JPH03210563A - Positive type photoresist composition - Google Patents

Positive type photoresist composition

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Publication number
JPH03210563A
JPH03210563A JP682090A JP682090A JPH03210563A JP H03210563 A JPH03210563 A JP H03210563A JP 682090 A JP682090 A JP 682090A JP 682090 A JP682090 A JP 682090A JP H03210563 A JPH03210563 A JP H03210563A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoresist composition
alkali
compsn
heat resistance
quinonediazide group
Prior art date
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Pending
Application number
JP682090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Tokutake
徳竹 信生
Hidekatsu Obara
秀克 小原
Toshimasa Nakayama
寿昌 中山
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.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
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Publication of JPH03210563A publication Critical patent/JPH03210563A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To form patterns having excellent heat resistance and image contrast and to obviate the generation of scum after development by compounding a specific compd. with a compsn. consisting of an alkaline-soluble novolak resin having a specific dissolving rate and a quinonediazide group-contg. compd. CONSTITUTION:This compsn. is formed by incorporating the alkaline-soluble novolak resin having the dissolving rate in an aq. soln. of 8% tetramethyl ammonium hydroxide at 23 deg.C within a 50 to 1,000Angstrom /sec, the quinonediazide group- contg. compd. and alpha,alpha',alpha''-tris(4-hydroxyphenyl)-1, 3, 5-triisopropyl benzene into the compsn. The resist patterns having the excellent heat resistance and image contrast are formed in this way. The positive type photoresist compsn. which does not generate the scum in thus obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新規なポジ型ホトレジスト組成物、さらに詳
しくは、特に耐熱性及び画像コントラストに優れたレジ
ストパターンを形成しうるとともに、スカムの発生がな
いなどの特徴を有し、半導体デバイスの製造に好適に用
いられるポジをホトレジスト組成物に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention provides a novel positive photoresist composition, more specifically, a resist pattern which can form a resist pattern particularly excellent in heat resistance and image contrast, and which does not generate scum. The present invention relates to a positive photoresist composition that has the following characteristics and is suitably used for manufacturing semiconductor devices.

従来の技術 従来、ICやLSIなどの半導体デバイスの製造プロセ
スにおいては、ホトエツチング法による微細加工として
シリコンウェハー上にホトレジスト組成物の**を形成
し、その上に半導体デバイスのパターンが描かれたマス
クパターンを紫外線照射などにより転写したのち、現像
して得られたレジストパターンを保護膜として該シリコ
ンウェハーをエツチングするという方法が用いられてい
る。そして、この方法において用いられるホトレジスト
組裏物としては、被膜形成用のアルカリ可溶性樹脂に、
キノンジアジド基含有化合物から成る感光性成分を組み
合わせたポジ型ホトレジスト組成物が好適であることが
知られている。
Conventional technology Conventionally, in the manufacturing process of semiconductor devices such as ICs and LSIs, a photoresist composition is formed on a silicon wafer as microfabrication using a photoetching method, and a mask with a semiconductor device pattern drawn thereon is used. A method is used in which a pattern is transferred by ultraviolet irradiation or the like, and then the silicon wafer is etched using the resulting resist pattern as a protective film. The photoresist backing material used in this method includes an alkali-soluble resin for film formation,
It is known that positive photoresist compositions in which a photosensitive component consisting of a quinonediazide group-containing compound is combined are suitable.

ところで、半導体デバイスの集積度は、近年急速に高ま
り、超LSIなどの製造においては、1.0μ諺以下の
超微細パターンの加工精度が要求され、またエツチング
処理もドライエツチング化が進んでいるため、使用する
ポジ型ホトレジスト組成物に要望される特性として、耐
熱性や画像コントラストに優れたレジストパターンが形
成できるとともに、現像後にスカムの発生がないものが
望まれている。
Incidentally, the degree of integration of semiconductor devices has increased rapidly in recent years, and in the manufacture of ultra-LSIs, processing precision of ultra-fine patterns of 1.0 micrometers or less is required, and dry etching is becoming more and more popular. As for the desired properties of the positive photoresist composition used, it is desired that a resist pattern with excellent heat resistance and image contrast can be formed, and that no scum will be generated after development.

