具有低金属离子含量的表面活性剂和由其产生的显影剂的生产方法技术

一种生产含有金属离子含量非常低的表面活性剂的显影剂的方法，它包括： ａ）用去离子水洗涤一种酸性离子交换树脂，接着用一种无机酸溶液洗涤，因此将离子交换树脂中的钠和铁离子含量各减少到小于２００ｐｐｂ； ｂ）制备一种１－４０％（重量）表面活性剂在去离子溶剂中的溶液； ｃ）让该表面活性剂溶液通过该离子交换树脂，因此将该表面活性剂溶液中的全部钠和铁离子含量减少到各不大于１，０００ｐｐｂ； ｄ）通过加入下列物质的混合物配制一种含有表面活性剂的显影剂组合物： （１）处在一种合适的去离子溶剂中经过离子交树脂处理的表面活性剂溶液；和 （２）一种合适的无金属离子的显影剂。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生产具有低金属离子(具体是钠和铁离子)含量的表面活性剂，和生产具有很低金属离子含量的显影剂的方法。光刻胶组合物被用在诸如生产计算机芯片和集成电路之类过程中制造微电子部件的微晶摄影方法中。通常在这些方法中，首先向基片材料，例如用于制造集成电路的硅圆片，薄薄地涂一层光刻胶组合物。然后烘烤涂层基片，以蒸发光刻胶组合物中的任何溶剂，并将该涂层固定在基片上。接着将烘烤的基片涂层表面进行成像辐射曝光。这一辐射曝光引起了涂层表面曝光区域的化学变化。可见光、紫外(UV)光、电子束和X射线幅射能量是今天在微晶摄影方法中常用的辐射类型。经过这种成像曝光后，用显影剂溶液处理该涂层基片，以溶解和从基片表面除去幅射曝光区域或未曝光区域光刻胶和所有的抗反射涂层。金属污染长期以来一直是高密度集成电路和计算机芯片生产中存在的问题，经常导致废品增加、收益损失、品质降级和降低性能。在等离子方法中，特别是在等离子去胶过程中，像钠和铁之类的金属当它们出现在光刻胶中或光刻胶上的涂层中时，能够引起污染。但是，这些问题在生产过程中在很大程度上已得到解决，例如在高温退火循环中通过使用HCl收集污染物。由于半导体装置变得更精密，这些问题变得更加难以解决。当用液体正性光刻胶涂布硅圆片，接着例如用氧气微波等离子体去胶时，通常会看到半导体装置的性能和稳定性下降。由于重复等离子去胶过程，经常发生更多的装置降级。这些问题的原因可以是(i)光刻胶、(ii)圆片上的抗反射涂层，和(iii)显影剂中的金属污染。金属含量小于1.0ppm能够对这些半导体装置的特性产生不利的影响。在光刻胶中表面活性剂被用作涂层添加剂以及在显影剂溶液中被用作添加剂。利用各种表面活性剂，通过与像氢氧化四甲铵水溶液之类的显影剂混合以配制显影剂。有两种类型的光刻胶组合物，负性光刻胶和正性光刻胶。当负性光刻胶组合物接受成像辐射时，已被曝光的光刻胶组合物区域变得较少溶于显影剂溶液(例如发生交联反应)，而光刻胶涂层的未曝光区域仍然相对可溶于这样一种溶液。因而，用显影剂处理曝光过的负性光刻胶，会除去未曝光过区域的光刻胶涂层，并在涂层中产生负像。因此显露出在其表面上曾沉积着光刻胶组合物的所期望的下面基片表面部分。另一方面，当正性光刻胶组合物接受成像幅射曝光时，那些辐射曝光过的光刻胶组合物区域变得更易溶于显影剂溶液(例如发生重排反应)，而那些未曝光过的区域仍然相对不溶于显影剂溶液。因而，用显影剂处理曝光过的正性光刻胶可以除去曝光过的涂层区域，并在光刻胶涂层中产生正象。另外，显露出所期望的下面的基片表面部分。在这一显影处理后，可用基片浸蚀溶液或等离子体气体等处理现在部分未保护的基片。浸蚀溶液和等离子体气体腐蚀了在显影过程中其中光刻胶涂层已被除去的基片部分。还保留光刻胶涂层的基片区域受到保护，因而在与用于成像辐射曝光的光掩模相对应的基片材料中产生了浸蚀图案。此后，在去胶操作过程中可以除去光刻胶涂层留下的区域，留下干净的浸蚀过的基片表面。在某些情况下，在显影步骤后和浸蚀步骤前热处理留下的光刻胶层，以提高其对下面的基片的附着性和耐浸蚀溶液的能力是有利的。现在正性光刻胶组合物比负性光刻胶更好，因为前者通常具有更好的分辨能力和图案变化特性。光刻胶分辨率以最小的特征定义，即这种光刻胶组合物在曝光和显影后可以从光掩模转移到影其像有高度明显的影像边缘的基片。