JP2000187337A - Developer and developing method using the same - Google Patents

Developer and developing method using the same

Info

Publication number
JP2000187337A
JP2000187337A JP36543298A JP36543298A JP2000187337A JP 2000187337 A JP2000187337 A JP 2000187337A JP 36543298 A JP36543298 A JP 36543298A JP 36543298 A JP36543298 A JP 36543298A JP 2000187337 A JP2000187337 A JP 2000187337A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoresist
excimer laser
developing
developer
developing method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP36543298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadahiro Omi
忠弘 大見
Yukio Tamai
幸夫 玉井
Satoshi Kawada
聡志 川田
Yoshihiro Shiode
吉宏 塩出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Tokuyama Corp
Original Assignee
Canon Inc
Tokuyama Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc, Tokuyama Corp filed Critical Canon Inc
Priority to JP36543298A priority Critical patent/JP2000187337A/en
Publication of JP2000187337A publication Critical patent/JP2000187337A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain excellent wettability to a photoresist, to uniformly spread a developer, to suppress the rate of dissolution in a low exposed part and to form a micro pattern with excellent reproducibility by developing with a developer containing a specific compound in a prescribed concentration succeeding to the exposure using an excimer laser beam. SOLUTION: The photoresist exposed with the excimer laser beam, containing no organic basic compound and having environmental stability is developed with the developer containing the compound expressed by a formula in the concentration of 1-5000 wt.ppm. In the formula, R represents a 3-20C hydrocarbon; each of (n) and (m) represents the integers satisfying n+m=3 to 100. The light source of the excimer laser beam is at least one kind selected from KrF excimer laser, ArF excimer laser and F2 excimer laser. The developer is an aq. solution containing a nonmetal alkali compound. The photoresist is a positive chemically amplified photoresist and exhibits the environmental stability by baking at a high temp.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトリソグラフ
ィーで用いられるフォトレジストの現像液及び現像方法
に関し、更に詳しくは超LSI製造プロセスで微細パタ
ーン形成に用いられるエキシマレーザ用フォトレジスト
の現像に適用して好適である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing solution and a developing method for a photoresist used in photolithography, and more particularly, to an application for developing a photoresist for an excimer laser used for forming a fine pattern in an VLSI manufacturing process. It is suitable.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体デバイスの製造において、
半導体集積回路の高密度化及び微細化が進められてい
る。それに伴って、パターン形成を行うリソグラフィー
工程では、露光装置の光源として従来の水銀ランプを使
用したi線(365nm)から、より短波長であるKr
Fエキシマレーザ(248nm)やArFエキシマレー
ザ(193nm)へと移行しつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, in the manufacture of semiconductor devices,
2. Description of the Related Art Higher density and finer semiconductor integrated circuits are being promoted. Along with this, in the lithography process for forming a pattern, a shorter wavelength Kr, which is shorter than i-line (365 nm) using a conventional mercury lamp as a light source of an exposure apparatus, is used.
It is shifting to an F excimer laser (248 nm) and an ArF excimer laser (193 nm).

【0003】このような使用光源の移行に伴い、i線の
場合では、フォトレジスト用組成物として、現像液に可
溶であるノボラック樹脂に光分解剤であるナフトキノン
ジアジド化合物を組み合わせた組成物を用いていたが、
エキシマレーザの場合では、フォトレジスト用組成物と
して、現像液に可溶であるベース樹脂中の官能基を保護
基でマスクして現像液に対する溶解度を抑制させた樹脂
と、受光(露光)により酸を発生する光酸発生剤とを主
成分とする組成物が用いられるようになった。このよう
なフォトレジストは化学増幅型フォトレジストと称され
ている。
With the shift of the light source used, in the case of i-line, as a photoresist composition, a composition obtained by combining a naphthoquinonediazide compound as a photolytic agent with a novolak resin soluble in a developer is used. Was used,
In the case of an excimer laser, a photoresist composition is a resin in which the solubility in a developing solution is suppressed by masking a functional group in a base resin which is soluble in the developing solution with a protecting group, and an acid by light reception (exposure). And a photo-acid generator that generates chromium are mainly used. Such a photoresist is called a chemically amplified photoresist.

【0004】エキシマレーザ用のフォトレジスト、特に
化学増幅型のポジ型フォトレジストでは、シリコンウエ
ハ等の基板上に塗布されたフォトレジストをエキシマレ
ーザ光により露光することにより、光酸発生剤から酸が
発生し、露光後のベークにより酸が保護基を切断する反
応が生じる。その結果、フォトレジストのベース樹脂が
現像液に対して可溶となり、フォトレジストの現像がな
される。
In a photoresist for an excimer laser, particularly a chemically amplified positive photoresist, an acid is generated from a photoacid generator by exposing a photoresist coated on a substrate such as a silicon wafer with an excimer laser beam. Occurs and a reaction occurs in which the acid cleaves the protecting group by baking after exposure. As a result, the base resin of the photoresist becomes soluble in the developing solution, and the photoresist is developed.

【0005】しかしながら、このフォトレジストは、大
気中の不純物、特に塩基成分かフォトレジスト中に侵入
することによって、光酸発生剤が不活性化してしまい、
その結果、現像液に溶解し難くなり、所望のバターンが
得られないという問題が存在していた。特に露光前と露
光後のベークの間にインターバルが大きな影響を与える
ことが知られている。そしてこの問題を解決するための
方法が、プロセス、材料面から存在する。
[0005] However, in this photoresist, the photoacid generator is inactivated by infiltration of impurities in the atmosphere, particularly, a base component or the photoresist, whereby the photoresist is inactivated.
As a result, there has been a problem that it is difficult to dissolve in a developer and a desired pattern cannot be obtained. In particular, it is known that the interval greatly affects the baking before and after the exposure. There is a method for solving this problem from the viewpoint of process and material.

【0006】例えば、プロセス雰囲気から不純物を除去
する方法、レジスト表面に不純物の侵入を防ぐ保護膜を
コートする方法、フォトレジストに塩基性化合物などを
添加する方法、フォトレジストをそのガラス転移温度以
上に高温でベークする方法(アニール法)などが挙げら
れる。
For example, a method of removing impurities from a process atmosphere, a method of coating a protective film for preventing the intrusion of impurities into the surface of a resist, a method of adding a basic compound or the like to a photoresist, and a method of keeping a photoresist at or above its glass transition temperature. A method of baking at a high temperature (annealing method) is exemplified.

【0007】このアニール法は、フォトレジストの塗布
時に、フォトレジストのベース樹脂のガラス転移温度以
上に高温でベークすることによって、フォトレジスト中
の自由体積を減少させて、大気中の不純物がフォトレジ
スト中を拡散し難くするというものである。しかし、従
来のフォトレジスト材料では、ガラス転移温度以上にベ
ークすると、保護基が脱離したり、光酸発生剤が分解す
るなどしていた。従って、この高温に安定なベース樹脂
や光酸発生剤などが開発されてきた。例えば、t−ブチ
ル基、t−ブトキシ基などで保護したアクリル酸及びメ
タクリル酸とそれらの誘導体、ヒドロキシスチレン及び
その誘導体を含有する共重合体(本発明における共重合
体とは、2成分またはそれ以上の多成分の3元共重合
体、4元共重合体を含む。)をベース樹脂に使用するこ
とで、高温でのベークが可能なフォトレジストが得られ
る。
In this annealing method, the free volume in the photoresist is reduced by baking at a temperature higher than the glass transition temperature of the base resin of the photoresist during the application of the photoresist, so that impurities in the atmosphere are reduced. It is to make it hard to spread inside. However, in a conventional photoresist material, when baking is performed at a temperature higher than the glass transition temperature, a protective group is eliminated or a photoacid generator is decomposed. Accordingly, base resins, photoacid generators, and the like that are stable at high temperatures have been developed. For example, a copolymer containing acrylic acid and methacrylic acid protected with a t-butyl group, a t-butoxy group and the like, a derivative thereof, and hydroxystyrene and a derivative thereof (the copolymer in the present invention is a two-component or By using the above multi-component terpolymer and quaternary copolymer) as the base resin, a photoresist that can be baked at a high temperature can be obtained.

