JPH103169A

JPH103169A - 感光性組成物

Info

Publication number: JPH103169A
Application number: JP8156962A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nakase; 真中瀬; Toru Gokochi; 透後河内; Naoko Kihara; 尚子木原; Kouji Asakawa; 鋼児浅川; Naomi Shinoda; 直美信田; Takuya Naito; 卓哉内藤; Satoshi Saito; 聡斎藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 1998-01-06
Anticipated expiration: 2016-06-18
Also published as: JP3683986B2

Abstract

(57)【要約】【課題】短波長、特にＡｒＦエキシマレーザ光の１９
３ｎｍの深紫外線に対して高い感度を有し、解像性に優
れるとともに、十分なドライエッチング耐性を備え、か
つクラックの発生や基板からの剥離が起こらないレジス
トパターンを形成し得るアルカリ現像用感光性組成物を
提供する。【解決手段】極性基が導入された脂環式構造を側鎖に
有する高分子化合物を含有することを特徴とする。かか
る高分子化合物は、酸分解性基を側鎖に有する構造単位
との共重合体とし、化学放射線の照射により酸を発生す
る化合物を配合して化学増幅型レジストとして使用する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子等の製
造における微細加工に用いられるレジスト材料として好
適な感光性組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩなどの半導体集積回路を初めとす
る各種の電子部品は、リソグラフィー技術を用いた超微
細加工が施されており、その加工工程にはレジストが広
く用いられている。特に最近では、電子部品の高密度
化、大容量化を図るために、レジストパターンの微細化
が要求されている。微細なレジストパターンを形成する
ための１つの施策として、露光光源の短波長化が行なわ
れている。例えば、従来のｉ線（波長３６５ｎｍ）から
ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、さらには
ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いるこ
とが試みられている。ＫｒＦエキシマレーザ露光が実用
化のレベルに達した現在では、特にＡｒＦエキシマレー
ザ露光が次世代の露光技術として位置づけられ、ＡｒＦ
エキシマレーザ露光用の高感度、高解像力、かつドライ
エッチング耐性を有した感光性組成物、すなわちレジス
ト材料の開発が望まれている。

【０００３】従来のｇ線、ｉ線およびＫｒＦエキシマレ
ーザ露光用のレジスト材料としては、高いドライエッチ
ング耐性を得るために、芳香族化合物を含有するレジス
トが広く用いられており、例えば、ノボラック樹脂系レ
ジスト、あるいはポリビニルフェノール型の化学増幅型
レジストが知られている。しかしながら、ドライエッチ
ング耐性を確保する目的で導入された芳香環は、ＡｒＦ
エキシマレーザー光の１９３ｎｍの波長域で全く光を通
さないために、レジスト膜の底部にまで露光することが
困難であり、従来のレジストでは断面形状の良好なパタ
ーンを得ることができなかった。

【０００４】レジストの透明性の問題点の解決策の一つ
として、芳香環を全く含まない脂肪族化合物、例えばポ
リメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を用いればよいこ
とが古くから知られている。しかしながら、このような
脂肪族化合物は、十分なドライエッチング耐性が望めな
いことから実用に供することは全く不可能であった。こ
のように、ＡｒＦエキシマレーザー露光用のレジスト材
料の開発に当たっては、透明性の向上と高いドライエッ
チング耐性とを両立させることが最大の課題とされてい
る。

【０００５】そこで、芳香族化合物に代わり脂環式化合
物を含有するレジストが、近年注目を集めている。例え
ば、特開平４−３９６６５号には、ドライエッチング耐
性、透明性が共に良好なレジストとして、アダマンタン
骨格を有する共重合体をベースポリマーとしたレジスト
が提案されている。また、カルボン酸基を有するアクリ
ル系化合物との共重合体とすることでアルカリ溶解性を
付与し、アルカリ現像液により現像可能なレジストとし
ている。

