WO2018123626A1 - 突起電極用ネガ型レジスト組成物及び突起電極の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a negative resist composition for bump electrodes and a method for producing the bump electrodes.
- Flip chip connection is often used in applications such as LEDs (Light Emitting Diodes) and laser devices.
- LEDs Light Emitting Diodes
- laser devices In such flip chip connection, it can be referred to as a protruding electrode or a bump (hereinafter simply referred to as “protruding electrode”).
- a substrate having an electrode is used.
- the protruding electrode is also used for a probe used for inspecting a flexible printed circuit (FPC) substrate or a liquid crystal display panel. The needs for such probes are also expanding in recent years.
- FPC flexible printed circuit
- a method for manufacturing a bump electrode a method including a baking process in which a temperature in the thickness direction of the resist film has a temperature gradient when the resist film subjected to the exposure process is baked has been proposed.
- a baking process a temperature gradient in the thickness direction of the resist film is formed by heating one side of the resist film and cooling the other side.
- the resist film has different resistances in the thickness direction with respect to the developer, and it is possible to satisfactorily form the tapered shape of the protruding electrode when developed with the developer.
- Patent Document 1 is an apparatus that is used to cool or heat a resist film because the resist film is cooled or heated to vary the resistance to a developing solution at various points in the resist film. Depending on the performance and the like, it was difficult to stably form a good reverse tapered shape from the resist film. Further, the tapered shape of the protruding electrode obtained by the manufacturing method described in Patent Document 1 has room for improvement.
- the present inventors have intensively studied for the purpose of solving the above problems. Then, the present inventors obtained a protruding electrode using a resist composition having a predetermined wavelength or less of ultraviolet light transmittance when a resist film having a specific thickness is formed. The inventors have found that the taper shape of the protruding electrode can be made particularly favorable, and have completed the present invention.
- the present invention aims to advantageously solve the above-mentioned problems, and the negative resist composition for bump electrodes of the present invention has a wavelength when a resist film having a thickness of 3.5 ⁇ m is formed.
- the light transmittance of the resist film at 365 nm is 30% or less.
- the “light transmittance at a wavelength of 365 nm” is determined by the method described in Examples for a resist film having a thickness of 3.5 ⁇ m formed using the negative resist composition for protruding electrodes of the present invention. It is the measured light transmittance.
- the “thickness” of the resist film can be measured by the method described in Examples.
- the negative resist composition for bump electrodes of the present invention preferably contains a light absorber containing at least one of a compound satisfying the following formula (I) and a bisazide compound.
- p and q are each 0 or 1
- R 11 and R 21 are hydrogen atoms
- R 12 and R 22 each have 1 to 1 carbon atoms which may have a substituent.
- R 3 is an organic group containing a hydrocarbon group or a phenylene group
- R 13 and R 23 are each a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms which may have a substituent
- R 12 and R 13 , R 22 and R 23 , and / or R 13 and R 23 may be bonded to each other to form a ring.
- the negative resist composition for protruding electrodes of the present invention preferably further contains a resin, and preferably contains 0.1 parts by mass or more of the light absorber with respect to 100 parts by mass of the resin. This is because if the negative resist composition for protruding electrodes of the present invention contains the light absorber in a proportion of the lower limit value or more, a protruding electrode having a better taper shape can be formed.
- the negative resist composition for bump electrodes of the present invention preferably contains a halogen-containing triazine photoacid generator. This is because if the negative resist composition for protruding electrodes of the present invention contains a halogen-containing triazine photoacid generator, a protruding electrode having a better taper shape can be formed.
- the method for manufacturing a protruding electrode according to the present invention is a method for forming a resist film having a thickness of 3.5 ⁇ m at a wavelength of 365 nm.
- a resist film forming step of forming a negative resist film by applying a negative resist composition for protruding electrodes on the substrate, the resist film having a light transmittance of 30% or less, and exposing the negative resist film An exposure process; a baking process for baking the negative resist film that has undergone the exposure process; a developing process for developing the negative resist film that has undergone the baking process to obtain an opening through which the substrate is exposed; and plating.
- the present invention it is possible to provide a negative resist composition for a protruding electrode capable of stably forming a protruding electrode having a good taper shape. Moreover, according to this invention, the manufacturing method of the protruding electrode which has a favorable taper shape can be provided.
- the negative resist composition for protruding electrodes of the present invention is not particularly limited, and can be used when forming protruding electrodes applicable to various applications.
- the negative resist composition for protruding electrodes of the present invention can be used particularly suitably when manufacturing a protruding electrode finer than a protruding electrode of the order of 100 ⁇ m as conventionally manufactured.
- the protruding electrode manufacturing method of the present invention is characterized by using the negative electrode resist composition for protruding electrodes of the present invention.
- the negative resist composition for protruding electrodes of the present invention is characterized in that when a resist film having a thickness of 3.5 ⁇ m is formed, the light transmittance of the resist film at a wavelength of 365 nm is 30% or less. According to the negative electrode resist composition for bump electrodes satisfying such a condition, a negative taper shape for bump electrodes can be stably formed, so that a bump electrode having a good taper shape can be stably formed. Can be formed.
- the light transmittance at a wavelength of 365 nm is preferably 20% or less, and more than 10%. It is preferable that it is more than 13%. If the light transmittance of the resist film at a wavelength of 365 nm is 30% or less, it is possible to optimize the distribution of the amount of light reaching the resist film in the thickness direction in the exposure process, thereby having a favorable reverse taper shape.
- a negative resist film can be formed.
- the negative resist composition for bump electrodes of the present invention is a step of forming a temperature gradient in the thickness direction of the resist film by setting the formed resist film to have the above-mentioned specific light transmittance. Since a reverse taper shape can be formed in the resist film without performing the step, a good reverse taper shape can be stably formed.
- the light transmittance of the resist film naturally varies depending on the thickness of the formed resist film even when the resist film is formed using the same resist composition.
- a resist film having various thicknesses according to the application is formed to form the protruding electrode. Even when manufactured, it has been found that a protruding electrode having a good taper shape can be stably manufactured.
- the negative resist composition for protruding electrodes of the present invention is not particularly limited, and is, for example, a photosensitive resist composition containing a resin (a), a crosslinking component that crosslinks the resin (a), and a light absorber. It is possible. Furthermore, the crosslinking component may be a combination of a compound that generates an acid upon irradiation with light and a compound that crosslinks the resin (a) using the acid generated by the light as a catalyst.
- the resin (a) is not particularly limited, and an alkali-soluble resin that can be generally used for forming a resist can be used.
- alkali-soluble means that the insoluble fraction is less than 0.1% by mass when dissolved in a solution having a pH of 8 or higher.
- examples of the alkali-soluble resin include novolak resin, polyvinyl phenol resin, polyvinyl alcohol resin, resol resin, acrylic resin, styrene-acrylic acid copolymer resin, hydroxystyrene polymer resin, polyvinyl hydroxybenzoate, and mixed resins thereof. Etc. Among these, it is preferable to use the novolac resin alone or in combination with other resins.
- novolak resin a commercially available novolak resin or a novolak resin prepared by reacting phenols with aldehydes or ketones in the presence of an acidic catalyst (for example, oxalic acid) can be used.
- an acidic catalyst for example, oxalic acid
- a novolak resin by using metacresol and paracresol together and subjecting these to formaldehyde, formalin or paraformaldehyde for condensation reaction.
- the charging ratio of metacresol to paracresol is usually 80:20 to 20:80, preferably 70:30 to 40:60, based on mass.
- the average molecular weight of the novolak resin is a weight average molecular weight in terms of monodisperse polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC) and is preferably 1000 or more and 10,000 or less.
- polyvinylphenol resin examples include a homopolymer of vinyl phenol and a copolymer of vinyl phenol and a monomer copolymerizable therewith.
- the monomer copolymerizable with the vinylphenol resin examples include isopropenylphenol, acrylic acid, methacrylic acid, styrene, maleic anhydride, maleic imide, and vinyl acetate.
- the polyvinylphenol resin a homopolymer of vinylphenol is preferable, and a homopolymer of p-vinylphenol is more preferable.
- the average molecular weight of polyvinyl phenol resin is 1000 or more and 20000 or less by the weight average molecular weight (Mw) of monodispersed polystyrene measured by GPC.
- a crosslinking component is a component which bridge
- the crosslinking component includes a compound that generates an acid upon irradiation with light (hereinafter also referred to as a “photoacid generator”) and a compound that crosslinks the resin (a) using an acid generated by light as a catalyst (acid-sensitive substance: And also referred to as “acid crosslinking agent”). Both of these compounds are preferable in that they are excellent in compatibility with the resin (a) and can provide a cross-linked chemically amplified resist having good sensitivity when combined with the resin (a).
- the compound that generates an acid by light is not particularly limited as long as it is a substance that generates a Bronsted acid or a Lewis acid when exposed to light, and includes an onium salt, a halogenated organic compound, a quinonediazide compound, a sulfone compound, and an organic compound.
- An acid ester compound, an organic acid amide compound, an organic acid imide compound, a compound represented by the following formula (X), or the like can be used.
- a resist composition contains a halogenated organic compound or a compound represented by the following formula (X) as a photoacid generator.
- the following formula (X) It is more preferable to include a halogen-containing triazine compound that is a compound represented by Y) or an organic compound having a halogen group and a triazine ring structure, and more preferable to include a halogen-containing triazine compound.
- R 4 represents a monovalent to trivalent organic group
- R 5 represents a substituted or unsubstituted saturated hydrocarbon group, an unsaturated hydrocarbon group or an aromatic compound group
- n is 1 Indicates a natural number of ⁇ 3.
- the aromatic compound group refers to a group of a compound exhibiting physical and chemical properties peculiar to an aromatic compound, for example, an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group or a naphthyl group, a furyl group, a thienyl group.
- heterocyclic groups such as These may have one or more suitable substituents on the ring, for example, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group and the like.
- R 5 is particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.
- R 4 is an aromatic compound group and R 5 is a lower alkyl group.
- the acid generator represented by the above formula (X) is specifically 2,2 ′-(1,3-phenylene) bis [2- (butylsulfonyloxy) represented by the following formula (Y): Imino) acetonitrile].
- the halogenated organic compounds include halogen-containing oxadiazole compounds, halogen-containing triazine compounds, halogen-containing acetophenone compounds, halogen-containing benzophenone compounds, halogen-containing sulfoxide compounds, halogen-containing sulfone compounds, and halogen-containing thiazoles.
- Compounds, halogen-containing oxazole compounds, halogen-containing triazole compounds, halogen-containing 2-pyrone compounds, other halogen-containing heterocyclic compounds, halogen-containing aliphatic hydrocarbon compounds, halogen-containing aromatic hydrocarbon compounds, sulfenyl halides Compound etc. are mentioned.
- halogen-containing triazine compound examples include 2- [2- (3,4-dimethoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [ 2- (4-Methoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [1- (4-methoxy) naphthyl] -4,6-bis (trichloromethyl) ) -1,3,5-triazine and the like.
- 2- [1- (4-methoxy) naphthyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- [2- (4-methoxyphenyl) is used.
- the acid crosslinking agent is a compound (acid-sensitive substance) that can crosslink the resin in the presence of an acid generated by light irradiation (exposure).
- acid cross-linking agents include known acid cross-linking compounds such as alkoxymethylated urea resins, alkoxymethylated melamine resins, alkoxymethylated uron resins, alkoxymethylated glycoluril resins, and alkoxymethylated amino resins. Can be mentioned.
- acid crosslinking agents include alkyl etherified melamine resins, benzoguanamine resins, alkyl etherified benzoguanamine resins, urea resins, alkyl etherified urea resins, urethane-formaldehyde resins, resol type phenol formaldehyde resins, alkyl etherified resole type phenol formaldehydes. Examples thereof include resins and epoxy resins.
- the acid crosslinking agent is preferably a resin having a weight average molecular weight (Mw) in terms of monodisperse polystyrene measured by GPC and having a weight average molecular weight of 300 or more and less than 10,000.
- alkoxymethylated melamine resins are preferable, and specific examples thereof include methoxymethylated melamine resins, ethoxymethylated melamine resins, n-propoxymethylated melamine resins, and n-butoxymethylated melamine resins. it can.
- a methoxymethylated melamine resin such as hexamethoxymethylmelamine is particularly preferable in terms of good resolution.
