JPH07191464A - ポジ型感放射線性樹脂組成物 - Google Patents
ポジ型感放射線性樹脂組成物Info
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- JPH07191464A JPH07191464A JP34847793A JP34847793A JPH07191464A JP H07191464 A JPH07191464 A JP H07191464A JP 34847793 A JP34847793 A JP 34847793A JP 34847793 A JP34847793 A JP 34847793A JP H07191464 A JPH07191464 A JP H07191464A
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Abstract
ス許容性が優れるとともに、感度、解像度、現像性、パ
ターン形状、耐熱性等にも優れたレジストとして有用な
ポジ型感放射線性樹脂組成物を提供する。 【構成】 プロピレングリコールモノアルキルエーテル
および/またはプロピレングリコールモノアルキルエー
テルアセテートと、アルカリ可溶性樹脂に対して貧溶媒
である溶媒を含有してなる溶剤中で、フェノール類とア
ルデヒド類を110〜200℃の温度で重縮合したアル
カリ可溶性ノボラック樹脂および感放射線性化合物を含
有するポジ型感放射線性樹脂組成物。
Description
関する。さらに詳しくは、紫外線、遠紫外線、X線、電
子線、分子線、γ線、シンクロトロン放射光、プロトン
ビーム等放射線に感応する高集積回路作製用レジストと
して好適なポジ型感放射線性樹脂組成物に関する。
ジストパターンが得られるため、集積回路の製造等の微
細加工の分野で広く使用されており、近年における集積
回路の高集積化の進行に伴なって、より解像度の高いレ
ジストパターンを形成することができるポジ型レジスト
の開発が強力に推し進められている。微細加工に際して
は、通常、縮小投影露光機(ステッパー)を用いて、ポ
ジ型レジストに所定のレジストパターンを形成してお
り、その解像度を向上する手段の一つとして、ステッパ
ーのレンズの開口数(NA)を大きくする方法がある。
そして、一般に前記のような微細加工における光学系で
は、焦点深度(DOF)と開口数(NA)との関係は、
次のレイリーの式によって示される。 DOF=k×λ/(NA)2 (ただし、k:定数、λ:
放射線の波長) 焦点深度は、焦点が光軸方向にずれても寸法制御された
レジストパターンを形成することができるフォーカス許
容性の尺度となるものであり、前記式から明らかとなる
ように、開口数(NA)を大きくすると、焦点深度、す
なわちフォーカス許容性が著しく小さくなる。したがっ
て、高開口数のステッパーに対応するためには、特にフ
ォーカス許容性に優れたポジ型レジストが必要とされて
いる。しかしながら、従来のポジ型レジストは、解像限
界に近いところで実用に供されているため、焦点がずれ
た場合、パターン形状の変形や設計線幅との差の増大、
現像性の低下等が著しくなり、十分なフォカース許容性
を有しているとはいえなかった。
は、特にフォーカス許容性に優れるとともに、感度、解
像度、現像性、パターン形状、耐熱性等にも優れたレジ
ストとして有用なポジ型感放射線性樹脂組成物を提供す
ることを目的とする。
題は、プロピレングリコールモノアルキルエーテルおよ
び/またはプロピレングリコールモノアルキルエーテル
アセテートと、アルカリ可溶性樹脂に対して貧溶媒であ
る溶媒を含有してなる溶剤中で、フェノール類とアルデ
ヒド類を110〜200℃の温度で重縮合したアルカリ
可溶性ノボラック樹脂および感放射線性化合物を含有す
ることを特徴とするポジ型感放射線樹脂組成物により達
成される。以下、本発明を具体的に説明するが、これに
より本発明の目的、構成および効果が明確となるであろ
う。
脂(以下、「樹脂(A)」という。)は、プロピレング
リコールモノアルキルエーテルおよび/またはプロピレ
ングリコールモノアルキルエーテルアセテートと、アル
カリ可溶性樹脂に対して貧溶媒である溶媒を含有してな
る溶剤中で、フェノール類とアルデヒド類を重縮合した
ノボラック樹脂である。
ル類としては、特に限定されないが、同一の芳香環1個
にフェノール性水酸基を1個有する1価フェノール、同
一の芳香環1個にフェノール性水酸基を2個有する2価
フェノールおよび同一の芳香環1個にフェノール性水酸
基を3個有する3価フェノール等が使用される。さら
に、前記1〜3価フェノールを2〜4個含有する化合物
であるビスフェノール類、トリスフェノール類およびテ
トラフェノール類を混合して使用することができる。
芳香環1個にフェノール性水酸基1個を有するモノフェ
ノール類、具体的にフェノール、o−クレゾール、m−
クレゾール、p−クレゾール、o−エチルフェノール、
m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、o−n
−プロピルフェノール、m−n−プロピルフェノール、
p−n−プロピルフェノール、o−イソプロピルフェノ
ール、m−イソプロピルフェノール、、p−イソプロピ
ルフェノール、o−n−ブチルフェノール、m−n−ブ
チルフェノール、p−n−ブチルフェノール、o−イソ
ブチルフェノール、m−イソブチルフェノール、p−イ
ソブチルフェノール、o−sec−ブチルフェノール、
m−sec−ブチルフェノール、p−sec−ブチルフ
ェノール、o−t−ブチルフェノール、m−t−ブチル
フェノール、p−t−ブチルフェノール、p−n−ペン
チルフェノール、p−t−ペンチルフェノール、p−n
−ヘキシルフェノール、p−t−ヘキシルフェノール、
p−n−ヘプチルフェノール、p−t−ヘプチルフェノ
ール、p−n−オクチルフェノール、p−t−オクチル
フェノール、p−n−ノニルフェノール、p−t−ノニ
ルフェノール、o−アリルフェノール、m−アリルフェ
ノール、p−アリルフェノール、o−プロペニルフェノ
ール、m−プロペニルフェノール、p−プロペニルフェ
