JPH01300248A - Photoresist composition - Google Patents

Photoresist composition

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Publication number
JPH01300248A
JPH01300248A JP63130073A JP13007388A JPH01300248A JP H01300248 A JPH01300248 A JP H01300248A JP 63130073 A JP63130073 A JP 63130073A JP 13007388 A JP13007388 A JP 13007388A JP H01300248 A JPH01300248 A JP H01300248A
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JP
Japan
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group
formulas
tables
alkali
chemical formulas
Prior art date
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Pending
Application number
JP63130073A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yamamoto
隆 山本
Toru Kiyota
徹 清田
Masaaki Todoko
正明 戸床
Keiko Nagaoka
長岡 經子
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
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Publication of JPH01300248A publication Critical patent/JPH01300248A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • G03F7/0758Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds with silicon- containing groups in the side chains

Abstract

PURPOSE:To improve the sensitivity of the title composition at the time of use the composition for lithography, and the allowability of the composition against an alkaline development condition at the time of developing it by incorporating an alkali soluble resin having silyl ether group, a specified photosensitive agent and a compd. capable of generating an acid by irradiating active rays in the composition. CONSTITUTION:The composition is composed of the alkali-soluble resin having the silyl ether group, the photosensitive agent shown by formula I and the compd. capable of generating the acid by irradiating the active rays. In formula I, R1 is alkyl group, etc., R2 is alkyl, alkenyl or hydroxyalkyl group, etc. And, the alkali-soluble resin is released a SiO bond in the presence of the acid, and formed a hydroxyl group. As the result, the solubility of the resin for an alkaline aqueous solution increases. Thus, the composition has the high sensitivity for the lithography using a deep UV ray and an excimer laser as a light source, and the excellent allowability against the alkali development.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微細なレジストパターン形成に適したフォト
レジスト組成物に関し、さらに詳しくは深紫外線及びエ
キシマレーザ−を光源としたリソグラフィーに対して高
感度かつ高解像性であり、また、アルカリ現像許容性に
も優れたポジ型フォトレジスト組成物に関するものであ
る。本発明のフォトレジスト組成物は、LSIや超LS
I等の高密度集積回路の作成に使用される他、それらの
製造に用いられるフォトマスクを製造するためにも使用
しうる等、電子工業の分野において広範囲に使用される
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a photoresist composition suitable for forming a fine resist pattern, and more specifically, a photoresist composition that has high sensitivity and high resolution for lithography using deep ultraviolet rays and excimer laser as a light source. It also relates to a positive photoresist composition that has excellent alkaline development tolerance. The photoresist composition of the present invention is suitable for LSI and ultra-LSI
In addition to being used to create high-density integrated circuits such as I, it can also be used to manufacture photomasks used in their manufacture, and is widely used in the field of electronic industry.

[従来の技術] 近年の半導体の高集積度化はとどまる所を知らず、微細
化への要求はきびしくなる一方である。
[Prior Art] In recent years, semiconductors have become increasingly highly integrated, and the demands for miniaturization are becoming more and more severe.

そのため製造面においては従来プロセスでの対応がもは
や困難になりつつあり、それにともなって新しい技術の
導入が検討されてきている。リソグラフィーに用いられ
る光源としても、従来の紫外線に代わってより波長の短
い深紫外線及びエキシマレーザ−を用いることによる超
微細パターン加工技術の確立に努力が払われている。こ
のようなエキシマレーザ−リソグラフィー用レジストと
して使用されるレジスト組成物としては、例えばポリメ
チルメタクリレートやポリメチルグルタルイミドなどの
活性光線の照射により分解しうる樹脂を主成分とする組
成物や、クレゾールホルムアルデヒドノボラック樹脂等
のアルカリ可溶性樹脂にナフトキノンジアジドスルホン
酸エステル誘導体を感光剤として混合してなる組成物が
提案されている。
Therefore, in terms of manufacturing, it is becoming difficult to cope with conventional processes, and the introduction of new technologies is being considered. Efforts are being made to establish ultra-fine pattern processing technology by using deep ultraviolet rays with shorter wavelengths and excimer lasers instead of conventional ultraviolet rays as light sources used in lithography. Resist compositions used as excimer laser lithography resists include, for example, compositions whose main component is a resin that can be decomposed by irradiation with actinic rays, such as polymethyl methacrylate and polymethyl glutarimide, and cresol formaldehyde. A composition has been proposed in which a naphthoquinonediazide sulfonic acid ester derivative is mixed as a photosensitizer with an alkali-soluble resin such as a novolac resin.

