JPH06273928A - Positive photoresist composition - Google Patents

Positive photoresist composition

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JPH06273928A
JPH06273928A JP8386093A JP8386093A JPH06273928A JP H06273928 A JPH06273928 A JP H06273928A JP 8386093 A JP8386093 A JP 8386093A JP 8386093 A JP8386093 A JP 8386093A JP H06273928 A JPH06273928 A JP H06273928A
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methyl
solvent
photoresist composition
composition
positive photoresist
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Taketaka Matsuzaki
威毅 松崎
Toru Onoda
徹 小野田
Toshimichi Shimizu
敏通 清水
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Toho Chemical Industry Co Ltd
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Toho Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a solvent improving the storage stability and the coating performance of the positive resist composition at the same time. CONSTITUTION:The photoresist composition contains an alkalisoluble resin and a 1,2-quinonediazido compound and a solvent having a boiling point of 120-180 deg.C represented by general formula I in which n is an integer of 1-4; each of R1 and R2 is H, methyl, or ethyl but both are not methyl or ethyl at the same time; and each of R3 and R4 is H or 1-6C alkyl, aryl, or benzyl. Therefore, the positive photoresist composition superior in stability against time lapse, causing no precipitate or no deposit of fine particles even during storage for a long period, good in coating performance, and free from any striation and capable of forming an extremely smooth resist film can be obtained by dissolving the alkali-soluble resin 1,2-quinonediazido composition in the specified solvent.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は放射線に感応するポジ型
フォトレジストに関するものであり、更に詳しくはIC
等の半導体製造工程、液晶サーマルヘッド等の回路製造
等の工程で用いられる塗工性能、溶液安定性、微細加工
性に優れたフォトレジスト組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation-sensitive positive photoresist, and more specifically to an IC.
The present invention relates to a photoresist composition having excellent coating performance, solution stability, and fine workability used in semiconductor manufacturing processes such as the above, and processes such as circuit manufacturing of liquid crystal thermal heads and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポジ型フォトレジスト組成物としては、
一般にアルカリ可溶性樹脂と感放射線性化合物としての
1,2ーキノンジアジド化合物とを溶剤に溶解して成る
組成物が知られている。これらのアルカリ可溶性樹脂に
感放射線性化合物を配合したポジ型レジスト組成物を使
用することにより、放射線照射部がアルカリ水溶液から
なる現像液に溶解し、マスクに忠実で、高いレジストパ
ターンが得られる。特に集積回路の高集積度が要求され
る近年は解像度の優れたアルカリ可溶性樹脂を用いたポ
ジ型レジスト組成物が多用されている。
2. Description of the Related Art As a positive photoresist composition,
Generally, a composition is known in which an alkali-soluble resin and a 1,2-quinonediazide compound as a radiation-sensitive compound are dissolved in a solvent. By using a positive resist composition in which a radiation-sensitive compound is blended with these alkali-soluble resins, the radiation-irradiated portion is dissolved in a developing solution containing an alkaline aqueous solution, and a high resist pattern can be obtained that is faithful to the mask. In particular, in recent years when a high degree of integration of integrated circuits is required, a positive resist composition using an alkali-soluble resin having an excellent resolution is widely used.

【0003】しかしながら、前記ポジ型感光性樹脂組成
物には、例えば溶剤として酢酸ー2ーエトキシエチル、
アルカリ水溶液可溶性樹脂としてクレゾールなどのノボ
ラック樹脂、1,2ーキノンジアジド化合物としてナフ
トキノンジアジド系感光剤などが用いられるが、該樹脂
組成物を0.2μmのフィルターで濾過した後放置する
と、経日とともに製造時にはみられない目視では観察し
得ない微粒子が生成し、更に長期にわたって保存すると
やがては沈殿の発生を見るに至る場合が有る。このよう
な微粒子を含有するレジスト組成物を用いて基板上にレ
ジストパターンを形成すると現像によりレジストが除去
される部分に微粒子が残り、解像度が低下するという問
題がある。
However, in the positive photosensitive resin composition, for example, 2-ethoxyethyl acetate as a solvent,
A novolac resin such as cresol is used as an aqueous solution of an alkaline aqueous solution, and a naphthoquinonediazide-based photosensitizer is used as a 1,2-quinonediazide compound. When the resin composition is filtered through a 0.2 μm filter and left to stand, it is produced with the passage of time. Fine particles that cannot be observed with the naked eye are sometimes generated, and when the particles are stored for a long period of time, the precipitation may be observed. When a resist composition containing such fine particles is used to form a resist pattern on a substrate, fine particles remain in the portion where the resist is removed by development, and there is a problem that the resolution is reduced.

