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IMAGE FORMING METHOD BY REACTION DEVELOPMENT commons

Patent code P110004945
Posted date Aug 18, 2011
Application number P2005-035508
Publication number P2006-221019A
Patent number P4538631
Date of filing Feb 14, 2005
Date of publication of application Aug 24, 2006
Date of registration Jul 2, 2010
Inventor
  • (In Japanese)大山 俊幸
  • (In Japanese)友井 正男
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人横浜国立大学
Title IMAGE FORMING METHOD BY REACTION DEVELOPMENT commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new "image forming method by reaction development" for forming a photoresist image by one-stage development by using a polymer having a carbonyl group in a side chain, by irradiating the polymer with an ultraviolet ray, and by using a developing solution consisting of a metal alkoxide and a polar solvent.
SOLUTION: The image forming method includes steps of: providing a photoresist layer comprising the polymer having a carbonyl group in a side chain and a photoacid generator on a substrate and masking the layer with a desired pattern; irradiating the pattern surface with UV; and processing the photoresist layer with a developing solution. The developing solution contains a metal alkoxide represented by a following formula: MO-R-X (wherein, M represents an alkali metal or an alkaline earth metal; R represents an alkylene group; and X represents a primary amino, secondary amino or tertiary amino group) and a polar solvent. A substrate having a photoresist layer formed by the image forming method by reaction development is used in microelectronic engineering or an optoelectronic integrated circuit or component.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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。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。



以前のフォトレジストはポリマーの側鎖などに塩基と酸-塩基反応が可能な官能基(例えばカルボキシル基やフェノール性水酸基など)を持つか、あるいは酸や塩基により反応してカルボキシル基やフェノール性水酸基を発生できるような反応性基(保護基と結合したエステルあるいはフェノール型エーテルなど)を持たせることが必須であった(例えば、特許文献1~3等参照。)。例えば、単純なポリカーボネートを従来のような手法でレジストにするためには、このポリマーの側鎖にカルボキシル基やフェノール性水酸基又はこれらに適当な保護基が結合した基を導入する必要があるが、これらの官能基の導入は大変困難であった。



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4)。
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2001-66781
【特許文献2】
特開2001-192573
【特許文献3】
特開2001-249458
【特許文献4】
特開2003-76013

Field of industrial application (In Japanese)


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、側鎖にカルボニル基を有するポリマー及び光酸発生剤とを用いて成膜して光照射し、現像工程を経てポジ型画像を形成するフォトレジスト技術に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
基板上に側鎖に下式
【化3】
 


(式中、R2は、アルキル基又はアリール基を表す。)の置換基を有するポリマー及び光酸発生剤から成る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、該現像液が下式
MO-R-X
(式中、Mはアルカリ金属又はアルカリ土類金属、Rはアルキレン基、Xは1級アミノ基(-NH2)を表す。)で表される金属アルコキシドと極性溶媒を含み、該極性溶媒がアルコール類である反応現像画像形成法。

【請求項2】
 
記アルコール類がメタノール、エタノール又はプロパノールである請求項1に記載の反応現像画像形成法。

【請求項3】
 
求項1又は2に記載の方法によって、基板上に膜厚が0.1~500μmであるフォトレジスト層を有するフォトレジスト構造物を製造する方法

【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に記載の方法
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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