JPH0196646A - フオトレジスト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポジ型フォトレジスト組成物に係り、特に膜
厚の大なるフォトレジストを用いた際のパターニングの
再現性を改良したフォトレジスト組成物に関する。

〔従来の技術〕

半専体、ＩＣ，ＬＳＩなどの電子部品、及び薄膜磁気ヘ
ッドは、光学的手段によって任意のパターンを描画しで
あるパターンマスクを介して材料上に塗布したレジスト
に露光し、現像してその材料をエツチングする方法で製
造されている。

集積回路の高集積化に伴い、パターンの微細化が進めら
れ、このためにレジストには微細パターンを精度よく形
成することが望まれている。

微細パターンの高精度化のため、従来は、特開昭５５−
３６８３８号公報、特開昭５８−１７４９４１号公報に
見られる様に、吸光剤の検討を行い、微細パターンの再
現性は改良された。

また、最近の薄膜磁気ヘッドは、その性能向上のために
、パターンの微細化に加え、構成材料の厚膜化が進んで
いる。エツチングする材料が厚くなるに従い、エツチン
グマスクとしてのフォトレジストの膜厚も大とすること
が必要となり、厚いフォトレジストを再現性よくパター
ニングすることが要求される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術においては、膜厚の大なるフォトレジスト
を用いて膜厚の大きいパターニングを行なうことについ
ては特に配慮がなされておらず、厚膜のパターンの再現
性が困難であった。

例えば、ポジ型フォトレジストである０ＦＰＲ−８００
（東京応化工業株式会社製）を高粘度化したフォトレジ
ストについて、通常の露光・現像方法により処理した場
合の感度特性を測定したところ、第５図に示したような
特性を得た。

第４図は上記従来の厚膜用ポジ型フォトレジストの感度
曲線を示すグラフであって、横軸は露光時間（分）、縦
軸は現像膜厚（μｍ）である。

同図から、膜厚の大なるフォトレジストでは、ある膜厚
以上は現像残りを生じて現像不可能である。あるいは逆
に露光時間を長くすると、現像できる膜厚が減少する、
という具合いに、現像残りやパターンの再現性が悪いと
いう問題がある。

本発明は、膜厚の大なるフォトレジストを再現性よくパ
ターニングできるフォトレジスト組成物を含むフォトレ
ジストを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ＯＨ基を持った溶剤をあらかじめフォトレ
ジストに混入して、厚膜フォトレジストパターニング時
におけるレジスト残りを無くし、再現性よくレジストパ
ターニングできるようにしたことによって達成される。

〔作用〕

ポジ型フォトレジストの光反応機構として、下記（１）
、　　（２）に示す反応が提案されている。

ケテン　　　　　　　　　　　　　　インｆＵ＄ｌシ酸
上記した反応式（１）あるいは（２）に示す様に、フォ
トレジストの光反応は、水の存在下で最終反応物まで進
行するものであるが、水分がない場合、（１）の反応に
おいては、インデルカルボン酸まで反応が進みにくくな
ることが予想される。

（２）の反応において、ケテンと未反応のナフトキノン
ジアジドのカップリング反応しラクトンを生ずる反応は
水分が介在しない状態でおこる反応である。これらの生
成分の現像液への溶解性は、インデルカルボン酸に比べ
て悪い。

前記第４図で説明した膜厚の大きいフォトレジストにつ
いての現像残りや再現性の問題は、上述の反応式から推
察すると、フォトレジスト膜内の残留水分量が不足して
いるためと考えられる。ポジ型フォトレジストは水の存
在下で最終生成物まで反応が進み、現像液にこの最終生
成物が溶解して、レジストパターニングが可能となる。

第３図は、膜厚の小なるフォトレジストの感度曲線を示
すグラフであって、横軸は露光時間（秒）、縦軸は現像
膜厚（μｍ）である。

同図に示したように、数ミクロンまでのフォトレジスト
では、上記反応はスムーズに進み、その感度は露光量に
依存する。しかし、膜厚の大なるフォトレジストにおい
ては、前記第４図に示した様に、飽和してしまったり、
また、パターンの再現性が悪いといった問題が住じる。

