JP2624541B2 - New positive photosensitive composition - Google Patents

New positive photosensitive composition

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JP2624541B2
JP2624541B2 JP1155760A JP15576089A JP2624541B2 JP 2624541 B2 JP2624541 B2 JP 2624541B2 JP 1155760 A JP1155760 A JP 1155760A JP 15576089 A JP15576089 A JP 15576089A JP 2624541 B2 JP2624541 B2 JP 2624541B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新規なポジ型感光性組成物、さらに詳しく
は、特に露光処理時に発生するアルミニウムなどの基板
からのハレーションを防止し、形状安定性や寸法安定性
の良好なレジストパターンを与えることができ、しかも
感度が高く、例えば半導体素子製造用などの微細加工用
として好適なポジ型感光性組成物に関するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel positive photosensitive composition, and more particularly, to a method for preventing halation from a substrate such as aluminum which is generated particularly during an exposure process, and improving shape stability and the like. The present invention relates to a positive photosensitive composition which can provide a resist pattern having good dimensional stability, has high sensitivity, and is suitable for fine processing, for example, for manufacturing semiconductor devices.

従来の技術 近年、トランジスタ、IC、LSIなどの半導体素子は、
ホトエッチング法によって製造されている。このホトエ
ッチング法は、シリコンウエハー上にホトレジスト層を
形成し、その上に所望のパターンを有するマスクを重ね
て露光し、現像して画像を形成させたのち、露出した基
板をエッチングし、次いで選択拡散を行う方法である。
そして、通常このような工程を数回繰り返して選択拡散
を行ったのち、アルミニウム電極配線処理を施して半導
体の電子部品が作成される。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices such as transistors, ICs, and LSIs have
It is manufactured by the photo etching method. In this photo-etching method, a photoresist layer is formed on a silicon wafer, a mask having a desired pattern is overlaid thereon, exposed and developed, an image is formed by developing, and then the exposed substrate is etched, and then selected. This is a method of performing diffusion.
Usually, after such a process is repeated several times to perform selective diffusion, an aluminum electrode wiring process is performed to produce a semiconductor electronic component.

このような半導体素子の製造においては、選択拡散を
数回行えば、その表面は通常1μm以上の段差を生じ、
これにパッシベーションを施せば段差はさらに大きくな
る。
In the manufacture of such a semiconductor device, if selective diffusion is performed several times, the surface usually has a step of 1 μm or more,
If passivation is applied to this, the step will be further increased.

このような段差のある表面にアルミニウム配線を施す
には、該表面にアルミニウムを真空蒸着し、これをホト
エッチング法によりエッチングする必要があるが、表面
に真空蒸着したアルミニウム上にホトレジスト層を形成
し、露光を行った場合には、アルミニウム表面からのハ
レーションが大きく、特に前記の段差部分において、基
板面に垂直に入射してきた活性光線がその段部の傾斜面
で乱反射を起こし、そのため数μmの細い線部のパター
ンを正確に再現することができないという欠点があっ
た。
In order to provide aluminum wiring on a surface having such a step, it is necessary to vacuum-deposit aluminum on the surface and etch it by a photoetching method.However, a photoresist layer is formed on the vacuum-deposited aluminum on the surface. In the case of exposure, the halation from the aluminum surface is large, and in particular, in the above-mentioned step portion, the active light beam which is perpendicularly incident on the substrate surface causes irregular reflection on the inclined surface of the step portion. There is a disadvantage that the pattern of the thin line portion cannot be accurately reproduced.

そこで、このようなハレーションを防止するために、
これまで種々の方法が試みられてきた。その1つとし
て、ホトレジストに吸光性染料、例えば分子中に水酸基
を少なくとも1個有する特定のアゾ化合物を配合したも
のが知られている(特開昭59−142538号公報)。
Therefore, in order to prevent such halation,
Various methods have been tried so far. As one of them, a compound in which a light-absorbing dye, for example, a specific azo compound having at least one hydroxyl group in a molecule is blended with a photoresist is known (JP-A-59-142538).

しかしながら、この吸光性染料を添加したホトレジス
トは、従来のホトレジストに比べて、ハレーション防止
作用は著しく向上するものの、近年の半導体産業におけ
る急速な加工寸法の微細化に対応するためには、わずか
なハレーションも問題となり、必ずしも十分に満足しう
るものとはいえない。さらに、段差を有する基板上で
は、塗布するポジ型ホトレジストの膜厚が、段差凸部と
凹部とで異なり、段差凸部上の膜圧の薄い部分は凹部上
の膜厚の厚い部分に比べて、露光オーバーになりやすい
ために、わずかなハレーションでも、現像の際、膜厚の
薄い部分のレジストパターンが細くなったり、パターン
の断面形状が変形したり、レジストパターンの寸法安定
性が劣化したり、あるいはレジストパターンが微細な場
合には断線してしまうなどの欠点を有し、微細なパター
ン形成に対応できないという問題を有しているばかりで
なく、ハレーションを防止するためにホトレジストに吸
光性染料を添加すると、露光時に吸光性染料が活性光線
を吸収してホトレジストの感度を低下させ、半導体素子
などの製造工程におけるスループットを下げる原因にな
り実用的ではない。
However, although the photoresist to which this light-absorbing dye is added significantly improves the antihalation effect as compared with the conventional photoresist, the photoresist has a slight halation in order to cope with the rapid miniaturization of processing dimensions in the recent semiconductor industry. Is also a problem and is not always fully satisfactory. Further, on a substrate having a step, the thickness of the positive photoresist to be applied is different between the step protrusion and the recess, and the thin film portion on the step protrusion has a smaller film thickness than the thick film on the recess. Due to the tendency to overexposure, even a slight halation may cause the resist pattern in the thin part to become thinner during development, deform the cross-sectional shape of the pattern, or deteriorate the dimensional stability of the resist pattern during development. In addition, not only has the disadvantage that the resist pattern is broken when the resist pattern is fine, it is not possible to cope with the formation of a fine pattern, but also the light-absorbing dye is added to the photoresist to prevent halation. When light is added, the light-absorbing dye absorbs actinic light during exposure, lowers the sensitivity of the photoresist, and reduces the throughput in the manufacturing process of semiconductor devices. That it is not practical cause.

