[发明专利]极紫外光刻用工艺液体及使用其的图案形成方法

说明书

本申请发明涉及一种用于对使用于极紫外光曝光光源的包括聚羟基苯乙烯(polyhydroxystyrene)的光致抗蚀剂图案进行坍塌程度改善及缺陷数减少的工艺液体，更详细地，涉及一种用于光致抗蚀剂图案的坍塌程度改善及缺陷数减少的工艺液体组合物及使用其的图案形成方法，其中，所述工艺液体组合物包括：0.0001至1重量％的碱性物质，0.0001至1重量％的阴离子表面活性剂，及98至99.9998重量％的水。

技术领域

本申请发明涉及一种在使用极紫外光作为光源的光致抗蚀剂图案工艺中，用于对包括聚羟基苯乙烯(polyhydroxystyrene)的光致抗蚀剂图案进行坍塌程度改善及缺陷数减少的工艺液体；及使用其的光致抗蚀剂图案形成方法。

背景技术

通常，半导体通过将193nm、248nm或365nm等波长带的紫外线作为曝光光源的光刻工艺程来制造，且各生产者之间为了减少临界尺寸(以下称为CD：Critical Dimension)而展开激烈的竞争。

因此，为了形成更加微细的图案，需要更小波长段的光源。目前，利用极紫外光(EUV，extreme ultra violet，波长为13.5nm)光源的光刻技术被广泛利用，通过利用其可以实现更加微细的波长。

但是，极紫外光用光致抗蚀剂的耐蚀刻(etching)性仍然没有得到改善，因此，仍然需要纵横比大的光致抗蚀剂图案。由此在显影过程中容易发生图案坍塌、缺陷数增加，从而导致在制造工艺中工艺余裕大幅减小的问题。

因此，需要开发出一种用于改善在微细图案形成中产生的坍塌程度并减少图案的缺陷数的技术。虽然改善坍塌程度并减少缺陷数的最好方法是提高光致抗蚀剂的性能，但是不容忽视目前很难新开发出满足所有性能的光致抗蚀剂的事实。

即便保留新开发光致抗蚀剂的必要性，但还在不断进行着通过其他方法来改善坍塌程度并减少缺陷数的努力。

发明内容

要解决的问题

本申请发明的目的是提供一种在利用极紫外光的微细图案工艺中，用于改善光致抗蚀剂显影后发生的图案的坍塌程度并减少所述图案的缺陷数的工艺液体组合物；及提供一种使用其的光致抗蚀剂的图案形成方法。

解决问题的方案

多种表面活性剂已经被用于显影工艺中使用的水系类型的工艺液体，但是在本申请发明中，使用阴离子表面活性剂来制备有效的工艺液体。

在主要使用超纯水的水系类型的工艺液体中使用趋于疏水性的非离子表面活性剂时，诱导光致抗蚀剂壁面的疏水化，从而可诱导图案的融解(melting)及坍塌的减少，但是非离子表面活性剂相互之间聚集的倾向变强，导致工艺液体的物理性质不均匀，且在使用过程中反而存在由聚集的非离子表面活性剂而诱发缺陷(defect)的可能性。即，在使用非离子表面活性剂时，为了改善融解需增加使用量，而这可能导致损坏(Damage)光致抗蚀剂。另外，在为了减少毛细管力而以减少工艺液体的表面张力为目的过量使用不合适的表面活性剂时，将诱导图案的融解，反而可能进一步诱发图案坍塌。

另外，在阳离子表面活性剂的情况下，由活性基团在水溶液中解离为阳离子来确保金属的情况很少。这在光致抗蚀剂工艺中可能成为导致严重缺陷的要因。

在本申请发明中，确认到：通过使用阴离子表面活性剂来改善图案坍塌并减少缺陷数的效果卓越。据了解，这是由于相比于非离子表面活性剂，亲水基团部分解离为阴离子，从而不与光致抗蚀剂的脱保护部分反应，而是与带有+电荷的部分相对容易地进行反应，因此有助于形成微细图案的结果。