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JPH0247656A - Positive type photoresist - Google Patents

Positive type photoresist

Info

Publication number
JPH0247656A
JPH0247656A JP19715688A JP19715688A JPH0247656A JP H0247656 A JPH0247656 A JP H0247656A JP 19715688 A JP19715688 A JP 19715688A JP 19715688 A JP19715688 A JP 19715688A JP H0247656 A JPH0247656 A JP H0247656A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
xylenol
resin
heat resistance
phenol
alkali
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19715688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Tsutsumi
堤 義高
Teruhisa Kamimura
上村 輝久
Masazumi Hasegawa
正積 長谷川
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.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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 Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP19715688A priority Critical patent/JPH0247656A/en
Publication of JPH0247656A publication Critical patent/JPH0247656A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve definition and heat resistance while maintaining sensitivity and process stability by using an alkaline soluble novolak resin contg. a specific co-condensation polymer. CONSTITUTION:The alkaline soluble resin of the positive type photoresist consisting of the alkaline soluble resin and 1,2-quinonediazide photosensitive agent is formed of the novolak resin constituted of the phenol/xylenol co- condensation polymer expressed by the formula I. Pattern formation is executed by using the positive type photoresist. In the formula I, m and n denote positive integer; m/n is 99.9/0.1-0.1/99.9. The sensitivity, definition, heat resistance, and the process stability are improved in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の放射線
に感応するレジスト材として用いることのできるアルカ
リ可溶性ノボラック樹脂及び1゜2−キノンジアジド化
合物からなるポジ型フォトレジスト及びパターン形成方
法に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention provides an alkali-soluble novolac resin and a 1°2- The present invention relates to a positive photoresist made of a quinonediazide compound and a pattern forming method.

[従来の技術] 近年、半導体集積回路の高密度化、高集積化が進み、集
積度4Mビット以上の時代となり、サブミクロンルール
、さらにはそれ以下のパターン形成が必要になっている
[Prior Art] In recent years, the density and integration of semiconductor integrated circuits have progressed, and we have entered an era where the degree of integration is 4 Mbits or more, and pattern formation of submicron rules or even smaller ones has become necessary.

ポジ型フォトレジストはアルカリ可溶性ノボラック樹脂
とアルカリ溶解阻止剤として機能する1゜2−キノンジ
アジド化合物とからなる。
The positive photoresist consists of an alkali-soluble novolak resin and a 1°2-quinonediazide compound that functions as an alkali dissolution inhibitor.

放射線照射部は、1,2−キノンジアジド化合物がカル
ベンを経由してケテンになり、系内外の水分と反応して
インデンカルボン酸が生成し、アルカリ水溶液に容易に
溶解するようになる。一方、未照射部はアルカリ現像液
に溶解しに<<、膨dツもほとんどなく、高残膜率を保
持する。その結果、高解像性のレジストパターンが得ら
れる。従来の環化ポリイソプレン系ネガ型レジストは現
像時における皮膜の膨潤のために解像性に限界があり、
最近はポジ型レジストが主として使用されている。
In the radiation irradiated part, the 1,2-quinonediazide compound becomes ketene via carbene, reacts with moisture inside and outside the system to produce indene carboxylic acid, and becomes easily dissolved in the alkaline aqueous solution. On the other hand, the unirradiated area is dissolved in an alkaline developer, exhibits almost no swelling, and maintains a high residual film rate. As a result, a high resolution resist pattern is obtained. Conventional cyclized polyisoprene-based negative resists have limited resolution due to swelling of the film during development.
Recently, positive resists have been mainly used.

ところで、ますます厳しい要求に応えるために、ポジ型
フォトレジストにおいても扛々の改良が試みられており
、樹脂、感光剤、現像液及び添加剤に至るまで、幅広く
、詳細な検討が行われている。
By the way, in order to meet increasingly stringent requirements, repeated attempts have been made to improve positive photoresists, and a wide range of detailed studies have been carried out on everything from resins, photosensitizers, developers, and additives. There is.

