JPH0778627B2 - ポジ型感光性組成物及びレジストパターンの形成方法 - Google Patents
ポジ型感光性組成物及びレジストパターンの形成方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般的に、高p−クレゾール含有量を有する
クレゾール−アルデヒドノボラック樹脂、そして2,3,4
−トリヒドロキシベンゾフェノン及び1,2−ナフトキノ
ン−2−ジアゾ−4−スルホニルクロリドのモノ−、ジ
−及びトリエステルを含む光活性成分を含有しているポ
ジ型フォトレジストに関する。
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この技術分野において、ポジ型フォトレジスト組成物、
例えば米国特許第3,666,473号、同第4,115,128号及び同
第4,173,470号に記載されているようなものを製造する
ことはよく知られている。これらのものには、アルカリ
可溶なフェノール−(又はクレゾール−)ホルムアルデ
ヒドノボラック樹脂、ならびに感光性物質(屡々“光活
性成分”と呼ばれる)、通常置換されたナフトキノンジ
アジド化合物が含まれる。これらの樹脂と増感剤を有機
溶媒又は溶媒の混合物に溶解し、そして所望とする特定
の用途に適当な基板に対して薄膜又は被覆として適用す
る。
例えば米国特許第3,666,473号、同第4,115,128号及び同
第4,173,470号に記載されているようなものを製造する
ことはよく知られている。これらのものには、アルカリ
可溶なフェノール−(又はクレゾール−)ホルムアルデ
ヒドノボラック樹脂、ならびに感光性物質(屡々“光活
性成分”と呼ばれる)、通常置換されたナフトキノンジ
アジド化合物が含まれる。これらの樹脂と増感剤を有機
溶媒又は溶媒の混合物に溶解し、そして所望とする特定
の用途に適当な基板に対して薄膜又は被覆として適用す
る。
これらのポジ型フォトレジスト組成物のノボラック樹脂
成分は、水性アルカリ溶液に可溶であるけれども、ナフ
トキノン増感剤は、レジストに関して、溶解速度抑制剤
として作用する。被覆後の基板の選ばれた領域を活性輻
射線に露光すると、しかし、輻射線に由来するところの
構造上の変換を増感剤が被り、したがって、フォトレジ
スト被膜の露光域が、未露光域に較べて、より可溶性と
ならしめられる。溶解速度にこのような差が存在する
と、基板をアルカリ現像液に浸漬する場合に、ポジ型フ
ォトレジスト被膜の露光域の溶解がひきおこされ、ま
た、未露光域は大きく影響を被らず、したがって、ポジ
型のレリーフパターンが基板上に形成せしめられる。
成分は、水性アルカリ溶液に可溶であるけれども、ナフ
トキノン増感剤は、レジストに関して、溶解速度抑制剤
として作用する。被覆後の基板の選ばれた領域を活性輻
射線に露光すると、しかし、輻射線に由来するところの
構造上の変換を増感剤が被り、したがって、フォトレジ
スト被膜の露光域が、未露光域に較べて、より可溶性と
ならしめられる。溶解速度にこのような差が存在する
と、基板をアルカリ現像液に浸漬する場合に、ポジ型フ
ォトレジスト被膜の露光域の溶解がひきおこされ、ま
た、未露光域は大きく影響を被らず、したがって、ポジ
型のレリーフパターンが基板上に形成せしめられる。
大半の場合において、露光及び現像後の基板を基板エッ
チャント溶液又はドライエッチングによる処理に供する
であろう。ポジ型のフォトレジスト被膜は、基板の被覆
面をエッチャントから保護し、したがって、エッチャン
トは、基板の非被覆面のみをエッチングすることが可能
である。なお、非被覆面とは、ポジ型フォトレジストの
場合を例にとると、活性輻射線に露光された領域に対応
する。従って、現像に先がけて被覆基板上に選択的露光
パターンを形成するために用いられたマスク、ステンシ
ル、テンプレート等のパターンに対応するところのエッ
チドパターンを基板上に発現させることができる。
チャント溶液又はドライエッチングによる処理に供する
であろう。ポジ型のフォトレジスト被膜は、基板の被覆
面をエッチャントから保護し、したがって、エッチャン
トは、基板の非被覆面のみをエッチングすることが可能
である。なお、非被覆面とは、ポジ型フォトレジストの
場合を例にとると、活性輻射線に露光された領域に対応
する。従って、現像に先がけて被覆基板上に選択的露光
パターンを形成するために用いられたマスク、ステンシ
ル、テンプレート等のパターンに対応するところのエッ
チドパターンを基板上に発現させることができる。
上記した方法によって作製される基板上のフォトレジス
トのレリーフパターンは、例えば、微細な集積電気部品
の製造に用いられるような露光マスク又はパターンとし
ての用途を含めたいろいろな用途において有用である。
トのレリーフパターンは、例えば、微細な集積電気部品
の製造に用いられるような露光マスク又はパターンとし
ての用途を含めたいろいろな用途において有用である。
フォトレジスト組成物の性質であって商業的実施のため
に重要であるものは、レジストの感光度、現像のコント
ラスト、レジストの解像度、そしてレジストの付着力を
包含する。また、フォトレジストは、高温度で行われる
ところのイオン注入プロセスに供されなければならない
場合もあるので、フォトレジストの熱安定性も重要であ
る。
に重要であるものは、レジストの感光度、現像のコント
ラスト、レジストの解像度、そしてレジストの付着力を
包含する。また、フォトレジストは、高温度で行われる
ところのイオン注入プロセスに供されなければならない
場合もあるので、フォトレジストの熱安定性も重要であ
る。
フォトレジストについて、特に、例えばプロセスの反復
により多重パターンを形成する場合に多数回の露光が必
要とされるような用途においてあるいは投映露光法にお
けるように低強度の光が用いられるような用途(ここで
は、一連のレンズ及びモノクロフィルターを光が案内さ
れる)において、感光度の増大が重要である。したがっ
て、増大せしめられた感光度は、マスクあるいはシリー
ズの回路パターンを基板上に製作するために多数回の多
段露光を行わなければならないようなプロセスにおいて
用いられるべきレジスト組成物に関してとりわけ重要で
ある。これらの最適な条件は、特定の現像モードにおけ
る一定な現像温度及び時間、そして露光レジスト域の完
全な現像を与え、一方、未露光域における膜厚ロスを最
小におさえるために選択される現像液系を包含する。
により多重パターンを形成する場合に多数回の露光が必
要とされるような用途においてあるいは投映露光法にお
けるように低強度の光が用いられるような用途(ここで
は、一連のレンズ及びモノクロフィルターを光が案内さ
れる)において、感光度の増大が重要である。したがっ
て、増大せしめられた感光度は、マスクあるいはシリー
ズの回路パターンを基板上に製作するために多数回の多
段露光を行わなければならないようなプロセスにおいて
用いられるべきレジスト組成物に関してとりわけ重要で
ある。これらの最適な条件は、特定の現像モードにおけ
る一定な現像温度及び時間、そして露光レジスト域の完
全な現像を与え、一方、未露光域における膜厚ロスを最
小におさえるために選択される現像液系を包含する。
現像コントラストとは、露光域における現像によるフィ
ルムロス%を未露光域におけるフィルムロス%を比較し
たものを指す。通常の場合に、露光後のレジストを被覆
せる基板の現像はその露光域上の被膜が実質的に完全に
溶解除去されるまで継続され、また、したがって、現像
コントラストは、簡単に、露光後の被膜部分を完全に除
去した場合に、未露光域におけるフィルム被膜のロス
(%)を測定することによって、決定することができ
る。
ルムロス%を未露光域におけるフィルムロス%を比較し
たものを指す。通常の場合に、露光後のレジストを被覆
せる基板の現像はその露光域上の被膜が実質的に完全に
溶解除去されるまで継続され、また、したがって、現像
コントラストは、簡単に、露光後の被膜部分を完全に除
去した場合に、未露光域におけるフィルム被膜のロス
(%)を測定することによって、決定することができ
る。
レジストの解像度とは、露光時に用いられるマスクの最
小等間隔のライン対及びライン間のスペースを、レジス
ト系が、現像後の露光済みスペースにおいて高度の画像
エッジ鮮鋭度でもって再現可能であることを指す。多く
の工業的用途において、特に微細電気部品の作製におい
て、フォトレジストが非常に小さなライン・アンド・ス
ペース幅(1μmもしくはそれ未満のオーダ)について
高度の解像度をもたらすことが必要である。
小等間隔のライン対及びライン間のスペースを、レジス
ト系が、現像後の露光済みスペースにおいて高度の画像
エッジ鮮鋭度でもって再現可能であることを指す。多く
の工業的用途において、特に微細電気部品の作製におい
て、フォトレジストが非常に小さなライン・アンド・ス
ペース幅(1μmもしくはそれ未満のオーダ)について
高度の解像度をもたらすことが必要である。
レジストが1μmもしはそれ未満のオーダの非常に小さ
い寸法を再現可能であることは、シリコンチップや同様
な部品上に大規模集積回路を作り込むうえで極めて重要
である。フォトリソグラフィー法を使用すると仮定し
て、レジストの解像能を上げることによって、上記のよ
うなチップ上の回路密度だけをあげることができる。
い寸法を再現可能であることは、シリコンチップや同様
な部品上に大規模集積回路を作り込むうえで極めて重要
である。フォトリソグラフィー法を使用すると仮定し
て、レジストの解像能を上げることによって、上記のよ
うなチップ上の回路密度だけをあげることができる。
レジストの解像能を上げることの1つの試みとして、よ
り短い波長をもった光を用いて露光を行うことがある。
例えば、ミッドUV法(約280〜365nm)の露光では、通
常、近UV域(約365〜459nm)における露光に較べて良好
な0.25μmのオーダの解像度が与えられる。
り短い波長をもった光を用いて露光を行うことがある。
例えば、ミッドUV法(約280〜365nm)の露光では、通
常、近UV域(約365〜459nm)における露光に較べて良好
な0.25μmのオーダの解像度が与えられる。
解像度を高めるための1つの試みは、DiCarloらの米国
特許第4,596,763号(1986年6月24日発行)に開示され
ている。この米国特許によると、ノボラック樹脂と1−
ナフタレンスルホン酸、3−ジアゾ−3,4−ジヒドロ−
4−オキソ−4−ベンゾイル−1,2,3−ベンゼントリイ
ルエステル光増感剤を含有するポジ型フォトレジストで
は増加せしめられた感光度が与えられ、また、ミッドUV
域におけるレジストコントラストが保持されるかもしく
は改良される、と開示されている。
特許第4,596,763号(1986年6月24日発行)に開示され
ている。この米国特許によると、ノボラック樹脂と1−
ナフタレンスルホン酸、3−ジアゾ−3,4−ジヒドロ−
