WO2001022170A1 - Procede de formation d'un motif de resist presentant une resistance amelioree a la gravure seche - Google Patents

Procede de formation d'un motif de resist presentant une resistance amelioree a la gravure seche Download PDF

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WO2001022170A1
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pattern
resist pattern
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photosensitive resin
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Junichiro Watanabe
Shuichi Takahashi
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Clariant International Ltd.
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    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/38—Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking
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    • G03F7/30—Imagewise removal using liquid means
    • G03F7/32—Liquid compositions therefor, e.g. developers

Definitions

  • the present invention relates to a method of forming a resist pattern having excellent dry etching resistance using a positive photosensitive resin composition, and more particularly, to a method of forming a resist pattern for a semiconductor integrated circuit, a liquid crystal display panel (LCD panel), or the like.
  • a method of forming a resist pattern having excellent dry etching resistance using a positive photosensitive resin composition which can be suitably used in the manufacture of circuit boards such as a top panel display (FPD) and a thermal head.
  • FPD top panel display
  • a positive or negative photosensitive resin composition is used to form a resist pattern.
  • a composition containing an alkali-soluble resin and a quinonediazide compound as a photosensitive substance is widely used as the positive photosensitive resin composition.
  • This composition is known, for example, as “Nopolak resin Z quinonediazide compound” in Japanese Patent Publication No. 54-23570 (U.S. Pat. No. 3,666,473). JP-B-56-38050 (US Pat. No.
  • Such a photosensitive resin composition is applied on a silicon substrate, a metal film substrate of aluminum, molybdenum, chromium or the like, or a metal oxide film substrate of ITO or the like, by a spin coating method, a roll coating method, or a land coating method. It is applied by a method such as casting, casting, or dip coating to form a thin film.
  • the thin film of the photosensitive resin composition is exposed to ultraviolet light or the like through a desired mask pattern such as a circuit pattern and then developed to form a resist pattern corresponding to the mask pattern.
  • a positive-type photosensitive resin composition comprising an alkali-soluble resin such as a novolak resin and a quinonediazide compound such as a naphthoquinonediazidesulfonic acid ester has a large molecular weight as an alkali-soluble resin. It is used to remove the monomer and dimer components in the alkali soluble resin.
  • the sensitivity decreases, In the latter case, another problem occurs in that the sensitivity and the adhesion are reduced.
  • a resin using a novolak resin containing 3-naphthol as a condensing component as an alkali-soluble resin component Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • a method in which a low-acceleration electron beam is applied to the entire resist pattern on a resist pattern formed by using a photosensitive resin such as PMMA Japanese Patent Application Laid-Open No. H2-252532
  • a chemically amplified type A method in which a resist pattern formed by using a resist is entirely exposed with light having a photosensitive wavelength of a chemically amplified resist Japanese Patent Laid-Open No. 6-91818
  • a method of forming a resist pattern by using a chemically amplified resist by using a chemically amplified resist.
  • a method of re-exposure of the resist pattern thus formed with a light source consisting of light having a single wavelength peak that the resist film has absorption Japanese Patent Laid-Open No. 10-33340.
  • the resist pattern is modified by irradiating the resist pattern with an electron beam or ultraviolet light.
  • an alkali-soluble resin and quinoline are used.
  • Nji It cannot be applied to a positive-type photosensitive resin composition composed of a zide compound, or even if it can be applied, a drastic improvement cannot be expected, and the dry etching resistance of such a positive-type photosensitive resin composition cannot be improved. Further improvements are required.
  • the present invention provides a method for forming a resist pattern using a positive-type photosensitive resin composition. It is an object of the present invention to provide a method capable of forming a pattern, maintaining high sensitivity and high resolution, and greatly improving dry etching resistance. Disclosure of the invention
  • the present inventors have found that a method of forming a resist pattern by using a positive-type photosensitive resin composition and performing alkali development after pattern exposure, at least in an originally unexposed area
  • the above object can be achieved by lightly exposing a portion where the photosensitive resin composition remains after development and performing development so that the portion remains after development processing.
