JP2527811B2 - Developer for positive resist - Google Patents
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は新規なポジ型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、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含
有するポジ型レジストの画像形成に用いられる、コント
ラスト及び焦点深度を著しく向上させうるポジ型レジス
ト用現像液に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel developer for positive resist. More specifically, the present invention relates to a positive resist developer which can be used for image formation of a positive resist containing an alkali-soluble novolak resin and a naphthoquinonediazide compound and which can remarkably improve contrast and depth of focus. .
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、
プリント配線板などを製造する場合、下地基板に対し
て、例えばエッチングや拡散処理などの選択的な加工が
施されており、そしてこの際、下地基板の非加工部分を
選択的に保護する目的で、紫外線、X線、電子先などの
活性線に感応するレジストから成る保護膜が下地基板上
に設けられる。2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor integrated circuit devices, masks for manufacturing integrated circuits,
When manufacturing printed wiring boards, etc., the base substrate is subjected to selective processing such as etching or diffusion treatment, and at this time, for the purpose of selectively protecting the unprocessed part of the base substrate. A protective film made of a resist sensitive to actinic rays such as ultraviolet rays, X-rays, and electron rays is provided on the base substrate.
このようなレジストから成る保護膜を下地基板上に設
ける方法としては、まず該基板上にレジストの被膜を形
成し、次いでこの被膜に対して活性線を選択的に照射し
たのち、現像処理する方法が用いられている。該レジス
トにはポジ型とネガ型とがあり、前者は照射部が現像液
に溶解するが、未照射部は溶解しないタイプであり、一
方後者はこれとは逆のタイプである。As a method of providing a protective film made of such a resist on a base substrate, first, a resist film is formed on the substrate, and then this film is selectively irradiated with an actinic ray, and then developed. Is used. The resist is classified into a positive type and a negative type. In the former, the irradiated part is dissolved in the developing solution, but the unirradiated part is not dissolved, while the latter is the opposite type.
ところで、近年、電子部品の製造において加工寸法の
微細化が進み、レジストにおいても、解像力に優れたポ
ジ型のものが多く使用されるようになってきている。こ
のポジ型レジストの代表的なものとしては、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
組み合わせたものが挙げられる。このアルカリ可溶性ノ
ボラック樹脂−ナフトキノンジアジド系ポジ型レジスト
には現像液としてアルカリ性水溶液が用いられ、例えば
テトラメチルアンモニウムヒドロキシドやコリンなどの
有機アルカリ水溶液が通常使用されている。しかしなが
ら、これらの現像液はポジ型レジストの現像液として有
用であるが、活性線の照射部と未照射部との溶解度差が
小さく、コントラストが低いという欠点を有している。
そのため得られるレジストパターンはスソをひきやす
く、寸法安定性に優れたレジストパターンを得ることが
できず、特にサブミクロンオーダーのレジストパターン
を得るための現像液としては実用的なものではなく、近
年の半導体集積回路素子製造分野における加工寸法の微
細化には対応ができなくなってきている。By the way, in recent years, the processing size has been miniaturized in the manufacture of electronic parts, and as the resist, a positive type having excellent resolution has been widely used. A typical example of this positive resist is a combination of an alkali-soluble novolac resin and a naphthoquinonediazide compound. An alkaline aqueous solution is used as a developer for the alkali-soluble novolac resin-naphthoquinonediazide positive resist, and an organic alkaline aqueous solution such as tetramethylammonium hydroxide or choline is usually used. However, these developers are useful as developers for positive type resists, but they have a drawback that the difference in solubility between the active ray irradiated portion and the non-irradiated portion is small and the contrast is low.
Therefore, the obtained resist pattern is easy to pull, it is not possible to obtain a resist pattern excellent in dimensional stability, especially as a developer for obtaining a resist pattern of submicron order is not practical, It is becoming impossible to deal with the miniaturization of the processing size in the field of semiconductor integrated circuit device manufacturing.
他方、半導体集積回路素子の製造分野での微細加工化
は、ホトリソグラフィにおける照射技術の改良が大きな
影響を与えており、特にi線(365nm)などの短い波長
を光源とした縮小投影露光装置により容易にサブミクロ
ンオーダーのレジストパターンを得ることができるよう
になってきたが、新たに焦点深度の問題がクローズアッ
プされてきている。On the other hand, the microfabrication in the manufacturing field of semiconductor integrated circuit devices is greatly affected by the improvement of the irradiation technology in photolithography, and especially by the reduction projection exposure apparatus using a short wavelength such as i-line (365 nm) as a light source. Although it has become possible to easily obtain a submicron-order resist pattern, the problem of depth of focus has been newly highlighted.