【0004】このレジスト組成物中の微粒子の生成を抑
える方法として、1,2ーキノンジアジド化合物の合成
に用いられるポリヒドロキシ化合物の水酸基の一部をア
シル化する方法(特開昭62−178562号公報)、モ
ノオキシモノカルボン酸エステルを溶剤として用いる方
法(特開昭62−123444号公報)、アミド系溶剤で
あるジメチルホルムアミドを用いる方法(特開昭62ー
280844号公報)、シクロペンタノンを用いる方法
(特開昭59ー155838号公報)等が提案されてい
る。
As a method for suppressing the formation of fine particles in the resist composition, a method of acylating a part of the hydroxyl groups of the polyhydroxy compound used for the synthesis of the 1,2-quinonediazide compound (Japanese Patent Laid-Open No. 62-178562). ), A method using a monooxymonocarboxylic acid ester as a solvent (JP-A-62-123444), a method using amide-form solvent dimethylformamide (JP-A-62-280844), and a cyclopentanone. Method
(JP-A-59-155838) has been proposed.

【0005】更に、上記の問題点とは別に、該組成物を
基板に塗布した際に、ストリエーションと呼ばれる塗布
ムラが生じ、パターンの直線性及び再現性が低下し、所
望の精度が得られないという問題がある。この塗布性を
改良する目的で公知のレジスト組成物用の溶剤にフッ素
系界面活性剤を添加する方法(特開昭62ー36657
号公報、同58ー203434号公報)、シクロペンタ
ノンと炭素数5〜12の脂肪族アルコールを組み合わせ
る方法(特開昭59ー231534号公報)、更に、60
〜170℃の沸点を有する溶剤と、180〜350℃の
沸点を有する溶剤を組み合わせる方法(特開昭60ー2
4545号公報)等が提案されている。
Further, in addition to the above problems, when the composition is applied to a substrate, application unevenness called striation occurs, the linearity and reproducibility of the pattern deteriorate, and desired accuracy is obtained. There is a problem that there is no. A method of adding a fluorine-containing surfactant to a solvent for a known resist composition for the purpose of improving the coating property (Japanese Patent Laid-Open No. 36657/1987).
JP-A-58-203434), a method of combining cyclopentanone and an aliphatic alcohol having 5 to 12 carbon atoms (JP-A-59-231534), and 60
A method of combining a solvent having a boiling point of 170 to 170 ° C. and a solvent having a boiling point of 180 to 350 ° C. (JP-A-60-2)
No. 4545) has been proposed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなポジ型レ
ジスト組成物の保存安定性と塗布性能は、用いられる溶
媒の特性により大きく左右されることが知られている
が、この保存安定性と塗布性能のこの二つの問題点を同
時に改良する溶媒は殆ど知られていないのが現状であ
る。本発明の目的は、第1に溶液の保存安定性に優れ、
保存中に感光剤の微粒子の沈殿を生じないようなポジ型
フォトレジスト用組成物を提案することである。更に、
第2の目的はストリエーション等のない、塗布性能に優
れたポジ型フォトレジスト用組成物を提供することにあ
る。
It is known that the storage stability and coating performance of the positive resist composition as described above are greatly influenced by the characteristics of the solvent used. At present, there is almost no known solvent that simultaneously improves these two problems of coating performance. The object of the present invention is, firstly, that the storage stability of the solution is excellent,
It is an object of the present invention to propose a positive photoresist composition which does not cause precipitation of fine particles of a photosensitizer during storage. Furthermore,
The second object is to provide a positive photoresist composition having excellent coating performance without striation and the like.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の問題
を解決するために鋭意検討の結果、ある種の環状ジエー
テル系溶剤を用いることにより、保存安定性と塗布性能
が特異的に向上することを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明はアルカリ可溶性樹脂と1,2ーキノンジ
アジド化合物と溶剤とを含むポジ型フォトレジスト組成
物に於いて、一般式(1)で表され、且つ沸点が120〜
180℃である環状ジエーテル系化合物を含有する溶剤
を用いることを特徴とするポジ型レジスト用組成物に関
する。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above-mentioned problems, the use of a cyclic diether solvent of a certain kind resulted in a specific improvement in storage stability and coating performance. The present invention has been achieved and has reached the present invention.
That is, the present invention provides a positive photoresist composition containing an alkali-soluble resin, a 1,2-quinonediazide compound and a solvent, which is represented by the general formula (1) and has a boiling point of 120 to
The present invention relates to a positive resist composition, which comprises using a solvent containing a cyclic diether compound at 180 ° C.