また、基板上にハレーション防止及び平坦化の作用を
有する有機膜を形成させる、いわゆる多層法によって寸
法安定性の優れたレジストパターンを得る方法も知られ
ているが、この方法はプロセス的に多くの工程を含み、
走査が煩雑になるのを避けられない。
Further, a method of forming a resist pattern having excellent dimensional stability by a so-called multilayer method of forming an organic film having an action of preventing halation and flattening on a substrate is also known. However, this method has many processes. Process
Scanning is inevitably complicated.

さらに、クルクミンの1,2−ナフトキノジアジドスル
ホン酸エステルを光活性化合物として用いたホトレジス
ト組成物が開示されているが(特開昭63−267941号公
報)、この組成物は露光部における透光性が極めて悪い
ことから、露光時間を長くしなければならず、得られる
レジストパターンの断面形状はスソ引きのあるものにな
りやすく、プロフィル形状が悪いという欠点を有してい
る。
Further, a photoresist composition using 1,2-naphthoquinodiazide sulfonic acid ester of curcumin as a photoactive compound has been disclosed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-26741 / 1988). Since the lightness is extremely poor, the exposure time must be lengthened, and the cross-sectional shape of the obtained resist pattern tends to be susceptible to pulling, and has the disadvantage that the profile shape is poor.

したがって、近年の微細加工化に対応するため、単層
で寸法安定性の良好なレジストパターンを形成すること
ができ、かつハレーション防止効果及び感度が高い上、
プロフィル形状の優れたポジ型感光性組成物の開発が強
く望まれている。
Therefore, in order to cope with recent microfabrication, it is possible to form a resist pattern with good dimensional stability in a single layer, and has a high antihalation effect and high sensitivity.
There is a strong demand for the development of a positive photosensitive composition having an excellent profile.

発明が解決しようとする課題 本発明は、半導体素子製造分野において急速に進行し
ている加工寸法の微細化に対応するために、前記した従
来技術の欠点を克服し、プロフィル形状及び寸法安定性
の優れたレジストパターンを形成しうるとともに、ハレ
ーション防止効果及び感度の高いポジ型感光性組成物を
提供することを目的としてなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention overcomes the above-mentioned drawbacks of the prior art in order to cope with the rapidly progressing miniaturization of processing dimensions in the field of semiconductor device manufacturing, and to improve the profile shape and dimensional stability. An object of the present invention is to provide a positive photosensitive composition which can form an excellent resist pattern and has a high antihalation effect and high sensitivity.

課題を解決するための手段 本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を
重ねた結果、従来のポリ型ホトレジストに、特定のアゾ
メチン化合物の1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸
エステルを配合させることにより、その目的を達成しう
ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成する
に至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, a 1,2-naphthoquinonediazidosulfonic acid ester of a specific azomethine compound was added to a conventional poly-type photoresist. By doing so, they found that the object could be achieved, and based on this finding, completed the present invention.

すなわち、本発明は、(A)ポジ型ホトレジストに、
(B)一般式 (式中のR1は水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ
基、シアノ基、炭素数1〜3のアルキル基、又は炭素数
1〜3のアルコキシ基、R2は水素原子、ハロゲン原子、
ニトロ基、シアノ基、炭素数1〜3のアルキル基、又は
炭素数1〜3のアルコキシ基、R3及びR4はそれぞれ炭素
数が1〜3のアルキル基であり、それらは同一であって
もよいし、たがいに異なっていてもよい) で表わされるアゾメチン化合物の1,2−ナフトキノンジ
アジドスルホン酸エステルを配合して成るポジ型感光性
組成物を提供するものである。
That is, the present invention relates to (A) a positive photoresist,
(B) General formula (Wherein R 1 is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, R 2 is a hydrogen atom, a halogen atom,
A nitro group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, each of R 3 and R 4 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, Or a different type of azomethine compound represented by the formula (1), wherein the azomethine compound is 1,2-naphthoquinonediazidosulfonic acid ester.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明組成物において、(A)成分として用いられる
ポジ型ホトレジストについては特に制限はなく、通常使
用されているものの中から任意に選ぶことができるが、
好ましいものとしては、感光性物質と被膜形成物質とか
ら成るものを挙げることができる。
In the composition of the present invention, the positive photoresist used as the component (A) is not particularly limited, and can be arbitrarily selected from commonly used ones.
Preferred examples include those comprising a photosensitive substance and a film-forming substance.

