JP2001093816A - Method of forming resist pattern with improved dry- etching strength - Google Patents
Method of forming resist pattern with improved dry- etching strengthInfo
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- G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
- G03F7/32—Liquid compositions therefor, e.g. developers
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ポジ型感光性樹脂
組成物を用いてドライエッチング耐性の優れたレジスト
パターンを形成する方法に関し、さらに詳細には、半導
体集積回路、液晶表示パネル（ＬＣＤパネル）などのフ
ラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、サーマルヘッド
などの回路基板の製造等において好適に使用することが
できる、ポジ型感光性樹脂組成物を用いてドライエッチ
ング耐性の優れたレジストパターンを形成する方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a resist pattern having excellent dry etching resistance using a positive photosensitive resin composition, and more particularly, to a semiconductor integrated circuit and a liquid crystal display panel (LCD panel). A method for forming a resist pattern having excellent dry etching resistance using a positive photosensitive resin composition, which can be suitably used in the production of circuit boards such as flat panel displays (FPDs) and thermal heads. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＬＳＩなどの半導体集積回路や、ＬＣＤ
パネルなどのＦＰＤ、サーマルヘッドなどの回路基板の
製造等を初めとする幅広い分野において、微細素子の形
成あるいは微細加工を行うため、従来からフォトリソグ
ラフィー法が用いられている。フォトリソグラフィー法
においては、レジストパターンを形成するためにポジ型
またはネガ型感光性樹脂組成物が用いられる。これら感
光性樹脂組成物のうち、ポジ型感光性樹脂組成物として
は、アルカリ可溶性樹脂と感光性物質としてのキノンジ
アジド化合物を含有する組成物が広く用いられている。
この組成物は、例えば「ノボラック樹脂／キノンジアジ
ド化合物」として、特公昭５４−２３５７０号公報（米
国特第３，６６６，４７３号明細書）、特公昭５６−３
０８５０号公報（米国特許４，１１５，１２８号明細
書）、特開昭５５−７３０４５号公報、特開昭６１−２
０５９３３号公報等多くの文献に種々の組成のものが記
載されている。このような感光性樹脂組成物は、シリコ
ン基板やアルミニウム、モリブデン、クロムなどの金属
膜基板、またＩＴＯなどの金属酸化膜基板上に、スピン
コート法、ロールコート法、ランドコート法、流延塗布
法、浸漬塗布法などの方法により塗布されて、薄膜とさ
れる。次いで、この感光性樹脂組成物の薄膜を、回路パ
ターン等、所望のマスクパターンを介して、紫外線など
により露光した後現像することにより、マスクパターン
に対応したレジストパターンが形成される。このレジス
トパターンをマスクとして半導体基板などの基板のドラ
イエッチングを行うことにより、微細加工を施すことが
できる。このドライエッチングを行う際には、マスクと
して機能するレジストパターンには十分なドライエッチ
ング耐性が要求される。2. Description of the Related Art Semiconductor integrated circuits such as LSIs and LCDs
2. Description of the Related Art In a wide range of fields including the manufacture of circuit boards such as FPDs and thermal heads for panels and the like, a photolithography method has been conventionally used to form or process fine elements. In the photolithography method, a positive or negative photosensitive resin composition is used to form a resist pattern. Among these photosensitive resin compositions, a composition containing an alkali-soluble resin and a quinonediazide compound as a photosensitive substance is widely used as a positive photosensitive resin composition.
This composition is referred to as, for example, "Novolak resin / quinonediazide compound" in JP-B-54-23570 (U.S. Pat. No. 3,666,473) and JP-B-56-3.
No. 0850 (U.S. Pat. No. 4,115,128), JP-A-55-73045, and JP-A-61-2.
Various compositions, such as Japanese Patent No. 05933, describe various compositions. Such a photosensitive resin composition is applied on a silicon substrate, a metal film substrate such as aluminum, molybdenum, and chromium, and a metal oxide film substrate such as ITO by a spin coating method, a roll coating method, a land coating method, and a flow coating method. It is applied by a method such as a coating method or a dip coating method to form a thin film. Next, the thin film of the photosensitive resin composition is exposed to ultraviolet rays or the like through a desired mask pattern such as a circuit pattern and then developed, whereby a resist pattern corresponding to the mask pattern is formed. By performing dry etching of a substrate such as a semiconductor substrate using the resist pattern as a mask, fine processing can be performed. When performing this dry etching, the resist pattern functioning as a mask is required to have sufficient dry etching resistance.
