JPH09281704A - Positive type resist composition - Google Patents

Positive type resist composition

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JPH09281704A
JPH09281704A JP8118485A JP11848596A JPH09281704A JP H09281704 A JPH09281704 A JP H09281704A JP 8118485 A JP8118485 A JP 8118485A JP 11848596 A JP11848596 A JP 11848596A JP H09281704 A JPH09281704 A JP H09281704A
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JP
Japan
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resin
resist composition
phenol
alkali
hydroxyphenyl
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Application number
JP8118485A
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Japanese (ja)
Inventor
Jiyoukei Katou
丈佳 加藤
Takeo Fujino
竹生 藤野
Kakuei Ozawa
角栄 小澤
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Zeon Corp
Original Assignee
Nippon Zeon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resist compsn. ensuring slight variation in film thickness. SOLUTION: In this positive type resist compsn. contg. alkali-soluble phenolic resin, a quinonediazidosulfonic ester sensitizer and polyhydroxybenzene, the alkali-soluble phenolic resin is novolak resin obtd. by condensing one or more kinds of phenols and one or more kinds of aldehydes or ketones and at least one of the phenols is a phenolic compd. having two or more alkyl groups.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ポジ型レジスト組成物
に関し、さらに詳しくは、半導体素子、磁気バブルメモ
リー素子、集積回路などの製造に必要な微細加工用ポジ
型レジスト組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive resist composition, and more particularly to a positive resist composition for fine processing required for manufacturing semiconductor devices, magnetic bubble memory devices, integrated circuits and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子を形成するためのレジスト組
成物としては、近年ポジ型レジスト組成物が主流であ
る。これは、ネガ型レジスト組成物は高感度ではある
が、現像に有機溶剤を用いるため膨潤が大きく解像性に
難点があるためであり、ポジ型レジスト組成物は、解像
性に優れているため半導体の高集積化に充分対応できる
と考えられているためである。このポジ型レジスト組成
物は、アルカリ水溶液による現像を行うため膨潤がな
く、解像性に優れている。また、このようなポジ型レジ
スト組成物は、それ自体の性能改良と露光機の高性能化
により解像度がさらに向上し、1μm以下の微細パター
ンの形成も可能となってきた。
2. Description of the Related Art As a resist composition for forming a semiconductor device, a positive resist composition has recently become mainstream. This is because the negative resist composition has high sensitivity, but has a difficulty in resolution because of swelling because an organic solvent is used for development, and the positive resist composition has excellent resolution. Therefore, it is considered that it is possible to sufficiently cope with high integration of semiconductors. This positive resist composition does not swell because it is developed with an aqueous alkali solution, and is excellent in resolution. The resolution of such a positive resist composition has been further improved by improving the performance of the positive resist composition itself and the performance of an exposure machine, and it has become possible to form a fine pattern of 1 μm or less.

【0003】このようなレジスト組成物は、通常、アル
カリ可溶性フェノール樹脂およびキノンジアジドスルホ
ン酸系感光性化合物を含有するものであり、これらのレ
ジスト組成物では感光性化合物の溶剤への溶解性が不十
分で、長期保存により異物の析出が問題とされていた。
特開平2−13953号公報では、特に感光性化合物が
ポリヒドロキシベンゾフェノン類である場合、ポリヒド
ロキシベンゼン類の添加により、析出が防止されること
が開示されている。一方、これまでにポジ型レジスト組
成物のアルカリ可溶性フェノール樹脂としては、フェノ
ール類とアルデヒド類とを縮合して得られるノボラック
樹脂が一般に用いられているが、優れた感度・残膜率・
解像度・耐熱性・保存安定性などの諸特性を得るため
に、種々のフェノール類やアルデヒド類の組み合わせが
検討されている。このような中で、フェノール化合物と
してキシレノールなどを用いると感度と残膜率とが同時
に改善されること(特公平2−51499号公報)、キ
シレノールやトリメチルフェノールを用いた特定の分子
量分布の樹脂を用いると解像度や耐ドライエッチング性
などに優れたレジストが得られること(特公平7−68
435号公報)などが知られている。しかしながら、こ
のような樹脂を用いると、長期保存により粘度が上昇す
ることがあり、粘度上昇は膜厚への影響が多大であり、
微細パターンの形成には障害であった。
Such resist compositions usually contain an alkali-soluble phenolic resin and a quinonediazide sulfonic acid type photosensitive compound, and these resist compositions have insufficient solubility of the photosensitive compound in a solvent. However, precipitation of foreign matter has been a problem due to long-term storage.
JP-A-2-13953 discloses that precipitation is prevented by adding polyhydroxybenzenes, particularly when the photosensitive compound is polyhydroxybenzophenones. On the other hand, as an alkali-soluble phenol resin for a positive resist composition, a novolac resin obtained by condensing phenols and aldehydes has been generally used so far, but it has excellent sensitivity, residual film rate, and
In order to obtain various characteristics such as resolution, heat resistance and storage stability, various combinations of phenols and aldehydes are being studied. Under such circumstances, when xylenol or the like is used as a phenol compound, the sensitivity and the residual film rate are simultaneously improved (Japanese Patent Publication No. 2-51499), and a resin having a specific molecular weight distribution using xylenol or trimethylphenol is used. When used, a resist having excellent resolution and dry etching resistance can be obtained (Japanese Patent Publication No. 7-68).
No. 435) and the like are known. However, when such a resin is used, the viscosity may increase due to long-term storage, and the increase in viscosity has a great influence on the film thickness,
It was an obstacle to the formation of fine patterns.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術のもと
で、発明者らは、膜厚変化の少ないレジスト組成物を得
るべく鋭意研究した結果、アルキル基を置換基としたフ
ェノール化合物を原料としたアルカリ可溶性フェノール
樹脂を用いたレジスト組成物に、ポリヒドロキシベンゼ
ン類を添加することにより、レジスト組成物の粘度上昇
を抑制することができることを見いだし、本発明を完成
するに到った。
Under the above-mentioned conventional techniques, the inventors of the present invention have made earnest studies to obtain a resist composition having a small change in film thickness, and as a result, a phenol compound having an alkyl group as a substituent is used as a raw material. By adding polyhydroxybenzenes to the resist composition using the alkali-soluble phenolic resin, it was found that the increase in viscosity of the resist composition can be suppressed, and the present invention has been completed.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、アルカリ可溶性フェノール樹脂、キノンジアジドス
ルホン酸エステル系感光剤、およびポリヒドロキシベン
ゼン類を含有するポジ型レジスト組成物において、アル
カリ可溶性フェノール樹脂が、1種類以上のフェノール
類と1種類以上のアルデヒド類又はケトン類との縮合に
より得られるノボラック樹脂であり、少なくとも1種類
のフェノール類が2以上のアルキル基を有するフェノー
ル化合物であることを特徴とするポジ型レジスト組成物
が提供される。
Thus, according to the present invention, in a positive resist composition containing an alkali-soluble phenol resin, a quinonediazide sulfonic acid ester-based photosensitizer, and polyhydroxybenzenes, the alkali-soluble phenol resin is A novolac resin obtained by condensation of one or more phenols with one or more aldehydes or ketones, wherein at least one phenol is a phenol compound having two or more alkyl groups. A positive resist composition is provided.