この焦点深度の問題、すなわち解像度の向上ととも
に、焦点深度が逆に低下する問題は、光学系の照射装置
を用いるかぎり避けられないことではあるが、コントラ
ストの優れた現像液を用いることにより、焦点深度が小
さく、光強度分布の幅が狭くとも、実効的なレジストパ
ターンを得ることができる。The problem of the depth of focus, that is, the problem of the depth of focus conversely decreasing with the improvement of the resolution, is unavoidable as long as the irradiation device of the optical system is used. Even if the depth is small and the width of the light intensity distribution is narrow, an effective resist pattern can be obtained.
したがって、これまで、コントラストの向上を目的と
した種々のポジ型レジスト用現像液、例えば環状アミン
と水との混合物から成る1,2−キノンジアジド系ポジ型
レジスト用現像液(特開昭57−30832号公報)、水酸化
環式第四級アンモニウム化合物の水溶液から成るポジ型
レジスト用現像液(特開昭60−179738号公報)などが提
案されている。しかしながら、前者の現像液は、α,β
−エチレン性不飽和カルボン酸の共重合体を用いたポジ
型レジストには有効であるものの、現在ポジ型レジスト
として多用されているノボラック系樹脂を用いたポジ型
レジストには適用できないという欠点を有している。一
方、後者の現像液は、環状窒素化合物をN−メチル化
し、さらにイオン交換して得られる水酸化環式第四級ア
ンモニウム化合物の水溶液であるため、現像液の調製工
程が極めて煩雑である上、現像作用の安定したものが得
られにくいなどの欠点があり、安定なレジストパターン
を形成することができず、実用的なものではない。Therefore, hitherto, various positive resist developers for the purpose of improving contrast, for example, 1,2-quinonediazide positive resist developers comprising a mixture of a cyclic amine and water (JP-A-57-30832). JP-A-60-179738), and a positive resist developer comprising an aqueous solution of a cyclic quaternary ammonium hydroxide compound have been proposed. However, the former developer is α, β
-Although effective for positive resists using copolymers of ethylenically unsaturated carboxylic acids, it has the drawback that it cannot be applied to positive resists using novolac resins, which are widely used as positive resists at present. are doing. On the other hand, the latter developing solution is an aqueous solution of a cyclic quaternary ammonium hydroxide compound obtained by N-methylating a cyclic nitrogen compound and further ion-exchanging it, and therefore the preparation process of the developing solution is extremely complicated. However, there is a drawback that it is difficult to obtain a resist having a stable developing action, and a stable resist pattern cannot be formed, which is not practical.
発明が解決しようとする課題 本発明は、このような従来のポジ型レジスト用現像液
が有する欠点を克服し、高コントラストで、かつ焦点深
度を向上させる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含有するポジ型レジスト用現
像液を提供することを目的としてなされたものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention The present invention contains an alkali-soluble novolac resin and a naphthoquinonediazide compound that overcome such drawbacks of the conventional positive resist developers, have high contrast, and improve the depth of focus. It was made for the purpose of providing a positive resist developing solution.
課題を解決するための手段 本発明者らは、このような好ましい性質を有するポジ
型レジスト用現像液を開発するために鋭意研究を重ねた
結果、特定の有機水酸化第四級アンモニウム化合物を含
有する水溶液に、特定のアルカリ可溶性環状窒素化合物
を添加して成るものが、前記目的に適合しうることを見
出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to develop a positive resist developer having such preferable properties, the present inventors have found that a specific organic quaternary ammonium hydroxide compound is contained. It was found that an aqueous solution prepared by adding a specific alkali-soluble cyclic nitrogen compound to the above-mentioned solution can meet the above-mentioned object, and the present invention has been completed based on this finding.
