JP2626067B2 - フォトレジスト組成物 - Google Patents
フォトレジスト組成物Info
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- JP2626067B2 JP2626067B2 JP18091189A JP18091189A JP2626067B2 JP 2626067 B2 JP2626067 B2 JP 2626067B2 JP 18091189 A JP18091189 A JP 18091189A JP 18091189 A JP18091189 A JP 18091189A JP 2626067 B2 JP2626067 B2 JP 2626067B2
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- Japan
- Prior art keywords
- photoresist
- photoresist composition
- present
- compound
- light
- Prior art date
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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、フォトレジスト組成物に関するものであ
る。さらに詳しくは、ICやLSI等の半導体デバイスの製
造において、アルミニウム等の高反射率基板上での微細
パターンの形成に特に好適に用いられるフォトレジスト
組成物に関するものである。
る。さらに詳しくは、ICやLSI等の半導体デバイスの製
造において、アルミニウム等の高反射率基板上での微細
パターンの形成に特に好適に用いられるフォトレジスト
組成物に関するものである。
〈従来の技術〉 従来、LSI等の集積回路製造において、キノンジアジ
ド系感光剤とノボラック系樹脂からなるフォトレジスト
や、ビスアジド系感光剤と環化ゴム系樹脂からなるフォ
トレジスト等が用いられている。
ド系感光剤とノボラック系樹脂からなるフォトレジスト
や、ビスアジド系感光剤と環化ゴム系樹脂からなるフォ
トレジスト等が用いられている。
集積回路の製造の際、各種基板上にフォトレジストを
使って微細パターンを形成するが、アルミニウム、アル
ミニウム−シリコン、ポリシリコン等の高反射率基板上
では、従来のフォトレジストでは、基板面や段差側面で
の光の反射による不必要な領域の感光現象が生じ、いわ
ゆるノッチング、ハレーションといった問題を生じる。
使って微細パターンを形成するが、アルミニウム、アル
ミニウム−シリコン、ポリシリコン等の高反射率基板上
では、従来のフォトレジストでは、基板面や段差側面で
の光の反射による不必要な領域の感光現象が生じ、いわ
ゆるノッチング、ハレーションといった問題を生じる。
上記問題を改良し、解像度の低下を防止するため、特
公昭51−37562号公報には紫外線領域に吸光特性を有す
る下記式 に示す染料（オイルイエロー〔C.I.−11020〕）を吸光
剤として含有させたフォトレジスト組成物が提案されて
いる。これにより、フォトレジスト層を透過する光を急
激に低減させ、遮光領域への光の回り込みを少なくさせ
ることができる。
公昭51−37562号公報には紫外線領域に吸光特性を有す
る下記式 に示す染料（オイルイエロー〔C.I.−11020〕）を吸光
剤として含有させたフォトレジスト組成物が提案されて
いる。これにより、フォトレジスト層を透過する光を急
激に低減させ、遮光領域への光の回り込みを少なくさせ
ることができる。
以下、本発明においては、たとえばノボラック系等の
樹脂と感光剤からなる組成物を「フォトレジスト」とい
い、これに吸光剤を含有させたものを、「フォトレジス
ト組成物」と表現して用いる。
樹脂と感光剤からなる組成物を「フォトレジスト」とい
い、これに吸光剤を含有させたものを、「フォトレジス
ト組成物」と表現して用いる。
さて、一般に吸光剤を添加するとフォトレジストの感
度が大巾に低下して、半導体製造時の生産性が低下する
という好ましくない問題が生じる。
度が大巾に低下して、半導体製造時の生産性が低下する
という好ましくない問題が生じる。
また、通常レジスト膜の作成は、溶媒を含有するフォ
トレジスト組成物をウエハに塗布し、プリベークして溶
媒を除去する方法が採られるが、吸光剤によっては保存
中に析出したり、プリベーク時に昇華して濃度が低下
し、レジスト性能のバラツキが生じるという問題があ
る。
トレジスト組成物をウエハに塗布し、プリベークして溶
媒を除去する方法が採られるが、吸光剤によっては保存
中に析出したり、プリベーク時に昇華して濃度が低下
し、レジスト性能のバラツキが生じるという問題があ
る。
〈発明が解決しようとする課題〉 本発明者らは上記従来技術の欠点を克服すべく鋭意検
討した結果、本発明を完成するに至った。
討した結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の目的は、前記従来技術の欠点を除
去し、高反射率基板上で、ハレーションやノッチングの
ない、かつプリベークに対しても安定な、高解像度のパ
ターンを形成する、そして吸光剤添加による感度低下が
小さい高感度のフォトレジスト組成物を提供することに
ある。
去し、高反射率基板上で、ハレーションやノッチングの
ない、かつプリベークに対しても安定な、高解像度のパ