【0006】以下、本発明について詳述する。 (A)アルカリ可溶性フェノール樹脂 本発明において、アルカリ可溶性フェノール樹脂は、2
種類以上のフェノール化合物と、アルデヒド類又はケト
ン類とを酸触媒存在下で縮合反応させることにより得ら
れるものであり、特にフェノール化合物として2以上の
アルキル基を有するフェノール化合物1種類以上を使用
したもの(以下、単にフェノール化合物ということがあ
る)である。アルカリ可溶性フェノール樹脂は、このよ
うな2以上のアルキル基を有するフェノール化合物のほ
か、1以下のアルキル基を有するフェノール化合物(以
下、他のフェノール化合物という)を併用することが可
能である。
The present invention will be described in detail below. (A) Alkali-soluble phenol resin In the present invention, the alkali-soluble phenol resin is 2
It is obtained by condensation reaction of at least two kinds of phenol compounds with aldehydes or ketones in the presence of an acid catalyst, and in particular, one or more kinds of phenol compounds having two or more alkyl groups are used as the phenol compound. (Hereinafter, it may be simply referred to as a phenol compound). The alkali-soluble phenol resin may be used in combination with such a phenol compound having two or more alkyl groups and a phenol compound having one or less alkyl groups (hereinafter referred to as other phenol compound).

【0007】ここで用いる2以上のアルキル基を有する
フェノール化合物の具体例としては、2,3−ジメチル
フェノール、2,5−ジメチルフェノール、3,4−ジ
メチルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,
4−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール
などのジメチルフェノール類;2,3,6−トリメチル
フェノール、トリメチルフェノール類;2−t−ブチル
−5−メチルフェノール、チモール、イソチモールなど
の分岐のアルキル基を有する2置換フェノール類など、
2以上の炭素数1〜4の低級アルキル基を有するフェノ
ール化合物が例示され、なかでもジメチルフェノール類
やトリメチルフェノール類が好ましく、2,5−ジメチ
ルフェノール、3,5−ジメチルフェノールおよび2,
3,5−トリメチルフェノールは特に好ましい例であ
る。これらは単独または2種類以上を混合して用いるこ
とができる。
Specific examples of the phenol compound having two or more alkyl groups used here include 2,3-dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol, 3,4-dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol and 2 ,
Dimethylphenols such as 4-dimethylphenol and 2,6-dimethylphenol; 2,3,6-trimethylphenol and trimethylphenols; branched alkyl groups such as 2-t-butyl-5-methylphenol, thymol and isothymol Disubstituted phenols having
Phenol compounds having 2 or more lower alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms are exemplified, and among them, dimethylphenols and trimethylphenols are preferable, and 2,5-dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol and 2,
3,5-Trimethylphenol is a particularly preferred example. These may be used alone or in combination of two or more.

【0008】また、他の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
ゾールなどを用いることができ、特にm−クレゾールと
p−クレゾールを用いるのが好ましい。フェノール化合
物と他のフェノール化合物との割合(モル比)は、8
0:20〜0:100、好ましくは70:30〜20:
80程度で任意に設定することができるが、この範囲を
外れると本発明の効果が十分に得られないことがある。
As other phenol compounds, phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol and the like can be used, and it is particularly preferable to use m-cresol and p-cresol. The ratio (molar ratio) of the phenol compound to other phenol compounds is 8
0: 20-0: 100, preferably 70: 30-20:
It can be arbitrarily set at about 80, but if it is out of this range, the effect of the present invention may not be sufficiently obtained.

【0009】アルデヒド類の具体例としては、ホルマリ
ン、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアル
デヒド、プロピルアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェ
ニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒ
ド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシ
ベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、
p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズア
ルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベ
ンズアルデヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニ
トロベンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、
o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデ
ヒド、p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズ
アルデヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、テレフ
タルアルデヒドなどが例示される。これらのうち、ホル
マリン、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド及び
o−ヒドロキシベンズアルデヒドが好ましい。これらの
化合物は、単独または2種類以上を組み合わせて用いる
こともできる。ケトン類の具体例としては、アセトン、
メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジフェニルケト
ン、アセトフェノンなどが例示される。これらの化合物
は、単独または2種類以上を組み合わせて用いることも
できる。
Specific examples of aldehydes include formalin, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, propylaldehyde, benzaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde,
p-hydroxybenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde, o-nitrobenzaldehyde, m-nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde,
Examples thereof include o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p-ethylbenzaldehyde, pn-butylbenzaldehyde, and terephthalaldehyde. Of these, formalin, paraformaldehyde, acetaldehyde and o-hydroxybenzaldehyde are preferable. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Specific examples of ketones include acetone,
Examples include methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diphenyl ketone, acetophenone, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0010】本発明において用いられるアルカリ可溶性
フェノール樹脂のUV254nmの検出器を用いたGP
Cパターンによるポリスチレン換算重量平均分子量(以
下、単に重量平均分子量という)は樹脂の種類や製法に
より異なるが、通常1,000〜25,000、好まし
くは2,500〜12,000である。平均分子量が
1,000未満ではパターン形状、解像度、耐熱性が悪
化する傾向にある。また、25,000を超えるとパタ
ーン形状、現像性、感度が悪化するため実用的ではな
い。
GP using UV-254 nm detector of alkali-soluble phenolic resin used in the present invention
The polystyrene reduced weight average molecular weight (hereinafter, simply referred to as weight average molecular weight) according to the C pattern varies depending on the type of resin and the production method, but is usually 1,000 to 25,000, and preferably 2,500 to 12,000. If the average molecular weight is less than 1,000, the pattern shape, resolution and heat resistance tend to deteriorate. On the other hand, if it exceeds 25,000, the pattern shape, developability, and sensitivity deteriorate, which is not practical.

【0011】これらのアルカリ可溶性フェノール樹脂
は、公知の手段により分子量や分子量分布を制御したも
のとして用いることもできる。分子量や分子量分布を制
御する方法としては、樹脂を破砕し、適当な溶解度を持
つ有機溶剤で固−液抽出するか、樹脂を良溶剤に溶解さ
せ、貧溶剤中に滴下するか、または貧溶剤を滴下して固
−液または液−液抽出するなどの方法が挙げられる。
These alkali-soluble phenol resins can be used as those whose molecular weight and molecular weight distribution are controlled by known means. As a method for controlling the molecular weight or molecular weight distribution, the resin is crushed and solid-liquid extracted with an organic solvent having appropriate solubility, or the resin is dissolved in a good solvent and dropped into a poor solvent, or a poor solvent is used. Is added dropwise to perform solid-liquid or liquid-liquid extraction.

