[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2626479B2 - ポジ型レジスト組成物 - Google Patents

ポジ型レジスト組成物

Info

Publication number
JP2626479B2
JP2626479B2 JP5184415A JP18441593A JP2626479B2 JP 2626479 B2 JP2626479 B2 JP 2626479B2 JP 5184415 A JP5184415 A JP 5184415A JP 18441593 A JP18441593 A JP 18441593A JP 2626479 B2 JP2626479 B2 JP 2626479B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
embedded image
resist composition
weight
positive resist
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP5184415A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06202319A (ja
Inventor
正行 尾家
正司 河田
隆正 山田
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.)
Zeon Corp
Original Assignee
Zeon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zeon Corp filed Critical Zeon Corp
Priority to JP5184415A priority Critical patent/JP2626479B2/ja
Publication of JPH06202319A publication Critical patent/JPH06202319A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2626479B2 publication Critical patent/JP2626479B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポジ型レジスト組成物
に関し、さらに詳しくは、半導体素子、磁気バブルメモ
リ−素子、集積回路などの製造に必要な微細加工用ポジ
型レジスト組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体を製造する場合、シリコンウエハ
表面にレジストを塗布して感光膜を作り、光を照射して
潜像を形成し、次いで、それを現像してネガまたはポジ
の画像を形成するリソグラフィー技術によって、半導体
素子の形成が行われている。従来、半導体素子を形成す
るためのレジスト組成物としては、環化ポリイソプレン
とビスアジド化合物からなるネガ型レジストが知られて
いる。しかしながら、このネガ型レジストは、有機溶剤
で現像するので、膨潤が大きく解像性に限界があるた
め、高集積度の半導体の製造に対応できない欠点を有す
る。一方、このネガ型レジスト組成物に対して、ポジ型
レジスト組成物は、解像性に優れているために半導体の
高集積化に十分対応できると考えられている。
【0003】現在、この分野で一般的に用いられている
ポジ型レジスト組成物は、ノボラック樹脂とキノンジア
ジド化合物からなるものである。しかしながら、従来の
ポジ型レジスト組成物は、感度、解像度、残膜率、耐熱
性、保存安定性などの諸特性は必ずしも満足な結果は得
られておらず、性能の向上が強く望まれている。特に、
感度は、半導体の生産性を向上させるために重要であ
り、ポジ型レジスト組成物の高感度化が強く望まれてい
る。この目的のために、ポジ型レジスト組成物の基材成
分であるノボラック樹脂とキノンジアジド化合物に加え
て、種々の化合物が添加されている。このように高感度
化のために添加される化合物すなわち増感剤の例として
は、ハロゲン化ベンゾトリアゾール誘導体のような窒素
複素環式化合物(特開昭58−37641号公報)や環
状酸無水物(特公昭56−30850号公報)が挙げら
れる。しかしながら、これらの増感剤の添加では、露光
部と未露光部の溶解性の差がなくなり、この結果とし
て、残膜率が低下し、解像度が劣化したり、増感剤によ
るノボラック樹脂の可塑化効果のために耐熱性が低下す
るなどの問題が生じる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の欠点を解決し、感度、解像度、残膜率、耐熱
性、保存安定性などの諸特性に優れた、特に、1μm以
下の微細加工に適した高感度ポジ型レジスト組成物を提
供することにある。本発明のこの目的は、アルカリ可溶
性フェノール樹脂とキノンジアジドスルホン酸エステル
系感光剤とを含むポジ型レジスト組成物に、特定のフェ
ノール化合物を含有せしめることによって達成される。
【0005】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、(A)アルカリ可溶性フェノール樹脂、(B)下記
式(I)で表される化合物のキノンジアジドスルホン酸
エステル系感光剤、
【0006】
【化3】 および下記一般式(II)で示される化合物
【0007】
【化4】 (R1〜R7は、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素
数1〜3のアルキル基、炭素数2〜3のアルケニル基、
または炭素数1〜3の置換もしくは未置換のアルコキシ
基であって、それぞれ同一または異なっていてもよい。
8は、水素原子またはアルキル基である。)を含有す
ることを特徴とするポジ型レジスト組成物が提供され
る。以下、本発明について詳述する。