ノール、o−シクロペンチルフェノール、m−シクロペ
ンチルフェノール、p−シクロペンチルフェノール、o
−シクロヘキシルフェノール、m−シクロヘキシルフェ
ノール、p−シクロヘキシルフェノール、o−フェニル
フェノール、m−フェニルフェノール、p−フェニルフ
ェノール、p−クミルフェノール、o−メトキシフェノ
ール、m−メトキシフェノール、p−メトキシフェノー
ル、o−エトキシフェノール、m−エトキシフェノー
ル、p−エトキシフェノール、o−n−プロポキシフェ
ノール、m−n−プロポキシフェノール、p−n−プロ
ポキシフェノール、o−イソプロポキシフェノール、m
−イソプロポキシフェノール、p−イソプロポキシフェ
ノール、o−n−ブチルフェノール、m−n−ブトキシ
フェノール、p−n−ブトキシフェノール、o−t−ブ
トキシフェノール、m−t−ブトキシフェノール、p−
t−ブトキシフェノール、o−n−ペンチルオキシフェ
ノール、m−n−ペンチルオキシフェノール、p−n−
ペンチルオキシフェノール、o−n−ヘキシルオキシフ
ェノール、m−n−ヘキシルオキシフェノール、p−n
−ヘキシルオキシフェノール、o−n−ヘプチルオキシ
フェノール、m−n−ヘプチルオキシフェノール、p−
n−ヘプチルオキシフェノール、o−フェノキシフェノ
ール、m−フェノキシフェノール、p−フェノキシフェ
ノール、2,3−キシレノール、2,5−キシレノー
ル、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール、5
−n−プロピル−3−メチルフェノール、5−イソプロ
ピル−3−メチルフェノール、2−n−ブチル−5−メ
チルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノー
ル、2,5−ジ−n−ブチルフェノール、2,5−ジ−
sec−ブチルフェノール、2,5−ジ−t−ブチルフ
ェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,
4,5−トリメチルフェノール、3−メトキシ−4−メ
トキシフェノール、3−エトキシ−4−メトキシフェノ
ール、3−メトキシ−4−エトキシフェノール、3−エ
トキシ−4−エトキシフェノール、サリチル酸メチル、
サリチル酸エチル、サリチル酸n−プロピル、2−ヒド
ロキシ安息香酸メチル、2−ヒドロキシ安息香酸エチ
ル、2−ヒドロキシ安息香酸n−プロピル、4−ヒドロ
キシ安息香酸メチル、4−ヒドロキシ安息香酸エチル、
4−ヒドロキシ安息香酸n−プロピル等;
個を有する2価のフェノール類、具体的にカテコール、
レゾルシノール、ハイドロキノン、3−メチルカテコー
ル、4−メチルカテコール、2−メチルレゾルシノー
ル、4−メチルレゾルノール、メチルハイドロキノン、
3−エチルカテコール、4−エチルカテコール、2−エ
チルレゾルシノール、4−エチルレゾルシノール、エチ
ルハイドロキノン、n−プロピルハイドロキノン、イソ
プロピルハイドロキノン、n−ブチルハイドロキノン、
t−ブチルハイドロキノン、4−n−ヘキシルゾルシノ
ール、4−ヘキサノイルレゾルシノール、3,5−ジメ
チルカテコール、2,5−ジメチルレゾルシノール、
2,3−ジメチルハイドロキノン、2,5−ジメチルハ
イドロキノン、3,5−ジエチルカテコール、2,5−
ジエチルレゾルシノール、2,3−ジエチルハイドロキ
ノン、2,5−ジエチルハイドロキノン、3,5−ジ−
n−プロピルカテコール、2,5−ジ−n−プロピルレ
ゾルシノール、2,3−ジ−n−プロピルハイドロキノ
ン、2,5−ジ−n−プロピルハイドロキノン、3,5
−ジイソプロピルカテコール、2,5−ジイソプロピル
レゾルシノール、2,3−ジイソプロピルハイドロキノ
ン、4,5−ジイソプロピルハイドロキノン、3,5−
ジ−n−ブチルカテコール、2,5−ジ−n−ブチルレ
ゾルシノール、2,3−ジ−n−ブチルハイドロキノ
ン、2,5−ジ−n−ブチルハイドロキノン、3,5−
ジ−t−ブチルカテコール、2,5−ジ−t−ブチルレ
ゾルシノール、2,3−ジ−t−ブチルハイドロキノ
ン、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン等;
個を有する2価のフェノール類、具体的にピロガロー
ル、フロログルシノール、1,2,4−ベンゼントリオ
ール、没食子酸メチル、没食子酸エチル、没食子酸n−
プロピル、没食子酸n−ブチル、没食子酸n−ペンチ
ル、没食子酸n−ヘキシル、没食子酸n−ヘプチル、没
食子酸n−オクチル等;芳香環1個にフェノール性水酸
基1個を有する1価のフェノール類を2個含有するビス
フェノール類、具体的にビスフェノールA、ビスフェノ
ールE、ビスフェノールS、1,1−ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)−1−フェニルエタン、ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)フェニルメタン等;
する1価のフェノール類を3個含有するトリスフェノー
ル類、具体的にトリス(4−ヒドロキシフェニル)メタ
ン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エ
タン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−ヒドロキ
シフェニルメタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)
エタン、2,2′,5,5′−テトラメチル−2″,
4,4′−トリヒドロキシトリフェニルメタン、3,
3′,5,5′−テトラメチル−2″,4,4′−トリ
ヒドロキシトリフェニルメタン、4,4′,5,5′−
テトラメチル−2,2′,2″−トリヒドロキシトリフ
ェニルメタン、2,2′−5,5′−テトラメチル−
4,4′,4″−トリヒドロキシトリフェニルメタン、
1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタ
