JPH09152714A - Photosensitive resin composition and production of resist image - Google Patents

Photosensitive resin composition and production of resist image

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JPH09152714A
JPH09152714A JP7310177A JP31017795A JPH09152714A JP H09152714 A JPH09152714 A JP H09152714A JP 7310177 A JP7310177 A JP 7310177A JP 31017795 A JP31017795 A JP 31017795A JP H09152714 A JPH09152714 A JP H09152714A
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Japan
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acid
resist
photosensitive resin
solution
solubility
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JP7310177A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Kato
幸治 加藤
Masahiro Hashimoto
政弘 橋本
Shigeru Koibuchi
滋 鯉渕
Michiaki Hashimoto
通晰 橋本
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a photosensitive resin compsn. having satisfactory sensitivity, resolution and stability as a photosensitive resin compsn. generating an acid in a patterned latent image forming part when patternwise irradiated with radiation such as UV, far UV, X-rays or electron beams, making the solubility of the irradiated part to an alkali developer different from that of the unirradiated part and forming a pattern and to provide a method for producing a resist image by which a resist pattern having satisfactory resolution can be formed. SOLUTION: This compsn. is a chemical amplification type photosensitive resin compsn. contg. a resin soluble in an aq. alkali soln., a compd. which generates an acid when irradiated with active chemical rays, a medium having such reactivity as to vary solubility to the aq. alkali soln. by a reaction with the acid as a catalyst and a solvent. This compsn. is obtd. by filtration after ripening. A coating film of the compsn. is irradiated with active chemical rays and developed to produce the objective resist image.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置等の微
細加工に用いられる感光性樹脂組成物及びレジスト像の
製造法に関し、特に、紫外線、遠紫外線、X線、電子線
などの放射線のパタン状照射によりパタン潛像形成部に
酸を発生させ、この酸を触媒とする反応によって、当該
照射部と未照射部のアルカリ現像液に対する溶解性を変
化させ、パターンを現出させる感光性樹脂組成物及びこ
れを用いるレジスト像の製造法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a photosensitive resin composition and a resist image used for microfabrication of a semiconductor device or the like, and particularly to a pattern of radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays and electron beams. -Like photosensitive resin composition that generates an acid in the pattern latent image forming part by a circular irradiation and changes the solubility of the irradiated part and the non-irradiated part in an alkali developing solution by a reaction using this acid as a catalyst to reveal a pattern. The present invention relates to a product and a method for producing a resist image using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、集積回路については高集積化に伴
う微細化が進み、64Mあるいは256MDRAM等に
おいては、サブハ−フミクロン以下のパターン形成が要
求されるようになり、解像力の優れたレジスト材料が要
望されている。従来、集積回路の作成には、縮小投影露
光装置が用いられており、現在では、フォトマスクの工
夫等により、露光波長以下のパタンが解像可能となっ
た。しかし、64Mあるいは256MDRAMに対応で
きるほどの解像力は得られていない。
2. Description of the Related Art In recent years, integrated circuits have become finer with higher integration, and 64M or 256M DRAM and the like have been required to form a pattern of sub-half micron or less. Therefore, a resist material having excellent resolution can be obtained. Is requested. Conventionally, a reduction projection exposure apparatus has been used for producing an integrated circuit. At present, a pattern having an exposure wavelength or less can be resolved by devising a photomask or the like. However, a resolving power sufficient to support 64M or 256M DRAM has not been obtained.

【0003】一方、光を用いる露光よりもさらにパター
ンの微細加工を期待できるのがX線や電子線による露光
である。パターンの最小寸法は、ビ−ム径に依存し、高
い解像力が得られる。しかしながらどんなに微細加工が
可能な露光方式でも、LSI量産の面からはウエハ処理
のスル−プットが問題となる。スル−プットを向上させ
る方法としては、装置の改良もさることながら、用いる
レジストの高感度化が重要となる。
On the other hand, exposure using X-rays or electron beams can be expected to achieve finer pattern processing than exposure using light. The minimum size of the pattern depends on the beam diameter, and high resolution can be obtained. However, no matter how fine the exposure method is capable of processing, the throughput of wafer processing becomes a problem from the viewpoint of mass production of LSI. As a method for improving throughput, it is important not only to improve the apparatus but also to increase the sensitivity of the resist used.

【0004】高感度化を達成するためのレジスト材料と
しては、例えば、酸触媒下で反応性の高い媒体と活性化
学線の照射で酸を発生する酸前駆体を含む組成物とし
て、米国特許第3,779,778号、特開昭59−4
5439号公報、特開平2−25850号公報に記載の
組成物等が知られている。これら公知例には、反応性の
高い媒体としてアセタ−ル基を含む化合物又は重合体、
t−ブチル基を含む化合物又は重合体が開示されてい
る。これらの媒体は、酸分解基を含むので、活性化学線
照射により発生した酸を触媒として、現像液に対する溶
解性を変化させる化合物又は重合体に転換される。
As a resist material for achieving high sensitivity, for example, a composition containing a highly reactive medium in the presence of an acid catalyst and an acid precursor which generates an acid upon irradiation with actinic radiation is disclosed in US Pat. 3,779,778, JP-A-59-4
The compositions described in JP-A-5439 and JP-A-2-25850 are known. These known examples include compounds or polymers containing an acetal group as a highly reactive medium,
Compounds or polymers containing t-butyl groups are disclosed. Since these media contain an acid-decomposable group, they are converted into a compound or a polymer that changes the solubility in a developer by using an acid generated by irradiation with actinic radiation as a catalyst.

【0005】しかし、従来のレジスト材料では、微細な
パターンを形状よく得るために必要となる照射部と未照
射部との現像液に対する溶解速度の差が小さくなること
から生じる、いわゆるγ値の低下(解像度の低下)とい
う問題があった。また、アルカリ水溶液可溶性樹脂と酸
触媒下で反応する成分とを混合して用いると、不均質な
2層に分離したり、あるいはミクロ層分離によりレジス
ト表面に難溶化層が形成され、パターン形状が悪化する
という極めて重大な問題点があった。さらに、化学増幅
系のレジスト材料はボトルライフやプロセス安定性とい
った安定性の点で問題があった。このように、従来の技
術では高感度、高解像度及び安定性を両立させることは
難しかった。
However, in the conventional resist material, the so-called γ value is lowered because the difference in the dissolution rate in the developing solution between the irradiated portion and the non-irradiated portion, which is necessary for obtaining a fine pattern with a good shape, becomes small. There was a problem of (decrease in resolution). When a mixture of an aqueous solution of an alkali aqueous solution and a component that reacts under an acid catalyst is used as a mixture, the heterogeneous two layers are separated, or the micro-layer separation forms a hardly soluble layer on the resist surface, resulting in a pattern shape. There was a very serious problem of getting worse. Further, the chemically amplified resist material has a problem in terms of stability such as bottle life and process stability. As described above, it is difficult for the conventional technique to achieve both high sensitivity, high resolution and stability.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】請求項1における本発
明は、紫外線、遠紫外線、X線、電子線などの放射線の
パタン状照射によりパタン潛像形成部に酸を発生させ、
この酸を触媒とする反応によって、当該照射部と未照射
部のアルカリ現像液に対する溶解性を変化させ、パター
ンを現出させる感光性樹脂組成物において、感度、解像
度、安定性の良好な感光性樹脂組成物を提供するもので
ある。請求項2における発明は、解像度のよいレジスト
パターンを形成することができるレジスト像の製造法を
提供するものである。
According to the first aspect of the present invention, an acid is generated in a pattern latent image forming portion by pattern-like irradiation of radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, and electron beams.
The acid-catalyzed reaction changes the solubility of the irradiated part and the unirradiated part in an alkali developing solution, and in a photosensitive resin composition that reveals a pattern, the photosensitive resin composition has good sensitivity, resolution, and stability. A resin composition is provided. The invention according to claim 2 provides a method of manufacturing a resist image capable of forming a resist pattern with high resolution.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、(a)アルカ
リ水溶液可溶性樹脂、(b)活性化学線照射により酸を
生じる化合物、(c)酸触媒反応によりアルカリ水溶液
に対し溶解性を変化させる反応性を有する媒体及び
(d)溶媒を含む化学増幅系感光性樹脂組成物であっ
て、熟成後濾過してなる感光性樹脂組成物に関する。本
発明は、また、前記感光性樹脂組成物の塗膜を、活性化
学線で照射し、ついで現像することを特徴とするレジス
ト像の製造法に関する。
Means for Solving the Problems The present invention comprises: (a) an alkali aqueous solution-soluble resin; (b) a compound which produces an acid upon irradiation with active actinic radiation; and (c) an acid-catalyzed reaction to change the solubility in an alkali aqueous solution. The present invention relates to a chemically amplified photosensitive resin composition containing a reactive medium and a solvent (d), which is obtained by filtering after aging. The present invention also relates to a method for producing a resist image, which comprises irradiating a coating film of the photosensitive resin composition with active actinic rays and then developing the resist image.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明において、用いられるアル
カリ水溶液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−
ルなどが挙げられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, as the alkali aqueous solution soluble resin used, for example, novolac resin, acrylic resin, copolymer of styrene and acrylic acid, polymer of hydroxystyrene, polyvinylphenol.
And the like.