【化2】 [Chemical 2]

【0008】以下に本発明を詳細に説明する。一般式
(I)で表され、且つ沸点が120〜180℃を有する溶
剤類としては2,2−n−プロピルー1,3ジオキソラ
ン、2,2ーnブチルー1,3ージオキソラン、2ーベン
ジルー1,3ージオキソラン、2,2ージーnープロピル
ー4ーメチルー1,3ージオキソラン、2,2ージーイソ
プロピルー4ーメチルー1,3ージオキソラン、2,2ー
ジーnーブチル−4−メチル−1,3ジオキソラン、2
ーnーブチルー4ーメチルー1,3ージオキソラン、2
ーnープロピルー4ーメチルー1,3ージオキソラン、
2ーベンジルー4ーメチルー1,3ージオキソラン、2
ーメチルー2ーイソブチルー4ーメチルー1,3ージオ
キソラン、2ーメチルー2ーイソブチルー4ーエチルー
1,3ージオキソラン、2ーnブチルー4ーエチルー1,
3ージオキソラン、2ーnプロピルー4ーメチルー1,
3ージオキサン、2ーnブチルー4ーメチルー1,3ー
ジオキサン、2ーnプロピルー1,3ージオキセパン等
である。
The present invention will be described in detail below. General formula
Examples of the solvent represented by (I) and having a boiling point of 120 to 180 ° C. are 2,2-n-propyl-1,3-dioxolane, 2,2-n-butyl-1,3-dioxolane, 2-benzyl-1,3-dioxolane, 2,2-Di-n-propyl-4-methyl-1,3-dioxolane, 2,2-diisopropyl-4-methyl-1,3-dioxolane, 2,2-di-n-butyl-4-methyl-1,3dioxolane, 2
-N-butyl-4-methyl-1,3-dioxolane, 2
-N-propyl-4-methyl-1,3-dioxolane,
2-benzyl-4-methyl-1,3-dioxolane, 2
-Methyl-2-isobutyl-4-methyl-1,3-dioxolane, 2-methyl-2-isobutyl-4-ethyl-1,3-dioxolane, 2-n-butyl-4-ethyl-1,
3-dioxolane, 2-n-propyl-4-methyl-1,
3-dioxane, 2-n-butyl-4-methyl-1,3-dioxane, 2-n-propyl-1,3-dioxepane and the like.

【0009】好ましい沸点の範囲は120〜180℃、
更に好ましくは130〜170℃である。フォトレジス
トの溶媒としては火災等の危険性を防ぐ為、引火点の出
来るだけ高い溶剤が所望されるが、引火点の高い溶剤ほ
どベーキング工程で完全に蒸発させるためには高温且つ
長時間を要する。しかしながら、感放射性剤として用い
る1,2ーキノンジアジド化合物は比較的分解温度が低
いのでベーキング温度はそれほど高くは出来ない。従っ
て、実用上あまり高沸点の溶剤を使用することには制限
がある。逆に高揮発性溶剤を使用すると基板上にスピン
コーティングする方法ではレジストの広がる時間に比
べ、蒸発時間が早くなりすぎ、フォトレジストを均一に
塗布することが困難になる。
The preferred boiling range is 120 to 180 ° C.,
More preferably, it is 130 to 170 ° C. As a solvent for photoresist, a solvent with a flash point as high as possible is desired in order to prevent the risk of fire, etc., but a solvent with a higher flash point requires higher temperature and longer time to completely evaporate in the baking process. . However, the 1,2-quinonediazide compound used as a radiation-sensitive agent has a relatively low decomposition temperature, so the baking temperature cannot be so high. Therefore, the use of a solvent having a high boiling point is practically limited. On the other hand, when a highly volatile solvent is used, the spin-coating method on the substrate makes the evaporation time too fast as compared with the spreading time of the resist, making it difficult to uniformly apply the photoresist.

【0010】上記の如き溶剤は一般にエチレングリコー
ル、プロピレングリコールのようなグリコールとメチル
イソブチルケトン、メチルエチルケトン、ジーn−プロ
ピルケトン、n−プロピルアルデヒド、n−ブチルアル
デヒドのようなケトン或いはアルデヒドとを硫酸、p−
トルエンスルホン酸、ヘテロポリ酸等の酸性触媒下で反
応させることにより製造できる。本発明においては前記
一般式(1)で表わされる化合物を主に用いることが好ま
しいが、他の溶剤を溶剤全量の50wt%未満、好まし
くは30wt%未満の範囲で混合使用することができ
る。
The above-mentioned solvent is generally a glycol such as ethylene glycol or propylene glycol and a ketone or aldehyde such as methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, di-n-propyl ketone, n-propyl aldehyde, n-butyraldehyde or sulfuric acid, p-
It can be produced by reacting under an acidic catalyst such as toluenesulfonic acid or heteropolyacid. In the present invention, it is preferable to mainly use the compound represented by the general formula (1), but other solvents can be mixed and used within the range of less than 50 wt%, preferably less than 30 wt% of the total amount of the solvent.

