JPH0736180A - Positive type resist solution - Google Patents

Positive type resist solution

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JPH0736180A
JPH0736180A JP17570993A JP17570993A JPH0736180A JP H0736180 A JPH0736180 A JP H0736180A JP 17570993 A JP17570993 A JP 17570993A JP 17570993 A JP17570993 A JP 17570993A JP H0736180 A JPH0736180 A JP H0736180A
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resist solution
solution
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propylene glycol
alkali
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勇人 大野
Shinichi Kono
紳一 河野
Koichi Takahashi
浩一 高橋
Nobuo Tokutake
信生 徳竹
Hidekatsu Obara
秀克 小原
Toshimasa Nakayama
寿昌 中山
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Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a positive type resist soln. preventing the deposition of the photosensitive component of the resist, undergoing no change of the sensitivity and viscosity with the lapse of time, excellent in shelf stability, having high resolution, a wide defocus margin and practicality and especially suitable for use in the production of a semiconductor device. CONSTITUTION:An alkali-soluble resin (A), a compd. (B) having a quinone- diazido group and phosphorous ester (C) represented by a general formula P(OR)3 (where R is lower alkyl) are dissolved in propylene glycol monoalkyl ether acetate. The amt. of the component C is 0.001-0.1wt.% of the total amt. of the components A, B. The objective positive type resist soln. is obtd.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は新規なポジ型レジスト溶
液、さらに詳しくは、特に半導体素子製造分野において
有効に用いられる、レジストの感光性成分の析出や感度
及び粘度の経時変化がなく、保存安定性に優れ、かつ高
解像度でデフォーカスマージンが広い実用的なポジ型レ
ジスト溶液に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel positive resist solution, and more specifically, it is used effectively in the field of semiconductor device manufacture, and is free from precipitation of photosensitive components of resist and changes with time in sensitivity and viscosity, and storage. The present invention relates to a practical positive resist solution having excellent stability, high resolution, and wide defocus margin.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の製造工程におけるリソグラ
フィー技術では、解像性に優れたポジ型レジストとし
て、ノボラック樹脂とキノンジアジド基含有化合物の混
合物を主体とするものが多用されているが、このキノン
ジアジド基含有化合物は溶剤に対する相容性が良好でな
く、レジスト組成物にすると析出しやすいという欠点が
ある。
2. Description of the Related Art In lithography technology used in the manufacturing process of semiconductor devices, as a positive resist having excellent resolution, a resist mainly composed of a mixture of a novolac resin and a quinonediazide group-containing compound is widely used. The contained compound has a poor compatibility with a solvent and has a drawback that it tends to precipitate in a resist composition.

【0003】このため、ポジ型レジストの開発は概ねこ
のようなレジスト組成物の相容性上の問題、特に異物の
発生を解消することを主とした高感度化に向けられてい
る。
Therefore, the development of positive type resists is generally directed to the enhancement of sensitivity mainly by solving such compatibility problems of the resist composition, especially the generation of foreign matters.

【0004】例えば、ポリヒドロキシベンゾフェノンと
ナフトキノン‐1,2‐ジアジドスルホニルクロリドと
のエステル化反応物であるキノンジアジド基含有化合物
のエステル化度を上げると高感度化されることが知られ
ているが、キノンジアジド基含有化合物は溶剤に対する
相容性を欠くので、エステル化度を上げるとますます溶
剤に対する溶解性が低下することになる。
For example, it is known that the sensitivity is increased by increasing the degree of esterification of a quinonediazide group-containing compound which is an esterification reaction product of polyhydroxybenzophenone and naphthoquinone-1,2-diazidesulfonyl chloride. Since the quinonediazide group-containing compound lacks compatibility with a solvent, increasing the degree of esterification further lowers the solubility in the solvent.

【0005】そこで、このような溶解性を改善するた
め、レジストの溶液として種々の溶剤が検討されてい
る。
Therefore, in order to improve such solubility, various solvents have been studied as a resist solution.

【0006】従来、ポジ型レジストの溶剤としては、一
般に用いられているものの中にエチレングリコールモノ
エチルエーテルアセテートがあるが、これは溶解性が不
足するため、この溶解性を改良したものとしてシクロペ
ンタノンが提案された(特開昭59−155838号公
報)。しかし、このものは溶剤としての安定性が悪く、
感度の経時変化が生じやすいという欠点がある。
Conventionally, as a solvent for a positive resist, ethylene glycol monoethyl ether acetate has been used among the commonly used solvents. However, its solubility is insufficient. Non was proposed (JP-A-59-155838). However, this one has poor stability as a solvent,
There is a drawback that the sensitivity changes with time easily.

