JPH0659447A - Positive resist composition - Google Patents

Positive resist composition

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JPH0659447A
JPH0659447A JP23535492A JP23535492A JPH0659447A JP H0659447 A JPH0659447 A JP H0659447A JP 23535492 A JP23535492 A JP 23535492A JP 23535492 A JP23535492 A JP 23535492A JP H0659447 A JPH0659447 A JP H0659447A
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JP
Japan
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group
carbon atoms
chemical
hydrogen atom
positive resist
Prior art date
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Pending
Application number
JP23535492A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaji Kawada
正司 河田
Tetsuaki Kusunoki
哲了 楠
Motofumi Kashiwagi
幹文 柏木
Toshiaki Fujii
利明 藤井
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.)
Zeon Corp
Original Assignee
Nippon Zeon Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0659447A publication Critical patent/JPH0659447A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a positive resist composition well-balanced in various characteristics such as sensitivity, residual film ratio and resolution, particularly small in dimensional change with exposure in fine working of <1mum and excellent in pattern shape. CONSTITUTION:The positive resist composition contains an alkali soluble phenol resin, a sensitizer of quinone diazide sulfonate of a specific polyhydroxy compound and a hydroxy compound expressed by a formula. In the formula, each of R19-R22 is hydrogen atom, halogen atom, hydroxyl group, 1-8C alkyl group, 2-5C alkenyl group or phenyl substituted alkoxyl group and can be the same with or different from each other.

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、ポジ型レジスト組成物
に関し、さらに詳しくは、半導体素子、磁気バブルメモ
リー素子、集積回路などの製造に使用される微細加工用
ポジ型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 positive resist composition, and more particularly to a positive resist composition for microfabrication used for manufacturing semiconductor devices, magnetic bubble memory devices, integrated circuits and the like. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】レジストを用いて微細パターンを形成す
るには、基板上に感光性材料を含有する溶液を塗布し、
乾燥させて感光膜を作成した後、マスクパターンを介し
て活性光線を照射して潜像を形成し、次いで、それを現
像して画像を形成するリソグラフィー技術が採用されて
いる。レジストは、通常、ポジ型とネガ型に大別され、
ポジ型では被照射部分が未照射部分に比べて現像液中で
の溶解性が増してポジ型像を与え、ネガ型では逆に被照
射部分の溶解性が減少してネガ型像を与える。
2. Description of the Related Art To form a fine pattern using a resist, a solution containing a photosensitive material is applied onto a substrate,
A lithographic technique is employed in which, after being dried to form a photosensitive film, an actinic ray is irradiated through a mask pattern to form a latent image, and then the latent image is developed to form an image. Resist is generally classified into positive type and negative type,
In the positive type, the irradiated portion has a higher solubility in the developing solution than in the unirradiated portion to give a positive type image, and in the negative type, the solubility of the irradiated portion decreases to give a negative type image.

【0003】半導体を製造する場合には、基板としてシ
リコンウェハを用い、前記リソグラフィー技術によって
基板上に画像(パターン)を形成し、次いで、基板上に
残ったレジスト膜を保護膜としてエッチングを行った
後、レジスト膜を除去する方法により半導体素子の形成
が行われている。
In the case of manufacturing a semiconductor, a silicon wafer is used as a substrate, an image (pattern) is formed on the substrate by the above-mentioned lithographic technique, and then etching is performed using the resist film remaining on the substrate as a protective film. After that, a semiconductor element is formed by a method of removing the resist film.

【0004】従来、半導体素子を形成するためのレジス
トとして、環化ポリイソプレンとビスジアジド化合物か
らなるネガ型レジストが知られているが、有機溶剤で現
像するため、レジスト膜の膨潤が大きく、解像性に限界
があるため、高集積度の半導体素子の製造に対応できな
い欠点を有する。
Conventionally, as a resist for forming a semiconductor element, a negative resist composed of a cyclized polyisoprene and a bisdiazide compound has been known. However, since the resist is developed with an organic solvent, the resist film swells greatly and the resolution is high. Since it has a limit in the property, it has a drawback that it cannot be applied to the manufacture of highly integrated semiconductor devices.

【0005】これに対して、アルカリ可溶性ノボラック
樹脂とキノンジアジド化合物とを含有し、現像液として
アルカリ水溶液を用いるポジ型レジストは、現像液によ
る膨潤が起こらず、解像性に優れているため、高集積度
半導体素子の製造に広く用いられている。現在では、こ
のポジ型レジストの性能改良と露光機の高性能化により
解像度が向上し、1μm以下の微細パターンの形成も可
能となってきた。
On the other hand, a positive resist containing an alkali-soluble novolac resin and a quinonediazide compound and using an alkaline aqueous solution as a developing solution is excellent in resolution because it does not swell with the developing solution. Widely used in the manufacture of integrated semiconductor devices. At present, the resolution is improved by improving the performance of the positive resist and the performance of the exposure device, and it is possible to form a fine pattern of 1 μm or less.

【0006】ところで、1μm以下、特に0.8μm以
下の微細パターン形成においては、レジストパターンの
寸法をより厳しく制御することが必要である。しかしな
がら、従来のポジ型レジストでは、必ずしも満足な結果
は得られておらず、寸法制御性の良いポジ型レジストが
強く求められるようになってきた。
By the way, in forming a fine pattern of 1 μm or less, particularly 0.8 μm or less, it is necessary to more strictly control the dimensions of the resist pattern. However, satisfactory results have not always been obtained with conventional positive resists, and positive resists having good dimensional controllability have been strongly demanded.

【0007】また、0.8μm以下の微細パターン形成
においては、従来広く用いられてきたg線(436n
m)による微小投影露光方式から、より波長が短く、解
像度と焦点余裕度で有利なi線(365nm)による露
光方式が使用され始めてきている。しかしながら、i線
による露光では、露光光に対するレジストの透明性が低
いため、レジストボトム部で十分な露光エネルギーが得
られにくくなり、その結果、パターン形状が劣化する場
合があり、改善が求められていた。
In forming a fine pattern of 0.8 μm or less, the g-line (436n) which has been widely used in the past.
The exposure method using i-line (365 nm), which has a shorter wavelength and is advantageous in resolution and focus margin, has begun to be used from the microprojection exposure method of (m). However, in exposure by i-line, since the transparency of the resist to exposure light is low, it is difficult to obtain sufficient exposure energy at the resist bottom portion, and as a result, the pattern shape may deteriorate, and improvement is required. It was

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、感
度、残膜率、解像度などの諸特性のバランスに優れたポ
ジ型レジスト組成物を提供することにある。また、本発
明の目的は、特に1μm以下の微細加工において露光量
に対する寸法変化の小さい、いわゆる露光マージン(露
光ラティチュード)に優れ、かつ、パターン形状の優れ
たポジ型レジスト組成物を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a positive resist composition having an excellent balance of various characteristics such as sensitivity, residual film ratio and resolution. Further, an object of the present invention is to provide a positive resist composition which is excellent in so-called exposure margin (exposure latitude), which has a small dimensional change with respect to an exposure amount particularly in fine processing of 1 μm or less, and which has an excellent pattern shape. is there.