【0011】混合できる溶剤の具体例としては、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メチル
エーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレン
グリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコー
ルモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエ
チルエーテル、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエ
ーテルなどのエーテル類、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、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、酢酸エチル、酢酸ブ
チル、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチ
ル、マレイン酸ジエチル、炭酸エチレン、炭酸プロピレ
ン、γーブチロラクトンなどのエステル類、メチルエチ
ルケトン、シクロヘキサノン、ジイソブチルケトン、ア
セトニルアセトン、イソホロンなどのケトン類、カプロ
ン酸、カプリル酸などの脂肪酸類、1ーオクタノール、
1ーノナノール、ベンジルアルコールなどのアルコール
類、およびトルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類
などを例示することができる。
Specific examples of the solvent which can be mixed include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether,
Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, benzyl ethyl ether, dihexyl ether and other ethers, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, acetic acid Ethyl, butyl acetate, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, and other esters, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, diisobutyl ketone, acetonylacetone, isophorone, and other ketones , Fatty acids such as caproic acid and caprylic acid, 1-octanol,
Examples thereof include alcohols such as 1-nonanol and benzyl alcohol, and aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene.

【0012】本発明に用いるアルカリ可溶性樹脂として
は、ノボラック樹脂、アセトンーピロガロール樹脂やポ
リヒドロキシスチレン及びその誘導体を挙げることがで
きる。これらの中で、特にノボラック樹脂が好ましく、
フェノール類とアルデヒド類を酸性触媒の存在下、付加
縮合させることにより得られる。
Examples of the alkali-soluble resin used in the present invention include novolac resin, acetone-pyrogallol resin, polyhydroxystyrene and derivatives thereof. Among these, novolac resin is particularly preferable,
It is obtained by addition-condensing phenols and aldehydes in the presence of an acidic catalyst.

【0013】この際、使用されるフェノール類として
は、例えばフェノール、oークレゾール、mークレゾー
ル、pークレゾール、oーエチルフェノール、mーエチ
ルフェノール、pーエチルフェノール、oーブチルフェ
ノール、mーブチルフェノール、pーブチルフェノー
ル、2,3ーキシレノール、2,4ーキシレノール、2,
5ーキシレノール、2,3ーキシレノール、3,4ーキシ
レノール、3,5ーキシレノール、2,3,5ートリメチ
ルフェノール、pーフェニルフェノール、ヒドロキノ
ン、カテコール、レゾルシノール、2ーメチルレゾルシ
ノール、ピロガロール、αーナフトール、ビスフェノー
ルA、ジヒドロキシ安息香酸エステル、没食子酸エステ
ル、等を単独又は2種以上混合して使用できるが、これ
らに限定されるものではない。
Examples of the phenols used at this time include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol, o-butylphenol, m-butylphenol and p. -Butylphenol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,
5-xylenol, 2,3-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol, 2,3,5-trimethylphenol, p-phenylphenol, hydroquinone, catechol, resorcinol, 2-methylresorcinol, pyrogallol, α-naphthol, bisphenol A , Dihydroxybenzoic acid ester, gallic acid ester, and the like can be used alone or in combination of two or more, but are not limited thereto.

【0014】また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、アセトアルデヒ
ド、プロピルアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニル
アセトアルデヒド、αーフェニルプロピルアルデヒド、
βーフェニルプロピルアルデヒド、oーヒドロキシベン
ズアルデヒド、mーヒドロキシベンズアルデヒド、pー
ヒドロキシベンズアルデヒド、oークロロベンズアルデ
ヒド、mークロロベンズアルデヒド、pークロロベンズ
アルデヒド、oーニトロベンズアルデヒド、mーニトロ
ベンズアルデヒド、pーニトロベンズアルデヒド、oー
メチルベンズアルデヒド、mーメチルベンズアルデヒ
ド、pーメチルベンズアルデヒド、pーエチルベンズア
ルデヒド、pーnーブチルベンズアルデヒド等が挙げら
れ、これらの化合物のうちホルムアルデヒド、アセトア
ルデヒドおよびベンズアルデヒドが好ましい。これらの
アルデヒド類は、単独で又は2種以上混合して使用する
ことができる。
Examples of aldehydes include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, benzaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde,
β-phenylpropyl aldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde, o-nitrobenzaldehyde, m-nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde , O-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p-ethylbenzaldehyde, pn-butylbenzaldehyde and the like, among which, formaldehyde, acetaldehyde and benzaldehyde are preferable. These aldehydes can be used alone or in combination of two or more.

【0015】アルデヒド類はフェノール類1モル当り、
通常、0.7〜3モル、好ましくは0.7〜2モルの割合
で使用される。酸触媒としては硫酸、塩酸、酢酸,ギ酸
等の無機酸、有機酸が使用できる。こうして得られたノ
ボラック樹脂の重量平均分子量は2000〜30000
の範囲であることが好ましいる。2000未満では未露
光部の現像後の膜減りが大きく、30000を超えると
現像速度が小さくなってしまう。特に好適なのは600
0〜20000の範囲である。
Aldehydes are used per mol of phenols,
Usually, it is used in a proportion of 0.7 to 3 mol, preferably 0.7 to 2 mol. As the acid catalyst, inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, acetic acid and formic acid, and organic acids can be used. The weight average molecular weight of the novolak resin thus obtained is 2000 to 30000.
The range is preferably. If it is less than 2,000, the film loss of the unexposed area after development is large, and if it exceeds 30,000, the developing speed becomes small. 600 is particularly suitable
It is in the range of 0 to 20000.