【０００３】そこで、レジストパターンにドライエッチ
ング耐性を付与する、あるいはレジストパターンのドラ
イエッチング耐性を更に向上させることを目的として、
従来より、材料面およびプロセス面から研究がなされ、
種々の材料、方法が提案されている。例えば、材料面か
らは、ノボラック樹脂のようなアルカリ可溶性樹脂とナ
フトキノンジアジドスルホン酸エステルなどのキノンジ
アジド化合物からなるポジ型感光性樹脂組成物におい
て、アルカリ可溶性樹脂として分子量の大きなものを用
いたり、アルカリ可溶性樹脂中のモノマー、ダイマー成
分を除去するということが行なわれている。しかし、前
者の場合は感度の低下、後者の場合は感度の低下および
密着性の低下という別の問題が生じる。また、例えば、
アルカリ可溶性樹脂成分として、β−ナフトールを縮合
成分とするノボラック樹脂を用いるもの（特開昭６０−
１７３５４４号公報）、特定のテルペン類を縮合成分と
して含有するノボラック樹脂を用いるもの（特開平９−
１６０２３４号公報）、低分子量成分を特定範囲に除去
したノボラック樹脂を用いるもの（特開昭６０−１８９
７３９号公報）なども報告されている。[0003] In order to provide dry etching resistance to the resist pattern or to further improve the dry etching resistance of the resist pattern,
Traditionally, research has been done on material and process aspects,
Various materials and methods have been proposed. For example, from the viewpoint of material, in a positive photosensitive resin composition comprising an alkali-soluble resin such as a novolak resin and a quinonediazide compound such as naphthoquinonediazidesulfonic acid ester, a large-molecular-weight alkali-soluble resin may be used, or an alkali-soluble resin may be used. It has been practiced to remove the monomer and dimer components in the resin. However, in the former case, there is another problem that the sensitivity is reduced, and in the latter case, there is another problem that the sensitivity and the adhesion are reduced. Also, for example,
Novolak resin containing β-naphthol as a condensation component as an alkali-soluble resin component (JP-A-60-1985)
173544), and those using a novolak resin containing a specific terpene as a condensing component (Japanese Patent Application Laid-Open No.
JP-A No. 160234), a method using a novolak resin from which low molecular weight components have been removed to a specific range (JP-A-60-189).
No. 739).
【０００４】一方、プロセス面からは、ＰＭＭＡなどの
感光性樹脂を用いて形成したレジストパターンに低加速
度電子ビームを全面一括照射する方法（特開平２−２５
２２３３号公報）、化学増幅型レジストを用いて形成さ
れたレジストパターンを化学増幅型レジストの感光波長
光により全面露光する方法（特開平６−６９１１８号公
報）、化学増幅型レジストを用いて形成されたレジスト
パターンをレジスト膜が吸収をもつ単一波長ピークの光
からなる光源により再露光処理する方法（特開平１０−
３３３３４０号公報）などが報告されているが、いずれ
もレジストパターンを形成した後に、レジストパターン
に電子ビームあるいは紫外光などを照射することにより
レジスト膜の改質を行うものであって、例えばアルカリ
可溶性樹脂とキノンジアジド化合物からなるようなポジ
型感光性樹脂組成物には適用できないか、適用できたと
しても飛躍的な改善は望めないもので、このようなポジ
型感光性樹脂組成物についてのドライエッチング耐性の
更なる改良が要求されている。On the other hand, from the process side, a method of simultaneously irradiating the entire surface of a resist pattern formed using a photosensitive resin such as PMMA with a low-acceleration electron beam (Japanese Patent Laid-Open No. 2-25 / 1990).
2233), a method in which a resist pattern formed using a chemically amplified resist is entirely exposed with light having a photosensitive wavelength of the chemically amplified resist (JP-A-6-69118). For re-exposure of the resist pattern using a light source consisting of light having a single wavelength peak that the resist film has absorption (Japanese Patent Laid-Open No.