【0009】本発明に用いられるアルカリ水溶液可溶性
樹脂は、アルカリ水溶液に可溶である樹脂であれば特に
制限されないが、フェノ−ル性水酸基を1個以上有する
フェノ−ル類をアルデヒド類を用いて重縮合させたノボ
ラック樹脂が好適である。例えば、フェノ−ル、o−ク
レゾ−ル、m−クレゾ−ル、p−クレゾ−ル、2,3−
キシレノ−ル、2,4−キシレノ−ル、2,5−キシレ
ノ−ル、3,4−キシレノ−ル、3,5−キシレノ−
ル、2,3,5−トリメチルフェノ−ルなどのフェノ−
ル性水酸基を1個有するフェノ−ル類、レゾルシノ−
ル、カテコ−ルなどのフェノ−ル性水酸基を2個有する
フェノ−ル類、フロログルシン、ピロガロ−ル、ヒドロ
キシヒドロキノン等のフェノ−ル性水酸基を3個有する
フェノ−ル類が挙げられる。これらのフェノ−ル類は、
それぞれ一種単独で又は二種以上を用いることができ
る。アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒ
ド、パラホルムアルデヒド等を挙げることができる。ア
ルデヒド類の使用量は、フェノ−ル類1モルに対して
0.5〜1.5モルの範囲が好ましい。
The alkali aqueous solution-soluble resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is a resin that is soluble in an alkali aqueous solution, but phenols having one or more phenolic hydroxyl groups are used with aldehydes. Polycondensed novolac resins are preferred. For example, phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-
Xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol
Phenol, such as 2,3,5-trimethylphenol
Group having one hydroxyl group, resorcinol
Examples thereof include phenols having two phenolic hydroxyl groups such as phenol and catechol, and phenols having three phenolic hydroxyl groups such as phloroglucin, pyrogallol and hydroxyhydroquinone. These phenols are
Each can be used alone or in combination of two or more. Aldehydes include, for example, formaldehyde, paraformaldehyde and the like. The amount of the aldehyde used is preferably in the range of 0.5 to 1.5 mol per 1 mol of the phenol.

【0010】重縮合のための触媒としては高分子量化さ
せることのできる酸触媒が好ましい。その酸触媒として
は、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸、蟻酸、蓚酸、酢酸等
の有機酸を挙げることができる。酸触媒の使用量は、フ
ェノ−ル類1モルに対して、1×10-5〜1×10-1
ルの範囲が好ましい。重縮合の反応温度と反応時間は、
合成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、反応温度は、70〜130℃であり、反応時
間は、1〜12時間である。重縮合の方法としては、フ
ェノ−ル類、アルデヒド類及び触媒を一括で仕込む方
法、触媒存在下にフェノ−ル類及びアルデヒド類を反応
の進行と共に加えていく方法などを挙げることができ
る。重縮合終了後は、反応系内に存在する未反応原料、
縮合水、触媒等を除去するために、減圧下、例えば、2
0〜50mmHgで、反応系内の温度を150〜200℃に
上昇させて、その後、樹脂を回収する。
As the catalyst for polycondensation, an acid catalyst capable of increasing the molecular weight is preferable. Examples of the acid catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid, and organic acids such as formic acid, oxalic acid, and acetic acid. The amount of the acid catalyst used is preferably in the range of 1 × 10 -5 to 1 × 10 -1 mol per mol of the phenols. The reaction temperature and reaction time for polycondensation are
The reaction temperature can be appropriately adjusted according to the reactivity of the synthesis raw materials, but usually the reaction temperature is 70 to 130 ° C., and the reaction time is 1 to 12 hours. Examples of the polycondensation method include a method in which phenols, aldehydes and a catalyst are charged at a time, and a method in which phenols and aldehydes are added in the presence of a catalyst as the reaction proceeds. After completion of the polycondensation, unreacted raw materials present in the reaction system,
To remove condensed water, catalyst, etc., under reduced pressure, for example, 2
The temperature in the reaction system is raised to 150 to 200 ° C. at 0 to 50 mmHg, and then the resin is recovered.

【0011】本発明に用いられる活性化学線照射により
酸を生じる化合物としては、オニウム塩、ハロゲン含有
化合物、キノンジアジド化合物、スルホン酸エステル化
合物などが挙げられる。オニウム塩としては、例えば、
ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ア
ンモニウム塩、ジアゾニウム塩などを挙げることがで
き、好ましくはジアリールヨードニウム塩、トリアリー
ルスルホニウム塩、トリアルキルスルホニウム塩(アル
キル基の炭素数は1〜4)があり、オニウム塩の対アニ
オンは、例えば、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオ
ロアンチモン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリ
フルオロ酢酸、トルエンスルホン酸などがある。ハロゲ
ン含有化合物としては、例えば、ハロアルキル基含有炭
化水素系化合物、ハロアルキル基含有ヘテロ環状化合物
などを挙げることができ、好ましくはトリクロロメチル
トリアジン、ブロモアセチルベンゼンなどがある。キノ
ンジアジド化合物としては、例えば、ジアゾベンゾキノ
ン化合物、ジアゾナフトキノン化合物などを挙げること
ができる。
Examples of the compound that produces an acid upon irradiation with active actinic radiation used in the present invention include onium salts, halogen-containing compounds, quinonediazide compounds and sulfonate compounds. As the onium salt, for example,
Iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, ammonium salts, diazonium salts and the like can be mentioned, and preferably diaryl iodonium salts, triarylsulfonium salts, trialkylsulfonium salts (wherein the alkyl group has 1 to 4 carbon atoms), The counter anion of the onium salt includes, for example, tetrafluoroboric acid, hexafluoroantimonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, trifluoroacetic acid and toluenesulfonic acid. Examples of the halogen-containing compound include a haloalkyl group-containing hydrocarbon compound and a haloalkyl group-containing heterocyclic compound, and preferably include trichloromethyltriazine and bromoacetylbenzene. Examples of the quinonediazide compound include a diazobenzoquinone compound and a diazonaphthoquinone compound.

