JPH06348007A - Photosensitive resin composition and production thereof - Google Patents

Photosensitive resin composition and production thereof

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Publication number
JPH06348007A
JPH06348007A JP13618493A JP13618493A JPH06348007A JP H06348007 A JPH06348007 A JP H06348007A JP 13618493 A JP13618493 A JP 13618493A JP 13618493 A JP13618493 A JP 13618493A JP H06348007 A JPH06348007 A JP H06348007A
Authority
JP
Japan
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formaldehyde
molecular weight
general formula
compound
phenol
Prior art date
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Pending
Application number
JP13618493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Hashimoto
和彦 橋本
Haruki Ozaki
晴喜 尾崎
Yasunori Kamiya
保則 上谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication of JPH06348007A publication Critical patent/JPH06348007A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the photosensitive resin composition enhanced in various characteristics, such as sensitivity, resolution, profile, focal depth, and heat resistance, and free from occurrence of scum and its manufacturing method. CONSTITUTION:This invention comprises the photosensitive resin composition and its manufacturing method, and this composition is characterized by containing a resist solvent, an o-naphthoquinonediazido compound, and a novolak having a weight average molecular weight of 200-900 obtained by reaction of phenols represented by formula I with formaldehyde on the presence of a catalyst, or an alkali-soluble novelak resin obtained by condensation reaction of 3 of a compound having a molecular weight of 200-900 and a phenol cccmpound represented by formula II and formaldehyde. In formulae I and II, each of R1-R6, is, independently, H, hydroxy, or 1-6 C alkyl.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は紫外線、遠紫外線(エキ
シマーレーザー等を含む)、電子線、イオンビーム、X
線等の放射線に感応する感光性樹脂組成物及びその製造
方法に関する。
The present invention relates to ultraviolet rays, far ultraviolet rays (including excimer lasers, etc.), electron beams, ion beams, X-rays.
The present invention relates to a photosensitive resin composition sensitive to radiation such as rays and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、集積回路の高集積化に伴ってサブ
ミクロンのパターン形成が要求され、感度、解像度、プ
ロファイル、焦点深度及び耐熱性等の諸性能に優れ、し
かもスカム(現像残さ)のないポジ型レジストが要望さ
れている。特に16〜64MDRAMの製作において
は、0.5μm以下の線幅のパターンを、プロファイル良
く且つ広い焦点深度で解像することが必要である。例え
ば、特開昭60−164740号公報には、m−クレゾールとp
−クレゾールの混合クレゾールと、キシレノール及び/
又は下記一般式
2. Description of the Related Art Today, submicron pattern formation is required with the high integration of integrated circuits, and various performances such as sensitivity, resolution, profile, depth of focus and heat resistance are excellent, and scum (development residual) is excellent. There is a need for positive resists. Particularly in the manufacture of 16 to 64 MDRAM, it is necessary to resolve a pattern having a line width of 0.5 μm or less with a good profile and a wide depth of focus. For example, JP-A-60-164740 discloses m-cresol and p.
-Cresol mixed cresol with xylenol and / or
Or the following general formula

【0003】[0003]

【化3】 [Chemical 3]

【0004】(式中、R1 及びR2 は同一又は異なり、
水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、水酸基、R3
びR4 は同一又は異なり、水素原子、炭素数1〜4のア
ルキル基、R5 〜R7 は同一又は異なり、水素原子、炭
素数1〜4のアルキル基、水酸基、並びにnは0又は1
を表わす。)で示される化合物と、アルデヒド類との3
者を縮合したノボラック樹脂、並びに1,2−キノンジ
アジド化合物を含むポジ型感光性樹脂組成物が記載され
ている。また、特開昭62−227144号公報の請求項1に
は、m−クレゾール6〜94モル%及び下記一般式
(Wherein R 1 and R 2 are the same or different,
A hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, R 3 and R 4 are the same or different, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 to R 7 are the same or different, a hydrogen atom, a carbon atom Number 1 to 4 alkyl group, hydroxyl group, and n is 0 or 1
Represents ) Compound of 3) and aldehydes
A positive type photosensitive resin composition containing a 1,2-quinonediazide compound as well as a novolak resin condensed with the above is described. Further, in claim 1 of JP-A-62-227144, m-cresol 6 to 94 mol% and the following general formula

【0005】[0005]

【化4】 [Chemical 4]

