JPH11322874A - Alkali soluble novolak resin - Google Patents

Alkali soluble novolak resin

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JPH11322874A
JPH11322874A JP241899A JP241899A JPH11322874A JP H11322874 A JPH11322874 A JP H11322874A JP 241899 A JP241899 A JP 241899A JP 241899 A JP241899 A JP 241899A JP H11322874 A JPH11322874 A JP H11322874A
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JP
Japan
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cresol
resist
novolak resin
naphthoquinonediazide
acid ester
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Application number
JP241899A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Takahashi
俊彦 高橋
Yoichi Kamoshita
洋一 鴨志田
Takao Miura
孝夫 三浦
Yoshinori Yoshida
淑則 吉田
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JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an alkali soluble novolac resin preferably used for preparing a radiation sensitive resin composition of a positive type suitable as a positive type resist for preparing highly integrated circuits having high sensitivities and good developing properties, capable of resolving resist patterns having <1 μm line breadth and good in dry-etching resistance, wet-etching resistance and heat resistance. SOLUTION: This alkali soluble novolak resin is obtained by condensing (A) cresol essentially comprising 30-70 mole % of m-cresol and 70-30 mole % of p-cresol with a carbonyl compound. The condensation reaction is carried out in a method to add cresol in accordance with the progress of the reaction. (B) when (a), (b) and (c) are maximum heights in molecular weights, expressed in terms of polystyrene measured by a gel permeation chromatography using a monodisperse polystyrene, in the range of 6,300-25,000, 2,500-6,000 and 150-900, they satisfy the following equations: a/b=0.4-1.5 and c/b=0.5-2.

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】本発明はアルカリ可溶性ノボ
ラック樹脂に関する。さらに詳しくは紫外線、遠紫外
線、X線、電子線、分子線、γ線、シンクロトロン放射
線、プロトンビーム等の放射線に感応する、特に高集積
度の集積回路作製用レジストとして好適なポジ型感放射
線性樹脂組成物を調製するために好適に用いられるアル
カリ可溶性ノボラック樹脂に関する。
[0001] The present invention relates to an alkali-soluble novolak resin. More specifically, a positive-type radiation-sensitive material that is sensitive to radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, electron beams, molecular beams, γ-rays, synchrotron radiation, and proton beams, and is particularly suitable as a resist for producing highly integrated integrated circuits. The present invention relates to an alkali-soluble novolak resin suitably used for preparing a hydrophilic resin composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、集積回路作製用レジストとして
は、環化ゴムにビスアジド化合物を配合したネガ型レジ
ストと、アルカリ可溶性樹脂に1,2−キノンジアジド
化合物を配合したポジ型レジストが知られている。ネガ
型レジストは、紫外線照射によりビスアジド化合物が窒
素を脱離してニトレンとなり、環化ゴムを三次元架橋す
るため、環化ゴムの溶剤からなる現像液に対する紫外線
照射部分と未照射部分との溶解性に差が生じ、これによ
りパターニングされるものであるが、架橋といっても紫
外線照射部分が完全に硬化するわけではなく、そのため
ネガ型レジストには、現像液中でのレジストパターンの
膨潤が大きく、レジストパターンの解像度が悪いという
欠点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a resist for producing an integrated circuit, a negative resist in which a bisazide compound is mixed with a cyclized rubber and a positive resist in which a 1,2-quinonediazide compound is mixed with an alkali-soluble resin are known. . In a negative resist, the bisazide compound removes nitrogen by irradiation with ultraviolet light to form nitrene and cross-links the cyclized rubber three-dimensionally. However, the cross-linking does not completely cure the UV-irradiated part, and therefore, in the negative resist, the swelling of the resist pattern in the developing solution is large. However, there is a disadvantage that the resolution of the resist pattern is poor.

【0003】一方、ポジ型レジストは、アルカリ可溶性
樹脂にアルカリ不溶性の1,2−キノンジアジド化合物
を配合するため、アルカリ性水溶液からある現像液に溶
解しにくく、ほとんど膨潤もしない。すなわちポジ型レ
ジストでは紫外線照射部分の1,2−キノンジアジド化
合物がインデンカルボン酸に変化し、アルカリ性水溶液
からなる現像液で現像されても、レジストパターンとな
る未照射部分の変化が極端に少ないため、マスクのパタ
ーンに忠実な、かつ高い解像度のレジストパターンが得
られる。そこで、集積回路の高集積度化が要求される近
年は、解像度の優れたポジ型レジストが多用され、集積
回路の高集積度化の向上に伴って、さらにこのポジ型レ
ジストの解像度の向上が強く要望されている。例えば紫
外線露光法では、ウェーハに塗布されたポジ型レジスト
の薄膜にマスクを介して露光し、潜像を形成した後、ア
ルカリ性水溶液で現像するのであるが、紫外線露光部が
ウェーハと接している部分まで、速やかに現像されなけ
ればマスクに忠実なレジストパターンを得ることが困難
となる。
On the other hand, since a positive resist contains an alkali-soluble resin and an alkali-insoluble 1,2-quinonediazide compound, it hardly dissolves in an alkaline aqueous solution in a developing solution and hardly swells. That is, in the positive resist, the 1,2-quinonediazide compound in the UV-irradiated portion changes to indenecarboxylic acid, and even when the resist is developed with a developing solution composed of an alkaline aqueous solution, the change in the non-irradiated portion serving as the resist pattern is extremely small. A resist pattern with high resolution that is faithful to the pattern of the mask can be obtained. Therefore, in recent years, where high integration of integrated circuits is required, positive type resists having excellent resolution are frequently used, and with the improvement of the integration degree of integrated circuits, the resolution of the positive type resist is further improved. There is a strong demand. For example, in the ultraviolet exposure method, a thin film of a positive resist applied to a wafer is exposed through a mask to form a latent image and then developed with an alkaline aqueous solution. Unless developed quickly, it becomes difficult to obtain a resist pattern faithful to the mask.

【0004】また、従来のポジ型レジストでは、レジス
トパターン間隔(以下「線幅」という)が1μm以下の
狭いレジストパターンを得ようとすると、露光部が完全
には現像されずレジストが残ったり、レジストがスカム
状の残渣として基板上に付着するという問題が生じる。
また露光量を大きくして細かいレジストパターンを形成
すると、それ以上の大きいパターンの寸法が設計寸法よ
り小さくなる傾向がある。また、従来のポジ型レジスト
では、コントラストが低いためレジストパターンの寸法
が基板に近い部分程広くなるという問題を有する。
Further, in a conventional positive resist, if an attempt is made to obtain a narrow resist pattern having a resist pattern interval (hereinafter referred to as “line width”) of 1 μm or less, the exposed portion is not completely developed and the resist remains. There is a problem that the resist adheres to the substrate as a scum-like residue.
When a fine resist pattern is formed by increasing the exposure amount, the size of a larger pattern tends to be smaller than the design size. Further, in the conventional positive resist, there is a problem that the dimension of the resist pattern becomes wider as it is closer to the substrate because the contrast is low.

