JP5879101B2 - Photoresist composition - Google Patents
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Description
本発明は、フォトレジスト組成物に関し、より詳しくは、共溶媒を含んで真空乾燥後、塗布均一性及びパターンプロファイルに優れ、塗布後の染み抑制能に優れて、実際の産業現場に容易に適用でき、大量生産の際に使用量の節減、量産時間の減少などの効果によって作業環境を良好に変化させられるフォトレジスト組成物に関する。 The present invention relates to a photoresist composition, and more specifically, after vacuum drying with a co-solvent, it is excellent in coating uniformity and pattern profile, excellent in stain suppression ability after coating, and easily applied to actual industrial sites. In addition, the present invention relates to a photoresist composition capable of satisfactorily changing the working environment by effects such as reduction in use amount and reduction in mass production time in mass production.
液晶表示装置回路または半導体集積回路のように微細な回路パターンを形成するためには、まず基板上に形成された絶縁膜または導電性金属膜にフォトレジスト組成物を均一にコーティングまたは塗布し、所定形状のマスク存在下でコーティングされたフォトレジスト組成物を露光し現像して、目的とする形状のパターンを形成する。以降、前記パターンが形成されたフォトレジスト膜をマスクとして使用して、金属膜または絶縁膜をエッチングした後、残存するフォトレジスト膜を除去して、基板上に微細回路を形成する。 In order to form a fine circuit pattern such as a liquid crystal display device circuit or a semiconductor integrated circuit, first, a photoresist composition is uniformly coated or applied to an insulating film or a conductive metal film formed on a substrate, and a predetermined pattern is formed. The coated photoresist composition is exposed and developed in the presence of a shape mask to form a pattern of the desired shape. Thereafter, the photoresist film with the pattern formed thereon is used as a mask to etch the metal film or the insulating film, and then the remaining photoresist film is removed to form a fine circuit on the substrate.
前記コーティングまたは塗布は、一般に回転塗布方式やスリット塗布方式が利用される。これら塗布方式は均一なフォトレジスト膜の形成が可能であるという長所があり、塗布均一性は、塗布されたフォトレジストの厚さが全体基板上にどのくらい均一な厚さに覆われているかを示す程度であって、塗布均一性が高いほど、以降工程で安全な物性を確保できるので、さらに均一でかつ染みのないフォトレジスト膜を形成するために多くの溶媒が適用された。 For the coating or coating, a spin coating method or a slit coating method is generally used. These coating methods have the advantage that a uniform photoresist film can be formed, and the coating uniformity indicates how uniform the thickness of the applied photoresist is covered on the entire substrate. The higher the coating uniformity is, the safer the physical properties can be secured in the subsequent processes. Therefore, many solvents were applied to form a more uniform and stain-free photoresist film.
一般に、フォトレジスト組成物は高分子樹脂、感光性化合物、及び溶媒を含み、今までフォトレジスト組成物を利用して形成されたフォトレジスト膜の塗布均一度、感光速度、現像コントラスト、解像度、及び人体安全性を改善しようとする多くの試みがあった。 In general, a photoresist composition includes a polymer resin, a photosensitive compound, and a solvent, and the coating uniformity, the photosensitive speed, the development contrast, the resolution, and the photoresist film formed using the photoresist composition so far. There have been many attempts to improve human safety.
具体的に、米国特許第3,666,473号には、二つのフェノールフォルムアルデヒドノボラック樹脂の混合物と典型的な感光性化合物の使用が開示されており、米国特許第4,115,128号には感光速度を増加させるためにフェノール性樹脂とナフトキノンジアジド感光剤に有機酸サイクリック無水物を添加することが開示されており、米国特許第4,550,069号には塗布均一度と感光速度を増加させ、人体安全性を向上させるために、ノボラック樹脂とο−キノンジアジド感光性化合物と溶媒としてプロピレングリコールアルキルエーテルアセテートの使用が開示されている。 Specifically, U.S. Pat. No. 3,666,473 discloses the use of a mixture of two phenol formaldehyde novolac resins and a typical photosensitive compound, and U.S. Pat. No. 4,115,128. Discloses the addition of an organic acid cyclic anhydride to a phenolic resin and a naphthoquinone diazide photosensitizer to increase the photosensitivity. US Pat. No. 4,550,069 discloses coating uniformity and photosensitivity. The use of propylene glycol alkyl ether acetate as a novolak resin, o-quinonediazide photosensitive compound and solvent is disclosed in order to increase the safety and improve human safety.
