JP2527172B2 - ポジ型ホトレジスト用現像液 - Google Patents
ポジ型ホトレジスト用現像液Info
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- JP2527172B2 JP2527172B2 JP62001931A JP193187A JP2527172B2 JP 2527172 B2 JP2527172 B2 JP 2527172B2 JP 62001931 A JP62001931 A JP 62001931A JP 193187 A JP193187 A JP 193187A JP 2527172 B2 JP2527172 B2 JP 2527172B2
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- developer
- positive photoresist
- aqueous solution
- organic base
- scum
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
- G03F7/32—Liquid compositions therefor, e.g. developers
- G03F7/322—Aqueous alkaline compositions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はポジ型ホトレジスト用現像液に関するもので
ある。さらに詳しくいえば、本発明は、現像後のレジス
トパターンの微細部分において薄膜残りやスカムのない
良好なパターンを形成させることができ、かつ微細なス
ルーホールの解像性を向上させるのに適したポジ型ホト
レジスト用現像液に関するものである。
ある。さらに詳しくいえば、本発明は、現像後のレジス
トパターンの微細部分において薄膜残りやスカムのない
良好なパターンを形成させることができ、かつ微細なス
ルーホールの解像性を向上させるのに適したポジ型ホト
レジスト用現像液に関するものである。
従来の技術 従来、半導体集積回路素子、集積回路製造用マスク、
プリント配線板、印刷版などの製造において、下地基板
に対して、例えばエツチングや拡散などの処理をするに
際し、基板を選択的に保護する目的で、紫外線、Ｘ線、
電子線などの活性放射線に感応する組成物、いわゆる感
放射線レジストを用いて被膜を形成し次いで画像露光・
現像して画像を形成する方法が広く行われている。
プリント配線板、印刷版などの製造において、下地基板
に対して、例えばエツチングや拡散などの処理をするに
際し、基板を選択的に保護する目的で、紫外線、Ｘ線、
電子線などの活性放射線に感応する組成物、いわゆる感
放射線レジストを用いて被膜を形成し次いで画像露光・
現像して画像を形成する方法が広く行われている。
この感放射線レジストの中で特に紫外線に対して感光
性のあるものを一般にホトレジストと称しているが、こ
のホトレジストにはポジ型とネガ型があり前者は露光部
が現像液に溶解し、非露光部が溶解しないタイプであ
り、後者はこれとは逆のタイプである。前者のポジ型ホ
トレジストの代表的なものとしては結合剤であるアルカ
リ可溶性ノボラツク樹脂と光分解剤であるナフトキノン
ジアジド化合物との組合せが挙げられる。このナフトキ
ノンジアジド化合物系のポジ型ホトレジストには現像液
としてアルカリ性水溶液が用いられるが、半導体素子を
製造する場合には、現像液に金属イオンを含有するアル
カリ性水溶液を用いると得られる半導体素子の製品特性
に悪影響を及ぼすため、金属イオンを含まない現像液、
例えばテトラメチルアンモニウムヒドロキシド〔「アイ
ビーエム・テクニカル・デイスクロウジアー・ビウレテ
イン（IBM Technical Disclosure Bulletin）」第３
巻、第７号、第2009ページ（1970年）〕や、コリン（米
国特許第4,239,661号明細書）などの水溶液が用られて
いる。
性のあるものを一般にホトレジストと称しているが、こ
のホトレジストにはポジ型とネガ型があり前者は露光部
が現像液に溶解し、非露光部が溶解しないタイプであ
り、後者はこれとは逆のタイプである。前者のポジ型ホ
トレジストの代表的なものとしては結合剤であるアルカ
リ可溶性ノボラツク樹脂と光分解剤であるナフトキノン
ジアジド化合物との組合せが挙げられる。このナフトキ
ノンジアジド化合物系のポジ型ホトレジストには現像液
としてアルカリ性水溶液が用いられるが、半導体素子を
製造する場合には、現像液に金属イオンを含有するアル
カリ性水溶液を用いると得られる半導体素子の製品特性
に悪影響を及ぼすため、金属イオンを含まない現像液、
例えばテトラメチルアンモニウムヒドロキシド〔「アイ
ビーエム・テクニカル・デイスクロウジアー・ビウレテ
イン（IBM Technical Disclosure Bulletin）」第３
巻、第７号、第2009ページ（1970年）〕や、コリン（米