【0008】アルカリ可溶性フェノール樹脂 本発明において用いられるアルカリ可溶性フェノール樹
脂としては、例えば、フェノール類とアルデヒド類との
縮合反応生成物、フェノール類とケトン類との縮合反応
生成物、ビニルフェノール系重合体、イソプロペニルフ
ェノール系重合体、これらのフェノール樹脂の水素添加
反応生成物などが挙げられる。
【0009】ここで用い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、プロピルフェノール、ブチルフェノール、フ
ェニルフェノールなどの一価のフェノール類;レゾルシ
ノール、ピロカテコール、ハイドロキノン、ビスフェノ
ールA、ピロガロールなどの多価のフェノール類;など
が挙げられる。
【0010】ここで用いるアルデヒド類の具体例として
は、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアル
デヒド、テレフタルアルデヒドなどが挙げられる。ここ
で用いるケトン類の具体例としては、アセトン、メチル
エチルケトン、ジエチルケトン、ジフェニルケトンなど
が挙げられる。これらの縮合反応は、バルク重合、溶液
重合などの常法にしたがって行うことができる。
【0011】ビニルフェノール系重合体は、ビニルフェ
ノールの単独重合体およびビニルフェノールと共重合可
能な成分との共重合体から選択される。共重合可能な成
分の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、スチ
レン、無水マレイン酸、マレイン酸イミド、酢酸ビニ
ル、アクリロニトリル、およびこれらの誘導体などが挙
げられる。
【0012】イソプロペニルフェノール系重合体は、イ
ソプロペニルフェノールの単独重合体、およびイソプロ
ペニルフェノールと共重合可能な成分との共重合体から
選択される。共重合可能な成分の具体例としては、アク
リル酸、メタクリル酸、スチレン、無水マレイン酸、マ
レイン酸イミド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、およ
びこれらの誘導体などが挙げられる。
【0013】これらのフェノール樹脂の水素添加反応
は、任意の公知の方法によって実施することが可能であ
って、フェノール樹脂を有機溶剤に溶解し、均一系また
は不均一系の水素添加触媒の存在下、水素を導入するこ
とによって達成できる。これらのアルカリ可溶性フェノ
ール樹脂は、再沈分別などにより分子量分布をコントロ
ールしたものを用いることも可能である。また、これら
のフェノール樹脂は、単独でも用いられるが、2種類以
上を混合して用いてもよい。
【0014】本発明のポジ型レジスト組成物には、必要
に応じて、現像性、保存安定性、耐熱性などを改善する
ために、例えば、スチレンとアクリル酸、メタクリル酸
または無水マレイン酸との共重合体、アルケンと無水マ
レイン酸との共重合体、ビニルアルコール重合体、ビニ
ルピロリドン重合体、ロジン、シェラックなどを添加す
ることができる。添加量は、上記アルカリ可溶性フェノ
ール樹脂100重量部に対して0〜50重量部、好まし
くは5〜20重量部である。
【0015】キノンジアジドスルホン酸エステル系感光
本発明において用いられる感光剤は、前記式(I)で表
される化合物のキノンジアジドスルホン酸エステルであ
れば、特に限定されるものではない。その具体例とし
て、エステル部分が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、2,1−ナフトキノン
ジアジド−4−スルホン酸エステル、2,1−ナフトキ
ノンジアジド−5−スルホン酸エステル、その他のキノ
ンジアジド誘導体のスルホン酸エステルなどである化合
物が挙げられる。
【0016】キノンジアジドスルホン酸エステルは、一
般に、水酸基を有する化合物とキノンジアジドスルホン
酸化合物とのエステル化反応によって合成することがで
き〔永松元太郎、乾英夫著「感光性高分子」(198
0)講談社(東京)など〕、例えば、常法にしたがっ
て、キノンジアジドスルホン酸化合物をクロルスルホン
酸でスルホニルクロライドとし、これを前記式(I)で
表される化合物と縮合させる方法により得ることができ
る。
【0017】前記式(I)で表される化合物としては、
商品名トリスフェノールPAで市販されている化合物
(三井石油化学社製)を用いることができる。本発明に
おける感光剤は、単独でも用いられるが、2種以上を混
合して用いてもよい。前記式(I)で表される化合物以
外の水酸基含有化合物のキノンジアジドスルホン酸エス
テルを少量成分として併用してもよい。感光剤の配合量
は、アルカリ可溶性フェノール樹脂100重量部に対し
て、通常1〜100重量部であり、好ましくは3〜40
重量部である。1重量部未満では、パターンの形成が不
可能となり、100重量部を越えると、残像残りが発生
し易くなる。
【0018】増感剤 本発明において用いられる増感剤は、前記一般式(I
I)で示される化合物であれば、特に限定されるもので
はない。一般式(II)で示される化合物の具体例とし
ては、以下のものが挙げられる。
【0019】
【化5】
【0020】
【化6】
【0021】
【化7】
【0022】
【化8】
【0023】
【化9】
【0024】
【化10】
【0025】
【化11】
【0026】
【化12】
【0027】
【化13】
【0028】
【化14】
【0029】
【化15】
【0030】
【化16】
【0031】
【化17】
【0032】
【化18】
【0033】
【化19】
【0034】
【化20】
【0035】
【化21】
【0036】
【化22】
【0037】
【化23】
【0038】
【化24】
【0039】
【化25】
【0040】
【化26】
【0041】
【化27】
【0042】
【化28】
【0043】
【化29】
【0044】本発明における増感剤は、単独でも用いら
れるが、2種以上を混合して用いても良い。増感剤の配
