JPH0456973B2 - - Google Patents
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- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/168—Finishing the coated layer, e.g. drying, baking, soaking
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Description
産業上の利用分野
一般に、本発明はポジ型フオトレジストの製法
に関し、これは、ノボラツク及びポリビニルフエ
ノールより成る群類から選択される樹脂少なくと
も1種、o−キノンジアジド感光剤少なくとも1
種、及び溶剤組成物がグリコールエーテルアセテ
ートを含有する溶剤を含有する組成物を形成しか
つこの組成物を基材に塗布することを包含する。 従来の技術 米国特許第3666473号明細書、同第4115128号明
細書及び同第4173470号明細書に記載されている
ようなポジ型フオトレジスト調剤を製造すること
は当業界では十分に知られている。これらは、ア
ルカリ可溶性フエノール−ホルムアルデヒドノボ
ラツク樹脂を感光性物質、一般に置換ナフトキノ
ンジアジド化合物と一緒に含有している。樹脂と
増感剤とを有機溶剤又は溶剤混合物中に溶解しか
つそれを所望の用途に好適な基材に薄膜又はコー
チングとして施す。 これらのフオトレジスト調剤のノボラツク樹脂
成分はアルカリ性水溶液中で可溶性であるが、ナ
フトキノン増感剤は該樹脂に関して溶解速度抑制
剤として作用する。しかしながら被覆した基材の
選択区域を化学線で露光する際に、増感剤は放射
線により構造の転移をうけかつ皮膜の露光区域は
未露光区域よりも可溶性になる。溶解速度におけ
るこの差異が、基材をアルカリ性現像溶液中に浸
漬する際にフオトレジスト皮膜の露光区域を溶解
させ、未露光区域は殆んど作用されず、従つて基
材上にポジ型レリーフパターンが生じる。 たいていの場合、露光しかつ現像した基材に対
して基材エツチング溶液又はガスプラズマによる
処理を行なう。フオトレジスト皮膜は基材にその
被覆区域をエツチング剤から保護し、それ故エツ
チング剤はポジ型フオトレジストの場合には化学
線で露光された区域に相当する基材の被覆されて
いない区域だけをエツチングし得る。それ故、現
像する前に、塗布されている基材上に選択的な露
光パターンを製作するために使われるマスク、ス
テンシル、型板等のパターンに相応するエツチン
グされたパターンが基材上に作られる。 前記方法により製造した基材上のフオトレジス
トのレリーフパターンは種々の用途に、例えば小
型集積電子素子の製造に使われるような露光マス
ク又はパターンとして有用である。 実際に市場で重要であるフオトレジスト組成物
の特性には、レジストの感光速度、現像コントラ
スト、レジスト解像性及びレジスト接着性が包含
される。 高められた感光速度は、殊に多数露光する必要
がある場合、例えば工程を繰り返してマルチパタ
ーンを形成する場合、又は光がレンズ列及び単色
光フイルターを通過する投射露光法のように弱い
強さの光を使用する場合にフオトレジストにとつ
て重要である。それ故殊に、高められた感光速度
は、基材上にマスク又は回路パターン列を製作す
るために多数のマルチ露光をしなければならない
方法で使用されるレジスト組成物にとつて重要で
ある。回路パターン列の最適な条件は、個々の現
像法における一定の現像温度と時間、及び未露光
のレジストの最大膜厚損失が開始膜厚の約10%を
上廻らないように維持しながら、レジストの露光
区域を完全に現像するように選択された現像系で
ある。 現像コントラストとは、現像による露光区域の
膜損失率と未露光区域の膜損失率との比である。
一般に、レジストが塗布されている基材の露光区
域の現像は、実際に露光区域の塗膜が完全に溶解
除去されるまで継続し、それ故現像コントラスト
はその際の未露光区域における塗膜損失率を測定
することにより簡単に確定することができる。 レジストの解像とは、露光の際に利用されるマ
スクの最も接近した平行な2本の線とその間の空
間を、現像された露光区域において極めて良好な
画像エツジの切れでもつて再現するレジストの能
力に関する。 多くの工業的用途、殊に小型電子素子では、フ
オトレジストは非常に小さな線と空間幅(1ミク
ロン又はそれ以下のオーダー)に関して高度の解
像能を持たなければならない。 1ミクロン又はそれ以下のオーダーの非常に小
さな寸法を再現するためのレジストの能力は、シ
リコンチツプ上の大規模集積回路及び同様の素子
を作成するのに著しく重要である。そのようなチ
ツプ上の回路密度は、フオトリングラフイ技術を
適用する場合レジストの解像能を高めることによ
つて高めることができるに過ぎない。レジストの
露光区域が不溶性になりかつ未露光区域が現像液
で溶解除去されるネガ型フオトレジストがこの目
的のために半導体工業では広く使われているが、
ポジ型フオトレジストは本来高い解像性を有しか
つネガ型レジストの代りに使われる。 小型集積回路素子を製造する際に常用のポジ型
フオトレジストの問題は、一般にポジ型レジスト
がネガ型レジストよりも遅い感光速度を有するこ
とである。 ポジ型フオトレジスト組成物の感光速度を改良
するための種々の試みが当業界で行なわれた。例
えば米国特許第3666473号明細書では、2種のフ
エノール−ホルムアルデヒドノボラツク樹脂の混
合物を代表的な増感剤と一緒に使用し、その際に
ノボラツク樹脂は特別なPHのアルカリ溶液中での
その溶解率及びその曇り点によつて規定される。
米国特許第4115128号明細書では、感光速度を高
めるために、有機酸の環式無水物より成る第3の
成分をフエノール性樹脂及びナフトキノンジアジ
ド増感剤に添加した。 発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、レジスト浸食率、プラズマ腐
食率及びコントラストを維持あるいは改良する一
方で実質的に高められた感光速度を示す改良され
たポジチブに作用するフオトレジストを製造する
方法を開示することである。 問題点を解決するための手段 ノボラツク樹脂及びキノンジアジド感光剤をプ
ロピレングリコールアルキルエーテルアセテート
成分と混合する際に前記のように改良されたレジ
ストを製造し得ることが判明し驚異的であつた。
この成分は樹脂及び感光剤の溶剤としても作用
し、レジストを基材に施すのに有用である。この
成分はフオトレジストを形成するのに有用な他の
溶剤よりも低い毒性を有する。 それ故、本発明によりフオトレジストの製法が