- alkoxymethylated melamine resins include, for example, PL-1170, PL-1174, UFR65, CYMEL (registered trademark) 300, CYMEL (registered trademark) 303 (above, manufactured by Mitsui Cytec), BX-4000, Nicarak MW-30 and MX290 (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.).
- the acid crosslinking agent can be used alone or in combination of two or more.
- the acid crosslinking agent is blended in an amount of usually 0.5 to 60 parts by mass, preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 2 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. If the blending amount of the acid crosslinking agent is not less than the above lower limit value, the crosslinking reaction is sufficiently advanced to reduce the residual film ratio of the resist pattern after development using an alkali developer, It is possible to avoid the occurrence of deformation such as meandering. If the compounding amount of the acid crosslinking agent is not more than the above upper limit, the resulting resist pattern can have high resolution.
- the light absorber absorbs light irradiated to the resist film.
- a reverse taper-shaped resist pattern can be formed.
- a resist composition using a combination of a photoacid generator and an acid crosslinking agent as a crosslinking component is a crosslinked chemical amplification resist, and the acid generated by light irradiation diffuses in the resist film, and light is Since the cross-linking reaction is caused to a non-contact region, the reverse taper shape of the resist pattern can be well controlled by the presence of the light absorber.
- the light absorber is not particularly limited, and examples thereof include bisazide compounds; natural compounds such as azo dyes, methine dyes, azomethine dyes, curcumin, and xanthones; 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone (so-called “ Dialkylamino compounds such as Michler's ketone]); cyanovinylstyrene compounds; 1-cyano-2- (4-dialkylaminophenyl) ethylenes; p- (halogen-substituted phenylazo) -dialkylaminobenzenes; 1-alkoxy-4- (4'-N, N-dialkylaminophenylazo) benzenes; 1,2-dicyanoethylene; 9-cyanoanthracene; 9-anthrylmethylenemalononitrile; N-ethyl-3-carbazolylmethylenemalononitrile; -(3,3-dicyano-2-propeny
- a bisazide compound having an azide group at both ends or a compound satisfying the following formula (I) is preferable.
- p and q are each 0 or 1
- R 11 and R 21 are hydrogen atoms
- R 12 and R 22 each have 1 to 1 carbon atoms which may have a substituent.
- 3 is an organic group containing a hydrocarbon group or a phenylene group
- R 13 and R 23 are each a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms which may have a substituent
- R 12 and R 13 , R 22 and R 23 , and / or R 13 and R 23 may be connected to each other to form a ring.
- Examples of the substituent that R 12 and R 22 may have, and the substituent that R 13 and R 23 may have when they are hydrocarbon groups having 1 to 3 carbon atoms include, for example, an amino group, an azide group, Examples thereof include a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and a dialkyl (1 to 3 carbon atoms) amino group.
- R 12 and R 22 may be the same or different from each other.
- R 13 and R 23 may be the same or different from each other.
- the bisazide compound is not particularly limited.
- bisazide compounds satisfying the above formula (I) can be suitably used as the light absorber.
- Examples of bisazide compounds satisfying the above formula (I) include 4,4′-diazidochalcone, 2,6-bis (4′-azidobenzal) cyclohexanone, and 2,6-bis (4′-azidobenzal) -4- Examples include methylcyclohexanone, 2,6-bis (4′-azidobenzal) -4-ethylcyclohexanone, and 4,4′-diazidobenzophenone. These can be used singly or in combination.
- examples of the light absorber other than the bisazide compound that can be represented by the above (I) include natural compounds such as curcumin, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, and the like. These can be used singly or in combination.
- the “conjugated structure” means a structure in which sp 2 carbon atoms are continuously bonded.
- the light absorber may have one or a plurality of conjugated structures in its structure, but the total number of sp 2 carbon atoms constituting all the conjugated structures contained in the light absorber may be 6 or more. Preferably, it is 12 or more, more preferably 40 or less, more preferably 30 or less, and still more preferably 20 or less.
- the light absorber preferably contains two or more conjugated structures, and preferably has 2 or more and 20 or less sp 2 carbon atoms constituting each conjugated structure.
- the light absorber preferably contains two or more conjugated structures having a benzene ring structure.
- a bisazide compound such as 2,6-bis (4′-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone represented by the following formula (II), represented by the following formula (III): Curcumin or 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone represented by the following formula (IV) is preferably used, and 2,6-bis (4′-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone is preferably used. Is more preferable.
- “Et” represents an ethyl group.
- the resist composition preferably contains a light absorber with respect to 100 parts by mass of the resin (a), preferably more than 1.0 part by mass, more preferably more than 1.5 parts by mass, and still more preferably 1.8 parts by mass. More than 10 parts by mass, usually 8 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less. If the compounding amount of the light absorber in the resist composition is more than 1.0 part by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (a), a protruding electrode having a more favorable tapered shape can be formed.
- the storage stability of a resist composition can be improved. Furthermore, generally, when the resist film thickness is thick, the light beam hardly penetrates the resist film, so the amount of the light absorber may be relatively small. When the resist film thickness is thin, a relatively large amount is used. It is preferable.
- a salt can be formed by acid-base interaction with an acid that is undesirably generated from a photoacid generator or the like during storage of the resist composition, and the storage stability of the resist composition It is because it can improve.
- the basic compound include inorganic basic compounds and organic basic compounds.
- an organic basic compound is more preferable because of its high solubility in an organic solvent. This is because the uniformity of the coating film formed by applying the resist composition solution on the substrate can be improved.
- organic basic compound examples include nitrogen-containing basic compounds, organic halides, alkoxides, phosphazene derivatives, and Verkade bases.
- the basic compound it is preferable to use a nitrogen-containing basic compound. This is because the storage stability of the resist composition can be further improved.
- nitrogen-containing basic compounds include aliphatic primary amines, aliphatic secondary amines, aliphatic tertiary amines, amino alcohols, aromatic amines, quaternary ammonium hydroxides, and alicyclic amines. Is mentioned.
- an aliphatic primary amine, an aliphatic secondary amine, and an aliphatic tertiary amine are blended as the nitrogen-containing basic compound.
- nitrogen-containing basic compound examples include butylamine, hexylamine, ethanolamine, triethanolamine, 2-ethylhexylamine, 2-ethylhexyloxypropylamine, methoxypropylamine, diethylaminopropylamine, N-methylaniline, N- Ethylaniline, N-propylaniline, dimethyl-N-methylaniline, diethyl-N-methylaniline, diisopropyl-N-dimethylaniline, N-methylaminophenol, N-ethylaminophenol, N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, N, N-dimethylaminophenol, tetrabutylammonium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, 1,5 Diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene, and the like. Of these, tri
- the ratio is, for example, 0.001 to 10 parts by mass, preferably 0.005 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin (a). Preferably, it may be 0.01 to 5 parts by mass.
- the content of the basic compound is within the above range, the storage stability of the resist composition can be improved.
- a surfactant can be optionally added to the resist composition.
- the surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenol ether, and other polyoxyethylene alkyl ethers.
- Oxyethylene aryl ethers such as polyethylene glycol dilaurate and ethylene glycol distearate; EFTOP EF301, EF303, EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei), Megafax F171, F172, F173, F177 (Dainippon) Ink), Florard FC430, FC431 (Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, S Fluorosurfactants such as C-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (Asahi Glass Co., Ltd.); Organosiloxane polymer KP341 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.); Acrylic acid type Or methacrylic acid (co) polymer polyflow No.
- the amount of these surfactants is usually 2 parts by mass or less, preferably 1 part by mass or less, per 100 parts by mass of the solid content of the resist composition.
- solvent An organic solvent is preferably used as a solvent for dissolving the above-described components.
- the organic solvent is used in an amount sufficient to uniformly dissolve or disperse each component as described above.
- the solid content concentration in the resist composition solution is usually about 5 to 50% by mass, preferably about 10 to 45% by mass.
- organic solvent examples include alcohols such as n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, and cyclohexyl alcohol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, and cyclohexanone; propyl formate, Esters such as butyl formate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, ethyl ethoxypropionate, ethyl pyruvate; tetrahydrofuran, Cyclic ethers such as dioxane; cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl
- a resist composition can be produced by mixing the above-described components by a known method.
- the resist composition is used as a resist composition solution obtained by, for example, dissolving each component in an organic solvent and filtering.
- known mixers such as a stirrer, ball mill, sand mill, bead mill, pigment disperser, crushed grinder, ultrasonic disperser, homogenizer, planetary mixer, and fill mix can be used.
- the general filtration method using filter media, such as a filter can be employ
- the method for producing a protruding electrode of the present invention is characterized by using a negative resist film formed using the negative resist composition for a protruding electrode of the present invention described above. More specifically, the method for producing a protruding electrode of the present invention includes a resist film forming step of applying a negative resist composition for a protruding electrode of the present invention on a substrate to form a negative resist film, an exposure step, , A baking step, a developing step, a bump electrode forming step, and a resist film removing step. According to the method for manufacturing a protruding electrode of the present invention, it is possible to stably form a protruding electrode having a good taper shape.
- the manufacturing method of the protruding electrode of the present invention may include a preparation step of preparing the negative electrode resist composition for the protruding electrode described above prior to the resist film forming step.
- the resist composition of the present invention is dissolved in an organic solvent to prepare a negative resist composition solution for bump electrodes.
- a negative resist composition solution for bump electrodes For example, each component contained in the negative resist composition for bump electrodes of the present invention or the negative resist composition for bump electrodes of the present invention is added to the organic solvent as described above.
- a negative resist composition solution for bump electrodes can be prepared by mixing and dissolving with a known mixer or the like, and optionally performing a filtration treatment or the like.
- the resist composition solution obtained in the preparation step is applied onto a substrate to form a coating film.
- the substrate is not particularly limited as long as it is a general substrate that can be used as a semiconductor substrate, and may be, for example, a silicon substrate, a glass substrate, an ITO film formation substrate, a chromium film formation substrate, or a resin substrate.
- a general coating method such as spin coating, spraying, brush coating, or dip coating can be employed.
- the organic solvent is removed from the applied resist composition solution by a known method to form a negative resist film.
- the method for removing the organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include a method for heating the coating film and a method for placing the coating film at room temperature, under heating, and / or under a reduced pressure atmosphere.
- the bump electrode manufacturing method of the present invention may include a pre-bake step of heating the resist film prior to the exposure step.
- the heating temperature may be 80 ° C. or more and 120 ° C. or less, and the heating time may be 10 seconds or more and 200 seconds or less, without particular limitation.
- the pre-baking step is not particularly limited, and can be performed by placing a substrate on which a coating film is formed on a heating mechanism such as a hot plate provided in a general baking apparatus.
- the pre-bake temperature can be controlled by changing the set temperature of the hot plate or the like.
- the film thickness of the resist film obtained through the prebaking process is 0.1 micrometer or more and 15 micrometers or less normally.
- the resist film that has undergone the pre-baking process is irradiated with light.
- the light beam is, for example, actinic radiation having a wavelength of 13.5 nm or more and 450 nm or less.
- the light beam includes ultraviolet rays, far ultraviolet rays, excimer laser light, X-rays, electron beams, extreme ultraviolet light (Extreme Ultra Violet), and the like. It can be.
- the exposure light source is not particularly limited.
- a semiconductor laser irradiation device for example, a semiconductor laser irradiation device, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, an excimer laser (KrF, ArF, F 2 ) irradiation device, an X-ray exposure device, an electron beam exposure device, And an EUV exposure apparatus.
- the exposure amount is usually 10 mJ / cm 2 or more and 2000 mJ / cm 2 or less
- the exposure time is usually 1 second or more and 180 seconds or less.
- the bump electrode manufacturing method of the present invention may further include a post-bake step of holding the resist film under a post-exposure bake temperature condition after the start of the exposure step.
- the post-bake process may be started before the exposure process is completed, or may be started after the exposure process is completed, as long as the exposure process is started.
- the post-exposure bake process can be performed using the same apparatus as the pre-bake process. However, when the post-bake process is started before the exposure process is completed, the sample stage of the exposure apparatus has a hot plate-like function. It is preferable.
- the time for the post-bake process is usually 10 seconds or more and 200 seconds or less, and the post-bake temperature is usually 100 ° C.
- the post-exposure baking process does not “heat” the resist film at about room temperature ( For example, you may hold
- a resist pattern having an opening through which the substrate is exposed is developed using an alkali developer by a general development method such as paddle development, spray development, and dip development.
- the alkaline developer used in the development process may be an alkaline aqueous solution having a pH of 8 or higher.