特に、高感度、高解像度、パターンプロファイルの矩形
性、高ドライエツチング耐性、高耐熱性、プロセス安定
性が強く望まれており、改良の目標になっている。
In particular, high sensitivity, high resolution, rectangularity of pattern profile, high dry etching resistance, high heat resistance, and process stability are strongly desired and are the goals of improvement.

例えば、樹脂に関しては、特開昭58−17112.特
開昭(i2−35348.特開昭(i2−130G37
において、〇−/ m −/ p−クレゾールの組成比
を限定することにより、高感度、高解像性を達成できる
ことが、開示されている。また、特開昭60−1584
40.特開昭GO−11115741.特開昭81−2
75748.特開昭82−138837においては、m
−/p−クレゾール/キシレノールに関する組成比の開
示がある。
For example, regarding resin, JP-A-58-17112. Japanese Patent Publication Showa (i2-35348. Japanese Patent Publication Showa (i2-130G37
discloses that high sensitivity and high resolution can be achieved by limiting the composition ratio of 〇-/m-/p-cresol. Also, JP-A-60-1584
40. JP-A-Sho GO-11115741. JP-A-81-2
75748. In JP-A-82-138837, m
-/p-cresol/xylenol is disclosed.

[発明が解決しようとする課題] 一般に、感度と解像度、感度と耐熱性及び感度、解像度
、耐熱性とプロセス安定性とは相反する傾向にある。例
えば、樹脂の高分子量化は耐熱性を高めるが、感度、解
像度、パターンプロファイルの矩形性及びプロセス安定
性を低下させる。耐熱性を向上させるための共重合を行
うと、パターンプロファイルの矩形性及びプロセス安定
性が低下する。また、感光剤量を増加すると解像度は良
好になるが、感度は低下する。このように、相反する特
性が多いため、他の諸特性を低下させずに高性能化を達
成するのは極めて困難であった。
[Problems to be Solved by the Invention] Generally, sensitivity and resolution, sensitivity and heat resistance, and sensitivity, resolution, heat resistance, and process stability tend to contradict each other. For example, increasing the molecular weight of the resin increases heat resistance, but reduces sensitivity, resolution, pattern profile rectangularity, and process stability. If copolymerization is performed to improve heat resistance, the rectangularity of the pattern profile and process stability will decrease. Furthermore, when the amount of photosensitizer is increased, the resolution improves, but the sensitivity decreases. As described above, since there are many contradictory properties, it has been extremely difficult to achieve high performance without degrading other properties.

また、上述のo −/ m −/ p−クレゾール、m
 −/ p−クレゾール/キシレノール樹脂は良好な特
性を示すが、それぞれの単量体の反応速度が大きく異な
るために、ランダムな共重合体は得られ難く、品質管理
が困難であった。
In addition, the above-mentioned o −/m −/p-cresol, m
-/ p-Cresol/xylenol resin exhibits good properties, but since the reaction rates of each monomer are greatly different, it is difficult to obtain a random copolymer and quality control is difficult.

マタ、ランダムな共重合体を合成すれば、ブロック的な
共重合体と比較して、ミクロオーダーでヨ11)均質な
フィルムが形成可能となり、フィルムの溶解性が一層均
一になるために、その特性はさらに向上するものと予想
できる。
However, if a random copolymer is synthesized, it becomes possible to form a homogeneous film on the micro-order compared to a block copolymer. It is expected that the characteristics will further improve.

[課題を解決するための手段] 本発明者らは、このような背景をもとに鋭意研究を重ね
た結果、下記一般式(I)で表される共縮重合体を含む
アルカリ可溶性ノボラック樹脂階を用いることによって
、感度及びプロセス安定性を維持したまま、解像度、パ
ターンプロファイル及び耐熱性を向上させることができ
ることを見い出し、本発明を完成するに至った。
[Means for Solving the Problem] As a result of extensive research based on the above background, the present inventors have developed an alkali-soluble novolac resin containing a cocondensation polymer represented by the following general formula (I). The present inventors have discovered that resolution, pattern profile, and heat resistance can be improved while maintaining sensitivity and process stability by using a stepper, and have completed the present invention.

