JPH09281702A - Positive resist composition - Google Patents

Positive resist composition

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JPH09281702A
JPH09281702A JP8118486A JP11848696A JPH09281702A JP H09281702 A JPH09281702 A JP H09281702A JP 8118486 A JP8118486 A JP 8118486A JP 11848696 A JP11848696 A JP 11848696A JP H09281702 A JPH09281702 A JP H09281702A
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JP
Japan
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resist composition
hydroxyphenyl
acid ester
positive resist
resin
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JP8118486A
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Japanese (ja)
Inventor
Jiyoukei Katou
丈佳 加藤
Takeo Fujino
竹生 藤野
Tokuyuki Mitao
徳之 三田尾
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Zeon Corp
Original Assignee
Nippon Zeon Co Ltd
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膜厚変化の少ないレジスト組成物を提供す
る。 【解決手段】 アルカリ可溶性フェノール樹脂、キノン
ジアジドスルホン酸エステル系感光剤、およびポリヒド
ロキシベンゼン類を含有するポジ型レジスト組成物にお
いて、キノンジアジドスルホン酸エステル系感光剤がベ
ンゼン核が3以上のポリヒドロキシ化合物のキノンジア
ジドスルホン酸エステルであることを特徴とするポジ型
レジスト組成物。
(57) Abstract: [PROBLEMS] To provide a resist composition with little change in film thickness. In a positive resist composition containing an alkali-soluble phenol resin, a quinonediazidesulfonic acid ester-based photosensitizer, and a polyhydroxybenzene, a quinonediazidesulfonic acid ester-based photosensitizer is a polyhydroxy compound having a benzene nucleus of 3 or more. A positive resist composition comprising a quinonediazide sulfonate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ポジ型レジスト組成物
に関し、さらに詳しくは、半導体素子、磁気バブルメモ
リー素子、集積回路などの製造に必要な微細加工用ポジ
型レジスト組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive resist composition, and more particularly to a positive resist composition for fine processing required for manufacturing semiconductor devices, magnetic bubble memory devices, integrated circuits and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子を形成するためのレジスト組
成物としては、近年ポジ型レジスト組成物が主流であ
る。これは、ネガ型レジスト組成物は高感度ではある
が、現像に有機溶剤を用いるため膨潤が大きく解像性に
難点があるためであり、ポジ型レジスト組成物は、解像
性に優れているため半導体の高集積化に充分対応できる
と考えられているためである。このポジ型レジスト組成
物は、アルカリ水溶液による現像を行うため膨潤がな
く、解像性に優れている。また、このようなポジ型レジ
スト組成物は、それ自体の性能改良と露光機の高性能化
により解像度がさらに向上し、1μm以下の微細パター
ンの形成も可能となってきた。
2. Description of the Related Art As a resist composition for forming a semiconductor device, a positive resist composition has recently become mainstream. This is because the negative resist composition has high sensitivity, but has a difficulty in resolution because of swelling because an organic solvent is used for development, and the positive resist composition has excellent resolution. Therefore, it is considered that it is possible to sufficiently cope with high integration of semiconductors. This positive resist composition does not swell because it is developed with an aqueous alkali solution, and is excellent in resolution. The resolution of such a positive resist composition has been further improved by improving the performance of the positive resist composition itself and the performance of an exposure machine, and it has become possible to form a fine pattern of 1 μm or less.

【0003】このようなレジスト組成物は、通常、アル
カリ可溶性フェノール樹脂およびキノンジアジドスルホ
ン酸系感光性化合物を含有するものであり、これらのレ
ジスト組成物では感光性化合物の溶剤への溶解性が不十
分で、長期保存により異物の析出が問題とされていた。
特開平2−13953号公報では、特に感光性化合物が
ポリヒドロキシベンゾフェノン類である場合、ポリヒド
ロキシベンゼン類の添加により、析出が防止されること
が開示されている。一方、これまでにポジ型レジスト組
成物の感光性化合物としては、特公平3−4896号公
報に記載されたようなトリヒドロキシベンゾフェノン
類、特公昭62−28457号公報に記載されたような
テトラヒドロキシベンゾフェノン類などのベンゾフェノ
ン系化合物のキノンジアジドスルホン酸エステルが広く
知られている。しかしながら、これらの感光性化合物を
用いても、必ずしもレジストの要求特性を満足しないこ
とから、更に特表平4−502519号公報に記載され
たような3核フェノール化合物のキノンジアジドスルホ
ン酸エステル類や特開平2−296248号公報、同2
−269249号公報、同2−269250号公報、2
−269251号公報、3−158856号公報、4−
502519号公報、6−167805号公報、7−1
52152号公報、7−159990号公報などに記載
されたようなベンゼン核が3以上の多核フェノール化合
物のキノンジアジドスルホン酸エステルが提案されてい
る。しかしながら、このような多核のフェノール化合物
のキノンジアジドスルホン酸エステルを感光性化合物
(感光剤)として用いると、長期保存により粘度が上昇
するため、膜厚へ影響が多大であり、微細パターンの形
成には障害があった。
Such resist compositions usually contain an alkali-soluble phenolic resin and a quinonediazide sulfonic acid type photosensitive compound, and these resist compositions have insufficient solubility of the photosensitive compound in a solvent. However, precipitation of foreign matter has been a problem due to long-term storage.
JP-A-2-13953 discloses that precipitation is prevented by adding polyhydroxybenzenes, particularly when the photosensitive compound is polyhydroxybenzophenones. On the other hand, as a photosensitive compound of a positive resist composition, trihydroxybenzophenones as described in JP-B-3-4896 and tetrahydroxy as described in JP-B-62-28457 have been used. Quinone diazide sulfonates of benzophenone compounds such as benzophenones are widely known. However, even if these photosensitive compounds are used, they do not always satisfy the required properties of the resist, and therefore quinonediazide sulfonic acid esters of trinuclear phenol compounds as described in JP-A-4-502519 and special compounds are not used. Kaihei 2-296248, the same 2
-269249, 2-269250, 2
-269251, 3-158856, 4-
502519, 6-167805, 7-1
A quinonediazide sulfonic acid ester of a polynuclear phenol compound having 3 or more benzene nuclei as described in JP-A Nos. 52152 and 7-159990 is proposed. However, when such a polynuclear quinonediazide sulfonic acid ester of a phenolic compound is used as a photosensitive compound (photosensitizer), the viscosity increases due to long-term storage, which greatly affects the film thickness, which is not suitable for forming a fine pattern. There was an obstacle.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術のもと
で、発明者らは、膜厚変化の少ないレジスト組成物を得
るべく鋭意研究した結果、多核フェノール化合物のキノ
ンジアジドスルホン酸エステルを感光剤としたレジスト
組成物に、ポリヒドロキシベンゼン類を添加することに
より、レジスト組成物の粘度上昇を抑制することができ
ることを見いだし、本発明を完成するに到った。
Under the above-mentioned conventional techniques, the inventors of the present invention have earnestly studied to obtain a resist composition having a small change in film thickness, and as a result, quinonediazide sulfonic acid ester of polynuclear phenol compound was used as a photosensitizer. It was found that the viscosity increase of the resist composition can be suppressed by adding polyhydroxybenzenes to the above resist composition, and the present invention has been completed.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、アルカリ可溶性フェノール樹脂、キノンジアジドス
ルホン酸エステル系感光剤、およびポリヒドロキシベン
ゼン類を含有するポジ型レジスト組成物において、キノ
ンジアジドスルホン酸エステル系感光剤がベンゼン核が
3以上のポリヒドロキシ化合物のキノンジアジドスルホ
ン酸エステルであることを特徴とするポジ型レジスト組
成物が提供される。
According to the present invention, there is thus provided a positive resist composition containing an alkali-soluble phenol resin, a quinonediazidesulfonic acid ester-based photosensitizer, and polyhydroxybenzenes, which is a quinonediazidesulfonic acid ester-based photosensitizer. Provided is a positive resist composition, wherein the agent is a quinonediazide sulfonic acid ester of a polyhydroxy compound having 3 or more benzene nuclei.