【0007】また、モノオキシモノカルボン酸アルキル
も用いられているが(特開昭62−123444号公
報)、これは吸湿性が高すぎて感光性成分の析出を生じ
る上に、保存安定性が良好でないし、また、環状ケトン
とアルコールとの組合せも提案されているが(米国特許
第4,526,856号明細書)、これも感光性成分が
析出しやすく、保存安定性が悪い。その他、プロピレン
グリコールアルキルエーテルアセテートも知られている
が(特開昭61−7837号公報)、これも感度及び粘
度の経時変化が大きい。ポジ型レジスト溶液として、感
度及び粘度の経時変化が大きいと、リソグラフィ工程に
おける露光時間や膜厚の制御が難しくなり、特に高い精
度が要求される半導体素子製造分野では感度及び粘度の
わずかな経時変化でも歩留りに影響するため大きな問題
になっている。このように、従来の溶剤はいずれも実用
性に欠ける。
Alkyl monooxymonocarboxylates have also been used (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-123444), which has too high hygroscopicity to cause precipitation of a photosensitive component and also has storage stability. It is not good, and a combination of a cyclic ketone and an alcohol has been proposed (US Pat. No. 4,526,856), but also in this case, a photosensitive component is likely to be deposited and storage stability is poor. In addition, propylene glycol alkyl ether acetate is also known (Japanese Patent Laid-Open No. 61-7837), but this also has a large change in sensitivity and viscosity with time. As a positive resist solution, if the sensitivity and viscosity change significantly over time, it becomes difficult to control the exposure time and film thickness in the lithography process, and especially in the semiconductor device manufacturing field where high accuracy is required, the sensitivity and viscosity change slightly over time. However, it is a big problem because it affects the yield. As described above, none of the conventional solvents is practical.

【0008】しかも、これらの溶剤を用いたポジ型レジ
スト溶液は、露光処理における露光余裕度(デフォーカ
スマージン)が狭く、実用性に乏しい。
Moreover, the positive resist solution using these solvents has a narrow exposure margin (defocus margin) in the exposure process and is poor in practicality.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、レジストの感光性成分の析出や感度及び
粘度の経時変化がなく、溶解性、保存安定性に優れ、か
つ高解像度でデフォーカスマージンが広い実用的なポジ
型レジスト溶液を提供することを目的としてなされたも
のである。
Under the circumstances described above, the present invention is free from the precipitation of the photosensitive component of the resist and the change in sensitivity and viscosity over time, and is excellent in solubility, storage stability and high in stability. The purpose of the present invention is to provide a practical positive resist solution having a wide defocus margin in resolution.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、アルカリ
可溶性樹脂とキノンジアジド基含有化合物と有機溶剤か
ら成るポジ型レジスト溶液について、種々検討した結
果、これらの成分に特定の亜リン酸アルキルエステルを
配合し、有機溶剤として特に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を用いると非常に安定な溶
液が得られることを見出し、この知見に基づいて本発明
を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various studies on positive resist solutions comprising an alkali-soluble resin, a quinonediazide group-containing compound and an organic solvent, and as a result, have identified specific alkyl phosphite compounds as these components. It was found that a very stable solution can be obtained by blending the above and using propylene glycol monoalkyl ether acetate as the organic solvent, and based on this finding, the present invention has been completed.

【0011】すなわち、本発明は、(A)アルカリ可溶
性樹脂、(B)キノンジアジド基含有化合物及び(C)
(A)成分と(B)成分の合計量に基づき0.001〜
0.1重量%の範囲の量の、一般式 P−(OR) (I) (式中のRは、低級アルキル基を示す)で表わされる亜
リン酸エステルを、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に溶解して成るポジ型レジスト溶液
を提供するものである。
That is, the present invention provides (A) an alkali-soluble resin, (B) a quinonediazide group-containing compound and (C).
0.001-based on the total amount of component (A) and component (B)
An amount of the phosphite represented by the general formula P- (OR) 3 (I) (wherein R represents a lower alkyl group) in an amount in the range of 0.1% by weight is mixed with propylene glycol monoalkyl ether acetate. The present invention provides a positive resist solution prepared by dissolving in.

