JPH10153868A - Pattern forming method for positive photoresist material - Google Patents

Pattern forming method for positive photoresist material

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JPH10153868A
JPH10153868A JP8329227A JP32922796A JPH10153868A JP H10153868 A JPH10153868 A JP H10153868A JP 8329227 A JP8329227 A JP 8329227A JP 32922796 A JP32922796 A JP 32922796A JP H10153868 A JPH10153868 A JP H10153868A
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resist
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exposure
resist film
peb
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Yoshitaka Kobayashi
美貴 小林
Hiroshi Kanbara
浩 神原
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a photoresist pattern which has excellent performance such as profile, resolution and production of scum and which does not produce bubbles even when the resist film is made thick, by leaving the resist to stand for a while after exposure and before the post exposure baking process. SOLUTION: The resist film having >=3μm thickness is formed on a substrate by using a positive photoresist material having naphthoquinone diazide groups as photosensitive groups, and prebaked. Then the resist film is exposed, subjected to PEB and exposed. After the exposure and before the PEB process, the resist is left to stand at preferably 10 to 70 deg.C, especially 15 to 40 deg.C. By this method, production of bubbles in the succeeding PEB process can be suppressed. The resist is left to stand for preferably >=1min and <=48 hours, more preferably >=1min and <=24 hours, and further more preferably >=1min and <=12 hours. Thereby, a resist pattern profile with large thickness (>=3μm) can be formed with good reproducibility.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ナフトキノンジア
ジド基を感光基とするポジ型フォトレジスト材料を用い
て膜厚3μm以上のレジスト膜を形成してプリベーク
し、露光後、ポストエクスポージャーベーク(Post
Exposure Bake:PEB)し、現像を行
うポジ型フォトレジスト材料のパターン形成方法に関
し、特にPEB工程での発泡を防止したパターン形成方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive photoresist material having a naphthoquinonediazide group as a photosensitive group, a resist film having a thickness of 3 .mu.m or more formed and prebaked, and after exposure, post exposure bake (Post exposure bake).
The present invention relates to a method for forming a pattern of a positive photoresist material to be subjected to Exposure Bake (PEB) and development, and particularly to a pattern forming method for preventing foaming in a PEB process.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ポジ型
フォトレジスト材料は、通常アルカリ溶液可溶性のノボ
ラック樹脂とフォトセンシタイザーと呼ばれるキノンジ
アジド基を含有する感放射線性化合物とから構成され、
300〜500nmの波長の光照射により感放射線性化
合物中のキノンジアジド基が分解してカルボキシル基が
生じることにより、フォトレジスト材料がアルカリ不溶
性からアルカリ可溶性に変化するものである。このよう
なポジ型レジスト材料は、ネガ型レジスト材料に比べて
解像度が優れているという特徴を有する。
2. Description of the Related Art A positive photoresist material is usually composed of a novolak resin soluble in an alkaline solution and a radiation-sensitive compound containing a quinonediazide group called a photosensitizer.
When the quinonediazide group in the radiation-sensitive compound is decomposed by irradiation with light having a wavelength of 300 to 500 nm to generate a carboxyl group, the photoresist material changes from alkali-insoluble to alkali-soluble. Such a positive resist material has a feature that resolution is superior to that of a negative resist material.

【0003】しかしながら、ポジ型フォトレジスト材料
を膜厚3μm以上で使用すると、PEB工程で露光時に
発生した窒素が発泡することにより、プロファイルの矩
形性が著しく劣るという問題があった。この、PEB工
程は、解像力・スカム等の発生を考慮すると必須の工程
であり、膜厚はより厚く、解像力はより細かい、いわゆ
る高アスペクト比のレジスト膜が好まれるため、発泡の
問題は重要である。
However, when a positive photoresist material is used with a film thickness of 3 μm or more, there is a problem that the rectangularity of the profile is remarkably deteriorated due to the bubbling of nitrogen generated during exposure in the PEB process. This PEB step is an essential step in consideration of the occurrence of resolution, scum, etc., and the problem of foaming is important because a thicker film and a finer resolution, so-called high aspect ratio resist films are preferred. is there.

