JPH09114094A - 集積回路製作用ポジ型レジストパターンの形成方法 - Google Patents
集積回路製作用ポジ型レジストパターンの形成方法Info
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- JPH09114094A JPH09114094A JP8276402A JP27640296A JPH09114094A JP H09114094 A JPH09114094 A JP H09114094A JP 8276402 A JP8276402 A JP 8276402A JP 27640296 A JP27640296 A JP 27640296A JP H09114094 A JPH09114094 A JP H09114094A
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Abstract
スト用組成物を用いて、集積回路製作用のレジストパタ
ーンを高い解像度で形成する方法を提供する。 【構成】 フェノール化合物のキノンジアジドスルホン
酸エステルであって、その254nmの紫外線を使用した
検出器を用いて測定した高速液体クロマトグラフィーパ
ターンにおいて、3価以上のフェノール化合物のキノン
ジアジドスルホン酸ジエステル体のパターン面積が全パ
ターン面積の50%以上であるもの、およびノボラック
樹脂を含有するポジ型レジスト用組成物を、基板上に塗
布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜にパターニ
ング露光し、次いで現像することにより、集積回路製作
用ポジ型レジストパターンを形成する。
Description
成物を用いてレジストパターンを形成する方法に関する
ものである。
ラック樹脂を含む組成物は、300〜500nm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
じ、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、解像力が著し
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。
微細化が進み、今やサブミクロンのパターン形成が要求
されるに至っている。その結果、ポジ型レジストについ
てもより優れた解像度(高いγ値)が求められるように
なった。
ック樹脂を含有するレジスト組成物において、従来から
ある材料の組合せではγ値の向上に限界があった。例え
ば、γ値を向上させるには、キノンジアジド化合物の量
を増やすことが考えられる。ところが、キノンジアジド
化合物の量を増やすことは、感度の低下や現像残渣の増
加といった重大な欠点につながる。したがって、従来の
技術によるγ値の向上には限界があった。
の成分を含有するγ値の高いポジ型レジスト用組成物を
用いて、集積回路製作用のレジストパターンを高い解像
度で形成する方法を提供することにある。
価以上の多価フェノール化合物のキノンジアジドスルホ
ン酸ジエステル体を多く含むものを採用し、これを含有
するポジ型レジスト組成物を用いれば、著しくγ値が向
上することを見出し、本発明を完成した。
ノール化合物のキノンジアジドスルホン酸エステルであ
って、その254nmの紫外線を使用した検出器を用いて
測定した高速液体クロマトグラフィーパターンにおい
て、3価以上のフェノール化合物のキノンジアジドスル
ホン酸ジエステル体のパターン面積が全パターン面積の
50%以上であるもの、およびノボラック樹脂を含有す
るポジ型レジスト用組成物を用い、これを基板上に塗布
してレジスト膜を形成し、このレジスト膜にパターニン
グ露光し、次いで現像することにより、集積回路製作用
ポジ型レジストパターンを形成する方法を提供するもの
である。
ジアジドスルホン酸エステルのなかでも、上記高速液体
クロマトグラフィーパターンにおけるジエステル体の面
積の比が全パターン面積の60%以上、さらには80%
以上であるものは、一層好ましい。
放射線性成分として、3価以上のフェノール化合物のキ
ノンジアジドスルホン酸ジエステル体を多く含むもの、
具体的には、上記高速液体クロマトグラフィーパターン
におけるジエステル体のパターン面積が全パターン面積
の50%以上であるものを用いる。このような特定の感
放射線性成分を選択するには、種々の方法がありうる
が、例えば、以下に述べる方法によれば、3価以上のフ
ェノール化合物のキノンジアジドスルホン酸エステルと
して、本発明で対象とするジエステル体を多く含むもの
が製造できる。
する多価フェノール化合物を用いれば、ジエステル体が
優先的に合成される。
スルホン酸エステル化は、公知の方法に準じて行うこと
ができる。例えば、ナフトキノンジアジドスルホン酸ハ
ロゲン化物やベンゾキノンジアジドスルホン酸ハロゲン
化物と、上記のフェノール化合物とを、炭酸ソーダやト
リエチルアミン等の弱アルカリの存在下で縮合させるこ
とにより、キノンジアジドスルホン酸エステルが得られ
る。
得るための別の方法としては、キノンジアジドスルホン
酸ハロゲン化物と多価フェノール化合物との縮合により
キノンジアジドスルホン酸エステルを得る反応時に、溶
媒としてクロロホルムを使用する方法が挙げられる。こ
の場合の多価フェノール化合物は、特定構造のものに限
らず、ポジ型レジストの感放射線性成分の製造に用いら
れる各種のものが使用できる。クロロホルムと同様の効
果を示す溶媒としては、他に、トリクロルエタン、トリ
クロルエチレン、ジクロルエタン等が挙げられる。