【0005】さらに、従来のポジ型レジストでは露光量
のわずかな変動でレジストパターンの寸法が大きく変動
したり、集積回路作製時に使用されている縮小投影型露
光装置で露光する場合、焦点のわずかな変動でレジスト
パターンの寸法および断面形状が大きく変動するという
問題を有する。また、縮小投影露光方式を用いた場合
は、従来のマスク密着方式を用いた場合よりもスループ
ットが低い、すなわちウェーハ1枚当たりの露光時間が
長くなるという問題が生じている。
Further, in the conventional positive type resist, the size of the resist pattern greatly changes due to a slight change in the amount of exposure, or when the exposure is performed by a reduction projection type exposure apparatus used for manufacturing an integrated circuit, the focus is slightly reduced. There is a problem that the size and the cross-sectional shape of the resist pattern greatly fluctuate due to the fluctuation. Further, when the reduced projection exposure method is used, there is a problem that the throughput is lower than when the conventional mask contact method is used, that is, the exposure time per wafer is longer.

【0006】さらに、ドライエッチング工程でレジスト
パターンを基板に転写する場合、レジストが消耗し、レ
ジストパターンの寸法が大きく変動するために正確な転
写が行われず、また、ドライエッチング中にウェーハが
熱せられるためにレジストパターンが熱変形する場合が
あり、効率よくドライエッチングできないという問題が
生じる。また、従来のポジ型レジストは基板のレジスト
との密着性に問題が発生する場合があり、この場合にウ
ェットエッチングを行うと基板とレジストとの間にエッ
チング液が浸み込むために水平方向のエッチングがさら
に大きくなるという問題を有する。
Further, when a resist pattern is transferred to a substrate in a dry etching step, the resist is consumed, and the size of the resist pattern fluctuates greatly. Therefore, accurate transfer is not performed, and the wafer is heated during the dry etching. As a result, the resist pattern may be thermally deformed, which causes a problem that dry etching cannot be performed efficiently. In addition, the conventional positive type resist may have a problem in the adhesiveness of the substrate to the resist. In this case, when wet etching is performed, the etching solution penetrates between the substrate and the resist, so that a horizontal direction is caused. There is a problem that etching is further increased.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ポジ
型感放射線性組成物を調製するために特に好適に用いら
れるアルカリ可溶性ノボラック樹脂を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、高感度で、かつ現像性が良好
で、線幅1μm以下のレジストパターンが解像可能であ
り、耐ドライエッチング性、ウェットエッチング性およ
び耐熱性が良好な高集積度の集積回路作製用ポジ型レジ
ストとして好適なポジ型感放射線性樹脂組成物を調製す
るために好適に用いられるアルカリ可溶性ノボラック樹
脂を提供することにある。本発明のさらに他の目的およ
び利点は、以下の説明から明らかになろう。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an alkali-soluble novolak resin which is particularly preferably used for preparing a positive-working radiation-sensitive composition. Another object of the present invention is to provide a high-integration method which has high sensitivity, good developability, can resolve a resist pattern having a line width of 1 μm or less, and has good dry etching resistance, wet etching resistance and heat resistance. Another object of the present invention is to provide an alkali-soluble novolak resin suitably used for preparing a positive radiation-sensitive resin composition suitable as a positive resist for producing an integrated circuit. Still other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、(A)m−クレゾール30〜
70モル%およびp−クレゾール70〜30モル%から
実質的になるクレゾールとカルボニル化合物とを縮合反
応させて得られ、その際該縮合反応は反応の進行ととも
にクレゾールを添加する方法で実施され、かつ(B)単
分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミェーションク
ロマトグラフィー法により求めたポリスチレン換算分子
量が6300〜25000、2500〜6000および
150〜900の各範囲にある最大の高さをそれぞれ
a、bおよびcとしたときa/b=0.4〜1.5および
c/b=0.5〜2の各範囲にある、ことを特徴とする
アルカリ可溶性ノボラック樹脂によって達成される。
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are as follows: (A) m-cresol 30
It is obtained by a condensation reaction of cresol substantially consisting of 70 mol% and 70 to 30 mol% of p-cresol with a carbonyl compound, wherein the condensation reaction is carried out by a method of adding cresol with the progress of the reaction, and (B) The maximum heights in the respective ranges of 6300-25000, 2500-6000 and 150-900 in terms of polystyrene determined by gel permeation chromatography using monodisperse polystyrene as a standard are a and b, respectively. And c, wherein a / b = 0.4 to 1.5 and c / b = 0.5 to 2 respectively.

【0009】本発明のアルカリ可溶性ノボラック樹脂
は、m−クレゾールおよびp−クレゾールを含むクレゾ
ールとカルボニル化合物とを縮合させて得られる。m−
クレゾールとp−クレゾールとの使用割合(モル%)
は、30〜70/70〜30、好ましくは40〜60/
60〜40である。m−クレゾールの使用割合が70モ
ル%を超える場合には、解像度および現像性が悪化す
る。また使用割合が30モル%未満の場合には、感度、
解像度および現像性が低下する。なお、この使用割合
は、ノボラック樹脂合成時の原料の使用割合である。
The alkali-soluble novolak resin of the present invention is obtained by condensing cresol containing m-cresol and p-cresol with a carbonyl compound. m-
Usage ratio of cresol and p-cresol (mol%)
Is 30-70 / 70-30, preferably 40-60 /
60 to 40. When the use ratio of m-cresol exceeds 70 mol%, resolution and developability deteriorate. When the use ratio is less than 30 mol%, sensitivity,
Resolution and developability decrease. In addition, this use ratio is a use ratio of the raw material at the time of synthesizing the novolak resin.

【0010】また、本発明のアルカリ可溶性ノボラック
樹脂は、東洋曹達製GPCカラム(G2000H6
本、G3000H6 1本、G4000H6 1本)を用
い、溶出溶媒テトラヒドロフラン、溶媒の流量1.5m
l/分、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリス
チレンを標準とするGPC法により求めたポリスチレン
換算分子量が6300〜25000、2500〜600
0および150〜900の各範囲にある最大の高さの値
をそれぞれa、bおよびcとしたとき、a/b=0.4
〜1.5およびc/b=0.5〜2、好ましくはa/b=
0.6〜1.4およびc/b=0.5〜1.5の各範囲にあ
るノボラック樹脂である。このアルカリ可溶性ノボラッ
ク樹脂を用いることにより、従来のアルカリ可溶性ノボ
ラック樹脂に比べ、解像度、感度、現像性、耐熱性、耐
ドライエッチング性およびウェットエッチング性に優れ
た感放射線性樹脂組成物が得られる。a/bの値が0.
4未満または1.5を超える場合、およびc/bの値が
0.5未満または2を超える場合には、1μm以下のレ
ジストパターンを解像することが困難となる。
Further, alkali-soluble novolak resins of the present invention, Toyo Soda made GPC column (G2000H 6 2
This, G3000H 6 1 present, using G4000H 6 1 present), elution solvent tetrahydrofuran, flow rate 1.5m solvent
1 / min, under the analysis conditions of a column temperature of 40 ° C., the molecular weight in terms of polystyrene determined by the GPC method using monodispersed polystyrene as a standard is 6300-25000, 2500-600.
If the maximum height values in the respective ranges of 0 and 150 to 900 are a, b and c, respectively, a / b = 0.4
~ 1.5 and c / b = 0.5-2, preferably a / b =
Novolak resins in the ranges of 0.6 to 1.4 and c / b = 0.5 to 1.5. By using this alkali-soluble novolak resin, a radiation-sensitive resin composition having excellent resolution, sensitivity, developability, heat resistance, dry etching resistance and wet etching property can be obtained as compared with conventional alkali-soluble novolak resins. The value of a / b is 0.
When it is less than 4 or more than 1.5, and when the value of c / b is less than 0.5 or more than 2, it becomes difficult to resolve a resist pattern of 1 μm or less.

