TWI474121B - 含矽之光阻下層膜之製膜方法 - Google Patents

含矽之光阻下層膜之製膜方法 Download PDF

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Description

含矽之光阻下層膜之製膜方法
本發明係關於利用旋轉塗布製作含矽之光阻下層膜之製膜方法。
圖案尺寸的微細化伴隨LSI之高積體化與高速度化而急速地進展著。微影技術因應此微細化，藉由光源之短波長化與適切地選擇針對於此的光阻組成物，而達到了微細圖案的形成。
再者，即使在以相同的光源進行微細化的情況下，仍保持使用的光阻膜之膜厚不變而進行微細化，即，將圖案寬度做得更小時，顯影後的光阻劑圖案之深寬比(aspect ratio)變大，就結果而言將發生圖案的崩塌。因此，為了使光阻圖案的深寬比維持在適宜的範圍內，光阻膜厚伴隨著微細化而開始予以薄膜化起來。
作為解決此類問題的方法之一，有多層光阻法。此方法係使光阻膜，即，使蝕刻選擇性與光阻上層膜不同的下層膜介於光阻上層膜與被加工基板間，於光阻上層膜中取得圖案後，以上層光阻圖案作為乾蝕刻遮罩，而將圖案藉由乾蝕刻轉印至下層膜，再以下層膜作為乾蝕刻遮罩，將圖案藉由乾蝕刻轉印至被加工基板的方法。
作為多層光阻法中的光阻下層膜，含矽之光阻下層膜材料由於製膜容 易，且具有與上層光阻不同的蝕刻選擇性，故加工性能優異，近年一直被使用作為光阻下層膜(專利文獻1、2)。
另一方面，含矽之光阻下層膜材料有以下問題：與習知之光阻等不含矽的有機膜材料不同，一旦於塗布製膜裝置的配管內有聚合物析出時，以丙酮、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚、γ-丁內酯、環己烷等一般配管洗淨用之稀釋劑係無法予以洗淨的。
此為含矽之光阻下層膜材料中含有的含矽聚合物之性質，該聚合物之析出物一般會形成所謂的矽氧烷凝膠之高分子量的不溶性物質。此矽氧烷凝膠的大小係非常地小，就連連接至含矽膜用之塗布製膜裝置之出料配管的孔徑20nm左右的過濾器也會通過，而於半導體裝置製造用基板上形成的含矽膜中作為異物而被觀測到。目前，尚未有洗淨去除於配管內發生的該矽氧烷凝膠的有效方法，有效果的因應對策被視為必要。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2007-302873號公報
【專利文獻2】日本特開2008-19423號公報
本發明係鑒於此類課題而被完成者，其目的在於提供一種含矽之光阻下層膜之製膜方法，且該方法藉由洗淨去除於塗布製膜裝置之配管內析出並附著之係來自於含矽之光阻下層膜材料的析出物(矽氧烷凝膠)，可以減少製膜後之塗布缺陷。
為達成上述目的，於本發明中提供一種含矽之光阻下層膜之製膜方 法，其特徵為：於利用旋轉塗布製作含矽之光阻下層膜之塗布製膜方法中，將鹼性水溶液通入利用旋轉塗布的塗布製膜裝置之配管內並予以洗淨後，再經由該配管供給含矽之光阻下層膜材料，藉此將該含矽之光阻下層膜材料塗布於基板上而製膜。
若為如此的含矽之光阻下層膜之製膜方法，則可以藉由利用鹼性水溶液的配管洗淨操作，洗淨去除於塗布製膜裝置之配管內析出並附著之係來自於含矽之光阻下層膜材料的析出物，因此能夠降低該析出物成為微小異物之塗布缺陷的顯現。就其結果而言，可以不使圖案異常發生而提升製程的產率。