【0006】〔式中Xは−CH3 、−C2 5 、−C
(CH3 3 、−CO2 CH3 又は−CO2 2 5
意味し、3≧n≧1、3≧m≧1である。〕で示される
化合物(但しm−クレゾールは除く)94〜6モル%を
含むフェノール類とホルムアルデヒドとを縮合させて得
られ、且つ単分散ポリスチレンを標準とするGPC法に
より求めたポリスチレン換算分子量が6300〜25000 、25
00〜6000及び150〜900の範囲にあるピークの最大
の高さの値を各々a、b、cとしたとき、a/b=0〜
1.5およびc/b=0.4〜2の範囲にあるアルカリ可溶
性ノボラック樹脂、並びに1,2−キノンジアジド化合
物を含むポジ型感放射線性樹脂組成物が記載され、同公
報の(4)頁、左上欄にはアルカリ可溶性ノボラック樹
脂を得る反応法として、ホルムアルデヒド及び酸触媒に
フェノール類を反応の進行と共に加えて反応させる方法
が例示されている。該方法は始めにフェノール類の一
部、ホルムアルデヒド及び酸触媒を仕込んで重合させ、
その後残りのフェノール類を反応の進行と共に加えて反
応させるものである。さらに特開平2−84414 号公報の
請求項5には、ノボラック樹脂及び光増感剤を含んで成
るポジ型感光性フォトレジストであって、ノボラック樹
脂として、(a)フェノール、フェノール誘導体又はそ
の混合物及び(b)アルデヒドの縮合生成物であるノボ
ラック樹脂であって、アルデヒドとしてホルムアルデヒ
ド又はホルムアルデヒド前駆体及びモノヒドロキシ芳香
族アルデヒドを含んで成るアルデヒド混合物の縮合生成
物を使用することを特徴とするポジ型感光性フォトレジ
ストが記載されている。しかしながら、これらの組成物
やフォトレジストは解像度、プロファイル、焦点深度等
の観点から満足できるものではない。
[In the formula, X is --CH 3 , --C 2 H 5 , --C
(CH 3) 3, means -CO 2 CH 3 or -CO 2 C 2 H 5, a 3 ≧ n ≧ 1,3 ≧ m ≧ 1. ] The compound represented by the formula (excluding m-cresol) is obtained by condensing phenols containing formaldehyde of 94 to 6 mol% and formaldehyde, and has a polystyrene reduced molecular weight of 6300 as determined by the GPC method using monodisperse polystyrene as a standard. ~ 25000, 25
When the maximum height values of peaks in the range of 00 to 6000 and 150 to 900 are a, b, and c, respectively, a / b = 0 to
A positive-type radiation-sensitive resin composition containing an alkali-soluble novolac resin in the range of 1.5 and c / b = 0.4 to 2, and a 1,2-quinonediazide compound is described, page (4) of the publication. In the upper left column, as a reaction method for obtaining an alkali-soluble novolac resin, a method of reacting by adding phenols to formaldehyde and an acid catalyst as the reaction progresses is illustrated. In this method, a part of phenols, formaldehyde and an acid catalyst are charged and polymerized,
After that, the remaining phenols are added and reacted as the reaction progresses. Further, claim 5 of JP-A-2-84414 describes a positive photosensitive photoresist containing a novolac resin and a photosensitizer, wherein (a) phenol, a phenol derivative or a mixture thereof is used as the novolac resin. And (b) a novolak resin which is a condensation product of an aldehyde, wherein the condensation product of formaldehyde or an aldehyde mixture comprising a formaldehyde precursor and a monohydroxyaromatic aldehyde is used as the aldehyde. Photosensitive photoresists are described. However, these compositions and photoresists are not satisfactory in terms of resolution, profile, depth of focus, etc.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は感度、解像
度、プロファイル、焦点深度及び耐熱性等の諸性能に優
れ、しかもスカムのない感光性樹脂組成物及びその製造
方法を提供する。
The present invention provides a photosensitive resin composition which is excellent in various properties such as sensitivity, resolution, profile, depth of focus and heat resistance and has no scum, and a method for producing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、一般式(I
a)
The present invention has the general formula (I
a)

【0009】[0009]

【化5】 [Chemical 5]

【0010】(式中、R1 〜R3 は各々独立して水素原
子又は炭素数1〜6のアルキル基を表わす。)で示され
るフェノール類とホルムアルデヒドとを酸触媒の存在下
に反応させて得られる反応生成物であって、且つ、重量
平均分子量が200から900のノボラック又は分子量
が200〜900の化合物と、一般式(Ib)
(Wherein R 1 to R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) and formaldehyde are reacted in the presence of an acid catalyst. A novolak having a weight average molecular weight of 200 to 900 or a compound having a molecular weight of 200 to 900, which is a reaction product obtained, and a general formula (Ib)

【0011】[0011]

【化6】 (式中、R4 〜R6 は各々独立して水素原子、水酸基又
は炭素数1〜6のアルキル基を表わす。)で示されるフ
ェノール化合物と、ホルムアルデヒドとの3者を縮合さ
せて得られ、しかも分子量900以下の範囲のGPCパ
ターン面積比が未反応のフェノール化合物のパターン面
積を除く全パターン面積に対して25%以下(ポリスチ
レン換算)であるアルカリ可溶性ノボラック樹脂、レジ
スト溶剤及びo−ナフトキノンジアジド化合物を含むこ
とを特徴とする感光性樹脂組成物;並びに、上記一般式
(Ia)で示されるフェノール類とホルムアルデヒドと
を酸触媒の存在下に反応させて得られる反応混合物を、
さらに一般式(Ib)で示されるフェノール化合物及び
ホルムアルデヒドと縮合させて得られるアルカリ可溶性
ノボラック樹脂、レジスト溶剤並びにo−ナフトキノン
ジアジド化合物を混合することを特徴とする感光性樹脂
組成物の製造方法である。
[Chemical 6] (In the formula, R 4 to R 6 each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) and a formaldehyde and 3 are condensed, Moreover, an alkali-soluble novolac resin, a resist solvent and an o-naphthoquinonediazide compound having a GPC pattern area ratio in the range of molecular weight of 900 or less to 25% or less (in terms of polystyrene) of the total pattern area excluding the pattern area of unreacted phenol compound And a reaction mixture obtained by reacting the phenols represented by the general formula (Ia) with formaldehyde in the presence of an acid catalyst,
Further, it is a process for producing a photosensitive resin composition, which comprises mixing an alkali-soluble novolac resin obtained by condensation with a phenol compound represented by the general formula (Ib) and formaldehyde, a resist solvent and an o-naphthoquinonediazide compound. .

