JP4590634B2 - 反応現像画像形成法 - Google Patents
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Description
ミクロ電子工学の半導体集積部品の製造において回路構造を作るために半導体基材はフォトレジストで被覆されるフォトレジスト層の画像形成露光及びこれに続く現像はフォトレジストレリーフ構造を作り出す。このレリーフ構造は半導体基材上に、金属又は他の半導体又は絶縁基材を用いたエッチング−ドーピング、被覆により実際の回路パターンを作るためのマスクとして使用される。その後、フォトレジストマスクは通常除かれる。複数のかかる加工サイクルを用いてマイクロチップのレリーフ構造は基材に形成される。
異なる2種のフォトレジスト、即ちポジ型レジストとネガ型レジストが知られている。2種の違うところはポジ型フォトレジストの露光域は現像プロセスにより除去され、未露光域が基材上に層として残る。一方、ネガ型作用フォトレジストの照射域はレリーフ構造として残ることにある。ポジ型フォトレジストは本質的に高い画像分解能を有していて、VLSI(超大規模集積回路)の製造に使用されている。
一般にカプトンと呼ばれるポリイミドは溶剤に難溶であるため、その前駆体の不安定なポリアミド酸を用い、これにアクリル酸系のエステルを添加した系の光照射によってネガ型の画像が得られていた。
光照射によりランダムにポリマーの主鎖切断が起こり低分子量化するポリマーが見出されている。カルボニル基を含むポリマーはNorrish反応のタイプ1及びタイプ2に分解する。この系列のポリマー主鎖切断は主鎖カルボニル基の励起を経て生じるため、X線、電子線、短波長紫外線を必要とし、感度は低いが、非常に高い解像度と優れたプロファイルを与える(非特許文献1、2)。
そのため、何らこのような特殊な反応基を樹脂骨格の側鎖に持たせることなしに、ヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に有する樹脂を用いて、フォトレジストを行うために、発明者らは、「反応現像画像形成法」という全く新しい手段を開発した(特許文献4)。
即ち、本発明は、基板上にフォトレジスト層を設け、所望のパターンでマスクし、このパターン面に紫外線を照射し、その後この層をアルカリを含む溶剤で洗浄することから成る現像画像形成法において、該フォトレジスト層が下式
R1は、芳香環又は−R3−X−R4−で表される2価基である。
R3及びR4は、それぞれ同じであっても異なってもよく、芳香環を表す。
これらの芳香環としては、ベンゼン環、ナフタリン環、アントラセン環、ナフタセン環等が挙げられるが、ベンゼン環が好ましい。芳香環として、p−フェニレン基が好ましく用いられる。この芳香環は置換基を有していてもよい。置換基としては、短鎖アルキル基、短鎖アルコキシ基等が挙げられる。
このR1としては、例えば、下式の2価基が挙げられる。
nはこのポリマーの分子量に相当する数を表す。重量平均分子量は通常5,000〜500,000程度である。
このようなポリエステルイミドとして、例えば、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン2,6-ナフタレート、ポリアリレート、ポリウレタン等とのコポリマーが挙げられる。
基板上への被覆は通常、浸漬、噴霧、ロール塗り又はスピンコーティングによって行われる。生じた層の厚さはフォトレジスト溶液の粘度、固形分含量及びスピンコーティング速度に依存する。本発明のフォトレジストは0.1〜500μm、好ましくは1〜100μmの層厚を持つ層及びレリーフ構造を作ることができる。多層回路における薄層は一時の間に合わせのフォトレジストとして又は絶縁層として1〜50μmにすることができる。フォトレジストを基材に塗布した後、これに普通50〜120℃の温度範囲で予備乾燥させる。オーブン又は加熱プレートを使用できる。オーブン中での乾燥時間は5〜60分である。
カルボン酸二無水物として下式の1,2-ビス(トリメリットオキシ)エタン酸二無水物を用いて合成したポリエステルイミド(重量平均分子量 51,000)について、実施例1と同様の操作を行い、膜厚12.3μmの感光性被塗膜を得た。実施例1と同様の光照射の操作を行い、エタノールアミン/NMP/イオン交換水(重量比)=1/1/1からなる現像液100gを用いて現像を行った結果ポジ型の像を得た。現像時間は90分であり、解像度はラインアンドスペースパターンで10μmであった。
Claims (7)
- 基板上にフォトレジスト層を設け、所望のパターンでマスクし、このパターン面に紫外線を照射し、その後この層をアルカリを含む溶剤で洗浄することから成る現像画像形成法において、該フォトレジスト層が下式
- 前記R1が下式のいずれかの2価基を表す請求項1に記載の反応現像画像形成法。
- 前記R2が下式のいずれかの2価基を表す請求項1又は2に記載の反応現像画像形成法。
- 前記アルカリがアミンである請求項1〜3のいずれか一項に記載の反応現像画像形成法。
- 前記アルカリを含む溶液が、アミン並びに水及び有機溶剤の少なくとも一方から成る混合物である請求項4に記載の反応現像画像形成法。
- 基板上に請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法により形成されたフォトレジスト層を有するフォトレジスト構造物。
- 基板上に下式
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