JPS60158461A - 現像液 - Google Patents

現像液

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Publication number
JPS60158461A
JPS60158461A JP1394484A JP1394484A JPS60158461A JP S60158461 A JPS60158461 A JP S60158461A JP 1394484 A JP1394484 A JP 1394484A JP 1394484 A JP1394484 A JP 1394484A JP S60158461 A JPS60158461 A JP S60158461A
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JP
Japan
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developing
soln
org
developer
ionizing radiation
Prior art date
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Pending
Application number
JP1394484A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoichi Kamoshita
鴨志田 洋一
Yukihiro Hosaka
幸宏 保坂
Shinichi Kawamura
真一 川村
Yoshiyuki Harita
榛田 善行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd, Japan Synthetic Rubber Co Ltd filed Critical Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP1394484A priority Critical patent/JPS60158461A/ja
Publication of JPS60158461A publication Critical patent/JPS60158461A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30Imagewise removal using liquid means
    • G03F7/32Liquid compositions therefor, e.g. developers
    • G03F7/322Aqueous alkaline compositions

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

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】 本発明は現像液に関し、さらに詳しくは、紫外線等の光
照射によジアルカリ水溶液に可溶となる1、2−キノン
ジアジド系の感光性樹脂または遠紫外線、電子線等の電
離放射線照射によりアルカリ水溶液に可溶となる1、2
−キノンジアジド系の電離放射線感応性樹脂の現像液に
関する。
近年、集積回路の微細化が進むにつれて、集積回路作成
工程におけるホトリソグラフィー技術に用いるレジスト
として、従来の環化イソプレン系ネガ型レジストから解
像力の高いポジ型レジストが用いられる傾向にある。代
表的なポジ型レジストとして、アルカリ可溶性ノボラッ
ク樹脂と1.2−キノンジアジド化合物との組成物が挙
げられる。該レジストを用いたホトリソグラフィーは、
光または電離放射線の照射によって1,2−キノンジア
ジドが転位反応を起こし、アルカリ性水溶液に可溶とな
る現象を利用したものである。すなわち、該レジストを
塗布した基板上に、部分的に光または電離放射線を照射
し、光または電離放射線の照射部を、アルカリ水溶液か
らなる現像液を用いて溶出し、所望のレジストパターン
を有する基板を得ることができる。
上記ポジ型レジストは、ネガ型レジストに比べて現像液
による膨潤が少ないために解像度は高いが、しばしば、
現像時に未露光部の微細なレジストパターンの表層がは
がれ(以下、[表層剥離」と呼ぶ)ることにより、露光
部にこの表層が付着したり、本来、現像によって除去さ
れるべき露光部が十分に除去されず薄膜状に残ってしま
う現象(以下、「薄膜残り」と呼ぶ)が発生する。この
表層剥離や薄膜残りのあるレジストパターンを有する基
板をエツチングしても、エツチングされるべき個所がエ
ツチングされないことになり(以下「エツチング残り」
と呼ぶ)、その結果、不良率が高まることとなる。
従来、このよう々不都合を解決するために、現像液であ
るアルカリ水溶液のアルカリ濃度を上げたり、あるいは
現像温度を上げる等の方法がとられていたが、そのため
に残膜率の低下、コントラストの低下等の弊害を招いて
いた。
本発明者らは、上記欠点を改良するために鋭意研究の結
果、アルカリ性水溶液からなる現像液に微量の有機溶媒
を添加すると上記欠点が改良されることを見い出し本発
明に到達した。
すなわち、本発明は、アルカリ性水溶液に有機溶媒を0
.05重量係以上、1重量係未満添加してなる、■、2
−キノンジアジド系の感光性または電離放射線感応性樹
脂用現像液を提供するものである。
上記アルカリ性水溶液としては、例えば水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウ
ム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アル
カリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一ア
ミン類、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン等の
第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミ
ン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリ
エタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウ
ムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩の水溶液、ピ
ロール、ピペリジン、1.8−ジアザビシクロ(5,4
,0)−7−ウ;yデセン、l、5−ジアザビシクロ(
4,3,0)−5−ノナン等の環状アミン類の水溶液を
挙げることができ、金属を含有する現像液の使用が問題
となるときには、第四級アンモニウム塩や環状アミンの
水溶液を使用するのが好ましい。また、その濃度は、一
般に0.1〜5重量係、好ましくは0.2〜4重量重量
時に好ましくは0.5〜3重量係である。
また、上記有機溶媒としては、例えばメタノール、エタ
ノール、インプロパツール等のアルコール類、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、メチルセロソルブ
アセテート、エチルセロソルブ等のセロソルブ類、アセ
トン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
シクロヘキサノン等のケトン類、テトラヒドロフラン、
ジオキサン等のエーテル類が挙げられ、その添加量は現
像液に対して0.05重量係以上、1重量%未満、好ま
しくは0.1〜0.8重量係である。添加量が0.05
重量係未満では、「表層剥離」や「薄膜残シ」に対して
効果がなく、1重量係以上では、残膜率の低下を招く。
本発明の現像液を適用するホトレジストとしては、l、
2−キノンジアジド系の感光性または電離放射線感応性
樹脂が挙げられる。該樹脂はアルカリ性水溶液に可溶な
樹脂、例えば、ノボラック系樹脂、ヒドロキシスチレン
系重合体、エチレン性不飽和カルボン酸系重合体等と、
1.2−キノンジアジド化合物との組成物、ノボラック
系樹脂、ヒドロキシスチレン系重合体等に1,2−キノ
ンジアジド化合物を結合させた樹脂を挙げることができ
る。
上記ノボラック樹脂は、フェノール類とアルデヒド類と
を、好ましくはフェノール類1モルに対してアルデヒド
類を0.7〜1モルの割合で酸触媒下に付加縮合して得
られる樹脂である。上記フェノール類としては、フェノ
ールso lレゾール、m−クレゾール、p−クレゾー
ル、0−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、0−ブチルフェノール、m−ブチ
ルフェノール、p−ブチルフェノール、2.3−キシレ
ノール、2.4−キシレノール、2.5−キシレノール
、2,6−キシレノール、3.4−キシレノール、3,
6−キシレノール、p−フェニルフェノール、レゾルシ
ノール、ヒドロキノン、ヒロガロール、フロログルシノ
ール等を挙げることができる。該フェノール類は、得ら
れるノボラック樹脂のアルカリ溶解性を考慮しつつ、2
種以上併用することもできる。また、アルデヒド類とし
ては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、フル
フラール、ベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド
、アセトアルデヒド等を挙げることができる。さらにま
た、酸触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸、ギ
酸、蓚酸、酢酸等の有機酸を使用することができる。
上記ヒドロキシスチレン系重合体としては、例えばヒド
ロキシスチレンを単独で、または他のエチレン性不飽和
化合物とともに重合した重合体、または該重合体をアセ
チル化、シリル化等により変性した重合体を挙げること
ができる。
該ヒドロキシスチレンとしては、0−ヒドロキシスチレ
ン、m−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン
、α−メチル−pyヒドロキシスチレン、α−メチル−
m−ヒドロキシスチレン等を挙げることができ、また上
記他のエチレン性不飽和化合物としては、スチレン、α
−メチルスチレン、p−メチルスチレン、m−メチルス
チレン、0−メチルスチレン、メタクリル酸メチル、ア
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸エチ
ル等生を挙げることができる。
上記エチレン性不飽和カルボン酸系重合体としては、例
えば、エチレン性不飽和カルボン酸を単独で、または他
のエチレン性不飽和化合物とともに重合した重合体を挙
げることができる。
該エチレン性不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、
メタクリル酸、イタコン酸等を、上記他のエチレン性不
飽和化合物としては、前記ヒドロキシスチレン系重合体
