JP2009204985A - Compound for photoresist, photoresist solution, and etching method using the photoresist solution - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new compound for photoresist, which is used to perform microfabrication by photolithography, a photoresist solution using the compound for photoresist, and to provide an etching method for etching a surface of interest by using the photoresist solution. <P>SOLUTION: The compound for photoresist is a compound represented by general formula (I), wherein R<SP>1</SP>and R<SP>2</SP>each independently represent a substituent having a Hammett's substituent constant σp in a range of 0.2-0.9; R<SP>3</SP>represents a hydrogen atom or a monovalent substituent; Φ represents a substituted or unsubstituted aryl group or an aromatic heterocyclic group; and two or more of R<SP>1</SP>, R<SP>2</SP>, R<SP>3</SP>and Φ may bond to each other to form a ring. The photoresist solution contains the compound for photoresist. The etching method is for etching a surface to be processed by using the photoresist solution. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、微細なパターンを形成可能なフォトレジスト用化合物およびフォトレジスト液に関する。更に本発明は、上記フォトレジスト液を用いる被加工表面のエッチング方法に関する。   The present invention relates to a photoresist compound and a photoresist solution capable of forming a fine pattern. Furthermore, this invention relates to the etching method of the to-be-processed surface using the said photoresist liquid.

半導体素子、磁気バブルメモリ、集積回路等の電子部品を製造工程において、微細パターンを形成し、これをエッチングマスクとして、その下層にある表面をエッチングする技術が広く用いられている。
更に近年、LEDのような発光素子が種々の用途に活用されている。このLEDは、基板上に発光層を含む半導体多層膜を積層した半導体素子(以下、これを「チップ」とも言う。)を樹脂等でパッケージしたものであるが、当該チップの光取出し口の最上層(または最外層)とパッケージの樹脂との屈折率が相違するので、これら両者の界面で反射が起こり発光効率が低下してしまう。そのため、このような界面での反射を防止して、その発光効率を改善する目的で、上記チップの光取出し口の表面に微細な凹凸構造を設けることが提案されている(例えば特許文献1および2参照)。
特開2003−174191号公報 特開2003−209283号公報
In the manufacturing process of electronic parts such as semiconductor elements, magnetic bubble memories, and integrated circuits, a technique of forming a fine pattern and using this as an etching mask to etch the underlying surface is widely used.
In recent years, light-emitting elements such as LEDs have been utilized for various applications. This LED is a semiconductor element in which a semiconductor multilayer film including a light emitting layer is laminated on a substrate (hereinafter also referred to as “chip”), which is packaged with a resin or the like. Since the refractive index of the upper layer (or outermost layer) is different from that of the resin of the package, reflection occurs at the interface between the two and the luminous efficiency is lowered. Therefore, in order to prevent such reflection at the interface and improve the light emission efficiency, it has been proposed to provide a fine concavo-convex structure on the surface of the light extraction port of the chip (for example, Patent Document 1 and 2).
JP 2003-174191 A JP 2003-209283 A

特許文献1では、その第5の実施態様において、上記発光ダイオードの光取出し口を構成する最上層として反射防止膜を設け、その反射防止膜の表面に微細な凹凸形状を形成するために、予め微細な凹凸形状を形成した金型を製造しておき、この金型で上記反射防止膜の表面をプレス成形して、光取出し口の表面に凹凸形状を形成する方法、またはその変形例として、金型を使用したプレス成形に代えて反射防止膜の表面をグラインダーでランダム方向に荒らす方法が開示されている。しかし、前者の方法は金型を作成するという面倒なプロセスを必要とする上に、金型作成のコストがかかる欠点があり、後者の方法では、常に均一な粗面とすることが困難で、製品に性能上のバラつきが生じるという問題があった。
他方、特許文献2では、ブレード加工で半導体素子の光取出し口の最上層を構成する電流拡散層に断面三角形状のラインアンドスペースパターンを形成し、さらに高温の塩酸処理をして電流拡散層の表面にサブミクロンの凹凸を形成する方法と、電流拡散層上にフォトレジストを使ってラインアンドスペースパターンを形成し、さらにリアクティブ・イオン・エッチング(RIE)により上記と同様の微小な凹凸を電流拡散層の表面に形成する方法が開示されている。しかしながら、これらの方法でも煩雑なプロセスを必要とするという問題があった。
In Patent Document 1, in the fifth embodiment, an antireflection film is provided as the uppermost layer constituting the light extraction port of the light emitting diode, and a fine uneven shape is formed on the surface of the antireflection film in advance. As a method of manufacturing a mold having a fine concavo-convex shape, press-molding the surface of the antireflection film with this mold, and forming a concavo-convex shape on the surface of the light extraction port, or a modification thereof, A method of roughening the surface of the antireflection film in a random direction with a grinder instead of press molding using a mold is disclosed. However, the former method requires a cumbersome process of creating a mold and has the disadvantage of costly mold production. The latter method is difficult to always make a uniform rough surface, There was a problem that the product had performance variations.
On the other hand, in Patent Document 2, a line-and-space pattern having a triangular cross section is formed on the current diffusion layer constituting the uppermost layer of the light extraction port of the semiconductor element by blade processing, and the hydrochloric acid treatment at a high temperature is performed to treat the current diffusion layer. A method of forming submicron irregularities on the surface and a line and space pattern using a photoresist on the current diffusion layer, and further applying the minute irregularities similar to the above to the current by reactive ion etching (RIE) A method of forming on the surface of the diffusion layer is disclosed. However, these methods also have a problem that a complicated process is required.

微細な凹凸構造の作製、半導体装置の作製等に使用される技術として、従来からフォトリソグラフィが知られている。フォトリソグラフィでは、感光性化合物を含有するレジスト組成物を基板等の表面に塗布した後、フォトマスクを介してパターン露光し、次いで現像することにより露光部または非露光部のいずれか一方を選択的に除去してレジストパターンを形成する。その後、このレジストパターンをエッチングマスクとして使用することにより、基板等の表面に微細な凹凸パターンまたは半導体素子を形成することができる。   Conventionally, photolithography is known as a technique used for manufacturing a fine concavo-convex structure and a semiconductor device. In photolithography, a resist composition containing a photosensitive compound is applied to the surface of a substrate or the like, then pattern exposure is performed through a photomask, and then development is performed to selectively select either an exposed portion or a non-exposed portion. Then, a resist pattern is formed. Thereafter, by using this resist pattern as an etching mask, a fine uneven pattern or a semiconductor element can be formed on the surface of a substrate or the like.

しかし、従来の感光性化合物を含有するフォトレジスト液を使用したフォトリソグラフィーでは、パターン露光後に現像する工程が必須であり、その分だけ工程が増えてしまう。   However, in photolithography using a photoresist solution containing a conventional photosensitive compound, a step of developing after pattern exposure is essential, and the number of steps increases accordingly.

そこで本発明の目的は、フォトリソグラフィを利用した微細加工を行うために使用される、新規なフォトレジスト用化合物、より詳しくは、パターン露光後の現像工程を省略することができる、新規なフォトレジスト用化合物を提供することにある。
本発明のもう一つの別の目的は、上記のフォトレジスト用化合物を用いたフォトレジスト液を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、上記のフォトレジスト液を使用して、所望の表面をエッチングするエッチング方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel photoresist compound used for fine processing utilizing photolithography, more specifically, a novel photoresist capable of omitting a development process after pattern exposure. It is to provide a compound for use.
Another object of the present invention is to provide a photoresist solution using the above-mentioned photoresist compound.
Still another object of the present invention is to provide an etching method for etching a desired surface using the above-described photoresist solution.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、アリリデン色素を含有する色素膜へパターン露光すると、色素の発熱により光照射部分に化学的および/または物理的な物性変化が生じ、このパターン露光後の色素膜がエッチング用マスクとして使用することができることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors have made a pattern exposure to a dye film containing an arylidene dye. As a result, the dye film after pattern exposure was found to be usable as an etching mask, and the present invention was completed.

即ち、上記目的は、下記手段によって達成された。
[1]下記一般式(I)で表される化合物であることを特徴とするフォトレジスト用化合物。

Figure 2009204985
[一般式(I)中、R1およびR2は、それぞれ独立に、ハメットの置換基定数σpが0.2〜0.9の範囲の置換基を表し、R3は水素原子または一価の置換基を表し、Φは置換または無置換のアリール基または芳香族ヘテロ環基を表し、R1、R2、R3およびΦのうちの何れか二つ以上が互いに結合して環を形成していてもよい。]
[2]一般式(I)中、Φがハメットの置換定数σpが−1.0〜0.0の範囲の置換基を有するアリール基または芳香族ヘテロ環基を表す[1]に記載のフォトレジスト用化合物。
[3]熱分解温度が150℃以上500℃以下である[1]または[2]に記載のフォトレジスト用化合物。
[4][1]〜[3]のいずれかに記載のフォトレジスト用化合物を含むフォトレジスト液。
[5]前記フォトレジスト用化合物を、前記フォトレジスト液に含まれる全固形分を基準として50質量%以上含有する[4]に記載のフォトレジスト液。
[6][4]または[5]に記載のフォトレジスト液を被加工表面に塗布してフォトレジスト膜を形成すること、
上記フォトレジスト膜にパターン露光すること、および、
上記パターン露光後のフォトレジスト膜を有する被加工表面の少なくとも一部にエッチング処理を施し、上記パターン露光において露光された部分に対応する領域における被加工表面の少なくとも一部をエッチングすること
を含む被加工表面のエッチング方法。
[7]前記パターン露光に使用される光は、λnmの波長を有するレーザー光であり、前記フォトレジスト膜に含まれる前記フォトレジスト用化合物の最大吸収波長λmaxはλ±150nmの範囲にある[6]に記載の被加工表面のエッチング方法。 That is, the above object has been achieved by the following means.
[1] A photoresist compound, which is a compound represented by the following general formula (I):
Figure 2009204985
[In the general formula (I), R 1 and R 2 each independently represent a substituent having a Hammett's substituent constant σp of 0.2 to 0.9, and R 3 represents a hydrogen atom or a monovalent Φ represents a substituted or unsubstituted aryl group or an aromatic heterocyclic group, and any two or more of R 1 , R 2 , R 3 and Φ are bonded to each other to form a ring. It may be. ]
[2] The photo of [1], wherein in general formula (I), Φ represents an aryl group or aromatic heterocyclic group having a substituent having a Hammett substitution constant σp in the range of −1.0 to 0.0. Resist compound.
[3] The photoresist compound according to [1] or [2], which has a thermal decomposition temperature of 150 ° C. or higher and 500 ° C. or lower.
[4] A photoresist solution containing the photoresist compound according to any one of [1] to [3].
[5] The photoresist solution according to [4], containing the photoresist compound in an amount of 50% by mass or more based on the total solid content in the photoresist solution.
[6] Forming a photoresist film by applying the photoresist liquid according to [4] or [5] to a surface to be processed;
Pattern exposure to the photoresist film; and
Etching at least a part of the processing surface having the photoresist film after the pattern exposure, and etching at least a part of the processing surface in a region corresponding to the part exposed in the pattern exposure. Process surface etching method.
[7] The light used for the pattern exposure is a laser beam having a wavelength of λ nm, and the maximum absorption wavelength λmax of the photoresist compound contained in the photoresist film is in the range of λ ± 150 nm. ] The etching method of the to-be-processed surface of description.

