光致抗蚀图形的形成方法技术

在据照相平版法（光刻）的集成电路元件的制备方法中，一个可降低在形成抗蚀图形过程中由于基片的性质或基片表面的酸度所导致的不利影响的方法，其中用一个化学增强性抗蚀剂作为光致抗蚀剂，以及一个用于该方法的基片处理剂组合物。该基片处理剂组合物包含一个含有由至少一个如伯、仲、叔胺和含氮的杂环化合物的碱性化合物与一个如磺酸或羧酸的有机酸所形成的盐的溶液，把该组合物涂敷在一个具有底部抗反射涂层，如ＳｉＯＮ层的基片表面上，接着将其烘烤，如需要还可清洗之，然后在上述处理过的基片上涂敷化学增强性抗蚀剂，接着进行曝光和显影，由此在该基片上可形成一个光致抗蚀图形。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一个制备集成电路元件，液晶显示元件等的照相平片光刻方法，该方法可以减少由于基片(衬底)性质或在抗蚀涂层上的基片(衬底)表面的酸度，以及所用的处理基片制剂组合物所导致的不利影响。
技术介绍
在集成电路元件制备
中，用平版方法形成细微图案的图案装饰(提花)技术已经取得进展。最近几年，人们还研究了能够形成四分之一微米级别的细微图案的图案装饰技术。在该平版方法中，把光致抗蚀剂涂敷在基片(衬底)中，通过曝光可在光致抗蚀剂中形成掩模图案的潜像(影)，然后用适当的显影溶液使上述潜像显影，以形成所需求的图案抗蚀涂层。然而，很多上述所用的基片(衬底)都具有很高的反射性。在曝光过程中，穿过光致抗蚀剂层的曝光光线被反射到基片(衬底)的表面上，而且再次投射到光致抗蚀剂层中。由此会出现诸如不能获得所需求图案，或者由于曝光过程中的反射光线导致在光致抗蚀区域中形成具有某些欠缺的图案等问题。上述区域有的没有曝光，有的则受到曝光光线和被基片(衬底)表面所反射的光线的干涉。上述问题不只限于出现在制备集成电路元件的技术中，而且是普通出现在用平版方法实施超微细图案加工的技术中，例如制备液晶显示元件的技术。对于反射所造成的各种问题，人们已经研究出许多技术解决方法进行对策。例如，可把吸收曝光波长的颜料分散到光致抗蚀剂中的技术方案，形成底部抗反射涂层(BARC)或顶部表面抗反射涂层的技术方案，顶部表面影像技术方案(TSI)，以及多层抗蚀(MLR)技术方案等。其中，目前人们多用上述的形成底部抗反射涂层技术。其中的底部抗反射涂层可以是无机涂层和有机涂层。上述已知的形成无机涂层的方法，包括用CVD(化学气相淀积)法，真空淀积法，喷镀法等淀积无机或金属材料的方法。此外，已知的上述的形成有机涂层的方法，包括把在有机聚合物溶液中的颜料分散液或溶液涂敷在基片(衬底)上的方法，把对聚合物具有发色团化学键合性的聚合物颜料的分散液或溶液涂敷在基片(衬底)上的方法。日本专利申请公开说明书第75378/1994号和第118656/1994和其它专利文献WO 9412912号，美国第4,910,122号及美国第5,057,399号等已指示了上述的底部抗反射涂层材料及涂层的形成方法。上述底部抗反射涂层可吸收或削弱穿过抗蚀剂涂层的光线，其中取决于底部抗反射涂层的厚度和吸收性能。由此可防止已穿过抗蚀涂层的光线在基片(衬底)的反射。然而，另一方面，某些形成底部抗反射涂层的物质会在底部抗反射涂层中或表面上留下碱性或酸性的残余物或提供碱性或酸性的组份。当上述底部抗反射涂层中或表面上存在有酸性或碱性物质时，就会出现下列问题如果用化学增强性抗蚀剂作为致光抗蚀剂时，在抗蚀剂中通过曝光生成的酸就会被在底部抗反射涂层中或表面上的碱性残留物或碱性物质所中和与钝化，或者在抗蚀剂中的碱性组份会与底部抗反射涂层中或表面上的酸性残留物或酸性物质进行反应，从而导致了所形成的光致抗蚀图形横截面型面的变质。例如，当上述底部抗反射涂层是据CVD方法形成的氮化物涂层时，有时候上述氮化物涂层的表面不平，而且涂层内的涂层组合物不均匀。此外，在有些条件下，可能还保留有部分氨基团，其中该残余氨基团是不均匀地分布在涂层内的。那么，如果用化学增强性抗蚀剂作为光致抗蚀剂时，那么在抗蚀剂层中通过曝光形成的酸分子就会部分地被基片(衬底)的氨基团所截留，导致由正性感光抗蚀剂形成的抗蚀型面的镶边花边或由负性感光抗蚀剂形成的抗蚀型面的下截(侧壁侵蚀)。另一方面，用由有机涂层组成的抗反射涂层同样也有时候会在涂层的表面留下酸性或碱性组份，并同样地由此可导致抗蚀型面的底边或下切(侵蚀)的形成。