【0004】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、ナフトキノンジアジド基を感光基とする
ポジ型フォトレジスト材料を用いた場合において、レジ
スト膜厚を厚くしても発泡を起こさず、プロファイル・
解像力・スカムの発生等の諸性能に優れたフォトレジス
トパターンを与えるパターン形成方法を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and when a positive type photoresist material having a naphthoquinonediazide group as a photosensitive group is used, foaming is caused even when the resist film thickness is increased. Profile
It is an object of the present invention to provide a pattern forming method for providing a photoresist pattern excellent in various performances such as resolution and generation of scum.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、ナフトキノンジアジド基を感光基とするポジ型フォ
トレジスト材料をシリコンウェハー等の基板に塗布し、
レジスト膜を形成し、これをプリベークし、露光し、P
EBし、更に現像してパターニングを行う場合、レジス
ト膜が薄ければ特に問題はないが、レジスト膜を3μm
以上厚く形成した場合、レジスト膜に発泡が生じるこ
と、これに対し、露光後、PEB工程前に引き置き(L
eave After Exposure:LAE)を
行った場合、特に引き置きを1分以上48時間以下の時
間で行った場合、発泡現象が抑えられ、解像力、プロフ
ァイル形状、スカム等のいずれの特性にも優れ、このよ
うに膜厚の厚い(3μm以上)レジスト膜のパターンプ
ロファイルを再現性よく製造し得ることを知見し、本発
明をなすに至った。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventor has conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, a positive photoresist material having a naphthoquinonediazide group as a photosensitive group has been used for a silicon wafer or the like. Apply to the substrate,
A resist film is formed, which is pre-baked, exposed, and
When performing patterning by EB and further development, there is no particular problem if the resist film is thin.
When the resist film is formed thicker than the above, foaming occurs in the resist film.
In particular, when performing after-exposure (LAE), especially when the drawing is performed for 1 minute or more and 48 hours or less, the foaming phenomenon is suppressed, and all properties such as resolution, profile shape, and scum are excellent. It has been found that a pattern profile of a resist film having a large thickness (3 μm or more) can be manufactured with good reproducibility, and the present invention has been accomplished.

【0006】従って、本発明は、ナフトキノンジアジド
基を感光基とするポジ型フォトレジスト材料を用いて基
板に膜厚3μm以上のレジスト膜を形成してプリベーク
し、次いで露光し、ポストエクスポージャーベークした
後、露光する工程を含むポジ型フォトレジスト材料のパ
ターン形成方法において、上記露光後、引き置きを行う
ことを特徴とするポジ型フォトレジスト材料のパターン
形成方法を提供する。
Accordingly, the present invention provides a method of forming a resist film having a thickness of 3 μm or more on a substrate using a positive photoresist material having a naphthoquinonediazide group as a photosensitive group, pre-baking, then exposing and post-exposure baking. A method of forming a pattern of a positive photoresist material, the method including a step of exposing; and performing the drawing after the exposure.

【0007】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、本発明のポジ型フォトレジスト材料は、アルカリ可
溶性樹脂、感光剤としてキノンジアジドエステル化合物
を主成分とするものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The positive photoresist material of the present invention comprises an alkali-soluble resin and a quinonediazide ester compound as a photosensitizer as main components.

【0008】ここで、アルカリ可溶性樹脂としては、例
えばノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン又はその
誘導体、ポリビニルフェノール等が挙げられる。ノボラ
ック樹脂として具体的には、フェノール、o−クレゾー
ル、m−クレゾール、p−クレゾール、o−エチルフェ
ノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノー
ル、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、
2,5−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5
−キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノール、
p−フェニルフェノール、ヒドロキノン、カテコール、
レゾルシノール、2−メチルレゾルシノール、ピロガロ
ール、4−tert−ブチルフェノール、2−tert
−ブチルフェノール、3−tert−ブチルフェノー
ル、α−ナフトール、β−ナフトール、ビスフェノール
A、o−ニトロフェノール、m−ニトロフェノール、p
−ニトロフェノール等のフェノール類の1種を単独で又
は2種以上を組み合わせ、これとアルデヒド類とを常法
により重縮合させた樹脂が好適に使用される。また、ア
ルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、ポリスチレン換
算で通常1,000〜40,000、特に1,500〜
20,000の範囲が好ましい。
Here, examples of the alkali-soluble resin include a novolak resin, polyhydroxystyrene or a derivative thereof, and polyvinylphenol. Specific examples of the novolak resin include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-ethylphenol, m-ethylphenol, p-ethylphenol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol,
2,5-xylenol, 3,4-xylenol, 3,5
-Xylenol, 2,3,5-trimethylphenol,
p-phenylphenol, hydroquinone, catechol,
Resorcinol, 2-methylresorcinol, pyrogallol, 4-tert-butylphenol, 2-tert
-Butylphenol, 3-tert-butylphenol, α-naphthol, β-naphthol, bisphenol A, o-nitrophenol, m-nitrophenol, p
-A resin obtained by using one kind of phenols such as nitrophenol alone or in combination of two or more kinds and polycondensing the phenols with aldehydes by an ordinary method is preferably used. The weight average molecular weight of the alkali-soluble resin is usually 1,000 to 40,000, particularly 1,500 to 40,000 in terms of polystyrene.
A range of 20,000 is preferred.