ン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−
[4−〔1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチル
エチル〕フェニル]エタン(以下、「トリスフェノール
(a)」という。)等を挙げることができる。
ゾール、o−クレゾール、2,3−キシレノール、2,
5−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キ
シレノールおよび2,3,5−トリメチルフェノール、
ビスフェノールA、トリスフェノール(a)が好まし
い。
種以上を組み合わせて用いることができる。このような
好ましいフェノール類の組み合わせとしては、m−クレ
ゾール/p−クレゾール、m−クレゾール/2,3−キ
シレノール、m−クレゾール/3,4−キシレノール、
m−クレゾール/3,5−キシレノール、m−クレゾー
ル/2,3,5−トリメチルフェノール、m−クレゾー
ル/p−クレゾール/2,3−キシレノール、m−クレ
ゾール、p−クレゾール/3,4−キシレノール、m−
クレゾール/p−クレゾール/3,5−キシレノール、
m−クレゾール/p−クレゾール/2,3,5−トリメ
チルフェノール、m−クレゾール/2,3−キシレノー
ル/3,4−キシレノール、m−クレゾール/2,3−
キシレノール/2,3,5−トリメチルフェノール、m
−クレゾール/p−クレゾール/ビスフェノールA、m
−クレゾール/p−クレゾール/トリスフェノール
(a)、m−クレゾール/2,3−キシレノール/ビス
フェノールA、m−クレゾール/2,3−キシレノール
/トリスフェノール(a)、m−クレゾール/3,4−
キシレノール/ビスフェノールA、m−クレゾール/
3,4−キシレノール/トリスフェノール(a)、m−
クレゾール/3,5−キシレノール/ビスフェノール
A、m−クレゾール/3,5−キシレノール/トリスフ
ェノール(a)、m−クレゾール/2,3,5−トリメ
チルフェノール/ビスフェノールA、m−クレゾール/
2,3,5−トリメチルフェノール/トリスフェノール
(a)、m−クレゾール/p−クレゾール/2,3−キ
シレノール/ビスフェノールA、m−クレゾール/p−
クレゾール/2,3−キシレノール/トリスフェノール
(a)、m−クレゾール/p−クレゾール/3,5−キ
シレノール/ビスフェノールA、m−クレゾール/p−
クレゾール/3,5−キシレノール/トリスフェノール
(a)、m−クレゾール/p−クレゾール/3,4−キ
シレノール/ビスフェノールA、m−クレゾール/p−
クレゾール/3,4−キシレノール/トリスフェノール
(a)、m−クレゾール/p−クレゾール/2,3,5
−トリメチルフェノール/ビスフェノールA、m−クレ
ゾール/p−クレゾール/2,3,5−トリメチルフェ
ノール/トリスフェノール(a)、m−クレゾール/
2,3−キシレノール/3,4−キシレノール/ビスフ
ェノールA、m−クレゾール/2,3−キシレノール/
3,4−キシレノール/トリスフェノール(a)、m−
クレゾール/2,3−キシレノール/2,3,5−トリ
メチルフェノール/ビスフェノールAが挙げられ、さら
に好ましくは、m−クレゾール/p−クレゾール/2,
3−キシレノール、m−クレゾール/p−クレゾール/
3,5−キシレノール、m−クレゾール/p−クレゾー
ル/2,3,5−トリメチルフェノール、m−クレゾー
ル/2,3−キシレノール/3,4−キシレノール、m
−クレゾール/2,3−キシレノール/2,3,5−ト
リメチルフェノール、m−クレゾール/p−クレゾール
/ビスフェノールA、m−クレゾール/p−クレゾール
/トリスフェノール(a)、m−クレゾール/3,4−
キシレノール/ビスフェノールA、m−クレゾール/
3,4−キシレノール/トリスフェノール(a)、m−
クレゾール/p−クレゾール/2,3−キシレノール/
ビスフェノールA、m−クレゾール/p−クレゾール/
2,3−キシレノール/トリスフェノール(a)、m−
クレゾール/2,3−キシレノール/3,4−キシレノ
ール/ビスフェノールA、m−クレゾール/2,3−キ
シレノール/3,4−キシレノール/トリスフェノール
(a)等が挙げられる。
/2,3−キシレノール/3,4−キシレノール=20
〜95/5〜80/0〜75(重量比)、m−クレゾー
ル/2,3−キシレノール/3,4−キシレノール/
(ビスフェノールAまたはトリスフェノール(a))=
20〜95/5〜80/0〜75/5〜50(重量
比)、またはm−クレゾール/2,3,5−トリメチル
フェノール/2,3−キシレノール=20〜95/5〜
80/0〜75(重量比)の組み合わせが特に好まし
い。
ては、例えばホルムアルデヒド、ペンズアルデヒド、ア
セトアルデヒド、プロピルアルデヒド、フェニルアセト
アルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フ
ェニルプロピルアルデヒド,o−ヒドロキシベンズアル
デヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロ
キシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、
m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデ
ヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニトロベンズ
アルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、o−メチル
ベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−
メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒ
ド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、フルフラール等
