JP2016194576A - フォトリソグラフィ用現像液及びレジストパターン形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のフォトリソグラフィ用現像液は、(A)下記式(1)で表されるイミダゾール化合物と(B)水及び/又は有機溶剤とを含む。
式(1)で表されるイミダゾール化合物(以下、「イミダゾール化合物」と略称することがある。)を金属と接触させる場合、式(1)で表されるイミダゾール化合物と、金属イオンとが反応して金属の表面に、化成被膜が形成される。金属からなる配線の表面に化成被膜が形成される場合、金属のマイグレーションによる配線間の短絡や、金属の酸化が抑制される。
−O−R10
(R10は水素原子又は有機基である。)
本発明のフォトリソグラフィ用現像液は、(A)上記式(1)で表されるイミダゾール化合物に加え、(B)水及び/又は有機溶剤を含む。
露光部が有機溶剤に不溶化するようなフォトリソグラフィーのシステムにおいてネガ型現像を行う場合や、未露光部が有機溶剤に不溶であるようなフォトリソグラフィーのシステムにおいてポジ型現像を行う場合には、現像液として有機溶剤を含有する有機系現像液を使用することができる。
溶剤現像を行う際に使用し得る有機系現像液としては、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤等の極性溶剤及び炭化水素系溶剤を用いることができる。
上記の溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。
RS1及びRS2は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。RS1及びRS2は、互いに結合して環を形成してもよい。RS1及びRS2としては水素原子又はアルキル基が好ましく、RS1及びRS2の有するアルキル基は、水酸基やカルボニル基、シアノ基等で置換されていてもよい。
RS3及びRS5は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。RS3及びRS5は、互いに結合して環を形成してもよい。
RS3及びRS5は、水素原子又はアルキル基であることが好ましい。
RS4は、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。RS4は、水素原子又はアルキル基であることが好ましい。
RS3、RS4及びRS5が有するアルキル基は、水酸基やカルボニル基、シアノ基等で置換されていてもよい。
(式(6)中、RS6及びRS7は、それぞれ独立に炭素原子数1〜3のアルキル基であり、RS8は下式(6−1)又は下式(6−2):
で表される基である。式(6−1)中、RS9は、水素原子又は水酸基であり、RS10及びRS11は、それぞれ独立に炭素原子数1〜3のアルキル基である。式(6−2)中、RS12及びRS13は、それぞれ独立に水素原子、又は炭素原子数1〜3のアルキル基である。)
溶剤現像の際に使用する溶剤の発火点は、200℃以上が望ましい。
本発明のフォトリソグラフィ用現像液に含有される(B)水及び/又は有機溶剤としては、水を用いることが好ましく、水と有機溶剤との混合物であってもよいが、溶剤としては水のみを用いることがより好ましい。本発明のフォトリソグラフィ用現像液は、水を用いる場合、特に、溶剤として水のみを用いる場合、通常、下記(C)塩基性化合物をも含有するものであり、(C)塩基性化合物を含有することにより、アルカリ現像液として用いることができる。かかるアルカリ現像液は、露光部がアルカリ現像液に不溶化するようなフォトリソグラフィーのシステムにおいてネガ型現像を行う場合や、未露光部がアルカリ現像液に不溶であるようなフォトリソグラフィーのシステムにおいてポジ型現像を行う場合に好適に用いることができる。
本発明のフォトリソグラフィ用現像液は、(A)上記式(1)で表されるイミダゾール化合物と(B)水及び/又は有機溶剤とを含み、さらに、(C)塩基性化合物を含むものであってもよい。本発明のフォトリソグラフィ用現像液は、(C)塩基性化合物を含むものである場合、通常、アルカリ現像液として用いることができ、上述の(B)水及び/又は有機溶剤としては水が好ましく用いられる。
(C)塩基性化合物としては従来公知の塩基性化合物を用いることができる。このような塩基性化合物として、アルカリ金属を含む塩基性化合物及び金属イオンを含まない有機塩基が挙げられる。
アルカリ現像液のアルカリ濃度は、通常0.1〜20質量%である。
アルカリ現像液のpHは、通常10.0〜15.0である。
特に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)の2.38%の水溶液が望ましい。
有機溶剤現像液には、必要に応じて公知の添加剤を配合できる。添加剤としては例えば界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えばイオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。
本発明のフォトリソグラフィ用現像液は、任意の順番で、(A)上記一般式(1)で表されるイミダゾール化合物、(B)水及び/又は有機溶剤、必要に応じ(C)塩基性化合物等の各種添加成分を混合して均一にすることで得ることができる。