333340), all of which modify the resist film by irradiating the resist pattern with an electron beam or ultraviolet light after forming the resist pattern. It cannot be applied to a positive photosensitive resin composition comprising a resin and a quinonediazide compound, or even if it can be applied, a drastic improvement cannot be expected. Further improvements in resistance are required.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な状況に鑑み、ポジ型感光性樹脂組成物を用いてレジス
トパターンを形成する方法において、良好なパターンを
形成することができ、高感度・高解像力を維持した上
で、ドライエッチング耐性の大幅な向上を可能にする方
法を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention provides a method of forming a resist pattern using a positive-type photosensitive resin composition, in which a good pattern can be formed. It is an object of the present invention to provide a method capable of greatly improving dry etching resistance while maintaining sensitivity and high resolution.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研
究、検討を行った結果、ポジ型感光性樹脂組成物を用
い、パターン露光後アルカリ現像することによりレジス
トパターンを形成する方法において、少なくとも本来未
露光部であって現像後感光性樹脂組成物が残存する部分
を軽度に露光し、然も当該部分が現像処理後に残存する
よう現像を行うことにより、上記目的を達成することが
できることを見出し、本発明に至ったものである。な
お、本来未露光部であって現像後感光性樹脂組成物が残
存する部分の軽度の露光は、ポジ型感光性樹脂組成物か
らなる感光層へのパターン露光がなされる前、パターン
露光を行う際あるいはパターン露光がなされた後の任意
の段階で行うことができる。本発明のレジストパターン
形成方法において、この本来未露光部にあたる部分を軽
度に露光することにより、得られるレジストパターンの
ドライエッチング耐性が向上する理由は、次のようなこ
とによるものであると考えられる。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies and studies, the present inventors have conducted a method of forming a resist pattern by using a positive photosensitive resin composition, pattern exposure and alkali development. The above object can be achieved by lightly exposing at least a portion where the photosensitive resin composition remains after development, at least an originally unexposed portion, and developing the portion so as to remain after development. And have led to the present invention. In addition, the mild exposure of the portion where the photosensitive resin composition remains after development and which is originally an unexposed portion is performed by pattern exposure before pattern exposure is performed on the photosensitive layer made of the positive photosensitive resin composition. This step can be performed at an arbitrary stage after the pattern exposure. In the method of forming a resist pattern according to the present invention, the reason that the dry etching resistance of the obtained resist pattern is improved by lightly exposing the portion corresponding to the originally unexposed portion is considered to be as follows. .
【０００７】すなわち、従来、ノボラック樹脂のような
アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド化合物からなるよ
うなポジ型感光性樹脂を露光後アルカリ現像すると、露
光部はアルカリ現像液により除去される一方、未露光部
分はアルカリ現像液との接触によりアゾカップリング反
応を起こし、表面難溶化層が形成される。上記従来技術
の現像後の再露光では、表面難溶化層形成後の露光処理
となり、該露光処理によるレジスト膜の改質は難しい。
これに対し、本発明では、従来の未露光部分に表面難溶
化層が形成される前、すなわちアルカリ現像を行う前に
未露光部を軽度に露光するものであり、この軽度の露光
により、本来未露光部である領域においては現像の際ア
ルカリ可溶性樹脂の低分子領域の成分が優先的に溶出さ
れる。これにより、本来未露光部である領域において
は、アルカリ可溶性樹脂が相対的に高分子量化された状
態で表面難溶化層が形成されることとなり、形成された
レジストパターンのドライエッチング耐性が向上する。That is, conventionally, when a positive photosensitive resin such as a quinonediazide compound and an alkali-soluble resin such as a novolak resin is subjected to alkali development after exposure, an exposed portion is removed by an alkali developer while an unexposed portion is removed. An azo coupling reaction is caused by contact with an alkali developer to form a surface hardly soluble layer. In the re-exposure after development in the above-mentioned conventional technique, the exposure processing is performed after the formation of the surface insoluble layer, and it is difficult to modify the resist film by the exposure processing.
On the other hand, in the present invention, the unexposed portion is lightly exposed before the conventional hardly-solubilized layer is formed on the unexposed portion, that is, before alkali development is performed. In the unexposed area, components of the low molecular weight area of the alkali-soluble resin are preferentially eluted during development. Thereby, in the region which is originally an unexposed portion, the surface insoluble layer is formed in a state where the alkali-soluble resin has a relatively high molecular weight, and the dry etching resistance of the formed resist pattern is improved. .
【０００８】上記したように、本発明における、本来未
露光部にあたる部分の軽度の露光は、感光層をパターン
露光する前、パターン露光時あるいはパターン露光後に
行うことができる。例えば、この軽度の露光をパターン
露光時に行うには、露光用マスクとして未露光領域が完
全遮光状態とされていないハーフトーンマスクあるいは
位相シフトマスクを用いればよい。As described above, in the present invention, light exposure of a portion which is originally an unexposed portion can be performed before, during or after pattern exposure of the photosensitive layer. For example, in order to perform this light exposure at the time of pattern exposure, a halftone mask or a phase shift mask in which an unexposed area is not completely shielded may be used as an exposure mask.
