JP2000314959A - フォトレジスト組成物、その製造方法及びそれを利用した半導体パターンの形成方法 - Google Patents
フォトレジスト組成物、その製造方法及びそれを利用した半導体パターンの形成方法Info
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Abstract
ォトレジスト組成物、その製造方法及びそれを利用した
半導体パターンの形成方法が開示している。 【解決手段】 フォトレジスト組成物は構造式(1)で
表示される化合物及び構造式(2a)又は(2b)で表
示される化合物との混合物、ポジティブ作用性樹脂及び
溶媒を有する。感度と解像度とが優れるので、プロファ
イルが向上された半導体パターンが収得することが出来
る。 【化1】 【化2】 【化3】
Description
物、その製造方法及びそれを利用した半導体パターンの
形成方法に関するものであり、詳細には優れたプロファ
イルを有するパターンを得るための高感度と高解像度と
を有するポジティブフォトレジスト組成物、これの製造
方法及びこれを利用した半導体パターンの形成方法に関
するものである。
急速な普及により半導体メモリ素子も飛躍的に発展して
いる。その機能の面において、半導体メモリ素子は高速
に動作すると同時に大容量の貯蔵能力を有することが要
求されている。このような要求に応じて素子の集積度、
信頼性および応答速度等を向上させる方向に製造技術が
発展してきた。このような素子の集積度向上のための主
な技術として微細加工技術の向上は重要な位置を占有し
ている。
る。半導体産業に使用されているダイナミックRAM
(DRAM)を例に挙げると、16メガビットDRAM
と64メガビットDRAMとの量産ができ、最近には2
56メガビットDRAMの量産化が進行されており、更
にギガヒットDRAMの方に高集積化に対する量産研究
が進行されている。
加工技術に対する要求も段々厳しくなっている。特に、
レジストプロセス技術は半導体の製造を発展させただけ
でなく、これに使用されるフォトレジストに対する要求
水準も毎年高くなっている。一般的なフォトレジストを
使用するフォトリソグラフィー(photolitho
graphy)技術によるパターンの形成方法は次のよ
うである。
ターンを形成しようとする膜が形成された基板上に紫外
線またはX線等の光を照射し、アルカリ性の溶液に対し
て溶解度の変化が起こるようになる有機層のフォトレジ
スト膜を形成する。このフォトレジスト膜の上部に所定
の部分のみを選択的に露光することが出来るようにパタ
ーニイング(patterning)されたマスクパタ
ーンを掲載しフォトレジスト膜に選択的に光を照射した
後、現像し溶解度が大きな部分(ポジティブ形フォトレ
ジストの場合、露光した部分)は除去し、溶解度が小さ
い部分を残してレジストパターンを形成する。フォトレ
ジストが除去された部分の基板はエッチングによりパタ
ーンを形成し、以後、残したレジストを除去し各種配
線、電極等に必要なパターンを形成するようにする。
使用して来たG−ライン波長(436nm)の光源がよ
く使用されているが、解像性と集積深度との面でより有
利である短波長のI−ライン波長(365nm)を用い
る方に変って行っている。この時、露光される光の種類
に従ってフォトレジスト組成物は成分を異にして製造し
なけらばならない。
て代表的である物はポリヒドロキシベンゾフェノンとナ
フトキノンジアジド−5−スルホン酸とのエステル化合
物が挙げられる。特に、この中で2,3,4,4´−テ
トラヒドロキシベンゾフェノンのエステル化合物が良く
使用されてきた(文献:Shoji Kawata,M
otohumi Kashiwagi etc。, J
ournal ofpolymer Science
and Technology, Vol.4、No.
1pp.101−108(1991)参照)。しかし、
この化合物はI−ライン波長で透明度がよくないので、
露光後にもI−ライン波長で吸収が大きく、これにより
パターンプロファイル又は解像度に良くない影響を及ぼ
す問題点がある。
ラック樹脂とナフトキノンジアジド基とが置き換えされ
た感光性の物質を含有するフォトレジスト組成物は、例
えば、米国特許第3,046,118号、第3,10
6,465号、第3,148,983号、第4,11
5,128号、第4,173,470号、日本国特開昭
62−28457号等に記述されており、ノボラック樹
脂とトリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノンジアジドスルホン酸エステルとを含有する典型的な
レジスト組成物も報告されている(文献:L.F.Th
ompson、 Introduction to M
icrolithography、ACSPublis
hing Co.Ltd.,No.219pp.112
−121参照)。又、米国特許第5,648,194号
にはアルカリ可溶性樹脂、o−ナフトキノンジアジドス
ルホン酸エステルとビニルエ−テル化合物を含むフォト
レジスト組成物が開示されている。米国特許第5,46
8,590号にはキノンジアジド化合物とポリフェノ−
ルを用いて製造したアルカリ可溶性樹脂を含むフォトレ
ジストが開示されている。米国特許第5,413,89
5号にはノボラック樹脂とキノンジアジド化合物とにポ
リフェノ−ルを含め、物性を改選させたフォトレジスト
組成物が開示されている。
キノンジアジド基を含有する化合物を使用することがで
き、これらを特別に限定する必要はないことであるが、
ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、ナフ
トキノンジアジド−4−スルホン酸エステル等が望まし
く使用されている(文献:J.Kosar、Light
sensitive Systems、John wi
ley&Sons Inc.pp.343−361参
照)。又、米国特許第5,714,620号にはフェノ
ール化合物のキノンジアジドスルホン酸塩化合物を含む
ポジティブレジストが開示されている。
るナフトキノンジアジド基の含量を増加させる為の試し
として、例えば、特開昭60−158440号公報には
トリエステルの含量が高い感光性物質を使用する方法が
記述されている。また、特開昭61−260239号公
報には溶解度の媒介変数が11〜12である有機溶媒を
加える方法が記述されている。しかし、ジメチルスルホ
キシドのような溶媒が使用されるので、レジスト組成物
の貯蔵の安定性が不良し、感度及び解像力が時間が経つ
につれて著しく変る。
ノン類のナフトキノン−1,2−ジアジドスルホン酸エ
ステルを代わって特定のトリ(ヒドロキシフェニル)メ
タン係化合物を母体にした感光性グループを導入したポ
ジティブ形レジスト組成物が特開平1−189644号
公報に記述されている。しかし、このようなレジスト組
成物も耐熱性がポリヒドロキシベンゾフェノン係に比べ
て劣り、レジストを製造する場合、感光性グループが容
易に析出されて貯蔵の安定性が不良であるという問題が
あることが明らかになった。
の水酸基を有する色々の化合物が提示されて来たが、感
度、解像度ないし耐熱性等の色々の特性を全部満足させ
ることは出来ない。でも、お互いに異なった特性の感光
性化合物を使用し物性を改選させる努力をして来た。例
えば、米国特許第5,378,586号ではお互いに異
なった特性を有するジアジド係のスルホン酸エステル化
合物である感光性化合物を混合し解像度を向上させる為
のフォトレジスト組成物が開示されている。
ストの感光性の成分の量を減らす方法を顧慮することが
出来るが、感光性の成分を減らすと、一般的には解像度
が劣るので望ましくない。又、解像度の向上のためにノ