【0009】本発明者らは、前記従来技術の有する問題
点を克服するために鋭意検討した結果、アルカリ可溶性
フェノール樹脂と、特定のポリヒドロキシ化合物のキノ
ンジアジドスルホン酸エステルである感光剤と、さら
に、シクロヘキサンの1つの炭素原子に、水酸基を有す
る芳香族基を2つ結合した構造のヒドロキシ化合物とを
組み合わせて使用することにより、前記目的を達成でき
ることを見出し、その知見に基づいて本発明を完成する
に至った。
The inventors of the present invention have conducted extensive studies to overcome the above-mentioned problems of the prior art. As a result, an alkali-soluble phenol resin, a photosensitizer which is a quinonediazidesulfonic acid ester of a specific polyhydroxy compound, and It has been found that the above object can be achieved by using a hydroxy compound having a structure in which two aromatic groups having a hydroxyl group are bonded to one carbon atom of cyclohexane, and the present invention is completed based on the finding. Came to.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、アルカリ可溶性フェノール樹脂(a)、下記一般式
〔I〕、〔II〕及び〔III〕で示される化合物から
なる群より選ばれる少なくとも1種のポリヒドロキシ化
合物のキノンジアジドスルホン酸エステルである感光剤
(b)、及び下記一般式〔IV〕で示されるヒドロキシ
化合物(c)を含有することを特徴とするポジ型レジス
ト組成物が提供される。
Thus, according to the present invention, at least one selected from the group consisting of alkali-soluble phenolic resins (a) and compounds represented by the following general formulas [I], [II] and [III]. A positive resist composition comprising a photosensitizer (b) which is a quinonediazide sulfonic acid ester of a polyhydroxy compound, and a hydroxy compound (c) represented by the following general formula [IV]. It

【0011】[0011]

【化5】 1〜R4:水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素原子
数1〜4のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル
基、または炭素原子数1〜4のアルコキシ基であって、
それぞれ同一または異なっていてもよい。 R5:水素原子、炭素原子数1〜3のアルキル基、炭素
原子数2〜5のアルケニル基、またはアリール基であ
る。ただし、OH基の総数は、3〜4個である。
[Chemical 5] R 1 to R 4 : a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms,
They may be the same or different. R 5 : a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an aryl group. However, the total number of OH groups is 3 to 4.

【0012】[0012]

【化6】 6〜R9:水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4
のアルキル基、炭素原子数2〜5アルケニル基、または
炭素原子数1〜4のアルコキシ基であって、それぞれ同
一または異なっていてもよい。 R10:水素原子、炭素原子数1〜3のアルキル基、炭素
原子数2〜5のアルケニル基、またはアリール基であ
る。ただし、OH基の総数は5個であり、かつ、R6
9の少なくとも1個は水素原子以外の置換基である。
[Chemical 6] R 6 to R 9 : hydrogen atom, halogen atom, carbon atom number 1 to 4
And an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. R 10 : a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an aryl group. However, the total number of OH groups is 5, and R 6 to
At least one R 9 is a substituent other than a hydrogen atom.

【0013】[0013]

【化7】 11〜R18:水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素原
子数1〜4のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニ
ル基、または炭素原子数1〜4のアルコキシ基であっ
て、それぞれ同一または異なっていてもよい。 A:単結合、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケ
ニル基、置換アルケニル基、アリーレン基、または置換
アリーレン基である。
[Chemical 7] R 11 to R 18 : a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, each being the same. Or it may be different. A: A single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenyl group, a substituted alkenyl group, an arylene group, or a substituted arylene group.

【0014】[0014]

【化8】 19〜R22:水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素原
子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニ
ル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、またはフェニ
ル置換アルコキシ基であって、それぞれ同一または異な
っていてもよい。
[Chemical 8] R 19 to R 22 : hydrogen atom, halogen atom, hydroxyl group, alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or phenyl-substituted alkoxy group And may be the same or different.

【0015】以下、本発明について詳述する。アルカリ可溶性フェノール樹脂(a) 本発明において用いられるアルカリ可溶性フェノール樹
脂としては、例えば、フェノール類とアルデヒド類との
縮合反応生成物、フェノール類とケトン類との縮合反応
生成物、ビニルフェノール系重合体、イソプロペニルフ
ェノール系重合体、これらのフェノール樹脂の水素添加
反応生成物などが挙げられる。
The present invention will be described in detail below. Alkali-soluble phenol resin (a) Examples of the alkali-soluble phenol resin used in the present invention include condensation reaction products of phenols and aldehydes, condensation reaction products of phenols and ketones, and vinylphenol polymers. , Isopropenylphenol-based polymers, hydrogenation reaction products of these phenolic resins, and the like.

【0016】ここで用いるフェノール類の具体例として
は、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフ
ェノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、フ
ェニルフェノールなどの一価のフェノール類、レゾルシ
ノール、ピロカテコール、ハイドロキノン、ビスフェノ
ールA、フロログルシノール、ピロガロールなどの多価
フェノール類などが挙げられる。アルデヒド類の具体例
としては、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、アセト
アルデヒド、ベンズアルデヒド、テレフタルアルデヒド
などが挙げられる。ケトン類の具体例としては、アセト
ン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジフェニル
ケトンなどが挙げられる。これらの縮合反応は常法にし
たがって行うことができる。
Specific examples of the phenols used here include monohydric phenols such as phenol, cresol, xylenol, ethylphenol, propylphenol, butylphenol and phenylphenol, resorcinol, pyrocatechol, hydroquinone, bisphenol A and phlolog. Examples include polyphenols such as lucinol and pyrogallol. Specific examples of aldehydes include formalin, paraformaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, and terephthalaldehyde. Specific examples of the ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diphenyl ketone and the like. These condensation reactions can be performed according to a conventional method.