【０００６】しかしながら、アダマンタン骨格のような
脂環式構造とカルボン酸基とからなる共重合体は、アル
カリ現像液に対する溶解性に問題があることが最近明ら
かとなってきた。すなわち、脂環式化合物は極めて疎水
性が強く、構造的にも極めて嵩高いためにアルカリ溶解
性は本来劣る。これに対して、カルボン酸基は酸性度が
低く、アルカリ溶解性は極めて良好であり、脂環式化合
物とカルボン酸基との間でのアルカリ溶解性の差が大き
い。加えて、共重合体において脂環式構造を有する部位
とカルボン酸基部位との相分離が起きやすく、均一なレ
ジスト溶液を調製することが困難である。この相分離
は、レジスト溶液をウェハー上に塗布する際に増長され
て、アルカリ溶解性の劣る部位と優れる部位とが分離し
てしまうという問題もあった。このため、現像時にはア
ルカリ現像液が共重合体になじみ難くなって均一な現像
が行なわれず、結果として、現像中にレジスト膜表面に
クラックが生じたり、レジスト膜が基板から剥離すると
いう問題があった。

【０００７】また、この点に鑑み、脂環式化合物の疎水
性を緩和し、アルカリ溶解性の劣る部位と優れる部位と
の差を軽減して溶解性を向上させるために、脂環式化合
物にＣＯＯＨ基を導入する方法が報告された（９５年秋
期応用物理学会）。しかしながら、この場合ＣＯＯＨの
カルボニル基に１９３ｎｍ波長域での吸収があるため
に、レジストの透明性が劣るという問題、および酸性度
が高いために希釈した現像液を必要とし、制御性が悪
く、また他レジスト現像液との互換性がないという問題
点があった。

【０００８】このように、ＡｒＦエキシマレーザー光の
１９３ｎｍの深紫外線に対して高い透明性を有するとと
もに、高いドライエッチング耐性を備え、アルカリ現像
液に対して均一に溶解する感光性組成物は未だ得られて
いないのが現状である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点を鑑みてなされたものであり、短波長、特にＡｒＦエ
キシマレーザー光の１９３ｎｍの深紫外線に対して高い
感度を有し、解像性に優れるとともに、十分なドライエ
ッチング耐性を備え、かつクラックの発生や基板からの
剥離が起こらないレジストパターンを形成し得るアルカ
リ現像用の感光性組成物を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ＯＨ基、ＮＯ₂ 基のうちから選ばれた少
なくとも１種の置換基が導入された脂環式構造、または
２個のＯ原子が結合しているＳ原子が導入された複素環
式構造を側鎖に有する高分子化合物を含有することを特
徴とする感光性組成物を提供する。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
感光性組成物において、高分子化合物に含有される脂環
式化合物としては、一般式Ｃ_n Ｈ_2n（ｎは３以上の整
数）で表される環状シクロ化合物や環状ビシクロ化合
物、およびそれらの縮合環などが挙げられる。より具体
的には、例えば、シクロブタン環、シクロペンタン環、
シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、およびシクロオ
クタン環などが挙げられる。また、これらの脂環式化合
物に橋かけ炭化水素が導入された化合物も用いることが
でき、具体的には、スピロヘプタン、スピロオクタンな
どのスピロ環、ノルボニル環、アダマンチル環、ボルネ
ン環、メンチル環、メンタン環などのテルペン環；ツジ
ャン、サビネン、ツジョン、カラン、カレン、ピナン、
ノルピナン、ボルナン、フェンカン、トリシクレン、コ
レステリック環などのステロイド骨格；タンジュウサ
ン、ジギタロイド類、ショウノウ環、イソショウノウ
環、セスキテルペン環、サントン環、ジテルペン環、ト
リテルペン環、およびステロイドサポニン類などが例示
される。

