JPH0553314A - ポジ型レジスト組成物 - Google Patents

ポジ型レジスト組成物

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JPH0553314A
JPH0553314A JP3210700A JP21070091A JPH0553314A JP H0553314 A JPH0553314 A JP H0553314A JP 3210700 A JP3210700 A JP 3210700A JP 21070091 A JP21070091 A JP 21070091A JP H0553314 A JPH0553314 A JP H0553314A
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JP
Japan
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group
unsubstd
substd
alkyl group
alkali
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Pending
Application number
JP3210700A
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English (en)
Inventor
Atsushi Tomioka
淳 富岡
Koji Kuwana
耕治 桑名
Hirotoshi Nakanishi
弘俊 中西
Yasunori Kamiya
保則 上谷
Ayako Ida
綾子 井田
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.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感度、解像度及びγ値に優れたポジ型レジス
ト組成物を提供する。 【構成】 アルカリ可溶性樹脂、キノンジアジド化合物
及びアミノフェノール類またはアミノナフトール類を含
有するポジ型レジスト組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、紫外線、遠紫外線(エ
キシマーレーザー等を含む)、電子線、イオンビーム、
X線等の放射線に感応するポジ型レジスト組成物に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】キノンジアジド基を有する化合物とアル
カリ可溶性樹脂を含有する組成物は、300nm〜500
nmの波長の光照射により、キノンジアジド基が分解して
カルボキシル基を生ずることによりアルカリ不溶の状態
からアルカリ可溶性になることを利用して、ポジ型レジ
ストとして用いられる。このポジ型レジストは、ネガ型
レジストに比べ、解像度が著しく優れているという特長
を有し、ICやLSIなどの集積回路の製作に利用され
ている。
【0003】近年、集積回路については高集積化に伴う
微細化が進み、今やサブミクロンのパターン形成が要求
されるに至り、プロファイル、解像度およびγ値の優れ
たポジ型レジストが要望されている。従来、集積回路の
形成には、マスク密着方式が用いられてきたが、この方
式では2μm が限界といわれており、これに代わり縮小
投影露光方式が注目されている。この方式はマスターマ
スク(レチクル)のパターンをレンズ系により縮小投影
して露光する方式であり、解像度はサブミクロンまで可
能である。しかしながら、この縮小投影露光方式の場合
の問題点の1つとしてスループットが低いという点があ
る。すなわち、従来のマスク密着方式のような一括露光
方式と異なり、縮小投影露光方式では分割繰り返し露光
であるため、ウェハー1枚あたりの露光トータル時間が
長くなるという問題である。
【0004】これを解決する方法としては、装置の改良
もさることながら、用いるレジストの高感度化が最も重
要である。高感度化により露光時間が短縮できれば、ス
ループットの向上ひいては歩留りの向上が達成されう
る。一方、LSIの集積度の向上と共に配線の幅が微細
化され、そのためエッチングも従来のウェットエッチン
グとともにプラズマ等によるエッチングが行われるよう
になってきている。このドライエッチングのため、レジ
ストの耐ドライエッチング性(耐熱性)が従来以上に要
求されるようになった。
【0005】たとえば、高感度化を達成するためには、
ポジ型レジストに用いられているアルカリ可溶性樹脂の
分子量を下げるという方法がある。アルカリ可溶性樹脂
の分子量が低いとアルカリ現像液に対する溶解速度が増
し、見かけ上レジストの感度は上がる。しかし、この方
法では非露光部の膜減りが大きくなったり(いわゆる残
膜率の低下)、プロファイルが悪化したり、露光部と非
露光部の現像液に対する溶解速度の差が小さくなること
からくるいわゆるγ値の低下や解像度の低下といった問
題点の他に、レジストの耐熱性が低下する、あるいは基
板との密着性が低下するというきわめて深刻な不都合を
生じるのである。レジストの感度を向上させる他の方法
として、現像時間を長くしたり、あるいは現像液のアル
カリ濃度を高くするという方法がある。しかしながらこ
れらの方法においても、レジストの現像液に対する溶解
度が上がるため見かけの感度は確かに向上するが、残膜
率が低下し、ひいては解像度の低下につながり好ましく
