JPS61275748A - Positive type photoresist composition - Google Patents

Positive type photoresist composition

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Publication number
JPS61275748A
JPS61275748A JP11609785A JP11609785A JPS61275748A JP S61275748 A JPS61275748 A JP S61275748A JP 11609785 A JP11609785 A JP 11609785A JP 11609785 A JP11609785 A JP 11609785A JP S61275748 A JPS61275748 A JP S61275748A
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JP
Japan
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dry etching
resist
sensitivity
pattern
resolution
Prior art date
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Pending
Application number
JP11609785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Hanabatake
誠 花畑
Akihiro Furuta
古田 秋弘
Shinji Konishi
小西 伸二
Nobuyuki Kurata
蔵田 信行
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.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo 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 Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication of JPS61275748A publication Critical patent/JPS61275748A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • G03F7/023Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
    • G03F7/0233Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders characterised by the polymeric binders or the macromolecular additives other than the macromolecular quinonediazides
    • G03F7/0236Condensation products of carbonyl compounds and phenolic compounds, e.g. novolak resins

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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a resist adapted to use in formation of highly integrated circuits and the like, high in sensitivity and dry etching resistance, and superior in heat resistance, and capable of forming a pattern high in resolution and precision by incorporating a specified alkali-soluble novolak resin and a photosensitive agent contg. a quinonediazide group. CONSTITUTION:The positive type resist film capable of forming a pattern higher in resolution than conventional ones with higher sensitivity and suitable for manufacture of LSI or the like by coating a support with a solution prepared by dissolving in an org. solvent a mixture of the alkali-soluble resin component (A) obtained by mixing m-cresol (I) with 3,5-dimethylphenol (II) in the range of a molar ratio satisfying the equation shown on the right, and additionally polymerizing this mixture with formaldehyde; and the photosensitive agent component (B) having the quinonediazide group, such as naphthoquinonediazide or benzoquinonediazide group, in a (B)/(A) weight ratio of 1:1-1:7; and drying the coating film.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、S度及び耐熱、耐ドライエツチング性が改良
されたポジ型フォトレジスト組成物に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a positive photoresist composition having improved S degree, heat resistance, and dry etching resistance.

ナフトキノンジアジド基やベンゾキノンジアジド基等の
キノンジアジド基を有する化合物を含む感光性樹脂組成
物は、300〜500nmの光照射によりキノンジアジ
ド基が分解してカルボキシル基を生ずることにより、ア
ルカリ不溶の状態からアルカリ可溶性になることを利用
してポジ型フォトレジストとして用いられる。
A photosensitive resin composition containing a compound having a quinonediazide group such as a naphthoquinonediazide group or a benzoquinonediazide group changes from an alkali-insoluble state to an alkali-soluble state by decomposing the quinonediazide group and producing a carboxyl group when irradiated with light of 300 to 500 nm. It is used as a positive photoresist by taking advantage of the fact that

この場合、通常ノ、ボラック樹脂が組合わせて用いられ
る。。ノボラリク樹脂は均一で丈夫なレジスト塗膜を得
るのに重要である。このポジ型フォトレジストはネガ型
フォトレジストに比べ解像力が著しく優れているという
特長を有する。
In this case, borac resins are usually used in combination. . Novolalik resin is important for obtaining uniform and durable resist coatings. This positive photoresist has a feature of significantly superior resolution compared to negative photoresists.

この高解像力を生かしてプリント配線用鋼張積層板、I
CやLSIなどの集積回路製作を行な利用されている。
Taking advantage of this high resolution, steel-clad laminates for printed wiring, I
It is used to manufacture integrated circuits such as C and LSI.

このうち′a積回路については高集積化に伴なう微細化
が進み、今やIBtn巾のパターン形成が要求されるに
到っている。従来、集積回路の形成には、マスク密着方
式が用いられてきたが、この方式では2μmが限界とい
われており、これに代わり縮小投影露光方式が注目され
ている。
Among these circuits, the miniaturization of 'a' product circuits has progressed as a result of higher integration, and it is now required to form a pattern with an IBtn width. Conventionally, a mask contact method has been used to form integrated circuits, but this method is said to have a limit of 2 μm, and a reduction projection exposure method is attracting attention as an alternative.

