光刻用工艺液体组合物及使用其的图案形成方法技术

本申请发明专利技术涉及一种在光致抗蚀剂图案工艺中改善光致抗蚀剂图案的裂痕缺陷及减少缺陷数的工艺液体组合物及利用其的图案形成方法。其中，所述光致抗蚀剂图案具有对光致抗蚀剂表面的水的接触角为70

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光刻用工艺液体组合物及使用其的图案形成方法


[0001]本申请专利技术涉及一种在光致抗蚀剂图案工艺中用于光致抗蚀剂图案的裂痕缺陷改善的工艺液体组合物及利用其的光致抗蚀剂图案形成方法，其中，所述光致抗蚀剂图案具有对光致抗蚀剂表面的水的接触角为70
°
以上的疏水性。

技术介绍

[0002]通常，半导体是由以193nm、248nm或365nm等波长段的紫外线作为曝光光源的光刻工艺制造，各公司为了减少关键线宽(以下称为CD：Critical Dimension)而展开的竞争激烈。
[0003]因此，为了形成更加微细的图案，需要更小波长段的光源。目前，利用极紫外光(EUV，extreme ultra violet，波长为13.5nm)光源的光刻技术被广泛利用，通过利用其可以实现更加微细的图案。
[0004]然而，极紫外线用光致抗蚀剂的蚀刻(etching)耐性仍然未得到改善，因此持续需要具有大纵横比的光致抗蚀剂图案，因此在显影中容易产生图案裂痕缺陷，且缺陷数增加，从而在制备工艺中发生工艺余裕(process margin)大幅减少的问题。
[0005]因此，需要开发出一种能够用于改善微细图案形成中所产生的裂痕缺陷程度进行改善并减少缺陷数的技术。为了改善图案裂痕缺陷程度并减少缺陷数，最好的办法是提高光致抗蚀剂的性能，但是不容忽视目前很难新开发出满足所有性能的光致抗蚀剂的事实。
[0006]即使保留新开发出光致抗蚀剂的必要性，现在还不断进行着通过其他方法改善图案裂痕程度并减少缺陷数的努力。

