JPH08179502A - Photosensitive resin composition - Google Patents
Photosensitive resin compositionInfo
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- JPH08179502A JPH08179502A JP32544594A JP32544594A JPH08179502A JP H08179502 A JPH08179502 A JP H08179502A JP 32544594 A JP32544594 A JP 32544594A JP 32544594 A JP32544594 A JP 32544594A JP H08179502 A JPH08179502 A JP H08179502A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、新規な感光性樹脂組成
物およびそれを用いたパターン形成方法に関するもので
ある。より具体的には優れた感度と高い解像性を有し、
微細な加工が可能な感光性樹脂組成物およびそれを用い
たパターン形成方法に関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel photosensitive resin composition and a pattern forming method using the same. More specifically, it has excellent sensitivity and high resolution,
The present invention relates to a photosensitive resin composition capable of fine processing and a pattern forming method using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】感光性樹脂組成物は、様々な産業分野に
おいて用いられているが、ICやLSI、VLSI等の
半導体デバイスを製造するにあたって特に重要なもので
ある。即ち、シリコンウェハー等の基板上に感光性樹脂
組成物を塗布し、その感光性樹脂組成物の塗膜に半導体
デバイスのパターンを描いたマスクパターンを通じて光
照射することにより、光照射の前後の樹脂組成物の溶解
性の変化を利用してレジストパターンを描くことができ
る。この様な目的に供する感光性樹脂組成物には様々な
タイプのものがある。例えば、ポジ型レジストとして
は、ノボラック樹脂がアルカリ可溶性のベースレジンと
して多く用いられ、このベースレジンの溶解性を抑制す
る効果を有し、且つ、光照射時には自らがアルカリ可溶
型となる様な光反応性成分としてキノンジアジド基を含
有する化合物を組み合わせた感光性樹脂組成物が多く用
いられている。しかしながら、近年のかかる産業分野の
発達に伴い、半導体デバイスの高密度化が急速に高ま
り、必然的にリソグラフィーによるレジストパターンの
微細加工化、即ち、感光性樹脂組成物に対する高感度、
高解像度化が求められている。2. Description of the Related Art Photosensitive resin compositions are used in various industrial fields, and are particularly important in the production of semiconductor devices such as ICs, LSIs and VLSIs. That is, a photosensitive resin composition is applied onto a substrate such as a silicon wafer, and the coating film of the photosensitive resin composition is irradiated with light through a mask pattern in which a pattern of a semiconductor device is drawn. A resist pattern can be drawn by utilizing the change in the solubility of the composition. There are various types of photosensitive resin compositions for such purposes. For example, as a positive resist, a novolak resin is often used as an alkali-soluble base resin, has an effect of suppressing the solubility of this base resin, and itself becomes an alkali-soluble type when irradiated with light. A photosensitive resin composition in which a compound containing a quinonediazide group is combined as a photoreactive component is often used. However, with the development of such industrial fields in recent years, the densification of semiconductor devices has rapidly increased, and inevitably, fine processing of resist patterns by lithography, that is, high sensitivity to a photosensitive resin composition,
Higher resolution is required.
【0003】また、この要求に応えるためには、露光用
光源もより短波長化する必要があり、従来のg線(43
6nm)、i線(365nm)から深紫外線領域へ、い
わゆるエキシマレーザー光線(ArFエキシマ;193
nm、KrFエキシマ;248nm、XeCl;308
nm)へと移行しつつある。特に、KrFエキシマレー
ザーは波長が短く、出力も大きい上に、発振が安定であ
るために、それを用いた露光システムが注目されてい
る。しかしながら、従来アルカリ可溶性のベースレジン
として多く用いられてきたノボラックタイプの樹脂は、
深紫外線領域の吸収が大きく、これらの波長に対する透
明性が小さい。従って、従来のノボラック系レジストは
感度、解像度の点でエキシマレーザー対応の露光システ
ムには適さない。In order to meet this demand, it is necessary to shorten the wavelength of the light source for exposure, and the g-line (43
6 nm), i-line (365 nm) to deep ultraviolet region, so-called excimer laser beam (ArF excimer; 193
nm, KrF excimer; 248 nm, XeCl; 308
nm). In particular, since the KrF excimer laser has a short wavelength, a large output, and stable oscillation, an exposure system using the same is drawing attention. However, the novolac type resin that has been widely used as an alkali-soluble base resin is
It has high absorption in the deep ultraviolet region and low transparency to these wavelengths. Therefore, the conventional novolac resist is not suitable for the exposure system corresponding to the excimer laser in terms of sensitivity and resolution.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エキ
シマレーザーに対する透明性の高い、アルカリ可溶性の
樹脂を見いだし、それをベースレジンとすることで高感
度、高解像度が期待できるエキシマレーザー対応、特
に、248nmのKrFエキシマレーザーに対応可能な
感光性樹脂組成物を提供することにある。The object of the present invention is to find a highly transparent, alkali-soluble resin for excimer lasers, and by using it as a base resin, it is possible to expect high sensitivity and high resolution for excimer lasers, In particular, it is to provide a photosensitive resin composition that is compatible with a 248 nm KrF excimer laser.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため鋭意検討した結果、ある種のフェノール
性レジンがエキシマレーザー、特にKrFエキシマレー
ザーに対して透明性が高いこと、この樹脂を、公知慣用
の方法、即ち、光反応性成分と組み合わせることによ
り、常態においては、アルカリ可溶性が抑制されてお
り、露光後は露光部の光反応成分が光変性して抑制効果
を失活し、アルカリ可溶性となることでフォトリソグラ
フが可能となる、いわゆる、ポジ型フォトレジストとし
て有用であること見いだし本発明を完成するに至ったも
のである。即ち、本発明は、(A)アルカリ可溶性樹脂
成分として、一般式(1)(化3)で表されるフェノー
ル−ジシクロペンタジエン樹脂を10〜100重量%含
んだ樹脂、および、(B)光反応性成分、を含む感光性
樹脂組成物に関するものである。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the above problems, the present inventors have found that certain phenolic resins have high transparency to excimer lasers, especially KrF excimer lasers. The resin is a known conventional method, that is, by combining with a photoreactive component, alkali solubility is suppressed in the normal state, and the photoreactive component in the exposed area is photo-modified to deactivate the suppression effect after exposure. However, the present invention has been found to be useful as a so-called positive photoresist in which photolithography becomes possible because it becomes alkali-soluble, and the present invention has been completed. That is, the present invention includes (A) a resin containing 10 to 100% by weight of a phenol-dicyclopentadiene resin represented by the general formula (1) (Chemical Formula 3) as an alkali-soluble resin component, and (B) light. The present invention relates to a photosensitive resin composition containing a reactive component.
【0006】[0006]
【化3】 (式中、R1 、R2 は各々独立に、水素原子、炭素数1
〜4の低級アルキル基、フェニル基、ハロゲン原子、水
酸基を示し、互いに異なっていても同一であってもよ
く、nは0〜20の整数を示す)Embedded image (In the formula, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom and a carbon number of 1
To 4 represent a lower alkyl group, a phenyl group, a halogen atom or a hydroxyl group, which may be different or the same, and n represents an integer of 0 to 20).