この方式はマスターマスク(レチクル)のパターンをレ
ンズ系により縮小投影して露光する方式であり、解像力
は約1^mまで可能である。
This method is a method in which the pattern of a master mask (reticle) is reduced and projected using a lens system for exposure, and the resolution can be up to about 1^m.

しかしながらこの縮小投影露光方式の場合の問題点の1
つとしてスループットが低いという点がある。即ち、従
来のマスク密着方式のような一括露光方式と異なり、縮
小投影露光方式では分割(り返し露光であるため、ウニ
へ−1枚当りの露光トータル時間が長くなるという問題
である。
However, one of the problems with this reduction projection exposure method is that
One problem is that the throughput is low. That is, unlike a batch exposure method such as the conventional mask contact method, the reduction projection exposure method involves division (repeated exposure), so the problem is that the total exposure time per sea urchin becomes longer.

これを解決する方法としては、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最も重要である。高
感度化により露光時間が短縮できればスループットの向
上ひいては歩留まりの向上が達成されうる。
The most important way to solve this problem is to improve the sensitivity of the resist used, as well as improving the equipment. If exposure time can be shortened by increasing sensitivity, throughput and yield can be improved.

こうした観点で現在用いられている4eジ型フオトレジ
ストを見ると、必ずしも感度の点で満足なものとはいえ
ない。一般にデジ型フォトレジストはネガ型フォトレジ
ストに比べ感度が低く、改良が望まれている。
From this point of view, the 4e di-type photoresists currently used are not necessarily satisfactory in terms of sensitivity. Generally, digital photoresists have lower sensitivity than negative photoresists, and improvements are desired.

高感度化を達成する最も簡単な方法として、ポジ型フォ
トレジストに用いられているノボラ雫り樹脂の分子量を
下げるという方法がある。
The easiest way to achieve high sensitivity is to lower the molecular weight of the novolatile resin used in positive photoresists.

ノボラック樹脂の分子量が低いと、アルカリ現像液に対
する溶解速度が増し、見かけ上、レジストの感度は上が
る。しかしこの方法では、非露光部の膜べりが太き(な
ったり(いわゆる残膜率の低下)パターン形状が悪化し
たす、露光部と非露光部の現像液に対する溶解速度の差
が小さくなることからくる、いわゆるr(ガンマ)値の
低下といった問題点の他に、レジストの耐熱性が低下す
るという極めて深羨な不都合を生動 じる。
When the molecular weight of the novolak resin is low, its dissolution rate in an alkaline developer increases, and the apparent sensitivity of the resist increases. However, with this method, the film thickness in the unexposed area becomes thicker (the so-called film remaining rate decreases), the pattern shape deteriorates, and the difference in dissolution rate in the developer between the exposed area and the unexposed area becomes smaller. In addition to the problem of a decrease in the so-called r (gamma) value caused by this, the extremely serious disadvantage of a decrease in the heat resistance of the resist occurs.

ここでいうポジ型フォトレジストの耐熱性とは、現像後
のレジストパターンの熱に対する耐性を意味する。より
具体的には、基板上に形成されたレジストパターンに外
界から熱を加えた時、ある温度以上になるとレジストパ
ターンがだれたり、変形したりするが、このときどの程
度の外界雰囲気温度までレジストパターンが変形せずに
シャープな形状を保持しうるかをもってレジストの耐熱
性の尺度とする。レジストパターンがだれたり、変形し
たりすると、エシチング後の被エシチング種の寸法が狂
ったり、寸法のバラツキが生じたりしてレジストに要求
されるエツチング保護膜としての役割を果たすことがで
きない。即ち歩留まりの大幅低下をきたし、好ましくな
い。
The heat resistance of a positive photoresist here means the resistance of a resist pattern to heat after development. More specifically, when heat is applied from the outside world to a resist pattern formed on a substrate, the resist pattern will sag or deform if the temperature exceeds a certain level. The heat resistance of the resist is measured by whether the pattern can maintain its sharp shape without deformation. If the resist pattern is sagged or deformed, the dimensions of the species to be etched after etching may be distorted or variations may occur, and the resist cannot function as an etching protective film required of the resist. In other words, the yield is significantly reduced, which is not preferable.

さて、LSIの集積度の向上とともにパターン線巾は微
細化の一途を走っているが、微細化を達成するための一
つの手段として従来のウェット(湿式)エツチングにか
わり、ドライエツチング技術がさかんに用いられている
Now, as the degree of integration of LSI increases, the pattern line width continues to become finer, and dry etching technology is increasingly being used to replace the conventional wet etching as one means of achieving finer patterning. It is used.