【0008】このようなフォトレジストの現像液として
は、一般にアルカリ性化合物の水溶液が用いられてい
る。半導体デバイスの製造においては、金属イオンを含
有するアルカリ化合物を用いるとそのデバイス特性に悪
影響を及ぼすおそれがあるので、通常、金属イオンを含
まない非金属アルカリ化合物、例えば、テトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド(以下、TMAHと略称す
る。)やトリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニ
ウムヒドロキシド(コリン)等の水溶液が用いられる。
As a developing solution for such a photoresist, an aqueous solution of an alkaline compound is generally used. In the manufacture of a semiconductor device, the use of an alkali compound containing a metal ion may adversely affect the device characteristics. Therefore, a non-metal alkali compound containing no metal ion, for example, tetramethylammonium hydroxide (hereinafter, referred to as tetramethylammonium hydroxide) , TMAH) or an aqueous solution of trimethyl (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide (choline).

【0009】フォトレジストの現像液に求められる性質
として、高い解像力が要求される。即ち、フォトレジス
トの露光部と非露光部との現像速度の比、即ちそのフォ
トレジストの現像液に対する選択比が高いことが要求さ
れ、これが微細なフォトレジストのパターンを得る上で
重要である。
As a property required for a developing solution of a photoresist, a high resolution is required. That is, it is required that the ratio of the developing speed between the exposed part and the non-exposed part of the photoresist, that is, the selectivity of the photoresist to the developing solution is high, which is important for obtaining a fine photoresist pattern.

【0010】上述したように、現像液は水溶液であるか
ら、疎水性であるレジスト表面に対して濡れ性が十分で
ない。従って現像液が基板上のフォトレジスト表面全面
に均一に広がらず、その結果、パターン形状が基板表面
上の位置によって相違し、微細なパターンの基部まで十
分に浸透されないため、現像不良の原因となる場合があ
った。
As described above, since the developer is an aqueous solution, the developer has insufficient wettability with respect to the hydrophobic resist surface. Therefore, the developing solution does not spread evenly over the entire surface of the photoresist on the substrate, and as a result, the pattern shape varies depending on the position on the substrate surface, and does not sufficiently penetrate to the base of the fine pattern, which causes poor development. There was a case.

【0011】半導体集積回路の製造工程における現像法
としては、パドル現像法が頻繁に用いられており、この
手法では現像液の濡れ性が特に重要である。加えて、半
導体デバイスの製造に用いられるシリコンウエハは大口
径化が進んできており、ますます濡れ性に優れた現像液
が渇望されていた。
As a developing method in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit, a paddle developing method is frequently used, and in this method, wettability of a developing solution is particularly important. In addition, silicon wafers used in the manufacture of semiconductor devices have been increasing in diameter, and there has been a desire for a developer having even better wettability.

【0012】上記のような諸問題を解決する方法とし
て、界面活性剤を現像液に添加して、濡れ性を向上させ
る技術が特開平5−303208号公報等に記載されて
いる。更に特開平5−303209号公報等では、界面
活性剤が添加された現像液による現像と、いわゆるQU
EST(QUadrupole Efect for Stepper Technology )
とを組み合わせてKrFエキシマレーザを用いて0.2
μmのパターンを形成する方法が記載されている。
As a method for solving the above-mentioned problems, a technique for improving the wettability by adding a surfactant to a developer is described in JP-A-5-303208. Further, JP-A-5-303209 and the like disclose development with a developer to which a surfactant is added, and the so-called QUA
EST (QUadrupole Efect for Stepper Technology)
And 0.2 using a KrF excimer laser.
A method for forming a μm pattern is described.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の方法では、0.2μmより小さい良好な
フォトレジストのパターンを再現性良く得ることは極め
て困難であるという問題があった。例えばポジ型フォト
レジストを用いた場合、実質的に露光されていない部
分、即ち低露光部におけるレジストの溶解速度が、界面
活性剤の作用によって速くなり、その結果、実質的に露
光されている高露光部と低露光部の選択比(解像力)が
低下して、所望の形状をもつ微細なフォトレジストパタ
ーンの形成を妨げることになる。
However, the conventional method as described above has a problem that it is extremely difficult to obtain a good photoresist pattern smaller than 0.2 μm with good reproducibility. For example, when a positive photoresist is used, the dissolution rate of the resist in a substantially unexposed portion, that is, in a low-exposed portion is increased by the action of a surfactant, and as a result, the substantially exposed high-exposed portion is exposed. The selectivity (resolution) between the exposed part and the low-exposed part is reduced, which prevents formation of a fine photoresist pattern having a desired shape.

【0014】そこで本発明は、フォトレジストに対する
漏れ性に優れ、フォトレジスト表面に現像液が均一に広
がるのみならず、フォトレジストの低露光部(低溶解
部)における溶解速度をより一層抑制でき、微細なパタ
ーンを再現性良く形成することが可能な現像液及び現像
方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention is excellent in leaking property to a photoresist, and can not only spread the developing solution uniformly on the photoresist surface, but also further suppress the dissolution rate of the photoresist in a low exposure part (low dissolution part). It is an object of the present invention to provide a developing solution and a developing method capable of forming a fine pattern with good reproducibility.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の現像方法は、一
般式が、
The developing method of the present invention has a general formula:

【0016】[0016]

【化3】 Embedded image

【0017】(式中、Rは炭素数3〜20の炭化水素で
あり、n,mはn+m=3〜100を満たす整数であ
る。)で表される化合物を1重量ppm〜5000重量
ppmの範囲内の濃度で含む現像液を用い、エキシマレ
ーザ光で露光された有機塩基性化合物を含まず耐環境安
定性を有するフォトレジストを現像する。
(Wherein R is a hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms, and n and m are integers satisfying n + m = 3 to 100). Using a developing solution having a concentration within the range, a photoresist which does not contain an organic basic compound and has environmental stability and is exposed to light by excimer laser light is developed.

【0018】本発明の現像方法の一態様において、前記
エキシマレーザ光の光源は、KrFエキシマレーザ、A
rFエキシマレーザ及びF2 エキシマレーザより選ばれ
た少なくとも1種である。
In one embodiment of the developing method of the present invention, the light source of the excimer laser light is a KrF excimer laser,
At least one selected from rF excimer laser and F 2 excimer laser.

【0019】本発明の現像方法の一態様において、前記
現像液は、非金属アルカリ化合物を含む水溶液である。
In one embodiment of the developing method of the present invention, the developer is an aqueous solution containing a non-metallic alkali compound.

【0020】本発明の現像方法の一態様において、前記
フォトレジストは、化学増幅型のポジ型フォトレジスト
である。
In one embodiment of the developing method of the present invention, the photoresist is a chemically amplified positive photoresist.

【0021】本発明の現像方法の一態様において、前記
フォトレジストは、高温でベークされることにより耐環
境安定性を発現するものである。
In one embodiment of the developing method of the present invention, the photoresist exhibits environmental stability by being baked at a high temperature.

【0022】本発明の現像方法の一態様において、前記
フォトレジストは、前記現像液に可溶な化合物の官能基
を保護基でマスクして前記現像液に対する溶解度を抑制
した樹脂と、前記エキシマレーザ光の受光により前記保
護基を切断する反応を生ぜしめる酸を発生させる光酸発
生剤とを含む。
In one embodiment of the developing method of the present invention, the photoresist comprises a resin having a solubility in the developing solution suppressed by masking a functional group of a compound soluble in the developing solution with a protecting group; A photo-acid generator that generates an acid that generates a reaction that cleaves the protective group by receiving light.