【0012】スルホン酸エステル化合物としては、例え
ば、フェノ−ル性水酸基を有する芳香族化合物とアルキ
ルスルホン酸あるいは芳香族スルホン酸とのエステルが
あり、例えば、フェノ−ル性水酸基を有する芳香族化合
物としてはフェノ−ル、レゾルシノ−ル、ピロガロ−
ル、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒド
ロキシナフタレンなどがあり、アルキルスルホン酸とし
てメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロピルスル
ホン酸、ブチルスルホン酸、芳香族スルホン酸としてフ
ェニルスルホン酸、ナフチルスルホン酸などがある。フ
ェノ−ル性水酸基を有する芳香族化合物とアルキルスル
ホン酸とのエステルは、通常のエステル化反応により合
成できる。例えば、アルカリ性触媒下でフェノ−ル性水
酸基を有する芳香族化合物とアルキルスルホン酸あるい
は芳香族スルホン酸の塩化物を反応させることができ
る。これにより得られた合成物は、適当な溶媒を用いて
再結晶法あるいは再沈殿法により精製処理を行うことが
できる。
Examples of the sulfonic acid ester compound include esters of an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group with an alkylsulfonic acid or an aromatic sulfonic acid. For example, as an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group. Is phenol, resorcinol, pyrogallo
Sulfonic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propylsulfonic acid, butylsulfonic acid, and aromatic sulfonic acid such as phenylsulfonic acid and naphthylsulfonic acid. Acids and the like. An ester of an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group with an alkylsulfonic acid can be synthesized by a usual esterification reaction. For example, an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group can be reacted with an alkyl sulfonic acid or a chloride of an aromatic sulfonic acid under an alkaline catalyst. The synthetic product thus obtained can be purified by a recrystallization method or a reprecipitation method using an appropriate solvent.

【0013】活性化学線照射により酸を生じる化合物の
添加量は、活性化学線に対して十分な感度を与える観点
からアルカり水溶液可溶性樹脂100重量部に対して5
〜30重量部であることが好ましく、さらに、5〜15
重量部であることが好ましい。 。活性化学線により
酸を生じる化合物が多すぎると、溶媒に対する溶解性が
低下し、また、少なすぎると十分な感度が得られない。
From the viewpoint of providing sufficient sensitivity to active actinic radiation, the amount of the compound that produces an acid upon irradiation with active actinic radiation is set to 5 with respect to 100 parts by weight of the aqueous solution of alkali solution.
It is preferably from 30 to 30 parts by weight, and further from 5 to 15 parts by weight.
It is preferably in parts by weight. . If the amount of the compound that generates an acid by active actinic radiation is too large, the solubility in a solvent is reduced. If the amount is too small, sufficient sensitivity cannot be obtained.

【0014】酸触媒反応によりアルカリ水溶液に対し溶
解性を変化させる反応性を有する媒体としては、酸触媒
反応によりアルカリ水溶液に対する溶解性が増加するも
のと低下するものがある。
As a medium having a reactivity that changes the solubility in an alkaline aqueous solution by an acid-catalyzed reaction, there are those that have an increased solubility and a reduced solubility in an alkaline aqueous solution by the acid-catalyzed reaction.

【0015】アルカリ水溶液に対する溶解性が増加する
反応機構としては、上記反応性媒体が酸触媒反応による
加水分解によりアルカリ水溶液に対する溶解性が促進さ
れる機構がある。
As a reaction mechanism for increasing the solubility in an alkaline aqueous solution, there is a mechanism in which the solubility in the alkaline aqueous solution is promoted by hydrolysis of the above reactive medium by an acid-catalyzed reaction.

【0016】酸触媒反応により加水分解される上記反応
性媒体の一例として、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などのアルカリ水溶
液可溶性樹脂(前記したものと同様)のフェノール性水
酸基、カルボキシル基などの水素原子を酸の存在下で解
離することが可能な基で置換した化合物が挙げられる。
酸の存在下で解離することが可能な基の具体例として
は、メトキシメチル基、メトキシエトキシメチル基、テ
トラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、ベン
ジルオキシメチル基、1−メトキシエチル基、1−エト
キシエチル基、メトキシベンジル基、t−ブチル基、メ
トキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、t−ブト
キシカルボニル基、トリメチルシリル基、トリエチルシ
リル基、フェニルジメチルシリル基などを挙げることが
できる。その中でもテトラヒドロピラニル基、テトラヒ
ドロフラニル基、t−ブトキシカルボニル基、1−エト
キシエチル基、トリエチルシリル基などが好ましい。酸
の存在下で解離することが可能な基のフェノール性水酸
基またはカルボキシル基の水素への置換率は15〜10
0%であることが好ましく、さらに、30〜100%で
あることが好ましい。
As an example of the above-mentioned reactive medium which is hydrolyzed by an acid-catalyzed reaction, a novolac resin, an acrylic resin,
Dissociates hydrogen atoms such as phenolic hydroxyl group and carboxyl group of styrene-acrylic acid copolymer, hydroxystyrene polymer, alkaline aqueous solution soluble resin such as polyvinylphenol (same as above) in the presence of acid. And a compound substituted with a group capable of being substituted.
Specific examples of the group capable of dissociating in the presence of an acid include a methoxymethyl group, a methoxyethoxymethyl group, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a benzyloxymethyl group, a 1-methoxyethyl group, and 1-ethoxy. Examples thereof include ethyl group, methoxybenzyl group, t-butyl group, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, trimethylsilyl group, triethylsilyl group and phenyldimethylsilyl group. Of these, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a t-butoxycarbonyl group, a 1-ethoxyethyl group, a triethylsilyl group and the like are preferable. The substitution ratio of the group capable of dissociating in the presence of an acid to hydrogen of the phenolic hydroxyl group or the carboxyl group is 15 to 10
It is preferably 0%, and more preferably 30 to 100%.

【0017】アルカリ水溶液に対する溶解性が低下する
反応機構としては、上記反応性媒体中に酸触媒反応によ
る重合、縮合反応によってアルカリ水溶液に対する溶解
性が阻害される機構がある。この機構を実現するものと
して、例えば、酸触媒反応によりそれ自身が重合、縮合
したりあるいは上述したアルカリ水溶液可溶性樹脂と重
縮合する架橋剤が挙げられる。架橋剤としては、架橋反
応が可能な置換基を有する化合物であれば特に限定され
ない。架橋反応可能な置換基の具体例としては、グリシ
ジルエーテル基、グリシジルエステル基、グリシジルア
ミノ基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、ベンジ
ルオキシメチル基、ジメチルアミノメチル基、ベンゾイ
ロキシメチル基などが挙げられ、これらの置換基を有す
る化合物として、例えば、ビスフェノールA系エポキシ
化合物、ビスフェノールF系エポキシ化合物、ノポラッ
ク系エポキシ化合物、メチロール基含有フェノール化合
物、アルキルエーテル基含有メラミン化合物、カルボキ
シメチル基含有メラミン化合物などが挙げられる。この
系では、酸触媒反応による重合、縮合反応によって、上
記反応性媒体自身の架橋反応が起こりアルカリ水溶液に
対する溶解性が低下する。
As a reaction mechanism in which the solubility in the alkaline aqueous solution is lowered, there is a mechanism in which the solubility in the alkaline aqueous solution is inhibited by the polymerization and the condensation reaction in the above-mentioned reactive medium by the acid catalyst reaction. As a mechanism for realizing this mechanism, for example, a crosslinking agent which is polymerized or condensed by an acid-catalyzed reaction itself or polycondensed with the above-described alkali aqueous solution-soluble resin is exemplified. The crosslinking agent is not particularly limited as long as it is a compound having a substituent capable of undergoing a crosslinking reaction. Specific examples of the crosslinkable substituent include a glycidyl ether group, a glycidyl ester group, a glycidylamino group, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a benzyloxymethyl group, a dimethylaminomethyl group, and a benzoyloxymethyl group. Examples of compounds having these substituents include bisphenol A epoxy compounds, bisphenol F epoxy compounds, nopolak epoxy compounds, methylol group-containing phenol compounds, alkyl ether group-containing melamine compounds, and carboxymethyl group-containing melamine compounds. Is mentioned. In this system, a cross-linking reaction of the reactive medium itself occurs due to polymerization and condensation reaction by an acid-catalyzed reaction, and the solubility in an aqueous alkaline solution is reduced.