  • the light exposure of the unexposed portion where the photosensitive resin composition remains after development is performed by pattern exposure before the pattern exposure on the photosensitive layer made of the positive photosensitive resin composition is performed. This step can be performed at an arbitrary stage after or after pattern exposure.
  • the reason for improving the dry etching resistance of the obtained resist pattern by lightly exposing the portion which is originally an unexposed portion is as follows. it is conceivable that.
  • the exposed portion is removed by an alkali developer, but not exposed.
  • the exposed portion undergoes an azo coupling reaction upon contact with an alkali developing solution to form a hardly soluble surface layer.
  • the unexposed portion is lightly exposed before the surface insoluble layer is formed on the conventional unexposed portion, that is, before alkali development is performed.
  • components in the low-molecular-weight region of the alkali-soluble resin are preferentially eluted during development in the region that is originally unexposed.
  • the surface insoluble layer is formed in a state where the alkali-soluble resin has a relatively high molecular weight, and the dryness of the formed resist pattern is improved.
  • the etching resistance is improved.
  • light exposure of a portion which is originally an unexposed portion can be performed before pattern exposure of the photosensitive layer, during pattern exposure, or after pattern exposure.
  • a halftone mask or a phase shift mask in which an unexposed area is not completely shielded may be used as an exposure mask.
  • an unexposed part is formed during pattern exposure. Area may be lightly exposed.
  • the light exposure may be performed by exposing at least a portion corresponding to an unexposed region, for example, a partial exposure of only an unexposed region, or a portion including an unexposed region and also including a pattern exposure region. Exposure may be used, or overall exposure may be used. Exposure using a halftone mask or the like has the advantage that a resist pattern with improved dry etching resistance can be formed in a single exposure step as in the past.
  • the entire surface exposure requires an additional step different from the pattern exposure step, but has the advantage that the amount of light during exposure can be easily adjusted.
  • the entire surface exposure it is not necessary to use a special light-shielding mask such as a halftone mask at the time of pattern exposure, and it is not necessary to create a mask at the time of partial exposure. There is an advantage that there is no need for troublesome positioning when using the.
  • the positive photosensitive resin composition used in the resist pattern forming method of the present invention may be any of conventionally known positive photosensitive resin compositions containing, for example, an alkali-soluble resin.
  • a typical example of such a positive-type photosensitive resin composition includes an alkali resin component, such as nopolak resin, a hydroxystyrene resin or an acrylic resin, and the like. 1,2-Naphthoquinonediazide-5-or-4-Sulfonic acid ester compounds and other quinonediazide compounds.
  • the photosensitive resin composition may optionally include known additives such as a coating aid such as a surfactant, an adhesion aid, a light absorbing agent, and a cross-linking agent, which are conventionally added to the positive photosensitive resin composition. It can be included.
  • a coating aid such as a surfactant, an adhesion aid, a light absorbing agent, and a cross-linking agent
  • the solvent used for the photosensitive resin composition any of conventionally known solvents can be used.
  • the light source for pattern exposure in the present invention may be appropriately selected and used from conventionally known light sources for exposure according to the photosensitive wavelength region of the photosensitive resin composition to be used.
  • Light sources for such pattern exposure include, for example, mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps, mercury xenon lamps, KrF excimer irradiators (wavelength: 248 nm), KrCl excimer irradiators (wave Length 2 222 nm), Xe excimer irradiator (wavelength 172 nm), XeC1 excimer irradiator (wavelength 308 nm) and the like can be mentioned as typical examples.
  • the light source used when lightly exposing the unexposed area is also appropriately selected and used from conventionally known exposure light sources according to the photosensitive wavelength region of the photosensitive resin composition used similarly to the pattern exposure light source. can do.
  • the light source for this light exposure may be the same as or different from the light source used for pattern exposure or used for pattern exposure.
  • the exposure time and exposure intensity for mild exposure are not originally determined after development, taking into account the sensitivity of the photosensitive resin composition to the exposure wavelength used, the type of developer used during development, and the development time. It is only necessary that the temperature is appropriately determined within a range where a resist pattern with improved dry etching resistance is formed in a portion to be exposed, and is not particularly limited.
  • the light transmittance of the light-shielding portion of the light-shielding mask is developed by exposure during pattern exposure.
