JPH0328849A - Positive type photoresist composition - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、一般に輻射線に感応するポジ型フォトレジス
ト組或物に関するものであb、詳しくはアルカリ可溶性
樹脂及び八λ−ナフトキノンジアジド基を有する感光剤
を含有してなるポジ型フォトレジスト組成物の改良に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates generally to radiation-sensitive positive-working photoresist compositions, and more particularly to a composition comprising an alkali-soluble resin and eight λ-naphthoquinone diazide groups. The present invention relates to an improvement in a positive photoresist composition containing a photosensitizer having the following properties.
半導体集積回路の高集積度化は、一般に言われるように
3年間にV倍のスピードで進行し、例えばグイナミクク
・ランダム・アクセス・メモ!j−CDRAM)を例に
とれば、現在では、lMピントの記憶容量を持つものの
本格生産が開始されている。それにともない集積回路の
生産に不可欠のフォトリソグラフィー技術に対する要求
も年々きびしくなってきている。例えば、/Mビッ}D
RAMの生産には、lμmレベルのリングラフイー技術
が必要とされ、更に高集積度化の進んだ’IM./AM
ビットDRAMKおいては、それぞれO.gμ.1,o
.sμmレベルのリソグラフィー技術が必要とされると
予想されている。It is generally said that the increase in the degree of integration of semiconductor integrated circuits is progressing at a speed of V times every three years. Taking J-CDRAM as an example, full-scale production of one with a memory capacity of 1M focus has now begun. Along with this, the requirements for photolithography technology, which is essential for the production of integrated circuits, are becoming stricter year by year. For example, /M bit}D
The production of RAM requires 1 μm level ring graphing technology, and even more highly integrated 'IM. /AM
In bit DRAMK, each O. gμ. 1,o
.. It is expected that lithography technology at the sμm level will be required.
このフォトリングラフィー技術において、従来吏用され
てきたレジストはその大部分が、環化ボリイソプレンゴ
ムに架橋剤としてピスアジド化合物を添加して得られる
ネガ型レジストである。しかし、このタイプのレジスト
は現像時の膨潤によシ解像力に限度があシ、3μm以上
の解像力を得ることは難しい。In this photolithography technique, most of the resists conventionally used are negative resists obtained by adding a pisazide compound as a crosslinking agent to cyclized polyisoprene rubber. However, this type of resist has a limited resolution due to swelling during development, and it is difficult to obtain a resolution of 3 μm or more.
上記要求に応えることができるのはポジ型フォトレジス
トである。ポジ型フォトレジストはアルカリ可溶性樹脂
と感光性物質,一般には置挑されたナフトキノンジアジ
ド基を有する化合物とをともに含有するものである。ナ
フトキノンジアジドは紫外線照射時に下式のように紫外
線を吸収し、カルベンを経てケテンを生じ、系中に存在
する水分と反応してインデン力ルポン酸となシ、これが
現像液のアルカリ水溶液に溶解する。Positive photoresists can meet the above requirements. Positive-working photoresists contain both an alkali-soluble resin and a photosensitive material, generally a compound containing the challenged naphthoquinone diazide group. When irradiated with ultraviolet light, naphthoquinone diazide absorbs ultraviolet rays as shown in the formula below, produces ketene through carbene, reacts with water present in the system, and becomes indenyluponic acid, which is dissolved in the alkaline aqueous solution of the developer. .
H,
?のようにポジ型フォトレジストは、現像液としてアル
カリ水溶液を用いるのでネガ型レジストの場合と異なシ
レジストが膨潤せず、従って解像力を高めることが可能
なのである。H,? Since positive photoresists use an alkaline aqueous solution as a developing solution, unlike negative photoresists, the resist does not swell, making it possible to improve resolution.
したがって、ポジ型フォトレジストは、ネガ型レジスト
と比較すれば一般に非膨潤、高解像力を特徴とするレジ
ストとして登場し、広く超LSIの製造に使用されてき
た。しかしながら近年にいたbサブ■クロンレベル,%
KO.jμmレベルの解像力が要求されてくると、従来
のポジ型フォトレジストでは対応が不町能なことが明ら
かとなってきた。すなわち、従来のポジ型フォトレジス
トにおいてはアルカリ可溶性のノボラック樹脂とl.コ
ーナフトキノンジアジドー!−スルホン酸エステルとを
その主たる成分とする組成物が大部分であったが、この
コ成分を主成分とするポジ型フォトレジストでは,o.
gμ扉レベルの量産に対応できる程度であシ、ハーフミ
クロンリングラフィに対応できるものではなかった。Therefore, positive photoresists have emerged as resists that are generally non-swellable and have high resolution compared to negative photoresists, and have been widely used in the manufacture of VLSIs. However, in recent years, the b-sub ■ Chron level, %
K.O. It has become clear that conventional positive photoresists cannot meet the demands for resolution at the jμm level. That is, in conventional positive photoresists, an alkali-soluble novolac resin and a l. Cornafthoquinone diazido! Most of the compositions have a sulfonic acid ester as a main component, but positive photoresists containing this co-component as a main component have o.
It was only suitable for mass production at the level of gμ doors, and was not suitable for half-micron phosphorography.
