JPH0344643A - 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、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フォトレジスト
や、ビスアジド系感光剤と環化ゴム系樹脂からなるフォ
トレジスト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
って微細バクーンを形成するが、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、従来のフォトレジストでは、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。

上記問題を改良し、解像度の低下を防止するため、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，１，−１１０２０）
　）を吸光剤として含有させたフォトレジスト組成物が
提案されている。これにより、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
少なくさせることができる。

以下、本発明においては、たとえばノボラック系等の樹
脂と感光剤からなる組成物を「フォトレジスト」といい
、これに吸光剤を含有させたものを、「フォトレジスト
組成物」と表現して用いるしかし、一般に吸光剤を添加
するとフォトレジストの感度が大巾に低下して、半導体
製造時の生産性が低下するという好ましくない問題が生
じるまた、通常レジスト膜の作成は、溶媒を含有するフ
ォトレジスト組成物をウェハに塗布し、プリベークして
溶媒を除去する方法が採られるが、吸光剤によっては保
存中に析出したり、プリベーク時に昇華して濃度が低下
し、レジスト性能にバラツキが生じるという問題がある
。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明者らは上記従来技術の欠点を克服すべく鋭意検討
した結果、本発明を完成するに至った。

すなわち、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、かつプリベークに対しても安定な、高解像度のパタ
ーンを形成する、そして吸光剤添加による感度低下が小
さい高感度のフォトレジスト組成物を提供することにあ
る。

また、本発明の他の目的はフォトレジストとの相溶性が
よく、かつ吸光剤が保存中（フォトレジスト組成物中、
塗布・プリベーク後のフォトレジスト組底物腹中）に析
出しない微細加工用のフォトレジスト組成物を提供する
ことにある。

く課題を解決するための手段〉 本発明者等は、鋭意検討の結果、吸光剤として一般式（
Ｉ）の化合物を用いることにより、従来技術の有する欠
点を一挙に解決できることを見出して、本発明を完成さ
せるに至った。

すなわち、本発明は、一般式（Ｉ） 〈式中Ｒは水素、炭素数１〜５のアルキル基、ヒドロキ
シ基、炭素数１〜５のアルコキシ基、ハロゲン原子を表
わす。）の化合物を含むことを特徴とするフォトレジス
ト組成物である。

中でもＲが水素又はヒドロキシ基であるものは好ましい
。

一般式（Ｉ）の化合物は＾ｒｃｈ、　Ｐｈａｒｍ、（ｌ
ｌｅｉｎｈｅｉｍ、　Ｇｅｔ、）３０７　（６）、　４
８３−９　（Ｉ９７４）等の記載に準じて台底できる。

すなわち３−チェタトンと置換ベンゾアルデヒドの縮合
反応にまり台底できる。

一般式（Ｉ）の化合物の例としては 等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるもので
はないし、また、これらの化合物は２種以上混合して用
いることもできる。

本発明に用いられる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ものが好適に
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　−ｐ−タレ・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−）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
フエノン、２．３．３’４−テトラヒドロキシベンゾフ
ェノン、２，２３．４．５−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、２，２３．３’、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フォトレジストが好適に用いら
れる本発明のフォトレジスト組成物における一般式（Ｉ
）で示される化合物の使用量は通常フォトレジストの固
型分に対して、０．１〜２０％、更に好ましくは、０．
２〜１０％である。この量があまり少ないとハレーショ
ン防止効果が少なく、また多すぎるとプロファイルや感
度が悪化する傾向を示す。また本発明の組成物において
、本発明の化合物に加え、１種または２種以上の他の化
合物を併用することもできる。

本発明のこれらの化合物のなかでも特に５５０ｎｍ以下
、より好ましくは３００〜４５０ｎｍの領域の光に対し
て吸収極大をもつ化合物が好ましく用いられる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、従来技術の欠点を一挙に除去し、高反
射率基板においても、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、生産性を落とすことなく、また
安定的に形成することが可能となる等、その工業的利用
価値は測り知れないものがある。

〈実施例〉 以下、本発明を参考例及び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１〜４および比較例１ ノボラック樹脂と少なくとも１個の０−キノンジアジド
を含むポジ型フォトレジストＰ　Ｆ　−６２００（商品
名、住友化学工業■製、固形分割合３１．　Ｑｗｔ％〉
に表−２に示す各化合物を添加し、フォトレジスト組成
物を調整した。実施例１および２の化合物は明細書中５
頁記載の方法で合成した。化合物の添加量は、３６５ｒ
＋＋ｎにおける吸光度が比較例１　（添加量１．Ｑｗｔ
　％〉と同一になるようにした。

これらのフォトレジストを、アルミ膜の付いた４インチ
シリコンウェハに膜厚が１．８　　μｍになる様にスピ
ナーで回転塗布し、１００℃で１分間ホットプレートで
プリベークした。これをテストレチクルを介して露光量
を段階的に変えて縮小投影露光装置（露光波長ｉ線（３
６５ｎｍ）を用いて露光した。これを５ＯＰＤ　（商品
名　住友化学工業■製、ポジ型現像液）を使用し、自動
現像機で、２３℃６０秒静止パドル法で現像した。

ン防止効果は下記に示す方法で評価した。

〔ハレーション防止効果の評価方法〕

１、評価用段差基板の作製 １μｍ厚のＳｉＯ２膜を有するシリコン基板に、フォト
リソグラフィー、エツチング、アルミスパッタリングに
より、第１図に示す形状の段差パターンを作製した。代
表的なパターンサイズはａ＝４ｐｍＳｂ＝２μｍ、ｃ＝
１μｍ５ｄ＝１μｍである。

２、ハレーション防止効果の評価 上記方法で作製した高反射率の段差基板上にスピンコー
ド法により厚さ１．８　μｍのレジスト膜を形成する。

第１図に示した段差パターンの中央の凹部を横切る、段
差のない部分の線幅（Ｘ）が１．２　μｍのレジストラ
インが形成されるように露光、現像を行う。（第２図参
照）露光現像後の段差凹部中央なレジスト線幅（７）の
（Ｘ）に対する減少率線幅の減少量が１０％以内の場合
をハレーション防止効果（優良）と判定し、１１〜２０
％のものを（良）、２１％以上のものを（不良）とする
比較例２ 吸光剤を添加しない以外は比較例１と同様にして、フォ
トレジスト組成物の調整、露光、現像を行った。比較例
１と同じ方法でハレーション防止効果を評価したところ
、表−２に示すような結果を得た。

表−２に示すように、実施例では高感度でパターンを形
成できた。形成されたパターンはシャープに解像されて
おり、またパターン側面の反射光によるノツチングもな
く、アルミ表面からのハレーション防止効果に優れてい
ることがわかった。

これに対して、比較例のフォトレジストは、感度、また
はハレーション防止効果の点で不十分なものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、評価用段差パターン形状図である。 第２図は、フォトレジストを塗布、露光、現像を行った
図である。 （以ト糸白） 第 図 ←→

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中Ｒは水素、炭素数１〜５のアルキル基、ヒドロキ
   シ基、炭素数１〜５のアルコキシ基、ハロゲン原子を表
   わす。） の化合物を含むことを特徴とするフォトレジスト組成物
   。