【0012】一般式(Ia)で示されるフェノール類と
しては、2,3−キシレノール、2,4−キシレノー
ル、2,5−キシレノール、3,4−キシレノール及び
3,5キシレノール等のキシレノール、3,5−ジエチ
ルフェノール、2,5−ジエチルフェノール、2,3−
ジエチルフェノール、2,4−ジエチルフェノール、
2,6−ジエチルフェノール及び3,4−ジエチルフェ
ノール等のジエチルフェノール、2,3,5−トリメチ
ルフェノール等のトリメチルフェノール、並びに2−t
−ブチル−5−メチルフェノール及び3−t−ブチル−
5−メチルフェノール等のt−ブチルクレゾールが好ま
しい。中でも、2,5−キシレノール、3,5−キシレ
ノール、3,4−キシレノール、2,3,5−トリメチ
ルフェノール及び2−t−ブチル−5−メチルフェノー
ルからなる群から選択される少なくとも1種のフェノー
ル類が特に好ましい。酸触媒としては、例えば有機酸
(酢酸、蓚酸もしくはp−トルエンスルホン酸等)、無
機酸(塩酸、硫酸もしくは燐酸等)又は二価金属塩(酢
酸亜鉛等)が挙げられる。一般式(Ia)で示されるフ
ェノール類とホルムアルデヒドとの好ましい反応モル比
は1:0.2〜1:0.6である。反応は好ましくは有機溶
剤の存在下に行なわれ、好ましい有機溶剤としては、例
えばアルコール(メタノールもしくはエタノール等)、
ケトン(アセトン、メチルエチルケトンもしくはメチル
イソブチルケトン等)又はエーテル類(エチルセロソル
ブ、エチルセロソルブアセテートもしくはテトラヒドロ
フラン等)が挙げられる。反応温度は通常50〜160
℃(好ましくは60〜120℃)、反応時間は通常2〜
30時間である。反応終了後、反応混合物のまま、さら
に一般式(Ib)で示されるフェノール化合物及びホル
ムアルデヒドと縮合させても良いし、或いは、反応系内
に存在する未反応物、酸触媒及び有機溶剤から、反応生
成物であるノボラック又は化合物を例えば再結晶等の公
知の手段を用いて単離してもよい。反応生成物としてノ
ボラックを得る場合にはフェノール類に対するホルムア
ルデヒドのモル比を0.6倍モル以下にすることが好まし
く、一方、化合物を得る場合には同じく0.4倍モル以下
にすることが好ましい。反応生成物のノボラックの重量
平均分子量(未反応物を除く)が200未満である場合
にはポジ型レジストとしての性能が低下し、一方、90
0を越えると、一般式(Ib)で示されるフェノール化
合物及びホルムアルデヒドと縮合させて得られるアルカ
リ可溶性ノボラック樹脂のレジスト溶剤に対する溶解度
が低下する。好ましい化合物としては、例えばジ−(4
−ヒドロキシ−3,6−ジメチルフェニル)−メタン、
ジ−(4−ヒドロキシ−2,6−ジメチルフェニル)−
メタン、ジ−(2−ヒドロキシ−4,5−ジメチルフェ
ニル)−メタン、ジ−(3−t−ブチル−4−ヒドロキ
シ−6−メチルフェニル)−メタンが挙げられる。
The phenols represented by the general formula (Ia) include xylenols such as 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 3,4-xylenol and 3,5 xylenol, 3,3. 5-diethylphenol, 2,5-diethylphenol, 2,3-
Diethylphenol, 2,4-diethylphenol,
Diethylphenol such as 2,6-diethylphenol and 3,4-diethylphenol, trimethylphenol such as 2,3,5-trimethylphenol, and 2-t
-Butyl-5-methylphenol and 3-t-butyl-
Preferred is t-butylcresol such as 5-methylphenol. Among them, at least one kind selected from the group consisting of 2,5-xylenol, 3,5-xylenol, 3,4-xylenol, 2,3,5-trimethylphenol and 2-t-butyl-5-methylphenol. Phenols are particularly preferred. Examples of the acid catalyst include organic acids (acetic acid, oxalic acid, p-toluenesulfonic acid, etc.), inorganic acids (hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, etc.), and divalent metal salts (zinc acetate, etc.). The preferable reaction molar ratio of the phenols represented by the general formula (Ia) and formaldehyde is 1: 0.2 to 1: 0.6. The reaction is preferably carried out in the presence of an organic solvent, and preferred organic solvents include, for example, alcohols (methanol, ethanol, etc.),
Examples thereof include ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.) and ethers (ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, tetrahydrofuran, etc.). The reaction temperature is usually 50 to 160.
℃ (preferably 60 to 120 ℃), the reaction time is usually 2
30 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture as it is may be further condensed with a phenol compound represented by the general formula (Ib) and formaldehyde, or by reacting from an unreacted substance, an acid catalyst and an organic solvent present in the reaction system. The product novolak or compound may be isolated using known means such as recrystallization. When obtaining novolac as the reaction product, the molar ratio of formaldehyde to phenols is preferably 0.6 times or less, while when obtaining the compound, it is also preferably 0.4 times or less. . When the weight average molecular weight of the reaction product novolac (excluding unreacted substances) is less than 200, the performance as a positive resist is deteriorated.
When it exceeds 0, the solubility of the alkali-soluble novolac resin obtained by condensation with the phenol compound represented by the general formula (Ib) and formaldehyde in the resist solvent decreases. Preferred compounds include, for example, di- (4
-Hydroxy-3,6-dimethylphenyl) -methane,
Di- (4-hydroxy-2,6-dimethylphenyl)-
Methane, di- (2-hydroxy-4,5-dimethylphenyl) -methane, di- (3-t-butyl-4-hydroxy-6-methylphenyl) -methane.