国特許第4,239,661号明細書）などの水溶液が用られて
いる。
最近、半導体素子の高集積化が急速に進み、制御線幅
は１μｍ付近、あるいはさらに１μｍ以下まで要求され
るようになつてきている。
は１μｍ付近、あるいはさらに１μｍ以下まで要求され
るようになつてきている。
ポジ型ホトレジストを用いて画像形成する場合に伴う
大きな問題の１つとして、このような微細なパターン部
において、特に微細なコンタクトホールの画像形成を行
う場合、前記の金属イオンを含まないアルカリ現像液に
界面活性剤を添加して漏れ性を向上させたタイプの現像
液を使用して現像すると、溶解すべき露光パターン部分
にスカム残りや薄膜残りが発生することを挙げることが
できる。このような現像を回避するために、たとえばオ
ーバー露光や、オーバー現像を行つてもきれいな画像を
形成されにくい。したがつて、通常酸素プラズマやスパ
ツタリングなどで軽く処理することにより、スカムや薄
膜残りを除去することが行われているが、これらの方法
においては、酸素プラズマ処理の制御が困難であつた
り、レジスト形状が劣化したり、さらには１μｍ近辺の
コンタクトホールなどのパターン部においては、酸素プ
ラズマ処理の均一性が低く、円滑にスカムを除去しにく
いなどの問題があつた。
大きな問題の１つとして、このような微細なパターン部
において、特に微細なコンタクトホールの画像形成を行
う場合、前記の金属イオンを含まないアルカリ現像液に
界面活性剤を添加して漏れ性を向上させたタイプの現像
液を使用して現像すると、溶解すべき露光パターン部分
にスカム残りや薄膜残りが発生することを挙げることが
できる。このような現像を回避するために、たとえばオ
ーバー露光や、オーバー現像を行つてもきれいな画像を
形成されにくい。したがつて、通常酸素プラズマやスパ
ツタリングなどで軽く処理することにより、スカムや薄
膜残りを除去することが行われているが、これらの方法
においては、酸素プラズマ処理の制御が困難であつた
り、レジスト形状が劣化したり、さらには１μｍ近辺の
コンタクトホールなどのパターン部においては、酸素プ
ラズマ処理の均一性が低く、円滑にスカムを除去しにく
いなどの問題があつた。
このようなスカム残りや薄膜残りが存在する状態で、
下地の加工、例えばドライエツチングを行つた場合に
は、エツチングが不十分になつたり、あるいは寸法精度
やエツチング形状が悪くなるなど、好ましくない事態を
招来する。
下地の加工、例えばドライエツチングを行つた場合に
は、エツチングが不十分になつたり、あるいは寸法精度
やエツチング形状が悪くなるなど、好ましくない事態を
招来する。
発明が解決しようとする問題点 本発明の目的はこのような問題を解決し、ナフトキノ
ンジアジド化合物とアルカリ可溶性ノボラツク樹脂との
組合せから成るポジ型ホトレジストを用いてパターンを
形成する際に好適な、すなわち１μｍ付近あるいはそれ
以下の微細パターンの形成や微細なコンタクトホールの
形成において、現像処理後にスカムや薄膜残りのない良
好なパターンを形成し、さらには後工程のエツチング時
に寸法精度良く加工しうるような、ポジ型ホトレジスト
用現像液を提供することにある。
ンジアジド化合物とアルカリ可溶性ノボラツク樹脂との
組合せから成るポジ型ホトレジストを用いてパターンを
形成する際に好適な、すなわち１μｍ付近あるいはそれ
以下の微細パターンの形成や微細なコンタクトホールの
形成において、現像処理後にスカムや薄膜残りのない良
好なパターンを形成し、さらには後工程のエツチング時
に寸法精度良く加工しうるような、ポジ型ホトレジスト
用現像液を提供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明者らは、アルカリ可溶性ノボラック樹脂とキノ
ンジアジド化合物とを必須成分とするポジ型ホトレジス
ト用現像液について種々研究を重ねた結果、従来の有機
塩基水溶液から成る現像液に対し、特定の非イオン性界
面活性剤を少量添加することにより、現像処理後の薄膜
残りやスカムの発生を抑制し、かつ微細なスルーホール
の解像性を向上しうることを見出し、この知見に基づい
て本発明をなすに至った。
ンジアジド化合物とを必須成分とするポジ型ホトレジス
ト用現像液について種々研究を重ねた結果、従来の有機
塩基水溶液から成る現像液に対し、特定の非イオン性界
面活性剤を少量添加することにより、現像処理後の薄膜
残りやスカムの発生を抑制し、かつ微細なスルーホール
の解像性を向上しうることを見出し、この知見に基づい
て本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、アルカリ可溶性ノボラック樹脂
とキノンジアジド化合物とを必須成分とするポジ型ホト
レジスト用の有機塩基水溶液から成る現像液に対し、一
般式 （式中のR1及びR2のうちの少なくとも一方は炭素原子数
が４〜20のアルキル基、他は水素原子であり、ｎは８〜