【0012】本発明溶液に用いる(A)成分のアルカリ
可溶性樹脂としては、例えばノボラック樹脂、アクリル
樹脂、スチレンとアクリル酸との共重合体、ヒドロキシ
スチレンの重合体、ポリビニルフェノール、ポリα‐メ
チルビニルフェノールなどが挙げられ、中でも特にアル
カリ可溶性ノボラック樹脂が好ましい。このアルカリ可
溶性ノボラック樹脂については特に制限はなく、従来ポ
ジ型レジスト溶液において被膜形成用物質として慣用さ
れているもの、例えばフェノール、クレゾール、キシレ
ノールなどの芳香族ヒドロキシ化合物とホルムアルデヒ
ドなどのアルデヒド類とを酸性触媒の存在下に縮合させ
たものなどが用いられる。このアルカリ可溶性ノボラッ
ク樹脂としては、低分子領域をカットした重量平均分子
量が2000〜20000、好ましくは5000〜15
000の範囲のものが好ましい。
Examples of the alkali-soluble resin as the component (A) used in the solution of the present invention include novolac resins, acrylic resins, copolymers of styrene and acrylic acid, polymers of hydroxystyrene, polyvinylphenol, poly-α-methylvinyl. Examples thereof include phenol, and among them, alkali-soluble novolac resin is particularly preferable. The alkali-soluble novolak resin is not particularly limited, and those conventionally used as a film-forming substance in a positive resist solution, for example, an aromatic hydroxy compound such as phenol, cresol, or xylenol and an aldehyde such as formaldehyde are acidified. Those condensed in the presence of a catalyst are used. The alkali-soluble novolac resin has a weight average molecular weight of 2,000 to 20,000, preferably 5,000 to 15 with the low molecular weight region cut.
The range of 000 is preferable.

【0013】本発明溶液においては、感光性成分(B)
としてキノンジアジド基含有化合物が用いられる。この
キノンジアジド基含有化合物としては、例えばオルトベ
ンゾキノンジアジド、オルトナフトキノンジアジド、オ
ルトアントラキノンジアジドなどのキノンジアジド類の
スルホン酸又はその官能性誘導体(例えばスルホン酸ク
ロリドなど)と、フェノール性水酸基又はアミノ基を有
する化合物とを部分若しくは完全エステル化、あるいは
部分若しくは完全アミド化したものなどが挙げられる。
In the solution of the present invention, the photosensitive component (B)
As the compound, a quinonediazide group-containing compound is used. Examples of the quinonediazide group-containing compound include compounds having a sulfonic acid of quinonediazides such as orthobenzoquinonediazide, orthonaphthoquinonediazide, orthoanthraquinonediazide or a functional derivative thereof (for example, sulfonic acid chloride) and a phenolic hydroxyl group or an amino group. Partial or complete esterification of or and partial or complete amidation are mentioned.

