JPH0344641A - フォトレジスト組成物 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、フォトレジスト組成物に関するものである。

さらに詳しくは、■ｃやＬＳＩ等の半導体デバイスの製
造において、アルミニウム等の高反射率基板上での微細
パターンの形成に特に好適に用いられるフォトレジスト
組成物に関するものである。

〈従来の技術〉 従来、ＬＳＩ等の集積回路！！造において、キノンジア
ジド系感光剤とノボラック系樹脂からなるフォトレジス
トや、ビスアジド系感光剤と環化ゴム系樹脂からなるフ
ォトレジスト等が用いられている。

集積回路の製造の際、各種基板上にフォトレジストを使
って微細パターンを形成するが、アルミニウム、アルミ
ニウムーシリコン、ポリンリコン等の高反射率基板上で
は、従来のフォトレジストでは、基板面や段差側面での
光の反射による不必要な領域の感光現象が生じ、いわゆ
るノツチング、ハレーションといった問題を生じる。

上記問題を改良し、解像度の低下を防止するた公 め、特公昭５１−３７５６２号法報に紫外線領域に吸光
特性を有する下記式 に示す染料（オイルイｘ　ｏ　−ＣＣ，Ｉ、−１１０２
０３）　ヲ吸光剤として含有させたフォトレジスト組成
物が提案されている。これにより、フォトレジスト層を
透過する光を急激に低減させ、遮光領域への光の回り込
みを少なくさせることができる。

以下、本発明においては、たとえばノボラック系等の樹
脂と感光剤からなる組成物を「フォトレジスト」といい
、これに吸光剤を含有させたものを、「フォトレジスト
組成物」と表現して用いる。

しかし、一般に吸光剤を添加するとフォトレジストの感
度が大巾に低下して、半導体！！ｌ造時の生産性が低下
するという好ましくない問題が生じる。

また、通常レジスト膜の作成は、溶媒を含有するフォト
レジスト組成物をウェハに塗布し、プリベークして溶媒
を除去する方法が採られるが、吸光剤によっては保存中
に析出したり、プリベーク時に昇華して濃度が低下し、
レジスト性能にバラツキが生じるという問題がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明者らは上記従来技術の欠点を克服すべく鋭意検討
した結果、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の目的は、前記従来技術の欠点を除去
し、高反射率基板上で、ハレーションやノツチングのな
い、かつプリベークに対しても安定な、高解像度のパタ
ーンを形成する、そして吸光剤添加による感度低下が小
さい高感度のフォトレジスト組成物を提供することにあ
る。

また、本発明の他の目的はフォトレジストとの相溶性が
よく、かつ吸光剤が保存中（フォトレジスト組成物中、
塗布・プリベータ後のフォトレジスト組底物腹中）に析
出しない微細加工用のフォトレジスト組成物を提供する
ことにある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者等は、鋭意検討の結果、吸光剤として一般式（
１）の化合物を用いることにより、従来技術の有する欠
点を一挙に解決できることを見出して、本発明を完成さ
せるに至った。

すなわち、本発明は、一般式（１） （式中Ｒは水素、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１
〜５のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニ
トロ基を表わす。）の化合物を含むことを特徴とするフ
ォトレジスト組成物である。

一般式（１）の化合物はＩｎｏｒｇ、　Ｃｈｅｍ、　２
６．４３１２−４３１８　（１９８７）　　等の記載に
準じて合成できる。すなわち式（ＩＩ）の化合物と式（
ＩＩＩ）の化合物との縮合反応にまり合成できる。

（式中Ｒは前記と同じ意味を表わす。）一般式（Ｉ）の
化合物の例としては表−１の化合物等が挙げられるが、
本発明はこれらに限定されるものではないし、また、こ
れらの化合物は２種以上混合して用いることもできる。

表−１ 本発明に用いられるフォトレジスト組成物の基材となる
フォトレジストとしては、例えばフェノール類とホルム
アルデヒドを付加縮合反応させて得られるノボラック樹
脂とナフトキノンジアジド化合物からなるものが好適に
用いられる。なかで−もｍ−クレゾール及び／又はｐ−
クレゾールとホルマリンより合成されるタレゾールノボ
ラック樹脂或いはｍ　−ｐ−クレゾール及び３．５−キ
シレノールとホルマリンより合成されるクレゾール系ノ
ボラック樹脂等と２．３．４−）リヒドロキシベンゾフ
ェノン、２，３，４．４’　−テトラヒドロキシベンゾ
フェノン、２．２’、４．４’テトラヒドロキシベンゾ
フエノン、２，３．３’４−テトラヒドロキシベンゾフ
ェノン、２．２’３．４．５−ペンタヒドロキシベンゾ
フェノン、２．３．３’、４．５−ペンタヒドロキシベ
ンゾフェノン、２．３．３’、４．４’　−ペンタヒド
ロキシベンゾフェノン、２．２’、３．４．４’−ベン
タヒドロキシベンゾフエノン、２．２’３．３’、４−
ペンタヒドロキシベンゾフェノン等のポリヒドロキシベ
ンゾフェノン類のナフトキノン−１，２−ジアジドスル
ホン酸エステルとを含有するフォトレジストが好適に用
いられる。