しかしながら、従来のポジ型ホトレジスト組成物におい
ては、耐熱性が十分ではなく、かつ現像処理により形成
されるレジストパターンの残膜率が低い上、画像コント
ラストに優れたレジストパターンが得られにくい、など
の欠点があった。
However, conventional positive photoresist compositions do not have sufficient heat resistance, have a low residual film rate of resist patterns formed by development, and have difficulty obtaining resist patterns with excellent image contrast. There were drawbacks.

さらに、耐熱性を向上させるためには、高分子量のノボ
ラック樹脂の使用が有効であることが知られているが、
高分子量のノボラック樹脂を用いると感度が低下しやす
くなるという問題が生じ、実用的とはいえない。このよ
うに、前記した要望をすべて十分に満たすポジ型ホトレ
ジスト組成物は、これまで見い出されていないのが実状
である。
Furthermore, it is known that the use of high molecular weight novolak resins is effective in improving heat resistance.
If a high molecular weight novolak resin is used, a problem arises in that the sensitivity tends to decrease, and it cannot be said to be practical. Thus, the reality is that no positive photoresist composition has been found that fully satisfies all of the above-mentioned demands.

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような従来のポジ型ホトレジスト組成物
が有する欠点を克服し、耐熱性及び画像コントラストに
優れたレジストパターンを形成しうるとともに、スカム
を生じないポジ型ホトレジスト組成物を提供することを
目的としてなされたものである。
Problems to be Solved by the Invention The present invention overcomes the drawbacks of such conventional positive photoresist compositions, can form a resist pattern with excellent heat resistance and image contrast, and is a positive photoresist composition that does not generate scum. This was made for the purpose of providing a photoresist composition.

課題を解決するための手段 本発明者らは、前記の好ましい性質を有するポジ型ホト
レジスト組成物を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、被
膜形成成分としての特定の溶解速度を有するアルカリ可
溶性ノボラック樹脂と感光性成分としてのキノンジアジ
ド基含有化合物とから成る組成物に、a、a’、σ“−
トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−1−
リイソプロビルベンゼンを配合することにより、その目
的を達成しうろことを見い出し、この知見に基づいて本
発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive research to develop a positive photoresist composition having the above-mentioned preferable properties, the present inventors have developed an alkali-soluble novolac resin having a specific dissolution rate as a film-forming component. and a quinonediazide group-containing compound as a photosensitive component, a, a', σ"-
Tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-1-
It was discovered that the objective could be achieved by blending lyisopropylbenzene, and the present invention was completed based on this knowledge.

すなわち、本発明は、(A)@度23℃の8重量%テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に対する溶解
速度が50〜1000人/秒の範囲にあるアルカリ可溶
性ノボラック樹脂、(B)キノンジアジド基含有化合物
及び(C)a、σ 、α −トリス(4−ヒドロキシフ
ェニル)−1,3,5−) IJイソプロピルベンゼン
を含有して成るポジ型ホトレジスト組成物を提供するも
のである。
That is, the present invention provides (A) an alkali-soluble novolac resin having a dissolution rate in an 8 wt. (C) A positive photoresist composition containing a,σ,α-tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-)IJ isopropylbenzene.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明組成物において、(A)成分として用いられるア
ルカリ可溶性ノボラック樹脂は、温度23℃の8重量%
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に対する
溶解速度が50〜1000人/秒、好ましくは100〜
400A/秒の範囲にあることが必要である。この溶解
速度が50人/秒未満では本発明の目的が十分に達せら
れないし、1000人/秒を超えると画像コントラスト
の優れたレジストパターンが得られl二くくなる傾向が
みられる。なお、前記溶解速度は、該アルカリ可溶性ノ
ボラック樹脂を適当な溶剤に溶解して溶液を調製したの
ち、この溶液を基板上に塗布し、110℃で90秒間乾
燥させて、1.0μ驚厚の樹脂膜を形成させ、次いで、
これを温度23℃の8重量%テトラメチルアンモニウム
ヒドロキシド水溶液中に浸せきして静置後、取り出し水
洗して膜厚の減少量を求め、この値から算出することが
できる。
In the composition of the present invention, the alkali-soluble novolac resin used as component (A) is 8% by weight at a temperature of 23°C.
Dissolution rate in tetramethylammonium hydroxide aqueous solution is 50 to 1000 people/sec, preferably 100 to 100
It is necessary to be in the range of 400 A/sec. If the dissolution rate is less than 50 people/second, the object of the present invention cannot be fully achieved, and if it exceeds 1,000 people/second, it tends to be difficult to obtain a resist pattern with excellent image contrast. The above dissolution rate is determined by dissolving the alkali-soluble novolak resin in an appropriate solvent to prepare a solution, applying this solution onto a substrate, drying it at 110°C for 90 seconds, and applying it to a 1.0μ thick layer. Form a resin film, then
This is immersed in an 8% by weight tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at a temperature of 23° C., left to stand, taken out and washed with water to determine the amount of decrease in film thickness, which can be calculated from this value.