−口にドライエツチング技術といっても、種々の方式が
ある。中でも最近最もよく用いられているのは、反応性
イオンエツチング(RIE)と呼ばれているものである
。これは方向性をもったイオンによるスパッタリング効
果と、反応性に富むプラズマによるケミカルエツチング
とを併用した異方性のエツチングであり、極めて微細な
パターンを得るのに適している。この方式の特長・とじ
ては、ウェー、h(湿式)エツチングの場合に必要なフ
ッ酸等の廃液処理が不要なうえ、ウェットエツチングの
際にしばしばみられるサイドエツチング(レジスト下地
へのまわりこみ)がないことから、微細パターンを得や
すいということがあげられる。ウェハー処理速度がウェ
ットエツチングに比べて遅いという従来いわれていた欠
点も装置の改良等により克服されつつあり、現在では、
集積度の向上には欠かすことのできない技術といえる。
-There are various methods for dry etching the mouth. Among them, the method most commonly used these days is called reactive ion etching (RIE). This is an anisotropic etching that combines the sputtering effect of directional ions and chemical etching using highly reactive plasma, and is suitable for obtaining extremely fine patterns. The advantages of this method are that it does not require treatment of waste liquid such as hydrofluoric acid, which is required in the case of wet etching, and it eliminates the side etching (wrapping into the resist base) that is often seen in wet etching. Since there is no such thing, it is easy to obtain fine patterns. The disadvantage that was previously said to be that the wafer processing speed was slower than wet etching is being overcome through improvements in equipment, and now,
It can be said that this technology is indispensable for improving the degree of integration.

一方しシストの立場から見ると、ドライエッチング技術
の普及とともに増々レジスト自体に耐ドライエツチング
性が要求されるようになっているのが現状である。ドラ
イエツチングの際レジストがもつこと、即ちシャープな
パターン形状を保持しつづけることが要求される。
On the other hand, from the viewpoint of cysts, the current situation is that with the spread of dry etching technology, the resist itself is increasingly required to have dry etching resistance. During dry etching, the resist is required to maintain its sharp pattern shape.

一般にはこの耐ドライエツチング性の指標として「B択
比」が用いられる。これはレジストのエツチング速度に
対する下地(被エツチング櫨)のエツチング速度の比と
して定義されるが、この値は大きいほど好ましい。
Generally, "B selectivity" is used as an index of this dry etching resistance. This is defined as the ratio of the etching speed of the underlying layer (the pattern to be etched) to the etching speed of the resist, and the larger the value, the better.

現在用いられているポジ型フォトレジストについてこの
選択比をみると、下地(被エツチング櫨)や、エツチン
グガス等にもよるが、必ずしも満足なものとはいえない
。特に下地がアルミニウムや、さらに特殊な金属−たと
えばモリブデン、タングステン等やこれらのシリサイド
が使われつつある−ともなると、ドライエツチングの条
件はきつくなり、選択比が低下し、現在のポジ型フォト
レジストでは十分な耐ドライエツチング性を備えている
とはいい離い。
The selection ratio of currently used positive photoresists is not necessarily satisfactory, although it depends on the underlying material (the pattern to be etched), the etching gas, etc. In particular, when the substrate is aluminum, or even more special metals such as molybdenum, tungsten, etc., or their silicides are being used, the dry etching conditions become stricter and the selectivity decreases, making it difficult for current positive photoresists. It is difficult to say that it has sufficient dry etching resistance.

一方、本発明者らの検討結果によれば、この耐ドラエツ
チ性グ性と耐熱性の間には極めて強い相関関係があるこ
とが見い出された。 即ちレジストの耐熱性が低いと、
ドライエツチングの際変形したり、炭化したりしやすい
のである。
On the other hand, according to the study results of the present inventors, it was found that there is an extremely strong correlation between the dry etching resistance and heat resistance. In other words, if the resist has low heat resistance,
It is easily deformed and carbonized during dry etching.

これはドライエツチングの際、かなりの熱が発生するこ
とにもよると考えられる。
This is thought to be due to the fact that considerable heat is generated during dry etching.

