JPS6325650A - ポジ型ホトレジスト用現像液 - Google Patents

ポジ型ホトレジスト用現像液

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JPS6325650A
JPS6325650A JP61167897A JP16789786A JPS6325650A JP S6325650 A JPS6325650 A JP S6325650A JP 61167897 A JP61167897 A JP 61167897A JP 16789786 A JP16789786 A JP 16789786A JP S6325650 A JPS6325650 A JP S6325650A
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佐藤　善亨
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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】 産業上の利用分野 本発明はポジ型ホトレジスト用現像液に関するものであ
る。さらに詳しくいえば、本発明は、現像後のレジスト
パターンの微細部分において薄膜残りやスカムのない良
好なパターン全形成させることができ、かつ微細なスル
ーホールの解像性を向上させるのに適したポジ型ホトレ
ジスト用現像液に関するものである。
従来の技術 従来、半導体集積回路素子、集積回路製造用マスク、プ
リント配線板、印刷版などの製造において、下地基板に
対して、例えばエツチングや拡散などの処理をするに際
し、基板？選択的に保護する目的で、紫外線、Ｘ線、電
子線などの活性放射線に感応する組成物、いわゆる感放
射線レジストを用いて被膜を形成し次いで画像露光・現
像して画像？形成する方法が広く行われている。
この感放射線レジストの中で特に紫外線に対して感光性
のあるものを一般てホトレジストと称しているが、この
ホトレジストにはポジ型とネガ型がち９前者は露光部が
現像液に溶解し、非露光部が溶解しないタイプでちり、
後者はこれとは逆のタイプである。前者のポジ型ホトレ
ジストの代表的なものとしては結合剤であるアルカリ可
溶性ノボラック樹脂と光分解剤であるナフトキノンジア
ジド化合物との組合せが挙げられる。このナフトキノン
ジアジド化合物系のポジ型ホトレジストには現像液とし
てアルカリ注水溶液が用いられるが、半導体素子を製造
する場合には、現像液に金属イオンを含有するアルカリ
性水溶液を用いると得られる半導体素子の製品特注に悪
影響を及ぼすため、金属イオン全含まない現像液、例え
ばテトラメチルアンモニウムヒドロキシド〔「アイビー
エム・テクニカル・ディスクロウシアー・ビウレテイン
（よりＭ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ
　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ　）　Ｊ第３巻、第７号、第２００
９ページ（１９７０年）〕や、コリン（米国特許第、Ｌ
２３９，６６１号明細書）などの水溶液が用いられてい
る。
最近、半導体素子の高集積化が急速に進み、制御線幅は
１μｍ付近、あるいはさらに１μｍ以下まで要求される
ようになってきている。
ポジ型ホトレジストを用いて画像形成する場合に伴う大
きな問題の１つとして、このような微、！Ｈなパターン
部において、特に微細なコンタクトホールの画像形成を
行う場合、前記の金属イオンを含°まないアルカリ現像
液に界面活性剤を添加して濡れ性全向上させたタイプの
現像［＝使用して現像すると、溶解すべき露光パターン
部分にスカム残９や薄膜残りが発生することを挙げるこ
とができる。このような現象全回避するために、たとえ
オーバー露光や、オーバー現像全行ってもき汎いな画像
は形成されにくい。したがって、通常酸素プラズマやス
パッタリングなどで軽く処理することにより、スカムや
薄膜残り全除去することが行われているが、これらの方
法だおいては、酸素プラズマ処理の制御が困難であった
り、レジスト形状が劣化したり、さらには１．αｍ近辺
のコンタクトホールなどのパターン部においては、酸素
プラズマ処理の均一性が低く、円滑にスカムを除去しに