- alkali examples include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate and ammonia; primary amines such as ethylamine and propylamine; secondary amines such as diethylamine and dipropylamine; trimethylamine and triethylamine Tertiary amines such as; alcohol amines such as diethylethanolamine and triethanolamine; quaternary such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, triethylhydroxymethylammonium hydroxide, trimethylhydroxyethylammonium hydroxide Ammonium hydroxides; and the like.
- inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate and ammonia
- primary amines such as ethylamine and propylamine
- secondary amines such as diethylamine and dipropylamine
- a water-soluble organic solvent such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, and ethylene glycol, a surfactant, a resin dissolution inhibitor, and the like can be added to the alkaline aqueous solution.
- ⁇ Projection electrode formation process> metal is deposited in the opening of the negative resist film by plating.
- the plating method is not particularly limited, and a general plating method such as electrolytic plating can be employed (see, for example, JP-A-2007-73919).
- the negative resist film is removed from the substrate.
- the removal method is not particularly limited, and includes a general method such as cleaning using a known solvent capable of dissolving the negative resist film.
- ⁇ Thickness of resist film> About the resist film obtained by the Example and the comparative example, the film thickness was measured about five points in the resist film surface using a film thickness measuring device (manufactured by SCREEN Holdings, “VM-1210”), and the number average value Was calculated.
- VM-1210 film thickness measuring device
- ⁇ Light transmittance> Using a resist film having a thickness of 3.5 ⁇ m obtained in Examples and Comparative Examples as an object to be measured, a light beam at a wavelength of 365 nm using an ultraviolet spectrophotometer (“V-560” manufactured by JASCO Corporation) according to JIS K0115. The transmittance (%) was measured. The measured light transmittance was evaluated according to the following criteria.
- a substrate with a resist film having a resist pattern obtained in Examples and Comparative Examples was used as a measurement target.
- SEM scanning electron microscope
- the line width (top line width) on the resist surface side and the line width (bottom line width) on the substrate side were measured for a line portion which is an opening of the resist pattern.
- the measurement of the line width was performed at arbitrary three measurement points. Then, the bottom line width was divided by the top line width for each measurement point, and the “bottom line width / top line width ratio” was calculated.
- the average value of the ratios calculated for all measurement points was defined as the “bottom line width / top line width ratio” of the substrate with the resist film as the measurement target, and evaluation was performed according to the following criteria. If the resist pattern of the resist film has a good reverse taper shape, the taper shape of the protruding electrode formed using such a resist film becomes good.
- Bottom line width / top line width ratio is 0.8 or more
- Example 1 Preparation of resist composition solution (preparation process)> A novolak resin having a weight average molecular weight (weight average molecular weight in terms of monodisperse polystyrene measured by GPC) of 3000 obtained by dehydrating and condensing 70 parts of m-cresol and 30 parts of p-cresol as resin (a) Using.
- a weight average molecular weight weight average molecular weight in terms of monodisperse polystyrene measured by GPC
- a halogen-containing triazine-based photoacid generator 1 (trade name “TAZ110”, 2- [2- (4- Methoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine) 2.0 parts, alkoxymethylated melamine resin as an acid crosslinking agent (Mitsui Cytec, trade name “Cymel”) Trademark) 303 ") 8.0 parts, bisazide compound as a light absorber (trade name” BAC-M ", 2,6-bis (4'-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) 0 part and 0.5 part of triethanolamine (boiling point: 335 ° C.) as a basic compound are mixed with propylene glycol monomethyl ether acetate (P MEA) was dissolved in 176 parts. The obtained dispersion of the resist composition was diluted in 176 parts. The obtained disper
- the resist film was exposed with a parallel light mask aligner (manufactured by Canon, trade name “PLA501F”, ultraviolet light source, irradiation wavelength 365 nm to 436 nm) using a 20 ⁇ m line & space (L & S) pattern mask.
- the exposure amount was 300 mJ / cm 2, and exposure was performed so that the width of the line portion and the width of the space portion were 1: 1 (exposure process).
- the temperature was set to 100 ° C., a silicon wafer with a resist film was placed on the hot plate, and the post-baking process was performed by holding for 100 seconds.
- Example 2 In preparing the resist composition solution, the same procedure as in Example 1 was performed except that no basic compound was blended. Various measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- Example 3 In preparing the resist composition solution, the light absorber was changed to 1.5 parts in the same manner as in Example 1 except that the basic compound was not added. Various measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- Example 4 In preparing the resist composition solution, a novolak having a weight average molecular weight of 3000 obtained by dehydrating and condensing 70 parts of m-cresol and 30 parts of p-cresol as resin (a) with 19 parts of formaldehyde. A mixture of 97 parts of resin and 3 parts of a poly p-vinylphenol resin having a weight average molecular weight of 5000 (manufactured by Maruzenka Chemical Co., Ltd., “Marcalinker (registered trademark) S-2P”) was used. Example 1 was used except that 100 parts of such resin (a) was used, no basic compound was blended, and the blending amount of the light absorber was changed to 1.5 parts. . Various measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- Example 6 In preparing the resist composition solution, 2.0 parts of curcumin (San-Eigen FFI Co., Ltd.) was used as a light absorber instead of 2.0 parts of “Bac-M” in Example 1 (Example 5). ), 2.0 parts of Michler's ketone (Example 6) were used, respectively, and no basic compound was blended in each Example. Except for these points, the procedure was the same as in Example 1. Various measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- Example 7 In preparing the resist composition solution, the halogen-containing triazine photoacid generator 2 (2- [1- (4-methoxy) naphthyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 is used as the photoacid generator. , 5-triazine) was used in the same manner as in Example 1 except that no basic compound was added. Various measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- Example 8 In preparing the resist composition solution, the halogen-containing triazine photoacid generator 2 (2- [1- (4-methoxy) naphthyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 is used as the photoacid generator. , 5-triazine) 2.0 parts, and as a light absorber, 2.0 parts of Michler's ketone was used, and the same procedure as in Example 1 was performed except that no basic compound was added. Various measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- Example 9 In preparing the resist composition solution, as the photoacid generator, a photoacid generator 3 (2,2 ′-(1,3-phenylene) bis [2- (butylsulfonyloxyimino) represented by the following formula (Y) is used. ) Acetonitrile]) 2.0 parts, and a bisazide compound as a light absorber (trade name “BAC-M”, 2,6-bis (4′-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone, manufactured by Toyo Gosei Kogyo) The procedure was the same as in Example 1 except that 2.0 parts was used and no basic compound was blended. Various measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- Example 1 In preparing the resist composition solution, as a light absorber, in place of 2 parts of “Bac-M” in Example 1, other light absorbers that are not represented by the formula (I) and are not bisazide compounds ( The same procedure as in Example 1 was conducted except that 2.0 parts of “SOT-Z” (formula (Z)) manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd. were blended, and no basic compound was blended. Various measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- NNK novolak