【0017】ビニルフェノール系重合体は、ビニルフェ
ノールの単独重合体及びビニルフェノールと共重合可能
な成分との共重合体から選択される。共重合可能な成分
の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、スチレ
ン、無水マレイン酸、マレイン酸イミド、酢酸ビニル、
アクリロニトリル、及びこれらの誘導体などが挙げられ
る。
The vinylphenol polymer is selected from a homopolymer of vinylphenol and a copolymer of vinylphenol and a copolymerizable component. Specific examples of the copolymerizable component include acrylic acid, methacrylic acid, styrene, maleic anhydride, maleic imide, vinyl acetate,
Examples thereof include acrylonitrile and derivatives thereof.

【0018】イソプロペニルフェノール系重合体は、イ
ソプロペニルフェノールの単独重合体及びイソプロペニ
ルフェノールと共重合可能な成分との共重合体から選択
される。共重合可能な成分の具体例としては、アクリル
酸、メタクリル酸、スチレン、無水マレイン酸、マレイ
ン酸イミド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、及びこれ
らの誘導体などが挙げられる。
The isopropenylphenol-based polymer is selected from isopropenylphenol homopolymers and copolymers with isopropenylphenol-copolymerizable components. Specific examples of the copolymerizable component include acrylic acid, methacrylic acid, styrene, maleic anhydride, maleic imide, vinyl acetate, acrylonitrile, and derivatives thereof.

【0019】フェノール樹脂の水素添加反応生成物は、
任意の公知の水素添加反応によって製造することがで
き、具体的には、フェノール樹脂を有機溶剤に溶解し、
均一系または不均一系の水素添加触媒の存在下、水素を
導入することによって得ることができる。
The hydrogenation reaction product of the phenol resin is
It can be produced by any known hydrogenation reaction, specifically, a phenol resin is dissolved in an organic solvent,
It can be obtained by introducing hydrogen in the presence of a homogeneous or heterogeneous hydrogenation catalyst.

【0020】これらのアルカリ可溶性フェノール樹脂
は、そのままでも用いられるが、公知の手段により分別
し、分子量や分子量分布を制御したものを用いてもよ
い。分子量や分子量分布を制御する目的で分別する方法
としては、樹脂を粉砕し、適当な溶解度を持つ有機溶剤
で固−液抽出するか、あるいは樹脂を良溶剤に溶解し、
貧溶剤中に滴下するか、または貧溶剤を滴下して、固−
液または液−液抽出する方法などが挙げられる。
These alkali-soluble phenolic resins can be used as they are, but those having a controlled molecular weight and a controlled molecular weight distribution may be used. As a method of separating the resin for the purpose of controlling the molecular weight and the molecular weight distribution, the resin is crushed and solid-liquid extracted with an organic solvent having an appropriate solubility, or the resin is dissolved in a good solvent,
Drop it into the poor solvent or drop the poor solvent to
Examples include liquid or liquid-liquid extraction methods.

【0021】これらのアルカリ可溶性フェノール樹脂
は、単独でも用いられるが、2種以上を組み合わせて用
いてもよい。また、本発明においては、これらの中でも
特に、フェノール類とアルデヒド類とを酸触媒下で重縮
合することによって得られるアルカリ可溶性フェノール
樹脂が好ましい。さらに、フェノールとしてm−クレゾ
ールとp−クレゾールを使用したアルカリ可溶性フェノ
ール樹脂が好ましい。
These alkali-soluble phenolic resins may be used alone or in combination of two or more. Further, in the present invention, among these, an alkali-soluble phenol resin obtained by polycondensing phenols and aldehydes under an acid catalyst is particularly preferable. Furthermore, an alkali-soluble phenol resin using m-cresol and p-cresol as phenol is preferable.

【0022】本発明のポジ型レジスト組成物には、必要
に応じて、現像性、保存安定性、耐熱性などを改善する
ために、例えば、スチレンとアクリル酸、メタクリル酸
または無水マレイン酸との共重合体、アルケンと無水マ
レイン酸との共重合体、ビニルアルコール重合体、ビニ
ルピロリドン重合体、ロジン、シェラックなどを添加す
ることができる。これらの添加量は、アルカリ可溶性フ
ェノール樹脂100重量部に対して、通常0〜50重量
部、好ましくは5〜20重量部である。
The positive resist composition of the present invention may contain, for example, styrene and acrylic acid, methacrylic acid or maleic anhydride in order to improve developability, storage stability, heat resistance and the like, if necessary. A copolymer, a copolymer of an alkene and maleic anhydride, a vinyl alcohol polymer, a vinylpyrrolidone polymer, rosin, shellac and the like can be added. The addition amount of these is usually 0 to 50 parts by weight, preferably 5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkali-soluble phenol resin.

【0023】感光剤(b) 本発明においては、感光剤として前記一般式〔I〕、
〔II〕及び〔III〕で示される化合物からなる群よ
り選ばれる少なくとも1種のポリヒドロキシ化合物のキ
ノンジアジドスルホン酸エステルを使用する。
Photosensitizer (b) In the present invention, as the photosensitizer, the above-mentioned general formula [I],
A quinonediazide sulfonic acid ester of at least one polyhydroxy compound selected from the group consisting of the compounds represented by [II] and [III] is used.

【0024】このようなキノンジアジドスルホン酸エス
テルは、常法にしたがってキノンジアジドスルホン酸を
クロルスルホン酸でスルホニルクロライドとし、得られ
たキノンジアジドスルホニルクロライドとポリヒドロキ
シ化合物とを縮合させることにより得られる。例えば、
前記のポリヒドロキシ化合物と1,2−ナフトキノンジ
アジド−5−スルホニルクロライドの所定量をジオキサ
ン、アセトンまたはテトラヒドロフラン等の溶剤に溶解
し、トリエチルアミン、ピリジン、炭酸ナトリウム、炭
酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリ
ウム等の塩基性触媒を加えて反応させ、得られた生成物
を水洗し、乾燥することにより調製することができる。
Such quinonediazide sulfonic acid ester can be obtained by converting quinonediazide sulfonic acid to sulfonyl chloride with chlorosulfonic acid according to a conventional method and condensing the obtained quinone diazide sulfonyl chloride with a polyhydroxy compound. For example,
A predetermined amount of the above-mentioned polyhydroxy compound and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride is dissolved in a solvent such as dioxane, acetone or tetrahydrofuran, and triethylamine, pyridine, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium hydroxide or hydroxide is added. It can be prepared by adding a basic catalyst such as potassium and reacting, and washing the resulting product with water and drying.