即ち、本発明はアルカリ可溶性樹脂及び1.2−キノン
ジアジド系感光剤からなるポジ型フォトレジストにおい
て、そのアルカリ可溶性樹脂が実質的に一般式(1)、 (式中、m及びnは正の差数を示し、m / nは99
.910.1〜0.1/99.9である。)で示される
フェノール/キシレノール共縮重合体で構成されたノボ
ラック樹脂からなることを特徴とす全ポジ型フォトレジ
スト及びこのポジ型フォトレジストを用いるパターン形
成方法を提供するものである。
That is, the present invention provides a positive photoresist comprising an alkali-soluble resin and a 1,2-quinonediazide-based photosensitizer, in which the alkali-soluble resin substantially has the general formula (1), (where m and n are positive differences). Indicates the number, m/n is 99
.. It is 910.1 to 0.1/99.9. The present invention provides an all-positive type photoresist characterized by being made of a novolac resin composed of a phenol/xylenol cocondensation polymer represented by the following formula, and a pattern forming method using this positive type photoresist.

本発明のポジ型フォトレジストにおいては、そのフェノ
ール/キシレノール共縮重合体のキシレノール成分が、
3.4−キシレノールに由来する場合に、特性が特に優
れている。
In the positive photoresist of the present invention, the xylenol component of the phenol/xylenol cocondensation polymer is
The properties are particularly good when derived from 3,4-xylenol.

本発明のアルカリ可溶性ノボラック樹脂は、フェノール
、キシレノールとホルムアルデヒド、バラホルムアルデ
ヒド、アセトアルデヒド等のアルデヒド類をギ酸、蓚酸
、酢酸、塩酸、硝酸、硫酸、ルイス酸等の酸性触媒の存
在下で、公知の方法に従って重縮合することによって合
成できる。樹脂の重量平均分子量は2000〜3000
0 (ポリスチレン換算)が好ましい。この範囲内が感
度、解像度、耐熱性、プロセス安定性に優れている。
The alkali-soluble novolac resin of the present invention can be produced by a known method by mixing phenol, xylenol and aldehydes such as formaldehyde, paraformaldehyde, and acetaldehyde in the presence of an acidic catalyst such as formic acid, oxalic acid, acetic acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and Lewis acid. It can be synthesized by polycondensation according to the following. The weight average molecular weight of the resin is 2000 to 3000
0 (polystyrene equivalent) is preferred. Within this range, sensitivity, resolution, heat resistance, and process stability are excellent.

また、必要に応じて、水酸基の一部をスルホン酸あるい
はカルボン酸エステルで置換してもよい。
Furthermore, if necessary, some of the hydroxyl groups may be substituted with sulfonic acid or carboxylic acid ester.

エステル化成分としては、メチル、エチル、プロピル等
のアルキル基あるいはフェニル、トリル、安息香酸、ナ
フチル、ベンジル、クミル、フェネチル等の芳香族環等
が挙げられる。
Examples of the esterification component include alkyl groups such as methyl, ethyl, and propyl, and aromatic rings such as phenyl, tolyl, benzoic acid, naphthyl, benzyl, cumyl, and phenethyl.