作為該鹼性水溶液，以使用氫氧化四烷基銨水溶液為理想。
若為氫氧化四烷基銨水溶液，則可以更有效果地溶解於塗布製膜裝置之配管內析出並附著於配管之係來自於含矽之光阻下層膜材料的析出物，而可以更有效地進行配管洗淨。
依本發明之含矽之光阻下層膜之製膜方法，如同上述，可以降低來自於含矽之光阻下層膜材料的析出物成為微小異物之塗布缺陷的顯現，就其結果而言可以不使圖案異常發生而提升製程之產率。
 【實施發明之形態】
以下，更詳細地說明本發明。
如上述，過去，以通常之配管洗淨操作係無法完全洗淨於塗布製膜裝 置之配管內析出並附著於配管之係來自於含矽之光阻下層膜材料的析出物。因此，洗淨後將係新藥液的含矽之光阻下層膜材料接著通入塗布製膜裝置之際，附著於塗布製膜裝置之配管上的析出物剝落，並成為微小異物而顯現出塗布缺陷，其結果則是發生了圖案異常，而致使製程產率降低的情形發生。如此般地，過去，尚未有方法可有效地洗淨去除於配管內發生之係來自於含矽之光阻下層膜材料的析出物。
本案發明人努力進行探討的結果，發現鹼性水溶液作為溶解去除附著於塗布製膜裝置之配管上之係來自於含矽之光阻下層膜材料的析出物之洗潔液係有效，而完成本發明。
即，本發明係一種含矽之光阻下層膜之製膜方法，其特徵為：於利用旋轉塗布製作含矽之光阻下層膜之塗布製膜方法中，將鹼性水溶液通入利用旋轉塗布的塗布製膜裝置之配管內並予以洗淨後，再經由該配管供給含矽之光阻下層膜材料，藉此將該含矽之光阻下層膜材料塗布於基板上而製膜。
依本發明之含矽之光阻下層膜之製膜方法，可減少於洗淨塗布製膜裝置之配管後將接著新通入的含矽之光阻下層膜材料予以塗布之際的塗布膜的塗布缺陷數。其結果，可以不使圖案異常發生而提升製程之產率。
以下，關於本發明詳細地說明。
本發明中，首先，將鹼性水溶液通入利用旋轉塗布的塗布製膜裝置之配管內並予以洗淨。作為旋轉塗布製膜裝置，未特別地予以限定，例如可使用東京威力科創(股)公司製CLEAN TRACK ACT 12。
於此塗布製膜裝置之配管上，有時會有來自於過去曾經通入之含矽之光阻下層膜材料的析出物(矽氧烷凝膠)附著的情形。藉由將鹼性水溶液通入配管內，可以溶解而去除此析出物。藉此，可有效地洗淨塗布製膜裝置之配管。
此情形，作為該鹼性水溶液，以氫氧化四烷基銨水溶液為理想，具體而言，可舉出氫氧化四甲基銨水溶液、氫氧化四乙基銨水溶液、氫氧化四丙基銨水溶液、氫氧化四丁基銨水溶液等。
該鹼性水溶液之濃度以0.01質量%以上50質量%以下為宜，以0.1質量%以上30質量%以下更宜。
又，利用鹼性水溶液之洗淨，可進行數次。
接著，重新將供給含矽之光阻下層膜材料的配管接於已如上述般洗淨的裝置，經由該已洗淨之配管供給含矽之光阻下層膜材料，藉此將該含矽之光阻下層膜材料塗布於基板上而製膜。
作為含矽之光阻下層膜材料之組成物，未特別予以限定，可舉出ArF用含矽之光阻下層膜材料、KrF用含矽之光阻下層膜材料等。例如，可以舉出於日本特開2007-302873號公報、日本特開2008-19423號公報等中所舉例者。
本發明之含矽之光阻下層膜之製膜方法，藉由將係藥液的含矽之光阻下層膜材料連接於塗布製膜裝置之前，有效果地洗淨該塗布製膜裝置之配管的方式，可將塗布膜之塗布缺陷抑制在最小限度。
【實施例】