【0014】このフェノール性水酸基又はアミノ基を有
する化合物としては、例えば(1)2,3,4‐トリヒ
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、2,3,4,4′‐テトラ
ヒドロキシベンゾフェノンなどのポリヒドロキシベンゾ
フェノン類、(2)1‐〔1‐(4‐ヒドロキシフェニ
ル)イソプロピル〕‐4‐〔1,1‐ビス(4‐ヒドロ
キシフェニル)エチル〕ベンゼン、(3)トリス(4‐
ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4‐ヒドロキシ‐
3,5‐ジメチルフェニル)‐4‐ヒドロキシフェニル
メタン、ビス(4‐ヒドロキシ‐2,5‐ジメチルフェ
ニル)‐4‐ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4‐ヒ
ドロキシ‐3,5‐ジメチルフェニル)‐2‐ヒドロキ
シフェニルメタン、ビス(4‐ヒドロキシ‐2,5‐ジ
メチルフェニル)‐2‐ヒドロキシフェニルメタンなど
のトリス(ヒドロキシフェニル)メタン類又はそのメチ
ル置換体、(4)ビス(3‐シクロヘキシル‐4‐ヒド
ロキシフェニル)‐3‐ヒドロキシフェニルメタン、ビ
ス(3‐シクロヘキシル‐4‐ヒドロキシフェニル)‐
2‐ヒドロキシフェニルメタン、ビス(3‐シクロヘキ
シル‐4‐ヒドロキシフェニル)‐4‐ヒドロキシフェ
ニルメタン、ビス(5‐シクロヘキシル‐4‐ヒドロキ
シ‐2‐メチルフェニル)‐2‐ヒドロキシフェニルメ
タン、ビス(5‐シクロヘキシル‐4‐ヒドロキシ‐2
‐メチルフェニル)‐3‐ヒドロキシフェニルメタン、
ビス(5‐シクロヘキシル‐4‐ヒドロキシ‐2‐メチ
ルフェニル)‐4‐ヒドロキシフェニルメタン、ビス
(3‐シクロヘキシル‐2‐ヒドロキシフェニル)‐3
‐ヒドロキシフェニルメタン、ビス(3‐シクロヘキシ
ル‐2‐ヒドロキシフェニル)‐4‐ヒドロキシフェニ
ルメタン、ビス(3‐シクロヘキシル‐2‐ヒドロキシ
フェニル)‐2‐ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5
‐シクロヘキシル‐2‐ヒドロキシ‐4‐メチルフェニ
ル)‐2‐ヒドロキシフェニルメタン、ビス(5‐シク
ロヘキシル‐2‐ヒドロキシ‐4‐メチルフェニル)‐
4‐ヒドロキシフェニルメタンなどのトリス(シクロヘ
キシルヒドロキシフェニル)メタン類又はそのメチル置
換体、(5)その他水酸基又はアミノ基を有する化合
物、例えばフェノール、フェノール樹脂、p‐メトキシ
フェノール、ジメチルフェノール、ヒドロキノン、ビス
フェノールA、ポリヒドロキシジフェニルアルカン、ポ
リヒドロキシジフェニルアルケン、α,α′,α″‐ト
リス(4‐ヒドロキシフェニル)‐1,3,5‐トリイ
ソプロピルベンゼン、ナフトール、ピロカテコール、ピ
ロガロール、ピロガロールモノメチルエーテル、ピロガ
ロール‐1,3‐ジメチルエーテル、没食子酸、水酸基
を一部残してエステル化又はエーテル化された没食子
酸、アニリン、p‐アミノジフェニルアミンなどが挙げ
られる。
Examples of the compound having a phenolic hydroxyl group or an amino group include (1) 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4, and Polyhydroxybenzophenones such as 4'-tetrahydroxybenzophenone, (2) 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene, (3 ) Tris (4-
Hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-)
3,5-Dimethylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -2- Tris (hydroxyphenyl) methanes such as hydroxyphenylmethane and bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, or their methyl-substituted products, (4) bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy) Phenyl) -3-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl)-
2-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-4-hydroxyphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy-2-methylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (5- Cyclohexyl-4-hydroxy-2
-Methylphenyl) -3-hydroxyphenylmethane,
Bis (5-cyclohexyl-4-hydroxy-2-methylphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-2-hydroxyphenyl) -3
-Hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-2-hydroxyphenyl) -4-hydroxyphenylmethane, bis (3-cyclohexyl-2-hydroxyphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (5
-Cyclohexyl-2-hydroxy-4-methylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (5-cyclohexyl-2-hydroxy-4-methylphenyl)-
Tris (cyclohexylhydroxyphenyl) methanes such as 4-hydroxyphenylmethane or its methyl-substituted compounds, (5) other compounds having a hydroxyl group or an amino group, such as phenol, phenol resin, p-methoxyphenol, dimethylphenol, hydroquinone, bisphenol A, polyhydroxydiphenylalkane, polyhydroxydiphenylalkene, α, α ′, α ″ -tris (4-hydroxyphenyl) -1,3,5-triisopropylbenzene, naphthol, pyrocatechol, pyrogallol, pyrogallol monomethyl ether, pyrogallol Examples thereof include -1,3-dimethyl ether, gallic acid, esterified or etherified gallic acid with some hydroxyl groups remaining, aniline, and p-aminodiphenylamine.

【0015】特に好ましいキノンジアジド基含有化合物
は、ポリヒドロキシベンゾフェノンとナフトキノン‐
1,2‐ジアジド‐5‐スルホン酸又はナフトキノン‐
1,2‐ジアジド‐4‐スルホン酸との完全エステル化
物や部分エステル化物であり、特に平均エステル化度が
70%以上のものが好ましい。
Particularly preferred quinonediazide group-containing compounds are polyhydroxybenzophenone and naphthoquinone-
1,2-diazide-5-sulfonic acid or naphthoquinone-
It is a complete esterified product or a partial esterified product with 1,2-diazide-4-sulfonic acid, and particularly, one having an average degree of esterification of 70% or more is preferable.

【0016】本発明溶液においては、該感光性成分とし
て、前記のキノンジアジド基含有化合物から成る感光性
成分を1種含有してもよいし、2種以上含有してもよ
い。
The solution of the present invention may contain, as the photosensitive component, one type of the above-mentioned quinonediazide group-containing compound or two or more types thereof.

【0017】このキノンジアジド基含有化合物は、例え
ば前記ポリヒドロキシベンゾフェノンを、ナフトキノン
‐1,2‐ジアジド‐5‐スルホニルクロリド又はナフ
トキノン‐1,2‐ジアジド‐4‐スルホニルクロリド
とをジオキサンなどの適当な溶媒中において、トリエタ
ノールアミン、炭酸アルカリ、炭酸水素アルカリなどの
アルカリの存在下に縮合させ、完全エステル化又は部分
エステル化することにより製造することができる。
This quinonediazide group-containing compound can be obtained by using, for example, the above-mentioned polyhydroxybenzophenone, naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride or naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride in a suitable solvent such as dioxane. It can be produced by condensing in the presence of an alkali such as triethanolamine, an alkali carbonate or an alkali hydrogencarbonate to complete esterification or partial esterification.