【0007】本発明において、フォトレジスト用ベース
レジンとして用いられるフェノール樹脂は、一般式
(1)で表されるフェノール−ジシクロペンタジエン樹
脂(以下、DPR樹脂と略称する)である。この樹脂
は、248nm付近の吸収が非常に小さいため、KrF
エキシマレーザーに対して、非常に透明性が高く、ま
た、その水酸基がアルカリ可溶性に大きく寄与している
ことから本発明の主旨に沿うものである。このDPR樹
脂は、特開昭63−99224、特開平04−1704
23、特開平05−005022等に記載されている方
法を用いて製造することができる。即ち、過剰量のフェ
ノール化合物とジシクロペンタジエンとを、酸性触媒の
存在下において反応させた後、未反応フェノール化合物
を留去することにより得られるものである。In the present invention, the phenol resin used as the base resin for photoresist is a phenol-dicyclopentadiene resin represented by the general formula (1) (hereinafter abbreviated as DPR resin). This resin has very low absorption near 248 nm, so
The transparency of the excimer laser is extremely high, and the hydroxyl group contributes greatly to the solubility of the alkali, which is in accordance with the gist of the present invention. This DPR resin is disclosed in JP-A-63-99224 and JP-A-04-1704.
23, JP-A-05-005022 and the like. That is, it is obtained by reacting an excess amount of a phenol compound with dicyclopentadiene in the presence of an acidic catalyst, and then distilling off an unreacted phenol compound.
【0008】反応に用いられるフェノール化合物として
は、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p
−クレゾール、2,4−キシレノール、2,6−キシレ
ノール、t−ブチルフェノール、o−フェニルフェノー
ル、p−フェニルフェノールの如き一価フェノール類、
レゾルシン、ハイドロキノン、カテコールの如き二価フ
ェノール類、2−ブロモフェノール、4−ブロモフェノ
ール、2−ヨードフェノール、4−ヨードフェノール、
2ークロロフェノール、4−クロロフェノール、2,4
−ジブロモフェノール、2,6−ジブロモフェノール、
2,4−ジヨードフェノール、2,6−ジヨードフェノ
ールの如きハロゲン化フェノール類等を挙げることがで
きる。中でも好適なフェノール化合物としては、フェノ
ール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾー
ルが挙げられ、これらを単独あるいは2種類以上を併用
して用いれば良い。フェノール化合物とジシクロペンタ
ジエンの反応モル比は、基本的にはフェノール化合物が
少過剰量以上あれば良いが、フェノール/ジシクロペン
タジエン(モル比)が20〜1.3、好ましくは10〜
1.5、さらに好ましくは8〜2の範囲である。フェノ
ール量が少ないと反応中に分子量が上昇し過ぎてゲル化
し、また、多すぎれば未反応フェノール化合物が多くな
り、また反応の容積効率の面からも不利になる傾向があ
る。Phenol compounds used in the reaction include phenol, o-cresol, m-cresol and p.
Monohydric phenols such as cresol, 2,4-xylenol, 2,6-xylenol, t-butylphenol, o-phenylphenol, p-phenylphenol,
Dihydric phenols such as resorcin, hydroquinone and catechol, 2-bromophenol, 4-bromophenol, 2-iodophenol, 4-iodophenol,
2-chlorophenol, 4-chlorophenol, 2,4
-Dibromophenol, 2,6-dibromophenol,
Examples thereof include halogenated phenols such as 2,4-diiodophenol and 2,6-diiodophenol. Among them, preferable phenol compounds include phenol, o-cresol, m-cresol and p-cresol, and these may be used alone or in combination of two or more kinds. The reaction molar ratio between the phenol compound and dicyclopentadiene is basically sufficient if the phenol compound is in a small excess amount or more, but the phenol / dicyclopentadiene (molar ratio) is 20 to 1.3, preferably 10 to 10.
The range is 1.5, more preferably 8 to 2. If the amount of phenol is small, the molecular weight will increase excessively during the reaction to cause gelation, and if it is too large, the amount of unreacted phenol compound will increase, and there will be a disadvantage in terms of volumetric efficiency of the reaction.
【0009】反応に用いる触媒は酸性触媒であるが、三
弗化ホウ素のエタノール錯体や塩化アルミニウムに代表
されるルイス酸、メタンスルホン酸に代表されるアルカ
ンスルホン酸やp−トルエンスルホン酸の様な有機スル
ホン酸、トリフロロメタンスルホン酸に代表されるパー
フルオロアルカンスルホン酸の様な超強酸、イオン交換
樹脂などが挙げられるが、反応容器の材質や廃水の無公
害化に対する問題などの点、さらにはコストなども勘案
したときに、メタンスルホン酸あるいはトリフロロメタ
ンスルホン酸を用いることが望ましい。その使用量は、
メタンスルホン酸の場合、原料に対して0.01〜10
重量%、好ましくは、0.05〜5重量%の範囲であ
り、トリフロロメタンスルホン酸の場合で、0.000
1〜5重量%、好ましくは、0.0005〜1重量%の
範囲である。Although the catalyst used in the reaction is an acidic catalyst, such as an ethanol complex of boron trifluoride, a Lewis acid typified by aluminum chloride, an alkanesulfonic acid typified by methanesulfonic acid, or p-toluenesulfonic acid. Examples include organic sulfonic acids, super strong acids such as perfluoroalkane sulfonic acids typified by trifluoromethane sulfonic acid, ion exchange resins, etc., but problems such as the material of the reaction vessel and the pollution-free waste water, It is desirable to use methanesulfonic acid or trifluoromethanesulfonic acid when considering the cost. The usage is
In the case of methanesulfonic acid, 0.01 to 10 with respect to the raw material
% By weight, preferably in the range from 0.05 to 5% by weight, in the case of trifluoromethanesulphonic acid 0.000
It is in the range of 1 to 5% by weight, preferably 0.0005 to 1% by weight.