【0012】(B)感光剤 本発明において用いられる感光剤は、ポリヒドロキシ化
合物のキノンジアジドスルホン酸エステルであるが、1
分子中の全てのヒドロキシル基がエステル化されたもの
でなくともよく、部分エステル化物であってもよい。感
光剤として用いられるエステル化物の具体例としては、
これらのポリヒドロキシ化合物の1,2−ベンゾキノン
ジアジド−4−スルホン酸エステル、1,2−ナフトキ
ノンジアジド−4−スルホン酸エステル、1,2−ナフ
トキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、1,2−
ナフトキノンジアジド−6−スルホン酸エステル、2,
1−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、
2,1−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステ
ル、2,1−ナフトキノンジアジド−6−スルホン酸エ
ステル等が例示される。ポリヒドロキシ化合物のキノン
ジアジドスルホン酸エステルは、常法にしたがってキノ
ンジアジドスルホン酸化合物をキノンジアジドスルホン
酸ハライドとした後、アセトン、ジオキサン、テトラヒ
ドロフラン等の溶媒中で炭酸ナトリウム、炭酸水素ナト
リウム、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の無機塩
基、または、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ト
リプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリブチル
アミン、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホ
リン、ピリジン、ジシクロヘキシルアミン等の有機塩基
存在下、キノンジアジドスルホン酸ハライドとポリヒド
ロキシ化合物とを反応させることにより、本発明で使用
されるキノンジアジドスルホン酸エステル系感光剤を得
ることができる。
(B) Photosensitizer The photosensitizer used in the present invention is a quinonediazide sulfonic acid ester of a polyhydroxy compound.
Not all hydroxyl groups in the molecule need be esterified, but may be partially esterified. Specific examples of the esterified compound used as a photosensitizer include:
1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, and 1,2-benzoic acid ester of these polyhydroxy compounds
Naphthoquinonediazide-6-sulfonic acid ester, 2,
1-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester,
Examples thereof include 2,1-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester and 2,1-naphthoquinonediazide-6-sulfonic acid ester. The quinone diazide sulfonic acid ester of a polyhydroxy compound is obtained by converting a quinone diazide sulfonic acid compound into a quinone diazide sulfonic acid halide according to a conventional method, and then using sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium hydroxide or hydroxide in a solvent such as acetone, dioxane or tetrahydrofuran. In the presence of an inorganic base such as potassium, or an organic base such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, diisopropylamine, tributylamine, pyrrolidine, piperidine, piperazine, morpholine, pyridine, dicyclohexylamine, a quinonediazidesulfonic acid halide and a polyhydroxy compound, The quinonediazide sulfonic acid ester-based photosensitizer used in the present invention can be obtained by reacting

【0013】ここで使用されるヒドロキシ化合物は、フ
ェノール基を有する公知のものが使用され、具体例とし
ては、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、
2,4,4’−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,
3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,
4,2’,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、
2,3,4,2’,4’−ペンタヒドロキシベンゾフェ
ノン等のポリヒドロキシベンゾフェノン類;没食子酸メ
チル、没食子酸エチル、没食子酸プロピル等の没食子酸
エステル類;2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパン、2,2−ビス(2,4−ジヒドロキシフェニ
ル)プロパン等のポリヒドロキシビスフェニルアルカン
類;トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,
1,1−トリス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニ
ル)エタン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシ−3
−メチルフェニル)エタン、1,1,1−トリス(4−
ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒド
ロキシ−3−メチルフェニル)−1−(4−ヒドロキシ
フェニル)エタン、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチル
フェニル)−2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニルメ
タン等のポリヒドロキシトリスフェニルアルカン類;
1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニ
ル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−メチル
−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,3,3−
テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のポ
リヒドロキシテトラキスフェニルアルカン類;α,α,
α’,α’−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)−
3−キシレン、α,α,α’,α’−テトラキス(4−
ヒドロキシフェニル)−4−キシレン、α,α,α’,
α’−テトラキス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)−3−キシレン等のポリヒドロキシテトラキスフェ
ニルキシレン類;2,6−ビス(2,4−ジヒドロキシ
ベンジル)−p−クレゾール、2,6−ビス(2,4−
ジヒドロキシ−3−メチルベンジル)−p−クレゾー
ル、4,6−ビス(4−ヒドロキシベンジル)レゾルシ
ン、4,6−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルベンジ
ル)レゾルシン、4,6−ビス(4−ヒドロキシベンジ
ル)−2−メチルレゾルシン、4,6−ビス(4−ヒド
ロキシ−3−メチルベンジル)−2−メチルレゾルシン
等のフェノール類とホルマリンとのトリマー、下記一般
式(I)で示されるフェノール系化合物とホルマリンと
のテトラマー、さらにノボラック樹脂などが挙げられ
る。
The hydroxy compound used here is a known one having a phenol group, and specific examples thereof include 2,3,4-trihydroxybenzophenone and
2,4,4'-trihydroxybenzophenone, 2,
3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,
4,2 ', 4'-tetrahydroxybenzophenone,
Polyhydroxybenzophenones such as 2,3,4,2 ', 4'-pentahydroxybenzophenone; gallic esters such as methyl gallate, ethyl gallate and propyl gallate; 2,2-bis (4-hydroxyphenyl )
Polyhydroxybisphenylalkanes such as propane and 2,2-bis (2,4-dihydroxyphenyl) propane; tris (4-hydroxyphenyl) methane,
1,1-tris (4-hydroxy-3-methylphenyl) ethane, 1,1,1-tris (4-hydroxy-3
-Methylphenyl) ethane, 1,1,1-tris (4-
Hydroxyphenyl) ethane, 1,1-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) -1- (4-hydroxyphenyl) ethane, bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) -2-hydroxy-4-methoxy Polyhydroxytrisphenylalkanes such as phenylmethane;
1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,3,3-
Polyhydroxytetrakisphenylalkanes such as tetrakis (4-hydroxyphenyl) propane; α, α,
α ', α'-tetrakis (4-hydroxyphenyl)-
3-xylene, α, α, α ′, α′-tetrakis (4-
(Hydroxyphenyl) -4-xylene, α, α, α ′,
Polyhydroxytetrakisphenyl xylenes such as α'-tetrakis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -3-xylene; 2,6-bis (2,4-dihydroxybenzyl) -p-cresol, 2,6-bis (2,4-
Dihydroxy-3-methylbenzyl) -p-cresol, 4,6-bis (4-hydroxybenzyl) resorcin, 4,6-bis (4-hydroxy-3-methylbenzyl) resorcin, 4,6-bis (4- A trimer of a phenol and a formalin such as hydroxybenzyl) -2-methylresorcin, 4,6-bis (4-hydroxy-3-methylbenzyl) -2-methylresorcin, and a phenolic compound represented by the following general formula (I) Examples thereof include tetramers of compounds and formalin, and novolac resins.

【化1】 (式中、R1、R2は、互いに独立に水素原子または炭素
数1〜4のアルキル基であり、R3〜R6は、互いに独立
に炭素数1〜4のアルキル基である。)
Embedded image (In the formula, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 to R 6 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

【0014】本発明で用いられる感光剤において、これ
らのポリヒドロキシ化合物に対するキノンジアジドスル
ホン酸化合物のエステル化の比率(平均エステル化率)
は、特に限定されるものではないが、通常、ポリヒドロ
キシ化合物のヒドロキシル基に対するキノンジアジドス
ルホン酸化合物のモル%として下限は、通常20%、好
ましくは30%であり、上限は通常100%、好ましく
は95%である。エステル化の比率が低すぎるとパター
ン形状や解像性の劣化をまねき、エステル化の比率が高
すぎると感度の低下をまねくことがある。
In the photosensitizer used in the present invention, the ratio of esterification of quinonediazide sulfonic acid compound to these polyhydroxy compounds (average esterification rate)
Is not particularly limited, but the lower limit is usually 20%, preferably 30% as the mol% of the quinonediazide sulfonic acid compound relative to the hydroxyl group of the polyhydroxy compound, and the upper limit is usually 100%, preferably 95%. If the esterification ratio is too low, the pattern shape and the resolution may be deteriorated. If the esterification ratio is too high, the sensitivity may be lowered.