【0018】本発明溶液において、(A)アルカリ可溶
性樹脂と(B)キノンジアジド基含有化合物から成る主
剤に配合される(C)成分すなわち前記一般式(I)の
亜リン酸エステルとしては、例えば亜リン酸トリメチ
ル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリプロピルなどが
挙げられるが、特に亜リン酸トリエチルが好ましい。こ
れらは単独で用いてもよいし、また2種以上を組み合わ
せて用いてもよい。
In the solution of the present invention, as the component (C), that is, the phosphite ester of the above-mentioned general formula (I), which is blended with the main agent comprising (A) an alkali-soluble resin and (B) a quinonediazide group-containing compound, for example, Examples thereof include trimethyl phosphate, triethyl phosphite, and tripropyl phosphite, with triethyl phosphite being particularly preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

【0019】この亜リン酸エステルの配合量は、(A)
アルカリ可溶性樹脂と(B)キノンジアジド基含有化合
物の合計量に対し、0.001〜0.1重量%、好まし
くは0.005〜0.05重量%の範囲で選ばれる。こ
の範囲を逸脱すると感度及び粘度の経時変化の少ない実
用的なポジ型レジスト溶液が得られない。
The compounding amount of this phosphite is (A)
It is selected in the range of 0.001 to 0.1% by weight, preferably 0.005 to 0.05% by weight, based on the total amount of the alkali-soluble resin and the (B) quinonediazide group-containing compound. If it deviates from this range, a practical positive resist solution with little change in sensitivity and viscosity with time cannot be obtained.

【0020】次に、本発明溶液における溶剤としては、
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
を用いることが必要であり、これ以外の溶剤では安定な
溶液を得ることができない。この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しては、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アセテートなどが好ま
しい。これらは単独で用いてもよいし、また2種以上混
合して用いてもよい。
Next, as the solvent in the solution of the present invention,
It is necessary to use propylene glycol monoalkyl ether acetate, and a stable solution cannot be obtained with other solvents. As the propylene glycol monoalkyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate and the like are preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

【0021】本発明溶液においては、所望に応じ本発明
の効果に影響を与えない程度で他の有機溶剤を併用する
ことができる。この場合、併用できる有機溶剤として
は、例えば酸エステル系溶剤、特に脂肪酸アルキルエス
テル、あるいはアルキレングリコールのモノアルキルエ
ーテル、その酢酸エステル、その他ベンジルエチルエー
テル、ジヘキシルエーテル、シクロヘキサノン、ジイソ
ブチルケトン、トルエン、キシレンなどを挙げることが
できる。脂肪酸アルキルエステルとしては、例えば乳酸
メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブ
チル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、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エ
チルなどが、またアルキレングリコールのモノアルキル
エーテル又はその酢酸エステルとしては、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、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、
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エ
チ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、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モノ
メチルエーテルアセテートなどが挙げられる。これらは
単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよ
い。
In the solution of the present invention, if desired, other organic solvents can be used in combination so long as the effects of the present invention are not affected. In this case, examples of the organic solvent which can be used in combination include acid ester solvents, particularly fatty acid alkyl esters, or monoalkyl ethers of alkylene glycols, acetic acid esters thereof, other benzyl ethyl ether, dihexyl ether, cyclohexanone, diisobutyl ketone, toluene, xylene, etc. Can be mentioned. Examples of the fatty acid alkyl ester include methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, and the like of alkylene glycol. Examples of monoalkyl ethers or acetic acid esters thereof include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether,
Examples thereof include ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol monomethyl ether acetate. These may be used alone or in combination of two or more.

【0022】また、キノンジアジド基含有化合物がエス
テル化度が高いエステルの場合や、エステル以外のアミ
ド化物などの場合には、従来、ポジ型レジストの溶媒と
して使用されている溶剤を、本発明の効果に影響を与え
ない程度で併用するのが好ましいが、この場合の併用で
きる溶剤としては、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、
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、ベンジルエチルエーテ
ル、ジヘキシルエーテルなどのエーテル類、シクロヘキ
サノン、ジイソブチルケトンなどのケトン類、トルエ
ン、キシレンなどの芳香族炭化水素などが挙げられる。
When the quinonediazide group-containing compound is an ester having a high degree of esterification, or when it is an amidated product other than the ester, a solvent conventionally used as a solvent for a positive resist is used. It is preferable to use in combination with such an extent that it does not affect, but examples of the solvent that can be used in this case include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether,
Examples thereof include ethers such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, benzyl ethyl ether and dihexyl ether, ketones such as cyclohexanone and diisobutyl ketone, and aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene.

