含有聚合物的显影液制造技术

本发明专利技术的课题是提供在形成微细图案时不发生图案倒塌的显影液、以及使用该显影液的图案形成方法。作为本发明专利技术的解决问题的方法是，一种在光刻工艺中使用的显影液，包含干蚀刻掩模形成用聚合物和有机溶剂。聚合物是与抗蚀剂不同的树脂。是在抗蚀剂的曝光后使用的显影液。显影液是作为乙酸丁酯、或乙酸丁酯与醇的混合溶剂、或2-戊酮、或2-戊酮与醇的混合溶剂的显影液。一种半导体装置的制造方法，包括以下工序：工序(A)，在半导体基板上包覆抗蚀剂而形成抗蚀剂层，并进行曝光；工序(B)，使该抗蚀剂层的表面与显影液接触，在抗蚀剂图案之间形成聚合物层；工序(C)，通过干蚀刻除去抗蚀剂层，形成由该聚合物产生的反转图案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的课题是提供在形成微细图案时不发生图案倒塌的显影液、以及使用该显影液的图案形成方法。作为本专利技术的解决问题的方法是，一种在光刻工艺中使用的显影液，包含干蚀刻掩模形成用聚合物和有机溶剂。聚合物是与抗蚀剂不同的树脂。是在抗蚀剂的曝光后使用的显影液。显影液是作为乙酸丁酯、或乙酸丁酯与醇的混合溶剂、或2-戊酮、或2-戊酮与醇的混合溶剂的显影液。一种半导体装置的制造方法，包括以下工序：工序(A)，在半导体基板上包覆抗蚀剂而形成抗蚀剂层，并进行曝光；工序(B)，使该抗蚀剂层的表面与显影液接触，在抗蚀剂图案之间形成聚合物层；工序(C)，通过干蚀刻除去抗蚀剂层，形成由该聚合物产生的反转图案。【专利说明】含有聚合物的显影液
本专利技术涉及在光刻工艺中使用的显影液。
技术介绍
一直以来，在半导体器件制造中通过使用光致抗蚀剂组合物的光刻进行微细加工。所述微细加工是在硅晶片上形成光致抗蚀剂组合物的薄膜，在其上介由描绘了半导体器件的图案的掩模图案来照射紫外线等活性光线，显影，将得到的抗蚀剂图案作为保护膜来将硅晶片进行蚀刻处理的加工方法。但是，近年来，半导体器件的高集成化进步，使用的活性光线也有从i线(波长365nm) ,KrF准分子激光(波长248nm)向ArF准分子激光(波长193nm)短波长化的倾向。与此相伴，活性光线从基板的漫反射和/或驻波的影响是较大的问题。于是人们广泛研究了在光致抗蚀剂与基板之间设置防反射膜(底层抗反射涂层，bottom ant1-reflective coating)的方法。由于图案的微细化，在光刻工序中在抗蚀剂曝光之后进行的显影和显影液的冲洗工序中图案倒塌的现象成为问题。考虑图案倒塌的原因是，由于显影液和/或冲洗液干燥时的表面张力和/或伴随液体的流动产生的力而在图案之间作用的力、即拉普拉斯力。另外考虑，使用离心力使显影液和/或冲洗液飞到外侧时也产生上述拉普拉斯力，从而发生图案倒塌。为了解决这样的问题，公开了一种图案形成方法，其特征在于，包括以下工序:在基板上形成抗蚀剂膜的工序；为了在所述抗蚀剂膜上形成潜像，而对所述抗蚀剂膜选择照射能量线的工序；为了由形成了所述潜像的所述抗蚀剂膜形成抗蚀剂图案，而对所述抗蚀剂膜上供给显影液(碱性显影液)的工序；为了将所述基板上的显影液置换成冲洗液，而对所述基板上供给所述冲洗液的工序；为了置换成包含所述基板上的冲洗液的至少一部分溶剂和与所述抗蚀剂膜不同的溶质的涂膜用材料，对所述基板上供给所述涂膜用材料的工序；为了在所述基板上形成覆盖抗蚀剂膜的涂膜，使所述涂膜用材料中的溶剂挥发的工序；为了使所述抗蚀剂图案上面的至少一部分露出和形成由所述涂膜构成的掩模图案，使所述涂膜的表面的至少一部分后退的工序；使用所述掩模图案来加工所述基板的工序(参照专利文献I)。现有技术文献专利文献1:日本特开2005-277052号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题如果抗蚀剂图案变得微细，则在显影时将显影液离心脱水时，仍然会由于拉普拉斯力而发生图案倒塌。本专利技术的目的是提供在形成微细的图案时不发生图案倒塌的显影液、和使用该显影液的图案形成方法。 用于解决课题的方法本专利技术作为第I观点，是一种显影液，是在光刻工艺中使用的显影液，含有干蚀刻掩模形成用聚合物和有机溶剂。