  • a mask having an appropriate value may be created so that the dry etching resistance of the subsequent resist pattern is improved, and exposure may be performed through this mask.
  • the exposure of the region which is originally an unexposed portion is performed at the same time as the pattern exposure or in a separate step from the pattern exposure.
  • the dry etching resistance of the formed resist pattern satisfies the originally unexposed portion. It is sufficient to use an exposure amount in a range that can be improved as compared with the case where no portion is exposed.
  • "mild exposure” refers to an originally unexposed portion of a photosensitive layer composed of a positive photosensitive resin composition at an exposure amount within a range in which dry etching resistance of the resist pattern after development is improved. Is to expose a certain area.
  • the photosensitive layer may be kept in a heated state during pattern exposure or light exposure.
  • the pattern exposure may be performed by any conventionally known method. That is, the pattern exposure is usually performed by whole-surface exposure through a light-shielding mask, but is not limited to this, and may be whole-beam exposure through a light-shielding pattern mask or a light-shielding pattern mask. A beam scanning exposure for controlling the beam on / off without using it may be used. Also, pattern exposure using a half-tone mask or the like can be performed in the same manner as in the case of using an all-light-shielding mask. Further, in order to obtain the same effect as the half-tone mask, the exposure of the exposed portion and the unexposed portion of the pattern may be performed only by the intensity of the beam without using a mask.
  • any known alkaline developer that has been conventionally used when developing a positive photosensitive resin composition is used. be able to.
  • Such developers include hydroxylated Typical examples thereof include an aqueous solution of an organic amine such as tetramethylammonium and an aqueous solution of a metal hydroxide such as sodium hydroxide.
  • the developer concentration of the developer, the developing time, and the developing temperature are set to appropriate concentrations, times, and temperatures such that a portion that is originally an unexposed portion remains after development.
  • the developer concentration is usually 1 to 5%. %, Preferably 2 to 3% by weight, and the development time is usually 10 to 300 seconds, preferably 30 to: L 20 seconds, and the development temperature is usually 15 to 30: preferably 2 It is performed from 0 to 25.
  • a nopolack resin having a weight average molecular weight of 6,800 in terms of polystyrene, 2,3,4,4,1-tetrahydroxybenzophenone as a photosensitive substance and 1,2 parts were used.
  • Naphthoquinonediazide 5 The product of the reaction with sulfonyl chloride is dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate at a ratio of 15 parts by weight, and a radial pattern is formed on the resist film during spin coating.
  • a fluorosurfactant, Florado 472 (Sumitomo 3M), was added at 300 ppm and stirred.
  • the photosensitive resin composition used in the present invention was prepared.
  • the composition was spin-coated on a 4-inch silicon wafer, baked on a hot plate for 100 and 90 seconds, and then 1.5 times.
  • a thick resist film was obtained.
  • a test pattern with various line widths of 1: 1 line and space width was applied to this resist film using a Nikon g-line stepper (FX-604F) at 8 O m JZ cm. Exposure at 2 .
  • RIE-10N reactive ion etching apparatus
  • practical etching conditions cannot be unambiguously determined by gas composition and the like, they are often performed under severe conditions of 110 W for 5 minutes or more. After etching, the surface of the coating film was observed, and the results shown in Table 1 were obtained.
  • Example 1 The procedure of Example 1 was repeated, except that the entire re-exposure was performed after development instead of before development, and the results shown in Table 1 were obtained.
  • the resist pattern of the present invention A resist that has the same sensitivity and resolution as before and can form a good pattern, and has greatly improved dry etching resistance even when the same photosensitive resin composition is used.
  • a pattern can be formed.
  • the pattern forming method of the present invention can be suitably used in the manufacture of semiconductor devices and liquid crystal display devices, the manufacture of circuit boards such as thermal heads, and the like.