【0023】本発明の現像方法の一態様において、前記
フォトレジストは、そのベース樹脂を構成する単量体
に、少なくともヒドロキシスチレン又はその誘導体とア
クリル酸又はその誘導体とを含むものである。
In one embodiment of the developing method of the present invention, the photoresist contains at least hydroxystyrene or a derivative thereof and acrylic acid or a derivative thereof in monomers constituting the base resin.

【0024】本発明の現像方法の一態様において、現像
速度が0.050nm/秒〜0.100nm/秒であ
る。
In one embodiment of the developing method of the present invention, the developing speed is 0.050 nm / sec to 0.100 nm / sec.

【0025】本発明の現像方法の一態様において、前記
光源としてKrFエキシマレーザを用い、前記フォトレ
ジストに一辺又は直径が0.14μm以下の四角形又は
円形のホールを形成する。
In one embodiment of the developing method of the present invention, a KrF excimer laser is used as the light source, and a square or circular hole having a side or a diameter of 0.14 μm or less is formed in the photoresist.

【0026】本発明の現像液は、エキシマレーザ光で露
光された有機塩基性化合物を含まず耐環境安定性を有す
るフォトレジストの現像に用いるものであって、一般式
が、
The developing solution of the present invention is used for developing a photoresist which does not contain an organic basic compound exposed to excimer laser light and has environmental stability.

【0027】[0027]

【化4】 Embedded image

【0028】(式中、Rは炭素数3〜20の炭化水素で
あり、n,mはn+m=3〜100を満たす整数であ
る。)で表される化合物を1重量ppm〜5000重量
ppmの範囲内の濃度で含む。
(Wherein R is a hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms, and n and m are integers satisfying n + m = 3 to 100). Include in concentrations within the range.

【0029】[0029]

【作用】本発明の現像方法においては、エキシマレーザ
光を用いた露光に続いて、前記一般式の化合物を所定濃
度で含有する現像液を用いた現像を行なう。エキシマレ
ーザは紫外域や真空紫外域で強力な発振線を有してお
り、フォトレジストの極微細構造、例えば0.1nm前
後の露光を可能とするものであり、前記一般式で示され
る前記所定濃度の化合物を含む現像液はこのような極微
細構造の細部にわたる顕在化を可能とするものである。
即ち、短波長のエキシマレーザ光により極微細構造の潜
像パターンを露光した場合でも、前記現像液により当該
潜像パターンに対応した精緻な顕像パターンを形成する
ことができる。
In the developing method of the present invention, subsequent to exposure using excimer laser light, development using a developing solution containing a compound of the above general formula at a predetermined concentration is performed. An excimer laser has a strong oscillation line in an ultraviolet region or a vacuum ultraviolet region, and enables exposure of an extremely fine structure of a photoresist, for example, about 0.1 nm. A developer containing a compound at a concentration allows such a fine structure to be revealed in detail.
That is, even when a latent image pattern having an extremely fine structure is exposed to light with an excimer laser beam having a short wavelength, a fine visual pattern corresponding to the latent image pattern can be formed by the developer.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態によるフ
ォトレジストの現像液を用いた好適な現像方法につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実
施形態によるフォトレジストの現像方法を工程順に示す
フローチャートである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a preferred developing method using a photoresist developer according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing the photoresist developing method according to the present embodiment in the order of steps.

【0031】先ず、工程S1において、シリコンウエハ
等である基板の表面にフォトレジストを塗布する。塗布
の手法としては、スピンコーターによる方法やロールコ
ーターによる方法などが好適に用いられる、また、必要
に応じてヘキサメチルジシラザン(以下、HMDSと略
称する。)に代表される処理剤を塗布した後、フォトレ
ジストを塗布してもよい。また、反射防止膜をHMDS
又はレジストを塗布した後に形成するようにしてもよ
い。
First, in step S1, a photoresist is applied to the surface of a substrate such as a silicon wafer. As a coating method, a method using a spin coater, a method using a roll coater, or the like is suitably used. Further, a processing agent represented by hexamethyldisilazane (hereinafter abbreviated as HMDS) is applied as necessary. Thereafter, a photoresist may be applied. The anti-reflection film is HMDS
Alternatively, it may be formed after applying a resist.

【0032】工程S2では、必要に応じて基板上に塗布
されたフォトレジストに対して第1のベーク(露光前の
プリベーク)を行う。例えば、第1のベークの温度とし
ては80℃〜150℃であり、時間は90秒〜120秒
程度である。
In step S2, a first bake (pre-bake before exposure) is performed on the photoresist applied on the substrate as necessary. For example, the temperature of the first bake is 80 ° C. to 150 ° C., and the time is about 90 seconds to 120 seconds.

【0033】工程S3では、フォトレジストの層が形成
された基板を露光装置内に設置し、KrFエキシマレー
ザ、ArFエキシマレーザ、F2 エキシマレーザ等によ
りフォトレジストの層を露光する。通常の露光装置とし
てステッパー装置やスキャナー装置を用いた場合には、
レチクルに応じた像がフォトレジスト層に潜像として焼
き付けられる。
[0033] In step S3, the substrate was placed a layer of photoresist is formed in the exposure apparatus to expose a layer of photoresist KrF excimer laser, ArF excimer laser, the F 2 excimer laser, or the like. When a stepper device or scanner device is used as a normal exposure device,
An image corresponding to the reticle is printed as a latent image on the photoresist layer.

【0034】工程S4では、必要に応じて第2のベーク
(露光後のプリベーク)を行う。例えば、第2のベーク
の温度としては100℃〜150℃であり、時間は90
〜120秒程度である。
In step S4, a second bake (pre-bake after exposure) is performed as necessary. For example, the temperature of the second bake is 100 ° C. to 150 ° C., and the time is 90 ° C.
About 120 seconds.

【0035】工程S5では、潜像が形成されたフォトレ
ジストを、後述する現像液を用いて現像する。本実施形
態のようにフォトレジストとしてポジ型のものを用いた
場合には、露光された部分が現像液と反応して現像液中
に溶出する。
In step S5, the photoresist on which the latent image has been formed is developed using a developing solution described later. When a positive photoresist is used as in the present embodiment, the exposed portion reacts with the developing solution and elutes into the developing solution.

【0036】しかる後、必要に応じて、洗浄やポストベ
ークを行う。こうしてフォトレジストのパターンが形成
された後には、このフォトレジストパターンを利用して
電極や配線のパターニング、コンタクトホールやスルー
ホールのパターニング、またダマシン法、デュアルダマ
シン法を行なうために溝を形成する場合には、フォトレ
ジストパターンをエッチングマスクに利用して、エッチ
ングを行う。或いは、拡散層の形成やドーピングの場合
には、フォトレジストパターンをイオン遮断マスクに利
用して、フォトレジストパターンから露出した所望の領
域にイオン打ち込みを行う。このようにして、基板に各
種加工が施される。
Thereafter, washing and post-baking are performed as necessary. After the photoresist pattern is formed, when the photoresist pattern is used to pattern electrodes and wiring, to pattern contact holes and through holes, and to form a groove for performing a damascene method or a dual damascene method. Is performed using a photoresist pattern as an etching mask. Alternatively, in the case of forming or doping a diffusion layer, ions are implanted into a desired region exposed from the photoresist pattern using the photoresist pattern as an ion blocking mask. In this way, various processes are performed on the substrate.