【0009】感光剤としては、例えば1,2−ナフトキ
ノンジアジド−4−スルホン酸エステル、1,2−ナフ
トキノンジアジド−5−スルホン酸エステル等のナフト
キノンジアジド化合物のエステル類等を用いることがで
きるが、感光剤の母核として、上記ノボラック樹脂等の
アルカリ可溶性樹脂を使用し、その水酸基の一部又は全
部にナフトキノンジアジド基を直接導入したものを用い
たり、或いは下記に例示するようなフェノール化合物に
ナフトキノンジアジド基を導入したものを使用すること
が好適である。
As the photosensitive agent, for example, esters of naphthoquinonediazide compounds such as 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester can be used. As the core of the photosensitive agent, an alkali-soluble resin such as the above novolak resin is used, and a naphthoquinonediazide group is directly introduced into a part or all of its hydroxyl groups, or a naphtho group is used as a phenol compound as exemplified below. It is preferred to use those having a quinonediazide group introduced.

【0010】[0010]

【化1】 Embedded image

【0011】なお、本発明のレジスト材料において、上
記アルカリ可溶性樹脂100重量部に対するナフトキノ
ンジアジド基の割合は5〜50重量%、特に5〜30重
量%であることが好ましい。
In the resist composition of the present invention, the ratio of the naphthoquinonediazide group to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 5 to 30% by weight.

【0012】また、本発明のレジスト材料には、必要に
より、下記一般式(1)で示されるフェノール化合物を
配合することができる。
The resist material of the present invention may optionally contain a phenol compound represented by the following general formula (1).

【0013】[0013]

【化2】 (但し、式中X1〜X5はそれぞれ水素原子、アルキル基
又は水酸基であり、少なくとも1つは水酸基である。ま
た、R1〜R3はそれぞれ水素原子、アルキル基又は置換
もしくは非置換のアリール基であり、少なくとも1つは
置換もしくは非置換のアリール基である。)
Embedded image (Wherein, X 1 to X 5 are each a hydrogen atom, an alkyl group or a hydroxyl group, and at least one is a hydroxyl group. R 1 to R 3 are each a hydrogen atom, an alkyl group or a substituted or unsubstituted group. An aryl group, at least one of which is a substituted or unsubstituted aryl group.)

【0014】上記式(1)においてX1〜X5としては、
例えば水素原子、メチル基、エチル基、ブチル基等の好
ましくは炭素数1〜4のアルキル基又は水酸基等が挙げ
られ、少なくとも1つは水酸基である。R1〜R3として
は、水素原子、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、
フェニル基、トリル基、ナフチル基等やこれらの基の水
素原子の一部を水酸基、メチル基、アミド基、カルボキ
シル基等で置換した好ましくは炭素数6〜12の置換又
は非置換のアリール基である。
In the above formula (1), X 1 to X 5 are:
For example, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a butyl group and the like, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxyl group, etc., and at least one is a hydroxyl group. R 1 to R 3 are each a hydrogen atom, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms;
A phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group, or the like, or a substituted or unsubstituted aryl group having preferably 6 to 12 carbon atoms, in which a part of the hydrogen atoms of these groups is substituted with a hydroxyl group, a methyl group, an amide group, a carboxyl group, or the like. is there.