ボラック樹脂の少数性を増加させると、一般的に感度が
低下される。このようなお互いに相反される傾向がある
感度と解像度とを同時に満足させることは非常に困る。
ト組成物において同時に要求される物性であり、これを
同時に満足させることが出来るフォトレジスト組成物に
対する要求があり続けて来た。また、G−ライン波長の
光源とI−ライン波長の光源とを露光用の光源として使
用することが出来て汎用的なフォトレジスト組成物も製
造の工程上の便利性のため、少なくない要求があった。
特に、最近の高集積化によりI−ライン波長の光源を使
用して優れたレジストプロファイルを有するフォトレジ
スト組成物が特に要求されている。
解像度、耐熱性、残膜率及び感度等の色々の特性が優
れ,汎用的に使用することが出来るポジティブ作用性フ
ォトレジスト組成物を提供することである。
作用性フォトレジスト組成物を製造することに適合した
フォトレジスト組成物の製造方法を提供することであ
る。
組成物を使用しプロファイルが優れた半導体パターンを
形成する方法を提供することである。
達成するために本発明は、下記の構造式(1)で表され
る第1感光性化合物30−70重量部と、構造式(2
a)又は(2b)で表される第2感光性化合物70−3
0重量部とを混合し得られる感光剤、樹脂及び溶媒を有
することを特徴とするフォトレジスト組成物を提供す
る。
又は異なってもよく、各々水素原子、1,2−ナフトキ
ノンジアジド−4−スルホニルグループ、1,2−ナフ
トキノンジアジド−5−スルホニルグループ又は1,2
−ナフトキノンジアジド−6−スルホニルグループを表
し、同時に水素原子をとらなく、n1とn2とは各々0、
1、2又は3であり、同時に0ではなく、前記構造式
(2a)及び(2b)でR3、R4及びR5は同一又は異
なってもよく、各々水素原子、1,2−ナフトキノンジ
アジド−4−スルホニルグループ、1,2−ナフトキノ
ンジアジド−5−スルホニルグループ又は1,2−ナフ
トキノンジアジド−6−スルホニルグループを表し、同
時に水素原子をとらなく、X1a、X1b、X1c、X1d、X
2a、X2b及びX2cは同一又は異なってもよく、水素原子
またはアルキルグループを表し、n 3は1又は2を表
す。)
に、本発明はi)構造式(1')で表されるポリオル化
合物と、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニ
ルクロライド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−ス
ルホニルクロライド、又は1,2−ナフトキノンジアジ
ド−6−スルホニルクロライドとをエステル化反応させ
て、構造式(1)で表される第1感光性化合物を収得す
る段階と、ii)構造式(2a')または(2b')で表
されるポリオル化合物と、1,2−ナフトキノンジアジ
ド−4−スルホニルクロライド、1,2−ナフトキノン
ジアジド−5−スルホニルクロライド、又は1,2−ナ
フトキノンジアジド−6−スルホニルクロライドとをエ
ステル化反応させて、構造式(2a)または(2b)で
表される第2感光性化合物を収得する段階と、そしてi
ii)前記第1感光性化合物の30乃至70重量部及び
前記第2感光性化合物の70乃至30重量部で混合し構
成された感光剤及び樹脂を溶媒に溶解させる段階とから
なることを特徴とするフォトレジスト組成物の製造方法
を提供する。
R2とは同一又は異なってもよく、各々水素原子、1,
2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルグループ、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルグルー
プ又は1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホニル
グループを表し、同時に水素原子をとらなく、n1とn2
とは各々0、1、2又は3であり、同時に0ではなく、
前記構造式(2a)、(2a')及び(2b)(2b')
でR3、R4及びR5は同一又は異なってもよく、各々水
素原子、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニ
ルグループ、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スル
ホニルグループ又は1,2−ナフトキノンジアジド−6
−スルホニルグループを表し、同時に水素原子をとらな
く、X 1a、X1b、X1c、X1d、X2a、X2b及びX2cは同
一又は異なってもよく、水素原子またはアルキルグルー
プを表し、n3は1又は2を表す。)
表的な樹脂であるノボラック樹脂が挙げられる。ノボラ
ック樹脂は望ましくはm−クレゾール、p−クレゾー
ル、2,3,5−トリメチルフェノールからなるフェノ
ール化合物をホルムアルデヒドと縮合反応させ製造す
る。
に本発明は、構造式(1)で表される第1感光性化合物
の30〜70重量部及び構造式(2a)または(2b)
で表れる第2感光性化合物の70〜30重量部を混合し
得られる感光剤、樹脂と溶媒とを有するフォトレジスト
組成物を基板上に塗布しフォトレジスト膜を形成する段
階と、前記フォトレジスト膜を光源を使用し選択的に露
光する段階と、そして前記露光されたフォトレジスト膜
を現像しフォトレジストパターンを形成する段階とを有
することを特徴とする半導体パターンの形成方法を提供
する。
又は異なってもよく、各々水素原子、1,2−ナフトキ
ノンジアジド−4−スルホニルグループ、1,2−ナフ
トキノンジアジド−5−スルホニルグループ又は1,2
−ナフトキノンジアジド−6−スルホニルグループを表
し、同時に水素原子をとらなく、n1とn2とは各々0、
1、2又は3であり、同時に0ではなく、前記構造式
(2a)及び(2b)でR3、R4及びR5は同一又は
異なってもよく、各々水素原子、1,2−ナフトキノン
ジアジド−4−スルホニルグループ、1,2−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホニルグループ又は1,2−ナ
フトキノンジアジド−6−スルホニルグループを表し、
同時に水素原子をとらなく、X1a、X1b、X1c、X1d、
X2a、X2b及びX2cは同一又は異なってもよく、水素原
子またはアルキルグループを表し、n3は1又は2を表
す。)
塗布してフォトレジスト膜を形成し、これの上部に所定
の部分のみを選択的に露光することが出来るようにパタ
ーニングされたマスクパターンを掲載してフォトレジス
ト膜に選択的に光を照射する。この時、本発明の組成物
はG−ライン波長またはI−ライン波長の光源両方に反
応する特徴を有する。ところが、最近の高集積度の半導
体装置から要求される微細であるパターンを形成するた
めのI−ライン波長以下の光源で優れたパターンプロフ
ァイルが得ることが出来る。必要により適切な光源を使
用して露光することが出来る。露光工程の以後、現像し
て溶解度が大きな部分である露光された部分は除去し、
溶解度が少ない部分は残してプロファイルが優れたフォ
トレジストパターンを形成する。フォトレジストが除去
された部分の基板はエッチングによりパターンを形成
し、以後、残したフォトレジストパターンを除去し各種
の配線、電極の形成に必要である各種の導電性または絶
縁性パターンを形成するようになる。
を詳細に説明する。本発明で使用される第1感光性化合
物は下記の構造式(1)を有する。
又は異なってもよく、各々水素原子、1,2−ナフトキ
ノンジアジド−4−スルホニルグループ、1,2−ナフ
トキノンジアジド−5−スルホニルグループ又は1,2
−ナフトキノンジアジド−6−スルホニルグループを表
し、同時に水素原子をとらなく、n1とn2とは各々0、