本発明において用いられる1、2−キノンジアジド化合
物は、例えば、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であり、エステル成分としては、
トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベン
ゾフェノン、ヘキサヒドロキシベンゾフェノン等のポリ
ヒドロキシベンゾフェノン、没食子酸メチル、没食子酸
エチル、没食子酸フェニル等の没食子酸エステル、ケル
セチン等のフラボン、トリヒドロキシベンゼン、トリヒ
ドロキシフェニル−n−へキシルケトン等のポリヒドロ
キシフェニルアルキルケトン、ジヒドロキシジフェニル
メタン、ジヒドロキシジフェニルプロパン、ジヒドロキ
シジフェニルへキサフルオロプロパン、ジヒドロキシジ
フェニルスルホン、ジヒドロキシジフェニルアミン等を
挙げることができる。1,2−キノンジアジド化合物は
、アルカリ可溶性ノボラック樹脂100重量部に対して
、20〜50重量部が好ましい。この範囲内においては
、露光部と未露光部の現像液に対する溶解度差が十分に
とれ、感度、解像度の優れたパターンが得られる。
The 1,2-quinonediazide compound used in the present invention is, for example, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-5
- It is a sulfonic acid ester, and the ester component is:
Polyhydroxybenzophenones such as trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, and hexahydroxybenzophenone, gallic acid esters such as methyl gallate, ethyl gallate, and phenyl gallate, flavones such as quercetin, trihydroxybenzene, and trihydroxyphenyl-n- Examples include polyhydroxyphenylalkyl ketones such as xylketone, dihydroxydiphenylmethane, dihydroxydiphenylpropane, dihydroxydiphenylhexafluoropropane, dihydroxydiphenylsulfone, and dihydroxydiphenylamine. The 1,2-quinonediazide compound is preferably used in an amount of 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the alkali-soluble novolac resin. Within this range, a sufficient difference in solubility in the developer between exposed and unexposed areas can be obtained, and a pattern with excellent sensitivity and resolution can be obtained.

本発明のポジ型フォトレジストは、前記アルカリ可溶性
ノボラック樹脂と1.2−キノンジアジド化合物とを固
形分が20〜40重量部になるように適当な溶剤に溶解
して得られる。溶剤としては、例えば、エチレングリコ
ールモノアルキルエーテル及びそのアセテート類、プロ
ピレングリコールモノアルキルエーテル及びそのアセテ
ート類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、
メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、
酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、トルエン
、キシレン等の芳谷族炭化水素類、ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。これらの溶
剤は単独あるいは2種以上混合して用いることができる
。また、必要に応じて、塗布性を改良するために、ノニ
オン系、フッ素系、シリコン系等の界面活性剤を添加す
ることができる。さらに、増感剤、着色剤、安定剤等、
相溶性のある添加物を配合することができる。
The positive photoresist of the present invention is obtained by dissolving the alkali-soluble novolac resin and the 1,2-quinonediazide compound in a suitable solvent such that the solid content is 20 to 40 parts by weight. Examples of the solvent include ethylene glycol monoalkyl ether and its acetates, propylene glycol monoalkyl ether and its acetates, diethylene glycol dialkyl ether,
Ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone,
Examples include acetic acid esters such as ethyl acetate and butyl acetate, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, dimethylacetamide, and dimethylformamide. These solvents can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, if necessary, a nonionic, fluorine-based, silicone-based surfactant, etc. can be added to improve coating properties. In addition, sensitizers, colorants, stabilizers, etc.
Compatible additives can be blended.

[作用] 本発明のアルカリ可溶性ノボラック樹脂及び1゜2−キ
ノンジアジド化合物からなるポジ型フォトレジストは、
紫外線、遠紫外線、電子線、X線等によるレジストパタ
ーン形成のために用いることができ、感度、解像度、耐
熱性及Cプロセス安定性に優れている。
[Function] The positive photoresist comprising the alkali-soluble novolak resin and 1°2-quinonediazide compound of the present invention has the following properties:
It can be used to form resist patterns using ultraviolet rays, deep ultraviolet rays, electron beams, X-rays, etc., and has excellent sensitivity, resolution, heat resistance, and C process stability.

本発明のアルカリ可溶性ノボラック樹脂及び1゜2−キ
ノンジアジド化合物からなるポジ型フォトレジストを用
いて放射線によるレジストパターンを形成する際の使用
法には格別の限定はなく慣用の方法に従って行うことが
できる。
There are no particular limitations on the method of using the positive photoresist comprising the alkali-soluble novolak resin and 1°2-quinonediazide compound of the present invention to form a resist pattern by radiation, and the method can be carried out according to a conventional method.