【0015】このような上記式(1)のフェノール化合
物として具体的には、下記化合物を例示することができ
る。
Specific examples of such a phenol compound of the above formula (1) include the following compounds.

【0016】[0016]

【化3】 Embedded image

【0017】上記式(1)のフェノール化合物は、1種
を単独で又は2種以上を混合して使用することができ
る。
The phenol compounds of the above formula (1) can be used singly or as a mixture of two or more.

【0018】なお、式(1)のフェノール化合物の配合
量は、アルカリ可溶性樹脂の0〜45重量%、特に0〜
30重量%であることが好ましい。45重量%を超える
とマイクログルーブ発生や解像度の低下、耐熱性の低下
等の原因となる。
The amount of the phenol compound of the formula (1) is from 0 to 45% by weight of the alkali-soluble resin, especially from 0 to 45% by weight.
Preferably it is 30% by weight. If the content exceeds 45% by weight, microgrooves may be generated, resolution may be reduced, heat resistance may be reduced, and the like.

【0019】本発明のポジ型フォトレジスト材料には、
溶剤を使用することが望ましい。溶剤としては、例えば
メチルエチルケトン等のケトン類、4−エトキシ−2−
ブタノン等のケトエーテル類、エチレングリコールモノ
メチルエーテル等のアルコールエーテル類、ジオキサン
等のエーテル類、メチルセロソルブアセテート、エチル
セロソルブアセテート等のセロソルブエステル類、乳酸
エチル、酢酸ブチル等のカルボン酸エステル類、ジメチ
ルホルムアミド等の高極性溶剤が好適であり、これらの
1種を単独で又は2種以上を混合して添加することがで
きる。
The positive photoresist material of the present invention includes:
It is desirable to use a solvent. Examples of the solvent include ketones such as methyl ethyl ketone, 4-ethoxy-2-
Ketoethers such as butanone, alcohol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethers such as dioxane, cellosolve esters such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate, carboxylic acid esters such as ethyl lactate and butyl acetate, dimethylformamide and the like Are preferred, and one of these can be added alone or as a mixture of two or more.

【0020】上記溶剤の使用量は、ホール、ストリエー
ション、塗りむら等のないように成膜可能ならば特に制
限はないが、アルカリ可溶性樹脂及びキノンジアジド化
合物の固形分濃度が10〜60重量%、特に20〜50
重量%となる範囲で用いるのが好ましい。
The amount of the solvent used is not particularly limited as long as the film can be formed so as not to cause holes, striations, uneven coating, etc., but the solid content concentration of the alkali-soluble resin and the quinonediazide compound is 10 to 60% by weight. Especially 20-50
It is preferable to use it within the range of weight%.

【0021】更に、本発明のレジスト材料には、上記成
分に加え、その他の任意成分として例えば塗布性改良の
ためのポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオ
キシエチレンアルキルフェニルエーテル類等のノニオン
界面活性剤、フッ素系界面活性剤等の各種界面活性剤、
放射線に対する感度を向上させるための増感剤、形成像
を一層可視的にするための染料や顔料、接着性改良のた
めの接着助剤、保存安定剤等を添加することができる。
なお、これら任意成分の添加量は、本発明の効果を妨げ
ない範囲で通常量とすることができる。
Further, in addition to the above components, the resist composition of the present invention may further comprise, as other optional components, nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers and polyoxyethylene alkyl phenyl ethers for improving coating properties. , Various surfactants such as fluorine-based surfactants,
A sensitizer for improving the sensitivity to radiation, a dye or pigment for making the formed image more visible, an adhesion aid for improving the adhesiveness, a storage stabilizer and the like can be added.
In addition, the addition amount of these optional components can be a usual amount as long as the effect of the present invention is not hindered.

【0022】本発明のパターン形成方法は、上記ポジ型
フォトレジスト材料を使用し、シリコンウェハー等の基
板上にレジスト膜を形成する。この場合、レジスト材料
の塗布方法としては、スピンコーティング等の公知の方
法を採用し得る。
According to the pattern forming method of the present invention, a resist film is formed on a substrate such as a silicon wafer by using the above positive photoresist material. In this case, as a method of applying the resist material, a known method such as spin coating can be adopted.