1、2又は3であり、同時に0ではない)
光性化合物の例としては2,3,4,4'−テトラヒド
ロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジド
−4−スルホン酸塩、2,3,4,4'−テトラヒドロ
キシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−
5−スルホン酸塩、2,3,4,4'−テトラヒドロキ
シベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−6
−スルホン酸塩等が挙げることが出来る。
記の構造式(2a)または(2b)で表される。
3、R4及びR5は同一又は異なってもよく、各々水素原
子、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルグ
ループ、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニ
ルグループ又は1,2−ナフトキノンジアジド−6−ス
ルホニルグループを表し、同時に水素原子をとらなく、
X1a、X1b、X1c、X1d、X2a、X2b及びX2cは同一又
は異なってもよく、水素原子またはアルキルグループを
表し、n3は1又は2を表す。)
る第2感光性化合物の例としては3−4個のモノヒドロ
キシアルキルベンゼン環で構成される非ベンゾフェノン
の1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸塩、
非ベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホン酸塩または非ベンゾフェノンの1,2−ナフ
トキノンジアジド−6−スルホン酸塩等が挙げることが
出来る。
第2感光性化合物とを混合し収得する。本発明で使用さ
れる第1感光性化合物は感度の面では優れるが、解像力
が劣り、第2感光性化合物は解像度の面では優れるが、
感度は高過ぎる。
が30重量部より少ないと、感度が低過ぎ、70重量部
より多いと、熱特性が良くない。これとは反対に、第2
感光性化合物の量が70重量部より多いと、感度が低過
ぎ、30重量部より少ないと、熱特性が良くない。従い
まして,第1感光性化合物と第2感光性化合物との混合
比は重量比で30:70〜70:30であることが望ま
しい。
とからなる感光剤の使用量は前記ポジティブフォトレジ
ストに適用可能である樹脂の100重量部に対して10
重量部以下であると、解像度が劣って望ましくなく、1
00重量部を超過すると、フォトレジスト組成物の感度
(sensitivity)が劣って望ましくない。従
って、感光剤の使用量は樹脂100重量部に対して10
〜100重量部、望ましくは10〜50重量部である。
光剤の中で第1感光性化合物のエステル化の比率が40
%より少ないとか、第2感光性化合物のエステル化の比
率が20%より少ないと、他の従来の感光剤に比べて感
光度は増加するが、現像した後、正常的な厚さが減少し
て望ましくない。又、第2感光性化合物のエステル化の
比率が90%を超過すると、感光度が高過ぎ、フォトレ
ジスト組成物の溶液の安定性が悪くなる。従いまして、
本発明で使用される第1感光性化合物のエステル化の比
率は40乃至100%、望ましくは60乃至90%であ
り、第2感光性化合物のエステル化の比率は20乃至9
0%、望ましくは50乃至70%である。
な樹脂の代表的である例としてはノボラック樹脂が挙げ
ることが出来る。ノボラック樹脂はポシティブ作用性樹
脂として広く使用されているアルカリ可溶性の樹脂であ
る。
ドとを酸触媒下で縮合反応させ得られる。フェノール類
としてはフェノール、m−クレゾール、p−クレゾー
ル、o−クレゾール、2,3−キシレノール、2,5−
キシレノール、3,5−キシレノール、3,4−キシレ
ノール等のキシレノール類、2,3,5−トリメチルフ
ェノール、2,3,5−トリエチルフェノール、m−エ
チルフェノール、p−エチルフェノール、o−エチルフ
ェノール、4−tert−ブチルフェノール、3−te
rt−ブチルフェノール、2−tert−ブチルフェノ
ール、2−tert−ブチル4−メチルフェノール、2
−tert−ブチル5−メチルフェノール等のアルキル
フェノール類、p−メトキシフェノール、m−メトキシ
フェノール、p−エトキシフェノール、m−エトキシフ
ェノール等のアルコキシフェノール類、o−イソプロフ
ェニルフェノール、p−イソプロフェニルフェノール、
2−メチル4−イソプロフェニルフェノール、2−エチ
ル4−イソプロフェニルフェノール等のイソプロフェニ
ルフェノール類、ポリヒドロキシフェノール類等が挙げ
られる。これらは単独または2種以上を配合し使用する
ことが出来る。本発明で使用されるノボラック樹脂はm
−クレゾール、p−クレゾール、o−クレゾール、2,
3,5−トリメチルフェノールで構成された3原フェノ
ール混合物を使用し製造することが望ましい。
ルデヒド、パラーホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、トリメ
チルアセトアルデヒド、ベンズアルデヒド(benza
ldehyde)、テレフタルアルデヒド、フェニルア
セトアルデヒド、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−ヒドロキシベンズ
アルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチル
ベンズアルデヒド等が挙げられ、これらは単独あるいは
2種以上を配合し使用することが出来る。特に、ホルム
アルデヒドを使用することが望ましい。
塩酸、硫酸、燐酸等の無機酸と酢酸、p−トルエン酸、
シュウ酸等の有機酸とが挙げることが出来る。その中で
も特に、シュウ酸を使用することが望ましい。縮合反応
は60~120℃で2~30時間くらい行われる。
クロマトグラフィー法(Gel permeation
chromatography)により求めたポリス
チレン換算平均分子量が1,000から20,000ま
での範囲、望ましくは約2,000乃至10,000、
最も望ましくは5,000から7,000までの範囲の
ノボラック樹脂である。
クレゾール、p−クレゾール、2,3,5−トリメチル
フェノールで構成されたフェノール化合物とホルムアル
デヒドとをシュウ酸の存在下で縮合反応させ収得し、ポ
リスチレンで計算した重量平均分子量が5,000乃至
7,000(特に、約6,000)であるノボラック樹
脂を使用することが望ましい。
フォトレジスト組成物内の全ての固形分の含量の約10
〜60重量部である範囲で含有することが望ましい。
ストに使用される溶剤は感光剤とノボラック樹脂とに反
応しなく、十分な溶解力と適当な乾操速度とを有するこ
とにより溶剤が蒸発した後、均一で平滑である塗布膜を
形成する能力を有すると、何れのものも使用することが
出来る。本発明で使用することが出来る溶剤としては感
光剤とノボラック樹脂とに対する溶解力が優れたアルキ
ルラクタート系列と膜の形成能力が優れたアセテート系
列とが使用され、これらは夫々に使用することが出来、
又は、これらを適当な比率で混合し使用することも出来
る。
クタートとの混合溶媒を使用する。混合溶液中でのエチ
ルラクタートの比が80重量部より多い場合、溶解力は
優れるが、感光性樹脂組成物の粘度が高過ぎて、膜の形
成能力が低くなって好ましくなく、ブチルアセテートの
混合量が重量比で70%より多い場合、膜の形成能力は
優れるが、感光剤とノボラック樹脂とに対する溶解力が
低下され、感光性樹脂組成物の溶液の安定性が低くなっ
て好ましくない。従って、エチルラクタートとブチルア
セテートの混合比は80:20〜30:70の重量比で
