JPS6055630A - レジストパタ−ンの形成方法 - 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】 （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、絶縁物等の被
着層のパターニングをリフトオフで行うためのレジスト
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
レジスト膜上に被着された被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
グ形状となっている必要がある。

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った。また、従来の方法
では、現像後のパターンにクラックが発生することが度
々あった。

（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１．
τＪ、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ンクか発生１７ないＪ
：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１１的の達成を図るため、本発明によれば、基板表
面１．、にレジスト膜として形成されたキノンジアジド
エステルによる皮膜に遠紫外線を照射する工程と、この
皮膜を、酢酸エステル又はシクロヘキサノン系の現像液
に水とアルコールとを添加して、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
ターンにクラックが発生せず、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キノンジアジド
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
系の現像液に水とアルコールとを添加したその溶液が好
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ったとしても、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キノンジアジドエ
ステルの一種であるノボラック樹脂のナフトキノン−１
，２−ジアジド−５−スルフォン酸エステル（以下Ｔ、
　Ｍ　Ｒ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以下のノボラック
樹脂のナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルフォ
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
ンコーティング法によりシリコン基板上に２ｐ−ｔｎの
厚さのレジスト膜をａａｉ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（プレベーク）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、５００−のＸｅ−Ｈ
ｇランプからの］ことして１８０〜３００ｒｖの遠紫外
線でＸ０秒間露光を行った。次に、この試料を、窒素雰
囲気中で、１００°Ｃの温度で３０分間加熱処理し、然
る後、体積比で耐酸イソアミル１０に対してシクロヘキ
サン２を加えた現像液（混合溶媒）　１００ｍＪＬに２
ｍＭの水ど、２＋ｎＪＪのメチルアルコールとだけを添
加１７て＋１＋られたその溶液を良く攪拌してレジスＩ
・膜の現像を行なった。この場合の溶液温度は２３℃で
現像時間は１ｉｌｉ秒であった。この現像によるパター
ニングの結果、０．７５ｇｍ　、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ッ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
行った後、窒素雰囲気中で１００°Ｃの温度で３０分間
加熱し、今度は、体積比でシクロへキサノン２に対して
シクロヘキサン３を加えた現像液１００’ｍ文に、２ｍ
Ｍの水と、３ｍ文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°Ｃである）を
、よく攪拌して、２０秒間、現像してバターニングを行
ったところ、０，５７１　ｍ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っており、このレ
ジストＩＩＱにはクラックが発汁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、密着性か従来の場合よりも優れていることが確認さ
れた。

比較例 −１，述した実施例１と同様にして露光を行った後１０
０°Ｃの温度で３０分間窒素雰囲気中で加熱を行って？
’）られたレジスＩ・膜を試料として用い、この試ネ゛
１を、体積比で酢酸イソアミルｌＯに対してシクロヘキ
サン２を加えた現像液１００ｍｕに、２＋ｎＪｌの水を
加えたのみでｆ＋）られた溶液（この場合の溶液温度も
２３°Ｃとした）で、良く撹拌した後、現像したところ
、　０．７５　ｇｍ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ックの発生があ
ることが確認された。

以上説明したように、現像液に氷とアルコールとを所定
星含有ｙ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、このクラッ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ックの発生が著しく
なることが認められた。

これら発生したクラン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Ｘ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、アルコールとを添加することによりクラッ
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ック発生防止効果は
現われない。また、−１，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０．４８％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ｌＯに対してシクロヘキサン２を加え
た　＋００ｍ１現像液に２ｍＭ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
訟加ｆａ（ｍ　ｌ　）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１００ｍｆＬに対してメタノー
ルを４ｍＪ１添加すると、水の含有量は０．８７重縫部
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ック発生を防１１−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、クシ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、従って、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、よって、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
マーのキノンジアジドエステルを用いて皮膜を形成し、
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ノン系の現像液に水と
、アルコールとを添加して得られ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桔に形成し７１すると共に、遠紫夕
１線に対し高感度かつ高Ｉ＋ｌ＋／像度で、しかも、現
像後のｌ／シストパターン形成膜にクラックが発生しな
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ｆ’ｌ質ト、１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は、従来の方
〃、に比べて、レジストパターンの形成が簡ｒ１１で、
高スループツトが得られ、しかもネカレジストパターン
の形成の再現性が良い。

このような１ｎ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用
１７て好適である。

【図面の簡単な説明】

図は、現像１余に対するメチルアルコール添加量（ｍｕ
）を横軸にプロ７Ｉ・し、それによる水分含有ｉ＋ｔ（
ｗｔ％）を縦軸にプロットして示した、本発明の説明に
ｆＪＬする曲線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ノ、（板表面上にレジスト膜として形成されたオリゴマ
   ーのキノンジアジド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
   ン系の現像液に水とアルコールとを添加して、現像する
   工程とを含むことを特徴とするレジストパターンの形成
   方法。