合量は、アルカリ可溶性フェノール樹脂100重量部に
対して、通常1〜100重量部であり、好ましくは2〜
50重量部である。この添加量が100重量部を越える
と残膜率の低下が激しくなり、パターン形成が難しくな
る。
【0045】その他の成分 本発明のポジ型レジスト組成物は、溶剤に溶解して用い
るが、溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチル
ケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどのケ
トン類;n−プロピルアルコール、iso−プロピルア
ルコール、n−ブチルアルコール、シクロヘキサノール
などのアルコール類;エチレングリコールジメチルエー
テル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジオキサ
ンなどのエーテル類;エチレングリコールモノメチルエ
ーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどの
アルコールエーテル類;ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、酢
酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピ
オン酸エチル、酪酸メチル、酪酸メチル、酪酸エチル、
乳酸メチル、乳酸エチルなどのエステル類;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
ソルブアセテート、プロピルセロソルブアセテート、ブ
チルセロソルブアセテートなどのセロソルブエステル
類;プロピレングリコール、プロピレングリコールモノ
メチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエー
テルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエー
テルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエー
テルなどのプロピレングリコール類;ジエチレングリコ
ールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエ
チルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレ
ングリコールメチルエチルエーテルなどのジエチレング
リコール類;トリクロロエチレンなどのハロゲン化炭化
水素類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;
ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N−メ
チルアセトアミドなどの極性溶媒;などが挙げられる。
これらは、単独でも2種類以上を混合して用いてもよ
い。本発明のポジ型レジスト組成物には、必要に応じて
界面活性剤、保存安定剤、その他の増感剤、ストリエー
ション防止剤、可塑剤、ハレーション防止剤などの相溶
性のある添加剤を含有させることができる。
【0046】現像液 本発明のポジ型レジスト組成物の現像液としては、アル
カリ水溶液を用いるが、具体例としては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニウ
ムなどの無機アルカリ類;エチルアミン、プロピルアミ
ンなどの第一アミン類;ジエチルアミン、ジプロピルア
ミンなどの第二アミン類;トリメチルアミン、トリエチ
ルアミンなどの第三アミン類;ジエチルエタノールアミ
ン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン類;
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチル
アンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシメチ
ルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメ
チルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシ
エチルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級アンモニ
ウム塩;などが挙げられる。さらに、必要に応じて上記
アルカリ水溶性にメタノール、エタノール、プロパノー
ル、エチレングリコールなどの水溶性有機溶剤、界面活
性剤、保存安定剤、樹脂の溶解抑制剤などを適量添加す
ることができる。
【0047】
【実施例】以下に、実施例を挙げて、本発明をさらに具
体的に説明する。
【0048】実施例1 m−クレゾールとp−クレゾールとをモル比で7:3の
割合で混合し、これにホルマリンを加え、シュウ酸触媒
を用いて常法により縮合して得たノボラック樹脂100
重量部、トリスフェノールPA(三井石油化学社製)の
90%が1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン
酸のエステルであるキノンジアジドスルホン酸エステル
35重量部、および(9) 式で示す化合物(増感剤)
7重量部をエチルセロソルブアセテート350重量部に
溶解し、0.1μmのポリテトラフルオロエチレン(以
下、PTFEと略記)フィルターで濾過してレジスト溶
液を調製した。
【0049】上記レジスト溶液をシリコンウエハ上にコ
ーターで塗布した後、100℃で90秒間ベークし、厚
さ1.17μmのレジスト膜を形成した。このウエハを
i線ステッパーNSR−1505i6A(ニコン社製、
NA=0.45)とテスト用レチクルを用いて露光を行
った。次に、このウエハを110℃で60秒間後露光し