このようなアルカリ可溶性ノボラック樹脂は、被膜形成
用物質として慣用されているアルカリ可溶性ノボラック
樹脂、例えばフェノール、クレゾール、キシレノールな
どのフェノール類とホルムアルデヒドなどのアルデヒド
類とを、酸性触媒の存在下に縮合させて得られたノボラ
ック樹脂を分別処理することにより、容易に得ることが
できる。
Such alkali-soluble novolac resins are produced by condensing phenols such as phenol, cresol, xylenol, and aldehydes such as formaldehyde in the presence of an acidic catalyst. It can be easily obtained by fractionating the novolak resin obtained.

一般に、合成樹脂は化学的に純粋な物質ではなく、種々
の分子量、組成、構造を有する分子の混合物であり、多
分子性を有するが、分別沈殿法、分別溶解法、カラム溶
出法などの公知の分別処理方法を用いて低分子量領域を
除去することによって、所望の溶解速度を有するアルカ
リ可溶性ノボラック樹脂を得ることかでさる。また、こ
のような分別処理を施さないアルカリ可溶性ノボラック
樹脂は、該溶解速度が通常2500〜5000A/秒の
範囲にあり、そのままでは、本発明組成物における(A
)成分として用いることができない。
In general, synthetic resins are not chemically pure substances, but are mixtures of molecules with various molecular weights, compositions, and structures, and have multimolecular properties. By removing the low molecular weight region using a fractionation treatment method, an alkali-soluble novolac resin having a desired dissolution rate can be obtained. In addition, the dissolution rate of alkali-soluble novolak resin that is not subjected to such fractionation treatment is usually in the range of 2500 to 5000 A/sec, and if it is as it is, the (A
) cannot be used as a component.

本発明ml1t物l;おいては、(B)成分の感光性成
分として、キノンジアジド基含有化合物が用いられる。
In the present invention, a quinonediazide group-containing compound is used as the photosensitive component (B).

このキノンジアジド基含有化合物としては、例えlf2
.3.4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2.3.4
.4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどのポリヒ
ドロキシベンゾフェノンとナフトキノン−1,2−ジア
ジド−5−スルホン酸又はナフトキノン−1,2−ジア
ジド−4−スルホン酸との完全エステル化物や部分エス
テル化物などを好ましく挙げることができる。また、他
のキノンジアジド基含有化合物、例えばオルトベンゾキ
ノンジアジド、オルトナフトキノンジアジド、オルトア
ントラキノンジアジドなどのスルホニルクロリドと水酸
基又はアミノ基をもつ化合物、例えばフェノール、p−
メトキシフェノール、ジメチルフェノール、ヒドロキシ
フェノール、ビスフェノールA1ナフトール、ピロカテ
コール、ピロガロール、ピロガロールモノメチルエーテ
ル、ピロガロール−1,3−ジメチルフール、没食子酸
、水酸基を一部残しエステル化又はエーテル化された没
食子酸、アニリン、p−アミノジフェニルアミンなどと
の反応生成物なども感光性成分として用いることができ
る。
Examples of this quinonediazide group-containing compound include lf2
.. 3.4-trihydroxybenzophenone, 2.3.4
.. Preferred examples include completely esterified products and partially esterified products of polyhydroxybenzophenone such as 4'-tetrahydroxybenzophenone and naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonic acid or naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonic acid. be able to. In addition, other quinonediazide group-containing compounds, such as sulfonyl chloride such as orthobenzoquinonediazide, orthonaphthoquinonediazide, orthoanthraquinonediazide, and compounds having hydroxyl or amino groups, such as phenol, p-
Methoxyphenol, dimethylphenol, hydroxyphenol, bisphenol A1 naphthol, pyrocatechol, pyrogallol, pyrogallol monomethyl ether, pyrogallol-1,3-dimethylfur, gallic acid, esterified or etherified gallic acid with some hydroxyl groups retained, aniline , p-aminodiphenylamine, etc. can also be used as photosensitive components.

