JPH0261640A

JPH0261640A - 感光性組成物

Info

Publication number: JPH0261640A
Application number: JP21183588A
Authority: JP
Inventors: Shuji Hayase; 修二早瀬; Rumiko Horiguchi; 堀口　留美子; Kiyonobu Onishi; 大西　廉伸; Toru Gokochi; 透後河内
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1990-03-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、感光性組成物に関し、詳しくはＫｒＦエキシ
マレーザに感光される感光性組成物に係わる。

（従来の技術）ＬＳＩ等の半導体装置の製造工程では、フォトエツチン
グによる微細加工技術が採用されている。この技術は、
例えばシリコン単結晶ウェハ等の基板上にフォトレジス
ト膜をスピンコーティング法等により形成し、このレジ
スト膜を露光した後、現像、リンス等の処理を施してレ
ジスパターンを形成し、更に該レジストパターンをエツ
チングマスクとして露出するウェハをエツチングするこ
とにより微細幅の線や窓を開孔する方法である。

上述したＬＳＩの製造において、ＬＳＩの高集積化に伴
い、より微細な加工技術が求められている。こうした要
望に対し、露光光源の短波長化が試みられている。その
一つとして、Ｋｒ　Ｆエキシマレーザを光源とし、これ
に感光される感光剤を含むポジ型レジストが開発されて
いる。かかるポジ型レジストとしては、例えば特開昭６
１−２４０２３７号公報に開示されている２−ジアゾ−
５，５−ペンタメチレンシクロヘキサン１．３−ジオン
を感光剤として含むレジスト、特開昭６０−１４２３５
号公報に開示されている２、２−ジメチル−４，６−シ
オキソー５−ジアゾ−１，３−ジオキソランを感光剤と
して含むレジスト、或いはＵＳＰ　４３３９５２２号明
細書に開示されているジアゾホモテトラミックアキッド
化合物を感光剤として含むレジストが知られている。

しかしながら、上記特開昭６１−２４０２３７号公報や
特開昭６０−１４２３５号公報に開示されてレジストで
はＫｒＦエキシマレーザの２４８　ｎｍの光に対して発
色してその吸収が大き過ぎるため、レジスト膜の表面か
ら離れた部分（例えばレジスト膜が被覆された基板側の
部分）にまで該レーザを充分に到達させることができな
い。その結果、現像後のレジストパターンの断面形状が
三角形となり、パターンプロファイルが劣るため、該レ
ジストパターンを基板等に対するエツチングマスクとし
て使用する際、該パターンに忠実なエツチングパターン
を基板等に転写できない問題があった。また、ＵＳＰ　
４３３９５２２号明細書に開示されて感光剤は熱分解し
易く安定性に欠ける問題があった。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上記従来の間居点を解決するためになされた
もので、レジスト膜として基板等に被覆した後のＫｒＦ
エキシマレーザによる露光に際して表面から離れた部分
にまで光を充分に到達させることか可能で、良好な断面
形状を存するレジストパターンを形成し得る感光性組成
物を提供しようとするものである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、アルカリ可溶性樹脂と下記一般式（１）又は
一般式（ＩＩ）で表わされる感光剤とを含有することを
特徴とする感光性組成物である。

但し、一般式（１）中のＲ１−Ｒ４は水素、置換もしく
は非置換のアルキル基、芳香族環を示す。

また、式中のＲ１とＲ２Ｒ３とＲ４、Ｒ２とＲ３は環形
成してもよい。

但し、一般式（ＩＩ）中のＸは水素、アルキル基、アル
コキシ基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基
、エーテル又はエステルで結合された置換基を示す。