【0015】これらの中でも、ポリヒドロキシトリスフ
ェニルアルカン類、ポリヒドロキシテトラキスフェニル
アルカン類、ポリヒドロキシテトラキスフェニルキシレ
ン類、フェノール類とホルマリンとのトリマーやテトラ
マーなどのような、フェノール核が3または4のポリヒ
ドロキシ化合物のキノンジアジドスルホン酸エステルを
用いた系で高い効果が得られる傾向にある。
Among these, polyhydroxy trisphenylalkanes, polyhydroxytetrakisphenylalkanes, polyhydroxytetrakisphenylxylenes, polymers having a phenol nucleus of 3 or 4 such as trimers and tetramers of phenols and formalin. A system using a quinonediazide sulfonic acid ester of a hydroxy compound tends to obtain a high effect.

【0016】本発明において用いられる感光剤は、単独
で用いても、あるいは2種以上を混合して用いてもよ
い。感光剤の配合量は、アルカリ可溶性フェノール樹脂
100重量部に対して、通常1〜100重量部、好まし
くは5〜60重量部である。この配合量が1重量部未満
では、パターンの形成が困難となり、100重量部を超
えると感度が低下し、現像残りが発生し易くなる。
The photosensitizers used in the present invention may be used alone or in admixture of two or more. The compounding amount of the photosensitizer is usually 1 to 100 parts by weight, preferably 5 to 60 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkali-soluble phenol resin. If the amount is less than 1 part by weight, it becomes difficult to form a pattern. If the amount exceeds 100 parts by weight, the sensitivity is lowered and the development residue tends to occur.

【0017】(C)ポリヒドロキシベンゼン類 本発明において用いられるポリヒドロキシベンゼン類
は、ベンゼン核に2以上のヒドロキシル基が結合してい
るものであり、炭素数1〜4の低級アルキル基や塩素原
子、臭素原子などのハロゲン原子が置換基として結合し
ていても良い。このようなポリヒドロキシベンゼン類の
具体例としては、カテコール、レゾルシン、ハイドロキ
ノン、ピロガロール、フロログリシン、3−メチルカテ
コール、4−メチルカテコール、3−メトキシカテコー
ル、2−メチルレゾルシン、5−メトキシレゾルシン、
4−エチルレゾルシン、メチルハイドロキノン、2,3
−ジメチルハイドロキノン、テトラメチル−p−ベンゾ
キノン、メトキシハイドロキノン、5−メチルピロガロ
ール、メチルガレート、エチルガレート、プロピルガレ
ート、n−ブチルガレート、イソブチルガレオート、ト
リメチルハイドロキノンなどが挙げられ、中でもピロガ
ロール、5−メチルピロガロールのようなヒドロキシル
基が3であるもの(トリヒドロキシベンゼン類)が好ま
しい。
(C) Polyhydroxybenzenes The polyhydroxybenzenes used in the present invention are those in which two or more hydroxyl groups are bonded to the benzene nucleus, and a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a chlorine atom. A halogen atom such as a bromine atom may be bonded as a substituent. Specific examples of such polyhydroxybenzenes include catechol, resorcin, hydroquinone, pyrogallol, phloroglysin, 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, 3-methoxycatechol, 2-methylresorcin, 5-methoxyresorcin,
4-ethylresorcin, methylhydroquinone, 2,3
-Dimethylhydroquinone, tetramethyl-p-benzoquinone, methoxyhydroquinone, 5-methylpyrogallol, methylgallate, ethylgallate, propylgallate, n-butylgallate, isobutylgalleate, trimethylhydroquinone, and the like, among which pyrogallol, 5-methyl Those having 3 hydroxyl groups such as pyrogallol (trihydroxybenzenes) are preferable.

【0018】このようなポリヒドロキシベンゼン類の添
加量は、アルカリ可溶性フェノール樹脂の原料組成や分
子量、分子量分布によりその最適量は若干異なることも
あるが、アルカリ可溶性フェノール樹脂および必要に応
じて添加された下記フェノール類との合計量100重量
部に対して、通常0.1〜20重量部、好ましくは0.
2〜10重量部、より好ましくは0.5〜5重量部であ
る。
Although the optimum amount of the polyhydroxybenzenes to be added may vary slightly depending on the raw material composition of the alkali-soluble phenol resin, the molecular weight and the molecular weight distribution, the addition amount of the alkali-soluble phenol resin and, if necessary, the addition amount thereof is not limited. In addition, it is usually 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.1% to 100 parts by weight in total with the following phenols.
It is 2 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight.

