[发明专利]在利用负性光致抗蚀剂的图案化工艺中LWR改善方法与组合物

说明书

本发明涉及在半导体制造工艺中利用负性光致抗蚀剂的光致抗蚀剂图案的LWR(Line Width Roughness，线宽粗糙度)改善方法，更详细地说目的在于，为了在负性显影工艺之后确保更高的图案CDU，提供能够改善LWR的组合物与适用方法来改善LWR，进而能够提供比现有的更加优秀的CDU。

技术领域

本发明涉及在半导体制造工艺中利用负性光致抗蚀剂的光致抗蚀剂图案的LWR(Line Width Roughness，线宽粗糙度)改善方法与组合物。

背景技术

近来，随着半导体器件的小型化和集成化，正在要求精细的图案，作为形成这种精细图案的方法，通过曝光设备的开发或者通过附加工艺的导入的光致抗蚀剂图案精细化非常有效。

在制造半导体工艺中，过去通过使用波长为365nm的i线(i-line)光源在半导体基板上形成图案，但为了形成更加精细的图案需要具有更小波长带的光源。

实际上，从KrF(248nm)开始正在开发利用ArF(198nm)、EUV(extreme ultraviolet，极端紫外线，13.5nm)光源的光刻(lithography)技术，且目前已经商用化或者正在商用化，进而能够实现更加精细的波长。然而，随着图案变得更精细(几十nm)，出现了已形成的图案侧壁粗糙度(LWR,lin e width roughness)在制造工艺中降低工艺余量的问题，而这在形成比较大(数百nm)图案时是不成问题的。

光致抗蚀剂图案形成方法包括：使用碱性显影液形成图案的正性显影工艺；使用有机溶剂形成图案的负性显影工艺。使用所述正性显影液的图案形成方法是利用碱性显影液选择性地溶解并去除光致抗蚀剂膜的曝光区域以形成图案，而相比于使用正性显影液的图案形成方法，使用负性显影液的图案形成方法更容易形成图案，并且由于去除未曝光部分，因此能够更加有效形成光致抗蚀剂图案。

对于负性光致抗蚀剂，因其工艺特性，相比于常规的正性的工艺，分辨率和LWR更加优秀，但是尽管具有这些良好特性，但为了确保由于更加强化的图案精细化而恶化的工艺余量，正在要求对光致抗蚀剂的LWR的进一步改善。据此，为了改善LWR，已经做出了在现有的光致抗蚀剂(photoresist)的构成物质中改善聚合物的结构或者降低分子量，或增光致抗蚀剂本身对光的感应度等的努力，但是这不能根本的解决方案。

另一方面，通过研发新的工艺，积极进行能够实现更精细的图案作业，并且正在要求开发改善光致抗蚀剂图案的LWR来确保图案的均匀性的技术。

发明内容

(要解决的问题)

本发明的目的在于，提供在半导体制造工艺中能够改善利用负性光致抗蚀剂的光致抗蚀剂图案的LWR的组合物与利用该组合物的工艺方法。(解决问题的手段)

据此，本发明的组合物提供一种光致抗蚀剂图案的LWR改善用处理液组合物，作为其优选的第一示例，包含：1至100重量％的能够膨胀光致抗蚀剂图案的物质、0至99重量％的溶剂。

在LWR改善用处理液组合物中可添加0至2重量％的表面活性剂。

上述示例的能够膨胀光致抗蚀剂图案的物质可从酰胺系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂、烃系溶剂和这些溶剂的混合物构成的群组中选择。

对于上述示例的溶剂，只要不溶解抗蚀剂图案，则不作特别限制，可使用包含一般的有机溶剂的溶剂。可从1-戊醇、2-戊醇、1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、2-己醇、2-庚醇、2-辛醇、3-己醇、3-辛醇、4-辛醇、1-丁醇、2-丁醇、3-甲基-1-丁醇、叔丁醇等的一元醇；乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、乙酸3-甲氧基丁酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、甲酸丁酯、甲酸、乳酸乙酯、乳酸丁酯等的酯类溶剂及这些溶剂的混合物构成的群组中选择。

上述示例的表面活性剂可以是非离子性表面活性剂。