【0018】また、酸触媒反応によりアルカリ水溶液に
対し溶解性を変化させる反応性を有する媒体の添加量
は、十分なレジスト残膜率を有し、高いγ値、すなわち
高解像度を与える観点からアルカリ可溶性樹脂100重
量部に対して5〜30重量部であることが好ましく、さ
らに、5〜20重量部であることが好ましい。酸触媒反
応によりアルカリ水溶液に対し溶解性を変化させる反応
性を有する媒体の添加量が多すぎると、照射部が酸触媒
反応によりアルカリ水溶液に対し溶解性が増加する系で
は照射部の現像液に対する溶解速度が低下しやすくな
り、また、照射部が酸触媒反応によりアルカリ水溶液に
対し溶解性が低下する系では解像度が低下する傾向があ
る。また、酸触媒反応によりアルカリ水溶液に対し溶解
性を変化させる反応性を有する媒体の添加量が少なすぎ
ると、照射部が酸触媒反応によりアルカリ水溶液に対し
溶解性が増加する系では未照射部の膜減りが大きくな
り、また、照射部が酸触媒反応によりアルカリ水溶液に
対し溶解性が低下する系では感度が低下する傾向があ
る。
Further, the amount of the medium having the reactivity which changes the solubility in the alkaline aqueous solution by the acid-catalyzed reaction has a sufficient resist residual film ratio and a high γ value, that is, a high resolution. The amount is preferably 5 to 30 parts by weight, and more preferably 5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the soluble resin. If the addition amount of the medium having the reactivity to change the solubility in the alkaline aqueous solution by the acid catalyzed reaction is too large, the irradiation part may increase the solubility in the alkaline aqueous solution by the acid catalyzed reaction in the system in which the solubility is increased with respect to the developing solution. The dissolution rate tends to decrease, and the resolution tends to decrease in a system in which the irradiated part has a reduced solubility in an aqueous alkali solution due to an acid catalyzed reaction. Further, if the amount of the medium having the reactivity to change the solubility in the aqueous alkali solution by the acid catalyzed reaction is too small, the irradiated portion may increase the solubility in the aqueous alkali solution by the acid catalyzed reaction. Film loss is increased, and sensitivity tends to decrease in a system in which the irradiated portion has reduced solubility in an aqueous alkali solution due to an acid catalyzed reaction.

【0019】本発明に用いられる溶剤としては、例え
ば、エチレングリコ−ルモノメチルエ−テル等のグリコ
−ルエ−テル類、メチルセロソルブアセテ−ト等のエチ
レングリコ−ルアルキルエ−テルアセテ−ト類、ジエチ
レングリコ−ルモノメチルエ−テル等のジエチレングリ
コ−ル類、プロピレングリコ−ルメチルエ−テルアセテ
−ト等のプロピレングリコ−ルアルキルエ−テルアセテ
−ト類、トルエン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサ
ノン等のケトン類、2−ヒドロキシプロピオン酸等のエ
ステル類を用いることができる。溶剤の使用量は、感光
性樹脂組成物に対して50〜95重量%であることが好
ましく、さらに、70〜95重量%であることが好まし
い。溶剤の使用量が少なすぎると、溶剤のレジスト材料
に対する十分な溶解性がなく、溶剤の使用量が多すぎる
とレジスト膜とした場合に十分な膜厚が得られない。
Examples of the solvent used in the present invention include glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol alkyl ether acetates such as methyl cellosolve acetate, and diethylene glycol monomethyl ether. Diethylene glycols such as tellurium, propylene glycol methyl ether acetate such as propylene glycol alkyl ether acetates, aromatic hydrocarbons such as toluene, ketones such as cyclohexanone, and 2-hydroxypropionic acid such as Esters can be used. The amount of the solvent used is preferably 50 to 95% by weight, and more preferably 70 to 95% by weight, based on the photosensitive resin composition. If the amount of the solvent is too small, the solvent is not sufficiently soluble in the resist material. If the amount of the solvent is too large, a sufficient film thickness cannot be obtained when the resist film is used.

【0020】本発明の感光性樹脂組成物には、塗布性、
例えばストリエ−ション(膜厚のムラ)を防いだり、現
像性を良くしたりするため、界面活性剤を配合すること
ができる。界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエ
チレンウラリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリ
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ノールエーテル、市販品
としては、メガファクスF171、F173(大日本イ
ンキ(株)製商品名)、フロラードFC430、FC43
1(住友スリーエム(株)製商品名)、オルガノシロキサ
ンポリマーKP341(信越化学工業(株)製商品名)な
どがある。さらに、本発明の感光性樹脂組成物には、必
要に応じて、保存安定剤、溶解抑止剤等も配合すること
ができる。
The photosensitive resin composition of the present invention has a coating property,
For example, in order to prevent striation (unevenness in film thickness) and improve developability, a surfactant can be added. As the surfactant, for example, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenol ether, and commercially available products are Megafax F171 and F173 (Dainippon Ink and Chemicals, Inc.). Product name), Florard FC430, FC43
1 (trade name of Sumitomo 3M Ltd.), organosiloxane polymer KP341 (trade name of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like. Further, the photosensitive resin composition of the present invention may optionally contain a storage stabilizer, a dissolution inhibitor, and the like.

【0021】化学増幅系感光性樹脂組成物の調製工程
は、通常、アルカリ水溶液可溶性樹脂、活性化学線照射
により酸を生じる化合物及び酸触媒反応によりアルカリ
水溶液に対し溶解性を変化させる反応性を有する媒体及
びその他の添加物及び溶剤を合成釜に仕込む。次いで、
混合撹拌、加熱、超音波暴露などにより、組成物を溶剤
中に拡散、分散させ、化学増幅系感光性樹脂組成物を均
一の溶液とした後、メンブランフィルタ、カ−トリッジ
フィルタなどを用いてろ過を行い、化学増幅系感光性樹
脂組成物中に存在する微粒子を除去し、ボトル、キャニ
スタなどに充填される。本発明においては、組成物を溶
剤中に拡散、分散させ、溶解し均一な状態にあることを
目視等により確認した後、溶液中に存在する不安定な因
子を十分反応させあるいは会合させるために、さらに、
加熱、撹拌、放置などの熟成を行う。
The step of preparing the chemically amplified photosensitive resin composition usually has a resin that is soluble in an aqueous alkali solution, a compound that produces an acid upon irradiation with actinic radiation, and a reactivity that changes the solubility in an aqueous alkali solution through an acid-catalyzed reaction. Charge the medium and other additives and solvents to the synthesis kettle. Then
The composition is dispersed and dispersed in a solvent by mixing, stirring, heating, ultrasonic exposure, etc., and the chemically amplified photosensitive resin composition is made into a uniform solution, and then filtered using a membrane filter, cartridge filter, etc. Then, the fine particles present in the chemically amplified photosensitive resin composition are removed, and then the bottle is filled with a canister or the like. In the present invention, the composition is diffused and dispersed in a solvent, and after confirming that it is dissolved and in a uniform state by visual observation or the like, in order to sufficiently react or associate the unstable factor existing in the solution, ,further,
Aging such as heating, stirring, and leaving.