【0016】本発明に用いられる1,2ーキノンジアジ
ド化合物としては、1,2ーベンゾキノンジアジドー4
ースルホン酸エステル、1,2ーナフトキノンジアジド
ー4ースルホン酸エステル、1,2ーナフトキノンジア
ジドー5ースルホン酸エステル等が挙げられる。これら
の化合物は、既に公知の化合物であり、ポリヒドロキシ
化合物と、1,2ーベンゾキノンジアジドー4ースルホ
ニルクロライド、1,2ーナフトキノンジアジドー4ー
スルホニルクロライド、1,2ーナフトキノンジアジド
ー5ースルホニルクロライドなどとを反応して得られ
る。
The 1,2-quinonediazide compound used in the present invention is 1,2-benzoquinonediazide 4
-Sulfonic acid ester, 1,2 naphthoquinone diazide 4-sulfonic acid ester, 1,2 naphthoquinone diazide 5-sulfonic acid ester and the like. These compounds are already known compounds and include a polyhydroxy compound, 1,2-benzoquinone diazide 4-sulfonyl chloride, 1,2-naphthoquinone diazide 4-sulfonyl chloride and 1,2 naphthoquinone diazide 5- Obtained by reacting with sulfonyl chloride and the like.

【0017】ポリヒドロキシ化合物としては、1分子中
に3個以上の水酸基を有するものが好ましく、トリヒド
ロキシフェニルメチルケトンなどのトリヒドロキシフェ
ニルアルキルケトン、トリヒドロキシベンゾフェノン、
テトラヒドロキシベンゾフェノン、没食子酸メチル、没
食子酸プロピルなどの没食子酸エステルなどが挙げられ
る。
As the polyhydroxy compound, one having three or more hydroxyl groups in one molecule is preferable, and trihydroxyphenylalkylketone such as trihydroxyphenylmethylketone, trihydroxybenzophenone,
Examples thereof include gallic acid esters such as tetrahydroxybenzophenone, methyl gallate, and propyl gallate.

【0018】反応は、ジオキサン、テトラヒドロキノ
ン、アセトン、メチルエチルケトン、水、セロソルブ等
の溶媒に溶かし、反応の促進のために塩基性触媒を用い
て脱塩酸反応を行って合成することができる。前記塩基
性触媒としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基、トリエチ
ルアミン、トリエタノールアミン、ジエチルアミン等の
有機塩基が通常用いられる。又、合成温度には特に制限
はないが、主生成物の安定性、反応速度の点から0〜4
0℃の範囲が好ましい。
The reaction can be synthesized by dissolving in a solvent such as dioxane, tetrahydroquinone, acetone, methyl ethyl ketone, water, cellosolve, etc., and carrying out a dehydrochlorination reaction using a basic catalyst to accelerate the reaction. As the basic catalyst, inorganic bases such as sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydroxide and potassium hydroxide, and organic bases such as triethylamine, triethanolamine and diethylamine are usually used. The synthesis temperature is not particularly limited, but it is 0 to 4 from the viewpoint of stability of main product and reaction rate.
The range of 0 ° C is preferred.

【0019】ポリヒドロキシ化合物と上記1,2ーキノ
ンジアジドー4ースルホニルクロライド等との反応割合
は、モノ又はポリヒドロキシ化合物1モルに対し、1モ
ルからポリヒドロキシ化合物の水酸基数のモル数と同じ
モル数だけの1,2ーキノンジアジド化合物が通常用い
られる。
The reaction ratio between the polyhydroxy compound and the above-mentioned 1,2-quinonediazido-4-sulfonyl chloride is 1 mol to 1 mol of the mono- or polyhydroxy compound and the same mol number as the number of hydroxyl groups of the polyhydroxy compound. Only a few 1,2-quinonediazide compounds are commonly used.

【0020】上記のようにして得られた1,2ーキノン
ジアジド化合物は、レジスト組成物中で単独もしくは2
種以上混合してアルカリアルカリ可溶性樹脂に配分され
る。これらの配合量はアルカリ可溶性樹脂100重量部
に対し、5〜100重量部であり、好ましくは10〜5
0重量部である。5重量部未満では1,2ーキノンジア
ジド化合物が放射線を吸収して生成するカルボン酸量が
少ないのでパターニングが困難であり、100重量部を
超えると感度および溶剤への溶解性が低下する。
The 1,2-quinonediazide compound obtained as described above is used alone or in the resist composition.
Alkali-alkali-soluble resin is distributed by mixing more than one species. The blending amount thereof is 5 to 100 parts by weight, preferably 10 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkali-soluble resin.
0 parts by weight. If it is less than 5 parts by weight, patterning is difficult because the amount of carboxylic acid produced by the 1,2-quinonediazide compound absorbing radiation is small, and if it exceeds 100 parts by weight, sensitivity and solubility in a solvent decrease.