【0006】以下、本発明について詳述する。 (A)アルカリ可溶性フェノール樹脂 アルカリ可溶性フェノール樹脂の具体例としては、例え
ば、フェノール化合物とアルデヒド類との縮合反応生成
物、フェノール化合物とケトン類との縮合反応生成物、
ビニルフェノール系重合体、イソプロペニルフェノール
系重合体、これらのフェノール樹脂の水素添加反応生成
物などを混合して使用することができる。ここで用いる
フェノール化合物の具体例としては、フェノール、o−
クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3
−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、
3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノ
ール、2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジメチル
フェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、2−
t−ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノール、4
−t−ブチルフェノール、2−メチルレゾルシノール、
4−メチルレゾルシノール、5−メチルレゾルシノー
ル、4−t−ブチルカテコール、2−メトキシフェノー
ル、3−メトキシフェノール、2−プロピルフェノー
ル、3−プロピルフェノール、4−プロピルフェノー
ル、2−イソプロピルフェノール、3−イソプロピルフ
ェノール、4−イソプロピルフェノール、2−メトキシ
−5−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチル
フェノール、チモール、イソチモールなどが例示され
る。これらの化合物は、単独または2種類以上を組み合
わせて用いることもできる。これらのうち、o−クレゾ
ール、m−クレゾール、p−クレゾールなどのクレゾー
ル類と、2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチ
ルフェノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−
ジメチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノー
ル、3,4,5−トリメチルフェノールなどの2以上の
アルキル基を有するフェノール類とを組み合わせて用い
るのが好ましい。このとき、クレゾール類と2以上のア
ルキル基を有するフェノール化合物との割合(モル比)
は、50:50〜10:90、好ましくは40:60〜
20:80程度で任意に設定することができる。
The present invention will be described in detail below. (A) Alkali-soluble phenol resin Specific examples of the alkali-soluble phenol resin include, for example, a condensation reaction product of a phenol compound and an aldehyde, a condensation reaction product of a phenol compound and a ketone,
A vinylphenol polymer, an isopropenylphenol polymer, a hydrogenation reaction product of these phenol resins, and the like can be mixed and used. Specific examples of the phenol compound used here include phenol and o-
Cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3
-Dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol,
3,4-dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol, 2,4-dimethylphenol, 2,6-dimethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 2-
t-butylphenol, 3-t-butylphenol, 4
-T-butylphenol, 2-methylresorcinol,
4-methylresorcinol, 5-methylresorcinol, 4-t-butylcatechol, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol, 2-propylphenol, 3-propylphenol, 4-propylphenol, 2-isopropylphenol, 3-isopropyl Examples include phenol, 4-isopropylphenol, 2-methoxy-5-methylphenol, 2-t-butyl-5-methylphenol, thymol and isothymol. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Among these, cresols such as o-cresol, m-cresol and p-cresol, 2,3-dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol, 3,4-dimethylphenol and 3,5-
It is preferable to use in combination with a phenol having two or more alkyl groups such as dimethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, and 3,4,5-trimethylphenol. At this time, the ratio (molar ratio) of the cresols and the phenol compound having two or more alkyl groups
Is from 50:50 to 10:90, preferably from 40:60.
It can be arbitrarily set at about 20:80.

【0007】アルデヒド類の具体例としては、ホルマリ
ン、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアル
デヒド、プロピルアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェ
ニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒ
ド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシ
ベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、
p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズア
ルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベ
ンズアルデヒド、o−ニトロベンズアルデヒド、m−ニ
トロベンズアルデヒド、p−ニトロベンズアルデヒド、
o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデ
ヒド、p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズ
アルデヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、テレフ
タルアルデヒドなどが例示される。これらのうち、ホル
マリン、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド及び
o−ヒドロキシベンズアルデヒドが好ましい。これらの
化合物は、単独または2種類以上を組み合わせて用いる
こともできる。ケトン類の具体例としては、アセトン、
メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジフェニルケト
ン、アセトフェノンなどが例示される。これらの化合物
は、単独または2種類以上を組み合わせて用いることも
できる。これらの縮合反応生成物は、常法、例えば上述
のフェノール化合物とアルデヒド類またはケトン類とを
酸性触媒存在下で反応させることにより得ることができ
る。
Specific examples of aldehydes include formalin, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, propylaldehyde, benzaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde,
p-hydroxybenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde, o-nitrobenzaldehyde, m-nitrobenzaldehyde, p-nitrobenzaldehyde,
Examples thereof include o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p-ethylbenzaldehyde, pn-butylbenzaldehyde, and terephthalaldehyde. Of these, formalin, paraformaldehyde, acetaldehyde and o-hydroxybenzaldehyde are preferable. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Specific examples of ketones include acetone,
Examples include methyl ethyl ketone, diethyl ketone, diphenyl ketone, acetophenone, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more. These condensation reaction products can be obtained by a conventional method, for example, by reacting the above-mentioned phenol compound with an aldehyde or a ketone in the presence of an acidic catalyst.

【0008】本発明において用いられるアルカリ可溶性
フェノール樹脂のUV254nmの検出器を用いたGP
Cパターンによるポリスチレン換算重量平均分子量(以
下、単に重量平均分子量という)は樹脂の種類や製法に
より異なるが、通常1,000〜25,000、好まし
くは2,500〜12,000である。平均分子量が
1,000未満ではパターン形状、解像度、耐熱性が悪
化する傾向にある。また、25,000を超えるとパタ
ーン形状、現像性、感度が悪化するため実用的ではな
い。
GP using UV-254 nm detector of alkali-soluble phenolic resin used in the present invention
The polystyrene reduced weight average molecular weight (hereinafter, simply referred to as weight average molecular weight) according to the C pattern varies depending on the type of resin and the production method, but is usually 1,000 to 25,000, and preferably 2,500 to 12,000. If the average molecular weight is less than 1,000, the pattern shape, resolution and heat resistance tend to deteriorate. On the other hand, if it exceeds 25,000, the pattern shape, developability, and sensitivity deteriorate, which is not practical.