【０００９】一方、従来の露光におけるように、回路パ
ターンなどの所望のパターンを有する全遮光マスクを用
いてパターン露光を行う場合には、パターン露光前ある
いはパターン露光後に、パターン露光の際に未露光部と
なる領域を軽度に露光すればよい。この軽度の露光は、
少なくとも未露光領域にあたる部分を露光すればよく、
例えば未露光領域のみの部分的な露光でもよいし、未露
光領域を含みさらにパターン露光領域をも含む部分的な
露光でもよいし、全面露光によってもよい。上記ハーフ
トーンマスクなどを用いての露光では、従来と同じく一
回の露光工程によりドライエッチング耐性の向上したレ
ジストパターンを形成することができるという利点があ
る。また、上記全面露光あるいは部分的な露光による方
法は、パターン露光工程とは別の工程を更に必要とする
が、露光の際の光量の調整が簡便に行えるという利点が
ある。また、全面露光によれば、さらにパターン露光の
際ハーフトーンマスクのような特殊な遮光マスクを用い
る必要はないし、部分的に露光する際のマスクを作成す
る必要もないうえ、部分マスクを使用する際の位置合わ
せの煩わしさもないという利点がある。On the other hand, when pattern exposure is performed using an all-light-shielding mask having a desired pattern such as a circuit pattern as in conventional exposure, unexposed light is exposed before or after pattern exposure. It is sufficient to lightly expose a region to be a part. This light exposure
At least the portion corresponding to the unexposed area may be exposed,
For example, the exposure may be partial exposure of only the unexposed area, partial exposure including the unexposed area and also including the pattern exposure area, or full exposure. Exposure using the above-described halftone mask or the like has an advantage that a resist pattern with improved dry etching resistance can be formed by a single exposure step as in the related art. In addition, the above-described method using the entire surface exposure or partial exposure requires an additional step different from the pattern exposure step, but has an advantage that the amount of light at the time of exposure can be easily adjusted. Further, according to the entire surface exposure, it is not necessary to use a special light-shielding mask such as a halftone mask at the time of pattern exposure, and it is not necessary to create a mask at the time of partial exposure, and use a partial mask. There is an advantage that there is no need for troublesome positioning.
【００１０】本発明のレジストパターン形成方法で用い
られるポジ型感光性樹脂組成物は、例えばアルカリ可溶
性樹脂を含有する従来から公知のポジ型感光性樹脂組成
物のいずれでもよい。このようなポジ型感光性樹脂組成
物の代表的なものとして、アルカリ樹脂成分として、ノ
ボラック樹脂、ヒドロキシスチレン系樹脂あるいはアク
リル系樹脂などを含有し、感光性物質として１，２−ナ
フトキノンジアジド−５−あるいは−４−スルホン酸エ
ステル化合物などのキノンジアジド化合物を含有するも
のが挙げられる。また、感光性樹脂組成物には、界面活
性剤などの塗布助剤、接着助剤、吸光剤、架橋剤など従
来ポジ型感光性樹脂組成物に添加されている公知の添加
剤を任意に含ませることができる。また、感光性樹脂組
成物に用いられる溶剤も従来公知のいずれのものも使用
することができる。The positive photosensitive resin composition used in the method for forming a resist pattern of the present invention may be any of conventionally known positive photosensitive resin compositions containing, for example, an alkali-soluble resin. A typical example of such a positive photosensitive resin composition contains a novolak resin, a hydroxystyrene resin or an acrylic resin as an alkali resin component, and 1,2-naphthoquinonediazide-5 as a photosensitive substance. -Or a compound containing a quinonediazide compound such as a 4-sulfonic acid ester compound. In addition, the photosensitive resin composition optionally includes known additives such as a coating aid such as a surfactant, an adhesion aid, a light absorbing agent, and a crosslinking agent which are conventionally added to the positive photosensitive resin composition. Can be made. As the solvent used for the photosensitive resin composition, any of conventionally known solvents can be used.