混合されることが望ましい。
び溶媒を含むフォトレジスト組成物では組成物内の固体
含量が組成物の総量を基準にして20重量部より少ない
と、粘度が低くて好ましくなく、もしも、固体含量が4
0重量部より多いと、粘度が高過ぎてパターンを形成す
るためにフォトレジストの適用時、厚さの調節が難しく
て好ましくない。従って、フォトレジスト組成物内での
固体含量が組成物の総量を基準にして20〜40重量部
になるようにすることが好ましい。この時、フォトレジ
スト組成物の粘度は28乃至32cPに調節する。
スルホン酸塩系の感光剤はポリオル化合物とナフトキノ
ンジアジドスルホン酸塩クロライド化合物とのエステル
反応により製造する。以下、具体的に説明する。
(1')で表されるポリオル化合物と、1,2−ナフト
キノンジアジド−4−スルホニルクロライド、1,2−
ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロライド、又
は1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホニルクロ
ライドとをエステル化反応させ収得する。
々0、1、2又は3であり、同時に0ではない)
または(2b')で表されるポリオル化合物と、1,2
−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロライド、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロラ
イド、又は1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホ
ニルクロライドとをエステル化反応させ収得する。
X1a、X1b、X1c、X1d、X2a、X2b及びX2cは同一又
は異なってもよく、水素原子またはアルキルグループを
表し、n3は1又は2を表す。)
造する反応はエステル反応であり、塩基の存在下で成
る。ここで、塩基としてトリメチルアミン、トリエチル
アミン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチルアニ
リン、N,N−ジエチルアニリン、ピリジンのようなア
ミン類が挙げられる。又、場合によっては感度調節のた
めに無機塩基等を使用することが出来る。
ジド−4、5又は6−スルホニルクロライドに対して一
般的に1〜5mol比、好ましくは1.1〜1.2mo
l比になるようにする。
の溶媒中で行われ、使用されるエステル化溶媒としては
1,4−ジオキサンのようなジオキサン類、テトラヒド
ロフラン(tetrahydrofurane)のよう
なエーテル類とアセトン、メチルエチルケトン、シクロ
ヘキサノン、2−ヘプタノンのようなケトン類が挙げら
れる。これらは各々または2種以上を配合して使用して
も良い。
は式(1')で表されるポリヒドロキシ化合物、または
式(2a')又は(2b')で表されるポリヒドロキシ化
合物と、1,2−ナフトキノンジアジド−4、5又は6
−スルホニルクロライドを合した量の2−6重量倍の範
囲で使用し、好ましくは4−5重量倍の範囲で使用で使
用するようにする。
40分位であり、反応の終了後、固形分を濾過した後に
得られる濾過液を1〜2重量部くらいの酢酸水溶液また
は硫酸水溶液のような酸水溶液に徐々に落とすと、沈殿
が生成され、これを濾過、洗浄及び乾燥すると、前記式
(1)又は(2a)及び(2b)の感光剤が得ることが
出来る。
p−クレゾール、2,3,5−トリメチルフェノール等
で構成されたフェノール化合物をホルムアルデヒドのよ
うなアルデヒド化合物を縮合反応させてノボラック樹脂
を製造する。
感光性化合物、ノボラック樹脂を前述した比率にして溶
媒に溶解させた後、濾過して本発明によるフォトレジス
ト組成物を製造する。
はG−ライン波長の光源に露光時に使用されることが出
来る物質であり、前記式(2a)又は(2b)で表され
る第2感光性化合物はI−ライン波長の光源に露光時に
使用されることが出来る物質である。本発明者等の反復
的な実験の結果、これらの混合物をフォトレジスト組成
物で感光剤として使用した場合には、G−ライン波長の
光源及びI−ライン波長の光源に露光時に優れた感度と
解像力とを提供する事実が分かるようになった。特に、
最近、解像度の面で広く使用されているI−ライン波長
(365nm)以下の短波長の光源で優れたプロファイ
ルを有するパターンが得ることが出来ることが分かっ
た。
ーンの形成方法によると、先ず、構造式(1)で表され
る第1感光性化合物30〜70重量%重量部及び構造式
(2a)又は(2b)で表される第2感光性化合物70
〜30重量部を混合し得られる感光剤、ポジティブフォ
トレジストに適用可能である樹脂及び溶媒を含むフォト
レジスト組成物を製造する。次に、本発明の方法により
得られるフォトレジスト組成物を基板上に塗布してフォ
トレジスト膜を形成する。この時、前記組成物の粘度が
28乃至32cPであり、前記塗布時の基板またはウェ
ハーの回転速度が900乃至4000RPMである。実
際に適用可能である厚さは15000乃至33000Å
であることが好ましい。
のみを選択的に露光することが出来るようにパターニン
グされたマスクパターンを掲載しフォトレジスト膜に選
択的に光を照査する。この時、本発明の組成物はG−ラ
イン波長の光源とI−ライン波長以下の短波長を有する
光源とにより反応する特徴を有するので、必要により適
切な光源を使用し露光することが出来る。以後、現像し
て溶解度が大きな部分である露光された部分は除去し、
溶解度が少ない部分は残してレジストパターンを形成す
る。レジストが除去された部分の基板はエッチングによ
りパターン形成し、以後、残したレジストを除去して各
種の配線、電極に要られるパターンを形成するようにな
る。
を通じてより具体的に説明するが、本発明はこれにより
制限されることではない。
0g、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル
クロライド7.0g及びアセトン300mlを3口のフ
ラスコの中に入れて攪拌してこれらの物質を完全に溶解
させた。ここにトリエチルアミン(triethyl
amine)3.2gを段階的に徐々に滴下した後、室
温で4時間に亙って反応させた。反応が完結された後、
固形分は濾過し捨て、濾過液は1%の硫酸水溶液に滴下
させて沈殿物を形成させた。得られた沈殿物を濾過し収
集した後、メタノールで洗滌及び乾燥してナフトキノン
ジアジドスルホン酸塩系の感光剤である第2感光性化合
物(A−1)3gを収得した。
感光母体4.0g、1,2−ナフトキノンジアジド−4
−スルホニルクロライド7.0g及びアセトン300m
lを3口のフラスコの中に入れて攪拌してこれらの物質
を完全に溶解させた。ここにトリエチルアミン(tri
ethyl amine)3.2gを段階的に徐々に滴
下した後、室温で4時間に亙って反応させた。以後、前
記合成例1での方法と同一の方法を行ってナフトキノン
ジアジドスルホン酸塩系の感光剤である第2感光性化合
物(A−2)3.1gを収得した。
感光母体4.0g、1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホニルクロライド6.8g及びアセトン300m
lを3口のフラスコの中に入れて攪拌してこれらの物質
を完全に溶解させた。ここにトリエチルアミン(tri
ethyl amine)3.0gを段階的に徐々に滴
下した後、室温で4時間に亙って反応させた。以後、前
記合成例1での方法と同一の方法を行ってナフトキノン
ジアジドスルホン酸塩系の感光剤である第2感光性化合
物(B−1)5gを収得した。
感光母体4.0g、1,2−ナフトキノンジアジド−4