【0019】(D)フェノール類 本発明においては、更にポリヒドロキシベンゼン類以外
の低分子量のフェノール類を増感剤として添加すると、
感度等のレジスト特性が向上するので好ましい。このよ
うなフェノール類の具体例としては、p−フェニルフェ
ノール、p−イソプロピルフェノール等のモノフェノー
ル類;ビフェノール、4,4’−ジヒドロキシジフェニ
ルエーテル、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、
ビスフェノールA(本州化学工業社製)、ビスフェノー
ルC(本州化学工業社製)、ビスフェノールE(本州化
学工業社製)、ビスフェノールF(本州化学工業社
製)、ビスフェノールAP(本州化学工業社製)、ビス
フェノールM(三井石油化学工業社製)、ビスフェノー
ルP(三井石油化学工業社製)、ビスフェノールZ(本
州化学工業社製)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)シクロペンタン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)フルオレン、1,1−ビス(5−メチル−2
−ヒドロキシフェニル)メタン、3,5−ジメチル−4
−ヒドロキシベンジルフェノール等のビスフェノール
類;1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)メ
タン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)
エタン、1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフ
ェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
1,1−ビス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェ
ニル)−1−(2−ヒドロキシフェニル)メタン、1,
1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)−1−(2−ヒドロキシフェニル)メタン、2,6
−ビス(5−メチル−2−ヒドロキシベンジル)−4−
メチルフェノール、2,6−ビス(4−ヒドロキシベン
ジル)−4−メチルフェノール、2,6−ビス(3−メ
チル−4−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェノー
ル、2,6−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシ
ベンジル)−4−メチルフェノール、トリスフェノール
−PA(本州化学工業社製)、トリスフェノール−TC
(本州化学工業社製)等のトリスフェノール類;1,
1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エ
タン、1,1,2,2−テトラキス(3−メチル−4−
ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,3,3−(4−
ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,5,5−テト
ラキス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、α,α,
α’,α’−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)−
3−キシレン、α,α,α’,α’−テトラキス(4−
ヒドロキシフェニル)−4−キシレン、α,α,α’,
α’−テトラキス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)−3−キシレン、α,α,α’,α’−テトラキス
(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−4−キシレ
ン等のテトラキスフェノール類などが例示される。上述
したなかでも、ビスフェノール類、トリスフェノール
類、テトラキスフェノール類などは特に好ましい例であ
る。これらのフェノール類の添加量は、アルカリ可溶性
フェノール樹脂の組成、分子量、分子量分布、他の添加
剤の種類や量によりことなるが、フェノール類量は、ア
ルカリ可溶性フェノール樹脂100重量部に対して、上
限は通常100重量部以下、好ましくは60重量部以下
であり、下限は通常3重量部以上である。
(D) Phenols In the present invention, when a low molecular weight phenol other than polyhydroxybenzenes is further added as a sensitizer,
It is preferable because resist characteristics such as sensitivity are improved. Specific examples of such phenols include monophenols such as p-phenylphenol and p-isopropylphenol; biphenol, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 4,4′-dihydroxybenzophenone,
Bisphenol A (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), bisphenol C (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), bisphenol E (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), bisphenol F (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), bisphenol AP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), Bisphenol M (manufactured by Mitsui Petrochemical Industry Co., Ltd.), bisphenol P (manufactured by Mitsui Petrochemical Industry Co., Ltd.), bisphenol Z (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclopentane, 9,9- Bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 1,1-bis (5-methyl-2)
-Hydroxyphenyl) methane, 3,5-dimethyl-4
Bisphenols such as -hydroxybenzylphenol; 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl)
Ethane, 1,1-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -1- (4-hydroxyphenyl) methane,
1,1-bis (2,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -1- (2-hydroxyphenyl) methane,
1-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -1- (2-hydroxyphenyl) methane, 2,6
-Bis (5-methyl-2-hydroxybenzyl) -4-
Methylphenol, 2,6-bis (4-hydroxybenzyl) -4-methylphenol, 2,6-bis (3-methyl-4-hydroxybenzyl) -4-methylphenol, 2,6-bis (3,5 -Dimethyl-4-hydroxybenzyl) -4-methylphenol, trisphenol-PA (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), trisphenol-TC
(Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) and other trisphenols;
1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3-methyl-4-
Hydroxyphenyl) ethane, 1,1,3,3- (4-
Hydroxyphenyl) propane, 1,1,5,5-tetrakis (4-hydroxyphenyl) pentane, α, α,
α ', α'-tetrakis (4-hydroxyphenyl)-
3-xylene, α, α, α ′, α′-tetrakis (4-
(Hydroxyphenyl) -4-xylene, α, α, α ′,
Tetrakisphenols such as α′-tetrakis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -3-xylene and α, α, α ′, α′-tetrakis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -4-xylene Is exemplified. Among the above, bisphenols, trisphenols, tetrakisphenols and the like are particularly preferable examples. The addition amount of these phenols varies depending on the composition of the alkali-soluble phenol resin, the molecular weight, the molecular weight distribution, and the type and amount of other additives, but the phenol amount is based on 100 parts by weight of the alkali-soluble phenol resin. The upper limit is usually 100 parts by weight or less, preferably 60 parts by weight or less, and the lower limit is usually 3 parts by weight or more.

【0020】本発明のポジ型レジスト組成物は、基板に
塗布してレジスト膜を形成するために、通常溶剤に溶解
して用いる。本発明において使用可能な溶剤の具体例と
しては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタ
ノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;n−プロピル
アルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアル
コール、シクロヘキサノールなどのアルコール類;エチ
レングリコールジメチルエーテル、エチレングリコール
ジエチルエーテル、ジオキサンなどのエーテル類;エチ
レングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコー
ルモノエチルエーテルなどのアルコールエーテル類;ギ
酸プロピル、ギ酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、
プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチ
ル、酪酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチルなどのエステ
ル類;セロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテ
ート、エチルセロソルブアセテート、プロピルセロソル
ブアセテート、ブチルセロソルブアセテートなどのセロ
ソルブアセテート類;プロピレングリコール、プロピレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレ
ングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレ
ングリコールモノブチルエーテルなどのプロピレングリ
コール類;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、
ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレン
グリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジ
エチルエーテルなどのジエチレングリコール類;トリク
ロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類;トルエン、
キシレンなどの芳香族炭化水素類;ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミドな
どの極性溶媒などが挙げられ、これらは、単独でも2種
以上を混合して用いてもよい。
The positive resist composition of the present invention is usually used by dissolving it in a solvent to apply it to a substrate to form a resist film. Specific examples of the solvent usable in the present invention include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone and cyclohexanone; alcohols such as n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol and cyclohexanol; ethylene glycol dimethyl ether. , Ethers such as ethylene glycol diethyl ether, dioxane; alcohol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether; propyl formate, butyl formate, propyl acetate, butyl acetate,
Esters such as methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate; cellosolve acetates such as cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate; propylene glycol, Propylene glycols such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether; diethylene glycol monomethyl ether,
Diethylene glycols such as diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether; halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene; toluene,
Aromatic hydrocarbons such as xylene; polar solvents such as dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methylacetamide, etc. may be mentioned, and these may be used alone or in admixture of two or more.

【0021】本発明のポジ型レジスト組成物には必要に
応じて、現像性・保存安定性・耐熱性などを改善するた
めに、スチレンとアクリル酸、メタクリル酸または無水
マレイン酸との共重合体、アルケンと無水マレイン酸と
の共重合体、ビニルアルコール重合体、ビニルピロリド
ン重合体、ロジン、シェラックなどを添加することがで
きる。このようなポリマーの添加量は、全アルカリ可溶
性フェノール樹脂100重量部に対して上記重合体0〜
50重量部、好ましくは5〜20重量部である。
The positive resist composition of the present invention may optionally contain a copolymer of styrene and acrylic acid, methacrylic acid or maleic anhydride in order to improve developability, storage stability and heat resistance. , A copolymer of an alkene and maleic anhydride, a vinyl alcohol polymer, a vinylpyrrolidone polymer, rosin, shellac and the like can be added. The amount of the polymer added is 0 to 100 parts by weight of the total alkali-soluble phenol resin.
It is 50 parts by weight, preferably 5 to 20 parts by weight.

【0022】本発明のポジ型レジスト組成物には、必要
に応じて界面活性剤、保存安定剤、ストリエーション防
止剤、可塑剤などの相溶性のある添加剤を含有させるこ
とができる。界面活性剤としては、例えばポリオキシエ
チレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリ
ルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等の
ポリオキシエチレンアルキルエテール類;ポリオキシエ
チレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
ノニルフェノルエーテルなどのポリオキシエチレンアリ
ールエーテル類;ポリエチレングリコールジラウレー
ト、エチレングリコールジステアレート等のポリエチレ
ングリコールジアルキルエステル類;エフトップEF3
01、EF303、EF352(新秋田化成社製)、メ
ガファックスF171、F172、F173、F177
(大日本インキ社製)、フロラードFC430、FC4
31(住友スリーエム社製)、アサヒガード AG71
0、サーフロン S−382、SC−101、SC−1
02、SC−103、SC−104、SC−105、S
C−106(旭硝子社製)等のフッ素界面活性剤;オル
ガノシロキサンポリマー KP341(信越化学工業社
製);アクリル酸系またはメタクリル酸系(共)重合体
ポリフローNo.75、No.95(共栄社油脂化学工
業社製)が挙げられる。これらの界面活性剤の配合量
は、組成物の固形分100重量部当り、通常、2重量部
以下、好ましくは1重量部以下である。
The positive resist composition of the present invention may contain compatible additives such as a surfactant, a storage stabilizer, an anti-striation agent and a plasticizer, if necessary. Examples of the surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenol ether, and the like. Oxyethylene aryl ethers; polyethylene glycol dialkyl esters such as polyethylene glycol dilaurate and ethylene glycol distearate; Ftop EF3
01, EF303, EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei), Megafax F171, F172, F173, F177
(Dai Nippon Ink Co., Ltd.), Florade FC430, FC4
31 (Sumitomo 3M), Asahi Guard AG71
0, Surflon S-382, SC-101, SC-1
02, SC-103, SC-104, SC-105, S
Fluorinated surfactants such as C-106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.); organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.); acrylic acid or methacrylic acid (co) polymer Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Oil and Fat Chemical Co., Ltd.). The amount of these surfactants is usually 2 parts by weight or less, preferably 1 part by weight or less, per 100 parts by weight of the solid content of the composition.