ルホン酸エステルは、1種類を用いてもよいし、2種類
以上を用いてもよい。また本発明においては、その効果
を阻害しない範囲で、他の多価フェノール化合物のキノ
ンジアジドスルホン酸エステルを加えてもよい。他の多
価フェノール化合物としては、ハイドロキノン、レゾル
シン、フロログルシン、没食子酸アルキルエステル、
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や、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などのテトラヒドロキ
シベンゾフェノン類、2,3,3′,4,4′−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等が例示される。ただし、これらの
多価フェノール化合物のキノンジアジドスルホン酸エス
テルを用いる場合でも、本発明においては、254nmの
紫外線を使用した検出器を用いて、多価フェノール化合
物のキノンジアジドスルホン酸エステル全体を高速液体
クロマトグラフィーで測定した場合に、3価以上のフェ
ノール化合物のキノンジアジドスルホン酸ジエステル体
のパターン面積が、全パターン面積の50%以上となる
ようにすることが肝要である。
ェノール類とホルムアルデヒドを付加縮合反応して得ら
れるものである。ノボラック樹脂の製造に用いられるフ
ェノール類の具体例としては、フェノール、クレゾー
ル、キシレノール、エチルフェノール、トリメチルフェ
ノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、ジヒ
ドロキシベンゼン、ナフトール類等を挙げることができ
る。これらのフェノール類は、それぞれ単独で、又は2
種以上混合して使用することができる。フェノール類と
付加縮合反応させるホルムアルデヒドとしては、ホルム
アルデヒド水溶液(ホルマリン)やパラホルムアルデヒ
ド等が用いられる。特に、約37重量%濃度のホルマリ
ンは、工業的に量産されており、好都合である。
縮合反応は常法に従って行われる。反応は通常、60〜
120℃で2〜30時間行われる。この反応において、
通常は触媒として、有機酸、無機酸、二価金属塩等が用
いられる。触媒の具体例としては、シュウ酸、塩酸、硫
酸、過塩素酸、p−トルエンスルホン酸、トリクロル酢
酸、リン酸、ギ酸、酢酸亜鉛、酢酸マグネシウム等が挙
げられる。この付加縮合反応は、バルクで行っても、適
当な溶剤を用いて行ってもよい。
酸エステル成分(感放射線性成分)の添加量は、レジス
ト組成物の全固型分中に占める割合が15〜50重量%
の範囲であるのが好ましい。
ホン酸エステルとノボラック樹脂を溶剤に混合溶解する
ことにより行う。ここで用いる溶剤は、適当な乾燥速度
を有し、溶剤が蒸発して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、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソ
ルブ、メチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、酢酸ブチル、メチルイソブチ
ルケトン、キシレン等が挙げられる。
さらに必要に応じて、付加物として少量の樹脂や染料等
が添加されていてもよい。
は、シリコンウェハーなどの基体上に塗布され、乾燥さ
れてレジスト膜となる。このレジスト膜に、マスクを介
して放射線を照射(パターニング露光)し、次いでアル
カリ現像液で現像することにより、レジストパターンが
形成される。
を含有するγ値の高いポジ型レジスト用組成物を用いた
ことで、集積回路製作用として、解像度に優れたレジス
トパターンが形成できる。また、こうして得られるレジ
ストパターンには、現像残渣の増加等の問題点もない。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら
限定されるものではない。例中にある%及び部は、いず
れも重量基準である。
成分の製造) 内容積300mlの三つ口フラスコに、レゾルシンとアセ
トンの縮合により得られた下式(I)で表される化合物
を6.00g、ナフトキノン−(1,2)−ジアジド−
(2)−5−スルホン酸クロリドを10.75g(反応モ
ル比1:2)、及びジオキサンを168g仕込んだの
ち、攪拌して完溶させた。そののち、攪拌しながらフラ
スコを水浴に浸して、反応温度を20〜25℃にコント
ロールし、滴下ロートを用いて、トリエチルアミン4.4
5gを30分間で滴下させた。次に、反応温度を20〜
25℃に保ちながら4時間攪拌を続けた。反応後、反応
マスをイオン交換水にチャージし、次に濾過し、乾燥さ
せることによって、感放射線性成分Bを得た。
される化合物を等モル量用いた以外は、参考例1と同様
にして感放射線性成分を得た。これを感放射線性成分C
とする。
性成分の製造:比較用) 式(I)で表される化合物の代わりに、2,3,4−ト
リヒドロキシベンゾフェノンを等モル量用いた以外は、
参考例1と同様にして感放射線性成分を得た。これを感
放射線性成分Dとする。
成分の製造) 内容積300mlの三つ口フラスコに、2,3,4−トリ
ヒドロキシベンゾフェノンを4.60g、ナフトキノン−
(1,2)−ジアジド−(2)−5−スルホン酸クロリ
ドを10.75g(反応モル比1:2)、及びクロロホル
ムを155g仕込んだのち、攪拌しながらフラスコを水
浴に浸して、反応温度を20〜25℃にコントロール
し、滴下ロートを用いて、トリエチルアミン4.45gを
30分間で滴下させた。そののち、反応温度を20〜2