4−オキソ−4−ベンゾイル−1,2,3−ベンゼントリイ
ルエステル光増感剤を含有するポジ型フォトレジストで
は増加せしめられた感光度が与えられ、また、ミッドUV
域におけるレジストコントラストが保持されるかもしく
は改良される、と開示されている。
Hosakaらの米国特許第4,499,171号(1985年2月12日発
行)もまたポジ型フォトレジストを開示している。これ
らのフォトレジストはすぐれた感度と残膜率をもたらす
ことが開示されている。これらのフォトレジストは、ノ
ボラック樹脂、そして1,2−ナフトキノンジアジド−4
−スルホン酸及び2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノ
ンのトリ−及びエステルの混合物であってもよい光活性
成分を含有する。光活性成分はまた、2,3,4−トリヒド
ロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−
4−スルホン酸モノエステルを含有してもよい。
行)もまたポジ型フォトレジストを開示している。これ
らのフォトレジストはすぐれた感度と残膜率をもたらす
ことが開示されている。これらのフォトレジストは、ノ
ボラック樹脂、そして1,2−ナフトキノンジアジド−4
−スルホン酸及び2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノ
ンのトリ−及びエステルの混合物であってもよい光活性
成分を含有する。光活性成分はまた、2,3,4−トリヒド
ロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−
4−スルホン酸モノエステルを含有してもよい。
Toukhyらの米国特許第4,377,631号(1983年3月22日発
行)及びToukhyらの米国特許第4,529,682号(1985年7
月16日)は、メタ−及びパラ−クレゾール、あるいはオ
ルト−、メタ−及びパラ−クレゾールを含有する混合物
から調製されたところのクレゾール−ホルムアルデヒド
ノボラック樹脂を開示している。これらのノボラック樹
脂は、ファーストなポジ型フォトレジスト組成物、すな
わち、ファーストな感光度及び良好な解像度及び現像コ
ントラストを有するものを調製するため、コンベンショ
ナル光増感剤と一緒に使用してもよい。これらの組成物
は、とりわけ、近UV域からコンベンショナルUV域の光、
すなわち、約315〜約450nmの波長の光に対して感度を有
している。ノボラック樹脂中におけるオルト−、メタ−
及びパラ−クレゾールの比は特定のものである、と開示
されている。例えば、ノボラックがメタ−及びパラ−ク
レゾールだけを含有する場合に、最高で、53%のパラ−
クレゾールを使用してもよい(米国特許第4,529,682号
の表Iを参照すると、55%のパラ−クレゾールを含有す
る樹脂は発明の範囲外である、と開示されている)。
行)及びToukhyらの米国特許第4,529,682号(1985年7
月16日)は、メタ−及びパラ−クレゾール、あるいはオ
ルト−、メタ−及びパラ−クレゾールを含有する混合物
から調製されたところのクレゾール−ホルムアルデヒド
ノボラック樹脂を開示している。これらのノボラック樹
脂は、ファーストなポジ型フォトレジスト組成物、すな
わち、ファーストな感光度及び良好な解像度及び現像コ
ントラストを有するものを調製するため、コンベンショ
ナル光増感剤と一緒に使用してもよい。これらの組成物
は、とりわけ、近UV域からコンベンショナルUV域の光、
すなわち、約315〜約450nmの波長の光に対して感度を有
している。ノボラック樹脂中におけるオルト−、メタ−
及びパラ−クレゾールの比は特定のものである、と開示
されている。例えば、ノボラックがメタ−及びパラ−ク
レゾールだけを含有する場合に、最高で、53%のパラ−
クレゾールを使用してもよい(米国特許第4,529,682号
の表Iを参照すると、55%のパラ−クレゾールを含有す
る樹脂は発明の範囲外である、と開示されている)。
ポジ型フォトレジストが改良された感光度と現像速度を
有することはまた、Eilbeckの米国特許第4,650,745号
(1987年3月17日)に開示されている。記載のレジスト
は、例えば45%メタ−クレゾール及び55%パラ−クレゾ
ール混合物から調製されたノボラック樹脂、ナフトキノ
ンジアジド増感剤(例えば、2,3,4−トリヒドロキシベ
ンゾフェノンとナフタキノン−(1,2)−ジアジド−5
−スルホニルクロリドのエステル)、約330〜460nmの最
大波長の光を吸収する染料、そしてトリヒドロキシベン
ゾフェノン化合物を含有する。
有することはまた、Eilbeckの米国特許第4,650,745号
(1987年3月17日)に開示されている。記載のレジスト
は、例えば45%メタ−クレゾール及び55%パラ−クレゾ
ール混合物から調製されたノボラック樹脂、ナフトキノ
ンジアジド増感剤(例えば、2,3,4−トリヒドロキシベ
ンゾフェノンとナフタキノン−(1,2)−ジアジド−5
−スルホニルクロリドのエステル)、約330〜460nmの最
大波長の光を吸収する染料、そしてトリヒドロキシベン
ゾフェノン化合物を含有する。
Koharaらの米国特許第4,731,319号(1988年3月15日発
行)は、ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル光増
感剤、そしてクレゾールノボラック樹脂の混合物であっ
て(1)最低5000の重量平均分子量を有していて本質的
に60〜80%のm−クレゾール及び40〜20%のp−クレゾ
ールからなる異性体混合物から製造された第1のクレゾ
ールノボラック樹脂、及び(2)5000を上廻らない重量
平均分子量を有していて本質的に10〜40%のm−クレゾ
ール及び90〜60%のp−クレゾールからなる異性体混合
物から製造された第2のクレゾールノボラック樹脂を含
有するものを有しているポジ型フォトレジスト組成物を
開示している。2種類のクレゾールノボラック樹脂の割
合の選択は、全体的なクレゾール成分が30〜46.5%のm
−クレゾール及び70〜53.5%のp−クレゾールからなる
ようにして行われる。開示されている唯一の光増感剤
は、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンナフタキノ
ン−1,2−ジアジド−スルホン酸エステル、2,3,4,4′−
テトラヒドロキシベンゾフェノンナフトキノン−1,2−
ジアジド−5−スルホン酸エステル、プロピルガレート
ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホン酸、そし
てイソアミルガレートナフトキノン−1,2−ジアジド−
5−スルホン酸である。
行)は、ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル光増
感剤、そしてクレゾールノボラック樹脂の混合物であっ
て(1)最低5000の重量平均分子量を有していて本質的
に60〜80%のm−クレゾール及び40〜20%のp−クレゾ
ールからなる異性体混合物から製造された第1のクレゾ
ールノボラック樹脂、及び(2)5000を上廻らない重量
平均分子量を有していて本質的に10〜40%のm−クレゾ
ール及び90〜60%のp−クレゾールからなる異性体混合
物から製造された第2のクレゾールノボラック樹脂を含
有するものを有しているポジ型フォトレジスト組成物を
開示している。2種類のクレゾールノボラック樹脂の割
合の選択は、全体的なクレゾール成分が30〜46.5%のm
−クレゾール及び70〜53.5%のp−クレゾールからなる
ようにして行われる。開示されている唯一の光増感剤
は、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンナフタキノ
ン−1,2−ジアジド−スルホン酸エステル、2,3,4,4′−
テトラヒドロキシベンゾフェノンナフトキノン−1,2−
ジアジド−5−スルホン酸エステル、プロピルガレート
ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホン酸、そし
てイソアミルガレートナフトキノン−1,2−ジアジド−
5−スルホン酸である。
Hosakaらのヨーロッパ特許出願公開第0211667号(1987
年2月25日公開)は、モノオキシモノカルボン酸エステ
ル、例えばアルキル3−アルコキシプロピオネートはポ
ジ型フォトレジスト組成物のための溶媒であって、これ
らの溶媒を使用すると、高い貯蔵安定性をレジストに対
して付与できること、すなわち、ほんの少量の微細粒子
しか貯蔵中に形成されないこと、を開示している。記載
のレジストは、o−,m−又はp−クレゾールあるいはそ
の混合物(例えば60%m−クレゾール及び40%p−クレ
ゾールの混合物)から調製されたノボラック樹脂、そし
て1,2−ナフトキノンジアジドエステル光増感剤を含有
することができる。これらの増感剤は、5−スルホン酸
エステル異性体が有利であるけれども、2,3,4−トリヒ
ドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド
−4−スルホン酸エステルを包含する。
年2月25日公開)は、モノオキシモノカルボン酸エステ
ル、例えばアルキル3−アルコキシプロピオネートはポ
ジ型フォトレジスト組成物のための溶媒であって、これ
らの溶媒を使用すると、高い貯蔵安定性をレジストに対
して付与できること、すなわち、ほんの少量の微細粒子
しか貯蔵中に形成されないこと、を開示している。記載
のレジストは、o−,m−又はp−クレゾールあるいはそ
の混合物(例えば60%m−クレゾール及び40%p−クレ
ゾールの混合物)から調製されたノボラック樹脂、そし
て1,2−ナフトキノンジアジドエステル光増感剤を含有
することができる。これらの増感剤は、5−スルホン酸
エステル異性体が有利であるけれども、2,3,4−トリヒ
ドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド
−4−スルホン酸エステルを包含する。
Colliniらヨーロッパ特許出願公開第0225464号(1987年
6月16日公開)は、複合せる2層レジスト構造体を開示
している。下層レジストは、ノボラック樹脂、そしてジ
アゾキノン化合物、例えば4′,2′,3′−ジヒドロキシ
ベンゾフェノンを混合した1−オキソ−2−ジアゾナフ
タレン−5−スルホン酸〔sic〕のエステルを含有する
ポジ型のフォトレジストである。これらのフォトレジス
トは、ミッドUV域(300〜350nm)及び近UV域(365〜450
nm)においてとりわけ適当である、と開示されている。
6月16日公開)は、複合せる2層レジスト構造体を開示
している。下層レジストは、ノボラック樹脂、そしてジ