該感光性物質としては、キノンジアジド基含有化合
物、例えばオルトベンゾキノンジアジド、オルトナフト
キノンジアジド、オルトアントラキノンジアジドなどの
キノンジアジド類のスルホン酸とフェノール性水酸基又
はアミノ基を有する化合物とを部分若しくは完全エステ
ル化、あるいは部分若しくは完全アミド化したものが挙
げられ、前記のフェノール性水酸基又はアミノ基を有す
る化合物としては、例えば2,3,4−トリヒドロキシベン
ゾフェノン、2,2′,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフ
ェノン、2,3,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン
などのポリヒドロキシベンゾフェノン、あるいは没食子
酸アルキル、没食子酸アリール、フェノール、p−メト
キシフェノール、ジメチルフェノール、ヒドロキノン、
ビスフェノールA、ナフトール、ピロカテコール、ピロ
ガロール、ピロガロールモノメチルエーテル、ピロガロ
ール−1,3−ジメチルエーテル、没食子酸、水酸基を一
部残しエステル化又はエーテル化された没食子酸、アニ
リン、p−アミノジフェニルアミンなどが挙げられる。
As the photosensitive substance, a quinonediazide group-containing compound, for example, orthobenzoquinonediazide, orthonaphthoquinonediazide, orthoanthraquinonediazide and the like, a sulfonic acid of a quinonediazide and a compound having a phenolic hydroxyl group or an amino group, or Partially or completely amidated ones are mentioned.Examples of the compound having a phenolic hydroxyl group or an amino group include, for example, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, Polyhydroxybenzophenone such as 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, or alkyl gallate, aryl gallate, phenol, p-methoxyphenol, dimethylphenol, hydroquinone,
Bisphenol A, naphthol, pyrocatechol, pyrogallol, pyrogallol monomethyl ether, pyrogallol-1,3-dimethylether, gallic acid, gallic acid esterified or etherified leaving some hydroxyl groups, aniline, p-aminodiphenylamine and the like. .

また、このポジ型ホトレジストに配合される被膜形成
物質としては、例えばフェノール、クレゾールやキシレ
ノールなどとアルデヒド類とから得られるノボラック樹
脂、アクリル樹脂、スチレンとアクリル酸との共重合
体、ヒドロキシスチレンの重合体、ポリビニルヒドロキ
シベンゾエート、ポリビニルヒドロキシベンザルなどの
アルカリ可溶性樹脂が有効である。
Examples of the film-forming substance blended in the positive photoresist include, for example, a novolak resin obtained from phenol, cresol or xylenol, and an aldehyde, an acrylic resin, a copolymer of styrene and acrylic acid, and a polymer of hydroxystyrene. An alkali-soluble resin such as coalescing, polyvinylhydroxybenzoate, and polyvinylhydroxybenzal is effective.

本発明組成物における好ましいポジ型ホトレジストと
しては、被膜形成物質としてクレゾールノボラック樹脂
を用いたものを挙げることができる。このクレゾールノ
ボラック樹脂として、特に好ましいものはm−クレゾー
ル10〜45重量%とp−クレゾール90〜55重量%との混合
クレゾールから得られたものである。そして、さらに好
ましいクレゾールノボラック樹脂としては、次の2種の
クレゾールノボラック樹脂を混合したもの、すなわちm
−クレゾール60〜80重量%とp−クレゾール40〜20重量
%との混合クレゾールから得られた重量平均分子量5000
以上(ポリスチレン換算)のクレゾールノボラック樹脂
と、m−クレゾール10〜40重量%とp−クレゾール90〜
60重量%との混合クレゾールから得られた重量平均分子
量5000以下(ポリスチレン換算)のクレゾールノボラッ
ク樹脂とを、クレゾール換算でm−クレゾール30〜46.5
重量%及びp−クレゾール70〜53.5重量%になるような
割合で混合したものを挙げることができる。また、これ
らのクレゾールノボラック樹脂の製造には、m−クレゾ
ール及びp−クレゾールが使用されるが、必要に応じて
o−クレゾールやキシレノールなどを配合したものを使
用できる。
Preferred positive photoresists in the composition of the present invention include those using a cresol novolak resin as a film-forming substance. Particularly preferred cresol novolak resins are those obtained from a mixed cresol of 10-45% by weight of m-cresol and 90-55% by weight of p-cresol. As a more preferred cresol novolak resin, a mixture of the following two types of cresol novolak resins, that is, m
A weight average molecular weight of 5000 obtained from a mixed cresol of 60 to 80% by weight of cresol and 40 to 20% by weight of p-cresol
The cresol novolak resin described above (in terms of polystyrene), m-cresol 10 to 40% by weight and p-cresol 90 to
A cresol novolak resin having a weight average molecular weight of 5,000 or less (in terms of polystyrene) obtained from a mixed cresol with 60% by weight of m-cresol 30 to 46.5 in terms of cresol.
% And 70 to 53.5% by weight of p-cresol. In addition, m-cresol and p-cresol are used for the production of these cresol novolak resins, but those containing o-cresol, xylenol and the like can be used as necessary.