30の整数である） で表わされる非イオン性界面活性剤の中から選ばれた少
なくとも１種を50〜5000ppmの割合で添加したことを特
徴とするポジ型ホトレジスト用現像液を提供するもので
ある。
とキノンジアジド化合物とを必須成分とするポジ型ホト
レジスト用の有機塩基水溶液から成る現像液に対し、一
般式 （式中のR1及びR2のうちの少なくとも一方は炭素原子数
が４〜20のアルキル基、他は水素原子であり、ｎは８〜
30の整数である） で表わされる非イオン性界面活性剤の中から選ばれた少
なくとも１種を50〜5000ppmの割合で添加したことを特
徴とするポジ型ホトレジスト用現像液を提供するもので
ある。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるアルカリ可溶性ノボラック樹脂とキノ
ンジアジド化合物とを必須成分とするポジ型ホトレジス
ト用の有機塩基水溶液から成る現像液としては、現像液
の主剤である有機塩基のみを水に溶解したものを用いて
もよいし、この溶液に所望に応じ従来の現像液に慣用さ
れている添加剤を含有させたものを用いてもよい。
ンジアジド化合物とを必須成分とするポジ型ホトレジス
ト用の有機塩基水溶液から成る現像液としては、現像液
の主剤である有機塩基のみを水に溶解したものを用いて
もよいし、この溶液に所望に応じ従来の現像液に慣用さ
れている添加剤を含有させたものを用いてもよい。
現像液の主剤である有機塩基としては、従来この種の
現像液に慣用されているもの、例えば置換基が直鎖状、
分枝状又は環状の第一級、第二級及び第三級アミンを含
むアリール及びアルキルアミン、例えば1,3−ジアミノ
プロパンのようなアルキレンジアミン、4,4′−ジアミ
ノジフエニルアミンのようなアリールアミン、ビス（ジ
アルキルアミノ）イミンなどのアミン類、環骨格に３〜
５個の炭素原子と窒素、酸素及び硫黄の中から選ばれた
原子１又は２個とを有する複素環式塩基、例えばピロー
ル、ピロリジン、ピロリドン、ピリジン、モルホリン、
ピラジン、ピペリジン、オキサゾール、チアゾールな
ど、あるいは低級アルキル第四級アンモニウム塩基など
が用いられる。これらの中で特に好ましいものはテトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド及びトリメチル（２−
ヒドロキシエチル）アンモニウムヒドロキシド（コリ
ン）である。また前記の有機塩基はそれぞれ単独で用い
てもよいし、２種以上組合せて用いてもよい。
現像液に慣用されているもの、例えば置換基が直鎖状、
分枝状又は環状の第一級、第二級及び第三級アミンを含
むアリール及びアルキルアミン、例えば1,3−ジアミノ
プロパンのようなアルキレンジアミン、4,4′−ジアミ
ノジフエニルアミンのようなアリールアミン、ビス（ジ
アルキルアミノ）イミンなどのアミン類、環骨格に３〜
５個の炭素原子と窒素、酸素及び硫黄の中から選ばれた
原子１又は２個とを有する複素環式塩基、例えばピロー
ル、ピロリジン、ピロリドン、ピリジン、モルホリン、
ピラジン、ピペリジン、オキサゾール、チアゾールな
ど、あるいは低級アルキル第四級アンモニウム塩基など
が用いられる。これらの中で特に好ましいものはテトラ
メチルアンモニウムヒドロキシド及びトリメチル（２−
ヒドロキシエチル）アンモニウムヒドロキシド（コリ
ン）である。また前記の有機塩基はそれぞれ単独で用い
てもよいし、２種以上組合せて用いてもよい。
また、所望に応じ加えられる従来の現像液に慣用され
ている添加剤としては、例えば湿潤剤、安定剤、溶解助
剤のほかに、ポジ型ホトレジスト膜の露光部と非露光部
との溶解選択性を改善するための陽イオン性界面活性剤
などが挙げられる。これらはそれぞれ単独で添加しても
よいし、２種以上組合せて添加してもよい。
ている添加剤としては、例えば湿潤剤、安定剤、溶解助
剤のほかに、ポジ型ホトレジスト膜の露光部と非露光部
との溶解選択性を改善するための陽イオン性界面活性剤
などが挙げられる。これらはそれぞれ単独で添加しても
よいし、２種以上組合せて添加してもよい。
本発明においては、前記の有機塩基及び所望に応じ加
えられる各種添加剤を含有する現像液に、一般式 （式中のR1、R2及びｎは前記と同じ意味をもつ）で表わ
される非イオン性界面活性剤を添加することが必要であ
る。この非イオン性界面活性剤としては、例えばポリオ
キシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン二
級アルコールエーテルなどを挙げることができる。これ
らはそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上組合せて
用いてもよい。
えられる各種添加剤を含有する現像液に、一般式 （式中のR1、R2及びｎは前記と同じ意味をもつ）で表わ
される非イオン性界面活性剤を添加することが必要であ
る。この非イオン性界面活性剤としては、例えばポリオ
キシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン二
