JPH01300250A - Photoresist composition - Google Patents

Photoresist composition

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JPH01300250A
JPH01300250A JP63130075A JP13007588A JPH01300250A JP H01300250 A JPH01300250 A JP H01300250A JP 63130075 A JP63130075 A JP 63130075A JP 13007588 A JP13007588 A JP 13007588A JP H01300250 A JPH01300250 A JP H01300250A
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JP
Japan
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group
alkali
tables
formulas
composition
Prior art date
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Pending
Application number
JP63130075A
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 JPH01300250A publication Critical patent/JPH01300250A/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 using 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 and R2 are each hydrogen atom or alkyl group, etc., R3 is alkyl or alkenyl group, etc., R4 and R5 are each hydrogen atom or nitrogen 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】 [産業上の利用分野コ 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 [Field of Industrial Application] The present invention relates to a photoresist composition suitable for forming fine resist patterns, and more specifically, it is highly suitable for lithography using deep ultraviolet rays and excimer laser as a light source. The present invention relates to a positive photoresist composition that has high sensitivity and high resolution, and also 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サー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 novolak. 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 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 .

[発明か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
ーサー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31−〇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 that is highly sensitive to light and has a specific structure that can significantly reduce absorption in the wavelength region 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 can be used together with a photoacid generator, it is possible to fully expose the bottom of the exposed area of the resist, and the acid generated in this exposed area can also be used to generate 31-0 bonds in the alkali-soluble resin, which is the main component. cleaved to generate hydroxyl groups, increasing the alkali solubility of the resin, and as a result, it became possible to increase the solubility difference between the exposed and unexposed areas, and as a result, the sensitivity and resolution of the resist increased. The present inventors have discovered that the 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、 口)下記一般式(I) で示される感光剤、及び 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 (I), and c) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays. A photoresist composition is provided.

以下に、本発明のフ第1・レジスト組成物について詳述
する。
Below, the first resist composition of the present invention will be explained in detail.

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・−チル結合を有するアルカリ可溶性樹
脂は酸の共存下で31−0結合か開裂し、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(III) 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、(■)式中のR,、R,。、R1,はお
のおのアルキル基、またはアリール基、R12は水素原
子、メチル基、またはエチル基であり、また、l)式中
のR13、R14、R15はおのおのアルキル基、また
はアリール基、R36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 photoresist composition of the present invention, the alkali-soluble resin having a silyle-ethyl bond used as component (a) cleaves the 31-0 bond in the presence of an acid, producing a hydroxyl group, and as a result, the solubility in an aqueous alkaline solution decreases. Examples of such resins include alkali-soluble resins containing structural units represented by the following general formula (II) and the following general formula (III). Here, R,,R, in the formula (■). , R1, are each an alkyl group or an aryl group, R12 is a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group, and R13, R14, and R15 in the formula l) are each an alkyl group or an aryl group, and R36 is hydrogen. an 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−ヒ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悪影響を及
は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 less 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 adversely 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.

C)−13 ゝCH3 ゝCH3 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1.00[1〜100、000好
ましくは、2.000〜50.000のものを用いる。
C)-13 ゝCH3 ゝCH3 Further, the resin has a weight average molecular m (Mw) of 1.00 [1 to 100,000, preferably 1 to 100,000, as determined by gel permeation chromatography (GPC method) using polystyrene as a standard. 2.000 to 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、及び基板への密着性等に悪影響をもたらす。
Outside the above range, sensitivity, resolution, heat resistance, film performance, adhesion to the substrate, etc. will be adversely affected.

次に、本発明のフォトレジスト組成物において口)成分
として用いる感光剤は、前記−炒成(I)で示されるも
のであって、式中R,、R2はおのおの水素原子、アル
キル基、  ひ、またはアルキルアミノ基、  【D工
NH−、またはR’5 R′□、R7、R、、R’、 、R”8  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
、R4,Rs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。具体的には、 CH3tJ     CH3リ     しi3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 photosensitizer used as the component in the photoresist composition of the present invention is represented by the above-mentioned formula (I), where R, and R2 are each a hydrogen atom, an alkyl group, or a hydrogen atom. , or alkylamino group, [NH-, or R'5 R'□, R7, R, , R', , R''8 each represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group, a nitroso group, an amino group, hydroxyl group, or phenyl group, R4 and Rs 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.Specifically, CH3tJ CH3 i3, etc., but is not limited to these. 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(rV)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 (rV), 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R17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、RIBは水素原子、ヒドロキシル基、また
は RW−CO−NH−(R2。
The halogenated diphenylethane derivative represented by the above general formula (IV) produces a halogen acid upon irradiation with actinic rays, and R17 in the formula is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, or a nitro group, RIB is a hydrogen atom, a hydroxyl group, or RW-CO-NH-(R2.