また、液晶表示装置用フォトレジスト組成物の物性向上及び作業安定性のために、回転塗布方式での多様な溶媒が開発された。その例としては、エチ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エチルエーテルアセテート、乳酸エチルなどがある。しかし、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートの場合は人体安全性に対する深刻な副作用が報告されており、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートを使用する場合には、TFT−LCDのような大型基板でベーク工程後にピンマークによる不良と、単独溶媒として使用時に平坦化特性が低下するという問題があり、また、乳酸エチルを使用する場合には、組成物の基板に対する接着力が悪く、均一なコーティングが難しいという問題点がある。 In addition, in order to improve physical properties and work stability of a photoresist composition for liquid crystal display devices, various solvents in a spin coating method have been developed. Examples thereof include ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate and the like. However, in the case of ethylene glycol monoethyl ether acetate, serious side effects on human safety have been reported. When propylene glycol monoethyl ether acetate is used, a pin is used after a baking process on a large substrate such as a TFT-LCD. There is a problem that the flattening characteristics are deteriorated when used as a single solvent and a defect due to the mark, and when ethyl lactate is used, the adhesive strength of the composition to the substrate is bad and uniform coating is difficult There is.
また、スリット塗布方式の場合、既存の回転塗布方式による遠心力が作用しないため、均一な塗布特性及びコーティング後の真空乾燥時に優れた平坦性及び均一なパターン性能を有する溶媒の使用が要求されている。 In addition, in the case of the slit coating method, the centrifugal force due to the existing spin coating method does not act, so the use of a solvent having uniform coating characteristics and excellent flatness and uniform pattern performance during vacuum drying after coating is required. Yes.
特に、真空乾燥時に膜の表面が内部よりも乾燥されやすいため、パタン形状が逆テーパ状になる場合が多くて、後続工程で不良を起こす可能性が高くなる。 In particular, since the surface of the film is more likely to be dried than the inside during vacuum drying, the pattern shape often has a reverse taper shape, which increases the possibility of causing a defect in a subsequent process.
したがって、塗布均一度、塗布染みの特性、パターン形状、感光速度、残膜率、現像コントラスト、解像度、高分子樹脂の溶解性、基板との接着力、回路線幅の均一度などのようなフォトレジスト組成物の望ましい特性のうちのいずれか一つの特性を犠牲させることなく、それぞれの産業工程に適したフォトレジスト組成物に対する要求は続いている。 Therefore, such as coating uniformity, coating stain characteristics, pattern shape, photosensitive speed, residual film ratio, development contrast, resolution, polymer resin solubility, adhesion to the substrate, circuit line width uniformity, etc. There is a continuing need for photoresist compositions suitable for each industrial process without sacrificing any one of the desirable properties of the resist composition.
本発明の目的は、塗布時の染みを減らし、塗布均一性を向上させ、真空乾燥時に逆テーパ状とならないように特定構造の共溶媒を含んで、パターン形状を著しく改善するだけでなく、パターン幅の不均一問題を発生しないフォトレジスト組成物を提供することになる。 The object of the present invention is not only to significantly improve the pattern shape, including a co-solvent with a specific structure so as to reduce the stain at the time of coating, improve the coating uniformity, and avoid reverse taper shape during vacuum drying. A photoresist composition that does not cause the non-uniformity of width will be provided.
本発明は、
(a)ノボラック樹脂5〜30重量%、
(b)ジアジド系感光性化合物2〜10重量%、
(c)下記の化学式(1)で表される化合物1〜70重量%、及び
(d)有機溶媒残量
を含むフォトレジスト組成物を提供する。
(A) 5-30% by weight of novolac resin,
(B) 2 to 10% by weight of a diazide photosensitive compound,
(C) A photoresist composition comprising 1 to 70% by weight of a compound represented by the following chemical formula (1) and (d) a remaining amount of an organic solvent is provided.
