JPH1010731A - Negative photosensitive resin composition and production of resist image - Google Patents

Negative photosensitive resin composition and production of resist image

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JPH1010731A
JPH1010731A JP8164746A JP16474696A JPH1010731A JP H1010731 A JPH1010731 A JP H1010731A JP 8164746 A JP8164746 A JP 8164746A JP 16474696 A JP16474696 A JP 16474696A JP H1010731 A JPH1010731 A JP H1010731A
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JP
Japan
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photosensitive resin
negative photosensitive
weight
resin composition
parts
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JP8164746A
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Japanese (ja)
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Kei Kasuya
圭 粕谷
Mamoru Sasaki
守 佐々木
Shigeru Nishio
繁 西尾
Shigeru Koibuchi
滋 鯉渕
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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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  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative photosensitive resin compsn. having high sensitivity and high resolution and to provide a production method of a resist image with which highly integrated circuits can be easily produced. SOLUTION: This negative photosensitive resin compsn. contains a resin soluble with an alkali soln., bromomethyl arylketone or dibromomethyl arylketone, an amino resin and a phenol compd. expressed by formula. In formula, a and b are integers 1 to 3, x and y are integers 0 to 3 satisfying (a+x)<=4 and (b+y)<=4. This negative photosensitive resin compsn. is applied on a substrate, and then dried, exposed to light or irradiated with active radiation, heated and developed with an alkali soln.

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、ネガ型感光性樹脂
組成物及びレジスト像の製造法に関し、さらに詳しくは
高集積回路を作成するための微細パターン形成能力に優
れたネガ型感光性樹脂組成物及びこれを用いたレジスト
像の製造法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a negative photosensitive resin composition and a method for producing a resist image, and more particularly to a negative photosensitive resin composition having excellent ability to form a fine pattern for producing a highly integrated circuit. And a method for producing a resist image using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、慣用のネガ型レジストとして、環
化ゴムをベースとし、アジド化合物を感光剤として用い
たものが周知である。このレジストは、紫外線照射によ
り環化ゴムとアジド化合物が架橋反応を起こし、紫外線
照射部を不溶化させることでネガ型パターンを形成する
ものである。しかしながら、現像時にパターンが膨潤す
るために解像度が劣り、高集積回路のための微細パター
ンを形成するのは困難であった。また、現像液として有
機溶媒を用いる必要があり、環境上、健康上問題があっ
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a conventional negative type resist, a resist based on a cyclized rubber and using an azide compound as a photosensitive agent has been known. This resist forms a negative pattern by causing a cross-linking reaction between the cyclized rubber and the azide compound by the irradiation of ultraviolet light, and insolubilizing the ultraviolet irradiation part. However, since the pattern swells during development, the resolution is inferior, and it has been difficult to form a fine pattern for a highly integrated circuit. In addition, it is necessary to use an organic solvent as a developer, which causes environmental and health problems.

【0003】また、アルカリ水溶液可溶性フェノール樹
脂をベースとし、アジド化合物を感光剤とするネガ型レ
ジストが特開昭59−22833号公報に記載されてい
る。このレジストの場合には、紫外線照射によりフェノ
ール樹脂とアジド化合物が架橋反応を起こし、紫外線照
射部を不溶化させることによってネガ型パターンを形成
する。この場合には、アルカリ水溶液可溶性フェノール
樹脂をベースとしているために、現像液としてアルカリ
水溶液を用いることができる。
Further, a negative resist based on an aqueous alkaline solution-soluble phenol resin and using azide compound as a photosensitive agent is described in JP-A-59-22833. In the case of this resist, a cross-linking reaction occurs between the phenol resin and the azide compound due to ultraviolet irradiation, and the ultraviolet-irradiated portion is insolubilized to form a negative pattern. In this case, an alkaline aqueous solution can be used as a developer because the aqueous solution is based on a phenol resin soluble in an alkaline aqueous solution.

【0004】しかし、上記のいずれのレジストにおいて
も、紫外線照射によりアジド化合物が活性分子種に変化
し、ベース樹脂との架橋反応が起こる過程において、架
橋反応の量子収率が1以下であるために低感度であると
いう問題があった。そこで、特開昭62−164045
号公報には、紫外線照射により発生する酸を触媒として
架橋反応を起こすことにより高感度化を図った化学増幅
系ネガ型レジストが提案されている。この化学増幅系レ
ジストは、紫外線照射により発生した酸が触媒として働
くために高感度化が実現できるものの、生成する酸が拡
散するために解像度が低下するという問題があった。ま
た、ネガ型レジスト組成物の保存中における酸発生剤の
暗反応により生成したわずかな酸が触媒となって架橋反
応を起こし、レジストの性質が変化するという問題があ
る。
However, in any of the above resists, the quantum yield of the cross-linking reaction is 1 or less in a process in which the azide compound is changed to an active molecular species by ultraviolet irradiation and a cross-linking reaction with the base resin occurs. There was a problem of low sensitivity. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-176, a chemically amplified negative resist has been proposed in which the sensitivity is increased by causing a crosslinking reaction using an acid generated by ultraviolet irradiation as a catalyst. This chemically amplified resist can achieve high sensitivity because the acid generated by ultraviolet irradiation acts as a catalyst, but has a problem in that the generated acid diffuses to lower the resolution. Further, there is a problem that a slight acid generated by a dark reaction of the acid generator during storage of the negative resist composition acts as a catalyst to cause a cross-linking reaction, thereby changing the properties of the resist.