上記アルカリ可溶性樹脂としては、２４８　ｎｃの光に
対する等か率が５０％以上ののちのが望ましい。

かかるアルカリ可溶性樹脂としては、例えばイソプロペ
ニルフェノール、ポリビニルフェノール、ベンゼン核に
ケイ素を含むアルキル基等のケイ素化合物を導入したポ
リビニルフェノール、ビニルフェノールとスチレン、ア
クリロニトリル、メチルメタクリレート、メタクリレー
トの共重合体等を挙げることができる。また、ノボラッ
ク樹脂のキノンをフェノールで還元した還元ノボラック
樹脂又はビニルフェノール樹脂のキノンをフェノールで
還元した還元ビニルフェノール樹脂を用いることができ
る。かかる還元ノボラック樹脂としては、還元フェノー
ルノボラック樹脂、又は還元メタパラクレゾールノボラ
ック樹脂、還元メタパラクレゾール（３，５キシレゾー
ル）ノボラック樹脂等を挙げることができる。

上記一般式（１）にて表わされる感光剤としては、例え
ば後掲する第１表に示す構造式の化合物を、上記一般式
（ＩＩ）にて表わされる感光剤としては例えば後掲する
第２表に示す構造式の化合物を、夫々使用することがで
きる。

上記感光剤の上記重合体に対する配合量は、該重合体１
００　ａｍ部に１〜２００重量部配重量心配とが望まし
い。この理由は、感光剤の配合量を１重量部未満にする
と露光後の露光部と未露光部の間での溶解性を充分にと
れなくなり、かといって感光剤の配合量が２００重量部
を越えると溶液状態の感光性組成物の調製が困難となり
、基板等への塗布性が阻害される恐れがある。

なお、本発明の感光性組成物は前記重合体及び感光剤の
他に必要に応じて増感剤、染料、界面活性剤、塗膜改質
のためのポリマ（例えばエポキシ樹脂、ポリメチルメタ
クリレート樹脂、プロピレンオキシド−エチレンオキシ
ド共重合体、ポリスチレン、シリコーンラダーポリマな
ど）等を配合してもよい。

次に、本発明の感光性組成物によるレジストパターンの
形成工程を説明する。

まず、基板上に有機溶剤により溶解させた本発明の感光
性組成物からなるレジスト液を回転塗布法やデイピング
法により塗布した後、１５０℃以下、好ましくは７０〜
１２０℃で乾燥してレジスト膜を形成する。ここに用い
る基板としては、例えばシリコン単結晶ウェハ単体、表
面に絶縁膜や導電膜等の各種の被膜が堆積された同ウェ
ハ又はマスクブランク等を挙げることができる。前記有
機溶剤としては、例えばシクロヘキサン、アセトン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン
系溶媒、メチルセロソルブ、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
、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル等のエステ
ル系溶媒又はこれらの混合溶媒が好ましい。

次いで、前記レジスト膜に所望のパターンを釘するマス
クを通して波長２４８　ｎＩｌのＫｒＦエキシマレーザ
を照射して露光する。つづいて、アルカリ水溶液で現像
処理して所望のレジストパターンを形成する。ここに用
いるアルカリ水溶液としては、例えばテトラメチルアン
モニウムヒドロキシド水溶液等を挙げることができる。

（作用）本発明の感光性組成物は、アルカリ可溶性樹脂と、２４
８　ｎｍの光に対する感光性の優れた一般式（１）又は
一般式（ＩＩ）にて表わされる感光剤とから構成されて
いるため、基板等にレジスト膜として彼覆した後のＫｒ
Ｆエキシマレーザでの露光に際してレジスト膜の表面の
みならず基板側の部分まで光を到達できる。その結果、
露光後の現像により上面と底面との幅がほぼ同等の良好
なパターンプロファイルを有するレジストパターンを形
成できる。また、前記一般式（１）、（ＩＩ）にて表わ
される感光剤は熱分解し難く、高い安定性を６するため
、長期貯蔵後においても２４８　ｎｍの光に対して優れ
た感光性を保持できる。更に、アルカリ水溶液での現像
が可能となり、現像時でのパターンの膨潤等を抑制でき
る。従って、前記レジストパターンをエツチングマスク
として基板等をエツチングすることにより、譲レジスト
パターンに！お実なパターンを基板等に転写できる。

