[發明專利]光蝕刻用清洗液及抗蝕圖案的形成方法

有效

• 申請號: 200580042542.4
• 申請日: 2005-11-29
• 公開（公告）號: CN101076759A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 澤田佳宏;脅屋和正;越山淳;宮本敦史;田島秀和
• 申請（專利權）人: 東京應化工業株式會社
• 主分類號: G03F7/32
• 分類號: G03F7/32;H01L21/027
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 張平元;趙仁臨

技術領域

本發明涉及一種光蝕刻用清洗液及使用該清洗液的抗蝕圖案的形成方法，所述清洗液在使形成的圖像曝光的抗蝕劑進行顯影處理后，通過與其接觸，可減少清洗處理后的瑕疵(倒れ)，在水沖洗時可防止圖案破壞、進而能提高電子射線耐受性從而能有效抑制因照射電子射線產生的圖案的收縮方面是有效的。

背景技術

近年來，與半導體器件的小型化、集成化的同時，其微細加工用光源也從已往的紫外線，轉移至可形成更高解像性的抗蝕圖案的g線，接著從g線(436nm)至i線(365nm)，從i線至KrF準分子激光(248nm)，進行短波長化，目前轉移至以ArF準分子激光(193nm)、F₂準分子激光(157nm)、進而EB或EUV等電子射線為主流，與此同時，適合于這些短波長光源的工藝流程或光致抗蝕材料的開發也在急速地發展。

可是，對于已往的光致抗蝕劑，要求例如感度、解像性、耐熱性、焦點深度寬特性，或由其所得的抗蝕圖案剖面形狀的改善、由于曝光和曝光后加熱(PEB)間的胺等的污染成為抗蝕圖案的形狀劣化原因的靜置經時穩定性的提高，以及對于設置了硅氮化(SiN)膜等絕緣膜、多晶硅(聚-Si)膜等半導體膜、氮化鈦(TiN)膜等金屬膜等各種膜的硅晶片抗蝕圖案形狀改變的基板依存性的控制；對于這些，雖有某種程度的解決，但對于作為特別重要的課題的瑕疵尚有甚多未解決的部分。

所謂的瑕疵，是指通過表面缺陷觀測裝置，在從正上方觀察顯影后的抗蝕圖案時，所檢測到的抗蝕圖案與掩模圖案之間的不一致的點，例如抗蝕圖案形狀的不同、浮渣或灰塵的存在、色澤深淺不均、圖案間產生連接等引起的不附合的點。瑕疵數愈多半導體元件的收率愈下降，即使上述的抗蝕特性良好，但在未能解決此瑕疵之前，半導體元件的量產化也難以實現。

作為該瑕疵的原因雖有各種推測，但其原因之一是在顯影時產生微泡、或在清洗時經一度去除的不溶物再粘附。

作為減少這樣的瑕疵的方法，曾提出改變形成圖案所使用的正型抗蝕劑組合物本身的組成來進行改良的方案(JP2002-148816A)，但隨著這樣的組成改變，也帶來了工藝流程本身的改變，故不優選。

另外，曾提出在形成抗蝕圖案時，涂布含疏水基團和親水基團的化合物、即表面活性劑的方法的方案(JP2001-23893A)；按照該方法進行時，抗蝕圖案的頂上部分成為圓狀，除剖面垂直性降低以外，還有由于該處理產生抗蝕層的膜減量之類缺點。而且該方法中，對于所使用的抗蝕劑必須選擇適合的表面活性劑；但通常在半導體制造工廠中，于顯影處理之際的顯影液是以集中配管供給的，因此采用這樣的方法時，在使用多種類型的抗蝕劑的場合，要改變對應于各抗蝕劑的處理劑，所以不能不再度進行配管中的清洗，因此使操作更為煩雜，故上述的方法在實用上是不適合的。

進而，已知有在光致蝕刻的顯影步驟中，使用含有以不含金屬離子的有機堿與非離子性表面活性劑為主成份的顯影液，來減低瑕疵的方法(JP2001-159824A)，或使用含有分子量200以上的難揮發性芳香族磺酸的、pH3.5以下的水性溶液，通過在曝光后加熱之前進行處理以減低瑕疵的方法(JP2002-323774A)，但不能獲得充分的效果。

另一方面，還已知有通過使用含有分子中具有胺基或亞胺基、和碳原子數1～20的烴基、且分子量45～10,000的含氮化合物的沖洗劑組合物，以抑制在沖洗步驟或干燥步驟產生的抗蝕圖案的破壞或損傷的方法(JP11-295902A)；在使用這類的沖洗劑組合物的方法中，不能使上述的瑕疵減少。此外，也已知有含環氧乙烷或環氧丙烷類活性劑的沖洗液(JP2004-184648A)的方案；這樣的清洗液，親水性基團與水的相互作用微弱，故不能抑制圖案破壞。

發明內容

本發明鑒于上述各項問題，其目的在于提供一種新穎的光蝕刻用清洗液，以及使用該光蝕刻用清洗液的抗蝕圖案的形成方法，所述光蝕刻用清洗液對于光致抗蝕圖案而言，是為了減少產品的表面缺陷的所謂瑕疵、防止水沖洗時產生圖案的破壞、又賦予抗蝕劑對照射電子射線的耐受性、抑制圖案的收縮而使用的，而且在儲存中又不發生因細菌所造成的污染。