在今天的许多生产应用中，光刻胶分辨率为小于1微米的数量级是必要的。另外，几乎总是希望，已显影光刻胶壁的断面相对于基片几乎垂直。这种在光刻胶涂层的显影和未显影区域之间的分界可转化为该掩模图像在该基片上精确的图案位移。本专利技术涉及一种生产其中金属离子，特别是钠和铁含量非常低的表面活性剂的方法，和生产含有这样一种表面活性剂的显影剂的方法。本专利技术的方法提供一种含有这样一种表面活性剂并且其中金属离子含量非常低的显影剂。该显影剂应用于冲洗晶片上光刻胶层的非希望区域，该光刻胶既可以是负性也可以是正性的，不过正性光刻胶是优选的。所得到的表面活性剂具有非常低的金属离子含量，这些金属离子例如是铁、钠、钾、钙、镁、铜和锌。钠和铁是最普通的，并是其中最容易检测到的金属离子污染物。这些金属离子的含量起到其他金属离子含量指示器的作用。钠和铁离子的含量各自分别低于20,000ppb，优选地低于7,000ppb，更优选地低于1,000ppb，最优选地低于500ppb。本专利技术提供一种生产一种表面活性剂，优选地是生产月桂基硫酸铵的方法，它具有非常低的金属离子(特别是钠和铁)含量，并提供一种生产含有这样表面活性剂的显影剂的方法。在优选的实施方案中，该方法使用了一种酸性离子交换树脂以纯化表面活性剂和显影剂。本方法包括a)用去离子(DI)水洗涤一种酸性离子交换树脂，接着用一种无机酸溶液(例如5-98％硫酸、硝酸或盐酸溶液)洗涤，以便将离子交换树脂中的钠和铁离子含量分别地减少到少于200ppb，优选地少于100ppb，更优选地少于50ppb，最优选地不大于20ppb；b)在如去离子水之类的去离子溶剂中加入一种1-35％(重量)表面活性剂溶液，优选地是月桂基硫酸铵溶液；c)让表面活性剂溶液通过酸性离子交换树脂，因此将该溶液中的钠和铁离子含量降低到各不大于20,000ppb，优选地少于7,000ppb，更优选地少于1000ppb，最优选地少于500ppb。d)往该去离子溶液中加入像氢氧化铵之类的碱水溶液，以调整pH到7-8。e)由下列物质的混合物配制一种显影剂组合物(1)在一种合适的去离子溶剂中用酸性离子交树脂处理的表面活性剂溶液(通过加入更多的相同溶剂，例如去离子水来调整浓度)；(2)将该表面活性剂溶液与一种合适的不含金属离子的显影剂，例如氢氧化铵，优选地是氢氧化四甲铵(TMAH)混合。在用酸性离子交换树脂处理表面活性剂溶液组分前，用与用于有待被该离子交换树脂处理的组分或组分混合物的溶剂相同的或至少相容的溶剂处理该离子交换树脂。优选地，用足够新的溶剂处理该离子交换树脂，以基本除去其他溶剂，并用新溶剂使离子交换树脂饱和。本专利技术提供一种生产具有非常低含量的金属离子，特别是钠和铁离子的表面活性剂的方法。本专利技术还提供一种由这种表面活性剂生产显影剂的方法。该优选方法使用一种酸性离子交换树脂以纯化该表面活性剂和显影剂。该优选方法包括a)用去离子水洗涤一种酸性离子交换树脂，接着用一种无机酸溶液(例如5-98％硫酸、硝酸或盐酸溶液)洗涤，接着用DI水漂洗，以便将导电水平减至18兆欧，并且该酸性离子交换树脂中钠和铁离子含量降低到各小于200ppb，优选地小于100ppb，更优选地小于50ppb，最优选地不大于20ppb；用氢氧化铵溶液(1-28％)，如1-28％氢氧化铵或1-14％氢氧化四甲铵洗涤该离子交换树脂床；b)在如去离子水之类的去离子溶剂中加入一种1-35％(重量)表面活性剂溶液；c)让该表面活性剂溶液通过酸性离子交换树脂，因此将该溶液中钠和铁离子含量降低到各不大于20,000ppb，优选地小于7,000ppb，更优选地小于1000ppb，最优选地小于500ppb；d)向去离子溶液中加入氢氧化铵，调整pH到7-8。e)通过加入下列物质的混合物配制一种显影剂组合物(1)在一种合适的去离子溶剂中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：M·D·拉曼，D·P·奥宾，
申请(专利权)人：克拉里安特国际有限公司，
类型：发明
国别省市：