ターンを形成する、そして吸光剤添加による感度低下が
小さい高感度のフォトレジスト組成物を提供することに
ある。
また、本発明の他の目的は、フォトレジストの相溶性
がよい吸光剤を含有し、この吸光剤が、保存中のフォト
レジスト組成物中や、塗布・プリベーク後のフォトレジ
スト組成物膜中に析出しない微細加工用のフォトレジス
ト組成物を提供することにある。
がよい吸光剤を含有し、この吸光剤が、保存中のフォト
レジスト組成物中や、塗布・プリベーク後のフォトレジ
スト組成物膜中に析出しない微細加工用のフォトレジス
ト組成物を提供することにある。
〈課題を解決するための手段〉 本発明者等は、鋭意検討の結果、吸光剤として一般式
（Ｉ）の化合物を用いることにより、従来技術の有する
欠点を一挙に解決できることを見出して、本発明を完成
させるに至った。
（Ｉ）の化合物を用いることにより、従来技術の有する
欠点を一挙に解決できることを見出して、本発明を完成
させるに至った。
すなわち、本発明は、一般式（Ｉ） （式中R1、R3は水素、炭素数１〜５のアルキル基、炭素
数１〜５のアルコキシ基、ヒドロキシ基を表わし、R2は を表わす。ただしＲは水素、炭素数１〜５のアルキル
基、炭素数１〜５のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロ
ゲン原子、ニトロ基を表わす。）の化合物を含むことを
特徴とするフォトレジスト組成物である。
数１〜５のアルコキシ基、ヒドロキシ基を表わし、R2は を表わす。ただしＲは水素、炭素数１〜５のアルキル
基、炭素数１〜５のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロ
ゲン原子、ニトロ基を表わす。）の化合物を含むことを
特徴とするフォトレジスト組成物である。
R1、R3及びＲの中の、少なくとも１つがヒドロキシ基
であるものが好ましい。
であるものが好ましい。
一般式（Ｉ）の化合物はBull.Acad.Polon.Sci.,Ser.S
ci.Chim.9（５）,303−５（1961）等の記載に準じて合
成できる。すなわち式（II）の化合物と式（III）の化
合物との縮合反応により合成できる。
ci.Chim.9（５）,303−５（1961）等の記載に準じて合
成できる。すなわち式（II）の化合物と式（III）の化
合物との縮合反応により合成できる。
H2N−R2 (III) （式中R1、R2、R3は前記と同じ意味を表わす。） 一般式（Ｉ）の化合物の例としては表−１の化合物等
が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものでは
ないし、また、これらの化合物は２種以上混合して用い
ることもできる。
が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものでは
ないし、また、これらの化合物は２種以上混合して用い
ることもできる。
本発明に用いられるフォトレジスト組成物の基材とな
るフォトレジストとしては、例えばフェノール類とホル
ムアルデヒドを付加縮合反応させて得られるノボラック
樹脂とナフトキノンジアジド化合物からなるものが好適
に用いられる。なかでもｍ−クレゾール及び／又はｐ−
クレゾールとホルマリンより合成されるクレゾールノボ
ラック樹脂或いはｍ−、ｐ−クレゾール及び3,5−キシ
レノールとホルマリンより合成されるクレゾール系ノボ
ラック樹脂等と2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノ
ン、2,3,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,
2′,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,
3′,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2′,3,4,5
−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,3,3′,4,5−ペ
ンタヒドロキシベンゾフェノン、2,3,3′4,4′−ペンタ
ヒドロキシベンゾフェノン、2,2′3,4,4′−ペンタヒド
ロキシベンゾフェノン、2,2′,3,3′,4−ペンタヒドロ
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
類のナフトキノン−1,2−ジアジドスルホン酸エステル
とを含有するフォトレジストが好適に用いられる。
るフォトレジストとしては、例えばフェノール類とホル
ムアルデヒドを付加縮合反応させて得られるノボラック
樹脂とナフトキノンジアジド化合物からなるものが好適
に用いられる。なかでもｍ−クレゾール及び／又はｐ−
クレゾールとホルマリンより合成されるクレゾールノボ
ラック樹脂或いはｍ−、ｐ−クレゾール及び3,5−キシ
レノールとホルマリンより合成されるクレゾール系ノボ
ラック樹脂等と2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノ
ン、2,3,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,
2′,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,