【0005】特開平6−59444号公報には、化学増
幅系ネガ型レジスト組成物中に、フェノール化合物を加
えることにより活性放射線未照射部の高溶解化を図った
化学増幅系ネガ型レジストが記載されている。しかしな
がら、これらに記載されているフェノール化合物は、現
像液に対する活性放射練未照射部の溶解性を向上させる
ことができるものの、高集積回路を作成するための解像
度を得るには至っておらず、また、フェノール化合物の
種類によっては感度低下を起こすなどの問題があった。
JP-A-6-59444 discloses a chemically amplified negative resist in which a non-irradiated portion of active radiation is highly dissolved by adding a phenol compound to the chemically amplified negative resist composition. Have been. However, although the phenol compounds described therein can improve the solubility of the non-irradiated portion of the active radiation kneading in the developer, the resolution for producing a highly integrated circuit has not been obtained, and However, depending on the type of the phenol compound, there is a problem that the sensitivity is lowered.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】請求項1に記載の発明
は、高感度で高解像度であるネガ型感光性樹脂組成物を
提供するものである。請求項2に記載の発明は、さらに
現像性に優れるネガ型感光性樹脂組成物を提供するもの
である。請求項3に記載の発明はこれらネガ型感光性樹
脂組成物を用いて、高集積回路作製が容易なレジスト像
の製造法を提供するものである。
The invention described in claim 1 provides a negative photosensitive resin composition having high sensitivity and high resolution. The invention described in claim 2 provides a negative photosensitive resin composition having further excellent developability. The third aspect of the present invention is to provide a method for producing a resist image which is easy to produce a highly integrated circuit by using these negative photosensitive resin compositions.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、アルカリ水溶
液可溶性樹脂、ブロモメチルアリールケトン又はジブロ
モメチルアリールケトン、アミノ樹脂及び化2〔一般式
(I)〕
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an aqueous alkali-soluble resin, a bromomethylarylketone or dibromomethylarylketone, an amino resin, and a compound represented by the general formula (I):

【化2】 〔ただし、式中、a及びbはそれぞれ1〜3の整数であ
り、x及びyはそれぞれ0〜3の整数であり、(a+
x)は4以下、(b+y)は4以下である〕で表される
フェノール化合物を含有してなるネガ型感光性樹脂組成
物に関する。
Embedded image [Wherein, a and b are each an integer of 1 to 3, x and y are each an integer of 0 to 3, and (a +
x) is 4 or less, and (b + y) is 4 or less].

【0008】また、本発明は、このようなネガ型感光性
樹脂組成物において、一般式(I)で示されるフェノー
ル化合物が、一般式(I)中、a及ぴbがそれぞれ1で
あり、x及ぴyがそれぞれ0〜2の整数である化合物で
あるネガ型感光性樹脂組成物に関する。また、本発明は
これらのネガ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、乾
燥後、露光又は活性放射線照射を行い、加熱し、次いで
アルカリ水溶液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。
Further, the present invention relates to such a negative photosensitive resin composition, wherein the phenolic compound represented by the general formula (I) has a and b in the general formula (I) each being 1; The present invention relates to a negative photosensitive resin composition wherein x and y are each an integer of 0 to 2. Further, the present invention provides a method for producing a resist image, which comprises applying these negative photosensitive resin compositions onto a substrate, drying, exposing or irradiating with active radiation, heating, and then developing with an aqueous alkaline solution. About the law.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】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な樹脂であれば
特に制限はないが、フェノール類とアルデヒド類とを酸
触媒を用いて縮合させて得られるノボラック樹脂が好ま
しい。フェノール類としては、フェノール、クレゾー
ル、キシレノール、トリメチルフェノール、ブチルフェ
ノール、ナフトール、カテコール、ピロガロール等を単
独で又は2種類以上組み合わせて用いることができる。
アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、パラホルム
アルデヒドが用いられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The alkaline aqueous solution-soluble resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is a resin soluble in an alkaline aqueous solution, but is obtained by condensing phenols and aldehydes with an acid catalyst. Novolak resins are preferred. As phenols, phenol, cresol, xylenol, trimethylphenol, butylphenol, naphthol, catechol, pyrogallol, etc. can be used alone or in combination of two or more.
As the aldehydes, formaldehyde and paraformaldehyde are used.