【0025】前記一般式〔I〕で示されるポリヒドロキ
シ化合物の具体例としては、次のような化合物が挙げら
れる。
The following compounds may be mentioned as specific examples of the polyhydroxy compound represented by the above general formula [I].

【0026】[0026]

【化9】 [Chemical 9]

【0027】[0027]

【化10】 [Chemical 10]

【0028】[0028]

【化11】 [Chemical 11]

【0029】[0029]

【化12】 [Chemical 12]

【0030】[0030]

【化13】 [Chemical 13]

【0031】[0031]

【化14】 [Chemical 14]

【0032】[0032]

【化15】 [Chemical 15]

【0033】[0033]

【化16】 [Chemical 16]

【0034】[0034]

【化17】 [Chemical 17]

【0035】[0035]

【化18】 [Chemical 18]

【0036】[0036]

【化19】 [Chemical 19]

【0037】[0037]

【化20】 [Chemical 20]

【0038】[0038]

【化21】 [Chemical 21]

【0039】[0039]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0040】[0040]

【化23】 [Chemical formula 23]

【0041】[0041]

【化24】 [Chemical formula 24]

【0042】[0042]

【化25】 [Chemical 25]

【0043】[0043]

【化26】 [Chemical formula 26]

【0044】[0044]

【化27】 [Chemical 27]

【0045】[0045]

【化28】 [Chemical 28]

【0046】[0046]

【化29】 [Chemical 29]

【0047】[0047]

【化30】 [Chemical 30]

【0048】[0048]

【化31】 [Chemical 31]

【0049】前記一般式〔II〕で示されるポリヒドロ
キシ化合物の具体例としては、次のような化合物が挙げ
られる。
The following compounds may be mentioned as specific examples of the polyhydroxy compound represented by the above general formula [II].

【0050】[0050]

【化32】 [Chemical 32]

【0051】[0051]

【化33】 [Chemical 33]

【0052】[0052]

【化34】 [Chemical 34]

【0053】[0053]

【化35】 [Chemical 35]

【0054】[0054]

【化36】 [Chemical 36]

【0055】[0055]

【化37】 [Chemical 37]

【0056】[0056]

【化38】 [Chemical 38]

【0057】[0057]

【化39】 [Chemical Formula 39]

【0058】[0058]

【化40】 [Chemical 40]

【0059】[0059]

【化41】 [Chemical 41]

【0060】前記一般式〔III〕で示されるポリヒド
ロキシ化合物の具体例としては、次のような化合物が挙
げられる。
The following compounds may be mentioned as specific examples of the polyhydroxy compound represented by the above general formula [III].

【0061】[0061]

【化42】 [Chemical 42]

【0062】[0062]

【化43】 [Chemical 43]

【0063】[0063]

【化44】 [Chemical 44]

【0064】[0064]

【化45】 [Chemical formula 45]

【0065】[0065]

【化46】 [Chemical formula 46]

【0066】[0066]

【化47】 [Chemical 47]

【0067】[0067]

【化48】 [Chemical 48]

【0068】[0068]

【化49】 [Chemical 49]

【0069】[0069]

【化50】 [Chemical 50]

【0070】[0070]

【化51】 [Chemical 51]

【0071】[0071]

【化52】 [Chemical 52]

【0072】[0072]

【化53】 [Chemical 53]

【0073】[0073]

【化54】 [Chemical 54]

【0074】[0074]

【化55】 [Chemical 55]

【0075】[0075]

【化56】 [Chemical 56]

【0076】[0076]

【化57】 [Chemical 57]

【0077】[0077]

【化58】 [Chemical 58]

【0078】本発明の感光剤のキノンジアジドスルホン
酸エステル部分は、特に限定されるものではないが、例
えば、1,2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸
エステル、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホ
ン酸エステル、1,2−ナフトキノンジアジド−5−ス
ルホン酸エステル、2,1−ナフトキノンジアジド−4
−スルホン酸エステル、2,1−ナフトキノンジアジド
−5−スルホン酸エステル等のo−キノンジアジドスル
ホン酸エステル、その他のキノンジアジドスルホン酸エ
ステルなどが挙げられる。
The quinonediazide sulfonic acid ester moiety of the photosensitizer of the present invention is not particularly limited, but for example, 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester and 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfone. Acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 2,1-naphthoquinonediazide-4
-O-quinone diazide sulfonic acid ester such as -sulfonic acid ester and 2,1-naphthoquinone diazide-5-sulfonic acid ester, and other quinone diazide sulfonic acid ester.

【0079】本発明において用いられる感光剤は、それ
ぞれ単独で用いても、あるいは2種以上を組み合わせて
用いてもよい。感光剤の配合量は、アルカリ可溶性フェ
ノール樹脂100重量部に対して、通常1〜100重量
部、好ましくは3〜40重量部である。この配合量が1
重量部未満では、パターンの形成が困難となり、100
重量部を越えると、感度が低下し、現像残りが発生しや
すくなる。
The photosensitizers used in the present invention may be used alone or in combination of two or more kinds. The compounding amount of the photosensitizer is usually 1 to 100 parts by weight, preferably 3 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkali-soluble phenol resin. This compounded amount is 1
If it is less than 100 parts by weight, it becomes difficult to form a pattern and
If the amount is more than parts by weight, the sensitivity is lowered and the undeveloped portion is likely to occur.

【0080】ヒドロキシ化合物(c) 本発明では、感度、残膜率、解像度などの諸特性のバラ
ンスに優れ、かつ、特に露光マージン(露光ラティチュ
ード)とパターン形状が改善されたポジ型レジスト組成
物を得るために、前記一般式〔IV〕で示されるヒドロ
キシ化合物を使用する。
Hydroxy Compound (c) In the present invention, a positive resist composition having an excellent balance of various properties such as sensitivity, residual film ratio and resolution, and particularly improved exposure margin (exposure latitude) and pattern shape is provided. To obtain the compound, the hydroxy compound represented by the above general formula [IV] is used.

【0081】本発明で使用するヒドロキシ化合物(c)
の具体例としては、次のような化合物を挙げることがで
きる。
Hydroxy compound (c) used in the present invention
The following compounds may be mentioned as specific examples.

