etc., in a portion selected through a pattern.

【0040】放射線の照射により、放射線照射部におい
て、ノボラック樹脂の1,2−キノンジアジドスルホン
酸エステルの1,2−キノンジアジドスルホニル基が分
解され、また酸発生物質が含まれる場合は酸が生成され
る。次いで必要に応じ基板を加熱処理する。このときの
加熱処理は、120〜200℃の温度において行なうの
が好ましい。この加熱処理により放射線未照射部分に存
在する1,2−キノンジアジドスルホニル基とノボラッ
ク樹脂および1,2−キノンジアジドスルホニル基どう
しが反応して、分子鎖に架橋構造が形成される。一方放
射線照射部分では、既に1,2−キノンジアジドスルホ
ニル基が大半分解しているため、架橋構造の形成は放射
線未照射部分に較べて極めて少ない。
By the irradiation of radiation, the 1,2-quinonediazidesulfonyl group of the 1,2-quinonediazide sulfonic acid ester of the novolak resin is decomposed in the irradiation portion, and an acid is generated when an acid-generating substance is contained. .. Then, the substrate is heat-treated if necessary. The heat treatment at this time is preferably performed at a temperature of 120 to 200 ° C. By this heat treatment, the 1,2-quinonediazidesulfonyl group existing in the unirradiated portion reacts with the novolac resin and the 1,2-quinonediazidesulfonyl group to form a crosslinked structure in the molecular chain. On the other hand, since most of the 1,2-quinonediazidesulfonyl group has already been decomposed in the radiation-exposed portion, the formation of a crosslinked structure is extremely small compared to the non-radiation-exposed portion.

【0041】次いで、シリル化剤で処理することによっ
て、放射線照射部分はシリル化剤を吸収し、反応する
が、放射線未照射部分は架橋構造のため、シリル化剤を
吸収し、反応することが強く抑制され、ドライエッチン
グ耐性のネガ型潜像が形成される。
Next, by treatment with a silylating agent, the radiation-exposed portion absorbs the silylating agent and reacts, but the non-radiation-exposed portion absorbs the silylating agent and reacts because of the crosslinked structure. A negative latent image that is strongly suppressed and is resistant to dry etching is formed.

【0042】有用なシリル化剤としては、例えばテトラ
クロロシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジク
ロロシラン、メチルトリクロロシラン、トリメチルブロ
モシラン、トリメチルヨードシラン、トリフェニルクロ
ロシラン、ヘキサメチルジシラザン、1,1,3,3−テ
トラメチルジシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ヘキ
サフェニルジシラザン、1,3−ビス(クロロメチル)
−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、N−トリメ
チルシリルイミダゾール、N−トリメチルシリルアセト
アミド、N−トリメチルシリルジメチルアミン、N−ト
リメチルシリルジエチルアミン、ヘキサメチルシランジ
アミン、N,O−ビス(トリエチルシリル)アセトイミ
ド、N,N′−ビス(トリメチルシリル)尿素、N,N′
−ジフェニル−N−(トリメチルシリル)尿素等を挙げ
ることができる。シリル化剤による感放射線性樹脂層の
処理温度は、感放射線性樹脂層の組成と使用されるシリ
ル化剤の種類および処理時間によって決められ、好まし
くは0〜250℃の間で選択することができ、より好ま
しくは140〜200℃である。
Examples of useful silylating agents include, for example, tetrachlorosilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, trimethylbromosilane, trimethyliodosilane, triphenylchlorosilane, hexamethyldisilazane, 1,1,3,3. -Tetramethyldisilazane, heptamethyldisilazane, hexaphenyldisilazane, 1,3-bis (chloromethyl)
-1,1,3,3-Tetramethyldisilazane, N-trimethylsilylimidazole, N-trimethylsilylacetamide, N-trimethylsilyldimethylamine, N-trimethylsilyldiethylamine, hexamethylsilanediamine, N, O-bis (triethylsilyl) acetimide , N, N'-bis (trimethylsilyl) urea, N, N '
-Diphenyl-N- (trimethylsilyl) urea and the like can be mentioned. The treatment temperature of the radiation-sensitive resin layer with the silylating agent is determined by the composition of the radiation-sensitive resin layer, the type of the silylating agent used and the treatment time, and is preferably selected from 0 to 250 ° C. It is possible, and it is more preferably 140 to 200 ° C.

【0043】上記のようにシリル化剤による処理を施し
た後、乾式現像、例えば異方性酸素プラズマエッチング
により現像することにより所望のネガ型パターンが得ら
れる。
After the treatment with the silylating agent as described above, a desired negative pattern is obtained by dry development, for example, anisotropic oxygen plasma etching.

【0044】[0044]

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を詳述するが、本
発明はこれらの実施例により何ら制約されるものではな
い。以下の実施例において諸特性は次のように評価し
た。
The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples, various characteristics were evaluated as follows.

【0045】ポリスチレン換算分子量:ゲル浸透クロマ
トグラフィー(GPC)でポリスチレン換算分子量を求
めた。測定条件は、東ソー(株)製高速GPC装置HL
C−802A、ディテクターはRI、カラムは東ソー
(株)製TSK−GEL G4000H8、G3000
H8、G2000H8×2本、溶出溶媒はTHF、流速
は1.2ml/min、カラム温度は40℃、試料濃度
は0.02g/10ml(THF)で求めた。
Polystyrene-equivalent molecular weight: The polystyrene-equivalent molecular weight was determined by gel permeation chromatography (GPC). High-speed GPC device HL manufactured by Tosoh Corporation
C-802A, detector is RI, column is Tosoh Corp. TSK-GEL G4000H8, G3000
H8, G2000H8 × 2, the elution solvent was THF, the flow rate was 1.2 ml / min, the column temperature was 40 ° C., and the sample concentration was 0.02 g / 10 ml (THF).