筐た、ハーフミクロンリソグラフィーに対応できるリソ
グラフィー技術としては、X線リングラフイー エレク
トロンビームリソグラフィーが挙げられるが、前者はノ
・−ドウエア及びレジスト両面からの立ち後れが目立ち
、後者はスループソトの面で大量生産には対応できない
。Lithography technologies that can be used for half-micron lithography include X-ray phosphorography and electron beam lithography, but the former has noticeable lag from both sides of the node and resist, while the latter is difficult to mass produce due to throughput. cannot correspond to
したがって、従来の露光技術を生かすことができ、可視
、近紫外領域の光を用いて露光でき、しかもハーフミク
ロンリソグラフィーに対応できる、すなわち解像力が0
. 6μ扉以上でパターンプロファイルの良好なレジス
トの開発が強く望まれていた。Therefore, conventional exposure technology can be utilized, exposure can be performed using light in the visible and near ultraviolet regions, and it is also compatible with half-micron lithography, in other words, the resolution is 0.
.. There has been a strong desire to develop a resist with a good pattern profile for 6μ or more doors.
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決した可視
,近紫外領域の光を用いてハーフミクロンリソグラフィ
ーに対応できるレジスト組成物を提供することにある。An object of the present invention is to provide a resist composition that solves the problems of the prior art and is compatible with half-micron lithography using light in the visible and near ultraviolet regions.
このような課題を解決するために、本発明者等は鋭意検
討を重ねた結果,感光性を持たない特定の化合物をナフ
トキノンジアジドーノボラック系レジストに添加するこ
とによ9、o.bμm以上の解像力を持ち、パターンプ
ロファイルも良好であシ、他の性能も従来のものと比較
して同等以上の性質を持っているポジ型フォトレジスト
組戒物が得られることを見い出し本発明に至った。In order to solve these problems, the present inventors have made intensive studies and found that by adding a specific compound that does not have photosensitivity to a naphthoquinonediazide novolak resist, 9.o. It was discovered that a positive type photoresist composition having a resolution of bμm or more, a good pattern profile, and other properties equivalent to or better than conventional ones can be obtained, and the present invention has been made. It's arrived.
すなわち本発明の要旨は、アルカリ可溶性樹脂及び1、
u−ナフトキノンジアジド基を有する感光剤を含有して
なるポジ型フォトレジストにおいて、添加剤として下記
一般式(L)で表される化合物を有することを特徴とす
るポジ型フォトレジスト組成物に存する。That is, the gist of the present invention is an alkali-soluble resin and 1,
A positive photoresist composition comprising a photosensitizer having a u-naphthoquinonediazide group is characterized in that it contains a compound represented by the following general formula (L) as an additive.
0
(式中、Ar’はベンゼン、ナフタレン、ペンゾフェノ
ン又はこれらのアルキル誘導体から環上十川
の5ぼの水素原子を除いたものを示し、Ar”はU
(式中、Ar1はベンゼン、ナフタレン、ペンゾフェノ
ン又はこれらのアルキル誘導体から環上十^
の汁価の水素原子を除いたものを示し、Ar2はを示す
。Xは−NR−−0一又はーS一を示し、それぞれ同じ
でも異なっていてもよく、Rは水素原子又はアルキル基
を示す。mはo − rの整数を示し、nは/〜!の整
数を示し、/≦m+n≦6である。)
以下、本発明を詳細に説明する。0 (In the formula, Ar' represents benzene, naphthalene, penzophenone, or an alkyl derivative thereof from which five hydrogen atoms on the ring are removed, and Ar" is U (In the formula, Ar1 is benzene, naphthalene, penzophenone. Or, these alkyl derivatives are obtained by removing a hydrogen atom having a valence of 10^ on the ring, and Ar2 represents.X represents -NR--01 or -S1, which may be the same or different. Often, R represents a hydrogen atom or an alkyl group, m represents an integer of o - r, and n represents an integer of /~!, /≦m+n≦6.) Hereinafter, the present invention will be explained in detail. .
本発明においては、下記一般式(1)
0
を示す。Xは−NR−−0一又はーS一を示し、それぞ
れ同じでも異なっていてもよく、Rは水素原子又はアル
キル基を示す。mはθ〜Sの整数を示し、nは7〜5の
整数を示し、/≦m+n≦6である。)で表される化合
物を添加剤として加える。In the present invention, the following general formula (1) 0 is shown. X represents -NR--01 or -S1, which may be the same or different, and R represents a hydrogen atom or an alkyl group. m represents an integer of θ to S, n represents an integer of 7 to 5, and /≦m+n≦6. ) is added as an additive.
該添加剤の添加量は、好ましくはフォ1・レジスト組成
物の全固形分の0./〜コθ重量%、さらに好ましくは
O.S〜/S重量κである。添加量が0./重量κより
少ないと解像カおよびパターンプロファイル向上の効果
が小さく、添加量が2ozB%より多いとパターンプロ
ファイルの劣化を引き起こすことがあるため好ましくな
い。The amount of the additive added is preferably 0.0% of the total solid content of the photoresist composition. /~koθ weight%, more preferably O. S~/S weight κ. Addition amount is 0. If the amount is less than /weight κ, the effect of improving resolution and pattern profile will be small, and if the amount added is more than 2 ozB%, it may cause deterioration of the pattern profile, which is not preferable.