このようなクレゾールノボラック樹脂を被膜形成物質
として使用することで、より寸法精度及び寸法安定性に
優れたレジストパターンを得ることができる。
By using such a cresol novolak resin as a film-forming substance, a resist pattern having more excellent dimensional accuracy and dimensional stability can be obtained.

本発明組成物に用いられるポジ型ホトレジストにおい
ては、前記感光性物質は、被膜形成物質に対して、通常
10〜40重量%の割合で配合される。この量が10重量%未
満では所望の断面形状を有するレジストパターンが得ら
れにくくて実用的でないし、40重量%を超えると感度が
著しく劣化する傾向か生じ、好ましくない。
In the positive photoresist used in the composition of the present invention, the photosensitive substance is usually
It is blended in a ratio of 10 to 40% by weight. If this amount is less than 10% by weight, it is difficult to obtain a resist pattern having a desired cross-sectional shape, which is not practical. If it exceeds 40% by weight, sensitivity tends to be remarkably deteriorated, which is not preferable.

本発明組成物においては、前記(A)成分のポジ型ホ
トレジストに、(B)成分として、一般式 (式中のR1,R2,R3及びR4は前記と同じ意味をもつ) で表わされるアゾメチン化合物の1,2−ナフトキノンジ
アジドスルホン酸エステルを配合することが必要であ
る。
In the composition of the present invention, the component (B) is added to the positive photoresist of the component (A) by a general formula (Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 have the same meanings as described above). It is necessary to compound 1,2-naphthoquinonediazidosulfonic acid ester of an azomethine compound represented by the following formula:

このようなエステルは例えば、前記一般式(I)で表
わされるアゾメチン化合物と1,2−ナフトキノンジアジ
ド−4−スルホン酸又は1,2−ナフトキノンジアジド−
5−スルホン酸とのエステル化反応による反応生成物と
して得ることができる。具体的には、一般式(I)で表
わされるアゾメチン化合物と1,2−ナフトキノンジアジ
ド−4−スルホニルクロリド又は1,2−ナフトキノンジ
アジド−5−スルホニルクロリドとを適当な溶媒、例え
ばN,N−ジメチルアセトアミドなどに溶解し、トリエタ
ノールアミンなどの触媒の存在下にエステル化反応させ
ることによって製造することができる。また前記一般式
(I)で表わされるアゾメチン化合物としては、例えば
4−ヒドロキシ−4′−ジエチルアミノベンジリデンア
ニリン、3−ヒドロキシ−4′−ジエチルアミノベンジ
リデンアニリン、2−ヒドロキシ−4′−ジエチルアミ
ノベンジリデンアニリン、2,4−ジヒドロキシ−4′−
ジエチルアミノベンジリデンアニリン、5−クロロ−2
−ヒドロキシ−4′−ジエチルアミノベンジリデンアニ
リン、4−ヒドロキシ−3−ニトロ−4′−ジエチルア
ミノベンジリデンアニリン、4−ヒドロキシ−2−メチ
ル−4′−ジエチルアミノベンジリデンアニリン、3−
ヒドロキシ−4−メトキシ−4′−ジエチルアミノベン
ジリデンアニリン、4−ヒドロキシ−4′−ジメチルア
ミノベンジリデンアニリンなどを挙げることができる
が、これらのアゾメチン化合物の中で特に4−ヒドロキ
シ−4′−ジメチルアミノベンジリデンアニリン、4−
ヒドロキシ−4′−ジエチルアミノベンジリデンアニリ
ン及び2,4−ジヒドロキシ−4′−ジエチルアミノベン
ジリデンアニリンが好ましい。これらのアゾメチン化合
物は、それぞれ単独で用いてもよいし、2種以上組み合
わせて用いてもよい。
Such an ester is, for example, an azomethine compound represented by the above general formula (I) and 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid or 1,2-naphthoquinonediazide-
It can be obtained as a reaction product by an esterification reaction with 5-sulfonic acid. Specifically, an azomethine compound represented by the general formula (I) and 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride are mixed with a suitable solvent such as N, N- It can be produced by dissolving in dimethylacetamide or the like and subjecting it to an esterification reaction in the presence of a catalyst such as triethanolamine. Examples of the azomethine compound represented by the general formula (I) include 4-hydroxy-4'-diethylaminobenzylideneaniline, 3-hydroxy-4'-diethylaminobenzylideneaniline, 2-hydroxy-4'-diethylaminobenzylideneaniline, , 4-dihydroxy-4'-
Diethylaminobenzylideneaniline, 5-chloro-2
-Hydroxy-4'-diethylaminobenzylideneaniline, 4-hydroxy-3-nitro-4'-diethylaminobenzylideneaniline, 4-hydroxy-2-methyl-4'-diethylaminobenzylideneaniline, 3-
Examples thereof include hydroxy-4-methoxy-4'-diethylaminobenzylideneaniline and 4-hydroxy-4'-dimethylaminobenzylideneaniline. Among these azomethine compounds, 4-hydroxy-4'-dimethylaminobenzylidene is particularly preferred. Aniline, 4-
Hydroxy-4'-diethylaminobenzylideneaniline and 2,4-dihydroxy-4'-diethylaminobenzylideneaniline are preferred. These azomethine compounds may be used alone or in combination of two or more.