た後、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド水溶液で、23℃、1分間、パドル法により現像して
ポジ型パターンを得た。パターンの形成されたウエハを
取り出して、感度を評価すると140mJ/cm2であ
り、電子顕微鏡で観察したところ、0.40μmのライ
ン&スペースが解像していた。パターンの膜厚を、膜厚
計アルファステップ200(テンコー社製)で測定する
と1.15μmであった。
【0050】実施例2 m−クレゾールとp−クレゾールとをモル比で5:5の
割合で混合し、これにホルマリンを加え、シュウ酸触媒
を用いて常法により縮合して得たノボラック樹脂100
重量部、2,3,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフ
ェノンの95%が1,2−ナフトキノンジアジド−5−
スルホン酸のエステルであるキノンジアジド化合物14
重量部、トリスフェノールPA(三井石油化学社製)の
90%が1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン
酸のエステルであるキノンジアジド化合物18重量部、
および(12)式で示す化合物(増感剤)10重量部を
乳酸エチル380重量部に溶解し、次いで、0.1μm
のPTFEフィルターで濾過してレジスト溶液を調製し
た。
【0051】上記レジスト溶液をシリコンウエハ上にコ
ーターで塗布した後、100℃で90秒間ベークし、厚
さ1.17μmのレジスト膜を形成した。このウエハを
i線ステッパーNSR−1505i6A(ニコン社製、
NA=0.45)とテスト用レチクルを用いて露光を行
った。次に、このウエハを110℃で60秒間後露光し
た後、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド水溶液で、23℃、1分間、パドル法により現像して
ポジ型パターンを得た。パターンの形成されたウエハを
取り出して、感度を評価すると120mJ/cm2であ
り、電子顕微鏡で観察したところ、0.40μmのライ
ン&スペースが解像していた。パターンの膜厚を、膜厚
計アルファステップ200で測定すると1.14μmで
あった。
【0052】実施例3 m−クレゾールとp−クレゾールとをモル比で5:5の
割合で混合し、これにホルマリンを加え、シュウ酸触媒
を用いて常法により縮合して得たノボラック樹脂100
重量部、トリスフェノールPA(三井石油化学社製)の
75%が1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン
酸のエステルであるキノンジアジド化合物28重量部、
および(12)式で示す化合物(増感剤)10重量部を
乳酸エチル380重量部に溶解し、次いで、0.1μm
のPTFEフィルターで濾過してレジスト溶液を調製し
た。
【0053】上記レジスト溶液をシリコンウエハ上にコ
ーターで塗布した後、100℃で90秒間ベークし、厚
さ1.17μmのレジスト膜を形成した。このウエハを
i線ステッパーNSR−1505i6A(ニコン社製、
NA=0.45)とテスト用レチクルを用いて露光を行
った。次に、このウエハを110℃で60秒間後露光し
た後、2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド水溶液で、23℃、1分間、パドル法により現像して
ポジ型パターンを得た。パターンの形成されたウエハを
取り出して、感度を評価すると160mJ/cm2であ
り、電子顕微鏡で観察したところ、0.40μmのライ
ン&スペースが解像していた。パターンの膜厚を、膜厚
計アルファステップ200で測定すると1.16μmで
あった。
【0054】
【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、残膜率、耐熱性、保存安定性などが優れて
いるので、特に、1μm以下の微細加工用として有用性
が高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 隆正 神奈川県川崎市川崎区夜光一丁目2番1 号 日本ゼオン株式会社 研究開発セン ター内 (56)参考文献 特開 平1−189644(JP,A) 特開 平2−275955(JP,A) 特開 平3−48249(JP,A) 特開 平3−200252(JP,A) 特開 平5−27446(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)アルカリ可溶性フェノール樹脂、
    (B)下記式(I)で表される化合物のキノンジアジド
    スルホン酸エステル系感光剤、 【化1】 および下記一般式(II)で示される化合物 【化2】 (R1〜R7は、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素
    数1〜3のアルキル基、炭素数2〜3のアルケニル基、
    または炭素数1〜3の置換もしくは未置換のアルコキシ
    基であって、それぞれ同一または異なっていてもよい。
    8は、水素原子またはアルキル基である。)を含有す
    ることを特徴とするポジ型レジスト組成物。
JP5184415A 1993-06-29 1993-06-29 ポジ型レジスト組成物 Expired - Lifetime JP2626479B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5184415A JP2626479B2 (ja) 1993-06-29 1993-06-29 ポジ型レジスト組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5184415A JP2626479B2 (ja) 1993-06-29 1993-06-29 ポジ型レジスト組成物