すなわち、本発明は、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含有するポジ型レジ
スト用の有機アルカリ水溶液から成る現像液において、
該有機アルカリ水溶液として、テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド及びコリンの中から選ばれた少なくとも
1種の有機水酸化第四級アンモニウム化合物を含有する
水溶液に、N−ヒドロキシエチルピペラジン、N−メチ
ル−4−ピペリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリ
シノン、ピリジン、2−ヒドロキシエチルピペリジン、
N−メチルピペラジン、2−メチルイミダゾール、4−
(2−ヒドロキシエチル)モルホリン、1−(2−ヒド
ロキシエチル)−2−ピロリドン、2−ヒドロキシエチ
ルピリジン、2−ヒドロキシエチルピペラジン及び2−
アミノチアゾールの中から選ばれた少なくとも1種のア
ルカリ可溶性環状窒素化合物を添加したものを用いるこ
とを特徴とするポジ型レジスト用現像液を提供するもの
である。That is, the present invention is a developer comprising an organic alkali aqueous solution for a positive resist containing an alkali-soluble novolac resin and a naphthoquinonediazide compound,
As the organic alkaline aqueous solution, N-hydroxyethylpiperazine and N-methyl-4-piperidone are added to an aqueous solution containing at least one organic quaternary ammonium hydroxide compound selected from tetramethylammonium hydroxide and choline. , 1,3-dimethyl-2-imidazolicinone, pyridine, 2-hydroxyethylpiperidine,
N-methylpiperazine, 2-methylimidazole, 4-
(2-hydroxyethyl) morpholine, 1- (2-hydroxyethyl) -2-pyrrolidone, 2-hydroxyethylpyridine, 2-hydroxyethylpiperazine and 2-
It is intended to provide a developer for a positive resist, which is prepared by adding at least one alkali-soluble cyclic nitrogen compound selected from aminothiazole.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明の現像液において用いられる有機水酸化第四級
アンモニウム化合物は、テトラメチルアンモニウムヒド
ロキシド又はコリンあるいはその両方であって、その濃
度すなわちその現像液全量に対する含有割合は、通常1.
0〜10.0重量%、好ましくは1.5〜7.0重量%の範囲で選
ばれる。この濃度が1.0重量%未満のものでは感度が低
下するおそれがあるし、10.0重量%を超えると溶解性が
高くなり、未照射部の膜減りが増加する傾向を生じ好ま
しくない。The organic quaternary ammonium hydroxide compound used in the developing solution of the present invention is tetramethylammonium hydroxide or choline or both, and its concentration, that is, the content ratio relative to the total amount of the developing solution is usually 1.
It is selected in the range of 0 to 10.0% by weight, preferably 1.5 to 7.0% by weight. If the concentration is less than 1.0% by weight, the sensitivity may be lowered, and if it exceeds 10.0% by weight, the solubility is increased and the film loss of the unirradiated portion tends to increase, which is not preferable.
本発明の現像液は、前記の有機水酸化第四級アンモニ
ウム化合物を含有する水溶液に特定のアルカリ可溶性環
状窒素化合物を添加することを特徴とし、このアルカリ
可溶性環状窒素化合物は、N−ヒドロキシエチルピペラ
ジン、N−メチル−4−ピペリドン、1,3−ジメチル−
2−イミダゾリジノン、ピリジン、2−ヒドロキシエチ
ルピペリジン、N−メチルピペラジン、2−メチルイミ
ダゾール、4−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン、
1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリドン、2−
ヒドロキシエチルピリジン、2−ヒドロキシエチルピペ
ラジン及び2−アミノチアゾールの中から選ばれ、これ
らはそれぞれ単独で用いてもよいし、また2種以上を組
み合わせて用いてもよい。中でも特に、N−ヒドロキシ
エチルピペラジン、N−メチル−4−ピペリドン及び1,
3−ジメチル−2−イミダゾリジノンは、コントラスト
や焦点深度の向上のみならず、スカム除去作用にも優れ
ているため好ましい。The developer of the present invention is characterized in that a specific alkali-soluble cyclic nitrogen compound is added to an aqueous solution containing the organic quaternary ammonium hydroxide compound, and the alkali-soluble cyclic nitrogen compound is N-hydroxyethylpiperazine. , N-methyl-4-piperidone, 1,3-dimethyl-
2-imidazolidinone, pyridine, 2-hydroxyethylpiperidine, N-methylpiperazine, 2-methylimidazole, 4- (2-hydroxyethyl) morpholine,
1- (2-hydroxyethyl) -2-pyrrolidone, 2-
It is selected from hydroxyethylpyridine, 2-hydroxyethylpiperazine, and 2-aminothiazole, and these may be used alone or in combination of two or more kinds. Among them, N-hydroxyethylpiperazine, N-methyl-4-piperidone and 1,
3-Dimethyl-2-imidazolidinone is preferable because it is excellent not only in improving contrast and depth of focus but also in removing scum.
本発明の現像液における前記アルカリ可溶性環状窒素
化合物の濃度は、通常0.1〜10重量%、好ましくは0.3〜
5.0重量%の範囲で選ばれる。この濃度が0.1重量%未満
では本発明の目的が十分に達成されないし、10重量%を
超えると未照射部に対する溶解性が高くなる傾向を生
じ、良好なレジストパターンが得られにくくなるため好
ましくない。The concentration of the alkali-soluble cyclic nitrogen compound in the developer of the present invention is usually 0.1 to 10% by weight, preferably 0.3 to
It is selected in the range of 5.0% by weight. If this concentration is less than 0.1% by weight, the object of the present invention is not sufficiently achieved, and if it exceeds 10% by weight, the solubility in unirradiated portions tends to be high, which makes it difficult to obtain a good resist pattern, which is not preferable. .