該添加剤としては、(A)フェノール類、ジヒ?ロキシ
ベンゼン類、トリヒドロキシベンゼン類、チオフェノー
ル類、ベンゼンジチオール類,アニリン類,ベンゼンジ
アミン類、ア■ノフェノール類、アミノベンゼンチオー
ル類,ナフトル類4 ジヒドロキシナフタレン類、ナフ
タレンチオール類、ジアミノナフタレン類、アミノナフ
トール類、ヒドロキシベンゾフェノン類又はアミノベン
ゾフェノン類と、(B)スルホン酸類又はその誘導体と
を反応させて得られるエステル又はアミドが挙げられる
。Examples of the additives include (A) phenols, dihydrocarbons, Roxybenzenes, trihydroxybenzenes, thiophenols, benzenedithiols, anilines, benzenediamines, anophenols, aminobenzenethiols, naphthales 4, dihydroxynaphthalenes, naphthalenethiols, diaminonaphthalenes, Examples include esters or amides obtained by reacting aminonaphthols, hydroxybenzophenones, or aminobenzophenones with (B) sulfonic acids or derivatives thereof.
具体的には、例えばCA)としてはフェノール、o−
クレゾール、m−クレゾールt p−クレゾール.コー
エチル7エノール、3−エチルフェノール、q一エチル
フェノール、o − n−プロビルフェノール.p−n
−7’口ビルフェノール、0 − イングロビルフェノ
ール、p−インプロビルフェノール, p − n−7
’fルフェノール、〇一sec−プチルフェノール、p
− sec−プチルフェノール、m−tert−プチ
ルフェノール,r)−tert−プチルフェノール,p
−tertプチルフェノール.p−n−アミルフェノー
ル、p − tert−アミルフェノール、p ll−
ヘブチルフェノール*ptert−オクチルフェノール
、p−ノニルフェノール,.2.J−シメチルフェノー
ル.コ.グージメチルフェノール.ム!ジメチルフェノ
ール、コ,6−ジメチルフェノール, .7.4’−ジ
メチルフェノール,3,s−ジメチルフェノール、グー
インブロビルーrn − クレゾール.S−イングロビ
ル一〇−クレゾール、6−イソプロビルーm−クレゾー
ル, .2,A−ジインプロビルフェノール,コ,ク
.6−トリーsec−プチルフェノール,コ.4l,J
− }リーter t −プチルフェノール;カテコ
ール,!,J−ジヒト゛ロキシベンゼン、ハイドロキノ
ンr ” Ccrt一フ゛チルカテコール、J−メ
チルヵテコール、八4−ジヒドロキシ−グ−メチルベン
ゼン,/.J−ジヒドロキシ−4−メチルベンゼン、t
,3 − シヒドロキシ−3−メチルベンゼン、J.l
I−シヒドヮキシ−7−メチルベンゼン、.y.s−シ
ヒドロキシー/−メチルベンゼン,コ,クージヒドロキ
シエチルベンゼン、クーtert−オクチルレゾルシノ
ール;ビロガロール,l.3.s−}リヒドロキシベン
ゼン.l,コ.4l−トリヒドロキシベンゼン, F
− tert − 7’f/I/ ヒo jjロール
:チオフェノール、0−}ルエンチオール.m−}ルエ
ンチオール、p一トルエンチオール、チオキシレノール
tptert−フチルチオフェノール;トルエンーj4
−ジチオール,1、!−ベンゼンチオール;アニリン、
N−インプロビルアニリン、O−イソプロピルアニリン
.p−イソブロビルアニリン*N−n一フチルアニリン
,p−n−7”チルアニリン、p − sec − 7
”チルアニリン% p−n−へキシルアニリン、コ,3
−キシリジン、コ,ターキシリジン、4,S−キシリジ
ン、4.6−キシリシン,J,+−キシリジン、3.3
−キシリジン、m−キシリジン、p−キシリジン、〇一
トルイジン、m−}ルイシン.p−トルイジン;O−フ
エニレンジアミン、m−7エニレンジアミン、p−フェ
ニレンジアミン、ク,!−ジアミノ一〇一キ?レン;0
−アミノフェノール、m−アミンフェノール、p−ア■
ノフェノール+ m − −1− チルアミノフェノー
ル、グーアミノーm − クLy 7”ル,6−アミノ
ーm−クレゾール,5−アミノー〇−クレゾール、4−
アミノーp−クレゾール、J一エチルアミノ−p−クレ
ゾール.二一アミノークーtert−プチルフェノール
;o一アミノベンゼンチオール;α−ナ7}−/L1、
β一ナフトール;/.J−ジヒドロキシナフタレン、/
l4t−ジヒドロキシナフタレン、/.タージヒドロキ
シナフタレン、l,6−ジヒドロキシナフタレン、7.