【0021】本発明のポジ型フォトレジスト用組成物に
は、ストリエーション等の塗布性を更に向上させるため
に、界面活性剤を配合することができる。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
チレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエ
ーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポ
リオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオ
キシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシ
エチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレ
ン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソル
ビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、
ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエー
ト、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステア
レート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエ
チレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレン
ソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソル
ビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタ
ントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリ
ステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸
エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトップEF
301、EF303、EF352(新秋田化成(株)製)、
メガフアックF171、F173(大日本インキ(株)
製)、フロラードFCー430、FCー431(住友スリ
ーエム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロン
Sー382、SC101、SC102、SC103、S
C104、SC105、SC106(旭硝子(株)製)等の
フッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP
341(信越化学工業(株)製)やアクリル酸系もしくはメ
タクリル酸系(共)重合ポリフローNo.75、No.95
(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、本発明の組成物中のア
ルカリ可溶性樹脂及びキノンジアジド化合物100重量
部当り、通常、2重量部以下、好ましくは1重量部以下
である。これらの界面活性剤は単独で添加しても良い
し、いくつかを混合して使用しても良い。
The positive photoresist composition of the present invention may contain a surfactant in order to further improve coating properties such as striation. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether,
Polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether and other polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene octylphenol ether, polyoxyethylene nonylphenol ether and other polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene・ Polyoxypropylene block copolymers, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate,
Sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, poly Nonionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as oxyethylene sorbitan trioleate and polyoxyethylene sorbitan tristearate, F-top EF
301, EF303, EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.),
MegaFac F171, F173 (Dainippon Ink Co., Ltd.)
), Fluorard FC-430, FC-431 (Sumitomo 3M Limited), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, S
Fluorine-based surfactants such as C104, SC105, SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP
341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) or acrylic acid-based or methacrylic acid-based (co) polymerization polyflow No. 75, No. 95
(Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
The content of these surfactants is usually 2 parts by weight or less, preferably 1 part by weight or less, per 100 parts by weight of the alkali-soluble resin and the quinonediazide compound in the composition of the present invention. These surfactants may be added alone or as a mixture of some.

【0022】本発明のポジ型フォトレジスト組成物の現
像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、炭酸ナトリウム、珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリ
ウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミ
ン、nープロピルアミン等の第1級アミン、ジエチルア
ミン、ジーnープロピルアミン等の第2級アミン類、ト
リエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第3級アミ
ン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウム
ヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド
等の第4級アンモニウム塩またはピロール、ピペリジン
等の環状アミン類を溶解してなるアルカリ性水溶液が使
用される。金属を含有する現像液の使用が問題となる集
積回路作製時には、第4級アンモニウム塩や環状アミン
の水溶液を使用することが好ましい。
The developer for the positive photoresist composition of the present invention includes, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, inorganic alkalis such as aqueous ammonia, ethylamine, n-propylamine and the like. Primary amines, secondary amines such as diethylamine and di-n-propylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, An alkaline aqueous solution prepared by dissolving a quaternary ammonium salt such as tetraethylammonium hydroxide or a cyclic amine such as pyrrole or piperidine is used. It is preferable to use an aqueous solution of a quaternary ammonium salt or a cyclic amine when producing an integrated circuit in which the use of a developer containing a metal poses a problem.

【0023】又、前記現像液に水溶性有機溶媒、例えば
メタノール、エタノール等のアルコール類や界面活性剤
を適量添加した水溶液を現像液として使用することもで
きる。上記ポジ型フォトレジスト用組成物を精密集積回
路素子の製造に使用されるような基板(例:シリコン/
二酸化シリコン被覆)上にスピナー、コーターの適当な
塗布方法により塗布後、所定のマスクを通して露光し、
現像することにより良好なレジストを得ることができ
る。
An aqueous solution prepared by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent, for example, alcohols such as methanol and ethanol or a surfactant to the developing solution can be used as the developing solution. The above-mentioned positive photoresist composition is used to form a substrate (eg, silicon / silicon) used for manufacturing precision integrated circuit devices.
After coating with a suitable coating method of spinner and coater on (silicon dioxide coating), it is exposed through a predetermined mask,
A good resist can be obtained by developing.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、アルカリ可溶性樹脂及
び1,2ーキノンジアジド化合物を特定の溶剤に溶解す
ることにより経時安定性に優れ、長期間保存しても微粒
子の析出、沈殿を生ぜず、更に塗工性が良好でストリエ
ーションの発生がなく極めて平滑なレジスト膜が形成さ
れるポジ型フォトレジスト組成物が得られる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the alkali-soluble resin and the 1,2-quinonediazide compound are dissolved in a specific solvent to have excellent stability over time, and no precipitation or precipitation of fine particles occurs even after long-term storage. Further, a positive photoresist composition having good coatability and free from striation and forming a very smooth resist film can be obtained.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明を実施例をもって説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.
The present invention is not limited to these.