また、本発明は、前記フォトレジスト組成物を基板にコーティングした後、熱処理して、所定厚さのフォトレジスト膜を形成し、露光及び現像してパターンを形成する段階を含むパターンの形成方法を提供する。 The present invention also provides a pattern forming method including a step of coating a substrate with the photoresist composition, then heat-treating to form a photoresist film having a predetermined thickness, and exposing and developing to form a pattern. provide.
本発明のフォトレジスト組成物は、塗布時の塗布染みを減少し、塗布均一性を向上し、真空乾燥時に逆テーパ状とならない好ましいパターン形状を有するようにする。特に、本発明の場合、パターン形状を改善するために従来に実施された感光剤の量や種類による比率、コントラストエンハンサーの低減などの方法のようにパターンの幅が不均一になる問題を起こさない。 The photoresist composition of the present invention has a preferable pattern shape that reduces coating stain at the time of coating, improves coating uniformity, and does not become reversely tapered when vacuum dried. In particular, in the case of the present invention, there is no problem that the width of the pattern becomes non-uniform as in the conventional methods such as the ratio depending on the amount and type of the photosensitizer and the reduction of the contrast enhancer for improving the pattern shape. .
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。本発明は、感光速度、残膜率、現像コントラスト、解像度、高分子樹脂の溶解性、基板との接着力、回路線幅の均一度などのフォトレジスト組成物で要求する物性を全て満足しながら、特に、塗布均一度に優れ、塗布染みを防止して、優れたパターン形状を有するようにするフォトレジスト組成物に関する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The present invention satisfies all of the physical properties required for a photoresist composition such as photosensitive speed, residual film ratio, development contrast, resolution, polymer resin solubility, adhesion to a substrate, and circuit line width uniformity. In particular, the present invention relates to a photoresist composition that has excellent coating uniformity, prevents coating stains, and has an excellent pattern shape.
このような本発明のフォトレジスト組成物は、ノボラック樹脂、ジアジド系感光性化合物及び有機溶媒を含み、ここに塗布性を改善するための上記化学式(1)で表される共溶媒を含むことを特徴とする。
上記化学式(1)で表される共溶媒は、ジメチル−2−メチルグルタレート(dimethyl−2−methyl glutarate)、ジメチルアジペート(dimethyl adipate)、ジメチルグルタレート(dimethyl glutarate)、ジメチルスクシネート(dimethyl succinate)、ジイソブチルアジペート(diisobutyl adipate)、ジイソブチルグルタレート(diisobutyl glutarate)、ジイソブチルスクシネート(diisobutyl succinate)またはこれらが1種以上混合されたものが好ましく、塗布均一度や染み特性が良好なジメチル−2−メチルグルタレートを使用するのがさらに好ましい。 The co-solvent represented by the chemical formula (1) includes dimethyl-2-methyl glutarate, dimethyl adipate, dimethyl glutarate, and dimethyl succinate. succinate, diisobutyl adipate, diisobutyl glutarate, diisobutyl succinate, or a mixture of one or more of them, and dimethyl having good coating uniformity and stain characteristics More preferably, 2-methylglutarate is used.
本発明のフォトレジスト組成物において、上記化学式(1)の共溶媒の含有量は、塗布均一度を考慮して適切に添加すればよく、例えば、全体フォトレジスト組成物に対して1〜70重量%で使用し、より好ましくは5〜50重量%で使用するのが良い。この時、その含有量が1重量%未満であれば、真空乾燥時の染みが発生するか、または逆テーパ状のパターンが生じる問題があり、70重量%を超えれば、残膜率が低下し、真空乾燥時間が長くなる問題がある。 In the photoresist composition of the present invention, the content of the co-solvent of the above chemical formula (1) may be appropriately added in consideration of coating uniformity, for example, 1 to 70 wt% with respect to the entire photoresist composition. %, More preferably 5 to 50% by weight. At this time, if the content is less than 1% by weight, there is a problem that stain at the time of vacuum drying occurs or a reverse taper pattern is formed, and if it exceeds 70% by weight, the remaining film ratio is lowered. There is a problem that the vacuum drying time becomes long.