【0046】なお、ポリスチレン換算分子量が600以
下に相当する低分子量成分の重量%は、得られたクロマ
トグラムの面積をS1、ポリスチレン換算分子量が60
0以下の部分の面積をS2としたとき、下記式より求め
られる値である。 W=(S2/S1)×100
The weight% of the low-molecular-weight component corresponding to a polystyrene-equivalent molecular weight of 600 or less has an area of the obtained chromatogram of S 1 , and a polystyrene-equivalent molecular weight of 60.
It is a value obtained from the following equation, where S 2 is the area of 0 or less. W = (S 2 / S 1 ) × 100

【0047】アンダーカット:レジストパターン断面を
走査形電子顕微鏡にて観察した。アンダーカットの度合
いは図1および図2に示したa、bの寸法比b/aによ
って表わすことができる。ここで、aはレジストパター
ン上部の最も太い部分の寸法、bはアンダーカットのた
めに最も細くなった部分の寸法である。なお、測定は設
計が0.6μmのラインアンドスペースのパターンで行
なった。
Undercut: The cross section of the resist pattern was observed with a scanning electron microscope. The degree of undercut can be expressed by the dimensional ratio b / a of a and b shown in FIGS. Here, a is the dimension of the thickest part above the resist pattern, and b is the dimension of the thinnest part due to undercut. The measurement was performed with a line-and-space pattern having a design of 0.6 μm.

【0048】最適露光量:マスク寸法が0.6μmパタ
ーンにおいて、図1のaの寸法が0.6μmとなる露光
量を最適露光量とした。
Optimal exposure dose: In a pattern having a mask size of 0.6 μm, the exposure dose at which the size of FIG.

【0049】実施例1 (1)攪拌機、冷却管および温度計を装着したフラスコ
にm−クレゾール303g、p−クレゾール130g、
37重量%ホルムアルデヒド水溶液276gおよびシュ
ウ酸2水和物0.756gを仕込んだ。攪拌しながら、
フラスコを油浴に浸し、内温を100℃に保持しなが
ら、1時間反応させた。その後水500gを加え攪拌
し、2分間静置し、上層の水、未反応モノマー、未反応
ホルムアルデヒドおよびシュウ酸を除去する処理を2回
繰り返した。さらに油浴温度を180℃まで上げ2時間
攪拌した後、フラスコ内を減圧にして、残留する水、未
反応クレゾール、ホルムアルデヒドおよびシュウ酸を除
いた。次いで、溶融したノボラック樹脂を室温に戻して
回収した。得られたノボラック樹脂のMwは1600で
あり、低分子量成分は36重量%であった。
Example 1 (1) 303 g of m-cresol and 130 g of p-cresol were placed in a flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer.
276 g of 37% by weight formaldehyde aqueous solution and 0.756 g of oxalic acid dihydrate were charged. While stirring
The flask was immersed in an oil bath and allowed to react for 1 hour while maintaining the internal temperature at 100 ° C. Thereafter, 500 g of water was added and stirred, and the mixture was left standing for 2 minutes, and the treatment of removing water, unreacted monomer, unreacted formaldehyde and oxalic acid in the upper layer was repeated twice. After further raising the oil bath temperature to 180 ° C. and stirring for 2 hours, the pressure inside the flask was reduced to remove residual water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid. Next, the molten novolac resin was returned to room temperature and collected. The Mw of the obtained novolak resin was 1600, and the low molecular weight component was 36% by weight.

【0050】(2)(1)で得られたノボラック樹脂1
00g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニ
ルクロリド36.4gおよび水77.6gを2300gの
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
(以下「PGMA」と称する)に溶解した後、8重量%
のトリエチルアミンのPGMA溶液188.6gを加
え、攪拌して90分間反応させた。その後、1規定塩酸
を14.92ml加え20分間攪拌し、次いで水1lを
加え攪拌した後、静置し水層と有機層を分離した。水層
を廃棄した後、同様の水洗操作をさらに2回行ない、反
応溶液中に残存しているトリエチルアミン塩酸塩、トリ
エチルアミンおよび塩酸を除去した。次いで、反応液か
ら減圧下でPGMAおよび水を除去し、部分的にエステ
ル化されたノボラック樹脂(以下、「エステル化ノボラ
ック樹脂」と称する)を128g得た。
(2) Novolak resin 1 obtained in (1)
After dissolving 00 g, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride 36.4 g and water 77.6 g in 2300 g propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter referred to as "PGMA"), 8 wt%
188.6 g of a PGMA solution of triethylamine in 1 was added, and the mixture was stirred and reacted for 90 minutes. Thereafter, 14.92 ml of 1N hydrochloric acid was added, and the mixture was stirred for 20 minutes, then 1 l of water was added and stirred, and then allowed to stand still to separate an aqueous layer and an organic layer. After discarding the aqueous layer, the same water washing operation was performed twice more to remove the triethylamine hydrochloride, triethylamine and hydrochloric acid remaining in the reaction solution. Then, PGMA and water were removed from the reaction solution under reduced pressure to obtain 128 g of a partially esterified novolak resin (hereinafter referred to as "esterified novolak resin").