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1342195A Division JPH087435B2 (ja) 1989-12-28 1989-12-28 ポジ型レジスト組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06202319A JPH06202319A (ja) 1994-07-22
JP2626479B2 true JP2626479B2 (ja) 1997-07-02

Family

ID=16152773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5184415A Expired - Lifetime JP2626479B2 (ja) 1993-06-29 1993-06-29 ポジ型レジスト組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2626479B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000081700A (ja) * 1998-07-02 2000-03-21 Nippon Zeon Co Ltd パタ―ン形成方法
US6214516B1 (en) * 1998-10-01 2001-04-10 Arch Specialty Chemicals, Inc. Photosensitive resin compositions
US6127086A (en) * 1998-10-01 2000-10-03 Arch Specialty Chemicals, Inc. Photosensitive resin compositions

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2552891B2 (ja) * 1988-01-26 1996-11-13 富士写真フイルム株式会社 ポジ型フオトレジスト組成物
JPH063544B2 (ja) * 1988-07-07 1994-01-12 住友化学工業株式会社 ポジ型感放射線性レジスト組成物
JPH087433B2 (ja) * 1989-04-19 1996-01-29 日本ゼオン株式会社 ポジ型レジスト組成物
JPH061377B2 (ja) * 1989-12-28 1994-01-05 日本ゼオン株式会社 ポジ型レジスト組成物
JP3028648B2 (ja) * 1991-07-17 2000-04-04 ジェイエスアール株式会社 ポジ型レジスト組成物およびパターン形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06202319A (ja) 1994-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2571136B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
EP0435437B1 (en) Positive resist composition
JP2566169B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
KR987001100A (ko) 포지티브형 레지스트 조성물(Positive Resist Composition)
JPH087435B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP2566171B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JPH087433B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP2694472B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP2566172B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP2631744B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JPH041651A (ja) ポジ型レジスト組成物
JP2626479B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP2741243B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP2567282B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP2817442B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP3275505B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP2709507B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP2640382B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP2709508B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP2566170B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP3275501B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JPH0659447A (ja) ポジ型レジスト組成物
JPH0325446A (ja) ポジ型レジスト組成物
JPH0829978A (ja) ポジ型レジスト組成物
JPH02296247A (ja) ボジ型レジスト組成物