【0037】本実施形態に用いることのできる現像液に
は、一成分としてアルカリ性水溶液が用いられる。この
アルカリ性水溶液は、重量比でみると、現像液の主成分
となるものであり、公知のものが何ら制限されることな
く使用できる。具体的には、第一級、第二級、第三級ア
ミン類、例えばプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチ
ルアミン、トリエチルアミン等のアミン類の水溶液や、
炭素、窒素、酸素、硫黄原子の中から選ばれた少なくと
も1種を含む環状塩基、例えば、ピロール、ピロリジ
ン、ピロリドン、ピリジン、モルホリン、ピラジン、ピ
ペリジン、オキサゾール、チアゾールなどがある。
An alkaline aqueous solution is used as one component in the developing solution that can be used in the present embodiment. The alkaline aqueous solution is a main component of the developer in terms of weight ratio, and known aqueous solutions can be used without any limitation. Specifically, primary, secondary, tertiary amines, for example, propylamine, butylamine, dibutylamine, aqueous solutions of amines such as triethylamine,
Cyclic bases containing at least one selected from carbon, nitrogen, oxygen and sulfur atoms, such as pyrrole, pyrrolidine, pyrrolidone, pyridine, morpholine, pyrazine, piperidine, oxazole, thiazole and the like.

【0038】また、第四級アンモニウム塩基なども使用
できる。具体的には、TMAH、テトラエチルアンモニ
ウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロ
キシド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキシド、
トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒド
ロキシド、トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモ
ニウムヒドロキシド、トリプロピル(2−ヒドロキシエ
チル)アンモニウムヒドロキシド、トリメチル(1−ヒ
ドロキシプロピル)アンモニウムヒドロキシドなどが挙
げられるが、これらの中ではTMAH、トリメチル(2
−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシドが特に
好適に使用できる。また前記現像液を2種類以上組み合
わせても良い。
Further, a quaternary ammonium base or the like can be used. Specifically, TMAH, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, trimethylethylammonium hydroxide,
Trimethyl (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, triethyl (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, tripropyl (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, trimethyl (1-hydroxypropyl) ammonium hydroxide and the like, Among these, TMAH, trimethyl (2
(-Hydroxyethyl) ammonium hydroxide can be used particularly preferably. Further, two or more kinds of the developer may be combined.

【0039】アルカリの濃度としては、使用するアルカ
リによって適切な濃度が選ばれるが、一般的に0.1重
量%〜10重量%、好ましくは1重量%〜5重量%の範
囲で用いられる。濃度がこの範囲の下限より低いと溶出
すべき部分(ポジ型の場合は露光部)が現像液中に充分
に溶出せず、パターン(顕像)が形成されない。また、
この範囲の上限を超えると、溶出すると不都合な部分
(ポジ型の場合は低露光部)まで現像液に溶け出して、
良好なパターンの形成が困難となる。従って、前記範囲
内の濃度とすることにより所望のパターンを良好に形成
することが可能となる。
As the concentration of the alkali, an appropriate concentration is selected depending on the alkali used, but it is generally used in the range of 0.1% by weight to 10% by weight, preferably 1% by weight to 5% by weight. If the concentration is lower than the lower limit of this range, a portion to be eluted (exposed portion in the case of a positive type) is not sufficiently eluted in the developer, and a pattern (visible image) is not formed. Also,
If it exceeds the upper limit of this range, it will dissolve in the developing solution up to an inconvenient part (low-exposure part in the case of a positive type) if eluted,
It becomes difficult to form a good pattern. Therefore, a desired pattern can be formed satisfactorily by setting the concentration within the above range.

【0040】そして、本実施形態では特に、上記のよう
なアルカリ性水溶液中に、
In this embodiment, particularly, in the above-mentioned alkaline aqueous solution,

【0041】[0041]

【化5】 Embedded image

【0042】で表される化合物の少なくとも1種を添加
する。
At least one of the compounds represented by the formula (1) is added.

【0043】前記式中、Rは疎水基として働く、飽和結
合又は不飽和結合をもつ炭化水素基であり、直鎖状、分
鎖状、環状のいずれを含むものであってもよい。より好
ましくは、炭素数3〜20の炭化水素である。炭素数が
3より小さい場合、現像液のレジストに対する漏れ性が
十分でなくなる。一方、炭素数が20より大きい場合、
同じく漏札性が十分でなくなることに加え泡立ちも大き
くなる。また、上記炭化水素基はその水素が弗素などで
置換されていないものを用いることが好ましい。
In the above formula, R is a hydrocarbon group having a saturated or unsaturated bond and acting as a hydrophobic group, and may be any of linear, branched and cyclic. More preferably, it is a hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms. If the number of carbon atoms is less than 3, the leakage of the developer to the resist will not be sufficient. On the other hand, when the carbon number is larger than 20,
Similarly, in addition to insufficient leakage, foaming also increases. Further, it is preferable to use a hydrocarbon group in which the hydrogen is not replaced by fluorine or the like.

【0044】親水基としては、エチレンオキサイド、又
はプロピレンオキサイドの重合体、或いはエチレンオキ
サイドとプロピレンオキサイドの共重合体であり、n,
mは0または正の整数で、n+m=3〜100を満足す
るものが好ましく用いられる。n+mの値が3より小さ
いと、前記一般式で表される化合物は現像液に溶け難く
なり、100より大きくなると、濡れ性が十分でなくな
る。
The hydrophilic group is a polymer of ethylene oxide or propylene oxide, or a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide;
m is 0 or a positive integer, and those satisfying n + m = 3 to 100 are preferably used. When the value of n + m is less than 3, the compound represented by the general formula becomes difficult to dissolve in the developer, and when it exceeds 100, the wettability becomes insufficient.

【0045】上記化合物は、非イオン性界面活性剤とし
て働くものであり、その濃度が1重量ppm〜5000
重量ppmとされ、且つ耐環境安定性を有するエキシマ
レーザー用ポジ型フォトレジストと組み合わされ、後述
するように、他の界面活性剤添加現像液では得られらな
かったような微細且つ良好な形状のパターンが得られ
る。
The above compound functions as a nonionic surfactant and has a concentration of 1 ppm by weight to 5000 ppm.
Weight ppm, and combined with a positive photoresist for an excimer laser having environmental stability, as described below, a fine and good shape such as cannot be obtained with other surfactant-added developers. A pattern is obtained.

