JPH11338138A - Positive type chemical amplification type photosensitive resin composition and production of resist image - Google Patents

Positive type chemical amplification type photosensitive resin composition and production of resist image

Info

Publication number
JPH11338138A
JPH11338138A JP10145644A JP14564498A JPH11338138A JP H11338138 A JPH11338138 A JP H11338138A JP 10145644 A JP10145644 A JP 10145644A JP 14564498 A JP14564498 A JP 14564498A JP H11338138 A JPH11338138 A JP H11338138A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
compound
photosensitive resin
resin
compd
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10145644A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Kato
幸治 加藤
Masahiro Hashimoto
政弘 橋本
Michiaki Hashimoto
通晰 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP10145644A priority Critical patent/JPH11338138A/en
Publication of JPH11338138A publication Critical patent/JPH11338138A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a positive type chemical amplification type photosensitive resin compsn. having high sensitivity, high resolution and high heat resistance by using a novolak resin obtd. by bringing a cresol compd., a specified phenol compd. and an aldehyde into a polycondensation reaction in the presence of an acid catalyst as a resin soluble in an aq. alkali soln. SOLUTION: The photosensitive resin compsn. contains a resin (a) soluble in an aq. alkali soln., a compd. (b) which forms an acid when irradiated with active chemical rays and a compd. (c) having an acid decomposable group whose solubility to the aq. alkali soln. is increased by an acid catalyzed reaction in a side chain. The resin (a) is a novolak resin obtd. by bringing a cresol compd., a phenol compd. represented by the formula and an aldehyde into a polycondensation reaction in the presence of an acid catalyst. In the formula, R<1> is 1-4C alkyl and (n) is 0, 1 or 2. A coating of the photosensitive resin compsn. is irradiated with active chemical rays and developed to obtain the objective resist image.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

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

【0002】[0002]

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

【0003】一方、光を用いる露光よりもさらにパター
ンの微細加工を期待できるのがX線や電子線による露光
である。パターンの最小寸法は、ビーム径に依存し、高
い解像力が得られる。しかしながらどんなに微細加工が
可能な露光方式でも、LSI量産の面からはウエハ処理
のスループットが問題となる。スループットを向上させ
る方法としては、装置の改良もさることながら、用いる
レジストの高感度化が重要となる。
On the other hand, exposure using X-rays or electron beams can be expected to achieve finer pattern processing than exposure using light. The minimum dimension of the pattern depends on the beam diameter, and a high resolution can be obtained. However, even in an exposure method that can perform fine processing, the throughput of wafer processing poses a problem in terms of LSI mass production. As a method for improving the throughput, it is important to improve the sensitivity of the resist used, as well as to improve the apparatus.

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

【0005】しかし、従来のレジスト材料では、微細な
パターンを形状よく得るために必要となる照射部と未照
射部との現像液に対する溶解速度の差が小さくなること
から生じる、いわゆるγ値の低下(解像度の低下)とい
う問題があった。また、アルカリ可溶性樹脂と酸触媒下
で反応する成分とを混合して用いると、不均質な2層に
分離したり、あるいはミクロ層分離によりレジスト表面
に難溶化層が形成され、パタン形状が悪化するという極
めて重大な問題点があった。
However, in the conventional resist material, the so-called γ value is reduced because the difference in the dissolution rate in the developing solution between the irradiated portion and the non-irradiated portion, which is necessary for obtaining a fine pattern with good shape, is reduced. (Reduction in resolution). When an alkali-soluble resin and a component that reacts under an acid catalyst are mixed and used, they are separated into two inhomogeneous layers, or a hardly soluble layer is formed on the resist surface by micro-layer separation, and the pattern shape is deteriorated. There was a very serious problem.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】請求項1〜2における
本発明は、紫外線、遠紫外線、X線、電子線などの放射
線のパタン状照射によりパタン潛像形成部に酸を発生さ
せ、この酸を触媒とする反応によって、当該照射部と未
照射部のアルカリ現像液に対する溶解性を変化させ、パ
ターンを現出させるポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物
において、高感度、高解像度でかつ高耐熱性のポジ型化
学増幅系感光性樹脂組成物を提供するものである。請求
項3における発明は、解像度の良好なレジストパターン
を現出することができるレジスト像の製造法を提供する
ものである。
The present invention according to claims 1 and 2 is characterized in that an acid is generated in a pattern latent image forming portion by pattern-like irradiation of radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays and electron beams. The reaction using the catalyst as a catalyst changes the solubility of the irradiated part and the unirradiated part in an alkali developing solution, and provides a high sensitivity, high resolution and high An object of the present invention is to provide a heat-resistant positive chemically amplified photosensitive resin composition. The third aspect of the present invention provides a method of manufacturing a resist image capable of producing a resist pattern having good resolution.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、(a)アルカ
リ水溶液可溶性樹脂、(b)活性化学線照射により酸を
生じる化合物及び(c)側鎖に酸触媒反応によりアルカ
リ水溶液に対する溶解性が増加される酸分解性基を有す
る化合物を含有してなるものにおいて、上記アルカリ水
溶液可溶性樹脂が、クレゾール化合物及び一般式(I)
According to the present invention, there are provided (a) a resin soluble in an aqueous alkali solution, (b) a compound capable of generating an acid upon irradiation with active actinic radiation, and (c) a side chain having solubility in an aqueous alkali solution by an acid-catalyzed reaction. In the composition containing a compound having an increased acid-decomposable group, the alkali-soluble resin may be a cresol compound or a compound represented by the general formula (I):

【化2】 (式中、R1は炭素数1〜4のアルキル基、nは0、1
または2を示す)で表されるフェノール化合物とアルデ
ヒドを酸触媒の存在下に重縮合反応させて得られるノボ
ラック樹脂であるポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物に
関する。
Embedded image (Wherein, R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, n is 0, 1
Or 2) is a positive-type chemically amplified photosensitive resin composition which is a novolak resin obtained by a polycondensation reaction of a phenol compound represented by the formula (2) and an aldehyde in the presence of an acid catalyst.

【0008】また、本発明は、アルカリ水溶液可溶性樹
脂が、クレゾール化合物、キシレノール化合物及び一般
式(I)で表されるフェノール化合物とアルデヒドを酸
触媒の存在下に重縮合反応させて得られるノボラック樹
脂である上記のポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物に関
する。また、本発明は、前記いずれかのポジ型化学増幅
系感光性樹脂組成物の塗膜を、活性化学線で照射し、つ
いで現像することを特徴とするレジスト像の製造法に関
する。
Further, the present invention provides a novolak resin obtained by subjecting an aqueous alkali-soluble resin to a polycondensation reaction of a cresol compound, a xylenol compound and a phenol compound represented by the general formula (I) with an aldehyde in the presence of an acid catalyst. And a positive chemically amplified photosensitive resin composition as described above. Further, the present invention relates to a method for producing a resist image, which comprises irradiating a coating film of any of the above-mentioned positive-working chemically amplified photosensitive resin compositions with active actinic radiation and then developing it.