くいなどの問題があった。
このようなスカム残りや薄膜残りが存在する状態で、下
地の加工、例えばドライエツチングを行った場合には、
エツチングが不十分になったり、あるいは寸法精度やエ
ツチング形状が悪くなるなど、好ましくない事態全招来
する。
発明が解決しようとする問題点 本発明の目的はこのような問題全解決し、特にナフトキ
ノンジアジド化合物とアルカリ可溶性ノボラック樹脂と
の組合せから成るポジ型ホトレジストを用いてパターン
を形成する際に好適な、すなわち１μｍ付近あるいはそ
れ以下の微細パターンの形成や微細なコンタクトホール
の形成において、現像処理後にスカムや薄膜残りのない
良好なパターンと形成し、さらには後工程のエツチング
時に寸法精度良く加工しうるような、ポジ型ホトレジス
ト用現像液を提供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明者らは、このような好ましい性質を有するポジ型
ホトレジスト用現像液を開発するために鋭意研究を重ね
た結果、従来の金属イオンを含まない有機塩基を主剤と
するポジ型ホトレジスト用現像液に、特定の非イオン注
界面活性剤を所定の割合で添加することにより、その目
的を達成しうろことを見出し、この知見に基づいて本発
明を成すに至った。
すなわち、本発明は、金属イオンを含まない有機塩基を
主剤とするポジ型ホトレジスト用現像液に、一般式 Ｒ４ （式中のＲ１は炭素数５〜１５のアルキル基、Ｒ２、Ｒ
３及びＲ４はそれぞれ水素原子、炭素数工〜１５のアル
キル基であシ、Ｒ３とＲ４は同じであってもよいし、た
がいに異なっていてもよく、ｎ及びｍはそれぞれ５〜６
０の整数である） で表わされる非イオン性界面活性剤の中から選ばれた少
なくとも１種を５０〜５０００　ｐｐｍの割合で添加し
たことを特徴とするポジ型ホトレジスト用現像液を提供
するものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明の金属イオンを含−まない有機塩基を主剤とする
ポジ型ホトレジスト用現像液とは、現像液の主剤である
金属イオン２含まない有機塩基のみを水に溶解したもの
と、従来の現像液に慣用されている添加剤を含有したも
の全包含する。
現像液の主剤全構成している金属イオンを含まない有機
塩基としては、これまでのこの種の現像液に慣用されて
いるもの全そのまま用いることができる。このようなも
のとしては、例えば置換基が直鎖状、分枝状又は環状の
第一級、第二級及び第三級アミンを含むアリール及びア
ルキルアミン、例えば１．３−ジアミノプロパンのよう
なアルキレンジアミン、４，４′−ジアミノジフェニル
アミンのような了り−ルアミン、ビス（ジアルキルアミ
ノ）イミンなどのアミン類、環骨格に３〜５個の炭素原
子と窒素、酸素及び硫黄の中から選ばれたヘテロ原子１
又は２個とを有する複素環式塩基、例えばピロール、ピ
ロリジン、ピロリドン、ピリジン、モルホリ／、ピラジ
ン、ピペリジン、オキサゾール、チアゾールなど、ある
いは低級アルキル第四級アンモニウム塩基などが用いら
れる。これらの中で特に好ましいものはテトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド及びトリメチル（２−ヒドロキ
ンエチル）アンモニウムヒドロキシド（コリン）である
。また前記の金属イオンを含まない有機塩基はそれぞれ
単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いても
よい。
本発明の、従来の現像液に慣用されている添加剤として
は湿潤剤、安定剤、溶解助剤のほかだ、ポジ型ホトレジ
スト膜の露光部と非露光部との溶解選択性を改善するた
めの陽イオン性界面活性剤などが挙げられる。これらは
それぞれ単独で添加してもよいし、２種以上組み合わせ
て添加してもよい。
本発明の現像液に添加される非イオン性界面活性剤は、
前記一般式（Ｉ）及び（Ｉｔ）で表わされるものの中か
ら選ばれる。このようなものの例としてはアルキルフェ
ノールポリエチレート、ジアルキルフェノールポリエト
キシレート、ナフチレノールポリエトキシレート、アル
キルナフチレノールポリエトキシレート、ジアルキルナ
フテレノールボリエトキシレートなどを挙げることがで
きるがこれだ限定されるものではない。またこれらはそ