【実施例1】mークレゾール/pークレゾール=6/4
(重量比)の混合クレゾールとホルムアルデヒドを付加縮
合して得られたノボラック樹脂100重量部と2,3,4
ートリヒドロキシベンゾフェノンと1,2ーナフトキノ
ンー(2)ージアミドー5ースルフォニルクロライドのエ
ステル25重量部、フッ素系界面活性剤「Sー382」
(旭硝子(株)製)0.05重量部を2ーメチルー2ーイソ
ブチルー4ーメチルー1,3ジオキソラン(沸点140
℃)350重量部に溶解し、0.2μmのミクロフィルタ
ーを用いて濾過してポジ型フォトレジスト組成物を調製
した。
Example 1 m-cresol / p-cresol = 6/4
100 parts by weight of novolak resin obtained by addition condensation of (by weight) mixed cresol and formaldehyde and 2, 3, 4
-Trihydroxybenzophenone and 1,2-naphthoquinone- (2) -diamide-5-sulfonyl chloride ester 25 parts by weight, fluorine-based surfactant "S-382"
(Asahi Glass Co., Ltd.) 0.05 part by weight of 2-methyl-2-isobutyl-4-methyl-1,3 dioxolane (boiling point 140
(° C) 350 parts by weight, and filtered using a 0.2 μm microfilter to prepare a positive photoresist composition.

【0026】このフォトレジスト組成物をスピナーコー
ターによりシリコンウェハー上に塗布し、オーブン中9
0℃、25分でベークし、レジスト膜を得た。このレジ
スト膜表面を光学顕微鏡により観察し、ゲル状物の生
成、ストリエーションの発生を調べたがいずれも認めら
れなかった。更に、調製したフォトレジスト組成物を4
0℃に保ち微粒子発生の経時試験を行った。析出物の確
認は上記と同様にフォトレジスト組成物をシリコンウェ
ハー上にスピナーコーターで塗布し、ウェハー上の析出
物を光学顕微鏡で観察した。この経時試験の結果は濾過
後2400時間経過してもゲル状物は確認されず、全く
安定な組成物であることが確認された。
This photoresist composition was coated on a silicon wafer with a spinner coater and placed in an oven 9
Baking was carried out at 0 ° C. for 25 minutes to obtain a resist film. The surface of the resist film was observed by an optical microscope to examine the formation of gel-like material and the occurrence of striation, but none was observed. Furthermore, the prepared photoresist composition was added to 4
A time-course test for generation of fine particles was performed while keeping the temperature at 0 ° C. To confirm the deposit, the photoresist composition was applied onto a silicon wafer with a spinner coater in the same manner as above, and the deposit on the wafer was observed with an optical microscope. As a result of this aging test, no gel-like substance was confirmed even after 2400 hours passed after filtration, and it was confirmed that the composition was quite stable.

【0027】[0027]

【実施例2】実施例1の2ーメチルー2ーイソブチルー
4ーメチルー1,3ジオキソランの代わりに2,2ージn
プロピルー4ーメチルー1,3ジオキソラン(沸点170
℃)を用いた以外は実施例1と同様にしてフォトレジス
ト組成物を調製した。この組成物を実施例1と同様に評
価した。塗工性を調べた所、ストリエーションの発生は
認められず又経時試験では2400時間経過後も析出物
は認められなかった。
Example 2 Instead of 2-methyl-2-isobutyl-4-methyl-1,3dioxolane of Example 1, 2,2-di-n was used.
Propyl-4-methyl-1,3-dioxolane (boiling point 170
A photoresist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that (.degree. C.) was used. This composition was evaluated in the same manner as in Example 1. When the coatability was examined, no striation was observed, and no precipitate was observed after 2400 hours in the aging test.

【0028】[0028]

【実施例3】実施例1の2ーメチルー2ーイソブチルー
4ーメチルー1,3ジオキソランの代わりに2,2ージ
nプロピルー4ーメチルー1,3ジオキソラン(沸点14
0℃)を用いた以外は実施例1と同様にしてフォトレジ
スト組成物を調製、評価した。この組成物ではストリエ
ーションの発生は認められず又2000時間経過後も析
出物は認められなかった。
Example 3 Instead of 2-methyl-2-isobutyl-4-methyl-1,3dioxolane of Example 1, 2,2-di-n-propyl-4-methyl-1,3dioxolane (boiling point 14
A photoresist composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 0 ° C.) was used. No striation was observed in this composition, and no precipitate was observed even after 2000 hours.