【0023】本発明のレジスト組成物はアルカリ現像液
として通常、アルカリ水溶液を用いるが、具体例として
は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリ
ウム、アンモニアなどの無機アルカリの水溶液;エチル
アミン、プロピルアミンなどの第一アミン類の水溶液;
ジエチルアミン、ジプロピルアミンなどの第二アミンの
水溶液;トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの第
三アミンの水溶液;ジエチルエタノールアミン、トリエ
タノールアミンなどのアルコールアミン類の水溶液;テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルア
ンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシメチル
アンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチ
ルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエ
チルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級アンモニウ
ムヒドロキシドの水溶液などが挙げられる。また、必要
に応じて、上記アルカリ水溶液にメタノール、エタノー
ル、プロパノール、エチレングリコールなどの水溶性有
機溶媒、界面活性剤、樹脂の溶解抑止剤などを添加する
ことができる。
In the resist composition of the present invention, an alkaline aqueous solution is usually used as an alkaline developing solution, and specific examples thereof include aqueous solutions of inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate and ammonia; ethylamine and propyl. Aqueous solutions of primary amines such as amines;
Aqueous solutions of secondary amines such as diethylamine and dipropylamine; aqueous solutions of tertiary amines such as trimethylamine and triethylamine; aqueous solutions of alcoholamines such as diethylethanolamine and triethanolamine; tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide; An aqueous solution of a quaternary ammonium hydroxide such as trimethylhydroxymethylammonium hydroxide, triethylhydroxymethylammonium hydroxide, and trimethylhydroxyethylammonium hydroxide is exemplified. If necessary, a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, and ethylene glycol, a surfactant, and a resin dissolution inhibitor may be added to the aqueous alkali solution.

【0024】本発明のレジスト組成物を溶剤に溶解させ
たレジスト溶液をシリコンウエハなどの基板表面に常法
により塗布した後、溶剤を乾燥除去することによりレジ
スト膜を形成することができる。このときの塗布方法と
しては、特にスピンコーティングが奨励される。このよ
うにして得られたレジスト膜にパターンを形成させるた
めの露光で用いられる露光源としては紫外線、遠紫外
線、KrFエキシマレーザー光、X線、電子線などの電
子線源が挙げられる。更に、露光後に熱処理(露光後ベ
ーク)を行うと、感度の向上と安定化が図れるため好ま
しい。
A resist film can be formed by applying a resist solution prepared by dissolving the resist composition of the present invention in a solvent onto the surface of a substrate such as a silicon wafer by a conventional method and then removing the solvent by drying. As a coating method at this time, spin coating is particularly recommended. An exposure source used for exposure for forming a pattern on the resist film thus obtained includes an electron beam source such as an ultraviolet ray, a far ultraviolet ray, a KrF excimer laser beam, an X-ray, and an electron beam. Further, it is preferable to perform a heat treatment (post-exposure bake) after the exposure because the sensitivity can be improved and stabilized.

【0025】[0025]

【発明の効果】かくして本発明によれば、保存中の粘度
上昇が抑制された膜厚変化の少ないレジスト組成物が得
られ、より微細なパターンを得ることが可能になった。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a resist composition in which an increase in viscosity during storage is suppressed and a change in film thickness is small, and a finer pattern can be obtained.

【0026】[0026]

【実施例】以下に合成例、実施例を挙げて本発明をさら
に具体的に説明する。なお、各例中の部及び%は、特に
断りのない限り重量基準である。また、測定された重量
平均分子量は、UV254nmの検出器を用いたゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィーにより得られたパタ
ーンにおけるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、
Mwという)である。
The present invention will be more specifically described below with reference to synthesis examples and working examples. The parts and percentages in each example are based on weight unless otherwise specified. Further, the measured weight average molecular weight is the polystyrene-reduced weight average molecular weight in the pattern obtained by gel permeation chromatography using a UV 254 nm detector (hereinafter,
It is called Mw).

【0027】(参考例1)ノボラック樹脂a−1の合成 冷却管と攪拌装置を装着した2リットルのフラスコに、
m−クレゾール174g、p−クレゾール217g、
2,3,5−トリメチルフェノール110g、92%ホ
ルムアルデヒド92.4g、及びシュウ酸2水和物1.
70gを入れ、マントルヒーターを熱源として90〜1
00℃に保ちながら100分間反応させた。ついで冷却
管を蒸留管につけかえて100〜105℃で30分間か
けて水を留去した後、さらに昇温170℃まで昇温しな
がら10mmHgに減圧し、さらに190℃まで昇温を
続けて未反応モノマー及び残留水を除去した。この後、
溶融樹脂を室温に戻して、ノボラック樹脂a−1 42
8gを回収した。このノボラック樹脂のMwを測定した
ところ、4200であった。
Reference Example 1 Synthesis of Novolac Resin a-1 In a 2 liter flask equipped with a cooling tube and a stirrer,
174 g of m-cresol, 217 g of p-cresol,
110 g of 2,3,5-trimethylphenol, 92.4 g of 92% formaldehyde, and oxalic acid dihydrate 1.
Put 70g, 90 ~ 1 using the mantle heater as a heat source
The reaction was carried out for 100 minutes while maintaining the temperature at 00 ° C. Then, the cooling tube was replaced with a distillation tube, and water was distilled off at 100 to 105 ° C for 30 minutes. Then, the temperature was further raised to 170 ° C, the pressure was reduced to 10 mmHg, and the temperature was further raised to 190 ° C. The reaction monomer and residual water were removed. After this,
The molten resin is returned to room temperature and novolac resin a-1 42
8 g was recovered. When the Mw of this novolak resin was measured, it was 4200.