本発明組成物においては、該感光性成分として、前記の
キノンジアジド基含有化合物を1種含有してもよいし、
2種以上含有してもよい。
The composition of the present invention may contain one type of the above-mentioned quinonediazide group-containing compound as the photosensitive component,
Two or more types may be contained.

これらの感光性成分は、例えば前記ポリヒドロキシベン
ゾフェノンをナフトキノン−1,2−ジアジド−5−ス
ルホニルクロリド又はナフトキノン−1,2−ジアジド
−4−スルホニルクロリドとをジオキサンなどの適当な
溶媒中において、トリエタノールアミン、炭酸アルカリ
や炭酸水素アルカリなどのアルカリの存在下に縮合させ
、完全エステル化又は部分エステル化することにより製
造することができる。
These photosensitive components can be prepared, for example, by combining the polyhydroxybenzophenone with naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride or naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride in a suitable solvent such as dioxane. It can be produced by condensation in the presence of an alkali such as ethanolamine, alkali carbonate or alkali hydrogencarbonate, and complete or partial esterification.

本発明組成物においては、(C)成分として、σ、ff
  、ff#−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1
,3,5−トリイソプロピルベンゼンを配合することが
必要である。
In the composition of the present invention, as component (C), σ, ff
, ff#-tris(4-hydroxyphenyl)-1
, 3,5-triisopropylbenzene.

a、a  、a”−トリス(4−ヒドロキシフェニル)
−1,3,5−トリイソプロピルベンゼンは、ポリカー
ボネート、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリスルホン
などの原料や改質剤として知られており、また、このも
のとフェノール類との混合物にアルデヒドを縮合させて
得られたアルカリ可溶性樹脂を用いた解像力と耐熱性の
良好なポジ型ホトレジスト組成物も知られている(特開
昭63−261250号公報)。しかしながら、1mt
、a’、a’−)リス(4−ヒドロキシフェニル)−1
,3,5−)リイソプロピルベンゼンそのものを、ホト
レジスト組成物に添加することが有効であることは、こ
れまで知られていなかった。
a, a, a”-tris(4-hydroxyphenyl)
-1,3,5-Triisopropylbenzene is known as a raw material and modifier for polycarbonate, polyester, epoxy resin, polysulfone, etc., and can also be obtained by condensing aldehyde with a mixture of this product and phenols. A positive photoresist composition with good resolution and heat resistance using an alkali-soluble resin is also known (Japanese Patent Laid-Open No. 63-261250). However, 1mt
, a', a'-) lis(4-hydroxyphenyl)-1
, 3,5-) It has not been known so far that it is effective to add lyisopropylbenzene itself to a photoresist composition.

このa、a  、g”−)リス(4−ヒドロキシフェニ
ル)−1,3,5−トリイソプロピルベンゼンは、増感
効果に優れるとともに、現像時における露光部の溶解を
促進し、逆に未露光部の溶解を抑制する作用を有するた
め、現像液に対する溶解選択性に優れ、画像コントトラ
ストの優れたレジストパターンを形成でき、かつ少量の
配合量により良好な感度向上ができるため、ポジ型ホト
レジスト組成物の耐熱性を低下させることがなく、さら
に前記(A)成分の重量平均分子量の比較的高いアルカ
リ可溶性ノボラック型樹脂と組み合わせることにより、
より耐熱性の向上したポジ型ホトレジスト組成物が提供
できる。
This a, a, g''-)lis(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triisopropylbenzene has an excellent sensitizing effect, promotes dissolution of exposed areas during development, and conversely Because it has the effect of suppressing the dissolution of the photoresist, it has excellent dissolution selectivity with respect to the developing solution, and can form a resist pattern with excellent image contrast.Also, it is possible to improve the sensitivity with a small amount of compounding, so it is suitable for positive photoresist compositions. By combining the component (A) with an alkali-soluble novolac type resin having a relatively high weight average molecular weight without reducing the heat resistance of the product,
A positive photoresist composition with improved heat resistance can be provided.

