JPH0352852B2 - - Google Patents

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JPH0352852B2
JPH0352852B2 JP59194582A JP19458284A JPH0352852B2 JP H0352852 B2 JPH0352852 B2 JP H0352852B2 JP 59194582 A JP59194582 A JP 59194582A JP 19458284 A JP19458284 A JP 19458284A JP H0352852 B2 JPH0352852 B2 JP H0352852B2
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JP
Japan
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aryl group
group
alkyl group
photoresist
hydrogen
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JP59194582A
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Masayuki Oie
Satoshi Ogawa
Sadao Sugimoto
Masahiro Yamazaki
Katsuhiro Fujino
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Zeon Corp
Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
Nippon Zeon Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/091Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明はホトレジスト組成物及びホトレジスト
パターンの形成方法に関し、さらに詳しくは共役
ジエン系重合体又はその環化物に、有機溶剤を可
溶な光架橋剤及び特定の化合物を配合してなるホ
トレジスト組成物及びそれを用いたホトレジスト
パターンの形成方法に関するものである。 [従来の技術] 近年、IC,LSI等の半導体集積回路の製造技術
の進展は著しく、製造技術のみならず、使用する
装置や周辺材料の改良が強く要求されているが、
ホトレジスト分野においても取扱い性が優れ解像
度の高いホトレジスト組成物が要求されている。 現在、ネガ型ホトレジスト組成物として環化ポ
リイソプレン−ジアジド系化合物がこの分野に用
いられている。 しかしながら、このホトレジストは、例えばシ
リコン半導体素子の製造に用いられる光反射率の
高いアルミニウム、フオトマスク用クロムなどの
薄膜(以下基板という)上において解像度が低下
するという欠点を有している。すなわち、露光の
際、マスクの透光部を通つた光がホトレジストを
感光させた後、基板で反射して遮光部下にある本
来感光させたくないホトレジストの領域へ廻り込
み、その部分を感光させる、いわゆるハレーシヨ
ン現象が生じ、その結果、いわゆる「ひげ」と称
する硬化物を形成し、解像度を低下する。単純に
表現すれば、反射光が感光させたくないホトレジ
スト組成物の領域を感光させ、その結果解像度が
低下するのである。 この欠点を改良する目的で、特公昭51−37562
の方法が提案されている。この方法は吸光性材料
をホトレジスト組成物に加えることによりホトレ
ジスト組成物膜中の光透過性を下げようとするも
のである。 しかしながら、基板に塗布したホスレジスト組
成物は、残存する溶剤を除去するため、一般に80
〜100℃で20〜40分程度プリベークされる。この
際、上記の吸光性材料例えばオイルイエロー(商
品名)はホトレジスト組成物膜中より揮散してし
まうため、ハレーシヨン防止効果が処理条件によ
り大きく影響されるという欠点がある。さらに
は、この吸光性材料は揮散の際、塗膜にピンホー
ルを生ぜしめたり、あるいはホトレジスト組成物
と基板との密着性を低下させたりするため製造時