【0028】(参考例2)ノボラック樹脂a−2の取得 合成例1で得られたノボラック樹脂300gに、プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート90g
と、トルエン150gを加えて85℃に加熱して攪拌溶
解した。フラスコに滴下ロートを装着し、温度を80〜
85℃に制御した状態で滴下ロートよりトルエン255
0gを15分間かけて滴下した後、さらに10分間この
温度に保った。次いで、室温まで徐冷し、さらに1時間
静置した。析出してきた樹脂分の上澄み液をデカンテー
ションによって除去した後、乳酸エチル550gを加
え、100mmHgで100℃に加熱して残留トルエン
を除去し、ノボラック樹脂a−2の乳酸エチル溶液を得
た。このノボラック樹脂のMwは6100であった。
Reference Example 2 Acquisition of Novolac Resin a-2 300 g of the novolak resin obtained in Synthesis Example 1 was mixed with 90 g of propylene glycol monomethyl ether acetate.
Then, 150 g of toluene was added and heated to 85 ° C. to dissolve with stirring. Attach the dropping funnel to the flask and adjust the temperature to 80 ~.
Toluene 255 was added from the dropping funnel while controlling at 85 ° C.
After dropping 0 g of the solution over 15 minutes, the temperature was kept for another 10 minutes. Then, the mixture was gradually cooled to room temperature and left still for 1 hour. The supernatant of the precipitated resin component was removed by decantation, 550 g of ethyl lactate was added, and the mixture was heated to 100 ° C. at 100 mmHg to remove residual toluene to obtain an ethyl lactate solution of novolak resin a-2. The Mw of this novolak resin was 6100.

【0029】(参考例3)ノボラック樹脂a−3の合成 フェノール化合物としてm−クレゾール144g、p−
クレゾール144g、2,3,5−トリメチルフェノー
ル241gを用い、ホルムアルデヒド量を80.1gと
した以外は、参考例1と同様の方法によりノボラック樹
脂a−3’を得た。さらにこの樹脂a−3’を溶解させ
る溶剤をキシレン3000gとした以外は、参考例2と
同様の方法によりノボラック樹脂a−3を得た。この樹
脂のMwは4400であった。
(Reference Example 3) Synthesis of novolak resin a-3 144 g of m-cresol as a phenol compound, p-
Novolak resin a-3 ′ was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that 144 g of cresol and 241 g of 2,3,5-trimethylphenol were used and the amount of formaldehyde was changed to 80.1 g. Further, novolak resin a-3 was obtained by the same method as in Reference Example 2 except that 3000 g of xylene was used as a solvent for dissolving this resin a-3 '. The Mw of this resin was 4400.

【0030】(参考例4)ノボラック樹脂a−4の合成 フェノール化合物としてm−クレゾール168g、p−
クレゾール168g、3,5−ジメチルフェノール16
3gを用い、ホルムアルデヒド量を102g、およびシ
ュウ酸2水和物1.5gとした以外は、参考例1と同様
の方法によりノボラック樹脂a−4を得た。このノボラ
ック樹脂のMwは4800であった。
Reference Example 4 Synthesis of Novolac Resin a-4 168 g of m-cresol as a phenol compound, p-
Cresol 168g, 3,5-dimethylphenol 16
Novolak resin a-4 was obtained in the same manner as in Reference Example 1, except that 3 g was used, the amount of formaldehyde was 102 g, and oxalic acid dihydrate was 1.5 g. The Mw of this novolak resin was 4,800.

【0031】(参考例5)ノボラック樹脂a−5の合成 フェノール化合物としてm−クレゾール144g、3,
5−ジメチルフェノール190g、2,5−ジメチルフ
ェノール163gを用い、ホルムアルデヒド量を80g
とした以外は、参考例4と同様の方法によりノボラック
樹脂a−5’を得た。さらにこのa−5’を溶解させる
溶剤をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート180gとトルエン3000gとした以外は、参考
例2と同様の方法によりノボラック樹脂a−5を得た。
この樹脂のMwは6300であった。
Reference Example 5 Synthesis of Novolac Resin a-5 144 g of m-cresol as a phenol compound, 3,
5-dimethylphenol 190g, 2,5-dimethylphenol 163g, formaldehyde amount 80g
Novolak resin a-5 ′ was obtained in the same manner as in Reference Example 4 except that. Further, novolak resin a-5 was obtained in the same manner as in Reference Example 2 except that 180 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and 3000 g of toluene were used as the solvent for dissolving this a-5 '.
The Mw of this resin was 6300.

【0032】(参考例6)ノボラック樹脂a−6の合成 フェノール化合物としてm−クレゾール96g、3,5
−ジメチルフェノール217g、2,5−ジメチルフェ
ノール217gを用い、ホルムアルデヒド量を80gと
した以外は、参考例4と同様の方法によりノボラック樹
脂a−6’を得た。さらにこの樹脂A−6’を溶解させ
る溶剤をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート150gと、トルエン2700gとした以外は、
参考例5と同様の方法によりノボラック樹脂a−6を得
た。このノボラック樹脂のMwは5300であった。
Reference Example 6 Synthesis of Novolac Resin a-6 As a phenol compound, 96 g of m-cresol, 3,5
-Novolak resin a-6 'was obtained in the same manner as in Reference Example 4 except that 217 g of dimethylphenol and 217 g of 2,5-dimethylphenol were used and the amount of formaldehyde was changed to 80 g. Further, except that 150 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and 2700 g of toluene were used as a solvent for dissolving the resin A-6 ′,
Novolak resin a-6 was obtained in the same manner as in Reference Example 5. The Mw of this novolak resin was 5,300.

【0033】(参考例7)ノボラック樹脂a−7の合成 冷却管と攪拌装置を装着した2リットルのフラスコに、
m−クレゾール178g、p−クレゾール222g、
3,5−ジメチルフェノール100g、92%ホルムア
ルデヒド68.8g、及び35%塩酸4.00gを入
れ、マントルヒーターを熱源として90〜100℃に保
ちながら、100分間反応させた。次いで、冷却管を蒸
留館に付け替え、100〜105℃で30分間かけて水
を留去した後、190℃まで昇温を続けて未反応モノマ
ー及び残留水を除去した。この後、溶融樹脂を室温に戻
して、ノボラック樹脂A−7’を回収した。さらにこの
ノボラック樹脂を参考例5と同様の方法で分別し、ノボ
ラック樹脂a−7を得た。このノボラック樹脂のMwは
6400であった。
Reference Example 7 Synthesis of Novolac Resin a-7 In a 2 liter flask equipped with a cooling pipe and a stirrer,
178 g of m-cresol, 222 g of p-cresol,
100 g of 3,5-dimethylphenol, 68.8 g of 92% formaldehyde, and 4.00 g of 35% hydrochloric acid were added, and the reaction was carried out for 100 minutes while maintaining the temperature at 90 to 100 ° C. with a mantle heater as a heat source. Then, the cooling pipe was replaced with a distillery, water was distilled off at 100 to 105 ° C. for 30 minutes, and then the temperature was raised to 190 ° C. to remove unreacted monomer and residual water. Then, the molten resin was returned to room temperature to recover the novolak resin A-7 '. Further, this novolak resin was fractionated by the same method as in Reference Example 5 to obtain novolac resin a-7. The Mw of this novolak resin was 6400.

【0034】各参考例の樹脂の仕込みモル比を表1にま
とめた。
The charged molar ratios of the resins of each reference example are summarized in Table 1.

