(57)【要約】    【課題】感光性アルカリ水溶液現像型樹脂から形成される樹脂パターンの製造において、現像時間の短縮により生産性を向上させる手法を提供すること。    【解決手段】少なくとも（１）基板上に感光性アルカリ水溶液現像型樹脂を塗布する工程、（２）露光する工程、（３）露光後の樹脂皮膜を高湿度雰囲気下に曝す現像前処理工程、（４）現像工程、（５）乾燥工程をこの順に有する樹脂パターンの製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも（１）基板上に感光性アルカリ水溶液現像型樹脂を塗布する工程、（２）露光する工程、（３）露光後の樹脂皮膜を高湿度雰囲気下に曝す現像前処理工程、（４）現像工程、（５）乾燥工程をこの順に有する樹脂パターンの製造方法。
【請求項２】
前記（３）現像前処理工程における湿度が７５％以上である請求項１記載の樹脂パターンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂パターンの製造方法に関する。より詳しくは、半導体分野において層間絶縁膜、表面保護膜等に好適に用いられる感光性アルカリ水溶液現像型樹脂から形成される樹脂パターンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体ウエハ基板の表面保護膜や層間絶縁膜として、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾールなどの樹脂が使用されてきた。これらの樹脂は、一般に、有機溶媒あるいはアルカリ水溶液により現像される。近年、これらの樹脂にレジストと同程度の高い解像性を付与し、従来行われていたレジストと樹脂のそれぞれの加工を樹脂の加工１回で実施する一括開口プロセスが導入され、生産性の改善に寄与している。しかしながら、更なる生産性向上の要求が高まり、現像時間を短縮できるプロセスが求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、感光性アルカリ水溶液現像型樹脂から形成される樹脂パターンの製造において、現像時間の短縮により生産性を向上させる手法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、少なくとも（１）基板上に感光性アルカリ水溶液現像型樹脂を塗布する工程、（２）露光する工程、（３）露光後の樹脂皮膜を高湿度雰囲気下に曝す現像前処理工程、（４）現像工程、（５）乾燥工程をこの順に有する樹脂パターンの製造方法である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、感光性アルカリ水溶液現像型樹脂の現像時間を短縮することができるため、樹脂パターンの生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下本発明を詳細に説明する。本発明は、露光後の樹脂皮膜を高湿度雰囲気下に曝す現像前処理工程を有することを特徴とする。このような現像前処理工程を設けることにより、現像時間を短縮させることができる。現像前処理工程により、露光後の樹脂皮膜表面がアルカリ水溶液となじみやすくなり、現像時間が短縮されるものと考えられる。以下、各工程について説明する。
【０００７】
（１）基板上に感光性アルカリ水溶液現像型樹脂を塗布する。感光性アルカリ水溶液現像型樹脂と溶媒を含む組成物を基板上に塗布した場合は、塗布後の基板を乾燥する工程を設けてもよい。この工程により、感光性アルカリ水溶液現像型樹脂皮膜を得る。
【０００８】
基板としては、シリコン、セラミックス類、ガリウムヒ素などのウエハが一般的に用いられるが、これらに限定されない。塗布方法としては、スピンナを用いた回転塗布、スプレー塗布、ロールコーティングなどの方法が挙げられる。塗布膜厚は、乾燥後の膜厚が０．１〜３０μｍになるようにすることが一般的である。
【０００９】
感光性アルカリ水溶液現像型樹脂は、例えば、アクリル樹脂や、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸、ポリベンゾオキサゾールの前駆体であるポリヒドロキシアミドなどが挙げられる。
【００１０】
乾燥は、オーブン、ホットプレート、赤外線などを使用し、５０〜１５０℃の範囲で１分〜数時間行うことが好ましい。必要に応じて、８０℃で２分の後１２０℃で２分など、２段あるいはそれ以上の多段で乾燥することもできる。
【００１１】
次に、（２）露光する工程により、（１）の工程で得られた皮膜上に、所望のパターンを有するマスクを通して化学線を照射する。露光に用いられる化学線としては、紫外線、可視光線、電子線、Ｘ線などがあるが、本発明では水銀灯のｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）またはｇ線（４３６ｎｍ）を用いることが好ましい。