本発明組成物における(B)成分の前記一般式(I)
で表わされるアゾメチン化合物の1,2−ナフトキノンジ
アジドスルホン酸エステルは、通常、前記に例示した製
造方法により得られるエステル化反応生成物が用いられ
るが、平均エステル化度が55%以上、好ましくは75%以
上のものを用いるのが有利である。平均エステル化度が
55%未満のものでは、断面形状の良好なレジストパター
ンが形成されにくいので好ましくない。なお、このエス
テル化反応生成物の平均エステル化度は、液体クロマト
グラフィを用いた分析により算出することができる。
The component (B) in the composition of the present invention has the above general formula (I)
As the 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester of the azomethine compound represented by the formula (I), an esterification reaction product obtained by the above-mentioned production method is usually used, and the average degree of esterification is 55% or more, preferably 75% or more. % Or more is advantageously used. Average degree of esterification
If it is less than 55%, it is difficult to form a resist pattern having a good sectional shape, which is not preferable. The average degree of esterification of the esterification reaction product can be calculated by analysis using liquid chromatography.

本発明組成物においては、(B)成分の前記ナフトキ
ノンジアジドスルホン酸エステルは、前記(A)成分の
ポジ型ホトレジストの固形分(ポジ型ホトレジスト中に
含まれる感光性物質と被膜形成物質との合計量)に対し
て、0.5〜20重量%、好ましくは1〜10重量%の割合で
配合することが望ましい。この配合量が0.5重量%未満
ではハレーション防止効果が十分に発揮されないし、20
重量%を超えるとレジストパターンの断面形状が変化す
る傾向が生じ好ましくない。
In the composition of the present invention, the naphthoquinonediazidesulfonic acid ester of the component (B) is used as a solid component of the positive photoresist of the component (A) (total of the photosensitive substance and the film-forming substance contained in the positive photoresist). The amount is preferably 0.5 to 20% by weight, and more preferably 1 to 10% by weight. If the amount is less than 0.5% by weight, the effect of preventing halation will not be sufficiently exhibited.
Exceeding the weight percentage tends to change the cross-sectional shape of the resist pattern, which is not preferable.

本発明のポジ型感光性組成物には、必要に応じ、相容
性のある他の染料、例えばクルクミン、クマリン系染料
などを添加してもよいし、さらに、他の添加物、例えば
付加的樹脂、可塑剤、安定剤あるいは現像して得られる
パターンをより一層可視的にするための着色剤などの慣
用されているものを添加含有させることもできる。
In the positive photosensitive composition of the present invention, if necessary, other compatible dyes such as curcumin and coumarin-based dyes may be added, and further, other additives such as additional A commonly used material such as a resin, a plasticizer, a stabilizer or a coloring agent for making the pattern obtained by development more visible can be added.

本発明のポジ型感光性組成物は、適当な溶剤に、前記
の感光性物質、被膜形成物質、前記一般式(I)で表さ
れるアゾメチン化合物のエステル化物及び必要に応じて
用いられる添加成分をそれぞれ所要量溶解し、溶液の形
で用いるのが有利である。
The positive photosensitive composition of the present invention is prepared by adding an appropriate solvent to the photosensitive substance, the film-forming substance, the esterified product of the azomethine compound represented by the general formula (I), and optional components used as necessary. Are dissolved in the respective required amounts and used in the form of a solution.

このような溶剤の例としては、アセトン、メチルエチ
ルケトン、シクロヘキサン、イソアミルケトンなどのケ
トン類:エチレングリコール、プロピレングリコール、
エチングリコールモノアセテート、ジエチレングリコー
ル又はジエチレングリコールモノアセテートのモノメチ
ルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテ
ル、モノイソプロピルエーテル、モノブチルエーテル又
はモノフェニルエーテルなどの多価アルコール類及びそ
の誘導体:ジオキサンのような環式エーテル類:酢酸メ
チル、酢酸エチル、酢酸ブチル乳酸エチルなどのエステ
ル類:及びN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどの非プ
ロトン性極性溶剤を挙げることができる。これらは単独
で用いてもよいし、また2種以上混合して用いてもよ
い。
Examples of such solvents include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexane, isoamyl ketone: ethylene glycol, propylene glycol,
Polyhydric alcohols such as ethyne glycol monoacetate, diethylene glycol or diethylene glycol monoacetate, such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monoisopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether, and derivatives thereof: cyclic ethers such as dioxane : Esters such as methyl acetate, ethyl acetate and ethyl butyl lactate: and aprotic polar solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone. . These may be used alone or as a mixture of two or more.