【0051】(3)(2)で得られたエステル化ノボラ
ック樹脂20gをPGMA50gに溶解した。次いで
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸0.2g
を1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン0.8gに溶解
し、この溶液をエステル化ノボラック樹脂溶液に攪拌し
ながら徐々に加え均一な溶液になるまで攪拌した。次に
界面活性剤メガファックF172(大日本インキ(株)
製)の2重量%PGMA溶液を0.2g加え攪拌した。
その後孔径0.2μmのメンブランフィルターで濾過し
組成物の溶液を調製した。
(3) 20 g of the esterified novolak resin obtained in (2) was dissolved in 50 g of PGMA. Then 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid 0.2 g
Was dissolved in 0.8 g of 1,3-dimethyl-2-imidazolidone, and this solution was gradually added to the esterified novolak resin solution with stirring and stirred until a uniform solution was obtained. Next, surfactant Megafac F172 (Dainippon Ink and Co., Ltd.)
0.2 g of a 2% by weight PGMA solution prepared in (Production) was added and stirred.
Then, the solution of the composition was prepared by filtering with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm.

【0052】(4)(3)で得られた溶液をシリコンウ
ェーハ上にスピンナーで塗布した後、120℃で90秒
間ホットプレート上でプリベークして膜厚1.5μmの
レジスト膜を形成した。次いでこれを(株)ニコン製ス
テッパーNSR1755G7Aを用いパターンマスクを
介して露光した。その後露光したシリコンウェーハを1
70℃で3分間真空中でベークし(これを「シリル化前
ベーク」と称する)さらに基板を170℃でベークしな
がら4分間ヘキサメチルジシラザン蒸気で処理した。
(4) The solution obtained in (3) was applied onto a silicon wafer with a spinner and then prebaked at 120 ° C. for 90 seconds on a hot plate to form a resist film having a thickness of 1.5 μm. Next, this was exposed through a pattern mask using a stepper NSR1755G7A manufactured by Nikon Corporation. Then expose the exposed silicon wafer to 1
The substrate was baked in vacuum at 70 ° C. for 3 minutes (referred to as “pre-silylation bake”), and the substrate was treated with hexamethyldisilazane vapor for 4 minutes while baking at 170 ° C.

【0053】上記シリコンウェーハをマグネトロン増強
型反応性イオンエッチング装置(MRC社製ARIES
−C)に装着し、異方性酸素プラズマエッチングにより
ドライ現像しレジストパターンを形成した。このときの
エッチング条件は以下の通りである。 RFパワー:1000W、 酸素流量:70SCCM、 圧力:4mtorr、 エッチング時間:2分30秒、
A magnetron-enhanced reactive ion etching system (MARC Inc. ARIES
-C), and dry development was performed by anisotropic oxygen plasma etching to form a resist pattern. The etching conditions at this time are as follows. RF power: 1000 W, oxygen flow rate: 70 SCCM, pressure: 4 mtorr, etching time: 2 minutes 30 seconds,

【0054】(5)ドライ現像後のパターンプロファイ
ルを観察したところb/a=0.99とアンダーカット
がほとんど無い良好なパターンが得られた。また、最適
露光量は150mJ/cm2であった。
(5) When the pattern profile after dry development was observed, a good pattern with almost no undercut was obtained with b / a = 0.99. The optimum exposure amount was 150 mJ / cm 2 .

【0055】比較例1 (1)実施例1(1)と同様のフラスコにp−t−ブチ
ルフェノール120g、フェノール300g、パラホル
ムアルデビト86g、37重量%ホルムアルデヒド水溶
液105gおよびシュウ酸2水和物4.5gを仕込ん
だ。攪拌しながら、フラスコを油浴に浸し、内温を10
0℃に保持しながら3時間反応させた。その後油浴温度
を190℃まで上げ、同時にフラスコ内を減圧にして、
水、未反応フェノール類、ホルムアルデヒドおよびシュ
ウ酸を除いた。次いで、溶融したノボラック樹脂を室温
に戻して回収した。得られたノボラック樹脂のMwは1
4,200であり、低分子量成分は13.9重量%であっ
た。
Comparative Example 1 (1) 120 g of pt-butylphenol, 300 g of phenol, 86 g of paraformaldebito, 105 g of 37% by weight formaldehyde aqueous solution and 105 g of oxalic acid dihydrate were placed in the same flask as in Example 1 (1). 5g was charged. While stirring, soak the flask in an oil bath and adjust the internal temperature to 10
The reaction was carried out for 3 hours while maintaining the temperature at 0 ° C. After that, the oil bath temperature was raised to 190 ° C, and the pressure inside the flask was reduced at the same time.
Water, unreacted phenols, formaldehyde and oxalic acid were removed. Next, the molten novolac resin was returned to room temperature and collected. The Mw of the obtained novolak resin is 1
4,200 and the low molecular weight component was 13.9% by weight.