しかしながら前記の光分解型樹脂を主成分とするレジス
ト組成物は、解像性の点で優れているものの、深紫外線
及びエキシマレーザ−波長領域での感度に乏しく、また
耐RIE性も不十分であるなどの問題点があった。また
、前記のナフトキノンジアジドスルホン酸エステル誘導
体を感光剤として用いるレジスト組成物は、感度及び耐
RIE性の点で優れるものの、ナフトキノンジアジドス
ルホン酸エステル誘導体の深紫外線及びエキシマレーザ
−波長領域での吸収が露光後も減少することがないため
、主成分として用いるアルカリ可溶性樹脂としていかな
る系を用いてもレジストの表層部で強く光を吸収し、レ
ジストの底部まで充分に露光されない結果、目的とする
矩形状のプロファイルを有するレジストパターンが得ら
れにくいという欠点があった。
However, although resist compositions containing the above-mentioned photodegradable resin as a main component have excellent resolution, they have poor sensitivity in the deep ultraviolet and excimer laser wavelength regions, and also have insufficient RIE resistance. There were some problems. Furthermore, although resist compositions using the naphthoquinonediazide sulfonic acid ester derivatives described above as photosensitizers have excellent sensitivity and RIE resistance, the naphthoquinonediazide sulfonic acid ester derivatives have poor absorption in the deep ultraviolet and excimer laser wavelength regions. Since it does not decrease after exposure, no matter what type of alkali-soluble resin is used as the main component, the surface layer of the resist will absorb light strongly, and the bottom of the resist will not be exposed sufficiently, resulting in the desired rectangular shape. There was a drawback that it was difficult to obtain a resist pattern having a profile of .

[発明が解決しようとする課題] このように、従来のフォトレジスト組成物は、エキシマ
レーザ−リソグラフィーに用いた場合、感度、解像性、
耐RIE性等の全ての要求を満足しうるちのがなく、未
だ実用的であるとは言い難い。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, conventional photoresist compositions have poor sensitivity, resolution, and
There is no solution that satisfies all the requirements such as RIE resistance, and it is still difficult to say that it is practical.

従って、本発明は上述したような問題点を解決すべくな
されたものである。すなわち本発明の目的は、深紫外線
及びエキシマレーザ−を光源としたリソグラフィーに対
して、高感度かつ高解像性であり、さらにはアルカリ現
像許容性にも優れたポジ型フォトレジスト組成物を提供
することにある。
Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems. That is, an object of the present invention is to provide a positive photoresist composition that has high sensitivity and resolution for lithography using deep ultraviolet rays and excimer laser as a light source, and also has excellent alkaline development tolerance. It's about doing.

[課題を解決するための手段] 本発明者らは、この様な事情に鑑み鋭意検討を重ねた結
果、樹脂成分としてシリルエーテル基を有するアルカリ
可溶性樹脂と、感光成分として深紫外線及びエキシマレ
ーザ−に対して高感度であり、かつ露光後上記光線の波
長領域での吸収が大幅に減少しうるような特定の構造を
有するアルカリ溶解阻害剤と、上記光線の照射によって
効率良く酸を発生することのできるフォト酸発生剤とを
共に持ちいることにより、レジストの露光部においては
その底部まで充分に露光が可能となり、さらにこの露光
部において発生した酸が主成分であるアルカリ可溶性樹
脂の5t−0結合を解裂させヒドロキシル基を生成せし
め、樹脂のアルカリ溶解性を増大させ、その結果、露光
部と未露光部との溶解度差を増大させることが可能とな
り、結果的にレジストの感度、解像性、及び現像許容性
を向上せることができるという知見を見出だし本発明を
完成するに至った。
[Means for Solving the Problems] In view of the above circumstances, the present inventors have made extensive studies and have developed an alkali-soluble resin having a silyl ether group as a resin component, and a deep ultraviolet and excimer laser as a photosensitive component. an alkali dissolution inhibitor having a specific structure that is highly sensitive to light and can significantly reduce absorption in the wavelength range of the light after exposure, and an alkali dissolution inhibitor that efficiently generates acid by irradiation with the light. By having a photoacid generator that is capable of The bonds are cleaved and hydroxyl groups are generated, increasing the alkaline solubility of the resin, and as a result, it becomes possible to increase the solubility difference between exposed and unexposed areas, resulting in improved sensitivity and resolution of the resist. The present inventors have discovered that the properties and development tolerance can be improved, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、 イ)シリルエーテル基を有するアルカリ溶解性樹脂と、 口)下記一般式(1) で示される感光剤、および ハ)活性光線の照射により酸を発生しうる化合物を含有
してなるフォトレジスト組成物を提供するものである。
That is, the present invention comprises a) an alkali-soluble resin having a silyl ether group, b) a photosensitizer represented by the following general formula (1), and c) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic light The present invention provides a photoresist composition.

以下に、本発明のフォトレジスト組成物について詳述す
る。
The photoresist composition of the present invention will be explained in detail below.

