JP7213346B2 - 極紫外線リソグラフィー用工程液、及びこれを用いたパターン形成方法 - Google Patents
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Description
このため、より微細なパターンを形成するために、さらに小さい波長帯の光源を必要とするが、現在、極紫外線(EUV、extreme ultra violet、13.5nmの波長)光源を用いたリソグラフィー技術が盛んに利用されており、これを用いてより微細な波長を実現することができるようになった。
このため、微細パターン形成中に発生する崩壊レベルを改善し且つ欠陥数を減少させるための技術開発が求められている。パターン崩壊レベルを改善し且つ欠陥数を減少させるために、フォトレジストの性能向上が最善であり得るが、すべての性能を満足させるフォトレジストの新規開発が難しい現実を無視することができない状況である。
また、陽イオン界面活性剤は、水溶液において活性基が陽イオンに解離するものであって、メタルが保証される場合が珍しい。これは、フォトリソグラフィー工程で深刻な欠陥を発生させる要因となるおそれがある。
このため、本発明は、好適な第1実施形態として、陰イオン界面活性剤0.0001~1重量%、アルカリ物質0.0001~1重量%、及び水98~99.9998重量%を含む、フォトレジスト現像中に発生するフォトレジストパターンの崩壊レベルを改善し且つ欠陥の数を減少させるための工程液を提供する。
長期間の数多くの研究によって開発された本発明は、「テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド又はこれらの混合物よりなる群から選択されるものであるアルカリ物質0.0001~1重量%;ポリカルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩又はこれらの混合物よりなる群から選択されるものである陰イオン界面活性剤0.0001~1重量%;及び水98~99.9998重量%を含む、フォトレジストパターンの崩壊レベル改善及び欠陥数減少用工程液」に関するものであり、このような本発明の工程液の組成成分及び組成比を実施例1~実施例40と設定し、これと対比される組成成分及び組成比を比較例1~比較例22と設定した。
ポリカルボン酸アンモニウム塩0.0001重量%及びテトラブチルアンモニウムヒドロキシド0.01重量%が含まれている、フォトレジストパターンの崩壊レベルを改善するための工程液を、次の方法で製造した。
ポリカルボン酸アンモニウム塩0.0001重量%、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド0.01重量%を残量の蒸留水に投入して5時間攪拌した後、微細固形分不純物を除去するために0.01μmのフィルターに通過させることにより、フォトレジストパターンの崩壊レベルを改善するための工程液を製造した。
表1~表12に記載されている組成によって、実施例1と同一のフォトレジストパターンの欠陥レベルを改善するための工程液を製造した。
一般的に、半導体素子製造工程中の現像工程の最終洗浄液として使用される蒸留水を準備した。
表1~表12に記載されている組成によって、実施例と比較するために、実施例1と同様にして工程液を製造した。
実施例1~実施例40及び比較例1~比較例22でパターンが形成されたシリコンウエハーに対してパターン崩壊レベル及び欠陥数減少比を測定して実験例1~実験例40、比較実験例1~比較実験例22で示し、その結果を表13及び表14に記載した。
露光エネルギーとフォーカスをスプリットした後、クリティカルディメンション-走査電子顕微鏡(CD-SEM、Hitachi製)を用いて、全体ブロック数89個のうち、パターンが崩れないブロック(block)の数を測定した。
表面欠陥観察装置[KLAテンコール社製]を用いて、それぞれの工程液試料によってリンス処理したフォトレジストパターンに対して、欠陥数A計測し、純水だけでリンス処理した場合の欠陥数Bに対する百分率(%)、すなわち(A/B)×100で示した。
純水だけで処理した後の欠陥数を100に定めて基準とし、純水だけで処理した欠陥数よりも減少(改善)又は増加(悪化)する程度を減少比で表示した。
製造された工程液の透明度を肉眼で確認して透明又は不透明と表示した。
実施例1~実施例40及び比較例1~比較例22でパターンが形成されたシリコンウエハーに対してパターン崩壊レベル、欠陥数減少比及び透明度を測定して実験例1~実験例40、比較実験例1~比較実験例22で示し、その結果を表13及び表14に記載した。
露光エネルギーとフォーカスをスプリットした後、クリティカルディメンション-走査電子顕微鏡(CD-SEM、Hitachi製)を用いて全体ブロック数89個のうち、パターンが崩れないブロック(block)の数を測定した。
表面欠陥観察装置[KLAテンコール社製]を用いてそれぞれの工程液試料によってリンス処理したフォトレジストパターンに対して、欠陥数Aを計測し、純水のみでリンス処理した場合の欠陥数Bに対する百分率(%)、すなわち(A/B)×100で示した。
製造された工程液の透明度を肉眼で確認して透明又は不透明と表示した。
比較実験例1に係るフォトレジストパターンの崩壊レベルを評価した結果は、パターン崩壊が起こらない区間(block)の数が46個と測定された。
以上、本発明の特定の部分を詳細に記述したが、当業分野における通常の知識を有する者において、このような具体的記述は単に好適な実施様態に過ぎず、本発明の範囲はこれらの実施様態に限定されないのは明らかであろう。よって、本願発明の実質的な範囲は、請求項とそれらの等価物によって定義されるというべきである。
Claims (6)
- 光源として極紫外線を使用するフォトレジストパターン工程における、ポリヒドロキシスチレン(polyhydxoystyrene)を含むフォトレジストパターンの崩壊レベル改善及び欠陥数減少用工程液であって、
ポリカルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、又はこれらの混合物よりなる群から選択される陰イオン界面活性剤0.001~0.1重量%、
テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド又はこれらの混合物よりなる群から選択されるアルカリ物質0.001~0.1重量%、及び
水99.899~99.998重量%を含むことを特徴とする、フォトレジストパターンの崩壊レベル改善及び欠陥数減少用工程液。 - 前記陰イオン界面活性剤はポリカルボン酸塩であることを特徴とする、請求項1に記載のフォトレジストパターンの崩壊レベル改善及び欠陥数減少用工程液。
- 前記陰イオン界面活性剤はスルホン酸塩であることを特徴とする、請求項1に記載のフォトレジストパターンの崩壊レベル改善及び欠陥数減少用工程液。
- 前記陰イオン界面活性剤は硫酸エステル塩であることを特徴とする、請求項1に記載のフォトレジストパターンの崩壊レベル改善及び欠陥数減少用工程液。
- 前記アルカリ物質はテトラブチルアンモニウムヒドロキシドであることを特徴とする、請求項1に記載のフォトレジストパターンの崩壊レベル改善及び欠陥数減少用工程液。
- (a)半導体基板にフォトレジストを塗布して膜を形成するステップと、
(b)前記フォトレジスト膜を極紫外線で露光した後、現像してパターンを形成するステップと、
(c)前記フォトレジストパターンを請求項1~5のいずれか一項に記載のフォトレジストパターンの崩壊レベル改善及び欠陥数減少用工程液で洗浄するステップと、を含むことを特徴とする、フォトレジストパターン形成方法。
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