【0056】(2)(1)で得られたノボラック樹脂2
5g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル
クロリド9.1gおよび水33gを660gのPGMA
に溶解した後、8重量%のトリエチルアミンのPGMA
溶液47.15gを加え攪拌し90分間反応させた。そ
の後、1規定塩酸を3.73ml加え20分間攪拌し、
次いで水250mlを加え攪拌した後、静置して水層と
有機層を分離した。水層を廃棄した後、同様の水洗操作
をさらに2回行ない反応溶液中に残存しているトリエチ
ルアミン塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去し
た。その後、反応液から減圧下でPGMAおよび水を除
去し、エステル化ノボラック樹脂を32g得た。
(2) Novolak resin 2 obtained in (1)
5 g, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride 9.1 g and water 33 g 660 g PGMA
8% by weight of triethylamine PGMA after dissolution in
A solution (47.15 g) was added and the mixture was stirred and reacted for 90 minutes. After that, 3.73 ml of 1N hydrochloric acid was added and stirred for 20 minutes,
Next, 250 ml of water was added and the mixture was stirred and then left to stand to separate an aqueous layer and an organic layer. After discarding the aqueous layer, the same water washing operation was performed twice more to remove triethylamine hydrochloride, triethylamine and hydrochloric acid remaining in the reaction solution. Then, PGMA and water were removed from the reaction solution under reduced pressure to obtain 32 g of esterified novolac resin.

【0057】(3)(2)で得られたエステル化ノボラ
ック樹脂を用いて実施例1(3)と同様に組成物の溶液
を調製した。 (4)実施例1(4)と同様にレジストパターンを形成
した。 (5)ドライ現像後のパターンプロファイルを観察した
ところb/a=0.80とアンダーカットが大きいこと
が分かった。また最適露光量は140mJ/cm2であ
った。
(3) A solution of the composition was prepared in the same manner as in Example 1 (3) using the esterified novolac resin obtained in (2). (4) A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). (5) When the pattern profile after dry development was observed, it was found that the undercut was large with b / a = 0.80. The optimum exposure amount was 140 mJ / cm 2 .

【0058】実施例2 (1)実施例1(1)と同様のフラスコにm−クレゾー
ル389g、p−クレゾール43g、37重量%ホルム
アルデヒド水溶液308gおよびシュウ酸2水和物0.
756gを仕込んだ。攪拌しながら、フラスコを油浴に
浸し、内温を110℃に保持しながら、2時間反応させ
た。その後油浴温度を180℃まで上げ、同時にフラス
コ内を減圧にして、水、未反応クレゾール、ホルムアル
デヒドおよびシュウ酸を除いた。次いで、溶融したノボ
ラック樹脂を室温に戻して回収した。 得られたノボラ
ック樹脂のMwは3800であり、低分子量成分は22
重量%であった。
Example 2 (1) In the same flask as in Example 1 (1), 389 g of m-cresol, 43 g of p-cresol, 308 g of a 37% by weight aqueous formaldehyde solution and oxalic acid dihydrate.
756 g was charged. The flask was immersed in an oil bath with stirring, and the reaction was carried out for 2 hours while maintaining the internal temperature at 110 ° C. Thereafter, the oil bath temperature was raised to 180 ° C., and at the same time, the pressure inside the flask was reduced to remove water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid. Next, the molten novolac resin was returned to room temperature and collected. The Mw of the obtained novolak resin was 3800, and the low molecular weight component was 22.
% By weight.

【0059】(2)(1)で得られたノボラック樹脂を
用いて実施例1(2)と同様にエステル化ノボラック樹
脂を120g得た。 (3)(2)で得られたエステル化ノボラック樹脂を用
いて実施例1(3)と同様に組成物の溶液を調製した。
(2) Using the novolak resin obtained in (1), 120 g of an esterified novolak resin was obtained in the same manner as in Example 1 (2). (3) A solution of the composition was prepared in the same manner as in Example 1 (3) using the esterified novolak resin obtained in (2).

【0060】(4)(3)で得られた溶液を用いて実施
例1(4)と同様にレジストパターンを形成した。 (5)ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/
a=0.96で最適露光量は400mJ/cm2であっ
た。
(4) Using the solution obtained in (3), a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). (5) When the pattern after dry development was observed, b /
The optimum exposure amount was 400 mJ / cm 2 at a = 0.96.

【0061】実施例3 (1)実施例1(1)と同様のフラスコにm−クレゾー
ル216g、p−クレゾール216g、37重量%ホル
ムアルデヒド水溶液276gおよびシュウ酸2水和物
0.252gを仕込んだ。攪拌しながら、フラスコを油
浴に浸し、内温を110℃に保持しながら、2時間反応
させた。その後水600gを加え攪拌後3分間静置した
後上層の水、未反応クレゾール、ホルムアルデヒドおよ
びシュウ酸の懸濁液を除去した。さらに油浴温度を18
0℃まで上げ、同時にフラスコ内を減圧にして、水、未
反応クレゾール、ホルムアルデヒドおよびシュウ酸を除
いた。次いで、溶融したノボラック樹脂を室温に戻して
回収した。得られたノボラック樹脂のMwは2100で
あり、低分子量成分は31重量%であった。
Example 3 (1) 216 g of m-cresol, 216 g of p-cresol, 276 g of 37% by weight aqueous formaldehyde solution and 0.252 g of oxalic acid dihydrate were charged in the same flask as in Example 1 (1). The flask was immersed in an oil bath with stirring, and the reaction was carried out for 2 hours while maintaining the internal temperature at 110 ° C. Thereafter, 600 g of water was added, and the mixture was stirred and allowed to stand for 3 minutes, and then the suspension of water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid in the upper layer was removed. In addition, set the oil bath temperature to 18
Water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid were removed by raising the temperature to 0 ° C. and simultaneously reducing the pressure in the flask. Next, the molten novolac resin was returned to room temperature and collected. The Mw of the obtained novolak resin was 2100, and the low molecular weight component was 31% by weight.