また耐ドライエツチング性と耐熱性の間には別の意味で
も関連がある。つまり耐ドライエツリ′ チング性を上げるために、しメスドパターンの現儂後か
つエツチング前に通常行なわれるいわゆる「ボストベー
ク」の温度を高くするという方法がしばしば用いられる
。詳細な理由は不明であるが、ポストベーク温度を高く
すると、耐ドライエツチング性は向上する傾向にある。
There is also a relationship between dry etching resistance and heat resistance in another sense. That is, in order to improve the dry etching resistance, a method is often used in which the temperature of the so-called "bost bake" which is usually carried out after the formation of the etched pattern and before etching is increased. Although the detailed reason is unknown, increasing the post-bake temperature tends to improve dry etching resistance.

しかし、レジストの耐熱性が低い場合にポストベーク温
度を高くすると、その段階ですでにレジストパターンが
だれたり変形したりしてしまい、さらにドライエツチン
グ時にもそれが増長され、好ましいエツチング結果を得
ることは不勇能である。
However, if the post-bake temperature is increased when the heat resistance of the resist is low, the resist pattern will already be sagging or deformed at that stage, and this will be exacerbated during dry etching, making it difficult to obtain a desirable etching result. is insolent.

これらのことから、レジストの耐熱性を改良することは
とりもなおさず耐ドライエツチング性を改良することに
他ならないといえる。
From these facts, it can be said that improving the heat resistance of a resist is nothing but improving its dry etching resistance.

さて、レジストに要求される3大特性として「感度」 
「解像度」 「耐ドライエツチング性」が挙げられる。
Now, the three major characteristics required of a resist are "sensitivity".
Examples include "resolution" and "dry etching resistance."

感度はスループットに、解像度、耐ドライエツチング性
は集積度の向とに重要である。これらのうちいずれの1
つが欠けてももはやレジストとしては使用できず、3者
とも優れている必要がある。
Sensitivity is important for throughput, and resolution and dry etching resistance are important for integration density. any one of these
If one is missing, it can no longer be used as a resist, so all three must be excellent.

さてこれら3者についてみれば、「感度」と「耐ドライ
エツチング性」についてはある面では相反する傾向にあ
る。即ち、先に述べたように、−ジ型フォトレジストの
場合、感度を上げるためにノボラック樹脂の分子量を低
くすると耐熱性が悪くなり、その結果耐ドライエツチン
グ性が損なわれる。逆に耐ドライエツチング性を改良す
るために分子量を上げると、現像液に対する溶解速度が
低下し感度が低下する。即ち現状7は感度、耐ドライエ
ツチ性のいずれも兼ね備えた市販のポジ型フォトレジス
トはなく、一方を改良しようとすると、他の一方がさら
に悪(なるといった極めて不都合な状況にある。
Now, if we look at these three, they tend to be contradictory in some respects in terms of "sensitivity" and "dry etching resistance." That is, as mentioned above, in the case of a di-type photoresist, if the molecular weight of the novolac resin is lowered in order to increase the sensitivity, the heat resistance deteriorates, and as a result, the dry etching resistance is impaired. Conversely, if the molecular weight is increased in order to improve dry etching resistance, the dissolution rate in the developer decreases and the sensitivity decreases. That is, at present 7, there is no commercially available positive photoresist that has both sensitivity and dry etch resistance, and an extremely inconvenient situation exists in which if an attempt is made to improve one, the other becomes even worse.

本発明者らはこのような現状に鑑み、「感度」及び「耐
ドライエツチング性」のいずれの項目も、他の一方を損
なうことなく改良し、しかも解像度の優れたポジ型フォ
トレジストを開発すべく鋭意検討した結果、ある特定の
ノボラック樹脂を用いることにより、この目的が達せら
れることを見い出し本発明に到達した。
In view of the current situation, the present inventors have developed a positive photoresist that improves both "sensitivity" and "dry etching resistance" without impairing the other, and has excellent resolution. As a result of intensive study, it was discovered that this object could be achieved by using a specific novolac resin, and the present invention was achieved.

即ち本発明は (B) キノンアジド基を含む感光剤成分及び (B) アルカリ可溶性樹脂成分として下式で示される
メタクレゾール(りと3.5−ジメチルフェノール(川
が (I)(勇 を満足するような割合で混合されたフェノール類とホル
ムアルデヒドとを付加縮合反応させて得られるノボラッ
ク樹脂 を含むポジ型フォトレジスト組成物を提供するものであ
る。
That is, the present invention comprises (B) a photosensitizer component containing a quinone azide group and (B) an alkali-soluble resin component containing metacresol (rito 3,5-dimethylphenol (I)) as represented by the following formula. The present invention provides a positive photoresist composition containing a novolak resin obtained by addition-condensation reaction of phenols and formaldehyde mixed in such a ratio.