【0009】これらのアルカリ可溶性フェノール樹脂
は、公知の手段により分子量や分子量分布を制御したも
のとして用いることもできる。分子量や分子量分布を制
御する方法としては、樹脂を破砕し、適当な溶解度を持
つ有機溶剤で固−液抽出するか、樹脂を良溶剤に溶解さ
せ、貧溶剤中に滴下するか、または貧溶剤を滴下して固
−液または液−液抽出するなどの方法が挙げられる。
These alkali-soluble phenolic resins can be used by controlling the molecular weight and the molecular weight distribution by known means. As a method for controlling the molecular weight or molecular weight distribution, the resin is crushed and solid-liquid extracted with an organic solvent having appropriate solubility, or the resin is dissolved in a good solvent and dropped into a poor solvent, or a poor solvent is used. Is added dropwise to perform solid-liquid or liquid-liquid extraction.

【0010】(B)感光剤 本発明において用いられる感光剤は、ベンゼン核が3以
上、好ましくは3以上5以下、より好ましくは3または
4のポリヒドロキシ化合物(以下、単にポリヒドロキシ
化合物ということがある)のキノンジアジドスルホン酸
エステルである。感光剤として用いられるエステル化物
の具体例としては、これらのポリヒドロキシ化合物の
1,2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸エステ
ル、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エ
ステル、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン
酸エステル、1,2−ナフトキノンジアジド−6−スル
ホン酸エステル、2,1−ナフトキノンジアジド−4−
スルホン酸エステル、2,1−ナフトキノンジアジド−
5−スルホン酸エステル、2,1−ナフトキノンジアジ
ド−6−スルホン酸エステル等が例示される。ポリヒド
ロキシ化合物のキノンジアジドスルホン酸エステルは、
常法にしたがってキノンジアジドスルホン酸化合物をキ
ノンジアジドスルホン酸ハライドとした後、アセトン、
ジオキサン、テトラヒドロフラン等の溶媒中で炭酸ナト
リウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウムや水酸
化カリウム等の無機塩基、または、トリメチルアミン、
トリエチルアミン、トリプロピルアミン、ジイソプロピ
ルアミン、トリブチルアミン、ピロリジン、ピペリジ
ン、ピペラジン、モルホリン、ピリジン、ジシクロヘキ
シルアミン等の有機塩基存在下、キノンジアジドスルホ
ン酸ハライドとポリヒドロキシ化合物とを反応させるこ
とにより、本発明で使用されるキノンジアジドスルホン
酸エステル系感光剤を得ることができる。
(B) Photosensitizer The photosensitizer used in the present invention has a benzene nucleus of 3 or more, preferably 3 or more and 5 or less, more preferably 3 or 4 (hereinafter, simply referred to as polyhydroxy compound). There is) quinonediazide sulfonic acid ester. Specific examples of the esterified product used as a photosensitizer include 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, and 1,2-naphthoic acid ester of these polyhydroxy compounds. Quinonediazide-5-sulfonate, 1,2-naphthoquinonediazide-6-sulfonate, 2,1-naphthoquinonediazide-4-
Sulfonate, 2,1-naphthoquinonediazide-
Examples thereof include 5-sulfonic acid ester and 2,1-naphthoquinonediazide-6-sulfonic acid ester. The quinonediazide sulfonic acid ester of polyhydroxy compound is
After converting the quinonediazidesulfonic acid compound to a quinonediazidesulfonic acid halide according to a conventional method, acetone,
Sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, an inorganic base such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, or trimethylamine in a solvent such as dioxane or tetrahydrofuran.
Used in the present invention by reacting a quinonediazide sulfonic acid halide with a polyhydroxy compound in the presence of an organic base such as triethylamine, tripropylamine, diisopropylamine, tributylamine, pyrrolidine, piperidine, piperazine, morpholine, pyridine and dicyclohexylamine. The quinonediazide sulfonic acid ester-based photosensitizer can be obtained.

【0011】ここで使用されるポリヒドロキシ化合物
は、特開平2−296248号公報、同2−26924
9号公報、同2−269250号公報、2−26925
1号公報、3−158856号公報、4−502519
号公報、6−167805号公報、7−152152号
公報、7−159990号公報などに記載されたような
フェノール核が3以上の多核フェノール化合物のキノン
ジアジドスルホン酸エステル、具体的にはトリス(4−
ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1−トリス(4
−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)エタン、1,1,
1−トリス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)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−3−メチルフ
ェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)エタン、ビ
ス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−2−ヒド
ロキシ−4−メトキシフェニルメタン等のポリヒドロキ
シトリスフェニルアルカン類;1,1,2,2−テトラ
キス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,
2−テトラキス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)エタン、1,1,3,3−テトラキス(4−ヒドロ
キシフェニル)プロパン等のポリヒドロキシテトラキス
フェニルアルカン類;α,α,α’,α’−テトラキス
(4−ヒドロキシフェニル)−3−キシレン、α,α,
α’,α’−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)−
4−キシレン、α,α,α’,α’−テトラキス(3−
メチル−4−ヒドロキシフェニル)−3−キシレン等の
ポリヒドロキシテトラキスフェニルキシレン類;2,6
−ビス(2,4−ジヒドロキシベンジル)−p−クレゾ
ール、2,6−ビス(2,4−ジヒドロキシ−3−メチ
ルベンジル)−p−クレゾール、4,6−ビス(4−ヒ
ドロキシベンジル)レゾルシン、4,6−ビス(4−ヒ
ドロキシ−3−メチルベンジル)レゾルシン、4,6−
ビス(4−ヒドロキシベンジル)−2−メチルレゾルシ
ン、4,6−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルベンジ
ル)−2−メチルレゾルシン等のフェノール類とホルマ
リンとのトリマー、下記一般式(I)で示されるフェノ
ール系化合物とホルマリンとのテトラマー、フェノール
核が3〜5のノボラック樹脂などが挙げられる。
The polyhydroxy compound used here is disclosed in JP-A-2-296248 and JP-A-2-26924.
No. 9 and No. 2-269250, No. 2-26925.
1 gazette, 3-158856 gazette, 4-502519.
No. 6,167,805, No. 7-152152, No. 7-159990 and the like, a quinonediazidesulfonic acid ester of a polynuclear phenol compound having 3 or more phenol nuclei, specifically, tris (4-
Hydroxyphenyl) methane, 1,1,1-tris (4
-Hydroxy-3-methylphenyl) ethane, 1,1,
1-tris (4-hydroxy-3-methylphenyl) ethane, 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl)
Ethane, 1,1-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) -1- (4-hydroxyphenyl) ethane, bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) -2-hydroxy-4-methoxyphenylmethane, etc. Polyhydroxytrisphenylalkanes; 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,
Polyhydroxytetrakisphenylalkanes such as 2-tetrakis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) ethane and 1,1,3,3-tetrakis (4-hydroxyphenyl) propane; α, α, α ′, α′- Tetrakis (4-hydroxyphenyl) -3-xylene, α, α,
α ', α'-tetrakis (4-hydroxyphenyl)-
4-xylene, α, α, α ′, α′-tetrakis (3-
Polyhydroxytetrakisphenyl xylenes such as methyl-4-hydroxyphenyl) -3-xylene; 2,6
-Bis (2,4-dihydroxybenzyl) -p-cresol, 2,6-bis (2,4-dihydroxy-3-methylbenzyl) -p-cresol, 4,6-bis (4-hydroxybenzyl) resorcin, 4,6-bis (4-hydroxy-3-methylbenzyl) resorcin, 4,6-
A trimer of phenol and formalin such as bis (4-hydroxybenzyl) -2-methylresorcin, 4,6-bis (4-hydroxy-3-methylbenzyl) -2-methylresorcin, represented by the following general formula (I): The tetramer of the shown phenolic compound and formalin, the novolak resin whose phenol nucleus is 3-5, etc. are mentioned.