本発明によれば、パターン露光するだけで、換言すれば現像液による現像工程を経ることなく、エッチング用マスクを形成することができるので、各種の半導体装置を作製するプロセスで複数回行われるフォトリソグラフィ工程の各現像工程を除くことができ、これにより大幅な簡便化を達成できる。更に本発明によれば、微細な凹凸を被加工表面に形成することができる。   According to the present invention, it is possible to form an etching mask only by pattern exposure, in other words, without going through a developing step with a developer, so that a photo that is performed multiple times in the process of manufacturing various semiconductor devices. Each development process of the lithography process can be eliminated, and thereby a great simplification can be achieved. Furthermore, according to the present invention, fine irregularities can be formed on the surface to be processed.

[フォトレジスト用化合物]
本発明のフォトレジスト用化合物は、下記一般式(I)で表される化合物である。
[Photoresist compound]
The photoresist compound of the present invention is a compound represented by the following general formula (I).

Figure 2009204985
[一般式(I)中、R1およびR2は、それぞれ独立に、ハメットの置換基定数σpが0.2〜0.9の範囲の置換基を表し、R3は水素原子または一価の置換基を表し、Φは置換または無置換のアリール基または芳香族ヘテロ環基を表し、R1、R2、R3およびΦのうちの何れか二つ以上が互いに結合して環を形成していてもよい。]
Figure 2009204985
[In the general formula (I), R 1 and R 2 each independently represent a substituent having a Hammett's substituent constant σp of 0.2 to 0.9, and R 3 represents a hydrogen atom or a monovalent represents a substituent, [Phi represents a substituted or unsubstituted aryl group or an aromatic heterocyclic group, R 1, R 2, or two or more of R 3 and [Phi is bonded to each other to form a ring It may be. ]

本発明者らは、上記化合物(以下、「アリリデン化合物」ともいう)を含有する塗布膜は、部分的に光照射されると光照射部分が局所的に物性変化し、光照射前の塗布膜に比べて耐エッチング性が低下することを見出し、更に、この塗布膜がエッチング用マスクとして機能し得ることを新たに見出した。この現象について、本発明者らは以下のように推定している。
上記アリリデン化合物を含有する塗布膜へ、例えばレーザービームでスポット状に光を照射すると、光照射部分においてアリリデン化合物が発熱する。この発熱によってアリリデン化合物が熱分解などの物性変化を起こす結果、塗布膜では光照射部分が局所的に物理的および/または化学的に変化し、ピット(開口)や局所的に耐久性が低下した部分(低耐久性部)が形成されるものと考えられる。ピットが形成された塗布膜は、エッチング用マスクとして機能することはもちろんのこと、低耐久性部はエッチング工程でより容易に食刻されるため、パターン露光で低耐久性部を形成した塗布膜もエッチング用マスクとして機能し得る。また、上記アリリデン化合物を含む塗布膜それ自体は耐エッチング性に優れ、エッチングに対する耐久性膜として良好に機能し得ることも判明した。ここで、エッチングの方法は、ドライエッチングでもウェットエッチングでもかまわない。特にドライエッチングに適用すると、ウェットエッチング液の洗浄工程が不要なため好ましい。
特に、本発明者らが上記アリリデン化合物を含有する塗布膜のレーザー光による照射中の挙動を観察したところ、レーザービームの光照射部分の中心部での温度上昇とともに周辺部分で温度低下する現象が確認された。この周辺部分の温度低下の理由は定かではないが、この周辺部の温度低下によって、レーザー光照射部の中心部では熱分解によるピット形成や低耐久性部形成が起こるものの周辺部への物性変化の広がりが抑えられるため、レーザー光でパターン露光するとレーザービームのビーム径よりも小径のパターンが塗布膜に形成できるものと考えられる。従って、塗布膜へのレーザー光によるパターン露光により、そのレーザービーム径が照射した領域よりも一段と狭い小径の露光領域のみが低耐久性部となり、結果的にレーザー光のビーム径よりも細いビームでパターン露光した場合と同様の微細なパターン露光が達成できる。
更に、上記アリリデン化合物を含む塗布膜は、パターン露光によりその照射部にピットまたは低耐久性部が形成されるので、パターン露光後の現像処理が不要であり、パターン露光の次にエッチング工程を行うことができる。
本発明における「フォトレジスト」とは、このようなパターン露光によって生ずる熱によってレジストパターンを形成する態様も含むものである。
The present inventors have found that a coating film containing the above compound (hereinafter also referred to as “arylidene compound”) undergoes local changes in physical properties when irradiated with light, and the coating film before light irradiation. It was found that the etching resistance is lower than that of the coating film, and that the coating film can function as an etching mask. The present inventors estimate this phenomenon as follows.
When the coating film containing the arylidene compound is irradiated with light, for example, with a laser beam in a spot shape, the arylidene compound generates heat in the light irradiation portion. As a result of this heat generation, the arylidene compound undergoes changes in physical properties such as thermal decomposition. As a result, the irradiated part of the coating film locally changes physically and / or chemically, resulting in a decrease in pit (opening) and local durability. A part (low durability part) is considered to be formed. The coating film on which the pits are formed not only functions as an etching mask, but also the low durability part is etched more easily in the etching process, so the coating film in which the low durability part is formed by pattern exposure. Can also function as an etching mask. It has also been found that the coating film itself containing the above arylidene compound has excellent etching resistance and can function well as a durable film against etching. Here, the etching method may be dry etching or wet etching. In particular, the present invention is preferably applied to dry etching because a wet etching solution cleaning step is unnecessary.
In particular, when the present inventors observed the behavior of the coating film containing the above arylidene compound during irradiation with laser light, the temperature rises at the central portion of the light irradiated portion of the laser beam, and the phenomenon that the temperature decreases at the peripheral portion is observed. confirmed. The reason for the temperature drop in the peripheral part is not clear, but due to the temperature drop in the peripheral part, pit formation and low durability part formation due to thermal decomposition occur in the central part of the laser light irradiation part, but physical property changes to the peripheral part Therefore, it is considered that a pattern having a diameter smaller than the beam diameter of the laser beam can be formed on the coating film by pattern exposure with laser light. Therefore, by pattern exposure with a laser beam on the coating film, only an exposure area with a small diameter that is much narrower than the area irradiated with the laser beam becomes a low-durability part, resulting in a beam that is thinner than the laser beam diameter. Fine pattern exposure similar to the case of pattern exposure can be achieved.
Furthermore, the coating film containing the arylidene compound forms a pit or a low durability portion at the irradiated portion by pattern exposure, so that development processing after the pattern exposure is unnecessary, and an etching process is performed after the pattern exposure. be able to.
The “photoresist” in the present invention includes an embodiment in which a resist pattern is formed by heat generated by such pattern exposure.

本発明のフォトレジスト用化合物は、上記一般式(I)で表される化合物である。以下に、一般式(I)について更に詳細に説明する。   The photoresist compound of the present invention is a compound represented by the above general formula (I). Hereinafter, the general formula (I) will be described in more detail.

Figure 2009204985
Figure 2009204985

一般式(I)中、R1およびR2は、それぞれ独立に、ハメットの置換基定数σpが0.2〜0.9の範囲の置換基を表す。R1、R2が上記範囲のハメットの置換定数σpを有する電子求引性基であれば、フォトレジスト用化合物として好適な吸収特性および熱分解性を達成できる。R1およびR2で表される置換基のハメットの置換基定数σpは、より好ましくは0.30〜0.85であり、最も好ましくは0.35〜0.80である。 In general formula (I), R 1 and R 2 each independently represent a substituent having a Hammett's substituent constant σp in the range of 0.2 to 0.9. If R 1 and R 2 are electron withdrawing groups having Hammett's substitution constant σp in the above range, absorption characteristics and thermal decomposability suitable as a photoresist compound can be achieved. Hammett's substituent constant σp of the substituent represented by R 1 and R 2 is more preferably 0.30 to 0.85, and most preferably 0.35 to 0.80.

ハメットの置換基定数σp値(以下、σp値という)は、例えばChem.Rev.91,165(1991)及びこれに引用されている参考文献に記載されており、記載されていないものについても同文献記載の方法によって求めることが可能である。R1とR2が連結して環を形成している場合、R1のσp値は、−R1−R2−H基のσp 値を意味し、R2のσp 値は、−R2−R1−H基のσp値を意味する。この場合、両者は結合の方向が異なるためσp値は異なる。 Hammett's substituent constant σp value (hereinafter referred to as σp value) is described, for example, in Chem. Rev. 91, 165 (1991) and references cited therein, and those not described can be obtained by the method described in the same document. If R 1 and R 2 form a ring, .sigma.p value of R 1 means a .sigma.p value of -R 1 -R 2 -H group, .sigma.p value for R 2, -R 2 This means the σp value of the —R 1 —H group. In this case, both have different σp values because of different coupling directions.

1およびR2で表される電子求引性基の具体例としては、シアノ基、ニトロ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、スルホニル基、スルホニル基、アルコキシスルホニル基、スルファモイル基、スルフィニル基、スルフェニル基、ハロゲン原子、アルキニル基、ジアシルアミノ基、ホスホリル基、カルボキシル基、ヘテロ環基(例えば、2−ベンゾチアゾリル基、2−ベンゾオキサゾリル基、3−ピリジル基、5−(1H)−テトラゾリル基、4−ピリミジル基)を挙げることができる。R1およびR2は互いに同一でも異なっていてもよい。 Specific examples of the electron withdrawing group represented by R 1 and R 2 include cyano group, nitro group, acyl group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, sulfonyl group, sulfonyl group, alkoxysulfonyl group, sulfamoyl group, sulfinyl. Group, sulfenyl group, halogen atom, alkynyl group, diacylamino group, phosphoryl group, carboxyl group, heterocyclic group (for example, 2-benzothiazolyl group, 2-benzoxazolyl group, 3-pyridyl group, 5- (1H ) -Tetrazolyl group, 4-pyrimidyl group). R 1 and R 2 may be the same or different from each other.