【００１２】ＯＨ基またはＮＯ₂ 基を有する脂環式構造
を側鎖に有する高分子化合物は、上述の脂環とこれらの
置換基とを任意に組み合わせた共重合体とすることがで
きる。これらの共重合体は、単独で重合させるか、さら
に溶解特性や密着性を向上させるために、アクリル酸や
無水マレイン酸、およびそのエステル置換体、ビニルフ
ェノール、ビニルナフトールや、ナフトールオキシメタ
クリレート、ＳＯ₂ などの重合性化合物との共重合体を
形成してもよい。

【００１３】また、ＯＨ基またはＮＯ₂ 基を有する脂環
式構造の代わりに、上述の脂環にＳ原子を導入して複素
環式構造とし、このＳ原子にＯ原子が２個結合した構造
としてもよい。

【００１４】このような高分子化合物の分子量は、５，
０００〜２０，０００程度であることが好ましい。５，
０００未満の場合には、基板への塗布性や安定性が低下
するおそれがあり、一方２０，０００を越えると、十分
な感度および解像性が得られないおそれがあるからであ
る。

【００１５】また、ＯＨ基またはＮＯ₂ 基は、脂環式構
造に直接あるいは、２価の有機基を介して結合していれ
ばよい。このようにしてＯＨ基またはＮＯ₂ 基が導入さ
れた脂環式化合物、あるいはＳ原子が導入された複素環
式化合物の重合体における含有量は、４０〜８０ｗｔ％
程度であることが好ましい。４０ｗｔ％未満の場合に
は、ドライエッチング耐性が低下するおそれがあり、一
方８０ｗｔ％を越えると、やはり不均一な溶解が生じ易
いからである。

【００１６】本発明の感光性組成物は、例えば、前述の
ような共重合体に酸分解性基を導入し、化学放射線の照
射により酸を発生する化合物（以下、光酸発生剤と称す
る）を配合することによって、ポジ型の化学増幅型レジ
ストとして使用することができる。

【００１７】酸分解性基としては、例えば、ｔ−ブチル
エステル、イソプロピルエステル、エチルエステル、ベ
ンジルエステルなどのエステル類；テトラヒドロピラニ
ルエーテルなどのエーテル類；ｔ−ブトキシカーボネー
ト、メトキシカーボネート、エトキシカーボネートなど
のアルコキシカーボネート類；トリメチルシリルエーテ
ル、トリエチルシリルエーテル、トリフェニルシリルエ
ーテルなどのシリルエーテル類を挙げることができる。
より具体的には、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレートや、
ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル化ビニルフェノール、ｔ
ｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシ化ビニルフェノー
ル、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル化ビニルナフトー
ル、ｔｅｒｔ−ブトキシシカルボニルオキシ化ビニルナ
フトールなどのｔｅｒｔ−ブチルエステルや、トリメチ
ルシリルエーテルやエステル基、テトラヒドロピラニル
エーテルエステル基を含む重合体と共重合体を形成すれ
ばよい。

【００１８】なお、共重合体中における酸分解性基の割
合は、１０〜４０ｗｔ％程度とすることが好ましい。１
０ｗｔ％未満では、溶解速度コントラストが低下するお
それがあり、一方４０ｗｔ％を越えると、均一な溶解が
困難になるからである。

【００１９】光酸発生剤としては、例えば、オニウム
塩、オルトキノンジアジドスルフォン酸誘導体、有機ハ
ロゲン化化合物、スルホン酸誘導体およびスルホニル化
合物などを使用することができる。オニウム塩として
は、例えば、ＣＦ₃ ＳＯ₃ ^- 、ｐ−ＣＨ₃ −ｐｈＳＯ₃
^- 、ｐ−ＮＯ₂ ｐｈＳＯ₃ ^- などを対イオンとするジア
ゾニウム塩、スルフォニウム塩、ホスホニウム塩、およ
びヨードニウム塩等が挙げられる。特に、化学放射線の
照射に対して感度が良好なトリアリールスルホニウム塩
およびジアリルヨードニウム塩が好ましい。