以下，根據實施例更具體地說明本發明，但本發明不受此等實施例限定。另外，使用了東京威力科創(股)公司製CLEAN TRACK ACT 12作為塗布製膜裝置，使用了KLA-Tencor(股)公司製明視野缺陷檢查裝置以進行塗布缺陷、濕粒子之量測。
[實施例1]
以適當的程序將含矽之光阻下層膜材料連接於塗布製膜裝置而製膜於300mm裸晶圓上，並量測塗布缺陷數。故意地將含矽之光阻下層膜材料組 成物難以溶解的溶劑通入已連接了此含矽之光阻下層膜材料的配管內而污染配管後，再以丙二醇單甲基醚乙酸酯：丙二醇甲基醚=3：7之混合溶劑對配管進行清洗置換，並以此溶劑、使用300mm裸晶圓量測濕粒子。
將已確認污染的配管內之溶劑全部排出後，藉由通入2.38質量%氫氧化四甲基銨水溶液而予以充滿，並放置24小時。然後，以3.79L之2.38質量%氫氧化四甲基銨水溶液、3.79L之丙二醇單甲基醚乙酸酯：丙二醇甲基醚=3：7之混合溶劑之順序通入液體，並予以洗淨。再次，以適當的程序將含矽之光阻下層膜材料連接於同一配管內並製膜於300mm裸晶圓上，並確認洗淨效果。
將上述實施例1中測定的0.12微米以上之塗布缺陷數、濕粒子數(單位：個)之結果表示於表1中。
[實施例2]
除使用25質量%氫氧化四甲基銨水溶液來替代實施例1之2.38質量%氫氧化四甲基銨水溶液以外，以完全相同之程序確認洗淨效果。將其結果表示於表1中。
[實施例3]
除使用2.38質量%氫氧化四丁基銨水溶液來替代實施例1之2.38質量%氫氧化四甲基銨水溶液以外，以完全相同之程序確認洗淨效果。將其結果表示於表1中。
[實施例4]
除使用25質量%氫氧化四丙基銨水溶液來替代實施例1之2.38質量%氫氧化四甲基銨水溶液以外，以完全相同之程序確認洗淨效果。將其結果表示於表1中。
[比較例]
以與實施例1相同之程序連接含矽之光阻下層膜材料並製膜於300mm裸晶圓上，並量測塗布缺陷數。以與實施例1相同之程序污染配管後，再以丙二醇單甲基醚乙酸酯：丙二醇甲基醚=3：7之混合溶劑對配管進行置換，並以此溶劑、使用300mm裸晶圓量測濕粒子。以此狀態放置24小時後，再通入3.79L之丙二醇單甲基醚乙酸酯：丙二醇甲基醚=3：7之混合溶劑並予以洗淨。再次，以適當的程序將含矽之光阻下層膜材料連接於同一配管內而製膜於300mm裸晶圓上，並確認洗淨效果。將其結果表示於表1中。
由表1之結果可知，相較於比較例，當以實施例1~4之鹼性水溶液進行配管洗淨時，再次連接含矽之光阻下層膜材料時的塗布缺陷明顯地較少。
又，本發明不受上述實施形態限定。上述實施形態為實例說明，實質上具有與本發明之申請專利範圍中揭示的技術思想相同的構成，發揮同樣之作用效果者，無論係何種態樣都包含於本發明之技術範圍內。

Claims (2)

  1. 一種含矽之光阻下層膜之製膜方法，其特徵為：於利用旋轉塗布製作含矽之光阻下層膜之塗布製膜方法中，將鹼性水溶液通入利用旋轉塗布的塗布製膜裝置之配管內並予以洗淨後，再經由該配管供給含矽之光阻下層膜材料，藉此將該含矽之光阻下層膜材料塗布於基板上而製膜。
  2. 如申請專利範圍第1項之含矽之光阻下層膜之製膜方法，其中，使用氫氧化四烷基銨水溶液作為該鹼性水溶液。
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