の場合と同様のエチレン性不飽和化合物を挙げることが
できる。また、上記エチレン性不飽和カルボン酸系重合
体に、ブタジェン、インプレン等の共役ジエン化合物を
、共重合させた重合体も用いることができる。
アルカリ性水溶液に可溶な樹脂に配合する1、2−キノ
ンジアジド化合物としては、例えばl、2−ベンゾキノ
ンジアジドスルホン酸エステル、l、2−ナフトキノン
ジアジドスルホン酸エステル、1,2−ベンゾキノンジ
アジドスルホン酸アミド、l、2−ナフトキノンジアジ
ドスルホン酸アミド等を挙げることができる。
さらに具体的には、J、Kosar著” I、ight
 −8esitive Systems”339〜35
2. (1965)、John Wiley & 5o
ns社(New York)やW、 S、 De Fo
res を著″″Pbotoresi s t”50゜
(1975) 、 McGraw−Hill、Inc、
 (New York)に記載されている1、2−キノ
ンジアジド化合物を挙げることができる。すなわち、1
,2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸フェニル
エステル、ジー(i” 、 2!/−ベンゾキノンジア
ジド−4“−スルホニル)−4,4’−ジヒドロキシビ
フェニル、1.2−ベンゾキノンジアジド−4−(N−
エチル−N−β−ナフチル)−スルホンアミド、1,2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸シクロヘキシ
ルエステル、1−(1’ 、 2’−キットキノンジア
ジド−5′−スルホニル)−3,5−ジメチルピラゾー
ル、l、2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸−
41−ヒドロキシジフェニル−4〃−アゾ−β−ナフト
ールエステル、N、N−ジー(1,2−ナフトキノンジ
アジド−5−スルホニル)−アニII y、2− (1
’ 、 2’−ナフトキノンジアジド−5′−スルホニ
ルオキシ)−1−ヒドロキシ−アントラキノン、l、2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド2モ
ルと4,4′−ジアミノベンゾフェノン1モルの縮合物
、1.2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロ
リド2モルと4,4′−ジヒドロキシ−1,1′−ジフ
ェニルスルホン1モルの縮合物、1,2−ナフトキノン
ジアジド−5−スルホン酸クロリド1モルとプルプロガ
リン1モルの1m合物、1 、2−ナフトキノンジアジ
ド−5−(N−ジヒドロアビエチル)−スルホンアミド
等を例示することができる。また特公昭37−1953
号公報、同37一3627号公報、同37−13109
号公報、同40−26126号公報、同40−3801
号公報、同45−5604号公報、同45−27345
号公報、同51−13013号公報、特開昭48−96
575号公報、同48−63802号公報、同48−6
3803、同58−75149号公報等に記載された1
、2−キノンジアジド化合物も使用することができる。
上記1,2−キノンジアジド化合物の配合量は、通常、
上記アルカリ性水溶液に可溶な樹脂100重量部に対し
て5〜100重量部である。
さらにまた、ノボラック系樹脂、ヒドロキシスチレン系
重合体等に1,2−キノンジアジド化合物を結合した樹
脂としては、上記ノボラック系樹脂、ヒドロキシスチレ
ン系重合体等の水酸基に1,2−ナフトキノンジアジド
−4−スルホニルクロリド、1.2−ナフトキノンジア
ジド−5−スルホニルクロリド、l、2−ベンゾキノン
ジアジド−4−スルホニルクロリド等の1.2−キノン
ジアジドスルホニルクロリドを縮合した樹脂を挙げるこ
とができる。これらの1,2−キノンジアジドスルホニ
ルクロリドの縮含量は、ノボラック系樹脂、ヒドロキシ
スチレン系重合体等の水酸基1当量に対して、通常0.
O1〜0.25当量、好ましくは0.03〜0,2当量
である0 以上の感光性または電離放射線感応性樹脂は、例工ばエ
チレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエ
チルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテ
ル等のクリコールエーテル類、メチルセロソルブアセテ
ート、エチルセロンルブアセテート等のセロソルブアセ
テート類の有機溶媒に、通常、濃度が5〜50重量係程
度になるように溶解して溶液として使用される。さらに
必要に応じて、界面活性剤、保存安定剤、色素、顔料等
を添加することもできる。
上記溶液をレジストとして使用して集積回路等を作成す
るときは、所定の基板上にスピンナーあるいはロールな
どを用いて該溶液を塗布したのち、加熱乾燥する。また
、塗膜とシリコン酸化膜等を有する基板との接着力を向
上させるため、ヘキサメチルジシラザン、クロロメチル
シラン等を予じめ被塗布基板に塗布することもできる。
次に、その塗膜の所定の部分に光または電離放射線を照
射したのちに、本発明の現像液を用いて現像する。現像
は、一般に攪拌しながら現像液中に浸漬する方法(浸漬
法)、静置した現像液に浸漬する方法(静置浸漬法)、
霧状またはシャワー状にした現像液を吹きつける方法(
スプレー現像法)、ウェーハ全面に現像液を静かに載せ
、所定時間静置したのち、現像液をウェーハを回転させ
ながら流水で洗い流す方法(メニスカス法)等によって