【化1】 (式中、R1、R2は、互いに独立に水素原子または炭素
数1〜4のアルキル基であり、R3〜R6は、互いに独立
に炭素数1〜4のアルキル基である。)
Embedded image (In the formula, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 to R 6 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

【0012】本発明で用いられる感光剤において、これ
らのポリヒドロキシ化合物に対するキノンジアジドスル
ホン酸化合物のエステル化の比率(平均エステル化率)
は、特に限定されるものではないが、通常、ポリヒドロ
キシ化合物のヒドロキシル基に対するキノンジアジドス
ルホン酸化合物のモル%として下限は、通常20%、好
ましくは30%であり、上限は通常100%、好ましく
は95%である。エステル化の比率が低すぎるとパター
ン形状や解像性の劣化をまねき、エステル化の比率が高
すぎると感度の低下をまねくことがある。
In the photosensitizer used in the present invention, the ratio of esterification of quinonediazide sulfonic acid compound to these polyhydroxy compounds (average esterification rate)
Is not particularly limited, but the lower limit is usually 20%, preferably 30% as the mol% of the quinonediazide sulfonic acid compound relative to the hydroxyl group of the polyhydroxy compound, and the upper limit is usually 100%, preferably 95%. If the esterification ratio is too low, the pattern shape and the resolution may be deteriorated. If the esterification ratio is too high, the sensitivity may be lowered.

【0013】本発明において用いられる感光剤は、単独
で用いても、あるいは2種以上を混合して用いてもよ
い。感光剤の配合量は、アルカリ可溶性フェノール樹脂
100重量部に対して、通常1〜100重量部、好まし
くは5〜60重量部である。この配合量が1重量部未満
では、パターンの形成が困難となり、100重量部を超
えると感度が低下し、現像残りが発生し易くなる。
The photosensitizers used in the present invention may be used alone or in combination of two or more. The compounding amount of the photosensitizer is usually 1 to 100 parts by weight, preferably 5 to 60 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkali-soluble phenol resin. If the amount is less than 1 part by weight, it becomes difficult to form a pattern. If the amount exceeds 100 parts by weight, the sensitivity is lowered and the development residue tends to occur.

【0014】(C)ポリヒドロキシベンゼン類 本発明において用いられるポリヒドロキシベンゼン類
は、ベンゼン核に2以上のヒドロキシル基が結合してい
るものであり、炭素数1〜4の低級アルキル基や塩素原
子、臭素原子などのハロゲン原子が置換基として結合し
ていても良い。このようなポリヒドロキシベンゼン類の
具体例としては、カテコール、レゾルシン、ハイドロキ
ノン、ピロガロール、フロログリシン、3−メチルカテ
コール、4−メチルカテコール、3−メトキシカテコー
ル、2−メチルレゾルシン、5−メトキシレゾルシン、
4−エチルレゾルシン、メチルハイドロキノン、2,3
−ジメチルハイドロキノン、テトラメチル−p−ベンゾ
キノン、メトキシハイドロキノン、5−メチルピロガロ
ール、メチルガレート、エチルガレート、プロピルガレ
ート、n−ブチルガレート、イソブチルガレオート、ト
リメチルハイドロキノンなどが挙げられ、中でもピロガ
ロール、5−メチルピロガロールのようなヒドロキシル
基が3であるもの(トリヒドロキシベンゼン類)が好ま
しい。
(C) Polyhydroxybenzenes The polyhydroxybenzenes used in the present invention are those in which two or more hydroxyl groups are bonded to the benzene nucleus, and a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and a chlorine atom. A halogen atom such as a bromine atom may be bonded as a substituent. Specific examples of such polyhydroxybenzenes include catechol, resorcin, hydroquinone, pyrogallol, phloroglysin, 3-methylcatechol, 4-methylcatechol, 3-methoxycatechol, 2-methylresorcin, 5-methoxyresorcin,
4-ethylresorcin, methylhydroquinone, 2,3
-Dimethylhydroquinone, tetramethyl-p-benzoquinone, methoxyhydroquinone, 5-methylpyrogallol, methylgallate, ethylgallate, propylgallate, n-butylgallate, isobutylgalleate, trimethylhydroquinone, and the like, among which pyrogallol, 5-methyl Those having 3 hydroxyl groups such as pyrogallol (trihydroxybenzenes) are preferable.

【0015】このようなポリヒドロキシベンゼン類の添
加量は、アルカリ可溶性フェノール樹脂の原料組成や分
子量、分子量分布によりその最適量は若干異なることも
あるが、アルカリ可溶性フェノール樹脂および必要に応
じて添加された下記フェノール類との合計量100重量
部に対して、通常0.1〜20重量部、好ましくは0.
2〜10重量部、より好ましくは0.5〜5重量部であ
る。
Although the optimum amount of the polyhydroxybenzenes to be added may vary slightly depending on the raw material composition of the alkali-soluble phenol resin, the molecular weight and the molecular weight distribution, the addition amount of the alkali-soluble phenol resin and, if necessary, the addition amount thereof is not limited. In addition, it is usually 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.1% to 100 parts by weight in total with the following phenols.
It is 2 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight.