- PVP polyvinylphenol
- photoacid generator 1 (2- [2- (4-methoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl).
- photoacid generator 2 is 2- [1- (4-methoxy) naphthyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5- Triazine
- photoacid generator 3 is (2,2 ′-(1,3-phenylene) bis [2- (butylsulfonyloxyimino) acetonitrile])
- Bac-M is 2,6- Bis (4′-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone
- PMEA represents propylene glycol monomethyl ether acetate.
- the light transmittance of the resist film at a wavelength of 365 nm is 30% or less (that is, the evaluation result of the light transmittance is A or B evaluation).
- the evaluation result of the light transmittance is A or B evaluation.
- a resist film having a good reverse taper shape can be formed, and as a result, a projecting electrode having a good taper shape can be formed.
- the protruding electrode having a good taper shape could be formed without intentionally carrying out an operation for forming a temperature gradient in the thickness direction of the resist film.
- the present invention it is possible to provide a negative resist composition for a protruding electrode capable of stably forming a protruding electrode having a good taper shape. Moreover, according to this invention, the manufacturing method of the protruding electrode which has a favorable taper shape can be provided.
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Abstract
厚さ3.5μmのレジスト膜を形成した場合に、波長365nmでの前記レジスト膜の光線透過率が30%以下である、突起電極用ネガ型レジスト組成物である。
Description
本発明は、突起電極用ネガ型レジスト組成物及び突起電極の製造方法に関するものである。
近年、実装面積の節約及び電気的性能の向上を目的として、基板上にチップを接続する際の接続方法としてフリップチップ接続が採用される機会が増加しつつある。フリップチップ接続は、LED(Light Emitting Diode)やレーザデバイス等の用途にて用いられることが多いが、かかるフリップチップ接続では、突起電極又はバンプと称されうる(以下、総じて、単に「突起電極」と称する)電極を有する基板を用いる。また、突起電極は、また、FPC(Flexible Printed Circuits)基板や液晶表示パネル等の検査に用いられるプローブにも用いられている。そのようなプローブについても、近年ニーズが拡大しつつある。
従来、突起電極の製造方法としては、露光処理を施したレジスト膜をベークする際に、レジスト膜の厚さ方向における温度が温度勾配を有するような態様でベークするベーク工程を含む製造方法が提案されてきた(例えば、特許文献1参照)。かかるベーク工程では、レジスト膜の一方の面側を加熱し、他方の面側を冷却することでレジスト膜の厚さ方向の温度勾配を形成していた。これにより、レジスト膜が、現像液に対して厚さ方向で異なる耐性を有するようになり、現像液で現像した際に、突起電極のテーパー形状を良好に形成することが可能であった。
しかし、特許文献1に記載された製造方法は、レジスト膜を冷却又は加熱することで、レジスト膜内の各所における現像液に対する耐性を異ならせるため、レジスト膜を冷却又は加熱するために利用する装置の性能等によっては、レジスト膜から良好な逆テーパー形状を安定的に形成することが難しかった。また、特許文献1に記載された製造方法により得られた突起電極のテーパー形状には、改善の余地があった。
そこで、本発明は、良好なテーパー形状を有する突起電極を安定的に形成可能な突起電極用ネガ型レジスト組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、当該突起電極用ネガ型レジスト組成物を用いた突起電極製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者らは、特定の厚みのレジスト膜を成膜した際に特定の波長の紫外光の透過率が所定値以下であるレジスト組成物を用いて突起電極を製造することで、得られる突起電極のテーパー形状を特に良好なものとすることが可能であることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、厚さ3.5μmのレジスト膜を形成した場合に、波長365nmでの前記レジスト膜の光線透過率が30%以下であることを特徴とする。本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物を用いれば、良好なテーパー形状を有する突起電極を安定的に形成することができる。
なお、本明細書において「波長365nmでの光線透過率」は、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物を用いて形成した厚さ3.5μmのレジスト膜について、実施例に記載の方法により測定した光線透過率である。このとき、レジスト膜の「厚さ」は、実施例に記載の方法により測定することができる。
なお、本明細書において「波長365nmでの光線透過率」は、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物を用いて形成した厚さ3.5μmのレジスト膜について、実施例に記載の方法により測定した光線透過率である。このとき、レジスト膜の「厚さ」は、実施例に記載の方法により測定することができる。
ここで、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、下記式(I)を満たす化合物、及びビスアジド化合物の少なくとも一方を含む光線吸収剤を含有することが好ましい。
〔式(I)中、p、qはそれぞれ0又は1であり、R11、R21は水素原子であり、R12、R22は、それぞれ置換基を有していても良い炭素数1~3の炭化水素基又はフェニレン基を含む有機基であり、R13、R23は、それぞれ水素又は置換基を有していても良い炭素数1~3の炭化水素基であり、R12とR13、R22とR23、及び/又はR13とR23が、それぞれ、互いに連結して環を形成していてもよい。〕
本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物が上記特定の光線吸収剤を含有すれば、一層良好なテーパー形状を有する突起電極を形成することができるからである。
本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物が上記特定の光線吸収剤を含有すれば、一層良好なテーパー形状を有する突起電極を形成することができるからである。
また、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、樹脂を更に含み、該樹脂100質量部に対して、前記光線吸収剤を0.1質量部以上含有することが好ましい。本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物が上記光線吸収剤を上記下限値以上の割合で含有すれば、一層良好なテーパー形状を有する突起電極を形成することができるからである。
また、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、ハロゲン含有トリアジン系光酸発生剤を含有することが好ましい。本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物がハロゲン含有トリアジン系光酸発生剤を含有すれば、一層良好なテーパー形状を有する突起電極を形成することができるからである。
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の突起電極の製造方法は、厚さ3.5μmのレジスト膜を形成した場合に、波長365nmでの前記レジスト膜の光線透過率が30%以下である、突起電極用ネガ型レジスト組成物を基板上に塗布してネガ型レジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、前記ネガ型レジスト膜を露光する露光工程と、前記露光工程を経た前記ネガ型レジスト膜をベークするベーク工程と、前記ベーク工程を経た前記ネガ型レジスト膜を現像して、前記基板が露出する開口部を得る現像工程と、メッキ法により前記開口部内に金属を析出させることにより突起電極形成する突起電極形成工程と、前記基板上のネガ型レジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、を含むことを特徴とする。このようにして、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物を用いて突起電極を製造すれば、良好なテーパー形状を有する突起電極を安定的に得ることができる。
本発明によれば、良好なテーパー形状を有する突起電極を安定的に形成可能な突起電極用ネガ型レジスト組成物を提供することができる。また、本発明によれば、良好なテーパー形状を有する突起電極の製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、特に限定されることなく、種々の用途に適用可能な突起電極を形成する際に用いられうる。特に、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、従来製造されてきたような100μmオーダーの突起電極よりも微細な突起電極を製造する際に、特に好適に用いられうる。
また、本発明の突起電極製造方法は、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物を用いたことを特徴とする。
ここで、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、特に限定されることなく、種々の用途に適用可能な突起電極を形成する際に用いられうる。特に、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、従来製造されてきたような100μmオーダーの突起電極よりも微細な突起電極を製造する際に、特に好適に用いられうる。
また、本発明の突起電極製造方法は、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物を用いたことを特徴とする。
(突起電極用ネガ型レジスト組成物)
本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、厚さ3.5μmのレジスト膜を形成した場合に、波長365nmでのレジスト膜の光線透過率が30%以下であることを特徴とする。かかる条件を満たす突起電極用ネガ型レジスト組成物によれば、突起電極用ネガ型レジストにて良好な逆テーパー形状を安定的に形成することができるので、良好なテーパー形状を有する突起電極を安定的に形成することができる。さらに、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、厚さ3.5μmのレジスト膜を形成した場合に、波長365nmでの光線透過率が20%以下であることが好ましく、10%超であることが好ましく、13%超であることがより好ましい。波長365nmでのレジスト膜の光線透過率が30%以下であれば、露光工程におけるレジスト膜の厚み方向の到達光線量の分布を適正化することができ、これにより、良好な逆テーパー形状を有するネガ型レジスト膜を形成することができる。また、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、形成したレジスト膜が上記特定の光線透過率となるような組成とすることで、レジスト膜の厚さ方向にて温度勾配を形成する工程を実施することなく、レジスト膜に逆テーパー形状を形成可能であるので、良好な逆テーパー形状を安定的に形成することができる。
本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、厚さ3.5μmのレジスト膜を形成した場合に、波長365nmでのレジスト膜の光線透過率が30%以下であることを特徴とする。かかる条件を満たす突起電極用ネガ型レジスト組成物によれば、突起電極用ネガ型レジストにて良好な逆テーパー形状を安定的に形成することができるので、良好なテーパー形状を有する突起電極を安定的に形成することができる。さらに、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、厚さ3.5μmのレジスト膜を形成した場合に、波長365nmでの光線透過率が20%以下であることが好ましく、10%超であることが好ましく、13%超であることがより好ましい。波長365nmでのレジスト膜の光線透過率が30%以下であれば、露光工程におけるレジスト膜の厚み方向の到達光線量の分布を適正化することができ、これにより、良好な逆テーパー形状を有するネガ型レジスト膜を形成することができる。また、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、形成したレジスト膜が上記特定の光線透過率となるような組成とすることで、レジスト膜の厚さ方向にて温度勾配を形成する工程を実施することなく、レジスト膜に逆テーパー形状を形成可能であるので、良好な逆テーパー形状を安定的に形成することができる。
なお、レジスト膜の光線透過率は、同じレジスト組成物を用いてレジスト膜を形成した場合であっても、形成したレジスト膜の膜厚によって当然異なる値となる。この点に関し、本発明者らの検討により、上記特定の厚みにおいて上記特定の光線透過率を達成するレジスト組成物によれば、用途に応じた種々の厚みのレジスト膜を形成して突起電極を製造した場合であっても、良好なテーパー形状を有する突起電極を安定的に製造可能であることが判明した。
<レジスト組成物の組成>