得られ、これはノボラツク及びポリビニルフエノ
ールより成る群類から選択される樹脂少なくとも
1種、o−キノンジアジド感光剤少なくとも1
種、及びプロピレングリコールアルキルエーテル
アセテートを含有する溶剤組成物を含有する組成
物を形成し;該組成物で基材を塗布し;該組成物
が実質的に不粘着性だが乾燥塗膜重量に対して1
〜30%の量の残留溶剤を含有するように乾燥し;
該組成物を画像形成エネルギーで画像に相応して
露光し;かつ露光区域を水性アルカリ現像液で除
去することを包含する。 残留溶剤含量が乾燥した塗膜重量に対して約5
〜20%の量であると有利である。この含量は、例
えば重量分析により又は溶剤のカルボニル吸収に
関するIR検出により測定することができる。 本発明の優れた実施形では、ノボラツク樹脂、
キノンジアジド感光剤及び目的の感光性組成物の
感光速度を高める十分な量のプロピレングリコー
ルアルキルエーテルアセテートより成るポジチブ
に作用する感光性組成物を使用する。アセテート
がプロピレングリコールメチルエーテルアセテー
トであると極めて有利である。 本発明によるフオトレジストは従来の技術に比
較して高められた感光速度を示すと同時に、高度
の解像性、良好な現像コントラスト及び接着特性
を示す。これらの特性は、解像性及びコントラス
トを放棄して中位に高められた感光速度を達成す
る従来技術の若干の樹脂に対して著しく異なつて
いる。 前記のように、本発明によりノボラツク樹脂又
はポリビニルフエノール樹脂、キノンジアジド感
光剤及びプロピレングリコールアルキルエーテル
アセテートを含有する組成物を形成する。優れた
アセテート化合物はプロピレングリコールメチル
エーテルアセテートである。 感光性組成物を生成するために使用することの
できるノボラツク樹脂の製造は当業界で十分に知
られている。その製法は参考文献として本明細書
に挙げられているA.クノプ(Knop)及びW.シヤ
イプ(Scheib)共著、“ケミストリー・エンド・
アプリケーシヨン・オブ・フエノーリツク・レジ
ンズ(Chemisty and Application of Phenolic
Resins)”、第4章、シユプリンガー出版社
(Springer Verlag)、ニユーヨーク在(1979年)
に記載されている。パラビニルフエノール及びポ
リビニルフエノールは参考文献として本明細書に
挙げられている米国特許第3869292号明細書及び
同第4439516号明細書に記載されている。同様に、
o−キノンジアジドの使用は、参考文献として本
明細書に挙げられているJ.コサー(Kosar)著、
“ライト・センシチブ・システムズ(Light
Sensitiee Systems)”、第7、4章、ジヨン・ウ
イリー・エンド・サンズ(John Wiley &
Sons)出版、ニユーヨーク在(1965年)に記載
されているように当業者に十分に知られている。
本発明方法の成分であるこれらの増感剤は、当業
界でポジ型フオトレジスト調剤において常用であ
る置換ナフトキノンジアジド増感剤の群類から選
択される。そのような化合物は、例えば米国特許
第2797213号明細書、同第3106465号明細書、同第
3148983号明細書、同第3130047号明細書、同第
3201329号明細書、同第3785825号明細書及び同第
3802885号明細書に開示されている。有用な感光
剤はヒドロキシベンゾフエノンのようなフエノー
ル性化合物と縮合させたナフトキノン−(1,2)
−ジアジド−5−スルホニルクロリド及びナフト
キノン−(1,2)−ジアジド−4−スルホニルク
ロリドである。 優れた実施形では、フオトレジスト組成物の固
体分、即ち樹脂とジアジドが樹脂約15〜約99%及
びキノンジアジド約1〜約85%の範囲であると有
利である。更に優れている樹脂範囲はレジストの
固体分の約50〜約90重量%、特に約65〜85重量%
である。ジアジドの更に優れている範囲は、組成
物の固体分重量に対して約10〜約50%、殊に15〜
35%である。レジスト組成物を製造する際に、樹
脂及びジアジドをプロピレングリコールアルキル
エーテルアセテートと、該アセテートがレジスト
組成物全重量の約40〜約90%の量で存在するよう
に混合する。更に優れた範囲は全レジスト組成物
の約60〜約84%、特に約65〜約70%である。 着色剤、染料、フローライン防止剤、可塑剤、
接着促進剤、現像速度を高める化合物、溶剤及び
界面活性剤(例えば非イオン系界面活性剤)のよ
うな付加物は、樹脂、増感剤及びアセテートから
の溶液を基材上に塗布する前にその溶液に添加し
てよい。 本発明によるフオトレジスト組成物と一緒に使
用することのできる染料付加物の例はメチルバイ
オレツト2B(C.I.42535)、クリスタルバイオレツ
ト(C.I.42555)、マラカイトグリーン(C.
I.42000)、ビクトリアブル−B(C.I.44045)及び
ニユートラルレツド(C.I.50040)であり、ノボ
ラツクと増感剤の合計量に対して1〜10重量%で
ある。この染料付加物は、光が基材で散乱するの
を抑制して高められた解像性をもたらすのに役立
つ。 フローライン防止剤は樹脂と増感剤の合計重量
に対して5重量%までで使用してよい。 例えば、使用することのできる可塑剤は、リン
酸トリ−(β−クロロエチル)−エステル、ステア
リン酸、ジシヨウノウ、ポリプロピレン、アセタ
ール樹脂、フエノキシ樹脂及びアルキル樹脂であ
り、ノボラツク及び増感剤の合計重量に対して1
〜10重量%でである。可塑剤付加物は、材料の被
覆特性を改良しかつ基材に対して滑らかで、均一
な厚さの皮膜の形成を可能にする。 例えば、使用することのできる接着促進剤に
は、ノボラツクと増感剤の合計量に対して4重量
%までのβ−(3,4−エポキシ−シクロヘキシ
ル)−エチルトリメトキシシラン、p−メチル−
ジシランメチルメタクリレート、ビニルトリクロ
ロシラン及びγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ランが含まれる。例えば、使用することのできる
現像速度を高める化合物には、ノボラツク及び増
感剤の重量に対して20%までの重量のピクリン
酸、ニコチン酸又はニトロ桂皮酸が包含される。
この現像速度を高める化合物は露光区域及び未露
光区域の両方でフオトレジスト塗膜の溶解性を高
めるので、コントラストをある程度放棄したとし
ても、即ちフオトレジスト塗膜の露光区域が迅速
に現像剤により溶解する一方で、現像速度を高め
る化合物により未露光区域から多量のフオトレジ
スト塗膜も失なわれたとしても、現像速度が主要
な問題である場合に適用する。 溶剤には、キシレン、酢酸ブチル及びセロソル
ブ(Cellosolve )が包含され、かつ全組成物中