【００１１】また、本発明におけるパターン露光のため
の光源は、使用する感光性樹脂組成物の感光波長領域に
応じて、従来公知の露光用光源から適宜選択、使用すれ
ばよい。このようなパターン露光用の光源としては、例
えば水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンラン
プ、水銀キセノンランプ、ＫｒＦエキシマ照射装置（波
長２４８ｎｍ）、ＫｒＣｌエキシマ照射装置（波長２２
２ｎｍ）、Ｘｅエキシマ照射装置（波長１７２ｎｍ）、
ＸｅＣｌエキシマ照射装置（波長３０８ｎｍ）などが代
表的なものとして挙げられる。一方、未露光領域を軽度
に露光する際に用いられる光源も、パターン露光用光源
と同様使用する感光性樹脂組成物の感光波長領域に応じ
て、従来公知の露光用光源から適宜選択、使用すること
ができる。この軽度露光時の光源は、パターン露光で用
いられるあるいはパターン露光で用いられた光源と同じ
ものでもよいし、異なるものでもよい。また、軽度露光
の際の露光時間や露光強度は、使用する露光波長に対す
る感光性樹脂組成物の感度や、現像時使用する現像液の
種類、現像時間などを勘案して、現像後本来未露光であ
る部分にドライエッチング耐性の向上したレジストパタ
ーンが形成される範囲で適宜決定されればよく、特に限
定されるものではない。また、ハーフトーンマスクなど
を用いて、パターン露光時に同時に本来未露光である領
域に軽度の露光を行う場合には、遮光マスクの遮光部の
光透過率を、パターン露光時の露光により、現像後のレ
ジストパターンのドライエッチング耐性が向上する範囲
となるような適宜の値としたマスクを作成し、このマス
クを介して露光を行えばよい。The light source for pattern exposure in the present invention may be appropriately selected and used from conventionally known light sources for exposure according to the photosensitive wavelength region of the photosensitive resin composition to be used. As a light source for such pattern exposure, for example, a mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, a mercury xenon lamp, a KrF excimer irradiator (wavelength 248 nm), a KrCl excimer irradiator (wavelength 22)
2 nm), Xe excimer irradiation device (wavelength 172 nm),
A typical example is an XeCl excimer irradiation device (wavelength 308 nm). On the other hand, the light source used when lightly exposing the unexposed area is also appropriately selected from conventionally known exposure light sources according to the photosensitive wavelength region of the photosensitive resin composition used similarly to the pattern exposure light source, and used. be able to. The light source at the time of this light exposure may be the same as or different from the light source used in the pattern exposure or used in the pattern exposure. In addition, the exposure time and exposure intensity at the time of light exposure, the sensitivity of the photosensitive resin composition to the exposure wavelength used, the type of developer used during development, the development time, etc. This may be determined as appropriate within a range in which a resist pattern with improved dry etching resistance is formed in a portion, and is not particularly limited. In addition, when light exposure is performed on an area that is originally unexposed at the same time as pattern exposure using a halftone mask or the like, the light transmittance of the light-shielding portion of the light-shielding mask is adjusted by light exposure after pattern exposure. It is sufficient to prepare a mask having an appropriate value so that the dry etching resistance of the resist pattern is improved, and perform exposure through this mask.
【００１２】すなわち、本発明における本来未露光部で
ある領域の露光は、パターン露光と同時にあるいはパタ
ーン露光とは別工程で、本来パターン露光の際の未露光
部であって現像後感光性樹脂組成物が残存する部分を露
光し、現像後に当該部分にレジストパターンが形成され
るように現像した際に、形成されたレジストパターンの
ドライエッチング耐性が、当該本来未露光部にあたる部
分を露光しない場合のものに比べ向上する範囲の露光量
で行えばよいのである。本発明において「軽度の露光」
とは、この現像後のレジストパターンのドライエッチン
グ耐性が向上する範囲の露光量でポジ型感光性樹脂組成
物からなる感光層の本来未露光部である領域を露光する
ことをいうのである。この軽度の露光は、感光性樹脂組
成物の組成、処理方法など種々の条件により変わるので
一般的に露光量範囲を規定するのは困難であるが、通
常、感光性樹脂組成物の適正露光量の５０％以下、さら
には１〜３０％程度であることが好ましい。また、本発
明のパターン形成方法においては、パターン露光あるい
は軽度の露光の際、感光層を加熱した状態としておいて
もよい。That is, in the present invention, the exposure of the region which is originally an unexposed portion is performed at the same time as the pattern exposure or in a separate step from the pattern exposure. Exposure of the part where the object remains, and when developed so that a resist pattern is formed in the part after development, the dry etching resistance of the formed resist pattern is not exposed to the part corresponding to the originally unexposed part. What is necessary is just to perform with the exposure amount of the range which improves compared with a thing. "Light exposure" in the present invention
The term "exposing" a region which is originally an unexposed portion of a photosensitive layer made of a positive photosensitive resin composition with an exposure amount in a range where the dry etching resistance of the resist pattern after development is improved. Since the mild exposure varies depending on various conditions such as the composition of the photosensitive resin composition and the processing method, it is generally difficult to define the exposure amount range. Is preferably 50% or less, and more preferably about 1 to 30%. In the pattern forming method of the present invention, the photosensitive layer may be kept in a heated state during pattern exposure or light exposure.