【0013】一般式(Ib)で示されるフェノール化合
物としては、例えばo−クレゾール、m−クレゾール、
p−クレゾール、4−t−ブチルフェノール、2−t−
ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノール、2−メ
チルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、5−
メチルレゾルシノール、4−t−ブチルカテコール、3
−エチルフェノール、2−エチルフェノール、4−エチ
ルフェノール、2,3,5−トリエチルフェノール、並
びに、上述したキシレノール、ジエチルフェノール、ト
リメチルフェノール、t−ブチルクレゾールが挙げられ
る。一般式(Ib)で示されるフェノール化合物として
は、m−クレゾール、p−クレゾール及びこれらの混合
物からなる群から選択される1種のものが特に好まし
い。縮合の際には有機溶剤及び酸触媒を用いることが好
ましく、これらは、例えば一般式(Ia)で示されるフ
ェノール類とホルムアルデヒドとの反応の際に用いたも
のが挙げられる。反応温度及び反応時間等についても前
記と同様である。一般式(Ia)で示されるフェノール
類と一般式(Ib)で示されるフェノール化合物の好ま
しいモル比は1:1〜1:6であり、上記フェノール類
及びフェノール化合物の合計とホルムアルデヒドの好ま
しいモル比は1:0.6〜1:1.5である。
Examples of the phenol compound represented by the general formula (Ib) include o-cresol, m-cresol,
p-cresol, 4-t-butylphenol, 2-t-
Butylphenol, 3-t-butylphenol, 2-methylresorcinol, 4-methylresorcinol, 5-
Methylresorcinol, 4-t-butylcatechol, 3
-Ethylphenol, 2-ethylphenol, 4-ethylphenol, 2,3,5-triethylphenol, and the xylenol, diethylphenol, trimethylphenol, and t-butylcresol described above. As the phenol compound represented by the general formula (Ib), one kind selected from the group consisting of m-cresol, p-cresol and a mixture thereof is particularly preferable. An organic solvent and an acid catalyst are preferably used in the condensation, and examples thereof include those used in the reaction between the phenols represented by the general formula (Ia) and formaldehyde. The reaction temperature and reaction time are the same as above. The preferable molar ratio of the phenols represented by the general formula (Ia) and the phenol compound represented by the general formula (Ib) is 1: 1 to 1: 6, and the preferable molar ratio of the total of the above phenols and phenol compounds and formaldehyde is Is from 1: 0.6 to 1: 1.5.

【0014】縮合により得られるアルカリ可溶性ノボラ
ック樹脂を例えば分別等の操作を加えて、該樹脂の分子
量900以下の範囲のGPCパターン面積比(検出器U
V254nm)が未反応フェノール化合物のパターン面積
を除く全パターン面積に対して25%以下(ポリスチレ
ン換算)であるように調製し、20%以下に調製するこ
とがより好ましい。分別は縮合により得られるアルカリ
可溶性ノボラック樹脂を、例えば前記反応の際に用いら
れる有機溶剤に溶解後、得られた溶液を水中に注いで沈
澱させる方法或いは上記溶液をn−ペンタン、n−ヘキ
サン又はn−ヘプタン等の溶媒に注いで分液させる方法
等により行われる。
The alkali-soluble novolac resin obtained by condensation is subjected to an operation such as fractionation to give a GPC pattern area ratio (detector U in the range of 900 or less of the molecular weight of the resin).
V254 nm) is 25% or less (in terms of polystyrene) of the total pattern area excluding the pattern area of the unreacted phenol compound, and more preferably 20% or less. For fractionation, for example, a method of dissolving an alkali-soluble novolac resin obtained by condensation in an organic solvent used in the above reaction and then pouring the obtained solution into water to precipitate the solution or n-pentane, n-hexane or It is carried out by a method such as pouring into a solvent such as n-heptane for liquid separation.

【0015】o−ナフトキノンジアジド化合物として
は、例えばフェノール性水酸基を2個以上有する化合物
と1,2−ナフトキノンジアジド−4−(もしくは−5
−)スルホン酸ハライドとを、弱アルカリもしくは有機
塩基の存在下に反応させて得られるものが挙げられる。
本発明の感光性樹脂組成物は分子量900未満のアルカ
リ可溶性多価フェノールを含有してもよく、該多価フェ
ノールとしては例えば特開平2−275955号公報に記載さ
れているものが挙げられる。レジスト溶剤としては、例
えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブア
セテート等のグリコールエステル類、特開平2−220056
号公報に記載されている溶剤、ピルビン酸エチル、酢酸
n−アミル、乳酸エチル等のエステル類、2−ヘプタノ
ン、γ−ブチロラクトン等のケトン類が挙げられる。
Examples of the o-naphthoquinonediazide compound include compounds having two or more phenolic hydroxyl groups and 1,2-naphthoquinonediazide-4- (or -5).
-) Those obtained by reacting with a sulfonic acid halide in the presence of a weak alkali or an organic base.
The photosensitive resin composition of the present invention may contain an alkali-soluble polyhydric phenol having a molecular weight of less than 900, and examples of the polyhydric phenol include those described in JP-A-2-275955. Examples of the resist solvent include glycol esters such as propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl cellosolve acetate, and methyl cellosolve acetate, and JP-A-2-220056.
Examples thereof include solvents such as ethyl pyruvate, n-amyl acetate, ethyl lactate and the like, and ketones such as 2-heptanone and γ-butyrolactone, which are described in the publication.