【0046】ここで前記一般式に示される化合物のう
ち、好適に使用されるものを具体的に示せば、ポリオキ
シエチレンプロピルフェニルエーテル、ポリオキシエチ
レンイソプロピルフェニルエーテル、ポリオキシエチレ
ンペンチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンシク
ロペンチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンヘキ
シルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンシクロヘキ
シルフェニルエーテル、ポリオキシエテレンペンチルフ
ェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクテルフェニル
エーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポ
リオキシエチレントリデシルフェニルエステル、ポリオ
キシプロピレンプロピルフェニルエーテル、ポリオキシ
プロピレンイソプロピルフェニルエーテル、ポリオキシ
プロピレンペンチルフェニルエーテル、ポリオキシプロ
ピレンシクロペンチルフェニルエーテル、ポリオキシプ
ロピレンヘキシルフェニルエーテル、ポリオキシプロピ
レンシクロヘキシルフェニルエーテル、ポリオキシプロ
ピレンペンチルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレ
ンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンノ
ニルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンドデシル
フェニルエーテル、ポリオキシプロピレントリデシルフ
ェニルエーテル、ポリオキシエチレンプロピレンプロピ
ルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンプロピレンイ
ソプロピルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンプロ
ピレンペンテルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
プロピレンシクロペンチルフェニルエーテル、ポリオキ
シエチレンプロピレンヘキシルフェニルエーテル、ポリ
オキシエチレンプロピレンシクロヘキシルフェニルエー
テル、ポリオキシエチレンプロピレンペンチルフェニル
エーテル、ポリオキシエチレンプロピレンオクチルフェ
ニルエーテル、ポリオキシエチレンプロピレンノニルフ
ェニルエーテル、ポリオキシエチレンプロピレンドデシ
ルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンプロピレント
リデシルフェニルエーテルなどが挙げられる。
Among the compounds represented by the above general formulas, those preferably used are specifically described as follows: polyoxyethylene propyl phenyl ether, polyoxyethylene isopropyl phenyl ether, polyoxyethylene pentyl phenyl ether, polyoxyethylene pentyl phenyl ether, Oxyethylene cyclopentyl phenyl ether, polyoxyethylene hexyl phenyl ether, polyoxyethylene cyclohexyl phenyl ether, polyoxyetherenepentyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, Polyoxyethylene tridecyl phenyl ester, polyoxypropylene propyl phenyl ether, polyoxypropylene isopropyl Phenyl ether, polyoxypropylene pentyl phenyl ether, polyoxypropylene cyclopentyl phenyl ether, polyoxypropylene hexyl phenyl ether, polyoxypropylene cyclohexyl phenyl ether, polyoxypropylene pentyl phenyl ether, polyoxypropylene octyl phenyl ether, polyoxypropylene nonyl phenyl Ether, polyoxypropylene dodecyl phenyl ether, polyoxypropylene tridecyl phenyl ether, polyoxyethylene propylene propyl phenyl ether, polyoxyethylene propylene isopropyl phenyl ether, polyoxyethylene propylene penter phenyl ether, polyoxyethylene propylene cyclopentyl phenyl ether , Polyoxyethylene propylene hexyl phenyl ether, polyoxyethylene propylene cyclohexyl phenyl ether, polyoxyethylene propylene pentyl phenyl ether, polyoxyethylene propylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene propylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene propylene dodecyl phenyl ether, And polyoxyethylene propylene tridecyl phenyl ether.

【0047】上述したように、本実施形態において、前
記一般式で示される化合物の濃度は、現像液に対して1
重量ppm〜5000重量ppmであるが、好ましくは
5重量ppm〜1000重量ppmである。前記一般式
で示される化合物の濃度が1重量ppmより低い場合に
は、フォトレジストに対する漏れ性が不十分となる。一
方、5000重量ppmより高い場合には、泡立ちが大
きくなって、この気泡がフォトレジスト表面に付着して
現像不良を引き起こし易くなる。
As described above, in the present embodiment, the concentration of the compound represented by the general formula is 1 to the developing solution.
It is from ppm to 5000 ppm by weight, preferably from 5 ppm to 1000 ppm by weight. If the concentration of the compound represented by the above general formula is lower than 1 ppm by weight, the leakage to the photoresist becomes insufficient. On the other hand, if it is higher than 5,000 ppm by weight, foaming becomes large, and the bubbles adhere to the photoresist surface, which tends to cause poor development.

【0048】本実施形態に用いられる耐環境安定性を有
するポジ型フォトレジストとしては、i線、KrF、A
rF、F2 エキシマレーザ光、又はこれらの波長を含む
350nm以下の紫外或いは真空紫外域の光に対して感
度をもつものであれば使用できる。とりわけ、当該フォ
トレジストのベース樹脂が、現像液に可溶な樹脂に保護
基を導入した樹脂であり、ガラス転移温度以上の高温で
ベークすることで耐環境安定性を発現するフォトレジス
トが好適である。
The positive photoresist having environmental stability used in this embodiment includes i-line, KrF, and A-line.
Any material having sensitivity to rF, F 2 excimer laser light, or light in the ultraviolet or vacuum ultraviolet region of 350 nm or less including these wavelengths can be used. In particular, a photoresist in which the base resin of the photoresist is a resin in which a protective group is introduced into a resin soluble in a developer, and which exhibits environmental stability by baking at a high temperature equal to or higher than the glass transition temperature is preferable. is there.

【0049】KrFエキシマレーザを露光光源として用
いる場合では、より好ましくは、t−ブチル基やt−ブ
トキシ基などで保護したアクリル酸及びその誘導体、ヒ
ドロキシスチレン及びその誘導体などを含有する共重合
体をベース樹脂とするポジ型フォトレジストが好適であ
る。
When a KrF excimer laser is used as an exposure light source, it is more preferable to use a copolymer containing acrylic acid and its derivatives, hydroxystyrene and its derivatives protected with a t-butyl group or a t-butoxy group. Positive photoresist as the base resin is preferred.

【0050】また、前記保護基としては、t−ブチル
基、t−ブトキシ基、テトラヒドロピラニルエーテル
基、トリメチルシリルエーテル基やイソプロピルオキシ
基などが挙げられる。
Examples of the protecting group include a t-butyl group, a t-butoxy group, a tetrahydropyranyl ether group, a trimethylsilyl ether group, and an isopropyloxy group.

【0051】また、前記光酸発生剤としては、トリフェ
ニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート、ハ
ロゲン化イソシアヌレート、ハロゲン化トリアジン、ニ
トロベンジルスルフォン酸エステル、ジアゾナフトキノ
ン−4−スルフォン酸エステル、アルキルスルフォン酸
エステル、ビスアリールスルフォニルジアゾメタン、β
−オキソシクロヘキシルメチル(2−ノルボルニル)ス
ルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸、シクロ
ヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルフォ
ニウムトリフルオロメタンスルフォン酸、N−カンフォ
ルスルフォニルオキシナフタルイミドなどのN−スルフ
ォニルオキシナフタルイミド誘導体等が挙げられる。
Examples of the photoacid generator include triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, halogenated isocyanurate, halogenated triazine, nitrobenzyl sulfonate, diazonaphthoquinone-4-sulfonate, and alkyl sulfonate. , Bisarylsulfonyldiazomethane, β
N-sulfonyloxynaphthalimide derivatives such as -oxocyclohexylmethyl (2-norbornyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, N-campforsulfonyloxynaphthalimide And the like.

【0052】また、本実施形態に用いられる現像液を用
いて、i線用の非化学増幅型のポジ型フォトレジストを
現像する場合には、非露光部が溶出するという現象がほ
とんど見られない。そのために、上述したフェニルエー
テル系の化合物を界面活性剤して用いたとしても、その
結果得られたフォトレジストパターンは、他の化合物を
界面活性剤として含む現像液により現像されたフォトレ
ジストパターンと比較しても、明確な差異はみられな
い。
When a non-chemically amplified positive photoresist for i-line is developed using the developing solution used in the present embodiment, the phenomenon that the non-exposed portion is eluted hardly occurs. . Therefore, even if the above-described phenyl ether-based compound is used as a surfactant, the resulting photoresist pattern is different from a photoresist pattern developed by a developer containing another compound as a surfactant. There is no clear difference in comparison.

【0053】なお、本発明に用いられる現像液は、本発
明の目的が損なわれない範囲で従来の現像液に使用され
ている公知の添加剤を適宜含有させることができる。例
えば、前記化合物以外の界面活性剤、湿潤剤、安定剤及
び溶解助剤などである。これらはそれぞれ単独でまたは
2種以上を組み合わせて添加される。
The developing solution used in the present invention may contain known additives used in conventional developing solutions as long as the object of the present invention is not impaired. For example, surfactants, wetting agents, stabilizers, and dissolution aids other than the above compounds are used. These are added alone or in combination of two or more.

【0054】なお、現像液中に上述した化合物が含まれ
ていることは、液体クロマトグラフィーを用いて化合物
を分離し、質量分析又は赤外吸収スペクトルの測定等に
より、検出することができる。
The presence of the above-mentioned compound in the developer can be detected by separating the compound using liquid chromatography and measuring mass spectrometry or infrared absorption spectrum.