【0010】また、フェノール類とアルデヒド類との縮
合のために用いる酸触媒としては、例えば、塩酸、硝
酸、硫酸などの無機酸、ギ酸、蓚酸、p−トルエンスル
ホン酸などの有機酸が挙げられる。酸触媒の使用量は、
上記のフェノール類の1モルに対して1×10-5〜1×
10-1モルであることが好ましい。縮合の反応温度は、
反応原料の反応性に応じて適宜変えることができるが、
通常70〜130℃である。縮合の方法としては、上記
のフェノール類、アルデヒド類及び酸触媒を一括して仕
込む方法、酸触媒の存在下に上記のフェノール類及びア
ルデヒド類を反応の進行と共に加えていく方法などが挙
げられる。縮合終了後は、減圧下、例えば10〜50mm
Hgで、反応系内の温度を150〜200℃に上昇させ
て、反応系内に存在する未反応原料、縮合水、酸触媒な
どを除去し、冷却後、樹脂を回収する。
The acid catalyst used for the condensation of phenols and aldehydes includes, for example, inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid, and organic acids such as formic acid, oxalic acid and p-toluenesulfonic acid. . The amount of acid catalyst used is
1 × 10 −5 to 1 × per 1 mol of the above phenols
It is preferably 10 -1 mol. The reaction temperature of the condensation is
It can be appropriately changed according to the reactivity of the reaction raw materials,
It is usually 70 to 130 ° C. Examples of the condensation method include a method in which the above-mentioned phenols, aldehydes and acid catalyst are charged at once, a method in which the above-mentioned phenols and aldehydes are added in the presence of the acid catalyst as the reaction proceeds. After the completion of the condensation, under reduced pressure, for example, 10 to 50 mm
The temperature in the reaction system is raised to 150 to 200 ° C. with Hg to remove unreacted raw materials, condensed water, acid catalyst and the like present in the reaction system, and after cooling, recover the resin.

【0011】本発明に用いられる酸発生剤はブロモメチ
ルアリールケトン又はジブロモメチルアリールケトンを
含むものである。ブロモメチルアリールケトン又はジブ
ロモメチルアリールケトンの具体例としては、2−ブロ
モアセチルナフタレン、2−ブロモアセチル−6,7−
ジメトキシナフタレン、2−ジブロモアセチルナフタレ
ン、2−ジブロモアセチル−6,7−ジメトキナフタレ
ン、1−ヒドロキシ−4−ブロモ−2−ブロモアセチル
ナフタレン、1−ヒドロキシ−4−ブロモ−2−ジブロ
モアセチルナフタレン、2−ヒドロキシ−1−ブロモア
セチルナフタレン、1,4−ビス(ブロモアセチル)ベ
ンゼン、4,4′−ビス(ブロモアセチル)ビフェニ
ル、1,3,5−トリス(ブロモアセチル)ベンゼン、
1,3,5−トリス(ジブロモアセチル)ベンゼンなど
を挙げることができ、これらを単独で又は2種類以上組
み合わせて用いてもよい。
The acid generator used in the present invention contains bromomethyl aryl ketone or dibromomethyl aryl ketone. Specific examples of bromomethylarylketone or dibromomethylarylketone include 2-bromoacetylnaphthalene, 2-bromoacetyl-6,7-
Dimethoxynaphthalene, 2-dibromoacetylnaphthalene, 2-dibromoacetyl-6,7-dimethoxyquinaphthalene, 1-hydroxy-4-bromo-2-bromoacetylnaphthalene, 1-hydroxy-4-bromo-2-dibromoacetylnaphthalene, 2-hydroxy-1-bromoacetylnaphthalene, 1,4-bis (bromoacetyl) benzene, 4,4′-bis (bromoacetyl) biphenyl, 1,3,5-tris (bromoacetyl) benzene,
Examples thereof include 1,3,5-tris (dibromoacetyl) benzene and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.

【0012】本発明に用いられるアミノ樹脂としては、
特に制限はなく、例えば、メラミン−ホルムアルデヒド
樹脂、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド樹脂、グリ
コールウリル−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホルムア
ルデヒド樹脂などを単独で又は2種類以上組み合わせて
用いることができる。
The amino resin used in the present invention includes:
There is no particular limitation, and for example, melamine-formaldehyde resin, benzoguanamine-formaldehyde resin, glycoluril-formaldehyde resin, urea-formaldehyde resin and the like can be used alone or in combination of two or more.

【0013】一般式(I)で表される化合物としては、
下記化3〔構造式(A)〜(G)〕に示される化合物な
どがある。
The compounds represented by the general formula (I) include:
There are compounds represented by the following formulas 3 [Structural formulas (A) to (G)].

【0014】[0014]

【化3】 Embedded image

【0015】本発明における感光性樹脂組成物の現像性
を高める観点から、一般式(I)で示されるフェノール
化合物としては、一般式(I)中、a及びbがそれぞれ
1であり、x及びyがそれぞれ0〜2の整数である化合
物が好ましく、さらに、a及ぴbがそれぞれ1であり、
x及びyがそれぞれ0又は1である化合物が好ましい。
From the viewpoint of enhancing the developability of the photosensitive resin composition of the present invention, as the phenol compound represented by the general formula (I), a and b are each 1 in the general formula (I), and x and Compounds in which y is an integer of 0 to 2 are preferred, and a and b are each 1;
Compounds in which x and y are each 0 or 1 are preferred.