【0062】(2)(1)で得られたノボラック樹脂を
用いて実施例1(2)と同様にエステル化ノボラック樹
脂を125g得た。 (3)(2)で得られたエステル化ノボラック樹脂を用
いて実施例1(3)と同様に組成物の溶液を調製した。 (4)(3)で得られた溶液を用いて実施例1(4)と
同様にレジストパターンを形成した。 (5)ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/
a=0.97で最適露光量は180mJ/cm2であっ
た。
(2) Using the novolak resin obtained in (1), 125 g of an esterified novolak resin was obtained in the same manner as in Example 1 (2). (3) A solution of the composition was prepared in the same manner as in Example 1 (3) using the esterified novolak resin obtained in (2). (4) Using the solution obtained in (3), a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). (5) When the pattern after dry development was observed, b /
The optimum exposure amount was 180 mJ / cm 2 at a = 0.97.

【0063】実施例4 (1)実施例1(1)と同様のフラスコにm−クレゾー
ル130g、p−クレゾール303g、37重量%ホル
ムアルデヒド水溶液260gおよびシュウ酸2水和物
0.756gを仕込んだ。攪拌しながら、フラスコを油
浴に浸し、内温を100℃に保持しながら、2時間反応
させた。その後水500gを加え攪拌後2分間静置した
後、上層の水、未反応クレゾール、ホルムアルデヒドお
よびシュウ酸の懸濁液を除去する操作を2回行なった。
さらに油浴温度を200℃まで上げ、2時間攪拌後フラ
スコ内を減圧にして、水、未反応クレゾール、ホルムア
ルデヒドおよびシュウ酸を除いた。次いで、溶融したノ
ボラック樹脂を室温に戻して回収した。得られたノボラ
ック樹脂のMwは2500であり、低分子量成分は30
重量%であった。
Example 4 (1) 130 g of m-cresol, 303 g of p-cresol, 260 g of 37% by weight aqueous formaldehyde solution and 0.756 g of oxalic acid dihydrate were charged in the same flask as in Example 1 (1). The flask was immersed in an oil bath with stirring, and the reaction was carried out for 2 hours while maintaining the internal temperature at 100 ° C. Thereafter, 500 g of water was added, and the mixture was stirred and allowed to stand for 2 minutes, and then the operation of removing the upper layer water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid suspension was performed twice.
The oil bath temperature was further raised to 200 ° C., and after stirring for 2 hours, the pressure inside the flask was reduced to remove water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid. Next, the molten novolac resin was returned to room temperature and collected. The Mw of the obtained novolak resin was 2500, and the low molecular weight component was 30.
% By weight.

【0064】(2)(1)で得られたノボラック樹脂を
用いて実施例1(2)と同様にエステル化ノボラック樹
脂を125g得た。 (3)(2)で得られたエステル化ノボラック樹脂を用
いて実施例1(3)と同様に組成物の溶液を調製した。
(2) Using the novolak resin obtained in (1), 125 g of an esterified novolak resin was obtained in the same manner as in Example 1 (2). (3) A solution of the composition was prepared in the same manner as in Example 1 (3) using the esterified novolak resin obtained in (2).

【0065】(4)(3)で得られた溶液を用いて実施
例1(4)と同様にレジストパターンを形成した。 (5)ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/
a=0.98であり、最適露光量は300mJ/cm2
あった。った。
(4) Using the solution obtained in (3), a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). (5) When the pattern after dry development was observed, b /
a = 0.98, and the optimum exposure amount was 300 mJ / cm 2 . It was.

【0066】実施例5 実施例1(1)で得られたノボラック樹脂25gと1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド1
0.6gおよび水35gを700gのPGMAに溶解し
た後、8重量%のトリエチルアミンのPGMA溶液5
4.9gを加え攪拌し90分間反応させた。その後、1
規定塩酸を4.34ml加え20分間攪拌し、次いで、
水250mlを加え攪拌した後、静置し水層と有機層を
分離した。水層を廃棄した後同様の水洗操作をさらに2
回行ない、反応溶液中に残存しているトリエチルアミン
塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去した。この
様に水洗した反応液を減圧下でPGMAおよび水を除去
しエステル化ノボラック樹脂を33g得た。
Example 5 25 g of the novolac resin obtained in Example 1 (1) and 1,
2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride 1
After dissolving 0.6 g and 35 g of water in 700 g of PGMA, a solution of 8% by weight of triethylamine in PGMA 5
4.9 g was added and stirred and reacted for 90 minutes. Then 1
Add 4.34 ml of normal hydrochloric acid and stir for 20 minutes, then
After adding 250 ml of water and stirring, the mixture was allowed to stand and the aqueous layer and the organic layer were separated. After discarding the water layer, perform the same water washing procedure as above.
This was repeated, and the triethylamine hydrochloride, triethylamine and hydrochloric acid remaining in the reaction solution were removed. PGMA and water were removed from the reaction solution thus washed with water under reduced pressure to obtain 33 g of an esterified novolak resin.

【0067】上記エステル化ノボラック樹脂を用いて実
施例1(3)と同様の方法で組成物の溶液を調製した。
次いで、実施例1(4)と同様にレジストパターンを形
成した。ドライ現像後のパターンを観察したところ、b
/a=0.99で最適露光量は200mJ/cm2であっ
た。
A solution of the composition was prepared in the same manner as in Example 1 (3) using the above esterified novolak resin.
Then, a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). Observation of the pattern after dry development revealed that
/A=0.99 and the optimum exposure amount was 200 mJ / cm 2 .