【0022】熟成させる方法は、溶液中に存在する不安
定な因子を十分反応させあるいは会合させる方法であれ
ば、特に制限はない。加熱は、溶解し均一な状態にある
ことを確認した化学増幅系感光性樹脂組成物に対して、
例えば、30〜70℃の温度で行うことが好ましい。ま
た、不安定な因子を反応させあるいは会合させることを
促進するために撹拌を行うこともできる。不安定な因子
が、微粒子の生成だけでなく、感度や解像度に影響する
場合には、加熱は行わず、例えば、0〜30℃の低温下
で放置させることが好ましい。熟成の方法としては、加
熱、撹拌及び放置のうち少なくとも一つを採用すること
ができ、適宜これらを組み合わせることができる。
The aging method is not particularly limited as long as it is a method of sufficiently reacting or associating the unstable factor existing in the solution. Heating, for the chemically amplified photosensitive resin composition confirmed to be dissolved and in a uniform state,
For example, it is preferably performed at a temperature of 30 to 70 ° C. In addition, stirring can be performed to promote the reaction or association of the unstable factor. When the unstable factor influences not only the generation of fine particles but also the sensitivity and the resolution, it is preferable not to perform heating but to leave it at a low temperature of 0 to 30 ° C., for example. As the aging method, at least one of heating, stirring and leaving can be adopted, and these can be appropriately combined.

【0023】このように、熟成の方法は、用いる活性化
学線照射により酸を生じる化合物及び酸触媒反応により
アルカリ水溶液に対し溶解性を変化させる反応性を有す
る媒体の反応性を考慮して採用することができる。ま
た、熟成させる時間としては、十分に不安定な因子を反
応させあるいは会合させることのできる時間が好まし
い。その際には、加熱、撹拌、放置などの熟成方法によ
って熟成させる時間を選択することが好ましく、例え
ば、熟成させる時間は、1〜240時間が好ましい。
As described above, the aging method is adopted in consideration of the reactivity of the compound used to generate an acid upon irradiation with active actinic radiation and the medium having a reactivity that changes the solubility in an alkaline aqueous solution by an acid-catalyzed reaction. be able to. In addition, the aging time is preferably a time when a sufficiently unstable factor can be reacted or associated. In that case, it is preferable to select the aging time by an aging method such as heating, stirring, and leaving, and for example, the aging time is preferably 1 to 240 hours.

【0024】本発明の感光性樹脂組成物は、ウエハやガ
ラスなどの基板上にレジスト膜を形成し、活性化学線の
照射、現像により、レジスト像が製造される。その方法
は、従来よく知られた方法を採用することができる。活
性化学線の照射、現像の条件に特に制限はなく、例え
ば、エキシマレーザーなどの遠紫外線、シンクロトロン
放射線などのX線、電子線などの荷電粒子線のような放
射線が用いられる。
With the photosensitive resin composition of the present invention, a resist image is produced by forming a resist film on a substrate such as a wafer or glass and irradiating with active actinic rays and developing. As the method, a conventionally well-known method can be adopted. There are no particular restrictions on the conditions of irradiation with actinic radiation and development. For example, radiation such as far ultraviolet rays such as excimer lasers, X-rays such as synchrotron radiation, and charged particle beams such as electron beams are used.

【0025】本発明の感光性樹脂組成物の現像液として
は、例えば、水酸化ナトリウム等の無機アルカリ類、エ
チルアミン等の第1級アミン類、ジエチルアミン等の第
2級アミン類、トリエチルアミン等の第3級アミン類、
ジメチルエタノ−ルアミン等のアルコ−ルアミン類、水
酸化テトラメチルアンモニウム、コリン等の第4級アン
モニウム塩、またはピペリジン等の環状アミン類を溶解
させたアルカリ水溶液が使用される。
Examples of the developer for the photosensitive resin composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, primary amines such as ethylamine, secondary amines such as diethylamine, and secondary amines such as triethylamine. Tertiary amines,
Alkaline aqueous solutions in which alcohol amines such as dimethylethanolamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and choline, or cyclic amines such as piperidine are dissolved are used.

【0026】[0026]

【作用】酸触媒反応を利用した化学増幅系レジスト材料
では、微量の酸によって反応を起こす媒体や微量のエネ
ルギ−によって酸を生じる化合物を含有するため、ナフ
トキノンジアジド系の感光剤とアルカリ可溶性樹脂を主
成分とするレジスト材料と比較してボトルライフが悪い
と考えられている。特に、化学増幅系レジスト材料で
は、前述した反応性の高い不安定な因子のためにレジス
ト材料中で反応しあるいは会合し生成されるゲル状物の
ために、レジスト材料が充填されたボトル中の液中微粒
子数が増加するという問題がある。それらを防止するた
めに、レジスト材料中の微量に存在する酸やアルカリな
どの不純物を除去することが考えられるが、マトリック
ス中に取り込まれたり、反応性の官能基に付着した不純
物をボトルライフに影響しなくなるまで除去することは
困難である。また、工業的な観点からも材料の精製など
にコストがかかり、実際的ではない。本発明者らは、化
学増幅系感光性樹脂組成物の調製工程で組成物を溶剤に
溶解させてからろ過を行うまでに、加熱、撹拌、放置な
どの熟成を行うことによりレジスト材料中に不安定に存
在する因子を十分に反応させあるいは会合させてからろ
過によりそれらを除去することにより、レジスト材料が
充填されたボトル中の液中微粒子数の増加を抑えられ、
ボトルライフを向上させることができる。
[Function] A chemically amplified resist material utilizing an acid-catalyzed reaction contains a naphthoquinonediazide-based photosensitizer and an alkali-soluble resin because it contains a medium that reacts with a small amount of acid and a compound that generates an acid with a small amount of energy. It is considered that the bottle life is worse than that of the resist material containing the main component. In particular, in a chemically amplified resist material, a gel-like substance that reacts with or associates in the resist material due to the above-mentioned highly reactive and unstable factors and is generated in a bottle filled with the resist material. There is a problem that the number of fine particles in the liquid increases. In order to prevent them, it is possible to remove impurities such as acids and alkalis that are present in trace amounts in the resist material, but the impurities that are taken into the matrix or attached to the reactive functional groups are added to the bottle life. It is difficult to remove until it has no effect. Further, from an industrial point of view, it is not practical because it requires a high cost for refining the material. The present inventors have found that in the process of preparing a chemically amplified photosensitive resin composition, the composition is dissolved in a solvent and then filtered, and then aging such as heating, stirring, and leaving is carried out, so that the resist material may not be contained in the resist material. By sufficiently reacting or associating stably existing factors and then removing them by filtration, an increase in the number of fine particles in the liquid in the bottle filled with the resist material can be suppressed,
The bottle life can be improved.