本発明のフォトレジスト組成物においてイ)成分として
用いるシリルエーテル結合を有するアルカリ可溶性樹脂
は酸の共存下で81−〇結合が開裂し、ヒドロキシル基
を生成する結果、アルカリ水溶液に対する解溶性が増大
するようなものであり、この様な樹脂の例としては 下記一般式(II) 及び、下記一般式(m) で示される構成単位を含むアルカリ可溶性樹脂が挙げら
れる。ここで、(n)式中のR6、R7、R8はおのお
のアルキル基、またはアリール基、R9は水素原子、メ
チル基、またはエチル基であり、また、(m)式中のR
,o、R,、、R12はおのおのアルキル基、またはア
リールW、R+iは水素原子、アルキル基、またはヒド
ロキシル基である。
In the alkali-soluble resin having a silyl ether bond used as component (a) in the photoresist composition of the present invention, the 81-0 bond is cleaved in the presence of an acid to generate a hydroxyl group, resulting in increased solubility in an aqueous alkali solution. Examples of such resins include alkali-soluble resins containing structural units represented by the following general formula (II) and the following general formula (m). Here, R6, R7, and R8 in the formula (n) are each an alkyl group or an aryl group, R9 is a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group, and R in the formula (m)
, o, R, , R12 are each an alkyl group or aryl W, and R+i is a hydrogen atom, an alkyl group, or a hydroxyl group.

前記樹脂中に占めるシリルエーテル結合を有する構造単
位の割合は、特に限定しないが、その下限としては樹脂
の全構成単位の5%以上であることが望ましい。この割
合が5%より少ない場合レジストの現像性に悪影響を及
ぼす。また前記構成単位の割合の上限は各樹脂によって
異なるため一般に限定することはできないが、樹脂のア
ルカリ溶解性及びレジストの現像特性に態形aを及ぼさ
ない範囲で決定することができる。このようなシリルエ
ーテル結合を有するアルカリ可溶性樹脂の具体例として
は次に示すものが挙げられるが、これらに限定されるも
のではない。
The proportion of structural units having silyl ether bonds in the resin is not particularly limited, but the lower limit is preferably 5% or more of the total structural units of the resin. If this ratio is less than 5%, it will adversely affect the developability of the resist. Further, the upper limit of the ratio of the structural units cannot be generally limited because it differs depending on each resin, but it can be determined within a range that does not affect the alkali solubility of the resin and the development characteristics of the resist. Specific examples of such alkali-soluble resins having silyl ether bonds include those shown below, but are not limited thereto.

CHs \CH3 ゝC)+3 また、前記樹脂はポリスチレンを標準としたゲルパーミ
ネーションクロマト法(GPC法)により求めた重量平
均分子m (Mw)が1.000 〜100、000好
ましくは、2.000〜50.000のものを用いる。
CHs \CH3 ゝC)+3 Furthermore, the resin has a weight average molecular m (Mw) of 1.000 to 100,000, preferably 2.000, as determined by gel permeation chromatography (GPC method) using polystyrene as a standard. ~50,000 is used.

上記範囲を逸脱すると、感度、解像性、耐熱性、皮膜性
能、及び基板への密若性等に悪影響をもたらす。
If it deviates from the above range, it will have an adverse effect on sensitivity, resolution, heat resistance, film performance, adhesion to substrates, etc.

次に、本発明のフォトレジスト組成物において口)成分
として用いるジアゾホモテトラミック酸誘導体は前記一
般式(1)で示されるものであって、式中R−よアルキ
ル基、  (D−、またはR’4  、R’5 、R”
3  、R”4  、R”S  、R”3  、R”4
  、R11+、はおのおの水素原子、アルキル基、ア
ルコキシ基、ニトロ基、ニトロソ基、アミノ基、ヒドロ
キシル基またはフェニル厄)である。具体的には、など
が挙げられるが、これらに限定されるものではない。な
お、これらは単独でも複数を混合して使用しても良い。
Next, the diazohomotetramic acid derivative used as the component in the photoresist composition of the present invention is represented by the general formula (1), in which R-, an alkyl group, (D-, or R'4, R'5, R"
3, R”4, R”S, R”3, R”4
, R11+ are each a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group, a nitroso group, an amino group, a hydroxyl group, or a phenyl group. Specific examples include, but are not limited to, the following. Note that these may be used alone or in combination.

本発明フォトレジスト組成物においてハ)成分として用
いる化合物は活性光線、特に深紫外線及びエキシマレー
ザ−の照射により、酸を発生するものであり多くの化合
物が一般に広く知られている。
The compounds used as component (c) in the photoresist composition of the present invention generate acids when irradiated with actinic light, particularly deep ultraviolet rays and excimer laser, and many of these compounds are generally widely known.