ない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、現状では感
度、解像度、残膜率、プロファイル及び耐熱性のいずれ
も兼ね備えたポジ型レジストはなく、一方を改良しよう
とすると、他の一方がさらに悪くなるといったきわめて
不都合な状況にある。
【0007】本発明の目的は、集積回路作成用として前
記従来技術の問題点を解決し、プロファイル、耐熱性、
残膜率等の諸性能を維持したまま、感度、解像度及びγ
値に優れたポジ型レジスト組成物を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のポジ型レジスト
組成物は、アルカリ可溶性樹脂、キノンジアジド化合物
及び下記一般式(I)、(II)または(III )のいずれ
かで表されるフェノール化合物を含有するものである。
【0009】
【化2】
【0010】(上記式中、R1 〜R4 はそれぞれ独立
に、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未
置換のアルコキシ基または−OCOR5 を表し、R5
置換もしくは未置換のアルキル基または置換もしくは未
置換のフェニル基を表す。e、f、gおよびhはそれぞ
れ独立に、0〜3の整数を表す。ただし、1+m≦4で
ある。)
【0011】上記式中R1 〜R4 の置換もしくは未置換
のアルキル基は分岐していてもよく、炭素数1〜5のも
のが、さらにはメチル基、エチル基が好ましい。置換も
しくは未置換のアルコキシ基としては−OCH3 、−O
2 5 、−O(n)C3 7 および−O(i)C3
7 が好ましい。置換もしくは未置換のアルキル基および
アルコキシ基の置換基としては−OH、ハロゲン原子等
が挙げられる。R5 の置換もしくは未置換のアルキル基
は分岐していてもよく、炭素数1〜5のものが、さらに
はメチル基、エチル基、およびプロピル基が好ましい。
5 の置換もしくは未置換のアルキル基の置換基として
は−OH、ハロゲン原子等が挙げられ、置換もしくは未
置換のフェニル基の置換基としては−OH、炭素数1〜
5のアルキル基等が挙げられる。R1 〜R4 としては、
炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。
【0012】上記式(I)、(II)または (III)で表さ
れる化合物は、単独もしくは混合して用いることができ
る。式(I)、(II)または (III)で表される化合物と
しては、
【0013】
【化3】
【0014】等が例示される。これらの化合物は一般的
には、下記式(IV)、(V)または(VI)で表されるフ
ェノール類にアミノ基を導入することにより得られる。
【0015】
【化4】
【0016】(式中、R1 、R2 、R3 、R4 、e、
f、gおよびhは前記と同じである。)
【0017】本発明のキノンジアジド化合物は特に限定
されないが、例えば、1,2−ベンゾキノンジアジド−
4−スルホン酸エステル、1,2−ナフトキノンジアジ
ド−4−スルホン酸エステル、1,2−ナフトキノンジ
アジド−5−スルホン酸エステルが挙げられる。これら
のエステル類は公知の方法、例えば1,2−ナフトキノ
ンジアジドスルホン酸クロライドやベンゾキノンジアジ
ドスルホン酸クロライド等のキノンジアジドスルホン酸
ハロゲン化物とヒドロキシル基を有する化合物とを弱ア
ルカリの存在下で縮合反応を行うことにより得られる。
【0018】ヒドロキシル基を有する化合物としては、
ハイドロキノン、レゾルシン、フロログルシン、2,4
−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒド
ロキシベンゾフェノン、2,2’,3−トリヒドロキシ
ベンゾフェノン、2,2’,4−トリヒドロキシベンゾ
フェノン、2,2’,5−トリヒドロキシベンゾフェノ
ン、2,3,3’−トリヒドロキシベンゾフェノン、
2,3,4’−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,
3’,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3’,
5−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,4’−ト
リヒドロキシベンゾフェノン、2,4’,5−トリヒド
ロキシベンゾフェノン、2’,3,4−トリヒドロキシ
ベンゾフェノン、3,3’,4−トリヒドロキシベンゾ
フェノン、3,4,4’−トリヒドロキシベンゾフェノ
ンなどのトリヒドロキシベンゾフェノン類、2,3,
3’,4−テトラ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ェノン、
2,2’,3,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン、
2,2’,3,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノ
ン、2,2’,5,5’−テトラヒドロキシベンゾフェ
ノン、2,3’,4’,5−テトラヒドロキシベンゾフ
ェノン、2,3’,5,5’−テトラヒドロキシベンゾ
フェノンなどのテトラヒドロキシベンゾフェノン類、