【0016】(D)フェノール類 本発明においては、更にポリヒドロキシベンゼン類以外
の低分子量のフェノール類を増感剤として添加すると、
感度等のレジスト特性が向上するため好ましい。このよ
うなフェノール類の具体例としては、p−フェニルフェ
ノール、p−イソプロピルフェノール等のモノフェノー
ル類;ビフェノール、4,4’−ジヒドロキシジフェニ
ルエーテル、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、
ビスフェノールA(本州化学工業社製)、ビスフェノー
ルC(本州化学工業社製)、ビスフェノールE(本州化
学工業社製)、ビスフェノールF(本州化学工業社
製)、ビスフェノールAP(本州化学工業社製)、ビス
フェノールM(三井石油化学工業社製)、ビスフェノー
ルP(三井石油化学工業社製)、ビスフェノールZ(本
州化学工業社製)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)シクロペンタン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)フルオレン、1,1−ビス(5−メチル−2
−ヒドロキシフェニル)メタン、3,5−ジメチル−4
−ヒドロキシベンジルフェノール等のビスフェノール
類;1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)メ
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(3−メチル−4−ヒドロキシフ
ェニル)−1−(4−ヒドロキシフェニル)メタン、
1,1−ビス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェ
ニル)−1−(2−ヒドロキシフェニル)メタン、1,
1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)−1−(2−ヒドロキシフェニル)メタン、2,6
−ビス(5−メチル−2−ヒドロキシベンジル)−4−
メチルフェノール、2,6−ビス(4−ヒドロキシベン
ジル)−4−メチルフェノール、2,6−ビス(3−メ
チル−4−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェノー
ル、2,6−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシ
ベンジル)−4−メチルフェノール、トリスフェノール
−PA(本州化学工業社製)、トリスフェノール−TC
(本州化学工業社製)等のトリスフェノール類;1,
1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エ
タン、1,1,2,2−テトラキス(3−メチル−4−
ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,3,3−(4−
ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,5,5−テト
ラキス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、α,α,
α’,α’−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)−
3−キシレン、α,α,α’,α’−テトラキス(4−
ヒドロキシフェニル)−4−キシレン、α,α,α’,
α’−テトラキス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)−3−キシレン、α,α,α’,α’−テトラキス
(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−4−キシレ
ン等のテトラキスフェノール類などが例示される。上述
したなかでも、ビスフェノール類、トリスフェノール
類、テトラキスフェノール類などは特に好ましい例であ
る。これらのフェノール類の添加量は、アルカリ可溶性
フェノール樹脂の組成、分子量、分子量分布、他の添加
剤の種類や量によりことなるが、フェノール類量は、ア
ルカリ可溶性フェノール樹脂100重量部に対して、上
限は通常100重量部以下、好ましくは60重量部以下
であり、下限は通常3重量部以上である。
(D) Phenols In the present invention, when a low molecular weight phenol other than polyhydroxybenzenes is further added as a sensitizer,
It is preferable because resist characteristics such as sensitivity are improved. Specific examples of such phenols include monophenols such as p-phenylphenol and p-isopropylphenol; biphenol, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 4,4′-dihydroxybenzophenone,
Bisphenol A (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), bisphenol C (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), bisphenol E (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), bisphenol F (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), bisphenol AP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), Bisphenol M (manufactured by Mitsui Petrochemical Industry Co., Ltd.), bisphenol P (manufactured by Mitsui Petrochemical Industry Co., Ltd.), bisphenol Z (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclopentane, 9,9- Bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 1,1-bis (5-methyl-2)
-Hydroxyphenyl) methane, 3,5-dimethyl-4
Bisphenols such as -hydroxybenzylphenol; 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl)
Ethane, 1,1-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -1- (4-hydroxyphenyl) methane,
1,1-bis (2,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -1- (2-hydroxyphenyl) methane,
1-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -1- (2-hydroxyphenyl) methane, 2,6
-Bis (5-methyl-2-hydroxybenzyl) -4-
Methylphenol, 2,6-bis (4-hydroxybenzyl) -4-methylphenol, 2,6-bis (3-methyl-4-hydroxybenzyl) -4-methylphenol, 2,6-bis (3,5 -Dimethyl-4-hydroxybenzyl) -4-methylphenol, trisphenol-PA (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), trisphenol-TC
(Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) and other trisphenols;
1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3-methyl-4-
Hydroxyphenyl) ethane, 1,1,3,3- (4-
Hydroxyphenyl) propane, 1,1,5,5-tetrakis (4-hydroxyphenyl) pentane, α, α,
α ', α'-tetrakis (4-hydroxyphenyl)-
3-xylene, α, α, α ′, α′-tetrakis (4-
(Hydroxyphenyl) -4-xylene, α, α, α ′,
Tetrakisphenols such as α′-tetrakis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -3-xylene and α, α, α ′, α′-tetrakis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -4-xylene Is exemplified. Among the above, bisphenols, trisphenols, tetrakisphenols and the like are particularly preferable examples. The addition amount of these phenols varies depending on the composition of the alkali-soluble phenol resin, the molecular weight, the molecular weight distribution, and the type and amount of other additives, but the phenol amount is based on 100 parts by weight of the alkali-soluble phenol resin. The upper limit is usually 100 parts by weight or less, preferably 60 parts by weight or less, and the lower limit is usually 3 parts by weight or more.

【0017】本発明のポジ型レジスト組成物は、基板に
塗布してレジスト膜を形成するために、通常溶剤に溶解
して用いる。本発明に於て使用可能な溶剤の具体例とし
ては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノ
ン、シクロヘキサノンなどのケトン類;n−プロピルア
ルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコ
ール、シクロヘキサノールなどのアルコール類;エチレ
ングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジ
エチルエーテル、ジオキサンなどのエーテル類;エチレ
ングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール
モノエチルエーテルなどのアルコールエーテル類;ギ酸
プロピル、ギ酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プ
ロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、
酪酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチルなどのエステル
類;セロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテー
ト、エチルセロソルブアセテート、プロピルセロソルブ
アセテート、ブチルセロソルブアセテートなどのセロソ
ルブアセテート類;プロピレングリコール、プロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレン
グリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレン
グリコールモノブチルエーテルなどのプロピレングリコ
ール類;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジ
エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレング
リコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエ
チルエーテルなどのジエチレングリコール類;トリクロ
ロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類;トルエン、キ
シレンなどの芳香族炭化水素類;ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミドな
どの極性溶媒などが挙げられ、これらは、単独でも2種
以上を混合して用いてもよい。
The positive resist composition of the present invention is usually used by dissolving it in a solvent to apply it to a substrate to form a resist film. Specific examples of solvents usable in the present invention include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone and cyclohexanone; alcohols such as n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol and cyclohexanol; Ethers such as glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether and dioxane; alcohol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether; propyl formate, butyl formate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, and ethyl propionate; Methyl butyrate,
Ester such as ethyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate; cellosolve acetates such as cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate; propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether Propylene glycols such as acetate and propylene glycol monobutyl ether; diethylene glycols such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol diethyl ether; halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene; aromatics such as toluene and xylene Hydrogen like; dimethylacetamide, dimethylformamide, such as a polar solvent such as N- methyl acetamide and the like, which may be used by either singly or in combination.

【0018】本発明のポジ型レジスト組成物には必要に
応じて、現像性・保存安定性・耐熱性などを改善するた
めに、スチレンとアクリル酸、メタクリル酸または無水
マレイン酸との共重合体、アルケンと無水マレイン酸と
の共重合体、ビニルアルコール重合体、ビニルピロリド
ン重合体、ロジン、シェラックなどを添加することがで
きる。このようなポリマーの添加量は、全アルカリ可溶
性フェノール樹脂100重量部に対して上記重合体0〜
50重量部、好ましくは5〜20重量部である。
The positive resist composition of the present invention may optionally contain a copolymer of styrene and acrylic acid, methacrylic acid or maleic anhydride in order to improve developability, storage stability and heat resistance. , A copolymer of an alkene and maleic anhydride, a vinyl alcohol polymer, a vinylpyrrolidone polymer, rosin, shellac and the like can be added. The amount of the polymer added is 0 to 100 parts by weight of the total alkali-soluble phenol resin.
It is 50 parts by weight, preferably 5 to 20 parts by weight.