上述现象并不只限于使用底部抗反射涂层的情况下，而且也会同样地发生在下列情况下，即将其它的涂层(如ITO涂层)，而非底部抗反射涂层，涂敷在基片(衬底)上，或者将光致抗蚀剂直接涂敷在基片(衬底)的情况下。此外，它也不只限于用化学增强性抗蚀剂作为光致抗蚀剂的情况下，而且也适用于一些其它的光致抗蚀剂的情况，其中该剂中存在有酸性或碱性的组份，或者其中在形成抗蚀图形的一些步骤中形成了酸性或碱性物质，它们可依次被用于形成抗蚀图形。当用化学增强性抗蚀剂时所形成的抗蚀图形将受到基片(衬底)的不利影响。因而，不可能形成好的抗蚀图形。因此，为改进基片(衬底)表面的粘着性人们试图用等离子等处理方法加工处理基片(衬底)表面和检测这些基片(衬底)物质的表面状况。J.S.Sturtevant等人在Proc.SPIE,2197,770(1994)的文章，K.Dean等人在Proc.SPIE,2438,514(1995)的文章；S.Mori等人在光聚合物科学和技术刊物，9,601(1996)的文章；B.C.Kim等人在Proc.SPIE,2724,119(1996)的文章等，都记载了上述改进的技术方案。然而，它们都没有描述用表面处理剂涂敷基片(衬底)的预处理技术。本专利技术的目的是提供一种方法，该方法可避免在形成抗蚀图形过程中由于基片(衬底)的不稳定的酸度或基片内的不稳定的酸度所造成的不利影响，其中在光致抗蚀剂，如化学增强抗蚀剂中存在有酸性或碱性的组份，或者是使用光致抗蚀剂时，在形成抗蚀图形的一些步骤中形成了酸性或碱性物质，该物质被用于形成抗蚀图形，而且在该方法中还使用了基片(衬底)处理剂的组合物。本专利技术的概述经过严密的研究，本专利技术人发现可以获得没有上述弊病的抗蚀图形，其中在将光致抗蚀剂涂敷在基片(衬底)前，预先用专门的处理剂处理上述基片。由此，形成了据上述发现的本专利技术。本专利技术涉及一个对欲形成抗蚀图形的基片(衬底)的处理技术，而且涉及了一个基片(衬底)处理剂组合物，其中它是由一个含有由至少一个选自伯、仲、叔胺和含氮的杂环化合物的碱性化合物与一个如磺酸、羧酸等的有机酸所形成的盐的溶液所组成的，而且还涉及一个形成抗蚀图形的方法，其中包括用前述的基片处理剂组合物处理基片(衬底)，经烘烤后，将其涂敷光致抗蚀剂，然后将其曝光并显影。对附图的简述附图说明图1(a)基片表面的处理模式，在该表面上保留有亚氨基；图1(b)基片表面的处理模式，在该表面上保留有磺酸基。本专利技术的详细说明首先，用附图描述本专利技术的用基片(衬底)处理剂组合物处理基本的情况。图1(a)显示了基片(衬底)表面的处理过程，其中在该表面上保留有亚氨基。此外，该描述只是插图例证说明，而且还包括其它碱性的，不同于亚氨基的，含氮的功能基团，如氨基的胺基团。用下列方式实施上述处理过程把一个含有由碱性化合物与有机磺酸所形成的盐的溶液涂敷在基片(衬底)表面上，其中在该表面上将涂敷光致抗蚀剂。保留在该基片表面上的亚氨基等被形成盐的有机磺酸所中和与稳定，从而使早先已与有机磺酸形成盐的碱性化合物被离析。当将该基片在190℃温度中烘烤时，上述离析的碱性化合物被分解和/或蒸发掉。其中部分的由有机磺酸与基片上的残余氨基所形成的盐就进一步酰胺化，并形成惰性的残留物。上述烘烤使在基片表面上的碱性物质变得更加钝化，使得基片表面上没有游离的亚氨基，氨基等。此外，在附图的示例中，在基片处理剂组合物中的游离碱通过烘烤被蒸发掉。另一方面，在基片(衬底)上保留有磺酸基的情况下，用一个含有由有机羧酸与碱性化合物所形成的盐的溶液处理基片(衬底)，如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个用于处理欲形成光致抗蚀图形的基片的基片（衬底）处理剂的组合物，其中包含一个含有由至少一个如伯、仲、叔胺和含氮的杂环化合物的碱性化合物与一个有机酸所形成的盐的溶液。

【技术特征摘要】
JP 1998-11-20 331505/981．一个用于处理欲形成光致抗蚀图形的基片的基片(衬底)处理剂的组合物，其中包含一个含有由至少一个如伯、仲、叔胺和含氮的杂环化合物的碱性化合物与一个有机酸所形成的盐的溶液。2．根据权利要求1所述的基片处理剂组合物，其中的有机酸至少是一个可能被取代的脂族，脂环族或芳香族的磺酸类或者一个可能被取代的脂族，脂环族或芳香族...

【专利技术属性】
技术研发人员：康文兵，松尾祥子，木村健，西胁良典，田中初幸，
申请(专利权)人：克拉瑞特金融BVI有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]