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Description

明 細 書 ドライエッチング耐性の向上したレジス トパターンを形成する 方法 技術分野
本発明は、 ポジ型感光性樹脂組成物を用いて ドライエツチン グ耐性の優れたレジス トパターンを形成する方法に関し、 さ ら に詳細には、 半導体集積回路、 液晶表示パネル （ L C Dパネル ) などのフラッ トパネルディ スプレイ （ F P D )、 サーマルへ ッ ドなどの回路基板の製造等において好適に使用することがで きる、 ポジ型感光性樹脂組成物を用いてドライエッチング耐性 の優れたレジス 卜パターンを形成する方法に関する。 背景技術
L S I などの半導体集積回路や、 L C Dパネルなどの F P D 、 サ一マルヘッ ドなどの回路基板の製造等を初めとする幅広い 分野において、 微細素子の形成あるいは微細加工を行うため、 従来からフォ ト リ ソグラフィ ー法が用いられている。 フォ ト リ ソグラフィ一法においては、 レジス トパターンを形成するため にポジ型またはネガ型感光性樹脂組成物が用いられる。 これら 感光性樹脂組成物のうち、 ポジ型感光性樹脂組成物としては、 アルカリ可溶性樹脂と感光性物質としてのキノ ンジアジ ド化合 物を含有する組成物が広く用いられている。 この組成物は、 例 えば 「ノポラック樹脂 Zキノ ンジアジド化合物」 として、 特公 昭 5 4— 2 3 5 7 0号公報 （米国特第 3 , 6 6 6 , 4 7 3号明 細書）、 特公昭 5 6 — 3 0 8 5 0号公報 （米国特許 4， 1 1 5 ， 1 2 8号明細書）、 特開昭 5 5 — 7 3 0 4 5 号公報、 特開昭 6 1 - 2 0 5 9 3 3号公報等多くの文献に種々の組成のものが 記載されている。 このような感光性樹脂組成物は、 シリ コン基 板やアルミニウム、 モリブデン、 クロムなどの金属膜基板、 ま た I T Oなどの金属酸化膜基板上に、 スピンコー ト法、 ロール コー ト法、 ラン ドコー ト法、 流延塗布法、 浸漬塗布法などの方 法により塗布されて、 薄膜とされる。 次いで、 この感光性樹脂 組成物の薄膜を、 回路パターン等、 所望のマスクパターンを介 して、 紫外線などにより露光した後現像することにより、 マス クパターンに対応したレジス トパターンが形成される。 このレ ジス トパターンをマスクとして半導体基板などの基板の ドライ エッチングを行う ことにより、 微細加工を施すことができる。 この ドライエッチングを行う際には、 マスクとして機能するレ ジス トパターンには十分な ドライエッチング耐性が要求される そこで、 レジス トパターンに ドライエッチング耐性を付与す る、 あるいはレジス トパターンの ドライエッチング耐性を更に 向上させることを目的として、 従来よ り、 材料面およびプロセ ス面から研究がなされ、 種々の材料、 方法が提案されている。 例えば、 材料面からは、 ノボラック樹脂のようなアルカ リ可溶 性樹脂とナフ トキノ ンジアジドスルホン酸エステルなどのキノ ンジアジ ド化合物からなるポジ型感光性樹脂組成物において、 アルカリ可溶性樹脂として分子量の大きなものを用いたり、 ァ ルカリ可溶性樹脂中のモノマー、 ダイマー成分を除去するとい う ことが行なわれている。 しかし、 前者の場合は感度の低下、 後者の場合は感度の低下および密着性の低下という別の問題が 生じる。 また、 例えば、 アルカ リ可溶性樹脂成分として、 3— ナフ トールを縮合成分とするノボラック樹脂を用いるもの （特 開昭 6 0 — 1 7 3 5 4 4号公報）、 特定のテルペン類を縮合成 分として含有するノポラック樹脂を用いるもの （特開平 9 — 1 6 0 2 3 4号公報）、 低分子量成分を特定範囲に除去したノポ ラック樹脂を用いるもの （特開昭 6 0 — 1 8 9 7 3 9号公報） なども報告されている。