技术实现思路

[0007]要解决的技术问题
[0008]本申请专利技术的目的在于开发一种工艺液体组合物及利用其的光致抗蚀剂图案的形成方法，所述工艺液体组合物用于改善光致抗蚀剂显影后所产生的图案的裂痕缺陷程度且减少缺陷数，其中，所述光致抗蚀剂图案具有对光致抗蚀剂表面的水的接触角为70
°
以上的疏水性。
[0009]解决问题的方案
[0010]虽然在显影工艺中所使用的水系类型的工艺液体组合物中正使用各种表面活性剂，但是在本申请专利技术中使用氟系表面活性剂和烃系阴离子表面活性剂制备了有效的工艺液体组合物。
[0011]在主要使用超纯水的水系类型的工艺液体组合物中使用趋于疏水性的烃系非离子表面活性剂时，诱导光致抗蚀剂壁面的疏水化，从而能够诱导图案的溶解(melting)及坍塌减少。然而，由于烃系非离子表面活性剂相互之间聚集的倾向强，导致工艺液体组合物的物理性质变为不均匀，因此在使用过程中由聚集的烃系非离子表面活性剂反而存在诱发缺陷(defect)的可能性。即，当使用烃系非离子表面活性剂时，为了改善溶解而需要增加使用
carboxylate)、氟代烷基醚(Fluoroalkyl ether)、氟代亚烷基醚(Fluoroalkylene ether)、氟代烷基硫酸盐(Fluoroalkyl sulfate)、氟代烷基磷酸盐(Fluoroalkyl phosphate)、氟代丙烯酸共聚物(Fluoroacryl co
‑
polymer)、氟代共聚物(Fluoro co
‑
polymer)、全氟酸(perfluorinated acid)、全氟羧酸盐(perfluorinated carboxylate)、全氟磺酸盐(perfluorianted sulfonate)或它们的混合物所组成的组。
[0023]根据上述实施例的烃系阴离子表面活性剂可以是选自由聚羧酸铵盐、磺酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐或它们的混合物所组成的组。
[0024]根据上述实施例的碱性物质可以是选自由四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵或它们的混合物所组成的组。
[0025]此外，本申请专利技术还提供一种光致抗蚀剂图案形成方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)在半导体基板上涂覆光致抗蚀剂而形成膜；(b)曝光所述光致抗蚀剂膜后进行显影而形成图案；及(c)使用用于对所述光致抗蚀剂图案的裂痕缺陷进行改善及减少缺陷数的工艺液体组合物洗涤所述光致抗蚀剂图案。
[0026]图案坍塌的原因认为是由于在显影后使用纯水洗涤图案时，在图案之间产生的毛细管力而导致，但是从经验上可知，仅减少毛细管力也无法完美地改善图案坍塌并减少缺陷数。
[0027]当以为了减少毛细管力而降低工艺液体组合物的表面张力为目的，过量使用不适合的表面活性剂时，可能诱导图案的溶解，从而进一步诱导图案裂痕缺陷或增加缺陷数。
[0028]为了改善图案裂痕缺陷并减少缺陷数，重要的是选择一种能够降低工艺液体组合物的表面张力的同时防止光致抗蚀剂图案的溶解的表面活性剂。
[0029]本申请专利技术的工艺液体组合物对光致抗蚀剂发挥优异的效果，特别是，具有对光致抗蚀剂的显影中发生的图案裂痕缺陷进行改善并减少缺陷数的效果，其中，所述光致抗蚀剂图案具有对光致抗蚀剂表面的水的接触角为70
°
以上的疏水性。
[0030]专利技术的效果
[0031]本申请专利技术的工艺液体组合物，在利用具有对光致抗蚀剂表面的水的接触角为70
°
以上的疏水性的光致抗蚀剂来形成图案时，具有对图案裂痕缺陷进行改善并减少缺陷数的效果，这是单独使用光致抗蚀剂时无法达到的效果，特别是，包括使用这样的工艺液体组合物进行洗涤步骤的光致抗蚀剂图案形成方法，显示出大幅降低生产成本的效果。
[0032]最佳实施方式
[0033]以下，更加详细地说明本申请专利技术。
[0034]经过长时间的大量研究而开发出的本申请专利技术，涉及一种工艺液体组合物，用于对光致抗蚀剂图案的裂痕缺陷进行改善及减少缺陷数，所述组合物由0.00001至0.1重量％的氟系表面活性剂、0.0001至0.1重量％的阴离子表面活性剂、0.0001至0.1重量％的碱性物质以及99.7至99.99979重量％的水组成，其中，所述氟系表面活性剂选自由氟代丙烯羧酸盐(Fluoroacryl carboxylate)、氟代烷基醚(Fluoroalkyl ether)、氟代亚烷基醚(Fluoroalkylene ether)、氟代烷基硫酸盐(Fluoroalkyl sulfate)、氟代烷基磷酸盐(Fluoroalkyl phosphate)、氟代丙烯酸共聚物(Fluoroacryl co
‑
polymer)、氟代共聚物(Fluoro co
‑
polymer)、全氟酸(perfluorinated acid)、全氟羧酸盐(perfluorinated carboxylate)、全氟磺酸盐(perfluoriauted sulfonate)或它们的混合物所组成的组，所
述阴离子表面活性剂选自由聚羧酸铵盐、磺酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐或它们的混合物所组成的组，所述碱性物质选自由四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵或它们的混合物所组成的组。将这样的本申请专利技术的工艺液体组合物的组成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于改善光致抗蚀剂图案的裂痕缺陷及减少缺陷数的工艺液体组合物，所述工艺液体组合物包含表面活性剂，其特征在于，所述工艺液体组合物在光致抗蚀剂图案工艺中用于改善光致抗蚀剂图案的剥离缺陷及减少缺陷数，其中，所述光致抗蚀剂图案具有对光致抗蚀剂表面的水的接触角为70
°
以上的疏水性，所述工艺液体组合物的表面张力为40mN/m以下，接触角为60
°
以下。2.根据权利要求1所述的用于改善光致抗蚀剂图案的裂痕缺陷及减少缺陷数的工艺液体组合物，其中，所述用于改善光致抗蚀剂图案的裂痕缺陷及减少缺陷数的工艺液体组合物由0.00001至0.1重量％的氟系表面活性剂、0.0001至0.1重量％的烃系阴离子表面活性剂、0.0001至0.1重量％的碱性物质以及99.7至99.99979重量％的水组成。3.根据权利要求2所述的用于改善光致抗蚀剂图案的裂痕缺陷及减少缺陷数的工艺液体组合物，其中，所述工艺液体组合物由0.0001至0.1重量％的氟系表面活性剂、0.001至0.1重量％的烃系阴离子表面活性剂、0.001至0.1重量％的碱性物质、及...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀珍，金起洪，李昇勋，李昇炫，
申请(专利权)人：荣昌化学制品株式会社，
类型：发明
国别省市：