本発明組成物においては、前記した(A)成分のアルカ
リ可溶性ノボラック樹脂は、前記(B)成分のキノンジ
アジド基含有化合物10重量部当り、通常5〜200重
量部、好ましくは10〜60重量部の範囲で用いられる
。このアルカリ可溶性ノボラック樹脂が多すぎると画像
の忠実性が劣り、転写性が低下するし、少なすぎるとレ
ジスト膜の均質性が悪くなり、解像力が低下する傾向が
みられる。
In the composition of the present invention, the alkali-soluble novolak resin as the component (A) is usually used in an amount of 5 to 200 parts by weight, preferably 10 to 60 parts by weight, per 10 parts by weight of the quinonediazide group-containing compound as the component (B). Used in range. If the amount of this alkali-soluble novolac resin is too large, the image fidelity will be poor and the transferability will be lowered, and if it is too small, the homogeneity of the resist film will be poor and the resolution will tend to be reduced.

また、(C)成分のσ、a、t−−トリス(4−ヒドロ
キシフェニル)−1,3,5−)リイソプロビルベンゼ
ンは、該アルカリ可溶性ノボラック樹脂とキノンジアジ
ド基含有化合物との合計量100重量部当り、通常0.
1〜30重量部、好ましくは0.5〜25重量部の割合
で用いられる。この量が0.1重量部未満では画像コン
トラストに優れたレジストパターンが得られず、30重
量部を超えると量の割には効果の向上がみられず、むし
ろ不経済となり好ましくない。
In addition, the σ,a,t-tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-)liisoprobylbenzene of component (C) has a total amount of 100% of the alkali-soluble novolac resin and the quinonediazide group-containing compound. Per part by weight, usually 0.
It is used in an amount of 1 to 30 parts by weight, preferably 0.5 to 25 parts by weight. If this amount is less than 0.1 parts by weight, a resist pattern with excellent image contrast cannot be obtained, and if it exceeds 30 parts by weight, no improvement in effect is seen in relation to the amount, and it is rather unfavorable that it becomes uneconomical.

本発明組成物は、前記のアルカリ可溶性ノボラック樹脂
とキノンジアジド基含有化合物とα、aa#−トリス(
4−ヒドロキシフェニル) −1,3,5−トリイソプ
ロピルベンゼンとを適当な溶剤に溶解して溶液の形で用
いるのが好ましい。
The composition of the present invention comprises the alkali-soluble novolac resin, the quinonediazide group-containing compound, and α,aa#-tris(
4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triisopropylbenzene is preferably dissolved in a suitable solvent and used in the form of a solution.

このような溶剤としては、例えばアセトン、メチルエチ
ルケトン、シクロヘキサン、メチルイソアミルケトンな
どのケトン類:エチレングリコール、エチレングリコー
ルモノアセテート、ジエチレングリコール又はジエチレ
ングリコールモノアセテートのモノメチルエーテル、モ
ノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モツプチル
エーテル又はモノフェニルエーテルなどの多価アルコー
ル類及びその誘導体ニジオキサンのような環式エーテル
類:及び乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブ
チルなどのエステル類を挙げることができる。これらは
単独で用いてもよいし、また2種以上混合して用いても
よい。
Examples of such solvents include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexane, and methyl isoamyl ketone; monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, and motubutyl ether of ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, or diethylene glycol monoacetate; Or polyhydric alcohols such as monophenyl ether, cyclic ethers such as its derivatives nidioxane, and esters such as ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明組成物には、さらに必要に応じて相溶性のある添
加物、例えばレジスト膜の性能などを改良するための付
加的樹脂、可塑剤、安定剤あるいは現像した像より一層
可視的にするための着色剤、より増感効果を向上させる
ための増感剤などの慣用されているものを添加含有させ
ることができる。
The compositions of the present invention may further contain compatible additives, such as additional resins, plasticizers, stabilizers, to improve the performance of the resist film, etc., or to make the developed image more visible. It is possible to add and contain commonly used coloring agents and sensitizers to further improve the sensitizing effect.