の周率が低下するという欠点もある。 [発明が解決しようとする課題] 本発明者は、上記の欠点を改良し、高い反射率
の面を有する基板を用いた場合でも、プリベーク
条件に影響されることなく、再現性良く解像度の
高い画像を得ることができ、しかも基板との密着
性の低下がないホトレジスト組成物及びそれを用
いるホトレジストパターンの成形方法を見出し、
本発明に到達した。 [課題を解決するための手段] すなわち、本発明により、共役ジエン系重合体
又はその環化物、有機溶剤に可溶な光架橋剤及び
但し、R1:アルキル基、アリール基、又は置
換アリール基 R2:水素又はアルキル基 R3:アリール基又は置換アリール基 R4:水素、水酸基、アルキル基又はア
リール基 で示される構造を有するピラゾール化合物を含有
することを特徴とするホトレジスト組成物、及び
この組成物の有機溶剤溶液を基板上に塗布し、所
定のパターンのマスクを介して露光を行ない、ホ
トレジストパターンを形成することを特徴とする
ホトレジストパターンの形成方法が提供される。 本発明において用いられる共役ジエン計重合体
及びその環化物は、共役ジエンの単独重合体、共
役ジエンとこれと共重合可能な単量体との共重合
体及びこれらの環化物から選択される。その代表
例として、天然ゴム、ポリイソプレン、イソプレ
ン−スチレン共重合体、ポリブタジエン、及びこ
れらの環化物が挙げられる。なお、共役ジエン系
重合体及びその環化物の重量平均分子量は通常1
万〜50万である。 本発明において用いられる有機溶剤としては、
ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素、トリクロロエチレン、バークロロエチレン、
四塩化炭素、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン
等のハロゲン化炭化水素及びテトラヒドロフラ
ン、シクロヘキサノン等の酸素を有する炭化水素
が代表例として挙げられる。 本発明において用いられる有機溶剤に可溶な光
架橋剤としては、アジド系化合物、例えば4,
4′−ジアジドスチルベン、p−フエニレンビスア
ジド、4,4′−ジアジドベンゾフエノン、4,
4′−ジアジドカルコン、2,6−ビス(4′−アジ
ドベンザル)シクロヘキサノン、2,6−ビス
(4′−アジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサ
ノン、4,4′−ジアジドジフエニル等が挙げられ
る。 さらに必要により、安定剤が添加される。 本発明においてハレーシヨン防止剤として用い
られるピラゾール化合物は、前記構造のとおりの
アゾ基を有するものであれば、いずれの置換基を
有するものであつてもよいが、一般式 で示され、式中のR1,R2,R3,R4は水素、ハロ
ゲン、水酸基、ニトロ基、1〜3級アミノ基、ア
ルキル基、アルコキシル基、アリール基、及び置
換アリール基などから選択される。置換基の代表
例を更に挙げるならば、R1:アルキル基、アリ
ール基、及び置換(アルキル基、アミノ基など
の)アリール基、R2:水素及びアルキル基、
R3:アリール基及び置換(ハロゲン、ニトロ基、
アルキル基、アルコキシル基などの)アリール
基、R4:水素、水酸基、アルキル基及びアリー
ル基などである。 上記ピラゾール化合物の具体例としては、1−
フエニル−4−フエニルアゾピラゾール、1−フ
エニル−4−フエニルアゾ−5−メチルピラゾー
ル、1,5−ジフエニル−4−フエニルアゾピラ
ゾール、1−フエニル−3−メチル−4−フエニ
ルアゾ−5−エチルピラゾール、1,5−ジフエ
ニル−3−メチル−4−フエニルアゾピラゾー
ル、1−フエニル−3,5−ジメチル−4−(2,
5−ジクロロフエニルアゾ)ピラゾール、1−フ
エニル−4−フエニルアゾ−5−オキシピラゾー
ル、1−フエニル−3−メチル−4−フエニルア
ゾ−5−オキシピラゾール、1−フエニル−4−
(2,5−ジクロロフエニルアゾ)−5−オキシピ
ラゾール、1−エチル−3−メチル−4−(2−
メチル−4−クロロフエニルアゾ)−5−オキシ
ピラゾール、1−(p−トリル)−3−メチル−4
−(2−メトキシ−4−ニトロフエニルアゾ)−5
−オキシピラゾール、1−フエニル−3−エチル