本発明の現像液が対象とするポジ型レジストは、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
物を含有するものであり、該アルカリ可溶性ノボラック
樹脂としては、例えばフェノール、クレゾールやキシレ
ノールなどとアルデヒド類とから得られるものが使用で
きる。特に好ましいアルカリ可溶性ノボラック樹脂とし
ては、クレゾールノボラック樹脂、具体的にはm−クレ
ゾール10〜45重量%とp−クレゾール90〜55重量%との
混合クレゾールから得られたものを挙げることができ
る。このようなクレゾールノボラック樹脂を用いること
により、寸法精度及び寸法安定性に優れたレジストパタ
ーンを得ることができる。The positive resist intended for the developer of the present invention contains an alkali-soluble novolac resin and a naphthoquinonediazide compound, and the alkali-soluble novolac resin is obtained from, for example, phenol, cresol or xylenol and aldehydes. Anything that can be used can be used. Particularly preferred alkali-soluble novolac resins include cresol novolac resins, specifically those obtained from a mixed cresol of 10-45% by weight of m-cresol and 90-55% by weight of p-cresol. By using such a cresol novolac resin, a resist pattern having excellent dimensional accuracy and dimensional stability can be obtained.
また、ナフトキノンジアジド化合物としては、例え
ば、オルトナフトキノンジアジドのスルホン酸とフェノ
ール性水酸基又はアミノ基を有する化合物とを部分若し
くは完全エステル化、あるいは部分若しくは完全アミド
化したものが挙げられ、前記のフェノール性水酸基又は
アミノ基を有する化合物としては例えば2,3,4−トリヒ
ドロキシベンゾフェノン、2,2′,4,4′−テトラヒドロ
キシベンゾフェノン、2,3,4,4′−テトラヒドロキシベ
ンゾフェノンなどのポリヒドロキシベンゾフェノン、あ
るいは没食子酸アルキル、没食子酸アリール、フェノー
ル、p−メトキシフェノール、ジメチルフェノール、ヒ
ドロキノン、ビスフェノールA、ナフトール、ピロカテ
コール、ピロガロール、ピロガロールモノメチルエーテ
ル、ピロガロール−1,3−ジメチルエーテル、没食子
酸、水酸基を一部残してエステル化又はエーテル化され
た没食子酸、アニリン、p−アミノジフェニルアミンな
どが挙げられる。Examples of the naphthoquinonediazide compound include, for example, partial or complete esterification of sulfonic acid of orthonaphthoquinonediazide and a compound having a phenolic hydroxyl group or an amino group, or partial or complete amidation thereof, and the above-mentioned phenolic compound. Examples of the compound having a hydroxyl group or an amino group include polyhydroxy such as 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, and 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone. Benzophenone or alkyl gallate, aryl gallate, phenol, p-methoxyphenol, dimethylphenol, hydroquinone, bisphenol A, naphthol, pyrocatechol, pyrogallol, pyrogallol monomethyl ether, pyrogallol-1,3-dimethyl Examples thereof include ether, gallic acid, gallic acid esterified or etherified with some hydroxyl groups remaining, aniline, and p-aminodiphenylamine.
本発明の現像液が対象とする該ポジ型レジストにおい
ては、ナフトキノンジアジド化合物は、アルカリ可溶性
ノボラック樹脂に対して、通常10〜40重量%の割合で配
合されるのが好ましく、この量が10重量%未満では断面
形状の優れたレジストパターンが得られにくくて実用的
でないし、40重量%を超えると感度が著しく低下する傾
向が生じるため好ましくない。In the positive resist intended for the developer of the present invention, the naphthoquinonediazide compound is preferably added in a proportion of usually 10 to 40% by weight with respect to the alkali-soluble novolac resin, and this amount is 10% by weight. If it is less than 40% by weight, a resist pattern having an excellent cross-sectional shape is difficult to obtain, which is not practical, and if it exceeds 40% by weight, the sensitivity tends to remarkably decrease, which is not preferable.