【0027】[0027]

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。 合成例1 撹拌器、冷却管及び温度計を装着したセパラブルフラス
コに、m−クレゾ−ル328.1g、p−クレゾ−ル4
00.9g、37重量%ホルマリン361.2g及び蓚
酸2.2gを仕込み、セパラブルフラスコを油浴に浸
し、内温を97℃に保ち撹拌しながら3時間重縮合を行
った。その後、内温を180℃まで上げ、同時に反応容
器内の圧力を10〜20mmHgまで減圧し、未反応のフェ
ノ−ル類、ホルムアルデヒド、水及び蓚酸を除去した。
次いで、溶融した樹脂を金属製バットにあけ樹脂を回収
した。以下、この樹脂を樹脂Aとする。
The present invention will be described below with reference to examples. Synthesis Example 1 m-cresol 328.1 g and p-cresol 4 were placed in a separable flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer.
00.9 g, 361.2 g of 37% by weight formalin and 2.2 g of oxalic acid were charged, the separable flask was immersed in an oil bath, and polycondensation was performed for 3 hours while stirring at an internal temperature of 97 ° C. Thereafter, the internal temperature was raised to 180 ° C., and simultaneously the pressure in the reaction vessel was reduced to 10 to 20 mmHg to remove unreacted phenols, formaldehyde, water and oxalic acid.
Next, the molten resin was poured into a metal vat to collect the resin. Hereinafter, this resin is referred to as resin A.

【0028】合成例2 撹拌器を装着したセパラブルフラスコにポリ(p−ビニ
ルフェノ−ル)(商品名リンカ−M、丸善石油化学(株)
製)20g、酢酸エチル300mlを仕込み、室温(25
℃)下で撹拌し溶解させた。次いで、フラスコ中に3,
4−ジヒドロ−2H−ピラン105g、12N塩酸0.
5mlを添加し、室温下で1時間撹拌した後、室温下で3
日間放置した。次いで、反応溶液に水酸化テトラメチル
アンモニウムの2.38重量%水溶液を160ml加えて
よく撹拌した後、有機層を取り出した。ここで得られた
有機層の溶液を蒸留水300mlで3回洗浄した後、有機
層を乾燥させエバポレ−タにより濃縮した。濃縮溶液5
0mlに対して石油エ−テル500mlを用いて再沈殿を行
った。再沈殿操作を2回繰り返した後、生成物を減圧乾
燥器(3mmHg、40℃)で8時間乾燥し、重合体中の水
酸基のうち95%の水酸基の水素をテトラヒドロピラニ
ル基で置換したポリ(p−ビニルフェノ−ル)22gを
得た。
Synthesis Example 2 Poly (p-vinylphenol) (trade name: Linker-M, Maruzen Petrochemical Co., Ltd.) was placed in a separable flask equipped with a stirrer.
20 ml) and 300 ml of ethyl acetate.
℃) to dissolve. Then, in the flask,
105 g of 4-dihydro-2H-pyran, 12N hydrochloric acid 0.1 g.
5 ml was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour.
Left for days. Next, 160 ml of a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was added to the reaction solution, and the mixture was stirred well, and the organic layer was taken out. The obtained organic layer solution was washed three times with 300 ml of distilled water, and then the organic layer was dried and concentrated by an evaporator. Concentrated solution 5
Reprecipitation was performed using 500 ml of petroleum ether for 0 ml. After repeating the reprecipitation operation twice, the product was dried in a vacuum dryer (3 mmHg, 40 ° C.) for 8 hours, and 95% of the hydroxyl groups in the polymer were replaced with tetrahydropyranyl groups to replace the hydrogen. 22 g of (p-vinylphenol) was obtained.

【0029】合成例3 トリフルオロメタンスルホン酸銀25gをテトラヒドロ
フラン200mlに溶解し、これにヨウ化トリメチルスル
ホニウム20gを加え撹拌する。室温で約1日間反応さ
せた後、析出したヨウ化銀をろ別除去する。ろ液を濃縮
し、得られた粗生成物をエチルアルコ−ルを用いて、再
結晶を行い、トリメチルスルホニオトリフルオロメタン
スルホナ−ト17gが得られた。
Synthesis Example 3 Silver trifluoromethanesulfonate (25 g) was dissolved in tetrahydrofuran (200 ml), and trimethylsulfonium iodide (20 g) was added thereto and the mixture was stirred. After reacting at room temperature for about 1 day, the precipitated silver iodide is removed by filtration. The filtrate was concentrated, and the obtained crude product was recrystallized using ethyl alcohol to obtain 17 g of trimethylsulfoniotrifluoromethanesulfonate.

【0030】実施例1 撹拌器を装着したセパラブルフラスコに、合成例1で得
た樹脂A92g、合成例2で得た水酸基をテトラヒドロ
ピラニル基で保護したポリ(p−ビニルフェノ−ル)8
g、活性化学線照射により酸を生じる化合物として合成
例3で得たトリメチルスルホニオトリフルオロメタンス
ルホナ−ト5g及びメチルセロソルブアセテ−ト300
gを仕込み、溶解し均一な溶液となったことを目視で確
認した後、40℃の水浴に浸し30時間撹拌した。その
後、孔径0.1μmのメンブランフィルタでろ過し、レ
ジスト溶液を調製した。得られたレジスト溶液の0.3
μm径以上の液中微粒子数を(株)リオン製の液中微粒子
数測定装置KL−20を用いて測定したところ、20ヶ
/mlであった。
Example 1 In a separable flask equipped with a stirrer, 92 g of Resin A obtained in Synthesis Example 1 and poly (p-vinylphenol) 8 having the hydroxyl group obtained in Synthesis Example 2 protected with a tetrahydropyranyl group 8
g, 5 g of trimethylsulfoniotrifluoromethanesulfonate obtained in Synthesis Example 3 as a compound which generates an acid upon irradiation with actinic radiation, and methylcellosolve acetate 300.
After visually confirming that g was charged and dissolved to form a uniform solution, the solution was immersed in a water bath at 40 ° C. and stirred for 30 hours. Then, the solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a resist solution. 0.3 of the obtained resist solution
The number of fine particles in liquid having a diameter of μm or more was measured using a fine particle number measuring device KL-20 manufactured by Rion Co., Ltd.
/ ml.

【0031】得られたレジスト溶液をシリコンウエハ上
に塗布し、120℃、10分間熱処理して1.0μmの
膜厚のレジスト膜を得た。この基板に50kVの加速電圧
の電子線描画装置を用いて、3.5μC/cm2の照射量で
ホ−ルパターンをレジストに描画後、100℃、10分
間熱処理してレジストの潜像部分のアルカリ水溶液に対
する溶解性を増加させる反応を促進した。この熱処理の
後、水酸化テトラメチルアンモニウムの2.38重量%
水溶液を用いて潜像を形成したレジスト膜を120秒間
現像し、ポジ型のレジストパターンを得た。0.4μm
のホ−ルパタンの断面形状を電子顕微鏡で観察した結
果、レジストパターンは矩形であり良好であった。ま
た、現像後の膜減り量は0.02μmであり、良好であ
った。このレジスト溶液を室温下で90日間保管した
後、0.3μm径以上の液中微粒子数を上記と同様の方
法により測定したところ、20ヶ/mlであり、微粒子数
の増加は見られず、ボトルライフは良好であった。
The obtained resist solution was applied on a silicon wafer and heat-treated at 120 ° C. for 10 minutes to obtain a resist film having a thickness of 1.0 μm. An electron beam writer with an acceleration voltage of 50 kV was used to draw a hole pattern on the resist at a dose of 3.5 μC / cm 2 and then heat treated at 100 ° C. for 10 minutes to remove the latent image portion of the resist. It promoted a reaction that increased the solubility in aqueous alkaline solutions. After this heat treatment, 2.38% by weight of tetramethylammonium hydroxide
The resist film on which a latent image was formed was developed for 120 seconds using an aqueous solution to obtain a positive resist pattern. 0.4 μm
As a result of observing the cross-sectional shape of the hole pattern of No. 1 with an electron microscope, the resist pattern was rectangular and good. The amount of film reduction after development was 0.02 μm, which was good. After this resist solution was stored at room temperature for 90 days, the number of fine particles in a liquid having a diameter of 0.3 μm or more was measured by the same method as above, it was 20 particles / ml, and no increase in the number of fine particles was observed. Bottle life was good.

