[发明专利]用于制造集成电路装置、光学装置、微机械及机械精密装置的组合物

说明书

本发明提供了用于使涂覆于半导体基板的光阻剂显影的包含季铵化合物的组合物。还提供了制造集成电路装置、光学装置、微机械及机械精密装置的方法。通过使用所述改良组合物来防止光阻剂膨胀可以避免图案塌陷。(I)(IIa) ‑X‑Y² (IIb)

本发明涉及一种适用于制造集成电路装置、光学装置、微机械及机械精密装置的方法中的组合物，尤其关于光阻显影组合物。

发明背景

在制造具有LSI、VLSI及ULSI的IC的方法中，通过光微影技术产生图案化材料层，如图案化光阻层；含有氮化钛、钽或氮化钽或由其组成的图案化障壁材料层；含有例如交替多晶硅及二氧化硅层的堆栈或由其组成的图案化多堆栈材料层；及含有二氧化硅或低k或超低k介电材料或由其组成的图案化介电材料层。当今，该等图案化材料层包含尺寸甚至低于22nm且纵横比较高的结构。

在光微影方法中，辐射敏感性光阻剂涂覆于如晶圆的基板上且接着通常经由屏蔽将影像曝光透射至光阻剂。视所用光阻剂类型而定，曝光将增加或降低称为显影剂的适合溶剂对曝光区域的溶解性。正型光阻材料在曝光区域中的可溶性将变得较大，而负型光阻剂在曝光区域中的可溶性将变得较小。曝光之后，基板的区域由显影剂溶解且不再由图案化光阻膜覆盖，且现可通过蚀刻或通过沉积材料于开放图案化区域中来形成电路图案。

通常任选地进行曝光后烘烤(PEB)以使得经曝光的光阻剂聚合物分解。接着，将包括经分解的聚合物光阻剂的基板转移至显影室中，以移除经曝光的光阻剂，其可溶于水性显影组合物中。典型地，该等显影组合物包含氢氧化四烷基铵，如(但不限于)氢氧化四甲基铵(TMAH)，其以胶泥形式涂覆于抗蚀剂表面以便使经曝光的光阻剂显影。接着对基板应用去离子水冲洗以停止显影制程，且移除已溶解的光阻剂聚合物。接着，将基板传送至离心干燥制程。此后，可将基板转移至下一制程步骤，其可包括硬烤制程以自光阻剂表面移除任何水分。

归因于尺寸缩小，为达成缺陷减少而移除颗粒也变成关键因素。此举不仅适用于光阻剂图案，而且适用于在光学装置、微机械及机械精密装置的制造期间产生的其他图案化材料层。在光阻剂显影步骤中光阻剂的膨胀为重要因素，其可增加图案塌陷的风险且因此应避免。

US 7214474 B2公开一种包含第一聚合表面活性剂的洗涤组合物，其中该第一聚合表面活性剂为选自的聚合物：聚(十二烷基丙烯酸酯-共-丙烯酸钠)、聚(苯乙烯-共-a-甲基苯乙烯-共-丙烯酸)、聚(丙烯酸-共-甲基丙烯酸甲酯)、疏水性改质的聚(丙烯酸)、聚(乙烯基萘-交替-顺丁烯二酸)-接枝-聚苯乙烯及具有以下结构的聚皂：

US 6451510 B2公开一种用于使电子组件基板上的光阻剂图案显影的方法以避免所显影的图案塌陷。在一个步骤中，冲洗水溶液提供于湿润显影基板上，该冲洗水溶液包含足以避免图案塌陷的量的去离子水及阴离子型表面活性剂。显影剂溶液可包含氢氧化四烷基铵，尤其氢氧化四甲基铵(TMAH)及氢氧化三甲基2-羟乙基铵，即胆碱。其他氢氧化铵包括氢氧化四乙基铵、氢氧化四丙基铵、氢氧化四丁基铵、氢氧化甲基三乙基铵、氢氧化三甲基乙基铵、氢氧化二甲基二乙基铵、氢氧化三乙基(2-羟乙基)铵、氢氧化二甲基二(2-羟乙基)铵、氢氧化二乙基二(2-羟乙基)铵、氢氧化甲基三(2-羟乙基)铵、氢氧化乙基三(2-羟乙基)铵及氢氧化四(2-羟乙基)铵。

WO 2012/027667 A2公开一种改进高纵横比特征的表面的方法以避免图案塌陷。使用如三氟甲烷磺酸四丁基铵及十二烷基三甲基铵的表面活性剂。

US 2004/0106532 A1公开使用一种组合物来剥除及溶解膜厚度为10-150微米、包含C₁-C₆烷基季铵化合物的光阻剂图案。该组合物中使用氢氧化四丁基铵及氢氧化甲基三丁基铵以及如二甲亚砜的水溶性有机溶剂，及水。