このような化合物の例としては、下記一般式(IV)で
示されるハロゲン化ジフェニルエタン誘導体、下記一般
式(V)で示されるスルホン酸エステル誘導体、下記一
般式(Vl)で示される、ヨードニウム塩、または下記
一般式(■)で示されるスルホニウム塩などが挙げられ
る。
Examples of such compounds include halogenated diphenylethane derivatives represented by the following general formula (IV), sulfonic acid ester derivatives represented by the following general formula (V), and iodonium salts represented by the following general formula (Vl). , or a sulfonium salt represented by the following general formula (■).

上記一般式(IV)で示されるハロゲン化ジフェニルエ
タン誘導体は、活性光線の照射によりハロゲン酸を生成
するものであり、式中のR14は水素原子、ハロゲン原
子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、また
はニトロ基、R1,は水素原子、ヒドロキシル基、また
は R21fCO−NH−(R2&はアルキル基である
。)、R+aはハロゲン原子、R,、、R,、はおのお
の水素原子、ハロゲン原子、アルキル基である。
The halogenated diphenylethane derivative represented by the above general formula (IV) produces a halogen acid upon irradiation with actinic rays, and R14 in the formula is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, or a nitro group, R1 is a hydrogen atom, a hydroxyl group, or R21fCO-NH- (R2 & is an alkyl group), R+a is a halogen atom, R, , R, are each a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group It is.

上記一般式(V)で示されるスルホン酸エステル誘導体
は活性光線の照射によりスルホン酸を生成するものであ
って、式中のR1,は生成するスルホン酸の一5OIH
部位をブロックする基である。
The sulfonic acid ester derivative represented by the above general formula (V) produces a sulfonic acid upon irradiation with actinic rays, and R1 in the formula is 5OIH of the sulfonic acid to be produced.
It is a group that blocks a site.

このような基としては、 (R7,はアルキレン基、アルケニレン基、またはアリ
ーレン基SR1,SR2,、R3,SR3,、およびR
36はおのおのアルキル基、またはアリール基、R31
、R33はアリール基、R34、Rmsはおのおの水素
原子、アルキル基、またはアリール基である。
Such groups include (R7, is an alkylene group, an alkenylene group, or an arylene group SR1, SR2,, R3, SR3, and R
36 is each alkyl group or aryl group, R31
, R33 is an aryl group, and R34 and Rms are each a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.

)を挙げることができる。また、R2゜はアルキル基、
またはアリール基である。
) can be mentioned. Moreover, R2゜ is an alkyl group,
or an aryl group.

上記一般式(Vl)で示される、ヨードニウム塩、およ
び上記一般式(■)で示されるスルホニウム塩は、活性
光線の照射によりルイス酸を生成するものであって、式
中のR2+、R2!、R23、およびR24はアリール
基、R2sはアルキル基、またはアリール基、XはBF
6−1PF@−”I AsF5−1SbF、−、Cto
、−である。
The iodonium salt represented by the above general formula (Vl) and the sulfonium salt shown by the above general formula (■) produce a Lewis acid upon irradiation with actinic rays, and R2+, R2! , R23, and R24 are aryl groups, R2s is an alkyl group or an aryl group, and X is BF
6-1PF@-”I AsF5-1SbF,-,Cto
, -.

このようなフォト酸発生剤の具体例としては、(TV−
1)     (rV−2)     (IV−3)(
V−1)       (V−2) (V−3) (V−4) (V−5)        (V−6)(Vl−1) 
       (Vl−2)(■−1)       
(■−2) 等を挙げることが出来るが、これらに限定されない。ま
た、これらのフォト酸発生剤剤は、1種単独で使用、あ
るいは2種以上を併用することができる。
Specific examples of such photoacid generators include (TV-
1) (rV-2) (IV-3)(
V-1) (V-2) (V-3) (V-4) (V-5) (V-6) (Vl-1)
(Vl-2) (■-1)
(■-2) etc., but are not limited to these. Further, these photoacid generator agents can be used alone or in combination of two or more.

本発明における口)成分のジアゾテトラミック酸誘導体
の含有割合については特に制限は無いが好ましくはイ)
成分の樹Ab + o o重量部に対し0、 1〜40
重量部、さらに好ましくは 1〜20重旦部で含有させ
ることが望ましい。上記範囲を逸脱すると、パターン形
状及び解像性に悪影響をもたらす。
There is no particular restriction on the content ratio of the diazotetramic acid derivative in component (a) in the present invention, but it is preferably a).
Component tree Ab + o o 0, 1 to 40 parts by weight
It is desirable to contain it in an amount of 1 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight. If it deviates from the above range, pattern shape and resolution will be adversely affected.

また、本発明におけるハ)成分のフォト酸発生剤の含有
割合についてはイ)成分として用いる樹脂100重量部
に対し、0.01〜20重量部、好ましくは0.05〜
10重量部で含有させることが望ましい。含有量が多す
ぎる場合はパターン精度に悪影響をもたらす。
In addition, the content ratio of the photoacid generator as component (iii) in the present invention is 0.01 to 20 parts by weight, preferably 0.05 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin used as component (a).
It is desirable to contain it in an amount of 10 parts by weight. If the content is too large, pattern accuracy will be adversely affected.