【0023】ここで、レジスト膜の膜厚は3μm以上、
好ましくは3〜20μm、より好ましくは3〜15μm
とする。3μmより薄いと、露光により発生した窒素は
すぐに抜け出すために、引き置き(LAE)を行う必要
はない。20μmより厚いと、塗膜均一性が悪くなる等
の不利が生じる。
Here, the thickness of the resist film is 3 μm or more,
Preferably 3 to 20 μm, more preferably 3 to 15 μm
And If the thickness is less than 3 μm, the nitrogen generated by the exposure escapes immediately, so that it is not necessary to perform the LAE. When the thickness is more than 20 μm, disadvantages such as poor uniformity of the coating film occur.

【0024】次いで、上記レジスト膜を常法に従ってプ
リベークすることができる。その条件は適宜選定される
が、60〜130℃、30〜300秒、特に70〜12
0℃、50〜250秒の条件とすることが好適である。
Next, the resist film can be pre-baked according to a conventional method. The conditions are appropriately selected, but are preferably from 60 to 130 ° C. for 30 to 300 seconds, particularly from 70 to 12 ° C.
It is preferable that the conditions are 0 ° C. and 50 to 250 seconds.

【0025】このようにプリベークした後は、常法に従
って露光を行う。この場合、波長、露光量等は適宜選定
されるが、上記レジスト材料は紫外線、遠紫外線(エキ
シマレーザー等を含む)、電子線、イオンビーム、X線
等の放射線に感応し、通常300〜500nmの光を照
射する。また、露光量は、少なければ少ない程スループ
ットの面から良好であるが、それぞれのレジストにおけ
る最適露光量はベーク条件、現像方法等のプロセス条件
により異なるが、通常100〜1000mJ/cm2
好ましい。
After prebaking in this manner, exposure is performed according to a conventional method. In this case, the wavelength, exposure dose, and the like are appropriately selected, but the resist material is sensitive to radiation such as ultraviolet rays, far ultraviolet rays (including excimer lasers, etc.), electron beams, ion beams, and X-rays, and is usually 300 to 500 nm. Of light. The smaller the exposure, the better the throughput is. From the viewpoint of throughput, the optimum exposure for each resist varies depending on the process conditions such as baking conditions and the developing method, but is usually preferably 100 to 1000 mJ / cm 2 .

【0026】ここで、感光基としてキノンジアジドエス
テル化合物を使用すると、レジスト膜が露光された時に
窒素が発生する。この窒素がPEB時の発泡の原因であ
り、レジスト膜を3μm以上の厚さで形成した場合、P
EB前までにある程度の窒素が抜けていないと、加熱に
より急激に窒素がでてくるため、出来たパターンは歪ん
でしまう。
Here, when a quinonediazide ester compound is used as a photosensitive group, nitrogen is generated when the resist film is exposed. This nitrogen is a cause of foaming during PEB, and when the resist film is formed with a thickness of 3 μm or more, P
If a certain amount of nitrogen has not been removed before EB, nitrogen is suddenly generated by heating, so that the formed pattern is distorted.

【0027】そこで、本発明においては、上記露光後、
PEB工程前に、好ましくは10〜70℃、特に15〜
40℃に露光レジスト膜を放置する引き置き(LAE)
を行うもので、これにより次工程のPEBでの発泡を抑
制する。
Therefore, in the present invention, after the above exposure,
Before the PEB step, preferably 10 to 70 ° C, especially 15 to 70 ° C.
Leave the exposed resist film at 40 ° C (LAE)
This suppresses foaming in the PEB in the next step.