本発明は、第二の態様として、上述した本発明の第一の態様であるフォトリソグラフィ用現像液を用いたレジストパターン形成方法である。レジストパターン形成方法は、通常、
基板上にフォトレジスト組成物を塗布して塗布膜を形成する工程と、
塗布膜を位置選択的に露光する工程と、
露光された塗布膜中の非レジスト部を上述した本発明のフォトリソグラフィ用現像液に溶解させてレジストパターンを現像する工程と、
を含む方法によってレジストパターンを形成する方法である。本発明のレジストパターン形成方法は、現像する工程において、上述した本発明の第一の態様のフォトリソグラフィ用現像液を用いること以外は、従来公知の方法により行うことができる。このように、本発明の第一の態様のフォトリソグラフィ用現像液は、汎用性があり、従来のレジストパターン形成方法において従来の現像液に代えて好適に用いることができる。
(a)多官能エポキシ樹脂は、特に限定されず、従来から種々の用途で用いられている多官能エポキシ樹脂から適宜選択することができ、エポキシ当量は、1000以下が好ましく、500以下がより好ましい。(a)多官能エポキシ樹脂の好適な例としては、多官能フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、多官能オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、多官能トリフェニル型ノボラック型エポキシ樹脂、及び多官能ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中では、多官能ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。(a)多官能エポキシ樹脂の官能性は2官能以上であり、4官能以上が好ましい。
(b)カチオン重合開始剤としては、例えば、ヨードニウム塩やスルホニウム塩のようなオニウム塩型のカチオン重合開始剤を用いることができる。(c)溶剤は特に限定されない。
リンス液には、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
<イミダゾール化合物>
下記構造の化合物1、比較化合物1及び比較化合物2を用いた。
上記イミダゾール化合物のうち、上記化合物1は以下の方法により合成した。
まず、下記式の構造の桂皮酸誘導体30gをメタノール200gに溶解させた後、メタノール中に水酸化カリウム7gを添加した。次いで、メタノール溶液を40℃で撹拌した。メタノールを留去し、残渣を水200gに懸濁させた。得られた懸濁液にテトラヒドロフラン200gを混合、撹拌し、水相を分液した。氷冷下、塩酸4gを添加、撹拌した後に酢酸エチル100gを混合、撹拌した。混合液を静置した後、油相を分取した。油相から目的物を晶析させ、析出物を回収して、上記構造のイミダゾール化合物(化合物1)を得た。
1H−NMR(DMSO):11.724(s,1H),7.838(s,1H),7.340(d,2H,J=4.3Hz),7.321(d,1H,J=7.2Hz),6.893(d,2H,J=4.3Hz),6.876(d,1H,J=6.1Hz),5.695(dd,1H,J=4.3J,3.2J),3.720(s,3H),3.250(m,2H)
表1に示すように、イミダゾール化合物を含有するアルカリ現像液を調製した。アルカリ現像液の溶剤としては、表1に示すように、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)の2.38%の水溶液、水酸化カリウム(KOH)の0.04%水溶液、水酸化ナトリウム(NaOH)の0.1%水溶液を、有機溶剤現像の溶剤としてはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を用いた。表1における各成分の含有量を表す数値の単位は質量%である。
銅基板上に、フォトレジスト組成物を所定の方法により塗布し、膜厚1μmの塗布膜を形成して、露光を行った。フォトレジスト組成物として、3種のレジスト組成物(OFPR、PMER P、TMMR;いずれも東京応化工業社製)のいずれかを表1に示すように用いた。
<評価基準>
◎:酸化層の形成又はマイグレーションが起きていない。
○:膜厚50nm未満の酸化層の形成又はマイグレーションが起きている。
×:膜厚50nm以上の酸化層の形成又はマイグレーションが起きている。
Claims (5)
- さらに、(C)塩基性化合物を含む、請求項1記載のフォトリソグラフィ用現像液。
- 前記(C)塩基性化合物は、無機アルカリ、アミン化合物及び第四級アンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項2記載のフォトリソグラフィ用現像液。
- 前記(B)有機溶剤は、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エーテル系溶剤及び炭化水素系溶剤からなる群から選択される少なくとも1つである、請求項1〜3の何れか1項記載のフォトリソグラフィ用現像液。
- 請求項1〜4の何れか1項記載のフォトリソグラフィ用現像液を用いたレジストパターン形成方法。
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