2,2’,3,4,4’−ペンタ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、2,2’,3,3’,4−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などのペンタヒドロキシベンゾ
フェノン類、2,3,3’,4,4’,5’−ヘキサヒ
ドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,3’,4,
5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノンなどのヘキサヒ
ドロキシベンゾフェノン類、没食子酸アルキルエステ
ル、オキシフラバン類及び特開平2-269351号記載の一般
式(I)で示されるフェノール化合物等が例示される。
【0019】特に、
【0020】
【化5】
【0021】(ただし、式中qは0以上4以下の数を表
し、rは1以上5以下の数を表し、q+rは2以上であ
る。R6 〜R10はそれぞれ独立に水素原子、アルキル
基、アルケニル基、シクロヘキシル基またはアリール基
を表す。但し、R9 及びR10のどちらか一方はアルキル
基、アルケニル基、シクロヘキシル基またはアリール基
を表す。)等のオキシフラバン類が、溶媒に対する溶解
性の点から、好ましい。
【0022】本発明の組成物に用いられるアルカリ可溶
性樹脂は特に限定されないが、例えば、ポリビニルフェ
ノール、あるいはノボラック樹脂等が挙げられる。ノボ
ラック樹脂とは、例えば、フェノール、o−クレゾー
ル、m−クレゾール、p−クレゾール、2,5−キシレ
ノール、3,5−キシレノール、3,4−キシレノー
ル、2,3,5−トリメチルフェノール、4−t−ブチ
ルフェノール、2−t−ブチルフェノール、3−t−ブ
チルフェノール、3−エチルフェノール、2−エチルフ
ェノール、4−エチルフェノール、3−メチル−6−t
−ブチルフェノール、4−メチル−2−t−ブチルフェ
ノール、2−ナフトール、1,3−ジヒドロキシナフタ
レン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒ
ドロキシナフタレン等のフェノール類を単独または2種
以上組合わせて、カルボニル化合物と常法により縮合さ
せた樹脂が挙げられる。
【0023】カルボニル化合物としては、ホルムアルデ
ヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロ
ピルアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセトア
ルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェ
ニルプロピルアルデヒド、トルイルベンズアルデヒド、
メシチルベンズアルデヒド、フェネチルベンズアルデヒ
ド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシ
ベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、
o−クロロベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデ
ヒド、p−クロロベンズアルデヒド、o−ニトロベンズ
アルデヒド、m−ニトロベンズアルデヒド、p−ニトロ
ベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−
メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒ
ド、p−エチルベンズアルデヒド、p−n−ブチルベン
ズアルデヒド、アクロレイン、クロトンアルデヒド、シ
ンナムアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、ジ
エチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルフェニ
ルケトン、メチルベンジルケトン、グルタルアルデヒ
ド、グリオキサール等が挙げられる。
【0024】これらのキノンジアジド化合物とアルカリ
可溶性樹脂の重量比は1:1〜1:8の範囲で用いられ
るのが好ましい。
【0025】本発明に使用することができる溶剤は、適
当な乾燥速度を有し、均一で平滑な塗膜を与えるものが
よい。このような溶剤としては、エチルセロソルブアセ
テートやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テートのようなグリコールエーテルエステル類、特開平
2−220056号公報に記載の溶剤、酢酸n−ブチル
を100とした重量法で求めた蒸発速度が1〜24であ
る有機溶剤と同蒸発速度が25〜150である有機溶剤
とを含む混合溶剤などが挙げられる。蒸発速度が1〜2
4である有機溶剤としてはγ−ブチロラクトン、シクロ
ヘキサノール、ジアセトンアルコール、ブチルセロソル
ブ、乳酸エチル、乳酸ブチルなどが、蒸発速度が25〜
150である有機溶剤としては、シクロヘキサノン、乳
酸メチル、メチルジアセトンアルコール、2−ヘプタノ
ン、酢酸n−アミル、ジイソプロピルケトン、酢酸n−
ブチルなどが挙げられる。溶剤量は、ウェハー上に均質
で、ピンホール及び塗りむらのない塗膜ができる塗布が
可能であれば特に制限がないが、エチルセロソルブアセ
テートを用いた場合は、レジスト組成物の全重量に対し