【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、特定のフェノール類とアルデヒド類を
反応させて得られるノボラック樹脂が使用される。上記
フェノール類としては、前記一般式(I)で表される2
〜4核体のフェノール化合物及びo−クレゾール、m−
クレゾール又はp−クレゾールであるクレゾール化合物
を必須成分とし、2,3−キシレノール、2,4−キシ
レノール、2,5−キシレノール、3,4−キシレノー
ル、3,5−キシレノール等のキシレノール化合物が必
要に応じて使用される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As an aqueous alkali-soluble resin used in the present invention, a novolak resin obtained by reacting a specific phenol with an aldehyde is used. The phenols include 2 represented by the general formula (I).
To 4-nuclear phenolic compounds and o-cresol, m-
A cresol compound that is cresol or p-cresol is an essential component, and a xylenol compound such as 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 3,4-xylenol, or 3,5-xylenol is required. Used accordingly.

【0010】前記一般式(I)で表される2〜4核体の
フェノール化合物としては、
The 2- to 4-nuclear phenol compound represented by the general formula (I) includes:

【化3】 等がある。これらの2〜4核体のフェノール化合物はそ
れぞれ単独で用いられても、また、2種類以上用いられ
ても良い。
Embedded image Etc. These 2- to 4-nuclear phenol compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0011】上記の2〜4核体のフェノール化合物は、
クレゾ−ル化合物100重量部あるいはクレゾール化合
物とキシレノール化合物の総量100重量部に対して5
〜40重量部の範囲が好ましい。2〜4核体のフェノー
ル化合物が少ないとレジスト材料とした場合に十分な解
像度が得られず、多過ぎると感度と解像度の両立が難し
くなる傾向がある。また、キシレノール化合物は、レジ
ストに耐熱性を付与するが、多すぎるとクレゾール化合
物の溶解阻害効果を減ずるので、クレゾール化合物とキ
シレノール化合物の総量に対して、0〜50重量%の範
囲で使用することが好ましく、特に、0〜30重量%の
範囲で使用することが好ましい。
The above-mentioned 2- to 4-nuclear phenol compound is
5 parts per 100 parts by weight of the cresol compound or 100 parts by weight of the total amount of the cresol compound and the xylenol compound
A range of 4040 parts by weight is preferred. If the phenolic compound of 2 to 4 nuclei is small, sufficient resolution cannot be obtained when a resist material is used, and if it is too large, it tends to be difficult to achieve both sensitivity and resolution. In addition, the xylenol compound imparts heat resistance to the resist, but if the amount is too large, the dissolution inhibiting effect of the cresol compound is reduced. Therefore, the xylenol compound is used in the range of 0 to 50% by weight based on the total amount of the cresol compound and the xylenol compound. It is particularly preferable to use it in the range of 0 to 30% by weight.

【0012】アルデヒド類としては、例えば、ホルムア
ルデヒド、パラホルムアルデヒド等を挙げることができ
る。アルデヒド類の使用量は、フェノール類1モルに対
して0.5〜1モルの範囲が好ましい。
The aldehydes include, for example, formaldehyde, paraformaldehyde and the like. The amount of the aldehyde used is preferably in the range of 0.5 to 1 mol per 1 mol of the phenol.

【0013】フェノール類とアルデヒド類を重縮合する
ための酸触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸、
蟻酸、蓚酸、酢酸等の有機酸を挙げることができる。酸
触媒の使用量は、フェノール類1モルに対して、1×1
-5〜1×10-1モルの範囲が好ましい。重縮合の反応
温度と反応時間は、合成原料の反応性に応じて適宜調整
することができるが、通常、反応温度は、70〜130
℃であり、反応時間は、1〜12時間である。重縮合の
方法としては、フェノール類、アルデヒド類及び触媒を
一括で仕込む方法、触媒存在下にフェノール類及びアル
デヒド類を反応の進行と共に加えていく方法などを挙げ
ることができる。重縮合終了後は、反応系内に存在する
未反応原料、縮合水、触媒等を除去するために、減圧
下、例えば、20〜50mmHgで、反応系内の温度を15
0〜200℃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、その後、樹脂を回
収する。
Examples of the acid catalyst for polycondensing phenols and aldehydes include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid;
Organic acids such as formic acid, oxalic acid and acetic acid can be mentioned. The amount of the acid catalyst used was 1 × 1 with respect to 1 mol of phenols.
The range of 0 -5 to 1 × 10 -1 mol is preferred. The reaction temperature and the reaction time of the polycondensation can be appropriately adjusted according to the reactivity of the synthesis raw materials, but usually the reaction temperature is 70 to 130.
° C and the reaction time is 1 to 12 hours. Examples of the polycondensation method include a method in which phenols, aldehydes and a catalyst are charged all at once, and a method in which phenols and aldehydes are added in the presence of a catalyst as the reaction proceeds. After the completion of the polycondensation, the temperature in the reaction system is reduced to 15 to 50 mmHg under reduced pressure, for example, to remove unreacted raw materials, condensed water, catalyst, and the like present in the reaction system.
The temperature is raised to 0 to 200 ° C. to remove unreacted raw materials, condensed water, acid catalyst, and the like existing in the reaction system, and then recover the resin.

【0014】本発明では、アルカリ水溶液可溶性樹脂
は、低分子量成分を除去したものが好ましい。アルカリ
水溶液可溶性樹脂において、このような低分子量成分を
削減あるいは除去する方法としては、溶解分別法が一般
的である。すなわち、アルカリ水溶液可溶性樹脂をアセ
トン、エチルセロソルブアセテート、テトラヒドロフラ
ン、メチルエチルケトンのような良溶媒に溶解させワニ
スとし、このワニスをトルエン、ヘキサン、ペンタン、
キシレンのような貧溶媒に添加していき、低分子量成分
の多い希薄相と高分子量成分の多い濃厚相に分けるか、
あるいは、高分子量成分の多い沈殿相を作ることによ
り、低分子量成分の削減あるいは除去を行う。
In the present invention, the resin soluble in an aqueous alkali solution is preferably one from which low molecular weight components have been removed. As a method for reducing or removing such low molecular weight components in the alkali aqueous solution-soluble resin, a dissolution fractionation method is generally used. That is, an alkaline aqueous solution-soluble resin is dissolved in a good solvent such as acetone, ethyl cellosolve acetate, tetrahydrofuran, and methyl ethyl ketone to form a varnish, and the varnish is toluene, hexane, pentane,
Add it to a poor solvent such as xylene and separate it into a dilute phase with many low molecular weight components and a dense phase with many high molecular weight components,
Alternatively, a low molecular weight component is reduced or removed by forming a precipitated phase having a large amount of a high molecular weight component.

【0015】また、特開昭64−14229号公報に示
されるように、アルカリ水溶液可溶性樹脂を粉砕しトル
エン、キシレン等の芳香族溶媒中に分散させることによ
り抽出させ低分子量成分の削減あるいは除去を行っても
良い。また、本発明では、特開平2−222409号公
報に示されるように、樹脂を合成する際に樹脂に対して
良溶媒と貧溶媒を混合させて通常の重縮合合成反応を行
って、低分子量成分の少ないアルカリ水溶液可溶性樹脂
を得る方法を用いても良い。このような方法により、ア
ルカリ水溶液可溶性樹脂のポリスチレン換算重量平均分
子量2,000以下の低分子量成分を0〜10重量%の
範囲とすることが好ましい。本発明において、ポリスチ
レン換算重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロ
マトグラフ(GPC)法により、標準ポリスチレンを用
いて測定するものであり、分子量が2,000以下の全
体に対する面積比で求めた。
Further, as disclosed in JP-A-64-14229, a resin soluble in an aqueous alkali solution is pulverized and dispersed in an aromatic solvent such as toluene or xylene to extract and reduce or remove low molecular weight components. You may go. Further, in the present invention, as shown in JP-A-2-222409, when synthesizing a resin, a good solvent and a poor solvent are mixed with the resin and a normal polycondensation synthesis reaction is performed to obtain a low molecular weight resin. You may use the method of obtaining the alkali aqueous solution soluble resin with few components. By such a method, it is preferable that the low molecular weight component having a weight average molecular weight of 2,000 or less in terms of polystyrene of the aqueous alkali solution-soluble resin is in the range of 0 to 10% by weight. In the present invention, the weight-average molecular weight in terms of polystyrene is measured by gel permeation chromatography (GPC) using standard polystyrene, and is determined by an area ratio to the whole having a molecular weight of 2,000 or less.