を挙げることができ、特にホルムアルデヒドを好適に用
いることができる。ホルムアルデヒド発生源としては、
ホルマリン、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、メ
チルヘミホルマール、エチルヘミホルマール、プロピル
ヘミホルマール、ブチルヘミホルマール、フェニルヘミ
ホルマール等を挙げることができ、特にホルマリンを好
適に用いることができる。
種以上を組み合わせて用いることができる。上記アルデ
ヒド類の使用量は、フェノール類の合計量1モルに対
し、0.7〜3モルが好ましく、より好ましくは0.8
〜1.5モルである。フェノール類とアルデヒド類との
重縮合に通常用いられる触媒としては、塩酸、硝酸、硫
酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸等の酸性触媒を挙げることが
できる。これらの酸性触媒の使用量は、通常、フェノー
ル類の合計量1モルに対し、1×10-5〜5×10-1モ
ルである。
ピレングリコールモノアルキルエーテルおよび/または
プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート
(以下、「反応溶媒(a)」という。)が使用される。
反応溶媒(a)としては、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、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プリ
ピレングリコールモノブチルエーテル、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
コールモノプロピ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等を挙げることができる。
これらのうち、プロピレングリコールモノエチルエーテ
ルおよびプロピレングリコールモノエチルエーテルアセ
テートがより好ましい。
料100重量部当り、20〜1000重量部である。好
ましくは50〜600重量部である。
重縮合したノボラック樹脂の分子量、メチレン結合の結
合状態等をコントロールする目的で、アルデヒド源に由
来する水、アルコール等の溶媒に加えて、さらにアルカ
リ可溶性樹脂に対して貧溶媒である反応溶媒(以下、
「反応溶媒(b)」という。)を、溶媒として重縮合の
溶剤に混合して使用する。反応溶媒(b)は、化合物の
凝集エネルギー密度の平方根として定義される溶解度パ
ラメーターδ(単位は〔cal/cm3〕1/2である。)
の値において、9.2以下の脂肪族炭化水素、ハロゲン
化炭化水素、脂肪族非環状エーテル類、あるいは20以
上の溶媒が挙げられる。このような溶媒の具体例とし
て、n−ヘキサン、n−ヘプタン、イソオクタン、四塩
化炭素、クロロホルム、イソプロピルエーテル、n−ブ
チルエーテル、あるいは水等が挙げられ、特にn−ヘキ
サン、n−ヘプタン、イソオクタン、n−ブチルエーテ
ル、水等が好ましい。アルデヒド源に由来する溶媒に含
まれるアルカリ可溶性樹脂に対して貧溶媒である溶媒
と、溶媒として混合した反応溶媒(b)の合計の使用量
は、通常、反応溶媒(a)100重量部に対し、1〜1
000重量部、好ましくは1〜200重量部、さらに好
ましくは1〜150重量部である。
ルデヒド類、酸性触媒等を一括して仕込む方法、および
酸性触媒の存在下にフェノール類、アルデヒド類、酸性
触媒等を反応の進行とともに加えていく方法を採用する
ことができる。重縮合の温度は、反応原料の反応性に応
じて適宜調整することができるが、通常、110〜20
0℃、好ましくは120〜150℃である。110℃未
満では、十分なフォーカス許容性を有する感放射線性樹
脂組成物を与えるアルカリ可溶性ノボラック樹脂を得る
ことが難しい。反応溶媒(a)は、単独であるいは2種
以上混合して使用される。重縮合の反応終了後、系内に
存在する未反応原料、酸性触媒、反応溶剤等を除去する
ために、一般的には反応系の温度を130〜230℃に
上昇させ、減圧下、例えば20〜50mmHg程度で揮
発分を留去し、得られた樹脂(A)を回収する。
スチレン換算重量平均分子量(以下、「Mw」と称す
る。)が、通常、3,000〜20,000、特に4,
000〜15,000の範囲にあることが望ましい。M
wが20,000を超えると、本発明の組成物をウェハ
ーに均一に塗布しにくくなり、さらに現像性および感度
が低下し、またMwが3,000未満であると、耐熱性
が低下する傾向がある。なお、Mwの高い樹脂(A)を
得るためには、例えば重縮合終了後に回収された樹脂
(A)を、プロピレングリコールモノメチルエーテルア
セテート、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エト
キシプロピオン酸メチル,3−メトキシプロピオン酸エ
チル、3−エトキリプロピオン酸エチル、エチルセロソ
ルブアセテート、ジオキサン、メタノール、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン等の良溶媒に
溶解した後、水、n−ヘキサン、n−ヘプタン等の貧溶
媒を混合し、次いで静置することによって分離する樹脂
溶液層を単離し、高分子量の樹脂(A)を回収すればよ
い。本発明の感放射線性樹脂組成物においては、上述し
た樹脂(A)は、1種単独で配合されていてもよく、ま
た2種以上の組み合わせで配合されていてもよい。
「感放射線性化合物(B)」という。)とは、本発明の
感放射線性樹脂組成物を用いて得られるレジストに放射
線を照射した際、照射された放射線に感応する化合物で
あり、例えば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、1,2−ナフトキノンジアジド−
6−スルホン酸エステル等の1,2−キノンジアジド化
合物が挙げられる。
ルプロピルケトン、2,4−ジヒドロキシフェニル−n
−ヘキシルケトン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノ
ン、2,3,4−トリヒドロキシフェニル−n−ヘキシ
ルケトン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノ
ン、2,4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,
3,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,
2′,3,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン、3′
−メトキシ−2,3,4,4′−テトラヒドロキシベン
ゾフェノン、2,2′,4,4′−テトラヒドロキシベ
ンゾフェノン、2,2′,3,4,6′−ペンタヒドロ
キシベンゾフェノン、2,3,3′,4,4′,5′−
ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、2,3′,4,
4′,5′,6−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン等の
(ポリ)ヒドロキシフェニルアルキルケトンまたは(ポ
リ)ヒドロキシフェニルアリールケトンの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または
1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホン酸エステ
ル;
ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン、ビス
(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、2,
2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2
−ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)
プロパン等のビス〔(ポリ)ヒドロキシフェニル〕アル
カンの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
ン酸エステルまたは1,2−ナフトキノンジアジド−6
−スルホン酸エステル;
ン、4,4′,4″−トリヒドロキシトリフェニルメタ
ン、2,2′5,5′−テトラメチル−2″,4,4′
−トリヒドロキシトリフェニルメタン、3,3′,5,
5′−テトラメチル−2″,4,4′−トリヒドロキシ
トリフェニルメタン、4,4′,5,5′−テトラメチ
ル−2,2′,2″−トリヒドロキシトリフェニルメタ
ン、2,2′5,5′−テトラメチル−4,4′,4″
−トリヒドロキシトリフェニルメタン、1,1,1−ト
リス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−〔4−
{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチ
ル}フェニル〕エタン等の(ポリ)ヒドロキシトリフェ
ニルアルカンの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または1,2−ナフトキノンジア
ジド−6−スルホン酸エステル、3,5−ジヒドロキシ
安息香酸ラウリル、2,3,4−トリヒドロキシ安息香
酸フェニル、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸ラウ
リル、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸プロピル、
3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸フェニル等の(ポ
リ)ヒドロキシ安息香酸アルキルエステルまたは(ポ
リ)ヒドロキシ安息香酸アリールエステルの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また
は1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホン酸エス
テル;
メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシベンゾイ
ル)メタン、ビス(2,4,6−トリヒドロキシベンゾ
イル)メタン、p−ビス(2,5−ジヒドロキシベンゾ
イル)ベンゼン、p−ビス(2,3,4−トリヒドロキ
シベンゾイル)ベンゼン、p−ビス(2,4,6−トリ
ヒドロキシベンゾイル)ベンゼン等のビス〔(ポリ)ヒ
ドロキシベンゾイル〕アルカンまたはビス〔(ポリ)ヒ
ドロキシベンゾイル〕ベンゼンの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または1,2−
ナフトキノンジアジド−6−スルホン酸エステル;
ロキシベンゾエート)、ポリエチレングリコール−ジ
(3,5−ジヒドロキシベンゾエート)、ポリエチレン
グリコール−ジ(3,4,5−トリヒドロキシベンゾエ
ート)等のポリエチレングリコール−ジ〔(ポリ)ヒド
ロキシベンゾエート〕の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または1,2−ナフトキ
ノンジアジド−6−スルホン酸エステル;
−トリヒドロキシ−2−フェニルフラバン、2,4,
4′−トリメチル−2′,4′,5′,6,7−ペンタ
ヒドロキシ−2−フェニルフラバン等のポリヒドロキシ
フェニルフラバンの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または1,2−ナフトキノン
ジアジド−6−スルホン酸エステルを挙げることができ
る。
ち、特に2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、
2,3,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン、