【0010】反応は、ジシクロペンタジエンがフェノー
ルの水酸基と付加反応しエーテル化する第一段階と、そ
のエーテル体が転移反応によりフェノール樹脂が形成さ
れる第二段階とに分類される。反応温度は、20〜20
0℃、好ましくは40〜160℃の範囲である。反応終
了後、未反応フェノール化合物を、任意の方法により留
去して、DPR樹脂を得ることができるが、本発明の目
的に用いるに際しては、洗浄工程を導入することが望ま
しい。その洗浄方法は任意の方法でよいが、例示すれ
ば、 アルカリ金属の水酸化物を用い、アルカリ金属塩とし
て水に不溶となる成分を除去する方法、 トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、アミ
ルアルコール、イソアミルアルコール、ヘプタノール、
2−ヘプタノール、オクタノール、イソオクタノール等
の高級アルコール類等の有機溶剤を用いて水洗する方
法、 上記有機溶剤を用いて希塩酸洗浄する方法、 1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、メチルセロ
ソルブ、エチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド、ジ
メチルアセトアミド等の溶媒を用いてシリカゲル、アル
ミナ、活性炭等の吸着剤を用いて処理する方法、等があ
る。これらのいずれかの方法、あるいはこれらの方法の
組合せ等により、ゲル成分や酸性成分、金属イオン等の
不純物を極力低減することが望ましい。The reaction is classified into a first step in which dicyclopentadiene undergoes an addition reaction with a hydroxyl group of phenol to be etherified, and a second step in which the ether form a phenol resin by a rearrangement reaction. The reaction temperature is 20 to 20
The temperature is 0 ° C, preferably 40 to 160 ° C. After the completion of the reaction, the unreacted phenol compound can be distilled off by an arbitrary method to obtain a DPR resin, but it is desirable to introduce a washing step when the DPR resin is used for the purpose of the present invention. The washing method may be any method, for example, a method of using an alkali metal hydroxide to remove components that are insoluble in water as an alkali metal salt, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, and methyl ethyl ketone. , Ketones such as methyl isobutyl ketone, amyl alcohol, isoamyl alcohol, heptanol,
Method of washing with water using an organic solvent such as higher alcohols such as 2-heptanol, octanol and isooctanol, method of washing with dilute hydrochloric acid using the above organic solvent, 1,2-dichloroethane, chloroform, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, dimethyl There is a method of treating with an adsorbent such as silica gel, alumina and activated carbon using a solvent such as formamide and dimethylacetamide. It is desirable to reduce impurities such as gel components, acidic components, metal ions, etc. as much as possible by any one of these methods or a combination of these methods.
【0011】この様にして得られたDPR樹脂は、感光
性樹脂組成物のアルカリ可溶性成分として単独あるいは
その他のアルカリ可溶性樹脂と併用して用いられる。そ
の他の併用され得るアルカリ可溶性成分としてはノボラ
ック、クレゾールノボラック等のフェノール類とアルデ
ヒド類とを縮合させて得られるノボラック樹脂、ポリヒ
ドロキシスチレンおよびその水素化物、スチレン−無水
マレイン酸共重合体、ポリメチルメタクリレート等が挙
げられる。その使用割合は、DPR樹脂の特徴が表され
る範囲であり、具体的には、DPR樹脂が全アルカリ可
溶性成分中の10〜100重量%の範囲、好ましくは、
25〜100重量%、より好ましくは、50〜100重
量%の範囲である。The DPR resin thus obtained is used alone or in combination with other alkali-soluble resins as the alkali-soluble component of the photosensitive resin composition. Other alkali-soluble components that can be used in combination include novolac, a novolac resin obtained by condensing aldehydes with phenols such as cresol novolac, polyhydroxystyrene and its hydride, styrene-maleic anhydride copolymer, polymethyl. Methacrylate etc. are mentioned. The use ratio is within the range in which the characteristics of the DPR resin are expressed, and specifically, the DPR resin is in the range of 10 to 100% by weight in the total alkali-soluble component, preferably,
The range is 25 to 100% by weight, and more preferably 50 to 100% by weight.
【0012】本発明においてアルカリ可溶成分とともに
用いる、光反応性成分としては、公知の光反応性化合物
を全て用いることが可能であるが、常態においてはアル
カリ可溶性樹脂のアルカリ可溶性を抑制する能力を持
ち、且つ、光照射時にはその能力を失活する光反応性化
合物を用いることが好ましい。本発明において、常態と
は、アルカリ可溶性樹脂および光反応性成分が配合され
た本発明の感光性樹脂組成物が、可視光より短波長の露
光用光源に曝されない状態を意味し、更には、半導体デ
バイス基板上に塗布された状況において、露光用光源に
曝されていない状態を意味するものである。本発明で用
いられる光反応性成分は、具体的に例示すれば、1,2
−ナフトキノン−2−ジアジド類またはそのスルホン酸
エステル、もしくは、一般式(2)(化4)で表される
化合物である。As the photoreactive component used together with the alkali-soluble component in the present invention, all known photoreactive compounds can be used, but in the normal state, the ability to suppress the alkali-solubility of the alkali-soluble resin is used. It is preferable to use a photoreactive compound that has a longevity and deactivates its ability upon irradiation with light. In the present invention, the normal state means that the photosensitive resin composition of the present invention containing an alkali-soluble resin and a photoreactive component is not exposed to a light source for exposure having a wavelength shorter than visible light, and further, It means a state in which the semiconductor device substrate is not exposed to the light source for exposure when it is applied on the substrate. The photoreactive component used in the present invention is, for example, 1,2
A naphthoquinone-2-diazide or a sulfonic acid ester thereof, or a compound represented by the general formula (2) (formula 4).
【0013】[0013]
【化4】 (式中、R3 は、炭素数1〜6のアルキル基またはアル
コキシ基、R4 は水素または炭素数1〜6のアルキル基
を示し、R3 およびR4 がともにアルキル基である場合
には互いに環を形成してもよく、また、R5 はR5 以外
の構成成分を結合する多官能脂肪族基であり、mは3以
上の整数を示す)[Chemical 4] (In the formula, R 3 represents an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, R 4 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and when R 3 and R 4 are both alkyl groups, R 5 may form a ring with each other, and R 5 is a polyfunctional aliphatic group that binds constituent components other than R 5 , and m represents an integer of 3 or more.)
【0014】より具体的には、1,2−ナフトキノン−
2−ジアジド、さらにそのエステル類として、1,2−
ナフトキノン−2−ジアジド−4(5)−スルホン酸ク
ロライドと、フェノール、p−メトキシフェノール、ジ
メチルフェノール、ハイドロキノン、p−フェニルフェ
ノール、α−ナフトール、β−ナフトール、2,6−ジ
ヒドロキシナフタレン、ビフェノール、ビスフェノール
A、ポリヒドロキシベンゾフェノン、1,3−ジヒドロ
キシ−4,6−ビス((4−ヒドロキシフェニル−ジメ
チル)メチル)−ベンゼン、6,6’−ジヒドロキシ−
3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロ
ビインダン、一般式(3)(化5)で表されるフェノー
ルアラルキル樹脂、一般式(4)(化5)で表されるナ
フトール−アラルキル樹脂、一般式(5)(化5)で表
されるフェノール−ジシクロペンタジエン樹脂、一般式
(6)(化5)で表されるフェノール樹脂、ポリヒドロ
キシスチレン等とを反応させて得られるエステル化物で
あり、そのエステル化率が5〜100%の範囲にあるも
のが好ましい。More specifically, 1,2-naphthoquinone-
2-diazide, and its esters include 1,2-
Naphthoquinone-2-diazide-4 (5) -sulfonic acid chloride and phenol, p-methoxyphenol, dimethylphenol, hydroquinone, p-phenylphenol, α-naphthol, β-naphthol, 2,6-dihydroxynaphthalene, biphenol, Bisphenol A, polyhydroxybenzophenone, 1,3-dihydroxy-4,6-bis ((4-hydroxyphenyl-dimethyl) methyl) -benzene, 6,6'-dihydroxy-
3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, a phenol aralkyl resin represented by the general formula (3) (formula 5), and a general formula (4) (formula 5) By reacting with a naphthol-aralkyl resin, a phenol-dicyclopentadiene resin represented by the general formula (5) (formula 5), a phenol resin represented by the general formula (6) (formula 5), polyhydroxystyrene, etc. It is preferable that the obtained esterified product has an esterification rate in the range of 5 to 100%.