【0016】本発明の感光性樹脂組成物は溶剤に溶解し
た状態で使用することが好ましく、この状態で例えば、
シリコン、アルミニウム、石英、ガラス基板などの表面
に塗布される。その際、用いられる溶剤は適宜選択して
しようされるが、例えば、アセトン、エチルケトン、シ
クロヘキサノン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン
等の芳香族系溶剤、メチルセロソルブ、メチルセロソル
ブアセタート、エチルセロソルブアセタート等のセロソ
ルブ系溶剤、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミ
ル、プロピレングリコールメチルエーテルアセタート、
プロピレングリコールエチルエーテルアセタート、ピル
ビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル
等のエステル系溶剤、メタノール、エタノール、プロパ
ノール、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピ
レングリコールエチルエーテル、プロピレングリコール
プロピルエーテル等のアルコール系溶剤などを単独で又
は2種類以上組み合わせて用いることが好ましい。
The photosensitive resin composition of the present invention is preferably used in the state of being dissolved in a solvent.
It is applied to the surface of silicon, aluminum, quartz, glass substrates, etc. At this time, a solvent to be used is appropriately selected and used. Examples thereof include ketone solvents such as acetone, ethyl ketone and cyclohexanone, aromatic solvents such as toluene and xylene, methyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, and ethyl cellosolve acetate. Cellosolve solvents such as tart, ethyl lactate, butyl acetate, isoamyl acetate, propylene glycol methyl ether acetate,
Ester solvents such as propylene glycol ethyl ether acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate and propyl pyruvate, and alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, propylene glycol methyl ether, propylene glycol ethyl ether and propylene glycol propyl ether Are preferably used alone or in combination of two or more.

【0017】本発明のネガ型感光性樹脂組成物には、解
像度及び感度の点からアルカリ水溶液可溶性樹脂100
重量部に対し、酸発生剤を5〜40重量部使用すること
が好ましく、10〜30重量部使用することがさらに好
ましい。同様の観点からアミノ樹脂は、アルカリ水溶液
可溶性樹脂100重量部に対し、3〜50重量部使用す
ることが好ましく、5〜20重量部使用することがさら
に好ましい。また、同様の観点から一般式(I)で表さ
れるフェノール化合物は、0.5〜30重量部使用する
ことが好ましく、1〜20重量部使用することがさらに
好ましい。溶剤は、通常、アルカリ水溶液可溶性樹脂1
00重量部に対して200〜2000重量部の範囲で用
いられることが好ましい。
The negative-type photosensitive resin composition of the present invention contains an aqueous alkali-soluble resin 100 in view of resolution and sensitivity.
The acid generator is preferably used in an amount of 5 to 40 parts by weight, more preferably 10 to 30 parts by weight, based on the weight of the acid generator. From the same viewpoint, the amino resin is preferably used in an amount of 3 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the aqueous alkali-soluble resin. From the same viewpoint, the phenol compound represented by the general formula (I) is preferably used in an amount of 0.5 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight. The solvent is usually an aqueous alkali solution soluble resin 1
It is preferably used in the range of 200 to 2000 parts by weight with respect to 00 parts by weight.

【0018】本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、目的
に応じて副次的な成分、例えば、塗布膜厚を均一にする
ためにパーフルオロアルキルエーテル、パーフルオロア
ルキルエステル等の界面活性剤、基板との密着性を向上
させるために1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジ
シラザン等の密着性向上剤などを含有してもよい。
The negative photosensitive resin composition of the present invention may contain, as the purpose requires, a secondary component, for example, a surfactant such as perfluoroalkyl ether or perfluoroalkyl ester in order to make the coating film thickness uniform. And an adhesiveness improver such as 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane for improving the adhesion to the substrate.

【0019】本発明のネガ型レジスト組成物は、基板上
に塗布し、乾燥することにより紫外線、遠紫外線、ある
いはX線、電子線等の放射線に対する感度が高い感光又
は感放射線膜(以下、感光膜も含めて単に感放射線膜と
記す)を形成する。その後、露光又は活性放射線照射を
行い、加熱し、次いで現像することによりレジスト像が
形成される。上記の感放射線膜は、露光あるいは放射線
照射を受けると、その部分の膜中の酸発生剤が分解して
酸を発生する。その後、加熱すると、発生した酸が触媒
となってアミノ樹脂同士及びアミノ樹脂とアルカリ水溶
液可溶性樹脂との架橋反応を起こす。次いで、アルカリ
水溶液で現像することにより、未照射部分の感放射線膜
が溶解し、ネガ型のレジスト像が形成される。
The negative resist composition of the present invention is applied onto a substrate and dried to form a photosensitive or radiation-sensitive film (hereinafter, photosensitive) having high sensitivity to ultraviolet rays, far ultraviolet rays, or radiation such as X-rays and electron beams. The film is simply referred to as a radiation-sensitive film). Thereafter, exposure or irradiation with actinic radiation is performed, heated, and then developed to form a resist image. When the above radiation-sensitive film is exposed to light or irradiated with radiation, the acid generator in the film at that portion is decomposed to generate an acid. Thereafter, when heated, the generated acid acts as a catalyst to cause a cross-linking reaction between the amino resins and between the amino resin and the aqueous alkali-soluble resin. Then, by developing with an aqueous alkali solution, the radiation-sensitive film in the unirradiated portion is dissolved, and a negative resist image is formed.