【0011】本発明の前記アルカリ可溶性ノボラック樹
脂は、前記混合クレゾールを酸触媒の存在下でカルボニ
ル化合物と縮合させて合成される。本発明で用いられる
カルボニル化合物は、例えば下記一般式(I)で表わさ
れる。
The alkali-soluble novolak resin of the present invention is synthesized by condensing the mixed cresol with a carbonyl compound in the presence of an acid catalyst. The carbonyl compound used in the present invention is represented, for example, by the following general formula (I).

【0012】[0012]

【化1】 [式中、R1およびR2は同一または異なる、水素原子、
アルキル基、アリール基、アルケニル基またはアラルキ
ル基を意味する。]
Embedded image Wherein R 1 and R 2 are the same or different, a hydrogen atom,
It means an alkyl group, an aryl group, an alkenyl group or an aralkyl group. ]

【0013】なお、前記一般式(I)におけるR1およ
びR2のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基等を、アリール基としては、
例えばフェニル基、トルイル基、クメニル基等を、アル
ケニル基としては、例えばビニル基、プロペニル基、ア
リル基、ブテニル基等を、アラルキル基としては、例え
ばベンジル基、フェネチル基、クミル基等を挙げること
ができる。
The alkyl group of R 1 and R 2 in the general formula (I) includes, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a butyl group, and the aryl group includes
For example, phenyl group, toluyl group, cumenyl group and the like, alkenyl group such as vinyl group, propenyl group, allyl group, butenyl group and the like, and aralkyl group such as benzyl group, phenethyl group, cumyl group and the like. Can be.

【0014】前記カルボニル化合物としては、例えばホ
ルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、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、トルイルベンズ
アルデヒド、メシチルベンズアルデヒド、フェネチルベ
ンズアルデヒド、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、アクロレイン、クロトンア
ルデヒド、シンナムアルデヒド、アセトン、メチルエチ
ルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
メチルフェニルケトン、メチルベンジルケトン等が挙げ
られ、これらの化合物のうち、ホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒド、ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベン
ズアルデヒド、アクロレイン、アセトン、メチルエチル
ケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メ
チルフェニルケトン、メチルベンジルケトン等が好まし
い。
Examples of the carbonyl compound include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, benzaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, toluylbenzaldehyde, mesitylbenzaldehyde, phenethylbenzaldehyde, o-hydroxy Benzaldehyde, m
-Hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde, o-
Nitrobenzaldehyde, m-nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p-ethylbenzaldehyde, pn
-Butylbenzaldehyde, acrolein, crotonaldehyde, cinnamaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone,
Methyl phenyl ketone, methyl benzyl ketone and the like, among these compounds, formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, acrolein, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl phenyl ketone, methyl benzyl ketone and the like Is preferred.

【0015】カルボニル化合物は、単独でまたは2種以
上混合して使用することができる。このカルボニル化合
物の使用量は、混合クレゾール1モルに対して好ましく
は0.7〜3モル、特に好ましくは0.7〜2モルであ
る。酸触媒としては、例えば塩酸、硝酸、硫酸等の無機
酸、蟻酸、蓚酸、酢酸等の有機酸が挙げられる。酸触媒
の使用量は混合クレゾール1モルに対して1×10 -4
5×10-1モルが好ましい。
The carbonyl compound may be used alone or in combination of two or more.
The above can be mixed and used. This carbonyl compound
The amount of the compound is preferably based on 1 mole of the mixed cresol.
Is from 0.7 to 3 mol, particularly preferably from 0.7 to 2 mol.
You. Acid catalysts include, for example, inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid.
Organic acids such as acid, formic acid, oxalic acid and acetic acid can be mentioned. Acid catalyst
Is used in an amount of 1 × 10 -Four~
5 × 10-1Molar is preferred.

【0016】縮合反応においては、通常、反応媒質とし
て水が用いられるが、親水性溶媒を使用することもでき
る。この際、使用される親水性溶媒としては、例えばメ
タノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の
アルコール類、およびテトラヒドロフラン、ジオキサン
等の環状エーテル類が挙げられる。これらの反応媒質の
使用量は、混合クレゾールとカルボニル化合物の総量1
00重量部当たり、20〜1000重量部が好ましい。
In the condensation reaction, water is usually used as a reaction medium, but a hydrophilic solvent can also be used. In this case, examples of the hydrophilic solvent used include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, and cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane. The amount of these reaction media used is the total amount of mixed cresol and carbonyl compound, 1
20 to 1000 parts by weight per 00 parts by weight is preferred.

【0017】縮合反応の反応温度は、混合クレゾールと
カルボニル化合物の反応性に応じて適宜調整することが
できるが、通常、10〜200℃、好ましくは70〜1
50℃である。また、前記アルカリ可溶性ノボラック樹
脂を得る反応法としては、カルボニル化合物および酸触
媒にクレゾールを反応の進行とともに加えて反応させる
方法が採用される。このクレゾールを反応の進行ととも
に加えて反応させる方法においては、前記アルカリ可溶
性ノボラック樹脂をより再現性良く、安定的に製造する
ため、p−クレゾールの全量とm−クレゾールの一部、
カルボニル化合物および酸触媒を仕込んで重合させ、そ
の後残りのm−クレゾールを反応の進行とともに加えて
反応させる方法をとることが好ましい。縮合反応終了
後、系内存在にする未反応物、酸触媒および反応媒質を
除去するため、一般的には内温を130〜230℃に上
昇させ、減圧下に揮発分を留去し、次いで溶融したアル
カリ可溶性のボラック樹脂をスチール製ベルト等の上に
流延して、アルカリ可溶性ノボラック樹脂を回収する
が、揮発分を留去した後冷却し、溶剤に溶解させて回収
する方法をとることもできる。
The reaction temperature of the condensation reaction can be appropriately adjusted according to the reactivity between the mixed cresol and the carbonyl compound, but is usually from 10 to 200 ° C., preferably from 70 to 1 ° C.
50 ° C. As a reaction method for obtaining the alkali-soluble novolak resin, a method is employed in which cresol is added to a carbonyl compound and an acid catalyst with the progress of the reaction to cause a reaction. In the method of reacting by adding cresol with the progress of the reaction, in order to produce the alkali-soluble novolak resin more reproducibly and stably, the total amount of p-cresol and a part of m-cresol,
It is preferable to adopt a method in which a carbonyl compound and an acid catalyst are charged and polymerized, and then the remaining m-cresol is added as the reaction proceeds to cause a reaction. After completion of the condensation reaction, in order to remove unreacted substances, acid catalyst and reaction medium to be present in the system, the internal temperature is generally raised to 130 to 230 ° C., and volatile components are distilled off under reduced pressure. The alkali-soluble novolak resin is cast on a steel belt or the like to recover the alkali-soluble novolak resin.However, a method is used in which the volatile components are distilled off, cooled, dissolved in a solvent, and recovered. Can also.