に95重量%までの量で存在してよいが、付加的な
溶剤が組成物中で使われていないと有利である。
それ故、プロピレングリコールアルキルエーテル
アセテートが組成物の溶剤の重量に対して5〜
100重量%の量で存在すると有利である。特に、
プロピレングリコールアルキルエーテルアセテー
トが溶剤組成物中に溶剤重量に対して少なくとも
50%の量で存在する。 例えば、使用することのできる非イオン系界面
活性剤にはノニルフエノキシポリ(エチレンオキ
シ)エタノール、オクチルフエノキシ(エチレン
オキシ)エタノール、ジノニルフエノキシポリ
(エチレンオキシ)エタノールが含まれ、ノボラ
ツク及び増感剤の合計重量に対して10重量%まで
の量である。 生成したレジスト溶液はフオトレジスト分野で
使われる常法、つまり浸漬、吹付け、ホアラーコ
ーテイング及びスピンナーコーテイングにより基
材に施すことができる。例えば、スピンナコーテ
イングの場合、レジスト溶液を固体含有率に関し
て、使用されるスピンナーの型及びこのスピン工
程に許容される時間の長さを前提として所望の厚
さの塗膜を得るために調節することができる。 好適な基材はシリコン、アルミニウム又は重合
体樹脂、二酸化珪素、ドーピングされた二酸化珪
素、窒化珪素、タンタル、銅、ポリシリコン、セ
ラミツク及びアルミニウム/銅混合物である。 殊に、前記方法により製造したフオトレジスト
塗膜は、マイクロプロセツサ及び他の小型集積回
路素子の製造に使われるような、熱成長シリコ
ン/二酸化珪素塗布されたウエハに適用するのに
好適である。アルミニウム/酸化アルミニウムウ
エハも同様に使用することができる。基材は種々
の重合体樹脂、特にポリエステルのような透明な
重合体を含有してもよい。 レジスト組成溶液を基材に塗布した後で、基材
を約20〜105℃で温度処理する。この処理は、感
光剤の実質的な熱的減成を惹起しないで、フオト
レジスト中の残留溶剤の濃度を蒸発により低下さ
せるか又は調節するためである。一般に、溶剤の
濃度を最低にすることが望まれるので、この温度
処理は殆んどの溶剤が蒸発しかつフオトレジスト
組成物の薄膜(厚さがミクロンのオーダー)が基
材上に残るまで行なう。一般に、この処理は範囲
約20〜約105℃の温度で行なう。優れた実施形で
は、温度は約50〜約105℃である。より優れた範
囲は約80〜約105℃である。この処理は、溶剤の
除去率が相対的に僅かになるまで行なう。温度及
び時間はユーザーが所望するレジスト特性、使用
する装置及び市場で所望する塗布時間に左右され
る。熱板処理するための市場で受容される処理時
間は約3分まで、殊に約1分までである。1例で
は90℃で30秒間処理すると有用である。熱対流炉
では15分間乃至1時間又はそれ以上蒸発させてよ
い。塗膜は不粘着性となり、本発明範囲では乾燥
した塗膜はその重量に対して残留溶剤を約1〜30
%、殊に5〜20%、特に8〜12%の量で含有す
る。その後、塗布した基材を、好適なマスク、ネ
ガ、ステンシル、型板等の使用により当業者に十
分に知られた方法で製作した所望の露光パターン
で化学線、特に紫外線で露光することができる。 次に、レジストを有する露光した基材を水性ア
ルカリ現像溶液中に浸漬する。例えば、溶液を窒
素流により攪拌すると有利である。好適な現像剤
は、絶対的ではないが水酸化アルカリ、水酸化ア
ンモニウム又は水酸化テトラメチルアンモニウム
を含有する水溶液である。しかしながら当業者に
公知の他の好適な現像剤を使用することができ
る。基材を、露光区域からすべてのあるいは実質
的にすべてのレジストが溶解するまで現像液中に
放置する。 ウエハを現像液から取り出した後で、ポスト現
像熱処理又はベークを、塗膜の接着性並びにエツ
チング溶液及び他の物質に対する化学的耐性を高
めるために適用することができる。ポスト現像熱
処理には塗膜及び基材を塗膜の軟化点を下廻る温
度でオーブンベーキングすることを包含してよ
い。このベーキング又は熱処理は約95〜約160℃、
殊に95〜150℃、特に112〜120℃で行なうことが
できる。この熱処理は、熱板系で約10秒間から樹
脂を架橋するのに必要な時間までで行なうことが
できる。一般に、それは約10〜90秒間、殊に約30
〜約90秒間、特に15〜45秒間の範囲である。90秒
以上行なうことも可能であるが、一般的に付加的
な利点は得られない。熱対流炉ベーキングにはよ
り長い時間が必要である。その時間は選択される
組成物成分及び使用する基板に左右される。工業
的用途、殊にシリコン/二酸化珪素型基材上のマ
イクロ回路部品ユニツトの製造では現像した基材
を緩衝処理した弗化水素酸をベースとするエツチ
ング溶液又はガスプラズマで処理することができ
る。本発明のレジスト組成物は酸をベースとする
エツチング溶液及びガスプラズマエツチングに対
して抵抗性があり、基材の未露光レジスト区域を
効果的に保護する。 実施例 次に実施例により本発明によるフオトレジスト
の製法及びその組成物の製造を詳説する。しかし
ながら本発明はこれらの実施例により限定される
ものではなく。またこれらの実施例が本発明を実
施するために専ら使用すべき条件、パラメータ又
は数値を明らかにするものであると解釈すべきで
はない。 例 1 フオトレジスト調剤は次にように生成する: レジストA ノボラツク樹脂 23.8% 光活性成分(ロツトA) 7.0% キシレン10%、酢酸ブチル10%及びセロソル
ブアセテート80%より成る対照溶剤組成物
69.2% レジストB ノボラツク樹脂 23.8% 光活性成分(ロツトA) 7.0% プロピレングリコールメチルエーテルアセテ
ート 69.2% 光活性成分はナフトキノン−(1,2)−ジアジ
ド−2(5)−スルホニルクロリドとトリヒドロキ
シベンゾフエノンとの縮合生成物である。レジス
トAの吸収係数は1.31でありかつレジストBの吸
収係数は1.33であり、それぞれの光活性成分濃度
が同じであることを確証する。使用するノボラツ
ク樹脂及び光活性成分は同じである。樹脂を溶剤
中に一晩攪拌しながら溶解し、その後で光活性成
分を溶解しかつその溶液を0.2μm ミリポーレ・
テフロン(Millipore Teflon)フイルターに通
す。 感光性の評価 フオトレジストを、予め決定した一定のスピン
速度で数板のウエハにスピンナーコーテイングす
る。その後、ウエハを90℃で30分間ベークする。
塗布されたレジストの開始膜厚を、ルドルフ・リ
サーチ・コーポレイシヨン(Rudolf Research
Corporation)膜厚モニターで測定する。感光性
は、記載されているようにコントラスト曲線を発
生させて測定する〔G.C.ウイルソン(Willson)
著、“イントロダクシヨン・トウー・マイクロリ
ソブフイ”(Introduction to