以下に本発明をさらに詳しく述べる。The present invention will be described in more detail below.

(B)のキノンジアジド基を含む感光剤とは、ナフトキ
ノンジアジド基やベンゾキノンジアジド基を含む化合物
であり、これらは例えばナフトキノンジアジドスルホン
酸クロリドやベンゾキノンジアジドスルホン酸クロリド
とヒドロキシル基を有する化合物を弱アルカリの存在下
に縮合させることにより得られる。ヒドロキシル基を有
する化合物の例としては、へイドロキノン、レゾルシン
、フロログルシン、2.4−ジヒドロキシベンゾフェノ
ン、2.3.4−)ジヒドロキシベンゾフェノン、没食
子酸アルキルエステル、2.2,4.4−テトラヒドロ
キシベンゾフェノンなどがあげられる。
The photosensitizer containing a quinonediazide group (B) is a compound containing a naphthoquinonediazide group or a benzoquinonediazide group. It can be obtained by condensation in the presence of Examples of compounds having a hydroxyl group include hydroquinone, resorcinol, phloroglucin, 2.4-dihydroxybenzophenone, 2.3.4-)dihydroxybenzophenone, gallic acid alkyl ester, 2.2,4.4-tetrahydroxybenzophenone. etc.

次に@のアルカリ可溶性樹脂成分について述べる。本発
明に用いられ得るアルカリ可溶性樹脂成分とはフェノー
ル性化合物とホルムアルデヒドから付加縮合反応して得
られるノボラック樹脂であるが、ここでノボラック樹脂
の原料であるフェノール類としては下に示すメタクレゾ
ール(I)及び3.5−ジメチルフェノール(匂が式(
至)を満足するような割合の混合物であることが必要で
ある。
Next, the alkali-soluble resin component of @ will be described. The alkali-soluble resin component that can be used in the present invention is a novolak resin obtained by an addition condensation reaction from a phenolic compound and formaldehyde, but the phenols that are the raw materials for the novolak resin include metacresol (I) shown below. ) and 3,5-dimethylphenol (Nioga formula (
It is necessary for the mixture to have a proportion that satisfies the following.

(I)       (IO 式(ホ)の比が0.3より小さい場合は、ノボラ雫り樹
脂が現像液に溶解する速度が遅(なり、露光部の現像に
時間がかかるという問題が生じる。
(I) (IO) When the ratio of formula (e) is smaller than 0.3, the rate at which the novola drop resin dissolves in the developer becomes slow, causing a problem that it takes time to develop the exposed area.

またこの比が0.9を越えるとレジストの耐熱、耐ドラ
イエツチング性が低下する。
If this ratio exceeds 0.9, the resist's heat resistance and dry etching resistance will deteriorate.

より好ましくは式(財)の式は0.5〜0.7の範囲に
あることが望ましい。
More preferably, the formula (equation) is in the range of 0.5 to 0.7.

次にフェノール類と付加縮合反応させるホルムアルデヒ
ドについて説明する。
Next, formaldehyde to be subjected to an addition condensation reaction with phenols will be explained.

ホルムアルデヒドとしては、ホルムアルデヒド水溶液(
ホルマリン)、ホルムアルデヒドのオリゴマーであるパ
ラホルムアルデヒドを用いることができる。特に37%
ホルマリンが工業的に多量に生産されており好都合であ
る。
As formaldehyde, formaldehyde aqueous solution (
Formaldehyde (formalin) and paraformaldehyde, which is an oligomer of formaldehyde, can be used. Especially 37%
Formalin is conveniently produced in large quantities industrially.

これらのフェノール類とホルムアルデヒドを、通常用い
られている酸あるいは二価金属の有機酸塩などを触媒と
して重合せしめ、ノボラ噌り樹脂が得られる。
These phenols and formaldehyde are polymerized using a commonly used acid or an organic acid salt of a divalent metal as a catalyst to obtain a novola-type resin.