−スルホニルクロライド6.8g及びアセトン300m
lを3口のフラスコの中に入れて攪拌してこれらの物質
を完全に溶解させた。ここにトリエチルアミン(tri
ethyl amine)3.0gを段階的に徐々に滴
下した後、室温で4時間に亙って反応させた。以後、前
記合成例1での方法と同一の方法を行ってナフトキノン
ジアジドスルホン酸塩系の感光剤である第2感光性化合
物(B−2)5.4gを収得した。
感光母体4.2g、1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホニルクロライド7.4g及びアセトン300m
lを3口のフラスコの中に入れて攪拌してこれらの物質
を完全に溶解させた。ここにトリエチルアミン(tri
ethyl amine)3.4gを段階的に徐々に滴
下した後、室温で4時間に亙って反応させた。以後、前
記合成例1での方法と同一の方法を行ってナフトキノン
ジアジドスルホン酸塩系の感光剤である第2感光性化合
物(C−1)7.1gを収得した。
感光母体4.0g、1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホニルクロライド6.8g及びアセトン300m
lを3口のフラスコの中に入れて攪拌してこれらの物質
を完全に溶解させた。ここにトリエチルアミン(tri
ethyl amine)3.0gを段階的に徐々に滴
下した後、室温で4時間に亙って反応させた。以後、前
記合成例1での方法と同一の方法を行ってナフトキノン
ジアジドスルホン酸塩系の感光剤である第2感光性化合
物(C−2)6gを収得した。
感光母体4.0g、1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホニルクロライド6.5g及びアセトン300m
lを3口のフラスコの中に入れて攪拌してこれらの物質
を完全に溶解させた。ここにトリエチルアミン(tri
ethyl amine)2.5gを段階的に徐々に滴
下した後、室温で4時間に亙って反応させた。以後、前
記合成例1での方法と同一の方法を行ってナフトキノン
ジアジドスルホン酸塩系の感光剤である第2感光性化合
物(D−1)6gを収得した。
感光母体4.0g、1,2−ナフトキノンジアジド−4
−スルホニルクロライド6.5g及びアセトン300m
lを3口のフラスコの中に入れて攪拌してこれらの物質
を完全に溶解させた。ここにトリエチルアミン(tri
ethyl amine)2.5gを段階的に徐々に滴
下した後、室温で4時間に亙って反応させた。以後、前
記合成例1での方法と同一の方法を行ってナフトキノン
ジアジドスルホン酸塩系の感光剤である第2感光性化合
物(D−2)6.3gを収得した。
ドロキシベンゾフェノン2.5g、1,2−ナフトキノ
ンジアジド−5−スルホニルクロライド6.0g及びア
セトン300mlを3口のフラスコの中に入れて攪拌し
てこれらの物質を完全に溶解させた。ここにトリエチル
アミン(triethyl amine)2.5gを段
階的に徐々に滴下した後、室温で4時間に亙って反応さ
せた。以後、前記合成例1での方法と同一の方法を行っ
て2,3,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン
のエステル化生成物である第1感光性化合物(E−1)
5.0gを収得した。
ヒドロキシベンゾフェノン2.5g、1,2−ナフトキ
ノンジアジド−4−スルホニルクロライド6.0g及び
アセトン300mlを3口のフラスコの中に入れて攪拌
してこれらの物質を完全に溶解させた。ここにトリエチ
ルアミン(triethyl amine)2.5gを
段階的に徐々に滴下した後、室温で4時間に亙って反応
させた。以後、前記合成例1での方法と同一の方法を行
って2,3,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノ
ンのエステル化生成物である第1感光性化合物(E−
2)5.3gを収得した。
キシベンゾフェノン2.3g、1,2−ナフトキノンジ
アジド−5−スルホニルクロライド6.0g及びアセト
ン300mlを3口のフラスコの中に入れて攪拌してこ
れらの物質を完全に溶解させた。ここにトリエチルアミ
ン(triethyl amine)2.5gを段階的
に徐々に滴下した後、室温で4時間に亙って反応させ
た。以後、前記合成例1での方法と同一の方法を行って
2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンのエステル
化生成物である感光性化合物(F−1)4.8gを収得
した。
キシベンゾフェノン2.3g、1,2−ナフトキノンジ
アジド−4−スルホニルクロライド6.0g及びアセト
ン300mlを3口のフラスコの中に入れて攪拌してこ
れらの物質を完全に溶解させた。ここにトリエチルアミ
ン(triethyl amine)2.5gを段階的
に徐々に滴下した後、室温で4時間に亙って反応させ
た。以後、前記合成例1での方法と同一の方法を行って
2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンのエステル
化生成物である感光性化合物(F−2)5.0gを収得
した。
ロキシベンゾフェノン2.3g、1,2−ナフトキノン
ジアジド−5−スルホニルクロライド6.0g及びアセ
トン300mlを3口のフラスコの中に入れて攪拌して
これらの物質を完全に溶解させた。ここにトリエチルア
ミン(triethyl amine)2.5gを段階
的に徐々に滴下した後、室温で4時間に亙って反応させ
た。以後、前記合成例1での方法と同一の方法を行って
2,4,4′−トリヒドロキシベンゾフェノンのエステ
ル化生成物である感光性化合物(G−1)5.98gを
収得した。
ロキシベンゾフェノン2.3g、1,2−ナフトキノン
ジアジド−4−スルホニルクロライド6.0g及びアセ
トン300mlを3口のフラスコの中に入れて攪拌して
これらの物質を完全に溶解させた。ここにトリエチルア
ミン(triethyl amine)2.5gを段階
的に徐々に滴下した後、室温で4時間に亙って反応させ
た。以後、前記合成例1での方法と同一の方法を行って
2,4,4′−トリヒドロキシベンゾフェノンのエステ
ル化生成物である感光性化合物(G−2)5.0gを収
得した。
40g、2,3,5−トリメチルフェノール12gで構
成されるフェノール化合物の3原の化合物を通常の方法
に従ってシュウ酸の触媒の存在下でホルムアルデヒドと
縮合反応させてアルカリ可溶性のノボラック樹脂を収得
した。この時、生成されたノボラック樹脂は重量平均分
子量が6,000(ポリスチレンとして計算)である。
(A−1)1.2g、合成例9から収得された第1感光
性化合物(E−1)0.8g及び合成例11から収得さ
れたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8gを、エチルラク
タートとブチルアセテートとを8:2の比率で混合し得
られる混合溶媒30gで溶解させた。得られた溶液を
0.2μmメンブレンフィルタで濾過してポジティブ作
用性のフォトレジスト組成物を収得した。収得したフォ
トレジスト組成物の固形分の含量は25%であり、粘度
は28−32cPであった。
感光性化合物(B−1)1.2g、合成例9から収得さ
れた第1感光性化合物(E−1)0.8g及び合成例1
1から収得されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8g
を、エチルラクタートとブチルアセテートとを8:2の
比率で混合し得られる混合溶媒30gで溶解させた。得
られた溶液を0.2 μm メンブレンフィルタで濾過し
てポジティブ作用性のフォトレジスト組成物を収得し