【００１３】なお、パターン露光は、従来公知のいずれ
の方法によっても良い。すなわち、パターン露光は、通
常全遮光マスクを介しての全面露光により行われるが、
これに限られるものではなく、遮光パターンマスクを介
しての全面ビーム露光でもよいし、あるいは遮光パター
ンマスクを用いることなく、ビームをオン・オフ制御す
るビーム走査露光によってもよい。また、ハーフトーン
マスクなどを用いてのパターン露光も、全遮光マスクを
用いる場合と同様の方法で行うことができる。さらに、
ハーフトーンマスクと同様の効果を得るべく、マスクを
用いることなくビームの強弱のみにより、パターンの露
光部と未露光部の露光を行うようにしてもよい。The pattern exposure may be performed by any conventionally known method. That is, the pattern exposure is usually performed by the entire surface exposure through the all light shielding mask,
The present invention is not limited to this, and may be a full-surface beam exposure through a light-shielding pattern mask, or may be a beam scanning exposure for controlling the beam on / off without using the light-shielding pattern mask. In addition, pattern exposure using a halftone mask or the like can be performed in the same manner as in the case of using an all-light-shielding mask. further,
In order to obtain the same effect as the halftone mask, the exposure of the exposed portion and the unexposed portion of the pattern may be performed only by the intensity of the beam without using a mask.
【００１４】また、本発明のレジストパターン形成方法
において用いることのできるアルカリ現像液としては、
従来ポジ型感光性樹脂組成物を現像する際に用いられて
いる公知の任意のアルカリ現像液を用いることができ
る。このような現像液としては、水酸化テトラメチルア
ンモニウムのような有機アミンの水溶液、水酸化ナトリ
ウムなどの金属水酸化物の水溶液などが代表的なものと
して挙げられる。現像液の現像剤濃度、現像時間、現像
温度は、本来未露光部にあたる部分が現像後残存するよ
うな適宜の濃度、時間、温度とされる。例えば、アルカ
リ可溶性ノボラック樹脂とｏ−ナフトキノンジアジドス
ルホン酸エステル化合物を含有するポジ型感光性樹脂組
成物を水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて
現像する場合、現像剤濃度は通常１〜５重量％、好まし
くは２〜３重量％であり、現像時間は通常１０〜３００
秒、好ましくは３０〜１２０秒、現像温度は通常１５〜
３０℃、好ましくは２０〜２５℃で行われる。The alkaline developer which can be used in the method for forming a resist pattern of the present invention includes:
Any known alkaline developer conventionally used for developing a positive photosensitive resin composition can be used. Representative examples of such a developer include an aqueous solution of an organic amine such as tetramethylammonium hydroxide, and an aqueous solution of a metal hydroxide such as sodium hydroxide. The developer concentration of the developer, the developing time, and the developing temperature are set to appropriate concentrations, times, and temperatures such that a portion that is originally an unexposed portion remains after development. For example, when a positive photosensitive resin composition containing an alkali-soluble novolak resin and an o-naphthoquinonediazidesulfonic acid ester compound is developed using an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, the developer concentration is usually 1 to 5% by weight, Preferably it is 2-3% by weight, and the development time is usually 10-300%.
Seconds, preferably 30 to 120 seconds, and the developing temperature is usually 15 to
It is carried out at 30C, preferably at 20-25C.
【００１５】以下に本発明をその実施例をもって更に具
体的に説明するが、本発明の態様はこれらの実施例に限
定されるべきものではない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the embodiments of the present invention should not be limited to these Examples.
