TW201227180A - Processing liquid for restraining pattern collapse of microscopic-structured body and method for producing microscopic-structured body using the same - Google Patents
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Description
201227180 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 此處⑽雜躺之-液及使用 【先前技術】 向微細化:且;寬:;力1!'余 進展:抗伽_之崩曰塌會ΐ為^題右政細化等以如此的方式 抗钱劑圖案之崩塌,已知係由於將抗 ίζ要安為用以將顯影液洗去的沖洗處理)中: 離子性界面活性劑或醇系Ξίΐ=化利用使用非 體取代清洗液並乾燥之方法(例如,低表面張力的液 劑T=匕之方法(例如,、將抗# 化物=======、金屬氮化物或金屬氧 別記載則以下同)中,妒成構、^田構以脰(不包含抗姓劑。若無特 裝置或微型機器的小型化、高㈣:巧但疋’^著半導體 構^圖: 活性==;=專== 201227180 陰離子性、陽離子性 if t有Λ於界面活性劑之種類(非離子性、 寻)、衣°〇名、濃度等的具體記載。 [習知技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1 :日本特開2004-184648號八趣 專利文獻2 :日本特開2QQ5_3()926 ^ 專利文獻3:日本特開2006-163314號公郝 專利文獻4 :日本特開2010-114467號公報 【發明内容】 [發明所欲解決的問題] 如上’於半導體裳置或微型機器 侧)賴中,嶋^ 此的狀況下產生’目的在於提供能夠抑制半導 i ί _由多㈣構成的微細構造體的圖案崩塌的 處理液及使用此處理液的微細構造體之製造方法。 [解決課題之方法] 本案發明人等’為了達成前述目的努力研究,結果發現藉由 ^ έ .具有碳數12、碳數Μ、碳數16之烧基的齒化η比咬錯鹽當 中至少1種之處理液,可以達成其目的。 本發明係基於該見解而完成者。亦即本發明之要旨如下所述。 1. 一種抑制微細構造體的圖案崩塌用之處理液,其係為抑制 由多晶矽構成之微細構造體的圖案崩塌用之處理液,包含:具有 選自於碳數12、碳數14及碳數16之烷基當中至少丨種烷基^鹵 化吡啶鑌鹽,以及水。 2.如第1項之抑制微細構造體的圖案崩塌用之處理液,其中 該石反數12之烧基為十二基、該;g炭數14之烧基為十四基,且該碳 數16之烧基為十六基。 201227180 ^ 3· ^第1項之抑制微細構造體的圖案崩塌用之處理液,其中 該具有碳數12、碳數14或碳數16之烷基的鹵化吡啶鑌趟,^ 自於十二基氯化吼唆、十四基氯化吼咬、十六基氯化。比唆、[十、: 基-4-曱基氯化《、:u十四基_4•曱基氯化咖定、& ^十 基氣化。比咬其中之一。 〒 =4·,弟1項之抑制微細構造體的圖案崩塌用之處理液,其中 該具有魏12、碳數14或碳數16之絲的自化吼铺 & 為 lOppm〜10%。 | 里 、5. —種由多晶矽構成之微細構造體之製造方法,其 ^濕式,或乾式綱之後之清洗步驟,使用包含選自於具有碳 鹽以及水的㈣彳目線^^^1纖遍峨 6.如第5項之由多晶矽構成之微細構造體之製造方法,豆 该锨細構造體為半導體裝置或微型機器。 ,、 [發明之效果] 可抑制错體裝置或微型機器此類 案處理液及❹該處理液之微細構造體之 【實施方式】 (抑制圖案崩塌用之處理液) 曰欲ίΐ明之處理液(抑制圖案崩_之處理液),係用於抑制由多