【0015】[0015]
【化5】 (上式中、R6 、R7 は各々独立に、水素原子、メチル
基、水酸基、フェニル基を示し、互いに異なっていても
同一であってもよく、R8 、R9 は各々独立に、水素原
子、炭素数1〜4までの低級アルキル基、フェニル基、
ハロゲン原子、水酸基を示し、互いに異なっていても同
一であってもよく、R10は、水素原子、もしくはメチル
基を示し、nは0〜20までの整数を示す)Embedded image (In the above formula, R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxyl group, or a phenyl group, and they may be different or the same, and R 8 and R 9 are each independently Hydrogen atom, lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, phenyl group,
A halogen atom and a hydroxyl group, which may be different or the same as each other, R 10 represents a hydrogen atom or a methyl group, and n represents an integer of 0 to 20)
【0016】一般式(3)で表されるフェノールアラル
キル樹脂は、以下のようにして得ることができる。即
ち、特公昭47−15111号、特開昭63−2381
29号、特開平6−100667号等に記載されている
ように、フェノール残基に対応するフェノール成分と、
一般式(7)(化6)で表されるアラルキルハライドま
たはアラルキルアルコール誘導体とを、フェノール成分
を過剰として、酸触媒の存在下に反応させ、未反応フェ
ノール成分を除去することにより得られるものである。
一般式(4)で表されるナフトールアラルキル樹脂も同
様に、特開平6−184274号に示されるように、過
剰量のナフトールとアラルキルハライド、またはアラル
キルアルコール誘導体とを、酸触媒の存在下に反応さ
せ、未反応ナフトール成分を除去して得られるものであ
る。The phenol aralkyl resin represented by the general formula (3) can be obtained as follows. That is, JP-B-47-15111 and JP-A-63-2381.
29, JP-A-6-100667, etc., and a phenol component corresponding to a phenol residue,
A compound obtained by reacting an aralkyl halide or an aralkyl alcohol derivative represented by the general formula (7) (Chemical Formula 6) with an excess of a phenol component in the presence of an acid catalyst to remove an unreacted phenol component. is there.
Similarly, the naphthol aralkyl resin represented by the general formula (4) is reacted with an excess amount of naphthol and an aralkyl halide or an aralkyl alcohol derivative in the presence of an acid catalyst, as shown in JP-A-6-184274. It is obtained by removing unreacted naphthol component.
【0017】[0017]
【化6】 (式中、Rはハロゲン原子、水酸基、または、炭素数4
以下の低級アルキル基を表す)[Chemical 6] (In the formula, R is a halogen atom, a hydroxyl group, or a carbon number of 4
Represents the following lower alkyl group)
【0018】一般式(6)で表されるフェノール樹脂
は、一般にノボラック樹脂としてよく知られている樹脂
で、フェノール類とホルムアルデヒドとを、酸触媒の存
在下に反応させて得られるもので、ポリヒドロキシスチ
レンもまたヒドロキシスチレンをラジカル重合させて得
られるものである。また、一般式(2)で表される化合
物としては、具体的には、化合物(8)、化合物
(9)、化合物(10)、化合物(11)、化合物(1
2)、化合物(13)(化7)で示される化合物を挙げ
ることができる。これらの化合物は、特開平3−711
39号に記載の方法で製造される。The phenolic resin represented by the general formula (6) is a resin generally well known as a novolak resin, which is obtained by reacting phenols and formaldehyde in the presence of an acid catalyst. Hydroxystyrene is also obtained by radically polymerizing hydroxystyrene. Further, as the compound represented by the general formula (2), specifically, the compound (8), the compound (9), the compound (10), the compound (11), the compound (1
2) and compounds represented by the compound (13) (Chemical formula 7). These compounds are disclosed in JP-A-3-711.
It is produced by the method described in No. 39.
【0019】[0019]
【化7】 [Chemical 7]
【0020】これらの化合物は、常態においては、アル
カリ可溶性樹脂の水酸基と水素結合することにより、そ
のアルカリ可溶性を抑制しており、光照射することによ
り光分解し、ケテンへと変性し、さらにレジスト膜中あ
るいは空気中の水分と反応して、カルボキシル基を急速
に生成することで、露光部分が大きく極性変化し、アル
カリ水溶液に対する溶解性が速やかに、著しく増大する
ものと推測される。すなわち、これらの性質を利用する
ことにより、本発明は、いわゆる、ポジ型のレジストパ
ターンを得ることが可能となるものである。本発明にお
いて、この光反応性成分のアルカリ可溶性樹脂に対する
配合量は、アルカリ可溶性樹脂100重量部に対し、1
〜100重量部の範囲、好ましくは5〜90重量部、よ
り好ましくは10〜70重量部の範囲である。In the normal state, these compounds suppress the alkali solubility by hydrogen bonding with the hydroxyl group of the alkali-soluble resin, and are photolyzed by irradiation with light to be modified into ketene and further resist. It is presumed that by reacting with moisture in the film or in the air to rapidly generate a carboxyl group, the polarity of the exposed portion is largely changed, and the solubility in the alkaline aqueous solution is rapidly and significantly increased. That is, by utilizing these properties, the present invention makes it possible to obtain a so-called positive resist pattern. In the present invention, the amount of the photoreactive component mixed with the alkali-soluble resin is 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin.
To 100 parts by weight, preferably 5 to 90 parts by weight, more preferably 10 to 70 parts by weight.
【0021】本発明の感光性樹脂組成物は、有機溶剤に
溶解し、1〜50重量%、好ましくは、5〜35重量%
の濃度範囲の溶液として、基板表面上に塗布、乾燥する
ことにより、均一な感光性樹脂層を形成させることがで
きる。例えば、シリコンウェハーの様な任意の基板上
に、本発明の感光性樹脂組成物の有機溶剤溶液を、スピ
ンナー等により均一に塗布し、これを50〜130℃、
好ましくは、80〜110℃で乾燥させて、感光性樹脂
組成物層を形成させれば良い。この塗布膜にレジストパ
ターンを描くためには、ポジ型のフォトマスクパターン
を介して光照射させ、その後、アルカリ現像液、例え
ば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の4級ア
ンモニウムヒドロキシドの1〜10重量%の水溶液、水
酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等のアル
カリ金属水酸化物の1〜10重量%の水溶液、あるい
は、1〜10重量%のコリン水溶液等のアルカリ性水溶
液を用いて、現像処理することにより、任意のレジスト
パターンを得ることが出来る。The photosensitive resin composition of the present invention is dissolved in an organic solvent and is 1 to 50% by weight, preferably 5 to 35% by weight.