【0016】感光性樹脂組成物の全固形分中、o−ナフ
トキノンジアジド化合物及び分子量900未満のアルカ
リ可溶性多価フェノールの割合は通常、各々10〜50
及び0〜40(好ましくは3〜40)重量%である。全
固形分とレジスト溶剤との割合は適宜設定される。
The proportion of the o-naphthoquinonediazide compound and the alkali-soluble polyhydric phenol having a molecular weight of less than 900 is usually 10 to 50 in the total solid content of the photosensitive resin composition.
And 0 to 40 (preferably 3 to 40)% by weight. The ratio between the total solid content and the resist solvent is set appropriately.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明の感光性樹脂組成物は解像度、プ
ロファイル、耐熱性、感度及び焦点深度等の諸性能のバ
ランスに優れている。又、本発明の製造方法は、一般式
(Ia)で示されるフェノール類とホルムアルデヒドと
の反応生成物である、ノボラック又は化合物を含む反応
混合物をそのまま、一般式(Ib)で示されるフェノー
ル化合物及びホルムアルデヒドと縮合させるので、工業
的有利に感光性樹脂組成物を製造することができる。
The photosensitive resin composition of the present invention has an excellent balance of various performances such as resolution, profile, heat resistance, sensitivity and depth of focus. Further, the production method of the present invention is a reaction product containing a novolak or a compound, which is a reaction product of a phenol represented by the general formula (Ia) and formaldehyde, as it is, and a phenol compound represented by the general formula (Ib). Since it is condensed with formaldehyde, the photosensitive resin composition can be produced industrially advantageously.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明を参考例及び実施例により具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限
定されるものではない。例中、部は重量部を示す。
EXAMPLES The present invention will now be described in detail with reference to reference examples and examples, but the present invention is not limited to these examples. In the examples, “part” means “part by weight”.

【0019】参考例1 2,5−キシレノール91.6g、メチルイソブチルケ
トン264.6g、蓚酸13.4g及び90%酢酸6
3.8の混合物中に、80℃で30分を要して37%ホ
ルマリン24.5gを滴下した。滴下終後、100℃で
6時間反応させた。反応混合物を一部サンプリング、分
析の結果、その中の反応生成物であるノボラックの重量
平均分子量は330であった。得られた反応混合物にm
−クレゾールは162.2g、p−クレゾール40.6
gを添加した。次いで、100℃で60分を要して37
%ホルマリン128.5gを滴下した。さらに、同温度
で15時間反応させた。次いで水洗後、共沸蒸留により
脱水した。得られたアルカリ可溶性ノボラック樹脂のメ
チルイソブチルケトン溶液をGPCにより分析したとこ
ろ、重量平均分子量は4350(ポリスチレン換算)であっ
た。
Reference Example 1 2,5-xylenol 91.6 g, methyl isobutyl ketone 264.6 g, oxalic acid 13.4 g and 90% acetic acid 6
24.5 g of 37% formalin was added dropwise to the mixture of 3.8 at 80 ° C. over 30 minutes. After the dropping was completed, the reaction was performed at 100 ° C. for 6 hours. As a result of sampling and analyzing a part of the reaction mixture, the weight average molecular weight of the reaction product, novolak, was 330. M in the resulting reaction mixture
-Cresol is 162.2 g, p-cresol 40.6
g was added. Then, it takes 37 minutes at 100 ° C.
% Formalin 128.5 g was added dropwise. Furthermore, the reaction was carried out at the same temperature for 15 hours. Then, after washing with water, it was dehydrated by azeotropic distillation. When the obtained methyl isobutyl ketone solution of the alkali-soluble novolac resin was analyzed by GPC, the weight average molecular weight was 4350 (in terms of polystyrene).

【0020】参考例2 2,5−キシレノール91.6g、メチルイソブチルケ
トン264.6g、蓚酸13.4g及び90%酢酸6
3.8の混合物中に、80℃で30分を要して37%ホ
ルマリン24.5gを滴下した。滴下終後、100℃で
6時間反応させた。反応混合物を一部サンプリング、分
析の結果、その中の反応生成物であるノボラックの重量
平均分子量は330であった。得られた反応混合物にm
−クレゾールは162.2g、p−クレゾール40.6
gを添加した。次いで、100℃で60分を要して37
%ホルマリン147.4gを滴下した。さらに、同温度
で15時間反応させた。次いで水洗後、共沸蒸留により
脱水した。得られたアルカリ可溶性ノボラック樹脂のメ
チルイソブチルケトン溶液をGPCにより分析したとこ
ろ、重量平均分子量は4400(ポリスチレン換算)であっ
た。
Reference Example 2 2,5-xylenol 91.6 g, methyl isobutyl ketone 264.6 g, oxalic acid 13.4 g and 90% acetic acid 6
24.5 g of 37% formalin was added dropwise to the mixture of 3.8 at 80 ° C. over 30 minutes. After the dropping was completed, the reaction was performed at 100 ° C. for 6 hours. As a result of sampling and analyzing a part of the reaction mixture, the weight average molecular weight of the reaction product, novolak, was 330. M in the resulting reaction mixture
-Cresol is 162.2 g, p-cresol 40.6
g was added. Then, it takes 37 minutes at 100 ° C.
% Formalin 147.4 g was added dropwise. Furthermore, the reaction was carried out at the same temperature for 15 hours. Then, after washing with water, it was dehydrated by azeotropic distillation. When the methyl isobutyl ketone solution of the obtained alkali-soluble novolac resin was analyzed by GPC, the weight average molecular weight was 4400 (polystyrene conversion).