本発明組成物の好適な使用方法について1例を示すと、
まずシリコンウェハーのような支持体上に、(A)成分
のアルカリ可溶性ノボラック樹脂と(B)成分のキノン
ジアジド基含有化合物と(C)成分のa、α 、a −
トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−)リ
イソブロビルベンゼンとを前記したような適当な溶剤に
溶解した溶液をスピンナーなとで塗布し、乾燥して感光
層を形成させ、次いで紫外線を発光する光源、例えば低
圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、アーク灯、キセ
ノンランプなどを用い所要のマスクパターンを介して露
光するか、あるいは電子線を走査しながら、照射する。
One example of a preferred method of using the composition of the present invention is as follows:
First, on a support such as a silicon wafer, alkali-soluble novolak resin as component (A), quinonediazide group-containing compound as component (B), and a, α, a-
A solution of tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-)liisobrobylbenzene dissolved in a suitable solvent as mentioned above is applied with a spinner and dried to form a photosensitive layer. Exposure is performed using a light source that emits ultraviolet rays, such as a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, an arc lamp, a xenon lamp, etc. through a required mask pattern, or irradiation is performed while scanning an electron beam.

次にこれを現像液、例えば1−10重量%テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液のような弱アルカリ性
水溶液により、露光によって可溶化した部分を溶解除去
することで、マスクパターンに忠実な画像を得ることが
できる。
Next, by using a developer, for example, a weakly alkaline aqueous solution such as a 1-10% by weight tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, to dissolve and remove the portions made solubilized by exposure, an image faithful to the mask pattern can be obtained. can.

発明の効果 本発明によると被膜形成成分としての特定の溶解速度を
有するアルカリ可溶性ノボラック樹脂と感光性成分とし
てのキノンジアジド基含有化合物と、ざらにa、α 、
σ“−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1,3,5
−トリイソプロピルベンゼンとヲ組み合わせることによ
り、耐熱性及び画像コントラストに極めて優れたレジス
トパターンを形成しうるとともに、現像後にスカム残り
がないなど、優れた特徴を有する実用的なポジをホトレ
ジスト組成物を提供することができる。
Effects of the Invention According to the present invention, an alkali-soluble novolak resin having a specific dissolution rate as a film-forming component, a quinonediazide group-containing compound as a photosensitive component, and Zaraani a, α,
σ“-tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,5
- By combining with triisopropylbenzene, a resist pattern with extremely excellent heat resistance and image contrast can be formed, and a practical positive photoresist composition with excellent characteristics such as no scum remaining after development is provided. can do.

本発明のポジ型ホトレジスト組成物は、例えば微細加工
化の進む半導体デバイスの製造分計において好適に用い
られる。
The positive photoresist composition of the present invention is suitably used, for example, in the production of semiconductor devices, where fine processing is progressing.

実施例 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。また実施例中のアルカリ可溶性ノボラック樹脂の
溶解速度は得られたアルカリ可溶性ノボラック樹脂をエ
チレングリコールモノエチルエーテルアセテートに溶解
して得た溶液を基板上に塗布し、110℃で90秒間乾
燥することで1.0μ重厚の機脂膜を形成したのち、8
重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液中
(23℃)に静置、浸せき後水洗し、膜厚の減少量から
求めたものである。
Examples Next, the present invention will be explained in more detail with reference to examples.
The present invention is not limited in any way by these examples. The dissolution rate of the alkali-soluble novolac resin in the examples was determined by dissolving the obtained alkali-soluble novolac resin in ethylene glycol monoethyl ether acetate, applying the solution on the substrate, and drying it at 110°C for 90 seconds. After forming a 1.0 μ thick machine fat film, 8
It was determined from the amount of decrease in film thickness after being left standing and immersed in a wt % tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (23° C.) and then washed with water.

なお、各偶により得られた組成物の物性は以下の方法に
より測定した。
Incidentally, the physical properties of the compositions obtained in each case were measured by the following method.