【0016】本発明では、種々のポリフェノール化合物
を添加して用いるこどができる。特に、低分子量成分を
除去した場合には水酸化テトラメチルアンモウムの2.
38重量%水溶液に対する溶解速度が低下しやすいの
で、溶解速度を向上させるために種々のポリフェノール
化合物を添加することが好ましい。これらのポリフェノ
ール化合物としては、フェノール性水酸基を2〜8個有
する化合物であれば制限されない。これらのポリフェノ
ール化合物としては、例えば、ビス(2−ヒドロキシフ
ェニル)メタン、2−ヒドロキシフェニル−(4−ヒド
ロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロ
パン、トリス(2−ヒドロキシフェニル)メタン、トリ
ス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2−ヒド
ロキフェニル)−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)−(2−ヒドロキシフ
ェニル)メタン、1,1,1−トリス(2−ヒドロキシ
フェニル)エタン、1,1−ビス(2−ヒドロキシフェ
ニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,
1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(2−ヒド
ロキシフェニル)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
キシフェニル)−1−[4−{1−(4−ヒドロキシフ
ェニル)−1−メチルエチル}フェニルエタン、1,1
−ビス(2−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタ
ン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−フェニルメタ
ン、ビス(2−ヒドロキシフェニル)−フェニルメタ
ン、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメチル−ビ
フェニル、
In the present invention, various polyphenol compounds can be added and used. In particular, when low molecular weight components are removed, tetramethylammonium hydroxide is used.
Since the dissolution rate in a 38% by weight aqueous solution tends to decrease, it is preferable to add various polyphenol compounds in order to improve the dissolution rate. The polyphenol compound is not limited as long as it has 2 to 8 phenolic hydroxyl groups. Examples of these polyphenol compounds include bis (2-hydroxyphenyl) methane, 2-hydroxyphenyl- (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) )
Ethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, tris (2-hydroxyphenyl) methane, tris (4-hydroxyphenyl) methane, bis (2-hydroxyphenyl)-(4-hydroxyphenyl) methane,
Bis (4-hydroxyphenyl)-(2-hydroxyphenyl) methane, 1,1,1-tris (2-hydroxyphenyl) ethane, 1,1-bis (2-hydroxyphenyl) -1- (4-hydroxyphenyl ) Ethane, 1,
1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- (2-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1- [ 4- {1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} phenylethane, 1,1
-Bis (2-hydroxyphenyl) -1-phenylethane, bis (4-hydroxyphenyl) -phenylmethane, bis (2-hydroxyphenyl) -phenylmethane, 4,4'-dihydroxy-3,3'-dimethyl- Biphenyl,

【化4】 を挙げることができる。これらのポリフェノール化合物
はそれぞれ単独で用いられても、また2種類以上用いら
れても良い。
Embedded image Can be mentioned. These polyphenol compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0017】ポリフェノール化合物の配合量は(a)ア
ルカリ水溶液可溶性樹脂100重量部に対して2〜30
重量部であることが好ましく、特に5〜25重量部であ
ることが好ましい。ポリフェノール化合物の配合量が少
なすぎると十分な解像度の改善効果を得ることが困難と
なり、配合量が多すぎると感度と解像度の両立が難しく
なる傾向がある。
The compounding amount of the polyphenol compound is 2 to 30 parts by weight with respect to (a) 100 parts by weight of the resin soluble in an aqueous alkali solution.
It is preferable that the amount be 5 parts by weight, especially 5 to 25 parts by weight. If the blending amount of the polyphenol compound is too small, it is difficult to obtain a sufficient resolution improving effect, and if the blending amount is too large, it tends to be difficult to achieve both sensitivity and resolution.

【0018】本発明に用いられる(b)活性化学線照射
により酸を生じる化合物としては、オニウム塩、ハロゲ
ン含有化合物、キノンジアジド化合物、スルホン酸エス
テル化合物などが挙げられる。
Examples of the compound (b) which generates an acid upon irradiation with actinic radiation used in the present invention include onium salts, halogen-containing compounds, quinonediazide compounds, sulfonic acid ester compounds and the like.

【0019】オニウム塩としては、例えば、ヨードニウ
ム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、アンモニウム
塩、ジアゾニウム塩などを挙げることができ、好ましく
はジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウ
ム塩、トリアルキルスルホニウム塩(アルキル基の炭素
数は1〜4)があり、オニウム塩の対アニオンは、例え
ば、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロアンチモン
酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロ酢
酸、トルエンスルホン酸などがある。
Examples of the onium salt include an iodonium salt, a sulfonium salt, a phosphonium salt, an ammonium salt, a diazonium salt and the like, preferably a diaryliodonium salt, a triarylsulfonium salt, a trialkylsulfonium salt (an alkyl group). The number of carbon atoms is 1 to 4), and examples of the counter anion of the onium salt include tetrafluoroboric acid, hexafluoroantimonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, and toluenesulfonic acid.

【0020】ハロゲン含有化合物としては、例えば、ハ
ロアルキル基含有炭化水素系化合物、ハロアルキル基含
有ヘテロ環状化合物などを挙げることができ、好ましく
はトリクロロメチルトリアジン、ブロモアセチルベンゼ
ンなどがある。
Examples of the halogen-containing compound include a haloalkyl group-containing hydrocarbon compound and a haloalkyl group-containing heterocyclic compound, and preferably include trichloromethyltriazine and bromoacetylbenzene.

【0021】キノンジアジド化合物としては、例えば、
ジアゾベンゾキノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物
などを挙げることができる。
As the quinonediazide compound, for example,
Examples thereof include a diazobenzoquinone compound and a diazonaphthoquinone compound.

【0022】スルホン酸エステル化合物としては、例え
ば、フェノ−ル性水酸基を有する芳香族化合物とアルキ
ルスルホン酸あるいは芳香族スルホン酸とのエステルが
あり、例えば、フェノ−ル性水酸基を有する芳香族化合
物としてはフェノ−ル、レゾルシノ−ル、ピロガロ−
ル、1,2−ジヒドロキシナフタレン、1,3−ジヒド
ロキシナフタレンなどがあり、アルキルスルホン酸とし
てメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスル
ホン酸、ブチルスルホン酸、芳香族スルホン酸としてベ
ンゼンスルホン酸、ナフチルスルホン酸などがある。
Examples of the sulfonic acid ester compound include an ester of an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group and an alkylsulfonic acid or an aromatic sulfonic acid. For example, as the aromatic compound having a phenolic hydroxyl group, Is phenol, resorcinol, pyrogallo-
Sulfonic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, butylsulfonic acid, and aromatic sulfonic acid, such as benzenesulfonic acid and naphthylsulfonic acid. Acids and the like.