行なわれる。
現像時間は、上記方法や現像液の種類、現像液濃度、レ
ジストの種類等によって異なるが、通常、15秒〜5分
間、好ましくは15秒〜2分間である。また現像温度は
、通常、10〜40℃、好ましくは15〜30℃である
現像したのち、基板を水によってリンスしたのち、乾燥
する。
本発明の現像液によれば、ポジ型レジストを用いて集積
回路を作製する際に、レジスト現像における「表層剥離
」や「薄膜残り」が発生せず、かつ高残膜率のレジスト
パターンを得ることができる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれらの実施例によって何ら制約されるものでは
ない。
実施例1〜6、比較例1〜2 内容積500 d三つロセパラブルフラスコにm−クレ
ゾール75g、p−クレゾール25gを仕込み、37重
量係ホルマリン水溶液66コ、蓚酸0.049を添加し
た。次に攪拌しながら該セパラブルフラスコを油浴に浸
して反応温度を100℃に調節し、10時間反応させて
ノボラック樹脂を合成した。そののち、減圧して水を除
去し、さらに反応容器内温度を130℃に上げて未反応
物を除去した。次いで溶融したアルカリ性水溶液に可溶
なノボラック樹脂を室温に戻して回収した。
上記アルカリ水溶液に可溶hノボラック樹脂43.9に
感光剤として2,3.4−)リヒドロキシベンゾフエノ
ン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸ト
リエステル1.1 gを加え、エチルセロソルブアセテ
ート21gに溶解し、孔径0.2μmのメンブランフィ
ルタ−で濾過し、感光性樹脂の溶液を調製した。該溶液
をシリコン酸化膜を有するシリコンウェーハ上にスピン
ナーを用いて塗布膜厚が1.2μmとなるように回転塗
布したのち、90°Cに保った空気循環式オープン内で
25分間、プレベークした。次に、このシリコンウェー
ハ上のレジスト膜に、ライン幅とスペース幅の等しいテ
ストパターン(IL/ISパターン)マスクを用いて、
キャノン■製PLA501 Fマスクライナーにて露光
したのち、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの2
.4重量係水溶液に表−1に示す有機溶剤を加えて調製
した現像液を用いて、21 ’Cで1分間、静置浸漬法
によって現像した。次に、流水でリンスしたのち、−レ
ジストパターンを光学顕微鏡で観察し、感度、解像度、
現像性(「表層剥離」と「薄膜のこり」)および残膜率
を測定した。その結果を表−1に示す。また比較例とし
て現像液に有機溶剤を加えない場合および有機溶剤を過
剰に加えた場合の結果も表−1に示す。
実施例1 実施fj2 実施例3 添加溶剤 イングロパノール 酢酸ブチル エチルセロ
ソルブ添加量 (重量制 0°5 0.4 0・4 (1) 感度 t4mJ/d 15mJ/cQ ’ 15mJ/
cf解像度” 0.6 ttm O,6ttrrt O
,6ttm残膜率 94係 95係 95チ 実施例4 実施例5 実施例6 比較例1 比較例2メ
チルエチルケトン ジオキサン アセトン な ジイン
プロパツール0.5 0.8 0.2 なし 1,5 
.14mJ/i 13mJ/i L5mJ/crt? 
16m1/crr? L2mJ/crtlO,611m
 O,6I#n0.6μm 0.8μm 0.6μm9
2% 92係 96チ 96チ 81係○ ○ ○ ×
 。
○ ○ o × 0 mを用いて測定した値) り多く観察されたー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アルカリ性水溶液に有機溶媒を0.05重量%以上、1
    重量係未満添加してなる1、2−キノンジアジド系の感
    光性または電離放射線感応性樹脂用現像液。
JP1394484A 1984-01-27 1984-01-27 現像液 Pending JPS60158461A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0279164A2 (de) * 1987-02-17 1988-08-24 Hoechst Celanese Corporation Von organischen Lösemitteln freies, weitgehend pH-neutrales Entwicklergemisch zum Entwickeln von Flachdruckplatten
US4828965A (en) * 1988-01-06 1989-05-09 Olin Hunt Specialty Products Inc. Aqueous developing solution and its use in developing positive-working photoresist composition
US6107009A (en) * 1998-04-15 2000-08-22 Tan; Zoilo Cheng Ho Photoresist developer and method
US7670742B2 (en) 2005-03-15 2010-03-02 Ricoh Company, Ltd. Recording material, toner, liquid developer and image forming method using the same

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