3′−メトキシ−2,3,4,4′−テトラヒドロキシ
ベンゾフェノン、2,2′,5,5′−テトラメチル−
2″,4,4′−トリヒドロキシトリフェニルメタン、
1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタ
ン、1,1−ビス)4−ヒドロキシフェニル)−1−フ
ェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)−4−〔1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メ
チルエチル〕−1−フェニルエタン、2,4,4−トリ
メチル−2′,4′,7−トリヒドロキシ−2−フェニ
ルフラバンの1,2−ナフトキノンジアジド−4−スル
ホン酸エステルおよび1,2−ナフトキノンジアジド−
5−スルホン酸エステルが好ましい。
物(B)の配合量は、樹脂(A)100重量部に対し
て、通常、3〜100重量部、好ましくは5〜50重量
部であるが、組成物中の1,2−キノンジアジドスルホ
ニル基の総量は、通常、5〜25重量%、好ましくは1
0〜20重量%となるように調整される。
的で、低分子量のフェノール性水酸基含有化合物を溶解
促進剤(以下、「溶解促進剤(C)」という。)として
添加することもできる。ここで使用される低分子量のフ
ェノール性水酸基含有化合物としては、ベンゼン環数2
〜4程度のフェノール化合物(以下、「化合物(c)」
という。)、樹脂(A)以外のアルカリ可溶性樹脂であ
ってMwが3,000以下のフェノール性水酸基含有ア
ルカリ可溶性樹脂等を挙げることができ、特に化合物
(c)としては、例えば下記式(1)〜(11)で示さ
れる化合物が挙げられる。
およびyはそれぞれ0〜3の整数であるが、aとbとが
同時に0となることはなく、a+x≦5、b+y≦5を
満足する。〕
c、x、yおよびzはそれぞれ0〜3の整数であるが、
a、bおよびcが同時に0となることはなく、a+x≦
5、b+y≦4、c+z≦5を満足する。〕
b、c、x、yおよびzはそれぞれ0〜3の整数である
が、a、bおよびcが同時に0となることはなく、a+
x≦5、b+y≦5、c+z≦5を満足する。〕
およびzはそれぞれ0〜3の整数であるが、a、bおよ
びcが同時に0となることはなく、a+x≦5、b+y
≦5、c+z≦5を満足し、R1は水素原子、炭素数1
〜4のアルキル基または炭素数6〜10のアリール基を
示す。〕
同一であっても異なってもよく、水素原子、ハロゲン原
子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数2〜4のアルケ
ニル基を示し、R8およびR9は相互に同一であっても異
なってもよく、水素原子、ハロゲン原子または炭素数1
〜4のアルキル基を示し、R10〜R12は相互に同一であ
っても異なってもよく、水素原子または炭素数1〜6の
アルキル基を示し、a、bおよびcはそれぞれ0〜3の
整数であるが、a、bおよびcが同時に0となることは
ない。〕
yおよびzはそれぞれ0〜3の整数であるが、a、bお
よびcが同時に0となることはなく、a+x≦5、b+
y≦5、c+z≦5を満足し、R13およびR14は相互に
同一であっても異なってもよく、水素原子、炭素数1〜
4のアルキル基または炭素数6〜10のアリール基を示
す。〕
上を混合して使用することができ、その配合量は、ノボ
ラック樹脂(A)100重量部当り、通常、50重量部
以下、好ましくは30重量部以下、特に好ましくは5〜
30重量部である。
種配合剤を配合することができる。増感剤は、本発明の
組成物をレジストとして用いた際に、レジストの感度を
向上させるために配合されるものであり、このような増
感剤としては、例えば2H−ピリド−(3,2−b)−
1,4−オキサジン−3(4H)−オン類、10H−ピ
リド−(3,2−b)−(1,4)−ベンゾチアジン
類、ラウゾール類、ヒダントイン類、パルビツール酸
類、グリシン無水物類、1−ヒドロキシベンゾトリアゾ
ール類、アロキサン類、マレイミド類等が挙げられる。
これらの増感剤の配合量は、樹脂(A)100重量部に
対し、通常、50重量部以下、好ましくは30重量部以
下である。
性や現像性を改良するために配合されるものであり、こ
のような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オレイルエー
テル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、
ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチ
レングリコールジラウレート、ポリエチレングリコール
ジステアレート等のノニオン系界面活性剤、エフトップ
EF301、EF303、EF352(商品名、新秋田
化成社製)、メガファックスF171、F1725、F
173(商品名、大日本インキ社製)、フロラード、F
C430、FC431(商品名、住友スリーエム社
製)、アサヒガード、AG710、サーフロンS−38
2、SC−101、SC102、SC−103、SC−
104、SC−105、SC−106(商品名、旭硝子
社製)等のフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポ
リマーKP341(商品名、信越化学工業社製)、アク
リル酸系またはメタクリル酸系(共)重合体ポリフロー
No.75、No.95(商品名、共栄社油脂化学工業
社製)が挙げられる。これらの界面活性剤の配合量は、
組成物の固形分100重量部当り、通常、2重量部以下
である。
の潜像を可視化させ、放射線照射時のハレーションの影
響を少なくするために、染料や顔料を配合することがで
き、また接着性を改善するために、接着助剤を配合する
こともできる。さらに、必要に応じて保存安定剤、消泡
剤等も配合することができる。
性化合物(B)ならびに必要に応じて溶解促進剤(C)
および前述した各種の配合剤を、例えば固形分温度が2
0〜40重量%となるように溶剤に溶解させ、孔径0.