アゾキノン化合物、例えば4′,2′,3′−ジヒドロキシ
ベンゾフェノンを混合した1−オキソ−2−ジアゾナフ
タレン−5−スルホン酸〔sic〕のエステルを含有する
ポジ型のフォトレジストである。これらのフォトレジス
トは、ミッドUV域(300〜350nm)及び近UV域(365〜450
nm)においてとりわけ適当である、と開示されている。
E.Gipsteinら、“Evaluation of Pure Novolak Cresol-
Formaldehyde Resins for Deep U.V.Lithography",J.El
ectrochem.Soc.:Solid-State Science and Technology,
vol.129,No.1,pp.201〜205は、ポジ型フォトレジスト
を254nmの光(いわゆる“ディープUV"域に含まれるも
の)に露光した場合の、純粋なo−,m−又はp−クレゾ
ールから製造されたノボラック樹脂のポジ型フォトレジ
ストに対する効果について論じている。コンベンショナ
ルなノボラック樹脂は、405nm(すなわち、水銀発光の
波長)において本質的に透明であると言われているけれ
ども、254nmでは強い吸収を有する。したがって、レジ
スト中における光活性成分と樹脂の吸収が組み合わさる
ことの結果として、1μmよりも大きな厚みをもったフ
ィルムを254nmで実質的に不透明となすことができる。G
ispteinらの開示によると、純粋なo−,m−又はp−ク
レゾールが調製されたノボラック樹脂は、コンベンショ
ナル樹脂に比較して254nmにおいてより透明性が大であ
り、そして純粋なp−クレゾールノボラック樹脂が最も
透明である。
Formaldehyde Resins for Deep U.V.Lithography",J.El
ectrochem.Soc.:Solid-State Science and Technology,
vol.129,No.1,pp.201〜205は、ポジ型フォトレジスト
を254nmの光(いわゆる“ディープUV"域に含まれるも
の)に露光した場合の、純粋なo−,m−又はp−クレゾ
ールから製造されたノボラック樹脂のポジ型フォトレジ
ストに対する効果について論じている。コンベンショナ
ルなノボラック樹脂は、405nm(すなわち、水銀発光の
波長)において本質的に透明であると言われているけれ
ども、254nmでは強い吸収を有する。したがって、レジ
スト中における光活性成分と樹脂の吸収が組み合わさる
ことの結果として、1μmよりも大きな厚みをもったフ
ィルムを254nmで実質的に不透明となすことができる。G
ispteinらの開示によると、純粋なo−,m−又はp−ク
レゾールが調製されたノボラック樹脂は、コンベンショ
ナル樹脂に比較して254nmにおいてより透明性が大であ
り、そして純粋なp−クレゾールノボラック樹脂が最も
透明である。
SPIEの予稿集からの別刷り−The International Societ
y for Optical Engineering(Vol.771,1987年3月)、
タイトル“DYNALITH Resists for Mid-UV Applicatio
ns:Formulation Optimization for GaAs Related Proce
ssing"において、R.M.Lazarus及びS.S.Dixitは、DYNALI
TH X-1605及びX-1608ポジ型フォトレジストの性質につ
いて論じている。DYNALITH X-1608は、一般のものに較
べてパラ混入度が大であるノボラック樹脂、そして次の
ようなジアゾ化合物から誘導された増感剤を使用してい
る、と述べている: X-1608レジストは、高い感光度、そして高い解像度を有
している。
y for Optical Engineering(Vol.771,1987年3月)、
タイトル“DYNALITH Resists for Mid-UV Applicatio
ns:Formulation Optimization for GaAs Related Proce
ssing"において、R.M.Lazarus及びS.S.Dixitは、DYNALI
TH X-1605及びX-1608ポジ型フォトレジストの性質につ
いて論じている。DYNALITH X-1608は、一般のものに較
べてパラ混入度が大であるノボラック樹脂、そして次の
ようなジアゾ化合物から誘導された増感剤を使用してい
る、と述べている: X-1608レジストは、高い感光度、そして高い解像度を有
している。
したがって、比較的に短い波長、例えば約248〜365nmの
輻射線に露光した場合に、高い感光度及び良好な解像性
を呈するようなポジ型レジスト組成物が長い間にわたっ
て要求されている。ところが、このたび、高p−クレゾ
ール含有量を有しているノボラック樹脂、そして2,3,4
−トリヒドロキシベンゾフェノン及び1,2−ナフトキノ
ン−2−ジアゾ−4−スルホニルハライドのモノ−、ジ
−及びトリエステルの混合物を含む光増感剤を有してな
るポジ型フォトレジストは、そのレジストを248〜365nm
の範囲の輻射線に露光した場合に、すぐれた感光度及び
解像度を奏するということが判明した。
輻射線に露光した場合に、高い感光度及び良好な解像性
を呈するようなポジ型レジスト組成物が長い間にわたっ
て要求されている。ところが、このたび、高p−クレゾ
ール含有量を有しているノボラック樹脂、そして2,3,4
−トリヒドロキシベンゾフェノン及び1,2−ナフトキノ
ン−2−ジアゾ−4−スルホニルハライドのモノ−、ジ
−及びトリエステルの混合物を含む光増感剤を有してな
るポジ型フォトレジストは、そのレジストを248〜365nm
の範囲の輻射線に露光した場合に、すぐれた感光度及び
解像度を奏するということが判明した。
本発明に従うと、1,2−ナフトキノンジアジド光増感剤
と結合剤(バインダ)として有効な量のノボラック樹脂
との混合物を含むポジ型感光性組成物(ポジ型フォトレ
ジストとも呼ばれる)であって、 A.前記光増感剤が、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸トリエステル、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸ジエステル、及び 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸モノエステルの混合
物を次のような量: 前記モノ−、ジ−及びトリエステルの混合物の全重量を
基準にして約50〜約75重量%のトリエステル、及び バランス量のモノエステル及びジエステル(ここで、モ
ノエステルとジエステルの重量比は約1:2である)で含
み、そして B.前記ノボラック樹脂が、 a.(a)脂肪族アルデヒド、芳香族アルデヒド又はその
混合物を、(b)フェノール成分であって、含まれるp
−クレゾール及びm−クレゾールの全重量を基準にして
最低約60重量%のp−クレゾールを含有しかつ前記ノボ
ラック樹脂を水性アルカリ溶液に可溶にならしめるのに
十分な量のm−クレゾールを含有するp−クレゾール/m
−クレゾール混合物を含み、但しo−クレゾールを本質
的に含まないフェノール成分と縮合させることによって
調製した樹脂、及び b.(a)フェノール、フェノール誘導体及びその混合物
と(b)ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドプレカ
ーサ及び芳香族アルデヒドの混合物の縮合生成物である
ノボラック樹脂、 からなる群から選ばれた樹脂を含む、ポジ型感光性組成
物が提供される。
と結合剤(バインダ)として有効な量のノボラック樹脂
との混合物を含むポジ型感光性組成物(ポジ型フォトレ
ジストとも呼ばれる)であって、 A.前記光増感剤が、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸トリエステル、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸ジエステル、及び 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸モノエステルの混合
物を次のような量: 前記モノ−、ジ−及びトリエステルの混合物の全重量を
基準にして約50〜約75重量%のトリエステル、及び バランス量のモノエステル及びジエステル(ここで、モ
ノエステルとジエステルの重量比は約1:2である)で含
み、そして B.前記ノボラック樹脂が、 a.(a)脂肪族アルデヒド、芳香族アルデヒド又はその
混合物を、(b)フェノール成分であって、含まれるp
−クレゾール及びm−クレゾールの全重量を基準にして
最低約60重量%のp−クレゾールを含有しかつ前記ノボ
ラック樹脂を水性アルカリ溶液に可溶にならしめるのに
十分な量のm−クレゾールを含有するp−クレゾール/m
−クレゾール混合物を含み、但しo−クレゾールを本質
的に含まないフェノール成分と縮合させることによって
調製した樹脂、及び b.(a)フェノール、フェノール誘導体及びその混合物
と(b)ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドプレカ
ーサ及び芳香族アルデヒドの混合物の縮合生成物である
ノボラック樹脂、 からなる群から選ばれた樹脂を含む、ポジ型感光性組成
物が提供される。
また、本発明に従うと、前記した成分A及びBと溶媒を
含有するポジ型感光性組成物であって、その際、前記溶
媒が、(1)エチルセロソルブ(Cellosolve)アセテー
ト、ブチルアセテート及びキシレンの混合物、(2)プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ブ
チルアセテート及びキシレンの混合物、(3)エチル−
3−エトキシプロピオネート、(4)プロピレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート、及び(5)プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート、ブチル
アセテート及びエチル−3−エトキシプロピオネートの
混合物からなる群から選ばれるようなものも提供され
る。
含有するポジ型感光性組成物であって、その際、前記溶
媒が、(1)エチルセロソルブ(Cellosolve)アセテー
ト、ブチルアセテート及びキシレンの混合物、(2)プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ブ
チルアセテート及びキシレンの混合物、(3)エチル−
3−エトキシプロピオネート、(4)プロピレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート、及び(5)プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート、ブチル