【0082】[0082]

【化59】 [Chemical 59]

【0083】[0083]

【化60】 [Chemical 60]

【0084】[0084]

【化61】 [Chemical formula 61]

【0085】[0085]

【化62】 [Chemical formula 62]

【0086】[0086]

【化63】 [Chemical formula 63]

【0087】[0087]

【化64】 [Chemical 64]

【0088】[0088]

【化65】 [Chemical 65]

【0089】[0089]

【化66】 [Chemical formula 66]

【0090】[0090]

【化67】 [Chemical formula 67]

【0091】[0091]

【化68】 [Chemical 68]

【0092】[0092]

【化69】 [Chemical 69]

【0093】[0093]

【化70】 [Chemical 70]

【0094】[0094]

【化71】 [Chemical 71]

【0095】[0095]

【化72】 [Chemical 72]

【0096】[0096]

【化73】 [Chemical formula 73]

【0097】[0097]

【化74】 [Chemical 74]

【0098】[0098]

【化75】 [Chemical 75]

【0099】[0099]

【化76】 [Chemical 76]

【0100】[0100]

【化77】 [Chemical 77]

【0101】[0101]

【化78】 [Chemical 78]

【0102】ヒドロキシ化合物(c)は、それぞれ単独
でも、あるいは2種以上を組み合わせて用いることがで
きる。また、本発明の目的を損なわない範囲内で、その
他のヒドロキシ化合物と併用することもできる。
The hydroxy compound (c) may be used alone or in combination of two or more kinds. Further, it may be used in combination with other hydroxy compounds within a range that does not impair the object of the present invention.

【0103】本発明において用いられるヒドロキシ化合
物(c)の配合量は、アルカリ可溶性フェノール樹脂1
00重量部に対して、通常1〜100重量部の範囲であ
る。好ましい配合量は、アルカリ可溶性フェノール樹脂
(a)の組成、分子量、分子量分布、あるいは感光剤
(b)の種類等によっても異なるが、概ね3〜60重量
部の範囲である。この配合量が過小であると、本発明の
効果が発現できず、逆に、過大であると、解像度や耐熱
性の低下を起こすことがある。
The amount of the hydroxy compound (c) used in the present invention is the same as that of the alkali-soluble phenol resin 1
It is usually in the range of 1 to 100 parts by weight with respect to 00 parts by weight. The preferred blending amount varies depending on the composition of the alkali-soluble phenol resin (a), the molecular weight, the molecular weight distribution, the kind of the photosensitizer (b), etc., but is generally in the range of 3 to 60 parts by weight. If the blending amount is too small, the effect of the present invention cannot be exhibited, and conversely, if it is too large, the resolution and heat resistance may be deteriorated.

【0104】ポジ型レジスト組成物 本発明のポジ型レジスト組成物は、基板に塗布してレジ
スト膜を形成するために、通常、前記各成分を溶剤に溶
解して用いる。溶剤としては、アセトン、メチルエチル
ケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどのケ
トン類;n−プロピルアルコール、iso−プロピルア
ルコール、n−ブチルアルコール、シクロヘキサノール
などのアルコール類;エチレングリコールジメチルエー
テル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジオキサ
ンなどのエーテル類;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などの
アルコールエーテル類;ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、酢
酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピ
オン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル、乳酸メチル、
乳酸エチルなどのエステル類;セロソルブアセテート、
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、プロピルセロスルブアセテート、ブチルセロソル
ブアセテートなどのセロソルブエステル類;プロピレン
グリコール、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メチルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールモノブチルエーテルなどのプ
ロピレングリコール類;ジエチレングリコールモノメチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコール
メチルエチルエーテルなどのジエチレングリコール類;
トリクロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類;トル
エン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;ジメチルアセ
トアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトア
ミドなどの極性溶媒;などが挙げられる。これらの溶剤
は、単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。ま
た、溶剤の使用量は、前記各成分を均一に溶解するのに
十分な量とする。
Positive Resist Composition The positive resist composition of the present invention is usually used by dissolving each of the above components in a solvent in order to form a resist film by coating on a substrate. Examples of the solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, and cyclopentanone; alcohols such as n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol, and cyclohexanol; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, dioxane. Ethers such as; ethylene glycol monomethyl ether, alcohol ethers such as ethylene glycol monoethyl ether; propyl formate, butyl formate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, methyl lactate,
Esters such as ethyl lactate; cellosolve acetate,
Cellosolve esters such as methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate; propylene glycol such as propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, and propylene glycol monobutyl ether. Diethylene glycols such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether;
Halogenated hydrocarbons such as trichlorethylene; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; polar solvents such as dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methylacetamide; and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more. The amount of solvent used is sufficient to uniformly dissolve the above components.

【0105】したがって、本発明の好ましい態様は、ア
ルカリ可溶性フェノール樹脂(a)100重量部、感光
剤(b)1〜100重量部、ヒドロキシ化合物(c)1
〜100重量部、及びこれら各成分を溶解するに十分な
量の溶剤を含有する組成物である。本発明のポジ型レジ
スト組成物には、必要に応じて、染料、界面活性剤、保
存安定剤、増感剤、ストリエーション防止剤、可塑剤な
どの相溶性のある添加剤を含有させることができる。
Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, 100 parts by weight of the alkali-soluble phenolic resin (a), 1 to 100 parts by weight of the photosensitizer (b), and the hydroxy compound (c) 1
To 100 parts by weight, and a solvent in an amount sufficient to dissolve each of these components. If necessary, the positive resist composition of the present invention may contain compatible additives such as dyes, surfactants, storage stabilizers, sensitizers, anti-striation agents, and plasticizers. it can.

【0106】本発明のポジ型レジスト組成物の現像液と
しては、アルカリの水溶液を用いるが、具体的には、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、
アンモニアなどの無機アルカリ類;エチルアミン、プロ
ピルアミンなどの第一アミン類;ジエチルアミン、ジプ
ロピルアミンなどの第二アミン類;トリメチルアミン、
トリエチルアミンなどの第三アミン類、ジメチルメタノ
ールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコールア
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、トリメチルヒドロ
キシメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒド
ロキシメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒ
ドロキシエチルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級
アンモニウム塩等が挙げられる。
As a developer for the positive resist composition of the present invention, an aqueous alkali solution is used. Specifically, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate,
Inorganic alkalis such as ammonia; primary amines such as ethylamine and propylamine; secondary amines such as diethylamine and dipropylamine; trimethylamine,
Tertiary amines such as triethylamine, alcohol amines such as dimethylmethanolamine, triethanolamine; tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, trimethylhydroxymethylammonium hydroxide, triethylhydroxymethylammonium hydroxide, trimethylhydroxyethylammonium Examples thereof include quaternary ammonium salts such as hydroxide.