【0019】本発明のポジ型レジスト組成物には、必要
に応じて界面活性剤、保存安定剤、ストリエーション防
止剤、可塑剤などの相溶性のある添加剤を含有させるこ
とができる。界面活性剤としては、例えばポリオキシエ
チレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリ
ルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等の
ポリオキシエチレンアルキルエテール類;ポリオキシエ
チレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
ノニルフェノルエーテルなどのポリオキシエチレンアリ
ールエーテル類;ポリエチレングリコールジラウレー
ト、エチレングリコールジステアレート等のポリエチレ
ングリコールジアルキルエステル類;エフトップEF3
01、EF303、EF352(新秋田化成社製)、メ
ガファックスF171、F172、F173、F177
(大日本インキ社製)、フロラードFC430、FC4
31(住友スリーエム社製)、アサヒガード AG71
0、サーフロン S−382、SC−101、SC−1
02、SC−103、SC−104、SC−105、S
C−106(旭硝子社製)等のフッ素界面活性剤;オル
ガノシロキサンポリマー KP341(信越化学工業社
製);アクリル酸系またはメタクリル酸系(共)重合体
ポリフローNo.75、No.95(共栄社油脂化学工
業社製)が挙げられる。これらの界面活性剤の配合量
は、組成物の固形分100重量部当り、通常、2重量部
以下、好ましくは1重量部以下である。
The positive resist composition of the present invention may contain compatible additives such as a surfactant, a storage stabilizer, an anti-striation agent and a plasticizer, if necessary. Examples of the surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenol ether, and the like. Oxyethylene aryl ethers; polyethylene glycol dialkyl esters such as polyethylene glycol dilaurate and ethylene glycol distearate; Ftop EF3
01, EF303, EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei), Megafax F171, F172, F173, F177
(Dai Nippon Ink Co., Ltd.), Florade FC430, FC4
31 (Sumitomo 3M), Asahi Guard AG71
0, Surflon S-382, SC-101, SC-1
02, SC-103, SC-104, SC-105, S
Fluorinated surfactants such as C-106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.); organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.); acrylic acid or methacrylic acid (co) polymer Polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Oil and Fat Chemical Co., Ltd.). The amount of these surfactants is usually 2 parts by weight or less, preferably 1 part by weight or less, per 100 parts by weight of the solid content of the composition.

【0020】本発明のレジスト組成物はアルカリ現像液
として通常、アルカリ水溶液を用いるが、具体例として
は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリ
ウム、アンモニアなどの無機アルカリの水溶液;エチル
アミン、プロピルアミンなどの第一アミン類の水溶液;
ジエチルアミン、ジプロピルアミンなどの第二アミンの
水溶液;トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの第
三アミンの水溶液;ジエチルエタノールアミン、トリエ
タノールアミンなどのアルコールアミン類の水溶液;テ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルア
ンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシメチル
アンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチ
ルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエ
チルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級アンモニウ
ムヒドロキシドの水溶液などが挙げられる。また、必要
に応じて、上記アルカリ水溶液にメタノール、エタノー
ル、プロパノール、エチレングリコールなどの水溶性有
機溶媒、界面活性剤、樹脂の溶解抑止剤などを添加する
ことができる。
In the resist composition of the present invention, an alkaline aqueous solution is usually used as an alkaline developing solution. Specific examples thereof include aqueous solutions of inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, and ammonia; ethylamine, propyl. Aqueous solutions of primary amines such as amines;
Aqueous solutions of secondary amines such as diethylamine and dipropylamine; aqueous solutions of tertiary amines such as trimethylamine and triethylamine; aqueous solutions of alcoholamines such as diethylethanolamine and triethanolamine; tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide; An aqueous solution of a quaternary ammonium hydroxide such as trimethylhydroxymethylammonium hydroxide, triethylhydroxymethylammonium hydroxide, and trimethylhydroxyethylammonium hydroxide is exemplified. If necessary, a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, and ethylene glycol, a surfactant, and a resin dissolution inhibitor may be added to the aqueous alkali solution.

【0021】本発明のレジスト組成物を溶剤に溶解させ
たレジスト溶液をシリコンウエハなどの基板表面に常法
により塗布した後、溶剤を乾燥除去することによりレジ
スト膜を形成することができる。このときの塗布方法と
しては、特にスピンコーティングが奨励される。このよ
うにして得られたレジスト膜にパターンを形成させるた
めの露光で用いられる露光源としては紫外線、遠紫外
線、KrFエキシマレーザー光、X線、電子線などの電
子線源が挙げられる。更に、露光後に熱処理(露光後ベ
ーク)を行うと、感度の向上と安定化が図れるため好ま
しい。
A resist film can be formed by applying a resist solution prepared by dissolving the resist composition of the present invention in a solvent onto the surface of a substrate such as a silicon wafer by a conventional method and then removing the solvent by drying. As a coating method at this time, spin coating is particularly recommended. An exposure source used for exposure for forming a pattern on the resist film thus obtained includes an electron beam source such as an ultraviolet ray, a far ultraviolet ray, a KrF excimer laser beam, an X-ray, and an electron beam. Further, it is preferable to perform a heat treatment (post-exposure bake) after the exposure because the sensitivity can be improved and stabilized.

【0022】[0022]

【発明の効果】かくして本発明によれば、保存中の粘度
上昇が抑制された膜厚変化の少ないレジスト組成物が得
られ、より微細なパターンを得ることが可能になった。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a resist composition in which an increase in viscosity during storage is suppressed and a change in film thickness is small, and a finer pattern can be obtained.

【0023】[0023]

【実施例】以下に合成例、実施例を挙げて本発明をさら
に具体的に説明する。なお、各例中の部及び%は、特に
断りのない限り重量基準である。また、測定された重量
平均分子量は、UV254nmの検出器を用いたゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィーにより得られたパタ
ーンにおけるポリスチレン換算重量平均分子量(以下、
Mwという)である。
The present invention will be more specifically described below with reference to synthesis examples and working examples. The parts and percentages in each example are based on weight unless otherwise specified. Further, the measured weight average molecular weight is the polystyrene-reduced weight average molecular weight in the pattern obtained by gel permeation chromatography using a UV 254 nm detector (hereinafter,
It is called Mw).

【0024】(参考例1)ノボラック樹脂a−1の合成 冷却管と攪拌装置を装着した2リットルフラスコに、m
−クレゾール335g、p−クレゾール411g、36
%ホルマリン394gおよびシュウ酸2水和物2.45
gを入れ、95〜100℃に保ちながら35分間反応さ
せた。この後、100〜105℃で100分間かけて水
を留去し、さらに170℃まで昇温しながら10mmH
gまで減圧し、さらに190℃まで昇温を続けて未反応
モノマー及び残留水を除去した。この後、溶融樹脂を室
温に戻して、ノボラック樹脂a−1 554gを回収し
た。このノボラック樹脂のMwは5200であった。
Reference Example 1 Synthesis of Novolac Resin a-1 A 2 liter flask equipped with a cooling tube and a stirrer was charged with m.
-Cresol 335 g, p-cresol 411 g, 36
% Formalin 394 g and oxalic acid dihydrate 2.45
g was added and the reaction was carried out for 35 minutes while maintaining the temperature at 95 to 100 ° C. After that, water is distilled off at 100 to 105 ° C. for 100 minutes, and the temperature is further raised to 170 ° C. and 10 mmH.
The pressure was reduced to g and the temperature was further raised to 190 ° C. to remove unreacted monomer and residual water. Then, the molten resin was returned to room temperature and 554 g of novolak resin a-1 was recovered. The Mw of this novolak resin was 5200.