本発明によるフォトレジスト組成物は、有機溶媒可溶性
であり、集積回路の製作等に使用する場合、通常溶液(
レジスト溶液)の形で、用いられる。この場合前記組成
物は一般に有機溶媒に 1〜50重量%好ましくは5〜
30重量%の割合で溶解させ、調整される。この場合用
いる溶媒としては本発明のネガ型フォトレジスト組成物
の各構成成分を均一に溶解し、かつ、シリコン、アルミ
ニウムなどの基板表面に塗布後、該有機溶媒を蒸発させ
る事により、均一で平滑な塗膜が得られるものが好まし
い。具体的にはアセトン、メチルエチルケトン、シクロ
ペンタノン、シクロヘキサノン、等のケトン系溶媒、メ
チルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ
、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセ
テート等のセロソルブ系溶媒、テトラヒドロフラン、ジ
エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶
媒、エチレングリコールモノエチルエステル、酢酸エチ
レングリコールモノメチルエステル等のエステル系溶媒
等が挙げられるがこれらに限定されない。上記有機溶媒
は、単独で用いても2種類以上併用してもよい。
The photoresist composition according to the present invention is soluble in organic solvents, and when used in the fabrication of integrated circuits, it is usually used in solutions (
It is used in the form of a resist solution). In this case, the composition generally contains 1 to 50% by weight in an organic solvent, preferably 5 to 50% by weight.
It is dissolved and adjusted at a ratio of 30% by weight. In this case, the solvent to be used is one that uniformly dissolves each component of the negative photoresist composition of the present invention, and after coating the surface of a substrate such as silicon or aluminum, evaporates the organic solvent to create a uniform and smooth surface. It is preferable to use a coating film that can be obtained. Specifically, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, and cyclohexanone, cellosolve solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, and ethyl cellosolve acetate, and ether solvents such as tetrahydrofuran and diethylene glycol dimethyl ether. , ethylene glycol monoethyl ester, ethylene glycol monomethyl acetate, and other ester solvents, but are not limited thereto. The above organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

また本発明のフォトレジスト組成物には上記成分の他に
必要に応じて増感列、染料、可塑剤、その他の樹脂、熱
反応禁止剤等各種防止剤、接着性改良剤等を添加するこ
とが出来る。本発明のフォトレジスト組成物は前記のご
とくレジスト溶液を調整することにより、従来のフォト
レジスト技術でレリーフパターンを形成できる。以下に
このレリーフパターンの形成方法について説明する。
In addition to the above-mentioned components, the photoresist composition of the present invention may optionally contain sensitizing columns, dyes, plasticizers, other resins, various inhibitors such as thermal reaction inhibitors, adhesion improvers, etc. I can do it. The photoresist composition of the present invention can be used to form a relief pattern using conventional photoresist techniques by adjusting the resist solution as described above. The method for forming this relief pattern will be explained below.

まず前記の如く調整したレジスト溶液を基板に塗布する
。この基板への塗布は例えばスピンナーで行う事が出来
る。次いでこれを温260−120℃、好ましくは80
〜100℃で20〜60分間乾燥する。乾燥後この塗布
膜に対しポジ型のフォトマスクチャートを通して深紫外
線及びエキシマレーザ−を照射させる。
First, a resist solution prepared as described above is applied to a substrate. This application to the substrate can be performed using, for example, a spinner. This is then heated to a temperature of 260-120°C, preferably 80°C.
Dry at ~100°C for 20-60 minutes. After drying, the coated film is irradiated with deep ultraviolet rays and excimer laser through a positive photomask chart.

次いで露光部分を現像液で洗い出す事によりレリーフパ
ターンを得る。上記現像液としては、水酸化ナトリウム
、水酸化カリウム、メタケイ酸ソーダ、テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイド等の例えば5重量%以下
の濃度の弱アルカリ水溶液を用いることが出来る。この
ようにして形成されたレリーフパターンは解像性、コン
トラストともに良好なものである。
Next, a relief pattern is obtained by washing out the exposed area with a developer. As the developer, a weak alkaline aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium metasilicate, tetramethylammonium hydroxide, etc., having a concentration of 5% by weight or less, can be used. The relief pattern thus formed has good resolution and contrast.

さらに本発明のフォトレジスト組成物を用いて上記の如
くして形成したパターンをマスクとして基板をエツチン
グすることが出来る。
Furthermore, a substrate can be etched using the photoresist composition of the present invention and the pattern formed as described above as a mask.

[実施例コ 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。
[Example] Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.