級アルコールエーテルなどを挙げることができる。これ
らはそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上組合せて
用いてもよい。
該非イオン性界面活性剤の添加量は、前記現像液に対
して、50〜5000ppm、好ましくは500〜3000ppmの範囲で
選ばれる。この添加量が50ppm未満では濡れ性の効果が
十分に発揮されず、解像性が低く、かつスカムや薄膜残
りが発生しやすく、一方5000ppmを超えると露光部と非
露光部との溶解選択性が悪くなり、現像後のレジスト形
状が劣化して所望のレジストパターン形状が得られない
上に、非露光部の残膜率が低下する。
して、50〜5000ppm、好ましくは500〜3000ppmの範囲で
選ばれる。この添加量が50ppm未満では濡れ性の効果が
十分に発揮されず、解像性が低く、かつスカムや薄膜残
りが発生しやすく、一方5000ppmを超えると露光部と非
露光部との溶解選択性が悪くなり、現像後のレジスト形
状が劣化して所望のレジストパターン形状が得られない
上に、非露光部の残膜率が低下する。
本発明における現像液は、アルカリ可溶性ノボラック
樹脂とナフトキノンジアジド化合物とを必須成分として
含むポジ型ホトレジストの現像用として用いられる。
樹脂とナフトキノンジアジド化合物とを必須成分として
含むポジ型ホトレジストの現像用として用いられる。
発明の効果 本発明のポジ型ホトレジスト用現像液は、ポジ型ホト
レジストの現像処理において、浸透性、洗浄性、溶解性
の優れた特定の非イオン性界面活性剤を有機塩基を主剤
とする現像液に添加することにより、微細パターン部分
に対する現像液の浸透性を高め、かつその洗浄性及び溶
解性により、ポジ型ホトレジストの構成成分である樹脂
や光分解剤の反応物と思われるスカムや薄膜を基板上か
ら除去することができ、１μｍの微細パターン部分及び
コンタクトホール部分においても、形状の劣化や解像性
の低下を起こさずにスカムや薄膜残りのないレジストパ
ターンを得ることができる。
レジストの現像処理において、浸透性、洗浄性、溶解性
の優れた特定の非イオン性界面活性剤を有機塩基を主剤
とする現像液に添加することにより、微細パターン部分
に対する現像液の浸透性を高め、かつその洗浄性及び溶
解性により、ポジ型ホトレジストの構成成分である樹脂
や光分解剤の反応物と思われるスカムや薄膜を基板上か
ら除去することができ、１μｍの微細パターン部分及び
コンタクトホール部分においても、形状の劣化や解像性
の低下を起こさずにスカムや薄膜残りのないレジストパ
ターンを得ることができる。
また、非イオン性界面活性剤の表面活性効果により、
レジスト表面に現像液を供給する際の濡れ性が向上し、
現像におけるバラツキを減少するとともに、１回の現像
処理に使用する現像液の量も少なくすることができると
いう効果を有する。
レジスト表面に現像液を供給する際の濡れ性が向上し、
現像におけるバラツキを減少するとともに、１回の現像
処理に使用する現像液の量も少なくすることができると
いう効果を有する。
実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によつてなんら限定されるものでは
ない。
本発明はこれらの例によつてなんら限定されるものでは
ない。
実施例１〜14 現像液としてテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
の2.38重量％水溶液に、別表に示すような非イオン性界
面活性剤を添加したものを調製した。
の2.38重量％水溶液に、別表に示すような非イオン性界
面活性剤を添加したものを調製した。
４インチシリコンウエハーに、アルカリ可溶性ノボラ
ツク樹脂とナフトキノンジアジド化合物とを構成成分と
して含むポジ型ホトレジストであるOFPR−5000（東京応
化工業社製）をスピンナーにより膜厚1.3μｍになるよ
うに塗布したのち、ホツトプレートで110℃、90秒間プ
レベークし、縮小投影型露光装置DSW−4800（GCA社製）
を用いテストチヤートレチクルを介して露光処理を行つ
た。次いで静止パドル型現像装置を使用し、上記のよう
に調製した現像液を用いて温度23℃で65秒間の現像処理
を行つたのち、純水によるリンス処理後乾燥した。この
ようにして得られたレジストパターンを観察し、その結
果を該表に示した。
ツク樹脂とナフトキノンジアジド化合物とを構成成分と
して含むポジ型ホトレジストであるOFPR−5000（東京応
化工業社製）をスピンナーにより膜厚1.3μｍになるよ
うに塗布したのち、ホツトプレートで110℃、90秒間プ
レベークし、縮小投影型露光装置DSW−4800（GCA社製）
を用いテストチヤートレチクルを介して露光処理を行つ
た。次いで静止パドル型現像装置を使用し、上記のよう
に調製した現像液を用いて温度23℃で65秒間の現像処理
を行つたのち、純水によるリンス処理後乾燥した。この