【0020】露光又は放射線照射には、紫外線、遠紫外
線、あるいはX線、電子線等の放射線が用いられ、公知
の手段により行われる。露光又は放射線照射後の加熱条
件は、感放射線膜の成分により適宜決定されるが、例え
ば、60〜130℃のホットプレートで30秒〜10分
間行われる。アルカリ水溶液の現像液としては、例え
ば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化テトラ
メチルアンモニウム、コリン等のアルカリ性物質の5重
量%以下、好ましくは1.5〜3.0重量%の水溶液な
どが用いられる。
For the exposure or radiation irradiation, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, or radiations such as X-rays and electron beams are used, and are performed by known means. The heating conditions after exposure or radiation irradiation are appropriately determined depending on the components of the radiation-sensitive film, and are, for example, performed on a hot plate at 60 to 130 ° C. for 30 seconds to 10 minutes. Examples of the developing solution of the alkaline aqueous solution include an aqueous solution of 5% by weight or less, preferably 1.5 to 3.0% by weight of an alkaline substance such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, and choline. Used.

【0021】[0021]

【実施例】次に、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらによって制限されるものではない。
なお、下記の実施例及び比較例で用いるm−/p−クレ
ゾールノボラック樹脂は、クレゾールとホルムアルデヒ
ドを各実施例及び比較例にそれぞれ記載する割合で仕込
み、蓚酸を触媒として97℃で3時間縮合させた後、1
80℃に温度を上げ、減圧下(10mmHg)で未反応のク
レゾール、ホルムアルデヒド、水及び酸を除去して合成
したものである。
Next, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
The m- / p-cresol novolak resin used in the following Examples and Comparative Examples was prepared by charging cresol and formaldehyde at the ratios described in each Example and Comparative Example, and condensing at 97 ° C. for 3 hours using oxalic acid as a catalyst. After one
It was synthesized by raising the temperature to 80 ° C. and removing unreacted cresol, formaldehyde, water and acid under reduced pressure (10 mmHg).

【0022】実施例1 m−クレゾールとp−クレゾール(仕込み量は重量比で
m−クレゾール/p−クレゾール=50/50)1.0
0モル及びホルムアルデヒド0.71モル縮合させて合
成したm−/p−クレゾールノボラック樹脂(ポリスチ
レン換算の重量平均分子量15,000)100重量
部、1−ヒドロキシ−4−ブロモ−2−ブロモアセチル
ナフタレン20重量部及びメラミン−ホルムアルデヒド
樹脂(サイメル303、三井サイアナミド社製)10重
量部及び前記化3中(F)の構造式を有する化合物〔以
下、フェノール化合物(F)という〕10重量部をプロ
ピレングリコールモノメチルエーテルアセテート400
重量部に溶解させた後、孔径0.2μmのメンブランフ
ィルタで濾過してネガ型感光性樹脂組成物を得た。
Example 1 m-cresol and p-cresol (prepared amounts by weight: m-cresol / p-cresol = 50/50) 1.0
0 mol and 0.71 mol of formaldehyde are condensed and 100 parts by weight of m- / p-cresol novolak resin (weight average molecular weight in terms of polystyrene of 15,000), 1-hydroxy-4-bromo-2-bromoacetylnaphthalene 20 10 parts by weight of a melamine-formaldehyde resin (Cymel 303, manufactured by Mitsui Cyanamid Co., Ltd.) and 10 parts by weight of a compound having the structural formula (F) (hereinafter referred to as phenol compound (F)) in propylene glycol monomethyl Ether acetate 400
After being dissolved in parts by weight, the solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to obtain a negative photosensitive resin composition.

【0023】得られた組成物をヘキサメチルジシラザン
処理したシリコン基板上に塗布し、100℃で120秒
間ホットプレートで乾燥して1.0μm厚の感放射線膜
を形成した。その後、加速電圧50kVの電子線描画装置
〔(株)日立製作所製HL−600〕を用いて7μC/cm2
の照射量で電子線を照射した後、90℃で90秒間ホッ
トプレートで熱処理し、次いで水酸化テトラメチルアン
モニウム2.38重量%水溶液で200秒間現像を行っ
たところ、最小線幅0.20μmの線/間隔の微細パタ
ーンが形成された。
The obtained composition was applied on a hexamethyldisilazane-treated silicon substrate and dried on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds to form a radiation-sensitive film having a thickness of 1.0 μm. Thereafter, an electron beam lithography system (HL-600, manufactured by Hitachi, Ltd.) with an acceleration voltage of 50 kV was used to obtain 7 μC / cm 2.
Was irradiated with an electron beam at 90 ° C. for 90 seconds on a hot plate, and then developed with a 2.38 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 200 seconds to obtain a minimum line width of 0.20 μm. A fine line / spacing pattern was formed.