て30〜80重量%の範囲で使用するのが好ましい。本
発明の組成物には必要に応じて、例えば、増感剤、他の
添加樹脂、界面活性剤、安定剤、あるいは形成像を一層
可視的にするための染料、その他通常、当該技術分野で
慣用されている各種の添加剤を添加することができる。
【0026】
【実施例】以下本発明を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。
【0027】実施例および比較例 ノボラック樹脂、キノンジアジドスルホン酸化合物及び
フェノール化合物を表1に示す組成で、エチルセロソル
ブアセテート48部に溶解した。調合したこの溶液を
0.2μm のテフロン製フィルターで濾過することによ
り、レジスト液を調製した。これを常法によって洗浄し
たシリコンウェハーに回転塗布機を用いて 1.3μm 厚に
塗布した。ついでこのシリコンウェハーを100℃のホ
ットプレートで60秒間ベークした。ついでこのウェハ
ーに436nm(g線)の露光波長を有する縮小投影露光
機(ニコン社NSR 1505G3C NA=0.42)を用い
て露光量を段階的に変化させて露光した。これを住友化
学製現像液SOPDで1分間現像することにより、ポジ型パ
ターンを得た。
【0028】解像度は、0.8 μm ラインアンドスペース
パターンが1:1になる露光量で、膜減りなく分離する
ラインアンドスペースパターンの寸法をSEM(走査型
電子顕微鏡)で評価した。γ値及び感度は、露光量の対
数に対する規格化膜厚(=残膜/初期膜厚)をプロット
し、その傾きθを求め、tan θをγ値とし、規格化膜厚
が0となる露光量を感度とした。結果を表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】1)ノボラック樹脂A メタクレゾール/パラクレゾール=40/60の仕込み
モル比でホルマリンと反応させることにより得られた重
量平均分子量4000(ポリスチレン換算)のノボラック樹
脂。 ノボラック樹脂B メタクレゾール/パラクレゾール=55/45の仕込み
モル比でホルマリンと反応させることにより得られた重
量平均分子量9600(ポリスチレン換算)のノボラック樹
脂を分別して得られた重量平均分子量15500 のノボラッ
ク樹脂。(GPCによるポリスチレン換算分子量900
以下の面百値が7%である。)
【0031】2)フェノール化合物
【0032】
【化6】
【0033】3)キノンジアジド化合物C 2,3,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノンと
1,2−ナフトキノンジアジド−(2)−5−スルホン
酸クロライドとの縮合反応物。(反応モル比1:2.7 )
【0034】
【発明の効果】本発明のポジ型レジスト組成物は、感
度、解像度及びγ値に優れたレジスト組成物である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上谷 保則 大阪府大阪市此花区春日出中3丁目1番98 号 住友化学工業株式会社内 (72)発明者 井田 綾子 大阪府大阪市此花区春日出中3丁目1番98 号 住友化学工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルカリ可溶性樹脂、キノンジアジド化合
    物及び下記一般式(I)、(II)または(III)のいずれ
    かで表されるフェノール化合物を含有するポジ型レジス
    ト組成物。 【化1】 (上記式中、R1 〜R4 はそれぞれ独立に、置換もしく
    は未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアルコキ
    シ基または−OCOR5 を表し、R5 は置換もしくは未
    置換のアルキル基または置換もしくは未置換のフェニル
    基を表す。e、f、gおよびhはそれぞれ独立に、0〜
    3の整数を表す。ただし、e+f≦4である。)
JP3210700A 1991-08-22 1991-08-22 ポジ型レジスト組成物 Pending JPH0553314A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004114020A1 (ja) * 2003-06-20 2004-12-29 Zeon Corporation 感放射線性樹脂組成物及びそれを用いたパターン形成方法
US7149548B2 (en) 2002-02-14 2006-12-12 Ntt Docomo, Inc. Antenna apparatus for base station and method of optimizing traffic capacity in CDMA communications system

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7149548B2 (en) 2002-02-14 2006-12-12 Ntt Docomo, Inc. Antenna apparatus for base station and method of optimizing traffic capacity in CDMA communications system
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