【0068】実施例6 実施例1(1)で得られたノボラック樹脂25gと1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド
7.5gおよび水20gを320gのPGMAに溶解し
た後、8重量%のトリエチルアミンのPGMA溶液3
8.8gを加え攪拌し90分間反応させた。その後、1
規定塩酸を3.07ml加え20分間攪拌し次いでPG
MA飽和水溶液250mlを加え攪拌した後、静置し水
層と有機層を分離した。水層を廃棄し、同様の水洗操作
をさらに2回行ない、反応溶液中に残存しているトリエ
チルアミン塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去
した。この様に水洗した反応液を減圧下でPGMAおよ
び水を除去しエステル化ノボラック樹脂を31g得た。
Example 6 25 g of the novolac resin obtained in Example 1 (1) and 1,
After dissolving 7.5 g of 2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride and 20 g of water in 320 g of PGMA, 8% by weight of a PGMA solution of triethylamine 3
8.8 g was added and stirred and reacted for 90 minutes. Then 1
Add 3.07 ml of normal hydrochloric acid, stir for 20 minutes, then PG
After 250 ml of a saturated MA aqueous solution was added and stirred, the mixture was allowed to stand and the aqueous layer and the organic layer were separated. The aqueous layer was discarded, and the same water washing operation was performed twice more to remove triethylamine hydrochloride, triethylamine and hydrochloric acid remaining in the reaction solution. PGMA and water were removed from the reaction solution washed with water in this manner under reduced pressure to obtain 31 g of an esterified novolak resin.

【0069】上記エステル化ノボラック樹脂を用いて、
実施例1(3)と同様に組成物の溶液を調製した。次い
で、実施例1(4)と同様にレジストパターンを形成し
た。ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/a
=0.99で最適露光量は100mJ/cm2であった。
Using the above esterified novolak resin,
A solution of the composition was prepared in the same manner as in Example 1 (3). Then, a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). Observation of the pattern after dry development revealed that b / a
== 0.99, the optimum exposure amount was 100 mJ / cm 2 .

【0070】実施例7 (1)実施例1(2)で得られたエステル化ノボラック
樹脂20gとp−ニトロベンジル−9,10−ジエトキ
シアントラセン−2−スルホネート0.6gをPGMA
60gに溶解した後、共栄社油脂化学工業(株)製ポリ
フローNo.90の10重量%PGMA溶液を0.2g加
え攪拌した。その後孔径0.2μmのメンブランフィル
ターで濾過し組成物の溶液を調製した。
Example 7 (1) 20 g of the esterified novolak resin obtained in Example 1 (2) and 0.6 g of p-nitrobenzyl-9,10-diethoxyanthracene-2-sulfonate were treated with PGMA.
After dissolving in 60 g, 0.2 g of a 10 wt% PGMA solution of Polyflow No. 90 manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo Co., Ltd. was added and stirred. Then, the solution of the composition was prepared by filtering with a membrane filter having a pore size of 0.2 μm.

【0071】次いで、実施例1(4)において、シリル
化前ベークおよびシリル化処理の温度を160℃とする
以外は同様にレジストパターンを形成した。ドライ現像
後のパターンを観察したところb/a=0.95で最適
露光量は220mJ/cm2であった。
Then, a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4) except that the pre-silylation baking and the silylation treatment were carried out at 160 ° C. When the pattern after dry development was observed, b / a = 0.95 and the optimum exposure amount was 220 mJ / cm 2 .

【0072】実施例8 (1)実施例1(2)で得られたエステル化ノボラック
樹脂20gと染料としてネオペンゲルプ075(バスフ
社製)0.6gをPGMA60gに溶解した。次いで1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸0.2gを
1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン0.8gに溶解
し、前記樹脂溶液に攪拌しながら徐々に加え均一な溶液
になるまで攪拌した。その後孔径0.2μmのメンブラ
ンフィルターで濾過しレジスト組成物の溶液を調製し
た。
Example 8 (1) 20 g of the esterified novolak resin obtained in Example 1 (2) and 0.6 g of Neo Pengelp 075 (manufactured by BASF) as a dye were dissolved in 60 g of PGMA. Then 1,
0.2 g of 2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid was dissolved in 0.8 g of 1,3-dimethyl-2-imidazolidone and gradually added to the resin solution while stirring, and stirred until a uniform solution was obtained. Then, the solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a resist composition solution.

【0073】次いで、実施例1(4)と同様にレジスト
パターンを形成した。ドライ現像後のパターンを観察し
たところb/a=0.99で最適露光量は140mJ/
cm2であった。
Then, a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). When the pattern after dry development was observed, b / a = 0.99 and the optimum exposure amount was 140 mJ /
It was cm 2 .

