JP2005070763A - 金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属上にポジ型感光性樹脂を塗布、パターニング、硬化して感光性樹脂膜を形成する際、アルカリ濃度が0.2〜1.3%の水溶性現像液を使用することでポジ型感光性樹脂膜の開口部にポジ型感光性樹脂膜が残留しないようにポジ型感光性樹脂膜をパターニングさせるための形成方法を提供するものである。
Description
この時、現像液として例えばテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの場合、通常ではアルカリ濃度が1.4〜3.0%の水溶液を使用してウエハー上に表面張力により液盛りして10〜60秒静止する(パドル方式)。また、この液盛りと静止(パドル)を2〜6回繰り返す場合もあるが、これらのどの条件の組み合わせでも配線の金属や再配線金属上の感光性樹脂膜の開口部に感光性樹脂膜が残留するという問題があった。
[1] 金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法であって、現像時にアルカリ濃度が0.2〜1.3%の水溶性現像液を使用して行われることを特徴とする金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法、
[2] ポジ型感光性樹脂が、アルカリ可溶性樹脂とジアゾナフトキノンとを含んでなる第[1]項記載の金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法、
[3] ポジ型感光性樹脂が、アルカリ可溶性樹脂100重量部とジアゾナフトキノン1〜50重量部とを含んでなる第[1]又は[2]項記載の金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法、
[4] アルカリ可溶性樹脂が、一般式(1)で示されるポリアミド樹脂である第[2]又は[3]項記載の金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法、
[8] ポジ型感光性樹脂膜を形成する下地の金属が、Ti、W、Cr、Cu、Ni、Al、Au、Pd、及びこれらを主成分とする合金のいずれかで形成されてなる第[1]〜[7]項のいずれか1項に記載の金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法、
[9]第[8]項記載のポジ型感光性樹脂膜を形成する下地の金属がSiを含んでいる金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法、
[10] 第[1]〜[9]項のいずれかに記載の金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法を用いて製作された半導体装置、
である。
以下に各成分について説明する。
本発明においては、これらの成分を溶剤に溶解し、ワニス状にして使用する。溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−1,3−ブチレングリコールアセテート、1,3−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネート等が挙げられ、単独でも混合して用いても良い。
また、パドル以外の方法を用いるときにもアルカリ濃度が0.2〜1.3%の水溶性現像液を使用する。ここで、アルカリ濃度を0.2〜1.3%としているのは、下限値を下回る濃度の場合現像に時間がかかりすぎて実用的ではなくなるためである。上限値を超えた場合は、現像し後述のリンスをした後、金属上にポジ型感光性樹脂膜が残留する場合がある。
本発明によるポジ型感光性樹脂組成物は、半導体用途のみならず、多層回路の層間絶縁やフレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜や液晶配向膜等としても有用である。
<実施例1>
ポリイミド樹脂の合成
4,4’―オキシジフタル酸無水物17.1g(0.055モル)と2−メチル−2−プロパノール12.4g(0.167モル)とピリジン10.9g(0.138モル)とを温度計、攪拌機、原料投入口、乾燥窒素ガス導入管を備えた4つ口のセパラブルフラスコに入れ、N−メチル−2−ピロリドン150gを加えて溶解させた。この反応溶液に1−ヒドロキシ−1,2,3−ベンゾトリアゾール14.9g(0.110モル)をN−メチル−2−ピロリドン30gと共に滴下した後、ジシクロヘキシルカルボジイミド22.7g(0.110モル)をN−メチル−2−ピロリドン50gと共に滴下し、室温で一晩反応させた。その後、この反応溶液にジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸1モルと1−ヒドロキシ−1,2,3−ベンゾトリアゾール2モルとを反応させて得られたジカルボン酸誘導体(活性エステル)27.1g(0.055モル)とヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン44.8g(0.122モル)をN−メチル−2−ピロリドン70gと共に添加し、室温で2時間攪拌した。その後オイルバスを用いて75℃にて12時間攪拌して反応を終了した。反応混合物を濾過した後、反応混合物を水/メタノール=3/1(体積比)の溶液に投入、沈殿物を濾集し水で十分洗浄した後、真空下で乾燥し、一般式(1)で示され、Xが下記式X−1、Yが下記式Y−1及びY−2で、a=100、b=0からなるポリアミド樹脂(A−1)を合成した。