【表1】 [Table 1]

【0035】表1の略語の説明: m/p=m−クレゾールとp−クレゾールとの併用 m/p/T=m−クレゾール、p−クレゾールおよび
2,3,5−トリメチルフェノールの併用 m/p/3,5X=m−クレゾール、p−クレゾールおよび
3,5−ジメチルフェノールの併用 m/3,5X/2,5X=m−クレゾール、3,5−ジメチルフ
ェノールおよび2,5−ジメチルフェノールの併用
Description of abbreviations in Table 1: m / p = m-cresol combined with p-cresol m / p / T = m-cresol combined with p-cresol and 2,3,5-trimethylphenol m / p Combination of p / 3,5X = m-cresol, p-cresol and 3,5-dimethylphenol m / 3,5X / 2,5X = m-cresol, 3,5-dimethylphenol and 2,5-dimethylphenol Combined

【0036】(参考例8)感光剤b−1の合成 ポリヒドロキシ化合物として、2,6−ビス(2,4−
ジヒドロキシベンジル)−p−クレゾールを用い、この
水酸基の70モル%に相当する量の1,2−ナフトキノ
ンジアジド−5−スルホン酸クロライドをジオキサンに
溶解して、10%溶液とした。この溶液を20〜25℃
に制御しながら、トリエチルアミン(1,−ナフトキノ
ンジアジド−5−スルホン酸クロライドの1.2等量
分)を、30分間かけて滴下し、さらに2時間保持して
反応を完結させた。析出してきた塩を濾別し、反応溶液
の10倍量の0.2%シュウ酸水溶液に投入した。析出
してきた固形分を濾過、イオン交換水洗浄、乾燥して、
キノンジアジドスルホン酸エステル系感光剤b−1を得
た。
Reference Example 8 Synthesis of Photosensitizer b-1 As a polyhydroxy compound, 2,6-bis (2,4-
Using dihydroxybenzyl) -p-cresol, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride in an amount corresponding to 70 mol% of this hydroxyl group was dissolved in dioxane to obtain a 10% solution. This solution at 20-25 ° C
While controlling the temperature to 3, triethylamine (1.2 equivalents of 1, -naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride) was added dropwise over 30 minutes, and the reaction was completed by holding it for another 2 hours. The precipitated salt was separated by filtration and poured into a 0.2% aqueous solution of oxalic acid 10 times the amount of the reaction solution. The precipitated solid is filtered, washed with ion-exchanged water, dried,
A quinonediazide sulfonic acid ester-based photosensitizer b-1 was obtained.

【0037】(参考例9)感光剤b−2の合成 ポリヒドロキシ化合物として、次式(II)で表される
化合物を用い、この水酸基の80モル%に相当する量の
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロラ
イドをジオキサンに溶解して、10%溶液とした。以後
の操作は、参考例8と同様の方法に従い、感光剤b−2
を得た。
Reference Example 9 Synthesis of Photosensitizer b-2 A compound represented by the following formula (II) was used as a polyhydroxy compound, and 1,2-naphthoquinonediazide in an amount corresponding to 80 mol% of this hydroxyl group was used. -5-sulfonic acid chloride was dissolved in dioxane to give a 10% solution. Subsequent operations were carried out in the same manner as in Reference Example 8 using the photosensitizer b-2.
I got

【化2】 Embedded image

【0038】(参考例10)感光剤b−3の合成 ポリヒドロキシ化合物として、2,3,4,4’−テト
ラヒドロキシベンゾフェノンを用い、この基の75モル
%に相当する量の1,2−ナフトキノンジアジド−5−
スルホン酸クロライドをジオキサンに溶解して、10%
の溶液とした。以後の操作は、参考例8と同様の方法に
従い、感光剤b−3を得た。
(Reference Example 10) Synthesis of Photosensitizer b-3 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone was used as a polyhydroxy compound, and an amount of 1,2-corresponding to 75 mol% of this group was used. Naphthoquinone diazide-5
Dissolve sulfonic acid chloride in dioxane, 10%
Solution. Subsequent operations were performed in the same manner as in Reference Example 8 to obtain a photosensitizer b-3.

【0039】(実施例1〜10、比較例1〜2)参考例
で得た組成の樹脂(乳酸エチル溶液で得たものについて
は、溶液中の樹脂濃度を乾燥重量から算出)、感光剤、
フェノール化合物及びポリヒドロキシベンゼン類を表2
の組成で乳酸エチルに溶解し、1.17μmのテフロン
フィルター(ポリテトラフルオロエチレンフィルター)
で濾過してレジスト組成物を調製し、シリコンウエハ上
にコーターで塗布し膜厚を測定した。た。上記レジスト
組成物を35℃に加熱保持し、90日後、レジスト組成
物調製直後の膜厚測定と同様にして、成膜し、膜厚を測
定条件した。膜厚変化は、表2に示すとおりであった。
(Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2) Resins having the compositions obtained in Reference Examples (for those obtained with ethyl lactate solution, the resin concentration in the solution was calculated from dry weight), photosensitizer,
Table 2 shows phenolic compounds and polyhydroxybenzenes.
Dissolved in ethyl lactate with the composition of 1.17 μm Teflon filter (polytetrafluoroethylene filter)
Then, a resist composition was prepared by filtration with, and was coated on a silicon wafer with a coater to measure the film thickness. Was. The above resist composition was heated and held at 35 ° C., and after 90 days, a film was formed in the same manner as the film thickness measurement immediately after preparation of the resist composition, and the film thickness was measured. The change in film thickness was as shown in Table 2.

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】この結果、原料として2以上のアルキル基
を有するフェノール化合物を原料とする樹脂を含有する
レジスト組成物に、ポリヒドロキシベンゼン類を添加す
ると膜厚変化を抑制することができることが判った。
As a result, it was found that addition of polyhydroxybenzenes to a resist composition containing a resin containing a phenol compound having two or more alkyl groups as a raw material can suppress the film thickness change.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルカリ可溶性フェノール樹脂、キノン
ジアジドスルホン酸エステル系感光剤、およびポリヒド
ロキシベンゼン類を含有するポジ型レジスト組成物にお
いて、アルカリ可溶性フェノール樹脂が、1種類以上の
フェノール類と1種類以上のアルデヒド類又はケトン類
との縮合により得られるノボラック樹脂であり、少なく
とも1種類のフェノール類が2以上のアルキル基を有す
るフェノール化合物であることを特徴とするポジ型レジ
スト組成物。
1. A positive resist composition containing an alkali-soluble phenol resin, a quinonediazide sulfonic acid ester-based photosensitizer, and polyhydroxybenzenes, wherein the alkali-soluble phenol resin is one or more phenols and one or more kinds. A positive resist composition, which is a novolak resin obtained by condensation with aldehydes or ketones, wherein at least one kind of phenol is a phenol compound having two or more alkyl groups.
【請求項2】 2以上のアルキル基を有するフェノール
化合物がジメチルフェノール類またはトリメチルフェノ
ール類である請求項1記載のポジ型レジスト組成物。
2. The positive resist composition according to claim 1, wherein the phenol compound having two or more alkyl groups is dimethylphenol or trimethylphenol.
【請求項3】 ポリヒドロキシベンゼン類がトリヒドロ
キシベンゼン類である請求項1または2記載のポジ型レ
ジスト組成物。
3. The positive resist composition according to claim 1, wherein the polyhydroxybenzenes are trihydroxybenzenes.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109456230A (en) * 2018-11-14 2019-03-12 大晶信息化学品(徐州)有限公司 A kind of preparation method of photosensitizer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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