また、前記ノボラック樹脂はアルカリ可溶性であり、従来のフォトレジスト組成物で使用されている通常のものを使用することができる。具体的に、前記ノボラック樹脂は、フェノール系化合物とアルデヒド系化合物またはケトン系化合物を酸触媒下で縮重合反応させて得ることができる。例えば、前記ノボラック樹脂は、メタクレゾール単独で合成されたノボラック樹脂、パラクレゾール単独で合成されたノボラック樹脂、レゾルシノールを使用したノボラック樹脂、サリシリックアルデヒドとベンジルアルデヒドを反応させて製造したノボラック樹脂、メタクレゾール、パラクレゾール、レゾルシノールをなどを混合使用したノボラック樹脂などが全て使用できる。 Further, the novolak resin is alkali-soluble, and ordinary ones used in conventional photoresist compositions can be used. Specifically, the novolak resin can be obtained by subjecting a phenol compound and an aldehyde compound or a ketone compound to a condensation polymerization reaction in the presence of an acid catalyst. For example, the novolak resin includes a novolak resin synthesized with metacresol alone, a novolak resin synthesized with paracresol alone, a novolak resin using resorcinol, a novolak resin produced by reacting salicylaldehyde with benzylaldehyde, Any novolak resin using a mixture of cresol, para-cresol, resorcinol, etc. can be used.
前記フェノール系化合物としては、フェノール、オルトクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾール、2,3−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、2,3,6−トリメチルフェノール、2−t−ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノール、4−t−ブチルフェノール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、5−メチルレゾルシノール、4−t−ブチルカテコール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェノール、2−プロピルフェノール、3−プロピルフェノール、4−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、2−メトキシ−5−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノール、チモール、イソチモールなどが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、または混合して使用できる。 Examples of the phenol compound include phenol, orthocresol, metacresol, paracresol, 2,3-dimethylphenol, 3,4-dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol, 2,4-dimethylphenol, 2,6- Dimethylphenol, 2,3,6-trimethylphenol, 2-t-butylphenol, 3-t-butylphenol, 4-t-butylphenol, 2-methylresorcinol, 4-methylresorcinol, 5-methylresorcinol, 4-t-butyl Catechol, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol, 2-propylphenol, 3-propylphenol, 4-propylphenol, 2-isopropylphenol, 2-methoxy-5-methylphenol, 2-t-butyl-5-methylpheno Le, thymol, and the like Isochimoru. These can be used alone or in combination.
前記アルデヒド系化合物としては、ホルムアルデヒド、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、テレフタル酸アルデヒドなどが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、または混合して使用することができる。 Examples of the aldehyde compounds include formaldehyde, formalin, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, propylaldehyde, benzaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p- Hydroxybenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p-ethylbenzaldehyde, pn-butylbenzaldehyde, terephthalic acid aldehyde, etc. Can be mentioned. These can be used alone or in combination.
前記ケトン系化合物としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジフェニルケトンが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、または混合して使用できる。 Examples of the ketone compound include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, and diphenyl ketone. These can be used alone or in combination.
前記酸触媒としては、硫酸、塩酸、ホルム酸酢酸、シュウ酸などがある。 Examples of the acid catalyst include sulfuric acid, hydrochloric acid, formic acid acetic acid, and oxalic acid.
前記ノボラック樹脂は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定した単分散ポリスチレン換算の重量平均分子量が3,000〜30,000であるのが好ましい。 The novolak resin preferably has a weight average molecular weight in terms of monodisperse polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) of 3,000 to 30,000.
好ましくは、前記ノボラック樹脂は、メタクレゾールとパラクレゾールの重量比が2:8〜8:2であり、これらを2種以上混合して使用する。前記ノボラック樹脂は、メタクレゾール:パラクレゾールの重量比が8:2のノボラック樹脂と、メタクレゾール:パラクレゾールの重量比が6:4のノボラック樹脂の混合物であるのがさらに好ましい。 Preferably, the novolak resin has a weight ratio of metacresol to paracresol of 2: 8 to 8: 2, and two or more of these are used in combination. The novolak resin is more preferably a mixture of a novolak resin having a weight ratio of metacresol: paracresol of 8: 2 and a novolak resin having a weight ratio of metacresol: paracresol of 6: 4.