例えば、本発明のポジ型フォトレジスト溶液は、アルカ
リ可溶性ノボラック樹脂、1.2−キノンジアジド化合
物及び添加物を溶剤に溶解し、0.2μmのフィルター
で濾過することにより調製される。レジスト溶液をシリ
コンウェハー等の基板上にスピンコードし、ブレベーク
することによってレジスト膜が得られる。その後、縮小
投影露光装置、電子線露光装置等にて露光を行い、現像
することによってレジストパターンを形成できる。
For example, the positive photoresist solution of the present invention is prepared by dissolving an alkali-soluble novolak resin, a 1,2-quinonediazide compound, and additives in a solvent, and filtering the solution through a 0.2 μm filter. A resist film is obtained by spin-coding a resist solution onto a substrate such as a silicon wafer and bre-baking. Thereafter, a resist pattern can be formed by performing exposure using a reduction projection exposure device, an electron beam exposure device, or the like, and developing.

現1象液としては、−例として、テトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド、コリン等の4級アンモニウム塩、ア
ミン類等の有機アルカリ水溶液あるいは水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水等
の無機アルカリ水溶液を用いることができる。塗布、ブ
レベーク、露光、現像等その他の手法は常法に従うこと
ができる。
Examples of liquids include: tetramethylammonium hydroxide, quaternary ammonium salts such as choline, organic alkali aqueous solutions such as amines, or inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, aqueous ammonia, etc. Aqueous solutions can be used. Other methods such as coating, blebake, exposure, development, etc. can be carried out by conventional methods.

[実施例] 以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するか、本
発明はこれらに限定されるものではない。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

合成例1 1000 mlの4ツロセパラブルフラスコにフェノー
ル150g、3.4−キシレノール98g1蓚酸2水和
物4.0g、37%ホルマリン175g及びエチレング
リコールモノエチルエーテルアセテ−1−200gを添
加した。攪拌しなから油浴に浸し、内温か100℃にな
るまで昇温し、反応を開始した。反応の10時間後、水
を100d添加し、2gmmHg下で、温度を180℃
まで徐々に昇温した。この条件下で、3時間、脱水、脱
溶媒、脱モノマーを行った後、冷却を行い、メタノール
を添加した。その後、メタノール/水系で、樹脂の溶解
〜沈澱を繰返し、乾燥を行い、樹脂粉末221gを得た
Synthesis Example 1 150 g of phenol, 98 g of 3.4-xylenol, 4.0 g of monooxalic acid dihydrate, 175 g of 37% formalin, and 1-200 g of ethylene glycol monoethyl ether acetate were added to a 1000 ml four-tube separable flask. Without stirring, the mixture was immersed in an oil bath and the internal temperature was raised to 100°C to start the reaction. After 10 hours of reaction, 100 d of water was added and the temperature was increased to 180°C under 2 gmmHg.
The temperature was gradually raised to . Under these conditions, dehydration, solvent removal, and monomer removal were performed for 3 hours, followed by cooling, and methanol was added. Thereafter, dissolution and precipitation of the resin were repeated in a methanol/water system, followed by drying to obtain 221 g of resin powder.

ノボラック樹脂の重量平均分子量は、G P Cill
定の結果、ポリスチレン換算で、3850であった。ま
た、分散度(1m平均分子量/数平均分子量)は4.3
2であった。
The weight average molecular weight of novolac resin is G P Cell
As a result, it was 3850 in terms of polystyrene. In addition, the dispersity (1m average molecular weight/number average molecular weight) is 4.3
It was 2.

また、反応10時間後の反応追跡をガスクロマトグラフ
ィーで行ったところ、残モノマーから判断して、反応率
はフェノールが92%、3.4−キシレノールが85%
であった。
In addition, when the reaction was followed after 10 hours by gas chromatography, the reaction rate was 92% for phenol and 85% for 3.4-xylenol, judging from the remaining monomers.
Met.