【0023】フェノ−ル性水酸基を有する芳香族化合物
とアルキルスルホン酸とのエステルは、通常のエステル
化反応により合成できる。例えば、アルカリ性触媒下で
フェノ−ル性水酸基を有する芳香族化合物とアルキルス
ルホン酸あるいは芳香族スルホン酸の塩化物を反応させ
ることができる。これにより得られた合成物は、適当な
溶媒を用いて再結晶法あるいは再沈殿法により精製処理
を行うことができる。
The ester of an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group with an alkylsulfonic acid can be synthesized by a usual esterification reaction. For example, an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group can be reacted with an alkyl sulfonic acid or a chloride of an aromatic sulfonic acid under an alkaline catalyst. The synthesized product thus obtained can be purified by a recrystallization method or a reprecipitation method using an appropriate solvent.

【0024】活性化学線照射により酸を生じる化合物の
添加量は、活性化学線に対して十分な感度を与える観点
からアルカり水溶液可溶性樹脂100重量部に対して2
〜30重量部であることが好ましく、さらに、5〜15
重量部であることが好ましい。活性化学線により酸を生
じる化合物が多すぎると、溶媒に対する溶解性が低下
し、また、少なすぎると十分な感度が得られない。
From the viewpoint of providing sufficient sensitivity to active actinic radiation, the amount of the compound that generates an acid upon irradiation with active actinic radiation is preferably 2 parts by weight per 100 parts by weight of the aqueous alkali soluble resin.
To 30 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight.
It is preferably in parts by weight. If the amount of the compound that generates an acid by active actinic radiation is too large, the solubility in a solvent is reduced. If the amount is too small, sufficient sensitivity cannot be obtained.

【0025】本発明に用いられる(c)側鎖に酸触媒反
応によりアルカリ水溶液に対する溶解性が増加される酸
分解性基を有する化合物は、酸によって効率的に側鎖の
酸分解性基が解離され、その最終生成物のアルカリ水溶
液に対する溶解性が解離前の化合物のそれと著しく異な
る。(c)成分としては、アクリル酸樹脂、スチレンと
アクリル酸との共重合体、ヒドロキシスチレンの重合体
(ポリビニルフェノールを包含する)などのアルカリ水
溶液可溶性樹脂のフェノール性水酸基、カルボキシル基
などの水素原子を酸の存在下で解離することが可能な基
(酸分解性基)で置換した化合物が挙げられる。酸分解
性基を有するビニル重合体は、その水酸基又はカルボキ
シル基の全てが酸分解性基で保護されている必要はな
い。酸分解性基を有するビニル重合体の分子量について
は、重量平均分子量(Mw)〔ゲルパーミエーションク
ロマトグラフィーにより標準ポリスチレンの検量線を用
いて測定した重量平均分子量、以下同じ〕が1,500
〜3,000のものが好ましい。この分子量の範囲の重
合体は、アルカリ水溶液可溶性樹脂との相溶性が良い。
The compound (c) having an acid-decomposable group whose solubility in an aqueous alkali solution is increased by an acid-catalyzed reaction in the side chain used in the present invention is such that the acid-decomposable group of the side chain is efficiently dissociated by an acid. The solubility of the final product in an aqueous alkaline solution is significantly different from that of the compound before dissociation. As the component (c), a hydrogen atom such as a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group of an alkali aqueous solution-soluble resin such as an acrylic acid resin, a copolymer of styrene and acrylic acid, or a polymer of hydroxystyrene (including polyvinyl phenol) is used. Is substituted by a group capable of dissociating in the presence of an acid (acid-decomposable group). It is not necessary that all of the hydroxyl groups or carboxyl groups of the vinyl polymer having an acid-decomposable group be protected by the acid-decomposable group. Regarding the molecular weight of the vinyl polymer having an acid-decomposable group, the weight-average molecular weight (Mw) [weight-average molecular weight measured by gel permeation chromatography using a standard polystyrene calibration curve, the same applies hereinafter] is 1,500.
~ 3,000 are preferred. A polymer having a molecular weight in this range has good compatibility with a resin soluble in an aqueous alkali solution.

【0026】酸の存在下で解離することが可能な基の具
体例としては、メトキシメチル基、メトキシエトキシメ
チル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニ
ル基、ベンジルオキシメチル基、1−メトキシエチル
基、1−エトキシエチル基、メトキシベンジル基、t−
ブチル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル
基、t−ブトキシカルボニル基、トリメチルシリル基、
トリエチルシリル基、フェニルジメチルシリル基などを
挙げることができる。その中でもテトラヒドロピラニル
基、テトラヒドロフラニル基、t−ブトキシカルボニル
基、1−エトキシエチル基、トリエチルシリル基などが
好ましい。
Specific examples of groups that can be dissociated in the presence of an acid include methoxymethyl, methoxyethoxymethyl, tetrahydropyranyl, tetrahydrofuranyl, benzyloxymethyl, 1-methoxyethyl, 1-ethoxyethyl group, methoxybenzyl group, t-
Butyl group, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, trimethylsilyl group,
Examples thereof include a triethylsilyl group and a phenyldimethylsilyl group. Among them, a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, a t-butoxycarbonyl group, a 1-ethoxyethyl group, a triethylsilyl group and the like are preferable.

【0027】酸の存在下で解離することが可能な基(酸
分解性基)によるフェノール性水酸基又はカルボキシル
基の水素の置換率(すなわち、成分(c)全体のフェノ
ール性水酸基又はカルボキシル基の水素と酸分解性基の
総数に対する酸分解性基の割合)は15〜100%であ
ることが好ましく、さらに、30〜100%であること
が好ましい。
The rate of substitution of hydrogen of a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group by a group capable of dissociating in the presence of an acid (an acid-decomposable group) (that is, hydrogen of a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group in the entire component (c)) And the ratio of the acid-decomposable group to the total number of acid-decomposable groups) is preferably from 15 to 100%, and more preferably from 30 to 100%.

【0028】本発明に用いられる(c)成分である側鎖
に酸触媒反応によりアルカリ水溶液に対する溶解性が増
加される酸分解性基を有する化合物は、フェノール性水
酸基またはカルボキシル基を有する化合物のフェノール
性水酸基またはカルボキシル基水素原子を前記酸分解性
基で置換することにより製造することができる。この方
法としては、従来よく知られた方法を採用することがで
きる。例えば、酸分解性基としてテトラヒドロピラニル
基、1−エトキシエチル基などのアセタール基を導入す
る場合には、酸触媒の存在下に反応化剤として、3,4
−ジヒドロ−2H−ピラン、エチルビニルエーテル等の
ビニルエーテル化合物を適当な反応溶媒中で反応させ
る。
The compound having an acid-decomposable group whose solubility in an aqueous alkali solution is increased by an acid-catalyzed reaction as a component (c) used in the present invention is a phenol of a compound having a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group. It can be produced by replacing a hydrogen atom of a hydroxyl group or a carboxyl group with the acid-decomposable group. As this method, a conventionally well-known method can be adopted. For example, when an acetal group such as a tetrahydropyranyl group or a 1-ethoxyethyl group is introduced as an acid-decomposable group, 3,4,4 is used as a reactant in the presence of an acid catalyst.
A vinyl ether compound such as -dihydro-2H-pyran, ethyl vinyl ether or the like is reacted in a suitable reaction solvent.

