JPH012034A - 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、ポジ型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、ＩＣ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等の集積回路製造において、キノンジアジ
ド系感光剤とノボラック系樹脂からなる組成物や、ビス
アジド系感光剤と環化ゴム系樹脂からなる組成物等が用
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、ポリシリコン等の高反射率基板上で
は、従来のレジストでは、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。

このため、特公昭５１−３７５６２号公報に紫外線領域
に吸光特性を有する下記式 に示す染料（オイルイエロー（Ｃ，ｆ、−１１０２０１
＞を吸光剤として含有させ、フォトレジスト店の光透過
性を減少させ、基板表面で反射して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
みを少なくして前記問題を改良し、解像度の低下を防止
する方法が提案されている。

しかしながら、この方法では、−船釣に感度が低く、ス
カム等が発生したり、あるいは感度は良いが、残膜率が
低下し、解像度も悪化するといった問題点があった。

〈発明が解決しようとする問題点〉 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高解像度
のパターンを形成する高感度７なレジスト組成物を提供
することにある。

く問題を解決するための手段〉 本発明者等は、鋭意検討の結果、吸光剤にさらに現像液
であるアルカリに対する溶解性が該吸光剤と反対の化合
物（吸光剤である場合も含む）を併用することにより、
従来技術の有する欠点を一挙に解決することを見出し、
本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、吸光剤を含有してなるポジ型フォ
トレジスト組成物において、該吸光剤がアルカリ可溶性
である場合にはさらに１種または２種以上のアルカリ不
溶性の化合物を含有し、該吸光剤がアルカリ不溶性であ
る場合には、さらに１種または２種以上のアルカリ可溶
性の化合物を含有してなることを特徴とするフォトレジ
スト組成物である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いられるポジ型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組成物
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クレゾー
ルノボラック樹脂或いはｍ−１ｐ−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−トリヒドロキシベ
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
キシベンゾフェノン、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°　−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
ポジ型フォトレジストが好適に用いられる。

本発明に云うアルカリ可溶性の吸光剤とは、発色母体に
アルカリ可溶性基（例えばＯＨ基、５Ｏ３Ｈ基、Ｃ０Ｏ
Ｈ基等）をもっている色素をいう。

さらに具体的には、５５０ｎｍ以下、より好ましくは４
００〜５００ｎｍの領域の光に対して吸収極大をもつ色
素が好ましい。

本発明におけるアルカリ可溶性は、通常フォトレジスト
の現象に用いる有機アルカリ液または無機アルカリ液（
例えば、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド
、コリン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）に対
して発現されることを意味する。

吸光剤がアルカリ不溶性である場合に併用するアルカリ
可溶性の化合物として、ここでいうアルカリ可溶性の吸
光剤を用いることもできる。

以下、具体的にアルカリ可溶性の吸光剤を例示するが、
本発明はこれらに限定されるものではなく、また２種以
上を用いることもできる。

具体的には、ピラゾロンアゾ系色素 ＣＨ２ ＣＩ＋３ ＣＨ。

ＤＤＨ ＣＨ。

ＣＨ３ キノリンアゾ系色素 ＣＨｌ ＣＩ。

モノアゾベンゼン系色素 キノフタロン系色素 チアゾールアゾ系色素 等をあげることができる。

本発明でＣ）う、アルカリ不溶性の吸光剤とは、発色母
体にアルカリ可溶性の基を持たない色素、さらには、５
５０　ｎｍ以下、より好ましくは４００〜５００　ｎｍ
の領域の光に対して吸収極大をもつ色素が好ましい。ま
た、２種以上の色素を併用してもちろんさしつかえない
。

以下、具体的にアルカリ不溶性の吸光剤の例示をすると
次の通りである。

モノアゾ系色素 アントラキノン系色素 ＯＮ　Ｉｔ　ＣＯＣＩ＋　３ ０ＣＩ。

スチリル系色素 キノフタロン系色素 等を挙げることができる。

本発明において、吸光剤がアルカリ可溶性である場合に
併用するアルカリ不溶性化合物とは、化合物中にアルカ
リ可溶性の基をもたないものであり、前述のアルカリ不
溶性の吸光剤ももちろん含まれるが、アルカリ不溶性で
あれば、吸光剤である必要はなく、例えば、エポキシ樹
脂等を挙げることができる。

また、本発明において、吸光剤がアルカリ不溶性である
場合に併用するアルカリ可溶性化合物とは、化合物中に
ＯＨ基等のアルカリ可溶性基をもっているものであり、
前述のアルカリ可溶性の吸光剤ももちろん含まれるが、
その他アルカリ可溶性であれば、吸光剤である必要はな
く、例えば、低分子量クレゾールノボラック（モノマー
も含む）、トリ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、α−ナフトール、β−ナフト
ール、１．５ジヒドロキシナフタリン、メチルヒドロキ
シナフタリン等のヒドロキシナフタリン系化合物を挙げ
ることができる。