一方、 プロセス面からは、 P M M Aなどの感光性樹脂を用い て形成したレジス トパターンに低加速度電子ビームを全面一括 照射する方法 （特開平 2 — 2 5 2 2 3 3号公報）、 化学増幅型 レジス トを用いて形成されたレジス トパターンを化学増幅型レ ジス トの感光波長光により全面露光する方法 （特開平 6 — 6 9 1 1 8号公報）、 化学増幅型レジス 卜を用いて形成されたレジ ス トパターンをレジス ト膜が吸収をもつ単一波長ピークの光か らなる光源により再露光処理する方法 （特開平 1 0 — 3 3 3 3 4 0号公報） などが報告されているが、 いずれもレジス トパタ —ンを形成した後に、 レジス 卜パターンに電子ビームあるいは 紫外光などを照射することによ り レジス ト膜の改質を行う もの であって、 例えばアルカリ可溶性樹脂とキノ ンジアジド化合物 からなるようなポジ型感光性樹脂組成物には適用できないか、 適用できたとしても飛躍的な改善は望めないもので、 このよう なポジ型感光性樹脂組成物についての ドライエッチング耐性の 更なる改良が要求されている。
本発明は、 上記のような状況に鑑み、 ポジ型感光性樹脂組成 物を用いてレジス トパターンを形成する方法において、 良好な パターンを形成することができ、 高感度 · 高解像力を維持した 上で、 ドライエッチング耐性の大幅な向上を可能にする方法を 提供することを目的とするものである。 発明の開示
本発明者らは、 鋭意研究、 検討を行った結果、 ポジ型感光性 樹脂組成物を用い、 パターン露光後アルカリ現像することによ り レジス トパターンを形成する方法において、 少なく とも本来 未露光部であって現像後感光性樹脂組成物が残存する部分を軽 度に露光し、 然も当該部分が現像処理後に残存するよう現像を 行う ことにより、 上記目的を達成することができることを見出 し、 本発明に至ったものである。 なお、 本来未露光部であって 現像後感光性樹脂組成物が残存する部分の軽度の露光は、 ポジ 型感光性樹脂組成物からなる感光層へのパターン露光がなされ る前、 パターン露光を行う際あるいはパターン露光がなされた 後の任意の段階で行う ことができる。 本発明のレジス トパター ン形成方法において、 この本来未露光部にあたる部分を軽度に 露光することにより、 得られるレジス トパターンの ドライエツ チング耐性が向上する理由は、 次のようなことによるものであ ると考えられる。
すなわち、 従来、 ノポラック樹脂のようなアルカ リ可溶性榭 脂とキノ ンジアジ ド化合物からなるようなポジ型感光性樹脂を 露光後アルカリ現像すると、 露光部はアルカ リ現像液により除 去される一方、 未露光部分はアルカリ現像液との接触によ りァ ゾカップリ ング反応を起こし、 表面難溶化層が形成される。 上 記従来技術の現像後の再露光では、 表面難溶化層形成後の露光 処理となり、 該露光処理によるレジス ト膜の改質は難しい。 こ れに対し、 本発明では、 従来の未露光部分に表面難溶化層が形 成される前、 すなわちアルカ リ現像を行う前に未露光部を軽度 に露光するものであり、 この軽度の露光によ り、 本来未露光部 である領域においては現像の際アルカ リ可溶性樹脂の低分子領 域の成分が優先的に溶出される。 これによ り、 本来未露光部で ある領域においては、 アルカ リ可溶性樹脂が相対的に高分子量 化された状態で表面難溶化層が形成される こととなり、 形成さ れたレジス トパターンの ドライエッチング耐性が向上する。
上記したように、 本発明における、 本来未露光部にあたる部 分の軽度の露光は、 感光層をパターン露光する前、 パターン露 光時あるいはパターン露光後に行う ことができる。 例えば、 こ の軽度の露光をパターン露光時に行うには、 露光用マスクとし て未露光領域が完全遮光状態とされていないハーフ トーンマス クあるいは位相シフ トマスクを用いればよい。