3は水素原子または一価の置換基を表す。一価の置換基としては、例えば炭素原子数1〜20の鎖状または環状のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基)、炭素原子数6〜18の置換または無置換のアリール基(例えば、フェニル基、クロロフェニル基、アニシル基、トルイル基、2,4−ジ−t−アミル基、1−ナフチル基)、アルケニル基(例えば、ビニル基、2−メチルビニル基)、アルキニル基(例えば、エチニル基、2−メチルエチニル基、2−フェニルエチニル基)、ハロゲン原子(例えば、F、Cl、Br、I)、シアノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アシル基(例えば、アセチル基、ベンゾイル基、サリチロイル基、ピバロイル基)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、ブトキシ基、シクロヘキシルオキシ基)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、1−ナフトキシ基)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、ブチルチオ基、ベンジルチオ基、3−メトキシプロピルチオ基)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、4−クロロフェニルチオ基)、アルキルスルホニル基(例えば、メタンスルホニル基、ブタンスルホニル基)、アリールスルホニル基(例えば、ベンゼンスルホニル基、パラトルエンスルホニル基)、炭素原子数1〜10のカルバモイル基、炭素原子数1〜10のアミド基、炭素原子数2〜10のアシルオキシ基、炭素原子数2〜10のアルコキシカルボニル基、ヘテロ環基(例えば、ピリジル基、チエニル基、フリル基、チアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基などの芳香族ヘテロ環基、ピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環、ピラン環、チオピラン環、ジオキサン環、ジチオラン環などの脂肪族ヘテロ環基)を挙げることができる。なお、本発明において、ある基について「炭素原子数」とは該基が置換基を有する場合は置換基を含まない部分の炭素原子数をいうものとする。
3としては、水素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基または炭素原子数6〜10のアリール基好ましく、水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基またはフェニルが更に好ましく、水素原子が特に好ましい。
R 3 represents a hydrogen atom or a monovalent substituent. Examples of the monovalent substituent include a linear or cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a cyclohexyl group), a substituted or unsubstituted group having 6 to 18 carbon atoms. Aryl groups (for example, phenyl group, chlorophenyl group, anisyl group, toluyl group, 2,4-di-t-amyl group, 1-naphthyl group), alkenyl groups (for example, vinyl group, 2-methylvinyl group), Alkynyl group (for example, ethynyl group, 2-methylethynyl group, 2-phenylethynyl group), halogen atom (for example, F, Cl, Br, I), cyano group, hydroxyl group, carboxyl group, acyl group (for example, acetyl group) Group, benzoyl group, salicyloyl group, pivaloyl group), alkoxy group (for example, methoxy group, butoxy group, cyclohexyloxy group), Reeloxy group (for example, phenoxy group, 1-naphthoxy group), alkylthio group (for example, methylthio group, butylthio group, benzylthio group, 3-methoxypropylthio group), arylthio group (for example, phenylthio group, 4-chlorophenylthio group) ), Alkylsulfonyl group (for example, methanesulfonyl group, butanesulfonyl group), arylsulfonyl group (for example, benzenesulfonyl group, paratoluenesulfonyl group), carbamoyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 1 to 10 carbon atoms Amido group, acyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, alkoxycarbonyl group having 2 to 10 carbon atoms, heterocyclic group (for example, aromatic such as pyridyl group, thienyl group, furyl group, thiazolyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, etc. Group heterocyclic group, pyrrolidine ring, piperidy Ring, morpholine ring, pyran ring, thiopyran ring, dioxane ring, and dithiolane aliphatic heterocyclic group such as rings). In the present invention, “the number of carbon atoms” for a certain group means the number of carbon atoms in a portion not containing the substituent when the group has a substituent.
R 3 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or phenyl, and a hydrogen atom being Particularly preferred.

Φは、置換または無置換のアリール基または芳香族ヘテロ環基を表す。   Φ represents a substituted or unsubstituted aryl group or an aromatic heterocyclic group.

Φで表されるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。   Examples of the aryl group represented by Φ include a phenyl group and a naphthyl group.

Φで表される芳香族ヘテロ環基として好ましいものは、炭素数4〜9の芳香族ヘテロ環であり、含有されるヘテロ原子としては窒素原子、酸素原子、硫黄原子が好ましく、特に含窒素芳香族ヘテロ環基が好ましく、例えば2−ピリジル基、3−ピリジル基、2−ピラジル基、2−イミダゾリル基、2−ピロリル基、2−フリル基、2−チオフェニル基、3−インドリル基、4−キノリニル基、2−イソキノリニル基を挙げることができる。
Φは、置換または無置換のアリール基であることが好ましく、置換または無置換のフェニル基であることが更に好ましく、置換フェニル基であることがよりいっそう好ましく、後述の電子供与性基で置換されたフェニル基であることが最も好ましい。
The aromatic heterocyclic group represented by Φ is preferably an aromatic heterocyclic group having 4 to 9 carbon atoms, and the hetero atom contained therein is preferably a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom, particularly a nitrogen-containing aromatic. A group heterocyclic group is preferable, for example, 2-pyridyl group, 3-pyridyl group, 2-pyrazyl group, 2-imidazolyl group, 2-pyrrolyl group, 2-furyl group, 2-thiophenyl group, 3-indolyl group, 4- A quinolinyl group and a 2-isoquinolinyl group can be mentioned.
Φ is preferably a substituted or unsubstituted aryl group, more preferably a substituted or unsubstituted phenyl group, still more preferably a substituted phenyl group, and is substituted with an electron donating group described later. Most preferred is a phenyl group.

1、R2、R3、Φとして上述した各基は更に置換基を有していてもよく、置換基としては一般式(I)中のR3の例として述べたものを挙げることができる。Φが置換アリール基または置換芳香族ヘテロ環基である場合の置換基としては、ハメットの置換基定数σpが−1.0〜0.0の範囲の置換基が好ましく、ハメットの置換基定数σpが−0.9〜−0.1の範囲の置換基が更に好ましく、ハメットの置換基定数σpが−0.9〜−0.2の範囲の置換基が更に好ましい。上記範囲のσpを有する電子供与性基を置換基として有することにより、フォトレジスト用化合物としてよりいっそう好適な吸収特性および熱分解性を達成できる。
Φの置換基となる電子供与性基の具体例としては、アルコキシ基、アリールオキシ基、アニリノ基、モノアルキルアミノ基、ヒドロキシ基、トリアルキルシリル基、トリアルキルシリルオキシ基、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、1−アジリジニル基、フェロセニル基、3−チエニル基を挙げることができる。
Each group described above as R 1 , R 2 , R 3 and Φ may further have a substituent, and examples of the substituent include those described as examples of R 3 in the general formula (I). it can. As the substituent when Φ is a substituted aryl group or a substituted aromatic heterocyclic group, a substituent having a Hammett's substituent constant σp in the range of −1.0 to 0.0 is preferable, and Hammett's substituent constant σp is Is more preferably in the range of -0.9 to -0.1, more preferably in the range of Hammett's substituent constant σp in the range of -0.9 to -0.2. By having an electron donating group having σp in the above range as a substituent, it is possible to achieve even more preferable absorption characteristics and thermal decomposability as a photoresist compound.
Specific examples of the electron donating group as a substituent of Φ include an alkoxy group, an aryloxy group, an anilino group, a monoalkylamino group, a hydroxy group, a trialkylsilyl group, a trialkylsilyloxy group, an alkyl group, and an alkenyl group. , Aryl group, acylamino group, carbamoylamino group, alkoxycarbonylamino group, 1-aziridinyl group, ferrocenyl group and 3-thienyl group.

一般式(I)中、R1、R2、R3およびΦのうちの何れか二つ以上が互いに結合して環を形成していてもよい。 In general formula (I), any two or more of R 1 , R 2 , R 3 and Φ may be bonded to each other to form a ring.

一般式(I)で表される化合物は、任意の位置で結合して多量体を形成していてもよく、この場合の各単位は互いに同一でも異なっていてもよく、またポリスチレン、ポリメタクリレート、ポリビニルアルコール、セルロース等のポリマー鎖に結合していてもよい。   The compound represented by the general formula (I) may be bonded at an arbitrary position to form a multimer, and in this case, each unit may be the same as or different from each other, and polystyrene, polymethacrylate, You may couple | bond with polymer chains, such as polyvinyl alcohol and a cellulose.

以下に、一般式(I)で表される化合物の好ましい具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Although the preferable specific example of a compound represented with general formula (I) below is given, this invention is not limited to these.

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本発明のフォトレジスト用化合物は、パターン露光に使用される光の波長に応じて最適なものを選択することができる。
例えば、最大吸収波長(λmax)については、一般的な指標としては、使用されるレーザー光の波長がλnmの場合、パターン露光によるフォトレジスト膜が効率よく分解または変性するという理由から、λ±150nmの範囲に、より好ましくはλ±100nmの範囲にλmaxを有するものから選ぶことができる。例えば、波長が650nmの半導体レーザー光を使用する場合には、最大吸収波長が500nm〜800nmの範囲、より好ましくは550nm〜750nmの範囲にあるフォトレジスト用化合物から選択することができる。また、波長が405nmの半導体レーザー光を使用する場合には、最大吸収波長が255nm〜555nmの範囲、より好ましくは305nm〜505nmの範囲にあるフォトレジスト用化合物から選択することができる。
As the photoresist compound of the present invention, an optimum one can be selected according to the wavelength of light used for pattern exposure.
For example, with respect to the maximum absorption wavelength (λmax), as a general index, when the wavelength of the laser beam used is λnm, the photoresist film by pattern exposure is efficiently decomposed or modified, so that λ ± 150nm In the range of λ ± 100 nm, and more preferably in the range of λ ± 100 nm. For example, when a semiconductor laser beam having a wavelength of 650 nm is used, it can be selected from photoresist compounds having a maximum absorption wavelength in the range of 500 nm to 800 nm, more preferably in the range of 550 nm to 750 nm. Moreover, when using a semiconductor laser beam having a wavelength of 405 nm, it can be selected from photoresist compounds having a maximum absorption wavelength in the range of 255 nm to 555 nm, more preferably in the range of 305 nm to 505 nm.

更に、レーザーによるパターン露光時の感度の点から、本発明のフォトレジスト用化合物の熱分解温度は、100℃以上600℃以下であることが好ましく、120℃以上550℃以下であることがより好ましく、150℃以上500℃以下であることが最も好ましい。   Furthermore, the thermal decomposition temperature of the photoresist compound of the present invention is preferably 100 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or higher and 550 ° C. or lower, from the viewpoint of sensitivity during pattern exposure with a laser. Most preferably, the temperature is 150 ° C. or more and 500 ° C. or less.

本発明における熱分解温度は、TG/DTA測定によって求められる値をいうものとする。具体的には、例えばSeiko Instruments Inc.製EXSTAR6000を用い、N2気流下(流量200ml/min)、30℃〜550℃の範囲において10℃/minで昇温を行い、質量減少率が10%に達した時点の温度として熱分解温度を求めることができる。 The thermal decomposition temperature in the present invention refers to a value obtained by TG / DTA measurement. Specifically, for example, Seiko Instruments Inc. Using EXSTAR6000 manufactured, the temperature was raised at 10 ° C / min in the range of 30 ° C to 550 ° C under N 2 stream (flow rate 200ml / min), and the thermal decomposition temperature as the temperature when the mass reduction rate reached 10% Can be requested.

本発明のフォトレジスト用化合物は、公知の方法で合成することができ、また市販品として入手可能なものもある。   The photoresist compound of the present invention can be synthesized by a known method, and some of them are commercially available.