(1)感  度 試料をスピンナーを用いてシリコンウェハーに塗布し、
ホットプレート上で110℃、90秒間乾燥して膜厚1
.371m+のレジスト膜を得た。この膜に縮小投影露
光装置N5R−150504Dにコン社製)を用いて0
.1秒から0.02秒間隔で露光したのち、2.38重
量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で1
分間現像し、30秒間水洗して乾燥したときの適正露光
時間(バターニングのために要する最少露光時間)を感
度として定義した。
(1) Apply a sensitivity sample to a silicon wafer using a spinner,
Dry on a hot plate at 110℃ for 90 seconds to obtain a film thickness of 1.
.. A resist film of 371m+ was obtained. This film was coated with a reduction projection exposure device N5R-150504D (manufactured by Kon Co., Ltd.).
.. After exposure at intervals of 1 second to 0.02 seconds, the
The sensitivity was defined as the appropriate exposure time (minimum exposure time required for buttering) after developing for 30 minutes, washing with water for 30 seconds, and drying.

(2)未露光部の残膜率 前記の感度測定における現像前後の未露光部の膜厚を計
測し、その差から残膜率を求めた。
(2) Remaining film rate in unexposed areas The film thicknesses of unexposed areas before and after development in the sensitivity measurement described above were measured, and the residual film rate was determined from the difference.

(3)耐熱性 前記のようにして得られたシリコンウェハーのレジスト
パターンを120℃、130℃、140℃、150℃の
各温度で5分間ホットプレート上でベークして、そのパ
ターンの変形の有無を耐熱性として以下の基準で評価し
た。
(3) Heat resistance The resist pattern of the silicon wafer obtained as described above was baked on a hot plate for 5 minutes at each temperature of 120°C, 130°C, 140°C, and 150°C, and whether or not the pattern was deformed. The heat resistance was evaluated using the following criteria.

O・・・変形なし X・・・変形あり (4)スカムの有無 前記のようにしてレジストパターンの形成されたシリコ
ンウェハーを電子顕微鏡で観察し、その表面にスカムが
確認されたものを有、確認できなかったものを無とした
O: No deformation Items that could not be confirmed were ignored.

*施例1 m−クレゾールとp−クレゾールとを重量比で40 :
 60の割合で混合し、これにホルマリンを加え、シュ
ウ酸触媒を用いて常法により縮合して得たクレゾールノ
ボラック樹脂(重量平均分子量4000、溶解速度40
00A/秒)1509をメタノール850tに溶解した
のち、純水500gを加え、1時間かきまぜるという分
別処理を施し、析出物として分別されたクレゾールノボ
ラック樹脂を得た。このものは重量平均分子量9000
で溶解速度250A/秒であった。
*Example 1 m-cresol and p-cresol in a weight ratio of 40:
Cresol novolac resin (weight average molecular weight 4000, dissolution rate 40
00 A/sec) 1509 was dissolved in 850 t of methanol, 500 g of pure water was added, and the mixture was stirred for 1 hour for fractionation to obtain a cresol novolac resin fractionated as a precipitate. This one has a weight average molecular weight of 9000
The dissolution rate was 250 A/sec.

次に、2,3.4.4’−テトラヒドロキシベンゾフェ
ノン9.89 (0,04モル)とす7トキノンー1.
2−ジアジド−5−スルホニルクロリド45.6g(0
,17モル)とをジオキサン2409とN−メチルピロ
リドン37gとの混合液に溶解し、これにトリエタノー
ルアミン70gとジオキサン210gとの混合液を十分
にかきまぜながら添加し、さらに30分〜1時間かきま
ぜたのち、これをろ過し、得られたろ液に35重量%塩
酸259をイオン交換水10009で希釈した希塩酸溶
液を加えて反応物を析出させ、得られた析出物をイオン
交換水で十分に洗浄し、水分をよくきったのち乾燥し、
感光性成分を調製した。
Next, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone 9.89 (0.04 mol) and 7toquinone-1.
2-Diazido-5-sulfonyl chloride 45.6g (0
, 17 mol) was dissolved in a mixture of dioxane 2409 and N-methylpyrrolidone 37 g, and a mixture of 70 g of triethanolamine and 210 g of dioxane was added thereto with thorough stirring, and the mixture was further stirred for 30 minutes to 1 hour. Thereafter, this was filtered, and a dilute hydrochloric acid solution prepared by diluting 35% by weight hydrochloric acid 259 with ion-exchanged water 10009 was added to the obtained filtrate to precipitate the reactant, and the obtained precipitate was thoroughly washed with ion-exchanged water. Then, drain the water well and dry it.
A photosensitive component was prepared.