7−ジヒドロキシナフタレン,!.,?−ジヒドロキシ
ナフタレン.2.7−ジヒドロキシナフタレン;J−ナ
フタレンチオール;l,s一ジアミノナフタレン,1、
g−ジアミノナフタレン, j,J−ジアミノナフメレ
ン;3−アミノーl−ナフトール、!−アミノーコーナ
フトール、6−アミノーl一ナ7トール.g−アミノー
コーナ7トール;コーヒドロキシベンゾフエノン、q−
ヒドロキシベンゾフェノン, 1.2’−ジヒド?キ
シペンゾフェノン,コ,クージヒドロキシベンゾフェノ
ン,414’−ジヒドロキシベンソフェノン, u,
J,4’一トリヒドロキシベンゾフェノン、2,+1,
II’−}リヒドロキシベンゾフエノン、J+2’gク
,ク′−テトラヒドロキシベンゾフェノン,コ,3ク.
クーテトラヒドロキシベンゾフェノン, .2,Jク
,λ1、 y/−ペンタヒドロキシベンゾフェノン;J
.3′−ジアミノベンゾフエノン, 3,’l−ジア
ミノベンゾフエノン,+,lI’−ジア■ノベンゾフエ
ノンが挙げられ、(B)としては、ベンゼンスルホンH
,p−}ルエンスルホン酸io }ルエンスルホン酸
、エチルベンゼンスルホン酸、プロビルベンゼンスルホ
ン酸、メシチレンスルホン酸、l−ナフタレンスルホン
酸、コーナフタレンスルホン酸あるいはこれらの誘導体
が挙げられる。Specifically, for example, CA) includes phenol, o-
Cresol, m-cresol t p-cresol. Coethyl 7-enol, 3-ethylphenol, q-ethylphenol, o-n-propylphenol. p-n
-7' oral virphenol, 0- inglovirphenol, p-improvirphenol, p-n-7
'f-butylphenol, 〇1 sec-butylphenol, p
- sec-butylphenol, m-tert-butylphenol, r)-tert-butylphenol, p
-tertbutylphenol. p-n-amylphenol, p-tert-amylphenol, pll-
Hebutylphenol*ptert-octylphenol, p-nonylphenol, . 2. J-Simethylphenol. Ko. Goodimethylphenol. Mu! Dimethylphenol, co,6-dimethylphenol, . 7.4'-dimethylphenol, 3,s-dimethylphenol, gouinbrobyrn-cresol. S-Inglovir-m-cresol, 6-isoprobyl-m-cresol, . 2, A-diimprobylphenol, co, c. 6-trisec-butylphenol, co. 4l, J
-} tert-butylphenol; catechol,! , J-dihydroxybenzene, hydroquinone r'' Ccrt monomethylcatechol, J-methylcatechol, 84-dihydroxy-g-methylbenzene, /.J-dihydroxy-4-methylbenzene, t
, 3-cyhydroxy-3-methylbenzene, J. l
I-cyhydroxy-7-methylbenzene, . y. s-hydroxyethylbenzene, co-dihydroxyethylbenzene, coutert-octylresorcinol; birogallol, l. 3. s-}lyhydroxybenzene. l,co. 4l-trihydroxybenzene, F
- tert - 7'f/I/Hio jj role: thiophenol, 0-}luenethiol. m-} toluenethiol, p-toluenethiol, thioxylenol tptert-phthylthiophenol; toluene-j4
-dithiol,1,! -benzenethiol; aniline;
N-improvylaniline, O-isopropylaniline. p-isobrobylaniline *N-n-phthylaniline, p-n-7” thylaniline, p-sec-7
"Tylaniline% p-n-hexylaniline, co, 3
-xylidine, co, terxylidine, 4,S-xylidine, 4.6-xylidine, J,+-xylidine, 3.3
-xylidine, m-xylidine, p-xylidine, ○1 toluidine, m-}leucine. p-Toluidine; O-phenylenediamine, m-7enylenediamine, p-phenylenediamine, ! -Diamino 101ki? Ren;0
-aminophenol, m-aminephenol, p-a■
Nophenol+m--1-Thylaminophenol, Guaminol-m-Cly 7'', 6-amino-m-cresol, 5-amino-〇-cresol, 4-
Amino-p-cresol, J-ethylamino-p-cresol. 2-aminobutylphenol; o-aminobenzenethiol; α-na7}-/L1,
β-naphthol;/. J-dihydroxynaphthalene, /
l4t-dihydroxynaphthalene, /. terdihydroxynaphthalene, l,6-dihydroxynaphthalene, 7.
7-Dihydroxynaphthalene,! .. ,? -dihydroxynaphthalene. 2.7-dihydroxynaphthalene; J-naphthalenethiol; l,s-diaminonaphthalene, 1,
g-diaminonaphthalene, j,J-diaminonaphthalene; 3-amino l-naphthol, ! -Aminoconaphthol, 6-aminoconaphthol. g-aminocona7tol; co-hydroxybenzophenone, q-
Hydroxybenzophenone, 1,2'-dihydro? xypenzophenone, co, cudihydroxybenzophenone, 414'-dihydroxybenzophenone, u,
J, 4'-monotrihydroxybenzophenone, 2,+1,
II'-}rihydroxybenzophenone, J+2'g, C'-tetrahydroxybenzophenone, Co, 3k.