【0023】本発明においては、上記したプロピレング
リコールモノアルキルエーテルアセテートに前記有機溶
剤を併用する場合、このもの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に対して、50重量%以
下、好ましくは30重量%以下の範囲で選ばれる。
In the present invention, when the above-mentioned propylene glycol monoalkyl ether acetate is used in combination with the above organic solvent, the amount thereof is 50% by weight or less, preferably 30% by weight or less, based on propylene glycol monoalkyl ether acetate. Selected in a range.

【0024】本発明溶液においては、前記キノンジアジ
ド基含有化合物は前記アルカリ可溶性樹脂100重量部
に対して、通常10〜40重量部、好ましくは18〜3
0重量部の範囲で用いられる。このキノンジアジド基含
有化合物が少なすぎると実用的な形状を有するレジスト
パターンが得られにくいし、また多すぎると感度が低下
する。
In the solution of the present invention, the quinonediazide group-containing compound is usually 10 to 40 parts by weight, preferably 18 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkali-soluble resin.
Used in the range of 0 parts by weight. If the amount of this quinonediazide group-containing compound is too small, it is difficult to obtain a resist pattern having a practical shape, and if it is too large, the sensitivity decreases.

【0025】また、本発明で用いる有機溶剤は、固形分
のアルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド基含有化合物と
を溶解するためのものであり、その使用量はこれらの成
分が完全に溶解できればよいので特に制限はないが、良
好な塗膜性を与え、所望の膜厚の塗布膜が得られる範囲
としては、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド基含有
化合物との合計量100重量部当り、通常50〜200
0重量部、好ましくは100〜1000重量部の範囲が
適当である。この量が50重量部未満では粘度が高くな
り、取り扱いにくくなるし、また、2000重量部を超
えると濃度が低くなって、塗布量の調節、乾燥に時間を
要し、作業性が低下する。
The organic solvent used in the present invention is for dissolving the solid soluble alkali-soluble resin and the quinonediazide group-containing compound, and the amount used is not particularly limited as long as these components can be completely dissolved. However, the range that gives a good coating property and obtains a coating film having a desired film thickness is usually 50 to 200 per 100 parts by weight of the total amount of the alkali-soluble resin and the quinonediazide group-containing compound.
A range of 0 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight is suitable. If this amount is less than 50 parts by weight, the viscosity becomes high and it becomes difficult to handle, and if it exceeds 2000 parts by weight, the concentration becomes low and it takes time to adjust the coating amount and dry, and the workability deteriorates.

【0026】本発明溶液には、さらに必要に応じて相容
性のある添加物、例えばレジスト膜の性能などを改良す
るための付加的樹脂、可塑剤、安定剤あるいは現像して
得られるパターンをより一層可視的にするための着色
料、またより増感効果を向上させるための増感剤、コン
トラスト向上剤などの慣用成分を添加含有させることが
できる。
In the solution of the present invention, if necessary, compatible additives such as an additional resin, a plasticizer, a stabilizer for improving the performance of the resist film, or a pattern obtained by development is added. A colorant for making it more visible, and a conventional component such as a sensitizer for improving the sensitizing effect and a contrast improving agent may be added and contained.

【0027】本発明溶液は、前記有機溶剤に、前記のア
ルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド基含有化合物、亜リ
ン酸エステル及び必要に応じて用いられる添加成分をそ
れぞれ必要量溶解することにより調製される。
The solution of the present invention is prepared by dissolving the alkali-soluble resin, the quinonediazide group-containing compound, the phosphite ester, and the optional components used as necessary in the organic solvent in the required amounts.

【0028】本発明溶液の使用態様の1例を示すと、ま
ずシリコンウエハーのような支持体上に、前記したアル
カリ可溶性樹脂、キノンジアジド基含有化合物及び亜リ
ン酸エステルを、プロピレングリコールモノアルキルエ
ーテルアセテートを主剤とする有機溶剤に溶解して得ら
れる溶液をスピンナーなどで塗布し、乾燥して感光層を
形成させ、次いで紫外線を発光する光源、例えば低圧水
銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、アーク灯、キセノン
ランプなどを用い所要のマスクパターンを介して露光す
るか、縮小投影露光装置により露光するか、マスクパタ
ーンを介してエキシマレーザーやX線を照射するか、あ
るいは電子線を走査しながら照射する。次に、これを現
像液、例えば1〜10重量%テトラメチルアンモニウム
ヒドロキシド水溶液のようなアルカリ性水溶液に浸せき
すると、露光によって可溶化した部分が選択的に溶解除
去されて、マスクパターンに忠実な画像を得ることがで
きる。
As an example of the use mode of the solution of the present invention, first, on a support such as a silicon wafer, the above-mentioned alkali-soluble resin, quinonediazide group-containing compound and phosphite ester are mixed with propylene glycol monoalkyl ether acetate. A solution obtained by dissolving it in an organic solvent containing as a main component is applied by a spinner or the like to form a photosensitive layer by drying, and then a light source which emits ultraviolet rays, for example, a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, an arc lamp, Exposure is performed through a required mask pattern using a xenon lamp or the like, exposure is performed with a reduction projection exposure apparatus, excimer laser or X-ray irradiation is performed through the mask pattern, or irradiation is performed while scanning an electron beam. Next, when this is dipped in a developing solution, for example, an alkaline aqueous solution such as a 1-10 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, the portion solubilized by exposure is selectively dissolved and removed, and an image faithful to the mask pattern is obtained. Can be obtained.