Microlithography)、第3章、105頁、アメリカ
ン・ケミカル・ソサイエテイ(American
Chemical Society)、ワシントン、D.C.州(1983
年)〕。UV露光量の対数に対して1分間現像後の
膜厚損失をプロツトする。膜厚はレーザー干渉分
析法により記載された方法を使つてモニターす
る。その後、レジストを脱イオン水を使つて1:
1稀釈したAZ現像剤〔アメリカン・ヘキスト・
コーポレイシヨン(American Hoechst
Corporation)、ニユージヤージー州、サマービ
ル(Somerville)在より市販〕を用いて25.0±
0.5℃で現像する。 全膜厚損失に対するあるプロツトの外挿法によ
り感光値(mJ/cm2)が得られ、このプロツトの
傾きがコントラストである。レジストA及びレジ
ストBに関して下の結果が得られた:レジストA レジストB 感光性(mJ/cm2) 111.6 97.2 コントラスト 1.52 1.54 開始膜厚 1.811 1.797 この結果から、レジストBが比較可能な膜厚に
おいて感光速度を15%改良する。コントラストで
は著しい損失は認められない。 浸食速度 現像した際の未露光区域のレジスト膜の損失速
度(浸食速度)は、縁の切れの良さを保持するよ
うに低く維持すべきである。浸食速度が低い程、
露光に必要な光量は低い。浸食速度は、未露光の
ベーキングした(90℃で30分間)レジスト膜を脱
イオン水により1:1に稀釈した現像剤中で10分
間現像しかつ1分間当りの膜厚損失を計算するこ
とにより測定する。以下レジストA及びBの結果
を示す。 レジストA レジストB 浸食速度(Å/分) 17 10 レジストBはレジストAに対して少なくとも比
較可能な浸食速度を有している。 残留溶剤含量の測定 レジストB ベーキングをスピンナーコーテイング後熱対流
炉中で行なつた。温度は90℃であつた。処理時間(分) 残留溶剤含量(%) 0 34 2 19 5 14 8 13 13 11 23 10 48 8 78 8 例 2 同じ光活性成分のロツト(ロツトB)を用いて
例1を繰返す。 レジストC ノボラツク樹脂 23.3% 光活性成分(ロツトB) 6.9% キシレン10%、酢酸ブチル10%及びセロソルブ
アセテート80%を含有する対照溶剤組成物
69.8% レジストD ノボラツク樹脂 23.3% 光活性成分(ロツトB) 6.9% プロピレングリコールメチルエーテルアセテー
ト 69.8% スピンナーコーテイング後のウエハのベーキン
グ時間を変更し、かつ感光性及びコントラストを
例1と同様に測定した。
に関し、これは、ノボラツク及びポリビニルフエ
ノールより成る群類から選択される樹脂少なくと
も1種、o−キノンジアジド感光剤少なくとも1
種、及び溶剤組成物がグリコールエーテルアセテ
ートを含有する溶剤を含有する組成物を形成しか
つこの組成物を基材に塗布することを包含する。 従来の技術 米国特許第3666473号明細書、同第4115128号明
細書及び同第4173470号明細書に記載されている
ようなポジ型フオトレジスト調剤を製造すること
は当業界では十分に知られている。これらは、ア
ルカリ可溶性フエノール−ホルムアルデヒドノボ
ラツク樹脂を感光性物質、一般に置換ナフトキノ
ンジアジド化合物と一緒に含有している。樹脂と
増感剤とを有機溶剤又は溶剤混合物中に溶解しか
つそれを所望の用途に好適な基材に薄膜又はコー
チングとして施す。 これらのフオトレジスト調剤のノボラツク樹脂
成分はアルカリ性水溶液中で可溶性であるが、ナ
フトキノン増感剤は該樹脂に関して溶解速度抑制
剤として作用する。しかしながら被覆した基材の
選択区域を化学線で露光する際に、増感剤は放射
線により構造の転移をうけかつ皮膜の露光区域は
未露光区域よりも可溶性になる。溶解速度におけ
るこの差異が、基材をアルカリ性現像溶液中に浸
漬する際にフオトレジスト皮膜の露光区域を溶解
させ、未露光区域は殆んど作用されず、従つて基
材上にポジ型レリーフパターンが生じる。 たいていの場合、露光しかつ現像した基材に対
して基材エツチング溶液又はガスプラズマによる
処理を行なう。フオトレジスト皮膜は基材にその
被覆区域をエツチング剤から保護し、それ故エツ
チング剤はポジ型フオトレジストの場合には化学
線で露光された区域に相当する基材の被覆されて
いない区域だけをエツチングし得る。それ故、現
像する前に、塗布されている基材上に選択的な露
光パターンを製作するために使われるマスク、ス
テンシル、型板等のパターンに相応するエツチン
グされたパターンが基材上に作られる。 前記方法により製造した基材上のフオトレジス
トのレリーフパターンは種々の用途に、例えば小
型集積電子素子の製造に使われるような露光マス
ク又はパターンとして有用である。 実際に市場で重要であるフオトレジスト組成物
の特性には、レジストの感光速度、現像コントラ
スト、レジスト解像性及びレジスト接着性が包含
される。 高められた感光速度は、殊に多数露光する必要
がある場合、例えば工程を繰り返してマルチパタ
ーンを形成する場合、又は光がレンズ列及び単色
光フイルターを通過する投射露光法のように弱い
強さの光を使用する場合にフオトレジストにとつ
て重要である。それ故殊に、高められた感光速度
は、基材上にマスク又は回路パターン列を製作す
るために多数のマルチ露光をしなければならない
方法で使用されるレジスト組成物にとつて重要で
ある。回路パターン列の最適な条件は、個々の現
像法における一定の現像温度と時間、及び未露光
のレジストの最大膜厚損失が開始膜厚の約10%を
上廻らないように維持しながら、レジストの露光
区域を完全に現像するように選択された現像系で
ある。 現像コントラストとは、現像による露光区域の
膜損失率と未露光区域の膜損失率との比である。
一般に、レジストが塗布されている基材の露光区
域の現像は、実際に露光区域の塗膜が完全に溶解
除去されるまで継続し、それ故現像コントラスト
はその際の未露光区域における塗膜損失率を測定
することにより簡単に確定することができる。 レジストの解像とは、露光の際に利用されるマ
スクの最も接近した平行な2本の線とその間の空
間を、現像された露光区域において極めて良好な
画像エツジの切れでもつて再現するレジストの能
力に関する。 多くの工業的用途、殊に小型電子素子では、フ
オトレジストは非常に小さな線と空間幅(1ミク
ロン又はそれ以下のオーダー)に関して高度の解
像能を持たなければならない。 1ミクロン又はそれ以下のオーダーの非常に小
さな寸法を再現するためのレジストの能力は、シ
リコンチツプ上の大規模集積回路及び同様の素子
を作成するのに著しく重要である。そのようなチ
ツプ上の回路密度は、フオトリングラフイ技術を