【0107】さらに、必要に応じて上記アルカリ水溶液
にメタノール、エタノール、プロパノール、エチレング
リコールなどの水溶性有機溶媒、界面活性剤、保存安定
剤、樹脂の溶解抑制剤などを適量添加することができ
る。
Further, if necessary, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, propanol or ethylene glycol, a surfactant, a storage stabilizer, a resin dissolution inhibitor and the like can be added to the above alkaline aqueous solution.

【0108】[0108]

【実施例】以下、本発明について、合成例、実施例及び
比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらの
実施例のみに限定されるものではない。なお、これらの
例中の部及び%は、特に断りのない限り重量基準であ
る。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to synthesis examples, examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. The parts and% in these examples are based on weight unless otherwise specified.

【0109】以下の実施例及び比較例におけるレジスト
評価法は、以下のとおりである。 (1)感度 0.60μmの1:1ライン&スペースパターンが設計
寸法通りに形成できる露光時間(msec)を表す。 (2)解像度 上記露光条件における限界解像度(μm)を表す。 (3)残膜率 現像前後のレジスト膜厚の比(%)を表す。 (4)露光マージン(露光ラティチュード) 露光時間と0.60μmのパターン寸法の関係をグラフ
化し、パターン寸法の変化量が設計寸法の±5%以内に
維持できる露光時間の変動量を求め、この変動量を感度
で割った値である。 (5)パターン形状 レジストパターンを形成したウェハをラインパターンの
垂直方向から切断し、パターンの断面方向より電子顕微
鏡で観察した結果を示した。パターンのサイドウォール
が基板に対して80°以上の角度で立ち上っており、膜
減りがないものを「良好」と判定した。膜減りが少しあ
るものを「膜減り小」とし、大きいものを「膜減り大」
とした。
The resist evaluation methods in the following examples and comparative examples are as follows. (1) Sensitivity The exposure time (msec) that can form a 1: 1 line & space pattern having a sensitivity of 0.60 μm according to the design dimension is shown. (2) Resolution This represents the limit resolution (μm) under the above exposure conditions. (3) Residual film ratio This represents the ratio (%) of the resist film thickness before and after development. (4) Exposure margin (exposure latitude) The relationship between the exposure time and the pattern dimension of 0.60 μm is graphed, and the variation of the exposure time that can maintain the variation of the pattern dimension within ± 5% of the design dimension is calculated. It is the amount divided by the sensitivity. (5) Pattern shape The results obtained by slicing the wafer on which the resist pattern was formed from the direction perpendicular to the line pattern and observing the cross section of the pattern with an electron microscope were shown. When the side wall of the pattern stood up at an angle of 80 ° or more with respect to the substrate and there was no film reduction, it was judged as “good”. Those with a small amount of film loss are designated as "small film loss", and those with a large amount are designated as "large film loss"
And

【0110】 [合成例1]ノボラック樹脂(a−1)の合成 冷却管と撹拌装置を装着した2リットルのフラスコに、
m−クレゾール392g、p−クレゾール320g、3
7%ホルマリン380g、及びシュウ酸2水和物2.4
8gを仕込み、95〜100℃に保ちながら2時間反応
させた。この後、100〜105℃で2時間かけて水を
蒸留除去し、さらに180℃まで昇温しながら10〜3
0mmHgまで減圧し、未反応モノマーと水を除去した
後、室温に戻してノボラック樹脂520gを得た。この
樹脂にエチルセロソルブアセテート380gを加えて溶
解した。フラスコに滴下漏斗を装着し、温度を80〜9
0℃に制御した状態で滴下漏斗よりトルエン2500g
を滴下し、さらに1時間加熱した。室温まで徐冷し、さ
らに1時間静置した。析出してきた樹脂分の上澄み液を
デカンテーションによって除去した後、エチルセロソル
ブアセテート500gを加え、100mmHgで100
℃に加熱して残留トルエンを除去し、ノボラック樹脂
(a−1)のエチルセロソルブアセテート溶液を得た。
このノボラック樹脂のゲルパーミエーションクロマトグ
ラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分
子量は12500であった。
[Synthesis Example 1] Synthesis of novolak resin (a-1) In a 2 liter flask equipped with a cooling tube and a stirrer,
m-cresol 392g, p-cresol 320g, 3
380 g of 7% formalin, and oxalic acid dihydrate 2.4
8 g was charged, and the reaction was performed for 2 hours while maintaining the temperature at 95 to 100 ° C. After that, water is distilled off at 100 to 105 ° C. for 2 hours, and the temperature is further raised to 180 ° C. for 10 to 3
The pressure was reduced to 0 mmHg, the unreacted monomer and water were removed, and then the temperature was returned to room temperature to obtain 520 g of a novolac resin. To this resin, 380 g of ethyl cellosolve acetate was added and dissolved. Attach the dropping funnel to the flask and adjust the temperature to 80-9.
Toluene 2500 g from the dropping funnel while controlling at 0 ° C
Was added dropwise and heated for an additional 1 hour. The mixture was gradually cooled to room temperature and left still for 1 hour. After removing the supernatant liquid of the precipitated resin component by decantation, 500 g of ethyl cellosolve acetate was added, and 100 at 100 mmHg was added.
Residual toluene was removed by heating to ° C to obtain an ethyl cellosolve acetate solution of novolak resin (a-1).
The polystyrene-converted weight average molecular weight of this novolak resin measured by gel permeation chromatography (GPC) was 12,500.