実施例1 トリメチルクロロシランをポリ−(p−ヒドロキシスチ
レン)(数平均分子量:6000)に対して0.4モル
当量反応させ次式 で示される共重合体(SP−1)を得た。
Example 1 Trimethylchlorosilane was reacted with 0.4 molar equivalent of poly-(p-hydroxystyrene) (number average molecular weight: 6000) to obtain a copolymer (SP-1) represented by the following formula.

この5P−16,0gに対し次式 で示される感光剤1.2g、および次式しく で示されるフォト酸発生剤0.3gを添加し、これらを
シクロへキサノン18m1に溶解させ、さらにこの溶液
を0.1μm孔のフィルターをもちいて加圧濾過しレジ
スト溶液を調整した。このレジスト溶液をシリコンウェ
ハにスピンコーターを用い2300 回転で回転塗付し
、80℃で40分間プレベークを行い、約1,0μmの
塗付を得た。
To 16.0 g of this 5P-1, 1.2 g of a photosensitizer represented by the following formula and 0.3 g of a photoacid generator represented by the following formula were added, and these were dissolved in 18 ml of cyclohexanone. was filtered under pressure using a 0.1 μm pore filter to prepare a resist solution. This resist solution was coated onto a silicon wafer using a spin coater at 2300 rpm, and prebaked at 80°C for 40 minutes to obtain a coating of about 1.0 μm.

次に、このレジスト膜にKrFエキシマレーザ−ステッ
パーを用い、光を照射した。露光量を変化させて照射を
行った後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド2.3%水溶液に60秒間浸して現像し、さらに水に
30秒間浸してリンスした後の残膜を露光量に対してプ
ロットして感度曲線とし、現像後の残膜が0となる露光
量をもって感度とした。このレジストの感度は121m
 j / c m ’であった。さらにこのレジストを
用い、上記と同様にして、シリコンウェハ上に膜厚1μ
mのレジスト膜を設けこれにパターンを有するクロムマ
スクを通して、KrFエキシマレーザ−ステッパーを用
いて115縮小投影露光を行゛った。さらにこのレジス
ト膜をテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド2
.3%水溶液(20℃)で60秒間処理して現像し、水
で30秒間洗浄してレジストパターンを形成した。
Next, this resist film was irradiated with light using a KrF excimer laser stepper. After irradiating with varying exposure doses, immersing in a 2.3% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds to develop, and rinsing by immersing in water for 30 seconds, the remaining film is plotted against the exposure dose. The sensitivity curve was defined as a sensitivity curve, and the exposure amount at which the residual film after development was 0 was defined as the sensitivity. The sensitivity of this resist is 121m
j/cm'. Furthermore, using this resist, a film with a thickness of 1 μm was formed on a silicon wafer in the same manner as above.
A 115-mm resist film was formed, and a 115-degree reduction projection exposure was performed using a KrF excimer laser stepper through a chromium mask having a pattern on the resist film. Furthermore, this resist film was coated with tetramethylammonium hydroxide 2.
.. It was developed by processing with a 3% aqueous solution (20° C.) for 60 seconds, and washed with water for 30 seconds to form a resist pattern.

こうして形成されたパターンを電子顕微鏡で観察した結
果、プロファイルの良好な0.5μmの微細パターンを
解像していることが分かった。
As a result of observing the pattern thus formed using an electron microscope, it was found that a fine pattern of 0.5 μm with a good profile was resolved.

実施例2 トリメチルクロロシランをポリ−(α−メチル−p−ヒ
ドロキシスチレン)(数平均分子量:6300)に対し
て0.2モル当量反応させ次式 で示される共重合体(SP−2)を得た。
Example 2 0.2 molar equivalent of trimethylchlorosilane was reacted with poly-(α-methyl-p-hydroxystyrene) (number average molecular weight: 6300) to obtain a copolymer (SP-2) represented by the following formula. Ta.

この5P−26,0gに対し次式 で示される感光剤1.2gsおよび次式で示されるフォ
ト酸発生剤0.3gを添加し、これらをシクロへキサノ
ン18m1に溶解させ、さらにこの溶液を0.1μm孔
のフィルターをもちいて加圧濾過しレジスト溶液を調整
した。このレジスト溶液をシリコンウェハにスピンコー
ターを用い2000回転で回転塗付し、80℃で40分
間プレベークを行い、約1.0μmの塗付を得た。
To 6.0 g of this 5P-2, 1.2 g of a photosensitizer represented by the following formula and 0.3 g of a photoacid generator represented by the following formula were added, and these were dissolved in 18 ml of cyclohexanone. A resist solution was prepared by pressure filtration using a 1 μm pore filter. This resist solution was coated onto a silicon wafer using a spin coater at 2000 revolutions, and prebaked at 80° C. for 40 minutes to obtain a coating thickness of about 1.0 μm.