【0028】露光後、PEB前の引き置き(LAE)時
間はレジストの膜厚やプリベーク・PEBの条件、レジ
スト溶剤の種類、レジスト材料の違いにより異なるが、
最低でも1分以上の引き置きをすることでより効果が現
れる。この方法は、ナフトキノンジアジド基を含有し、
塗布されたレジスト膜中から発生した窒素が抜けにくい
条件(例えば、膜厚が厚い;溶剤の種類により発生した
窒素が残存溶剤中に溶け込み易い;PEB温度が高く、
急激に加熱されるため、レジスト膜の表面の残存溶剤が
蒸発し、表面のみが硬化する等の条件)では、必ず効果
を発揮する。しかし、発生した窒素のレジスト膜からの
抜け易さにより、最低必要なLAE時間は異なるため、
より好ましいLAE時間は限定できないが、引き置き時
間(LAE)を48時間よりも長くした場合には、塗布
レジスト膜の劣化や、それに基づくパターン寸法変化が
発生する確率が高くなっているので、LAE時間は48
時間以内にすることが好ましい。また、最低必要なLA
E時間は、膜厚に対し最も影響を受けている。例えば、
6μmで最低LAE時間が1分であれば、10μmで1
5分、15μmで30分と、厚くなればLAE時間も多
く必要となる。この関係はプロセス条件によって異な
る。
The post-exposure (LAE) time before PEB differs depending on the thickness of the resist, the conditions of pre-bake / PEB, the type of the resist solvent, and the resist material.
More effect will be obtained by leaving at least 1 minute or more. The method comprises a naphthoquinonediazide group,
Conditions under which nitrogen generated from the applied resist film is difficult to escape (for example, a thick film; nitrogen generated depending on the type of solvent is easily dissolved in the residual solvent; PEB temperature is high;
Under such conditions that the solvent remaining on the surface of the resist film evaporates due to rapid heating and only the surface is hardened, the effect is always exerted. However, the minimum required LAE time differs depending on the ease with which the generated nitrogen escapes from the resist film.
Although a more preferable LAE time cannot be limited, when the holding time (LAE) is longer than 48 hours, the probability of deterioration of the applied resist film and a change in pattern dimension based on the deterioration is increased. Time is 48
It is preferable to be within hours. In addition, the minimum required LA
E time is most affected by film thickness. For example,
If the minimum LAE time is 1 minute at 6 μm, 1 at 10 μm
5 minutes, 30 minutes at 15 μm, and a longer LAE time is required as the thickness increases. This relationship depends on the process conditions.

【0029】従って、LAE時間は1分以上48時間以
内であることが好ましく、より好ましくは1分以上24
時間以内、更に好ましくは1分以上12時間以内であ
る。
Therefore, the LAE time is preferably from 1 minute to 48 hours, more preferably from 1 minute to 24 hours.
The time is within 1 hour, more preferably 1 minute or more and 12 hours or less.

【0030】上記LAE工程後、常法に従ってPEB工
程を行う。このPEB条件も適宜選定され、通常プリベ
ーク条件と同じ又はそれ以上の条件で行われるが、60
〜140℃、30〜300秒、特に70〜130℃、5
0〜250秒であることが、パターン形成、スカム、解
像度、寸法制御性、密着性等の点で好ましい。
After the LAE step, a PEB step is performed according to a conventional method. This PEB condition is also appropriately selected and usually performed under the same or higher conditions as the pre-bake condition.
To 140 ° C, 30 to 300 seconds, especially 70 to 130 ° C, 5
It is preferably 0 to 250 seconds in terms of pattern formation, scum, resolution, dimensional controllability, adhesion and the like.

【0031】PEB工程後、テトラメチルアンモニウム
ヒドロキシド等のアルカリ水溶液を用いて常法により現
像を行う。
After the PEB step, development is carried out by an ordinary method using an aqueous alkali solution such as tetramethylammonium hydroxide.

【0032】以上の方法により得られたパターンは、発
泡もなく、解像力、プロファイル形状、スカム等のいず
れの特性にも優れ、膜厚の厚い(3μm以上)レジスト
パターンプロファイルを再現性よく形成できものであ
る。
The pattern obtained by the above method has no foaming, has excellent characteristics such as resolution, profile shape and scum, and can form a thick (3 μm or more) resist pattern profile with good reproducibility. It is.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明のポジ型フォトレジスト材料のパ
ターン形成方法は、PEB時の発泡を起こすことなく、
レジストパターンプロファイル、スカム、解像力等の諸
性能に優れているレジストパターンが得られるもので、
集積回路作成用として好適である。
According to the method for forming a pattern of a positive photoresist material of the present invention, foaming during PEB does not occur.
A resist pattern excellent in various performances such as a resist pattern profile, scum, and resolving power can be obtained.
It is suitable for producing an integrated circuit.