【００１２】
次に、（３）現像前処理工程により、（２）の工程で得られた露光後の皮膜を高湿度雰囲気下に曝す。湿度条件は樹脂皮膜表面に水分子が吸着する条件であればよく、湿度７５％以上が好ましい。
【００１３】
次に、（４）現像工程を行う。現像液は、感光性アルカリ水溶液現像型樹脂の構造に合わせて適当なものを選択することができる。例えば、アンモニア、テトラメチルアンモニウムの水溶液、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、ジエチルアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、酢酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエチルメタクリレート、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルカリ性を示す化合物の水溶液を挙げることができる。
【００１４】
現像方法としては、例えば、上記の現像液を基板上の樹脂皮膜表面にそのまま、あるいは、霧状にして放射し、液盛りする方法が挙げられる。また、基板を現像中に浸漬する方法を挙げることもできる。さらに、浸漬しながら超音波処理してもよい。現像液の温度は、通常２３℃±２℃程度で使用されるが、特に限定されるものではない。
【００１５】
ついでリンス液により、現像によって形成したレリーフ・パターンを洗浄する工程を設けてもよい。リンス液としては、水が好ましい。また、エタノール、イソプロピルアルコール類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類、炭酸ガス、塩酸、酢酸などの酸などを水に加えてリンス処理をしてもよい。
【００１６】
次に、（５）乾燥工程により、リンス液を除くことが必要である。リンス液が基板の電極部に残っていた場合、樹脂皮膜から感光成分あるいは添加剤などが微量溶けだし、電極の特性を変質させる可能性がある。また、感光性アルカリ水溶液現像型樹脂としてポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体を用いた場合には、乾燥工程において加熱によりイミド環、オキサゾール環を有する樹脂に変換してもよく、別途熱処理工程を設けてもよい。
【００１７】
ポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体を樹脂に変換するためには、２００〜５００℃の温度を加えることが一般的であり、段階的に昇温してもよいし、連続的に昇温してもよい。熱処理時間は５分から５時間が一般的である。一例としては、１３０℃、２００℃、３５０℃で各３０分ずつ熱処理する方法、あるいは室温より４００℃まで２時間かけて直線的に昇温するなどの方法が挙げられる。
【００１８】
このようにして得られる樹脂パターンは、表面保護膜や層間絶縁膜などとして、半導体装置に好ましく用いられる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を詳細に説明するために、実施例で説明する。
【００２０】
実施例１
東京エレクトロン製コータデベロッパＡＣＴ−８を使って、東レ（株）製ポジ型感光性ポリイミドＰＷ−１００１を８インチシリコン基板上に塗布し、１２０℃×６分ホットプレートでベークして、膜厚７μｍの樹脂皮膜を作製した。得られた樹脂皮膜をニコンｉ線ステッパーＮＳＲ２００５  ｉ９Ｃを用いて、５μｍラインのパターンを有するマスクを通して、１４００ｍｓｅｃの露光を行った。露光後の樹脂皮膜を有するシリコン基板を、温度２３℃、相対湿度７５％の場所に１分間放置した。次いで、２３℃のテトラメチルアンモニウム水溶液２．３８％に６０秒間浸漬し、２３℃の水で６０秒リンスした後、エアーガンで水を吹き飛ばし乾燥した。得られた現像後の樹脂パターンの膜厚を測定し、膜減り量（現像前の初期膜厚（７μｍ）−現像後の膜厚）を求めたところ、０．６μｍであった。また、５μｍパターンの線幅は５．０μｍ（７５％）であった。
【００２１】
実施例２
現像前処理時の湿度を７５％から１００％に変更した以外は実施例１と同様にして樹脂パターンを形成した。膜減り量は０．６μｍ、５μｍパターンの線幅は５．０μｍであった。
【００２２】
比較例１
現像前処理の湿度を７５％から４５％に変更した以外は実施例１と同様にして樹脂パターンを形成した。膜減り量は０．５μｍ、５μｍパターンの線幅は４．５μｍであり、所望の５．０μｍの開口が達成されなかった。
【００２３】
比較例２
テトラメチルアンモニウム水溶液への浸漬時間（現像時間）を６０秒から８０秒にした以外は比較例１と同様にして樹脂パターンを形成した。膜減り量は０．６μｍ、５μｍパターンの線幅は５．０μｍであった。