St ;之_塌,其包含脑錢12、= 14、 數16之烷基的齒化吡啶鐫鹽當中至少丨種者。 料而將該圖案之表面疏水化者材 之處理液處理過的細表·“ ^為7〇。《/本發明 201227180 之烧基為十】\之烧基為十四基、碳數16 又,ii产=’:以更南密度_在多晶矽材料上。 右考慮只用性,鹵化物以氯較佳。 具有碳數12、碳數14或碳數16之,没其 。十二基氯蝴、十二基漠化二的=:鹽_;例 基氯化啊、十四基溴化喊、十四基叫^十四 啶、十六基溴化吡啶、十六基誠化吡 广/、基虱化吡 啶、卜十二基_4_ /二、化比定、卜十一基-4-曱基氣化咄 十四基_4_曱純化^化=:十二基+甲基碟化咖定、卜 漠化口比喷、1_丰丄宜z 甲土乳化比°疋、卜十六基-4-甲基 ' 疋1-十,、基-4-甲基碘化吡啶等,尤並, 十四基氯化吼啶、十六基氯化。比啶、二基卞-以匕,、 卜十四基-4-甲基氣化如定及卜十六λ_ ^甲基氣化咖定、 本發明之抑制圖宰崩塌用之=虱化吡°疋較佳。 ^理寺,除去金屬離子或有機雜f、微粒 f附 超純水較佳。 丁寻香尤其純水、 碳數職,包含具有上述碳數、 卜^數16烷基之南化口比啶鑌鹽當中至少1中之一以及 處理液通常^用不果的範圍内含有抑制圖案崩塌用之 =化,定鑌鹽的含 =l〇pPm〜K)%。前述化合物之含量若在上述範圍内H茸, σ物的效果可充分獲得,但是騎慮操性起 Λ ? ίί;ί 時,也可加搞轉邮_目分離 未相分離H㈣時,也可在不舰鱗圍内又使 6 201227180 理液白^ 成為均勾後使用。又,為了避免處 本發明ΐϋί巧醇等有機溶劑或酸、驗後使用。 或微型機器此類微,適用於抑制半導體裝置 案例如較佳為使用多晶石夕。而=案_。在此,微細構造體之圖 膜^S=ttf^t=dTEC)S(四乙氧基正魏氧化 :物4(質商。°。名將絕緣膜物質上,或於微細構造的-部分包含 ㈣制圖案崩塌用之處理液,比起以往的微細構造體 之値,對於至:;比係由(圖案之高度/圖案寬度)計算 之;者x上之高的高寬比_案,本發明 ίίίίίίί異的圖案崩塌抑制效果。又,本發明之處理液對 ;回案尺寸為3GGnm以下、l5Gnm以下、lOGnm以下,再者5〇nm 圖,或同樣圖_之間隔為 士问〇nm以下、100nm以下甚至50nm以下之呈圓筒 或囫柱狀構造的微細圖案,具有優異的圖案崩塌抑制效果:、 [微細構造體之製造方法] .本發明之由多晶矽構成之微細構造體之製造方法,i 式細ΐ乾式_後之清洗步驟,使用上述 屮、Μίf體Γ言’於該清洗步驟中,較佳為利用浸泡、噴塗流 μ Ϊ錢微細構造體之®賴本發日狀處職接觸後,、以水 ^代该處理域使乾燥。在此,使微細構造體之随與本發明之 处理液以浸泡接觸時,浸泡時間宜為1〇秒〜3〇分鐘,X 5 秒〜20分鐘,更佳為2〇秒〜15分鐘,尤佳為3〇秒〜工土二 條件宜為H)〜8〇t,更佳為15賓c,又更佳為25〜贼,,尤 f 40 C。又,也可在微細構造體之圖案與本發明之處理液接觸之 刖,預先以水進行清洗。如此,藉由使微細構造體之圖案與本發 201227180 =處理液接觸,將該圖案之表面上進行疏水化,能抑制該圖案 钱刻或乾式^之構製造步驟巾,具有漁式 造?將;2ίϊ :·’於⑽她型之半導體裝置之製 開2000-行濕式侧後(例如參照曰本特 二短冊狀之鰭狀物的電晶體的半導體裝置時,“極之 二驟式11贼赋_後驗鼓生的雜錄去的清洗 i小恭二ί ί'γ特開2007一335892號公報)、⑽於微型機器 ㈣裝置之孔腔形斜,麟導電性膜之貫通孔,並將由 、:邑=構成之犠牲層除去而形成孔腔時、用於除祕刻時產生的 ^乐物的清洗步驟後(例如參照日本特開2009—122031號公報)等 ,這些半導體裝置或微型機器之製造步驟中的蝕刻步驟後二闲 本發明之處理液。 【實施例】 以下以實施例及比較例更為詳細說明本發明,但本發明不 於此荨貫施例。 《處理液之製備》 依照表1所示之配合組成(質量%),調配抑制微細構造體之 案崩塌用處理液。 ~~4siTr~ 種類 烷基碳數1 含量 十-基氯化°比啶 12 5〇〇nnm ___参理液2 十二基氣化吡啶 12 8% 處埋液3 1-十-基-4-曱基氯化咄啶 12 300ppm 處理液4 1-十二基-4-甲基氣化吡啶 12 10% 處理液5 _ 十四基氯化吡啶 14 lOOppm 處理液6 十四基氯化吡啶 14 5% 1-十四基-4-曱基氯化。比啶 14 《Arvrvm 處理液8 處理液ΓΓ~ * ------- 1-十四基-4-曱基氯化吡啶 14 __ 一 3% 十六基氯化°比。定 16 30ppm 8 201227180 處理液l〇 處理液12