【0034】[0034]

【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0035】〔実施例、比較例〕表1に示す重量平均分
子量を有するフェノールノボラック樹脂に1,2−ナフ
トキノンジアジドクロライドを常法に従って反応させ、
該ノボラック樹脂の水酸基の一部を1,2−ナフトキノ
ンジアジド基(NQD基)でエステル化した。この際、
NQD基の含有量を表1に示す割合に調整した。これを
表1に示す溶剤に固形分濃度30〜50重量%になるよ
うに溶解し、孔径0.1μmのミクロフィルターを用い
て濾過し、No.1〜5のフォトレジスト材料を調製し
た。
Examples and Comparative Examples 1,2-Naphthoquinonediazidochloride was reacted with a phenol novolak resin having a weight average molecular weight shown in Table 1 according to a conventional method.
A part of the hydroxyl group of the novolak resin was esterified with a 1,2-naphthoquinonediazide group (NQD group). On this occasion,
The content of the NQD group was adjusted to the ratio shown in Table 1. This was dissolved in a solvent shown in Table 1 so as to have a solid content of 30 to 50% by weight, and filtered using a microfilter having a pore size of 0.1 μm. 1-5 photoresist materials were prepared.

【0036】また、p−クレゾール4核体に1,2−ナ
フトキノンジアジドクロライドを反応させ、その水酸基
の一部をエステル化し、得られたエステルとフェノール
ノボラック樹脂とをノボラック樹脂に対して感光基であ
るNQD基の含有量が表1に示す割合となるように用
い、表1に示す溶剤に固形分濃度30〜50重量%にな
るように溶解し、孔径0.1μmのミクロフィルターを
用いて濾過し、No.6〜9のフォトレジスト材料を調
製した。
A tetranuclear p-cresol is reacted with 1,2-naphthoquinonediazidochloride to partially esterify the hydroxyl group, and the resulting ester and phenol novolak resin are reacted with a novolak resin by a photosensitive group. Used in such a manner that the content of a certain NQD group is as shown in Table 1, dissolved in a solvent shown in Table 1 so as to have a solid content concentration of 30 to 50% by weight, and filtered using a micro filter having a pore size of 0.1 μm. No. 6-9 photoresist materials were prepared.

【0037】[0037]

【表1】 EL:乳酸エチル BA:酢酸ブチル ECA:エチルセロソルブアセテート[Table 1] EL: Ethyl lactate BA: Butyl acetate ECA: Ethyl cellosolve acetate

【0038】次に、得られたフォトレジスト材料をオー
トコーターを用いてヘキサメチルジシラザンで蒸気処理
したシリコンウェハーにスピンコートした後、プリベー
クし、厚さ6〜15μmの膜を得た。このレジスト塗布
ウェハーを縮小投影露光装置(ニコン社製、NSR 1
755i7A)を用い、マスクパターンを介して露光し
た。その後、引き置きを0〜72時間行った後、ポスト
エクスポージャーベーク(PEB)し、2.38%のテ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で50秒間
×4回現像し、水洗乾燥させて(オートディベロッパー
による)レジストパターンを得た。
Next, the obtained photoresist material was spin-coated on a silicon wafer vapor-treated with hexamethyldisilazane using an auto coater, followed by pre-baking to obtain a film having a thickness of 6 to 15 μm. This resist-coated wafer is subjected to a reduction projection exposure apparatus (Nikon Corporation, NSR 1
755i7A), and exposed through a mask pattern. Thereafter, after leaving for 0 to 72 hours, post-exposure bake (PEB), develop with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 50 seconds × 4 times, wash with water and dry (by an auto developer) A resist pattern was obtained.

【0039】表2にプロセス条件(レジスト膜厚、プリ
ベーク(PB)の温度及び時間、PEBの温度及び時
間、引き置き時間)を示す。
Table 2 shows the process conditions (resist film thickness, pre-bake (PB) temperature and time, PEB temperature and time, and holding time).

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】得られたレジストパターンを走査電子顕微
鏡で観察し、発泡の有無、スカムの有無、解像度、寸法
制御性を評価した。結果を表3〜6に示す。 感度:マスクパターンとレジストパターンのラインとス
ペース像寸法が1:1を再現する(±10%許容量)時
の露光量を感度とした。 解像度:上記露光量における最小寸法を表示した。
The obtained resist pattern was observed with a scanning electron microscope, and the presence or absence of foaming, the presence or absence of scum, the resolution, and the dimensional controllability were evaluated. The results are shown in Tables 3 to 6. Sensitivity: The exposure amount when the line and space image dimensions of the mask pattern and the resist pattern reproduce 1: 1 (± 10% tolerance) was defined as the sensitivity. Resolution: The minimum dimension at the above exposure amount was displayed.