5℃に保ちながら4時間攪拌を続けた。反応後、ロータ
リーエバポレーターを用いてクロロホルムを蒸発させ、
次に200gのジオキサンを加えて完溶させた。それを
イオン交換水にチャージし、次に濾過し、乾燥させるこ
とによって、感放射線性成分Eを得た。
に、参考例2で用いた式(II)で表される化合物を等モ
ル量用いた以外は、参考例4と同様にして、感放射線性
成分を得た。これを感放射線性成分Fとする。
性成分の製造:比較用) 式(I)で表される化合物の代わりに2,3,4,4′
−テトラヒドロキシベンゾフェノンを用い、ナフトキノ
ン−(1,2)−ジアジド−(2)−5−スルホン酸ク
ロリドとの反応モル比を1:3とした以外は、参考例1
と同様にして、感放射線性成分Gを得た。
B〜Gにつき、液体クロマトグラフ分析を行った。液体
クロマトグラムは、(株)島津製作所製のLC−4Aク
ロマトグラフ装置に、リクロソルブRP−10(10μ
m )4mmφ×250mmのカラムを使用し、キャリア溶媒
として、水57.5%、テトラヒドロフラン36.1%、メ
タノール6.4%、ギ酸1%の溶液を1.0ml/分の速度で
流すことにより、測定した。クロマトグラフには、25
4nmのUV検出器を使用した。ジエステル体のピーク
は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC) で分取し
た後、二次イオン質量分析法(SIMS)で質量分析す
ることにより、同定した。
もに、表1に示す組成で、エチルセロソルブアセテート
48部に溶かし、レジスト液を調合した。調合したレジ
スト液は、0.2μm のテフロン製フィルターで濾過し
た。このレジスト液を、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。塗布後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。次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
(GCA社製DSW4800、NA=0.28)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
化学工業(株)製の現像液SOPDで1分間現像するこ
とにより、ポジ型パターンを得た。
対する規格化膜厚(=残膜厚/初期膜厚)をプロット
し、その傾きθを求め、 tanθをγ値とした。感放射線
性成分のHPLC面積比で表したジエステル体含量とと
もに、結果を表1に示す。
クレゾール=7/3、クレゾール/ホルムアルデヒド=
1/0.8のモル比で、シュウ酸触媒を用い、還流下で反
応させることにより得られた、重量平均分子量9800
(ポリスチレン換算)のノボラック樹脂。
Claims (1)
- 【請求項1】フェノール化合物のキノンジアジドスルホ
ン酸エステルであって、その254nmの紫外線を使用し
た検出器を用いて測定した高速液体クロマトグラフィー
パターンにおいて、3価以上のフェノール化合物のキノ
ンジアジドスルホン酸ジエステル体のパターン面積が全
パターン面積の50%以上であるもの、およびノボラッ
ク樹脂を含有するポジ型レジスト用組成物を、基板上に
塗布してレジスト膜を形成し、このレジスト膜にパター
ニング露光し、次いで現像することを特徴とする集積回
路製作用ポジ型レジストパターンの形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8276402A JP2790132B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 集積回路製作用ポジ型レジストパターンの形成方法 |
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JP63169478A Division JP2800186B2 (ja) | 1988-07-07 | 1988-07-07 | 集積回路製作用ポジ型レジスト組成物の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09114094A true JPH09114094A (ja) | 1997-05-02 |
JP2790132B2 JP2790132B2 (ja) | 1998-08-27 |
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---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6106994A (en) * | 1997-12-15 | 2000-08-22 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Production process of polyphenol diesters, and positive photosensitive compositions |
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1996
- 1996-10-18 JP JP8276402A patent/JP2790132B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JP2790132B2 (ja) | 1998-08-27 |
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