本発明のフォトレジスト組成物において、ノボラック樹脂の含有量は、全体フォトレジスト組成物に対して5〜30重量%で使用するのが好ましい。この時、その含有量が5重量%未満であれば、一定の厚さ以上の塗布膜が得られないか、または塗布膜の内部の流動性が大きくて染みが発生しやすい問題があり、30重量%を超えれば、一定の厚さ以下の塗布膜が得られないか、または膜が不均一に塗布される問題がある。 In the photoresist composition of the present invention, the content of the novolak resin is preferably 5 to 30% by weight with respect to the total photoresist composition. At this time, if the content is less than 5% by weight, a coating film having a certain thickness or more cannot be obtained, or there is a problem that the fluidity inside the coating film is large and stains are likely to occur. If the weight percentage is exceeded, there is a problem that a coating film having a certain thickness or less cannot be obtained, or the film is applied unevenly.
前記ジアジド系感光性化合物は、ポ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、及び2−ジアゾ−1−ナフトール−5−スルホン酸などの化合物を反応させて製造することができる。例えば、前記b)ジアジド系感光性化合物は、トリヒドロキシベンゾフェノンと2−ジアゾ−1−ナフトール−5−スルホン酸をエステル化反応させて製造された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−5−スルホン酸塩;またはテトラヒドロキシベンゾフェノンと2−ジアゾ−1−ナフトール−5−スルホン酸をエステル化反応させて製造された2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸塩であるのができ、これらは単独または混合して使用することができる。また、前記例示したジアジド系化合物を混合使用時、その混合比は特に限定されず、この分野の当業者によく知られた比率で混合することができる。 The diazide-based photosensitive compound can be produced by reacting a compound such as polyhydroxybenzophenone, 1,2-naphthoquinonediazide, and 2-diazo-1-naphthol-5-sulfonic acid. For example, the b) diazide-based photosensitive compound is 2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,2 produced by esterification of trihydroxybenzophenone and 2-diazo-1-naphthol-5-sulfonic acid. -Naphthoquinonediazide-5-sulfonate; or 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone-1 produced by esterification of tetrahydroxybenzophenone and 2-diazo-1-naphthol-5-sulfonic acid , 2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate, which can be used alone or in admixture. Further, when the above-exemplified diazide compounds are mixed and used, the mixing ratio is not particularly limited, and can be mixed at a ratio well known to those skilled in the art.
本発明のフォトレジスト組成物において、ジアジド系感光性化合物の含有量は、全体フォトレジスト組成物に対して2〜10重量%で使用するのが好ましい。この時、その含有量が2重量%未満であれば、残膜率が低くなり、基板との接着力が落ちる問題があり、10重量%を超えれば、感光速度が遅くなり、現像コントラストが高くなる問題がある。 In the photoresist composition of the present invention, the content of the diazide-based photosensitive compound is preferably 2 to 10% by weight based on the entire photoresist composition. At this time, if the content is less than 2% by weight, there is a problem that the remaining film rate is low and the adhesion to the substrate is lowered. If it exceeds 10% by weight, the photosensitive speed is slowed and the development contrast is high. There is a problem.
前記有機溶媒は共溶媒と共に使用されて、フォトレジストの溶解性を向上させることができ、溶解性及び各成分との反応性に優れ、塗布膜の形成が容易なグリコールエーテル流、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート流、及びジエチレングリコール流などが使用できる。好ましくは、前記有機溶媒は、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、2−メトキシ酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、及び1−メチル−2−ピロリジノンからなる群より1種以上選択されるものを使用することができる。 The organic solvent is used together with a co-solvent to improve the solubility of the photoresist, is excellent in solubility and reactivity with each component, and is easy to form a coating film. Acetate streams, diethylene glycol streams, and the like can be used. Preferably, the organic solvent is selected from the group consisting of propylene glycol methyl ether acetate, ethyl lactate, 2-methoxyethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and 1-methyl-2-pyrrolidinone. Can be used.