一方、 従来の露光におけるように、 回路パターンなどの所望 のパターンを有する全遮光マスクを用いてパターン露光を行う 場合には、 パターン露光前あるいはパターン露光後に、 パター ン露光の際に未露光部となる領域を軽度に露光すればよい。 こ の軽度の露光は、 少なく とも未露光領域にあたる部分を露光す ればよく 、 例えば未露光領域のみの部分的な露光でもよいし、 未露光領域を含みさ らにパターン露光領域をも含む部分的な露 光でもよいし、 全面露光によってもよい。 上記ハーフ トーンマ スクなどを用いての露光では、 従来と同じく一回の露光工程に より ドライエッチング耐性の向上したレジス トパターンを形成 することができるという利点がある。 また、 上記全面露光ある いは部分的な露光による方法は、 パターン露光工程とは別のェ 程を更に必要とするが、 露光の際の光量の調整が簡便に行える という利点がある。 また、 全面露光によれば、 さ らにパターン 露光の際ハーフ トーンマスクのような特殊な遮光マスクを用い る必要はないし、 部分的に露光する際のマスクを作成する必要 もないうえ、 部分マスクを使用する際の位置合わせの煩わしさ もないという利点がある。
本発明のレジス トパターン形成方法で用いられるポジ型感光 性樹脂組成物は、 例えばアルカ リ可溶性榭脂を含有する従来か ら公知のポジ型感光性樹脂組成物のいずれでもよい。 このよう なポジ型感光性樹脂組成物の代表的なものとして、 アルカ リ樹 脂成分として、 ノポラック榭脂、 ヒ ドロキシスチレン系樹脂あ るいはアク リル系樹脂などを含有し、 感光性物質として 1 ， 2 一ナフ トキノ ンジアジド— 5 —あるいは— 4 —スルホン酸エス テル化合物などのキノ ンジアジ ド化合物を含有するものが挙げ られる。 また、 感光性樹脂組成物には、 界面活性剤などの塗布 助剤、 接着助剤、 吸光剤、 架橋剤など従来ポジ型感光性樹脂組 成物に添加されている公知の添加剤を任意に含ませることがで きる。 また、 感光性樹脂組成物に用いられる溶剤も従来公知の いずれのものも使用することができる。
さ らに、 本発明におけるパターン露光のための光源は、 使用 する感光性樹脂組成物の感光波長領域に応じて、 従来公知の露 光用光源から適宜選択、 使用すればよい。 このようなパターン 露光用の光源としては、 例えば水銀ランプ、 メタルハライ ドラ ンプ、 キセノ ンランプ、 水銀キセノ ンランプ、 K r Fエキシマ 照射装置 （波長 2 4 8 n m )、 K r C l エキシマ照射装置 （波 長 2 2 2 n m )、 X eエキシマ照射装置 （波長 1 7 2 n m )、 X e C 1 エキシマ照射装置 （波長 3 0 8 n m ) などが代表的なも のとして挙げられる。
一方、 未露光領域を軽度に露光する際に用いられる光源も、 パターン露光用光源と同様使用する感光性樹脂組成物の感光波 長領域に応じて、 従来公知の露光用光源から適宜選択、 使用す ることができる。 この軽度露光時の光源は、 パターン露光で用 いられるあるいはパターン露光で用いられた光源と同じもので もよいし、 異なるものでもよい。 また、 軽度露光の際の露光時 間や露光強度は、 使用する露光波長に対する感光性樹脂組成物 の感度や、 現像時使用する現像液の種類、 現像時間などを勘案 して、 現像後本来未露光である部分に ドライエッチング耐性の 向上したレジス トパターンが形成される範囲で適宜決定されれ ばよく 、 特に限定されるものではない。
また、 ハーフ トーンマスクなどを用いて、 パターン露光時に 同時に本来未露光である領域に軽度の露光を行う場合には、 遮 光マスクの遮光部の光透過率を、 パターン露光時の露光により 、 現像後のレジス トパターンの ドライエッチング耐性が向上す る範囲となるような適宜の値としたマスクを作成し、 このマス クを介して露光を行えばよい。