た。収得したフォトレジスト組成物の固形分の含量は2
5%であり、粘度は28−32cPであった。
感光性化合物(C−1)1.2g、合成例9から収得さ
れた第1感光性化合物(E−1)0.8g及び合成例1
1から収得されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8g
を、エチルラクタートとブチルアセテートとを8:2の
比率で混合し得られる混合溶媒30gで溶解させた。得
られた溶液を0.2 μm メンブレンフィルタで濾過し
てポジティブ作用性のフォトレジスト組成物を収得し
た。収得したフォトレジスト組成物の固形分の含量は2
5%であり、粘度は28〜32cPであった。
感光性化合物(D−1)1.2g、合成例9から収得さ
れた第1感光性化合物(E−1)0.8g及び合成例1
1から収得されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8g
を、エチルラクタートとブチルアセテートとを8:2の
比率で混合し得られる混合溶媒30gで溶解させた。得
られた溶液を0.2 μm メンブレンフィルタで濾過し
てポジティブ作用性のフォトレジスト組成物を収得し
た。収得したフォトレジスト組成物の固形分の含量は2
5%であり、粘度は28−32cPであった。
感光性化合物(A−2)1.2g、合成例9から収得さ
れた第1感光性化合物(E−1)0.8g及び合成例1
1から収得されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8g
を、エチルラクタートとブチルアセテートとを8:2の
比率で混合し得られる混合溶媒30gで溶解させた。得
られた溶液を0.2 μm メンブレンフィルタで濾過し
てポジティブ作用性のフォトレジスト組成物を収得し
た。収得したフォトレジスト組成物の固形分の含量は2
5%であり、粘度は28〜32cPであった。
感光性化合物(A−2)1.2g、合成例10から収得
された第1感光性化合物(E−2)0.8g及び合成例
11から収得されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8g
を、エチルラクタートとブチルアセテートとを8:2の
比率で混合し得られる混合溶媒30gで溶解させた。得
られた溶液を0.2 μm メンブレンフィルタで濾過し
てポジティブ作用性のフォトレジスト組成物を収得し
た。収得したフォトレジスト組成物の固形分の含量は2
5%であり、粘度は28〜32cPであった。
感光性化合物(C−1)1.2g、合成例9から収得さ
れた第1感光性化合物(E−1)0.8g及び合成例1
1から収得されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8g
を、エチルラクタートとブチルアセテートとを8:2の
比率で混合し得られる混合溶媒30gで溶解させた。得
られた溶液を0.2 μm メンブレンフィルタで濾過し
てポジティブ作用性のフォトレジスト組成物を収得し
た。収得したフォトレジスト組成物の固形分の含量は2
5%であり、粘度は28〜32cPであった。
感光性化合物(C−1)1.2g、合成例10から収得
された第1感光性化合物(E−2)0.8g及び合成例
11から収得されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8g
を、エチルラクタートとブチルアセテートとを8:2の
比率で混合し得られる混合溶媒30gで溶解させた。得
られた溶液を0.2 μm メンブレンフィルタで濾過し
てポジティブ作用性のフォトレジスト組成物を収得し
た。収得したフォトレジスト組成物の固形分の含量は2
5%であり、粘度は28−32cPであった。
感光性化合物(A−1)2.0g、合成例11から収得
されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8gを、エチルラ
クタートとブチルアセテートとを95:5の比率で混合
し得られる混合溶媒30gで溶解させた。得られた溶液
を0.2 μm メンブレンフィルタで濾過してポジティ
ブ作用性のフォトレジスト組成物を収得した。収得した
フォトレジスト組成物の固形分の含量は25%であり、
粘度は28〜32cPであった。
感光性化合物(A−2)2.0g、合成例11から収得
されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8gを、エチルラ
クタートとブチルアセテートとを30:70の比率で混
合し得られる混合溶媒30gで溶解させた。得られた溶
液を0.2 μm メンブレンフィルタで濾過してポジテ
ィブ作用性のフォトレジスト組成物を収得した。収得し
たフォトレジスト組成物の固形分の含量は25%であ
り、粘度は28〜32cPであった。
感光性化合物(E−1)2.0g、合成例11から収得
されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8gを、エチルラ
クタートとブチルアセテートとを30:70の比率で混
合し得られる混合溶媒30gで溶解させた。得られた溶
液を0.2 μm メンブレンフィルタで濾過してポジテ
ィブ作用性のフォトレジスト組成物を収得した。収得し
たフォトレジスト組成物の固形分の含量は25%であ
り、粘度は28〜32cPであった。
感光性化合物(E−1)1.2g、比較合成例1から収
得された感光剤(F−1)0.6g及び合成例11から
収得されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8gを、エチ
ルラクタートとブチルアセテートとを30:70の比率
で混合し得られる混合溶媒30gで溶解させた。得られ
た溶液を0.2 μm メンブレンフィルタで濾過してポ
ジティブ作用性のフォトレジスト組成物を収得した。収
得したフォトレジスト組成物の固形分の含量は25%で
あり、粘度は28〜32cPであった。
感光性化合物(E−1)1.2g、比較合成例3から収
得された感光剤(G−1)0.6g及び合成例11から
収得されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8gを、エチ
ルラクタートとブチルアセテートとを20:80の比率
で混合し得られる混合溶媒30gで溶解させた。得られ
た溶液を0.2 μm メンブレンフィルタで濾過してポ
ジティブ作用性のフォトレジスト組成物を収得した。収
得したフォトレジスト組成物の固形分の含量は25%で
あり、粘度は28−32cPであった。
感光性化合物(A−1)0.2g、合成例9から収得さ
れた第1感光性化合物(E−1)1.8g及び合成例1
1から収得されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8g
を、エチルラクタートとブチルアセテートとを20:8
0の比率で混合し得られる混合溶媒30gで溶解させ
た。得られた溶液を0.2 μm メンブレンフィルタで
濾過してポジティブ作用性のフォトレジスト組成物を収
得した。収得したフォトレジスト組成物の固形分の含量
は25%であり、粘度は28〜32cPであった。
感光性化合物(A−1)1.8g、合成例9から収得さ
れた第1感光性化合物(E−1)0.2g及び合成例1
5から収得されたアルカリ可溶性ノボラック樹脂8g
を、エチルラクタートとブチルアセテートとを20:8
0の比率で混合し得られる混合溶媒30gで溶解させ
た。得られた溶液を0.2 μm メンブレンフィルタで
濾過してポジティブ作用性のフォトレジスト組成物を収
得した。収得したフォトレジスト組成物の固形分の含量
は25%であり、粘度は28〜32cPであった。
組成物の評価前記した実施例1−8及び比較例1−7か