【００２０】なお、オニウム塩の対イオンがテトラフル
オロホウ酸アニオン、ヘキサフルオロアンチモン酸アニ
オン、ヘキサフルオロヒ素酸アニオンである場合には、
発生する酸の強度が十分ではない。また、これらのオニ
ウム塩は、いずれも半導体素子製造工程において混入を
制限されている元素を含有しているため、使用する際に
は工程管理条件が厳しくなる。したがって、このような
点を考慮すると、対イオンがメタンスルホン酸アニオ
ン、トリフルオロ酢酸アニオン、およびトルエンスルホ
ン酸アニオンなどのルイス塩基であるオニウム塩を使用
することが好ましい。具体的には、ジフェニルヨードニ
ウム、４，４´−ジ−ｔ−ブチルヨードニウム、トリフ
ェニルスルホニウム、ｔ−ブチルトリフェニルスルホニ
ウムなどのトリフルオロ酢酸塩、トリフルオロメタンス
ルフォン酸塩、トルエンスルホン酸塩などが挙げられ
る。また、これらのオニウム塩のフェニル基に置換基を
有する化合物を使用してもよい。

【００２１】また、上述したような光酸発生剤について
も、ナフタレン骨格やジベンゾチオフェン骨格を有する
オニウム塩やスルフォネート、スルフォニル、スルファ
ミド化合物などの共役多環芳香族化合物は、ＡｒＦエキ
シマレーザ光に対する透明性、耐熱性の点で有利であ
る。より具体的には、ＮＡＴ−１０５、ＮＤＳ−１０５
などのナフタレン環を有するスルフォニウム塩、ＮＤＩ
−１０６などのナフタレン含有塩素化トリアジン、ナフ
タリジルトリフレートなどのスルフォン酸イミド（以上
みどり化学）、ジベンゾチオフェン誘導体のオニウム塩
（ダイキン化学）ナフタレンバイスルフォンなどの化合
物が挙げられる。

【００２２】光酸発生剤の配合量は、感光性組成物中、
０．１ｗｔ％以上２０ｗｔ％未満とすることが好まし
い。これは、添加量が０．１ｗｔ％未満であると高い感
度でレジストパターンを形成することが困難となり、一
方２０ｗｔ％以上であると、塗膜性能が著しく低下する
おそれがあるためである。

【００２３】なお、上述のようなポジ型の化学増幅型レ
ジストは、酸分解性の置換基を有する溶解抑止剤を配合
することにより調製することもできる。溶解抑止剤とし
ては、具体的には、フェノール性化合物を、ｔ−ブトキ
シカルボニルエーテル、テトラヒドロピラニルエーテ
ル、３−ブロモテトラヒドロピラニルエーテル、１−メ
トキシシクロヘキシルエーテル、ｔ−ブチルエーテル、
トリメチルシリルエーテル、トリエチルシリルエーテル
などに変成した化合物が挙げられる。これらのなかで
は、フェノール性化合物の水酸基をｔ−ブトキシカルボ
ニル基、ｔ−ブトキシカルボニルメチル基、トリメチル
シリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、テトラヒドロ
ピラニル基などで保護した化合物が好ましい。

【００２４】本発明の感光性組成物は、以上の成分を有
機溶媒に溶解し、濾過することによって調製することが
できる。使用し得る有機溶媒としては、例えば、シクロ
ヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、およびメ
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、およびブ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、およびγ−イソブチロラクトン等のエステル系溶
媒などが挙げられる。また、レジストの組成によって
は、溶解性向上のため、ジメチルスルホキシド、ジメチ
ルホルムアルデヒド、またはＮ−メチルピロリジノンな
どを用いてもよい。

【００２５】さらに、近年、低毒性溶媒への代替溶媒と
して着目されているメチルプロピオン酸メチルなどのプ
ロピオン酸誘導体、乳酸エチルなどの乳酸エステル類、
ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノエチルアセテー
ト）などの溶媒を使用することもできる前述の溶媒は、単独で、または混合物の形で使用しても
よい。また、これらの溶媒に、トルエン、キシレンまた
はイソプロピルアルコールなどの脂肪族アルコールを適
量含有させてもよい。