【0024】実施例2 m−クレゾールとp−クレゾール(仕込み量は重量比で
m−クレゾール/p−クレゾール=60/40)1.0
0モル及びホルムアルデヒド0.72モルを縮合させて
合成したm−/p−クレゾールノボラック樹脂(ポリス
チレン換算の重量平均分子量15,000)100重量
部、1,3,5−トリス(ブロモアセチル)ベンゼン2
0重量部、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂(サイメル
300、三井サイアナミド社製)10重量部及びフェノ
ール化合物(F)20重量部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400重量部に溶解させた
後、孔径0.2μmのメンブランフィルタで濾過してネ
ガ型感光性樹脂組成物を得た。
Example 2 m-cresol and p-cresol (prepared amounts by weight: m-cresol / p-cresol = 60/40) 1.0
0 mol and 0.72 mol of formaldehyde are condensed, and 100 parts by weight of m- / p-cresol novolak resin (weight average molecular weight in terms of polystyrene of 15,000), 1,3,5-tris (bromoacetyl) benzene 2
0 parts by weight, 10 parts by weight of a melamine-formaldehyde resin (Cymel 300, manufactured by Mitsui Cyanamid Co., Ltd.) and 20 parts by weight of a phenol compound (F) are dissolved in 400 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate, and then a membrane having a pore size of 0.2 μm. The mixture was filtered with a filter to obtain a negative photosensitive resin composition.

【0025】得られた組成物をヘキサメチルジシラザン
処理したシリコン基板上に塗布し、100℃で120秒
間ホットプレートで乾燥して1.0μm厚の感放射線膜
を形成した。その後、実施例1で用いた電子線描画装置
により8μC/cm2の照射量で電子線を照射した後、10
0℃で120秒間ホットプレートで熱処理し、次いで水
酸化テトラメチルアンモニウム2.38重量%水溶液で
60秒間現像を行ったところ、最小線幅0.20μmの
線/間隔の微細パターンが形成された。
The obtained composition was applied on a hexamethyldisilazane-treated silicon substrate and dried on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds to form a radiation-sensitive film having a thickness of 1.0 μm. After that, an electron beam was irradiated at a dose of 8 μC / cm 2 by the electron beam lithography apparatus used in Example 1,
Heat treatment was performed on a hot plate at 0 ° C. for 120 seconds, followed by development with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 60 seconds. As a result, a fine pattern having a minimum line width of 0.20 μm and a line / interval was formed.

【0026】実施例3 m−クレゾールとp−クレゾール(仕込み量は重量比で
m−クレゾール/p−クレゾール=50/50)1.0
0モル及びホルムアルデヒド0.71モルを縮合させて
合成したm−/p−クレゾールノボラック樹脂(ポリス
チレン換算の重量平均分子量15,000)100重量
部、1,4−ビス(ブロモアセチル)ベンゼン15重量
部、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂(サイメル30
0、三井サイアナミド社製)10重量部及びフェノール
化合物(F)10重量部をシクロヘキサノン400重量
部に溶解させた後、孔径0.2μmのメンブランフィル
タで濾過してネガ型感光性樹脂組成物を得た。
Example 3 m-cresol and p-cresol (prepared amounts by weight: m-cresol / p-cresol = 50/50) 1.0
100 parts by weight of m- / p-cresol novolak resin (weight average molecular weight of 15,000 in terms of polystyrene) synthesized by condensing 0 mol and 0.71 mol of formaldehyde, 15 parts by weight of 1,4-bis (bromoacetyl) benzene , Melamine-formaldehyde resin (Cymel 30)
0, 10 parts by weight of Mitsui Cyanamid Co., Ltd.) and 10 parts by weight of phenol compound (F) were dissolved in 400 parts by weight of cyclohexanone, and then filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm to obtain a negative photosensitive resin composition. Was.

【0027】得られた組成物をヘキサメチルジシラザン
処理したシリコン基板上に塗布し、100℃で120秒
間ホットプレートで乾燥して1.0μm厚の感放射線膜
を形成した。その後、実施例1で用いた電子線描画装置
により7μC/cm2の照射量で電子線を照射した後、10
0℃で120秒間ホットプレートで熱処理し、次いで水
酸化テトラメチルアンモニウム2.38重量%水溶液で
60秒間現像を行ったところ、最小線幅0.20μmの
線/間隔の微細パターンが形成された。
The obtained composition was applied onto a hexamethyldisilazane-treated silicon substrate and dried on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds to form a radiation-sensitive film having a thickness of 1.0 μm. Then, after irradiating an electron beam with an irradiation amount of 7 μC / cm 2 by the electron beam lithography apparatus used in Example 1,
Heat treatment was performed on a hot plate at 0 ° C. for 120 seconds, followed by development with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 60 seconds. As a result, a fine pattern having a minimum line width of 0.20 μm and a line / interval was formed.