【0055】現像液とフォトレジストとを接触させ反応
を生ぜしめる方法としては、フォトレジスト層が形成さ
れたシリコンウエハ等の基板を、一定時間当該現像液に
浸漬させた後、純水に浸して乾燥させる浸漬現像法や、
フォトレジスト面上に当該現像液を滴下して、一定時間
静置した後、純水で洗浄して乾燥させるパドル現像法、
フォトレジスト面上に当該現像液をスプレーした後に、
純水で洗浄して乾燥させるスプレー現像法等の中から適
宜選択して用いられる。
As a method of bringing a developing solution into contact with a photoresist to cause a reaction, a substrate such as a silicon wafer on which a photoresist layer is formed is immersed in the developing solution for a certain period of time and then immersed in pure water. Immersion development method to dry,
A puddle developing method in which the developing solution is dropped on a photoresist surface, allowed to stand for a certain period of time, washed with pure water and dried,
After spraying the developer on the photoresist surface,
It is appropriately selected and used from a spray developing method of washing with pure water and drying.

【0056】このように、本実施形態の現像液を用いて
フォトレジストの現像を行なうことにより、KrFエキ
シマレーザであれば、線幅0.14μm程度のゲート電
極の形成や、直径又は一辺が0.14μm程度のホール
の形成を良好に行うことができる。また、ArFエキシ
マレーザであれば、線幅0.11μm程度のゲート電極
の形成や、直径又は一辺が0.11μm程度のホールの
形成を良好に行うことができる。更にF2 エキシマレー
ザを用いれば、線幅0.09μm程度のゲート電極の形
成や、直径又は一辺が0.09μm程度のホールの形成
を良好に行うことができる。
As described above, by developing the photoresist using the developing solution of this embodiment, a KrF excimer laser can be used to form a gate electrode having a line width of about 0.14 μm or to reduce the diameter or one side of the gate electrode to about 0.14 μm. Holes of about .14 μm can be formed satisfactorily. In addition, with an ArF excimer laser, a gate electrode having a line width of about 0.11 μm and a hole having a diameter or one side of about 0.11 μm can be favorably formed. Further, if an F 2 excimer laser is used, a gate electrode having a line width of about 0.09 μm and a hole having a diameter or one side of about 0.09 μm can be favorably formed.

【0057】[0057]

【実施例】以下、本発明を更に具体的に説明するため
に、実施例及びいくつかの比較例を挙げて説明する。な
お、当然のことながら、本発明はこれらの実施例に何ら
限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and some Comparative Examples. Needless to say, the present invention is not limited to these embodiments.

【0058】(実施例)現像液として、2.38重量%
のTMAH水溶液(株式会社トクヤマ製 商品名SD−
1)に、図2に示すようなエステル結合を有する化合物
からなる非イオン性界面活性剤を添加したものを調整し
た。
Example: 2.38% by weight as a developing solution
TMAH aqueous solution (trade name SD- manufactured by Tokuyama Corporation)
1) was prepared by adding a nonionic surfactant comprising a compound having an ester bond as shown in FIG.

【0059】最初に、硫酸−過酸化水素(体積比4:
1)で表面を洗浄処理したシリコンウエハを用意し、ホ
ットプレート上にて、200℃で60秒間ベークした。
ベーク後、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)を塗布
してウエハ面上を疎水化処理し、更に反射防止膜を塗布
形成した。そして、このシリコンウエハにKrFエキシ
マレーザ用の化学増幅型のポジ型フォトレジスト(シプ
レイ・ファーイースト社製 商品名UV6)をスピンナ
コーターにより塗布した後、135℃で90秒間プリベ
ークした。プリベーク後のフォトレジスト膜の膜厚は4
00nm程度であった。
First, sulfuric acid-hydrogen peroxide (volume ratio 4:
A silicon wafer whose surface was cleaned in 1) was prepared and baked on a hot plate at 200 ° C. for 60 seconds.
After baking, hexamethyldisilazane (HMDS) was applied, the surface of the wafer was subjected to a hydrophobic treatment, and an antireflection film was further applied and formed. Then, a chemically amplified positive photoresist (UV6 manufactured by Shipley Far East Co., Ltd.) for KrF excimer laser was applied to this silicon wafer by a spinner coater, and then prebaked at 135 ° C. for 90 seconds. The thickness of the photoresist film after pre-baking is 4
It was about 00 nm.

【0060】露光にはKrFエキシマレーザ縮小投影型
露光装置(キヤノン株式会社製 商品名FPA−300
0EX4)を用いた。断面観察用に、直径0.14μm
程度のホール形成用のコンタクトホールパターンを有す
るレチクルを用いて多数のホールパターンをフォトレジ
スト膜に露光量1000〜2500J/m2 で焼き付け
た。
For exposure, a KrF excimer laser reduction projection type exposure apparatus (FPA-300 manufactured by Canon Inc.)
0EX4) was used. 0.14μm diameter for cross-section observation
Using a reticle having a contact hole pattern for forming a small number of holes, a large number of hole patterns were printed on the photoresist film at an exposure amount of 1000 to 2500 J / m 2 .

【0061】同様にして、前記フォトレジスト膜を形成
したシリコンウエハを用意し、接触角測定用パターンと
して、レチクルなしで10mm×10mmの正方形パタ
ーンを露光量300J/m2 にて焼き付けた。露光処理
後、直ちに135℃で90秒間の露光後べ一クを行っ
た。
Similarly, a silicon wafer having the photoresist film formed thereon was prepared, and a 10 mm × 10 mm square pattern was baked as a contact angle measuring pattern without a reticle at an exposure dose of 300 J / m 2 . Immediately after the exposure treatment, a post-exposure bake at 135 ° C. for 90 seconds was performed.

【0062】このようなコンタクトホールパターンを焼
き付けた試料を7種作成して、上述したように、図2に
示す試料1〜7の化合物を添加した5種類の現像液中に
て、液温23℃で1分問浸漬法による現像を行った。そ
の後、純水中でリンス処理し、ウエハを得られたフォト
レジストパターンとともに乾燥した。
Seven kinds of samples in which such contact hole patterns were baked were prepared, and as described above, in five kinds of developing solutions to which the compounds of Samples 1 to 7 shown in FIG. Development was carried out at 1 ° C. for 1 minute by an immersion method. Thereafter, the wafer was rinsed in pure water, and the wafer was dried together with the obtained photoresist pattern.

【0063】得られたフォトレジストのコンタクトホー
ルパターンをSEM(走査型電子顕微鏡)写真で観察
し、コンタクトホールパターン形状を評価した。評価基
準は以下の通りである。即ち、図2中で○印は、0.1
4μm径のレジストパターンが形状良好に得られたこと
を示す。即ち図3に示すように、シリコンウェハ11上
のレジストパターン12の上部が比較的平らとなり、全
体的にほぼ一定の孔径をもつ形状のコンタクトホールパ
ターン13が得られた。
The contact hole pattern of the obtained photoresist was observed with an SEM (scanning electron microscope) photograph, and the contact hole pattern shape was evaluated. The evaluation criteria are as follows. That is, in FIG.
This shows that a resist pattern having a diameter of 4 μm was obtained with good shape. That is, as shown in FIG. 3, the upper portion of the resist pattern 12 on the silicon wafer 11 was relatively flat, and a contact hole pattern 13 having a substantially uniform hole diameter was obtained as a whole.