【００２６】なお、本発明の感光性組成物には、前述し
た成分に加えて、必要に応じて、塗膜改質剤としての界
面活性剤；密着促進剤；塩基性物質；エポキシ樹脂；ポ
リメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、プ
ロピレンオキシド−エチレンオキシド共重合体、および
ポリスチレン等の他のポリマー；または反射防止剤とし
ての染料を配合してもよい。

【００２７】次に、本発明の感光性組成物を用いたパタ
ーン形成方法について、説明する。まず、上述したよう
な有機溶媒に溶解されたレジストのワニスを回転塗布法
やディッピング法などで所定の基板上に塗布した後、１
５０℃以下、好ましくは１２０℃以下でプリベークして
レジスト膜を成膜する。

【００２８】なお、ここでの基板としては、例えば、シ
リコンウェハ、表面に各種の絶縁膜や電極、配線などが
形成されたシリコンウェハ、ブランクマスク、ＧａＡ
ｓ、ＡｌＧａＡｓなどのIII −Ｖ族化合物半導体ウェ
ハ、クロムまたは酸化クロム蒸着マスク、アルミ蒸着基
板、ＩＢＰＳＧコート基板、ＰＳＧコート基板、ＳＯＧ
コート基板、カーボン膜スパッタ基板などを使用するこ
とができる。

【００２９】次いで、所定のマスクパターンを介して化
学線を照射するか、またはレジスト膜表面に化学線を直
接走査させて、レジスト膜を露光する。ここでの化学線
としては、紫外線、Ｘ線、低圧水銀ランプのｉ線、ｈ
線、ｇ線、キセノンランプ光、ＫｒＦやＡｒＦエキシマ
レーザー光等のｄｅｅｐＵＶ光やシンクロトロンオービ
タルラジエーション（ＳＯＲ）、電子線（ＥＢ）、γ
線、イオンビームなどを使用することが可能であるが、
特に、ＡｒＦエキシマレーザー光に対して、本発明の感
光性組成物の効果が発揮される。

【００３０】続いて、熱板上やオーブン中での加熱ある
いは赤外線照射などにより、レジスト膜に１５０℃以下
程度のベーキング処理を適宜施す。この後、浸漬法、ス
プレー法などでレジスト膜を現像し、露光部のレジスト
膜をアルカリ溶液に選択的に溶解・除去して、所望のパ
ターンを形成する。このとき、アルカリ溶液の具体例と
しては、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド
水溶液、コリン水溶液などの有機アルカリ水溶液や、水
酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどの無機アルカリ水
溶液、これらにアルコールや界面活性剤などを添加した
溶液が挙げられる。なおここでのアルカリ溶液の濃度
は、露光部と未露光部とでの溶解速度の差を十分なもの
とする観点から、１５ｗｔ％以下であることが好まし
い。

【００３１】こうして、本発明の感光性組成物を用いて
形成されたレジストパターンには、クラックは全く発生
せず、基板からの剥離も生じない。しかも、極めて解像
性が良好であり、例えば、このレジストパターンをエッ
チングマスクとしたドライエッチングで、露出した基板
などにクォーターミクロン程度の超微細なパターンを忠
実に転写することができる。なお、上述したような工程
以外の他の工程が付加されても何等差し支えなく、例え
ば、レジスト膜の下地としての平坦化層形成工程、レジ
スト膜と下地との密着性向上のための前処理工程、レジ
スト膜の現像後に現像液を水などで除去するリンス工
程、ドライエッチング前の紫外線の再照射工程を適宜施
すことが可能である。