−4−(2−ニトロ−4−メトキシフエニルアゾ)
−5−オキシピラゾール、1−フエニル−3−メ
チル−4−(2,4,5−トリクロロフエニルア
ゾ)−5−オキシピラゾール、1−フエニル−3
−メチル−4−(2−ニトロ−4−クロロフエニ
ルアゾ)−5−オキシピラゾール、1−(p−ジメ
チルアミノフエニル)−3−メチル−4−フエニ
ルアゾ−5−オキシピラゾール、1−(p−ジメ
チルアミノフエニル)−3−メチル−4−フエニ
ルアゾ−5−フエニルピラゾール、1−(p−ジ
メルアミノフエニル)−3−メチル−4−(2−ク
ロロ−4−メチルフエニルアゾ)−5−オキシピ
ラゾール、1−(p−ジメチルアミノフエニル)−
3−メチル−4−(2−ニトロ−4−メチルフエ
ニルアゾ)−5−オキシピラゾールなどが挙げら
れる。 [作用] 上記ピラゾール化合物を共役ジエン系化合物又
はその環化物100重量部に対して、通常は1.0〜
10.0重量部、好ましくは3.0〜5.0重量部添加する。
添加量が1.0重量部未満ではハレーシヨン防止効
果が充分でなく、10.0重量部を超えると、ホトレ
ジスト膜と基板との密着性が低下したり、現像後
の残膜率が低下したりして好ましくない。 本発明のホトレジスト組成物を用いたパターン
の形成は、通常の方法によつて行われる。すなわ
ち、ホトレジスト組成物を有機溶剤溶液として基
板上に塗布して被膜としたのち、所定のパターン
のマスクを介して露光を行ない、現像、リンス工
程を経てホトレジストパターンを形成する。な
お、共役ジエン系重合体又はその環化物の有機溶
剤溶液中の濃度は、要求される膜厚によつて適宜
決定されるが、通常は5〜30重量%である。 [発明の効果] 本発明に係るホトレジスト組成物を用いること
により、段差構造を有する反射率の高いアルミニ
ウムやクロム等の基板上で、プリベーク条件によ
つて大きく影響されることなく、しかもピンホー
ルの発生や密着性の低下を生じることなく、再現
性よく、ハレーシヨンによる解像度の低下を防止
できる。 [実施例] 次に実施例により、本発明を、さらに詳しく説
明する。 実施例 1 Li触媒を用いて得られたシス−1,4−ポリイ
ソプレンの環化物(重量平均分子量15万、環化未
反応イソプレン分率25%)12gをキシレン88gに
溶解し、光架橋剤として2,6−ビス(4′−アジ
ドベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン0.36
g、安定剤として2,2′−メチレンビス(4−メ
チル−6−t−ブチル)フエノール0.12gを加
え、ハレーシヨン防止剤として1−フエニル−4
−(2,5−ジクロロフエニルアゾ)−5−オキシ
ピラゾールを所定量加え、ホトレジスト組成物を
調製した。 これをシリコン基板上に形成されたアルミニウ
ム薄膜上に塗布し、温度85℃で20分間プリベーク
し、膜厚1μmのホトレジスト被膜を形成した。こ
れにテストパターンの形成されたフオトマスクを
介し、200Wの高圧水銀灯を備えた露光装置(キ
ヤノン社製PLA−501F)を用いて所定時間露光
してn−ヘプタン系現像液に1分間浸漬して現像
し、ついで酢酸n−ブチルエステルで1分間リン
スした。結果を第1表に示す。なお、露光時間
は、常法により、予め残膜率曲線から各々のレジ
スト組成物ごとに求めておいた感度の3倍の時間
(光架橋反応が充分に生じる時間)をもつて示し
た。 第1表に示す如く、本発明におけるハレーシヨ
ン防止剤の添加量が増すにつれ、露光時間は長く
なり、ハレーシヨン防止能が大きくなつているこ
とが判る。また、実験番号1〜5のいずれの場合
においても、ハレーシヨン防止剤が添加されてい
ない比較例よりも微細な線幅まで解像されてお
り、かつ「ひげ」現象も生じていない。すなわち
本発明におけるハレーシヨン防止剤を添加するこ
とにより、反射率の大きいアルミニウム基板にお
いても解像度が顕著に向上することが判る。
【表】 実施例 2 ウエハーとして0.5μmのシリコン熱酸化膜を成
長させたものを用いた以外は実施例1と同様の実
験を行ない、現像後のウエハーを窒素中150℃で
30分間ポストベーキングし、HF(49%水溶
液)/NH4F(40%水溶液)/水=1/6/10(容
量比)のエツチヤントを用い、25℃で30分間エツ