[フォトレジスト液]
本発明のフォトレジスト液は、本発明のフォトレジスト用化合物を含有し、好ましくは溶剤を含む。本発明のフォトレジスト液は、本発明のフォトレジスト用化合物を1種含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。溶剤としては、本発明のフォトレジスト用化合物の良溶媒を用いることが好ましい。更に本発明のフォトレジスト液は、上記成分に加えて任意に他成分を含むことができる。加工性に優れたレジスト膜を形成するためには、本発明のフォトレジスト液中の上記フォトレジスト用化合物の含有量は、フォトレジスト液に含まれる全固形分を基準として50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることが更に好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。その上限値は、例えば100質量%である。
[Photoresist solution]
The photoresist solution of the present invention contains the compound for photoresist of the present invention, and preferably contains a solvent. The photoresist liquid of the present invention may contain one type of the compound for photoresists of the present invention, or may contain two or more types. As the solvent, a good solvent for the photoresist compound of the present invention is preferably used. Furthermore, the photoresist solution of the present invention can optionally contain other components in addition to the above components. In order to form a resist film having excellent processability, the content of the photoresist compound in the photoresist solution of the present invention is 50% by mass or more based on the total solid content contained in the photoresist solution. It is preferably 70% by mass or more, more preferably 90% by mass or more. The upper limit is, for example, 100% by mass.

本発明のフォトレジスト液を、処理対象となる表面上に塗布し、溶媒を蒸発させて除くことにより、フォトレジスト膜を形成することができる。塗布方法としては、スプレー法、スピンコート法、ディップ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、ドクターブレード法、カーテンコート法、スリットコート法、スクリーン印刷法等を挙げることができる。生産性に優れ膜厚のコントロールが容易であるという点でスピンコート法を用いることが好ましい。塗布されたフォトレジスト液から溶媒を除く方法は、従来より知られている方法を使用することができる。例えば、スピンコート法で塗布した場合には、そのままスピンの回転数を上昇させることにより溶媒を蒸発させることができる。その際、塗布面にノズルから気体を吹き付けて溶媒の蒸発を促進させてもよい。更に従来のフォトレジストの塗布プロセスと同様に、スピンコートされたフォトレジスト液膜を加熱(ベーキング)する、所謂プリベークをしてもよい。溶媒を除去する方法としては、フォトレジスト液をスピンコート法で塗布し、そのままスピンの回転数を上昇させて溶媒を除く方法が特に好ましい。この場合、さらに加熱するアニール処理をすることが好ましい。アニール処理は、フォトレジスト膜としての強度や安定性を増す効果がある。その加熱温度下限は、例えば55℃以上、好ましくは65℃以上、更に好ましくは75℃以上であり、その加熱温度上限は、例えば200℃以下、好ましくは150℃以下、更に好ましくは100℃以下である。時間の下限は、例えば5分以上、好ましくは15分以上、更に好ましくは30分以上であり、上限は、例えば4時間以下、好ましくは2時間以下、更に好ましくは1時間以下である。このような範囲の条件下でアニールすることにより、生産性を低下させることなく、フォトレジスト膜としての強度と安定性を上昇させることができる。   A photoresist film can be formed by applying the photoresist solution of the present invention onto the surface to be treated and evaporating and removing the solvent. Examples of the coating method include a spray method, a spin coat method, a dip method, a roll coat method, a blade coat method, a doctor roll method, a doctor blade method, a curtain coat method, a slit coat method, and a screen printing method. It is preferable to use a spin coating method in terms of excellent productivity and easy control of the film thickness. As a method for removing the solvent from the applied photoresist solution, a conventionally known method can be used. For example, when applied by a spin coating method, the solvent can be evaporated by increasing the spin speed as it is. At that time, evaporation of the solvent may be promoted by spraying a gas from the nozzle onto the coating surface. Furthermore, as in the conventional photoresist coating process, so-called pre-baking may be performed in which the spin-coated photoresist liquid film is heated (baked). As a method for removing the solvent, a method in which a photoresist solution is applied by a spin coating method, and the solvent is removed by increasing the rotation speed of the spin as it is is particularly preferable. In this case, it is preferable to perform an annealing treatment for further heating. The annealing treatment has an effect of increasing the strength and stability as a photoresist film. The lower limit of the heating temperature is, for example, 55 ° C. or higher, preferably 65 ° C. or higher, more preferably 75 ° C. or higher. The upper limit of the heating temperature is, for example, 200 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower. is there. The lower limit of the time is, for example, 5 minutes or more, preferably 15 minutes or more, more preferably 30 minutes or more, and the upper limit is, for example, 4 hours or less, preferably 2 hours or less, more preferably 1 hour or less. By annealing under such conditions, the strength and stability of the photoresist film can be increased without reducing the productivity.

本発明のフォトレジスト液中の全固形分の濃度は、塗布性(例えば、塗布および溶媒除去後の膜厚が所望の範囲内に収まること、当該膜厚が被加工表面全体に均一性であること、被加工表面に多少の凹凸があっても当該凹凸に追随して均一な厚みの塗膜が形成されること、等)等を考慮すると、0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.4質量%以上5質量%以下であり、更に好ましくは0.7質量%以上2質量%以下である。   The concentration of the total solid content in the photoresist solution of the present invention is such that the coating property (for example, the film thickness after coating and solvent removal is within a desired range, and the film thickness is uniform over the entire surface to be processed. In addition, even if there is some unevenness on the surface to be processed, the coating film having a uniform thickness is formed following the unevenness, etc. More preferably, it is 0.4 mass% or more and 5 mass% or less, More preferably, it is 0.7 mass% or more and 2 mass% or less.

本発明のフォトレジスト液に使用可能な溶媒は、スピンコート法による塗布性を考慮すると、塗布時に適度な揮発性を有するものであることが好ましく、製造適性上、以下のような物性を有することが更に好ましい。
1.沸点が60℃以上300℃以下であることが好ましく、70℃以上250℃以下であることがより好ましく、80℃以上200℃以下であることが最も好ましい。
2.粘度が0.1cP以上100cP以下であることが好ましく、0.5cP以上50cP以下であることがより好ましく、1cP以上10cP以下であることが最も好ましい。
3.引火点が25℃以上であることが好ましく、30℃以上であることがより好ましく、35℃以上であることが最も好ましい。
The solvent that can be used in the photoresist solution of the present invention is preferably one having an appropriate volatility at the time of application in consideration of the application property by a spin coating method, and has the following physical properties in terms of production suitability. Is more preferable.
1. The boiling point is preferably 60 ° C or higher and 300 ° C or lower, more preferably 70 ° C or higher and 250 ° C or lower, and most preferably 80 ° C or higher and 200 ° C or lower.
2. The viscosity is preferably from 0.1 cP to 100 cP, more preferably from 0.5 cP to 50 cP, and most preferably from 1 cP to 10 cP.
3. The flash point is preferably 25 ° C. or higher, more preferably 30 ° C. or higher, and most preferably 35 ° C. or higher.

上記溶媒の具体的な例としては、炭化水素類(シクロヘキサン、1,1−ジメチルシクロヘキサンなど)、アルコール類(ブタノール、ジアセトンアルコール、テトラフルオロプロパノールなど)、グリコールエーテル類(メチルセロソルブ、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など)、エステル類(酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチルなど)、ケトン類(メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)、ニトリル類(プロピオニトリル、ベンゾニトリルなど)、アミド類(ジメチルホルムアミドなど)、スルホン類(ジメチルスルホキシドなど)カルボン酸類(酢酸など)、アミン類(トリエチルアミンなど)、ハロゲン類(トリクロロメタン、ハイドロフルオロカーボンなど)、芳香属類(トルエン、キシレンなど)などが挙げられる。これらの内、特に好ましいものは、その塗布性から、アルコール類またはグリコールエーテル類である。上記溶媒は、単独で使用してもよく、二種以上を混合して使用してもよい。   Specific examples of the solvent include hydrocarbons (cyclohexane, 1,1-dimethylcyclohexane, etc.), alcohols (butanol, diacetone alcohol, tetrafluoropropanol, etc.), glycol ethers (methyl cellosolve, propylene glycol monomethyl). Ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc.), esters (butyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, etc.), ketones (methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), nitriles (propionitrile, benzonitrile, etc.), amides ( Dimethylformamide), sulfones (dimethyl sulfoxide, etc.) carboxylic acids (acetic acid, etc.), amines (triethylamine, etc.), halogens (trichloromethane, hydrofluorocar Emissions, etc.), aromatic Shokurui (toluene, xylene, etc.) and the like. Of these, alcohols or glycol ethers are particularly preferred because of their coating properties. The said solvent may be used independently and may mix and use 2 or more types.

本発明のフォトレジスト液は、少なくとも固形分として前記化合物を含むものであればよいが、必要に応じてその他の成分を含有させてもよい。但し、その他の成分の総量は、前記化合物に対して質量比で1倍量以下とすることが好ましい。
その他の成分の例としては、結合剤、退色防止剤、酸化防止剤、UV吸収剤、可塑剤、潤滑剤等を挙げることができる。結合剤の例としては、ゼラチン、セルロース誘導体、デキストラン、ロジン、ゴム等の天然有機高分子物質;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイソブチレン等の炭化水素系樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル・ポリ酢酸ビニル共重合体等のビニル系樹脂、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリビニルアルコール、塩素化ポリエチレン、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、ゴム誘導体、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂等の熱硬化性樹脂の初期縮合物等の合成有機高分子、を挙げることができる。本発明のフォトレジスト液に結合剤を添加する場合、結合剤の添加量は、本発明のフォトレジスト用化合物に対して、質量比で、0.01倍〜1倍量とすることが好ましく、0.1倍量〜0.5倍量とすることが更に好ましい。
Although the photoresist liquid of this invention should just contain the said compound as a solid content at least, you may contain another component as needed. However, it is preferable that the total amount of other components is 1 time or less in terms of mass ratio with respect to the compound.
Examples of other components include a binder, a fading inhibitor, an antioxidant, a UV absorber, a plasticizer, and a lubricant. Examples of binders include natural organic polymer materials such as gelatin, cellulose derivatives, dextran, rosin and rubber; hydrocarbon resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene and polyisobutylene; polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polychlorinated Vinyl resins such as vinyl / polyvinyl acetate copolymers, acrylic resins such as polymethyl acrylate and polymethyl methacrylate, polyvinyl alcohol, chlorinated polyethylene, epoxy resins, butyral resins, rubber derivatives, phenol / formaldehyde resins, etc. Examples thereof include synthetic organic polymers such as an initial condensate of a thermosetting resin. When adding a binder to the photoresist solution of the present invention, the amount of the binder added is preferably 0.01 to 1 times the mass ratio of the photoresist compound of the present invention, More preferably, the amount is 0.1 to 0.5 times.