【0018】本発明のアルカリ可溶性ノボラック樹脂
は、1,2−キノンジアジド化合物と一緒に用いられポ
ジ型感放射線性組成物を与える。上記1,2−キノンジ
アジド化合物は、特に限定されないが、例えば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
ル等が挙げられる。具体的にはp−クレゾール−1,2
−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、レ
ゾルシノール−1,2−ナフトキノンジアジド−4−ス
ルホン酸エステル、ピロガロール−1,2−ナフトキノ
ンジアジド−5−スルホン酸エステル等の(ポリ)ヒド
ロキシベンゼンの1,2−キノンジアジドスルホン酸エ
ステル類、2,4−ジヒドロキシフェニル−プロピルケ
トン−1,2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸
エステル、2,4−ジヒドロキシフェニル−n−ヘキシ
ルケトン−1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホ
ン酸エステル、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン−
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステ
ル、2,3,4−トリヒドロキシフェニル−n−ヘキシル
ケトン−1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン
酸エステル、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン
−1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エス
テル、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、
2,4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン、−1,2−
ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、2,
4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフト
キノンジアジド−5−スルホン酸エステル、2,2’,
4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナ
フトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、2,3,
4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナ
フトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、2,
2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,
2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、
2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,
2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、
2,2’,5,6−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,
2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、
2,2’,3,4,6’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン
−1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エス
テル、2,2’,3,4,6’−ペンタヒドロキシベンゾフ
ェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン
酸エステル、2’,3,4,5,6’−ペンタヒドロキシベ
ンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−ス
ルホン酸エステル、2,3,3’,4,4’,5’−ヘキサ
ヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジア
ジド−4−スルホン酸エステル、2,3,3’,4,4’,
5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフ
トキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、2,3’,
4,4’,5’,6−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン−
1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステ
ル、2,3’,4,4’,5’,6−ヘキサヒドロキシベン
ゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スル
ホン酸エステル等の(ポリ)ヒドロキシフェニルアルキ
ルケトンまたは(ポリ)ヒドロキシフェニルアリールケ
トンの1,2−キノンジアジドスルホン酸エステル類、
ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン−1,2−ナフ
トキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、ビス
(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン−1,2−ナフ
トキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、ビス
(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン−1,2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、
2,2−ビス(p−ヒドロキシフェニル)プロパン−1,
2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、
2,2−ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)プロパン
−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エス
テル、2,2−ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニ
ル)プロパン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−ス
ルホン酸エステル等のビス[(ポリ)ヒドロキシフェニ
ル]アルカンの1,2−キノンジアジドスルホン酸エス
テル類、3,5−ジヒドロキシ安息香酸ラウリル−1,2
−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、
2,3,4−トリヒドロキシ安息香酸フェニル−1,2−
ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、3,
4,5−トリヒドロキシ安息香酸プロピル−1,2−ナフ
トキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、3,4,5
−トリヒドロキシ安息香酸フェニル−1,2−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホン酸エステル等の(ポリ)ヒ
ドロキシ安息香酸アルキルエステルまたは(ポリ)ヒド
ロキシ安息香酸アリールエステルの1,2−キノンジア
ジドスルホン酸エステル類、ビス(2,5−ジヒドロキ
シベンゾイル)メタン−1,2−ナフトキノンジアジド
−4−スルホン酸エステル、ビス(2,3,4−トリヒド
ロキシベンゾイル)メタン−1,2−ナフトキノンジア
ジド−5−スルホン酸エステル、ビス(2,4,6−トリ
ヒドロキシベンゾイル)メタン−1,2−ナフトキノン
ジアジド−5−スルホン酸エステル、p−ビス(2,5
−ジヒドロキシベンゾイル)ベンゼン−1,2−ナフト
キノンジアジド−4−スルホン酸エステル、p−ビス
(2,3,4−トリヒドロキシベンゾイル)ベンゼン−
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステ
ル、p−ビス(2,4,6−トリヒドロキシベンゾイル)
ベンゼン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホ
ン酸エステル等のビス[(ポリ)ヒドロキシベンゾイ
ル]アルカンまたはビス[(ポリ)ヒドロキシベンゾイ
ル]ベンゼンの1,2−キノンジアジドスルホン酸エス
テル類、エチレングリコール−ジ(3,5−ジヒドロキ
シベンゾエート)−1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホン酸エステル、ポリエチレングリコール−ジ
(3,4,5−トリヒドロキシベンゾエート)−1,2−
ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル等の
(ポリ)エチレングリコール−ジ[(ポリ)ヒドロキシ
ベンゾエート]の1,2−キノンジアジドスルホン酸エ
ステル類が挙げられる。これらの1,2−キノンジアジ
ド化合物は単独でまたは2種以上混合して使用される。
The alkali-soluble novolak resin of the present invention is used together with a 1,2-quinonediazide compound to give a positive radiation-sensitive composition. The 1,2-quinonediazide compound is not particularly limited.
Benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,
2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester,
1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester and the like. Specifically, p-cresol-1,2
1,2 of (poly) hydroxybenzene such as benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, resorcinol-1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, pyrogallol-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester -Quinonediazidesulfonic acid esters, 2,4-dihydroxyphenyl-propyl ketone-1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 2,4-dihydroxyphenyl-n-hexylketone-1,2-naphthoquinonediazide-4 -Sulfonic acid ester, 2,4-dihydroxybenzophenone-
1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 2,3,4-trihydroxyphenyl-n-hexyl ketone-1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 2,3,4-trihydroxybenzophenone -1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,
2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester,
2,4,6-trihydroxybenzophenone, -1,2-
Naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 2,
4,6-trihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 2,2 ′,
4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 2,3,
4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester,
2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1,
2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester,
2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1,
2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester,
2,2 ', 5,6-tetrahydroxybenzophenone-1,
2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester,
2,2 ', 3,4,6'-pentahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 2,2', 3,4,6'-pentahydroxybenzophenone-1,2-naphtho Quinonediazide-5-sulfonic acid ester, 2 ', 3,4,5,6'-pentahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 2,3,3', 4,4 ', 5 '-Hexahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazido-4-sulfonic acid ester, 2,3,3', 4,4 ',
5′-hexahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 2,3 ′,
4,4 ', 5', 6-hexahydroxybenzophenone-
(Poly) hydroxy such as 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 2,3 ', 4,4', 5 ', 6-hexahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester 1,2-quinonediazidosulfonic acid esters of phenylalkylketone or (poly) hydroxyphenylarylketone,
Bis (p-hydroxyphenyl) methane-1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, bis (2, 3,4-trihydroxyphenyl) methane-1,2
-Naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester,
2,2-bis (p-hydroxyphenyl) propane-1,
2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester,
2,2-bis (2,4-dihydroxyphenyl) propane-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 2,2-bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane-1,2- 1,2-quinonediazidosulfonic acid esters of bis [(poly) hydroxyphenyl] alkane, such as naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, lauryl-1,2,3,5-dihydroxybenzoate
-Naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester,
Phenyl-1,2,3,4-trihydroxybenzoate-1,2-
Naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 3,
Propyl 4,5-trihydroxybenzoate-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate 3,4,5
1,2-quinonediazidesulfonic acid esters of (poly) hydroxybenzoic acid alkyl esters or (poly) hydroxybenzoic acid arylesters such as phenyl-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester of phenyl-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate, bis (2,5-dihydroxybenzoyl) methane-1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, bis (2,3,4-trihydroxybenzoyl) methane-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, Bis (2,4,6-trihydroxybenzoyl) methane-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, p-bis (2,5
-Dihydroxybenzoyl) benzene-1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, p-bis (2,3,4-trihydroxybenzoyl) benzene-
1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, p-bis (2,4,6-trihydroxybenzoyl)
1,2-quinonediazidosulfonic acid esters of bis [(poly) hydroxybenzoyl] alkane or bis [(poly) hydroxybenzoyl] benzene such as benzene-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, ethylene glycol-di (3,5-dihydroxybenzoate) -1,2-naphthoquinonediazide-5
-Sulfonic acid ester, polyethylene glycol-di (3,4,5-trihydroxybenzoate) -1,2-
1,2-quinonediazidesulfonic acid esters of (poly) ethylene glycol-di [(poly) hydroxybenzoate] such as naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester. These 1,2-quinonediazide compounds are used alone or in combination of two or more.