次に、このレジスト膜の感度を実施例1と同様にして測
定した結果135mj/cm2の感度を有していること
がわかった。さらにこのレジストを用い、実施例1と同
様にして、シリコンウェハ上にレジストパターンを形成
した。こうして形成されたパターンを電子顕微鏡で観察
した結果、プロファイルの良好な0.5μmの微細パタ
ーンを解像していることが分かった。
Next, the sensitivity of this resist film was measured in the same manner as in Example 1, and it was found that it had a sensitivity of 135 mj/cm2. Furthermore, using this resist, a resist pattern was formed on a silicon wafer in the same manner as in Example 1. As a result of observing the pattern thus formed using an electron microscope, it was found that a fine pattern of 0.5 μm with a good profile was resolved.

実施例3 トリメチルクロロシランをp−ヒドロキシスチレン−メ
チルメタクリレート共重合体(数平均分子量:4200
、共重合比:p−ヒドロキシスチレン:メチルメタクリ
レ−)=9010)に対して0.3モル当量反応させ次
式 で示される共重合体(SM−1)を得た。
Example 3 Trimethylchlorosilane was replaced with p-hydroxystyrene-methyl methacrylate copolymer (number average molecular weight: 4200
, copolymerization ratio: p-hydroxystyrene:methyl methacrylate) = 9010) was reacted in an amount of 0.3 molar equivalent to obtain a copolymer (SM-1) represented by the following formula.

この5M−16,0gに対し次式 で示される感光剤1.2g、および次式  PFs で示されるフォト酸発生剤0.3gを添加し、これらを
シクロへキサノン18m1に溶解させ、さらにこの溶液
を0.1μm孔のフィルターをもちいて加圧濾過しレジ
スト溶液を調整した。このレジスト溶液をシリコンウェ
ハにスピンコーターを用い2500回転で回転塗付し、
80℃で40分間プレベークを行い、約1.0μmの塗
付を得た。
To this 5M-16.0 g, 1.2 g of a photosensitizer represented by the following formula and 0.3 g of a photoacid generator represented by the following formula PFs were added, and these were dissolved in 18 ml of cyclohexanone. was filtered under pressure using a 0.1 μm pore filter to prepare a resist solution. This resist solution was applied to a silicon wafer using a spin coater at 2500 rpm.
Prebaking was performed at 80° C. for 40 minutes to obtain a coating of approximately 1.0 μm.

次に、このレジスト膜の感度を実施例1と同様にして測
定した結果117mj/cm2の感度を有していること
がわかった。さらにこのレジストを用い、実施例1と同
様にして、シリコンウェハ上にレジストパターンを形成
した。こうして形成されたパターンを電子顕微鏡で観察
した結果、プロファイルの良好な0.5μmの微細パタ
ーンを解像していることが分かった。
Next, the sensitivity of this resist film was measured in the same manner as in Example 1, and it was found that it had a sensitivity of 117 mj/cm2. Furthermore, using this resist, a resist pattern was formed on a silicon wafer in the same manner as in Example 1. As a result of observing the pattern thus formed using an electron microscope, it was found that a fine pattern of 0.5 μm with a good profile was resolved.

実施例4 トリメチルクロロシランをクレゾールホルムアルデヒド
ノボラック樹脂(数平均分子量:4800、メタ−パラ
比2:1)に対して0.3モル当量反応させ次式 で示される共重合体(SN−1)を得た。
Example 4 Trimethylchlorosilane was reacted with 0.3 molar equivalent of cresol formaldehyde novolac resin (number average molecular weight: 4800, meta-para ratio 2:1) to obtain a copolymer (SN-1) represented by the following formula. Ta.

この5N−16,0gに対し次式 で示される感光剤1.2g、および次式でしめされるフ
ォト酸発生剤0.3gを添加し、これらをシクロへキサ
ノン18m1に溶解させ、さらにこの溶液を0.1μm
孔のフィルターをもちいて加圧濾過しレジスト溶液を調
整した。このレジスト溶液をシリコンウェハにスピンコ
ーターを用い2500回転で回転塗付し、80℃で40
分間プレベークを行い、約1.0μmの塗付を得た。
To this 5N-16.0 g, add 1.2 g of a photosensitizer represented by the following formula and 0.3 g of a photoacid generator represented by the following formula, dissolve these in 18 ml of cyclohexanone, and further add this solution. 0.1μm
A resist solution was prepared by pressure filtration using a pore filter. This resist solution was applied to a silicon wafer using a spin coater at 2500 rpm, and then
Prebaking was performed for 1 minute to obtain a coating of approximately 1.0 μm.