本発明のフォトレジスト用化合物は、一般的に、通常の室内照明環境下では分解または変性しないので、従来のフォトレジストのような安全灯(例えば、紫外線またはそれよりも短波長の光をカットした照明)の下で使用する必要はない。しかし、このような通常の室内環境の照明下で使用する場合には、フォトレジスト液には、耐光性に優れたレジスト膜を形成するために、種々の褪色防止剤を含有させることができる。
褪色防止剤としては、一般的に一重項酸素クエンチャーが用いられる。一重項酸素クエンチャーとしては、既に公知の特許明細書等の刊行物に記載のものを利用することができる。その具体例としては、特開昭58−175693号公報、同59−81194号公報、同60−18387号公報、同60−19586号公報、同60−19587号公報、同60−35054号公報、同60−36190号公報、同60−36191号公報、同60−44554号公報、同60−44555号公報、同60−44389号公報、同60−44390号公報、同60−54892号公報、同60−47069号公報、同63−209995号公報、特開平4−25492号公報、特公平1−38680号公報、および同6−26028号公報等の各公報、ドイツ特許350399号明細書、そして日本化学会誌1992年10月号第1141頁等に記載のものを挙げることができる。前記一重項酸素クエンチャー等の褪色防止剤の使用量は、本発明のフォトレジスト用化合物の量に対して、例えば0.1〜50質量%の範囲とすることができ、好ましくは、0.5〜45質量%の範囲、更に好ましくは、3〜40質量%の範囲、特に好ましくは5〜25質量%の範囲とすることができる。
Since the photoresist compound of the present invention generally does not decompose or denature under normal indoor lighting environment, a safety light such as a conventional photoresist (for example, ultraviolet light or light having a shorter wavelength than that is cut off). It is not necessary to use under lighting. However, when used under illumination in such a normal indoor environment, various anti-fading agents can be contained in the photoresist solution in order to form a resist film having excellent light resistance.
As the antifading agent, a singlet oxygen quencher is generally used. As the singlet oxygen quencher, those described in publications such as known patent specifications can be used. Specific examples thereof include JP-A Nos. 58-175893, 59-81194, 60-18387, 60-19586, 60-19587, and 60-35054. 60-36190, 60-36191, 60-44554, 60-44555, 60-44389, 60-44390, 60-54892, JP-A-60-47069, JP-A-63-209995, JP-A-4-25492, JP-B-1-38680, JP-A-6-26028, etc., German Patent No. 350399, and Japan Examples include those described in Chemical Society Journal, October 1992, page 1141. The amount of the anti-fading agent such as the singlet oxygen quencher used can be, for example, in the range of 0.1 to 50% by mass with respect to the amount of the photoresist compound of the present invention, It can be in the range of 5-45% by mass, more preferably in the range of 3-40% by mass, particularly preferably in the range of 5-25% by mass.

また、後述するように、本発明のフォトレジスト液によれば、現像工程を経ることなくエッチング用マスクを形成することができる。従って、現像工程を要する通常のフォトポリマータイプのレジスト液に必須成分として含まれるo−ナフトキノンジアジトスルホン酸エステルとノボラック樹脂の組合せ成分、光酸発生剤と酸分解性化合物との組合せ成分、光塩基発生剤と塩基分解性化合物との組合せ成分、光ラジカル発生剤と付加重合成不飽和化合物との組合せ成分は、本発明のフォトレジスト液における必須成分ではなく、本発明のフォトレジスト液は、これら成分を含有しないことが好ましい。   As will be described later, according to the photoresist solution of the present invention, an etching mask can be formed without going through a development process. Therefore, a combination component of o-naphthoquinone diazitosulfonic acid ester and novolak resin, which is included as an essential component in a normal photopolymer type resist solution requiring a development process, a combination component of a photoacid generator and an acid-decomposable compound, light The combination component of the base generator and the base decomposable compound, the combination component of the photo radical generator and the addition polysaturated unsaturated compound is not an essential component in the photoresist solution of the present invention, the photoresist solution of the present invention is It is preferable not to contain these components.

本発明のフォトレジスト液は、本発明のフォトレジスト用化合物を、必要に応じて上記成分と混合することにより得ることができる。   The photoresist solution of the present invention can be obtained by mixing the photoresist compound of the present invention with the above-described components as necessary.

本発明のフォトレジスト液を処理対象となる被加工表面に塗布し、溶剤を除去することによりフォトレジスト膜を形成することができ、このフォトレジスト膜にレーザー光で所望のパターンで露光することで、所望のパターンのレジストを形成することができる。レジスト膜を形成するためのフォトレジスト液の塗布方法の詳細は、先に説明した通りである。   A photoresist film can be formed by applying the photoresist solution of the present invention to the surface to be processed and removing the solvent, and exposing the photoresist film with a laser beam in a desired pattern. A resist having a desired pattern can be formed. The details of the coating method of the photoresist liquid for forming the resist film are as described above.

上記フォトレジスト膜は、その機能を本発明のフォトレジスト用化合物が担っているので、前記フォトレジスト用化合物を、フォトレジスト膜の総質量を基準として50質量%以上含有していることが好ましく、70質量%以上含有することがより好ましく、90質量%以上含有することが更に好ましい。その上限値は、例えば100質量%である。上記フォトレジスト膜に含まれ得る各種成分については、先に本発明のフォトレジスト組成物について述べた通りである。   Since the photoresist film of the present invention bears its function, the photoresist film preferably contains the photoresist compound in an amount of 50% by mass or more based on the total mass of the photoresist film. The content is more preferably 70% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more. The upper limit is, for example, 100% by mass. The various components that can be contained in the photoresist film are as described above for the photoresist composition of the present invention.

本発明のフォトレジスト液は、その固形分の全量が前記フォトレジスト用化合物から構成される態様が、スピンコーティング工程で被加工表面の設けられた後の余分なフォトレジスト液(例えば、スピンコート時に被加工表面から振り落とされたフォトレジスト液)を回収して再利用することが容易となるという点で、特に好ましい。   In the photoresist solution of the present invention, an embodiment in which the total amount of the solid content is composed of the photoresist compound is an excess photoresist solution after the surface to be processed is provided in the spin coating process (for example, during spin coating). This is particularly preferable in that it is easy to collect and reuse the photoresist solution shaken off from the surface to be processed.

本発明のフォトレジスト液は、微細加工が必要とされる用途であれば、どのような用途にも適用することができる。例えば、LSI、LED、CCD、太陽電池などの半導体装置の製造工程、液晶、PDP、ELなどのFPDの製造工程、レンズ、フィルムなどの光学部材の製造工程などの種々の工程において、従来のフォトレジスト液に代えて使用することができる。即ち、従来のフォトレジスト液の塗布および溶媒除去工程、パターン露光工程および現像工程に代えて、本発明のフォトレジスト液の塗布および溶媒除去工程ならびにパターン露光工程を使用することができる。   The photoresist liquid of the present invention can be applied to any application as long as it requires a fine processing. For example, in various processes such as a manufacturing process of a semiconductor device such as an LSI, LED, CCD, or solar cell, a manufacturing process of an FPD such as a liquid crystal, a PDP, or an EL, or a manufacturing process of an optical member such as a lens or a film. It can be used instead of the resist solution. That is, instead of the conventional photoresist solution coating and solvent removal step, pattern exposure step and development step, the photoresist solution coating and solvent removal step and pattern exposure step of the present invention can be used.

本発明のフォトレジスト液は、ナノインプリント用のマスターの作製においても、使用することができる。   The photoresist liquid of the present invention can also be used in the production of a master for nanoimprinting.

更に、本発明のフォトレジスト液は、LED用のチップの表面、裏面(例えば、サファイア基板など)、側面などの面に微細な凹凸を形成して、LEDの光取り出し効率を向上させるために使用することができる。一般に、LED用チップの光取出し口となる最外層(例えば電流拡散層または透明電極など)を構成する材料とパッケージ用の樹脂とは屈折率が相違し、例えば電流拡散層の場合にはその屈折率が3以上あるのに対して、後者のパッケージ用樹脂の屈折率は1.5前後である。このような屈折率の大きな部分から屈折率の小さな部分に光を取り出す場合には、その界面で光が反射してしまい、光の取り出し効率が低下してしまうが、その界面を微細な凹凸とすることにより、光の取り出し効率を向上させることができる。そこで、LED用チップの光取出し口となる層(例えば、電流拡散層)を形成した後に、この層の表面に本発明のフォトレジスト液を塗布し、溶媒を除去してフォトレジスト膜を形成し、このフォトレジスト膜に所望の微細凹凸パターンの凹部に相当する部分のみレーザー光を照射するパターン露光を行い、引き続いてエッチングを行って、上記のレーザー光を照射した部分に対応する取り出し口の表面をエッチングして凹部を形成することにより、取り出し口に微細凹凸を形成することができる。その後、必要なプロセス(例えば電流拡散層の表面に電極を形成するプロセス)を経てLED用チップを完成させることができる。このようして得られたLEDチップの光取出し口は、表面に微細な凹凸を有する。このLED素子をパッケージしてLEDとしたものは、パッケージ用樹脂と光取出し口の界面に微細な凹凸が形成されているので、その界面での反射の少ない、光取り出し効率の良いLEDを作製することができる。このように、屈折率の大きい部分から小さい部分へ取り出す場合、その界面に微細な凹凸を設けることにより光取出し効率を高めることができる。この発光部界面に形成すべき凹部の深さhおよび直径dについては、発光部で発生する光の散乱・回折が生じるサイズであればよく、好ましくは発光波長の4分の1以上であり、散乱理論に基づいて設計することができる。   Furthermore, the photoresist solution of the present invention is used to improve the light extraction efficiency of LEDs by forming fine irregularities on the surface, back surface (for example, sapphire substrate), side surfaces, etc. of LED chips. can do. In general, the material constituting the outermost layer (for example, a current diffusion layer or a transparent electrode) serving as a light extraction port of an LED chip has a refractive index different from that of the resin for the package. While the refractive index is 3 or more, the refractive index of the latter package resin is around 1.5. When light is extracted from such a high refractive index portion to a low refractive index portion, the light is reflected at the interface and the light extraction efficiency is reduced. By doing so, the light extraction efficiency can be improved. Therefore, after forming a layer (for example, a current diffusion layer) that becomes a light extraction port of the LED chip, the photoresist liquid of the present invention is applied to the surface of this layer, and the solvent is removed to form a photoresist film. Then, this photoresist film is subjected to pattern exposure in which only a portion corresponding to a concave portion of a desired fine concavo-convex pattern is irradiated with laser light, followed by etching, and the surface of the extraction port corresponding to the portion irradiated with the above laser light By etching the film to form a concave portion, fine irregularities can be formed at the outlet. Thereafter, the LED chip can be completed through a necessary process (for example, a process of forming an electrode on the surface of the current diffusion layer). The light extraction port of the LED chip thus obtained has fine irregularities on the surface. Since this LED element is packaged into an LED, fine irregularities are formed at the interface between the packaging resin and the light extraction port, so that an LED with less reflection at the interface and high light extraction efficiency is produced. be able to. Thus, when taking out from a portion with a large refractive index to a portion with a small refractive index, the light extraction efficiency can be increased by providing fine irregularities at the interface. The depth h and the diameter d of the concave portion to be formed at the light emitting portion interface may be any size that causes scattering / diffraction of light generated in the light emitting portion, and preferably not less than a quarter of the emission wavelength. It can be designed based on scattering theory.