【0025】(参考例2)ノボラック樹脂a−2の取得 参考例1で得られたノボラック樹脂300gに、プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート200g
とトルエン80gを加えて85℃に加熱して攪拌溶解し
た。フラスコに滴下漏斗を装着し、温度を80〜85℃
に制御した状態で滴下漏斗よりトルエン2800gを1
5分間かけて滴下した後、更に10分間この温度に保っ
た。次いで、室温まで徐冷し、更に1時間静置した。析
出してきた樹脂分の上澄み液をデカンテーションによっ
て除去した後、乳酸エチル550gを加え、100mm
Hgで100℃に加熱して残留トルエンを除去し、ノボ
ラック樹脂a−2の乳酸エチル溶液を得た。このノボラ
ック樹脂のMwは7100であった。
Reference Example 2 Acquisition of Novolac Resin a-2 300 g of the novolak resin obtained in Reference Example 1 was mixed with 200 g of propylene glycol monomethyl ether acetate.
And 80 g of toluene were added, and the mixture was heated to 85 ° C. and dissolved with stirring. Attach the dropping funnel to the flask and adjust the temperature to 80-85 ° C.
2800 g of toluene is added from the dropping funnel in a state of being controlled to 1
After dropping for 5 minutes, the temperature was kept for 10 minutes. Then, the mixture was gradually cooled to room temperature and left still for 1 hour. After removing the supernatant liquid of the precipitated resin component by decantation, 550 g of ethyl lactate was added to 100 mm.
Residual toluene was removed by heating to 100 ° C. with Hg to obtain an ethyl lactate solution of novolak resin a-2. The Mw of this novolak resin was 7,100.

【0026】(参考例3)ノボラック樹脂a−3の合成 冷却管と攪拌装置を装着した2リットルのフラスコにm
−クレゾール199g、p−クレゾール139g、2,
3,5−トリメチルフェノール160g、92%ホルム
アルデヒド92.4g、及びシュウ酸2水和物1.70
gを入れ、マントルヒーターを熱源として90〜100
℃に保ちながら100分間反応させた。ついで冷却管を
蒸留管に付け替え、100〜105℃で30分間かけて
水を留去した後、昇温を続けて未反応モノマー及び残留
水を除去した。この後、溶融樹脂を室温に戻して、ノボ
ラック樹脂a−3 428gを回収した。このノボラッ
ク樹脂のMwは3900であった。
Reference Example 3 Synthesis of Novolac Resin a-3 A 2 liter flask equipped with a cooling tube and a stirrer was used.
-199 g of cresol, 139 g of p-cresol, 2,
160 g of 3,5-trimethylphenol, 92.4 g of 92% formaldehyde, and 1.70 of oxalic acid dihydrate.
90g-100g using a mantle heater as a heat source
The reaction was carried out for 100 minutes while maintaining the temperature at ℃. Then, the cooling tube was replaced with a distillation tube, water was distilled off at 100 to 105 ° C. for 30 minutes, and then the temperature was raised to remove unreacted monomer and residual water. Then, the molten resin was returned to room temperature and 428 g of novolak resin a-3 was recovered. Mw of this novolak resin was 3,900.

【0027】(参考例4)ノボラック樹脂a−4の合成 ノボラック樹脂として参考例3で得た樹脂a−4を用
い、これを溶解させる溶剤をトルエン3000gとした
以外は合成例2と同様の方法により、ノボラック樹脂a
−4の乳酸エチル溶液を得た。ノボラック樹脂a−4の
Mwは5300であった。
Reference Example 4 Synthesis of Novolak Resin a-4 The same method as in Synthesis Example 2 except that the resin a-4 obtained in Reference Example 3 was used as the novolac resin and the solvent for dissolving this was 3000 g of toluene. Due to the novolac resin a
An ethyl lactate solution of -4 was obtained. The Mw of the novolak resin a-4 was 5,300.

【0028】(参考例5)ノボラック樹脂a−5の合成 冷却管と攪拌装置を装着した2リットルのフラスコに、
m−クレゾール178g、p−クレゾール222g、
3,5−ジメチルフェノール100g、92%ホルムア
ルデヒド68.8g、サリチルアルデヒド128.8
g、及び35%塩酸4.00gを入れ、マントルヒータ
ーを熱源として90〜100℃に保ちながら、100分
間反応させた。次いで冷却管を蒸留管に付け替え、10
0〜105℃で30分間かけて水を留去した後、昇温を
続けて未反応モノマー及び残留水を除去した。この後、
溶融樹脂を室温に戻して、ノボラック樹脂a−5’ 4
30gを回収した。このノボラック樹脂を用い、これを
溶解させる溶剤をトルエン2700gとした以外は、合
成例4と同様の方法によりノボラック樹脂a−5を得
た。ノボラック樹脂a−5のMwは6400であった。
Reference Example 5 Synthesis of Novolac Resin a-5 In a 2 liter flask equipped with a cooling tube and a stirrer,
178 g of m-cresol, 222 g of p-cresol,
3,5-Dimethylphenol 100 g, 92% formaldehyde 68.8 g, salicylaldehyde 128.8
g and 4.00 g of 35% hydrochloric acid were added, and the reaction was carried out for 100 minutes while maintaining the temperature at 90 to 100 ° C. using the mantle heater as a heat source. Then, replace the cooling tube with a distillation tube, 10
After water was distilled off at 0 to 105 ° C. for 30 minutes, the temperature was continuously raised to remove unreacted monomer and residual water. After this,
The molten resin is returned to room temperature and novolak resin a-5 '4
30 g was recovered. A novolak resin a-5 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 4, except that 2700 g of toluene was used as the solvent for dissolving this novolac resin. The Mw of the novolak resin a-5 was 6400.

【0029】各参考例の樹脂の仕込みモル比を表1にま
とめた。
The charged molar ratios of the resins of each reference example are summarized in Table 1.

【表1】 [Table 1]

【0030】表1の略語の説明: m/p=m−クレゾールとp−クレゾールとの併用 m/p/T=m−クレゾール、p−クレゾールおよび
2,3,5−トリメチルフェノールの併用 m/p/3,5X=m−クレゾール、p−クレゾールおよび
3,5−ジメチルフェノールの併用
Description of the abbreviations in Table 1: m / p = m-cresol combined with p-cresol m / p / T = m-cresol combined with p-cresol and 2,3,5-trimethylphenol m / p Combined use of p / 3,5X = m-cresol, p-cresol and 3,5-dimethylphenol

【0031】(参考例6)感光剤b−1の合成 ポリヒドロキシ化合物として、2,3,4,4’−テト
ラヒドロキシベンゾフェノンを用い、この水酸基の75
モル%に相当する量の1,2−ナフトキノンジアジド−
5−スルホン酸クロライドをジオキサンに溶解して、1
0%の溶液とした。この溶液を20〜25℃に温度を制
御しながら、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スル
ホン酸クロライドの1.2等量分のトリエチルアミンを
30分間かけて滴下し、更に2時間保持して反応を完結
させた。析出してきた塩を濾別し、反応溶液の10倍量
の0.2%シュウ酸水溶液に投入した。析出してきた固
形分を濾過、イオン交換水洗浄、乾燥して、キノンジア
ジドスルホン酸エステル系感光剤b−1を得た。
Reference Example 6 Synthesis of Photosensitizer b-1 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone was used as the polyhydroxy compound, and the hydroxyl group of 75
1,2-naphthoquinonediazide in an amount corresponding to mol%
Dissolve 5-sulfonic acid chloride in dioxane and
It was a 0% solution. While controlling the temperature of this solution at 20 to 25 ° C, 1.2 equivalents of triethylamine of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride was added dropwise over 30 minutes, and the reaction was continued for 2 hours. Was completed. The precipitated salt was separated by filtration and poured into a 0.2% aqueous solution of oxalic acid 10 times the amount of the reaction solution. The precipitated solid content was filtered, washed with ion-exchanged water, and dried to obtain a quinonediazidesulfonic acid ester-based photosensitizer b-1.