A uniform photosensitive resin layer can be formed by applying and drying a solution having a concentration range of 1 on the surface of the substrate. For example, an organic solvent solution of the photosensitive resin composition of the present invention is uniformly applied to an arbitrary substrate such as a silicon wafer by a spinner or the like, and this is applied at 50 to 130 ° C.
Preferably, the photosensitive resin composition layer may be formed by drying at 80 to 110 ° C. In order to draw a resist pattern on this coating film, it is irradiated with light through a positive type photomask pattern, and then 1 to 10 parts by weight of an alkali developing solution, for example, quaternary ammonium hydroxide such as tetramethylammonium hydroxide. % Aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution or the like 1-10% by weight aqueous solution of alkali metal hydroxide, or 1-10% by weight choline aqueous solution or other alkaline aqueous solution for development processing By doing so, an arbitrary resist pattern can be obtained.
【0022】有機溶剤としては、アセトン、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルイソアミル
ケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、エチレングリコールモ
ノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、
プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、プロ
ピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコ
ールモノアセテート、ジプロピレングリコールモノアセ
テートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモ
ノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテ
ートモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモ
ノブチルエーテル等の多価アルコール類およびその誘導
体、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル
類、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、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン
酸エチル等のエステル類等およびこれらの混合物などが
挙げられるが、これらに限定されるものではない。尚、
本発明においては、塗布面に対して光照射することによ
り、レジストパターンを得るものであるが、その露光波
長は、g線(436nm)、i線(365nm)から深
紫外線領域、特に、いわゆる、エキシマレーザー(Ar
Fエキシマ;193nm、KrFエキシマ;248n
m、XeCl;308nm)の領域の波長である。As the organic solvent, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl isoamyl ketone and cyclohexanone, ethylene glycol, diethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate,
Polypropylene glycol, dipropylene glycol, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoacetate monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, etc. Dihydric alcohols and their derivatives, tetrahydrofuran, cyclic ethers such as dioxane, methyl lactate, ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, etc. Examples thereof include, but are not limited to, esters and the like and mixtures thereof. still,
In the present invention, a resist pattern is obtained by irradiating the coated surface with light. The exposure wavelength is from g-line (436 nm), i-line (365 nm) to deep ultraviolet region, particularly, so-called Excimer laser (Ar
F excimer; 193 nm, KrF excimer; 248n
m, XeCl; 308 nm).
【0023】本発明の感光性樹脂組成物は、特に、DP
R樹脂の吸収が最小となる248nm付近、すなわち、
近年非常に注目されているKrFエキシマレーザーに対
し、応用可能であり、かかる産業分野への寄与が大きく
期待されるものである。また、本発明の感光性樹脂組成
物は、光照射により酸を発生するような光感光性成分
と、常態においては上記アルカリ可溶成分の溶解性を抑
制し、且つ、光照射により生じる酸によりその抑制効果
を失いアルカリ可溶性成分となるような成分との組み合
わせ、いわゆる、化学増幅レジストや、光照射により架
橋剤となる成分との組み合わせによる、いわゆる、ネガ
型のフォトレジストとしての利用も可能である。The photosensitive resin composition of the present invention is particularly suitable for DP
Around 248 nm where the absorption of R resin is minimum, that is,
It is applicable to the KrF excimer laser, which has received a great deal of attention in recent years, and is expected to greatly contribute to the industrial field. Further, the photosensitive resin composition of the present invention is a photosensitive component that generates an acid upon irradiation with light, and in the normal state, suppresses the solubility of the alkali-soluble component, and by an acid generated by irradiation with light. A combination with a component that loses its suppression effect and becomes an alkali-soluble component, a so-called chemically amplified resist, or a combination with a component that becomes a cross-linking agent by light irradiation, so-called, can be used as a negative photoresist. is there.
【0024】[0024]
【実施例】次に実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。しかし、本発明はこれら実施例によって何ら限定さ
れるものではない。 合成例1 撹拌器、温度計及び還流冷却器を備えたガラス製反応容
器に、フェノール;470g(5mol)、トリフロロ
メタンスルホン酸;0.03gを装入し、撹拌を行いな
がら、40〜45℃において、ジシクロペンタジエン1
32g(1mol)を、同温度を維持しながら1時間に
て滴下装入した。更に同温度において、1時間攪拌を続
けた後、昇温し、150℃において2時間攪拌を続け反
応を終了した。未反応フェノールを減圧蒸留により留去
した後、800gの1,2−ジクロロエタンに溶解し、
200gのシリカゲルを用いて室温下でスラッジし、触
媒その他を吸着精製して、ジクロロエタンを除去するこ
とにより、DPR樹脂を280g得た。この樹脂の組成
(GPC面積%)は以下の通りであった。 n=0:47.2%、n=1:27.0%、n=2:1
4.6%、n≧3:10.9% 得られた樹脂のUV吸収スペクトルを(図1)に示し
た。(図1)を基に248nmにおけるグラム吸光係数
εg を以下の式により求めると、εg =1.20であっ
た。 グラム吸光係数εg =A/d・l A(Absorbance)=0.13、 l(セル長さ)=1
cm d(濃度)=0.1086mg/ml(溶媒:アセトニ
トリル)The present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited to these examples. Synthesis Example 1 A glass reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux condenser was charged with 470 g (5 mol) of phenol; and 0.03 g of trifluoromethanesulfonic acid; Dicyclopentadiene 1 at ℃
32 g (1 mol) was added dropwise over 1 hour while maintaining the same temperature. After continuing stirring at the same temperature for 1 hour, the temperature was raised and stirring was continued at 150 ° C. for 2 hours to complete the reaction. After unreacted phenol was distilled off under reduced pressure, it was dissolved in 800 g of 1,2-dichloroethane,
280 g of DPR resin was obtained by sludge using 200 g of silica gel at room temperature, adsorbing and purifying the catalyst and others, and removing dichloroethane. The composition (GPC area%) of this resin was as follows. n = 0: 47.2%, n = 1: 27.0%, n = 2: 1
4.6%, n ≧ 3: 10.9% The UV absorption spectrum of the obtained resin is shown in (FIG. 1). Based on (FIG. 1), the gram extinction coefficient εg at 248 nm was determined by the following equation, and was εg = 1.20. Gram extinction coefficient ε g = A / d · l A (Absorbance) = 0.13, l (cell length) = 1
cmd (concentration) = 0.1086 mg / ml (solvent: acetonitrile)
【0025】合成例2 撹拌器、温度計及び還流冷却器を備えたガラス製反応容
器に、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スル
ホン酸クロライド;118.1g(0.44mol)、
テトラヒドロキシベンゾフェノン24.6g(0.1m
ol)をジメチルアセトアミド300gに溶解させ、攪
拌を行いながら、トリエチルアミン;42.4gを30
分間で滴下し、さらに、2時間撹拌を続けた後、析出物
を濾別した。次いで、得られた濾液に、1%塩酸水溶液
250gを滴下し、反応生成物を析出させた。このもの
を濾別し、イオン交換水にて充分洗浄し、乾燥した。G
PCによる純度は100%であった。Synthesis Example 2 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid chloride; 118.1 g (0.44 mol) was placed in a glass reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer and a reflux condenser.