れぞれ単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用
いてもよい。
これらの非イオン性界面活性剤の添加量は、金属イオン
を含まない有機塩基を主剤とするポジ型ホトレジスト用
現像液に対し、５０〜５０００　ｐｐｍ。
好ましくは１００〜２０００　ｐｐｍの範囲で選ばれる
。
この量が５０　ｐｐｍ未満では濡れ注の効果が弱くて解
像性が低く、一方５０００　ｐｐｍを超えると露光部と
非露光部との溶解選択性が悪くなり、現像後のレジスト
形状が劣化して所望のレジスト形状が得られず、かつ非
露光部の残＠率が低下するため好ましくない。
本発明の現像液が対象とするポジ型ホトレジストとして
は、露光部がアルカリ性現像液に浴解し、非露光部が溶
解しないというポジ型タイプのものであれば特に限定さ
れるものではないが、好ましいポジ型ホトレジストとし
ては、アルカリ可溶性ノボラック樹脂とナフトキノンジ
アジド化合物と全構成成分として含むものである。
発明の効果 本発明のポジ型ホトレジスト用現像液ハ、ポジ型ホトレ
ジストの現像処理において、浸透性、洗浄性、溶解性の
優れた特定の非イオン注界而活注剤を有機塩基を主剤と
する現像液に添加することによシ、微細パターン部分に
対する現像液の浸透性を高め、かつその洗浄性及び溶解
性により、ポジ型ホトレジストの構成成分である樹脂や
光分解剤の反応物と思われるスカムや薄膜全基板上から
除去することができ、１μｍの微細パターン部分及ヒコ
ンタクトホール部分においても、形状の劣化や解像性の
低下を起こさずにスカムや薄膜残りのないレジストパタ
ーンを得ることができる。
実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１〜１７ 現像液として、２．３８重量％テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド水溶液に対して、別表に示す種々の非イ
オン性界面活注剤を、それぞれ２００〜５０００　ｐｐ
ｍの範囲で法衣に示すとおり加えたものを準備した。
スピンナーを用いて、４インチシリコンウェハー上に、
ノボラック樹脂とナフトキノンジアジド化合物を構成成
分として含むポジ型ホトレジストである０ＦＰＲ−５０
００（東京応化工業社製、商品名）を膜厚１．３μｍに
なるように塗布して、ホットプレート上で１１０℃、９
０秒間プレベークした。
次にＤＳＷ−４８００縮小投影型露光装置（ＧＣＡ社Ｍ
）ｋ用い、テストチャートレチクルを介して露光したの
ち、静止パドル型現像装置を用いて現像処理を行った。
現像プロセスについては、前記のようにして調製した現
像液を用い、それぞれ２３℃において６５秒間静止現像
を行い、その後純水によるリンスを３０秒間行ったのち
乾燥した。
このようにして得られたウェハー上のパターンを観察し
、その結果を法衣て示した。
比較例 非イオン性界面活注剤を添加せず、２．３８重量％テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液のみで実施例
と同様の現像プロセスで処理したところ、微細パターン
部分においてスカムや薄膜残ジが観察された。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　金属イオンを含まない有機塩基を主剤とするポジ型
    ホトレジスト用現像液に、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 及び ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中のＲ＿１は炭素数５〜１５のアルキル基、Ｒ＿２
    、Ｒ＿３及びＲ＿４はそれぞれ水素原子、炭素数１〜１
    ５のアルキル基であり、Ｒ＿３とＲ＿４は同じであつて
    もよいし、たがいに異なつていてもよく、ｎ及びｍはそ
    れぞれ５〜６０の整数である）で表わされる非イオン性
    界面活性剤の中から選ばれた少なくとも１種を５０〜５
    ０００ｐｐｍの割合で添加したことを特徴とするポジ型
    ホトレジスト用現像液。
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