本発明の現像液が対象とするポジ型レジストについて
は、アルカリ可溶性ノボラック樹脂とナフトキノンジア
ジド化合物とを含有するものであればよく、特に制限さ
れず、任意のものを選択して用いることができる。すな
わち、感応する活性線についても特に制限はなく、紫外
線や遠紫外線などの活性線に感応するもの以外に、電子
線やエックス線に感応するポジ型レジストも用いること
ができる。例えば、ポジ型電子線レジストとしては、m
−クレゾール10〜45重量%とp−クレゾール90〜55重量
%との混合クレゾールから得られたクレゾールノボラッ
ク樹脂と、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,
2′,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン及び2,3,
4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノンの中から選ば
れた少なくとも1種のポリヒドロキシベンゾフェノンの
ナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホン酸エステ
ルとから成るものを好ましく用いることができる。この
ようなポジ型電子線レジストの中でも、該エステルの平
均エステル化度が60%以上のものは、極めて優れた画像
コントラストを有するレジストパターンを形成しうるの
で特に好適である。The positive resist targeted by the developer of the present invention is not particularly limited as long as it contains an alkali-soluble novolac resin and a naphthoquinonediazide compound, and any one can be selected and used. That is, the actinic rays that are sensitive are not particularly limited, and positive resists that are sensitive to electron rays and x-rays can be used in addition to those sensitive to actinic rays such as ultraviolet rays and deep ultraviolet rays. For example, as a positive type electron beam resist, m
-Cresol novolac resin obtained from mixed cresol of 10-45% by weight of cresol and 90-55% by weight of p-cresol and 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,
2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone and 2,3,
An naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonic acid ester of at least one polyhydroxybenzophenone selected from 4,4'-tetrahydroxybenzophenone can be preferably used. Among such positive type electron beam resists, those having an average esterification degree of 60% or more of the ester are particularly preferable because a resist pattern having an extremely excellent image contrast can be formed.
また、前記のアルカリ可溶性ノボラック樹脂及びナフ
トキノンジアジド化合物を含有するポジ型レジストは、
それらを適当な溶剤に所要量溶解し、溶液の形で用いる
のが有利である。Further, the positive resist containing the alkali-soluble novolac resin and naphthoquinonediazide compound,
It is advantageous to dissolve them in a suitable solvent in the required amount and to use them in the form of a solution.
このような溶剤の例としては、アセトン、メチルエチ
ルケトン、シクロヘキサン、メチルイソアミルケトンな
どのケトン類、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレン
グリコール又はジエチレングリコールモノアセテート、
あるいはそれらのモノメチルエーテル、モノエチルエー
テル、モノプロピルエーテル、モノイソプロピルエーテ
ル、モノブチルエーテル又はモノフェニルエーテルなど
の多価アルコール類及びその誘導体;ジオキサンのよう
な環式エーテル類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチ
ルなどのエステル類を挙げることができる。これらは単
独で用いてもよいし、また2種以上混合して用いてもよ
い。Examples of such a solvent include acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexane, ketones such as methyl isoamyl ketone, ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol or diethylene glycol monoacetate,
Alternatively, polyhydric alcohols such as monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monoisopropyl ether, monobutyl ether or monophenyl ether and derivatives thereof; cyclic ethers such as dioxane; methyl acetate, ethyl acetate, acetic acid Esters such as butyl may be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
発明の効果 本発明のポジ型レジスト用現像液は、有機アルカリ水
溶液にアルカリ可溶性環状窒素化合物を添加したもので
あって、アルカリ可溶性ノボラック樹脂とナフトキノン
ジアジド化合物を含有するポジ型レジストの現像処理に
おいて、コントラストを向上させることができるため、
断面形状の極め良好なレジストパターンを与えうるとと
もに、結果としてフォーカス深度を向上させることがで
きる。また、本発明の現像液は、スカム除去効果も有す
るた、微細なレジストパターンの形成に極めて有効に利
用することができる。Effects of the Invention The positive resist developer of the present invention is one in which an alkali-soluble cyclic nitrogen compound is added to an organic alkali aqueous solution, and in the development processing of a positive resist containing an alkali-soluble novolac resin and a naphthoquinonediazide compound, Because the contrast can be improved,
It is possible to provide a resist pattern having an extremely good cross-sectional shape, and as a result, it is possible to improve the depth of focus. Further, the developer of the present invention has an effect of removing scum and can be very effectively used for forming a fine resist pattern.
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ってなんら限定されるもの
ではない。EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
実施例1〜7、比較例1 現像液として別表に示す各濃度のテトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド水溶液に、該表に示すようなアルカ
リ可溶性環状窒素化合物を添加したものを調製した。Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 A developer was prepared by adding an alkali-soluble cyclic nitrogen compound as shown in the table to a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution having each concentration shown in the another table.