本発明のフォトレジスト組成物において、有機溶媒の含有量は、全体フォトレジスト組成物に残部として含まれることができ、好ましくは全体フォトレジスト組成物に対して70〜90重量%で使用することができる。 In the photoresist composition of the present invention, the content of the organic solvent can be included as a balance in the entire photoresist composition, and preferably 70 to 90% by weight based on the entire photoresist composition. it can.
また、本発明のフォトレジスト組成物は、必要に応じてフォトレジストの感度向上及びハードベーク工程時のパターンの流れを向上させるために、通常の感度増進剤をさらに含むことができる。また、前記フォトレジスト組成物は、着色剤、染料、可塑剤、接着促進剤、界面活性剤、擦痕防止剤などの添加剤をさらに含むことができる。これら添加剤が本発明のフォトレジスト組成物に添加される場合、その含有量が特に限定されず、通常の範囲で添加されることができる。 In addition, the photoresist composition of the present invention may further include a general sensitivity enhancer, if necessary, in order to improve the sensitivity of the photoresist and improve the pattern flow during the hard baking process. The photoresist composition may further include additives such as a colorant, a dye, a plasticizer, an adhesion promoter, a surfactant, and an anti-scratch agent. When these additives are added to the photoresist composition of the present invention, the content thereof is not particularly limited and can be added within a normal range.
また、本発明は、前記フォトレジスト組成物を利用してパターンを形成することができる。 In the present invention, a pattern can be formed using the photoresist composition.
好ましい一例を挙げれば、本発明は前記フォトレジスト組成物を基板にコーティングした後、熱処理して、所定厚さのフォトレジスト膜を形成し、露光及び現像してパターンを形成する段階を含むパターンの形成方法を提供することができる。また、本発明は前記パターンを有する基板をエッチング液を用いてエッチング工程を行う段階をさらに含むことができる。 As a preferred example, the present invention includes a step of coating a substrate with the photoresist composition, followed by heat treatment to form a photoresist film having a predetermined thickness, and exposing and developing to form a pattern. A forming method can be provided. In addition, the present invention may further include performing an etching process on the substrate having the pattern using an etchant.
前記基板としては、シリコン、アルミニウム、インジウムティンオキサイド(ITO)、インジウムジンクオキサイド(IZO)、モリブデン、二酸化シリコン、ドーピングされた二酸化シリコン、窒化シリコン、タンタル、銅、ポリシリコン、セラミック、アルミニウム/銅混合物及び重合成樹脂からなる群より選択されるものを使用することができ、特に限られない。 Examples of the substrate include silicon, aluminum, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), molybdenum, silicon dioxide, doped silicon dioxide, silicon nitride, tantalum, copper, polysilicon, ceramic, and aluminum / copper mixture. And those selected from the group consisting of polysynthetic resins can be used, and are not particularly limited.
前記コーティング方法は、浸漬、噴霧、回転及びスピンコーティングを含む通常のコーティング方法で行うことができ、その方法が特に限られない。例えば、スピンコーティングをする場合、フォトレジスト溶液の固体含有量をスピニング装置の種類と方法により適切に変化させることによって、目的とする厚さの被膜を形成することができる。 The coating method can be performed by a normal coating method including dipping, spraying, rotation, and spin coating, and the method is not particularly limited. For example, when spin coating is performed, a film having a desired thickness can be formed by appropriately changing the solid content of the photoresist solution depending on the type and method of the spinning device.
前記熱処理は、通常のソフトベーキング及びハードベーキングを行うことができる。前記熱処理は、フォトレジスト組成物のうちの固体成分を熱分解させることなく、溶媒を蒸発させるために実施することである。一般に、ソフトベーク工程によって溶媒の濃度を最小化するのが好ましく、厚さ3μm以下のフォトレジスト膜が基板に残るまで行うのが好ましい。 The heat treatment can be performed by ordinary soft baking and hard baking. The heat treatment is performed to evaporate the solvent without thermally decomposing solid components of the photoresist composition. In general, it is preferable to minimize the concentration of the solvent by a soft baking process, and it is preferable to carry out until the photoresist film having a thickness of 3 μm or less remains on the substrate.