【0029】(c)酸触媒反応によりアルカリ水溶液に
対する溶解性が増加される酸分解性基を有する化合物の
配合量は、(a)アルカリ水溶液可溶性樹脂100重量
部に対して3〜300重量部であることが好ましく、さ
らに、5〜200重量部であることが好ましい。酸触媒
反応によりアルカリ水溶液に対する溶解性が増加される
酸分解性基を有する化合物の添加量が多すぎると、照射
部が酸触媒反応によりアルカリ水溶液に対し溶解性が増
加する系では照射部の現像液に対する溶解速度が低下し
やすくなり、また、また、酸触媒反応によりアルカリ水
溶液に対する溶解性が増加される酸分解性基を有する化
合物の添加量が少なすぎると、照射部が酸触媒反応によ
りアルカリ水溶液に対し溶解性が増加する系では未照射
部の膜減りが大きくなる傾向がある。
(C) The compound having an acid-decomposable group whose solubility in an aqueous alkali solution is increased by an acid-catalyzed reaction is used in an amount of 3 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the (a) aqueous alkali-soluble resin. Preferably, it is more preferably 5 to 200 parts by weight. If the amount of the compound having an acid-decomposable group increases the solubility in an alkaline aqueous solution due to an acid catalyzed reaction, the irradiated portion may be developed in a system in which the solubility in an alkaline aqueous solution increases due to an acid catalyzed reaction. If the amount of the compound having an acid-decomposable group whose solubility in an aqueous alkali solution is increased by an acid-catalyzed reaction is too small, the irradiated portion may become alkaline due to the acid-catalyzed reaction. In a system in which the solubility in an aqueous solution increases, the film loss in the unirradiated portion tends to increase.

【0030】本発明に用いられる溶剤としては、例え
ば、エチレングリコールモノメ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等のエチ
レングリコールアルキルエーテルアセテート類、ジエチ
レングリコールモノメチルエーテル等のジエチレングリ
コール類、プロピレングリコールメチルエーテルアセテ
ート等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテ
ート類、トルエン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサ
ノン等のケトン類、2−ヒドロキシプロピオン酸等のエ
ステル類を用いることができる。溶剤の使用量は、溶剤
を含む感光性樹脂組成物の総量に対して50〜95重量
%であることが好ましく、さらに、60〜90重量%で
あることが好ましい。溶剤の使用量が少なすぎると、溶
剤のレジスト材料に対する十分な溶解性がなく、溶剤の
使用量が多すぎるとレジスト膜とした場合に十分な膜厚
が得られない。
Examples of the solvent used in the present invention include glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol alkyl ether acetates such as methyl cellosolve acetate, diethylene glycols such as diethylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol methyl ether acetate. Propylene glycol alkyl ether acetates, aromatic hydrocarbons such as toluene, ketones such as cyclohexanone, and esters such as 2-hydroxypropionic acid. The amount of the solvent used is preferably from 50 to 95% by weight, more preferably from 60 to 90% by weight, based on the total amount of the photosensitive resin composition containing the solvent. If the amount of the solvent is too small, the solvent is not sufficiently soluble in the resist material. If the amount of the solvent is too large, a sufficient film thickness cannot be obtained when the resist film is used.

【0031】本発明の感光性樹脂組成物には、塗布性、
例えばストリエ−ション(膜厚のムラ)を防いだり、現
像性を良くしたりするため、界面活性剤を配合すること
ができる。界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエ
チレンウラリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリ
ルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポ
リオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、市販品
としては、メガファクスF171、F173(大日本イ
ンキ化学工業(株)製商品名)、フロラードFC430、
FC431(住友スリーエム(株)製商品名)、オルガノ
シロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製商
品名)などがある。さらに、本発明の感光性樹脂組成物
には、必要に応じて、保存安定剤、溶解抑止剤等も配合
することができる。
The photosensitive resin composition of the present invention has coatability,
For example, in order to prevent striation (unevenness in film thickness) and improve developability, a surfactant can be added. As surfactants, for example, polyoxyethylene uraryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octyl phenol ether, and as commercial products, Megafax F171, F173 (Dai Nippon Ink Chemical Industry (Trade name), Florard FC430,
FC431 (trade name, manufactured by Sumitomo 3M Limited), and organosiloxane polymer KP341 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). Further, the photosensitive resin composition of the present invention may optionally contain a storage stabilizer, a dissolution inhibitor, and the like.

【0032】本発明の感光性樹脂組成物は、ウエハやガ
ラスなどの基板上にレジスト膜を形成し、活性化学線の
照射、現像により、レジスト像が製造される。方法とし
ては従来よく知られた方法を採用することができる。活
性化学線の照射、現像の条件に特に制限はなく、例え
ば、エキシマレーザーなどの遠紫外線、シンクロトロン
放射線などのX線、電子線などの荷電粒子線のような放
射線が用いられる。
With the photosensitive resin composition of the present invention, a resist film is formed on a substrate such as a wafer or glass, and a resist image is produced by irradiation with active actinic radiation and development. As the method, a conventionally well-known method can be adopted. There are no particular restrictions on the conditions of irradiation with actinic radiation and development. For example, radiation such as far ultraviolet rays such as excimer lasers, X-rays such as synchrotron radiation, and charged particle beams such as electron beams are used.

【0033】本発明の感光性樹脂組成物の現像液として
は、例えば、水酸化ナトリウム等の無機アルカリ類、エ
チルアミン等の第1級アミン類、ジエチルアミン等の第
2級アミン類、トリエチルアミン等の第3級アミン類、
ジメチルエタノールアミン等のアルコールアミン類、水
酸化テトラメチルアンモニウム、コリン等の第4級アン
モニウム塩、またはピペリジン等の環状アミン類を溶解
させたアルカリ水溶液が使用される。
Examples of the developer for the photosensitive resin composition of the present invention include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, primary amines such as ethylamine, secondary amines such as diethylamine, and secondary amines such as triethylamine. Tertiary amines,
Alkaline aqueous solutions in which alcohol amines such as dimethylethanolamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and choline, or cyclic amines such as piperidine are used are used.

【0034】[0034]

【作用】一般に、ポジ型感光性樹脂組成物では照射部と
未照射部の現像液に対する溶解速度の差を犬きくするこ
とが高解像度化につながる。本発明で用いたアルカリ水
溶液可溶性樹脂は未照射部の現像液に対する溶解速度を
十分遅くさせる効果があり、このことによりポジ型化学
増幅系感光性樹脂組成物の高解像度化を達成することが
できる。
In general, in a positive photosensitive resin composition, increasing the dissolution rate between the irradiated part and the unirradiated part in the developing solution leads to higher resolution. The alkali aqueous solution-soluble resin used in the present invention has an effect of sufficiently lowering the dissolution rate of the unirradiated portion in the developing solution, whereby high resolution of the positive-type chemically amplified photosensitive resin composition can be achieved. .