一方、m−クレゾールとp−クレゾールとを重量比で
40:60の割合で混合し、これにホルマリンを加え、シュ
ウ酸触媒を用いて常法により縮合して得たクレゾールノ
ボラック樹脂100重量部と、ナフトキノン−1,2−ジアジ
ド−5−スルホン酸の2,3,4−トリヒドロキシベンゾフ
ェノンエステル30重量部とをエチレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート390重量部に溶解して得られた
溶液を0.2μmのメンブランフィルターを用いてろ過す
ることでポジ型レジストを調製し、次いで、このポジ型
レジストを、ヘキサメチルジシラザン処理を施した4イ
ンチシリコンウエハー上に、スピンナーにより1.35μm
厚に塗布したのち、ホットプレートで110℃、90秒間プ
レベークし、縮小投影型露光装置NSR−1505G4D(ニコン
社製)を用いてテストチャートレチクルを介して露光処
理を行った。次いで静止パドル型現像装置を使用し、前
記のように調製した現像液を用いて温度23℃で65秒間の
現像処理を行ったのち、純水による30秒間のリンス処理
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。On the other hand, the weight ratio of m-cresol and p-cresol is
Mixing at a ratio of 40:60, formalin was added thereto, 100 parts by weight of cresol novolac resin obtained by condensation in a conventional manner using an oxalic acid catalyst, and naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonic acid A positive resist was prepared by dissolving 30 parts by weight of 2,3,4-trihydroxybenzophenone ester in 390 parts by weight of ethylene glycol monoethyl ether acetate and filtering the resulting solution using a 0.2 μm membrane filter. Then, this positive resist was applied onto a 4-inch silicon wafer treated with hexamethyldisilazane by a spinner to obtain 1.35 μm.
After being applied thickly, it was pre-baked on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds, and exposed through a test chart reticle using a reduction projection type exposure apparatus NSR-1505G4D (manufactured by Nikon Corporation). Next, using a stationary paddle type developing device, a developing treatment was carried out at a temperature of 23 ° C. for 65 seconds using the developer prepared as described above, followed by a rinse treatment with pure water for 30 seconds and then drying. The resist pattern thus obtained was observed, and the results are shown in the table.
実施例8 クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド化
合物を含有するポジ型レジストであるTSMR−8800(東京
応化工業社製)を使用し、また、現像液としては、4.60
重量%コリン水溶液にN−ヒドロキシエチルピペラジン
2.5重量%を添加したものを用いた以外は、実施例1と
同様にしてレジストパターンを形成させたところ、感度
160msでプロファイル形状は第1図(a)に示されるよ
うな極めて良好なものであった。また、現像処理後、基
板上にスカムの発生は全く確認できなかった。 Example 8 TSMR-8800 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), which is a positive resist containing a cresol novolak resin and a naphthoquinonediazide compound, was used, and a developing solution was 4.60.
N-Hydroxyethylpiperazine in wt% choline aqueous solution
A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that 2.5% by weight was used.
At 160 ms, the profile shape was extremely good as shown in Fig. 1 (a). Further, after the development processing, generation of scum on the substrate could not be confirmed at all.
比較のため、前記現像液において、N−ヒドロキシエ
チルピペラジンを添加しなかったものを用いて同様にレ
ジストパターンを形成させたところ、感度150msで、プ
ロファイル形状は、第1図(b)で示されるような悪い
ものであった。また、現像処理後、基板上にスカムの発
生が確認された。For comparison, when a resist pattern was similarly formed using the developer containing no N-hydroxyethylpiperazine, the sensitivity was 150 ms and the profile shape was as shown in FIG. 1 (b). It was such a bad thing. Further, it was confirmed that scum was generated on the substrate after the development processing.
実施例9 2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液から成る現像液(A)及び2.14重量%テトラメチル
アンモニウムヒドロキシド水溶液にN−ヒドロキシエチ
ルピペラジン2.5重量%を添加して調製した現像液
(B)を使用し、それぞれの現像液を用いて実施例1と
同様にしてレジストパターンを形成し、1.0μmのパタ
ーンにおけるフォーカス深度を調べた。その結果を、そ
れぞれ第2図及び第3図に示す。第3図から本発明の現
像液(B)はフォーカスマージンが大きいことが確認さ
れた。Example 9 A developer (A) consisting of a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and a developer (B) prepared by adding 2.5 wt% of N-hydroxyethylpiperazine to a 2.14 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. Using each developing solution, a resist pattern was formed in the same manner as in Example 1, and the focus depth in the 1.0 μm pattern was examined. The results are shown in FIGS. 2 and 3, respectively. From FIG. 3, it was confirmed that the developer (B) of the present invention has a large focus margin.
実施例10 クレゾールノボラック樹脂とナフトキノンジアジド化
合物とを含有するポジ型レジストであるTSMR−8800(東
京応化工業社製)を使用し、また、現像液としては、2.