【0029】このようなパターンは、半導体加工にかぎ
らず、リソグラフィを用いて加工する分野、例えばLC
D、TAB、PCB、ケミカルミーリング、印刷などに
も同様に優れた効果が得られる。
Such a pattern is not limited to semiconductor processing, but is applied in fields where lithography is used, such as LC.
The same excellent effect can be obtained for D, TAB, PCB, chemical milling, printing and the like.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明のポジ型レジスト溶液は、前記一
般式(I)の亜リン酸アルキルエステルを配合させるこ
とにより、レジストの感光性成分の析出や感度及び粘度
の経時変化がなく、保存安定性に優れ、かつ高解像度で
デフォーカスマージンを広くすることができるので、特
にハーフミクロンの微細加工度を必要とするULSIな
どの半導体デバイス製造分野において極めて実用的に利
用しうる。
EFFECTS OF THE INVENTION The positive resist solution of the present invention contains the alkyl phosphite ester of the general formula (I), and is not stored with precipitation of the photosensitive component of the resist or change with time in sensitivity and viscosity. Since it is excellent in stability and can widen the defocus margin with high resolution, it can be extremely practically used particularly in the field of semiconductor device manufacturing such as ULSI requiring a fine processing degree of half micron.

【0031】[0031]

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。
The present invention will be described in more detail by way of examples, which should not be construed as limiting the invention thereto.

【0032】なお、各例における物性は次の方法によっ
て求められたものである。 (1)感度 ポジ型レジスト溶液をスピンナーによりシリコンウエハ
ー上に塗布し、ホットプレートで110℃、90秒間乾
燥して膜厚1.3μmのレジスト膜を形成し、この膜に
縮小投影露光装置NSR‐1505G‐4D(ニコン社
製)を用いて、所定のマスクを介して0.1秒から0.
2秒間隔で露光したのち、2.38重量%テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液で1分間現像し、30
秒間水洗、乾燥することによってパターンを形成する際
に、そのために要する最少露光時間を感度として測定し
た。
The physical properties in each example are obtained by the following methods. (1) Sensitivity A positive resist solution was applied on a silicon wafer by a spinner and dried on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds to form a resist film having a film thickness of 1.3 μm. The reduced projection exposure apparatus NSR- 1505G-4D (manufactured by Nikon Corporation) is used for 0.1 seconds to 0.1% through a predetermined mask.
After exposure at intervals of 2 seconds, development with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 1 minute was performed.
The minimum exposure time required for forming a pattern by washing with water for 2 seconds and drying was measured as the sensitivity.

【0033】(2)解像性 1.0μmのマスクパターンを再現する露光量における
限界解像度で示した。
(2) Resolution The limit resolution at the exposure dose for reproducing a 1.0 μm mask pattern is shown.

【0034】(3)デフォーカスマージン 0.5μmのマスクパターンが正確に再現できる露光量
における0.5μmレジストパターンの焦点深度幅で示
した。
(3) Defocus margin The depth of focus of a 0.5 μm resist pattern at an exposure dose that allows a 0.5 μm mask pattern to be accurately reproduced is shown.

【0035】(4)保存安定性(析出物の有無) 調製されたポジ型レジスト溶液を0.2μmメンブラン
フィルターを通してろ過したのち40℃において3か月
間静置した後の溶液中の析出物の有無を観察した。析出
物がないものを無、析出物のあるものを有と評価した。
(4) Storage stability (presence or absence of precipitates) The prepared positive resist solution was filtered through a 0.2 μm membrane filter and then allowed to stand at 40 ° C. for 3 months, and then the presence or absence of precipitates in the solution. Was observed. Those with no precipitate were evaluated as no, and those with precipitate were evaluated as being.