【0035】(a)アルカリ水溶液可溶性樹脂に(C)
側鎖に酸触媒反応によりアルカリ水溶液に対する溶解性
が増加される酸分解性基を有する化合物を配合するこど
により生じるアルカリ水溶液に対する溶解阻害効果する
ために、上記成分(a)100重量部に対して上記成分
(c)を5重量部配合した場合の水酸化テトラメチルア
ンモニウムの2.38重量%水溶液に対する上記成分
(a)の溶解速度の比率を測定した。この溶解阻害効果
を表すパラメータの数値の大きいほど溶解阻害効果が大
きく、これを用いたポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物
の高解像度が期待される。通常のアルカリ水溶液可溶性
樹脂ではこの値が4〜10であったが、本発明のアルカ
リ水溶液可溶性樹脂を用いるとこの値を30〜100ま
で大きくすることができ、このアルカリ水溶液可溶性樹
脂を用いることにより、高解像度なボジ型化学増幅系感
光性樹脂組成物を得ることができた。
(A) Alkali aqueous solution soluble resin (C)
In order to inhibit the dissolution in an alkali aqueous solution caused by blending a compound having an acid-decomposable group whose solubility in an aqueous alkali solution is increased by an acid-catalyzed reaction in a side chain, 100 parts by weight of the component (a) is used. The ratio of the dissolution rate of the component (a) to a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide when 5 parts by weight of the component (c) was blended was measured. The larger the numerical value of the parameter representing the dissolution inhibiting effect is, the greater the dissolution inhibiting effect is, and high resolution of a positive chemically amplified photosensitive resin composition using the same is expected. This value was 4 to 10 in a normal alkaline aqueous solution-soluble resin, but this value can be increased to 30 to 100 by using the alkaline aqueous solution-soluble resin of the present invention. As a result, a high-resolution chemically amplified photosensitive resin composition having a high resolution was obtained.

【0036】[0036]

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。な
お、以下において、溶解阻害効果を次の方法により評価
した。 溶解阻害効果の評価方法 アルカリ水溶液可溶性樹脂5gをメチルアミルケトン1
5gに溶解後、孔径0.2μmのメンブランフィルタで
ろ過した溶液を回転塗布により熱処理後の膜厚が1μm
となるようにシリコンウェハに塗布し130℃で熱処理
後、2.38重量%水酸化テトラメチルアンモニウム水
溶液に入れ、その塗膜が完全に溶解するまでの時間を測
定し、1秒間あたりに溶解する膜厚(mm/秒)を算出
し、とした。この溶解速度を溶解速度(a)とする。ま
た、上記と同一のアルカリ水溶液可溶性樹脂5g及び重
量平均分子量が約3500のポリ(p−ビニルフェノー
ル)のフェノール性水酸基の水素が95%テトラヒドロ
ピラニル基で置換されたポリ(p−ビニルフェノール)
0.25gをメチルアミルケトン15gに溶解後、上記
と同様にして溶解速度を求め、これを溶解速度(b)と
する。溶解速度(b)に対する溶解速度(a)の比を求
め、これを溶解阻害効果とした。
The present invention will be described below with reference to examples. In the following, the dissolution inhibiting effect was evaluated by the following method. Method for evaluating dissolution inhibiting effect 5 g of an aqueous alkali solution-soluble resin was added to methyl amyl ketone 1
After dissolving in 5 g, a solution filtered through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm is spin-coated to have a thickness of 1 μm after heat treatment.
And heat-treated at 130 ° C., placed in a 2.38 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, measured the time until the coating was completely dissolved, and dissolved per second The film thickness (mm / sec) was calculated. This dissolution rate is referred to as dissolution rate (a). Further, 5 g of the same alkaline aqueous solution-soluble resin and poly (p-vinylphenol) in which 95% hydrogen of the phenolic hydroxyl group of poly (p-vinylphenol) having a weight average molecular weight of about 3500 is substituted with 95% tetrahydropyranyl group.
After dissolving 0.25 g in 15 g of methyl amyl ketone, the dissolution rate is determined in the same manner as above, and this is defined as the dissolution rate (b). The ratio of the dissolution rate (a) to the dissolution rate (b) was determined, and this was defined as the dissolution inhibiting effect.

【0037】合成例1 撹拌器、冷却管及び温度計を装着したセパラブルフラス
コにm−クレゾール244g、p−クレゾール365
g、2,6−ビス[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェ
ニル)メチル]−4−メチルフェノール120g、37
重量%ホルマリン361g及び蓚酸2.2gを仕込み、
セパラブルフラスコを油浴に浸し、内温を97℃に保ち
撹拌しながら3時間重縮合を行った。その後、内温を1
80℃まで上げ、同時に反応容器内の圧力を10〜20
mmHgまで減圧し、未反応のクレゾール、ホルムアルデヒ
ド、水及び蓚酸を回収した。次いで、溶融した樹脂を金
属製バットにあけクレゾールノボラック樹脂を回収し
た。この樹脂を樹脂1とする。樹脂1の溶解阻害効果は
42であった。
Synthesis Example 1 In a separable flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, 244 g of m-cresol and 365 of p-cresol were placed.
g, 120 g of 2,6-bis [(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl] -4-methylphenol, 37
361 g of weight% formalin and 2.2 g of oxalic acid were charged,
The separable flask was immersed in an oil bath, and polycondensation was performed for 3 hours with stirring while maintaining the internal temperature at 97 ° C. Then, the internal temperature is reduced to 1
Up to 80 ° C., and simultaneously increase the pressure in the reaction vessel to 10-20.
The pressure was reduced to mmHg, and unreacted cresol, formaldehyde, water and oxalic acid were recovered. Next, the molten resin was poured into a metal vat to collect a cresol novolak resin. This resin is referred to as resin 1. The dissolution inhibiting effect of Resin 1 was 42.

【0038】合成例2 撹拌器、冷却管及び温度計を装着したセパラブルフラス
コにm−クレゾール252g、p−クレゾール189
g、3,5−キシレノール189g、2,6−ビス
[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メチル]−
4−メチルフェノール100g、37重量%ホルマリン
340g及び蓚酸2.2gを仕込み、セパラブルフラス
コを油浴に浸し、内温を97℃に保ち撹拌しながら3時
間重縮合を行った。その後、内温を180℃まで上げ、
同時に反応容器内の圧力を10〜20mmHgまで減圧し、
未反応のクレゾール、ホルムアルデヒド、水及び蓚酸を
回収した。次いで、溶融した樹脂を金属製バットにあけ
クレゾールノボラック樹脂を回収した。この樹脂を樹脂
2とする。樹脂2の溶解阻害効果は45であった。
Synthesis Example 2 252 g of m-cresol and 189 of p-cresol were placed in a separable flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer.
g, 3,5-xylenol 189 g, 2,6-bis [(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl]-
100 g of 4-methylphenol, 340 g of 37% by weight formalin and 2.2 g of oxalic acid were charged, the separable flask was immersed in an oil bath, and polycondensation was performed for 3 hours while stirring at an internal temperature of 97 ° C. Then, raise the internal temperature to 180 ° C,
At the same time, the pressure in the reaction vessel was reduced to 10-20 mmHg,
Unreacted cresol, formaldehyde, water and oxalic acid were recovered. Next, the molten resin was poured into a metal vat to collect a cresol novolak resin. This resin is referred to as resin 2. The dissolution inhibiting effect of Resin 2 was 45.