10重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液
に1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン1.5重量%を添
加したものを用いた以外は、実施例1と同様にしてレジ
ストパターンを形成させたところ、感度140msでプロフ
ァイル形状は第1図(a)で示されるような極めて良好
なものであった。また現像処理後基板上にスカムの発生
は全く確認できなかった。Example 10 TSMR-8800 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), which is a positive resist containing a cresol novolac resin and a naphthoquinonediazide compound, is used, and the developer is 2.
A resist pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that 1.5% by weight of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone was added to a 10% by weight tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. At 140 ms, the profile shape was extremely good as shown in Fig. 1 (a). Further, no scum was observed on the substrate after the development treatment.
実施例11 m−クレゾールとp−クレゾールとを重量比で40:60
の割合で混合し、これにホルマリンを加え、シュウ酸触
媒を用いて常法によい縮合して得たクレゾールノボラッ
ク樹脂100重量部と、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェ
ノンのナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホン酸
エステル(平均エステル化度75%)17重量部とをエチレ
ングリコールモノエチルエーテルアセテート350重量部
に溶解して得た溶液を0.2μmのメンブランフィルター
を用いてろ過することでポジ型電子線レジストを調製し
た。次いでこのポジ型電子線レジストをヘキサメチルシ
ラザン処理を施した4インチシリコンウエハー上にスピ
ンナーにより0.5μm厚に塗布したのち、ホットプレー
トで80℃、90秒間プレベークし、日立製作所製HHS−2R
を用いて20kVの加速電圧で電子線を選択的に照射したの
ち、1.8重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド
水溶液に、2−ヒドロキシエチルピリジン1.0重量%
と、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン2.0重量%と
を添加して得た現像液を用いて23℃、90秒間浸漬現像す
ることで、電子線の照射部分を溶解除去してレジストパ
ターンを得た。その結果、シリコンウエハー面からほぼ
垂直に切り立った第1図(a)に示されるような良好な
断面形状を有する0.5μmのレジストパターンが得ら
れ、画像コントラストに極めて優れたものであり、90%
残膜における感度は18μC/cm2であった。また現像後の
電子線照射部分にはスカムは全く確認されなかった。Example 11 40:60 by weight ratio of m-cresol and p-cresol
100 parts by weight of cresol novolac resin obtained by good condensation in a conventional manner using an oxalic acid catalyst and naphthoquinone-1,2 of 2,3,4-trihydroxybenzophenone. By dissolving 17 parts by weight of diazide-4-sulfonic acid ester (average degree of esterification 75%) and 350 parts by weight of ethylene glycol monoethyl ether acetate, and filtering the resulting solution using a 0.2 μm membrane filter. A positive electron beam resist was prepared. Next, this positive type electron beam resist was coated on a 4-inch silicon wafer treated with hexamethylsilazane to a thickness of 0.5 μm by a spinner, and then prebaked at 80 ° C for 90 seconds on a hot plate, HHS-2R manufactured by Hitachi Ltd.
After selectively irradiating an electron beam with an accelerating voltage of 20 kV using 1.8 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, 1.0 wt% of 2-hydroxyethylpyridine
And 2.0% by weight of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone were added to the resist to dissolve and remove the electron beam-irradiated portion by immersion development at 23 ° C. for 90 seconds using a developing solution. Got the pattern. As a result, a 0.5 μm resist pattern having a good cross-sectional shape as shown in FIG. 1 (a), which stands substantially vertically from the silicon wafer surface, was obtained, and the image contrast was extremely excellent.
The sensitivity of the residual film was 18 μC / cm 2 . No scum was observed in the electron beam irradiated area after development.
実施例12 実施例11における2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェ
ノンのナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホン酸
エステル(平均エステル化度75%)の代わりに、2,2′,
4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノンのナフトキノ
ン−1,2−ジアジド−4−スルホン酸エステル(平均エ
ステル化度75%)を用い、かつ現像条件を23℃、120秒
間に変えた以外は、実施例11と全く同様の操作によりレ
ジストパターンを得た。その結果、シリコンウエハー面
からほぼ垂直に切り立った第1図(a)に示されるよう
な良好な断面形状を有する0.5μmのレジストパターン
が得られ、画像コントラストに極めて優れたものであ
り、90%残膜における感度は18μC/cm2であった。ま
た、現像後の電子線照射部分にはスカムは全く確認され
なかった。Example 12 Instead of naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonic acid ester of 2,3,4-trihydroxybenzophenone in Example 11 (average degree of esterification 75%), 2,2 ',
Examples except that naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonic acid ester of 4,4'-tetrahydroxybenzophenone (average esterification degree 75%) was used and the developing conditions were changed to 23 ° C and 120 seconds. A resist pattern was obtained by exactly the same operation as in 11. As a result, a 0.5 μm resist pattern having a good cross-sectional shape as shown in FIG. 1 (a), which stands substantially vertically from the silicon wafer surface, was obtained, and the image contrast was extremely excellent. The sensitivity of the residual film was 18 μC / cm 2 . Further, no scum was observed in the electron beam irradiated portion after development.