【0021】参考例3 2−t−ブチル−5−メチルフェノール492.8g、
メタノール492.8g及びp−トルエンスルホン酸2
8.5gの混合物中に、60℃で30分かけて37%ホ
ルマリン60.1gを滴下した。滴下終了後、80℃で
6時間反応させた。反応混合物を濃縮して残渣を酢酸エ
チルに溶解し、得られた溶液を水洗後、共沸蒸留により
脱水した。酢酸エチル溶液をn−ヘキサン1lに注ぎ、
沈澱物を濾過した。次いで65℃で24時間乾燥後、結
晶性化合物24.9gを得た。FD−MSによるこの化
合物の分子量は328であった。
Reference Example 3 492.8 g of 2-t-butyl-5-methylphenol,
492.8 g of methanol and p-toluenesulfonic acid 2
60.1 g of 37% formalin was added dropwise to the mixture of 8.5 g at 60 ° C. over 30 minutes. After the dropping was completed, the reaction was carried out at 80 ° C. for 6 hours. The reaction mixture was concentrated, the residue was dissolved in ethyl acetate, the resulting solution was washed with water, and then dehydrated by azeotropic distillation. Pour the ethyl acetate solution into 1 liter of n-hexane,
The precipitate was filtered. Then, after drying at 65 ° C. for 24 hours, 24.9 g of a crystalline compound was obtained. The molecular weight of this compound by FD-MS was 328.

【0022】参考例4 参考例3で得た化合物9.0g、m−クレゾール23
7.9g、p−クレゾール237.9g、メチルイソブ
チルケトン252.3g、蓚酸5.8g及び90%酢酸
80.9gの混合物に80℃で60分かけて37%ホル
マリン116gを滴下し、滴下終了後、93℃で15時
間反応させた。次いで水洗後、共沸蒸留により脱水し
た。得られたアルカリ可溶性ノボラック樹脂のメチルイ
ソブチルケトン溶液をGPCにより分析したところ、重
量平均分子量は4680(ポリスチレン換算)であった。
Reference Example 4 9.0 g of the compound obtained in Reference Example 3 and m-cresol 23
To a mixture of 7.9 g, p-cresol 237.9 g, methyl isobutyl ketone 252.3 g, oxalic acid 5.8 g and 90% acetic acid 80.9 g, 37% formalin 116 g was added dropwise at 80 ° C. over 60 minutes, and after the addition was completed. And reacted at 93 ° C. for 15 hours. Then, after washing with water, it was dehydrated by azeotropic distillation. When the methyl isobutyl ketone solution of the obtained alkali-soluble novolak resin was analyzed by GPC, the weight average molecular weight was 4680 (polystyrene conversion).

【0023】参考例5 参考例1で得たアルカリ可溶性ノボラック樹脂溶液(樹
脂含量40重量%)300g、メチルイソブチルケトン
554g及びn−ヘプタン692gの混合物を60℃で
30分撹拌後、分液した。下層に2−ヘプタノン300
gを添加後、分別時の溶媒であるn−ヘプタン及びメチ
ルイソブチルケトンを蒸留により除去してノボラック樹
脂の2−ヘプタノン溶液を得た。GPC分析により、重
量平均分子量は8000であり、分子量900以下の範囲の
パターン面積は全パターン面積(但し、未反応フェノー
ル化合物のパターン面積を除く)に対して17%であっ
た。
Reference Example 5 A mixture of 300 g of the alkali-soluble novolac resin solution (resin content 40% by weight) obtained in Reference Example 1, 554 g of methyl isobutyl ketone and 692 g of n-heptane was stirred at 60 ° C. for 30 minutes and then separated. 2-heptanone 300 in the lower layer
After the addition of g, n-heptane and methyl isobutyl ketone, which are the solvents at the time of fractionation, were removed by distillation to obtain a 2-heptanone solution of novolak resin. By GPC analysis, the weight average molecular weight was 8000, and the pattern area in the range of molecular weight of 900 or less was 17% with respect to the total pattern area (excluding the pattern area of the unreacted phenol compound).

【0024】参考例6 参考例2で得たアルカリ可溶性ノボラック樹脂溶液(樹
脂含量45重量%)220g、メチルイソブチルケトン
531g及びn−ヘプタン607gの混合物を60℃で
30分撹拌後、分液した。下層に2−ヘプタノン240
gを添加後、分別時の溶媒であるn−ヘプタン及びメチ
ルイソブチルケトンを蒸留により除去してノボラック樹
脂の2−ヘプタノン溶液を得た。GPC分析により、重
量平均分子量は8300であり、分子量900以下の範囲の
パターン面積は全パターン面積(但し、未反応フェノー
ル化合物のパターン面積を除く)に対して18%であっ
た。
Reference Example 6 A mixture of 220 g of the alkali-soluble novolac resin solution (resin content 45% by weight) obtained in Reference Example 2, 531 g of methyl isobutyl ketone and 607 g of n-heptane was stirred at 60 ° C. for 30 minutes and then separated. 2-heptanone 240 in the lower layer
After the addition of g, n-heptane and methyl isobutyl ketone, which are the solvents at the time of fractionation, were removed by distillation to obtain a 2-heptanone solution of novolak resin. By GPC analysis, the weight average molecular weight was 8300, and the pattern area in the range of the molecular weight of 900 or less was 18% with respect to the total pattern area (excluding the pattern area of the unreacted phenol compound).