【0032】実施例2 実施例1において、活性化学線照射により酸を生じる化
合物としてトリメチルスルホニオトリフルオロメタンス
ルホナ−ト5gの代わりにピロガロ−ルとメタンスルホ
ン酸の三置換体エステル(みどり化学(株)、商品名ピロ
ガロ−ルトリメシレ−ト)2gを用いた以外は実施例1
と同様にして、レジストを調製した。得られたレジスト
溶液の0.3μm径以上の液中微粒子数を(株)リオン社
製の液中微粒子数測定装置KL−20を用いて測定した
ところ、15ヶ/mlであった。また、実施例1と同様に
してレジストパターンの形成を行い、0.4μmのホ−
ルパタンの断面形状を電子顕微鏡で観察した結果、レジ
ストパタンは矩形であり良好であった。また、現像後の
膜減り量は0.02μmであり、良好であった。このレ
ジスト溶液を室温下で90日間保管した後、0.3μm
径以上の液中微粒子数を上記と同様の方法で測定したと
ころ、15ヶ/mlであり、微粒子数の増加は見られず、
ボトルライフは良好であった。
Example 2 In Example 1, instead of 5 g of trimethylsulfoniotrifluoromethanesulfonate as a compound which produces an acid upon irradiation with active actinic radiation, a trisubstituted ester of pyrogallol and methanesulfonic acid (Midori Chem. Strain), trade name Pyrogallol trimesylate) 2 g
A resist was prepared in the same manner as in. The number of fine particles in the liquid having a diameter of 0.3 μm or more of the obtained resist solution was measured using a liquid fine particle number measuring device KL-20 manufactured by Rion Co., Ltd., and it was 15 particles / ml. Further, a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1, and a 0.4 μm thick hole was formed.
As a result of observing the cross-sectional shape of the leu pattern with an electron microscope, the resist pattern was rectangular and good. The amount of film reduction after development was 0.02 μm, which was good. After storing this resist solution at room temperature for 90 days, 0.3 μm
When the number of fine particles in the liquid having a diameter or more was measured by the same method as above, it was 15 particles / ml, and no increase in the number of fine particles was observed.
Bottle life was good.

【0033】実施例3 撹拌器を装着したセパラブルフラスコに、合成例1で得
た樹脂Aを100g、1−ヒドロキシ−4−ブロモ−2
−ブロモアセチルナフタレン25g、アミノ樹脂(サイ
メル303、三井サイアナミッド(株)製)15g及びプ
ロピレングリコ−ルモノメチルエ−テルアセテ−ト40
0gを仕込み、溶解し均一な溶液となったことを目視で
確認した後、室温下200時間放置した。その後、孔径
0.1μmのメンブランフィルタでろ過し、レジスト溶
液を調製した。得られたレジスト溶液の0.3μm径以
上の液中微粒子数を(株)リオン製の液中微粒子数測定装
置KL−20を用いて測定したところ、50ヶ/mlであ
った。
Example 3 In a separable flask equipped with a stirrer, 100 g of Resin A obtained in Synthesis Example 1 and 1-hydroxy-4-bromo-2 were used.
25 g of bromoacetylnaphthalene, 15 g of amino resin (Cymel 303, manufactured by Mitsui Cyanamid Co., Ltd.) and propylene glycol monomethyl ether acetate 40
After 0 g was charged and it was visually confirmed that the solution was dissolved to form a uniform solution, the solution was allowed to stand at room temperature for 200 hours. Then, the solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.1 μm to prepare a resist solution. The number of fine particles in the liquid having a diameter of 0.3 μm or more of the obtained resist solution was measured using a liquid fine particle number measuring device KL-20 manufactured by Rion Co., Ltd., and it was 50 particles / ml.

【0034】得られたレジスト溶液をシリコンウエハ上
に塗布し、100℃、10分間熱処理して1.0μmの
膜厚のレジスト膜を得た。この基板に50kVの加速電圧
の電子線描画装置を用いて、7.0μC/cm2の照射量で
ライン&スペ−スパターンをレジストに描画後、90
℃、10分間熱処理してレジストの潜像部分のアルカリ
水溶液に対する溶解性を低下させる反応を促進した。こ
の熱処理の後、水酸化テトラメチルアンモニウムの2.
38重量%水溶液を用いて潜像を形成したレジスト膜を
300秒間現像し、ネガ型のレジストパターンを得た。
0.4μmのライン&スペ−スパタンの断面形状を電子
顕微鏡で観察した結果、レジストパタンは矩形であり良
好であった。また、現像後の膜減り量は0.05μmで
あり、良好であった。このレジスト溶液を室温下で90
日間保管した後、0.3μm径以上の液中微粒子数を上
記と同様の方法により測定したところ、50ヶ/mlであ
り、微粒子数の増加は見られず、ボトルライフは良好で
あった。
The resulting resist solution was applied onto a silicon wafer and heat-treated at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a resist film having a thickness of 1.0 μm. After drawing a line & space pattern on the resist with an irradiation amount of 7.0 μC / cm 2 using an electron beam drawing device with an acceleration voltage of 50 kV on this substrate, 90
Heat treatment was performed at 10 ° C. for 10 minutes to accelerate the reaction of decreasing the solubility of the latent image portion of the resist in the aqueous alkaline solution. After this heat treatment, 2.
The resist film on which a latent image was formed was developed for 300 seconds using a 38% by weight aqueous solution to obtain a negative resist pattern.
As a result of observing the cross-sectional shape of the 0.4 μm line & space pattern with an electron microscope, the resist pattern was rectangular and good. The amount of film loss after development was 0.05 μm, which was favorable. This resist solution is used at room temperature for 90
After storage for a day, the number of fine particles in liquid having a diameter of 0.3 μm or more was measured by the same method as above, and it was 50 particles / ml. No increase in the number of fine particles was observed and the bottle life was good.