【００１６】実施例１ 重量平均分子量がポリスチレン換算で６，８００のノボ
ラック樹脂１００重量部に対し、感光性物質としての
２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノンと
１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルフォニルクロ
ライドとの反応生成物を１５重量部の割合でプロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、回
転塗布の際にレジスト膜上にできる放射状のしわ、いわ
ゆるストリエーションを防止するために、更にフッ素系
界面活性剤、フロラード−４７２（住友３Ｍ社製）を３
００ｐｐｍ添加して攪拌した後、０．２μｍのフィルタ
ーでろ過して、本発明において用いる感光性樹脂組成物
を調製した。 Example 1 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone and 1,2-naphthoquinonediazide as photosensitive materials were added to 100 parts by weight of a novolak resin having a weight average molecular weight of 6,800 in terms of polystyrene. The reaction product with 5-sulfonyl chloride is dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate at a ratio of 15 parts by weight, and radial wrinkles formed on the resist film at the time of spin coating, so-called striation, are further added. Surfactant, Florard-472 (Sumitomo 3M)
After adding 00 ppm and stirring, the mixture was filtered through a 0.2 μm filter to prepare a photosensitive resin composition used in the present invention.
【００１７】この組成物を４インチシリコンウェハー上
に回転塗布し、１００℃、９０秒間ホットプレートにて
ベーク後、１．５μｍ厚のレジスト膜を得た。このレジ
スト膜に、ニコン社製ｇ線ステッパー（ＦＸ−６０４
Ｆ）にてラインとスペース幅が１：１となった種々の線
幅がそろったテストパターンを８０ｍＪ／ｃｍ2 で露光
した。（通常露光）その後、ラインパターンの入ったマ
スクを除き、再びニコン社製ｇ線ステッパー（ＦＸ−６
０４Ｆ）にて１０ｍＪ／ｃｍ2 で露光後（再全面露
光）、２．２０重量％水酸化テトラメチルアンモニウム
水溶液で２３℃、６０秒間現像した。This composition was spin-coated on a 4-inch silicon wafer and baked on a hot plate at 100 ° C. for 90 seconds to obtain a 1.5 μm thick resist film. The resist film is coated with a Nikon g-line stepper (FX-604).
In F), a test pattern having various line widths in which the line-to-space width was 1: 1 was exposed at 80 mJ / cm 2 . (Normal exposure) Thereafter, except for the mask containing the line pattern, the g-line stepper (FX-6) manufactured by Nikon Corporation was again used.
04F) at 10 mJ / cm 2 (re-exposure), and developed with a 2.20% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide at 23 ° C. for 60 seconds.
【００１８】得られたレジストパターンをサムコ社製反
応性イオンエッチング装置（ＲＩＥ−１０Ｎ）にて、ガ
ス組成をＣ2 Ｆ6 ：ＣＨＦ3 ：Ｈｅ＝１６：２４：１０
０とし、９０、１００、１１０Ｗで、それぞれ５分間の
条件でドライエッチングを行なった。なお、実用上のエ
ッチング条件は、ガス組成等で一義的に決められないも
のの、１１０Ｗ、５分間或いはそれ以上の過酷な条件で
行われることもしばしばある。エッチング後、塗布膜の
表面を観察し、表１の結果を得た。The resulting resist pattern was subjected to a gas composition of C 2 F 6 : CHF 3 : He = 16: 24: 10 using a reactive ion etching apparatus (RIE-10N) manufactured by Samco.
Dry etching was performed at 90, 100, and 110 W for 5 minutes each. Although practical etching conditions cannot be unambiguously determined by gas composition or the like, they are often performed under severe conditions of 110 W for 5 minutes or more. After the etching, the surface of the coating film was observed, and the results shown in Table 1 were obtained.
【００１９】実施例２ 通常露光の際に、ラインとスペース幅が１：１となった
種々の線幅がそろったテストパターンでライン部分の透
過率が８％であるハーフトーンマスクを用いて露光し、
再全面露光をおこなわないこと以外は実施例１と同様に
行い、表１の結果を得た。 Example 2 In a normal exposure, a test pattern having various line widths in which a line-to-space width is 1: 1 was exposed using a halftone mask having a line portion transmittance of 8%. And
The same procedure as in Example 1 was performed except that the entire surface was not exposed again, and the results shown in Table 1 were obtained.
【００２０】比較例１ 再全面露光しないこと以外は実施例１と同様に行い、表
１の結果を得た。 Comparative Example 1 The procedure of Example 1 was repeated except that the entire surface was not exposed again, and the results shown in Table 1 were obtained.