【0032】(参考例8)感光剤b−2の合成 ポリヒドロキシ化合物として、トリス(4−ヒドロキシ
フェニル)メタンを用い、この水酸基の85モル%に相
当する量の1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホ
ン酸クロライドをジオキサンに溶解して、10%の溶液
とした。この後、参考例7と同様の操作により感光剤b
−2を得た。
Reference Example 8 Synthesis of Photosensitizer b-2 Tris (4-hydroxyphenyl) methane was used as a polyhydroxy compound, and 1,2-naphthoquinonediazide-5 in an amount corresponding to 85 mol% of this hydroxyl group was used. -Sulfonic acid chloride was dissolved in dioxane to give a 10% solution. Then, the same procedure as in Reference Example 7 was performed to remove the photosensitizer b
-2 was obtained.

【0033】(参考例9)感光剤b−3の合成 ポリヒドロキシ化合物として、トリスフェノールPA
(本州化学工業社製)を用い、この水酸基の70モル%
に相当する量の1,2−ナフトキノンジアジド−5−ス
ルホン酸クロライドをジオキサンに溶解して、10%の
溶液とした。この後、参考例7と同様の操作により感光
剤b−3を得た。
Reference Example 9 Synthesis of Photosensitizer b-3 Trisphenol PA was used as a polyhydroxy compound.
(Made by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 70 mol% of this hydroxyl group
1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride in an amount corresponding to was dissolved in dioxane to obtain a 10% solution. Then, a photosensitizer b-3 was obtained by the same operation as in Reference Example 7.

【0034】(参考例10)感光剤b−4の合成 ポリヒドロキシ化合物として、2,6−ビス(2,4−
ジヒドロキシベンジル)−p−クレゾールを用い、この
水酸基の70モル%に相当する量の1,2−ナフトキノ
ンジアジド−5−スルホン酸クロライドをジオキサンに
溶解して、10%の溶液とした。この後、参考例7と同
様の操作により感光剤b−4を得た。
Reference Example 10 Synthesis of Photosensitizer b-4 As a polyhydroxy compound, 2,6-bis (2,4-) was used.
Using dihydroxybenzyl) -p-cresol, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride in an amount corresponding to 70 mol% of this hydroxyl group was dissolved in dioxane to obtain a 10% solution. Then, a photosensitizer b-4 was obtained by the same operation as in Reference Example 7.

【0035】(参考例11)感光剤b−5の合成 ポリヒドロキシ化合物として、次式(II)を用い、こ
の水酸基の80モル%に相当する量の1,2−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホン酸クロライドをジオキサン
に溶解して、10%の溶液とした。この後、参考例7と
同様の操作により感光剤b−5を得た。
Reference Example 11 Synthesis of Photosensitizer b-5 As the polyhydroxy compound, the following formula (II) was used, and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid in an amount corresponding to 80 mol% of this hydroxyl group was used. The chloride was dissolved in dioxane to give a 10% solution. Then, the same operation as in Reference Example 7 was carried out to obtain a photosensitizer b-5.

【化2】 Embedded image

【0036】(実施例1〜11、比較例1〜2)上記参
考例で得た樹脂(乳酸エチル溶液で得たものについて
は、溶液中の樹脂濃度を乾燥重量から算出)、感光剤、
フェノール化合物及びポリヒドロキシベンゼン類を表2
の組成で乳酸エチルに溶解し、1.17μmのテフロン
フィルター(ポリテトラフルオロエチレンフィルター)
で濾過してレジスト組成物を調製し、シリコンウエハ上
にコーターで塗布し膜厚を測定した。た。上記レジスト
組成物を35℃に加熱保持し、90日後、レジスト組成
物調製直後の膜厚測定と同様にして、成膜し、膜厚を測
定条件した。膜厚変化は、表2に示すとおりであった。
(Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 and 2) Resins obtained in the above-mentioned reference examples (for those obtained with the ethyl lactate solution, the resin concentration in the solution was calculated from the dry weight), photosensitizer,
Table 2 shows phenolic compounds and polyhydroxybenzenes.
Dissolved in ethyl lactate with the composition of 1.17 μm Teflon filter (polytetrafluoroethylene filter)
Then, a resist composition was prepared by filtration with, and was coated on a silicon wafer with a coater to measure the film thickness. Was. The above resist composition was heated and held at 35 ° C., and after 90 days, a film was formed in the same manner as the film thickness measurement immediately after preparation of the resist composition, and the film thickness was measured. The change in film thickness was as shown in Table 2.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】この結果、感光剤としてフェノール核が3
以上のポリヒドロキシ化合物のキノンジアジドスルホン
酸エステルを用いたレジスト組成物に、ポリヒドロキシ
ベンゼン類を添加すると膜厚変化を抑制することができ
ることが判った。
As a result, as a photosensitizing agent, 3
It was found that addition of polyhydroxybenzenes to the resist composition using the above quinonediazide sulfonic acid ester of polyhydroxy compound can suppress the film thickness change.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルカリ可溶性フェノール樹脂、キノン
ジアジドスルホン酸エステル系感光剤、およびポリヒド
ロキシベンゼン類を含有するポジ型レジスト組成物にお
いて、キノンジアジドスルホン酸エステル系感光剤がベ
ンゼン核が3以上のポリヒドロキシ化合物のキノンジア
ジドスルホン酸エステルであることを特徴とするポジ型
レジスト組成物。
1. A positive resist composition containing an alkali-soluble phenolic resin, a quinonediazidesulfonic acid ester-based photosensitizer, and polyhydroxybenzenes, wherein the quinonediazidesulfonic acid ester-based photosensitizer is a polyhydroxy compound having a benzene nucleus of 3 or more. The quinone diazide sulfonic acid ester of 1.
【請求項2】 ポリヒドロキシベンゼン類がトリヒドロ
キシベンゼン類である請求項1記載のポジ型レジスト組
成物。
2. The positive resist composition according to claim 1, wherein the polyhydroxybenzenes are trihydroxybenzenes.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005010616A1 (en) * 2003-07-29 2005-02-03 Asahi Kasei Emd Corporation Positive photosensitive resin composition

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