アセテート及びエチル−3−エトキシプロピオネートの
混合物からなる群から選ばれるようなものも提供され
る。
さらに、本発明に従うと、レジストパターンを基板上に
形成する方法であって、下記の工程: A.前記基板にポジ型フォトレジスト組成物の層を被覆す
ること、 B.前記層を活性輻射線にパターン状露光すること、及び C.前記層の露光部を露光済みレジスト組成物のための水
性アルカリ現像液で除去して前記露光部の真下の基板領
域を露出させること、 を含み、その際、前記ポジ型フォトレジスト組成物は、
露光前、1,2−ナフトキノンジアジド光増感剤と結合剤
として有効な量のノボラック樹脂との混合物からなり、
ここで、 I.前記光増感剤は、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸トリエステル、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸ジエステル、及び 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸モノエステルの混合
物を次のような量: 前記モノ−、ジ−及びトリエステルの混合物の全重量を
基準にして約50〜約75重量%のトリエステル、及び バランス量のモノエステル及びジエステル(ここで、モ
ノエステルとジエステルの重量比は約1:2である)で含
み、そして II.前記ノボラック樹脂は、 a.(a)脂肪族アルデヒド、芳香族アルデヒド又はその
混合物を、(b)フェノール成分であって、含まれるp
−クレゾール及びm−クレゾールの全重量を基準にして
最低約60重量%のp−クレゾールを含有しかつ前記ノボ
ラック樹脂を水性アルカリ溶液に可溶にならしめるのに
十分な量のm−クレゾールを含有するp−クレゾール/m
−クレゾール混合物を含み、但しo−クレゾールを本質
的に含まないフェノール成分と縮合させることによって
調製した樹脂、及び b.(a)フェノール、フェノール誘導体及びその混合物
と(b)ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドプレカ
ーサ及び芳香族アルデヒドの混合物の縮合生成物である
ノボラック樹脂、 からなる群から選ばれた樹脂を含む、レジストパターン
の形成方法も提供される。
形成する方法であって、下記の工程: A.前記基板にポジ型フォトレジスト組成物の層を被覆す
ること、 B.前記層を活性輻射線にパターン状露光すること、及び C.前記層の露光部を露光済みレジスト組成物のための水
性アルカリ現像液で除去して前記露光部の真下の基板領
域を露出させること、 を含み、その際、前記ポジ型フォトレジスト組成物は、
露光前、1,2−ナフトキノンジアジド光増感剤と結合剤
として有効な量のノボラック樹脂との混合物からなり、
ここで、 I.前記光増感剤は、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸トリエステル、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸ジエステル、及び 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸モノエステルの混合
物を次のような量: 前記モノ−、ジ−及びトリエステルの混合物の全重量を
基準にして約50〜約75重量%のトリエステル、及び バランス量のモノエステル及びジエステル(ここで、モ
ノエステルとジエステルの重量比は約1:2である)で含
み、そして II.前記ノボラック樹脂は、 a.(a)脂肪族アルデヒド、芳香族アルデヒド又はその
混合物を、(b)フェノール成分であって、含まれるp
−クレゾール及びm−クレゾールの全重量を基準にして
最低約60重量%のp−クレゾールを含有しかつ前記ノボ
ラック樹脂を水性アルカリ溶液に可溶にならしめるのに
十分な量のm−クレゾールを含有するp−クレゾール/m
−クレゾール混合物を含み、但しo−クレゾールを本質
的に含まないフェノール成分と縮合させることによって
調製した樹脂、及び b.(a)フェノール、フェノール誘導体及びその混合物
と(b)ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドプレカ
ーサ及び芳香族アルデヒドの混合物の縮合生成物である
ノボラック樹脂、 からなる群から選ばれた樹脂を含む、レジストパターン
の形成方法も提供される。
また、本発明に従うと、熱的に安定でありかつ高解像度
を有する露光済みレジストパターンが被覆されてなる基
板であって、前記レジストパターンはポジ型フォトレジ
スト組成物から形成されたものであり、また、このポジ
型フォトレジスト組成物は、活性輻射線に露光する前、 A.光増感剤であって、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸トリエステル、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸ジエステル、及び 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸モノエステルの混合
物を次のような量: 前記モノ−、ジ−及びトリエステルの混合物の全重量を
基準にして約50〜約75重量%のトリエステル、及び バランス量のモノエステル及びジエステル(ここで、モ
ノエステルとジエステルの重量比は約1:2である)で含
み、そして B.ノボラック樹脂であって、 a.(a)脂肪族アルデヒド、芳香族アルデヒド又はその
混合物を、(b)フェノール成分であって、含まれるp
−クレゾール及びm−クレゾールの全重量を基準にして
最低約60重量%のp−クレゾールを含有しかつ前記ノボ
ラック樹脂を水性アルカリ溶液に可溶にならしめるのに
十分な量のm−クレゾールを含有するp−クレゾール/m
−クレゾール混合物を含み、但しo−クレゾールを本質
的に含まないフェノール成分と縮合させることによって
調製した樹脂、及び b.(a)フェノール、フェノール誘導体又はその混合物
と(b)ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドプレカ
ーサ及び芳香族アルデヒドの混合物の縮合生成物である
ノボラック樹脂、 からなる群から選ばれた樹脂を含むもの、を含む、レジ
ストパターンが被覆されてなる基板も提供される。
を有する露光済みレジストパターンが被覆されてなる基
板であって、前記レジストパターンはポジ型フォトレジ
スト組成物から形成されたものであり、また、このポジ
型フォトレジスト組成物は、活性輻射線に露光する前、 A.光増感剤であって、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸トリエステル、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸ジエステル、及び 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸モノエステルの混合
物を次のような量: 前記モノ−、ジ−及びトリエステルの混合物の全重量を
基準にして約50〜約75重量%のトリエステル、及び バランス量のモノエステル及びジエステル(ここで、モ
ノエステルとジエステルの重量比は約1:2である)で含
み、そして B.ノボラック樹脂であって、 a.(a)脂肪族アルデヒド、芳香族アルデヒド又はその
混合物を、(b)フェノール成分であって、含まれるp
−クレゾール及びm−クレゾールの全重量を基準にして
最低約60重量%のp−クレゾールを含有しかつ前記ノボ
ラック樹脂を水性アルカリ溶液に可溶にならしめるのに
十分な量のm−クレゾールを含有するp−クレゾール/m
−クレゾール混合物を含み、但しo−クレゾールを本質
的に含まないフェノール成分と縮合させることによって
調製した樹脂、及び b.(a)フェノール、フェノール誘導体又はその混合物
と(b)ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドプレカ
ーサ及び芳香族アルデヒドの混合物の縮合生成物である
ノボラック樹脂、 からなる群から選ばれた樹脂を含むもの、を含む、レジ
ストパターンが被覆されてなる基板も提供される。
本発明のポジ型フォトレジストは、光増感剤(“光活性
成分”あるいは“PAC"としても知られている)、そして
ノボラック樹脂結合剤を有する。光増感剤は、2,3,4−
トリヒドロキシベンゾフェノン及び1,2−ナフトキノン
−2−ジアゾ−4−スルホニルクロリドのモノ−、ジ−
及びトリエステルの混合物である。上記モノ−、ジ−及
びトリエステルを形成する反応体は、次のような構造
式: 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン 1,2−ナフトキノン−2−ジアゾ−4−スルホニルクロ
リド によって表わされ、また、得られるモノ−、ジ−及びト
リエステルは、次のような構造式: 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸モノエステル 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸ジエステル 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸トリエステル によって表わされ、また、上式中、Rは である。
成分”あるいは“PAC"としても知られている)、そして
ノボラック樹脂結合剤を有する。光増感剤は、2,3,4−
トリヒドロキシベンゾフェノン及び1,2−ナフトキノン
−2−ジアゾ−4−スルホニルクロリドのモノ−、ジ−
及びトリエステルの混合物である。上記モノ−、ジ−及
びトリエステルを形成する反応体は、次のような構造
式: 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン 1,2−ナフトキノン−2−ジアゾ−4−スルホニルクロ
リド によって表わされ、また、得られるモノ−、ジ−及びト
リエステルは、次のような構造式: 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸モノエステル 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸ジエステル 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸トリエステル によって表わされ、また、上式中、Rは である。
上記したモノ−、ジ−及びトリエステルはこの技術分野