3′,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2′,3,4,5
−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,3,3′,4,5−ペ
ンタヒドロキシベンゾフェノン、2,3,3′4,4′−ペンタ
ヒドロキシベンゾフェノン、2,2′3,4,4′−ペンタヒド
ロキシベンゾフェノン、2,2′,3,3′,4−ペンタヒドロ
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
類のナフトキノン−1,2−ジアジドスルホン酸エステル
とを含有するフォトレジストが好適に用いられる。
本発明のフォトレジスト組成物における一般式（Ｉ）
で示される化合物の使用量は通常フォトレジストの固型
分に対して、0.1〜20％、更に好ましくは、0.2〜10％で
ある。この量があまり少ないとハレーション防止効果が
少なく、また多すぎるとプロファイルや感度が悪化する
傾向を示す。また本発明の組成物において、本発明の化
合物に加え、１種または２種以上の他の化合物を併用す
ることもできる。
で示される化合物の使用量は通常フォトレジストの固型
分に対して、0.1〜20％、更に好ましくは、0.2〜10％で
ある。この量があまり少ないとハレーション防止効果が
少なく、また多すぎるとプロファイルや感度が悪化する
傾向を示す。また本発明の組成物において、本発明の化
合物に加え、１種または２種以上の他の化合物を併用す
ることもできる。
本発明のこれらの化合物のなかでも特に550nm以下、
より好ましくは300〜450nmの領域の光に対して吸収極大
をもつ化合物が好ましく用いられる。
より好ましくは300〜450nmの領域の光に対して吸収極大
をもつ化合物が好ましく用いられる。
〈発明の効果〉 本発明によれば、従来技術の欠点を一挙に除去し、高
反射率基板においても、ハレーションやノッチングのな
い高解像度のパターンを、生産性を落とすことなく、ま
た安定的に形成することが可能となる等、その工業的利
用価値は測り知れないものがある。
反射率基板においても、ハレーションやノッチングのな
い高解像度のパターンを、生産性を落とすことなく、ま
た安定的に形成することが可能となる等、その工業的利
用価値は測り知れないものがある。
〈実施例〉 以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明
するが、これによって本発明が制限されるものではな
い。
するが、これによって本発明が制限されるものではな
い。
実施例１〜２および比較例１〜２ ノボラック樹脂と少なくとも１個のｏ−キノンジアジ
ド化合物とを含むポジ型フォトレジストPF−6200（商品
名、住友化学工業（株）製、固形分割合31.0wt％）に、
表−２に示す各化合物を添加し、フォトレジスト組成物
を調製した。ただし比較例２では、前記のポジ型フォト
レジストPF−6200をそのまま用いた。また、実施例１お
よび２の化合物は、先に示した方法で合成した。各化合
物の添加量は、365nmにおけるフォトレジスト組成物の
吸光度が、比較例１（フォトレジストの対固形分で、化
合物を1.0wt％添加）と同一になるようにした。
ド化合物とを含むポジ型フォトレジストPF−6200（商品
名、住友化学工業（株）製、固形分割合31.0wt％）に、
表−２に示す各化合物を添加し、フォトレジスト組成物
を調製した。ただし比較例２では、前記のポジ型フォト
レジストPF−6200をそのまま用いた。また、実施例１お
よび２の化合物は、先に示した方法で合成した。各化合
物の添加量は、365nmにおけるフォトレジスト組成物の
吸光度が、比較例１（フォトレジストの対固形分で、化
合物を1.0wt％添加）と同一になるようにした。
これらのフォトレジスト組成物を、アルミニウム膜の
付いた４インチシリコンウェハに膜厚が1.8μｍとなる
ようにスピナーで回転塗布し、100℃で１分間、ホット
プレートにてプリベークした。これを、縮小投影露光装
置（露光波長ｉ線:365nm）を用い、テストレクチルを介
して露光量を階段的に変えて露光した。さらに、SOPD
（商品名、住友化学工業（株）製、ポジ型レジスト用現
像液）を使用し、自動現像機にて、23℃、60秒の静止パ
ドル法で現像した。
付いた４インチシリコンウェハに膜厚が1.8μｍとなる
ようにスピナーで回転塗布し、100℃で１分間、ホット
プレートにてプリベークした。これを、縮小投影露光装
置（露光波長ｉ線:365nm）を用い、テストレクチルを介
して露光量を階段的に変えて露光した。さらに、SOPD
（商品名、住友化学工業（株）製、ポジ型レジスト用現
像液）を使用し、自動現像機にて、23℃、60秒の静止パ
ドル法で現像した。
得られたレジストパターンの評価結果を表−２に示
す。この表において、相対感度は、比較例２のレジスト
膜を解像するのに必要な露光量を１としたときの比であ
り、吸光度比は、365nmにおける比較例１のフォトレジ
スト組成物の吸光度を１としたときの比である。また、
ハレーション防止効果は、以下の方法で評価したもので
ある。
す。この表において、相対感度は、比較例２のレジスト
膜を解像するのに必要な露光量を１としたときの比であ
り、吸光度比は、365nmにおける比較例１のフォトレジ
スト組成物の吸光度を１としたときの比である。また、
ハレーション防止効果は、以下の方法で評価したもので