次に、本発明組成物の好適な使用方法について1例を
示せば、まず例えばシリコンウエハーのような基板上
に、前記の被膜形成物質、感光性物質、前記一般式
(I)で表わされるアゾメチン化合物の1,2−ナフトキ
ノンジアジドスルホン酸エステル及び必要に応じて添加
する各種染料、添加剤を前記溶剤に溶かした溶液をスピ
ンナーなどで塗布し、乾燥して感光層を形成したのち、
縮小投影露光装置などを用い、所要のマスクを介して露
光する。次いで、これを現像液、例えば2〜5重量%の
テトラメチルアンモニウムヒドロキシドやコリンの水溶
液を用いて現像処理することにより、露光によって可溶
化した部分が選択的に溶解除去されたマスクパターンに
忠実な画像を得ることができる。
Next, an example of a preferred method of using the composition of the present invention will be described. First, the film-forming substance, the photosensitive substance, and the azomethine represented by the general formula (I) are formed on a substrate such as a silicon wafer. After applying a solution in which 1,2-naphthoquinonediazidosulfonic acid ester of the compound and various dyes to be added as necessary and additives are dissolved in the above-mentioned solvent by a spinner or the like, and drying to form a photosensitive layer,
Exposure is performed through a required mask using a reduction projection exposure apparatus or the like. Then, this is developed using a developing solution, for example, an aqueous solution of 2 to 5% by weight of tetramethylammonium hydroxide or choline, so that the portion solubilized by exposure is faithfully conformed to the mask pattern in which the portion selectively dissolved and removed. Image can be obtained.

発明の効果 本発明のポジ型感光性組成物は、特定のアゾメチン化
合物の1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル
をポジ型ホトレジストに添加配合したことにより活性光
線の露光部でのアルカリ現像液に対する溶解性が向上
し、逆に非露光部でのアルカリ現像液に対する溶解性を
抑制することができるため、寸法安定性及び寸法精度の
極めて優れたレジストパターンを得ることができる。ハ
レーションを防止するために使用される従来の各種添加
剤と比較し、本発明で使用する特定のアゾメチン化合物
の1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルは、
ポジ型ホトレジストに添加しても、ホトレジストの感度
を低下させないため、半導体素子などの製造工程におけ
るスループットを低下させずに、極めて実用的である。
Effect of the Invention The positive photosensitive composition of the present invention is prepared by adding a 1,2-naphthoquinonediazidosulfonic acid ester of a specific azomethine compound to a positive photoresist and blending the same with an alkali developing solution in an active light exposure area. In addition, the solubility can be improved, and conversely, the solubility in the alkali developing solution in the non-exposed area can be suppressed, so that a resist pattern having extremely excellent dimensional stability and dimensional accuracy can be obtained. Compared with various conventional additives used to prevent halation, the 1,2-naphthoquinonediazidosulfonic acid ester of the specific azomethine compound used in the present invention is:
Even if it is added to a positive photoresist, it does not lower the sensitivity of the photoresist, so that it is extremely practical without lowering the throughput in the manufacturing process of semiconductor devices and the like.

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。
Examples Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
The present invention is not limited in any way by these examples.

製造例1 4−ヒドロキシ−4′−ジエチルアミノベンジリデン
アニリン10g及び1,2−ナフトキノンジアジド−5−スル
ホニルクロリド8.1gをN,N−ジメチルアセトアミド350g
に溶解し、これにトリエタノールアミン8gをN,N−ジメ
チルアセトアミド32gに溶解したものを十分にかきまぜ
ながら、1時間かけて滴下した。次いで35重量%塩酸25
gをイオン交換水1000gで希釈した希塩酸溶液を加えて反
応物を析出させ、得られた析出物をイオン交換水でよく
洗浄し、水分除去後乾燥することで、4−ヒドロキシ−
4′−ジエチルアミノベンジリデンアニリンのエステル
化物(平均エステル化度80%)を得た。
Production Example 1 4-hydroxy-4'-diethylaminobenzylideneaniline (10 g) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride (8.1 g) were mixed with N, N-dimethylacetamide (350 g).
And 8 g of triethanolamine dissolved in 32 g of N, N-dimethylacetamide was added dropwise thereto over 1 hour with sufficient stirring. Then 35% by weight hydrochloric acid 25
The reaction product was precipitated by adding a dilute hydrochloric acid solution diluted with 1000 g of ion-exchanged water to precipitate a reaction product.The resulting precipitate was thoroughly washed with ion-exchanged water, dried after removing water, and dried.
An ester of 4'-diethylaminobenzylideneaniline (average degree of esterification 80%) was obtained.

製造例2 製造例1において、1,2−ナフトキノンジアジド−5
−スルホニルクロリドの使用量を2.7gとした以外は、製
造例1と全く同様にして、エステル化物(平均エステル
化度25%)を得た。
Production Example 2 In Production Example 1, 1,2-naphthoquinonediazide-5
An esterified product (average degree of esterification: 25%) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of -sulfonyl chloride used was changed to 2.7 g.

製造例3 製造例1において、1,2−ナフトキノンジアジド−4
−スルホニルクロリド5.4gを使用した以外は、実施例1
と同様にして、エステル化物(平均エステル化度50%)
を得た。
Production Example 3 In Production Example 1, 1,2-naphthoquinonediazide-4
Example 1 except that 5.4 g of sulfonyl chloride were used
In the same manner as above (esterification degree 50%)
I got

製造例4 製造例1において、1,2−ナフトキノンジアジド−4
−スルホニルクロリド10.8gを使用した以外は、製造例
1と同様にして、エステル化物(平均エステル化度100
%)を得た。
Production Example 4 In Production Example 1, 1,2-naphthoquinonediazide-4
-An esterified product (average degree of esterification of 100) was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that 10.8 g of sulfonyl chloride was used.
%).