【0042】[0042]

【表3】 [Table 3]

【0043】[0043]

【表4】 [Table 4]

【0044】[0044]

【表5】 [Table 5]

【0045】[0045]

【表6】 [Table 6]

【0046】図1及び2に発泡、引き置き時間とレジス
ト膜厚とを変化させた場合におけるレジスト膜の発泡の
有無の結果を示す。この結果より、図1のライン右側の
プロセス条件では、発泡しないことがわかった。即ち、
膜厚が厚くなれば、引き置きの時間を多くする必要があ
ることが認められた。
FIGS. 1 and 2 show the results of the presence / absence of bubbling of the resist film when the bubbling and leaving time and the resist film thickness are changed. From this result, it was found that foaming did not occur under the process conditions on the right side of the line in FIG. That is,
It was recognized that the longer the film thickness, the longer the time required for the withdrawal.

【0047】なお、表4の結果より、レジスト中の感光
剤の種類・NQD基の含有量に依らず、この引き置きを
行う方法は発泡に対し有効であることがわかった。
From the results shown in Table 4, it was found that this method of carrying out the retention was effective for foaming regardless of the type of the photosensitive agent and the content of the NQD group in the resist.

【0048】表5から、従来は発泡の問題があるために
PEBを行えなかったレジスト材料が、この引き置きを
行う方法を用いることで、PEBを行えるようになった
ため、解像力が向上し、同時にスカムも無くなっている
ことがわかる。
As can be seen from Table 5, the resist material which could not be subjected to PEB because of the problem of foaming can now be subjected to PEB by using this method of depositing, so that the resolving power is improved, It can be seen that the scum has also disappeared.

【0049】なお、プリベーク・PEB・膜厚を表6の
条件としたとき、引き置き時間を長くすると、パターン
のライン幅が細くなる傾向にあり、48時間超えると寸
法制御性に問題があることが認められる。しかし、ベー
ク・膜厚の条件を変えたときには、必ずしもこの例示し
たものと同じ傾向とは限らないが、引き置き時間が長く
なりすぎると寸法制御性が低下する傾向はある。
When the pre-baking, PEB, and film thickness are set to the conditions shown in Table 6, the line width of the pattern tends to be narrow when the laying time is long, and there is a problem in dimensional controllability when the time exceeds 48 hours. Is recognized. However, when the conditions of the baking and the film thickness are changed, the dimensional controllability tends to decrease when the laying time is too long, though not necessarily the same tendency as the example.

【0050】これらの結果から、本発明のポジ型フォト
レジスト材料のパターン形成方法は、適度な引き置きを
行うことにより、パターンプロファイル、スカム及び解
像度に優れたレジストパターンを与えることが確認され
た。
From these results, it was confirmed that the method for forming a pattern of a positive photoresist material of the present invention gave a resist pattern excellent in pattern profile, scum, and resolution by performing proper withdrawal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】レジスト膜の発泡の有無と引き置き時間及びレ
ジスト膜厚との関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the presence / absence of bubbling of a resist film, a withdrawal time, and a resist film thickness.

【図2】同グラフの部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of the graph.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ナフトキノンジアジド基を感光基とする
ポジ型フォトレジスト材料を用いて基板に膜厚3μm以
上のレジスト膜を形成してプリベークし、次いで露光
し、ポストエクスポージャーベークした後、露光する工
程を含むポジ型フォトレジスト材料のパターン形成方法
において、上記露光後、引き置きを行うことを特徴とす
るポジ型フォトレジスト材料のパターン形成方法。
1. A step of forming a resist film having a thickness of 3 μm or more on a substrate using a positive photoresist material having a naphthoquinonediazide group as a photosensitive group, pre-baking, exposing, post-exposure baking, and exposing. A method of forming a pattern of a positive type photoresist material, comprising: performing the drawing after the exposure.
【請求項2】 引き置き時間が1分〜48時間である請
求項1記載のパターン形成方法。
2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the leaving time is 1 minute to 48 hours.
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