显影后抗蚀基板处理溶液及使用它的抗蚀基板处理方法技术

本发明专利技术提供了一种用于改善显影后图案表面上瑕疵的抗蚀基板处理溶液，还提供了一种使用该处理溶液的抗蚀基板处理方法。该抗蚀基板处理溶液包含溶剂和含氮水溶性聚合物或含氧水溶性聚合物如聚胺、多羟基化合物或聚醚。该处理方法中，用该抗蚀基板处理溶液处理显影后的抗蚀图，然后用纯水洗涤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种抗蚀基板处理溶液。具体地，本专利技术涉及一 种抗蚀基板处理溶液，其有利地用于感光树脂组合物的显影方法中，该组合物用于制造半导体设备、平板显示器(FPD)如液晶显示 设备、电荷耦合器件(CCD)、滤色镜、磁头等；本专利技术还涉及一种 使用该处理溶液的显影后抗蚀基板处理方法。
技术介绍
在包括半导体集成电路如LSI的制造、FPD屏的制造以及用 于滤色镜、感热头等的电路板的生产的广泛领域中，迄今为止光 刻法已被用于精细元件的形成或用于微型加工。光刻法中，将正 型感光树脂组合物或负型感光树脂组合物用于抗蚀图的形成。作 为正型光致抗蚀剂，广泛应用的是例如包含一种碱溶性树脂和一 种醌二叠氮化合物的感光物质的感光树脂组合物。同时，近年来在精细电子设备制造中，伴随着LSI的不断增 加的集成密度和不断加速的加工速度，已经产生了满足四分之一 微米或更精细尺度制造的设计规则而非从前所需的半微米尺度制 造的设计规则。由于传统用于曝光的光源如可见光或近紫外光(波 长400 300nm)不能完全应付所需精细制造的设计规则，因此有 必要使用更短波长的辐射，如由KrF准分子激光器(248nm)、 ArF 准分子激光器(193nm)等发射的远紫外光，X-射线或电子束。从而， 提出并在实践中逐渐应用了使用更短波长辐射的光刻加工方法。为应付所需更精细制造的设计规则，用于微型加工的光致抗蚀剂 必须是能得到高分辨率图案的感光树脂组合物。此外，还需要感 光树脂组合物不仅在分辨率而且在敏感性和图案的形状与尺寸的 精确性上进行改善。虑及此，已经提出了一种"化学增强感光树 脂组合物"作为对短波长辐射具有敏感性并能提供高分辨率图案 的辐射敏感树脂组合物。该化学增强感光树脂组合物包含暴露于 辐射下时产生酸的化合物，并因此当施加辐射时，该化合物产生 酸且该酸用作图像形成时的催化剂以改善敏感性。由于化学增强 感光树脂组合物这样有利，它已逐渐替代传统感光树脂组合物而 得到广泛应用。然而，随着上述不断提高的制造精度，如基板表面上残留杂 质、图案崩塌及图案粗糙的这类问题已经变得明显。为解决这些 问题，已研究了各种方法，例如，改进抗蚀剂组合物，此外，还 开发了 一种技术以改善图案表面上的瑕疵(参见专利文献1和2)。日本第2004-78217号专利公开公报 日本第2004-184648号专利公开公报
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种抗蚀基板处理溶液，用于改善 显影后图案表面上的瑕疵(再沉积的杂质)。此外，本专利技术的另 一 目 的是提供一种使用所述处理溶液的抗蚀基板处理方法。本专利技术涉及一种显影后抗蚀基板处理溶液，其包含溶剂和含 氮水溶性聚合物或含氧水溶性聚合物。本专利技术还涉及一种抗蚀基板处理方法，其中用抗蚀基板处理 溶液处理显影后的抗蚀图，该处理溶液包含溶剂和含氮水溶性聚 合物或含氧水溶性聚合物，然后用纯水洗涤该抗蚀图。4本专利技术使在不明显增加生产成本或削弱生产效率的情况下形 成具有很少瑕疵的显影后图案成为可能，该瑕疵是由再沉积在残 留抗蚀层表面上或通过显影除去抗蚀层的基板表面上的抗蚀层片 断导致的。在本专利技术的生产方法中，不必引入新的装置并可能使 用相对便宜的原材料，因此可在不增加生产成本的条件下生产具 有极好表面状况的图案。具体实施例方式以下将详细描述本专利技术的图案形成方法。本专利技术的图案形成方法中，显影后的抗蚀图用抗蚀基板处理 溶液处理。对显影抗蚀图以获得待处理图案的方法没有特别限制， 因此可使用任意方法。因此，用于制备待处理图案的光刻法可用 任何由传统正型感光树脂组合物或负型感光树脂组合物形成抗蚀 图的已知方式进行。以下描述的是形成待用本专利技术抗蚀基板处理 溶液处理的图案的典型方法。