（発明の実施例）以下、本発明の実施例を詳細に説明す。

実施例１〜５及び比較例後掲する第３表に示すアルカリ可溶性樹脂及び感光剤を
後掲する第４表に示すように配合し、これらをセロソル
ブアセテートにより溶解し、０．２μｍのフィルタで濾
過して６種の感光性組成物を調製した。

次いで、前記各感光性組成物をスピンナーでシリコン単
結晶ウェハ上に塗布し、７０　”Ｃで５分間乾燥しテ厚
さ１．０μｍのレジスト膜を形成した。つづいて、これ
らレジスト膜にＫｒＦエキシマレーザを光源とした縮小
投影露光装置を用いて同第４表に示す露光量でパターン
露光した後、同第４表に示す濃度のテトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド（ＴＭＡＲ）水溶液に３０秒間浸漬
して現像処理を施し、更に水洗してレジストパターンを
形成した。

しかして、本実施例１〜５及び比較例の感光性組成物か
ら形成されたレジストパターンについて、解像度を調べ
た。その結果を後掲する同第４表に併記した。

第４表から明らかなように本実施例１〜５の感光性組成
物を用いてレジスト膜の塗布、ＫｒＦエキシマレーザで
の露光、ＴＭＡＨ水溶液での現像を行なうことによって
、比較例の感光性組成物を用いて同様な処理により形成
されたレジストパターンに比べて解像度の優れたレジス
トパターンを形成できることがわかる。

また、本実施例１〜５及び比較例により形成されたレジ
ストパターンのパターン形状を調べたところ、本実施例
では断面が矩形状をなす良好なパターンプロファイルを
有するのに対し、比較例では断面が三角形となることが
確認された。

［発明の効果］以］二詳述した如く、本発明によればレジスト膜として
基板等に彼覆し−た後のＫｒＦエキシマレーザによる露
光に際して表面から離れた部分にまで光を充分に到達さ
せることが可能で、微細かつ良好な断面形状を有するレ
ジストパターンを形成でき、更に含をする一般式（１）
又は（ＩＩ）にて表わされる感光剤が熱分解し難く、高
い安定性を有し、２４８　ｎｉの光に対して優れた感光
性を保持できることにより長期貯蔵後においても微細か
つパターンプロファイルの良好なレジストパターンを形
成でき、ひいては高集積度の半導体装置等を製造するた
めのフォトエツチング工程に有効に利用し得る感光性組
成物を提供できる。

第　　１　　表第　　またくＣＨ２ＣＨ２ＣＨ。

ＣＲ３第　　３　　弄（アルカリ可溶性樹脂）Ｒ−ＰＶＰ　：還元ポリビニルフェノール〔分子量１０
１００００）Ｒ−Ｐ：　還元メタ／４ラクレゾールノブ
ラツク樹脂（ｍ／ｐ＝７：３）Ｃ分子量５０００）Ｒ−
ＦＭＸＮ　　：　還７ＣメタＡラクレゾール（３，５キ
シレゾール）ツメラック樹脂０＝Ｓ−Ｏ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、アルカリ可溶性樹脂と下記一般式（ I ）で表
わされる感光剤とを含有することを特徴とする感光性組
成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）但し、一般式（ I ）中のＲ＿１〜Ｒ＿４は水素、置換
もしくは非置換のアルキル基、芳香族環を示す。また、式中のＲ＿１とＲ＿２、Ｒ＿３とＲ＿４、Ｒ＿２
とＲ＿３は環形成してもよい。
（２）、アルカリ可溶性樹脂と下記一般式（II）で表わ
される感光剤とを含有することを特徴とする感光性組成
物。 ▲数式、化学式、表等があります▼（II）但し、一般式（II）中のＸは水素、アルキル基、アルコ
キシ基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、
エーテル又はエステルで結合された置換基を示す。