触媒として用いる酸は無機酸、有機酸のいずれでもよい
。具体的には塩酸、硫酸、リン酸、P−)ルエンスルホ
ン酸、蓚酸、トリクロル酢酸などがあげられる。
The acid used as a catalyst may be either an inorganic acid or an organic acid. Specific examples include hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, P-)luenesulfonic acid, oxalic acid, and trichloroacetic acid.

また二価金属の有機酸塩としては、マグネシウム、マン
ガン、亜鉛、カドミウム、コバルト、鉛などの金属のそ
れぞれ酢酸塩、蟻酸塩、乳酸塩、安息香酸塩などがあげ
られる。あるいは上に述、べた酸類と二価金属の有機酸
塩との組み合わせであってもよい。また反応はバルクで
行なうことも適当な溶剤を用いて行なうこともいずれも
可能である。反応は通常60〜120℃、2時間〜20
時間行なう。
Examples of organic acid salts of divalent metals include acetates, formates, lactates, and benzoates of metals such as magnesium, manganese, zinc, cadmium, cobalt, and lead. Alternatively, it may be a combination of the above-mentioned acids and an organic acid salt of a divalent metal. Further, the reaction can be carried out either in bulk or by using a suitable solvent. The reaction is usually 60-120℃, 2 hours-20
Do time.

次にノボラック樹脂の分子量についてであるが、フェノ
ール類の混合割合、触媒の覆類、反応条件の違いにより
最適範囲が異なるが、おおむねGPCより求めた重量平
均分子量Mwが2.000〜30,000、より好まし
くは4 、000〜20.000が適当である。
Next, regarding the molecular weight of novolak resin, the optimum range varies depending on the mixing ratio of phenols, type of catalyst, and reaction conditions, but in general, the weight average molecular weight Mw determined by GPC is 2.000 to 30,000. , more preferably 4,000 to 20,000.

ここに示したMwはGPCクロマトグラムより単分散ポ
リスチレンを用いて得られる検量線を用いて計算した値
であり、GPCクロマトグラムの測定は日立製作所(株
)製の635型液体クロマトグラフ装置にカラムとして
、島津製作所(株)製のH2C−15、H2C−40,
H2C−60各々1本づつ直列に連結したものを用い、
又、キャリア溶媒としてテトラヒドロフランを使用し、
流速的1. Ott / minで行なった。
The Mw shown here is a value calculated from a GPC chromatogram using a calibration curve obtained using monodisperse polystyrene. As, H2C-15, H2C-40, manufactured by Shimadzu Corporation.
Using one H2C-60 each connected in series,
Also, using tetrahydrofuran as a carrier solvent,
Flow velocity 1. It was performed at Ott/min.

また、キノンジアジド化合物とノボラック樹脂の配合比
は1:1〜1ニア(it量)の範囲で用いるのが好まし
い。
Further, the blending ratio of the quinonediazide compound and the novolak resin is preferably in the range of 1:1 to 1 (it amount).

レジスト液の調製は、キノンジアジド化合物とノボラッ
ク樹脂を溶剤に混合溶解することによって行う。ここで
用いる溶剤は、適当な乾燥速度で溶剤が蒸発した後、均
一で平滑な重膜を与えるものがよい、そのようなものと
しては、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソル
ブアセテート、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、
酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン、キシレン等が島
げられる。
The resist solution is prepared by mixing and dissolving a quinonediazide compound and a novolak resin in a solvent. The solvent used here is preferably one that provides a uniform and smooth heavy film after the solvent evaporates at an appropriate drying rate. Examples of such solvents include ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve, methyl cellosolve,
Butyl acetate, methyl isobutyl ketone, xylene, etc. are removed.

以上のポジ型フォトレジスト組成物は、さらに付加的な
添加物として少量の付加的な樹脂、可塑剤、染料などが
添加されていてもよい。
The positive photoresist composition described above may further contain small amounts of additional resins, plasticizers, dyes, etc. as additional additives.

本発明に従えば、「感度」を落とすことなく「耐ドライ
エツチング性」が向上し、また逆に「耐ドライエツチン
グ性」を損ねることなく高感度のポジ型フォトレジスト
を得ることができ、かつその各々の性能゛は従来のポジ
型フォトレジストよりも優れた性能を有し解像度も優れ
ているという、いわばこれからの高集積化、微細化の一
途をたどると考えられる半導体工業において極めて好適
に用いられうるポジ型フォトレジストを得る仁とができ
る。
According to the present invention, "dry etching resistance" can be improved without reducing "sensitivity", and conversely, a highly sensitive positive photoresist can be obtained without impairing "dry etching resistance", and Each of these properties has better performance and resolution than conventional positive photoresists, making it extremely suitable for use in the semiconductor industry, which is expected to continue to become more highly integrated and miniaturized in the future. It is possible to obtain a positive-type photoresist that can be used.