次いで、前記の分別処理して得られたクレゾールノボラ
ック樹脂20gと感光性成分5gとa、aa″−トリス
(4−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリインプ
ロピルベンゼン2gとをエチレングリコールモノエチル
エーテルアセテート75gに溶解したのち、これをろ過
して、ポジ裂ホトレジスト組成物を調製した。このもの
についての物性を表に示す。
Next, 20 g of the cresol novolak resin obtained by the above-mentioned fractionation treatment, 5 g of the photosensitive component, and 2 g of a,aa''-tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triinpropylbenzene were mixed with ethylene glycol monomer. After dissolving in 75 g of ethyl ether acetate, this was filtered to prepare a positive cleft photoresist composition.The physical properties of this composition are shown in the table.

実施例2 m−クレゾールとp−クレゾールとを重量比で35 :
 65の割合で混合し、これにホルマリンを加え、シュ
ウ酸触媒を用いて常法により縮合して得たタレゾールノ
ボラック樹脂(重量平均分子量3000、溶解速度27
00A/秒)1509をメタノール8509に溶解した
のち、純水500gを加え、1時間かきまぜるという分
別処理を施し、析出物として分別されたタレゾールノボ
ラック樹脂を得た。このものは重量平均分子量5500
で溶解速度300A/秒であった。このようにして得ら
れたタレゾールノボラック樹脂を使用した以外は、実施
例1と同様の操作によりポジ型ホトレジスト組成物を調
製した。
Example 2 m-cresol and p-cresol in a weight ratio of 35:
Talesol novolac resin (weight average molecular weight 3000, dissolution rate 27
00 A/sec) 1509 was dissolved in methanol 8509, 500 g of pure water was added, and the mixture was stirred for 1 hour for fractionation to obtain Talesol novolac resin fractionated as a precipitate. This one has a weight average molecular weight of 5500
The dissolution rate was 300 A/sec. A positive photoresist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the Talesol novolak resin thus obtained was used.

このものについての物性を表に示す。The physical properties of this product are shown in the table.

実施例3 m−クレゾールとp−クレゾールとを重量比で50:5
0の割合で混合し、これにホルマリンを加え、シュウ酸
触媒を用いて常法により縮合して得たクレゾールノボラ
ック樹脂(重量平均分子量10000、溶解速度300
0A/秒)150gをメタノール850gに溶解したの
ち、純水500gを加え、1時間かきまぜるという分別
処理を施し、析出物として分別されたクレゾールノボラ
ック樹脂を得た。このものは重量平均分子量13000
で溶解速度350λ/秒であった。このようにして得ら
れたクレゾールノボラック樹脂を使用した以外は、実施
例1と同様の操作によりポジ型ホトレジスト組成物を調
製した。
Example 3 m-cresol and p-cresol in a weight ratio of 50:5
Cresol novolac resin (weight average molecular weight 10,000, dissolution rate 300
After dissolving 150 g of 0 A/sec) in 850 g of methanol, 500 g of pure water was added and the mixture was stirred for 1 hour for fractionation treatment to obtain a cresol novolac resin fractionated as a precipitate. This one has a weight average molecular weight of 13,000
The dissolution rate was 350λ/sec. A positive photoresist composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the cresol novolak resin thus obtained was used.

このものについての物性を表に示す。The physical properties of this product are shown in the table.

比較例 実施例1で分別処理を施さなかったクレゾールノボラッ
ク樹脂を使用した以外は、実施例1と同様の操作により
ポジ型ホトレジスト組成物を調製した。このものについ
ての物性を表に示す。
Comparative Example A positive photoresist composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that a cresol novolac resin that had not been subjected to fractionation treatment was used. The physical properties of this product are shown in the table.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1(A)温度23℃の8重量%テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド水溶液に対する溶解速度が50〜100
0Å/秒の範囲にあるアルカリ可溶性ノボラック樹脂、
(B)キノンジアジド基含有化合物及び(C)α、α′
、α″−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1、3、
5−トリイソプロピルベンゼンを含有して成るポジ型ホ
トレジスト組成物。
1(A) Dissolution rate in 8% by weight tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23°C is 50-100
an alkali-soluble novolac resin in the range of 0 Å/sec;
(B) Quinonediazide group-containing compound and (C) α, α′
, α″-tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,
A positive photoresist composition containing 5-triisopropylbenzene.
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