Cutetrahydroxybenzophenone, . 2, J, λ1, y/-pentahydroxybenzophenone; J
.. Examples include 3'-diaminobenzophenone, 3,'l-diaminobenzophenone, +,lI'-diainobenzophenone, and (B) includes benzenesulfone H
, p-}Luenesulfonic acid io }Luenesulfonic acid, ethylbenzenesulfonic acid, probylbenzenesulfonic acid, mesitylenesulfonic acid, l-naphthalenesulfonic acid, conaphthalenesulfonic acid, or derivatives thereof.
本発明においてアルカリ可溶性樹脂としては、通常ノボ
ランク樹脂、またはポリヒドロキシスチレンが用いられ
る。好ましくは、0−クレゾール、。−クレゾール.p
−1レゾールの単独またはλ種以上をホルムアルデヒド
で縮合したノポラック樹脂、1たはm−クレゾール、p
−クレゾール、キシレノールの単独またはコ種以上を
ホルムアルデヒドで縮合したノボラソク樹脂が用いられ
る。さらに好1しくは5o−クレゾール、m−クレゾー
ル,p−クレゾールノ第/図に示した範囲にある混合物
、又はm−クレソ−A1、 p−クL/ソール、キシレ
ノールノ第4図に示した範囲にある混合物をホルムアル
デヒドで縮合したノボラック樹脂が用いられる。In the present invention, a novolank resin or polyhydroxystyrene is usually used as the alkali-soluble resin. Preferably 0-cresol. -Cresol. p
-1 resol or m-cresol, p-cresol, nopolac resin condensed with formaldehyde
- Novorasoc resin is used, which is obtained by condensing cresol and xylenol alone or in combination with formaldehyde. More preferably, a mixture of 5o-cresol, m-cresol, p-cresol within the range shown in Figure 4, or m-creso-A1, p-cL/sol, xylenol within the range shown in Figure 4. Novolac resins are used which are prepared by condensing a mixture within the range with formaldehyde.
ホルムアルデヒドの代わシにバラホルムアルデヒドを使
用してもよい。Rose formaldehyde may be used instead of formaldehyde.
縮合は通常しゅう酸、クエン酸等のカルポン酸、塩酸、
硫酸、燐酸等の鉱酸もしくはルイス酸を触媒として行な
われる。キシレノールとしては、λ,S−キシレノール
またはJj−キシレノールが好適に用いられる。Condensation is usually carried out using carboxylic acids such as oxalic acid and citric acid, hydrochloric acid,
It is carried out using a mineral acid such as sulfuric acid or phosphoric acid or a Lewis acid as a catalyst. As xylenol, λ,S-xylenol or Jj-xylenol is preferably used.
アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量としてはポリスチ
レン換算値( GPC測定)で、/.0 0 0〜/!
;,000,好IL<は1、!00〜/θ,0 0 0
のものが好適に用いられる。The weight average molecular weight of the alkali-soluble resin is a polystyrene equivalent value (GPC measurement), /. 0 0 0~/!
;,000,Good IL<is 1,! 00~/θ, 0 0 0
Those are preferably used.
1た、本発明においてl′,二一ナフトキ/′ンジアジ
ド基を含む感光剤としては、例えば.2. J.シート
リヒドロキシベンゾフェノンの八二一ナフトキノンジア
ジド−3”−スルホン酸エステルもし、〈は八=一ナノ
トキノンジアジドーy−スルホン酸エステル, .;l
, J. !.〆−テトラヒドロキシベンゾノエノンの
1、.2−ナフトキノンジアジドータースルホン酸エス
テルもしくは/9コ〜ナフトキノンジアジドーq〜スル
ホン酸エステル,lたは.2. J. lI.. !.
〆−ベンタヒド口キンベンゾノエノンの1、コーナフト
キノンジアジド−j−スノレホン酸丁ステノレもしくは
/.一一ナフトキノンシアジ}’−&−スルホン酸エス
テル等が用いられる。平均エステル化率としては、好ま
しくは30%以上のものが用いられる。In addition, in the present invention, examples of the photosensitizer containing l',21naphthoxy/'diazide group include. 2. J. 821 naphthoquinonediazide-3''-sulfonic acid ester of trihydroxybenzophenone If 〈is 8=1 nanotoquinonediazide-y-sulfonic acid ester, .;l
, J. ! .. 〆-tetrahydroxybenzonoenone 1,. 2-naphthoquinone diazidoter sulfonic acid ester or /9-naphthoquinone diazido q-sulfonic acid ester, l or. 2. J. lI. .. ! ..
〆-bentahyde-benzonoenone, con-naphthoquinone diazide-j-snorefonic acid, or/. 11 naphthoquinone cyadi}'-&-sulfonic acid ester, etc. are used. The average esterification rate used is preferably 30% or more.