以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

参考例1  ノボラックsulの製造例(1)メタクレ
ゾール/ 3 、5−ジメチルフェノール−1/1(仕
込みモル比) (純度99.0%)37.5 F、ホルマリン(37%
水溶液)44.9F、5%蓚酸水溶液12.5N、イオ
ン交換水66.0 II、エチルセロソルブアセテート
61.5fを仕込み100℃の油浴で15時間加熱、攪
拌、反応させ、中和、水洗、脱水してノボラックmat
のエチルセロソルブアセテート溶液を得た。
Reference example 1 Production example of novolac sul (1) Metacresol/3,5-dimethylphenol-1/1 (molar ratio of charge) (purity 99.0%) 37.5 F, formalin (37%)
Aqueous solution) 44.9F, 5% oxalic acid aqueous solution 12.5N, ion-exchanged water 66.0 II, and ethyl cellosolve acetate 61.5F were heated in a 100℃ oil bath for 15 hours, stirred, and reacted, neutralized, washed with water, Dehydrated and novolac mat
An ethyl cellosolve acetate solution was obtained.

GPCクロマトグラフによる重量平均分子量は6.50
0であった。
Weight average molecular weight by GPC chromatography is 6.50
It was 0.

参考例2  ノボラック樹脂の製造例(クメタクレゾー
ル73.5−ジメチルフェノ ール−1/1(仕込みモル比) (純度99.0%)37.51、ホル マリン(37%水溶液)44.91、酢酸亜鉛二水和物
0.661を仕込み、100℃の油浴で0.5時間加熱
、攪拌、反応させた後、蓚酸二水和物1.02f、イオ
ン交換水6g、エチルセロソルブアセテート60gを仕
込み、さらに8時間反応させ、中和、水洗、脱水してノ
ボラック樹脂のエチルセロソルブアセテート溶液を得た
Reference Example 2 Production example of novolak resin (Kumetacresol 73.5-dimethylphenol-1/1 (molar ratio of charge) (purity 99.0%) 37.51, formalin (37% aqueous solution) 44.91, zinc acetate dichloride After charging 0.661 g of hydrate and heating, stirring, and reacting in a 100°C oil bath for 0.5 hours, 1.02 f of oxalic acid dihydrate, 6 g of ion-exchanged water, and 60 g of ethyl cellosolve acetate were charged. The mixture was reacted for 8 hours, neutralized, washed with water, and dehydrated to obtain a solution of novolac resin in ethyl cellosolve acetate.

GPCクロマトグラフによる重量平均分子量は5.90
0であった。
Weight average molecular weight by GPC chromatography is 5.90
It was 0.

参考例3  ノボラ9り樹脂の製造例(3)メタクレゾ
ール73.5−ジメチルフェノ ール−773(仕込みモル比) だ他は参考例1と同様にして、M盪平均分子t7,50
0のノボラック樹脂を得た。
Reference Example 3 Production example of Novola 9-resin (3) Meta-cresol 73.5-dimethylphenol-773 (charged molar ratio) Other than that, the same procedure as Reference Example 1 was carried out, M2 average molecular t7,50
0 novolac resin was obtained.

参考例4  ノボラックmatの製造例(4)メタクレ
ゾール73.5−ジメチルフェノ ール=2/8(仕込みモル比) 時間を20時間とした以外は参考例1と同様にして、重
量平均分子量6.100のノボラック樹脂を得た。
Reference Example 4 Manufacture example of novolac mat (4) Metacresol 73.5-dimethylphenol = 2/8 (Mole ratio of charging) The same procedure as Reference Example 1 was carried out except that the time was changed to 20 hours, and the weight average molecular weight was 6.100. A novolac resin of 100% was obtained.