首先，根据已知的涂覆方法如旋涂法，将感光树脂组合物涂 覆在基板如硅基板或玻璃基板的 一 个表面(如果必要，该表面可被 预处理)上，形成感光树脂组合物层。在感光树脂组合物涂覆前， 可以通过涂覆在抗蚀层之下或之上预先形成抗反射膜。抗反射膜 能改善剖面形状和曝光裕度。本专利技术的图案形成方法中可使用任何已知的感光树脂组合物。本专利技术可用的该组合物的典型实例包括 一种包含醌二叠氮 型感光物质和碱溶性树脂的组合物， 一种化学增强感光树脂组合 物(它们是正型组合物)； 一种包含含感光官能团的聚合物如聚肉桂 酸乙烯酯的组合物， 一种包含叠氮化合物如芳香族叠氮化合物或 包含环化橡胶和双叠氮化合物的组合物， 一种包含重氮树脂的组合物， 一种包含加合聚合不饱和化合物的光聚合组合物，以及一 种化学增强负型感光树脂组合物(它们是负型组合物)。用在包含醌二叠氮型感光物质和碱溶性树脂的正型组合物中的醌二叠氮型感光物质的实例包括1,2-苯醌二叠氮-4-磺酸、1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸、1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸以及它们的磺酸酯或 酰胺。碱溶性树脂的实例包括酚醛清漆树脂、聚乙烯苯酚、聚 乙烯醇及丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物。酚醛清漆树脂优选由一 种或多种酚类，如苯酚、邻曱酚、间曱酚、对曱酚和二曱苯酚， 与一种或多种醛类如曱醛和多聚曱醛结合而制得。本专利技术的图案形成方法中可使用正型或负型化学增强感光树 脂组合物。化学增强抗蚀剂在暴露于辐射下时产生酸，该酸用作 促进化学反应的催化剂，通过它，在辐射照射的区域内相对于显 影剂的溶解度改变以形成图案。例如，化学增强感光树脂组合物 包含产酸化合物(其在暴露于辐射下时产生酸)，还包含含酸敏感官 能团的树脂，其在酸的存在下分解形成碱溶性基团如酚式羟基或 羧基。该组合物可包含碱溶性树脂、交联剂和产酸化合物。在例如热板上预烘焙形成在基板上的感光树脂组合物层以除 去组合物中含有的溶剂从而形成感光抗蚀剂膜。预烘焙温度取决 于溶剂及感光树脂组合物，但通常为20~200°C ,优选50 15(TC。然后，利用已知的曝光装置如高压汞灯、金属囟化物灯、超 高压汞灯、KrF准分子激光器、ArF准分子激光器、软X射线放 射装置以及电子束平板印刷装置使感光抗蚀剂膜透过掩模(如有 必要)曝光。曝光后，如有必要可执行烘焙处理，接着进行显影如涂浆式 显影而形成抗蚀图。该抗蚀层通常用碱性显影剂显影。碱性显影 剂的实例包括氬氧化钠的水溶液或氢氧化四曱基铵(TMAH)的水溶液。显影后，用冲洗液优选纯水进行漂净(冲洗)抗蚀图。由此形 成的抗蚀图作为蚀刻、镀敷、离子扩散或染色的抗蚀层，然后如 必要，将其剥离。任何图案尺寸的抗蚀图都可使用本专利技术的抗蚀基板处理方 法。然而，在将本专利技术的方法用于生产需要具有细微表面特征及 精确尺寸的精细抗蚀图时，具有明显的改善效果。因此，本专利技术的方法优选与能得到精细抗蚀图的光刻法结合，例如包括在KrF 准分子激光器、ArF准分子激光器、X射线放射系统或电子束平板 光刻系统的光源下以250nm或更短波长曝光的光刻法。此外，光 刻法优选制造具有这样图案尺寸的抗蚀图，其中线和空间图案的 线宽不超过300nm,优选不超过200nm,或者其中接触孔图案的 孔径不超过300nm,优选不超过200nm。抗蚀图的厚度完全由所打算的用途决定，但其范围通常是 0.1~5,，优选0.卜2.5阿，更优选0.2~1.5|im。本专利技术的抗蚀基板处理方法中，显影后的抗蚀图用含有水和 含氮水溶性聚合物或含氧水溶性聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显影后抗蚀基板处理溶液，包含溶剂和含氮水溶性聚合物或含氧水溶性聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：能谷刚，岛崎龙太，小林政一，
申请(专利权)人：AZ电子材料日本株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]