【0028】実施例4 m−クレゾールとp−クレゾール(仕込み量は重量比で
m−クレゾール/p−クレゾール=50/50)1.0
0モル及びホルムアルデヒド0.70モルを縮合させて
合成したm−/p−クレゾールノボラック樹脂(ポリス
チレン換算の重量平均分子量14,000)100重量
部、1,3,5−トリス(ブロモアセチル)ベンゼン1
5重量部、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂(サイメル
303、三井サイアナミド社製)15重量部及びフェノ
ール化合物(F)5重量部をシクロヘキサノン400重
量部に溶解させた後、孔径0.2μmのメンブランフィ
ルタで濾過してネガ型感光性樹脂組成物を得た。
Example 4 m-cresol and p-cresol (prepared amounts by weight: m-cresol / p-cresol = 50/50) 1.0
M- / p-cresol novolak resin (weight average molecular weight in terms of polystyrene: 14,000) 100 parts by weight synthesized by condensing 0 mol and 0.70 mol of formaldehyde, 1,3,5-tris (bromoacetyl) benzene 1
5 parts by weight, 15 parts by weight of a melamine-formaldehyde resin (Cymer 303, manufactured by Mitsui Cyanamid Co., Ltd.) and 5 parts by weight of a phenol compound (F) were dissolved in 400 parts by weight of cyclohexanone, followed by filtration through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm. Thus, a negative photosensitive resin composition was obtained.

【0029】得られた組成物をヘキサメチルジシラザン
処理したシリコン基板上に塗布し、100℃で120秒
間ホットプレートで乾燥して1.0μm厚の感放射線膜
を形成した。その後、実施例1で用いた電子線描画装置
により5μC/cm2の照射量で電子線を照射した後、10
0℃で120秒間ホットプレートで熱処理し、次いで水
酸化テトラメチルアンモニウム2.38重量%水溶液で
100秒間現像を行ったところ、最小線幅0.20μm
の線/間隔の微細パターンが形成された。
The obtained composition was applied on a hexamethyldisilazane-treated silicon substrate and dried on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds to form a radiation-sensitive film having a thickness of 1.0 μm. Then, after irradiating with an electron beam at an irradiation dose of 5 μC / cm 2 by the electron beam lithography system used in Example 1,
When heat-treated on a hot plate at 0 ° C. for 120 seconds and then developed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 100 seconds, the minimum line width was 0.20 μm.
The fine pattern of the line / spacing was formed.

【0030】比較例1 フェノール化合物(F)を使用しないこと以外は実施例
1に準じてネガ型感光性樹脂組成物を得、感放射線膜を
形成した。その後、実施例1で用いた電子線描画装置に
より5μC/cm2の照射量で電子線を照射した後、100
℃で120秒間ホットプレートで熱処理し、次いで水酸
化テトラメチルアンモニウム2.38重量%水溶液で3
00秒間現像を行ったところ、最小線幅0.30μmの
線/間隔の微細パターンが形成された。
Comparative Example 1 A negative photosensitive resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the phenol compound (F) was not used, and a radiation-sensitive film was formed. Then, after irradiating an electron beam with an irradiation amount of 5 μC / cm 2 by the electron beam lithography apparatus used in Example 1, 100
Heat treatment on a hot plate at 120 ° C. for 120 seconds, and then with a 3.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.
When development was performed for 00 seconds, a fine pattern having a minimum line width of 0.30 μm and a line / interval was formed.

【0031】比較例2 フェノール化合物(F)の代わりに下記化4の構造式を
有する化合物を使用すること以外実施例1に準じてネガ
型感光性樹脂組成物を得、感放射線膜を形成した。その
後、実施例1で用いた電子線描画装置により11μC/cm
2の照射量で電子線を照射した後、100℃で120秒
間ホットプレートで熱処理し、次いで水酸化テトラメチ
ルアンモニウム2.38重量%水溶液で200秒間現像
を行ったところ、最小線幅0.25μmの線/間隔の微
細パターンが形成された。
Comparative Example 2 A negative photosensitive resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that a compound having the structural formula shown below was used instead of the phenol compound (F), and a radiation-sensitive film was formed. . After that, the electron beam lithography apparatus used in Example 1
After irradiating with an electron beam at an irradiation amount of 2 , a heat treatment was performed on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds, and then development was performed with a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 200 seconds. The fine pattern of the line / spacing was formed.