本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、特に限定されることなく、例えば、樹脂(a)、樹脂(a)を架橋する架橋成分、及び光線吸収剤を含有する感光性レジスト組成物でありうる。さらに、架橋成分が、光線の照射によって酸を発生する化合物と、光線によって発生した酸を触媒として樹脂(a)を架橋する化合物との組み合わせでありうる。
本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物は、特に限定されることなく、例えば、樹脂(a)、樹脂(a)を架橋する架橋成分、及び光線吸収剤を含有する感光性レジスト組成物でありうる。さらに、架橋成分が、光線の照射によって酸を発生する化合物と、光線によって発生した酸を触媒として樹脂(a)を架橋する化合物との組み合わせでありうる。
[樹脂(a)]
樹脂(a)としては、特に限定されることなく、レジストの形成に一般的に用いられうるアルカリ可溶性樹脂を用いることができる。なお、本明細書において「アルカリ可溶性」とは、pH8以上の溶液に溶解したときに、不溶分率が0.1質量%未満であることをいう。例えば、アルカリ可溶性樹脂としては、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、レゾール樹脂、アクリル樹脂、スチレン-アクリル酸共重合体樹脂、ヒドロキシスチレン重合体樹脂、及びポリビニルヒドロキシベンゾエート、並びにこれらの混合樹脂等が挙げられる。中でも、ノボラック樹脂を単独で、或いは他の樹脂と混合して用いることが好ましい。
樹脂(a)としては、特に限定されることなく、レジストの形成に一般的に用いられうるアルカリ可溶性樹脂を用いることができる。なお、本明細書において「アルカリ可溶性」とは、pH8以上の溶液に溶解したときに、不溶分率が0.1質量%未満であることをいう。例えば、アルカリ可溶性樹脂としては、ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、レゾール樹脂、アクリル樹脂、スチレン-アクリル酸共重合体樹脂、ヒドロキシスチレン重合体樹脂、及びポリビニルヒドロキシベンゾエート、並びにこれらの混合樹脂等が挙げられる。中でも、ノボラック樹脂を単独で、或いは他の樹脂と混合して用いることが好ましい。
-ノボラック樹脂-
ノボラック樹脂としては、市販のノボラック樹脂や、例えば、フェノール類とアルデヒド類またはケトン類とを酸性触媒(例えば、シュウ酸)の存在下で反応させることにより調製したノボラック樹脂を使用することができる。
ノボラック樹脂としては、市販のノボラック樹脂や、例えば、フェノール類とアルデヒド類またはケトン類とを酸性触媒(例えば、シュウ酸)の存在下で反応させることにより調製したノボラック樹脂を使用することができる。
ノボラック樹脂の調製に用いうるフェノール類としては、例えば、フェノール、オルトクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾール、2,3-ジメチルフェノール、2,5-ジメチルフェノール、3,4-ジメチルフェノール、3,5-ジメチルフェノール、2,4-ジメチルフェノール、2,6-ジメチルフェノール、2,3,5-トリメチルフェノール、2,3,6-トリメチルフェノール、2-t-ブチルフェノール、3-t-ブチルフェノール、4-t-ブチルフェノール、2-メチルレゾルシノール、4-メチルレゾルシノール、5-メチルレゾルシノール、4-t-ブチルカテコール、2-メトキシフェノール、3-メトキシフェノール、2-プロピルフェノール、3-プロピルフェノール、4-プロピルフェノール、2-イソプロピルフェノール、2-メトキシ-5-メチルフェノール、2-t-ブチル-5-メチルフェノール、チモール、イソチモールなどが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
ノボラック樹脂の調製に用いうるアルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α-フェニルプロピルアルデヒド、β-フェニルプロピルアルデヒド、o-ヒドロキシベンズアルデヒド、m-ヒドロキシベンズアルデヒド、p-ヒドロキシベンズアルデヒド、o-クロロベンズアルデヒド、m-クロロベンズアルデヒド、p-クロロベンズアルデヒド、o-メチルベンズアルデヒド、m-メチルベンズアルデヒド、p-メチルベンズアルデヒド、p-エチルベンズアルデヒド、p-n-ブチルベンズアルデヒド、テレフタルアルデヒドなどが挙げられる。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジフェニルケトンなどが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
上述した中でも、メタクレゾールとパラクレゾールとを併用し、これらとホルムアルデヒド、ホルマリンまたはパラホルムアルデヒドとを縮合反応させて、ノボラック樹脂を調製することが好ましい。ノボラック樹脂を構成するポリマーの分子量分布の制御が容易であるため、レジストの感度を容易に制御することができるからである。メタクレゾールとパラクレゾールとの仕込み比は、質量基準で、通常、80:20~20:80、好ましくは70:30~40:60である。
なお、ノボラック樹脂の平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)により測定した単分散ポリスチレン換算の重量平均分子量で、1000以上10000以下であることが好ましい。
-ポリビニルフェノール樹脂-
ポリビニルフェノール樹脂としては、例えば、ビニルフェノールの単独重合体、及びビニルフェノールとこれと共重合可能な単量体との共重合体などが挙げられる。ビニルフェノール樹脂と共重合可能な単量体としては、例えば、イソプロペニルフェノール、アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、無水マレイン酸、マレイン酸イミド、酢酸ビニルが挙げられる。ポリビニルフェノール樹脂としては、ビニルフェノールの単独重合体が好ましく、p-ビニルフェノールの単独重合体がより好ましい。なお、ポリビニルフェノール樹脂の平均分子量は、GPCにより測定した単分散ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)で、1000以上20000以下であることが好ましい。
ポリビニルフェノール樹脂としては、例えば、ビニルフェノールの単独重合体、及びビニルフェノールとこれと共重合可能な単量体との共重合体などが挙げられる。ビニルフェノール樹脂と共重合可能な単量体としては、例えば、イソプロペニルフェノール、アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、無水マレイン酸、マレイン酸イミド、酢酸ビニルが挙げられる。ポリビニルフェノール樹脂としては、ビニルフェノールの単独重合体が好ましく、p-ビニルフェノールの単独重合体がより好ましい。なお、ポリビニルフェノール樹脂の平均分子量は、GPCにより測定した単分散ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)で、1000以上20000以下であることが好ましい。
[架橋成分]
架橋成分は、光線の照射、又は、光線の照射及びその後の熱処理によって上記樹脂(a)を架橋する成分である。この架橋成分の作用によりレジストの露光領域にて架橋構造が形成されることで、露光領域の上記樹脂(a)の分子量が大きくなって、現像液に対する溶解速度が極端に低下する。それによって、レジスト組成物は、現像液による現像が可能なネガ型レジスト材料として機能する。
架橋成分は、光線の照射、又は、光線の照射及びその後の熱処理によって上記樹脂(a)を架橋する成分である。この架橋成分の作用によりレジストの露光領域にて架橋構造が形成されることで、露光領域の上記樹脂(a)の分子量が大きくなって、現像液に対する溶解速度が極端に低下する。それによって、レジスト組成物は、現像液による現像が可能なネガ型レジスト材料として機能する。
架橋成分は、光線の照射によって酸を発生する化合物(以下、「光酸発生剤」とも称する)と、光によって発生した酸を触媒として樹脂(a)を架橋する化合物(感酸物質:以下、「酸架橋剤」とも称する)との組み合わせである。これらの化合物は、共に、樹脂(a)との相溶性に優れ、かつ樹脂(a)と組み合わせることにより感度が良好な架橋型化学増幅レジストを提供することができる点で好ましい。
-光酸発生剤-
光線によって酸を発生する化合物としては、光線によって露光されると、ブレンステッド酸またはルイス酸を発生する物質であれば特に制限はなく、オニウム塩、ハロゲン化有機化合物、キノンジアジド化合物、スルホン化合物、有機酸エステル化合物、有機酸アミド化合物、有機酸イミド化合物、下記式(X)で表される化合物などを用いることができる。なかでも、レジスト組成物は、光酸発生剤として、ハロゲン化有機化合物又は下記式(X)で表される化合物を含むことが好ましく、下記式(X)で表される化合物の中でも下記式(Y)で表される化合物、又はハロゲン基とトリアジン環構造とを有する有機化合物であるハロゲン含有トリアジン系化合物を含むことがより好ましく、ハロゲン含有トリアジン系化合物を含むことがさらに好ましい。
〔式(X)中、R4は、一価~三価の有機基、R5は置換、未置換の飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基または芳香族性化合物基を示し、nは1~3の自然数を示す。ここで芳香族性化合物基とは、芳香族化合物に特有な物理的・化学的性質を示す化合物の基を指し、例えばフェニル基、ナフチル基などの芳香族炭化水素基や、フリル基、チエニル基などの複素環基が挙げられる。これらは環上に適当な置換基、例えばハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ニトロ基などを1 個以上有していてもよい。〕
上記式(X)中、R5は炭素数1~4のアルキル基が特に好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。特にR4が芳香族性化合物基、R5が低級アルキル基の化合物が好ましい。
そして、上記式(X)で表わされる酸発生剤としては、具体的には下記式(Y)で表される、2,2'-(1,3-フェニレン)ビス[2-(ブチルスルホニルオキシイミノ)アセトニトリル]が挙げられる。
光線によって酸を発生する化合物としては、光線によって露光されると、ブレンステッド酸またはルイス酸を発生する物質であれば特に制限はなく、オニウム塩、ハロゲン化有機化合物、キノンジアジド化合物、スルホン化合物、有機酸エステル化合物、有機酸アミド化合物、有機酸イミド化合物、下記式(X)で表される化合物などを用いることができる。なかでも、レジスト組成物は、光酸発生剤として、ハロゲン化有機化合物又は下記式(X)で表される化合物を含むことが好ましく、下記式(X)で表される化合物の中でも下記式(Y)で表される化合物、又はハロゲン基とトリアジン環構造とを有する有機化合物であるハロゲン含有トリアジン系化合物を含むことがより好ましく、ハロゲン含有トリアジン系化合物を含むことがさらに好ましい。
上記式(X)中、R5は炭素数1~4のアルキル基が特に好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。特にR4が芳香族性化合物基、R5が低級アルキル基の化合物が好ましい。
そして、上記式(X)で表わされる酸発生剤としては、具体的には下記式(Y)で表される、2,2'-(1,3-フェニレン)ビス[2-(ブチルスルホニルオキシイミノ)アセトニトリル]が挙げられる。
また、ハロゲン化有機化合物としては、ハロゲン含有オキサジアゾール系化合物、ハロゲン含有トリアジン系化合物、ハロゲン含有アセトフェノン系化合物、ハロゲン含有ベンゾフェノン系化合物、ハロゲン含有スルホキサイド系化合物、ハロゲン含有スルホン系化合物、ハロゲン含有チアゾール系化合物、ハロゲン含有オキサゾール系化合物、ハロゲン含有トリアゾール系化合物、ハロゲン含有2-ピロン系化合物、その他のハロゲン含有ヘテロ環状化合物、ハロゲン含有脂肪族炭化水素化合物、ハロゲン含有芳香族炭化水素化合物、スルフェニルハライド化合物などが挙げられる。
そして、ハロゲン含有トリアジン系化合物の具体例としては、2-[2-(3,4-ジメトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-[2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-[1-(4-メトキシ)ナフチル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、等が挙げられる。そして、光酸発生剤としては、2-[1-(4-メトキシ)ナフチル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2-[2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、及び2-[2-(3,4-ジメトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジンが好ましく、2-[2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、及び2-[2-(3,4-ジメトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジンがより好ましく、2-[2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジンがさらに好ましい。
-酸架橋剤-
酸架橋剤は、光線の照射(露光)によって生じた酸の存在下で、上記樹脂を架橋しうる化合物(感酸物質)である。このような酸架橋剤としては、例えば、アルコキシメチル化尿素樹脂、アルコキシメチル化メラミン樹脂、アルコキシメチル化ウロン樹脂、アルコキシメチル化グリコールウリル樹脂、アルコキシメチル化アミノ樹脂などの周知の酸架橋性化合物を挙げることができる。
酸架橋剤は、光線の照射(露光)によって生じた酸の存在下で、上記樹脂を架橋しうる化合物(感酸物質)である。このような酸架橋剤としては、例えば、アルコキシメチル化尿素樹脂、アルコキシメチル化メラミン樹脂、アルコキシメチル化ウロン樹脂、アルコキシメチル化グリコールウリル樹脂、アルコキシメチル化アミノ樹脂などの周知の酸架橋性化合物を挙げることができる。
この他、酸架橋剤として、アルキルエーテル化メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アルキルエーテル化ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、アルキルエーテル化ユリア樹脂、ウレタン-ホルムアルデヒド樹脂、レゾール型フェノールホルムアルデヒド樹脂、アルキルエーテル化レゾール型フェノールホルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
なお、酸架橋剤は、GPCにより測定した単分散ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)で、重量平均分子量が300以上10000未満の樹脂であることが好ましい。
なお、酸架橋剤は、GPCにより測定した単分散ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)で、重量平均分子量が300以上10000未満の樹脂であることが好ましい。
これらの中でも、アルコキシメチル化メラミン樹脂が好ましく、その具体例としては、メトキシメチル化メラミン樹脂、エトキシメチル化メラミン樹脂、n-プロポキシメチル化メラミン樹脂、n-ブトキシメチル化メラミン樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、解像度が良好である点で、ヘキサメトキシメチルメラミンなどのメトキシメチル化メラミン樹脂が特に好ましい。アルコキシメチル化メラミン樹脂の市販品としては、例えば、PL-1170、PL-1174、UFR65、CYMEL(登録商標)300、CYMEL(登録商標)303(以上、三井サイテック社製)、BX-4000、ニカラックMW-30、MX290(以上、三和ケミカル社製)を挙げることができる。
これらの酸架橋剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。酸架橋剤は、上記樹脂100質量部に対して、通常0.5~60質量部、好ましくは1~50質量部、より好ましくは2~40質量部の割合で配合する。酸架橋剤の配合量が上記下限値以上であれば、架橋反応を十分に進行させて、アルカリ現像液を用いた現像後のレジストパターンの残膜率が低下することや、レジストパターンに膨潤や蛇行などの変形が生じ易くなることを回避することができる。酸架橋剤の配合量が上記上限値以下であれば、得られるレジストパターンを高解像度化することができる。
[光線吸収剤]
光線吸収剤は、レジスト膜に対して照射された光線を吸収する。これにより、逆テーパー形状のレジストパターンを形成することができる。特に架橋成分として光酸発生剤と酸架橋剤との組み合わせを用いたレジスト組成物は、架橋型の化学増幅レジストであって、光の照射により生成した酸がレジスト膜内で拡散し、光が当たらない領域にまで架橋反応を起こすため、光線吸収剤を存在させることにより、レジストパターンの逆テーパー形状を良好に制御することができる。