本発明において用いるアルカリ可溶性の化合物又は吸光
剤の量（Ｓ）は、フォトレジスト組成物に対して０．１
〜２０％、更に好ましくは０．３〜１０％である。この
量が少ないとハレーション防止効果が少ないかあるいは
感度が悪く、また多いと残膜率が低下し解像度が悪化す
る傾向を示す。

また、アルカリ不溶性の化合物又は吸光剤の量（Ｉ）は
、フォトレジスト組成物に対して０．０１〜１０％が好
ましく、０．０５〜５％がさらに好ましい。

この量が少ないとハレーション防止効果が少なく、また
多いと感度が非常に悪くスカム、膜残り　（スカム）が
発生する場合がある。

本発明において、特にＳと■の比率Ｓ／Ｉは、感度とハ
レーション防止能のバランスの点より、０．１より大き
いことが好ましく、通常０．５＜Ｓ／Ｉく１０であるこ
とがさらに好ましい。

〈発明の効果〉 本発明によれば、感度低下、スカム発生あるいは解像度
低下、残膜率低下といった従来の技術のもつ問題点を一
挙に解決できる。

〈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。

実施例１ メタクレゾールノボラック樹脂であって、そのＧＰＣパ
ターン面積比が、分子量１５０以上５００未満（メタク
レゾールモノマーは含まない）の範囲が１８．２％、分
子量５００以上５．０００未満の範囲が２０．８％、分
子ｆｉ　５．０００を超える範囲が６１．０％であるノ
ボラック樹脂１７部、ナフトキノン−（１，２）−ジア
ジド−（２）−５−スルホン酸クロリドと２．３．４−
トリヒドロキシベンゾフェノンの縮合反応物７５部、ア
ルカリ可溶性吸光剤とし°て、式で示される化合物０．
６５部、およびアルカリ不溶性吸光剤である式 で示される化合物０．１０部をエチルセロソルブアセテ
ート　４９．２５部に溶解し、　０．２μｍのフィルタ
ーで濾過し、フォトレジスト組成物を調製した。この組
成物をスピンコータを用いてアルミニウムを１μｍの厚
みで蒸着したシリコンウェハー上に塗布後、ホットプレ
ートで１００℃で１分間ベークした。ベーク後の膜厚は
１．２８μｍであった。ついでこのウェハーを３５０Ｗ
の高圧水銀灯を光源とする縮小投影露光装置を用いて、
ショット毎に露光時間を段階的に変えて露光した。つい
で、現像液５ＯＰＤ（住友化学工業■製商品名）を用い
現像した。リンス、乾燥後各ショットの膜減り量と露光
時間をプロットして、感度を求めた。また、未露光部の
残膜厚から残膜率を求めた。感度は、２９０ｍ５ｅｃ。

残膜率は９５．５％と高感度であった。また、形成され
たパターンは、下地のアルミニウムからの反射の影響を
受けずパターンのゆがみやノツチングがなく良好なハレ
ーション防止能を示した。

比較例１ 実施例１において、アルカリ可溶性の吸光剤を用いず、
アルカリ不溶性の吸光剤０．６５部のみを用いた以外は
、実施例１と全く同様にして組成物を調製した。ハレー
ション防止能は示したものの、感度は１．５００ｍ５ｅ
ｃ以上と大巾に低下した。またパターン間に膜残りを生
じた。

比較例２ 実施例１において、アルカリ不溶性吸光剤を用いず、ア
ルカリ可溶性吸光剤のみを３部用いた以外は実施例１と
全く同様にして組成物を調製したＱハレーション防止能
は示したものの、残膜率が９０％と低下し、また解像度
も実施例と比較して著しく悪化した。

実施例２〜３ ノボラック樹脂と少なくとも１個のＯ−キノンジアジド
を含むポジ型フォトレジスト、ＰＦ−６２００（住人化
学工業■製、固形分２７ｗｔ％）に、下記表に示す吸光
剤及び化合物を添加し、フォトレジスト組成物を調製し
た。

このポジ型フォトレジスト組成物を用いて、実施例１と
同様にアルミニウムを蒸着したウェハー上にパターンを
形成した。これは、実施例１と同様に、高感度、高残膜
率であり、ハレーション防止能も良好であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸光剤を含有してなるポジ型フォトレジスト組成物にお
   いて、該吸光剤がアルカリ可溶性である場合にはさらに
   １種または２種以上のアルカリ不溶性の化合物を含有し
   、該吸光剤がアルカリ不溶性である場合には、さらに１
   種または２種以上のアルカリ可溶性の化合物を含有して
   なることを特徴とするフォトレジスト組成物。