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反応現像画像形成法 コモンズ

国内特許コード P110004985
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2007-122964
公開番号 特開2007-328333
登録番号 特許第5110507号
出願日 平成19年5月8日(2007.5.8)
公開日 平成19年12月20日(2007.12.20)
登録日 平成24年10月19日(2012.10.19)
優先権データ
  • 特願2006-129836 (2006.5.9) JP
発明者
  • 大山 俊幸
  • 友井 正男
出願人
  • 国立大学法人横浜国立大学
発明の名称 反応現像画像形成法 コモンズ
発明の概要 【課題】 「反応現像画像形成法」(特開2003-76013)を改良し、ネガ型フォトレジストを効率的に製造することができる方法を開発した。
【解決手段】 基板上に、ヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に含む縮合型ポリマー、N-置換マレイミド化合物などのアニオン再生剤及びジアゾナフトキノンなどの光酸発生剤を含む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て、テトラ置換アンモニウムヒドロキシド、低分子アルコール及び水を含む溶媒から成る現像液を用いて現像すると、紫外線照射後の露光部と非露光部の現像液に対する溶解性に顕著な差がある。その結果ネガ型のフォトレジストを形成することができる。
【選択図】 なし
従来技術、競合技術の概要


フォトレジストは通常、写真甲板加工における関連技術において、印刷板プリント電子回路及びプリント回路基板の製造、又はミクロ電子工学における半導体積層品の製造のために使用される光造形可能な有機ポリマーに用いられる。
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。



発明者らは、既に、何ら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、「反応現像画像形成法」という新しい手段を開発した(特許文献1)。
この「反応現像画像形成法」は、ポジ型のフォトレジスト技術の一種であり、まず、フォトレジスト層をヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に含む樹脂と光酸発生剤とから成る混合物により形成した後に、この層を適宜所望のパターンにマスクした後に、紫外線を照射する。この紫外線照射により光酸発生剤は酸を発生させる。これをアルカリ(特に、求核性のアミン)を含む現像液で洗浄すると、このアルカリ(特に、求核性のアミン)が生成した酸と反応することにより、塩が生成し、露光域の極性が増大する。その結果、現像液中のアルカリ(特に、求核性のアミン)がこの露光域のポリマーの主鎖を構成するヘテロ原子に結合したカルボニル基を攻撃する。この攻撃により該カルボニル基の箇所で主鎖は切断される。この主鎖の切断により、ポリマーは低分子化され、現像液に溶解する。



【特許文献1】
特開2003-76013

産業上の利用分野


この発明は、半導体集積回路、プリント配線基板又は液晶パネル等の製造に用いることのできるフォトレジスト技術に関し、より詳細には、主鎖にヘテロ原子に結合したカルボニル基を有するポリマー及び光酸発生剤とアニオン再生剤を用いて成膜して光照射し、現像工程を経てネガ型画像を形成するフォトレジスト技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板上に、ヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に含む縮合型ポリマー、アニオン再生剤及び光酸発生剤を含むフォトレジスト層を設け、所望のパターンでマスクする段階、このパターン面に紫外線を照射する段階、及び該フォトレジスト層を現像液で処理する現像段階から成り、該アニオン再生剤が下式
【化1】


(式中、Xは下式で表される置換基を表し、
【化2】


式中、Yは、-NR、-OR(但し、-OHを除く。)、-CR又は-SR(但し、-SHを除く。)を表し、Rは、それぞれ独立して、水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。)で表される化合物、下式
-CONHR
又は
-COCH(R
(式中、Rは、それぞれ独立して、脂肪族基又は芳香族基を表し、Rは上記と同様に定義される。)で表される化合物、下式
【化3】


(式中、Rのうち少なくとも一つは脂肪族基又は芳香族基を表し、その他は水素原子を表し、Zは酸素原子(-O-)又は硫黄原子(-S-)を表す。)で表される化合物、又は下式
CH(RC(ROCO-N(R
(式中、Rの少なくとも一方は電子求引基を表し、その他は水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。Rは上記と同様に定義される。)で表される化合物であり、該現像液がテトラ置換アンモニウムヒドロキシド、低分子アルコール及び水を含む溶媒から成る反応現像画像形成法。

【請求項2】
前記光酸発生剤が1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸-p-クレゾールエステルであり、前記アニオン再生剤が下式
【化4】


(式中、Rは上記と同様に定義される。)で表されるN-置換マレイミド化合物である請求項1に記載の方法。

【請求項3】
基板上に請求項1又は2に記載の方法によって形成されたフォトレジスト層を有し、該フォトレジスト層の膜厚が0.1~500μmであるネガ型フォトレジスト構造物。

【請求項4】
前記フォトレジスト層が所望のパターンのレリーフ構造が形成された請求項3に記載のフォトレジスト構造物。

【請求項5】
膜厚が0.1~500μmであるフォトレジスト層を有する基板であって、該フォトレジスト層が、ヘテロ原子に結合したカルボニル基(C=O)を主鎖に含む縮合型ポリマー、アニオン再生剤及び光酸発生剤から成り、該アニオン再生剤がN-フェニルマレイミドである基板。




【請求項6】
前記光酸発生剤が1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸-p-クレゾールエステルである請求項5に記載の基板。


国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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