2μm程度のフィルターで濾過することによって調製さ
れる。この際に用いられる溶剤としては、例えばエチレ
ングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール
モノエチルエーテル、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、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、プロプレングリコールメチルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテー
ト、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロ
ヘキサノン、2−ヘプタノン、2−ヒドロキシプロピオ
ン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸
エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、
2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メト
キシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エ
チル、酢酸エチル、酢酸ブチル等を挙げることができ
る。これらの有機溶剤は単独で、または2種以上の組み
合わせで使用される。
−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアニリド、
N−メチルホルムアニリド、N,N−ジメチルアセトア
ミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、
ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセト
ニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、
1−オクタノール、1−ノナノール、ペンジルアルコー
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、γ−ブチロラクトン、炭酸エ
チレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテー
ト等の高沸点溶剤を添加することもできる。
塗布、ロール塗布等によって、例えばシリコンウェハー
またはアルミニウム等が被覆されたウェハーに塗布する
ことによりレジスト被膜を形成し、所定のマスクパター
ンを介して該レジスト被膜に放射線を照射(以下、「露
光」という。)し、現像液で現像することによりパター
ンの形成が行なわれる。また、本発明の組成物をポジ型
レジストとして使用する際には、ウェハー等の上に該組
成物を塗布し、プレベークおよび露光を行なった後、7
0〜140℃で加熱する操作(以下、「露光後ベーク」
ともいう。)を行ない、その後に現像することによっ
て、本発明の効果をさらに向上させることもできる。
水酸ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、硅
酸ナトリウム、メタ硅酸ナトリウム、アンモニア水、エ
チルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ
−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエ
チルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノー
ルアミン、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、コリン、ピロー
ル、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−(5,4,
0)−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−
(4,3,0)−5−ノネン等のアルカリ性化合物を、
温度が通常、1〜10重量%、好ましくは2〜5重量%
となるように溶解してなるアルカリ性水溶液が使用され
る。また該現像液には、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
添加して使用することもできる。なお、このようなアル
カリ性水溶液からなる現像液を用いて現像を行なった場
合は、一般には引き続き水でリンスを行なう。
が、本発明はこれらの実施例によって、なんら制約され
るものではない。なお、実施例中のMwの測定およびレ
ジストの評価は、以下の方法により行なった。 Mw:東ソー社製GPCカラム(G2000HXL2本、
G3000HXL1本、G4000HXL1本)を用い、流
量1.0ml/分、溶出溶媒テトラヒドロフラン、カラ
ム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準
とするゲルパーミエーションクロマトグラフ法により測
定した。 感度:ニコン社製、NSR−1505i9C縮小投影露
光機(レンズの開口数、0.57)で露光時間を変化さ
せ、波長365nmのi線を用いて露光を行ない、次い
でテトラメチルアンモニウムヒドロキシド2.4重量%
水溶液を現像液として用い、25℃で60秒間現像し、
水でリンスし、乾燥してウェハー上にポジ型レジストパ
ターンを形成させた。その際、0.5μmのライン・ア
ンド・スペースパターン(1L1S)を1対1の幅に形
成する露光時間(以下、これを「最適露光時間」とい
う。)を求めた。
像されている最小のレジストパターンの寸法を測定し
た。 フォーカス許容性:線幅0.35μmのライン・アンド
・スペースパターン(1L1S)を走査型電子顕微鏡を
用いて観察し、解像されるパターン寸法がマスクの設計
寸法の±10%以内であり、かつレジストパターンの現
像前の膜の厚さに対する現像後の厚さの割合(以下、
「残膜率」という。)が90%以上である場合の焦点の
振れ幅により、フォーカス許容性を評価した。この振れ
幅の大きいほど、フォーカス許容性が良好であることを
示す。
14モル) 37重量%ホルムアルデヒド溶液 51.1g(ホルム
アルデヒド 0.63モル) シュウ酸2水和物 4.41g(0.035モル) 水 54.9g および プロピレングリコールモノエチルエーテル 152g をオートクレーブに仕込み、これを油浴に浸し、内温を
130℃に保持して撹拌しながら8時間重縮合を行な
い、反応後、室温まで戻して内容物をビーカーに取り出
した。これを二層分離した後、下層を取り出し、濃縮
し、脱水し、乾燥してノボラック樹脂を回収した。この
樹脂を、樹脂(A1)とする。
トリメチルフェノールを m−クレゾール 45.4g(0.42モル) 2,3−キシレノール 25.7g(0.21モル) および 3,4−キシレノール 8.55g(0.07モル) とした以外は合成例1と同様に、オートクレーブで8時
間重縮合を行なった後、内温を80℃に保ちながら7
1.1gの水を撹拌しながら添加した。次いで、室温ま
で冷却し二層分離した後、下層を取り出し、濃縮し、脱
水し、乾燥してノボッラク樹脂を回収した。この樹脂
を、樹脂(A2)とする。
07モル) 37重量%ホルムアルデヒド溶液 51.1g(ホルム
アルデヒド 0.63モル) シュウ酸2水和物 4.41g(0.035モル) 水 58.5g および プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート
272g を用いた以外は、合成例1と同様に、オートクレーブで
9時間重縮合を行なった後、内温を80℃に保ちなが
ら、メタノール81gおよび水81gを添加した。次い
で、室温まで冷却し二層分離した後、下層を取り出し、
濃縮し、脱水し、プロピレングリコールモノエチルエー
テルを添加し、ノボラック樹脂溶液を回収した。この樹
脂を、樹脂(A3)とする。
アルデヒド 0.95モル) シュウ酸2水和物 6.30g(0.05モル) n−ヘプタン 325g および プロピレングリコールモノエチルエーテル 390g を用いた以外は、合成例1と同様に、オートクレーブで
8時間重縮合を行ない、室温まで冷却した後、内容物を
ビーカーに移して放置し、二層に分離した下層を取りだ
した。次いで2−ヒドロキシプロピオン酸エチルを添加
し濃縮し、脱水し、ノボラック樹脂溶液を得た。この樹
脂を、樹脂(A4)とする。