前記露光は、フォトレジスト膜が形成された基板を適当なマスクまたは型板などを用いて光、特に紫外線に露光させることによって目的とする形態のパターンを形成する。 In the exposure, a substrate having a photoresist film formed thereon is exposed to light, particularly ultraviolet rays, using an appropriate mask or a template, thereby forming a desired pattern.
前記露光された基板は、アルカリ性の現像水溶液に十分に浸漬させた後、光に露出した部位のフォトレジスト膜の全部またはほとんど大部分が溶解するまで放置する。この時、前記現像水溶液は、アルカリ水酸化物、水酸化アンモニウムまたはテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(tetramethylammonium hydroxide)を含有する水溶液を使用するのが好ましい。 The exposed substrate is sufficiently immersed in an alkaline developing aqueous solution, and then left until all or almost most of the photoresist film exposed to light is dissolved. At this time, the developing aqueous solution is preferably an aqueous solution containing alkali hydroxide, ammonium hydroxide or tetramethylammonium hydroxide.
前記のように露光した部位が溶解されて除去された基板を現像液から取り出した後、さらにハードベーク(hard bake)工程によって熱処理して、フォトレジスト膜の接着性及び耐薬品性を増進させることができる。このような熱処理は、フォトレジスト膜の軟化点以下の温度で実施するのが好ましく、特に90〜140℃の温度で実施するのが好ましい。 The substrate having the exposed portion dissolved and removed as described above is taken out of the developer, and then further heat-treated by a hard bake process to improve the adhesion and chemical resistance of the photoresist film. Can do. Such heat treatment is preferably carried out at a temperature below the softening point of the photoresist film, particularly preferably at a temperature of 90 to 140 ° C.
また、前記露光及び現像が完了したパターンは、通常の銅エッチング溶液または気体プラズマでエッチング処理して露出した基板部位を処理することができ、この時、基板の露出しない部位はフォトレジスト膜によって保護される。このように、基板を処理した後に適切なストリッパーでフォトレジスト膜を除去することによって、基板に微細回路パターンを形成することができる。 In addition, the exposed and developed pattern can treat the exposed substrate portion by etching with a normal copper etching solution or gas plasma. At this time, the unexposed portion of the substrate is protected by a photoresist film. Is done. In this way, a fine circuit pattern can be formed on the substrate by removing the photoresist film with an appropriate stripper after the substrate is processed.
前記方法で製造されたパターンは、印刷性の向上によって、真空乾燥による膜表面が内部と同時に乾燥されてパターン形状に優れているので、後続工程の不良を最小化することができる。したがって、本発明のフォトレジスト組成物を利用したパターンは、液晶表示装置回路、半導体集積回路など微細回路の製造への使用に適合する。 The pattern manufactured by the above method is excellent in pattern shape because the film surface by vacuum drying is dried simultaneously with the inside due to the improvement of printability, so that defects in subsequent processes can be minimized. Therefore, the pattern using the photoresist composition of the present invention is suitable for use in the production of fine circuits such as liquid crystal display circuits and semiconductor integrated circuits.
以下、本発明を下記の実施例及び比較例を参照して説明する。しかし、これら例は本発明を例示するためのものに過ぎず、本発明がこれらに制限されるわけではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the following examples and comparative examples. However, these examples are merely for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.
〔実施例1〜4〕及び〔比較例1〜3〕
メタクレゾール:パラクレゾールの重量比が6:4のノボラック樹脂、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−5−スルホン酸塩と2,3,4,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸塩を5:5重量部で混合した感光性化合物、共溶媒としてジメチル−2−メチルグルタレート、溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)、乳酸エチル、ノーマルブチルアセテートを使用して、下記表1の組成と含有量で各成分を均一に混合し、実施例及び比較例のフォトレジスト組成物を製造した。
[Examples 1-4] and [Comparative Examples 1-3]
A novolak resin having a weight ratio of metacresol: paracresol of 6: 4, 2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate and 2,3,4,4-tetrahydroxybenzophenone -1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonate mixed at 5: 5 parts by weight, dimethyl-2-methylglutarate as a co-solvent, propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA) as a solvent, ethyl lactate Using normal butyl acetate, each component was uniformly mixed with the composition and content shown in Table 1 below to prepare photoresist compositions of Examples and Comparative Examples.