【0019】これらの1,2−キノンジアジド化合物の
配合量は、前記アルカリ可溶性ノボラック樹脂100重
量部に対して、通常、5〜100重量部、好ましくは1
0〜50重量部である。この配合量が5重量部未満の場
合には、1,2−キノンジアジド化合物が放射線を吸収
して生成するインデンカルボン酸の量が少ないので、パ
ターニングが困難であり、一方、100重量部を超える
場合には、短時間の放射線照射では照射部の1,2−キ
ノンジアジド化合物の全てを分解することができず、ア
ルカリ性水溶液からなる現像液による現像が困難とな
る。
The amount of the 1,2-quinonediazide compound is usually 5 to 100 parts by weight, preferably 1 to 100 parts by weight of the alkali-soluble novolak resin.
0 to 50 parts by weight. When the amount is less than 5 parts by weight, the amount of indenecarboxylic acid generated by the absorption of the 1,2-quinonediazide compound is small, so that patterning is difficult. In a short time, all the 1,2-quinonediazide compounds in the irradiated area cannot be decomposed by short-time irradiation, and it becomes difficult to develop with a developing solution composed of an alkaline aqueous solution.

【0020】上記組成物には、レジストとしての感度を
向上させるため、増感剤を配合することができる。これ
らの増感剤としては、例えば2H−ピリド[3,2−
b]−1,4−オキサジン−3[4H]オン類、10H
−ピリド[3,2−b][1,4]−ベンゾチアジン類、
ウラゾール類、ヒダントイン類、バルビツール酸類、グ
リシン無水物類、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール
類、アロキサン類、マレイミド類等を挙げることができ
る。増感剤の配合量は、前記1,2−キノンジアジド化
合物100重量部に対し、通常、100重量部以下、好
ましくは4〜60重量部である。
A sensitizer can be added to the above composition in order to improve the sensitivity as a resist. These sensitizers include, for example, 2H-pyrido [3,2-
b] -1,4-oxazine-3 [4H] ones, 10H
-Pyrido [3,2-b] [1,4] -benzothiazines,
Examples thereof include urazoles, hydantoins, barbituric acids, glycine anhydrides, 1-hydroxybenzotriazoles, alloxanes, and maleimides. The amount of the sensitizer is usually 100 parts by weight or less, preferably 4 to 60 parts by weight, based on 100 parts by weight of the 1,2-quinonediazide compound.

【0021】さらに上記組成物には、塗布性、例えばス
トリエーションや乾燥塗膜形成後の放射線照射部の現像
性を改良するために界面活性剤等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ーテル類、ポリオキシエチレンオ
クチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニル
フェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフ
ェノールエーテル類、ポリエチレングリコールジラウレ
ート、ポリ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ーテル類のようなノニ
オン系界面活性剤、エフトップEF301、EF30
3、EF352(新秋田化成(株)製)、メガファック
F171、F173(大日本インキ(株)製)、フロラ
ードFC430、FC431(住友スリーエム(株)
製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−38
2、SC101、SC102、SC103、SC10
4、SC105、SC106(旭硝子(株)製)等のフ
ッ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP3
41(信越化学工業(株)製)や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(株)製)等が挙げられる。
Further, a surfactant or the like may be added to the above composition in order to improve coatability, for example, developability of a radiation-irradiated portion after formation of a striation or a dried coating film. Examples of the surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; and polyoxyethylene alkyl phenols such as polyoxyethylene octyl phenol ether and polyoxyethylene nonyl phenol ether. Nonionic surfactants such as ethers, polyethylene glycol dialkyl ethers such as polyethylene glycol dilaurate and polyethylene glycol distearate, F-top EF301, EF30
3, EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Megafac F171 and F173 (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), Florado FC430, FC431 (Sumitomo 3M Limited)
Asahi Guard AG710, Surflon S-38
2, SC101, SC102, SC103, SC10
4. Fluorinated surfactants such as SC105 and SC106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), organosiloxane polymer KP3
No. 41 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and acrylic or methacrylic acid (co) polymer polyflow Nos. 75 and 75
95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Kagaku Kogyo KK) and the like.

【0022】これらの界面活性剤の配合量は、上記組成
物中のアルカリ可溶性ノボラック樹脂および1,2−キ
ノンジアジド化合物の総量100重量部当たり、通常、
2重量部以下、好ましくは1重量部以下である。また、
上記組成物には、放射線照射部の潜像を可視化させた
り、放射線照射時のハレーションの影響を少なくするた
めに、着色剤を、また接着性を改良するために接着助剤
を配合することもできる。
The amount of these surfactants is usually in the range of 100 parts by weight of the total amount of the alkali-soluble novolak resin and 1,2-quinonediazide compound in the above composition.
It is at most 2 parts by weight, preferably at most 1 part by weight. Also,
In the above composition, to visualize the latent image of the radiation-irradiated portion, or to reduce the effect of halation upon radiation, a coloring agent may be added, and an adhesion aid may be added to improve the adhesiveness. it can.

【0023】さらに上記組成物には、必要に応じて保存
安定剤、消泡剤等も配合することができる。上記組成物
は溶剤に、前記アルカリ可溶性ノボラック樹脂、前記
1,2−キノンジアジド化合物および各種配合剤を適当
な溶剤に所定量溶解させ、例えば孔径0.2μm程度の
フィルタで濾過することにより、調製され、これを回転
塗布、流し塗布、ロール塗布等にによりシリコンウェー
ハ等に塗布する。この際に用いられる適当な溶剤として
は、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等のグリコールエーテル
類、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブア
セテート等のセロソルブエステル類、、2−オキシプロ
ピオン酸メチル、2−オキシプロピオン酸エチル等のモ
ノオキシモノカルボン酸エステル類、メチルエチルケト
ン、シクロヘキサノン等のケトン類、または酢酸エチ
ル、酢酸ブチル等のエステル類を例示することができ
る。これらの溶剤は単独でまたは2種以上混合して使用
される。また、必要に応じ、ベンジルエチルエーテル、
ジヘキシルエーテル等のエーテル類、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
チルエーテル等のグリコールエーテル類、アセトニルア
セトン、イソホロン等のケトン類、カプロン酸、カプリ
ル酸等の脂肪酸類、1−オクタノール、1−ノナノー
ル、ベンジルアルコール等のアルコール類、酢酸ベンジ
ル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジ
エチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロ
ピレン,フェニルセロソルブアセテート等のエステル類
のような高沸点溶剤または、トルエン、キシレン等の芳
香族炭化水素を添加することができる。
Further, a storage stabilizer, an antifoaming agent and the like can be added to the above-mentioned composition, if necessary. The above composition is prepared by dissolving a predetermined amount of the alkali-soluble novolak resin, the 1,2-quinonediazide compound and various compounding agents in a suitable solvent in a solvent, and filtering the resulting mixture with a filter having a pore size of about 0.2 μm, for example. This is applied to a silicon wafer or the like by spin coating, flow coating, roll coating or the like. Suitable solvents used in this case include glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether; cellosolve esters such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate; methyl 2-oxypropionate; Examples thereof include monooxymonocarboxylic esters such as ethyl oxypropionate, ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, and esters such as ethyl acetate and butyl acetate. These solvents are used alone or in combination of two or more. Also, if necessary, benzyl ethyl ether,
Ethers such as dihexyl ether, glycol ethers such as diethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol monoethyl ether, ketones such as acetonylacetone and isophorone, fatty acids such as caproic acid and caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol and benzyl High boiling solvents such as alcohols such as alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, esters such as phenyl cellosolve acetate, toluene, xylene, etc. Aromatic hydrocarbons can be added.