合成例2 1000Idの4ツロセパラブルフラスコにフェノール
169g、3.4−キシレノール77g1蓚酸2水和物
5.3g、37%ホルマリン190g及びエチレングリ
コールモノエチルエーテルアセテート200gを添加し
た。攪拌しなから油浴に浸し、内温か100℃になるま
で昇温し、反応を開始した。反応の10時間後、水を1
001d添加し、2gmmHg下で、温度を180℃ま
で徐々に昇温した。この条件下で、3時間、脱水、脱溶
媒、脱モノマーを行った後、冷却を行い、メタノールを
添加した。その後、メタノール/水系で、樹脂の溶解〜
沈澱を繰返し、乾燥を行い、樹脂粉末235gを得た。
Synthesis Example 2 169 g of phenol, 77 g of 3.4-xylenol, 5.3 g of monooxalic acid dihydrate, 190 g of 37% formalin, and 200 g of ethylene glycol monoethyl ether acetate were added to a 1000 Id 4-tube separable flask. Without stirring, the mixture was immersed in an oil bath and the internal temperature was raised to 100°C to start the reaction. After 10 hours of reaction, water was added to 1
001d was added, and the temperature was gradually raised to 180° C. under 2 gmmHg. Under these conditions, dehydration, solvent removal, and monomer removal were performed for 3 hours, followed by cooling, and methanol was added. After that, the resin is dissolved in a methanol/water system.
The precipitation was repeated and drying was performed to obtain 235 g of resin powder.

ノボラック樹脂の重量平均分子量は、G P C1l1
1定の結果、ポリスチレン換算で、6530であった。
The weight average molecular weight of the novolak resin is G P C1l1
The constant result was 6530 in terms of polystyrene.

また、分散度(重量平均分子ffi/数平均分子量)は
4.55であった。
Further, the degree of dispersion (weight average molecular ffi/number average molecular weight) was 4.55.

また、反応10時間後の反応追跡をガスクロマトグラフ
ィーで行ったところ、残モノマーから判断して、反応率
はフェノールが95%、3.4−キシレノールが88%
であった。
In addition, when the reaction was followed after 10 hours by gas chromatography, the reaction rate was 95% for phenol and 88% for 3.4-xylenol, judging from the remaining monomers.
Met.

合成例3 1000−の4ツロセパラブルフラスコにフェノール1
69g、2.5−キシレノール77g1蓚酸2水和物5
.3g、37%ホルマリン190g及びエチレングリコ
ールモノエチルエーテルアセテート200gを添加した
。攪拌しなから油浴に浸し、内温か100℃になるまで
昇温し、反応を開始した。反応の10時間後、水を10
0−添加し、2gmmHg下で、温度を180℃まで徐
々に昇温した。この条件下で、3時間、脱水、脱溶媒、
脱モノマーを行った後、冷却を行い、メタノールを添加
した。その後、メタノール/水系で、樹脂の溶解〜沈澱
を繰返し、乾燥を行い、樹脂粉末228gを得た。
Synthesis Example 3 Phenol 1 was placed in a 1000-liter separable flask.
69 g, 2.5-xylenol 77 g 1 oxalic acid dihydrate 5
.. 3 g, 190 g of 37% formalin and 200 g of ethylene glycol monoethyl ether acetate were added. Without stirring, the mixture was immersed in an oil bath and the internal temperature was raised to 100°C to start the reaction. After 10 hours of reaction, add 10 hours of water
0- was added and the temperature was gradually raised to 180° C. under 2 gmmHg. Under these conditions, dehydration, desolvation,
After demonomerization, cooling was performed and methanol was added. Thereafter, dissolution and precipitation of the resin were repeated in a methanol/water system, followed by drying to obtain 228 g of resin powder.

ノボラック樹脂の重量平均分子量は、GPC−一1定の
結果、ポリスチレン換算で、7200であった。また、
分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は4.8・5
であった。
The weight average molecular weight of the novolac resin was 7200 in terms of polystyrene as a result of GPC-11. Also,
Dispersity (weight average molecular weight/number average molecular weight) is 4.8.5
Met.