【００３２】以上のように、本発明の感光性組成物に含
有される高分子化合物は、ＯＨ基またはＮＯ₂ 基が導入
された脂環式構造、あるいは２個のＯ原子が結合してい
るＳ原子が導入された複素環式構造を側鎖に有している
ので、この脂環式構造あるいは複素環式構造の疎水性は
大幅に緩和されて、脂環式構造に親水性を付与すること
ができる。このため、アルカリ現像液がレジスト樹脂中
に馴染みやすくなって現像が均一に進み、レジスト膜表
面へのクラックの発生やレジストパターンの基板からの
剥離等を抑えることが可能となる。また、共重合体にお
いて脂環式構造あるいは複素環式構造を有する部位とカ
ルボン酸基部位との相分離も起き難くなり、均一なレジ
スト溶液を調製することが可能である。結果として、ド
ライエッチング耐性や透明性を損なうことなく、アルカ
リ現像液に対する溶解性を大幅に向上させることがで
き、解像度が向上する。なお、ＯＨ基が導入された脂環
式構造を側鎖に有する場合は、ＣＯＯＨ基を導入した場
合と比較して透明性が良いことから、最も高い解像度を
得ることが可能となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に、実施例および比較例を示
して、本発明をさらに詳細に説明する。実施例で用いる
共重合体を下記化１，２，３，および４に示し、光酸発
生剤および溶解抑止剤を、それぞれ化５および化６に示
す。

【００３４】

【化１】

【００３５】

【化２】

【００３６】

【化３】

【００３７】

【化４】

【００３８】

【化５】

【００３９】

【化６】

【００４０】前述の共重合体、光酸発生剤、および溶解
抑止剤を用いて、下記表１に示すような配合および組成
にしたがって、本発明の感光性組成物（実施例１〜１
３）を調製した。

【００４１】

【表１】

【００４２】まず、上記各成分をエチルセロソルブアセ
テートに溶解し、これらの溶液を０．２μｍのテフロン
フィルターで濾過することによって感光性組成物を調製
した。

【００４３】これらの感光性組成物を、Ｓｉウェハ基板
上にスピンコートにより０．５μｍの膜厚で塗布し、ホ
ットプレート上で１００℃２分間のプリベークを行な
い、レジスト膜を形成した。その後、波長１９３ｎｍの
ＡｒＦエキシマレーザー光を光源とした露光装置を用い
て、露光量を変えてパターン露光を施した。露光後、速
やかにホットプレート上で１１０℃２分間のベークを行
ない、最後に、一般的な濃度である０．２１Ｎのテトラ
メチルハイドロオキサイド水溶液により２分間現像して
パターンを形成した。

【００４４】実施例１〜１３の感光性組成物を用いて形
成された各レジストパターンについて、所望のパターン
寸法が得られる最適露光の値を感度と定義し、そのとき
のレジストパターンの断面を走査型電子顕微鏡により観
察して、解像度を求めた。さらに、現像時のパターンの
クラックおよび基板からの剥離の有無を光学顕微鏡で調
べ、得られた評価結果を、感度、解像度とともに表２に
まとめる。

【００４５】

【表２】また、下記表３に示す配合および組成にしたがい、比較
例（１〜６）の感光性組成物を、実施例と同様の方法に
より調製した。

【００４６】

【表３】ここで用いた共重合体Ｒ１〜Ｒ６を下記化７および８に
示す。

【００４７】

【化７】

【００４８】

【化８】

【００４９】さらに、比較例の感光性組成物を、実施例
と同様の基板に塗布し、同様の条件でプリベーク、露
光、ベーク、および現像してパターンを形成し、感度お
よび解像度を調べた。さらに、実施例の場合と同様にし
て現像時のパターンのクラックおよび基板からの剥離の
有無を光学顕微鏡で調べ、得られた評価結果を、感度、
解像度とともに表２にまとめた。

【００５０】表２に示すように、本発明（実施例１〜１
３）の感光性組成物は、いずれも高感度であり、また
０．２０μｍ以下のパターンを解像することができた。
いずれの感光性組成物を用いて形成されたパターンにも
クラックは発生せず、基板からの剥離も全く生じなかっ
た。これは、本発明の感光性組成物に含有された共重合
体が、脂環式化合物としてノルボニル環、シクロヘキシ
ル環、ビシクロ環、アダマンチル環を含み、しかもこれ
らの脂環式化合物にＯＨ基、ＮＯ₂ 基が導入されてい
る、あるいは脂環式化合物にＳ原子が導入され、このＳ
原子にＯ原子２個が結合している複素環式構造をとって
いるためである。