ある。
1.評価用段差基板の作成 １μｍ厚のSiO2膜を有するシリコン基板に、フォトリ
ソグラフィー、エッチングおよびアルミニウムスパッタ
リングにより、第１図に示す形状の段差パターンを形成
させた。代表的なパターンサイズは、ａ＝４μｍ、ｂ＝
２μｍ、ｃ＝１μｍ、ｄ＝１μｍである。
ソグラフィー、エッチングおよびアルミニウムスパッタ
リングにより、第１図に示す形状の段差パターンを形成
させた。代表的なパターンサイズは、ａ＝４μｍ、ｂ＝
２μｍ、ｃ＝１μｍ、ｄ＝１μｍである。
2.ハレーション防止効果の評価 上記の方法で作成した高反射率の段差基板上に、スピ
ンコート法により厚さ1.8μｍのレジスト膜を形成す
る。第１図に示した段差パターンの中央の凹部を横切っ
て、第２図に示す段差のない部分の線幅（ｘ）が1.2μ
ｍのレジストラインが形成されるように、露光、現像を
行う。露光現像後の段差凹部中央に残るレジストの線幅
（ｙ）を測定し、ｙのｘに対する減少率〔Ｒ＝（ｘ−
ｙ）/x〕を求める。
ンコート法により厚さ1.8μｍのレジスト膜を形成す
る。第１図に示した段差パターンの中央の凹部を横切っ
て、第２図に示す段差のない部分の線幅（ｘ）が1.2μ
ｍのレジストラインが形成されるように、露光、現像を
行う。露光現像後の段差凹部中央に残るレジストの線幅
（ｙ）を測定し、ｙのｘに対する減少率〔Ｒ＝（ｘ−
ｙ）/x〕を求める。
線幅の減少率（Ｒ）が10％以内の場合をハレーション
防止効果「優良」と判定し、11〜20％のものを「良」、
21％以上のものを「不良」と判定する。
防止効果「優良」と判定し、11〜20％のものを「良」、
21％以上のものを「不良」と判定する。
表−２に示すように、実施例では高感度でパターンを
形成できた。形成されたパターンはシャープに解像され
ており、またパターン側面の反射光によるノッチングも
なく、アルミ表面からのハレーション防止効果に優れて
いることがわかった。
形成できた。形成されたパターンはシャープに解像され
ており、またパターン側面の反射光によるノッチングも
なく、アルミ表面からのハレーション防止効果に優れて
いることがわかった。
これに対して、比較例のフォトレジストは、感度、ま
たはハレーション防止効果の点で不十分なものであっ
た。
たはハレーション防止効果の点で不十分なものであっ
た。
第１図は、評価用段差パターン形状図である。 第２図は、フォトレジストを塗布、露光、現像を行った
図である。
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上谷 保則 大阪府大阪市此花区春日出中３丁目１番 98号 住友化学工業株式会社内 (72)発明者 山本 貴則 大阪府大阪市此花区春日出中３丁目１番 98号 住友化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−73240（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】一般式（Ｉ） （式中R1、R3は水素、炭素数１〜５のアルキル基、炭素
数１〜５のアルコキシ基、ヒドロキシ基を表わし、R2は を表わす。ただしＲは水素、炭素数１〜５のアルキル
基、炭素数１〜５のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロ
ゲン原子、ニトロ基を表わす。） の化合物を含むことを特徴とするフォトレジスト組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18091189A JP2626067B2 (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | フォトレジスト組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18091189A JP2626067B2 (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | フォトレジスト組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0344640A JPH0344640A (ja) | 1991-02-26 |
| JP2626067B2 true JP2626067B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=16091449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18091189A Expired - Lifetime JP2626067B2 (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | フォトレジスト組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2626067B2 (ja) |
-
1989
- 1989-07-12 JP JP18091189A patent/JP2626067B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0344640A (ja) | 1991-02-26 |
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