JPH0335654B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は半導体装置等の製造に際し金属、絶縁
物等の披着層のパターニングをリフトオフで行う
ためのネガ型のレジストパターンの形成方法に関
する。

（従来技術の説明） 半導体装置等の製造に際し、金属、絶縁物等の
被着層をパターン形成する方法として従来からエ
ツチングによる方法及びリフトオフによる方法の
二つの方法が知られている。リフトオフ方法は簡
易の方法であり、エツチングによる損傷がなく、
微細パターン形成に適しており、また、エツチン
グが困難な金属でも容易にパターニング出来ると
いう利点がある。しかしながら、リフトオフによ
る方法はレジスト膜の断面形状、耐熱性、溶解
性、密着性等に関しての厳しい条件が要求されて
いる。例えば、リフトオフにより容易にパターン
形成が出来るためにはレジスト膜上に披着された
披着層がレジストの溶解と共に容易に除去出来る
ことが必要であり、このためにはパターン形成さ
れたレジスト膜の断面形状がオーバーハング形状
となつている必要がある。

現状ではこのオーバーハング形状を形成するた
めレジストを多層構造とするか又はポジ形ホトレ
ジスト、例えば、AZ−1350J（Shipley社製のホト
レジストの商品名）のクロルベンゼン処理が使用
されている。これらの処理は煩雑であり、スルー
プットで劣り、また、再現性も必ずしも良くなか
つた。また、従来の方法では、現像後のパターン
にクラツクが発生することが度々あつた。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述した従来の欠点に鑑み、
レジストパターンを形成するレジスト膜の断面形
状をサブミクロンのオーダでオーバーハング形状
に容易に形成し得、高感度で高解像度が得られ、
しかも、現像後のレジストパターンのレジスト膜
にクラツクが発生しないようになしたパターン形
成方法を提供するにある。

（発明の構成） この目的の達成を図るため、本発明によれば、
基板表面上にレジスト膜として形成されたオリゴ
マーのノボラツク樹脂のナフトキノンジアジドス
ルフオン酸エステルの皮膜を遠紫外線で露光する
工程と、該皮膜を、酢酸エステル又はシクロヘキ
サノン系の現像液を主成分としアルコールを添加
しこれに水を飽和させた溶液で現像する工程とを
含むことを特徴とする。

（実施例の説明） 以下、本発明の実施例につき説明する。

本発明者等は、リフトオフ法における従来の欠
点を解決するために、数々の実験から現像のみで
レジストパターンの断面形状をオーバーハング形
状と容易になし得、高感度で高解像度が得られ、
しかも、現像後のレジストパターンにクラツクが
発生せず、耐熱性、溶解性、密着性の良いレジス
ト材料としてオリゴマーのノボラツク樹脂のナフ
トキノンジアジドスルフオン酸エステルが好適で
あることを見い出すと共に、このレジスト材料の
現像を、酢酸エステル又はシクロヘキサノン系の
現像液を主成分としこれにアルコールを添加し水
を飽和させた溶液で行なうことが好適であること
を見い出した。

次に、本発明によるレジストパターン形成方法
を特定の実施例及び比較例について説明する。し
かしながら、たとえ、これら実施例を、この発明
の範囲内の好ましい特定条件で説明してあつたと
しても、それらは単なる例示目的で与えられてい
るにすぎず、この発明がそれらの実施例にのみ限
定されるものではないことを理解されたい。

実施例 １ この実施例では、レジスト材料としてノボラツ
ク樹脂のナフトキノンジアジドスルフオン酸エス
テルの一種であるノボラツク樹脂のナフトキノン
−１，２−ジアジド−５−スルフオン酸エステル
（以下LMRと称する）を使用した。この場合、重
合度が低いことが解像度を高める一原因であるこ
とを考慮して重合度が１〜10以下のノボラツク樹
脂のナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スル
フオン酸エステルを使用した。先ず、このLMR
をメチルセルソルブアセテートに溶解し、この溶
液を用いて、スピンコーテイング法によりシリコ
ン基板上に2μｍの厚さのレジスト膜を塗布形成
した。次に、レジスト膜を有する基板を、窒素雰
囲気中で、60℃の温度で30分間熱処理（プリベー
ク）した後、マスクとレジスト膜とを密着させる
コンタクト方式で、500WのXe−Hgランプから
の主として180〜300nｍの遠紫外線で10秒間露光
を行つた。次に、この試料を、窒素雰囲気中で、
100℃の温度で30分間加熱処理し、然る後、体積
比で酢酸イソアミル１０に対してシクロヘキサン
２を加えた現像液（混合溶媒）100mlに２mlの水
と、２mlのメチルアルコールとだけを添加して得
られたその溶液を良く撹拌してレジスト膜の現像
を行なつた。この場合の溶液温度は23℃で現像時
間は15秒であつた。この現像によるパターニング
の結果、0.75μｍ、すなわち、サブミクロンのオ
ーダーのパターンが得られたことが確認された。
これにより得られたレジストパターンを形成する
レジスト膜の断面形状はオーバーハング形状を有
していることが確認された。また、このレジスト
パターンを形成するレジスト膜の耐熱性、溶解
性、密着性が従来よりも優れていることが確認さ
れた。さらに、現像後のレジストパターン形成膜
にクラツクが発生していないことも確認された。