上記のように、被加工表面に微細な凹凸を形成する場合、その表面上に本発明のフォトレジスト液を用いてフォトレジスト膜を形成し、レーザーにより微細パターンの露光を行い、これをマスクにしてRIEなどにより被加工表面に上記微パターンに相当する細凹凸を形成することができる。また、被加工表面の上にマスク層を設け、その上に本発明のフォトレジスト液を用いてフォトレジスト膜を形成し、これをレーザーで微細加工し、その後RIEによりマスク層に微細穴を形成し、更にこの微細穴が形成されたマスク層を介して被加工表面をICP(誘導結合プラズマ)でより深くエッチングすることも可能である。このようなマスク層を利用するエッチング方法は、被加工表面がサファイアーのような硬くエッチングされにくい場合に有利な方法である。マスク層としては、SiO2、TiO2、SiN、SiON、など無機の酸化膜や窒化膜などが好ましい。 As described above, when forming fine irregularities on the surface to be processed, a photoresist film is formed on the surface using the photoresist solution of the present invention, and a fine pattern is exposed by laser, and this is used as a mask. Then, fine unevenness corresponding to the fine pattern can be formed on the surface to be processed by RIE or the like. In addition, a mask layer is provided on the surface to be processed, a photoresist film is formed thereon using the photoresist solution of the present invention, this is finely processed by laser, and then fine holes are formed in the mask layer by RIE. Furthermore, it is also possible to etch the surface to be processed deeper with ICP (inductively coupled plasma) through the mask layer in which the fine holes are formed. The etching method using such a mask layer is an advantageous method when the surface to be processed is hard and difficult to be etched like sapphire. The mask layer is preferably an inorganic oxide film or nitride film such as SiO 2 , TiO 2 , SiN, or SiON.

更に本発明のフォトレジスト液を用いて形成されるフォトレジスト膜の厚さtと、凹部の直径dとは、本発明のフォトレジスト用化合物の種類、被加工表面の材質、選択比等のエッチング工程の条件に応じて設定することができる。レーザー記録時の光学特性もまた考慮して設定されるべきである。好ましい範囲として、レジスト層の厚みtの上限値は、t<100dを満たす値であり、更に好ましくはt<10dを満たす値であり、また下限値はt>d/100を満たす値が好ましく、t>d/10を満たす値が更に好ましい。   Further, the thickness t of the photoresist film formed using the photoresist solution of the present invention and the diameter d of the recesses are determined by etching of the type of the photoresist compound of the present invention, the material of the surface to be processed, the selection ratio, etc. It can be set according to the process conditions. The optical characteristics during laser recording should also be set in consideration. As a preferred range, the upper limit of the thickness t of the resist layer is a value satisfying t <100d, more preferably a value satisfying t <10d, and the lower limit is preferably a value satisfying t> d / 100, A value satisfying t> d / 10 is more preferable.

[被加工表面のエッチング方法]
更に本発明は、被加工表面のエッチング方法に関する。本発明のエッチング方法は、本発明のフォトレジスト液を被加工表面に塗布してフォトレジスト膜を形成すること、上記フォトレジスト膜にパターン露光すること、および、上記パターン露光後のフォトレジスト膜を有する被加工表面の少なくとも一部にエッチング処理を施し、上記パターン露光において露光された部分に対応する領域における被加工表面の少なくとも一部をエッチングすること、を含む。
[Surface etching method]
Furthermore, the present invention relates to a method for etching a surface to be processed. The etching method of the present invention comprises applying the photoresist solution of the present invention to a surface to be processed to form a photoresist film, pattern exposing the photoresist film, and applying the photoresist film after the pattern exposure Etching at least a part of the processed surface, and etching at least a part of the processed surface in a region corresponding to the exposed part in the pattern exposure.

パターン露光されたフォトレジスト膜には、パターン露光時の露光部分のフォトレジスト膜にピットが形成されるか、または低耐久性部のような局部的な物性変化を起こした部分が形成される。エッチング処理では、フォトレジスト膜のピットおよび/または低耐久性部に相当する被加工表面が優先的にエッチングされ、更にその下にある被加工表面もエッチングされて凹部となる。こうして、パターン露光において露光された部分に対応する領域における被加工表面の少なくとも一部をエッチングし、被加工表面に微細な凹凸を形成することができる。また、被加工表面が複数の薄層を有する場合には、その薄層の少なくとも一層をパターン状に除去することもできる。これを利用して、種々の半導体装置を製造することができる。   In the photoresist film subjected to pattern exposure, pits are formed in the exposed photoresist film at the time of pattern exposure, or a part having a local change in physical properties such as a low durability part is formed. In the etching process, the processing surface corresponding to the pits and / or the low durability portion of the photoresist film is preferentially etched, and the processing surface underneath is also etched to form a recess. In this way, at least a part of the surface to be processed in the region corresponding to the exposed portion in the pattern exposure can be etched to form fine irregularities on the surface to be processed. Further, when the surface to be processed has a plurality of thin layers, at least one of the thin layers can be removed in a pattern. By utilizing this, various semiconductor devices can be manufactured.

パターン露光は、公知のステッパーを使用してフォトマスクを介して露光する方法を採用することもできるが、レーザー光のビームをパルス変調し、その変調されたレーザービームをレンズを介して絞り込み、その焦点がフォトレジスト膜となるようにしてパターン露光することが好ましい。そのような光照射を行うためのパターン露光装置としては、光ディスクへの情報記録に使用される記録装置が好適である。但し、必要な大きさに集光できれば、レーザー光のような単色光でなくても構わない。   For pattern exposure, a method in which exposure is performed through a photomask using a known stepper can be adopted. However, the laser beam is pulse-modulated, and the modulated laser beam is narrowed down through a lens. Pattern exposure is preferably performed so that the focal point is a photoresist film. As a pattern exposure apparatus for performing such light irradiation, a recording apparatus used for recording information on an optical disk is suitable. However, monochromatic light such as laser light may not be used as long as the light can be condensed to a required size.

レーザー光の種類としては、ガスレーザー、固体レーザー、半導体レーザーなど、どのようなレーザーであってもよい。ただし、光学系を簡単にするために、固体レーザーや半導体レーザーを採用することが好ましい。レーザー光は、連続光でもパルス光でもよいが、自在に発光間隔が変更可能なレーザー光を採用することが好ましい。そのようなレーザーとしては、半導体レーザーを挙げることができる。また、レーザーを直接オンオフ変調できない場合は外部変調素子によって変調することが好ましい。   The type of laser light may be any laser such as a gas laser, a solid laser, or a semiconductor laser. However, in order to simplify the optical system, it is preferable to employ a solid laser or a semiconductor laser. The laser light may be continuous light or pulsed light, but it is preferable to employ laser light whose emission interval can be freely changed. An example of such a laser is a semiconductor laser. In addition, when the laser cannot be directly on-off modulated, it is preferable to modulate by an external modulation element.

レーザーパワーは、加工速度を高めるためには高い方が好ましい。ただし、レーザーパワーを高めるにつれ、スキャン速度(レーザー光で塗布膜を走査する速度;例えば、後述する光ディスクドライブの回転速度)を上げなければならない。そのため、レーザーパワーの上限値は、スキャン速度の上限値を考慮して、100Wが好ましく、10Wがより好ましく、5Wが更に好ましく、1Wが最も好ましい。また、レーザーパワーの下限値は、0.1mWが好ましく、0.5mWがより好ましく、1mWが更に好ましい。   A higher laser power is preferable for increasing the processing speed. However, as the laser power is increased, the scanning speed (speed for scanning the coating film with laser light; for example, the rotational speed of the optical disk drive described later) must be increased. Therefore, the upper limit value of the laser power is preferably 100 W in consideration of the upper limit value of the scanning speed, more preferably 10 W, still more preferably 5 W, and most preferably 1 W. The lower limit of the laser power is preferably 0.1 mW, more preferably 0.5 mW, and even more preferably 1 mW.

さらに、レーザー光は、発信波長幅およびコヒーレンシが優れていて、波長並みのスポットサイズに絞ることができるような光であることが好ましい。また、光パルス照射条件は、一般に光ディスクで使われているようなストラテジを採用することが好ましい。すなわち、光ディスクで使われているような、記録速度や照射するレーザー光の波高値、パルス幅などの条件を採用することが好ましい。 Further, the laser light is preferably light that has excellent transmission wavelength width and coherency and can be narrowed down to a spot size equivalent to the wavelength. In addition, it is preferable to adopt a strategy generally used in an optical disc as the light pulse irradiation condition. That is, it is preferable to adopt conditions such as recording speed, the peak value of the laser beam to be irradiated, and the pulse width as used in an optical disc.

レーザー光の波長としては、大きなレーザーパワーを得ることができる波長であればよく、例えば、容易に得られるレーザーの波長である、1064±30nm、800±50nm、670±30nm、532±30nm、405nm±50nm、266±30nm、200±30nmが好ましい。中でも半導体レーザーで大出力が可能な、780±30nm、660±20nm、または405±20nmが好ましい。最も好ましくは、405±10nmである。また、使用するフォトレジスト用化合物の最大吸収波長λaと、レーザー光の波長λwは、λa≦λwでもλa≧λwでもかまわない。フォトレジスト膜の厚み方向の表面から裏面まで均一に光を与え全体的に熱を与え、きれいな形状の穴とするためには、薄膜の吸収量は一定範囲内であることが好ましい。吸収が多すぎると表面しか光が届かず、少なすぎると光が熱に変わらず効率が悪くなる。材料の吸収しやすさを表す消衰係数kの上限は、2以下が適しており、1以下が好ましく、0.5以下が特に好ましい。下限は、0.0005以上、0.005以上、0.05以上が好ましい。上記関係にあれば、フォトレジスト用化合物の光吸収量が適切であり、パターン露光により、良好なピットまたは低耐久性部を形成することができる。   The wavelength of the laser light may be any wavelength that can provide a large laser power. For example, 1064 ± 30 nm, 800 ± 50 nm, 670 ± 30 nm, 532 ± 30 nm, and 405 nm are easily obtained laser wavelengths. ± 50 nm, 266 ± 30 nm, and 200 ± 30 nm are preferable. Among these, 780 ± 30 nm, 660 ± 20 nm, or 405 ± 20 nm, which can provide a large output with a semiconductor laser, is preferable. Most preferably, it is 405 ± 10 nm. The maximum absorption wavelength λa of the photoresist compound to be used and the wavelength λw of the laser beam may be either λa ≦ λw or λa ≧ λw. In order to uniformly apply light from the front surface to the back surface of the photoresist film in the thickness direction and to heat the entire surface to form a clean hole, it is preferable that the amount of absorption of the thin film is within a certain range. If there is too much absorption, light will reach only the surface, and if it is too little, light will not turn into heat and efficiency will deteriorate. The upper limit of the extinction coefficient k representing the ease of absorption of the material is suitably 2 or less, preferably 1 or less, particularly preferably 0.5 or less. The lower limit is preferably 0.0005 or more, 0.005 or more, or 0.05 or more. If it is the said relationship, the light absorption amount of the compound for photoresists is appropriate, and a favorable pit or a low durability part can be formed by pattern exposure.

前記レジスト膜の厚さは、例えば、1〜10000nmの範囲で適宜設定することができる。厚さの下限は、好ましくは10nm以上であり、より好ましくは30nm以上である。その理由は、厚さが薄すぎるとエッチング効果が得難くなるからである。また、厚さの上限は、好ましくは1000nm以下であり、より好ましくは500nm以下である。その理由は、厚さが厚すぎると、大きなレーザーパワーが必要になるとともに、深い穴を形成することが困難になるからであり、さらには、加工速度が低下するからである。   The thickness of the resist film can be appropriately set within a range of 1 to 10,000 nm, for example. The lower limit of the thickness is preferably 10 nm or more, and more preferably 30 nm or more. The reason is that if the thickness is too thin, it is difficult to obtain an etching effect. Moreover, the upper limit of thickness becomes like this. Preferably it is 1000 nm or less, More preferably, it is 500 nm or less. The reason is that if the thickness is too thick, a large laser power is required, and it becomes difficult to form a deep hole, and further, the processing speed decreases.