合成したポリアミド樹脂(A−1)100g、下記式(Q−1)の構造を有する感光性ジアゾキノン化合物19gをγ−ブチロラクトン150gに溶解した後、0.2μmのテフロン(R)フィルターで濾過しポジ型感光性樹脂組成物を得た。
スパッタリング装置でTiを約50nm、その上にAuを約200nmの厚みになるように形成したウエハーを使用した。このウエハーに作製したポジ型感光性樹脂組成物をスピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートにて120℃で4分プリベークし、膜厚10〜20μmの塗膜を得た。この塗膜に凸版印刷(株)製・マスク(テストチャートNo.1:幅0.88〜50μmの抜きパターン及び抜きパターンが描かれている)を通して、g線ステッパー((株)ニコン製・1505G3A)を用いて、150〜2500mJ/cm2で露光を行った。次に1.0%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液をウエハー上に液盛りして約100秒パドル浸漬し、この水溶液を新しい水溶液で追い出した後で約100秒パドル浸漬する方法を4回繰り返し、浸漬時間を約400秒とすることによって露光部を溶解除去した後、純水で約20秒間リンスした。
その後、上記のパターン形成によりポジ型感光性樹脂膜の開口した部分を光学顕微鏡により観察し、ポジ型感光性樹脂膜が残留していないことを確認した。
実施例1の特性評価において、Auをメッキ法により約10μm形成したウエハーで同様の評価を行い、光学顕微鏡による観察により同様に開口部にポジ型感光性樹脂膜が残留していないことが確認された。
実施例1の特性評価において、Cuをメッキ法により約10μm形成したウエハーで同様の評価を行い、光学顕微鏡による観察により同様に開口部にポジ型感光性樹脂膜が残留していないことが確認された。
実施例1の特性評価において、ウエハーにポジ型感光性樹脂組成物を塗布、プリベークし、膜厚6〜8μmの塗膜を得た。この塗膜に実施例1と同様の露光を行った後、0.6%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に6〜8分間ディップ浸漬し、純水でリンスした。
その後、上記のパターン形成によりポジ型感光性樹脂膜の開口した部分を光学顕微鏡により観察し、ポジ型感光性樹脂膜が残留していないことを確認した。
実施例1の特性評価において、Auをスパッタリングで形成した後、ポジ型感光性樹脂組成物を塗布し、アルカリ濃度が1.4%の現像液で現像処理を行い実施例1と同様の評価を行った。光学顕微鏡で開口部を観察したところ、Au上にポジ型感光性樹脂膜が残留していることが確認された。
実施例1の特性評価において、Auをメッキ法で形成した後、ポジ型感光性樹脂組成物を塗布し、アルカリ濃度が1.4%の現像液で現像処理を行い実施例1と同様の評価を行った。光学顕微鏡で開口部を観察したところ、Au上にポジ型感光性樹脂膜が残留していることが確認された。
Claims (10)
- 金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法であって、現像時にアルカリ濃度が0.2〜1.3%の水溶性現像液を使用して行われることを特徴とする金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法。
- ポジ型感光性樹脂が、アルカリ可溶性樹脂とジアゾナフトキノンを含んでなる請求項1記載の金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法。
- ポジ型感光性樹脂が、アルカリ可溶性樹脂100重量部とジアゾナフトキノン1〜50重量部とを含んでなる請求項1又は2記載の金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法。
- 一般式(1)で示される構造を含むポリアミド樹脂が、アルケニル基又はアルキニル基を少なくとも1個有する脂肪族基又は環式化合物基を含む誘導体によって末端封止されたものである請求項4、5又は6のいずれかに記載の金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法。
- ポジ型感光性樹脂膜を形成する下地の金属が、Ti、W、Cr、Cu、Ni、Al、Au、Pd、及びこれらを主成分とする合金のいずれかで形成されてなる請求項1〜7のいずれか1項に記載の金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法。
- 請求項8記載のポジ型感光性樹脂膜を形成する下地の金属がSiを含んでいる金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の金属上へのポジ型感光性樹脂膜の形成方法を用いて製作された半導体装置。
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