【0111】 [合成例2]ノボラック樹脂(a−2)の合成 冷却管と撹拌装置を装着した2リットルのフラスコに、
m−クレゾール356g、p−クレゾール356g、3
7%ホルマリン348g、及びシュウ酸2水和物2.4
9gを仕込み、95〜100℃に保ちながら2時間反応
させた。この後、100〜105℃で2時間かけて水を
蒸留除去し、さらに180℃まで昇温しながら10〜3
0mmHgまで減圧し、未反応モノマーと水を除去した
後、溶融樹脂を室温に戻して回収し、ノボラック樹脂
(a−2)を525g得た。このノボラック樹脂のGP
Cによるポリスチレン換算重量平均分子量は7000で
あった。
[Synthesis Example 2] Synthesis of novolak resin (a-2) In a 2 liter flask equipped with a cooling tube and a stirrer,
356 g of m-cresol, 356 g of p-cresol, 3
348 g of 7% formalin, and oxalic acid dihydrate 2.4
9 g was charged, and the reaction was performed for 2 hours while maintaining the temperature at 95 to 100 ° C. After that, water is distilled off at 100 to 105 ° C. for 2 hours, and the temperature is further raised to 180 ° C. for 10 to 3
After the pressure was reduced to 0 mmHg to remove unreacted monomer and water, the molten resin was returned to room temperature and recovered to obtain 525 g of novolac resin (a-2). GP of this novolac resin
The polystyrene equivalent weight average molecular weight by C was 7,000.

【0112】[合成例3]感光剤(b−1)の合成 ポリヒドロキシ化合物として、前記の化学式[b−1]
の化合物を用い、この水酸基の85モル%に相当する量
の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロ
ライドをジオキサンに溶解して、10%の溶液とした。
20〜25℃に温度を制御しながら、トリエチルアミン
を1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロ
ライドの1.2当量分を30分かけて滴下し、さらに4
時間保持して反応を完結させた。析出してきた塩を濾別
し、反応溶液の10倍量の0.2%シュウ酸水溶液に投
入した。析出してきた固形分を濾過、イオン交換水洗
浄、乾燥してキノンジアジドスルホン酸エステル系感光
剤(b−1)を得た。
[Synthesis Example 3] As the synthetic polyhydroxy compound of the photosensitizer (b-1) , the above chemical formula [b-1] is used.
1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride in an amount corresponding to 85 mol% of this hydroxyl group was dissolved in dioxane to obtain a 10% solution.
While controlling the temperature at 20 to 25 ° C, 1.2 equivalents of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride was added dropwise to triethylamine over 30 minutes, and further 4
Hold for time to complete reaction. The precipitated salt was separated by filtration and put into a 0.2% oxalic acid aqueous solution which was 10 times as much as the reaction solution. The precipitated solid content was filtered, washed with ion-exchanged water, and dried to obtain a quinonediazide sulfonic acid ester-based photosensitizer (b-1).

【0113】[合成例4]感光剤(b−14)の合成 ポリヒドロキシ化合物として、前記の化学式[bー1
4]の化合物を用い、この水酸基の80モル%に相当す
る量の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸
クロライドを用いた以外は、合成例3と同様の処方によ
り、感光剤(b−14)を得た。
Synthesis Example 4 Synthesis of Photosensitizer (b-14) As a polyhydroxy compound, the above-mentioned chemical formula [b-1]
[4] and using 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride in an amount corresponding to 80 mol% of this hydroxyl group, except that the photosensitizer (b- 14) was obtained.

【0114】[合成例5]感光剤(b−25)の合成 ポリヒドロキシ化合物として、前記の化学式[bー2
5]の化合物を用い、この水酸基の95モル%に相当す
る量の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸
クロライドを用いた以外は、合成例3と同様の処方によ
り、感光剤(b−25)を得た。
[Synthesis Example 5] Synthesis of Photosensitizer (b-25) As a polyhydroxy compound, the above-mentioned chemical formula [b-2]
5] was used, and except that the amount of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride corresponding to 95 mol% of this hydroxyl group was used, the photosensitizer (b- 25) was obtained.

【0115】[合成例6]感光剤(b−30)の合成 ポリヒドロキシ化合物として、前記の化学式[bー3
0]の化合物を用い、この水酸基の90モル%に相当す
る量の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸
クロライドを用いた以外は、合成例3と同様の処方によ
り、感光剤(b−30)を得た。
[Synthesis Example 6] Synthesis of Photosensitizer (b-30) As a polyhydroxy compound, the above-mentioned chemical formula [b-3]
[0] and the amount of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride corresponding to 90 mol% of this hydroxyl group was used, the sensitizer (b- 30) was obtained.

【0116】[合成例7]感光剤(b−35)の合成 ポリヒドロキシ化合物として、前記の化学式[bー3
5]の化合物を用い、この水酸基の90モル%に相当す
る量の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸
クロライドを用いた以外は、合成例3と同様の処方によ
り、感光剤(b−35)を得た。
[Synthesis Example 7] Synthesis of Photosensitizer (b-35) As a polyhydroxy compound, the above-mentioned chemical formula [b-3
5] was used, and except that the amount of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride corresponding to 90 mol% of this hydroxyl group was used, the sensitizer (b- 35) was obtained.

【0117】[合成例8]感光剤(b−40)の合成 ポリヒドロキシ化合物として、前記の化学式[bー4
0]の化合物を用い、この水酸基の90モル%に相当す
る量の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸
クロライドを用いた以外は、合成例3と同様の処方によ
り、感光剤(b−40)を得た。
[Synthesis Example 8] Synthesis of Photosensitizer (b-40) As a polyhydroxy compound, the above-mentioned chemical formula [b-4]
[0] and the amount of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride corresponding to 90 mol% of this hydroxyl group was used, the sensitizer (b- 40) was obtained.

【0118】[合成例9]感光剤(b−0)の合成 ポリヒドロキシ化合物として、2,3,4,4−テトラ
ヒドロキシベンゾフェノンと、この水酸基の85モル%
に相当する量の1,2−ナフトキノンジアジド−5−ス
ルホン酸クロライドを用いた以外は、合成例3と同様の
処方により、感光剤(b−0)を得た。この感光剤(b
−0)は、比較例のポジ型レジストの組成物の感光剤と
して用いた。
[Synthesis Example 9] 2,3,4,4-tetrahydroxybenzophenone as a synthetic polyhydroxy compound of the photosensitizer (b-0) and 85 mol% of this hydroxyl group
A photosensitizer (b-0) was obtained according to the same formulation as in Synthesis Example 3, except that 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride in an amount corresponding to was used. This photosensitizer (b
-0) was used as a photosensitizer for the positive resist composition of Comparative Example.