比較例2 実施例11において、現像液として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使用した以外
は、実施例11と全く同様の操作によりレジストパターン
を得た。その結果、第1図(b)に示されるようなプロ
ファイル形状の悪いレジストパターンが得られ、90%残
膜における感度は40μC/cm2であった。また現像後の電
子線照射部分にはスカムの発生が確認された。Comparative Example 2 A resist pattern was obtained in the same manner as in Example 11 except that a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was used as the developing solution. As a result, a resist pattern having a bad profile as shown in FIG. 1 (b) was obtained, and the sensitivity at 90% residual film was 40 μC / cm 2 . Further, it was confirmed that scum was generated in the electron beam irradiated portion after development.
比較例3 実施例12において、現像液として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使用した以外
は、実施例12と全く同様の操作によりレジストパターン
を得た。その結果、第1図(b)に示されるようなプロ
ファイル形状の悪いレジストパターンが得られ、90%残
膜における感度は80μC/cm2であった。また現像後の電
子線照射部分にはスカムの発生が確認された。Comparative Example 3 A resist pattern was obtained in the same manner as in Example 12, except that a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was used as the developing solution. As a result, a resist pattern having a bad profile as shown in FIG. 1 (b) was obtained, and the sensitivity at 90% residual film was 80 μC / cm 2 . Further, it was confirmed that scum was generated in the electron beam irradiated portion after development.
第1図は現像処理後に得られたレジストパターンの断面
形状図であり、第2図及び第3図は、それぞれ従来の現
像液及び本発明の現像液を用いた場合の、レジストパタ
ーン寸法と焦点深度との関係を露光量を変化させてプロ
ットしたグラフである。FIG. 1 is a cross-sectional shape diagram of a resist pattern obtained after development processing, and FIGS. 2 and 3 are resist pattern dimensions and focus when using a conventional developer and the developer of the present invention, respectively. It is the graph which plotted the relationship with depth by changing exposure amount.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−30832(JP,A) 特開 昭60−179738(JP,A) 特開 昭64−72155(JP,A) 特開 昭64−19345(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) Reference JP-A-57-30832 (JP, A) JP-A-60-179738 (JP, A) JP-A 64-72155 (JP, A) JP-A 64-- 19345 (JP, A)
Claims (3)
ノンジアジド化合物とを含有するポジ型レジスト用の有
機アリカリ水溶液から成る現像液において、該有機アル
カリ水溶液として、テトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド及びコリンの中から選ばれた少なくとも1種の有機
水酸化第四級アンモニウム化合物を含有する水溶液に、
N−ヒドロキシエチルピペラジン、N−メチル−4−ピ
ペリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ピ
リジン、2−ヒドロキシエチルピペリジン、N−メチル
ピペラジン、2−メチルイミダゾール、4−(2−ヒド
ロキシエチル)モルホリン、1−(2−ヒドロキシエチ
ル)−2−ピロリドン、2−ヒドロキシエチルピリジ
ン、2−ヒドロキシエチルピペラジン及び2−アミノチ
アゾールの中から選ばれた少なくとも1種のアルカリ可
溶性環状窒素化合物を添加したものを用いることを特徴
とするポジ型レジスト用現像液。1. A developer comprising an organic alkaline aqueous solution for a positive resist containing an alkali-soluble novolac resin and a naphthoquinonediazide compound, wherein the organic alkaline aqueous solution is selected from tetramethylammonium hydroxide and choline. In an aqueous solution containing at least one organic quaternary ammonium hydroxide compound,
N-hydroxyethylpiperazine, N-methyl-4-piperidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, pyridine, 2-hydroxyethylpiperidine, N-methylpiperazine, 2-methylimidazole, 4- (2-hydroxy Ethyl) morpholine, 1- (2-hydroxyethyl) -2-pyrrolidone, 2-hydroxyethylpyridine, 2-hydroxyethylpiperazine and at least one alkali-soluble cyclic nitrogen compound selected from 2-aminothiazole are added. A developer for a positive resist, characterized in that
度が1.0〜10.0重量%の範囲である請求項1記載の現像
液。2. The developer according to claim 1, wherein the concentration of the organic quaternary ammonium hydroxide compound is in the range of 1.0 to 10.0% by weight.
1〜10重量%の範囲である請求項1又は2記載の現像
液。3. The concentration of the alkali-soluble cyclic nitrogen compound is 0.
The developing solution according to claim 1 or 2, which is in the range of 1 to 10% by weight.
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