において公知であり、そして、ここでは参照のために引
用するけれども、例えばHosakaらの米国特許第4,499,17
1号に記載の一般的手法のような公知な方法によって調
製することができる。
において公知であり、そして、ここでは参照のために引
用するけれども、例えばHosakaらの米国特許第4,499,17
1号に記載の一般的手法のような公知な方法によって調
製することができる。
本発明の実施において有用なノボラック樹脂は、2つの
カテゴリに入れることができる。第1のもの、本願明細
書において“高p−クレゾールノボラック樹脂”と呼ぶ
ものは、脂肪族アルデヒド、芳香族アルデヒド又はその
混合物をp−クレゾールとm−クレゾールの混合物であ
ってo−クレゾールを本質的に含まないフェノール成分
と縮合させることによって調製する。フェノール成分が
o−クレゾールを不含であることが好ましいというもの
の、o−クレゾールは、一般的に、p−及び/又はm−
クレゾール中に不純物として存在する。したがって、本
願明細書において用いた場合に、“o−クレゾールを本
質的に含まない”なる記載は、フェノール成分の約5重
量%未満がo−クレゾールであることを意味する。
カテゴリに入れることができる。第1のもの、本願明細
書において“高p−クレゾールノボラック樹脂”と呼ぶ
ものは、脂肪族アルデヒド、芳香族アルデヒド又はその
混合物をp−クレゾールとm−クレゾールの混合物であ
ってo−クレゾールを本質的に含まないフェノール成分
と縮合させることによって調製する。フェノール成分が
o−クレゾールを不含であることが好ましいというもの
の、o−クレゾールは、一般的に、p−及び/又はm−
クレゾール中に不純物として存在する。したがって、本
願明細書において用いた場合に、“o−クレゾールを本
質的に含まない”なる記載は、フェノール成分の約5重
量%未満がo−クレゾールであることを意味する。
高p−クレゾール樹脂では、ポジ型レジストの最大透明
度を248〜365nmの範囲において得るため、フェノール成
分のp−クレゾール含有量を最大にすることが好まし
い。しかしながら、ノボラック樹脂であって100%p−
クレゾールであるフェノール成分から調製されたもの
は、その樹脂を水性アルカリ溶液、例えばポジ型レジス
ト用の現像液として一般に用いられているテトラメチル
アンモニウムヒドロキシドの水溶液に溶解させるのが困
難である。したがって、本発明において有用なノボラッ
ク樹脂のフェノール成分は、その樹脂を水性アルカリ
(一般に約12もしくはそれ以上のpH)溶液に溶解させる
のに十分な量のm−クレゾールを含有する。一般に、未
露光のポジ型フォトレジストであって前記の樹脂を含有
するものは、その未露光のレジストを約1.5〜約2.4%の
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)を含有
する水溶液中に約19℃で約60秒間にわたって浸漬するこ
とにより、溶解させることができる。別法によれば、TM
AH溶液を、いわゆる“スプレーパドル”法によって約20
〜42秒間にわたって未露光のレジストに施すことができ
る。一般的に、この溶解は、p−クレゾール:m−クレゾ
ールの重量比が約60:40〜約80:20であるようなフェノー
ル成分を用いることによって達成することができる。
度を248〜365nmの範囲において得るため、フェノール成
分のp−クレゾール含有量を最大にすることが好まし
い。しかしながら、ノボラック樹脂であって100%p−
クレゾールであるフェノール成分から調製されたもの
は、その樹脂を水性アルカリ溶液、例えばポジ型レジス
ト用の現像液として一般に用いられているテトラメチル
アンモニウムヒドロキシドの水溶液に溶解させるのが困
難である。したがって、本発明において有用なノボラッ
ク樹脂のフェノール成分は、その樹脂を水性アルカリ
(一般に約12もしくはそれ以上のpH)溶液に溶解させる
のに十分な量のm−クレゾールを含有する。一般に、未
露光のポジ型フォトレジストであって前記の樹脂を含有
するものは、その未露光のレジストを約1.5〜約2.4%の
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)を含有
する水溶液中に約19℃で約60秒間にわたって浸漬するこ
とにより、溶解させることができる。別法によれば、TM
AH溶液を、いわゆる“スプレーパドル”法によって約20
〜42秒間にわたって未露光のレジストに施すことができ
る。一般的に、この溶解は、p−クレゾール:m−クレゾ
ールの重量比が約60:40〜約80:20であるようなフェノー
ル成分を用いることによって達成することができる。
高p−クレゾールノボラック樹脂を調製するために使用
することのできるアルデヒドは、脂肪族アルデヒド、例
えばホルムアルデヒド、芳香族アルデヒド、例えば4−
ヒドロキシベンズアルデヒド、そして脂肪族及び芳香族
アルデヒドの混合物、例えばホルムアルデヒド及び4−
ヒドロキシベンズアルデヒドである。
することのできるアルデヒドは、脂肪族アルデヒド、例
えばホルムアルデヒド、芳香族アルデヒド、例えば4−
ヒドロキシベンズアルデヒド、そして脂肪族及び芳香族
アルデヒドの混合物、例えばホルムアルデヒド及び4−
ヒドロキシベンズアルデヒドである。
本発明の高p−クレゾールノボラック樹脂を調製するに
当って、アルデヒド成分対フェノール成分の比は次のよ
うにすべきである: 本発明において有用な第2のタイプのノボラック樹脂
は、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドプレカーサ
及びモノヒドロキシ(1価)芳香族アルデヒドの混合物
を使用して調製する。これらの樹脂は、本願明細書で
は、“混合物アルデヒドノボラック樹脂”として記載す
る。なお、これらの樹脂についての詳細は、本願と同日
付けで特許出願したR.M.Lazarus,R.Kautz及びS.S.Dixit
の特願平1-78689号(特開平2-84414号公報参照)に記載
されている。
当って、アルデヒド成分対フェノール成分の比は次のよ
うにすべきである: 本発明において有用な第2のタイプのノボラック樹脂
は、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドプレカーサ
及びモノヒドロキシ(1価)芳香族アルデヒドの混合物
を使用して調製する。これらの樹脂は、本願明細書で
は、“混合物アルデヒドノボラック樹脂”として記載す
る。なお、これらの樹脂についての詳細は、本願と同日
付けで特許出願したR.M.Lazarus,R.Kautz及びS.S.Dixit
の特願平1-78689号(特開平2-84414号公報参照)に記載
されている。
本発明において有用な混合アルデヒドノボラック樹脂
は、(1)フェノール又はフェノール誘導体、そして
(2)ホルムアルデヒド(又はホルムアルデヒドプレカ
ーサ)を含有するアルデヒドと芳香族アルデヒドの混合
物から、調製する。これらの混合アルデヒドノボラック
樹脂を調製するのに有用なフェノール及びフェノール誘
導体は、以下のものに限定されるものではないけれど
も、フェノール、m−クレゾール、p−クレゾール、o
−クレゾール及びその混合物を包含する。フェノール誘
導体のその他の例は、H.Hiraoka,“Functionally Subst
ituted Novolak Resins:Lithographic Applications,Ra
diation Chemistry,and Photooxidation",Materias For
Microlithography,ACS Symposium Series No.266(198
4年)(ここでは参照のためにこの文献を引用)に認め
ることができる。また、かかる誘導体は、例えばアルキ
ル又はハロゲン部分を含むその他の置換基を芳香族環上
に含有していてもよい。
は、(1)フェノール又はフェノール誘導体、そして
(2)ホルムアルデヒド(又はホルムアルデヒドプレカ
ーサ)を含有するアルデヒドと芳香族アルデヒドの混合
物から、調製する。これらの混合アルデヒドノボラック
樹脂を調製するのに有用なフェノール及びフェノール誘
導体は、以下のものに限定されるものではないけれど
も、フェノール、m−クレゾール、p−クレゾール、o
−クレゾール及びその混合物を包含する。フェノール誘
導体のその他の例は、H.Hiraoka,“Functionally Subst
ituted Novolak Resins:Lithographic Applications,Ra
diation Chemistry,and Photooxidation",Materias For
Microlithography,ACS Symposium Series No.266(198
4年)(ここでは参照のためにこの文献を引用)に認め
ることができる。また、かかる誘導体は、例えばアルキ
ル又はハロゲン部分を含むその他の置換基を芳香族環上
に含有していてもよい。
本発明において有用な混合アルデヒドノボラック樹脂を
調製する際に有利に用いることのできる混合アルデヒド
は、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドプレカーサ
を含有する。ここで、“ホルムアルデヒドプレカーサ”
とは、その語を本願明細書において使用した場合、例え
ば1,3,5−S−トリオキサン及びパラホルムアルデヒド
のような化合物、すなわち、ノボラック樹脂を調製する
ために用いられる反応条件下にホルムアルデヒドを生成
するような化合物を指す。また、“ホルムアルデヒド”
なる語は、それを本願明細書において使用した場合、本
体のホルムアルデヒド及びホルムアルデヒドプレカーサ
の両者を包含することを理解されたい。アルデヒド混合
物の第2の成分は、フェノール又はフェノール誘導体と
ともにノボラック樹脂を形成するような任意の芳香族ア
ルデヒドである。一般的に、これらの芳香族アルデヒド
は、以下のものに限定されないけれども、次のような一
般式を有する化合物を包含する: (上式において、Rはハロゲン、例えば塩素、アルキル
基、例えばC1〜C4アルキル基である)。好ましい芳香族
アルデヒドの例は、ベンズアルデヒド、2−クロロベン
ズアルデヒド、及びモノヒドロキシ芳香族アルデヒド、
例えば2−ヒドロキシベンズアルデヒド、3−ヒドロキ
シベンズアルデヒド、そして4−ヒドロキシベンズアル
デヒドを包含する。また、芳香族アルデヒドの混合物を
使用してもよい。モノヒドロキシベンズアルデヒドが特
に好ましいけれども、これは、かるアルデヒドの場合、
高解像度、高熱安定性のポジ型フォトレジストを製造す
るために使用することのできるノボラック樹脂が得られ
るからである。
調製する際に有利に用いることのできる混合アルデヒド
は、ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドプレカーサ
を含有する。ここで、“ホルムアルデヒドプレカーサ”
とは、その語を本願明細書において使用した場合、例え
ば1,3,5−S−トリオキサン及びパラホルムアルデヒド
のような化合物、すなわち、ノボラック樹脂を調製する
ために用いられる反応条件下にホルムアルデヒドを生成
するような化合物を指す。また、“ホルムアルデヒド”
なる語は、それを本願明細書において使用した場合、本
体のホルムアルデヒド及びホルムアルデヒドプレカーサ
の両者を包含することを理解されたい。アルデヒド混合
物の第2の成分は、フェノール又はフェノール誘導体と
ともにノボラック樹脂を形成するような任意の芳香族ア
ルデヒドである。一般的に、これらの芳香族アルデヒド
は、以下のものに限定されないけれども、次のような一
般式を有する化合物を包含する: (上式において、Rはハロゲン、例えば塩素、アルキル
基、例えばC1〜C4アルキル基である)。好ましい芳香族
アルデヒドの例は、ベンズアルデヒド、2−クロロベン
ズアルデヒド、及びモノヒドロキシ芳香族アルデヒド、
例えば2−ヒドロキシベンズアルデヒド、3−ヒドロキ
シベンズアルデヒド、そして4−ヒドロキシベンズアル
デヒドを包含する。また、芳香族アルデヒドの混合物を
使用してもよい。モノヒドロキシベンズアルデヒドが特
に好ましいけれども、これは、かるアルデヒドの場合、
高解像度、高熱安定性のポジ型フォトレジストを製造す
るために使用することのできるノボラック樹脂が得られ
るからである。
本発明において用いられる混合アルデヒドノボラック樹
脂を調製するために使用するフェノール又はフェノール
誘導体と混合アルデヒドの相対的な量は、かなり広い範
囲にわたって変更することができる。一般的に、これら
の相対的な量は、高い融点(Tg)、橋架け炭素における
高度の置換、そして比較的に低い分子量(ホルムアルデ
ヒドの単独から調製したノボラック樹脂に比較して)を
有するノボラック樹脂を製造する方向で選択を行う。通
常、本発明の混合アルデヒドノボラック樹脂を製造する
ため、次のような量の反応体を使用する: 好ましい1態様において、フェノール成分は、フェノー
ル誘導体の混合物、すなわち、m−クレゾールとp−ク
レゾールの混合物である。このような混合物は、もしも
それを使用するならば、次のような相対的な量でm−及
びp−クレゾールを含有する: (ここで、商業的に入手可能なクレゾールについてみた
場合、僅少量のo−クレゾールを含有することは珍しく
はない。したがって、“全クレゾールのモル数”とは、
m−,p−及びo−クレゾール(もしもあれば)のモル数
を指し、m−及びp−クレゾールだけのモル数を指すも
のではない。しかし、o−クレゾール含有量がクレゾー
ル全量の約1%未満であるのが有利である。)。
脂を調製するために使用するフェノール又はフェノール
誘導体と混合アルデヒドの相対的な量は、かなり広い範
囲にわたって変更することができる。一般的に、これら
の相対的な量は、高い融点(Tg)、橋架け炭素における
高度の置換、そして比較的に低い分子量(ホルムアルデ
ヒドの単独から調製したノボラック樹脂に比較して)を
有するノボラック樹脂を製造する方向で選択を行う。通
常、本発明の混合アルデヒドノボラック樹脂を製造する
ため、次のような量の反応体を使用する: 好ましい1態様において、フェノール成分は、フェノー
ル誘導体の混合物、すなわち、m−クレゾールとp−ク
レゾールの混合物である。このような混合物は、もしも
それを使用するならば、次のような相対的な量でm−及
びp−クレゾールを含有する: (ここで、商業的に入手可能なクレゾールについてみた
場合、僅少量のo−クレゾールを含有することは珍しく
はない。したがって、“全クレゾールのモル数”とは、
m−,p−及びo−クレゾール(もしもあれば)のモル数
を指し、m−及びp−クレゾールだけのモル数を指すも
のではない。しかし、o−クレゾール含有量がクレゾー
ル全量の約1%未満であるのが有利である。)。
上記したような反応体とそれらの反応体の相対的な量が
与えられたとすると、当業者であるならば、ことさらな
実験を行わなくとも、本発明の高p−クレゾール、混合
アルデヒドノボラック樹脂を調製することが可能である
であろう。基本的には、成分の全量を適当は反応容器に
入れ、非反応性の溶媒をこれに添加する。例えばp−ト
ルエンスルホン酸のような酸触媒は、全クレゾールのモ
ル数に対する触媒のモル数の比(モル比)で示して、約
0.001〜約0.04の量で添加する。次いで、反応混合物を
還流温度まで加熱し、そしてもはや副生成物である水が
発生しなくなって反応の完結が指示されるまで、還流を
保持する。
与えられたとすると、当業者であるならば、ことさらな
実験を行わなくとも、本発明の高p−クレゾール、混合
アルデヒドノボラック樹脂を調製することが可能である
であろう。基本的には、成分の全量を適当は反応容器に
入れ、非反応性の溶媒をこれに添加する。例えばp−ト
ルエンスルホン酸のような酸触媒は、全クレゾールのモ
ル数に対する触媒のモル数の比(モル比)で示して、約
0.001〜約0.04の量で添加する。次いで、反応混合物を
還流温度まで加熱し、そしてもはや副生成物である水が
発生しなくなって反応の完結が指示されるまで、還流を
保持する。
本発明のポジ型フォトレジストは、約248〜約365nmの波
長を有する活性輻射線に対して高い感度を示し、また、
同時に、すぐれた解像性を達成する。考察するに、本発
明のポジ型フォトレジストにおいては、3つの臨界的な
要素が存在していて、これらの要素が結合することの結
果として、上記した高感度及びすぐれた解像性を達成す
ることができる。これらの要素とは、(1)高p−クレ
ゾールノボラック樹脂を使用する場合に、それらの樹脂
中における比較的に高いp−クレゾール含有量、(2)
光増感剤の化学構造、そして(3)光増感剤におけるモ
ノ−、ジー及びトリエステルの相対的な量である。した
がって、例えば、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノ
ンと1,2−ナフトキノン−2−ジアゾ−5−スルホニル
クロリドのエステルである光増感剤を使用したポジ型レ
ジストは、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンと1,2
−ナフトキノン−2−ジアゾ−4−スルホニルクロリド
のエステルを使用した本発明のレジストと比較して、後
者のような248〜365nmの活性輻射線に対する感度をとう
てい示すことができない。同様に、2,3,4−トリヒドロ
キシベンゾフェノンと1,2−ナフトキノン−2−ジアジ
−4−スルホニルクロリドのモノ−、ジ−及びトリエス
テルを用いて調製したけれども、モノ−、ジー及びトリ
エステルの相対的な量が実質的に本発明の範囲外である
ようなポジ型レジストは、本発明のものと同様に挙動せ
ず、より高いトリエステル含有量を有するものは本発明
のレジストのように、248〜365nmの範囲において感度を
有さず、また、より低いトリエステル含有量を有するも
のは、感光度が高すぎ、熱安定性に乏しく、そしてフィ
ルムのロスが大である。
長を有する活性輻射線に対して高い感度を示し、また、
同時に、すぐれた解像性を達成する。考察するに、本発
明のポジ型フォトレジストにおいては、3つの臨界的な
要素が存在していて、これらの要素が結合することの結
果として、上記した高感度及びすぐれた解像性を達成す
ることができる。これらの要素とは、(1)高p−クレ
ゾールノボラック樹脂を使用する場合に、それらの樹脂
中における比較的に高いp−クレゾール含有量、(2)
光増感剤の化学構造、そして(3)光増感剤におけるモ
ノ−、ジー及びトリエステルの相対的な量である。した
がって、例えば、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノ
ンと1,2−ナフトキノン−2−ジアゾ−5−スルホニル
クロリドのエステルである光増感剤を使用したポジ型レ
ジストは、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンと1,2
−ナフトキノン−2−ジアゾ−4−スルホニルクロリド
のエステルを使用した本発明のレジストと比較して、後
者のような248〜365nmの活性輻射線に対する感度をとう
てい示すことができない。同様に、2,3,4−トリヒドロ
キシベンゾフェノンと1,2−ナフトキノン−2−ジアジ
−4−スルホニルクロリドのモノ−、ジ−及びトリエス
テルを用いて調製したけれども、モノ−、ジー及びトリ
エステルの相対的な量が実質的に本発明の範囲外である
ようなポジ型レジストは、本発明のものと同様に挙動せ
ず、より高いトリエステル含有量を有するものは本発明
のレジストのように、248〜365nmの範囲において感度を
有さず、また、より低いトリエステル含有量を有するも
のは、感光度が高すぎ、熱安定性に乏しく、そしてフィ
ルムのロスが大である。
本発明のポジ型フォトレジストが約248〜365nmの活性波
長に対して高い感度を呈示するという事実は、これらの
レジストは、活性輻射線がレーザ、例えば248nm域の光
によって発生せしめられる場合、とりわけ有利であるこ
とを意味する。
長に対して高い感度を呈示するという事実は、これらの
レジストは、活性輻射線がレーザ、例えば248nm域の光
によって発生せしめられる場合、とりわけ有利であるこ
とを意味する。
ポジ型フォトレジスト組成物の臨界的な成分、すなわ
ち、本発明のノボラック樹脂及び光増感剤成分は、広範
囲にわたる相対的な量について使用することができる。
一般的に、光像を形成可能なレジストを製造するのに十
分な光増感剤を使用すること、そしてノボラック樹脂の
量が結合剤として有効であること、のみが必要である。
相対的な量について、本発明のポジ型フォトレジスト
は、光増感剤1重量部(pbw)について約2pbw〜約6pbw
のノボラック樹脂を含有してもよい。好ましくは、光活
性成分1pbwについて約4pbwのノボラック樹脂の比を使用
する。
ち、本発明のノボラック樹脂及び光増感剤成分は、広範
囲にわたる相対的な量について使用することができる。
一般的に、光像を形成可能なレジストを製造するのに十
分な光増感剤を使用すること、そしてノボラック樹脂の
量が結合剤として有効であること、のみが必要である。
相対的な量について、本発明のポジ型フォトレジスト
は、光増感剤1重量部(pbw)について約2pbw〜約6pbw
のノボラック樹脂を含有してもよい。好ましくは、光活
性成分1pbwについて約4pbwのノボラック樹脂の比を使用
する。
本発明のポジ型フォトレジストは、ノボラック樹脂及び
光増感剤のほか、溶媒を含有する。使用することのでき
る溶媒の例は、以下のものに限定されるものではないけ
