[发明专利]光刻用工艺液体组合物及利用其的图案形成方法

说明书

本申请发明涉及一种在光致抗蚀剂图案工艺中改善光致抗蚀剂图案的裂痕缺陷的工艺液体组合物及利用其的图案形成方法。其中，所述光致抗蚀剂图案具有对光致抗蚀剂表面的水的接触角为75°以上的疏水性。更详细地，本申请发明涉及一种工艺液体组合物，所述工艺液体组合物由0.00001至0.1重量％的氟系表面活性剂，0.00001至1.0重量％的选自由三元醇衍生物、四元醇衍生物或它们的混合物所组成的组的物质，及余量的水组成，且表面张力为45mN/m以下，接触角为65°以下。

技术领域

本申请发明涉及一种在光致抗蚀剂图案工艺中用于光致抗蚀剂图案的裂痕缺陷改善的工艺液体组合物及利用其的光致抗蚀剂图案形成方法，其中，所述光致抗蚀剂图案具有对光致抗蚀剂表面的水的接触角为75°以上的疏水性。

背景技术

通常，半导体是由以193nm、248nm或365nm等波长段的紫外线作为曝光光源的光刻工艺制造，各公司为了减少关键线宽(以下称为CD：Critical Dimension)而展开的竞争激烈。

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。

然而，极紫外线用光致抗蚀剂的蚀刻(etching)耐性仍然未得到改善，因此持续需要具有大纵横比的光致抗蚀剂图案，因此在显影中容易产生图案裂痕缺陷，从而在制备工艺中发生工艺余裕(process margin)大幅减少的问题。

因此，需要开发出一种能够用于改善微细图案形成中所产生的裂痕缺陷程度的技术。为了改善图案裂痕缺陷程度，最好的办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。

即使保留新开发出光致抗蚀剂的必要性，现在还不断进行着通过其他方法改善图案裂痕程度的努力。

发明内容

要解决的技术问题

本申请发明的目的在于开发一种工艺液体组合物及利用其的光致抗蚀剂图案的形成方法，所述工艺液体组合物用于改善光致抗蚀剂显影后所产生的图案的裂痕缺陷程度，其中，所述光致抗蚀剂图案具有对光致抗蚀剂表面的水的接触角为75°以上的疏水性。

解决问题的方案

虽然在显影工艺中所使用的水系类型的工艺液体组合物中正使用各种表面活性剂，但是在本申请发明中使用氟系表面活性剂制备了有效的工艺液体组合物。

在主要使用超纯水的水系类型的工艺液体组合物中使用趋于疏水性的烃系表面活性剂时，诱导光致抗蚀剂壁面的疏水化，从而能够诱导图案的溶解(melting)减少及坍塌减少。然而，由于烃系表面活性剂相互之间聚集的倾向强，导致工艺液体组合物的物理性质变为不均匀，因此在使用过程中由聚集的烃系表面活性剂反而存在诱发缺陷(defect)的可能性。即，当使用烃系表面活性剂时，为了改善溶解而需要增加使用量，这存在对光致抗蚀剂产生损伤(Damage)的担忧。此外，当以为了减少毛细管力而降低工艺液体组合物的表面张力为目的，过量使用不适合的表面活性剂时，可能因诱导图案的溶解而进一步诱发图案坍塌。

在本申请发明中，确认了通过使用氟系表面活性剂并在此基础上使用选自由三元醇(Triol)衍生物、四元醇(Tetraol)衍生物或它们的混合物所组成的组的物质来改善图案裂痕缺陷程度的效果优异。已确切理解为这是由于与烃系表面活性剂相比，降低表面张力和接触角，增加渗透力和扩散性，从而有助于微细图案的形成的结果。

作为目前大部分的光刻显影工艺中所使用的代表性的显影液，以纯水作为基底，将四甲基氢氧化铵以一定浓度(在大部分工艺中，在2.38重量％的四甲基氢氧化铵混合97.62重量％的水进行使用)进行稀释而使用。