【0074】実施例9 (1)実施例1(1)と同様のフラスコにm−クレゾー
ル303g、p−クレゾール130g、37重量%ホル
ムアルデヒド水溶液308gおよびシュウ酸2水和物
0.756gを仕込んだ。攪拌しながら、フラスコを油
浴に浸し、内温を100℃に保持しながら、2時間反応
させた。その後油浴温度を180℃まで上げ、同時にフ
ラスコ内を減圧にして、水、未反応クレゾール、ホルム
アルデヒドおよびシュウ酸を除いた。次いで、溶融した
ノボラック樹脂を室温に戻して回収した。得られたノボ
ラック樹脂のMwは5600であり、低分子量成分は2
0重量%であった。
Example 9 (1) The same flask as in Example 1 (1) was charged with 303 g of m-cresol, 130 g of p-cresol, 308 g of 37% by weight aqueous formaldehyde solution and 0.756 g of oxalic acid dihydrate. The flask was immersed in an oil bath with stirring, and the reaction was carried out for 2 hours while maintaining the internal temperature at 100 ° C. Thereafter, the oil bath temperature was raised to 180 ° C., and at the same time, the pressure inside the flask was reduced to remove water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid. Next, the molten novolac resin was returned to room temperature and collected. The Mw of the obtained novolak resin was 5600, and the low molecular weight component was 2
It was 0% by weight.

【0075】(2)(1)で得られたノボラック樹脂1
00g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニ
ルクロリド25.3gおよび水15gを2200gのP
GMAに溶解した後、8重量%のトリエチルアミンのP
GMA溶液131gを加え攪拌して90分間反応させ
た。その後、1規定塩酸を10.4ml加え20分間攪
拌し次いで水1lを加え攪拌した後静置し水層と有機層
を分離した。水層を廃棄し、同様の水洗操作をさらに2
回行ない、反応溶液中に残存しているトリエチルアミン
塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去した。その
後、反応液から減圧下でPGMAおよび水を除去しエス
テル化ノボラック樹脂を118g得た。
(2) Novolak resin 1 obtained in (1)
00 g, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride 25.3 g and water 15 g 2200 g P
After dissolving in GMA, 8% by weight of triethylamine P
131 g of GMA solution was added and stirred and reacted for 90 minutes. Then, 1N hydrochloric acid (10.4 ml) was added, the mixture was stirred for 20 minutes, then 1 liter of water was added and the mixture was stirred and allowed to stand to separate an aqueous layer and an organic layer. Discard the aqueous layer and perform the same water washing operation for 2 more times.
This was repeated, and the triethylamine hydrochloride, triethylamine and hydrochloric acid remaining in the reaction solution were removed. Then, PGMA and water were removed from the reaction solution under reduced pressure to obtain 118 g of esterified novolak resin.

【0076】(3)(2)で得られたエステル化ノボラ
ック樹脂20gをPGMA55gに溶解した。次いで、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸0.2g
を1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン0.8gに溶解
し、この溶液をエステル化ノボラック樹脂溶液に攪拌し
ながら徐々に加え均一な溶液になるまで攪拌した。次に
界面活性剤メガファックF172(大日本インキ(株)
製)の2重量%PGMA溶液を0.2g加え攪拌した。
その後孔径0.2μmのメンブランフィルターで濾過
し、組成物の溶液を調製した。
(3) 20 g of the esterified novolak resin obtained in (2) was dissolved in 55 g of PGMA. Then
1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid 0.2 g
Was dissolved in 0.8 g of 1,3-dimethyl-2-imidazolidone, and this solution was gradually added to the esterified novolak resin solution with stirring and stirred until a uniform solution was obtained. Next, surfactant Megafac F172 (Dainippon Ink and Co., Ltd.)
0.2 g of a 2% by weight PGMA solution of (produced by K.K.) was added and stirred.
Then, it was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a composition solution.

【0077】(4)(3)で得られた溶液を用いて実施
例1(4)と同様にレジストパターンを形成した。 (5)ドライ現像後のパターンを観察したところ、b/
a=0.92で最適露光量は450mJ/cm2であっ
た。
(4) Using the solution obtained in (3), a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 (4). (5) When the pattern after dry development was observed, b /
When a = 0.92, the optimum exposure amount was 450 mJ / cm 2 .

【0078】比較例2 (1)実施例1(1)と同様のフラスコにm−クレゾー
ル303g、p−クレゾール130g、37重量%ホル
ムアルデヒド水溶液308gおよびシュウ酸2水和物
0.756gを仕込んだ。攪拌しながらフラスコを油浴
に浸し内温を110℃に保持しながら3時間反応させ
た。その後、油浴温度を180℃まで上げるとともにフ
ラスコ内を10mmHgに減圧して、水、未反応クレゾ
ール、ホルムアルデヒドおよびシュウ酸を除いた。次い
で溶融したノボラック樹脂を室温に戻して回収した。得
られたノボラック樹脂のMwは15,300であり、低
分子量成分は11重量%であった。
Comparative Example 2 (1) The same flask as in Example 1 (1) was charged with 303 g of m-cresol, 130 g of p-cresol, 308 g of a 37% by weight aqueous formaldehyde solution and 0.756 g of oxalic acid dihydrate. While stirring, the flask was immersed in an oil bath and allowed to react for 3 hours while maintaining the internal temperature at 110 ° C. Then, the temperature of the oil bath was raised to 180 ° C. and the pressure in the flask was reduced to 10 mmHg to remove water, unreacted cresol, formaldehyde and oxalic acid. Then, the molten novolak resin was returned to room temperature and recovered. The Mw of the obtained novolak resin was 15,300, and the low molecular weight component was 11% by weight.