【0024】上記組成物の現像液としては、例えば水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、珪酸
ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、アンモニア水等の無
機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の
第1級アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルア
ミン等の第2級アミン類、トリエチルアミン、メチルジ
エチルアミン等の第3級アミン類、ジメチルエタノール
アミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン
類、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等の第4級アンモニウム
塩、またはピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシ
クロ(5,4,0)−7−ウンデセン、1,5−ジアザビ
シクロ(4,3,0)−5−ノナン等の環状アミン類を溶
解してなるアルカリ性水溶液が使用される。
Examples of the developer of the above composition include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate and aqueous ammonia, and primary amines such as ethylamine and n-propylamine. Amines, diethylamine, secondary amines such as di-n-propylamine, tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine, alcoholamines such as dimethylethanolamine and triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, Quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium hydroxide, or pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -7-undecene, 1,5-diazabicyclo (4,3,0) -5-nonane Alkaline water obtained by dissolving cyclic amines such as Liquid is used.

【0025】また前記現像液に水溶性有機溶媒、例えば
メタノール、エタノール等のアルコール類や界面活性剤
を適量添加したアルカリ性水溶液を現像液として使用す
ることもできる。
An alkaline aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent, for example, an alcohol such as methanol or ethanol or a surfactant to the developer may be used as the developer.

【0026】[0026]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例によって何ら制約されるも
のではない。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to examples, but the present invention is not limited by these examples.

【0027】実施例1 (1)撹拌機、冷却管および温度計を装着した5L三ツ
口セパラブルフラスコに、m−クレゾール162g
(1.5モル)、p−クレゾール648g(6モル)、
37重量%ホルムアルデヒド水溶液770gおよび蓚酸
0.45gを仕込み、セパラブルフラスコを油浴に浸
し、内温を100℃に保ちながら1時間反応させた。そ
の後さらにm−クレゾール270g(2.5モル)を反
応の進行とともに連続的にセパラブルフラスコに仕込み
2時間反応させた。
Example 1 (1) 162 g of m-cresol was placed in a 5 L three-neck separable flask equipped with a stirrer, a cooling tube and a thermometer.
(1.5 mol), 648 g (6 mol) of p-cresol,
770 g of a 37% by weight aqueous formaldehyde solution and 0.45 g of oxalic acid were charged, and the separable flask was immersed in an oil bath, and reacted for 1 hour while maintaining the internal temperature at 100 ° C. Thereafter, 270 g (2.5 mol) of m-cresol was continuously charged into the separable flask with the progress of the reaction and reacted for 2 hours.

【0028】次いで、油浴温度を170℃まで上昇さ
せ、同時にセパラブルフラスコ内を減圧にして水、未反
応のm−クレゾール、p−クレゾール、ホルムアルデヒ
ドおよび蓚酸を除去し、溶融したノボラック樹脂を室温
に戻して回収した。該ノボラック樹脂をテトラヒドロフ
ランに溶解し、前記のGPC法にてノボラック樹脂の分
子量分布を測定した。その結果を表1に示す。
Next, the temperature of the oil bath was raised to 170 ° C., and simultaneously the pressure in the separable flask was reduced to remove water, unreacted m-cresol, p-cresol, formaldehyde and oxalic acid. And recovered. The novolak resin was dissolved in tetrahydrofuran, and the molecular weight distribution of the novolak resin was measured by the GPC method described above. Table 1 shows the results.

【0029】(2)このようにして得られたノボラック
樹脂100重量部と、表1に記載の1,2−キノンジア
ジド化合物27重量部とを、エチルセロソルブアセテー
ト360重量部に溶解し、ポジ型感放射線性樹脂組成物
溶液を調製した。この組成物溶液を孔径0.2μmのメ
ンブランフィルターで濾過した。この溶液をシリコンウ
ェーハ上にスピンナーで回転塗布した後、90℃で2分
間ホットプレート上でプレベークして1.2μm厚のレ
ジスト層を形成させた。次いでテストパターンレチクル
を装着したGCA社製4800DSW縮小投影露光装置
にて露光市を重ならないようにずらしながら露光時間を
変えて露光し、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド
2.4重量%水溶液を用い60秒間現像し、水でリンス
し、乾燥した。
(2) 100 parts by weight of the novolak resin thus obtained and 27 parts by weight of the 1,2-quinonediazide compound shown in Table 1 were dissolved in 360 parts by weight of ethyl cellosolve acetate to give a positive impression. A radiation resin composition solution was prepared. This composition solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm. This solution was spin-coated on a silicon wafer with a spinner, and prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to form a 1.2 μm thick resist layer. Next, exposure is performed by changing the exposure time while shifting the exposure area so as not to overlap with a GCA 4800DSW reduction projection exposure apparatus equipped with a test pattern reticle, and developed for 60 seconds using a 2.4% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. And rinsed with water and dried.

【0030】得られたレジストパターンに対して、走査
型電子顕微鏡を用い、現像後のレジストパターンが1.
2μm以上のライン・アンド・スペースパターンを正確
に形成する露光時間(以下、これを最適露光時間と称す
る)を求めたところ、0.40秒と感度は良好であり、
スカム状の現像残りも認められなかった。また最適露光
時間における最小のレジストパターン寸法(以下、これ
を「解像度」と称する)を求めたところ、0.8μmで
あり高い解像度を有していた。また、オーブン中にレジ
ストパターンを形成したウェハーを入れてパターンが崩
れ始めたときの温度を求めたところ、150℃であり、
レジストとして耐熱性が良好なことが分かった。さらに
レジストとの基板の接着性が良好であり、レジストと基
板の間にエッチング液が浸み込むことがなく、0.8μ
mのレジストパターンには全く剥離がなく、ウェットエ
ッチング性が良好であった。その結果を表1に示す。
Using a scanning electron microscope with respect to the obtained resist pattern, the resist pattern after development was 1.
When an exposure time for forming a line and space pattern of 2 μm or more accurately (hereinafter referred to as an optimum exposure time) was obtained, the sensitivity was 0.40 seconds, which was good.
No scum-like development residue was observed. Further, when the minimum resist pattern size at the optimum exposure time (hereinafter, referred to as “resolution”) was obtained, it was 0.8 μm, which was a high resolution. When the temperature at which the pattern began to collapse was determined by placing the wafer on which the resist pattern was formed in an oven, the temperature was 150 ° C.
It was found that the resist had good heat resistance. Further, the adhesiveness between the resist and the substrate is good, and the etching solution does not penetrate between the resist and the substrate.
The resist pattern of No. m did not peel at all, and the wet etching property was good. Table 1 shows the results.