適用する場合レジストの解像能を高めることによ
つて高めることができるに過ぎない。レジストの
露光区域が不溶性になりかつ未露光区域が現像液
で溶解除去されるネガ型フオトレジストがこの目
的のために半導体工業では広く使われているが、
ポジ型フオトレジストは本来高い解像性を有しか
つネガ型レジストの代りに使われる。 小型集積回路素子を製造する際に常用のポジ型
フオトレジストの問題は、一般にポジ型レジスト
がネガ型レジストよりも遅い感光速度を有するこ
とである。 ポジ型フオトレジスト組成物の感光速度を改良
するための種々の試みが当業界で行なわれた。例
えば米国特許第3666473号明細書では、2種のフ
エノール−ホルムアルデヒドノボラツク樹脂の混
合物を代表的な増感剤と一緒に使用し、その際に
ノボラツク樹脂は特別なPHのアルカリ溶液中での
その溶解率及びその曇り点によつて規定される。
米国特許第4115128号明細書では、感光速度を高
めるために、有機酸の環式無水物より成る第3の
成分をフエノール性樹脂及びナフトキノンジアジ
ド増感剤に添加した。 発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、レジスト浸食率、プラズマ腐
食率及びコントラストを維持あるいは改良する一
方で実質的に高められた感光速度を示す改良され
たポジチブに作用するフオトレジストを製造する
方法を開示することである。 問題点を解決するための手段 ノボラツク樹脂及びキノンジアジド感光剤をプ
ロピレングリコールアルキルエーテルアセテート
成分と混合する際に前記のように改良されたレジ
ストを製造し得ることが判明し驚異的であつた。
この成分は樹脂及び感光剤の溶剤としても作用
し、レジストを基材に施すのに有用である。この
成分はフオトレジストを形成するのに有用な他の
溶剤よりも低い毒性を有する。 それ故、本発明によりフオトレジストの製法が
得られ、これはノボラツク及びポリビニルフエノ
ールより成る群類から選択される樹脂少なくとも
1種、o−キノンジアジド感光剤少なくとも1
種、及びプロピレングリコールアルキルエーテル
アセテートを含有する溶剤組成物を含有する組成
物を形成し;該組成物で基材を塗布し;該組成物
が実質的に不粘着性だが乾燥塗膜重量に対して1
〜30%の量の残留溶剤を含有するように乾燥し;
該組成物を画像形成エネルギーで画像に相応して
露光し;かつ露光区域を水性アルカリ現像液で除
去することを包含する。 残留溶剤含量が乾燥した塗膜重量に対して約5
〜20%の量であると有利である。この含量は、例
えば重量分析により又は溶剤のカルボニル吸収に
関するIR検出により測定することができる。 本発明の優れた実施形では、ノボラツク樹脂、
キノンジアジド感光剤及び目的の感光性組成物の
感光速度を高める十分な量のプロピレングリコー
ルアルキルエーテルアセテートより成るポジチブ
に作用する感光性組成物を使用する。アセテート
がプロピレングリコールメチルエーテルアセテー
トであると極めて有利である。 本発明によるフオトレジストは従来の技術に比
較して高められた感光速度を示すと同時に、高度
の解像性、良好な現像コントラスト及び接着特性
を示す。これらの特性は、解像性及びコントラス
トを放棄して中位に高められた感光速度を達成す
る従来技術の若干の樹脂に対して著しく異なつて
いる。 前記のように、本発明によりノボラツク樹脂又
はポリビニルフエノール樹脂、キノンジアジド感
光剤及びプロピレングリコールアルキルエーテル
アセテートを含有する組成物を形成する。優れた
アセテート化合物はプロピレングリコールメチル
エーテルアセテートである。 感光性組成物を生成するために使用することの
できるノボラツク樹脂の製造は当業界で十分に知
られている。その製法は参考文献として本明細書
に挙げられているA.クノプ(Knop)及びW.シヤ
イプ(Scheib)共著、“ケミストリー・エンド・
アプリケーシヨン・オブ・フエノーリツク・レジ
ンズ(Chemisty and Application of Phenolic
Resins)”、第4章、シユプリンガー出版社
(Springer Verlag)、ニユーヨーク在(1979年)
に記載されている。パラビニルフエノール及びポ
リビニルフエノールは参考文献として本明細書に
挙げられている米国特許第3869292号明細書及び
同第4439516号明細書に記載されている。同様に、
o−キノンジアジドの使用は、参考文献として本
明細書に挙げられているJ.コサー(Kosar)著、
“ライト・センシチブ・システムズ(Light
Sensitiee Systems)”、第7、4章、ジヨン・ウ
イリー・エンド・サンズ(John Wiley &
Sons)出版、ニユーヨーク在(1965年)に記載
されているように当業者に十分に知られている。
本発明方法の成分であるこれらの増感剤は、当業
界でポジ型フオトレジスト調剤において常用であ
る置換ナフトキノンジアジド増感剤の群類から選
択される。そのような化合物は、例えば米国特許
第2797213号明細書、同第3106465号明細書、同第
3148983号明細書、同第3130047号明細書、同第
3201329号明細書、同第3785825号明細書及び同第
3802885号明細書に開示されている。有用な感光
剤はヒドロキシベンゾフエノンのようなフエノー
ル性化合物と縮合させたナフトキノン−(1,2)
−ジアジド−5−スルホニルクロリド及びナフト
キノン−(1,2)−ジアジド−4−スルホニルク
ロリドである。 優れた実施形では、フオトレジスト組成物の固
体分、即ち樹脂とジアジドが樹脂約15〜約99%及
びキノンジアジド約1〜約85%の範囲であると有
利である。更に優れている樹脂範囲はレジストの
固体分の約50〜約90重量%、特に約65〜85重量%
である。ジアジドの更に優れている範囲は、組成
物の固体分重量に対して約10〜約50%、殊に15〜
35%である。レジスト組成物を製造する際に、樹
脂及びジアジドをプロピレングリコールアルキル
エーテルアセテートと、該アセテートがレジスト
組成物全重量の約40〜約90%の量で存在するよう
に混合する。更に優れた範囲は全レジスト組成物
の約60〜約84%、特に約65〜約70%である。 着色剤、染料、フローライン防止剤、可塑剤、
接着促進剤、現像速度を高める化合物、溶剤及び
界面活性剤(例えば非イオン系界面活性剤)のよ
うな付加物は、樹脂、増感剤及びアセテートから
の溶液を基材上に塗布する前にその溶液に添加し
てよい。 本発明によるフオトレジスト組成物と一緒に使
用することのできる染料付加物の例はメチルバイ
オレツト2B(C.I.42535)、クリスタルバイオレツ
ト(C.I.42555)、マラカイトグリーン(C.