【0064】化学増幅型レジストの現像の様子を図4を
用いて模式的に示す。即ち、この場合、使用するフォト
レジストにおいて、現像液に難溶な官能基(保護基)が
光照射処理及び熱処理によって切断され、水酸基を有す
る現像液に易溶な樹脂とされる。
The development of the chemically amplified resist is schematically shown with reference to FIG. That is, in this case, in the photoresist to be used, the functional group (protective group) which is hardly soluble in the developing solution is cut by the light irradiation treatment and the heat treatment, and the resin is easily dissolved in the developing solution having a hydroxyl group.

【0065】また、図2に示す各試料においては、液温
23℃で、非露光部の一定時間ごとの膜厚を測定して現
像速度を算出した。
In each of the samples shown in FIG. 2, the developing speed was calculated by measuring the film thickness of the non-exposed portion at a liquid temperature of 23 ° C. at regular intervals.

【0066】ここで、本発明に係る実施例に対するいく
つかの比較例について説明する。
Here, several comparative examples with respect to the embodiment according to the present invention will be described.

【0067】(比較例1)先ず、比較例1について説明
する。現像液として、図5に示すような、添加剤なしの
TMAH水溶液からなる現像液(試料1に対応)と、本
発明以外の界面活性剤を含む3種の現像液(試料2〜4
に対応)を調整し用意した。それ以外は、全て実施例と
同様にして、フォトレジストパターンを形成した。
(Comparative Example 1) First, Comparative Example 1 will be described. As a developing solution, a developing solution composed of a TMAH aqueous solution without an additive (corresponding to sample 1) as shown in FIG.
Was adjusted and prepared. Otherwise, the photoresist pattern was formed in the same manner as in the example.

【0068】その結果、試料1の界面活性剤を添加しな
かった現像液で現像されたフォトレジストは図3のよう
に良好なパターンとなったが、部分的に図6に示すよう
な不良バターンも見られた。現像速度即ち非露光部が現
像液に溶け出す速度は低かった。
As a result, the photoresist of Sample 1 developed with the developing solution to which the surfactant was not added had a good pattern as shown in FIG. 3, but a partially defective pattern as shown in FIG. Was also seen. The developing speed, that is, the speed at which the non-exposed portions began to dissolve in the developer was low.

【0069】本発明以外の界面活性剤を添加した現像液
で現像されたレジストパターン14は図6に示すように
上部が丸みを帯びており、且つコンタクトホールパター
ン15の径は、0.14μmよりも大きかった。図5中
でこれに対応するものに×印を示す。現像速度即ち非露
光部が現像液に溶け出す速度は実施例に比べて速く、解
像力が劣っていた。
The resist pattern 14 developed with a developer containing a surfactant other than the present invention has a rounded upper portion as shown in FIG. 6, and the diameter of the contact hole pattern 15 is smaller than 0.14 μm. Was also big. In FIG. 5, those corresponding to this are indicated by x marks. The developing speed, that is, the speed at which the non-exposed portions dissolved into the developing solution, was higher than that of the example, and the resolution was poor.

【0070】(比較例2)フォトレジストとして、東京
応化工業株式会社製の商品名DP−052ACを使った
こと、接触角測定用パターンとして、レチクルなしで1
0mm×10mmの正方形パターンを露光量100J/
cm2 で焼き付けたこと以外は、実施例と同様にして、
フォトレジストパターンを形成した。現像液として図7
に示すような、添加剤なしのTMAH水溶液(試料1に
対応)と、界面活性剤入り現像液5種(試料2−6に対
応)を用いた。
(Comparative Example 2) DP-052AC (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was used as a photoresist, and a contact angle measuring pattern was 1 without a reticle.
A square pattern of 0 mm × 10 mm was exposed at a dose of 100 J /
except that it was baked in cm 2 ,
A photoresist pattern was formed. FIG. 7 as a developer
The TMAH aqueous solution without additives (corresponding to sample 1) and five types of surfactant-containing developing solutions (corresponding to samples 2-6) were used as shown in FIG.

【0071】その結果、試料1の界面活性剤を添加しな
かった現像液で現像されたフォトレジストは図3のよう
に良好なパターンとなったが、部分的に図6に示すよう
な不良パターンも見られた。現像速度即ち非露光部が現
像液に溶け出す速度は低かった。本発明以外のフォトレ
ジストを現像したレジストパターン14は、図6に示す
ように、上部が丸みを帯びており、従って孔径が一定し
ないと見做されるコンタクトホールパターン15が形成
された。図7中でこれに×印を示す。
As a result, the photoresist of Sample 1 developed with the developing solution to which no surfactant was added had a good pattern as shown in FIG. 3, but a partially defective pattern as shown in FIG. Was also seen. The developing speed, that is, the speed at which the non-exposed portions began to dissolve in the developer was low. As shown in FIG. 6, a resist pattern 14 obtained by developing a photoresist other than the present invention had a rounded upper portion, and thus a contact hole pattern 15 was formed in which the hole diameter was considered to be irregular. This is indicated by a cross in FIG.

【0072】以上説明したように、本発明の実施例によ
れば、特に現像速度が0.050nm/秒〜0.100
nm/秒のものについて、良好なレジストパターンが得
られた。
As described above, according to the embodiment of the present invention, particularly, the developing speed is 0.050 nm / sec to 0.100 nm / sec.
A good resist pattern was obtained with a thickness of nm / sec.

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明によれば、フォトレジストに対す
る濡れ性に優れ、フォトレジスト表面に現像液が均一に
広がるのみならず、フォトレジストの低露光部(低溶解
部)における溶解速度をより一層抑制でき、微細なパタ
ーンを再現性良く形成することが可能となり、例えば孔
径や幅が0.2μmより小さい良好なフォトレジストの
パターンを再現性よく得ることができる。
According to the present invention, not only is the wettability to the photoresist excellent, the developer is uniformly spread on the photoresist surface, but also the dissolution rate in the low-exposure portion (low-dissolution portion) of the photoresist is further improved. Thus, a fine pattern can be formed with good reproducibility, and for example, a good photoresist pattern having a hole diameter and width of less than 0.2 μm can be obtained with good reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態によるエキシマレーザ用フ
ォトレジストの現像方法を示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for developing a photoresist for an excimer laser according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例による評価結果を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing evaluation results according to an example of the present invention.

【図3】本発明の一実施例により得られたフォトレジス
トのパターンを示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a pattern of a photoresist obtained according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例によるフォトレジストの現像
の様子を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a state of developing a photoresist according to one embodiment of the present invention.

【図5】に対する比較例1による評価結果を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing evaluation results with respect to Comparative Example 1;

【図6】比較例1により得られたフォトレジストのパタ
ーンを示す概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a pattern of a photoresist obtained according to Comparative Example 1.

【図7】本発明に対する比較例2による評価結果を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing evaluation results of Comparative Example 2 for the present invention.