実施例 ２ この実施例では、実施例１と同様にレジスト膜
の露光を行つた後、窒素雰囲気中で100℃の温度
で30分間加熱し、今度は、体積比でシクロヘキサ
ノン２に対してシクロヘキサン３を加えた現像液
100mlに、２mlの水と、３mlのメチルアルコール
を添加して得られたその溶液（この場合の溶液温
度は23℃である。）を、よく撹拌して、20秒間、
現像してパターニングを行つたところ、0.5μｍの
スペースのパターンが得られた。また、得られた
レジストパターンのレジスト膜の断面形状はオー
バーハング形状となつており、このレジスト膜に
はクラツクが発生していないことが確認された。
この場合にも、このレジスト膜は耐熱性、溶解
性、密着性が従来の場合よりも優れていることが
確認された。

比較例 上述した実施例１と同様にして露光を行つた後
100℃の温度で30分間窒素雰囲気中で加熱を行つ
て得られたレジスト膜を試料として用い、この試
料を、体積比で酢酸イソアミル１０に対してシク
ロヘキサン２を加えた現像液100mlに、２mlの水
を加えたのみで得られた溶液（この場合の溶液温
度も23℃とした）で、良く撹拌した後、現像した
ところ、0.75μｍのパターンが得られた。しかし
ながら、このパターンの周辺部に若干のクラツク
の発生があることが確認された。

以上説明したように、現像液に水とアルコール
とを所定量含有させることにより現像後にクラツ
クの発生しないレジストパターンが得られたので
ある。

一方、水とアルコールとを添加しない現像液を
用いた場合には、このクラツクは特に抜きパター
ンの周辺に発生し易く、しかも、その抜きパター
ンが微細化する程、又、レジスト厚が増加する程
このクラツクの発生が著しくなることが認められ
た。

これらの発生したクラツクは金属の蒸着等に著
しい悪影響を与えることから、その発生を極力お
さえる必要がある。その一手段として、レジスト
厚を薄くすることが考えられるが、かかる薄いレ
ジスト膜は金属配線パターンの金属の厚さを考え
ると実用的でない。

上述したところからも明らかのように、本発明
は単に現像液に水と、アルコールと添加すること
によりクラツクの発生を防止することを可能なら
しめているが、このクラツクの発生を防止出来る
のは水を含有しているからであり、メタノールの
みではクラツク発生防止効果は現われない。ま
た、上述した実施例１で示した現像液は水の溶解
度が小さく水の飽和含有量は0.46％である。この
水の含有量につき説明する。図は、体積比で、酢
酸イソアミル１０に対してシクロヘキサン２を加
えた100ml現像液に２mlの水を入れ、これにメチ
ルアルコールを添加した場合のこのメチルアルコ
ールの添加量（ml）に対する現像液中の水分の含
有量をwt％で示した特性曲線図である。図に示
すように、現像液にメタノールを添加すると現像
液の水の含有量が増加し、例えば、現像液100ml
に対してメタノールを４ml添加すると、水の含有
量は0.97重量％となる。そして実験的にメタノー
ルの添加により現像液中の水の含有量が増加する
と、この増加に応じたより厚いレジスト膜でのク
ラツク発生を防止出来ると考えられる。

尚、上述した実施例では現像液に水と、メタノ
ールとを添加したが、クラツクの発生を防止する
のは水であり、メタノールは現像液に水の含有量
を増加させるように作用するものであるから、こ
の目的のためにはメタノールに限定されず、他
に、エタノール、イソプロピルアルコール等が使
用出来る。

また、本発明に使用したレジスト材料によれ
ば、使用現像液に対して露光部分が膨潤せず、従
つて、現像の際、各隣接するレジストパターン形
成膜が接着したりしないので、高解像度が得ら
れ、よつて、レジストパターンのサブミクロンオ
ーダでの微細加工が可能となる。尚、上述した実
施例では重合度を１〜10としたが、解像度を考慮
すると重合度20以下のレジスト材料を使用するこ
とが出来る。

（発明の効果） このように本発明によれば、レジスト材料とし
てオリゴマーのノボラツク樹脂のナフトキノンジ
アジドスルフオン酸エステルを用いて被膜を形成
し、このレジスト膜にマスクを介して遠紫外線を
照射した後、酢酸エステル又はシクロヘキサン系
の現像液を主成分としこれにアルコールを添加し
水を飽和させた溶液で現像するのであるから、本
発明によれば、レジストパターンを形成するレジ
スト膜の断面形状をサブミクロンのオーダでオー
バーハング形状に容易に形成し得ると共に、遠紫
外線に対し高感度かつ高解像度で、しかも、現像
後のレジストパターン形成膜にクラツクが発生し
ないようにすることが出来るという利点が得られ
る。

また、本発明によれば、使用レジスト膜はその
使用材料の性質上、耐熱性、溶解性、密着性が従
来よりも優れており、さらに、本発明の方法によ
れば、従来の方法に比べて、レジストパターンの
形成が簡単で、高スループツトが得られ、しかも
ネガレジストパターンの形成の再現性が良い。

このような優れた利点を有する本発明方法は半
導体部品、磁気バブル素子、その他の電子素子等
の製造に適して好適である。

【図面の簡単な説明】

図は、現像液に対するメチルアルコール添加量
（ml）を横軸にプロツトし、それによる水分含有
量（wt％）を縦軸にプロツトして示した、本発
明の説明に供する曲線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板表面上にレジスト膜として形成されたオ
   リゴマーのノボラツク樹脂のナフトキノンジアジ
   ドスルフオン酸エステルの皮膜を遠紫外線で露光
   する工程と、 該皮膜を、酢酸エステル又はシクロヘキサノン
   系の現像液を主成分としアルコールを添加しこれ
   に水を飽和させた溶液で現像する工程と を含むことを特徴とするネガ型のレジストパター
   ンの形成方法。