光線吸収剤は、レジスト膜に対して照射された光線を吸収する。これにより、逆テーパー形状のレジストパターンを形成することができる。特に架橋成分として光酸発生剤と酸架橋剤との組み合わせを用いたレジスト組成物は、架橋型の化学増幅レジストであって、光の照射により生成した酸がレジスト膜内で拡散し、光が当たらない領域にまで架橋反応を起こすため、光線吸収剤を存在させることにより、レジストパターンの逆テーパー形状を良好に制御することができる。
光線吸収剤としては、特に限定されることなく、例えば、ビスアジド化合物;アゾ染料、メチン染料、アゾメチン染料、クルクミン、キサントンなどの天然化合物;4,4'-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(いわゆる、「ミヒラーケトン」)等のジアルキルアミノ化合物;シアノビニルスチレン系化合物;1-シアノ-2-(4-ジアルキルアミノフェニル)エチレン類;p-(ハロゲン置換フェニルアゾ)-ジアルキルアミノベンゼン類;1-アルコキシ-4-(4′-N,N-ジアルキルアミノフェニルアゾ)ベンゼン類;1,2-ジシアノエチレン;9-シアノアントラセン;9-アントリルメチレンマロノニトリル;N-エチル-3-カルバゾリルメチレンマロノニトリル;2-(3,3-ジシアノ-2-プロペニリデン)-3-メチル-1,3-チアゾリンなどが挙げられる。これらは一種単独で或いは複数種を混合して用いることができる。
中でも、光線吸収剤としては、両末端にアジド基を有するビスアジド化合物、或いは、下記式(I)を満たす化合物が好ましい。
〔式(I)中、p、qはそれぞれ0又は1であり、R11、R21は水素原子であり、R12、R22は、それぞれ置換基を有していても良い炭素数1~3の炭化水素基又はフェニレン基を含む有機基であり、R13、R23は、それぞれ水素又は置換基を有していても良い炭素数1~3の炭化水素基であり、R12とR13、R22とR23、及び/又は、R13とR23が、それぞれ、互いに連結して環を形成していてもよい。〕
なお、R12、R22の有し得る置換基、及びR13、R23が炭素数1~3の炭化水素基である場合に有し得る置換基としては、例えば、アミノ基、アジド基、ヒドロキシ基、炭素数1~3のアルコキシ基、及びジアルキル(炭素数1~3)アミノ基等が挙げられる。
また、R12及びR22は相互に同一であっても相異なっていても良い。同様に、R13及びR23は相互に同一であっても相異なっていても良い。
なお、R12、R22の有し得る置換基、及びR13、R23が炭素数1~3の炭化水素基である場合に有し得る置換基としては、例えば、アミノ基、アジド基、ヒドロキシ基、炭素数1~3のアルコキシ基、及びジアルキル(炭素数1~3)アミノ基等が挙げられる。
また、R12及びR22は相互に同一であっても相異なっていても良い。同様に、R13及びR23は相互に同一であっても相異なっていても良い。
なお、ビスアジド化合物としては、特に限定されることなく、例えば、4,4′-ジアジドカルコン、2,6-ビス(4′-アジドベンザル)シクロヘキサノン、2,6-ビス(4′-アジドベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン、2,6-ビス(4′-アジドベンザル)-4-エチルシクロヘキサノン、4,4′-ジアジドスチルベン-2,2′-ジスルホン酸ナトリウム、4,4′-ジアジドジフェニルスルフィド、4,4′-ジアジドベンゾフェノン、4,4′-ジアジドジフェニル、2,7-ジアジドフルオレン、4,4′-ジアジドフェニルメタンが挙げられる。そして、これらのビスアジド化合物の中でも、上記式(I)を満たすビスアジド化合物が光線吸収剤として好適に用いられうる。上記式(I)を満たすビスアジド化合物としては、例えば、4,4′-ジアジドカルコン、2,6-ビス(4′-アジドベンザル)シクロヘキサノン、2,6-ビス(4′-アジドベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン、2,6-ビス(4′-アジドベンザル)-4-エチルシクロヘキサノン、4,4′-ジアジドベンゾフェノンが挙げられる。これらは一種単独で或いは複数種を混合して用いることができる。
また、上記(I)で表されうる、ビスアジド化合物以外の光線吸収剤としては、クルクミンなどの天然化合物、4,4'-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、などが挙げられる。これらは一種単独で或いは複数種を混合して用いることができる。
ここで、光線吸収剤としては、構造中に共役構造を有するものが好ましい。本明細書において、「共役構造」とは、sp2炭素原子が連続して結合してなる構造を意味する。光線吸収剤は、その構造中に1つ又は複数の共役構造を有し得るが、光線吸収剤に含まれる全ての共役構造を構成するsp2炭素原子の総個数が6個以上であることが好ましく、12個以上であることがより好ましく、40個以下であることが好ましく、30個以下であることがより好ましく、20個以下であることが更に好ましい。さらに、光線吸収剤は、2つ以上の共役構造を含むことが好ましく、各共役構造を構成するsp2炭素原子が2個以上20個以下であることが好ましい。さらにまた、光線吸収剤は、ベンゼン環構造を有する共役構造を2つ以上含むことが好ましい。
より具体的には、光線吸収剤としては、下記式(II)で示される2,6-ビス(4′-アジドベンザル)-4-メチルシクロヘキサノンのようなビスアジド化合物、下記式(III)で示されるクルクミン、又は、下記式(IV)で示される4,4'-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノンを使用することが好ましく、2,6-ビス(4′-アジドベンザル)-4-メチルシクロヘキサノンを使用することがより好ましい。なお、下記式(IV)中、「Et」はエチル基を表す。
-光線吸収剤の含有量-
レジスト組成物は、光線吸収剤を、上記樹脂(a)100質量部に対して、好ましくは1.0質量部超含み、より好ましくは1.5質量部超含み、更に好ましくは1.8質量部超含み、通常、10質量部以下、好ましくは8質量部以下、より好ましくは5質量部以下含む。レジスト組成物における光線吸収剤の配合量が樹脂(a)100質量部に対して、1.0質量部超であれば、一層良好なテーパー形状を有する突起電極を形成することができる。さらに、光線吸収剤の配合量を上記上限値以下とすることで、一層良好なテーパー形状を有する突起電極を形成することができると共に、レジスト組成物の保存安定性を向上させることができる。さらに、一般に、レジスト膜厚が厚い場合には、光線がレジスト膜を透過し難いので、光線吸収剤の配合量が比較的少なくてもよく、レジスト膜厚が薄い場合には、比較的多く用いることが好ましい。
レジスト組成物は、光線吸収剤を、上記樹脂(a)100質量部に対して、好ましくは1.0質量部超含み、より好ましくは1.5質量部超含み、更に好ましくは1.8質量部超含み、通常、10質量部以下、好ましくは8質量部以下、より好ましくは5質量部以下含む。レジスト組成物における光線吸収剤の配合量が樹脂(a)100質量部に対して、1.0質量部超であれば、一層良好なテーパー形状を有する突起電極を形成することができる。さらに、光線吸収剤の配合量を上記上限値以下とすることで、一層良好なテーパー形状を有する突起電極を形成することができると共に、レジスト組成物の保存安定性を向上させることができる。さらに、一般に、レジスト膜厚が厚い場合には、光線がレジスト膜を透過し難いので、光線吸収剤の配合量が比較的少なくてもよく、レジスト膜厚が薄い場合には、比較的多く用いることが好ましい。
[塩基性化合物]
レジスト組成物に対して、塩基性化合物を配合しても良い。塩基性化合物を配合すれば、レジスト組成物の保存時に光酸発生剤等から不所望に生じた酸との間で酸-塩基相互作用により塩形成することができ、レジスト組成物の保存安定性を向上させることができるからである。塩基性化合物としては、無機塩基性化合物及び有機塩基性化合物が挙げられる。レジスト組成物を用いたレジストの形成にあたり、有機溶媒への溶解性が高いことから、有機塩基性化合物がより好ましい。レジスト組成物溶液を基板上に塗布して形成した塗膜の均一性を向上させることができるからである。有機塩基性化合物としては、例えば、含窒素塩基性化合物、有機ハロゲン化物、アルコキシド、フォスファゼン誘導体、及びVerkade塩基などが挙げられる。中でも、塩基性化合物としては、含窒素塩基性化合物を用いることが好ましい。レジスト組成物の保存安定性を一層向上させることができるからである。
レジスト組成物に対して、塩基性化合物を配合しても良い。塩基性化合物を配合すれば、レジスト組成物の保存時に光酸発生剤等から不所望に生じた酸との間で酸-塩基相互作用により塩形成することができ、レジスト組成物の保存安定性を向上させることができるからである。塩基性化合物としては、無機塩基性化合物及び有機塩基性化合物が挙げられる。レジスト組成物を用いたレジストの形成にあたり、有機溶媒への溶解性が高いことから、有機塩基性化合物がより好ましい。レジスト組成物溶液を基板上に塗布して形成した塗膜の均一性を向上させることができるからである。有機塩基性化合物としては、例えば、含窒素塩基性化合物、有機ハロゲン化物、アルコキシド、フォスファゼン誘導体、及びVerkade塩基などが挙げられる。中でも、塩基性化合物としては、含窒素塩基性化合物を用いることが好ましい。レジスト組成物の保存安定性を一層向上させることができるからである。
そして、含窒素塩基性化合物としては、脂肪族第一級アミン、脂肪族第二級アミン、脂肪族第三級アミン、アミノアルコール、芳香族アミン、第四級アンモニウムヒドロキシド、脂環式アミンなどが挙げられる。好ましくは、含窒素塩基性化合物としては、脂肪族第一級アミン、脂肪族第二級アミン、脂肪族第三級アミンを配合する。含窒素塩基性化合物の具体例としては、ブチルアミン、ヘキシルアミン、エタノールアミン、トリエタノールアミン、2-エチルヘキシルアミン、2-エチルヘキシルオキシプロピルアミン、メトキシプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、N-メチルアニリン、N-エチルアニリン、N-プロピルアニリン、ジメチル-N-メチルアニリン、ジエチル-N-メチルアニリン、ジイソプロピル-N-ジメチルアニリン、N-メチルアミノフェノール、N-エチルアミノフェノール、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、N,N-ジメチルアミノフェノール、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノン-5-エン、などが挙げられる。なかでも、トリエタノールアミンが好ましい。また、塩基性化合物は、GPCにより測定した単分散ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)で、重量平均分子量が300未満の化合物であることが好ましい。
-塩基性化合物の配合量-
レジスト組成物に塩基性化合物を配合する場合には、その割合は、樹脂(a)100質量部に対して、例えば、0.001~10質量部、好ましくは0.005~8質量部、より好ましくは0.01~5質量部でありうる。塩基性化合物の含有量が上記範囲内であれば、レジスト組成物の保存安定性を向上させることができる。
レジスト組成物に塩基性化合物を配合する場合には、その割合は、樹脂(a)100質量部に対して、例えば、0.001~10質量部、好ましくは0.005~8質量部、より好ましくは0.01~5質量部でありうる。塩基性化合物の含有量が上記範囲内であれば、レジスト組成物の保存安定性を向上させることができる。
[その他の添加剤]
レジスト組成物に対して、任意で、界面活性剤を添加することができる。界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノルエーテルなどのポリオキシエチレンアリールエーテル類;ポリエチレングリコールジラウレート、エチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジアルキルエステル類;エフトップ EF301、EF303、EF352(新秋田化成社製)、メガファックス F171、F172、F173、F177(大日本インキ社製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム社製)、アサヒガード AG710、サーフロン S-382、SC-101、SC-102、SC-103、SC-104、SC-105、SC-106(旭硝子社製)等のフッ素界面活性剤;オルガノシロキサンポリマー KP341(信越化学工業社製);アクリル酸系またはメタクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.95(共栄社油脂化学工業社製)が挙げられる。これらの界面活性剤の配合量は、レジスト組成物の固形分100質量部当り、通常2質量部以下、好ましくは1質量部以下である。
レジスト組成物に対して、任意で、界面活性剤を添加することができる。界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノルエーテルなどのポリオキシエチレンアリールエーテル類;ポリエチレングリコールジラウレート、エチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジアルキルエステル類;エフトップ EF301、EF303、EF352(新秋田化成社製)、メガファックス F171、F172、F173、F177(大日本インキ社製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム社製)、アサヒガード AG710、サーフロン S-382、SC-101、SC-102、SC-103、SC-104、SC-105、SC-106(旭硝子社製)等のフッ素界面活性剤;オルガノシロキサンポリマー KP341(信越化学工業社製);アクリル酸系またはメタクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.95(共栄社油脂化学工業社製)が挙げられる。これらの界面活性剤の配合量は、レジスト組成物の固形分100質量部当り、通常2質量部以下、好ましくは1質量部以下である。
[溶剤]
上述した各成分を溶解させる溶剤としては、有機溶剤を用いることが好ましい。有機溶剤は、上述したような各成分を均一に溶解または分散し得るために十分な量で用いられる。レジスト組成物溶液中の固形分濃度は、通常5~50質量%、好ましくは10~45質量%程度である。
上述した各成分を溶解させる溶剤としては、有機溶剤を用いることが好ましい。有機溶剤は、上述したような各成分を均一に溶解または分散し得るために十分な量で用いられる。レジスト組成物溶液中の固形分濃度は、通常5~50質量%、好ましくは10~45質量%程度である。
有機溶剤としては、例えば、n-プロピルアルコール、i-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、シクロヘキシルアルコール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル等のエステル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類;エチルセロソルブアセテート、プロピルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテートなどのセロソルブアセテート類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのアルコールエーテル類;プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルなどのプロピレングリコール類;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどのジエチレングリコール類;γ-ブチロラクトンなどのラクトン類;トリクロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N-メチルアセトアミドなどの極性有機溶剤;これらの2種以上の混合溶剤などが挙げられる。なかでも、有機溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを用いることが好ましい。
<レジスト組成物の製造方法>
上述した各成分を既知の方法により混合することで、レジスト組成物を製造することができる。ここで、レジスト組成物は、例えば、各成分を有機溶剤に溶解し、濾過して得られるレジスト組成物溶液として使用に供される。有機溶剤への溶解に際して、スターラー、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、顔料分散機、らい潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、フィルミックスなどの既知の混合機を用いることができる。また、濾過に際して、フィルター等のろ材を用いた一般的なろ過方法を採用することができる。