はアルキル基である。)、R79はハロゲン原子、R2
゜、R2,はおのおの水素原子、ハロゲン原子、アルキ
ル基である。
is an alkyl group. ), R79 is a halogen atom, R2
゜, R2, are each a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group.

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R22は生成するスルホン酸の一3o3H
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 R22 in the formula is 3o3H 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、 (R30はアルキレン基、アルケニレン基、またはアリ
ーレン基、R31、R32、R33、R3いおよびR3
9はおのおのアルキル基、またはアリール基、R34、
R38はアリール基、R37、R38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 (R30 is an alkylene group, alkenylene group, or arylene group, R31, R32, R33, R3 and R3
9 is each alkyl group or aryl group, R34,
R38 is an aryl group, and R37 and R38 are each a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.

)を挙げることができる。また、R23はアルキル基、
またはアリール基である。
) can be mentioned. Moreover, R23 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R24、R25、R28、およびR27はアリール
基、R28はアルキル基、またはアリール基、XはBF
6− 、PF6− 、AsF6−1SbF6−1CIO
,−である。
The iodonium salt represented by the above general formula (Vl) and the sulfonium salt represented by the above general formula (■) produce a Lewis acid upon irradiation with actinic rays, and R24, R25, R28 in the formula , and R27 is an aryl group, R28 is an alkyl group or an aryl group, and X is BF
6-, PF6-, AsF6-1SbF6-1CIO
,-.

このようなフォト酸発生剤の具体例としては、(IV−
1)     (rv−2)     (rv−3)(
V−1)       (V−2) (V−3) OHH0 (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 (IV-
1) (rv-2) (rv-3)(
V-1) (V-2) (V-3) OHH0 (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)成分の感光剤の含有割合については
特に制限は無いが好ましくはイ)成分の樹脂100重量
部に対しO,1〜40重量部重量部以下で用いるのが好
ましく、さらに好ましくは1〜20重量部で含有させる
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 of the photosensitizer in component (i) in the present invention, but it is preferably used in an amount of 1 to 40 parts by weight or less, more preferably 1 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin in component (a). It is desirable to contain it in an amount of 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重債部、好ましくは0.05〜
1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 1 part 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, preferably 5% by weight, in an organic solvent.
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, cyclohexanone,
Cellosolve solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, tetrahydrofuran,
Examples include, but are not limited to, ether solvents such as diethylene glycol dimethyl ether, ester solvents such as ethylene glycol monoethyl ester, and ethylene glycol monomethyl acetate. 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、接青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, and blue-touchability improvers. 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。次いてこれを温度60〜120°C1好ましくは8
0〜100°C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. Next, this is heated to a temperature of 60 to 120°C, preferably 8
Dry at 0-100°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] 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 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fit : 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 0.4 molar equivalent of trimethylchlorosilane was reacted with poly(p-hydroxystyrene) (number average molecular fit: 6000) to obtain a copolymer (SP-1) represented by the following formula.

この5p−16,0gに対し次式 て示される感光剤1.2g、および次式しし で示されるフォト酸発生剤0.3gを添加し、これらを
シクロヘキサノン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2600 回転で回転塗付し
、80°Cで40分間プレベークを行い、約1.0μm
の塗付を得た。
To this 5p-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 were added, and these were dissolved in 18 ml of cyclohexanone. A resist solution was prepared by pressure filtration using a 0.1 μm pore filter. This resist solution was coated on a silicon wafer using a spin coater at 2600 rpm, prebaked at 80°C for 40 minutes, and the thickness was approximately 1.0 μm.
got a smear.