【0036】(5)保存安定性(感度変化) 調製されたポジ型レジスト溶液を常温で3か月静置した
ものについて、感度を測定し、調製直後のものの感度と
の変化を観察した。感度変化率が25%以下のものを
○、25%を超えるものを×として評価した。
(5) Storage Stability (Change in Sensitivity) The prepared positive resist solution was allowed to stand at room temperature for 3 months, the sensitivity was measured, and the change from the sensitivity immediately after preparation was observed. The sensitivity change rate of 25% or less was evaluated as ◯, and the sensitivity change rate of more than 25% was evaluated as x.

【0037】(6)保存安定性(粘度変化) 調製されたポジ型レジスト溶液を常温で3か月静置した
ものについて、キャノンフェンスケ粘度計で粘度を測定
し、調製直後のものの粘度との変化を観察した。粘度変
化量が0.5cP以下のものを○、0.5cPを超える
ものを×として評価した。
(6) Storage stability (change in viscosity) The prepared positive resist solution was allowed to stand at room temperature for 3 months, the viscosity was measured with a Canon Fenske viscometer, and the viscosity of the one immediately after preparation was compared. The change was observed. The case where the amount of change in viscosity was 0.5 cP or less was evaluated as ◯, and the case where it exceeded 0.5 cP was evaluated as x.

【0038】実施例1〜6 m‐クレゾールとp‐クレゾールとを重量比で60:4
0の割合で混合し、これにホルマリンを加え、シュウ酸
触媒を用いて常法により縮合反応させて得られたクレゾ
ールノボラック樹脂100重量部、2,3,4,4′‐
テトラヒドロキシベンゾフェノン1モルとナフトキノン
‐1,2‐ジアジド‐5‐スルホニルクロリド2.5モ
ルとの反応生成物25重量部に、その合計量に基づき、
0.002重量%、0.005重量%、0.01重量
%、0.03重量%、0.05重量%又は0.09重量
%の亜リン酸トリエチルを配合し、これをプロピレング
リコールモノメチルエーテルアセテート390重量部に
溶解したのち、0.2μmのメンブランフィルターを用
いてろ過し、ポジ型レジスト溶液を調製した。このポジ
型レジスト溶液について物性を調べ、その結果を表1に
示す。
Examples 1 to 6 m-cresol and p-cresol in a weight ratio of 60: 4
100 parts by weight of cresol novolac resin obtained by mixing at a ratio of 0, adding formalin to this and conducting a condensation reaction by an ordinary method using an oxalic acid catalyst, 2,3,4,4'-
Based on 25 parts by weight of a reaction product of 1 mol of tetrahydroxybenzophenone and 2.5 mol of naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride, based on the total amount thereof,
0.002% by weight, 0.005% by weight, 0.01% by weight, 0.03% by weight, 0.05% by weight or 0.09% by weight of triethyl phosphite was added, and this was mixed with propylene glycol monomethyl ether. After dissolving in 390 parts by weight of acetate, the mixture was filtered using a 0.2 μm membrane filter to prepare a positive resist solution. The physical properties of this positive resist solution were examined, and the results are shown in Table 1.

【0039】比較例 亜リン酸トリエチルを配合しないプロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテートを使用した以外は、実施
例と同様の操作によりポジ型レジスト溶液を調製した。
この溶液についての物性を表1に示す。
Comparative Example A positive resist solution was prepared in the same manner as in Example except that propylene glycol monomethyl ether acetate containing no triethyl phosphite was used.
Table 1 shows the physical properties of this solution.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳竹 信生 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内 (72)発明者 小原 秀克 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内 (72)発明者 中山 寿昌 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東 京応化工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuo Tokutake 150 Nakamaruko, Nakahara-ku, Kawasaki, Kanagawa Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. (72) Hidekatsu Ohara 150 Nakamaruko, Nakahara-ku, Kawasaki, Kanagawa Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Hisasa Nakayama 150 Nakamaruko, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)アルカリ可溶性樹脂、(B)キノ
ンジアジド基含有化合物及び(C)(A)成分と(B)
成分の合計量に基づき0.001〜0.1重量%の範囲
の量の、一般式 P−(OR) (式中のRは、低級アルキル基を示す)で表わされる亜
リン酸エステルを、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に溶解して成るポジ型レジスト溶
液。
1. An (A) alkali-soluble resin, (B) quinonediazide group-containing compound, and (C) (A) component and (B)
An amount of the phosphite represented by the general formula P- (OR) 3 (wherein R represents a lower alkyl group) in the range of 0.001 to 0.1% by weight based on the total amount of the components. A positive resist solution prepared by dissolving propylene glycol monoalkyl ether acetate.
【請求項2】 亜リン酸エステルが亜リン酸トリエチル
である請求項1記載のポジ型レジスト溶液。
2. The positive resist solution according to claim 1, wherein the phosphite is triethyl phosphite.
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