参考例5  ノボラックm1lliの製造例(5)メタ
クレゾール73.5−ジメチルフェノ ール=1/9(仕込みモル比) 参考例2において仕込みをメタクレゾール酸二水和物を
添加したあとの反応時間を15時間とした以外は参考例
2と同様にして、重量平均分子量5.300のノボラー
lり樹脂を得た。
Reference Example 5 Manufacture example of Novolac mlli (5) Metacresol 73.5-dimethylphenol = 1/9 (Mole ratio of charge) The reaction time after adding metacresylic acid dihydrate to the charge in Reference Example 2 was 15 A novola resin having a weight average molecular weight of 5.300 was obtained in the same manner as in Reference Example 2 except that the time was changed.

参考例6  ノボラック樹脂の製造例(6)メタクレゾ
ール73.5−ジメチルフェノ ール=9.510.5(仕込みモル比)10時間とした
以外は参考例1と同様にして、重量平均分子量7.80
0のノボラック樹脂を得た。
Reference Example 6 Production Example of Novolac Resin (6) Metacresol 73.5-dimethylphenol = 9.510.5 (Mole ratio of charge) The same procedure as Reference Example 1 was carried out except that 10 hours was used, and the weight average molecular weight was 7.80.
0 novolac resin was obtained.

実施例1〜3.比較例1〜3 表1に示すように、参考例1〜6に示すノボラック樹脂
を各々、感光剤、染料とともにエチルセロソルブアセテ
ート/酢酸n−ブチル/キシレン=8/1/1の混合比
の溶剤に溶解し、レジスト液を調合した。(溶剤の量は
以下に示す塗布条件で1.25μ溝となるように調整) これらの組成物をポアサイズ0.2μmのフィルターで
沖過した。これを常法によって洗浄したシリコンウェハ
ーに回転塗布機を用い4.0007pmで塗布した。つ
いでこのシリコンウェハーを90℃のクリーンオーブン
に入れ20分間ベークした。その後250Wの超高圧水
銀灯を光源とするコンタクトマスクアライナ−を用い、
光学的透過率が段階的に変化しているステップタブレラ
トマスクを通して3秒間露光した。ついで5OPD(住
友化学工業(株)製水酸化テトラメチルアンモニウム水
溶液)で70秒間現像、リンス、乾燥した。結果を表1
に示す。表1から明らかなように実施例1〜3は比較例
1〜3に比べて感度または耐熱性の面で格段に優れてい
る。
Examples 1-3. Comparative Examples 1 to 3 As shown in Table 1, the novolac resins shown in Reference Examples 1 to 6 were mixed together with a photosensitizer and a dye in a solvent with a mixing ratio of ethyl cellosolve acetate/n-butyl acetate/xylene = 8/1/1. A resist solution was prepared. (The amount of solvent was adjusted to give a 1.25 μm groove under the coating conditions shown below.) These compositions were filtered through a filter with a pore size of 0.2 μm. This was coated at 4.0007 pm on a silicon wafer which had been cleaned using a conventional method using a spin coater. This silicon wafer was then placed in a clean oven at 90°C and baked for 20 minutes. Then, using a contact mask aligner using a 250W ultra-high pressure mercury lamp as the light source,
Exposure was made for 3 seconds through a step-table lat mask with graded optical transmission. The film was then developed with 5OPD (aqueous tetramethylammonium hydroxide solution manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) for 70 seconds, rinsed, and dried. Table 1 shows the results.
Shown below. As is clear from Table 1, Examples 1 to 3 are significantly superior to Comparative Examples 1 to 3 in terms of sensitivity and heat resistance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (A)キノンジアジド基を含む感光剤成分 及び (B)アルカリ可溶性樹脂成分として下式で示されるメ
タクレゾール( I )と3,5−ジメチルフェノール(
II)が ▲数式、化学式、表等があります▼( I )▲数式、化
学式、表等があります▼(II) 式(III) 0.3≦( I )/((±)+(II))≦0.9(モル
比)を満足するような割合で混合されたフェノール類と
ホルムアルデヒドとを付加縮合反応させて得られるノボ
ラック樹脂を含むポジ型フォトレジスト組成物
[Scope of Claims] Metacresol (I) represented by the following formula and 3,5-dimethylphenol (A) a photosensitizer component containing a quinonediazide group and (B) an alkali-soluble resin component
II) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I)▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(II) Formula (III) 0.3≦(I)/((±)+(II)) A positive photoresist composition containing a novolac resin obtained by addition condensation reaction of phenols and formaldehyde mixed in a ratio satisfying ≦0.9 (molar ratio)
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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