次に、このレジスト膜にKrFエキシマレーサーステッ
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
量をもって感度きした。このレジストの感度は128m
j/cm”てあった。さらにこのレジストを用い、上記
と同トηにして、シリコンウェハ上に膜厚1μm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11
5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. A sensitivity curve was obtained, and the sensitivity was determined at the exposure amount at which the residual film after development was 0. The sensitivity of this resist is 128m
Furthermore, using this resist, and using the same η as above, a resist film with a thickness of 1 μm was formed on a silicon wafer, and a chrome mask with a pattern was passed through this, using a KrF excimer laser stepper. Te11
5 reduction projection exposure was performed. Further, this resist film was developed by treating it with a 2.3% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (20° C.) for 60 seconds, and was 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がった。
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f7t : 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 Trimethylchlorosilane was converted into poly=(α-methyl-p-hydroxystyrene) (number average molecule f7t: 6300
) was reacted in an amount of 0.2 molar equivalent to obtain a copolymer (SP-2) represented by the following formula.

この5P−26,0gに対し次式 で示される感光剤1.2g、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1.8 mlに溶解させ、さらにこの溶液を0.1μ
m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°C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 1.8 ml of cyclohexanone. Add this solution to 0.1μ
A resist solution was prepared by pressure filtration using an m-pore filter. This resist solution was coated onto a silicon wafer using a spin coater at 2,300 rpm, and prebaked at 80°C for 40 minutes to obtain a coating of about 1.0 μm.

次に、このレジスト膜の感度を実施例1と同様にして測
定した結果114mj/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 114 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R: 420
0、共重合比・p−ヒドロキシスチレン:メチルメタク
リレート−90:10)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 converted into p-hydroxystyrene-methyl methacrylate copolymer (number average molecular R: 420
A copolymer (SM-1) represented by the following formula was obtained.

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2200回転で回転塗付し、
80°C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 2200 rpm.
Pre-baking 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153mj/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 153 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m: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 0.3 molar equivalent of trimethylchlorosilane was reacted with cresol formaldehyde-novolac resin (number average molecule m: 4800, meta-para ratio 2.1) to produce a copolymer (SN-1) represented by the following formula. I got it.

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2200回転で回転塗付し、80°Cで4
0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 2200 rpm, and then heated at 80°C for 40 minutes.
Prebaking was performed for 0 minutes to obtain a coating 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153mj/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 153 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.

[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サー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器々厳しくなりゆく
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 As a result of its excellent tolerance to alkaline development conditions, a fine resist pattern with a good profile can be obtained. Therefore, these compositions can be used as resists for manufacturing high-density integrated circuits such as LSI and VLSI, where requirements for resolution will become stricter in the future, as well as for manufacturing photomasks used in their manufacture. 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、R_2はおのおの水素原子、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_3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_6、R_6’
、R_6”) R_7、R_7’、R_7”R_8、R_8’、R_8
”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。)、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。] で示される感光剤及び、 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_9、R_1_0、R_1_1はおのおのアルキル
基またはアリール基、R_1_2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_3、R_1_4、R_1_5はおのおのアル
キル基、またはアリール基、R_1_6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 and R_2 are each a hydrogen atom , alkyl group, ▲
There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ or ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼. R_3 has an alkyl group, an alkenyl group, a hydroxyalkyl group, ▲a mathematical formula, a chemical formula, a table, etc.▼
, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, Alkylamino groups, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼
Or ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (R_6, R_6'
, R_6") R_7, R_7', R_7"R_8, R_8', R_8
” 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. group, an amino group, a hydroxyl group, or a phenyl group.] A photoresist composition comprising a photosensitizer represented by the following: and c) a compound capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays. (2) Silyl ether. The alkali-soluble resin having a group has the following general formula (II) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (II) [R_9, R_1_0, R_1_1 are each an alkyl group or an aryl group, and R_1_2 is a methyl group or an ethyl group. The photoresist composition according to claim 1, characterized in that it contains a structural unit represented by the following formula (III): (3) The alkali-soluble resin having a silyl ether group has the following general formula (III) , tables, etc. ▼(III) [R_1_3, R_1_4, R_1_5 are each an alkyl group or an aryl group, and R_1_6 is a hydrogen atom, an alkyl group, or a hydroxyl group.] A photoresist composition according to claim 1.
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