上述した各成分を既知の方法により混合することで、レジスト組成物を製造することができる。ここで、レジスト組成物は、例えば、各成分を有機溶剤に溶解し、濾過して得られるレジスト組成物溶液として使用に供される。有機溶剤への溶解に際して、スターラー、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、顔料分散機、らい潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、フィルミックスなどの既知の混合機を用いることができる。また、濾過に際して、フィルター等のろ材を用いた一般的なろ過方法を採用することができる。
(突起電極の製造方法)
本発明の突起電極の製造方法は、上述した本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物を用いて形成した、ネガ型レジスト膜を用いることを特徴とする。より具体的には、本発明の突起電極の製造方法は、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物を基板上に塗布してネガ型レジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、露光工程と、ベーク工程と、現像工程と、突起電極形成工程と、レジスト膜除去工程と、を含む。かかる本発明の突起電極の製造方法によれば、良好なテーパー形状を有する突起電極を安定的に形成することができる。
本発明の突起電極の製造方法は、上述した本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物を用いて形成した、ネガ型レジスト膜を用いることを特徴とする。より具体的には、本発明の突起電極の製造方法は、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物を基板上に塗布してネガ型レジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、露光工程と、ベーク工程と、現像工程と、突起電極形成工程と、レジスト膜除去工程と、を含む。かかる本発明の突起電極の製造方法によれば、良好なテーパー形状を有する突起電極を安定的に形成することができる。
<調製工程>
本発明の突起電極の製造方法は、レジスト膜形成工程に先立ち、上述した突起電極用ネガ型レジスト組成物を調製する調製工程を含んでも良い。かかる調製工程では、本発明のレジスト組成物を有機溶剤に溶解させて、突起電極用ネガ型レジスト組成物溶液を調製する。例えば、上述したような有機溶媒に対して、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物、或いは、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物に含有される各成分を添加して、上述した既知の混合機等により混合して溶解させ、任意でろ過処理等を実施することで、突起電極用ネガ型レジスト組成物溶液を調製することができる。
本発明の突起電極の製造方法は、レジスト膜形成工程に先立ち、上述した突起電極用ネガ型レジスト組成物を調製する調製工程を含んでも良い。かかる調製工程では、本発明のレジスト組成物を有機溶剤に溶解させて、突起電極用ネガ型レジスト組成物溶液を調製する。例えば、上述したような有機溶媒に対して、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物、或いは、本発明の突起電極用ネガ型レジスト組成物に含有される各成分を添加して、上述した既知の混合機等により混合して溶解させ、任意でろ過処理等を実施することで、突起電極用ネガ型レジスト組成物溶液を調製することができる。
<レジスト膜形成工程>
レジスト膜形成工程では、調製工程で得られたレジスト組成物溶液を基板上に塗布して塗膜を形成する。また、基板は、半導体基板として使用されうる一般的な基板であれば特に限定されることなく、例えば、シリコン基板、ガラス基板、ITO膜形成基板、クロム膜形成基板、樹脂基板でありうる。また、塗布方法としては、スピンコーティング、スプレー、ハケ塗り等により塗布する方法、ディップコーティング等の一般的な塗布方法を採用することができる。そして、塗布したレジスト組成物溶液から、既知の方法により有機溶媒を除去して、ネガ型レジスト膜を形成する。有機溶媒の除去方法は特に限定されることなく、塗膜を加熱する方法や、当該塗膜を室温下、加熱下、及び/又は減圧雰囲気下に置く方法等が挙げられる。
レジスト膜形成工程では、調製工程で得られたレジスト組成物溶液を基板上に塗布して塗膜を形成する。また、基板は、半導体基板として使用されうる一般的な基板であれば特に限定されることなく、例えば、シリコン基板、ガラス基板、ITO膜形成基板、クロム膜形成基板、樹脂基板でありうる。また、塗布方法としては、スピンコーティング、スプレー、ハケ塗り等により塗布する方法、ディップコーティング等の一般的な塗布方法を採用することができる。そして、塗布したレジスト組成物溶液から、既知の方法により有機溶媒を除去して、ネガ型レジスト膜を形成する。有機溶媒の除去方法は特に限定されることなく、塗膜を加熱する方法や、当該塗膜を室温下、加熱下、及び/又は減圧雰囲気下に置く方法等が挙げられる。
<プリベーク工程>
本発明の突起電極の製造方法は、露光工程に先立ってレジスト膜を加熱するプリベーク工程を含んでも良い。かかるプリベーク工程では、特に限定されることなく、加熱温度を80℃以上120℃以下、加熱時間を10秒以上200秒以下としうる。また、プリベーク工程は、特に限定されることなく、一般的なベーク装置に備えられたホットプレート等の加熱機構上に塗膜を形成した基板を載置することにより実施可能である。また、プリベーク温度は、ホットプレート等の設定温度を変更することにより、制御することができる。そして、プリベーク工程を経て得られたレジスト膜の膜厚は、通常、0.1μm以上15μm以下である。
本発明の突起電極の製造方法は、露光工程に先立ってレジスト膜を加熱するプリベーク工程を含んでも良い。かかるプリベーク工程では、特に限定されることなく、加熱温度を80℃以上120℃以下、加熱時間を10秒以上200秒以下としうる。また、プリベーク工程は、特に限定されることなく、一般的なベーク装置に備えられたホットプレート等の加熱機構上に塗膜を形成した基板を載置することにより実施可能である。また、プリベーク温度は、ホットプレート等の設定温度を変更することにより、制御することができる。そして、プリベーク工程を経て得られたレジスト膜の膜厚は、通常、0.1μm以上15μm以下である。
<露光工程>
露光工程では、プリベーク工程を経たレジスト膜に対して光線を照射する。光線は、例えば、波長13.5nm以上450nm以下の活性放射線であり、具体的には、紫外線、遠紫外線、エキシマレーザー光、X線、電子線、極端紫外光(Extreme Ultra Violet)などを含む光線でありうる。そして、露光光源としては、特に限定されることなく、例えば、半導体レーザー照射装置、メタルハライドランプ、高圧水銀灯、エキシマレーザー(KrF,ArF,F2)照射装置、X線露光装置、電子線露光装置、及びEUV露光装置等が挙げられる。そして、露光量は、通常、10mJ/cm2以上2000mJ/cm2以下であり、露光時間は、通常、1秒以上180秒以下である。
露光工程では、プリベーク工程を経たレジスト膜に対して光線を照射する。光線は、例えば、波長13.5nm以上450nm以下の活性放射線であり、具体的には、紫外線、遠紫外線、エキシマレーザー光、X線、電子線、極端紫外光(Extreme Ultra Violet)などを含む光線でありうる。そして、露光光源としては、特に限定されることなく、例えば、半導体レーザー照射装置、メタルハライドランプ、高圧水銀灯、エキシマレーザー(KrF,ArF,F2)照射装置、X線露光装置、電子線露光装置、及びEUV露光装置等が挙げられる。そして、露光量は、通常、10mJ/cm2以上2000mJ/cm2以下であり、露光時間は、通常、1秒以上180秒以下である。
<ポストベーク工程>
本発明の突起電極の製造方法は、露光工程の開始以降にレジスト膜をポスト露光ベーク温度条件下に保持するポストベーク工程を更に含んでも良い。具体的には、ポストベーク工程は、露光工程の開始後であれば、露光工程が完了する前に開始しても良いし、露光工程が完了した後に開始しても良い。ポスト露光ベーク工程は、プリベーク工程と同様の装置により実施することができるが、露光工程が完了する前にポストベーク工程を開始する場合には、露光装置の試料台がホットプレート様の機能を有することが好ましい。ポストベーク工程の時間は、通常10秒以上200秒以下であり、ポストベーク温度は、ポスト露光ベーク工程にてレジスト膜を加熱する場合には、通常100℃以上130℃以下である。ポスト露光ベーク工程にて、露光工程を経たレジスト膜を加熱することで、架橋成分の架橋反応を促進することができる。なお、光線の照射のみにより十分な架橋反応が生じる樹脂(a)及び架橋成分の組み合わせを採用した場合にあっては、ポスト露光ベーク工程では、レジスト膜を「加熱」せずに、室温程度(例えば、25℃)の雰囲気下にて所定時間保持しても良い。
本発明の突起電極の製造方法は、露光工程の開始以降にレジスト膜をポスト露光ベーク温度条件下に保持するポストベーク工程を更に含んでも良い。具体的には、ポストベーク工程は、露光工程の開始後であれば、露光工程が完了する前に開始しても良いし、露光工程が完了した後に開始しても良い。ポスト露光ベーク工程は、プリベーク工程と同様の装置により実施することができるが、露光工程が完了する前にポストベーク工程を開始する場合には、露光装置の試料台がホットプレート様の機能を有することが好ましい。ポストベーク工程の時間は、通常10秒以上200秒以下であり、ポストベーク温度は、ポスト露光ベーク工程にてレジスト膜を加熱する場合には、通常100℃以上130℃以下である。ポスト露光ベーク工程にて、露光工程を経たレジスト膜を加熱することで、架橋成分の架橋反応を促進することができる。なお、光線の照射のみにより十分な架橋反応が生じる樹脂(a)及び架橋成分の組み合わせを採用した場合にあっては、ポスト露光ベーク工程では、レジスト膜を「加熱」せずに、室温程度(例えば、25℃)の雰囲気下にて所定時間保持しても良い。
<現像工程>
アルカリ現像液を用いて、パドル現像、スプレー現像、及びディップ現像等の一般的な現像方法により、基板が露出する開口部を有するレジストパターンを現像する。現像工程にて使用するアルカリ現像液は、pH8以上のアルカリ水溶液でありうる。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニアなどの無機アルカリ;エチルアミン、プロピルアミンなどの第一級アミン類;ジエチルアミン、ジプロピルアミンなどの第二級アミン類;トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの第三級アミン類;ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級アンモニウムヒドロキシド類;などが挙げられる。また、必要に応じて、前記アルカリ水溶液には、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、エチレングリコールなどの水溶性有機溶剤、界面活性剤、樹脂の溶解抑制剤などを添加することができる。
アルカリ現像液を用いて、パドル現像、スプレー現像、及びディップ現像等の一般的な現像方法により、基板が露出する開口部を有するレジストパターンを現像する。現像工程にて使用するアルカリ現像液は、pH8以上のアルカリ水溶液でありうる。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニアなどの無機アルカリ;エチルアミン、プロピルアミンなどの第一級アミン類;ジエチルアミン、ジプロピルアミンなどの第二級アミン類;トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの第三級アミン類;ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級アンモニウムヒドロキシド類;などが挙げられる。また、必要に応じて、前記アルカリ水溶液には、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、エチレングリコールなどの水溶性有機溶剤、界面活性剤、樹脂の溶解抑制剤などを添加することができる。
<突起電極形成工程>
突起電極形成工程では、メッキ法によりネガ型レジスト膜の開口部内に金属を析出させる。メッキ法としては、特に限定されることなく、電解メッキ等の一般的なメッキ方法を採用することができる(例えば、特開2007-73919号参照)。
突起電極形成工程では、メッキ法によりネガ型レジスト膜の開口部内に金属を析出させる。メッキ法としては、特に限定されることなく、電解メッキ等の一般的なメッキ方法を採用することができる(例えば、特開2007-73919号参照)。
<レジスト膜除去工程>
レジスト膜除去工程では、基板上からネガ型レジスト膜を除去する。除去方法としては、特に限定されることなく、ネガ型レジスト膜を溶解可能な既知の溶媒を用いた洗浄等の一般的な方法が挙げられる。
レジスト膜除去工程では、基板上からネガ型レジスト膜を除去する。除去方法としては、特に限定されることなく、ネガ型レジスト膜を溶解可能な既知の溶媒を用いた洗浄等の一般的な方法が挙げられる。
以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
実施例および比較例において、レジスト膜の厚さ、光線透過率、逆テーパー形状はそれぞれ以下の方法を使用して評価した。
実施例および比較例において、レジスト膜の厚さ、光線透過率、逆テーパー形状はそれぞれ以下の方法を使用して評価した。
<レジスト膜の厚さ>
実施例、比較例で得られたレジスト膜について、膜厚測定装置(SCREENホールディングス社製、「VM-1210」)を用いて、レジスト膜面内の5点について膜厚を測定し、数平均値を算出した。
<光線透過率>
実施例、比較例で得られた厚み3.5μmのレジスト膜を被測定対象として、JIS K0115に従って紫外線分光光度計(日本分光社製、「V-560」)を用いて、波長365nmでの光線透過率(%)を測定した。測定した光線透過率を以下の基準に従って評価した。
A:光線透過率20%以下
B:光線透過率20%超30%以下
C:光線透過率30%超
<逆テーパー形状>
実施例、比較例で得られたレジストパターンを有するレジスト膜付き基板を測定対象とした。レジストパターンの開口部であるライン部分について走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、レジスト表面側における線幅(トップ線幅)と、基板側における線幅(ボトム線幅)とを測定した。線幅の測定は、任意の3点の測定点について行った。そして、各測定点についてボトム線幅をトップ線幅で除し、「ボトム線幅/トップ線幅比率」を算出した。全測定点について算出した比率の平均値を、測定対象としたレジスト膜付き基板の「ボトム線幅/トップ線幅比率」とし、以下の基準に従って評価した。レジスト膜のレジストパターンが良好な逆テーパー形状を有していれば、かかるレジスト膜を用いて形成した突起電極のテーパー形状が良好なものとなる。
A:ボトム線幅/トップ線幅比率が0.7未満
B:ボトム線幅/トップ線幅比率が0.7以上0.8未満
C:ボトム線幅/トップ線幅比率が0.8以上
実施例、比較例で得られたレジスト膜について、膜厚測定装置(SCREENホールディングス社製、「VM-1210」)を用いて、レジスト膜面内の5点について膜厚を測定し、数平均値を算出した。
<光線透過率>
実施例、比較例で得られた厚み3.5μmのレジスト膜を被測定対象として、JIS K0115に従って紫外線分光光度計(日本分光社製、「V-560」)を用いて、波長365nmでの光線透過率(%)を測定した。測定した光線透過率を以下の基準に従って評価した。
A:光線透過率20%以下
B:光線透過率20%超30%以下
C:光線透過率30%超
<逆テーパー形状>
実施例、比較例で得られたレジストパターンを有するレジスト膜付き基板を測定対象とした。レジストパターンの開口部であるライン部分について走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、レジスト表面側における線幅(トップ線幅)と、基板側における線幅(ボトム線幅)とを測定した。線幅の測定は、任意の3点の測定点について行った。そして、各測定点についてボトム線幅をトップ線幅で除し、「ボトム線幅/トップ線幅比率」を算出した。全測定点について算出した比率の平均値を、測定対象としたレジスト膜付き基板の「ボトム線幅/トップ線幅比率」とし、以下の基準に従って評価した。レジスト膜のレジストパターンが良好な逆テーパー形状を有していれば、かかるレジスト膜を用いて形成した突起電極のテーパー形状が良好なものとなる。
A:ボトム線幅/トップ線幅比率が0.7未満
B:ボトム線幅/トップ線幅比率が0.7以上0.8未満
C:ボトム線幅/トップ線幅比率が0.8以上
(実施例1)
<レジスト組成物溶液の調製(調製工程)>