これは、先に述べた様に、フォトレジスト膜中の水分が
不足するために、光反応がスムーズに進まない結果と考
えることができる。

ＯＨ基を含む溶剤をあらかじめフォトレジストに混入さ
せてお（か、おるいは露光前のレジストに対し、光反応
を進めるために充分な水分を与えておくことにより、露
光中のレジストは光反応をスムーズに進めることができ
るため、バターニングは再現よく行なうことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明によるポジ型フォトレジストの感度曲線
を示すグラフであって、横軸は露光時間（秒）を、縦軸
は現象膜厚（μｍ）を示す。

（第一実施例） ポジ型フォトレジストとして、ノボラック樹脂とナフト
キノンジアジドを含む例えば０ＦＰＲ−８００（東京応
化工業株式会社製）を用いる。

０ＦＰＲ−８００に、例えば１０溶量パーセントのグリ
セリン（（ＣＨｚ　０Ｈ）ＩＣＨＯＨ）を加え撹拌する
。攪拌後、放置すると、グリセリンの余剰分は下に沈澱
する。

上ずみ分を加工基板上にスピンナーにより回転塗布して
、例えば３５μｍ程度の厚膜を塗布形成し、８０℃、３
０分のプリベータを行う。

基板冷却後、マスクを介して露光し、現像する。

形成されたレジストパターンは、現像残りを生じること
なく、また第１図に示す様に感度曲線もほぼ露光時間に
依存した線を安定して描く。

この様に、ＯＨ基を持つ溶剤をレジストに加えることに
より、レジストの光反応が正常な最終生成分まで進行し
、バターニングを再現性よく行うことができた。

上記ＯＨ％を持つ溶剤としては、レジストと溶解又は相
溶して、プリベータの加熱条件下でも被膜中に安定に保
有され、その性能を維持するものであればよく、特に液
体である必要もない。

（第二実施例） ポジ型フォトレジストとしては、上記第一実施例と同じ
０ＦＰＲ−８００を用い、ＯＨ基を持つ溶剤としてアル
コールを用いる。

０ＦＰＲ−８００にメトキシブタノールを１０溶量％を
加え攪拌する。このレジストを加工基板上に例えば３５
μｍ厚に回転塗布し、８０℃、３０分のプリベータを行
う。基板を冷却後、露光・現像する。

この実施例の場合も、前記第一実施例と同様に、第１図
に示した感度曲線を示し、安定したバターニングが得ら
れ、現像残りもな（なった。

メトキシブタノールは、ＯＨ基を有し、沸点は１６０℃
であり、プリベーク温度８０℃で揮散することなくレジ
スト中に保有される。

このため、メトキシブタノールは、ＯＨ基を露光によっ
て形成されたケテン（前記反応式）に与えてラクトン（
同）を生成する役目を果たす。

−船釣なアルコールは、その揮発温度が低いため、プリ
ベータ中に揮赦すでしまい、その効果を示さなくなって
しまうが、プリベーク温度でもフォトレジスト中に保有
される。つまり沸点の高いアルコールであり、フォトレ
ジストと溶解もしくは相溶するものであればよい。

その他のアルコールの例として、第２図に主要−価アル
コールを示す。

なお、ＯＨ５を有する成分は、上記に限定されるもので
なく、露光時までレジスト中に安定に保有され、ＯＨ５
を解離するものであればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、膜厚の小なるフ
ォトレジストをバターニングするのと同様に、膜厚の大
なるフォトレジストを再現性よくバターニングすること
のできるフォトレジスト組成物を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるポジ型フォトレジスト組成物の感
度曲線を示すグラフ、第２図は主要−価アルコールの沸
点を示す説明図、第３図は、一般のポジ型フォトレジス
トの感度曲線を示すグラフ、第４図は従来の厚膜用ポジ
型フォトレジストの感変曲線を示すグラフである。 第１図 Ｓ光時間（ｆＦＪ？）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、加工基板上にフォトレジスト組成物を塗布し、パタ
   ーンマスクを介して露光し、現像することにより、該パ
   ターンマスクのパターンを上記加工基板上に再現するパ
   ターニングのためのフォトレジスト組成物において、前
   記フォトレジスト組成物がＯＨ基を持つた溶剤を混入し
   て成ることを特徴とするフォトレジスト組成物。