【0029】[0029]

【実施例4】実施例1の2ーメチルー2ーイソブチルー
4ーメチルー1,3ジオキソランの代わりに2ーnプロ
ピルー4ーメチルー1,3ジオキサンを用いて実施例1
と同様にしてフォトレジスト組成物を調製し、評価し
た。この組成物ではストリエーションの発生は認められ
ず又2000時間経過後も析出物は認められなかった。
Example 4 Example 1 was repeated using 2-n-propyl-4-methyl-1,3 dioxane instead of 2-methyl-2-isobutyl-4-methyl-1,3 dioxolane of Example 1.
A photoresist composition was prepared and evaluated in the same manner as in. No striation was observed in this composition, and no precipitate was observed even after 2000 hours.

【0030】[0030]

【実施例6】実施例1で用いたノボラック樹脂100重
量部と2,3,4,4’ーテトラヒドロキシベンゾフェノ
ンと1,2ーナフトキノンー(2)ージアミドー5ースル
フォニルクロライドとのエステル25重量部とフッ素系
界面活性剤「S−382」(旭硝子(株)製)0.05重量
部を2ーメチルー2ーイソブチルー4ーメチルー1,3
ジオキソラン350重量部に溶解し、0.2μmのミク
ロフィルターを用いて濾過してフォトレジスト組成物を
調製し、実施例1と同様にして評価した。塗工性ではス
トリエーションの発生は全く認められず、又2400時
間経過後も析出物は認められなかった。
Example 6 100 parts by weight of the novolak resin used in Example 1, 25 parts by weight of an ester of 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone and 1,2 naphthoquinone- (2) -diamide-5-sulfonyl chloride, and fluorine 0.05 parts by weight of a surfactant "S-382" (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was added to 2-methyl-2-isobutyl-4-methyl-1,3.
It was dissolved in 350 parts by weight of dioxolane and filtered through a 0.2 μm microfilter to prepare a photoresist composition, which was evaluated in the same manner as in Example 1. In terms of coatability, no striation was observed, and no precipitate was observed after 2400 hours.

【0031】[0031]

【比較例1】実施例1の2ーメチルー2ーイソブチルー
4ーメチルー1,3ジオキソランの代わりにエチレング
リコールモノエチルエーテルアセテートを用いた以外は
実施例1と同様にしてフォトレジスト組成物を調製し
た。この組成物を実施例1と同様に評価したところ、塗
工性はピンホールは見られなかったもののストリエーシ
ョンの発生が認められ、700時間経過した時点で析出
物が確認された。
Comparative Example 1 A photoresist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that ethylene glycol monoethyl ether acetate was used instead of 2-methyl-2-isobutyl-4-methyl-1,3dioxolane of Example 1. When this composition was evaluated in the same manner as in Example 1, pinholes were not observed in the coatability, but striation was observed, and precipitates were confirmed after 700 hours had elapsed.

【0032】[0032]

【比較例2】実施例6の2ーメチルー2ーイソブチルー
4ーメチルー1,3ジオキソランの代わりに乳酸エチル
を用いた以外は実施例と同様にしてフォトレジスト組成
物を調製した。この組成物を実施例1と同様に評価した
ところ、塗工性ではストリエーションの発生が見られ、
900時間経過した時点で析出物が認められた。
Comparative Example 2 A photoresist composition was prepared in the same manner as in Example 6 except that ethyl lactate was used instead of 2-methyl-2-isobutyl-4-methyl-1,3dioxolane of Example 6. When this composition was evaluated in the same manner as in Example 1, striation was observed in the coatability,
Precipitates were observed after 900 hours.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルカリ可溶性樹脂と1,2ーキノンジア
ジド化合物と溶剤とを含むポジ型フォトレジスト組成物
に於いて、一般式(I)で表され、且つ沸点が120〜1
80℃である化合物を含有する溶剤を用いることを特徴
とするポジ型フォトレジスト組成物。 【化1】 但し、nは1〜4の整数を、R1、R2はH又はメチル基
又はエチル基(但し、R1、R2が同時にメチル基又はエ
チル基であることはない)を、R3、R4は水素又は炭素
数1〜6のアルキル又はアリル基又はベンジル基をそれ
ぞれ示す。
1. A positive photoresist composition containing an alkali-soluble resin, a 1,2-quinonediazide compound and a solvent, which is represented by the general formula (I) and has a boiling point of 120 to 1
A positive photoresist composition comprising a solvent containing a compound at 80 ° C. [Chemical 1] However, n is an integer of 1 to 4, R 1 and R 2 are H or a methyl group or an ethyl group (provided that R 1 and R 2 are not a methyl group or an ethyl group at the same time), R 3 , R 4 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an allyl group or a benzyl group, respectively.
【請求項2】一般式(I)がエチレングリコール又はプロ
ピレングリコール又は、1,2ー又は1,3ー又は1,4
ーブタンジオールとアルデヒド又はケトン類との反応物
であることを特徴とする請求項1記載のポジ型フォトレ
ジスト用組成物。
2. General formula (I) is ethylene glycol or propylene glycol, or 1,2- or 1,3-or 1,4.
The positive photoresist composition according to claim 1, which is a reaction product of butanediol and an aldehyde or a ketone.
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