れども、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート(PMA)、エチルセロソルブアセテート(ECA)、
エチル−3−エトキシプロピオネート(EEP)、ECA、酢
酸ブチル及びキシレンの混合物、PMA、酢酸ブチル及びE
EPの混合物を包含する。PMA及びEEPはECAに較べて有利
であるけれども、それは、かかる溶媒はより低い毒性を
示すからである。EEPはとりわけ有利であり、すなわ
ち、成分のためにより安定な環境を提供し、かつより良
好な粒状安定性、すなわち、保存中におけるレジスト内
の造粒傾向を下げる性質を呈示する。また、EEPの単独
を使用しても、例えば3成分混合物である溶媒よりもよ
り大きな再現性をもった感光度を有する筋なし被膜を形
成することができる。
光増感剤のほか、溶媒を含有する。使用することのでき
る溶媒の例は、以下のものに限定されるものではないけ
れども、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート(PMA)、エチルセロソルブアセテート(ECA)、
エチル−3−エトキシプロピオネート(EEP)、ECA、酢
酸ブチル及びキシレンの混合物、PMA、酢酸ブチル及びE
EPの混合物を包含する。PMA及びEEPはECAに較べて有利
であるけれども、それは、かかる溶媒はより低い毒性を
示すからである。EEPはとりわけ有利であり、すなわ
ち、成分のためにより安定な環境を提供し、かつより良
好な粒状安定性、すなわち、保存中におけるレジスト内
の造粒傾向を下げる性質を呈示する。また、EEPの単独
を使用しても、例えば3成分混合物である溶媒よりもよ
り大きな再現性をもった感光度を有する筋なし被膜を形
成することができる。
レジスト中に含まれる溶媒の量は、かなる幅広く変更す
ることができる。一般的に、ここでもとめられることの
すべてとしては、所定の塗布条件、例えばスピンコート
の速度及びプリベーク温度の下において所望の膜厚を得
るのに十分な溶媒を使用することがある。典型的には、
しかし、約25〜30%の固体を有するフォトレジストを製
造するのに十分な量の溶媒をポジ型フォトレジスト組成
物に添加する。
ることができる。一般的に、ここでもとめられることの
すべてとしては、所定の塗布条件、例えばスピンコート
の速度及びプリベーク温度の下において所望の膜厚を得
るのに十分な溶媒を使用することがある。典型的には、
しかし、約25〜30%の固体を有するフォトレジストを製
造するのに十分な量の溶媒をポジ型フォトレジスト組成
物に添加する。
溶媒の混合物を使用する場合、溶媒を次のような相対的
な量で使用するのが一般的である。 溶 媒 大略の量(重量%) ECA 80% 酢酸ブチル 10% キシレン 10% PMA 80% 酢酸ブチル 10% キシレン 10% PMA 65% 酢酸ブチル 30% EEP 5% 本発明のポジ型レジストは、また、種々の添加剤、例え
ば着色剤、しわ助剤、その他を含有してもよい。また、
レジストのノボラック樹脂成分は、専ら、高p−クレゾ
ール又は混合アルデヒド樹脂からなってもよく、あるい
は約35重量%まで(レジストの樹脂成分の全重量を基準
として)のコンベンショナルなノボラック樹脂、例えば
65〜70%のm−クレゾール及び30〜35%のp−クレゾー
ルの混合物を使用して調製したクレゾール/ホルムアル
デヒドノボラック樹脂を含有してもよい。
な量で使用するのが一般的である。 溶 媒 大略の量(重量%) ECA 80% 酢酸ブチル 10% キシレン 10% PMA 80% 酢酸ブチル 10% キシレン 10% PMA 65% 酢酸ブチル 30% EEP 5% 本発明のポジ型レジストは、また、種々の添加剤、例え
ば着色剤、しわ助剤、その他を含有してもよい。また、
レジストのノボラック樹脂成分は、専ら、高p−クレゾ
ール又は混合アルデヒド樹脂からなってもよく、あるい
は約35重量%まで(レジストの樹脂成分の全重量を基準
として)のコンベンショナルなノボラック樹脂、例えば
65〜70%のm−クレゾール及び30〜35%のp−クレゾー
ルの混合物を使用して調製したクレゾール/ホルムアル
デヒドノボラック樹脂を含有してもよい。
事実、高p−クレゾール樹脂をフォトレジスト組成物中
で使用する場合には、フィルムロスを最小にしかつ熱安
定性を最大にするため、レジストのノボラック樹脂成分
が約65重量%の高p−クレゾールノボラック樹脂及び約
35重量%のコンベンショナルなノボラック樹脂を含有す
るのが有利である。
で使用する場合には、フィルムロスを最小にしかつ熱安
定性を最大にするため、レジストのノボラック樹脂成分
が約65重量%の高p−クレゾールノボラック樹脂及び約
35重量%のコンベンショナルなノボラック樹脂を含有す
るのが有利である。
以下の例では本発明とその利点を説明する。
例1 本例では、本発明のノボラック樹脂を製造するための一
般的な手法を説明する。
般的な手法を説明する。
下記の試薬を記載の量で使用して、高p−クレゾールノ
ボラック樹脂を調製した。 試 薬 量 m−クレゾール 325g p−クレゾール 603g ホルムアルデヒド(37%) 443g 蓚酸 71g 全部の試薬を合し、還流で加熱した。適当な加熱時間の
後、水をストリッピングで除去し、そして得られた樹脂
をメタノールに溶解した。次いで、樹脂を水で沈殿させ
ることによって精製した。
ボラック樹脂を調製した。 試 薬 量 m−クレゾール 325g p−クレゾール 603g ホルムアルデヒド(37%) 443g 蓚酸 71g 全部の試薬を合し、還流で加熱した。適当な加熱時間の
後、水をストリッピングで除去し、そして得られた樹脂
をメタノールに溶解した。次いで、樹脂を水で沈殿させ
ることによって精製した。
例2〜例19 前記例1のものと同様な手法に従って、下記の第I表に
記載の試薬を使用して、別の高p−クレゾールノボラッ
ク樹脂を調製した。
記載の試薬を使用して、別の高p−クレゾールノボラッ
ク樹脂を調製した。
例20 前記例1のものと同様な手法に従って、下記のような試
薬を記載のような量で使用して、混合アルデヒドノボラ
ック樹脂を調製した。
薬を記載のような量で使用して、混合アルデヒドノボラ
ック樹脂を調製した。
m−クレゾール p−クレゾール トリオキサン 2−ヒドロキシベンズアルデヒド p−トルエンスルホン酸触媒 例21 本発明によるポジ型フォトレジストを下記の成分をブレ
ンドすることによって調製した: 使用した光増感剤は、下記のような化合物の記載の相対
的な量の混合物であった: 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフ ェノン−1,2−ナフトキノン−2− ジアゾ−4−スルホン酸モノエステル (“モノエステル”) 10.56% 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフ ェノン−1,2−ナフトキノン−2− ジアゾ−4−スルホン酸ジエステル (“ジエステル”) 21.08% 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフ ェノン−1,2−ナフトキノン−2− ジアゾ−4−スルホン酸トリエステル (“トリエステル”) 68.36% 比較例A及びB 比較目的のため、前記例21に記載のものと同一の試薬を
使用して2種類のポジ型フォトレジストを調製した。但
し、使用した光増感剤は次のようなものであった: 比較レジストA 比較レジストB モノエステル 7.38重量% モノエステル 3.11重量% ジエステル 13.33重量% ジエステル 7.30重量% トリエステル 79.29重量% トリエステル 89.59重量% 例22 本例では、本発明の高p−クレゾール樹脂含有ポジ型フ
ォトレジスト、比較レジストA及びB、そして2種類の
市販のポジ型レジストを説明する。
ンドすることによって調製した: 使用した光増感剤は、下記のような化合物の記載の相対
的な量の混合物であった: 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフ ェノン−1,2−ナフトキノン−2− ジアゾ−4−スルホン酸モノエステル (“モノエステル”) 10.56% 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフ ェノン−1,2−ナフトキノン−2− ジアゾ−4−スルホン酸ジエステル (“ジエステル”) 21.08% 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフ ェノン−1,2−ナフトキノン−2− ジアゾ−4−スルホン酸トリエステル (“トリエステル”) 68.36% 比較例A及びB 比較目的のため、前記例21に記載のものと同一の試薬を
使用して2種類のポジ型フォトレジストを調製した。但
し、使用した光増感剤は次のようなものであった: 比較レジストA 比較レジストB モノエステル 7.38重量% モノエステル 3.11重量% ジエステル 13.33重量% ジエステル 7.30重量% トリエステル 79.29重量% トリエステル 89.59重量% 例22 本例では、本発明の高p−クレゾール樹脂含有ポジ型フ
ォトレジスト、比較レジストA及びB、そして2種類の
市販のポジ型レジストを説明する。
下記の第II表及び第III表に記載のレジスト組成物のそ
れぞれを、順番に、直径4インチ及び酸化物厚さ5000Å
の熱成長Si/SiO2被覆ウェハ上に、米国カルフォルニア
州在のシリコンバレーグループ社のトラックコータでス
ピンコートした。3500回転/分のスピニング速度でもっ
て、1.0μmの均一な膜厚をもったレジストフィルムが
得られた。次いで、塗布完了後のウェハを95℃の空気循
環オーブン中で30分間にわたってかもしくは95℃のホッ
トプレートを有するトラック上で60秒間にわたってソフ
トベークした。次いで、レジストフィルムをナノスペッ
ク(Nanospec)AFT膜厚測定機を用いて測定した。
れぞれを、順番に、直径4インチ及び酸化物厚さ5000Å
の熱成長Si/SiO2被覆ウェハ上に、米国カルフォルニア
州在のシリコンバレーグループ社のトラックコータでス
ピンコートした。3500回転/分のスピニング速度でもっ
て、1.0μmの均一な膜厚をもったレジストフィルムが
得られた。次いで、塗布完了後のウェハを95℃の空気循
環オーブン中で30分間にわたってかもしくは95℃のホッ
トプレートを有するトラック上で60秒間にわたってソフ
トベークした。次いで、レジストフィルムをナノスペッ
ク(Nanospec)AFT膜厚測定機を用いて測定した。
下記の第II表に記載の塗布完了後のウェハを、365nmの
波長の活性輻射線を与えるためのフィルターを装備した
Cobilt CA800 を使用して、活性輻射線に露光した。選