*1 :各化合物具有之烷基之碳數 實施例1〜12 如圖1(a)所示’在矽基板1〇4上形成氮化矽1〇3(厚度:1〇〇nm) 及,化碎1G2(厚度]之膜後,形成光阻1Q1,之後將該光 =01曝光、顯影,形成如圖1(b)所示之筒狀(煙囪狀)開口部 1ϋ5((^125ηιη、圓與圓之距離:50nm),並以該光阻1〇1當做遮罩, 利,乾$,刻對於氧化矽1〇2蝕刻至氮化矽1〇3之層,形成圖 所,之圓,狀之孔其次’以灰化除去光阻1〇1,獲得如圖丨(廿) 所不之在氧切1〇2到達氮切1〇3之層開孔的圓筒狀孔1〇6的 構造體,獲得的構造體的圓筒狀孔1〇6充填、沉積多晶矽1〇7(圖 1(e)) ’ 並以化學機械研磨(chemicalmechanica 氧化仰2上的多餘的多晶仰7去除,獲“聊^化^ 102中填埋有多晶矽之圓筒1〇8的構造體。將獲得之構造體之氧化 矽102以氟酸溶解去除後,依序以純水、處理液^2及純水進行 液體接觸處理,並乾燥,獲得圖1(g)所示構造體。 獲得之構造體為具有多晶矽之筒狀(煙自狀)之圖案 (φ 125nm、高度··丨200nm(高寬比:9 6)、圓筒與圓筒之間的距離; 50nm)的微細構造’ 70%以上的該圖案未崩塌。 ,在此,圖案之崩塌係使用rFE_SEM s_55〇〇(型號)」:Hitachi High technologies公司製觀察,崩塌抑制率係計算圖案總條數中未 崩塌的圖案的比例而求得的數値,該崩塌抑制率為5〇%以上時判 定為合格。各例使用的抑制圖案崩塌用之處理液、處理方法及崩 塌抑制率的結果’如表3所示。 比較例1 實施例1中將圖1(f)所示之構造體之氧化石夕1〇2以氣酸溶解除 去之後僅以純水處理,除此以外與實施例丨同樣實施,獲得圖_ 所示之構造體。獲得之構造體之圖案的50%以上,發生如圖^诉) 201227180 使用之處理液、處理 所示之崩塌(崩塌抑制率低於.5〇%)。比較例 方法及崩塌抑制率之結果如表3所示。 比較例2〜17 貝^例1中將圖1(f)所不之構造體之氧化石夕1〇2以氣酸溶解除 去並以純水處理後,將處理液丨改為使用表2所示之比較液2〜17 處理,除此以外與實施例1同樣實施,獲得圖1(g)所示之構造體。 獲得之構造體之圖案之50%以上發生如圖i(h)所示之崩塌。各比 車父例2〜17使用之處理液、處理方法及崩塌抑制率之結果如表3所 示。 [表2] 物質名 比較例1 水 比較例2 異丙醇 _ _ 比較例3 二乙二醇單甲醚 比較例4 二甲基乙醯胺 比較例5 全氟烷基磺酸齒化銨η 比較例6 全氟烷基羧酸鹽2 比較例7 14,7,9-四曱基-5-癸块-4,7二狀氧乙晞加成物13 比較例8 2,4,7,9-四曱基-5-癸炔-4,7-二醇 14 比較例9 聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物^ ' 比較例10 1-癸基-3-曱基氯化咪唑(烷基碳數忉) 比較例11 1-十六基-3-曱基氯化咪唑(烧基碳數16) 17 比較例12 十二基三曱基氯化銨(烷基碳數12) 比較例13 ;八基三曱基氯化敍(烷基碟數18) 比較例14 1-癸基氣化。比啶(烧基碳數10) 110 比較例15 椰子油脂肪醯胺丙基甜菜鹼(烷基碳數12、14、16)川 比較例16 二曱基十二基氧化胺(烷基碳數12) ”2 比較例17 二曱基十八基氧化胺(烷基碳數18) ”3 10 1 1 :「FlouradFC-93(商品名,3M 公司製)、比重 1.1(25°〇、 pH7(0.1%水溶液)、閃點(開放式)38°C」;0.01%水溶液 *2 :「Surflon S-111 (商品名,AGC SEIMI CHEMICAL (股) 製)、比重l.