すなわち、 本発明における本来未露光部である領域の露光は 、 パターン露光と同時にあるいはパターン露光とは別工程で、 本来パターン露光の際の未露光部であって現像後感光性樹脂組 成物が残存する部分を露光し、 現像後に当該部分にレジス トパ ターンが形成されるように現像した際に、 形成されたレジス ト パターンの ドライエッチング耐性が、 当該本来未露光部にあた る部分を露光しない場合のものに比べ向上する範囲の露光量で 行えばよいのである。 本発明において 「軽度の露光」 とは、 こ の現像後のレジス トパターンの ドライエッチング耐性が向上す る範囲の露光量でポジ型感光性榭脂組成物からなる感光層の本 来未露光部である領域を露光することをいうのである。 この軽 度の露光は、 感光性榭脂組成物の組成、 処理方法など種々の条 件により変わるので一般的に露光量範囲を規定するのは困難で あるが、 通常、 感光性樹脂組成物の適正露光量の 5 0 %以下、 さ らには 1 〜 3 0 %程度であることが好ましい。 また、 本発明 のパターン形成方法においては、 パターン露光あるいは軽度の 露光の際、 感光層を加熱した状態としておいてもよい。
なお、 パターン露光は、 従来公知のいずれの方法によっても 良い。 すなわち、 パターン露光は、 通常全遮光マスクを介して の全面露光により行われるが、 これに限られるものではなく、 遮光パターンマスクを介しての全面ビーム露光でもよいし、 あ るいは遮光パターンマスクを用いることなく、 ビームをオン · オフ制御するビーム走査露光によってもよい。 また、 ハーフ ト —ンマスクなどを用いてのパターン露光も、 全遮光マスクを用 いる場合と同様の方法で行う ことができる。 さ らに、 ハーフ ト —ンマスクと同様の効果を得るべく、 マスクを用いることなく ビームの強弱のみにより、 パターンの露光部と未露光部の露光 を行うようにしてもよい。
また、 本発明のレジス トパターン形成方法において用いるこ とのできるアルカ リ現像液としては、 従来ポジ型感光性樹脂組 成物を現像する際に用いられている公知の任意のアルカリ現像 液を用いることができる。 このような現像液としては、 水酸化 テトラメチルアンモニゥムのような有機ァミ ンの水溶液、 水酸 化ナ ト リ ウムなどの金属水酸化物の水溶液などが代表的なもの として挙げられる。 現像液の現像剤濃度、 現像時間、 現像温度 は、 本来未露光部にあたる部分が現像後残存するような適宜の 濃度、 時間、 温度とされる。 例えば、 アルカ リ可溶性ノポラッ ク樹脂と o —ナフ トキノ ンジアジ ドスルホン酸エステル化合物 を含有するポジ型感光性樹脂組成物を水酸化テ トラメチルアン モニゥム水溶液を用いて現像する場合、 現像剤濃度は通常 1〜 5重量％、 好ましく は 2〜 3重量％であり、 現像時間は通常 1 0〜 3 0 0秒、 好ましく は 3 0〜 ： L 2 0秒、 現像温度は通常 1 5〜 3 0 ：、 好ましく は 2 0〜 2 5 で行われる。 発明を実施するための最良の形態
以下に本発明をその実施例をもって更に具体的に説明するが 、 本発明の態様はこれらの実施例に限定されるべきものではな い。
実施例 1
重量平均分子量がポリスチレン換算で 6 ， 8 0 0のノポラッ ク樹脂 1 0 0重量部に対し、 感光性物質としての 2， 3， 4， 4 ， 一テ トラヒ ドロキシベンゾフエノ ンと 1 ， 2 —ナフ トキノ ンジアジ ドー 5 —スルフォニルクロライ ドとの反応生成物を 1 5重量部の割合でプロピレングリ コールモノメチルエーテルァ セテー トに溶解し、 回転塗布の際にレジス ト膜上にできる放射 状のしわ、 いわゆるス トリエーシヨ ンを防止するために、 更に フッ素系界面活性剤、 フロラ一ドー 4 7 2 (住友 3 M社製） を 3 0 0 p p m添加して攪拌した後、 0 . 2 mのフィルタ一で ろ過して、 本発明において用いる感光性樹脂組成物を調製した この組成物を 4インチシリ コンウェハー上に回転塗布し、 1 0 0 、 9 0秒間ホッ トプレー トにてべ一ク後、 1 . 5 ΠΙ厚 のレジス ト膜を得た。 このレジス ト膜に、 ニコン社製 g線ステ ッパー （ F X— 6 0 4 F ) にてラインとスペース幅が 1 ： 1 と なった種々の線幅がそろったテス トパターンを 8 O m J Z c m 2で露光した。 （通常露光） その後、 ライ ンパターンの入ったマ スクを除き、 再びニコン社製 g線ステッパー （ F X— 6 0 4 F ) にて l O m J Z c m2で露光後 （再全面露光）、 2 . 2 0重量 %水酸化テ トラメチルアンモニゥム水溶液で 2 3 ：、 6 0秒間 現像した。