m-クレゾール70部及びp-クレゾール30部を、ホルムアルデヒド19部と脱水縮合して得た重量平均分子量(GPCにより測定した単分散ポリスチレン換算の重量平均分子量)3000のノボラック樹脂を樹脂(a)として用いた。かかる樹脂(a)100部に対して、架橋成分を構成する光酸発生剤としてのハロゲン含有トリアジン系光酸発生剤1(みどり化学製、商品名「TAZ110」、2-[2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン)2.0部、酸架橋剤としてのアルコキシメチル化メラミン樹脂(三井サイテック製、商品名「サイメル(登録商標)303」)8.0部、光線吸収剤としてのビスアジド化合物(東洋合成工業製、商品名「BAC-M」、2,6-ビス(4′-アジドベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン)2.0部、及び塩基性化合物としてのトリエタノールアミン(沸点:335℃)0.5部を、有機溶剤としてのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)176部中に溶解させた。得られたレジスト組成物の分散液を、孔径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製メンブランフィルターで濾過して、固形分濃度が39質量%のレジスト組成物溶液を調製した。
<レジスト組成物溶液の調製(調製工程)>
m-クレゾール70部及びp-クレゾール30部を、ホルムアルデヒド19部と脱水縮合して得た重量平均分子量(GPCにより測定した単分散ポリスチレン換算の重量平均分子量)3000のノボラック樹脂を樹脂(a)として用いた。かかる樹脂(a)100部に対して、架橋成分を構成する光酸発生剤としてのハロゲン含有トリアジン系光酸発生剤1(みどり化学製、商品名「TAZ110」、2-[2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン)2.0部、酸架橋剤としてのアルコキシメチル化メラミン樹脂(三井サイテック製、商品名「サイメル(登録商標)303」)8.0部、光線吸収剤としてのビスアジド化合物(東洋合成工業製、商品名「BAC-M」、2,6-ビス(4′-アジドベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン)2.0部、及び塩基性化合物としてのトリエタノールアミン(沸点:335℃)0.5部を、有機溶剤としてのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)176部中に溶解させた。得られたレジスト組成物の分散液を、孔径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製メンブランフィルターで濾過して、固形分濃度が39質量%のレジスト組成物溶液を調製した。
<レジストパターンの形成>
基材としてのシリコンウェハ上に、スピンコーターを用いてレジスト組成物溶液を塗布及び乾燥させて塗膜を形成した(レジスト膜形成工程)。次いで、温度110℃に設定したホットプレート上に、表面に塗膜を有するシリコンウェハを載置し、90秒間保持してプリベーク工程を実施した。得られたレジスト膜の厚さは3.5μmであった。得られたレジスト膜を用いて、上述の方法に従って光線透過率を評価した。結果を表1に示す。
このレジスト膜の上から、各20μmのライン&スペース(L&S)パターンのマスクを用いて、パラレルライトマスクアライナー(キャノン製、商品名「PLA501F」、紫外線光源、照射波長365nm~436nm)で露光した。露光量は、300mJ/cm2とし、ライン部分の幅とスペース部分の幅とが1:1となるように露光した(露光工程)。
露光工程後、温度100℃に設定してホットプレート上にレジスト膜付きのシリコンウェハを載置し、100秒間保持してポストベーク工程を実施した。ポストベーク工程後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で、70秒間パドル現像し、L&Sのレジストパターンを得た。レジストパターンの断面形状は、逆テーパー形状であった。そして、得られたレジストパターンについて、上述の方法に従って逆テーパー形状を評価した。結果を表1に示す。
基材としてのシリコンウェハ上に、スピンコーターを用いてレジスト組成物溶液を塗布及び乾燥させて塗膜を形成した(レジスト膜形成工程)。次いで、温度110℃に設定したホットプレート上に、表面に塗膜を有するシリコンウェハを載置し、90秒間保持してプリベーク工程を実施した。得られたレジスト膜の厚さは3.5μmであった。得られたレジスト膜を用いて、上述の方法に従って光線透過率を評価した。結果を表1に示す。
このレジスト膜の上から、各20μmのライン&スペース(L&S)パターンのマスクを用いて、パラレルライトマスクアライナー(キャノン製、商品名「PLA501F」、紫外線光源、照射波長365nm~436nm)で露光した。露光量は、300mJ/cm2とし、ライン部分の幅とスペース部分の幅とが1:1となるように露光した(露光工程)。
露光工程後、温度100℃に設定してホットプレート上にレジスト膜付きのシリコンウェハを載置し、100秒間保持してポストベーク工程を実施した。ポストベーク工程後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で、70秒間パドル現像し、L&Sのレジストパターンを得た。レジストパターンの断面形状は、逆テーパー形状であった。そして、得られたレジストパターンについて、上述の方法に従って逆テーパー形状を評価した。結果を表1に示す。
(実施例2)
レジスト組成物溶液の調製にあたり、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
レジスト組成物溶液の調製にあたり、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例3)
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光線吸収剤の配合量を1.5部に変更し、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光線吸収剤の配合量を1.5部に変更し、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例4)
レジスト組成物溶液の調製にあたり、樹脂(a)として、実施例1と同様の、m-クレゾール70部及びp-クレゾール30部を、ホルムアルデヒド19部と脱水縮合して得た重量平均分子量3000のノボラック樹脂97部に対して、重量平均分子量5000のポリp-ビニルフェノール樹脂(丸善石化製、「マルカリンカー(登録商標)S-2P」)を3部混合したものを用いた。このような樹脂(a)100部を用いたこと、塩基性化合物を配合しなかったこと、及び光線吸収剤の配合量を1.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
レジスト組成物溶液の調製にあたり、樹脂(a)として、実施例1と同様の、m-クレゾール70部及びp-クレゾール30部を、ホルムアルデヒド19部と脱水縮合して得た重量平均分子量3000のノボラック樹脂97部に対して、重量平均分子量5000のポリp-ビニルフェノール樹脂(丸善石化製、「マルカリンカー(登録商標)S-2P」)を3部混合したものを用いた。このような樹脂(a)100部を用いたこと、塩基性化合物を配合しなかったこと、及び光線吸収剤の配合量を1.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例5~6)
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光線吸収剤として、実施例1の「Bac-M」2.0部に代えて、クルクミン(三栄源エフ・エフ・アイ社)2.0部を(実施例5)、ミヒラーケトン2.0部を(実施例6)、それぞれ用い、また、各実施例にて塩基性化合物を配合しなかった。これらの点以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光線吸収剤として、実施例1の「Bac-M」2.0部に代えて、クルクミン(三栄源エフ・エフ・アイ社)2.0部を(実施例5)、ミヒラーケトン2.0部を(実施例6)、それぞれ用い、また、各実施例にて塩基性化合物を配合しなかった。これらの点以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例7)
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光酸発生剤として、ハロゲン含有トリアジン系光酸発生剤2(2-[1-(4-メトキシ)ナフチル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン)2.0部を用い、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光酸発生剤として、ハロゲン含有トリアジン系光酸発生剤2(2-[1-(4-メトキシ)ナフチル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン)2.0部を用い、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例8)
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光酸発生剤として、ハロゲン含有トリアジン系光酸発生剤2(2-[1-(4-メトキシ)ナフチル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン)2.0部を用い、さらに、光線吸収剤として、ミヒラーケトン2.0部を用い、また、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光酸発生剤として、ハロゲン含有トリアジン系光酸発生剤2(2-[1-(4-メトキシ)ナフチル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン)2.0部を用い、さらに、光線吸収剤として、ミヒラーケトン2.0部を用い、また、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例9)
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光酸発生剤として、下記式(Y)で表される光酸発生剤3(2,2'-(1,3-フェニレン)ビス[2-(ブチルスルホニルオキシイミノ)アセトニトリル])2.0部を用い、さらに、光線吸収剤としてビスアジド化合物(東洋合成工業製、商品名「BAC-M」、2,6-ビス(4′-アジドベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン)2.0部を用い、また、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光酸発生剤として、下記式(Y)で表される光酸発生剤3(2,2'-(1,3-フェニレン)ビス[2-(ブチルスルホニルオキシイミノ)アセトニトリル])2.0部を用い、さらに、光線吸収剤としてビスアジド化合物(東洋合成工業製、商品名「BAC-M」、2,6-ビス(4′-アジドベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン)2.0部を用い、また、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例1)
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光線吸収剤として、実施例1の「Bac-M」2部に代えて、式(I)で表すことができず、ビスアジド系化合物でもない他の光線吸収剤(保土ヶ谷化学工業社製、「SOT-Z」、下記式(Z))2.0部を配合し、また、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光線吸収剤として、実施例1の「Bac-M」2部に代えて、式(I)で表すことができず、ビスアジド系化合物でもない他の光線吸収剤(保土ヶ谷化学工業社製、「SOT-Z」、下記式(Z))2.0部を配合し、また、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例2)
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光線吸収剤として、実施例1の「Bac-M」2部に代えて、式(I)で表すことができず、ビスアジド系化合物でもない他の光線吸収剤(2-アミノ‐4-(4-メトキシフェニル)‐6‐(4‐メチルフェニル)-1,3,5‐トリアジン、表1中、「トリアジン系光線吸収剤」として示す)を用い、架橋剤としてベンゾグアナミン樹脂(日本触媒社製)8.0部を用い、また、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
レジスト組成物溶液の調製にあたり、光線吸収剤として、実施例1の「Bac-M」2部に代えて、式(I)で表すことができず、ビスアジド系化合物でもない他の光線吸収剤(2-アミノ‐4-(4-メトキシフェニル)‐6‐(4‐メチルフェニル)-1,3,5‐トリアジン、表1中、「トリアジン系光線吸収剤」として示す)を用い、架橋剤としてベンゾグアナミン樹脂(日本触媒社製)8.0部を用い、また、塩基性化合物を配合しなかったこと以外は実施例1と同様にした。そして、実施例1と同様にして各種測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
表1中、「NVK」はノボラックを、「PVP」はポリビニルフェノールを、「光酸発生剤1」は(2-[2-(4-メトキシフェニル)エテニル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン)を、「光酸発生剤2」は、2-[1-(4-メトキシ)ナフチル]-4,6-ビス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジンを、「光酸発生剤3」は、(2,2'-(1,3-フェニレン)ビス[2-(ブチルスルホニルオキシイミノ)アセトニトリル])を、「Bac-M」は2,6-ビス(4′-アジドベンザル)-4-メチルシクロヘキサノンを、「PGMEA」はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを、それぞれ示す。
表1より、厚さ3.5μmのレジスト膜を形成した場合に、波長365nmでのレジスト膜の光線透過率が30%以下(すなわち、光線透過率の評価結果がA又はB評価)である突起電極用ネガ型レジスト組成物を用いた実施例1~9では、良好な逆テーパー形状を有するレジスト膜が形成でき、ひいては、良好なテーパー形状の突起電極を形成し得ることが分かる。また、全ての実施例において、レジスト膜の厚さ方向にて温度勾配を形成するための操作をあえて実施することなく、良好なテーパー形状を有する突起電極を形成することができたことが分かる。
一方、波長365nmでの光線透過率が30%超(すなわち、光線透過率の評価結果がC評価)である突起電極用ネガ型レジスト組成物を用いた比較例1~2では、良好な逆テーパー形状を有するレジスト膜が得られなかったことが分かる。
一方、波長365nmでの光線透過率が30%超(すなわち、光線透過率の評価結果がC評価)である突起電極用ネガ型レジスト組成物を用いた比較例1~2では、良好な逆テーパー形状を有するレジスト膜が得られなかったことが分かる。
本発明によれば、良好なテーパー形状を有する突起電極を安定的に形成可能な突起電極用ネガ型レジスト組成物を提供することができる。また、本発明によれば、良好なテーパー形状を有する突起電極の製造方法を提供することができる。
Claims (5)
- 厚さ3.5μmのレジスト膜を形成した場合に、波長365nmでの前記レジスト膜の光線透過率が30%以下である、突起電極用ネガ型レジスト組成物。
- 前記突起電極用ネガ型レジスト組成物が、樹脂を更に含み、該樹脂100質量部に対して、前記光線吸収剤を0.1質量部以上含有する、請求項2に記載の突起電極用ネガ型レジスト組成物。
- ハロゲン含有トリアジン系光酸発生剤を含有する、請求項1~3の何れかに記載の突起電極用ネガ型レジスト組成物。
- 厚さ3.5μmのレジスト膜を形成した場合に、波長365nmでの前記レジスト膜の光線透過率が30%以下である、突起電極用ネガ型レジスト組成物を基板上に塗布してネガ型レジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
前記ネガ型レジスト膜を露光する露光工程と、
前記露光工程を経た前記ネガ型レジスト膜をベークするベーク工程と、
前記ベーク工程を経た前記ネガ型レジスト膜を現像して、前記基板が露出する開口部を得る現像工程と、
メッキ法により前記開口部内に金属を析出させることにより突起電極形成する突起電極形成工程と、
前記基板上のネガ型レジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、
を含む、突起電極の製造方法。
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-
2017
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| JP2005316412A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-11-10 | Nippon Zeon Co Ltd | 感放射線性樹脂組成物 |
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