〇(20°C)、閃點(特氏密閉式)18°C」;0.01%水溶液 *3 :「Surfmol 420(商品名,曰信化學工業(股)公司製)、氧 乙稀含量20%」;0.01 %水溶液 201227180 *4:「Surfm〇i 104(商品名,日信化學工業(股)公司製)」; 0.01%水溶液 美⑽t5 :「EPAN 42〇(商品名,第—工業製藥(股)公司製)、疏水 ^液氧丙烯)平均分子量1200、聚氧乙烯含有率20%」;0.01%水 〜*13 ; 0.01〇/〇水溶液 31 —_- 實方、 貫施例2 實 、' 實方£^s 實 、 實方、- 處理方法 崩塌抑制率μ 判定是否合格 純水-> 處理液1->純水+乾燥 80%以上 合格 純水·>處理液2~>純水">乾燥 80%以上 合格 純水+處理液3+純水·>乾燥 80%以上 合格 純水+處理液4今純水+乾燥 80%以上 合格 純水·>處理液5~>純水+乾燥 80%以上 合格 純水+處理液6~>純水(乾燥 80%以上 合格 純水->處理液74純水+乾燥 70%以上 合格 貝他例8 純水4處理液8~>純水今乾燥 80%以上 合格 只切夕ij y 純水·>處理液9+純水4乾燥 70%以上 合格 肩她例1q 純水-> 處理液10+純水+乾燥 80%以上 合格 K々也例11 純水·>處理液11~>純水4乾燥 70%以上 合格 純水今處理液12~>純水+乾燥 70%以上 合格 例1 純水+乾燥 低於50% 不合格 純水·>比較液2+純水今乾燥 低於50% 不合格 比專父例3 純水比較液3->純水4乾燥 低於50% 不合格 例4 純水4比較液4·>純水+乾燥 低於50% 不合格 純水+比較液5+純水+乾燥 低於50% 不合格 比較例6 純水+比較液6~>純水+乾燥 低於50% 不合格 冗校例7 比較例8 純水+比較液7~>純水今乾燥 低於50% 不合格 純水·>比較液8+純水·>乾燥 低於50% 不合格 比季父例9 純水+比較液9+純水+乾燥 低於50% 不合格 比铰例10 純水今比較液10今純水+乾燥 低於50% 不合格 201227180 比較例11 純水今比較液11 +純水·>乾燥 低於50% 不合格 比較例12 純水今比較液12+純水·>乾燥 低於50% 不合格 比較例13 純水·>比較液13~>純水4乾燥 低於50% 不合格 比較例14 純水+比較液14+純水·>乾燥 低於50% 不合格 比較例15 純水·>比較液15~>純水·>乾燥 低於50% 不合格 比較例16 純水+比較液16->純水+乾燥 低於50% 不合格 比較例17 純水·>比較液17·>純水+乾燥 低於50% 不令格 *ι,崩塌抑制率=(未崩塌之圓筒數/總圓筒數)χΐοο[%;] [產業利用性] 本發明之處理液,可適用於抑制半導體裝置或微型機器 (MEMS)此類由氧化矽構成之微細構造體之製造中的圖案崩塌。 【圖式簡單說明】 圖1(a)〜(h)顯示微細構造體之各製作階段之剖面示音圖。 【主要元件符號說明】 101 光阻 102 氧化攻 103 氮化矽 104 矽基板 105 圓狀開口部 106 圓筒狀孔 107 多晶句7 108 多晶發之圓问 12
Claims (1)
- 201227180 七、申請專利範圍: 1. 一種抑制微細構造體的圖案崩塌用之處理液,其係為抑制 由多晶矽構成之微細構造體的圖案崩塌用之處理液,包含:具有 選自於碳數12、碳數14及碳數16之烷基中之至少1種烷基的齒 化0比咬鐵鹽(pyridiniumhalide),以及水。 2. 如申請專利範圍第1項之抑制微細構造體的圖案崩塌用之 處理液,其中’該碳數12之烧基為十二基、該碳數14之垸基為 十四基’且該碳數16之烷基為十六基。 3·如申請專利範圍第1項之抑制微細構造體的圖案崩塌用之 處理液,其中,該具有碳數12、碳數14或碳數16之烷基的鹵化 ,°定錄鹽,係選自於十二基氯化^比。定、十四基氯化啦。定、十六基 氣化吡啶、1-十二基_4_曱基氯化吡啶、μ十四基_4_甲基氯化吡啶、 及1-十六基-4-曱基氯化吡啶其中之一。 4. 如申請專利範圍第1項之抑制微細構造體的圖案崩塌用之 處理液,其中,該具有碳數12、碳數14或碳數16之烷基的鹵化 吼啶鑌鹽的含量為l〇ppm〜1〇〇/0。 5. 、一種由多晶石夕構成之微細構造體之製造方法,其特徵為: 於濕式蝕刻或乾式蝕刻之後之清洗步驟中,使用包含選自於具有 碳^數12、竣數Η及碳數16之烧基中之至少1種烧基之齒化。比咬 鏽鹽以及水的抑制圖案崩塌用之處理液。 6. 如申請專利範圍第5項之由多晶矽構成之微細構造體之製 造方法,其中’該微細構造體為半導體裝置或微型機器。 13
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