【0039】合成例3 撹拌器を装着したセパラブルフラスコにポリ(p−ビニ
ルフェノール)(リンカーM、丸善石油化学(株)商品
名)20g、酢酸エチル300mlを仕込み、室温(25
℃)下で撹拌し溶解させた。次いでフラスコ中に3,4
−ジヒドロ−2H−ピラン105gを仕込み、室温(2
5℃)下で1時間撹拌した後、室温下3日間放置した。
次いで、反応溶液に水酸化テトラメチルアンモニウムの
2.38重量%水溶液を160ml加えてよく撹拌した
後、有機層を取り出した。ここで得られた有機層の溶液
を蒸留水300mlで3回洗浄した後、有機層を乾燥させ
エバポレータにより濃縮した。濃縮溶液50mlに対して
石油エーテル500mlを用いて再沈殿を行った。再沈殿
操作を2回繰り返した後、生成物を減圧乾燥器(3mmH
g、40℃)で8時間乾燥し、ポリ(P−ビニルフェノ
ール)のフェノール性水酸基の水素がテトラヒドロピラ
ニル基で95%を置換されたポリ(P−ビニルフェノー
ル)22gを得た。
Synthesis Example 3 A separable flask equipped with a stirrer was charged with 20 g of poly (p-vinylphenol) (Linker M, trade name of Maruzen Petrochemical Co., Ltd.) and 300 ml of ethyl acetate, and the mixture was stirred at room temperature (25%).
℃) to dissolve. Then, in the flask,
-Dihydro-2H-pyran (105 g) was charged at room temperature (2.
(5 ° C.) for 1 hour, and then left at room temperature for 3 days.
Next, 160 ml of a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was added to the reaction solution, and the mixture was stirred well, and the organic layer was taken out. The obtained organic layer solution was washed three times with 300 ml of distilled water, and then the organic layer was dried and concentrated by an evaporator. Reprecipitation was carried out using 50 ml of petroleum ether for 50 ml of the concentrated solution. After repeating the reprecipitation operation twice, the product was dried under reduced pressure (3 mmH
g (40 ° C.) for 8 hours to obtain 22 g of poly (P-vinylphenol) in which 95% of the hydrogen of the phenolic hydroxyl group of poly (P-vinylphenol) was substituted with a tetrahydropyranyl group.

【0040】合成例4 撹拌器、温度計及び滴下漏斗を装着したセパラブルフラ
スコにピロガロール30g、4−ジメチルアミノピリジ
ン3.9g、テトラヒドロフラン300mlを仕込み、室
温(25℃)下で撹拌し溶解させた。次いでフラスコを
氷浴に浸し反応系内の温度を5℃とした後、エタンスル
ホニルクロライド15gを滴下漏斗により20分かけて
滴下した。次いでトリエチルアミン95gを滴下漏斗に
より40分かけて滴下した後、反応系内の温度を5℃と
したまま6時間撹拌した。次いで蒸留水2000mlに反
応溶液を入れ、析出した沈殿をろ別した。この沈殿をア
セトンとエタノールを用いて再沈殿を数回繰り返し、ピ
ロガロールのエタンスルホン酸エステル32gを得た。
Synthesis Example 4 30 g of pyrogallol, 3.9 g of 4-dimethylaminopyridine and 300 ml of tetrahydrofuran were charged into a separable flask equipped with a stirrer, a thermometer and a dropping funnel, and dissolved by stirring at room temperature (25 ° C.). . Next, the flask was immersed in an ice bath to adjust the temperature in the reaction system to 5 ° C., and then 15 g of ethanesulfonyl chloride was added dropwise over 20 minutes using a dropping funnel. Next, 95 g of triethylamine was added dropwise over 40 minutes using a dropping funnel, and the mixture was stirred for 6 hours while keeping the temperature in the reaction system at 5 ° C. Next, the reaction solution was poured into 2000 ml of distilled water, and the deposited precipitate was separated by filtration. This precipitation was repeated several times using acetone and ethanol to obtain 32 g of pyrogallol ethanesulfonic acid ester.

【0041】実施例1 撹拌器を装着したセパラブルフラスコに、合成例1で得
た樹脂1を80g、合成例3で得たフェノール性水酸基
の水素がテトラヒドロピラニル基で95%置換されたポ
リ(p−ビニルフェノール)10g、合成例4で得たピ
ロガロールのエタンスルホン酸エステル4g及びメチル
アミルケトン300gを仕込み、溶解し均」な溶液とな
ったことを目視で確認した後、孔径0.1μmのメンブ
ランフィルタでろ過し、ボジ型化学増幅系レジスト溶液
(ポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物)を調製した。得
られたポジ型化学増幅系レジスト溶液をシリコンウエハ
上に塗布し、130℃、10分間熱処理してO.7μm
の膜厚のレジスト膜を得た。この基板に50kVの加速電
圧の電子線描画装置を用いて、1.5μC/cm2の照射量
でライン/スペースパタンをレジスト塗膜に描画後、1
10℃、10分間熱処理してレジスト塗膜の潜像部分の
アルカリ水溶液に対する溶解性を増加させる反応を促進
した。この熱処理の後、水酸化テトラメチルアンモニウ
ムの2.38重量%水溶液を用いて潜像を形成したレジ
スト膜を70秒間現像し、ポジ型のレジストパタンを得
た。電子顕微鏡によりレジストパタンを観察したとこ
ろ、0.2μmのホールパタンが解像されており、レジ
ストパタンは矩形であり良好であった。また、現像後の
膜減り量は0.02μmであり、良好であった。
Example 1 In a separable flask equipped with a stirrer, 80 g of the resin 1 obtained in Synthesis Example 1 and a polyphenol in which 95% of the phenolic hydroxyl groups obtained in Synthesis Example 3 were substituted with tetrahydropyranyl groups were used. 10 g of (p-vinylphenol), 4 g of ethanesulfonic acid ester of pyrogallol obtained in Synthesis Example 4 and 300 g of methyl amyl ketone were charged and dissolved, and after visually confirming that a uniform solution was obtained, the pore diameter was 0.1 μm. Was filtered through a membrane filter of No. 1 to prepare a Boji type chemically amplified resist solution (positive type chemically amplified photosensitive resin composition). The obtained positive chemically amplified resist solution was applied on a silicon wafer, and heat-treated at 130 ° C. for 10 minutes. 7 μm
Was obtained. After drawing a line / space pattern on the resist coating film with an irradiation dose of 1.5 μC / cm 2 using an electron beam lithography system with an acceleration voltage of 50 kV,
Heat treatment at 10 ° C. for 10 minutes promoted a reaction to increase the solubility of the latent image portion of the resist coating in an aqueous alkaline solution. After this heat treatment, the resist film on which the latent image was formed was developed for 70 seconds using a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to obtain a positive resist pattern. Observation of the resist pattern by an electron microscope revealed that a 0.2 μm hole pattern was resolved, and the resist pattern was rectangular and good. The amount of film reduction after development was 0.02 μm, which was good.

【0042】実施例2 実施例1において、樹脂1の代わりに樹脂2を用いたこ
と以外は実施例1と同様にしてポジ型化学増幅系レジス
ト溶液(ポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物)を調製
し、2.0μC/cm2の照射量で電子線描画実験を行っ
た。電子顕微鏡によりレジストパタンを観察したとこ
ろ、0.2μmのホールパタンが解像されており、レジ
ストパタンは矩形であり良好であった。また、現像後の
膜減り量は0.02μmであり、良好であった。
Example 2 A positive chemically amplified resist solution (positive chemically amplified photosensitive resin composition) was prepared in the same manner as in Example 1 except that resin 2 was used instead of resin 1. Was prepared, and an electron beam drawing experiment was performed at an irradiation dose of 2.0 μC / cm 2 . Observation of the resist pattern by an electron microscope revealed that a 0.2 μm hole pattern was resolved, and the resist pattern was rectangular and good. The amount of film reduction after development was 0.02 μm, which was good.