チングを行なつた。その結果を第2表に示す。
【表】 第2表により本発明の組成物のサイドエツチ
(ホトレジスト組成物膜下のウエハーが密着性の
程度により、エツチヤントの廻り込みによりエツ
チングされてしまう現象)は、オイルイエロー
(商品名)を用いた比較例の5.3μmに比し小さく、
良好な密着性を示すことが判る。 以上の如く、本発明におけるハレーシヨン防止
剤を用いるこよにより、反射率の大きな基板でも
解像度を顕著に向上させ、かつ密着性も改良し得
ることが明かである。 実施例 3 ハレーシヨン防止材として1−p−ジメチルア
ミノフエニル−3−メチル−4−フエニルアゾ−
5−オキシピラゾールを用いた以外は実施例1と
同様にして解像度を測定した。その結果を第3表
に示す。本実施例においては、ハレーシヨン防止
剤の添加量が増すにつれ、感度は小さくなり、光
吸収能が増し、比較例より微細な線幅まで解像さ
れており、「ひげ」の現象も生じていないことが
明白である。
【表】 実施例 4 ハレーシヨン防止剤として1−p−ジメチルア
ミノフエニル−3−メチル−4−フエニルアゾ−
5−オキシピラゾールを用いた以外は、実施例2
と同様にして、密着性を測定した。 その結果を第4表に示す。
【表】 本実施例においては、サイドエツチの量は比較
例の5.3μmに比べて小さく、良好な密着性を示す
ことが判る。 実施例 5 実施例1〜4に用いた本発明におけるハレーシ
ヨン防止剤及び従来の吸光性材料オイルイエロー
(商品名)の熱的特性を、示差熱分析計(DTA)
を用いて調べた。その結果を第5表に示す。
【表】 従来の吸光性材料は、約90〜100℃にて昇華し
てしまうのに対し、本発明におけるハレーシヨン
防止剤は、いずれも減量を開始する温度が、150
℃以上と優れており、通常のウエハーの処理温度
80〜150℃において安定に存在し、その結果を発
揮し得ることが明確に予想し得る。 実施例 6〜12 ハレーシヨン防止剤として、第6表に示すピラ
ゾール化合物を3重量部用いた以外は、実施例1
と同様にして、解像度を測定した。 その結果を第6表に示す。 いずれの場合においても、実施例1実験番号2
と同様の優れた結果が得られた。
【表】 実施例 13〜19 第7表に示すハレーシヨン防止剤を3重量部用
いた以外は、実施例2と同様にして密着性を測定
した。その結果を第7表に示す。
【表】 本発明例においては、サイドエツチの量は比較
例の5.3μmに比べて小さく良好な密着性を示すこ
とが判る。 以上、現在広く使われているシリコン基板を用
いて実施例を説明したが、本発明は単にシリコン
半導体素子の製造分野に限定されることなく、ゲ
ルマニウム素子、ハイブリツド素子、ホスマスク
等ホトレジストパターンを利用するあらゆる分野
に適用可能であることは言うまでもない。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 共役ジエン系重合体又はその環化物、有機溶
    剤に可溶な光架橋剤及び式 但し、R1:アルキル基、アリール基、又は置
    換アリール基 R2:水素又はアルキル基 R3:アリール基又は置換アリール基 R4:水素、水酸基、アルキル基又はア
    リール基 で示される構造を有するピラゾール化合物を含有
    することを特徴とするホトレジスト組成物。 2 共役ジエン系重合体又はその環化物、有機溶
    剤に可溶な光架橋剤及び式 但し、R1:アルキル基、アリール基、又は置
    換アリール基 R2:水素又はアルキル基 R3:アリール基又は置換アリール基 R4:水素、水酸基、アルキル基又はア
    リール基 で示される構造を有するピラゾール化合物を含有
    する組成物の有機溶剤溶液を基板上に塗布し、所
    定のパターンのマスクを介して露光を行ない、ホ
    トレジストパターンを形成することを特徴とする
    ホトレジストパターンの形成方法。
JP59194582A 1984-09-19 1984-09-19 ホトレジスト及びホトレジストパターンの形成方法 Granted JPS6173144A (ja)

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