24.6 g of tetrahydroxybenzophenone (0.1 m
Ol) is dissolved in 300 g of dimethylacetamide, and 30% of triethylamine; 42.4 g is added with stirring.
The mixture was added dropwise over a period of 2 minutes, and the mixture was further stirred for 2 hours, and then the precipitate was filtered off. Then, 250 g of a 1% hydrochloric acid aqueous solution was added dropwise to the obtained filtrate to precipitate a reaction product. This product was filtered off, thoroughly washed with ion-exchanged water, and dried. G
The purity by PC was 100%.
【0026】実施例1 アルカリ可溶性樹脂として、合成例1において製造され
たDPR樹脂;12g、光反応性成分として、合成例2
において製造されたテトラナフトキノンジアジドスルホ
ン酸エステル;3.3gを、エチルセロソルブアセテー
トに溶解し、35重量%のエチルセロソルブアセテート
溶液に調製して、ポジ型レジスト液を得た。このレジス
ト液を、シリコンウェハー上に、2000回転にてスピ
ンコートし、80℃のオーブン中で20分間、プレベー
クして、膜厚1μmの塗膜を得た。この塗膜を、5:1
縮小投影露光法により、ポジ型パターンを有するフォト
マスクチャートを用いて、KrFエキシマレーザー露光
を行った。露光後、1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、ポジ型のレジスト
パターンを得た。このレジストパターンの断面形状を、
顕微鏡を用いて観察し、側面が垂直であり良好なパター
ンが得られたことを確認した。Example 1 As the alkali-soluble resin, the DPR resin produced in Synthesis Example 1; 12 g, as the photoreactive component, Synthesis Example 2
3.3 g of the tetranaphthoquinone diazide sulfonic acid ester produced in (3) was dissolved in ethyl cellosolve acetate, and a 35 wt% ethyl cellosolve acetate solution was prepared to obtain a positive resist solution. This resist solution was spin-coated on a silicon wafer at 2000 rpm and prebaked in an oven at 80 ° C. for 20 minutes to obtain a coating film having a film thickness of 1 μm. This coating is 5: 1
KrF excimer laser exposure was performed by a reduction projection exposure method using a photomask chart having a positive pattern. After exposure, it was developed with a 1% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 1 minute to obtain a positive resist pattern. The cross-sectional shape of this resist pattern,
It was observed with a microscope and it was confirmed that the side face was vertical and a good pattern was obtained.
【0027】比較例1 実施例1におけるアルカリ可溶性樹脂を、ノボラック樹
脂〔三井東圧化学(株)製、ミレックス#2000)1
2gに代えた以外は、実施例1と同様にして、膜厚1μ
mの塗膜を得た。また、実施例1と同様の露光、現像を
行なった。顕微鏡により、得られたレジストパターンの
断面を観察したところ、ノボラック樹脂が248nm付
近の吸収が強いため、良好なパターンが得られていなか
った。なお、用いたノボラック樹脂のUV吸収スペクト
ルを(図2)に示した。(図2)を基に248nmにお
けるグラム吸光係数εg を前記の式により求めると、ε
g =4.63であった。 A(Absorbance)=0.25、 l(セル長さ)=1
cm d(濃度)=0.054mg/ml(溶媒:アセトニト
リル)Comparative Example 1 The alkali-soluble resin used in Example 1 was replaced with novolac resin [Mirex # 2000, manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.] 1.
The film thickness was 1 μm in the same manner as in Example 1 except that the film thickness was changed to 2 g.
m coating film was obtained. Further, the same exposure and development as in Example 1 were performed. When the cross section of the obtained resist pattern was observed with a microscope, a good pattern was not obtained because the novolak resin had strong absorption around 248 nm. The UV absorption spectrum of the novolac resin used is shown in (FIG. 2). Based on (Fig. 2), the Gram extinction coefficient εg at 248 nm is calculated by the above equation.
g = 4.63. A (Absorbance) = 0.25, l (cell length) = 1
cmd (concentration) = 0.054 mg / ml (solvent: acetonitrile)
【0028】実施例2〜22 合成例1におけるフェノールを、次に示す各種置換フェ
ノールに代え、合成例1と同様にして、それぞれ対応す
る置換フェノール−ジシクロペンタジエン樹脂を得た。
これらの各種置換フェノール−ジシクロペンタジエン樹
脂をそれぞれ用い、実施例1と同様にして、各種のポジ
型レジスト液を得た。これらの各種のレジスト液を、シ
リコンウェハー上に、2000回転にてスピンコート
し、80℃のオーブン中で20分間、プレベークして、
膜厚1μmの各種の塗膜を得た。これらの塗膜をそれぞ
れ、5:1縮小投影露光法により、ポジ型パターンを有
するフォトマスクチャートを用いて、KrFエキシマレ
ーザー露光を行った。露光後、1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、ポジ型
のレジストパターンを得た。これらのレジストパターン
の断面形状を、それぞれ、顕微鏡を用いて観察し、側面
が垂直であり良好なパターンが得られたことを確認し
た。各実施例で用いたフェノール化合物は次の通りであ
る。o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾー
ル、2,4−キシレノール、2,6−キシレノール、t
−ブチルフェノール、o−フェニルフェノール、p−フ
ェニルフェノール、レゾルシン、ハイドロキノン、カテ
コール、2−ブロモフェノール、4−ブロモフェノー
ル、2−ヨードフェノール、4−ヨードフェノール、2
ークロロフェノール、4−クロロフェノール、2,4−
ジブロモフェノール、2,6−ジブロモフェノール、
2,4−ジヨードフェノール、および、2,6−ジヨー
ドフェノール。Examples 2 to 22 In the same manner as in Synthesis Example 1, the phenol in Synthesis Example 1 was replaced with various substituted phenols shown below to obtain corresponding substituted phenol-dicyclopentadiene resins.