アルカリ可溶性樹脂と感光剤の混合割合は、通常、全固
形分中のナフトキノンジアジド基の割合で表す。その指
標として固形分/y中のナフトキノンジアジド基のミリ
グラム等量数金もつて表しΩ率と称することにする。本
発明の場合、Q率としては好ましくは0..2〜/.0
、さらに好ましくは0,3〜0.?のものが用いられる
。The mixing ratio of the alkali-soluble resin and photosensitizer is usually expressed as the ratio of naphthoquinone diazide groups in the total solid content. As an index thereof, the number of milligram equivalents of naphthoquinonediazide groups in the solid content/y will be expressed and referred to as the Ω ratio. In the case of the present invention, the Q factor is preferably 0. .. 2~/. 0
, more preferably 0.3 to 0. ? are used.
通常は、己れらを適当な溶媒に溶解して用いる。溶媒と
しては、該感光剤、該樹脂、該スルホン酸エステルlた
はスルホン酸アミドに対シて十分な溶解度を持ち良好な
塗膜性を与える酌媒であれば特に制限はないが、メチノ
レセロンノレブ、エチルセロノルブ、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、ブチルアセテート、アミルアセテート等のエ
ステル系の溶媒,ジメチルフォルムアミド、ジメチルア
セトアミド,N− メチノ1ノビロリドン等の高極性溶
媒、あるい(dこれらの混合溶媒、あるいはさらに芳香
族炭化水Ak’ll’a加したものなどが挙げられる。Usually, they are used by dissolving them in an appropriate solvent. The solvent is not particularly limited as long as it has sufficient solubility for the photosensitizer, resin, sulfonic acid ester, or sulfonic acid amide and provides good coating properties; Cellosolve solvents such as selonnorev, ethylcellonorb, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, ester solvents such as butyl acetate, amyl acetate, highly polar solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methino 1 novirolidone, Alternatively, mixed solvents thereof, or those to which aromatic hydrocarbon water Ak'll'a is added may be used.
本発明のポジ型フォトレジスト組成物の現像液には、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケ
イ酸ナトリウム,メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水
などの無機アノレカ?類、エチルアミン, 11−プロ
ビルアミン−1.トの第/級アミン類、ジエチルアミン
,ジーn −プロビルアミンなどの第2級アミン類、ト
リエチルアミン, N.N−ジエチルメチルア■ンなど
の第J級アミン類、テトラメチルアンモニウムハイド口
オキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムハ
イドロオキシドなどの第ク級アンモニウム塩、もしくは
これにアルコール、界面活性剤等を添加したものヲ使用
することができる。The developing solution for the positive photoresist composition of the present invention includes inorganic anoleka such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia. ethylamine, 11-probylamine-1. Secondary amines such as diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, N. J-class amines such as N-diethylmethylamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide, trimethylhydroxyethylammonium hydroxide, or those to which alcohol, surfactant, etc. are added. can be used.
本発明のポジ型フォトレジスト組或物は超1,SIの製
造のみならず一般のIC製造用、さらにはマスク製造用
、あるいはオフセノト印刷用としても有用である。The positive photoresist composition of the present invention is useful not only for the production of ultra-1, SI, but also for general IC production, mask production, and offset printing.
次に、実施例金挙げて本発明金更に詳し〈説明するが、
本発明はその要旨金越えない限り実施例により何等制i
恨されるものではない。Next, the present invention will be explained in more detail by citing examples.
The present invention shall not be limited in any way by the embodiments unless it exceeds the gist of the invention.
It's not something to be hated.
合成例/(トリ(ハラトルエンスルホニノレ)ベンゼン
の合成ラ
ビロガロール+2.32?(:10ミリモルノとパラト
ルエンスルホニルクロライド/ /.& J?(40ミ
リモル〕とi1、4’−ジオキサンIOθmlK溶解さ
せた。この溶液にトリエチルアミン7.1,If(76
ミリモル)を室温で滴下し、滴下終了後g時間、室幌で
反応させた。反応終了後、この反応溶液金吸引戸過して
析出した塩金r別した。このP液f700mlの水に滴
下し反応生成物を晶析させ,析出した固体金i4別、水
洗後乾燥して7ノ.0?のトリ(バラトルエンスルホニ
ルノベンゼン金得た。Synthesis Example / (Synthesis of tri(halatoluenesulfonyl)benzene) Labyrogallol + 2.32? Add triethylamine 7.1, If (76
mmol) was added dropwise at room temperature, and the reaction was carried out in a room for g hours after the completion of the dropwise addition. After the reaction was completed, the reaction solution was filtered through a gold suction door to separate the precipitated gold salt. This P solution F was dropped into 700 ml of water to crystallize the reaction product, and the precipitated solid gold I4 was separated, washed with water, and dried for 7 min. 0? Tri(balatoluenesulfonylnobenzene) gold was obtained.
合成例2 (ノボラック樹脂の合成)
m−クレゾール/グコはy<i.3コモルノ、p−クレ
ゾール/90.09(/.74モル)、コ,!−キシレ
ノール/&/.Or(八コタモルノの混合物を攪拌下9
7℃に加熱した。これに37mm%ホルマリン水溶液!