【0043】比較例1 実施例1において、樹脂1の代わりにクレゾールノボラ
ック樹脂CN−19(明和化成(株)製)を用いたこと以
外は実施例1と同様にしてポジ型化学増幅系レジスト溶
液(ポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物)を調製し、
2.0μC/cm2の照射量で電子線描画実験を行った。電
子顕微鏡によりレジストパタンを観察したところ、0.
35μmのホールパタンは解像されていたが、0.2μ
mのホールパタンは解像されていなかった。また、現像
後の膜減り量は0.02μmであり、良好であったが、
レジストパタンは逆テーパぎみの形状となっており、良
好でなかった。クレゾールノボラック樹脂CN−19の
溶解阻害効果は5であった。
Comparative Example 1 A positive type chemically amplified resist solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that cresol novolak resin CN-19 (manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.) was used instead of Resin 1. (Positive-type chemically amplified photosensitive resin composition),
An electron beam lithography experiment was performed at an irradiation dose of 2.0 μC / cm 2 . Observation of the resist pattern with an electron microscope revealed that the resist pattern was
Although the hole pattern of 35 μm was resolved,
The m hole pattern was not resolved. The film loss after development was 0.02 μm, which was good.
The resist pattern had an inverted tapered shape and was not good. The dissolution inhibiting effect of the cresol novolak resin CN-19 was 5.

【0044】[0044]

【発明の効果】請求項1〜2に記載のポジ型化学増幅系
感光性樹脂細成物は、紫外線、遠紫外線、X線、電子線
等の活性化学線に対して感度、解像度が優れている。請
求項3に記載のレジスト像の製造法は、感度、解像度が
優れたレジストパタンを作製することができる。
The positive chemically amplified photosensitive resin composition according to claim 1 or 2 has excellent sensitivity and resolution to active actinic rays such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays and electron beams. I have. According to the method for producing a resist image according to the third aspect, a resist pattern having excellent sensitivity and resolution can be produced.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)アルカリ水溶液可溶性樹脂、
(b)活性化学線照射により酸を生じる化合物及び
(c)側鎖に酸触媒反応によりアルカリ水溶液に対する
溶解性が増加される酸分解性基を有する化合物を含有し
てなるものにおいて、上記アルカリ水溶液可溶性樹脂
が、クレゾール化合物及び一般式(I) 【化1】 (式中、R1は炭素数1〜4のアルキル基、nは0、1
または2を示す)で表されるフェノール化合物とアルデ
ヒドを酸触媒の存在下に重縮合反応させて得られるノボ
ラック樹脂であるポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物。
(1) an aqueous alkali-soluble resin,
(B) a compound which generates an acid by irradiation with actinic radiation and (c) a compound having an acid-decomposable group whose solubility in an aqueous alkali solution is increased by an acid-catalyzed reaction in a side chain, wherein the aqueous alkali solution is used. The soluble resin comprises a cresol compound and a compound represented by the general formula (I): (Wherein, R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, n is 0, 1
Or 2) is a novolak resin obtained by a polycondensation reaction of a phenol compound represented by the formula (1) and an aldehyde in the presence of an acid catalyst.
【請求項2】 アルカリ水溶液可溶性樹脂が、クレゾー
ル化合物、キシレノール化合物及び一般式(I)で表さ
れるフェノール化合物とアルデヒドを酸触媒の存在下に
重縮合反応させて得られるノボラック樹脂である請求項
1記載のポジ型化学増幅系感光性樹脂組成物。
2. A novolak resin obtained by a polycondensation reaction of a cresol compound, a xylenol compound and a phenol compound represented by the general formula (I) with an aldehyde in the presence of an acid catalyst. 2. The positive-working chemically amplified photosensitive resin composition according to item 1.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載のポジ型化
学増幅系感光性樹脂組成物の塗膜を、活性化学線で照射
し、ついで現像することを特徴とするレジスト像の製造
法。
3. A method for producing a resist image, comprising irradiating a coating film of the positive-type chemically amplified photosensitive resin composition according to claim 1 with an actinic ray, and then developing the coating film. .
JP10145644A 1998-05-27 1998-05-27 Positive type chemical amplification type photosensitive resin composition and production of resist image Pending JPH11338138A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10145644A JPH11338138A (en) 1998-05-27 1998-05-27 Positive type chemical amplification type photosensitive resin composition and production of resist image

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10145644A JPH11338138A (en) 1998-05-27 1998-05-27 Positive type chemical amplification type photosensitive resin composition and production of resist image

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11338138A true JPH11338138A (en) 1999-12-10

Family

ID=15389787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10145644A Pending JPH11338138A (en) 1998-05-27 1998-05-27 Positive type chemical amplification type photosensitive resin composition and production of resist image

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11338138A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005092176A (en) * 2003-08-14 2005-04-07 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd Liquid crystal display device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005092176A (en) * 2003-08-14 2005-04-07 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd Liquid crystal display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6319649B1 (en) Photosensitive resin composition and method of forming resist images
JPH10120968A (en) Resin composition for resist protection film, resist protection film and pattern producing method using the film
JPH11258808A (en) Positive chemically amplifying photosensitive resin composition
JP2001337456A (en) Positive photoresist composition
JPH10115927A (en) Positive type chemically sensitized photosensitive resin composition, and manufacture of resist image
US5738968A (en) Positive photoresist composition
JPH11338138A (en) Positive type chemical amplification type photosensitive resin composition and production of resist image
JP2001183838A (en) Positive type chemically amplified photosensitive resin composition and method for producing resist image
JPH1138611A (en) Positive chemically sensitizing photosensitive resin composition and production of resist image
JPH1138624A (en) Positive chemically sensitizing photosensitive resin composition and production of resist image
JPH11125906A (en) Positive chemical amplifying photosensitive resin composition and production of resist image
JPH11258807A (en) Positive chemically amplifying photosensitive resin composition and production of resist image
JPH10133379A (en) Positive chemically amplifying photosensitive resin composition and production of resist image
JP2001330960A (en) Positive type chemical amplification type photosensitive resin composition, and method for producing resist image
JPH11125905A (en) Positive chemical amplifying photosensitive resin composition and production of resist image
JPH10123712A (en) Positive chemical amplification type photosensitive resin composition, and production of resist image
JPH11218925A (en) Positive chemically amplifying photosensitive resin composition and manufacture of resist pattern
JPH1138625A (en) Positive chemically sensitized photosensitive resin composition and manufacture of resist pattern
JP2000221684A (en) Positive chemically sensitized photosensitive resin composition and manufacture of resist image
JPH09152715A (en) Positive chemically amplifying photosensitive resin composition and production of resist image
JPH1138626A (en) Positive chemically sensitized photosensitive resin composition and manufacture of resist pattern
JPH10177249A (en) Positive chemically sensitizable photosensitive resign composition and manufacture of resist image
JPH11133609A (en) Production of positive type resist image
JPH09152714A (en) Photosensitive resin composition and production of resist image
JPH07140661A (en) Photosensitive resin composition and production of resist image