I.42000)、ビクトリアブル−B(C.I.44045)及び
ニユートラルレツド(C.I.50040)であり、ノボ
ラツクと増感剤の合計量に対して1〜10重量%で
ある。この染料付加物は、光が基材で散乱するの
を抑制して高められた解像性をもたらすのに役立
つ。 フローライン防止剤は樹脂と増感剤の合計重量
に対して5重量%までで使用してよい。 例えば、使用することのできる可塑剤は、リン
酸トリ−(β−クロロエチル)−エステル、ステア
リン酸、ジシヨウノウ、ポリプロピレン、アセタ
ール樹脂、フエノキシ樹脂及びアルキル樹脂であ
り、ノボラツク及び増感剤の合計重量に対して1
〜10重量%でである。可塑剤付加物は、材料の被
覆特性を改良しかつ基材に対して滑らかで、均一
な厚さの皮膜の形成を可能にする。 例えば、使用することのできる接着促進剤に
は、ノボラツクと増感剤の合計量に対して4重量
%までのβ−(3,4−エポキシ−シクロヘキシ
ル)−エチルトリメトキシシラン、p−メチル−
ジシランメチルメタクリレート、ビニルトリクロ
ロシラン及びγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ランが含まれる。例えば、使用することのできる
現像速度を高める化合物には、ノボラツク及び増
感剤の重量に対して20%までの重量のピクリン
酸、ニコチン酸又はニトロ桂皮酸が包含される。
この現像速度を高める化合物は露光区域及び未露
光区域の両方でフオトレジスト塗膜の溶解性を高
めるので、コントラストをある程度放棄したとし
ても、即ちフオトレジスト塗膜の露光区域が迅速
に現像剤により溶解する一方で、現像速度を高め
る化合物により未露光区域から多量のフオトレジ
スト塗膜も失なわれたとしても、現像速度が主要
な問題である場合に適用する。 溶剤には、キシレン、酢酸ブチル及びセロソル
ブ(Cellosolve )が包含され、かつ全組成物中
に95重量%までの量で存在してよいが、付加的な
溶剤が組成物中で使われていないと有利である。
それ故、プロピレングリコールアルキルエーテル
アセテートが組成物の溶剤の重量に対して5〜
100重量%の量で存在すると有利である。特に、
プロピレングリコールアルキルエーテルアセテー
トが溶剤組成物中に溶剤重量に対して少なくとも
50%の量で存在する。 例えば、使用することのできる非イオン系界面
活性剤にはノニルフエノキシポリ(エチレンオキ
シ)エタノール、オクチルフエノキシ(エチレン
オキシ)エタノール、ジノニルフエノキシポリ
(エチレンオキシ)エタノールが含まれ、ノボラ
ツク及び増感剤の合計重量に対して10重量%まで
の量である。 生成したレジスト溶液はフオトレジスト分野で
使われる常法、つまり浸漬、吹付け、ホアラーコ
ーテイング及びスピンナーコーテイングにより基
材に施すことができる。例えば、スピンナコーテ
イングの場合、レジスト溶液を固体含有率に関し
て、使用されるスピンナーの型及びこのスピン工
程に許容される時間の長さを前提として所望の厚
さの塗膜を得るために調節することができる。 好適な基材はシリコン、アルミニウム又は重合
体樹脂、二酸化珪素、ドーピングされた二酸化珪
素、窒化珪素、タンタル、銅、ポリシリコン、セ
ラミツク及びアルミニウム/銅混合物である。 殊に、前記方法により製造したフオトレジスト
塗膜は、マイクロプロセツサ及び他の小型集積回
路素子の製造に使われるような、熱成長シリコ
ン/二酸化珪素塗布されたウエハに適用するのに
好適である。アルミニウム/酸化アルミニウムウ
エハも同様に使用することができる。基材は種々
の重合体樹脂、特にポリエステルのような透明な
重合体を含有してもよい。 レジスト組成溶液を基材に塗布した後で、基材
を約20〜105℃で温度処理する。この処理は、感
光剤の実質的な熱的減成を惹起しないで、フオト
レジスト中の残留溶剤の濃度を蒸発により低下さ
せるか又は調節するためである。一般に、溶剤の
濃度を最低にすることが望まれるので、この温度
処理は殆んどの溶剤が蒸発しかつフオトレジスト
組成物の薄膜(厚さがミクロンのオーダー)が基
材上に残るまで行なう。一般に、この処理は範囲
約20〜約105℃の温度で行なう。優れた実施形で
は、温度は約50〜約105℃である。より優れた範
囲は約80〜約105℃である。この処理は、溶剤の
除去率が相対的に僅かになるまで行なう。温度及
び時間はユーザーが所望するレジスト特性、使用
する装置及び市場で所望する塗布時間に左右され
る。熱板処理するための市場で受容される処理時
間は約3分まで、殊に約1分までである。1例で
は90℃で30秒間処理すると有用である。熱対流炉
では15分間乃至1時間又はそれ以上蒸発させてよ
い。塗膜は不粘着性となり、本発明範囲では乾燥
した塗膜はその重量に対して残留溶剤を約1〜30
%、殊に5〜20%、特に8〜12%の量で含有す
る。その後、塗布した基材を、好適なマスク、ネ
ガ、ステンシル、型板等の使用により当業者に十
分に知られた方法で製作した所望の露光パターン
で化学線、特に紫外線で露光することができる。 次に、レジストを有する露光した基材を水性ア
ルカリ現像溶液中に浸漬する。例えば、溶液を窒
素流により攪拌すると有利である。好適な現像剤
は、絶対的ではないが水酸化アルカリ、水酸化ア
ンモニウム又は水酸化テトラメチルアンモニウム
を含有する水溶液である。しかしながら当業者に
公知の他の好適な現像剤を使用することができ
る。基材を、露光区域からすべてのあるいは実質
的にすべてのレジストが溶解するまで現像液中に
放置する。 ウエハを現像液から取り出した後で、ポスト現
像熱処理又はベークを、塗膜の接着性並びにエツ
チング溶液及び他の物質に対する化学的耐性を高
めるために適用することができる。ポスト現像熱
処理には塗膜及び基材を塗膜の軟化点を下廻る温
度でオーブンベーキングすることを包含してよ
い。このベーキング又は熱処理は約95〜約160℃、
殊に95〜150℃、特に112〜120℃で行なうことが
できる。この熱処理は、熱板系で約10秒間から樹
脂を架橋するのに必要な時間までで行なうことが
できる。一般に、それは約10〜90秒間、殊に約30
〜約90秒間、特に15〜45秒間の範囲である。90秒
以上行なうことも可能であるが、一般的に付加的
な利点は得られない。熱対流炉ベーキングにはよ
り長い時間が必要である。その時間は選択される
組成物成分及び使用する基板に左右される。工業
的用途、殊にシリコン/二酸化珪素型基材上のマ
イクロ回路部品ユニツトの製造では現像した基材
を緩衝処理した弗化水素酸をベースとするエツチ
ング溶液又はガスプラズマで処理することができ
る。本発明のレジスト組成物は酸をベースとする
エツチング溶液及びガスプラズマエツチングに対
して抵抗性があり、基材の未露光レジスト区域を
効果的に保護する。 実施例 次に実施例により本発明によるフオトレジスト
の製法及びその組成物の製造を詳説する。しかし
ながら本発明はこれらの実施例により限定される
ものではなく。またこれらの実施例が本発明を実
施するために専ら使用すべき条件、パラメータ又
は数値を明らかにするものであると解釈すべきで
はない。 例 1 フオトレジスト調剤は次にように生成する: レジストA ノボラツク樹脂 23.8% 光活性成分(ロツトA) 7.0% キシレン10%、酢酸ブチル10%及びセロソル
ブアセテート80%より成る対照溶剤組成物
69.2% レジストB ノボラツク樹脂 23.8% 光活性成分(ロツトA) 7.0% プロピレングリコールメチルエーテルアセテ
ート 69.2% 光活性成分はナフトキノン−(1,2)−ジアジ
ド−2(5)−スルホニルクロリドとトリヒドロキ
シベンゾフエノンとの縮合生成物である。レジス
トAの吸収係数は1.31でありかつレジストBの吸
収係数は1.33であり、それぞれの光活性成分濃度