713? (ホルムアルデヒドとしてJ.QOモルノ
にしゆう酸/ 0.O ff ( 0.079モル)を
溶かした溶液を滴下し、滴下終了後9/−94t℃でS
時間反応させた。反応終了後、減圧下、バス湛を徐々に
上げながら水及び未反応七ノマーを留去した(最終液温
/ク6℃、,lOmtprHg)。生成物を放冷し、F
/+fのノボラック樹脂を得た。このノポラノク樹脂’
iGPcによシ分析したところ重量平均分子量(Mw)
は1,700であった。Synthesis Example 2 (Synthesis of novolak resin) m-cresol/guco has y<i. 3 comorno, p-cresol/90.09 (/.74 mol), co,! -xylenol/&/. Or (mixture of eight kota morno under stirring 9
Heated to 7°C. This is a 37mm% formalin aqueous solution!
713? (As formaldehyde, a solution of J.QO Molino's oxalic acid/0.Off (0.079 mol) was added dropwise, and after the dropwise addition was completed, the S was heated at 9/-94t℃.
Allowed time to react. After the reaction was completed, water and unreacted heptamer were distilled off under reduced pressure while gradually increasing the bath volume (final liquid temperature/6°C, 10mtprHg). The product was allowed to cool and F
/+f novolak resin was obtained. This nopolanok resin'
Weight average molecular weight (Mw) as analyzed by iGPc
was 1,700.
合成例3 (感光剤の合成)
2+J,4I,41’−テトラヒドロキシベンゾフェノ
ン/ 7.2 ? (クOミリモルノ、八コーナフトキ
ノンジアジド−5−スルフォニルクロライドSA.+t
2(コ/0ミリモル)を八グージオキサンlデθml,
N−メチルピロリドンsymlの混合溶媒に溶解した。Synthesis Example 3 (Synthesis of photosensitizer) 2+J,4I,41'-tetrahydroxybenzophenone/7.2? (CuO mmorno, octaconaphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride SA.+t
2 (co/0 mmol) to 8 g dioxane l deθml,
It was dissolved in a mixed solvent of N-methylpyrrolidone syml.
これにトリエチルアミンコ八コ2(コ/0ミリモルノを
攪拌しなからO.S時間かけて滴下し、さらにu.j時
間攪拌した。反応液i /.2 lの水にあけ、生成し
たエステル化物をP別し、水洗後乾燥して,A7.’l
tのエステル化物を得た。得られたものは平均して3個
の水酸基がエステル化されていた。To this, triethylamine 2 (co/0 mmol) was added dropwise over a period of 0.S hours without stirring, and the mixture was further stirred for 0.5 hours. Separate P, wash with water and dry, A7.'l
An esterified product of t was obtained. In the obtained product, three hydroxyl groups were esterified on average.
実施例/
合成例lで合成したトリ(バラトルエンスルホニル)ベ
ンゼンθ.2θlIg、合成例.2で合或したノボラッ
ク樹脂y,o o ti及び合成例3で合成した感光剤
八θ01をエチルセロンルプアセテートl2.θ9に溶
解してテフロン製済紙(O.Xμm)を用いて精密済過
し、フォトレジスト組成物を調製した。このフォトレジ
スト組成物を直径Sインチのシリコンウエハー上に、ス
ピンコーティング装置(大日本スクリーン製造■製)を
用いて八2二μmの厚さに塗布し、ホットプレート上で
9k℃,/分間プリペークした後、縮小投影露光装置(
GCA社製;DSW,NA=θ.3g)を用いて露光し
、2311重量多テトラメチルアンモニウムハイドロオ
キシド水溶液で23℃、!θ秒現像した。得られたレジ
ストパターンを走査型電子顕微鏡(明石製作所■製)で
観察し、シャープに解像している最小のライン・アンド
・スペースのパターン寸法をもって解像力と定義した。Example/Tri(balatoluenesulfonyl)benzene θ synthesized in Synthesis Example 1. 2θlIg, synthesis example. The novolac resin y, o o ti synthesized in Step 2 and the photosensitizer 8θ01 synthesized in Synthesis Example 3 were mixed with ethylcerone lupacetate l2. A photoresist composition was prepared by dissolving the solution in θ9 and passing through a precision sieve using Teflon paper (O.X μm). This photoresist composition was coated onto a silicon wafer with a diameter of S inch to a thickness of 822 μm using a spin coating device (manufactured by Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd.), and pre-painted on a hot plate at 9 k°C/min. After that, use a reduction projection exposure device (
Manufactured by GCA; DSW, NA=θ. 3g) and exposed to light using a 2311 weight polytetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23°C! Developed for θ seconds. The obtained resist pattern was observed with a scanning electron microscope (manufactured by Akashi Seisakusho ■), and the resolution was defined as the minimum line and space pattern size that was sharply resolved.
結果を第/表及び第3図に示す。The results are shown in Table 1 and Figure 3.
実施例コ
合成例lで合成したトリ(パラトルエンスルホニル)ベ
ンゼン、合戒例λで合成したノボラック樹脂釦よび合成
例3で合成した感光剤の混合割合を第/表に示したよう
に変更したこと以外は実施例/と同様にしてフォトレジ
スト組成物を調製し、評価を行った。結果を第l表及び
第3図に示す。Example co The mixing ratio of tri(paratoluenesulfonyl)benzene synthesized in Synthesis Example 1, novolak resin button synthesized in Synthesis Example λ, and photosensitizer synthesized in Synthesis Example 3 was changed as shown in Table 1. Except for the above, a photoresist composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example. The results are shown in Table 1 and Figure 3.