Using these various substituted phenol-dicyclopentadiene resins, in the same manner as in Example 1, various positive resist solutions were obtained. These various resist solutions were spin-coated on a silicon wafer at 2000 rpm, prebaked in an oven at 80 ° C. for 20 minutes,
Various coating films having a film thickness of 1 μm were obtained. Each of these coating films was subjected to KrF excimer laser exposure by a 5: 1 reduction projection exposure method using a photomask chart having a positive pattern. After exposure, it was developed with a 1% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 1 minute to obtain a positive resist pattern. The cross-sectional shape of each of these resist patterns was observed using a microscope, and it was confirmed that the side face was vertical and a good pattern was obtained. The phenol compounds used in each example are as follows. o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,4-xylenol, 2,6-xylenol, t
-Butylphenol, o-phenylphenol, p-phenylphenol, resorcin, hydroquinone, catechol, 2-bromophenol, 4-bromophenol, 2-iodophenol, 4-iodophenol, 2
-Chlorophenol, 4-chlorophenol, 2,4-
Dibromophenol, 2,6-dibromophenol,
2,4-diiodophenol and 2,6-diiodophenol.
【0029】実施例23〜40 実施例1において、光反応性成分として、テトラナフト
キノンジアジドスルホン酸エステルに代えて、1,2−
ナフトキノン−2−ジアジド、および、合成例2におい
て、テトラヒドロキシベンゾフェノンに代えて、次の各
種フェノール類を用いて得られた各種の1,2−ナフト
キノン−2−ジアジドのスルホン酸エステルをそれぞれ
用い、実施例1と同様にしてポジ型のレジストパターン
を得た。各々のレジストパターンの断面形状を、それぞ
れ、顕微鏡を用いて観察し、側面が垂直であり良好なレ
ジストパターンが得られたことを確認した。各実施例
で、エステル化に用いたフェノール化合物は次の通りで
ある。フェノール、p−メトキシフェノール、ジメチル
フェノール、ハイドロキノン、p−フェニルフェノー
ル、α−ナフトール、β−ナフトール、2,6−ジヒド
ロキシナフタレン、ビフェノール、ビスフェノールA、
1,3−ジヒドロキシ−4,6−ビス((4−ヒドロキ
シフェニル−ジメチル)メチル)−ベンゼン、6,6’
−ジヒドロキシ−3,3,3’,3’−テトラメチル−
1,1’−スピロビインダン、フェノールアラルキル樹
脂〔三井東圧化学(株)製、ミレックスXL−225−
L〕、p−キシリレンジクロライド1molに対し、β
−ナフトール4molを反応させ、未反応のβ−ナフト
ールを留去して得られたβ−ナフトール−アラルキル樹
脂、合成例1で得られたフェノール−ジシクロペンタジ
エン樹脂、ノボラック樹脂〔三井東圧化学(株)製、ミ
レックス#2000〕、重量平均分子量5000のポリ
ヒドロキシスチレン。Examples 23 to 40 In Example 1, instead of tetranaphthoquinonediazide sulfonic acid ester as the photoreactive component, 1,2-
Naphthoquinone-2-diazide, and, in Synthesis Example 2, instead of tetrahydroxybenzophenone, using various sulfonic acid esters of 1,2-naphthoquinone-2-diazide obtained by using the following various phenols, respectively, A positive resist pattern was obtained in the same manner as in Example 1. The cross-sectional shape of each resist pattern was observed using a microscope, and it was confirmed that the side face was vertical and a good resist pattern was obtained. The phenol compounds used for esterification in each example are as follows. Phenol, p-methoxyphenol, dimethylphenol, hydroquinone, p-phenylphenol, α-naphthol, β-naphthol, 2,6-dihydroxynaphthalene, biphenol, bisphenol A,
1,3-dihydroxy-4,6-bis ((4-hydroxyphenyl-dimethyl) methyl) -benzene, 6,6 ′
-Dihydroxy-3,3,3 ', 3'-tetramethyl-
1,1'-spirobiindane, phenol aralkyl resin [Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., Milex XL-225-
L], p-xylylene dichloride 1 mol, β
-4 mol of naphthol was reacted and β-naphthol-aralkyl resin obtained by distilling off unreacted β-naphthol, phenol-dicyclopentadiene resin obtained in Synthesis Example 1, novolak resin [Mitsui Toatsu Chemical ( Co., Ltd., Millex # 2000], polyhydroxystyrene having a weight average molecular weight of 5000.
【0030】実施例41〜46 実施例1において、光反応性成分として、前記式(8)
〜(13)で表される各種化合物をそれぞれ用い、同様
に処理をしたところ、いずれの場合も良好なレジストパ
ターンが得られた。Examples 41 to 46 In Example 1, the above formula (8) was used as the photoreactive component.
When various compounds represented by (13) to (13) were used and treated in the same manner, good resist patterns were obtained in all cases.
【0031】実施例47〜54 実施例1におけるアルカリ可溶性樹脂のうち、その10
重量%を、それぞれ次に示す樹脂に置き代えて、同様に
処理を行い、いずれの場合も良好なレジストパターンが
得られることを確認した。各実施例で用いた樹脂は次の
通りである。ノボラック樹脂〔三井東圧化学(株)製、
ミレックス#2000〕、o−クレゾールノボラック樹
脂(重量平均分子量2000)、m−クレゾールノボラ
ック樹脂(重量平均分子量2200)、p−クレゾール
ノボラック樹脂(重量平均分子量2000)、重量平均
分子量5000のポリヒドロキシスチレン、ポリヒドロ
キシスチレンの水素化物〔丸善石油化学製、PHM−
C〕、スチレン−無水マレイン酸共重合体(重量平均分
子量5500、スチレン含有量65モル%)、ポリメチ
ルメタクリレート(重量平均分子量5000、エステル
化率60モル%)。Examples 47-54 Ten of the alkali-soluble resins in Example 1
It was confirmed that a good resist pattern could be obtained in any case by replacing the resin by weight% with the resin shown below and performing the same treatment. The resin used in each example is as follows. Novolac resin [Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.
Millex # 2000], o-cresol novolac resin (weight average molecular weight 2000), m-cresol novolac resin (weight average molecular weight 2200), p-cresol novolac resin (weight average molecular weight 2000), polyhydroxystyrene having weight average molecular weight 5000, Hydrogenated polyhydroxystyrene [Maruzen Petrochemical, PHM-
C], styrene-maleic anhydride copolymer (weight average molecular weight 5500, styrene content 65 mol%), polymethylmethacrylate (weight average molecular weight 5000, esterification rate 60 mol%).
【0032】以上述べてきたように、本発明はポジ型レ
ジストパターンを得るための感光性樹脂組成物に関する
ものであるが、その構成成分のアルカリ可溶性樹脂とし
てDPR樹脂を用いることに特徴を有するものである。
このDPR樹脂は、(図1)のUV吸収スペクトルに示
される様に、従来、かかる産業分野において用いられて
きた露光波長であるg線(436nm)、i線(365
nm)はもとより、次世代へ向け、より集積度を増す半
導体デバイスの製造において必要な、超微細パターンの
加工精度に対応するため、近年非常に注目されているエ
キシマレーザー、中でも、最も注目されているKrFエ
キシマレーザー(248nm)付近の吸収が非常に小さ
いことから、KrFエキシマレーザーを用いるパターン
形成システムに充分対応することが可能である。このこ
とは、実施例1において良好なパターンが観察されてい
ることからも、かかる産業分野への大きな寄与を与える
ものであることがわかる。As described above, the present invention relates to a photosensitive resin composition for obtaining a positive resist pattern, which is characterized by using a DPR resin as an alkali-soluble resin as a constituent component thereof. Is.