光照射方法としては、例えば、ライトワンス光ディスクや追記型光ディスクなどで公知となっているピットの形成方法を適用することができる。具体的には、例えば、ピットサイズによって変化するレーザーの反射光の強度を検出し、この反射光の強度が一定となるようにレーザーの出力を補正することで、均一なピットを形成するといった、公知のランニングOPC技術(例えば、特許第3096239号公報参照)を適用することができる。なお、本発明のレジスト膜は、光照射によってエッチングにより除去される程度に物性が変化した部分が局所的に存在すれば、その部分がエッチング時に除去されることによりエッチングマスクとして機能し得るため、目視等により認識可能なピット(開口)が形成されていることは必須ではない。また、ピットや物性変化部分のサイズや加工ピッチは、光学系を調整することによって制御することができる。なお、レーザー光は中心付近で光強度が最も強く、外側に向かうにつれて徐々に弱くなるため、レーザー光のスポット径よりも小さな径の微細なピットを塗布膜に形成することができる。また、レーザー光の最小加工形状よりも大きなピットを形成したい場合はレーザースポットを繋げればよい。   As the light irradiation method, for example, a well-known pit formation method for a write-once optical disc or a write-once optical disc can be applied. Specifically, for example, by detecting the intensity of the reflected light of the laser that changes depending on the pit size and correcting the laser output so that the intensity of the reflected light is constant, a uniform pit is formed. A known running OPC technique (for example, see Japanese Patent No. 3096239) can be applied. In addition, since the resist film of the present invention can function as an etching mask by removing the portion at the time of etching if there is a portion where the physical property has changed to such an extent that it is removed by etching by light irradiation, It is not essential that pits (openings) that can be recognized visually are formed. Also, the size and processing pitch of the pits and physical property changing portions can be controlled by adjusting the optical system. Since the laser light has the highest light intensity near the center and gradually decreases toward the outside, fine pits having a diameter smaller than the spot diameter of the laser light can be formed on the coating film. Further, when it is desired to form a pit larger than the minimum processing shape of the laser beam, a laser spot may be connected.

以下に、加工に使用する光学系の具体的態様について説明する。但し、本発明は以下に示す態様に限定されるものではない。
光照射装置は、一般的な光ディスクドライブと同様の構成のものを用いることができる。光ディスクドライブとしては、例えば特開2003−203348号公報に記載されている構成のものを使用することができる。このような光ディスクドライブを用い、塗布膜を形成した加工対象物がディスク形状のものであればそのまま、形状が異なる場合はダミーの光ディスクに貼り付けるなどしてディスクドライブに装填する。そして、適当な出力でレーザー光を塗布膜上に照射する。さらに、この照射のパターンが加工パターンに合うように、レーザー光源にパルス信号または連続信号を入力すればよい。また、光ディスクドライブと同様のフォーカシング技術、例えば、非点収差法などを用いることにより、塗布膜表面にうねりや反りがあったとしても、塗布膜表面に容易に集光することができる。また、光記録ディスクに情報を記録する場合と同様に、加工対象物を回転させながら、光学系を半径方向に移動させることで、塗布膜の全体に周期的な光照射を行うことができる。
Below, the specific aspect of the optical system used for a process is demonstrated. However, this invention is not limited to the aspect shown below.
As the light irradiation device, one having the same configuration as a general optical disk drive can be used. As the optical disk drive, for example, one having a configuration described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-203348 can be used. Using such an optical disk drive, if the object to be processed on which the coating film is formed has a disk shape, if the shape is different, it is loaded on the disk drive by pasting it on a dummy optical disk. And a laser beam is irradiated on a coating film with a suitable output. Furthermore, a pulse signal or a continuous signal may be input to the laser light source so that this irradiation pattern matches the processing pattern. Further, by using a focusing technique similar to that of the optical disk drive, for example, an astigmatism method, even if the coating film surface is wavy or warped, it can be easily condensed on the coating film surface. Further, as in the case of recording information on the optical recording disc, the entire coating film can be irradiated with light periodically by moving the optical system in the radial direction while rotating the workpiece.

光照射条件は、例えば、光学系の開口数NAは、下限が0.4以上が好ましく、より好ましくは0.5以上、さらに好ましくは0.6以上である。また、開口数NAの上限は、2以下であることが好ましく、より好ましくは1以下、さらに好ましくは0.9以下である。開口数を大きくする場合、対物レンズとフォトレジスト膜の間に液体を介在させる、所謂液浸法を使用することで、焦点調整がしやすくなるといった利点が得られる。開口数NAが小さすぎると、細かい加工ができず、大きすぎると、光照射時の角度に対するマージンが減るからである。光学系の波長は、例えば405±30nm、532±30nm、650±30nm、780±30nmである。これらは、大きな出力が得やすい波長だからである。なお、波長は短い程、細かい加工ができるので好ましい。   As for the light irradiation conditions, for example, the lower limit of the numerical aperture NA of the optical system is preferably 0.4 or more, more preferably 0.5 or more, and still more preferably 0.6 or more. Moreover, it is preferable that the upper limit of numerical aperture NA is 2 or less, More preferably, it is 1 or less, More preferably, it is 0.9 or less. When the numerical aperture is increased, the so-called liquid immersion method in which a liquid is interposed between the objective lens and the photoresist film is advantageous in that the focus adjustment is facilitated. This is because if the numerical aperture NA is too small, fine processing cannot be performed, and if it is too large, the margin for the angle during light irradiation is reduced. The wavelengths of the optical system are, for example, 405 ± 30 nm, 532 ± 30 nm, 650 ± 30 nm, and 780 ± 30 nm. This is because these wavelengths are easy to obtain a large output. A shorter wavelength is preferable because fine processing can be performed.

光学系の出力は、下限が例えば0.1mW以上であり、好ましくは1mW以上、より好ましくは5mW以上、さらに好ましくは20mW以上である。光学系の出力の上限は、例えば1000mW以下であり、好ましくは500mW以下、より好ましくは200mW以下である。出力が低すぎると加工に時間が掛かり、高すぎると、光学系を構成する部材の耐久性が低くなるからである。   The lower limit of the output of the optical system is, for example, 0.1 mW or more, preferably 1 mW or more, more preferably 5 mW or more, and further preferably 20 mW or more. The upper limit of the output of the optical system is, for example, 1000 mW or less, preferably 500 mW or less, more preferably 200 mW or less. This is because if the output is too low, processing takes time, and if it is too high, the durability of the members constituting the optical system becomes low.

光学系を塗布膜表面に対し相対的に移動させる線速は、下限が例えば0.1m/s以上であり、好ましくは1m/s以上、より好ましくは5m/s以上、さらに好ましくは20m/s以上である。線速の上限は、例えば500m/s以下であり、好ましくは200m/s以下、より好ましくは100m/s以下、さらに好ましくは50m/s以下である。線速が高すぎると、加工精度を高くすることが困難であり、遅すぎると加工に時間が掛かる上、良好な形状に加工することが困難になるからである。光学系を含む具体的な光学加工機の一例としては、例えば、パルステック工業株式会社製NE0500を用いることができる。   The lower limit of the linear velocity for moving the optical system relative to the coating film surface is, for example, 0.1 m / s or more, preferably 1 m / s or more, more preferably 5 m / s or more, and still more preferably 20 m / s. That's it. The upper limit of the linear velocity is, for example, 500 m / s or less, preferably 200 m / s or less, more preferably 100 m / s or less, and still more preferably 50 m / s or less. If the line speed is too high, it is difficult to increase the processing accuracy, and if it is too slow, it takes time for processing and it is difficult to process into a good shape. As an example of a specific optical processing machine including an optical system, NE0500 manufactured by Pulstec Industrial Co., Ltd. can be used, for example.

以上説明したフォトレジスト膜は、パターン露光後に現像工程を経ることなくエッチング用マスクとして使用することができる。なお、パターン露光後かつ下記に説明するエッチングの前の工程として、加熱処理を行うポストベークを挿入してもよい。ポストベークを行うことにより、パターン露光後のフォトレジスト膜を被加工表面に強固に固着させ、かつ後続のエッチングに対するマスクとしての機能を向上させることができる。ポストベークの加熱温度の下限は、例えば55℃以上、好ましくは65℃以上、更に好ましくは75℃以上であり、その温度上限は、例えば200℃以下、好ましくは150℃以下、更に好ましくは100℃以下である。このような範囲で加熱処理することにより、生産性の低下を招くことなく上記の効果を得ることができる。   The photoresist film described above can be used as an etching mask without undergoing a development process after pattern exposure. In addition, you may insert the post-baking which performs heat processing as a process after the pattern exposure and before the etching demonstrated below. By performing post-baking, the photoresist film after pattern exposure can be firmly fixed to the surface to be processed, and the function as a mask for subsequent etching can be improved. The lower limit of the post-baking heating temperature is, for example, 55 ° C. or more, preferably 65 ° C. or more, more preferably 75 ° C. or more. The upper temperature limit is, for example, 200 ° C. or less, preferably 150 ° C. or less, more preferably 100 ° C. It is as follows. By performing the heat treatment in such a range, the above-described effect can be obtained without causing a decrease in productivity.

エッチング方法としては、ウェットエッチングやドライエッチング等、種々のエッチング方法を挙げることができ、エッチングする表面の物性に応じた方法を採用すればよい。微細加工を行うためには、エッチングガスの直進性が高く細かなパターニングが可能なRIE(反応性イオンエッチング)を採用することが好ましい。RIEは、被処理体を気密な処理室内に載置し、所定の処理ガスの導入および真空引きにより処理室内を所定の減圧雰囲気にした後、例えば処理室内に形成された電極に対して所定の高周波電力を印加することによりプラズマを励起し、このプラズマ中のエッチャントイオンによって、被処理体に対してエッチング処理を行うものである。このRIEのエッチングガスは、エッチングされる物質に応じて選択することができる。
本発明のフォトレジスト液から形成されるフォトレジスト膜は、通常、エッチング後に除去されるが、用途によっては除去せず残してもよい。フォトレジスト膜の除去は、例えば剥離液(例えばエタノール)を用いた湿式の除去方法によって行うことができる。
Examples of the etching method include various etching methods such as wet etching and dry etching, and a method corresponding to the physical properties of the surface to be etched may be employed. In order to perform microfabrication, it is preferable to employ RIE (reactive ion etching) in which the etching gas has high straightness and enables fine patterning. In RIE, an object to be processed is placed in an airtight processing chamber, and after a predetermined processing gas is introduced and evacuated to a predetermined reduced pressure atmosphere, for example, a predetermined pressure is applied to an electrode formed in the processing chamber. Plasma is excited by applying high frequency power, and an object to be processed is etched by etchant ions in the plasma. This RIE etching gas can be selected according to the material to be etched.
The photoresist film formed from the photoresist liquid of the present invention is usually removed after etching, but may be left without being removed depending on the application. The removal of the photoresist film can be performed, for example, by a wet removal method using a stripping solution (for example, ethanol).