<厚さ均一度及び塗布染みの評価>
前記実施例及び比較例で製造した液晶表示装置回路用フォトレジスト組成物を、横400mm×縦300mm大きさのモリブデン付着ガラス基板にスリット塗布した後、0.5トール(Torr)以下で60秒間減圧乾燥し、前記基板を110℃で90秒間加熱乾燥して、1.50μm厚さのフィルム膜を形成した。その後、前記フィルム膜の厚さ均一度と塗布染みの特性を下記方法で測定し、その結果を下記表2に表した。
<Evaluation of thickness uniformity and coating stain>
The photoresist composition for a liquid crystal display device circuit manufactured in the examples and comparative examples was slit-coated on a molybdenum-attached glass substrate having a size of 400 mm in width and 300 mm in length, and then reduced in pressure for 60 seconds at 0.5 Torr or less. Then, the substrate was heated and dried at 110 ° C. for 90 seconds to form a film film having a thickness of 1.50 μm. Thereafter, the film thickness uniformity and coating stain characteristics were measured by the following methods, and the results are shown in Table 2 below.
(1)厚さ均一度
フォトレジストフィルム膜の厚さを横20回、縦15回で、総300回を測定して、最大厚さと最小厚さを測定し、下記式によって厚さ均一度を求めた。
(2)塗布染みの特性
フォトレジストフィルム膜を表面観察用ハロゲンランプ適用下で肉眼で観察して、横方向の縞柄の程度によって評価した。この時、塗布染みの特性に対する評価基準は、図1のとおりである。
(2) Characteristics of coating stain The photoresist film film was observed with the naked eye under the application of a halogen lamp for surface observation, and evaluated by the degree of the horizontal stripe pattern. At this time, the evaluation criteria for the characteristics of the coating stain are as shown in FIG.
前記表2の結果を見れば、本発明の実施例1〜4は、比較例1〜3と比べて染みがなく、かつ塗布均一度が非常に優れていることが分かる。 If the result of the said Table 2 is seen, it will be understood that Examples 1-4 of the present invention have no stain and very excellent coating uniformity compared to Comparative Examples 1-3.
<パターン形状>
前記実施例及び比較例で製造した液晶表示装置回路用フォトレジスト組成物を3インチシリコンウエハーに一定にスピン塗布した後、0.5トール(Torr)以下で60秒間減圧乾燥し、前記基板を110℃で90秒間加熱乾燥して、1.50μm厚さのフィルム膜を形成した。
<Pattern shape>
The photoresist composition for a liquid crystal display device circuit manufactured in the above examples and comparative examples was spin-coated on a 3-inch silicon wafer, and then dried under reduced pressure for 60 seconds at 0.5 Torr or less, and the substrate was 110. Heat drying at 90 ° C. for 90 seconds to form a film film having a thickness of 1.50 μm.
露光器を用いて露光させ、2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(tetramethylammonium hydroxide)を含有する水溶液を室温で60秒間現像してパターンを形成した。形成されたパターンのプロファイルをSEMで観察した。この時、パターン形状に対する評価基準は図2のとおりであり、その結果は表3に表した。 Exposure was performed using an exposure device, and an aqueous solution containing 2.38% tetramethylammonium hydroxide was developed at room temperature for 60 seconds to form a pattern. The profile of the formed pattern was observed with SEM. At this time, the evaluation criteria for the pattern shape are as shown in FIG. 2, and the results are shown in Table 3.
前記表3から分かるように、特定共溶媒を使用する実施例1〜4は、比較例1〜3に比べてパターン形状も優れていた。 As can be seen from Table 3, Examples 1 to 4 using the specific co-solvent were superior in pattern shape as compared with Comparative Examples 1 to 3.
Claims (6)
(b)ジアジド系感光性化合物2〜10重量%、
(c)下記の化学式(1)で表される共溶媒1〜70重量%、及び
(d)有機溶媒残量
を含むフォトレジスト組成物。
(B) 2 to 10% by weight of a diazide photosensitive compound,
(C) A photoresist composition comprising 1 to 70% by weight of a co-solvent represented by the following chemical formula (1) and (d) a remaining amount of organic solvent.
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