【0031】実施例2〜8 (1)表1に示すm−クレゾ−ルおよびp−クレゾール
を用い、実施例1と同様にしてノボラック樹脂を合成
し、GPC測定法にてノボラック樹脂の分子量分布を測
定した。その結果を表1に示す。 (2)次いで表1に示す種類および添加量の1,2−キ
ノンジアジド化合物を用い、その他は実施例1と同様に
してポジ型感放射線性樹脂組成物溶液を調製し、濾過
し、レジスト性能の評価を行った。その結果を表1に示
す。いずれも感度、解像度、現像性、耐熱性およびウェ
ットエッチング性に優れたものであった。
Examples 2 to 8 (1) Using m-cresol and p-cresol shown in Table 1, a novolak resin was synthesized in the same manner as in Example 1, and the molecular weight distribution of the novolak resin was measured by GPC. Was measured. Table 1 shows the results. (2) Then, a positive-type radiation-sensitive resin composition solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the 1,2-quinonediazide compound of the type and the addition amount shown in Table 1 was used. An evaluation was performed. Table 1 shows the results. All were excellent in sensitivity, resolution, developability, heat resistance and wet etching properties.

【0032】比較例1 (1)実施例1と同様のセパラブルフラスコに、m−ク
レゾール108g(1モル)、p−クレゾール864g
(8モル)、37重量%ホルムアルデヒド水溶液770
gおよび蓚酸0.45gを仕込み、セパラブルフラスコ
を油浴に浸し、内温を100℃に保ちながら1時間反応
させた。次いでさらにm−クレゾール108g(1モ
ル)を反応の進行とともに連続的にセパラブルフラスコ
に仕込み、2時間反応させ、その後、実施例1と同様に
処理してGPC法にてノボラック樹脂の分子量分布を測
定した。その結果を表1に示す。 (2)次いで表1に示す種類および添加量の1,2−キ
ノンジアジド化合物を用い、その他は実施例1と同様に
してポジ型感放射線性樹脂組成物溶液を調製し、濾過
し、レジスト性能の評価を行った。その結果を表1に示
すが、実施例に比べ感度、現像性、解像度、耐熱性およ
びウェットエッチング性が劣るものであった。
Comparative Example 1 (1) 108 g (1 mol) of m-cresol and 864 g of p-cresol were placed in the same separable flask as in Example 1.
(8 mol), 770 aqueous solution of 37% by weight formaldehyde
g and oxalic acid (0.45 g) were charged, and the separable flask was immersed in an oil bath and reacted for 1 hour while maintaining the internal temperature at 100 ° C. Next, 108 g (1 mol) of m-cresol was continuously charged into the separable flask with the progress of the reaction and allowed to react for 2 hours. Thereafter, the same treatment as in Example 1 was performed to determine the molecular weight distribution of the novolak resin by the GPC method. It was measured. Table 1 shows the results. (2) Then, a positive-type radiation-sensitive resin composition solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the 1,2-quinonediazide compound of the type and the addition amount shown in Table 1 was used. An evaluation was performed. The results are shown in Table 1. As a result, the sensitivity, developability, resolution, heat resistance, and wet etching properties were inferior to those of the examples.

【0033】比較例2 (1)実施例1と同様のセパラブルフラスコに、m−ク
レゾール432g(4モル)、p−クレゾール648g
(6モル)、37重量%ホルムアルデヒド水溶液770
gおよび蓚酸0.45gを一括して仕込み、セパラブル
フラスコを油浴に浸し、内温を100℃に保ちながら3
時間反応させた。その後、実施例1と同様に処理してG
PC法にてノボラック樹脂の分子量分布を測定した。そ
の結果を表1に示す。 (2)次いで表1に示す種類および添加量の1,2−キ
ノンジアジド化合物を用い、その他は実施例1と同様に
してポジ型感放射線性樹脂組成物溶液を調製し、濾過
し、レジスト性能の評価を行った。その結果を表1に示
すが、実施例に比べ感度、解像度、、現像性、耐熱性お
よびウェットエッチング性が劣るものであった。
Comparative Example 2 (1) 432 g (4 mol) of m-cresol and 648 g of p-cresol were placed in the same separable flask as in Example 1.
(6 moles), 37% by weight formaldehyde aqueous solution 770
g and oxalic acid (0.45 g) were charged all at once, and the separable flask was immersed in an oil bath.
Allowed to react for hours. Then, the same processing as in the first embodiment is performed to
The molecular weight distribution of the novolak resin was measured by the PC method. Table 1 shows the results. (2) Then, a positive-type radiation-sensitive resin composition solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the 1,2-quinonediazide compound of the type and the addition amount shown in Table 1 was used. An evaluation was performed. The results are shown in Table 1. As a result, the sensitivity, resolution, developability, heat resistance and wet etching properties were inferior to those of the examples.

【0034】比較例3 (1)実施例1と同様のセパラブルフラスコに、m−ク
レゾール648g(6モル)、p−クレゾール432g
(4モル)、37重量%ホルムアルデヒド水溶液770
gおよび蓚酸0.45gを仕込み、セパラブルフラスコ
を油浴に浸し、内温を100℃に保ちながら1時間反応
させた。その後、実施例1と同様に処理してGPC法に
てノボラック樹脂の分子量分布を測定した。その結果を
表1に示す。(2)次いで表1に示す種類および添加量
の1,2−キノンジアジド化合物を用い、その他は実施
例1と同様にしてポジ型感放射線性樹脂組成物溶液を調
製し、濾過し、レジスト性能の評価を行った。その結果
を表1に示すが、実施例に比べ感度、解像度、現像性、
耐熱性およびウェットエッチング性が劣るものであっ
た。
Comparative Example 3 (1) Into the same separable flask as in Example 1, m-cresol 648 g (6 mol), p-cresol 432 g
(4 mol), 37% by weight formaldehyde aqueous solution 770
g and oxalic acid (0.45 g) were charged, and the separable flask was immersed in an oil bath and reacted for 1 hour while maintaining the internal temperature at 100 ° C. Thereafter, the same treatment as in Example 1 was performed, and the molecular weight distribution of the novolak resin was measured by the GPC method. Table 1 shows the results. (2) Then, a positive-type radiation-sensitive resin composition solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the 1,2-quinonediazide compound of the type and the addition amount shown in Table 1 was used. An evaluation was performed. The results are shown in Table 1. The sensitivity, resolution, developability,
Heat resistance and wet etching properties were poor.

【0035】比較例4 (1)実施例1と同様のセパラブルフラスコに、m−ク
レゾール648g(6モル)、p−クレゾール432g
(4モル)、37重量%ホルムアルデヒド水溶液770
gおよび蓚酸9gを仕込み、セパラブルフラスコを油浴
に浸し、内温を100℃に保ちながら1時間反応させ、
その後、実施例1と同様に処理してGPC法にてノボラ
ック樹脂の分子量分布を測定した。その結果を表1に示
す。 (2)次いで表1に示す種類および添加量の1,2−キ
ノンジアジド化合物を用い、その他は実施例1と同様に
してポジ型感放射線性樹脂組成物溶液を調製し、濾過
し、レジスト性能の評価を行った。その結果を表1に示
すが、実施例に比べ感度、解像度、現像性、耐熱性およ
びウェットエッチング性が劣るものであった。
Comparative Example 4 (1) Into the same separable flask as in Example 1, m-cresol 648 g (6 mol), p-cresol 432 g
(4 mol), 37% by weight formaldehyde aqueous solution 770
g and 9 g of oxalic acid, the separable flask was immersed in an oil bath, and reacted for 1 hour while maintaining the internal temperature at 100 ° C.
Thereafter, the same treatment as in Example 1 was performed, and the molecular weight distribution of the novolak resin was measured by the GPC method. Table 1 shows the results. (2) Then, a positive-type radiation-sensitive resin composition solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the 1,2-quinonediazide compound of the type and the addition amount shown in Table 1 was used. An evaluation was performed. The results are shown in Table 1. As a result, the sensitivity, resolution, developability, heat resistance and wet etching properties were inferior to those of the examples.