得られたレジス トパターンをサムコ社製反応性イオンエッチ ング装置 （ R I E— 1 0 N ) にて、 ガス組成を C 2 F 6 ： C H F 3 : H e = 1 6 : 2 4 : 1 0 0 とし、 9 0、 1 0 0、 1 1 0 Wで、 それぞれ 5分間の条件で ドライエッチングを行なった。 なお、 実用上のエッチング条件は、 ガス組成等で一義的に決め られないものの、 1 1 0 W、 5分間或いはそれ以上の過酷な条 件で行われることもしばしばある。 エッチング後、 塗布膜の表 面を観察し、 表 1 の結果を得た。
実施例 2
通常露光の際に、 ライ ンとスペース幅が 1 ： 1 となった種々 の線幅がそろったテス トパターンでライ ン部分の透過率が 8 % であるハーフ トーンマスクを用いて露光し、 再全面露光をおこ なわないこと以外は実施例 1 と同様に行い、 表 1 の結果を得た 比較例 1
再全面露光しないこと以外は実施例 1 と同様に行い、 表 1 の 結果を得た。
比較例 2
再全面露光を現像前に行う代わりに、 現像後に行う こと以外 は実施例 1 と同様に行い、 表 1 の結果を得た。
Figure imgf000013_0001
表面状態の判断基準
〇： 変化なし △ 部白濁部分がある X 白濁 表 1 から、 ポジ型感光性樹脂組成物を所望のパターンを有す るマスクを用いて露光する工程と現像の工程の間に全面を再度 露光する工程を挿入するか、 ハーフ トーンマスクを用いて露光 を行なう ことによって、 本来未露光部である領域に軽度の露光 を行う ことにより、 レジス トパターンの ドライエッチング耐性 が大きく 向上することが分かる。 発明の効果
以上述べたことから明らかなように、 本発明のレジス トパタ ーン形成方法により、 従来どおりの感度および解像度を有し、 かつ良好なパターンを形成することができるとともに、 同じ感 光性樹脂組成物を用いても ドライエッチング耐性が大幅に向上 されたレジス トパターンを形成することができる。 産業上の利用可能性
本発明のパターン形成方法は、 半導体デバイスや液晶表示装 置の製造、 サーマルヘッ ドなどの回路基板の製造などにおいて 好適に使用することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . ポジ型感光性樹脂組成物を用い、 パターン露光後アルカ リ 現像することにより レジス トパターンを形成する方法において 、 少なく とも本来未露光部であって現像後感光性樹脂組成物が 残存する部分を軽度に露光し、 然も当該部分が現像処理後に残 存するように現像することを特徴とする ドライエッチング耐性 の向上したレジス トパターンを形成する方法。
2 . 上記パターン露光が所望のパターンを有する全遮光マスク を介して行われ、 上記軽度の露光が全面あるいは部分露光によ り行われ、 かっこの軽度の露光が前記パターン露光工程と現像 工程の間で行われることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載 の ドライエッチング耐性の向上したレジス トパターンを形成す る方法。
3 . 上記パターン露光および軽度の露光が、 パターン露光マス クとしてハーフ トーンマスクを用いての露光によ り行われるこ とを特徴とする請求の.範囲第 1項に記載の ドライエッチング耐 性の向上したレジス 卜パターンを形成する方法。
4 . 上記ポジ型感光性樹脂組成物がアルカ リ可溶性樹脂と感光 性物質からなり、 アルカリ可溶性樹脂がノポラック樹脂である ことを特徴とする請求の範囲第 1 〜 3項のいずれか 1項に記載 の ドライエッチング耐性の向上したレジス トパターンを形成す る方法。
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