[发明专利]极紫外光刻用工艺液体组合物及使用其的图案形成方法

说明书

本发明涉及一种用于减少由极紫外光曝光光源所限定的包括聚羟基苯乙烯(polyhydroxystyrene)的光致抗蚀剂图案的坍塌的工艺液体组合物及利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HLB值为9至16的非离子表面活性剂；0.0001至1重量％的选自由四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵或其混合物所组成的组中的碱性物质；及98至99.9998重量％的水。本发明具有减少由极紫外光曝光光源所限定的包括聚羟基苯乙烯的光致抗蚀剂图案的坍塌的效果。

技术领域

本申请发明涉及一种在半导体制造工艺中使用于极紫外光曝光光源的用于减少包括聚羟基苯乙烯(polyhydroxystyrene)的光致抗蚀剂图案的坍塌的工艺液体组合物及利用该组合物的图案形成方法。

背景技术

在制造半导体的工艺中，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图案。然而，由于用于极紫外光的光致抗蚀剂的耐蚀刻(enching)性依然未得到改善，仍然需要纵横比大的光致抗蚀剂图案，因此在显影中容易发生图案坍塌，从而发生在制造工艺中工艺余裕(process margin)大幅减小的问题。

因此，需要开发用于改善在微细图案形成中所发生的坍塌的技术。虽然改善图案坍塌程度的最好方法是提升光致抗蚀剂的性能，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。

保留新开发出优异光致抗蚀剂的必要性，在不断进行着通过其他方法来改善图案坍塌程度的努力。

发明内容

要解决的问题

本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，用于改善在光致抗蚀剂显影中发生的图案坍塌的方法及一种工艺液体组合物。

本发明的另一目的是提供一种使用如上所述的工艺液体组合物形成质量优异的光致抗蚀剂图案的方法。

解决问题的方案

在本发明中，以用于减少由极紫外光曝光光源所限定的包括聚羟基苯乙烯(polyhydxoystyrene)的光致抗蚀剂图案的坍塌的工艺液体组合物，着眼于非离子表面活性剂的种类、含量及HLB值，还着眼于碱性物质的种类及含量，且着眼于纯水的含量来不断地进行研究和实验的结果，解决了本发明的问题。

多种表面活性剂已经被用于显影工艺中所使用的水系类型的洗涤液，但是在本发明中，着眼于HLB(Hydrophilic-Lipohilic Balance，亲水-亲油平衡)值进行了多种研究，其结果，使用HLB值为9至16的非离子表面活性剂来制备出有效的洗涤液。

作为用于区分非离子表面活性剂之间的特性的代表性方法包括HLB值。HBL值的范围被区分为0至20，HLB值越接近0，非离子表面活性剂的疏水性(亲油性)越强，而HLB值越接近20，非离子表面活性剂的亲水性越强。

在主要使用超纯水的水系类型的洗涤液中使用趋于疏水性的非离子表面活性剂时，可能诱导光致抗蚀剂壁面的疏水化，从而诱导图案的熔化(melting)和坍塌的减少。然而，非离子表面活性剂相互之间聚集的倾向变强，导致洗涤液的物理性质不均匀，因此在使用过程中存在发生由于聚集的非离子表面活性剂而导致缺陷(defect)的担忧。

在本发明中，确认了非离子表面活性剂的HLB值越小，改善图案坍塌的效果越显著，但是当过多的使用非离子性表面活性剂或HLB值为8以下的情况下，确认了在主要使用超纯水的水系类型的洗涤液中发生表面活性剂相互之间聚集的结果。