本発明のフォトレジスト組成物における一般式（Ｉ）で
示される化合物の使用量は通常フォトレジストの固型分
に対して、０．１〜２０％、更に好ましくは、０．２〜
１０％である。この量があまり少ないとハレーション防
止効果が少なく、また多すぎるとプロファイルや感度が
悪化する傾向を示す。また本発明の組成物において、本
発明の化合物に加え、１種または２種以上の他の化合物
を併用することもできる。

本発明のこれらの化合物のなかでも特に５５０ｎｍ以下
、より好ましくは３００〜４５０ｎｍの領域の光に対し
て吸収極大をもつ化合物が好ましく用いられる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、従来技術の欠点を一挙に除去し、高反
射率基板においても、ハレーションやノツチングのない
高解像度のパターンを、生産性をものがある。

〈実施例〉 以下、本発明を参考例及び実施例により具体的に説明す
るが、これによって本発明が制限されるものではない。

実施例１〜４および比較例１ ノボラック樹脂と少なくとも１個の０−キノンジアジド
を含むポジ型フォトレジストＰ　Ｆ　−６２００（商品
名、住友化学工業＠製、固形分割合３１．０ｗｔ％）に
表−２に示す各化合物を添加し、フォトレジスト組成物
を調整した。実施例１および２の化合物は明細書中５頁
記載の方法で合成した。化合物の添加量は、３６５ｎｍ
における吸光度が比較例１　（添加量１．　Ｑｗｔ　％
〉と同一になるようにした。

これらのフォトレジストを、アルミ膜の付いた４インチ
シリコンウェハに膜厚が１．８　μｍになる様にスピナ
ーで回転塗布し、１００℃で１分間ホットプレートでプ
リベークした。これをテストレチクルを介して露光量を
段階的に変えて縮小投影露光装置（ｍｌｌ光波長棟線３
６５ｎｍ）を用いて露光した。これを５ＯＰＤ　（商品
名　住友化学工業■製、ポジ型現像液〉を使用し、自動
現像機で、２３℃６０秒静止パドル法で現像した。

表−２に示す相対感度とは、比較例１のフォトレジスト
組成物の感度に対する比であり、ハレーション防止効果
は下記に示す方法で評価を行った結果を表している。

〔ハレーション防止効果の評価方法〕

１、評価用段差基板の作製 １μｍ厚のＳｉＯ２膜を有するシリコン基板に、フォト
リソグラフィー、エツチング、アルミスパッタリングに
より、第１図に示す形状の段差パターンを作製した。代
表的なパターンサイズはａ＝４、ｕｍＳｂ＝２．ｕｍ、
ｃ＝ｌｐｍ、ｄ＝１μｍである。

２、ハレーション防止効果の評価 上記方法で作製した高反射率の段差基板上にスピンコー
ド法により厚さ１，８　μｍのレジスト膜をが懲戒され
るように露光、現像を行う。（第２図照） 露光現像後の段差凹部中央のレジスト線幅（ｙ）の　　
　゛　　　　　　（Ｘ）　　に対する減少率線幅の減少
量が１０％以内の場合をハレーション防止効果（優良）
と判定し、１１〜２０％のものを（良）、２１％以上の
ものを（不良）とする。

比較例２ 吸光剤を添加しない以外は比較例１と同様にして、フォ
トレジスト組成物の調整、露光、現像を行った。比較例
１と同じ方法でハレーション防止効果を評価したところ
、表−２に示すような結果を得た。

（以下余白） 表−２に示すように、実施例では高感度でパターンを形
成できた。形成されたパターンはシャープに解像されて
おり、またパターン側面の反射光によるノツチングもな
く、アルミ表面からのハレーション防止効果に優れてい
ることがわかった。

これに対して、比較例のフォトレジストは、感度、また
はハレーション防止効果の点で不十分なものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、評価用段差パターン形状図である。 第２図は、フォトレジストを塗布、露光、現像を行った
図である。 （以下余白） 第 図 ←→ （段面図）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中Ｒは水素、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１
   〜５のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニ
   トロ基を表わす。） の化合物を含むことを特徴とするフォトレジスト組成物
   。