作为第2观点，是根据第I观点所述的显影液，所述聚合物是与形成抗蚀剂膜的固化性树脂不同的固化性树脂。作为第3观点，是根据第I观点或第2观点所述的显影液，所述显影液在所述抗蚀剂膜的曝光之后使用。作为第4观点，是根据第I观点?第3观点的任一项所述的显影液，所述显影液中的有机溶剂是乙酸丁酯、或乙酸丁酯与醇的混合溶剂。作为第5观点，是根据第I观点?第3观点的任一项所述的显影液，所述显影液中的有机溶剂是2-戊酮、或2-戊酮与醇的混合溶剂。作为第6观点，是根据第I观点?第5观点的任一项所述的显影液，所述聚合物是酚醛清漆树脂或聚有机硅氧烷。作为第7观点，是根据第I观点?第6观点的任一项所述的显影液，所述显影液中的所述聚合物的浓度为0.5?20重量％。作为第8观点，是一种半导体装置的制造方法，包括以下工序(A)?工序(C):工序(A)，在半导体基板上包覆抗蚀剂而形成抗蚀剂膜，并进行曝光；工序(B)，使该抗蚀剂膜的表面与第I观点?第7观点的任一项所述的显影液接触，在该图案化的抗蚀剂膜的图案之间形成所述聚合物的层；工序(C)，通过干蚀刻除去该图案化的抗蚀剂膜，形成由该聚合物产生的反转图案。作为第9观点，是根据第8观点所述的半导体装置的制造方法，所述工序(A)中的抗蚀剂膜的形成是通过在半导体基板上形成抗蚀剂下层膜，然后在其上形成抗蚀剂膜而进行的。作为第10观点，是根据第8观点所述的半导体装置的制造方法，所述工序(A)中的抗蚀剂膜的形成是通过在半导体基板上形成有机下层膜，然后在其上形成含硅原子的硬掩模，再在其上形成抗蚀剂膜而进行的。作为第11观点，是根据第8观点?第10观点的任一项所述的制造方法，在所述工序(B)中，所述聚合物层的形成包括施加热的操作。以及作为第12观点，是根据第8观点?第11观点的任一项所述的制造方法，在所述工序(C)中，抗蚀剂/聚合物的干蚀刻速度比为1.0以上。专利技术的效果根据本专利技术，在将包覆于半导体基板上而形成了膜的抗蚀剂曝光之后，通过使含有聚合物的显影液与该抗蚀剂膜接触，从而在该抗蚀剂膜上形成图案的同时该聚合物填充在图案之间，因而可以在显影和冲洗时防止抗蚀剂的倒塌。另外，在本专利技术中，该聚合物是与形成该抗蚀剂膜的固化性树脂不同种类的固化性树脂，因而可以通过干蚀刻而选择性地仅除去抗蚀剂膜。由此可以进行由该聚合物形成新的微细图案。【具体实施方式】在上述专利文献I的现有技术中，是将曝光后的抗蚀剂表面用显影液显影后，用冲洗液冲洗，用含有聚合物成分的涂布液置换冲洗液，将抗蚀剂图案用聚合物成分包覆，然后用干蚀刻除去抗蚀剂而由置换的聚合物成分形成反转图案的方法。但是，在上述方法中，用显影液、冲洗液除去抗蚀剂而形成抗蚀剂图案时，可能由于拉普拉斯力作用而发生图案倒塌。本专利技术使包含干蚀刻掩模形成用聚合物的显影液与掩模曝光后的抗蚀剂表面接触，抗蚀剂中曝光部在有机溶剂中不溶，在将未曝光部用含有机溶剂显影液溶解的同时将抗蚀剂图案之间用所含有的聚合物填充，从而防止抗蚀剂图案的倒塌。然后，将填充了抗蚀剂图案的表面进行干蚀刻而除去抗蚀剂图案，由填充的聚合物形成新的抗蚀剂图案。这也可以称为反转工艺。抗蚀剂层和填充的聚合物优选为根据干蚀刻所用的气体种类不同而干蚀刻速度变化的组合，例如在作为抗蚀剂层使用丙烯酸系抗蚀剂材料的情况下，填充的聚合物层的聚合物优选使用酚醛清漆树脂(苯酚酚醛清漆树脂、萘酚酚醛清漆树脂、或它们的组合)等具有闻含碳率的树脂、和/或聚有机娃氧烧材料。本专利技术通过对曝光后的抗蚀剂用包含聚合物的显影液包覆，从而在使未曝光部显影的同时在被显影除去的抗蚀剂图案之间用能够在之后的工序中形成新图案的聚合物填充，因而可以在当初的抗蚀剂图案不倒塌的条件下进行填充，在之后的干蚀刻工艺中通过反转图案(逆图案)而形成不倒塌的微细图案。接着对于本专利技术的组合物的构成进行说明。本专利技术是包含干蚀刻掩模形成用聚合物和有机溶剂的在光刻工艺中使用的抗蚀剂显影液。显影液是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂本力丸，境田康志，何邦庆，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：
国别省市：