【００２１】比較例２ 再全面露光を現像前に行う代わりに、現像後に行うこと
以外は実施例１と同様に行い、表１の結果を得た。 Comparative Example 2 The procedure of Example 1 was repeated, except that the entire re-exposure was carried out after the development, instead of before the development, and the results shown in Table 1 were obtained.
【００２２】[0022]
【００２３】表１から、ポジ型感光性樹脂組成物を所望
のパターンを有するマスクを用いて露光する工程と現像
の工程の間に全面を再度露光する工程を挿入するか、ハ
ーフトーンマスクを用いて露光を行なうことによって、
本来未露光部である領域に軽度の露光を行うことによ
り、レジストパターンのドライエッチング耐性が大きく
向上することが分かる。From Table 1, it can be seen that a step of exposing the entire surface between the step of exposing the positive photosensitive resin composition using a mask having a desired pattern and the step of developing is inserted, or a step of using a halftone mask. Exposure
It can be seen that by performing light exposure on a region which is originally an unexposed portion, the dry etching resistance of the resist pattern is greatly improved.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上述べたことから明らかなように、本
発明のレジストパターン形成方法により、従来どおりの
感度および解像度を有し、かつ良好なパターンを形成す
ることができるとともに、ドライエッチング耐性が大幅
に向上されたレジストパターンを形成することができ
る。また、本発明のパターン形成方法は、半導体デバイ
スや液晶表示装置の製造、サーマルヘッドなどの回路基
板の製造などにおいて好適に使用することができる。As is apparent from the above description, the method of forming a resist pattern according to the present invention can form a good pattern having the same sensitivity and resolution as the conventional one, and has a good dry etching resistance. A significantly improved resist pattern can be formed. Further, the pattern forming method of the present invention can be suitably used in the manufacture of semiconductor devices and liquid crystal display devices, the manufacture of circuit boards such as thermal heads, and the like.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H096 AA25 AA30 BA09 EA12 GA60 HA23 5F004 AA04 BA04 DA02 DA16 DA22 EA26 5F046 AA11 BA04 CB17 DA02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H096 AA25 AA30 BA09 EA12 GA60 HA23 5F004 AA04 BA04 DA02 DA16 DA22 EA26 5F046 AA11 BA04 CB17 DA02
Claims (4)
露光後アルカリ現像することによりレジストパターンを
形成する方法において、少なくとも本来未露光部であっ
て現像後感光性樹脂組成物が残存する部分を軽度に露光
し、然も当該部分が現像処理後に残存するように現像す
ることを特徴とするドライエッチング耐性の向上したレ
ジストパターンを形成する方法。In a method of forming a resist pattern by using a positive photosensitive resin composition and subjecting it to alkali development after pattern exposure, at least a part which is originally unexposed and in which the photosensitive resin composition remains after development. Characterized in that the resist pattern is lightly exposed and developed so that the portion remains after the development process, thereby forming a resist pattern with improved dry etching resistance.
る全遮光マスクを介して行われ、上記軽度の露光が全面
あるいは部分露光により行われ、かつこの軽度の露光が
前記パターン露光工程と現像工程の間で行われることを
特徴とする請求項１に記載のドライエッチング耐性の向
上したレジストパターンを形成する方法。2. The method according to claim 1, wherein the pattern exposure is performed through an entire light-shielding mask having a desired pattern, the light exposure is performed by full or partial exposure, and the light exposure is performed in the pattern exposure step and the development step. 2. The method according to claim 1, wherein the resist pattern is formed between the resist patterns.
ターン露光マスクとしてハーフトーンマスクを用いての
露光により行われることを特徴とする請求項１に記載の
ドライエッチング耐性の向上したレジストパターンを形
成する方法。3. A resist pattern having improved dry etching resistance according to claim 1, wherein said pattern exposure and light exposure are performed by exposure using a halftone mask as a pattern exposure mask. how to.
溶性樹脂と感光性物質からなり、アルカリ可溶性樹脂が
ノボラック樹脂であることを特徴とする請求項１〜３の
いずれか１項に記載のドライエッチング耐性の向上した
レジストパターンを形成する方法。4. The method according to claim 1, wherein the positive photosensitive resin composition comprises an alkali-soluble resin and a photosensitive substance, and the alkali-soluble resin is a novolak resin. A method for forming a resist pattern having improved dry etching resistance.
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