This DPR resin has g-line (436 nm) and i-line (365) which are the exposure wavelengths conventionally used in the industrial field as shown in the UV absorption spectrum of (FIG. 1).
nm), and the excimer laser that has received a great deal of attention in recent years, because it corresponds to the processing precision of the ultrafine pattern required for the production of semiconductor devices with higher integration for the next generation, Since the absorption around the existing KrF excimer laser (248 nm) is very small, it is possible to sufficiently cope with the pattern forming system using the KrF excimer laser. It can be seen from the fact that a good pattern is observed in Example 1, which makes a great contribution to the industrial field.
【0033】一方、従来のアルカリ可溶性樹脂として
の、代表的な骨格であるノボラック樹脂は、(図2)の
UV吸収スペクトルからも判るように、248nm付近
の吸収が大きく、従って、今後注目されるKrFエキシ
マレーザー対応でのパターン形成システムへの対応は難
しいものであり、比較例1においては、実際に良好なパ
ターンが形成されなかった。これは、ノボラック樹脂へ
のKrFエキシマレーザーの吸収が原因と推測される。
また、(図1)と(図2)を基に求めたグラム吸光係数
を比較すると、本願で用いるDPR樹脂の248nmに
おける透明度はノボラック樹脂の約4倍であることがが
判る。On the other hand, the novolak resin, which is a typical skeleton as a conventional alkali-soluble resin, has a large absorption around 248 nm as can be seen from the UV absorption spectrum of FIG. It is difficult to support a pattern forming system compatible with a KrF excimer laser, and in Comparative Example 1, a good pattern was not actually formed. It is speculated that this is due to the absorption of KrF excimer laser in the novolac resin.
Further, by comparing the gram extinction coefficient obtained based on (FIG. 1) and (FIG. 2), it is found that the transparency at 248 nm of the DPR resin used in the present application is about four times that of the novolac resin.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上のように、本発明は、DPR樹脂
が、従来用いられているg線、i線波長はもとより、2
48nm付近の吸収が非常に小さいことを見いだしたこ
とから成されたものであり、今後急速に需要が広がるで
あろうと予測するに難くないLSI、VLSI等の高密
度半導体デバイス製造に必要不可欠な、感度、解像度等
において、優れた精度の、微細なレジストパターンを形
成することが可能なKrFエキシマレーザー対応システ
ムの発達に大きく寄与するものである。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, in addition to the g-line and i-line wavelengths conventionally used for DPR resins,
It was made by discovering that the absorption around 48 nm is very small, and it is indispensable for manufacturing high density semiconductor devices such as LSI and VLSI, which is not difficult to predict that demand will expand rapidly in the future. It greatly contributes to the development of a KrF excimer laser-compatible system capable of forming a fine resist pattern with excellent accuracy in terms of sensitivity and resolution.
【図1】合成例1で得られたDPR樹脂のUV吸収スペ
クトルである。FIG. 1 is a UV absorption spectrum of a DPR resin obtained in Synthesis Example 1.
【図2】比較例1で用いたノボラック樹脂のUV吸収ス
ペクトルである。FIG. 2 is a UV absorption spectrum of the novolac resin used in Comparative Example 1.
Claims (6)
一般式(1)(化1)で表されるフェノール−ジシクロ
ペンタジエン樹脂を10〜100重量%含んだ樹脂、お
よび、(B)光反応性成分、を含む感光性樹脂組成物。 【化1】 (式中、R1 、R2 は各々独立に、水素原子、炭素数1
〜4の低級アルキル基、フェニル基、ハロゲン原子、水
酸基を示し、互いに異なっていても同一であってもよ
く、nは0〜20の整数を示す)1. The (A) alkali-soluble resin component,
A photosensitive resin composition comprising: a resin containing 10 to 100% by weight of a phenol-dicyclopentadiene resin represented by the general formula (1) (Chemical formula 1); and (B) a photoreactive component. Embedded image (In the formula, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom and a carbon number of 1
To 4 represent a lower alkyl group, a phenyl group, a halogen atom or a hydroxyl group, which may be different or the same, and n represents an integer of 0 to 20).
リ可溶性成分の溶解性を抑制し、且つ、光照射によりそ
の抑制効果を失い、可溶性成分となるものである請求項
1記載の感光性樹脂組成物。2. The photosensitive resin according to claim 1, wherein the photoreactive component suppresses the solubility of the alkali-soluble component in the normal state and loses its suppressing effect by light irradiation to become a soluble component. Composition.
ェノール類とアルデヒド類との縮合生成物、ポリヒドロ
キシスチレン類、および、スチレン−無水マレイン酸共
重合体からなる樹脂の群から選択される少なくとも一種
の樹脂を含有するものである請求項1または2記載の感
光性樹脂組成物。3. The alkali-soluble resin component is at least one selected from the group consisting of condensation products of phenols and aldehydes, polyhydroxystyrenes, and styrene-maleic anhydride copolymers. The photosensitive resin composition according to claim 1 or 2, containing the resin according to claim 1.
−2−ジアジド類、および、そのスルホン酸エステル類
からなる群から選択される少なくとも1種である請求項
1〜3のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。4. The photoreactive component is at least one selected from the group consisting of 1,2-naphthoquinone-2-diazides and sulfonic acid esters thereof. The photosensitive resin composition described.
で表される化合物である請求項1〜3のいずれかに記載
の感光性樹脂組成物。 【化2】 (式中、R3 は炭素数1〜6のアルキル基またはアルコ
キシ基、R4 は水素または炭素数1〜6のアルキル基を
示し、R3 およびR4 がともにアルキル基である場合に
は互いに環を形成してもよく、また、R5 はR5 以外の
構成成分を結合する多官能脂肪族基であり、mは3以上
の整数を示す)5. The photoreactive component is represented by the general formula (2)
The photosensitive resin composition according to claim 1, which is a compound represented by: Embedded image (In the formula, R 3 represents an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, R 4 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and when both R 3 and R 4 are alkyl groups, R 5 may form a ring, and R 5 is a polyfunctional aliphatic group that bonds constituent components other than R 5 , and m represents an integer of 3 or more.)
とにより、半導体デバイスのパターンを形成するにあた
り、請求項1〜5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物
の塗膜を用いることを特徴とするパターン形成方法。6. The coating film of the photosensitive resin composition according to claim 1 is used for forming a pattern of a semiconductor device by irradiating the coating film of the photosensitive resin composition with light. A pattern forming method characterized by the above.
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JP32544594A JPH08179502A (en) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Photosensitive resin composition |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2020129724A1 (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 | Phenolic resin, epoxy resin, epoxy resin comosition and cured product of same |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32544594A patent/JPH08179502A/en active Pending
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