【0035】比較例1 実施例1において、溶解し均一な溶液となったことを確
認した後、すぐにろ過を行った以外は実施例1と同様に
して、ポジ型レジストを調製した。得られたレジスト溶
液の0.3μm径以上の液中微粒子数を(株)リオン製の
液中微粒子数測定装置KL−20を用いて測定したとこ
ろ、20ヶ/mlであった。また、得られたレジスト溶液
をシリコンウエハ上に塗布し、120℃、10分間熱処
理して1.0μmの膜厚のレジスト膜を得た。この基板
に50kVの加速電圧の電子線描画装置を用いて、3.5
μC/cm2の照射量でホ−ルパタンをレジストに描画後、
100℃、10分間熱処理してレジストの潜像部分のア
ルカリ水溶液に対する溶解性を増加させる反応を促進し
た。この熱処理の後、水酸化テトラメチルアンモニウム
の2.38重量%水溶液を用いて潜像を形成したレジス
ト膜を120秒間現像し、ポジ型のレジストパタンを得
た。0.4μmのホ−ルパタンの断面形状を電子顕微鏡
で観察した結果、レジストパタンは矩形であり良好であ
った。また、現像後の膜減り量は0.02μmであり、
良好であった。しかし、このレジスト溶液を室温下で1
0日間保管した後、0.3μm径以上の液中微粒子数を
上記と同様の方法で測定したところ、8000ヶ/mlで
あり、微粒子数の増加が見られ、ボトルライフは不安定
であった。
Comparative Example 1 A positive resist was prepared in the same manner as in Example 1 except that filtration was carried out immediately after confirming that the solution was dissolved and became a uniform solution in Example 1. The number of fine particles in the liquid having a diameter of 0.3 μm or more of the obtained resist solution was measured using a liquid fine particle number measuring device KL-20 manufactured by Rion Co., Ltd., and it was 20 particles / ml. Further, the obtained resist solution was applied onto a silicon wafer and heat-treated at 120 ° C. for 10 minutes to obtain a resist film having a film thickness of 1.0 μm. Using an electron beam drawing device with an acceleration voltage of 50 kV on this substrate, 3.5
After drawing the hole pattern on the resist with a dose of μC / cm 2 ,
A heat treatment was performed at 100 ° C. for 10 minutes to accelerate the reaction of increasing the solubility of the latent image portion of the resist in the alkaline aqueous solution. After this heat treatment, the resist film on which the latent image was formed was developed for 120 seconds using a 2.38 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to obtain a positive resist pattern. As a result of observing the cross-sectional shape of the hole pattern of 0.4 μm with an electron microscope, the resist pattern was rectangular and good. The amount of film loss after development is 0.02 μm,
It was good. However, this resist solution was added at room temperature to 1
After storing for 0 days, the number of fine particles in the liquid having a diameter of 0.3 μm or more was measured by the same method as above, and it was 8,000 particles / ml, and an increase in the number of fine particles was observed, and the bottle life was unstable. .

【0036】比較例2 実施例3において、溶解し均一な溶液となったことを確
認した後、すぐにろ過を行った以外は実施例1と同様に
して、ポジ型レジストを調製した。得られたレジスト溶
液の0.3μm径以上の液中微粒子数を(株)リオン製の
液中微粒子数測定装置KL−20を用いて測定したとこ
ろ、50ヶ/mlであった。また、得られたレジスト溶液
をシリコンウエハ上に塗布し、100℃、10分間熱処
理して1.0μmの膜厚のレジスト膜を得た。この基板
に50kVの加速電圧の電子線描画装置を用いて、7.0
μC/cm2の照射量でホ−ルパターンをレジストに描画
後、90℃、10分間熱処理してレジストの潜像部分の
アルカリ水溶液に対する溶解性を低下させる反応を促進
した。この熱処理の後、水酸化テトラメチルアンモニウ
ムの2.38重量%水溶液を用いて潜像を形成したレジ
スト膜を300秒間現像し、ネガ型のレジストパターン
を得た。0.4μmのライン&スペ−スパタンの断面形
状を電子顕微鏡で観察した結果、レジストパターンは矩
形であり良好であった。また、現像後の膜減り量は0.
05μmであり、良好であった。このレジスト溶液を室
温下で10日間保管した後、0.3μm径以上の液中微
粒子数を上記と同様の方法で測定したところ、9000
ヶ/mlであり、微粒子数の増加が見られ、ボトルライフ
は不安定であった。
Comparative Example 2 A positive type resist was prepared in the same manner as in Example 1 except that filtration was carried out immediately after it was confirmed that the solution was dissolved and became a uniform solution in Example 3. The number of fine particles in the liquid having a diameter of 0.3 μm or more of the obtained resist solution was measured using a liquid fine particle number measuring device KL-20 manufactured by Rion Co., Ltd., and it was 50 particles / ml. Further, the obtained resist solution was applied onto a silicon wafer and heat-treated at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a resist film having a film thickness of 1.0 μm. An electron beam drawing device with an acceleration voltage of 50 kV was used on this substrate to obtain 7.0
After the hole pattern was drawn on the resist with a dose of μC / cm 2, the resist was heat treated at 90 ° C. for 10 minutes to promote the reaction of decreasing the solubility of the latent image portion of the resist in the alkaline aqueous solution. After this heat treatment, the resist film on which the latent image was formed was developed for 300 seconds using a 2.38 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to obtain a negative resist pattern. As a result of observing the cross-sectional shape of the 0.4 μm line & space pattern with an electron microscope, the resist pattern was rectangular and was good. The amount of film loss after development is 0.
It was 05 μm, which was good. After this resist solution was stored at room temperature for 10 days, the number of fine particles in the liquid having a diameter of 0.3 μm or more was measured by the same method as above.
The number of fine particles was increased, and the bottle life was unstable.

【0037】[0037]

【発明の効果】請求項1における感光性樹脂組成物は、
紫外線、遠紫外線、X線、電子線などの放射線のパタン
状照射によりパタン潛像形成部に酸を発生させ、この酸
を触媒とする反応によって、当該照射部と未照射部のア
ルカリ現像液に対する溶解性を変化させ、パターンを現
出させる感光性樹脂組成物において、感度、解像度、保
存安定性が良好である。請求項2におけるレジスト像の
製造法により、解像度のよいレジストパターンを形成す
ることができる。
The photosensitive resin composition according to claim 1 is
An acid is generated in the pattern image forming part by pattern irradiation of radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, electron beams, etc., and by the reaction using the acid as a catalyst, the alkali developing solution for the irradiated part and the unirradiated part A photosensitive resin composition that changes the solubility and reveals a pattern has good sensitivity, resolution, and storage stability. By the method of manufacturing a resist image according to the second aspect, a resist pattern with high resolution can be formed.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/027 H01L 21/30 502R 569F (72)発明者 橋本 通晰 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立化 成工業株式会社山崎工場内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number in the agency FI Technical indication location H01L 21/027 H01L 21/30 502R 569F (72) Inventor Michiaki Hashimoto 4 Higashimachi, Ibaraki Prefecture No. 13-1 Hitachi Chemical Co., Ltd. Yamazaki Factory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)アルカリ水溶液可溶性樹脂、 (b)活性化学線照射により酸を生じる化合物、 (c)酸触媒反応によりアルカリ水溶液に対し溶解性を
変化させる反応性を有する媒体及び (d)溶媒を含む化学増幅系感光性樹脂組成物であっ
て、熟成後濾過してなる感光性樹脂組成物。
1. An (a) aqueous solution of an alkali aqueous solution, (b) a compound which produces an acid upon irradiation with active actinic radiation, (c) a medium having a reactivity to change the solubility in an aqueous alkali solution by an acid-catalyzed reaction, and (d) ) A chemically amplified photosensitive resin composition containing a solvent, which is obtained by filtering after aging.
【請求項2】 請求項1に記載の感光性樹脂組成物の塗
膜を、活性化学線で照射し、ついで現像することを特徴
とするレジスト像の製造法。
2. A method for producing a resist image, which comprises irradiating a coating film of the photosensitive resin composition according to claim 1 with active actinic rays and then developing the resist image.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009037108A (en) * 2007-08-03 2009-02-19 Daicel Chem Ind Ltd Method for preparing resin solution for photoresist, photoresist composition and pattern forming method
US8753793B2 (en) 2009-01-15 2014-06-17 Daicel Chemical Industries, Ltd. Method for producing resin solution for photoresist, photoresist composition, and pattern-forming method

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