[發明專利]抗蝕圖案的形成方法及顯影液

有效

• 申請號: 201080019592.1
• 申請日: 2010-05-20
• 公開（公告）號: CN102414625A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 東野誠司;近重幸
• 申請（專利權）人: 株式會社德山
• 主分類號: G03F7/32
• 分類號: G03F7/32;G03F7/004;G03F7/038;G03F7/38;H01L21/027
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 賈成功

技術領域

本發明涉及在與用于形成如半導體器件、半導體集成電路的微細的結構體的圖案、光掩模、或者壓印用模具的制造等相關的微細加工中使用的高能射線抗蝕圖案的形成方法及用于其的顯影液。

背景技術

在半導體集成電路(LSI)等的半導體元件、透明基板上用遮光性材料形成了電子電路的圖案的光掩模、及作為熱、光印刷用模子的零件的壓印用模具等的制造工藝中，進行利用使用了光刻膠的光刻方法的微細加工。該方法是使硅基板上或者層疊了遮光性薄膜的石英玻璃基板上形成光刻膠的薄膜，只對其一部分選擇性地照射準分子激光、X射線、電子束等的高能射線而形成圖案的潛像，以其后進行顯影處理而得到的抗蝕圖案作為掩模進行蝕刻。

進一步詳細地進行說明，在光刻技術中，首先，在表面具有被加工層的基板上，涂布將被稱作抗蝕劑組合物的感光性高分子材料溶于有機溶劑而成的溶液，用預烘烤使有機溶劑蒸發而形成抗蝕膜。接著，對抗蝕膜部分照射光，進而，使用顯影液將不需要的部分的抗蝕膜溶解除去，在基板上形成抗蝕圖案。其后，對具有該抗蝕圖案作為掩模的基板上的被加工層進行干蝕刻或者濕蝕刻。而且，最后從抗蝕膜中除去不需要的部分，由此完成微細加工。

在光掩模、壓印用模具的制造工序中，許多情況下，已經使用電子束描繪裝置、激光描繪裝置而形成圖案。另外，對于在硅基板上形成的LSI等的半導體元件，也開始進行向更加微細化而同樣使用有電子束描繪裝置等的圖案形成的研究。因此，近年來，正在積極推進使用了電子束用抗蝕劑的工藝的開發。在這樣的電子束抗蝕劑中，期望為高耐蝕刻性、高分辨率及高靈敏度。進而，伴隨圖案的微細化，顯影或者沖洗后的干燥時容易產生圖案倒塌(パタ一ン倒れ)，因此迫切期望不產生圖案倒塌的工藝。

作為對電子束進行感應的有機抗蝕劑，已知有多種多樣的抗蝕劑，可用各種方法形成抗蝕圖案。例如提案有：在基板上設置了聚甲基丙烯酸甲酯這樣的烯屬不飽和單體的聚合物薄膜作為抗蝕膜后，照射電子束而進行規定的圖像形成，使用丙酮這樣的低分子酮類來進行顯影，由此形成微細圖案(參照日本特開平8-262738號公報)。另外提案有：在同樣地設置了含有杯芳烴衍生物的抗蝕劑材料的薄膜作為抗蝕膜后，照射電子束而進行規定的圖像形成，使用乳酸乙酯、丙二醇單甲醚或者2-庚酮等進行顯影，由此形成微細圖案(參照國際公開第2004/022513號小冊子)。進而提案有：在設置了電子束抗蝕劑材料的薄膜作為抗蝕膜后，照射電子束而進行規定的圖像形成，使用超臨界流體進行顯影，由此形成微細圖案(參照日本特許第3927575號公報)。

但是，根據日本特開平8-262738號公報的方法，雖然可以制作微細圖案，但是聚甲基丙烯酸甲酯這樣的烯屬不飽和單體的聚合物，由于耐蝕刻性低，因此，在以該抗蝕劑作為掩模對被加工層進行深的蝕刻的情況下，需要增大抗蝕圖案的縱橫比、增加圖案高度。另外，由于顯影液為低分子酮類，因此，引火點低，還需要具備防爆設備等。

另一方面，根據國際公開第2004/022513號小冊子的方法，由于使用含有杯芳烴衍生物的抗蝕劑材料，因此，可以形成耐蝕刻性高、圖案寬度為10nm以下的圖案，但是和其它的抗蝕劑材料比較，在靈敏度低、必須增加曝光量方面還有改善的余地。

例如，在國際公開公報第2004/022513號小冊子的圖2中，示出了用50kV的電子束進行曝光、用乳酸乙酯或者二甲苯進行顯影時的曝光特性(靈敏度曲線)，但是根據該曝光特性，該小冊子的方法中使用的抗蝕劑的靈敏度為約1～2(mC/cm²)，特別是具有高分辨率的杯[4]芳烴系的抗蝕劑的靈敏度為約2(mC/cm²)，為了實用化而需要進一步高靈敏度化。需要說明的是，根據該小冊子，抗蝕劑的靈敏度用最低曝光量(mCcm^-2)來表示，即，將顯影前的抗蝕膜厚(涂布抗蝕劑，根據需要進行預烘烤后的抗蝕膜厚)作為基準膜厚，顯影后得到的抗蝕圖案的膜厚達到與基準膜厚一致的最低曝光量。

另外，根據日本專利第3927575號說明書的方法，由于在顯影時使用表面張力低的超臨界流體，因此可以防止顯影、沖洗后的干燥時的圖案倒塌，但是在需要昂貴的裝置及產量低這樣的方面還有改善的余地。

發明內容

因而，本發明的目的在于，提供一種形成抗蝕圖案的方法，其使用耐蝕刻性高的材料，可以以高分辨率且低照射量的曝光來形成圖案，進而抗蝕圖案不產生圖案的倒塌。

本發明的其它目的在于，提供一種顯影液，其不僅可以對以低的照射量曝光了的抗蝕劑進行顯影，而且可以不產生圖案倒塌地對抗蝕圖案進行顯影。