択的な露光パターンを与えるため、0.75μmのような小
さいものも包含するといろいろな大きさのライン・アン
ド・スペース幅を持ったMicromask マスクを使用し
た。露光時間は、感光度、すなわち、レジストの露光域
を可溶化して現像中の露光域内のレジストを完全に除去
/クリアするのに必要な露光エネルギ(強度×時間)の
最小量(ミリジュール/cm2)を測定するため、いろい
ろに変更した。
波長の活性輻射線を与えるためのフィルターを装備した
Cobilt CA800 を使用して、活性輻射線に露光した。選
択的な露光パターンを与えるため、0.75μmのような小
さいものも包含するといろいろな大きさのライン・アン
ド・スペース幅を持ったMicromask マスクを使用し
た。露光時間は、感光度、すなわち、レジストの露光域
を可溶化して現像中の露光域内のレジストを完全に除去
/クリアするのに必要な露光エネルギ(強度×時間)の
最小量(ミリジュール/cm2)を測定するため、いろい
ろに変更した。
上記のようにして製造した露光後のレジスト塗布ウェハ
をテフロン 製のウェハボートに入れ、そしてDYNALITH
NMD-3現像液(約19°±1℃で安定化した、水性アル
カリテトラメチルアンモニウムヒドロキシド溶液)を収
容した1ガロンのテフロン 製容器に60秒間にわたって
浸漬した。現像液から取り出した後、ウェハを脱イオン
水ですすぎ、そして窒素ガスのパージによるかもしくは
ウェハをスピンドライヤに入れることによって乾燥し
た。
をテフロン 製のウェハボートに入れ、そしてDYNALITH
NMD-3現像液(約19°±1℃で安定化した、水性アル
カリテトラメチルアンモニウムヒドロキシド溶液)を収
容した1ガロンのテフロン 製容器に60秒間にわたって
浸漬した。現像液から取り出した後、ウェハを脱イオン
水ですすぎ、そして窒素ガスのパージによるかもしくは
ウェハをスピンドライヤに入れることによって乾燥し
た。
次いで、現像後のウェハを約150℃の空気循環オーブン
中で30分間にわたってポストベークした。被膜の非溶解
部の付着力と化学耐性がこの処理によって増大せしめら
れた。
中で30分間にわたってポストベークした。被膜の非溶解
部の付着力と化学耐性がこの処理によって増大せしめら
れた。
下記第III表に記載の塗布後のウェハを上記と同様な手
法を使用して、313nmの波長の活性輻射線を与えるため
のKarl Suss MA56アライナを使用して、露光及び現像し
た。
法を使用して、313nmの波長の活性輻射線を与えるため
のKarl Suss MA56アライナを使用して、露光及び現像し
た。
上記のデータが明りょうに示すように、本発明のポジ型
レジストの場合にはすぐれた感光度が得られる。
レジストの場合にはすぐれた感光度が得られる。
例23 本例では、混合アルデヒドノボラック樹脂を含有する本
発明のポジ型フォトレジストの高められた熱的挙動を説
明する。
発明のポジ型フォトレジストの高められた熱的挙動を説
明する。
次のような成分をブレンドすることによってポジ型フォ
トレジストを調製した。
トレジストを調製した。
得られたレジストは、固形分が27〜34%、そして粘度が
約16〜18cpsであった。
約16〜18cpsであった。
このレジストを前記例22に記載のものと同様な手法で試
験した。但し、本例の場合、Ultratech Stepper及び広
帯域光源を使用した。比較のため、前記例21の高p−ク
レゾール樹脂含有フォトレジストもまた試験した。得ら
れた結果を次に示す: これらの結果は、混合アルデヒド樹脂含有レジストは高
p−クレゾール樹脂含有レジストに有利に匹敵するこ
と、そして、事実、前者は後者に較べてより早い現像を
可能とし(比較的に薄い現像液中で)かつより大きなポ
ストベーク熱安定性を有することを示している。
験した。但し、本例の場合、Ultratech Stepper及び広
帯域光源を使用した。比較のため、前記例21の高p−ク
レゾール樹脂含有フォトレジストもまた試験した。得ら
れた結果を次に示す: これらの結果は、混合アルデヒド樹脂含有レジストは高
p−クレゾール樹脂含有レジストに有利に匹敵するこ
と、そして、事実、前者は後者に較べてより早い現像を
可能とし(比較的に薄い現像液中で)かつより大きなポ
ストベーク熱安定性を有することを示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サニット スレッシュ ディグジット アメリカ合衆国,カリフォルニア 92691, ミッション ビージョ,ビア ブレーブ 23572 (56)参考文献 特開 昭58−17112(JP,A) 特開 昭58−219548(JP,A) 特開 昭60−42753(JP,A) 特開 昭61−141441(JP,A) 特開 昭63−184745(JP,A)
Claims (3)
- 【請求項1】1,2−ナフトキノンジアジド光増感剤と結
合剤として有効な量のノボラック樹脂との混合物を含む
ポジ型感光性組成物であって、 A.前記光増感剤が、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸トリエステル、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸ジエステル、及び 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸モノエステルの混合
物を次のような量: 前記モノ−、ジ−及びトリエステルの混合物の全重量を
基準にして50〜75重量%のトリエステル、及び バランス量のモノエステル及びジエステル(ここで、モ
ノエステルとジエステルの重量比は約1:2である)で含
み、そして B.前記ノボラック樹脂が、 a.(a)脂肪族アルデヒド、芳香族アルデヒド又はその
混合物を、(b)フェノール成分であって、含まれるp
−クレゾール及びm−クレゾールの全重量を基準にして
最低60重量%のp−クレゾールを含有しかつ前記ノボラ
ック樹脂を水性アルカリ溶液に可溶にならしめるのに十
分な量のm−クレゾールを含有するp−クレゾール/m−
クレゾール混合物を含み、但しo−クレゾールを本質的
に含まないフェノール成分と縮合させることによって調
製した樹脂、及び b.(a)フェノール、フェノール誘導体又はその混合物
と(b)ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドプレカ
ーサ及び芳香族アルデヒドの混合物の縮合生成物である
ノボラック樹脂、 からなる群から選ばれた樹脂を含む、ポジ型感光性組成
物。 - 【請求項2】レジストパターンを基板上に形成する方法
であって、下記の工程: A.前記基板にポジ型フォトレジスト組成物の層を被覆す
ること、 B.前記層を活性輻射線にパターン状露光すること、及び C.前記層の露光部を露光済みレジスト組成物のための水
性アルカリ現像液で除去して前記露光部の真下の基板領
域を露出させること、 を含み、その際、前記ポジ型フォトレジスト組成物は、
露光前、1,2−ナフトキノンジアジド光増感剤と結合剤
として有効な量のノボラック樹脂との混合物からなり、
ここで、 I.前記光増感剤は、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸トリエステル、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸ジエステル、及び 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸モノエステルの混合
物を次のような量: 前記モノ−、ジ−及びトリエステルの混合物の全重量を
基準にして50〜75重量%のトリエステル、及び バランス量のモノエステル及びジエステル(ここで、モ
ノエステルとジエステルの重量比は約1:2である)で含
み、そして II.前記ノボラック樹脂は、 a.(a)脂肪族アルデヒド、芳香族アルデヒド又はその
混合物を、(b)フェノール成分であって、含まれるp
−クレゾール及びm−クレゾールの全重量を基準にして
最低60重量%のp−クレゾールを含有しかつ前記ノボラ
ック樹脂を水性アルカリ溶液に可溶にならしめるのに十
分な量のm−クレゾールを含有するp−クレゾール/m−
クレゾール混合物を含み、但しo−クレゾールを本質的
に含まないフェノール成分と縮合させることによって調
製した樹脂、及び b.(a)フェノール、フェノール誘導体又はその混合物
と(b)ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドプレカ
ーサ及び芳香族アルデヒドの混合物の縮合生成物である
ノボラック樹脂、 からなる群から選ばれた樹脂を含む、レジストパターン
の形成方法。 - 【請求項3】熱的に安定でありかつ高解像度を有する露
光済みレジストパターンが被覆されてなる基板であっ
て、前記レジストパターンはポジ型フォトレジスト組成
物から形成されたものであり、また、このポジ型フォト
レジスト組成物は、活性輻射線に露光する前、 A.光増感剤であって、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸トリエステル、 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸ジエステル、及び 2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキ
ノン−2−ジアゾ−4−スルホン酸モノエステルの混合
物を次のような量: 前記モノ−、ジ−及びトリエステルの混合物の全重量を
基準にして50〜75重量%のトリエステル、及び バランス量のモノエステル及びジエステル(ここで、モ
ノエステルとジエステルの重量比は約1:2である)で含
み、そして B.ノボラック樹脂であって、 a.(a)脂肪族アルデヒド、芳香族アルデヒド又はその
混合物を、(b)フェノール成分であって、含まれるp
−クレゾール及びm−クレゾールの全重量を基準にして
最低60重量%のp−クレゾールを含有しかつ前記ノボラ
ック樹脂を水性アルカリ溶液に可溶にならしめるのに十
分な量のm−クレゾールを含有するp−クレゾール/m−
クレゾール混合物を含み、但しo−クレゾールを本質的
に含まないフェノール成分と縮合させることによって調
製した樹脂、及び b.(a)フェノール、フェノール誘導体又はその混合物
と(b)ホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドプレカ
ーサ及び芳香族アルデヒドの混合物の縮合生成物である
ノボラック樹脂、 からなる群から選ばれた樹脂を含むもの、を含む、レジ
ストパターンが被覆されてなる基板。
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