【0025】参考例7 参考例4で得たアルカリ可溶性ノボラック樹脂溶液(樹
脂含量39重量%)240g、メチルイソブチルケトン
476g及びn−ヘプタン572gの混合物を60℃で
30分撹拌後、分液した。下層に2−ヘプタノン150
gを添加後、分別時の溶媒であるn−ヘプタン及びメチ
ルイソブチルケトンを蒸留により除去してノボラック樹
脂の2−ヘプタノン溶液を得た。GPC分析により、重
量平均分子量は8500であり、分子量900以下の範囲の
パターン面積は全パターン面積(但し、未反応フェノー
ル化合物のパターン面積を除く)に対して16%であっ
た。
Reference Example 7 A mixture of 240 g of the alkali-soluble novolac resin solution (resin content 39% by weight) obtained in Reference Example 4, 476 g of methyl isobutyl ketone and 572 g of n-heptane was stirred at 60 ° C. for 30 minutes and then separated. 2-heptanone 150 in the lower layer
After the addition of g, n-heptane and methyl isobutyl ketone, which are the solvents at the time of fractionation, were removed by distillation to obtain a 2-heptanone solution of novolak resin. By GPC analysis, the weight average molecular weight was 8500, and the pattern area in the range of the molecular weight of 900 or less was 16% with respect to the entire pattern area (excluding the pattern area of the unreacted phenol compound).

【0026】参考例8 m−クレゾール164g、p−クレゾール164g、メ
チルイソブチルケトン264.6g、蓚酸13.4g及
び90%酢酸63.8gの混合物中に、80℃で60分
かけて37%ホルマリン153gを滴下した。滴下終了
後、100℃で15時間反応させた。反応混合物を水洗
後、共沸蒸留により脱水した。得られたノボラック樹脂
のメチルイソブチルケトン溶液をGPCにより分析した
ところ、重量平均分子量は4520(ポリスチレン換算)で
あった。
Reference Example 8 153 g of 37% formalin over 60 minutes at 80 ° C. in a mixture of 164 g of m-cresol, 164 g of p-cresol, 264.6 g of methyl isobutyl ketone, 13.4 g of oxalic acid and 63.8 g of 90% acetic acid. Was dripped. After the dropping was completed, the reaction was carried out at 100 ° C. for 15 hours. The reaction mixture was washed with water and then dehydrated by azeotropic distillation. When the methyl isobutyl ketone solution of the obtained novolak resin was analyzed by GPC, the weight average molecular weight was 4520 (polystyrene conversion).

【0027】参考例9 参考例8で得たノボラック樹脂溶液(樹脂含量40重量
%)200g、メチルイソブチルケトン410g及びn
−ヘプタン488gの混合物を60℃で30分撹拌後、
分液した。下層に2−ヘプタノン180gを添加後、分
別時の溶媒であるn−ヘプタン及びメチルイソブチルケ
トンを蒸留により除去してノボラック樹脂の2−ヘプタ
ノン溶液を得た。GPC分析により、重量平均分子量は
8900であり、分子量900以下の範囲のパターン面積は
全パターン面積(但し、未反応フェノール化合物のパタ
ーン面積を除く)に対して16%であった。
Reference Example 9 200 g of the novolac resin solution obtained in Reference Example 8 (resin content 40% by weight), 410 g of methyl isobutyl ketone and n
After stirring a mixture of 488 g of heptane for 30 minutes at 60 ° C.,
The layers were separated. After adding 180 g of 2-heptanone to the lower layer, n-heptane and methyl isobutyl ketone, which are solvents for fractionation, were removed by distillation to obtain a 2-heptanone solution of novolak resin. According to GPC analysis, the weight average molecular weight is
It was 8900, and the pattern area in the range of molecular weight of 900 or less was 16% with respect to the entire pattern area (excluding the pattern area of the unreacted phenol compound).

【0028】実施例(例番号1及び2)及び比較例(例
番号3) 下表に示す組成のノボラック樹脂、o−キノンジアジド
化合物(感光剤)及び添加剤を2−ヘプタノン50部と
混合し、0.2μmのテフロン製フィルターで濾過して
レジスト液を調製した。これを常法により洗浄したシリ
コンウエハーに回転塗布機を用いて1.1μm厚に塗布
した。次いで、このシリコンウエハーを90℃のホット
プレートで1分ベークした。その後、縮小投影露光装置
(NikonNSR1755i 7A NA=0.5)を用いて露
光量を段階的に変えて露光した。次いで、ホットプレー
トで110℃、1分ベークした。これをアルカリ現像液
SOPD(住友化学工業製)を用いて1分現像すること
によりポジ型パターンを得た。次いで、0.4μmのラ
インアンドスペース(L/S)の断面をSEM(走査型
電子顕微鏡)で観察し、ベストフォーカスにおけるライ
ンアンドスペースが1対1となる露光量から感度(実効
感度)を、該露光量における0.45μmのL/Sの断
面形状からプロファイルを、前記露光量における0.4
μmのラインアンドスペースが膜べりなく分離する焦点
の幅から焦点深度を、該露光量における膜べりなく分離
する最小のラインアンドスペースの幅から解像度を、各
々求めた。スカムは実効感度における0.45L/Sパタ
ーンのスペース部の現像残さの有無を観察した。又、現
像後のレジストパターンの付いたシリコンウエハーを1
24℃のホットプレート上で5分加熱してレジストパタ
ーンのだれ具合を5段階で評価した。(数字が大きいほ
ど耐熱性良好。)これらの結果を下表に示す。
Example (Example Nos. 1 and 2) and Comparative Example (Example No. 3) A novolak resin having the composition shown in the table below, an o-quinonediazide compound (photosensitizer) and an additive were mixed with 50 parts of 2-heptanone, A resist solution was prepared by filtering with a 0.2 μm Teflon filter. This was applied onto a silicon wafer that had been washed by a conventional method to a thickness of 1.1 μm using a spin coater. Then, the silicon wafer was baked on a hot plate at 90 ° C. for 1 minute. After that, a reduction projection exposure apparatus (Nikon NSR1755i 7ANA = 0.5) was used to perform exposure by changing the exposure amount stepwise. Then, it was baked on a hot plate at 110 ° C. for 1 minute. This was developed for 1 minute using an alkaline developer SOPD (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) to obtain a positive pattern. Then, a 0.4 μm line-and-space (L / S) cross section is observed with a SEM (scanning electron microscope), and the sensitivity (effective sensitivity) is calculated from the exposure amount at which the line-and-space in best focus becomes 1: 1. A profile is obtained from the L / S cross-sectional shape of 0.45 μm at the exposure dose, and the profile is 0.4 at the exposure dose.
The depth of focus was determined from the width of the focal point at which the line and space of μm separates without film thinning, and the resolution from the width of the minimum line and space at which the film was separated without film thinning at the exposure dose. For scum, the presence or absence of development residue in the space portion of the 0.45 L / S pattern at the effective sensitivity was observed. In addition, a silicon wafer with a resist pattern after development is
It was heated on a hot plate at 24 ° C. for 5 minutes, and the degree of dripping of the resist pattern was evaluated in 5 levels. (The larger the number, the better the heat resistance.) The results are shown in the table below.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】上表中、添加剤Bは下式の化合物である。In the above table, additive B is a compound of the following formula.