【符号の説明】 11 シリコンウエハ 12,14 レジストパターン 13,15 コンタクトホールパターン[Description of Signs] 11 Silicon wafer 12, 14 Resist pattern 13, 15 Contact hole pattern

フロントページの続き (72)発明者 大見 忠弘 宮城県仙台市青葉区米ヶ袋2の1の17の 301 (72)発明者 玉井 幸夫 宮城県仙台市太白区松が丘12番12号松が丘 ハイツ26号室 (72)発明者 川田 聡志 山口県徳山市御影町1番1号 株式会社ト クヤマ内 (72)発明者 塩出 吉宏 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H025 AA02 AA03 AA04 AB16 AC01 AC08 AD03 BE00 BE10 CB13 CB14 CB17 CB41 FA12 FA15 FA16 FA17 2H096 AA25 BA11 EA05 FA01 GA09 GA11 5F046 CA04 LA00 LA19 Continued on the front page (72) Inventor Tadahiro Omi, 1-17-1, Yonegabukuro, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi 301 (72) Inventor Yukio Tamai 12-12 Matsugaoka, Matsugaoka, Taishiro-ku, Sendai-shi, Miyagi Room 26, Matsugaoka Heights (72) Inventor Satoshi Kawada 1-1, Mikage-cho, Tokuyama-shi, Yamaguchi Pref. Tokuyama Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiro Shiode 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term (reference) 2H025 AA02 AA03 AA04 AB16 AC01 AC08 AD03 BE00 BE10 CB13 CB14 CB17 CB41 FA12 FA15 FA16 FA17 2H096 AA25 BA11 EA05 FA01 GA09 GA11 5F046 CA04 LA00 LA19

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式が、 【化1】 (式中、Rは炭素数3〜20の炭化水素であり、n,m
はn+m=3〜100を満たす整数である。)で表され
る化合物を1重量ppm〜5000重量ppmの範囲内
の濃度で含む現像液を用い、 エキシマレーザ光で露光された有機塩基性化合物を含ま
ず耐環境安定性を有するフォトレジストを現像すること
を特徴とする現像方法。
(1) A compound represented by the general formula: (Wherein, R is a hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms, n, m
Is an integer satisfying n + m = 3 to 100. Using a developing solution containing the compound represented by the formula (1) in a concentration within the range of 1 ppm by weight to 5000 ppm by weight, developing a photoresist having no environmental stability and exposing an organic basic compound exposed to excimer laser light. A developing method.
【請求項2】 前記エキシマレーザ光の光源は、KrF
エキシマレーザ、ArFエキシマレーザ及びF2 エキシ
マレーザより選ばれた少なくとも1種であることを特徴
とする請求項1に記載の現像方法。
2. A light source for the excimer laser light, the light source comprising KrF
Developing method according to claim 1, wherein the excimer laser is at least one selected from ArF excimer laser and F 2 excimer laser.
【請求項3】 前記現像液は、非金属アルカリ化合物を
含む水溶液であることを特徴とする請求項1又は2に記
載の現像方法。
3. The developing method according to claim 1, wherein the developing solution is an aqueous solution containing a non-metallic alkali compound.
【請求項4】 前記フォトレジストは、化学増幅型のポ
ジ型フォトレジストであることを特徴とする請求項1〜
3のいずれか1項に記載の現像方法。
4. The photoresist according to claim 1, wherein the photoresist is a chemically amplified positive photoresist.
4. The developing method according to any one of 3.
【請求項5】 前記フォトレジストは、高温でベークさ
れることにより耐環境安定性を発現するものであること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の現像
方法。
5. The developing method according to claim 1, wherein said photoresist exhibits environmental stability by being baked at a high temperature.
【請求項6】 前記フォトレジストは、前記現像液に可
溶な化合物の官能基を保護基でマスクして前記現像液に
対する溶解度を抑制した樹脂と、前記エキシマレーザ光
の受光により前記保護基を切断する反応を生ぜしめる酸
を発生させる光酸発生剤とを含むことを特徴とする請求
項1〜5のいずれか1項に記載の現像方法。
6. The photoresist, wherein the functional group of the compound soluble in the developing solution is masked with a protecting group to suppress the solubility in the developing solution, and the protecting group is formed by receiving the excimer laser light. The developing method according to any one of claims 1 to 5, further comprising a photoacid generator that generates an acid that causes a cleavage reaction.
【請求項7】 前記フォトレジストは、そのベース樹脂
を構成する単量体に、少なくともヒドロキシスチレン又
はその誘導体とアクリル酸又はその誘導体とを含むもの
であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に
記載の現像方法。
7. The photoresist according to claim 1, wherein a monomer constituting the base resin contains at least hydroxystyrene or a derivative thereof and acrylic acid or a derivative thereof. Item 2. The developing method according to Item 1.
【請求項8】 現像速度が0.050nm/秒〜0.1
00nm/秒であることを特徴とする請求項1〜7のい
ずれか1項に記載の現像方法。
8. A developing speed of 0.050 nm / sec to 0.1.
The developing method according to any one of claims 1 to 7, wherein the development speed is 00 nm / sec.
【請求項9】 前記光源としてKrFエキシマレーザを
用い、前記フォトレジストに一辺又は直径が0.14μ
m以下の四角形又は円形のホールを形成することを特徴
とする請求項2〜8のいずれか1項に記載の現像方法。
9. A KrF excimer laser is used as the light source, and the photoresist has a side or a diameter of 0.14 μm.
The developing method according to any one of claims 2 to 8, wherein a square or circular hole of m or less is formed.
【請求項10】 エキシマレーザ光で露光された有機塩
基性化合物を含まず耐環境安定性を有するフォトレジス
トの現像に用いる現像液であって、 一般式が、 【化2】 (式中、Rは炭素数3〜20の炭化水素であり、n,m
はn+m=3〜100を満たす整数である。)で表され
る化合物を1重量ppm〜5000重量ppmの範囲内
の濃度で含むことを特徴とする現像液。
10. A developer used for developing a photoresist which does not contain an organic basic compound exposed to excimer laser light and has environmental stability, wherein the developer has a general formula: (Wherein, R is a hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms, n, m
Is an integer satisfying n + m = 3 to 100. A developer comprising the compound represented by the formula (1) in a concentration within the range of 1 ppm by weight to 5000 ppm by weight.
JP36543298A 1998-12-22 1998-12-22 Developer and developing method using the same Pending JP2000187337A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36543298A JP2000187337A (en) 1998-12-22 1998-12-22 Developer and developing method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36543298A JP2000187337A (en) 1998-12-22 1998-12-22 Developer and developing method using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000187337A true JP2000187337A (en) 2000-07-04

Family

ID=18484247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP36543298A Pending JP2000187337A (en) 1998-12-22 1998-12-22 Developer and developing method using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000187337A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7407739B2 (en) 2002-04-26 2008-08-05 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist developer and resist pattern formation method using same
JP2010153914A (en) * 2010-03-26 2010-07-08 Hoya Corp Estimation method of development processing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7407739B2 (en) 2002-04-26 2008-08-05 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist developer and resist pattern formation method using same
JP2010153914A (en) * 2010-03-26 2010-07-08 Hoya Corp Estimation method of development processing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100932087B1 (en) Rinse solution for lithography and method of forming resist pattern using same
KR101465257B1 (en) A composition for coating over a photoresist pattern
US6200736B1 (en) Photoresist developer and method
US5175078A (en) Positive type photoresist developer
US4125650A (en) Resist image hardening process
US7846623B2 (en) Resist pattern and reflow technology
KR20010089175A (en) Water-soluble resin composition
JPH0451020B2 (en)
KR20040048875A (en) Positive resist composition and method of forming resist pattern
EP0231028B1 (en) High contrast low metal ion photoresist developing method and composition
US5164286A (en) Photoresist developer containing fluorinated amphoteric surfactant
US7329483B2 (en) Low pH development solutions for chemically amplified photoresists
US7195863B2 (en) Development defect preventing process and material
JP2002169299A (en) Photoresist developer
JP4531726B2 (en) Method for forming miniaturized resist pattern
US6599683B1 (en) Photoresist developer with reduced resist toppling and method of using same
US6943124B1 (en) Two step exposure to strengthen structure of polyimide or negative tone photosensitive material
JP2000187337A (en) Developer and developing method using the same
US20020187434A1 (en) Process for device fabrication in which the size of lithographically produced features is subsequently reduced
TW201726605A (en) Resist pattern forming method and developer for lithography
JP2000112145A (en) Developer for photoresist for excimer laser, developing method of photoresist for excimer laser and developing method of photoresist
JP2000187336A (en) Developer and developing method using the same
JPS63170640A (en) Developer for positive photoresist
EP0364895B1 (en) Positive type photoresist developer
US20060040216A1 (en) Method of patterning photoresist film