また、反応10時間後の反応追跡をガスクロマトグラフ
ィーで行ったところ、残モノマーから判断して、反応率
はフェノールが93%、3.4−キシレノールが76%
であった。
In addition, when the reaction was followed after 10 hours by gas chromatography, the reaction rate was 93% for phenol and 76% for 3.4-xylenol, judging from the remaining monomers.
Met.

実施例1 合成例1で得たフェノール/3,4−キシレノールノボ
ラック樹脂8g、2,3,4.4″−テトラヒドロキシ
ベンゾフェノンと1.2−ナフトキノンジアジド−5−
スルホニルクロライドとのエステル化物(平均3.5個
の水酸基がエステル化)2.24g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24gに溶解し、0
.2μmのメンブランフィルタ−にて濾過を行い、レジ
スト溶液とした。レジスト溶液をスピナーを用いて、4
インチシリコンウェハー上に回転塗布し、90℃、30
分間循環恒温槽にてブレベークを行い、1.5μm厚の
レジスト皮膜を得た。次に縮小投影露光装置(GCA製
、DSW−6300A。
Example 1 8 g of phenol/3,4-xylenol novolac resin obtained in Synthesis Example 1, 2,3,4.4''-tetrahydroxybenzophenone and 1,2-naphthoquinonediazide-5-
Dissolve 2.24 g of esterified product with sulfonyl chloride (3.5 hydroxyl groups are esterified on average) in 24 g of ethylene glycol monoethyl ether acetate,
.. Filtration was performed using a 2 μm membrane filter to obtain a resist solution. Using a spinner, apply the resist solution to 4
Spin coating onto inch silicon wafer, 90℃, 30℃
Brebake was performed in a circulating constant temperature bath for minutes to obtain a resist film with a thickness of 1.5 μm. Next, a reduction projection exposure device (manufactured by GCA, DSW-6300A).

N、A、−0,35)を用いて、レチクルを通して露光
した。現像液として、テトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド2.38tffi%水溶液を用いて、25℃、1
分間浸漬現像を行った。
N, A, -0,35) through the reticle. As a developer, a 2.38 tffi% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was used at 25°C for 1
Immersion development was performed for a minute.

1.0μmライン/スペースを1対1に解像する露光量
は285 m J / c m 2であった。
The exposure dose for one-to-one resolution of 1.0 μm lines/spaces was 285 mJ/cm2.

また、0.8μmライン/スペースにおいても、290
 m J / c m 2で1対1のパターンが解像で
き、マスク忠実性が良好であった。
Also, even in 0.8μm line/space, 290
A one-to-one pattern could be resolved with mJ/cm2, and the mask fidelity was good.

解(象度に関しては、0.65μmライン/スペースが
解像でき、矩形状のパターンであった。
Regarding the resolution, a 0.65 μm line/space could be resolved, and the pattern was rectangular.

次に、2μmライン/スペースのレジストパターンをそ
れぞれ130,135,140,145゜150.15
5.160℃の各温度で30分間、循環恒温槽中にてベ
ークを行い、パターンの変形の9無によって耐熱性を評
価した。その結果、耐熱性は150℃であった。
Next, resist patterns with 2 μm lines/spaces of 130, 135, 140, 145°150.15
5. Baking was performed at each temperature of 160° C. for 30 minutes in a circulating constant temperature bath, and heat resistance was evaluated based on 9 no deformation of the pattern. As a result, the heat resistance was 150°C.

実施例2 合成例2で得た樹脂において、実施例1に従って、露光
試験、耐熱性試験を行った。
Example 2 The resin obtained in Synthesis Example 2 was subjected to an exposure test and a heat resistance test according to Example 1.

’c ” 結果、1,0μmライン/スペースを1対1
に解像する露光量は256mJ/cm2であった。
'c' Result, 1.0μm line/space 1:1
The exposure amount for resolution was 256 mJ/cm2.