【0032】[0032]

【化7】 [Chemical 7]

【0033】上表中、感光剤C及びDは下式の化合物
(C’)及び(D’)の各々と、1,2−ナフトキノン
ジアジド−5−スルホン酸クロライドとの反応生成物で
ある。
In the above table, the photosensitizers C and D are reaction products of each of the compounds (C ') and (D') of the following formulas with 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride.

【0034】[0034]

【化8】 [Chemical 8]

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一般式(Ia) 【化1】 (式中、R1 〜R3 は各々独立して水素原子又は炭素数
1〜6のアルキル基を表わす。)で示されるフェノール
類とホルムアルデヒドとを酸触媒の存在下に反応させて
得られる反応生成物であって、且つ、重量平均分子量が
200から900のノボラック又は分子量が200〜9
00の化合物と、一般式(Ib) 【化2】 (式中、R4 〜R6 は各々独立して水素原子、水酸基又
は炭素数1〜6のアルキル基を表わす。)で示されるフ
ェノール化合物と、ホルムアルデヒドとの3者を縮合さ
せて得られ、しかも分子量900以下の範囲のGPCパ
ターン面積比が未反応のフェノール化合物のパターン面
積を除く全パターン面積に対して25%以下(ポリスチ
レン換算)であるアルカリ可溶性ノボラック樹脂、レジ
スト溶剤及びo−ナフトキノンジアジド化合物を含むこ
とを特徴とする感光性樹脂組成物。
1. A compound represented by the general formula (Ia): (In the formula, R 1 to R 3 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) and a reaction obtained by reacting formaldehyde with formaldehyde in the presence of an acid catalyst. Novolak having a weight average molecular weight of 200 to 900 or a molecular weight of 200 to 9 which is a product
00 and a compound of the general formula (Ib) (In the formula, R 4 to R 6 each independently represents a hydrogen atom, a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) and a formaldehyde and 3 are condensed, Moreover, an alkali-soluble novolac resin, a resist solvent and an o-naphthoquinonediazide compound having a GPC pattern area ratio in the range of molecular weight of 900 or less to 25% or less (in terms of polystyrene) of the total pattern area excluding the pattern area of unreacted phenol compound A photosensitive resin composition comprising:
【請求項2】一般式(Ib)で示されるフェノール化合
物がm−クレゾール、p−クレゾール及びこれらの混合
物からなる群から選択される1種である、請求項1に記
載の組成物。
2. The composition according to claim 1, wherein the phenol compound represented by the general formula (Ib) is one selected from the group consisting of m-cresol, p-cresol and a mixture thereof.
【請求項3】一般式(Ia)で示されるフェノール類が
2,5−キシレノール、3,5−キシレノール、3,4
−キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノール及
び2−t−ブチル−5−メチルフェノールからなる群か
ら選択される少なくとも1種である、請求項1又は2に
記載の組成物。
3. A phenol represented by the general formula (Ia) is 2,5-xylenol, 3,5-xylenol, 3,4.
-The composition according to claim 1 or 2, which is at least one selected from the group consisting of xylenol, 2,3,5-trimethylphenol and 2-t-butyl-5-methylphenol.
【請求項4】分子量900未満のアルカリ可溶性多価フ
ェノールを含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の
組成物。
4. The composition according to claim 1, which contains an alkali-soluble polyhydric phenol having a molecular weight of less than 900.
【請求項5】請求項1に記載の一般式(Ia)で示され
るフェノール類とホルムアルデヒドとを酸触媒の存在下
に反応させて得られる反応混合物を、さらに請求項1に
記載の一般式(Ib)で示されるフェノール化合物及び
ホルムアルデヒドと縮合させて得られるアルカリ可溶性
ノボラック樹脂、レジスト溶剤並びにo−ナフトキノン
ジアジド化合物を混合することを特徴とする感光性樹脂
組成物の製造方法。
5. A reaction mixture obtained by reacting a phenol represented by the general formula (Ia) according to claim 1 with formaldehyde in the presence of an acid catalyst, further comprising the general formula (1) according to claim 1. A method for producing a photosensitive resin composition, which comprises mixing an alkali-soluble novolac resin obtained by condensation with a phenol compound represented by Ib) and formaldehyde, a resist solvent, and an o-naphthoquinonediazide compound.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100347610C (en) * 2003-05-19 2007-11-07 东京应化工业株式会社 Positive anticorrosive additive composition and anticorrosive pattern forming method

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