0.85モル) シュウ酸2水和物 5.04g(0.04モル) 水 86.7g および プロピレングリコールモノエチルエーテル 390g をオートクレーブに仕込み、これを油浴に浸し、内温を
130℃に保持して撹拌しながら2時間縮合を行ない、
次いで、m−クレゾール32.4g(0.30モル)を
添加し、さらに6時間重縮合を行った。反応後、室温ま
で冷却し内容物をビーカーに取り出し、合成例4と同様
な操作によりノボッラク樹脂を回収した。この樹脂を、
樹脂(A5)とする。
14モル) 37重量%ホルムアルデヒド溶液 51.1g(ホルム
アルデヒド 0.63モル) および シュウ酸2水和物 0.441g(3.5×10-3モ
ル) をフラスコに仕込み、これを油浴に浸し、内温を100
℃に保持して撹拌しながら2時間重縮合を行なった。次
いで、油浴の温度を180℃まで上げ、同時にフラスコ
内の圧力を30〜50mmHgに減圧して揮発分を除去
し、溶融している樹脂を得た。この樹脂を酢酸エチルに
樹脂成分が30重量%になるように溶解した後、この溶
液の重量の0.75倍量のメタノールと0.75倍量の
水とを加えて撹拌後放置した。次いで、二層に分離した
下層を取り出し、濃縮し、乾燥してノボッラク樹脂を回
収した。この樹脂を樹脂(ア)という。
感放射線性化合物(B)および溶剤ならびに必要に応じ
て溶解促進剤(C)および前述した各種の配合剤を、表
1に示す割合で混合してレジスト溶液の固形分濃度が2
0〜40重量%となるように溶解させて均一溶液とした
後、孔径0.2μmのメンブランフィルターで濾過し、
本発明の組成物の溶液を調製した。
ては、以下のものを使用した。 (B1);1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−
1−[4〔1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチ
ルエチル〕フェニル]エタン1モルと1,2−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホニルクロリド2モルの縮合物 (B2);1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−
1−[4〔1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチ
ルエチル〕フェニル]エタン1モルと1,2−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホニルクロリド2.7−モルの
縮合物 (B3);2,4,4−トリメチル−2′,4′,7−
トリヒドロキシ−2−フェニルフラバン1モルと1,2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド2.
3モルの縮合物 (B4);2−(2,5−ジヒドロキシ−4−メチルフ
ェニル)−2−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1
モルと1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル
クロリド2モルの縮合物 (B5);4,6−ビス[1−(4−ヒドロキシフェニ
ル)−1−メチルエチル]レゾルシノールと1,2−ナ
フトキノンジアジド−5−スルホニルクロリド2.0モ
ルの縮合物
以下のものを使用した。 (C1);1,1,3−トリス(2,5−ジメチル−4
−ヒドロキシフェニル)プロパン (C2);1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−
1−フェニルエタン (C3);1,1−ビス(2,5−ジメチル−4−ヒド
ロキシフェニル)−1−(2−ヒドロキシフェニル)メ
タン 表1における溶剤の種類は、次の通りである。 (EL) ;2−ヒドロキシプロピオン酸エチル (HPT) ;2−ヘプタノン (BA) ;酢酸ブチル (EEP) ;3−エトキリプロピオン酸エチル (PGMEA);プロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート
シリコンウェハー上にスピナーを用いて塗布した後、ホ
ットプレート上で90℃にて2分間プレベークして、厚
さ1.2μmのレジスト膜を形成し、レチクルを介して
前記のように波長365nm(i線)を用いて露光し、
ホットプレート上で110℃にて1分間露光後ベーク
(ポストエクスポージャーベーク)を行い、現像し、リ
ンスし、乾燥した後、該レジスト膜の感度、解像度、お
よびフォーカス許容性についての評価を行なった。測定
結果を表2に示す。
フォーカス許容性が優れるとともに、感度、解像度、現
像性、パターン形状、耐熱性等にも優れたものである。
したがって、本発明の感放射線性樹脂組成物は、特に、
今後さらに高集積化が進むと考えられる高集積回路製造
用ポジ型レジストとして極めて有用である。
Claims (1)
- 【請求項1】 アルカリ可溶性ノボラック樹脂と感放射
線性化合物を含有してなるポジ型感放射線性樹脂組成物
において、アルカリ可溶性ノボラック樹脂が、プロピレ
ングリコールモノアルキルエーテルおよび/またはプロ
ピレングリコールモノアルキルエーテルアセテートと、
アルカリ可溶性樹脂に対して貧溶媒である溶媒を含有し
てなる溶剤中で、フェノール類とアルデヒド類を110
〜200℃の温度で重縮合したアルカリ可溶性ノボラッ
ク樹脂を含有することを特徴とするポジ型感放射線性樹
脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34847793A JP3452206B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ポジ型感放射線性樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34847793A JP3452206B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ポジ型感放射線性樹脂組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07191464A true JPH07191464A (ja) | 1995-07-28 |
JP3452206B2 JP3452206B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=18397278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34847793A Expired - Lifetime JP3452206B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | ポジ型感放射線性樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3452206B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007169412A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Asahi Organic Chem Ind Co Ltd | ノボラック型フェノール樹脂及びその製造方法 |
JP2009086194A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 高耐熱性放射線感応性レジスト組成物 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP34847793A patent/JP3452206B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007169412A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Asahi Organic Chem Ind Co Ltd | ノボラック型フェノール樹脂及びその製造方法 |
JP2009086194A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 高耐熱性放射線感応性レジスト組成物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3452206B2 (ja) | 2003-09-29 |
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