ら得られた各フォトレジスト組成物の評価の為に先ず、
各組成物を使用して次のようにウェハー上にパターンを
形成した。
レジストを使用してパターンを形成するための工程を示
した概略断面図である。図1(a)を参照すると、前記
実施例1−8及び比較例1−7から収得したフォトレジ
スト組成物をスピンコータで900乃至4000のRP
M速度で、シリコンウェハー10の上部に被服させフォ
トレジスト膜12を収得した。次に、前記フォトレジス
ト膜12を90℃温度のホットプレート(hot pl
ate)で60秒に亙ってベーキングした。収得したフ
ォトレジスト膜12の厚さは1.3 μm であった。
スト膜12をI−ライン波長(365nm)用のステッ
パ(stepper)とフォトマスク(示されない)と
を使用してIライン14で選択的に露光させた後、11
0℃温度のホットプレートで60秒に亙ってベーキング
した。
化テトラメチルアンモニウム水溶液を使用して1分間現
像し、水で30秒間洗浄した後、乾燥して露光された部
分を除去して、示したようなシリコンウェハー10の表
面の一部を露出させる開口部16を有するフォトレジス
トパターン12aを収得した。
トパターンを走査電子顕微鏡で観察しフォトレジストパ
ターン12aを評価した。評価の結果を下記の表1に示
す。
ルギー(threshold energy:Eth)
を1.0にした時の相対値を示した。
ない領域での皮膜に対する現像を行った後、光に露出さ
れない領域での皮膜の比率をパーセントで示したことで
ある。
は0.6 μm パターンの断面でウェハーの平面に対し
てレジスト膜が有する角度で示した。
た100 μm レジスト膜のパターンをホットプレート
で5分に亙ってベーキングした後、変形されない温度で
示した。
スト組成物を30℃で120日間保管した後、組成物の
変性(感度の変化、沈殿)の程度で示したことである。前
記表1の溶液安定性のテストで、○は良好、△は普通、
×は不良を意味する。
スト組成物を使用し形成したパターンはレジスト膜の形
態が85度以上の優れたプロファイルを有することが分
かった。これに比べて、第1感光性化合物のみを使用し
た比較例3及び第2感光性化合物のみを使用した比較例
1及び2の場合にはレジスト膜の形態、耐熱性の面で実
施例1乃至8に比べて劣り、溶液の安定性が良くなかっ
た。
と従来の他種類の感光性化合物とを混合した場合にはレ
ジスト膜のプロファイルが良くなく、耐熱性と溶液の安
定性とも十分ではなかった。
比較例6の場合には相対感度と残膜率、パターンプロフ
ァイル、耐熱性及び溶液の安定性が良くなかった。第2
感光性化合物の比率が高過ぎる比較例7の場合、相対感
度は良かったが、耐熱性が劣り、溶液の安定性は普通で
あった。
スト組成物を使用し形成したパターンは比較例1乃至7
によるフォトレジスト組成物を使用し形成したパターン
よりもっと優れ、残膜率、耐熱性及び溶液の安定性の面
でもより優れることが分かる。
m で形成したが、本発明者達の実験の結果、実際に現
場で適用される15000乃至33000Åの厚さを有
するフォトレジスト膜を形成する場合においても、上述
したように優れたプロファイルを有するフォトレジスト
パターンが得ることが出来た。
ト組成物は感度と解像度とが優れ、耐熱性と溶液の安定
性とも優れる。従って、得られるパターンのプロファイ
ルが優れ、他のフォトレジスト組成物に比べて長期間に
亙って安定に保管することが可能である。又、汎用性に
おいて、G−ライン波長の光源とI−ライン波長の光源
との両方を露光用の光源として使用することが出来るの
で、必要によって光源が選択することが出来る。従っ
て、本発明の組成物を使用して半導体パターンを製造す
ると、生産の状況に併せて選択的に露光用の光源が使用
することが出来るので、既存の設備を交替しなくても良
く、量産性が非常に高い。
導体パターンを形成する方法を示す模式的な断面図であ
る。
Claims (20)
- 【請求項1】 構造式(1)で表される第1感光性化合
物30〜70重量部と、構造式(2a)又は(2b)で
表される第2感光性化合物70〜30重量部とを混合し
て得られる感光剤、樹脂及び溶媒を有することを特徴と
するフォトレジスト組成物。 【化1】 【化2】 【化3】 (前記構造式(1)で、R1とR2とは同一又は異なり、
各々水素原子、1,2−ナフトキノンジアジド−4−ス
ルホニルグループ、1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホニルグループ又は1,2−ナフトキノンジアジ
ド−6−スルホニルグループを表し、同時に水素原子を
とらず、n1とn2とは各々0、1、2又は3であり、同
時に0ではなく、前記構造式(2a)及び(2b)でR
3、R4及びR5は同一又は異なり、各々水素原子、1,
2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルグループ、
1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルグルー
プ又は1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホニル
グループを表し、同時に水素原子をとらず、X1a、
X1b、X1c、X1d、X2a、X2b及びX2cは同一又は異な
り、水素原子またはアルキルグループを表し、n3は1
又は2を表す。) - 【請求項2】 前記構造式(1)で表される第1感光性
化合物が2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフ
ェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン
酸塩、2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェ
ノンの1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸
塩または2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフ
ェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−6−スルホン
酸塩からなる群から選ばれたいずれか1つの化合物であ
ることを特徴とする請求項1に記載のフォトレジスト組
成物。 - 【請求項3】 前記構造式(2a)又は(2b)で表さ
れる第2感光性化合物が3−4個のモノヒドロキシアル
キルベンゼン環で構成される非ベンゾフェノンの1,2
−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸塩、非ベンゾ
フェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホ
ン酸塩または非ベンゾフェノンの1,2−ナフトキノン
ジアジド−6−スルホン酸塩からなる群から選ばれたい
ずれか1つの化合物であることを特徴とする請求項1に
記載のフォトレジスト組成物。 - 【請求項4】 前記樹脂はノボラック樹脂であることを
特徴とする請求項1に記載のフォトレジスト組成物。 - 【請求項5】 前記ノボラック樹脂はフェノール類とア
ルデヒドとを酸触媒下で縮合反応させて収得し、ポリス
チレン換算平均分子量が1000乃至20000である
ことを特徴とする請求項4に記載のフォトレジスト組成
物。 - 【請求項6】 前記ノボラック樹脂はm−クレゾール、
p−クレゾール、2,3,5−トリメチルフェノールで
構成されたフェノール化合物とホルムアルデヒドとをシ
ュウ酸の存在下で縮合反応させて収得し、ポリスチレン
換算平均分子量が5000乃至7000であることを特
