[發明專利]用于涂膜層顯影的表面活性劑水溶液

有效

• 申請號: 01802203.0
• 申請日: 2001-07-19
• 公開（公告）號: CN1386214A
• 公開（公告）日: 2002-12-18
• 發明（設計）人: 神田崇
• 申請（專利權）人: 克拉瑞特國際有限公司
• 主分類號: G03F7/32
• 分類號: G03F7/32;C11D3/16
• 代理公司: 北京三幸商標專利事務所
• 代理人: 劉激揚

技術領域

本發明涉及一種新的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液。更具體地講，涉及一種新的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，在制造半導體元件方面，它可用于形成抗蝕圖案的方法。在該方法中，形成抗蝕圖案，在所形成的抗蝕圖案上形成涂層，然后加厚抗蝕圖案，有效地制造出更為精細的溝圖案(trench?pattern)和孔圖案(hole?pattern)。還涉及使用該表面活性劑水溶液形成精細抗蝕圖案的方法。

背景技術

在制造半導體如LSI的廣闊領域中，生產LCD儀表板的液晶顯示面，制造用來測定熱位差等類似用途的印刷圖案板時，在基板上形成抗蝕圖案，從而形成精細元件或進行精細加工。在形成抗蝕圖案時，采用了所謂的光刻法，它包括采用光化性射線如紫外線、深(deep)紫外線、受激準分子激光、x-射線或電子束，對感光樹脂組合物選擇性照射以進行曝光；以及將樹脂組合物顯影。

在光刻方法中，使用負性或正性感光樹脂組合物來形成抗蝕圖案。隨著新近的半導體器件的更高集成趨勢，半導體器件制造加工過程中所需的線寬度和線間距變得更細，為了跟上這一趨勢，在照射時，采用短波長光源如g-線、i-線或受激準分子激光或者相轉變模(phase?shift?mask)曝光設備。但是，由于平版印刷技術采用常規曝光，難以突破波長產生的限制而形成更細的抗蝕圖案。另一方面，短波長曝光設備和相轉變模設備非常昂貴。因此，對那些能夠使抗蝕圖案更為精細的方法進行了研究，它們使用的是常規已知的正性或負性感光樹脂組合物，以及常規已知的圖案形成設備，而沒有采用昂貴的設備。這些方法已經公開，例如，日本第241348/1993號、第250379/1994號、第73927/1998號和第204399/1999號發明專利公開公報。這些出版物中所述的方法包括以下步驟，即采用常規的感光組合物，通過常規的方法形成圖案；在所形成的抗蝕圖案上形成涂層；令加熱抗蝕劑和/或使之曝光而產生的酸或者存在于抗蝕劑中的酸擴散到涂層，在擴散到涂層中的酸的作用下，使得涂層交聯和固化；除去未交聯的涂層，使得抗蝕圖案變厚。其結果是，抗蝕圖案之間的間距變窄，抗蝕圖案的間距尺寸或縫隙尺寸縮小，從而使得抗蝕圖案更為精細，并有效地形成低于分辨率限度的精細抗蝕圖案。

在上述的形成精細圖案的方法中，能夠通過酸進行交聯的、水溶性的感光或非感光樹脂組合物被用作形成涂層的組合物，水或者水與有機溶劑的混合溶劑用來進行顯影和除去未交聯的涂層。如果水或者水與有機溶劑的混合溶劑用作顯影劑，而涂層又是過度不溶的，就會產生一些問題，顯影后抗蝕圖案會形成橋接，還會產生顯影殘渣如浮渣；用作涂層的水溶性樹脂組合物中的含有疏水基團的組份，作為不溶物，在顯影過程中可以附著在干膠片表面，導致圖案缺損(見圖1和2)。盡管在某些情況下，可以采用現有的方法防止橋接和浮渣，例如排出大量的顯影劑，包括水或者水與有機溶劑的混合溶劑，或者增加劃槽顯影(paddledevelopment)的次數，但是難以控制其再現性，以及所得精細圖案尺寸均勻性。因此，需要進行改進，以獲得更高的產量、更簡易的操作和更穩定的加工方法。

如果采用水溶性樹脂組合物作為形成涂層的材料，而且它是通過酸交聯形成不溶性涂層的，那么在抗蝕圖案基板中所產生的酸的濃度在下面的情況下會依賴于位置而不同，在抗蝕圖案基板中存在幾個具有不同圖案尺寸的圖案，或者圖案布局是稀疏的和稠密的，或者存在一種特定的圖案排列。這種不均勻在涂層產生不同的交聯密度，降低了生成圖案的尺寸可控性。另外，對涂層具有高溶解性的溶液，如水和有機溶劑的混合溶液，被用作顯影劑時，對不同圖案排列的溶解速度不同，這會導致生成圖案的尺寸可控性的降低。為了根本上避免這一問題，需要在曝光圖案的設計方面稍微進行變化，例如抗蝕基板的圖案尺寸和圖案排列，這種情況需要改進半導體器件生產的成本和易操作性。