【0036】比較例5 (1)実施例1と同様のセパラブルフラスコに、m−ク
レゾール432g(4モル)、p−クレゾール216g
(2モル)、37重量%ホルムアルデヒド水溶液770
gおよび蓚酸0.45gを仕込み、セパラブルフラスコ
を油浴に浸し、内温を100℃に保ちながら1時間反応
させた。次いでさらにm−クレゾール432g(4モ
ル)を反応の進行とともに連続的にセパラブルフラスコ
に仕込み、2時間反応させ、その後実施例1と同様に処
理してGPC法にてノボラック樹脂の分子量分布を測定
した。その結果を表2に示す。 (2)次いで表2に示す種類および添加量の1,2−キ
ノンジアジド化合物を用い、その他は実施例1と同様に
してポジ型感放射線性樹脂組成物溶液を調製し、濾過
し、レジスト性能の評価を行った。その結果を表2に示
すが、実施例に比べ感度、現像性、解像度、耐熱性は良
好であったが0.8μmのレジストパターンの約10%
に相当する個数のパターンに基板からの剥離、浮きが見
られ、基板との接着性、すなわちウェットエッチング性
が不良であった。
Comparative Example 5 (1) In a separable flask similar to that in Example 1, 432 g (4 mol) of m-cresol and 216 g of p-cresol were placed.
(2 mol), 37% by weight formaldehyde aqueous solution 770
g and oxalic acid (0.45 g) were charged, and the separable flask was immersed in an oil bath and reacted for 1 hour while maintaining the internal temperature at 100 ° C. Then, 432 g (4 mol) of m-cresol was continuously charged into the separable flask as the reaction progressed, reacted for 2 hours, and then treated in the same manner as in Example 1 to measure the molecular weight distribution of the novolak resin by the GPC method. did. Table 2 shows the results. (2) Next, a positive-type radiation-sensitive resin composition solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the 1,2-quinonediazide compound of the type and the addition amount shown in Table 2 was used. An evaluation was performed. The results are shown in Table 2. As compared with the examples, the sensitivity, developability, resolution and heat resistance were good, but about 10% of the 0.8 μm resist pattern.
Peeling and lifting from the substrate were observed in the number of patterns corresponding to the above, and the adhesion to the substrate, that is, the wet etching property was poor.

【0037】参考例1 実施例1と同様に操作してレジスト層を形成させた。次
いでテストパターンレチクルを装着したキャノン社製F
PA−1550縮小投影露光装置を用いる以外は実施例
1と同様にレジスト性能の評価を行ったところ、最適露
光時間は0.30秒と高い感度であり、スカム状の現像
残りも認められなかった。解像度は0.7μmであり、
非常に高解像度のものが得られた。
Reference Example 1 A resist layer was formed in the same manner as in Example 1. Next, Canon F equipped with a test pattern reticle
The resist performance was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the PA-1550 reduction projection exposure apparatus was used. As a result, the optimum exposure time was as high as 0.30 seconds, and no scum-like development residue was observed. . The resolution is 0.7 μm,
Very high resolution was obtained.

【0038】参考例2 実施例1と同様に操作してレジスト層を形成させた。次
いでテストパターンレチクルを装着したキャノン社製F
PA−1550縮小投影露光装置を用い、テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド2.2重量%水溶液で現像す
る以外は実施例1と同様にレジスト性能の評価を行った
ところ、最適露光時間は0.6秒と高い感度であり、ス
カム状の現像残りも認められなかった。また、解像度は
0.6μmであり、非常に高解像度のものが得られた。
Reference Example 2 A resist layer was formed in the same manner as in Example 1. Next, Canon F equipped with a test pattern reticle
Using a PA-1550 reduction projection exposure apparatus, the resist performance was evaluated in the same manner as in Example 1 except for developing with a 2.2% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. The optimum exposure time was 0.6 seconds. The sensitivity was high, and no scum-like residual development was observed. The resolution was 0.6 μm, and a very high resolution was obtained.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明のアルカリ可溶性ノボラック樹脂
を使用することにより、高感度で、かつ現像性が良好
で、線幅1μm以下のレジストパターンが解像可能であ
り、耐ドライエッチング性、ウェットエッチング性およ
び耐熱性が良好なポジ型感放射線性樹脂組成物が得られ
る。このポジ型感放射線性樹脂組成物は、紫外線、遠紫
外線、X線、電子線、分子線、γ線、シンクロトロン放
射線、プロトンビーム等の放射線に感応し、特に高集積
度の集積回路作製用レジストとして好適なものである。
By using the alkali-soluble novolak resin of the present invention, a resist pattern having a high sensitivity, good developability, a line width of 1 μm or less can be resolved, dry etching resistance and wet etching can be obtained. A positive radiation-sensitive resin composition having good heat resistance and heat resistance can be obtained. This positive-type radiation-sensitive resin composition is sensitive to radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, electron beams, molecular beams, γ-rays, synchrotron radiation, and proton beams, and is particularly suitable for producing highly integrated integrated circuits. It is suitable as a resist.

フロントページの続き (72)発明者 吉田 淑則 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内Continuation of front page (72) Inventor Yoshinori Yoshida 2-11-24 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Inside JSR Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)m−クレゾール30〜70モル%
およびp−クレゾール70〜30モル%から実質的にな
るクレゾールとカルボニル化合物とを縮合反応させて得
られ、その際該縮合反応は反応の進行とともにクレゾー
ルを添加する方法で実施され、かつ(B)単分散ポリス
チレンを標準とするゲルパーミェーションクロマトグラ
フィー法により求めたポリスチレン換算分子量が630
0〜25000、2500〜6000および150〜9
00の各範囲にある最大の高さをそれぞれa、bおよび
cとしたときa/b=0.4〜1.5およびc/b=0.
5〜2の各範囲にある、ことを特徴とするアルカリ可溶
性ノボラック樹脂。
(A) 30-70 mol% of m-cresol
And a condensation reaction of cresol substantially consisting of 70 to 30 mol% of p-cresol with a carbonyl compound, wherein the condensation reaction is carried out by a method of adding cresol as the reaction proceeds, and (B) Polystyrene-equivalent molecular weight of 630 determined by gel permeation chromatography using monodisperse polystyrene as a standard.
0-25000, 2500-6000 and 150-9
When the maximum heights in the respective ranges of 00 are a, b and c, respectively, a / b = 0.4 to 1.5 and c / b = 0.
An alkali-soluble novolak resin which is in each range of 5-2.
【請求項2】 ポジ型感放射線性樹脂組成物に用いるら
れるための請求項1のアルカリ可溶性ノボラック樹脂。
2. The alkali-soluble novolak resin according to claim 1, which is used for a positive radiation-sensitive resin composition.
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