【化4】 Embedded image

【0032】比較例3 1−ヒドロキシ−4−ブロモ−2−ブロモアセチルナフ
タレンの代わりに2,4,6−トリブロモフェノールを
使用すること以外実施例1に準じてネガ型感光性樹脂組
成物を得、感放射線膜を形成した。その後、実施例1で
用いた電子線描画装置により8μC/cm2の照射量で電子
線を照射した後、100℃で120秒間ホットプレート
で熱処理し、次いで水酸化テトラメチルアンモニウム
2.38重量%水溶液で300秒間現像を行ったとこ
ろ、最小線幅0.8μmの線/間隔の微細パターンが形
成された。
Comparative Example 3 A negative photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 2,4,6-tribromophenol was used instead of 1-hydroxy-4-bromo-2-bromoacetylnaphthalene. Thus, a radiation-sensitive film was formed. Then, after irradiating with an electron beam at a dose of 8 μC / cm 2 by the electron beam lithography apparatus used in Example 1, heat treatment was performed on a hot plate at 100 ° C. for 120 seconds, and then 2.38% by weight of tetramethylammonium hydroxide When development was performed with the aqueous solution for 300 seconds, a fine pattern having a minimum line width of 0.8 μm and a line / interval was formed.

【0033】上記の実施例及び比較例から分かるよう
に、本発明の実施例においては感度及ぴ解像度が優れ、
微細パターンを短時間の現像で製造することができた
が、フェノール化合物(F)を加えなかった比較例1、
酸発生剤として2,4,6−トリブロモフェノールを用
いた比較例3では解像性が劣り、長時間かけて現像を行
っても最小線幅が実施例のものより劣っていた。また、
化4のフェノール化合物をフェノール化合物(F)の代
わりに使用した比較例2では感度が低下し、解像性が実
施例のものより劣っていた。
As can be seen from the above examples and comparative examples, the examples of the present invention have excellent sensitivity and resolution,
Comparative Example 1 in which a fine pattern could be produced by a short time development, but no phenol compound (F) was added,
In Comparative Example 3 using 2,4,6-tribromophenol as the acid generator, the resolution was inferior, and the minimum line width was inferior to that of the example even after long-term development. Also,
In Comparative Example 2 in which the phenol compound of Chemical formula 4 was used in place of the phenol compound (F), the sensitivity was lowered and the resolution was inferior to that of the example.

【0034】[0034]

【発明の効果】請求項1におけるネガ型感光性樹脂組成
物は、紫外線、遠紫外線、電子線、X線、その他の活性
化学線に対して感度、解像度に優れており、高集積回路
を作成するためのネガ型感光性樹脂組成物として最適で
ある。請求項2におけるネガ型感光性樹脂組成物はさら
に感度、解像度に優れ、高集積回路を作成するためのネ
ガ型感光性樹脂組成物に最適である。請求項3における
レジスト像の製造法によれば、容易に高集積回路など、
微細パタンを作成することができる。
According to the present invention, the negative photosensitive resin composition has excellent sensitivity and resolution to ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, X-rays and other active actinic rays, and can form a highly integrated circuit. As a negative-type photosensitive resin composition. The negative photosensitive resin composition according to claim 2 has further excellent sensitivity and resolution, and is most suitable for a negative photosensitive resin composition for producing a highly integrated circuit. According to the method for manufacturing a resist image according to claim 3, a highly integrated circuit or the like can be easily formed.
A fine pattern can be created.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鯉渕 滋 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 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Shigeru Koibuchi 4-3-1-1, Higashicho, Hitachi City, Ibaraki Pref. Hitachi Chemical Co., Ltd. Yamazaki Factory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルカリ水溶液可溶性樹脂、ブロモメチ
ルアリールケトン又はジブロモメチルアリールケトン、
アミノ樹脂及び化1〔一般式(I)〕 【化1】 〔ただし、式中、a及びbはそれぞれ1〜3の整数であ
り、x及びyはそれぞれ0〜3の整数であり、(a+
x)は4以下、(b+y)は4以下である〕で表される
フェノール化合物を含有してなるネガ型感光性樹脂組成
物。
An aqueous alkaline solution-soluble resin, bromomethyl aryl ketone or dibromomethyl aryl ketone,
Amino resin and Chemical formula 1 [General formula (I)] [Wherein, a and b are each an integer of 1 to 3, x and y are each an integer of 0 to 3, and (a +
x) is 4 or less, and (b + y) is 4 or less].
【請求項2】 一般式(I)で示されるフェノール化
合物が、一般式(I)中、a及ぴbがそれぞれ1であ
り、x及ぴyがそれぞれ0〜2の整数である化合物であ
る請求項1記載のネガ型感光性樹脂組成物。
2. The phenol compound represented by the general formula (I) is a compound in which a and ぴ b are each 1 and x and ぴ y are each an integer of 0 to 2 in the general formula (I). The negative photosensitive resin composition according to claim 1.
【請求項3】 請求項1又は請求項2記載のネガ型感光
性樹脂組成物を基板上に塗布し、乾燥後、露光又は活性
放射線照射を行い、加熱し、次いでアルカリ水溶液で現
像することを特徴とするレジスト像の製造法。
3. A method comprising applying the negative photosensitive resin composition according to claim 1 on a substrate, drying, exposing or irradiating with actinic radiation, heating, and then developing with an aqueous alkali solution. Characteristic method of manufacturing resist image.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100596988B1 (en) * 2002-08-21 2006-07-07 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 Positive type photoresist composition and method of forming resist pattern

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100596988B1 (en) * 2002-08-21 2006-07-07 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 Positive type photoresist composition and method of forming resist pattern

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