以上、本発明のフォトレジスト液をエッチングに用いる態様について説明したが、本発明のフォトレジスト液は、被加工表面の所望の領域に所望の物質を堆積するためにも使用することができる。
例えば、LED用チップには、光取出し口(例えば、電流拡散層)の表面の一部に、AuZnまたはAuGeのような電極が設けられる。この場合、光取出し口の表面(例えば、電流拡散層の表面)に本発明のフォトレジスト液を塗布し、溶媒を除去してフォトレジスト膜を形成した後、電極を形成する領域にレーザー光を照射してフォトレジスト膜を除去する。この場合、フォトレジスト膜に照射するレーザー光はフォトレジスト膜に低耐久性部が形成されるに十分な量であってもよく、その場合には引き続いてエッチングして低耐久性部のフォトレジスト膜を除去することにより、電極を形成する領域のフォトレジスト膜を除去することができる。その後、電極となる物質(例えば、AuZnまたはAuGe)を真空下で堆積し、次いでフォトレジスト膜を除去することにより、光取出し口の表面の所望の領域に電極が形成される。
Although the embodiment in which the photoresist solution of the present invention is used for etching has been described above, the photoresist solution of the present invention can also be used for depositing a desired substance in a desired region on the surface to be processed.
For example, the LED chip is provided with an electrode such as AuZn or AuGe on a part of the surface of the light extraction port (for example, current diffusion layer). In this case, the photoresist liquid of the present invention is applied to the surface of the light extraction port (for example, the surface of the current diffusion layer), the solvent is removed to form a photoresist film, and then laser light is applied to the region where the electrode is to be formed. Irradiate to remove the photoresist film. In this case, the amount of laser light applied to the photoresist film may be sufficient to form a low durability portion on the photoresist film. In that case, the photoresist of the low durability portion is subsequently etched. By removing the film, the photoresist film in the region where the electrode is to be formed can be removed. Thereafter, a material to be an electrode (for example, AuZn or AuGe) is deposited under vacuum, and then the photoresist film is removed, whereby an electrode is formed in a desired region on the surface of the light extraction port.

以上説明したように、本発明のフォトレジスト用化合物は、微細な凹凸の形成および半導体装置の作製に使用することができる。具体例としては、半導体素子、磁気バブルメモリ、集積回路等の各種電子部品、LEDや蛍光灯、有機EL素子、プラズマディスプレイ等の発光等を挙げることができるが、これらに限定されない。   As described above, the photoresist compound of the present invention can be used for forming fine irregularities and for producing semiconductor devices. Specific examples include, but are not limited to, various electronic components such as semiconductor elements, magnetic bubble memories, and integrated circuits, light emission of LEDs, fluorescent lamps, organic EL elements, plasma displays, and the like.

以下に、実施例により本発明を説明するが、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described by way of examples, but the present invention is not limited to the embodiments shown in the examples.

[実施例1]
(1)フォトレジスト膜の形成
一般式(I)で表される化合物(例示化合物(51)、熱分解温度:258℃)2gを、テトラフルオロプロパノール(TFP)100mlに溶解し、ディスク状のシリコン基板(厚さ0.6mm、外径120mm、内径15mm)上にスピンコートし塗布膜を形成した。スピンコートは、塗布開始回転数500rpm、塗布終了回転数100rpmとして塗布液を基板の内周部にディスペンスし、徐々に2200rpmまで回転数を上げて塗布膜を乾燥させた。形成された塗布膜の厚さは100nm、最大吸収波長λmaxは377nmであった。
塗布膜を形成したシリコン基板をパルステック工業株式会社製NEO500(波長:405nm、NA:0.65)に設置し、塗布膜表面に向かってレーザー光を照射した。レーザー光照射条件は、以下の通りとした。塗布膜には、0.5μmピッチでピットが形成された。
レーザー出力:2mW
線速:5m/s
[Example 1]
(1) Formation of photoresist film 2 g of the compound represented by the general formula (I) (Exemplary Compound (51), thermal decomposition temperature: 258 ° C.) is dissolved in 100 ml of tetrafluoropropanol (TFP) to form disc-shaped silicon. A coating film was formed by spin coating on a substrate (thickness 0.6 mm, outer diameter 120 mm, inner diameter 15 mm). In spin coating, the coating liquid was dispensed on the inner periphery of the substrate at a coating start rotation speed of 500 rpm and a coating end rotation speed of 100 rpm, and the coating film was dried by gradually increasing the rotation speed to 2200 rpm. The formed coating film had a thickness of 100 nm and a maximum absorption wavelength λmax of 377 nm.
The silicon substrate on which the coating film was formed was placed in NEO500 (wavelength: 405 nm, NA: 0.65) manufactured by Pulstec Industrial Co., Ltd., and laser light was irradiated toward the coating film surface. The laser light irradiation conditions were as follows. In the coating film, pits were formed at a pitch of 0.5 μm.
Laser power: 2mW
Line speed: 5m / s

(2)凹凸形成
上記の処理でピットを形成したレジスト膜を有するシリコン基板を、それぞれ塗布膜形成面側から以下の条件でRIEエッチングした後、エタノールを剥離液として塗布膜を除去した。シリコン基板表面の塗布膜除去面は微細な凹凸が形成されていることを目視により確認した。この結果から、例示化合物(51)を含む塗布膜がエッチングマスクとして機能したことがわかる。
エッチングガス:SF6+CHF3(1:1)
エッチング深さ:50nm
(2) Concavity and convexity formation Each silicon substrate having a resist film on which pits were formed by the above treatment was RIE etched from the coating film forming surface side under the following conditions, and then the coating film was removed using ethanol as a stripping solution. It was visually confirmed that fine unevenness was formed on the surface of the silicon substrate where the coating film was removed. This result shows that the coating film containing exemplary compound (51) functioned as an etching mask.
Etching gas: SF6 + CHF 3 (1: 1)
Etching depth: 50 nm

[実施例2〜7]
一般式(I)で表される化合物(例示化合物(51))を表1に示す化合物に代えた以外、実施例1と同様の処理を行ったところ、実施例1と同様の結果が得られた。
[Examples 2 to 7]
When the same treatment as in Example 1 was performed except that the compound represented by the general formula (I) (Exemplary Compound (51)) was replaced with the compound shown in Table 1, the same result as in Example 1 was obtained. It was.

Figure 2009204985
Figure 2009204985

本発明によれば、微細な表面加工を容易に行うことができる。   According to the present invention, fine surface processing can be easily performed.

Claims (7)

下記一般式(I)で表される化合物であることを特徴とするフォトレジスト用化合物。
Figure 2009204985
[一般式(I)中、R1およびR2は、それぞれ独立に、ハメットの置換基定数σpが0.2〜0.9の範囲の置換基を表し、R3は水素原子または一価の置換基を表し、Φは置換または無置換のアリール基または芳香族ヘテロ環基を表し、R1、R2、R3およびΦのうちの何れか二つ以上が互いに結合して環を形成していてもよい。]
A compound for photoresist, which is a compound represented by the following general formula (I):
Figure 2009204985
[In the general formula (I), R 1 and R 2 each independently represent a substituent having a Hammett's substituent constant σp of 0.2 to 0.9, and R 3 represents a hydrogen atom or a monovalent Φ represents a substituted or unsubstituted aryl group or an aromatic heterocyclic group, and any two or more of R 1 , R 2 , R 3 and Φ are bonded to each other to form a ring. It may be. ]
一般式(I)中、Φがハメットの置換定数σpが−1.0〜0.0の範囲の置換基を有するアリール基または芳香族ヘテロ環基を表す請求項1に記載のフォトレジスト用化合物。 The compound for photoresists according to claim 1, wherein in formula (I), Φ represents an aryl group or an aromatic heterocyclic group having a substituent having a Hammett substitution constant σp in the range of -1.0 to 0.0. . 熱分解温度が150℃以上500℃以下である請求項1または2に記載のフォトレジスト用化合物。 The photoresist compound according to claim 1, which has a thermal decomposition temperature of 150 ° C. or more and 500 ° C. or less. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のフォトレジスト用化合物を含むフォトレジスト液。 The photoresist liquid containing the compound for photoresists of any one of Claims 1-3. 前記フォトレジスト用化合物を、前記フォトレジスト液に含まれる全固形分を基準として50質量%以上含有する請求項4に記載のフォトレジスト液。 The photoresist solution according to claim 4, wherein the photoresist compound contains 50% by mass or more based on the total solid content in the photoresist solution. 請求項4または5に記載のフォトレジスト液を被加工表面に塗布してフォトレジスト膜を形成すること、
上記フォトレジスト膜にパターン露光すること、および、
上記パターン露光後のフォトレジスト膜を有する被加工表面の少なくとも一部にエッチング処理を施し、上記パターン露光において露光された部分に対応する領域における被加工表面の少なくとも一部をエッチングすること
を含む被加工表面のエッチング方法。
Applying the photoresist solution according to claim 4 or 5 to a surface to be processed to form a photoresist film;
Pattern exposure to the photoresist film; and
Etching at least a part of the processing surface having the photoresist film after the pattern exposure, and etching at least a part of the processing surface in a region corresponding to the part exposed in the pattern exposure. Process surface etching method.
前記パターン露光に使用される光は、λnmの波長を有するレーザー光であり、前記フォトレジスト膜に含まれる前記フォトレジスト用化合物の最大吸収波長λmaxはλ±150nmの範囲にある請求項6に記載の被加工表面のエッチング方法。 The light used for the pattern exposure is laser light having a wavelength of λ nm, and the maximum absorption wavelength λmax of the photoresist compound contained in the photoresist film is in the range of λ ± 150 nm. Method for etching the surface of the workpiece
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020255984A1 (en) * 2019-06-17 2020-12-24

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02222952A (en) * 1988-11-17 1990-09-05 Sumitomo Chem Co Ltd Photoresist composition
JPH04356564A (en) * 1990-02-27 1992-12-10 Minnesota Mining & Mfg Co <3M> Preparation of dye and method of using it
JPH0540342A (en) * 1991-08-06 1993-02-19 Toppan Printing Co Ltd Positive type visible light sensitive resin composition

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02222952A (en) * 1988-11-17 1990-09-05 Sumitomo Chem Co Ltd Photoresist composition
JPH04356564A (en) * 1990-02-27 1992-12-10 Minnesota Mining & Mfg Co <3M> Preparation of dye and method of using it
JPH0540342A (en) * 1991-08-06 1993-02-19 Toppan Printing Co Ltd Positive type visible light sensitive resin composition

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020255984A1 (en) * 2019-06-17 2020-12-24
WO2020255984A1 (en) * 2019-06-17 2020-12-24 日産化学株式会社 Composition for forming resist underlayer film capable of wet etching, containing heterocyclic compound having dicyanostyryl group
JP7327479B2 (en) 2019-06-17 2023-08-16 日産化学株式会社 Wet-etchable resist underlayer film-forming composition containing heterocyclic compound having dicyanostyryl group

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