徴とする請求項5に記載のフォトレジスト組成物。 - 【請求項7】 前記溶媒がエチルラクタート、ブチルア
セテートからなる群から選ばれ、エチルラクタートとブ
チルアセテートとを80:20〜30:70の重量比で
混合して得られる混合溶媒であることを特徴とする請求
項1に記載のフォトレジスト組成物。 - 【請求項8】 前記フォトレジスト組成物内の固体含量
が前記組成物の総量100重量部に対して20〜80重
量部であることを特徴とする請求項1に記載のフォトレ
ジスト組成物。 - 【請求項9】 前記第1及び第2感光性化合物の総使用
量は前記樹脂100重量部に対して10〜100重量部
であることを特徴とする請求項1に記載のフォトレジス
ト組成物。 - 【請求項10】 前記構造式(1)の第1感光性化合物
はエステル化の比率が40〜100%であり、前記構造
式(2a)又は(2b)の第2感光性化合物はエステル
化の比率が20〜90%であることを特徴とする請求項
1に記載のフォトレジスト組成物。 - 【請求項11】 粘度が20〜32cPであることを特
徴とする請求項1に記載のフォトレジスト組成物。 - 【請求項12】 i)構造式(1')で表されるポリオ
ル化合物と、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スル
ホニルクロライド、1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホニルクロライド、又は1,2−ナフトキノンジ
アジド−6−スルホニルクロライドとをエステル化反応
させて、構造式(1)で表される第1感光性化合物を収
得する段階と、 ii)構造式(2a')または(2b')で表されるポリ
オル化合物と、1,2−ナフトキノンジアジド−4−ス
ルホニルクロライド、1,2−ナフトキノンジアジド−
5−スルホニルクロライド、又は1,2−ナフトキノン
ジアジド−6−スルホニルクロライドとをエステル化反
応させて、構造式(2a)または(2b)で表される第
2感光性化合物を収得する段階と、 iii)前記第1感光性化合物の30〜70重量部及び
前記第2感光性化合物の70〜30重量部で混合し構成
された感光剤及び樹脂を溶媒に溶解させる段階と、 を含むことを特徴とするフォトレジスト組成物の製造方
法。 【化1】 【化4】 【化2】 【化5】 【化3】 【化6】 (前記構造式(1)及び(1')で、R1とR2とは同一
又は異なり、各々水素原子、1,2−ナフトキノンジア
ジド−4−スルホニルグループ、1,2−ナフトキノン
ジアジド−5−スルホニルグループ又は1,2−ナフト
キノンジアジド−6−スルホニルグループを表し、同時
に水素原子をとらず、n1とn2とは各々0、1、2又は
3であり、同時に0ではなく、前記構造式(2a)、
(2a')及び(2b)(2b')でR3、R4及びR5は
同一又は異なり、各々水素原子、1,2−ナフトキノン
ジアジド−4−スルホニルグループ、1,2−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホニルグループ又は1,2−ナ
フトキノンジアジド−6−スルホニルグループを表し、
同時に水素原子をとらず、X1a、X1b、X1c、X1d、X
2a、X2b及びX2cは同一又は異なり、水素原子またはア
ルキルグループを表し、n3は1又は2を表す。) - 【請求項13】 前記段階i)及びii)のエステル化
の反応はジオキサン類、エーテル類及びケトン類からな
る群から選ばれた1つ又は2つ以上の混合物で構成され
たエステル化の溶媒中で行われることを特徴とする請求
項12に記載のフォトレジスト組成物の製造方法。 - 【請求項14】 前記エステル化の溶媒の重量は、前記
構造式(1')で表されるポリオル化合物または構造式
(2a')又は(2b')で表されるポリオル化合物と、
1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロラ
イド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニル
クロライド、又は1,2−ナフトキノンジアジド−6−
スルホニルクロライドとの総重量の2〜6倍であること
を特徴とする請求項13に記載のフォトレジスト組成物
の製造方法。 - 【請求項15】 前記段階i)及びii)のエステル化
の反応は塩基としてトリメチルアミン、トリエチルアミ
ン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチルアニリ
ン、N,N−ジエチルアニリン及びピリジンからなる群
から選ばれた少なくとも1つのアミンの存在下で行われ
ることを特徴とする請求項12に記載のフォトレジスト
組成物の製造方法。 - 【請求項16】 前記段階i)及びii)のエステル化
の反応で使用される塩基の量は1,2−ナフトキノンジ
アジド−4−スルホニルクロライド、1,2−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホニルクロライド、又は1,2
−ナフトキノンジアジド−6−スルホニルクロライドの
量の1〜5モル比で使用されることを特徴とする請求項
15に記載のフォトレジスト組成物の製造方法。 - 【請求項17】 前記樹脂はm−クレゾール、p−クレ
ゾール、2,3,5−トリメチルフェノールからなるフ
ェノール化合物をホルムアルデヒドと縮合反応させ製造
したノボラック樹脂であることを特徴とする請求項12
に記載のフォトレジスト組成物の製造方法。 - 【請求項18】 構造式(1)で表される第1感光性化
合物の30〜70重量部及び構造式(2a)または(2
b)で表れる第2感光性化合物の70〜30重量部を混
合し得られる感光剤、樹脂と溶媒とを有するフォトレジ
スト組成物を基板上に塗布しフォトレジスト膜を形成す
る段階と、 前記フォトレジスト膜を光源を使用し選択的に露光する
段階と、 前記露光されたフォトレジスト膜を現像しフォトレジス
トパターンを形成する段階と、 を含むことを特徴とする半導体パターンの形成方法。 【化1】 【化2】 【化3】 (前記構造式(1)で、R1とR2とは同一又は異なり、
各々水素原子、1,2−ナフトキノンジアジド−4−ス
ルホニルグループ、1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホニルグループ又は1,2−ナフトキノンジアジ
ド−6−スルホニルグループを表し、同時に水素原子を
とらず、n1とn2とは各々0、1、2又は3であり、同
時に0ではなく、前記構造式(2a)及び(2b)でR
3、R4及びR5は同一又は異なってもよく、各々水素原
子、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルグ
ループ、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニ
ルグループ又は1,2−ナフトキノンジアジド−6−ス
ルホニルグループを表し、同時に水素原子をとらず、X
1a、X1b、X1c、X1d、X2a、X2b及びX2cは同一又は
異なり、水素原子またはアルキルグループを表し、n3
は1又は2を表す。) - 【請求項19】 前記光源が365nm以下の波長を有
する光源であることを特徴とする請求項18に記載の半
導体パターンの形成方法。 - 【請求項20】 前記組成物の粘度が28〜32cPで
あり、前記基板の回転速度が900〜4000RPMで
あり、形成されたフォトレジスト膜の厚さが15000
〜33000Åであることを特徴とする請求項18に記
載の半導体パターンの形成方法。
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