が同じであることを確証する。使用するノボラツ
ク樹脂及び光活性成分は同じである。樹脂を溶剤
中に一晩攪拌しながら溶解し、その後で光活性成
分を溶解しかつその溶液を0.2μm ミリポーレ・
テフロン(Millipore Teflon)フイルターに通
す。 感光性の評価 フオトレジストを、予め決定した一定のスピン
速度で数板のウエハにスピンナーコーテイングす
る。その後、ウエハを90℃で30分間ベークする。
塗布されたレジストの開始膜厚を、ルドルフ・リ
サーチ・コーポレイシヨン(Rudolf Research
Corporation)膜厚モニターで測定する。感光性
は、記載されているようにコントラスト曲線を発
生させて測定する〔G.C.ウイルソン(Willson)
著、“イントロダクシヨン・トウー・マイクロリ
ソブフイ”(Introduction to
Microlithography)、第3章、105頁、アメリカ
ン・ケミカル・ソサイエテイ(American
Chemical Society)、ワシントン、D.C.州(1983
年)〕。UV露光量の対数に対して1分間現像後の
膜厚損失をプロツトする。膜厚はレーザー干渉分
析法により記載された方法を使つてモニターす
る。その後、レジストを脱イオン水を使つて1:
1稀釈したAZ現像剤〔アメリカン・ヘキスト・
コーポレイシヨン(American Hoechst
Corporation)、ニユージヤージー州、サマービ
ル(Somerville)在より市販〕を用いて25.0±
0.5℃で現像する。 全膜厚損失に対するあるプロツトの外挿法によ
り感光値(mJ/cm2)が得られ、このプロツトの
傾きがコントラストである。レジストA及びレジ
ストBに関して下の結果が得られた:レジストA レジストB 感光性(mJ/cm2) 111.6 97.2 コントラスト 1.52 1.54 開始膜厚 1.811 1.797 この結果から、レジストBが比較可能な膜厚に
おいて感光速度を15%改良する。コントラストで
は著しい損失は認められない。 浸食速度 現像した際の未露光区域のレジスト膜の損失速
度(浸食速度)は、縁の切れの良さを保持するよ
うに低く維持すべきである。浸食速度が低い程、
露光に必要な光量は低い。浸食速度は、未露光の
ベーキングした(90℃で30分間)レジスト膜を脱
イオン水により1:1に稀釈した現像剤中で10分
間現像しかつ1分間当りの膜厚損失を計算するこ
とにより測定する。以下レジストA及びBの結果
を示す。 レジストA レジストB 浸食速度(Å/分) 17 10 レジストBはレジストAに対して少なくとも比
較可能な浸食速度を有している。 残留溶剤含量の測定 レジストB ベーキングをスピンナーコーテイング後熱対流
炉中で行なつた。温度は90℃であつた。処理時間(分) 残留溶剤含量(%) 0 34 2 19 5 14 8 13 13 11 23 10 48 8 78 8 例 2 同じ光活性成分のロツト(ロツトB)を用いて
例1を繰返す。 レジストC ノボラツク樹脂 23.3% 光活性成分(ロツトB) 6.9% キシレン10%、酢酸ブチル10%及びセロソルブ
アセテート80%を含有する対照溶剤組成物
69.8% レジストD ノボラツク樹脂 23.3% 光活性成分(ロツトB) 6.9% プロピレングリコールメチルエーテルアセテー
ト 69.8% スピンナーコーテイング後のウエハのベーキン
グ時間を変更し、かつ感光性及びコントラストを
例1と同様に測定した。
【表】
レジストDの感光速度は対照に比べて9〜16%
改良されている。 レジストの引火点 高い引火点は安全性に関する望ましい特性であ
る。レジストC及びDの引火点をASTM試験
(D93、方法A)により比較した: 引火点 レジストC 106〓(約41.1℃) レジストD 118〓(約47.7℃) レジストDの引火点は著しく改良されている。 プラズマエツチング速度 レジスト膜のプラズマエツチング速度は乾燥工
程のために可能な限り低く保持すべきである。こ
のプラズマエツチング速度試験に関しては塗布さ
れているレジスト試料を140℃で30分間、代表的
には所謂“ハードベーク(hard bake)”による
ようにベーキングする。以下にレジストC及びD
のプラズマエツチング速度を比較する。条件は電
力150W、圧力0.6トル、CF4/O2比95/5、O2流
速60SCCMである。 エツチング速度(Å/分) レジストC 334 レジストD 313 レジストDのプラズマエツチング速度は少なく
ともレジストCに対して比較可能である。 透過度試験 ポジ型レジストの感度に関する他の測定は透過
度(DOP)試験である〔D.J.エリオツト
(Elliot)著“インテグレイテツド・サーキツ
ト・フアブリケーシヨン・テクノロジー
(Integrated Circuit Fabrication
Technology)”、第13章、325頁、マクグロ−ヒ
ル・ブツク・カンパニー(McGraw Hill Book
Company)、ニユーヨーク在(1982年)〕。この試
験では一定のUV光量により現像後に除去される
レジストの膜厚を測定する。一定のUV光量に対
して除去される膜厚が大きい程、感度は高い。脱
イオン水で1:1稀釈したAZ現像剤を使つて以
下の結果が得られる: 光量 レジストA レジストB(mJ/cm2) (μm) (μm) 15.0 0.45 0.53 22.0 0.75 0.80 26.0 0.95 1.07 31.0 0.10 1.44 36.5 1.35 1.58 この試験によりレジストBが大きな感光性を有
することが認められる。 スピン曲線の特性 スピン曲線は、スピンの塗布速度からベーキン
グしたレジスト膜の厚さを予め決定するのに使わ
れる。それ故、曲線は規則的であり、スピン速度
の対数に対して膜厚の対数としてプロツトする際
に直線が得られる。2つのレジスト、つまりレジ
ストC及びDをそれぞれ下記のような異なるスピ
ン速度でスピニングし、90℃で30分間ベーキング
し、かつレジストの膜厚を測定する。rpm レジストC(μm) レジストD(μm) 2000 2.47 2.79 3000 1.99 2.28 4000 1.77 1.95 5000 1.51 1.74 6000 1.31 1.60 7000 1.28 1.47 前記のようにしてプロツトする際に、それぞれ
のレジストで高度の相関関係を有する直線が得ら
れる。レジストDはレジストCより高い粘度を有
する(37.8cSt対29.8cSt)ので、2つの曲線はず
れている。しかしながらそれぞれのレジストで膜
厚を予測するのに必要な明瞭なスピン曲線が得ら
れる。 例 3 レジストBに関して混合溶剤系を使つて例1を
繰り返す。 レジストA ノボラツク樹脂 23.8% 光活性成分 7.0% キシレン10%、酢酸ブチル10%及びセロソルブ
アセテート80%を含有する対照溶剤組成物69.2%レジストB ノボラツク樹脂 23.8% 光活性成分 7.0% キシレン10%、酢酸ブチル10%及びプロピレン
グリコールメチルエーテルアセテート80%を含
有する溶剤組成物 69.2%レジストA レジストB 感光性(mJ/cm2) 111.6 98.2 コントラスト 1.52 1.54 開始膜厚 1.811 2.170 この結果から、レジストBにおいてプロピレン
グリコールメチルエーテルアセテートを他の溶剤
と組み合わせて使用する場合にも感光速度が12%
改良される。特に、このことはレジストBが著し
く大きな膜厚を有するので予測されなかつた。 例 4 付加的に可塑剤を使用して例1を繰り返す。 レジストA ポリメチルビニルエーテル 15.43% ノボラツク樹脂 20.12% 光活性成分 5.96% キシレン10%、酢酸ブチル10%及びセロソルブ
エーテルアセテート80%より成る対照溶剤組成