次に、このレジスト膜の感度を実施例1と同様にして測
定した結果142mj/cm”の感度を有していること
がわかった。さらにこのレジストを用い、実施例1と同
様にして、シリコンウェハ上にレジストパターンを形成
した。こうして形成されたパターンを電子顕微鏡で観察
した結果、プロファイルの良好な0.5μmの微細パタ
ーンを解像していることが分かった。
Next, the sensitivity of this resist film was measured in the same manner as in Example 1, and it was found that it had a sensitivity of 142 mj/cm''.Furthermore, using this resist and in the same manner as in Example 1, silicon A resist pattern was formed on the wafer.The pattern thus formed was observed under an electron microscope, and it was found that a fine pattern of 0.5 μm with a good profile was resolved.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明のフォトレジスト組成物は
、深紫外線及びエキシマレーザ−を光源としたリソグラ
フィーに使用した際に、感度および解像性に優れるのみ
ならず、現像時のアルカリ現像条件許容性にもすぐれる
結果、プロファイルの良好な微細なレジストパターンを
得ることができるものである。したがってこれらの組成
物は、解像性にたいする要求が今後益々厳しくなりゆく
LSIや超LSI等の高密度集積回路製作用のレジスト
として使用できる他、それらの製造に用いられるフォト
マスクを製造するためにも使用しうる等、電子工業の分
野において広範囲に使用することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, the photoresist composition of the present invention not only has excellent sensitivity and resolution when used in lithography using deep ultraviolet rays and excimer laser as a light source, but also has excellent sensitivity and resolution during development. As a result of its excellent tolerance to alkaline development conditions, it is possible to obtain a fine resist pattern with a good profile. Therefore, these compositions can be used as resists for manufacturing high-density integrated circuits such as LSIs and VLSIs, where requirements for resolution will become increasingly strict in the future, as well as for manufacturing photomasks used in their manufacturing. It can be widely used in the field of electronic industry.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)イ)シリルエーテル基を有するアルカリ可溶性樹
脂と、 ロ)下記一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) [R_1はアルキル基、▲数式、化学式、表等がありま
す▼、また は▲数式、化学式、表等があります▼。R_2はアルキ
ル基、アルケニル基、ヒドロキシアルキル基、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼、アルコキシ 基、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
式、表等があります▼、ア ルキルアミノ基、▲数式、化学式、表等があります▼ま
たは ▲数式、化学式、表等があります▼(R_3、R_4、
R_5、R_3′、R_4′、R_5′、R_3″、R
_4″、R_5″、R_3′″、R_4′″、R_5′
″はおのおの水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ニ
トロ基、ニトロソ基、アミノ基、ヒドロキシル基または
フェニル基)である。]で示される感光剤、および ハ)活性光線の照射により酸を発生しうる化合物を含有
してなるフォトレジスト組成物。(2)シリルエーテル
基を有するアルカリ可溶性樹脂が下記一般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) [R_6、R_7、R_8はおのおのアルキル基または
アリール基、R_9はメチル基、またはエチル基である
。] で示される構造単位を含むことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載のフォトレジスト組成物。 (3)シリルエーテル基を有するアルカリ可溶性樹脂が
下記一般式(III) ▲数式、化学式、表等があります▼(III) [R_1_0、R_1_1、R_1_2はおのおのアル
キル基、またはアリール基、R_1_3は水素原子、ア
ルキル基、またはヒドロキシル基である。] で示される構造単位を含むことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載のフォトレジスト組成物。
[Scope of Claims] (1) A) An alkali-soluble resin having a silyl ether group, and B) The following general formula (I) ▲There are numerical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I) [R_1 is an alkyl group, ▲Mathematical formula , chemical formulas, tables, etc.▼, or ▲mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼. R_2 is an alkyl group, an alkenyl group, a hydroxyalkyl group, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲mathematical formulas, chemical formulas,
There are tables, etc. ▼, alkoxy groups, ▲ there are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, ▲ there are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼, alkylamino groups, ▲ there are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ or ▲ mathematical formulas, chemical formulas , tables, etc.▼(R_3, R_4,
R_5, R_3', R_4', R_5', R_3'', R
_4″, R_5″, R_3′″, R_4′″, R_5′
'' is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group, a nitroso group, an amino group, a hydroxyl group, or a phenyl group), and c) a photosensitive agent that can generate an acid when irradiated with actinic rays. A photoresist composition containing a compound.(2) The alkali-soluble resin having a silyl ether group has the following general formula (II) ▲There are numerical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(II) [R_6, R_7, R_8 are each alkyl group or aryl group, R_9 is methyl group or ethyl group.] The photoresist composition according to claim 1, characterized in that it contains a structural unit represented by: (3) Silyl ether group An alkali-soluble resin having the following general formula (III) ▲Mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(III) [R_1_0, R_1_1, R_1_2 are each an alkyl group or an aryl group, and R_1_3 is a hydrogen atom, an alkyl group, or a hydroxyl group. The photoresist composition according to claim 1, characterized in that it contains a structural unit represented by the following formula.
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