製造例5 製造例1において、4−ヒドロキシ−3−ニトロ−
4′−ジエチルアミノベンジリデンアニリン10gを使用
した以外は、製造例1と同様にして、エステル化物(平
均エステル化度75%)を得た。
Production Example 5 In Production Example 1, 4-hydroxy-3-nitro-
An esterified product (average degree of esterification: 75%) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that 10 g of 4'-diethylaminobenzylideneaniline was used.

実施例1 クレゾールノボラック樹脂と感光性物質としてのo−
ナフトキノンジアジド化合物を含むポジ型ホトレジスト
であるOFPR−800(商品名、東京応化工業社製:固形分
含有量27重量%)を使用し、この固形分に対し、製造例
1で得られたエステル化物3重量%を配合したのち、メ
ンブランフィルターでろ過することで塗布液を調製し
た。この塗布液を1.0μmの段差を有する4インチシリ
コンウエハー上にアルミニウムを蒸着した基板上にスピ
ンナーを使用して、膜厚2.0μmとなるように塗布した
のち、ホットプレート上に載置し110℃で90秒間プレベ
ーキングして被膜を形成した。
Example 1 Cresol novolak resin and o- as photosensitive material
Using OFPR-800 (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd .: solid content 27% by weight) which is a positive photoresist containing a naphthoquinonediazide compound, and using the solid content, the esterified product obtained in Production Example 1 After blending 3% by weight, the solution was filtered through a membrane filter to prepare a coating solution. This coating solution was applied on a 4-inch silicon wafer having a step of 1.0 μm on a substrate on which aluminum was vapor-deposited to a thickness of 2.0 μm using a spinner and then placed on a hot plate at 110 ° C. For 90 seconds to form a film.

次いで、基板上の被膜に縮小投影露光装置1505G3A型
ウエハーステッパー(ニコン社製)を用いて、テストチ
ャートマスクを介して露光処理を施したのち、2.38重量
%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液によ
り、23℃で30秒間現像することで基板上にレジストパタ
ーンを形成した。そして、このパターンを電子顕微鏡に
より観察したところ、塗布膜厚の比較的薄い段差凸部上
でもマスクに忠実な0.8μmのパターンが形成されてお
り、その断面形状は垂直で極めてシャープなパターンで
あった。
Next, the coating film on the substrate was exposed through a test chart mask using a reduced projection exposure apparatus 1505G3A type wafer stepper (manufactured by Nikon Corporation), and then exposed to a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. For 30 seconds to form a resist pattern on the substrate. When this pattern was observed with an electron microscope, a 0.8 μm pattern faithful to the mask was formed even on the step protrusion having a relatively thin coating film thickness, and the cross-sectional shape was a vertical and extremely sharp pattern. Was.

また、感度として1.0μmのラインアンドスペースの
パターンを得るための最小露光時間を測定したところ、
160msであった。
When the minimum exposure time for obtaining a 1.0 μm line and space pattern was measured as the sensitivity,
160 ms.

実施例2 ポジ型ホトレジストに用いる被膜形成物質として、m
−クレゾールとp−クレゾールとを重量比で60:40の割
合で混合し、これにホルマリンを加え、シュウ酸触媒を
用いて常法により縮合して重量平均分子量28000のクレ
ゾールノボラック樹脂(I)を得たのち、同様にm−ク
レゾールとp−クレゾールとを重量比で40:60の割合で
混合して縮合し、重量平均分子量2000のクレゾールノボ
ラック樹脂(II)を得た。
Example 2 As a film forming substance used for a positive photoresist, m
-Cresol and p-cresol are mixed at a weight ratio of 60:40, formalin is added thereto, and the mixture is condensed by an ordinary method using an oxalic acid catalyst to give a cresol novolak resin (I) having a weight average molecular weight of 28,000. After that, m-cresol and p-cresol were similarly mixed at a weight ratio of 40:60 and condensed to obtain a cresol novolak resin (II) having a weight average molecular weight of 2,000.

樹脂(I)30重量部、樹脂(II)70重量部、2,3,4−
トリヒドロキシベゾフェノン1molとナフトキノン−1,2
−ジアジドスルホン酸クロリド1.6molとの反応生成物30
重量部及びこれらの固形分に対して製造例1で得られた
エステル化物3重量%を乳酸エチル390重量部に溶解し
たのち、0.2μmのメンブランフィルターを用いてろ過
し、塗布液を調製した。この塗布液を用い、実施例1と
同様にしてレジストパターンを形成した。このレジスト
パターンは、電子顕微鏡で観察したところ、実施例1と
同様に優れたものであった。
30 parts by weight of resin (I), 70 parts by weight of resin (II), 2,3,4-
1 mol of trihydroxybezophenone and naphthoquinone-1,2
Reaction product 30 with 1.6 mol of diazidesulfonic acid chloride
3 parts by weight of the esterified product obtained in Production Example 1 was dissolved in 390 parts by weight of ethyl lactate with respect to parts by weight and the solid content thereof, and then filtered using a 0.2 μm membrane filter to prepare a coating solution. Using this coating solution, a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1. When this resist pattern was observed with an electron microscope, it was as excellent as in Example 1.