ようにして得られたレジストパターンを観察し、その結
果を該表に示した。
比較例 現像液として非イオン性界面活性剤を含まない2.38重
量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用
いて、実施例１〜14と同様の現像操作により得られたレ
ジストパターンを観察した結果、多量のスカムが認めら
れた。
量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用
いて、実施例１〜14と同様の現像操作により得られたレ
ジストパターンを観察した結果、多量のスカムが認めら
れた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−76836（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】アルカリ可溶性ノボラック樹脂とキノンジ
アジド化合物とを必須成分とするポジ型ホトレジスト用
の有機塩基水溶液から成る現像液に対し、一般式 （式中のR1及びR2のうちの少なくとも一方は炭素原子数
４〜20のアルキル基、他は水素原子であり、ｎは８〜30
の整数である） で表わされる非イオン性界面活性剤の中から選ばれた少
なくとも１種を50〜5000ppmの割合で添加したことを特
徴とするポジ型ホトレジスト用現像液。 - 【請求項２】有機塩基水溶液が第四級アンモニウム塩基
水溶液である特許請求の範囲第１項記載のポジ型ホトレ
ジスト用現像液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62001931A JP2527172B2 (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | ポジ型ホトレジスト用現像液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62001931A JP2527172B2 (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | ポジ型ホトレジスト用現像液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63170640A JPS63170640A (ja) | 1988-07-14 |
| JP2527172B2 true JP2527172B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=11515350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62001931A Expired - Lifetime JP2527172B2 (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | ポジ型ホトレジスト用現像液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2527172B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0219851A (ja) * | 1988-07-07 | 1990-01-23 | Mitsubishi Kasei Corp | ポジ型フォトレジスト用現像液 |
| JP3115647B2 (ja) * | 1991-07-02 | 2000-12-11 | 忠弘 大見 | 現像液及び現像方法 |
| US6063550A (en) * | 1998-04-29 | 2000-05-16 | Morton International, Inc. | Aqueous developing solutions for reduced developer residue |
| CN101999097A (zh) * | 2008-07-29 | 2011-03-30 | 东亚合成株式会社 | 导电性高分子的图案形成方法 |
| JP5598735B2 (ja) | 2012-02-17 | 2014-10-01 | 株式会社デンソー | 回転式アクチュエータ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5876836A (ja) * | 1981-10-31 | 1983-05-10 | Toshiba Corp | 高解像度レジスト現像処理剤 |
-
1987
- 1987-01-09 JP JP62001931A patent/JP2527172B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63170640A (ja) | 1988-07-14 |
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