【0119】[実施例1〜11]表1に示した組成のア
ルカリ可溶性フェノール樹脂(a)、感光剤(b)、及
びヒドロキシ化合物(c)をエチルセロソルブアセテー
トに溶解し、1.2μmの膜厚に塗布できるよう溶剤の
配合量を調整した。ノボラック樹脂(a−1)を用いた
ものは、あらかじめ樹脂溶液の固形分濃度を測定し、固
形分量を基準に配合、調整を行った。これらの溶液を
0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(登録商標名
テフロン)フィルターで濾過してレジスト溶液を調製し
た。
Examples 1 to 11 Alkali-soluble phenolic resins (a), photosensitizers (b), and hydroxy compounds (c) having the compositions shown in Table 1 were dissolved in ethyl cellosolve acetate to form a 1.2 μm film. The compounding amount of the solvent was adjusted so that the solution could be applied thickly. In the case of using the novolac resin (a-1), the solid content concentration of the resin solution was measured in advance, and the solid content was mixed and adjusted based on the solid content. These solutions were filtered with a 0.1 μm polytetrafluoroethylene (registered trademark Teflon) filter to prepare a resist solution.

【0120】上記レジスト溶液をシリコンウェハ上にコ
ーターで塗布した後、90℃で90秒間プリベークを行
い、膜厚1.17μmのレジスト膜を形成した。このレ
ジスト膜を形成したウェハをi線ステッパーNSR17
55i7A(ニコン社製、NA=0.50)とテスト用
レチクルを用いて、露光時間を可変しながら露光を行っ
た後、110℃で60秒間、露光後ベーク(Post
Exposure Baking)を行った。次に、
2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液で23℃で、1分間、パドル法により現像してポジ
型パターンを形成した。このウェハを取り出して電子顕
微鏡で観察し、解像度とパターン寸法を測定し、レジス
ト評価を行った。結果を表1に示す。
After coating the above-mentioned resist solution on a silicon wafer with a coater, prebaking was performed at 90 ° C. for 90 seconds to form a resist film having a thickness of 1.17 μm. The wafer on which this resist film is formed is used as an i-line stepper NSR17.
55i7A (manufactured by Nikon Corporation, NA = 0.50) and a test reticle were used to perform exposure while varying the exposure time, and then post-exposure bake (Post) at 110 ° C. for 60 seconds.
Exposure baking) was performed. next,
It was developed by a paddle method at 23 ° C. for 1 minute with a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution to form a positive pattern. The wafer was taken out and observed with an electron microscope to measure the resolution and the pattern dimension and evaluate the resist. The results are shown in Table 1.

【0121】[比較例1〜3]感光剤b−0を用い、表
1に示す組成のポジ型レジストの溶液を調製し、実施例
1〜11と同様の方法によりレジスト評価を行なった。
結果を表1に示す。
[Comparative Examples 1 to 3] A positive resist solution having the composition shown in Table 1 was prepared using the photosensitizer b-0, and resist evaluation was carried out in the same manner as in Examples 1 to 11.
The results are shown in Table 1.

【0122】[0122]

【表1】 [Table 1]

【0123】[0123]

【発明の効果】本発明によれば、感度、残膜率、解像
性、及び寸法制御性に優れたポジ型レジスト組成物を提
供することができる。本発明のポジ型レジストは、特
に、1μm以下の微細加工用に適している。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a positive resist composition having excellent sensitivity, residual film ratio, resolution and dimensional controllability. The positive resist of the present invention is particularly suitable for fine processing of 1 μm or less.

フロントページの続き (72)発明者 藤井 利明 神奈川県川崎市川崎区夜光一丁目2番1号 日本ゼオン株式会社研究開発センター内Continued Front Page (72) Inventor Toshiaki Fujii 1-2-1 Yokou, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside Zeon Corporation R & D Center

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルカリ可溶性フェノール樹脂(a)、
下記一般式、〔I〕〔II〕及び〔III〕で示される
化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のポリヒ
ドロキシ化合物のキノンジアジドスルホン酸エステルで
ある感光剤(b)、及び下記一般式〔IV〕で示される
ヒドロキシ化合物(c)を含有することを特徴とするポ
ジ型レジスト組成物。 【化1】 1〜R4:水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素原子
数1〜4のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル
基、または炭素原子数1〜4のアルコキシ基であって、
それぞれ同一または異なっていてもよい。 R5:水素原子、炭素原子数1〜3のアルキル基、炭素
原子数2〜5のアルケニル基、またはアリール基であ
る。ただし、OH基の総数は、3〜4個である。 【化2】 6〜R9:水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4
のアルキル基、炭素原子数2〜5アルケニル基、または
炭素原子数1〜4のアルコキシ基であって、それぞれ同
一または異なっていてもよい。 R10:水素原子、炭素原子数1〜3のアルキル基、炭素
原子数2〜5のアルケニル基、またはアリール基であ
る。ただし、OH基の総数は5個であり、かつ、R6
9の少なくとも1個は水素原子以外の置換基である。 【化3】 11〜R18:水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素原
子数1〜4のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニ
ル基、または炭素原子数1〜4のアルコキシ基であっ
て、それぞれ同一または異なっていてもよい。 A:単結合、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケ
ニル基、置換アルケニル基、アリーレン基、または置換
アリーレン基である。 【化4】 19〜R22:水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素原
子数1〜8のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニ
ル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、またはフェニ
ル置換アルコキシ基であって、それぞれ同一または異な
っていてもよい。
1. An alkali-soluble phenolic resin (a),
A photosensitizer (b) which is a quinonediazide sulfonic acid ester of at least one polyhydroxy compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas [I], [II] and [III], and the following general formula [IV ] The positive resist composition containing the hydroxy compound (c) shown by these. [Chemical 1] R 1 to R 4 : a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms,
They may be the same or different. R 5 : a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an aryl group. However, the total number of OH groups is 3 to 4. [Chemical 2] R 6 to R 9 : hydrogen atom, halogen atom, carbon atom number 1 to 4
And an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, which may be the same or different. R 10 : a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an aryl group. However, the total number of OH groups is 5, and R 6 to
At least one R 9 is a substituent other than a hydrogen atom. [Chemical 3] R 11 to R 18 : a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, each being the same. Or it may be different. A: A single bond, an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenyl group, a substituted alkenyl group, an arylene group, or a substituted arylene group. [Chemical 4] R 19 to R 22 : hydrogen atom, halogen atom, hydroxyl group, alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or phenyl-substituted alkoxy group And may be the same or different.
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US20160145274A1 (en) * 2013-06-27 2016-05-26 Toyo Gosei Co., Ltd. Reagent for enhancing generation of chemical species
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