また、実施例1と同様にして最小露光時間を測定した
ところ、180msであった。
When the minimum exposure time was measured in the same manner as in Example 1, it was 180 ms.

実施例3 実施例1において、製造例1で得られたエステル化物
の代りに、製造例3で得られたエステル化物3重量%を
使用した以外は、実施例1と同様にしてレジストパター
ンを形成したところ、断面形状に優れたシャープなレジ
ストパターンであった。
Example 3 A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that 3% by weight of the esterified product obtained in Production Example 3 was used instead of the esterified product obtained in Production Example 1. As a result, a sharp resist pattern having an excellent sectional shape was obtained.

また、実施例1と同様にして、最小露光時間を測定し
たところ、190msであった。
Further, the minimum exposure time was measured in the same manner as in Example 1, and it was 190 ms.

実施例4 実施例1で使用したエステル化物(製造例1)の代り
に、製造例2で得られたエステル化物3重量%を使用し
た以外は実施例1と同様にしてレジストパターンを形成
したところ、基板上のフラット面上のレジストパターン
は比較的シャープなパターンが得られたが、段差部分の
レジストパターンにおいて横方向からのハレーションが
多少確認された。
Example 4 A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the esterified product (Production Example 1) used in Example 1 was replaced by 3% by weight of the esterified product obtained in Production Example 2. In the resist pattern on the flat surface on the substrate, a relatively sharp pattern was obtained, but in the resist pattern at the step portion, some halation from the lateral direction was confirmed.

また、実施例1と同様にして最小露光時間を測定した
ところ、150msであった。
Further, when the minimum exposure time was measured in the same manner as in Example 1, it was 150 ms.

実施例5 実施例2で使用したエステル化物(製造例1)の代り
に製造例4で得られたエステル化物8重量%を使用した
以外は、実施例2と同様にしてレジストパターンを形成
したところ、マスクに忠実なパターンが形成されてお
り、その断面形状は垂直で極めてシャープなレジストパ
ターンであった。
Example 5 A resist pattern was formed in the same manner as in Example 2 except that the esterified product (Production Example 1) used in Example 2 was replaced by 8% by weight of the esterified product obtained in Production Example 4. A pattern faithful to the mask was formed, and the cross-sectional shape was a vertical and extremely sharp resist pattern.

また、実施例1と同様にして最小露光時間を測定した
ところ、200msであった。
The minimum exposure time measured in the same manner as in Example 1 was 200 ms.

実施例6 実施例2で使用したエステル化物(製造例1)の代り
に、製造例5で得られたエステル化物5重量%を使用し
た以外は実施例2と同様にしてレジストパターンを形成
したところ、マスクに忠実なパターンが形成されてお
り、その断面形状は垂直で極めてシャープなレジストパ
ターンであった。
Example 6 A resist pattern was formed in the same manner as in Example 2 except that 5% by weight of the esterified product obtained in Production Example 5 was used instead of the esterified product (Production Example 1) used in Example 2. A pattern faithful to the mask was formed, and the cross-sectional shape was a vertical and extremely sharp resist pattern.

また、実施例1と同様にして最小露光時間を測定した
ところ190msであった。
The minimum exposure time measured in the same manner as in Example 1 was 190 ms.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(A)ポジ型ホトレジストに、(B)一般
(式中のR1は水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ
基、シアノ基、炭素数1〜3のアルキル基又は炭素数1
〜3のアルコキシ基、R2は水素原子、ハロゲン原子、ニ
トロ基、シアノ基、炭素数1〜3のアルキル基又は炭素
数1〜3のアルコキシ基、R3及びR4は、それぞれ炭素数
が1〜3のアルキル基であり、それらは同一であっても
よいし、たがいに異なっていてもよい) で表わされるアゾメチン化合物の1,2−ナフトキノンジ
アジドスルホン酸エステルを配合して成るポジ型感光性
組成物。
1. A method according to claim 1, wherein (A) a positive photoresist and (B) a general formula (R 1 in the formula is a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or 1 carbon atom.
To 3 alkoxy groups, R 2 is a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, a cyano group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and R 3 and R 4 each have a carbon number of 1 to 3 alkyl groups, which may be the same or different from each other). Positive-type photosensitive composition comprising 1,2-naphthoquinonediazidosulfonic acid ester of an azomethine compound represented by the formula: Composition.
【請求項2】アゾメチン化合物の1,2−ナフトキノンジ
アジドスルホン酸エステルの配合量がポジ型ホトレジス
トの固形分に対して0.5〜20重量%である請求項1記載
のポジ型感光性組成物。
2. The positive photosensitive composition according to claim 1, wherein the compounding amount of the 1,2-naphthoquinonediazidosulfonic acid ester of the azomethine compound is 0.5 to 20% by weight based on the solid content of the positive photoresist.
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