比較例/
合成例2で合成したノボラック樹脂および合成例3で合
或した感光剤を用いて(混合比は第7表参照)実施例l
と同様にしてフォトレジスト組成物を調製し、評価を行
った。結果を第/表及び第3図に示す。Comparative Example/ Example 1 using the novolac resin synthesized in Synthesis Example 2 and the photosensitizer synthesized in Synthesis Example 3 (see Table 7 for the mixing ratio)
A photoresist composition was prepared and evaluated in the same manner as described above. The results are shown in Table 1 and Figure 3.
スルホン酸エステルを添加しなおった場合は、パターン
プロファイルが悪く、解像力も低かった。それに対して
、合成例/で合成したスルホン酸エステルを添加した場
合はパターンプロファイル、解像力ともに良好で最近の
超LSIの量産工程で使用されているNA値がθ.lI
以上の露光装置を使用すればノ・−フミクロンリングラ
フィーに十分対応できるものであった。When the sulfonic acid ester was added again, the pattern profile was poor and the resolution was low. On the other hand, when the sulfonic acid ester synthesized in Synthesis Example 1 was added, both the pattern profile and resolution were good, and the NA value used in the mass production process of recent VLSIs was θ. lI
The use of the above-mentioned exposure apparatus was sufficient to cope with micron phosphorography.
第/表
注1)解像力はシャープなパターン形状を持って解像で
きる最小パターン寸法をもって定義した。Note 1) Resolution is defined as the minimum pattern size that can be resolved with a sharp pattern shape.
ゲ
〔発明の効果〕
本発明の組成物によれば解像力に優れ、感度、残膜率、
耐熱性等の諸特性に勝れたフォトレジストが得られ、超
LSI等の開発に大変好適に用い得る。[Effects of the Invention] The composition of the present invention has excellent resolution, sensitivity, residual film rate,
A photoresist with excellent properties such as heat resistance can be obtained, and can be used very suitably for the development of VLSI and the like.
第/図および第コ図は、本発明で使用するノボラック樹
脂の好1しい成分範囲を示した三角座標である。
第3図は,本発明の実施例1、2及び比較例/で得られ
たO−6μmライン●アンド●スペースのパターンプロ
ファイルを示した断面図である。
第3図にかいて、(a)は実施例t , (b)は実施
例コ,(C)は比較例/で得られたパターンプロファイ
ルを示す。
出 願 人 三菱化成株式会社
代 理 人 弁理士 長谷川 =
(ほかl名)Figures 1 and 2 are triangular coordinates showing preferred component ranges of the novolac resin used in the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the pattern profile of O-6 μm line ● and ● space obtained in Examples 1 and 2 of the present invention and Comparative Example. In FIG. 3, (a) shows the pattern profile obtained in Example t, (b) shows the pattern profile obtained in Example C, and (C) shows the pattern profile obtained in Comparative Example/. Applicant Mitsubishi Kasei Corporation Representative Patent Attorney Hasegawa = (and one other person)
Claims (1)
アジド基を有する感光剤を含有してなるポジ型フォトレ
ジストにおいて、添加剤として下記一般式( I )で表
される化合物を含有することを特徴とするポジ型フォト
レジスト組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・( I ) (式中、Ar^1はベンゼン、ナフタレン、ベンゾフェ
ノン又はこれらのアルキル誘導体から環上のm+n個の
水素原子を除いたものを示し、Ar^2は▲数式、化学
式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等がありま
す▼又はこれらのアルキル誘導体を示す。Xは−NR−
、−O−又は−S−を示し、それぞれ同じでも異なつて いてもよく、Rは水素原子又はアルキル基を示す。mは
0〜5の整数を示し、nは1〜5の整数を示し、1≦m
+n≦6である。)(1) A positive photoresist comprising an alkali-soluble resin and a photosensitizer having a 1,2-naphthoquinonediazide group, characterized by containing a compound represented by the following general formula (I) as an additive. A positive photoresist composition. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼・・・・・・(I) (In the formula, Ar^1 is benzene, naphthalene, benzophenone, or an alkyl derivative thereof, with m+n hydrogen atoms on the ring removed. and Ar^2 indicates ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ or these alkyl derivatives.X is -NR-
, -O- or -S-, which may be the same or different, and R represents a hydrogen atom or an alkyl group. m represents an integer of 0 to 5, n represents an integer of 1 to 5, 1≦m
+n≦6. )
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1163291A JP2687598B2 (en) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | Positive photoresist composition |
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JPH0328849A true JPH0328849A (en) | 1991-02-07 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH05127376A (en) * | 1991-04-26 | 1993-05-25 | Nippon Zeon Co Ltd | Positive type resist composition |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6444439A (en) * | 1987-07-27 | 1989-02-16 | Merck Patent Gmbh | Positive photoresist composition |
-
1989
- 1989-06-26 JP JP1163291A patent/JP2687598B2/en not_active Expired - Fee Related
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