また、0.8μmライン/スペースにおいても、256
 m J / c m 2で1対1のパターンが解像で
き、マスク忠実性が良好であった。
Also, even in 0.8μm line/space, 256
A one-to-one pattern could be resolved with mJ/cm2, and the mask fidelity was good.

解像度に関しては、0.65μmライン/スペースが解
像でき、矩形状のパターンであった。
Regarding the resolution, a 0.65 μm line/space could be resolved, and the pattern was rectangular.

耐熱性は150℃であった。Heat resistance was 150°C.

実施例3 合成例3で得た樹脂において、実施例1に従って、露光
試験、耐熱性試験を行った。
Example 3 The resin obtained in Synthesis Example 3 was subjected to an exposure test and a heat resistance test according to Example 1.

その結果、1.0μmライン/スペースを1対1に解像
する露光量は310 m J / c m 2であった
As a result, the exposure dose for resolving 1.0 μm line/space one-to-one was 310 mJ/cm2.

解像度に関しては、0.70μmライン/スペースが解
像でき、矩形状のパターンであった。
Regarding the resolution, a 0.70 μm line/space could be resolved, and the pattern was rectangular.

耐熱性は150℃であった。Heat resistance was 150°C.

[発明の効果] 本発明のアルカリ可溶性ノボラック樹脂及び1゜2−キ
ノンジアジド化合物からなるポジ型フォトレジストは、
フェノール/キシレノール共重縮合アルカリ可溶性ノボ
ラック樹脂からなる。特に、フェノール/3,4−キシ
レノールの場合には、感度、解像度、パターン形状、プ
ロセス安定性に優れたレジストになるため、超LSIな
どの半導体集積回路素子の製造に好適である。
[Effects of the Invention] The positive photoresist comprising the alkali-soluble novolak resin and the 1°2-quinonediazide compound of the present invention has the following properties:
Consists of phenol/xylenol copolycondensed alkali-soluble novolak resin. In particular, phenol/3,4-xylenol provides a resist with excellent sensitivity, resolution, pattern shape, and process stability, and is therefore suitable for manufacturing semiconductor integrated circuit elements such as VLSIs.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)アルカリ可溶性樹脂及び1,2−キノンジアジド
系感光剤からなるポジ型フォトレジストにおいて、その
アルカリ可溶性樹脂が実質的に一般式、▲数式、化学式
、表等があります▼ (式中、m及びnは正の整数を示し、m/nは99.9
/0.1〜0.1/99.9である。)で示されるフェ
ノール/キシレノール共縮重合体で構成されたノボラッ
ク樹脂からなることを特徴とするポジ型フォトレジスト
(1) In a positive photoresist consisting of an alkali-soluble resin and a 1,2-quinonediazide-based photosensitizer, the alkali-soluble resin substantially has a general formula, ▲mathematical formula, chemical formula, table, etc.▼ (in the formula, m and n indicates a positive integer, m/n is 99.9
/0.1 to 0.1/99.9. ) A positive photoresist characterized by being made of a novolak resin composed of a phenol/xylenol cocondensation polymer represented by:
(2)フェノール/キシレノール共縮重合体のキシレノ
ール成分が3,4−キシレノールに由来するものである
請求項第1項記載のポジ型フォトレジスト。
(2) The positive photoresist according to claim 1, wherein the xylenol component of the phenol/xylenol cocondensation polymer is derived from 3,4-xylenol.
(3)請求項第1項のポジ型フォトレジストを用いるパ
ターン形成方法。
(3) A pattern forming method using the positive photoresist according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03185448A (en) * 1989-12-15 1991-08-13 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Radiation sensitive resin composition
US5237037A (en) * 1989-09-08 1993-08-17 Ocg Microelectronic Materials, Inc. Radiation-sensitive compositions containing fully substituted novolak polymers
US5346799A (en) * 1991-12-23 1994-09-13 Ocg Microelectronic Materials, Inc. Novolak resins and their use in radiation-sensitive compositions wherein the novolak resins are made by condensing 2,6-dimethylphenol, 2,3-dimethylphenol, a para-substituted phenol and an aldehyde

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