物 58.5% ポリメチルビニルエーテル 15.43% ノボラツク樹脂 20.12% 光活性成分 5.96% レジストB プロピレングリコールメチルエーテルアセテー
ト 58.5%レジストA レジストB 開始膜厚 6.05μm 6.74μm 感光性(mJ/cm2) 114.85 100.0 この結果から、可塑剤(ポリメチルビニルエー
テル)を含有する比較可能な調剤のレジストBに
おいて感光速度が14.85%改良されることが明ら
かである。
改良されている。 レジストの引火点 高い引火点は安全性に関する望ましい特性であ
る。レジストC及びDの引火点をASTM試験
(D93、方法A)により比較した: 引火点 レジストC 106〓(約41.1℃) レジストD 118〓(約47.7℃) レジストDの引火点は著しく改良されている。 プラズマエツチング速度 レジスト膜のプラズマエツチング速度は乾燥工
程のために可能な限り低く保持すべきである。こ
のプラズマエツチング速度試験に関しては塗布さ
れているレジスト試料を140℃で30分間、代表的
には所謂“ハードベーク(hard bake)”による
ようにベーキングする。以下にレジストC及びD
のプラズマエツチング速度を比較する。条件は電
力150W、圧力0.6トル、CF4/O2比95/5、O2流
速60SCCMである。 エツチング速度(Å/分) レジストC 334 レジストD 313 レジストDのプラズマエツチング速度は少なく
ともレジストCに対して比較可能である。 透過度試験 ポジ型レジストの感度に関する他の測定は透過
度(DOP)試験である〔D.J.エリオツト
(Elliot)著“インテグレイテツド・サーキツ
ト・フアブリケーシヨン・テクノロジー
(Integrated Circuit Fabrication
Technology)”、第13章、325頁、マクグロ−ヒ
ル・ブツク・カンパニー(McGraw Hill Book
Company)、ニユーヨーク在(1982年)〕。この試
験では一定のUV光量により現像後に除去される
レジストの膜厚を測定する。一定のUV光量に対
して除去される膜厚が大きい程、感度は高い。脱
イオン水で1:1稀釈したAZ現像剤を使つて以
下の結果が得られる: 光量 レジストA レジストB(mJ/cm2) (μm) (μm) 15.0 0.45 0.53 22.0 0.75 0.80 26.0 0.95 1.07 31.0 0.10 1.44 36.5 1.35 1.58 この試験によりレジストBが大きな感光性を有
することが認められる。 スピン曲線の特性 スピン曲線は、スピンの塗布速度からベーキン
グしたレジスト膜の厚さを予め決定するのに使わ
れる。それ故、曲線は規則的であり、スピン速度
の対数に対して膜厚の対数としてプロツトする際
に直線が得られる。2つのレジスト、つまりレジ
ストC及びDをそれぞれ下記のような異なるスピ
ン速度でスピニングし、90℃で30分間ベーキング
し、かつレジストの膜厚を測定する。rpm レジストC(μm) レジストD(μm) 2000 2.47 2.79 3000 1.99 2.28 4000 1.77 1.95 5000 1.51 1.74 6000 1.31 1.60 7000 1.28 1.47 前記のようにしてプロツトする際に、それぞれ
のレジストで高度の相関関係を有する直線が得ら
れる。レジストDはレジストCより高い粘度を有
する(37.8cSt対29.8cSt)ので、2つの曲線はず
れている。しかしながらそれぞれのレジストで膜
厚を予測するのに必要な明瞭なスピン曲線が得ら
れる。 例 3 レジストBに関して混合溶剤系を使つて例1を
繰り返す。 レジストA ノボラツク樹脂 23.8% 光活性成分 7.0% キシレン10%、酢酸ブチル10%及びセロソルブ
アセテート80%を含有する対照溶剤組成物69.2%レジストB ノボラツク樹脂 23.8% 光活性成分 7.0% キシレン10%、酢酸ブチル10%及びプロピレン
グリコールメチルエーテルアセテート80%を含
有する溶剤組成物 69.2%レジストA レジストB 感光性(mJ/cm2) 111.6 98.2 コントラスト 1.52 1.54 開始膜厚 1.811 2.170 この結果から、レジストBにおいてプロピレン
グリコールメチルエーテルアセテートを他の溶剤
と組み合わせて使用する場合にも感光速度が12%
改良される。特に、このことはレジストBが著し
く大きな膜厚を有するので予測されなかつた。 例 4 付加的に可塑剤を使用して例1を繰り返す。 レジストA ポリメチルビニルエーテル 15.43% ノボラツク樹脂 20.12% 光活性成分 5.96% キシレン10%、酢酸ブチル10%及びセロソルブ
エーテルアセテート80%より成る対照溶剤組成
物 58.5% ポリメチルビニルエーテル 15.43% ノボラツク樹脂 20.12% 光活性成分 5.96% レジストB プロピレングリコールメチルエーテルアセテー
ト 58.5%レジストA レジストB 開始膜厚 6.05μm 6.74μm 感光性(mJ/cm2) 114.85 100.0 この結果から、可塑剤(ポリメチルビニルエー
テル)を含有する比較可能な調剤のレジストBに
おいて感光速度が14.85%改良されることが明ら
かである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ノボラツク及びポリビニルフエノールより成
る群類から選択される樹脂少なくとも1種、o−
キノンジアジド感光剤少なくとも1種、及びプロ
ピレングリコールアルキルエーテルアセテートか
ら成る溶剤組成物を含有する組成物を形成し;該
組成物で基材を塗布し;該組成物が実質的に不粘
着性だが乾燥塗膜重量に対して1〜30%の残留溶
剤を含有するように乾燥し;該組成物を画像形成
エネルギーで画像に相応して露光し;かつ露光区
域を水性アルカリ現像液で除去することを特徴と
するフオトレジストの製法。 2 前記アセテート成分がプロピレングリコール
メチルエーテルアセテートである特許請求の範囲
第1項記載の方法。 3 着色剤、フローライン防止剤、可塑剤、接着
促進剤、現像速度を高める化合物、溶剤及び界面
活性剤より成る群類から選択される付加物1種又
は数種を含有する特許請求の範囲第1項記載の方
法。 4 前記アセテートが組成物の溶剤重量に対して
5〜100%の量で存在する特許請求の範囲第1項
記載の方法。 5 前記樹脂で組成物の重量に対して5〜40%の
量で存在する特許請求の範囲第1項記載の方法。 6 前記ジアジドが組成物の固体分の重量に対し
て15〜35%の量で存在する特許請求の範囲第1項
記載の方法。 7 前記ジアジド成分は、ジアゾスルホニル−ク
ロリドとヒドロキシ−又はポリヒドロキシアリー
ル化合物、アリールアミン又はポリアミンとの反
応生成物より成る群類から選択される化合物1種
又は数種である特許請求の範囲第1項記載の方
法。 8 前記樹脂がノボラツク樹脂である特許請求の
範囲第1項記載の方法。 9 前記基材がシリコン、アルミニウム、重合体
樹脂、二酸化珪素、ドーピングされた二酸化珪
素、窒化珪素、タンタル、銅、ポリシリコン、セ
ラミツク及びアルミニウム/銅混合物より成る群
類から選択される成分1種又は数種より成る特許
請求の範囲第1項記載の方法。 10 前記感光剤がナフトキノン−(1,2)−ジ
アジド−(2)5−スルホニルクロリドとトリヒ
ドロキシベンゾフエノンとの縮合生成物である特
許請求の範囲第1項記載の方法。
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- 1986-10-24 JP JP61252145A patent/JPS62102243A/ja active Granted
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