【0079】(2)(1)で得られたノボラック樹脂1
00g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニ
ルクロリド20.3gおよび水112gを2140gの
PGMAに溶解した後、8重量%のトリエチルアミンの
PGMA溶液105gを加え攪拌して90分間反応させ
た。次いで、1規定塩酸を8.3ml加え20分間攪拌
し、次いで水1lを加え攪拌した後、静置し水層と有機
層に分離した。水層を廃棄した後、同様の水洗操作をさ
らに2回行ない、反応溶液中に残存しているトリエチル
アミン塩酸塩、トリエチルアミンおよび塩酸を除去し
た。その後、反応液から減圧下でPGMAおよび水を除
去しエステル化ノボラック樹脂を115g得た。
(2) Novolak resin 1 obtained in (1)
00 g, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride (20.3 g) and water (112 g) were dissolved in 2140 g of PGMA, and 8% by weight of a triethylamine PGMA solution (105 g) was added and stirred to react for 90 minutes. Then, 8.3 ml of 1N hydrochloric acid was added, and the mixture was stirred for 20 minutes, then 1 l of water was added and stirred, and the mixture was allowed to stand and separated into an aqueous layer and an organic layer. After discarding the aqueous layer, the same water washing operation was performed twice more to remove the triethylamine hydrochloride, triethylamine and hydrochloric acid remaining in the reaction solution. Then, PGMA and water were removed from the reaction solution under reduced pressure to obtain 115 g of esterified novolak resin.

【0080】(3)(2)で得られたエステル化ノボラ
ック樹脂20gをPGMA60gに溶解した。次いで、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸0.2g
を1,3−ジメチル−2−イミダゾリドン0.8gに溶解
し、この溶液をエステル化ノボラック樹脂溶液に攪拌し
ながら徐々に加え均一な溶液になるまで攪拌した。次に
界面活性剤メガファックF172(大日本インキ(株)
製)の2重量%PGMA溶液を0.2g加え攪拌した。
その後孔径0.2μmのメンブランフィルターで濾過
し、組成物の溶液を調製した。
(3) 20 g of the esterified novolak resin obtained in (2) was dissolved in 60 g of PGMA. Then
1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid 0.2 g
Was dissolved in 0.8 g of 1,3-dimethyl-2-imidazolidone, and this solution was gradually added to the esterified novolak resin solution with stirring and stirred until a uniform solution was obtained. Next, surfactant Megafac F172 (Dainippon Ink and Co., Ltd.)
0.2 g of a 2% by weight PGMA solution of (produced by K.K.) was added and stirred.
Then, the mixture was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a solution of the composition.

【0081】(4)(3)で得られた溶液を用いて実施
例1(4)と同様の方法でシリコンウェーハ上にレジス
トパターンを得ようと試みたが、露光部、未露光部とも
レジスト膜が全てエッチングされてしまいパターンは得
られなかった。
(4) Using the solution obtained in (3), an attempt was made to obtain a resist pattern on a silicon wafer in the same manner as in Example 1 (4). The film was completely etched and no pattern was obtained.

【0082】実施例1〜9および比較例1〜2の評価結
果を使用したノボラック樹脂の1,2−キノンジアジド
スルホン酸エステル等と併せて表1にまとめた。
The evaluation results of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 are summarized in Table 1 together with the 1,2-quinonediazide sulfonic acid ester of the novolak resin.

【0083】[0083]

【表1】 [Table 1]

【0084】[0084]

【発明の効果】本発明のパターン形成方法はアンダーカ
ットが生じないパターン形状およびスループットに優れ
たレジストパターン形成方法を提供することができる。
According to the pattern forming method of the present invention, it is possible to provide a resist pattern forming method which is excellent in the pattern shape and throughput in which undercut does not occur.

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

【図1】アンダーカットを持つパターン断面形状の1つ
を示す。
FIG. 1 shows one of pattern cross-sectional shapes having an undercut.

【図2】アンダーカットを持つ別のパターン断面形状を
示す。
FIG. 2 shows another pattern cross-sectional shape having an undercut.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7352−4M H01L 21/30 361 K ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location 7352-4M H01L 21/30 361 K

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 (1). m−クレゾールとp−クレゾー
ルとを含有する混合クレゾールとホルムアルデヒドとを
重縮合して得られ、ポリスチレン換算重量平均分子量が
1,000〜10,000でありそしてポリスチレン換算
分子量が600未満の低分子量成分を13重量%以上含
有するノボラック樹脂の1,2−キノンジアジドスルホ
ン酸エステルを含有する感放射線性樹脂組成物を層状に
塗布し、(2). 選ばれた部分のみに放射線を照射し、
(3). シリル化剤蒸気で処理してシリル化剤を選択的
に放射線照射部に吸収させて反応させ、そして(4).
該層を異方性酸素プラズマエッチングによりドライ現像
して該層の放射線非照射部分を選択的に除去する、こと
を特徴とするレジストパターン形成方法。
Claims (1). (1). Obtained by polycondensing mixed cresol containing m-cresol and p-cresol and formaldehyde, and having a polystyrene reduced weight average molecular weight of 1,000 to 10. A radiation-sensitive resin composition containing a 1,2-quinonediazide sulfonic acid ester of a novolac resin containing 13% by weight or more of a low molecular weight component having a polystyrene-converted molecular weight of less than 600 is applied in layers. ). Irradiate only selected parts,
(3). Treatment with a silylating agent vapor to selectively absorb the silylating agent in the irradiation section to cause reaction, and (4).
A method for forming a resist pattern, characterized in that the layer is dry-developed by anisotropic oxygen plasma etching to selectively remove the non-radiation-irradiated portion of the layer.
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