【００５１】すなわち、本発明の感光性組成物に含有さ
れた高分子化合物においては、ＯＨ基が脂環式構造に導
入されていることにより、脂環式化合物あるいは複素環
式化合物が親水性となり、現像が均一に進んで解像性の
良好なレジストパターンが形成された。

【００５２】特にＯＨ基を導入した場合には、１μｍ当
たりの吸収係数が実施例２では０．１２、実施例６では
０．１１と透明性が高かった。これに対して、実施例２
のＯＨ基をＣＯＯＨ基に代えた比較例１は、０．１８、
実施例６のＯＨ基をＣＯＯＨ基に代えた比較例４は、
０．１６と透明性が低かった。このようにＯＨ基を導入
した場合には、透明性が良いことから最も高い解像力が
得られる。

【００５３】なお、本発明の感光性組成物は、脂環式化
合物を含有しているために、十分に高いドライエッチン
グ耐性を有していることが予測される。これに対して、
比較例の感光性組成物を用いて形成されたパターンに
は、ほとんどの場合、現像液に対する溶解が不均一であ
ることに起因したクラックや剥離が生じている。特に比
較例２および３の感光性組成物は、脂環式化合物の含有
量が５０ｗｔ％と多いことから現像が進まず、パターニ
ングすることができなかった。また、比較例１および４
の感光性組成物では、クラックや剥離が生じなかったも
のの、透明性に劣ることから高い解像力を得ることがで
きなかった。また、制御性やレジスト形状をよくするに
は、４倍に希釈した現像液を用いる必要があり、操作性
に問題があった。さらに、比較例５および６において
は、脂環式化合物の含有量が５０ｗｔ％から３０ｗｔ％
に減少したため、クラックおよび基板からの剥離は軽減
されたが、やはり高い解像力を得ることはできなかっ
た。

【００５４】このように、ＯＨ基またはＮＯ₂ 基が導入
された脂環式構造、あるいは２個のＯ原子が結合してい
るＳ原子が導入された複素環式構造を側鎖に有する高分
子化合物を含有しない場合には、感度、解像度、および
溶解均一性の特性を全て満足する感光性組成物を得るこ
とができないことがわかる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
優れた解像力、感度、ドライエッチング耐性を有すると
ともに、クラックの発生や基板からの剥離という問題を
伴わないレジストパターンを形成し得るアルカリ現像用
の感光性組成物が提供される。かかる感光性組成物は、
高集積度の半導体装置を製造するための微細加工用とし
て有効である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｃ０８Ｌ 33/04 ＬＪＨＣ０９Ｄ 133/04 ＰＦＹＣ０９Ｄ 133/04 ＰＦＹＨ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｒ (72)発明者浅川鋼児神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者信田直美神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者内藤卓哉神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者斎藤聡神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＯＨ基、ＮＯ₂ 基のうちから選ばれた少
なくとも１種の置換基が導入された脂環式構造、または
２個のＯ原子が結合しているＳ原子が導入された複素環
式構造を側鎖に有する高分子化合物を含有することを特
徴とする感光性組成物。
【請求項２】ＯＨ基が導入された脂環式構造を側鎖に
有する高分子化合物を含有することを特徴とする感光性
組成物。
【請求項３】前記高分子化合物は、酸分解性基を側鎖
に有する構造単位との共重合体であり、化学放射線の照
射によって酸を発生する化合物をさらに含有する請求項
１または２に記載の感光性組成物。
【請求項４】酸分解性の溶解抑止剤と、化学放射線の
照射によって酸を発生する化合物とを含有する請求項１
または２に記載の感光性組成物。