图案形成方法、电子元件的制造方法及电子元件的制作方法_3

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脂组合物的涂布层(所谓"面涂层")而使后退 接触角提尚。
[0078] 在液浸曝光步骤中,追随使曝光头高速地在晶片上扫描而形成曝光图案的运动, 液浸液必须在晶片上运动,因此动态的状态下的液浸液对抗蚀剂膜的接触角变重要,对抗 蚀剂要求并不残存液滴地追随曝光头的高速扫描的性能。
[0079] 在进行液浸曝光的情况下,也可在成膜步骤之后且曝光步骤之前、及曝光步骤之 后且曝光后加热(PEB)步骤之前的至少任意一个中包含对膜的表面进行清洗的步骤。由 此,变得可抑制由因液浸曝光而残存于抗蚀剂表面的液浸液(液浸水)所引起的缺陷(以 下也称为"水残留缺陷")的产生。
[0080] 该清洗步骤例如使用纯水,通过一面使形成有感光化射线性或感放射线性膜的晶 片以规定速度旋转一面喷出纯水冲洗而进行,也可形成纯水冲洗的覆液。
[0081] 另外,在清洗步骤之后还可包含通过惰性气体吹除(blow)和/或旋转干燥而除去 纯水的步骤。
[0082] 〈显影步骤〉
[0083] 本发明的图案形成方法中的显影步骤是使用含有有机溶剂的显影液(有机系显 影液)而进行。由此形成负型图案。
[0084] 有机系显影液可使用酮系溶剂、酯系溶剂、醇系溶剂、酰胺系溶剂、醚系溶剂等极 性溶剂及烃系溶剂。
[0085] 酮系溶剂例如可列举1-辛酮、2-辛酮、1-壬酮、2-壬酮、丙酮、2-庚酮(甲基戊基 酮)、4_庚酮、1-己酮、2-己酮、二异丁基酮、环己酮、甲基环己酮、苯基丙酮、甲基乙基酮、甲 基异丁基酮、乙酰丙酮、丙酮基丙酮、紫罗酮、二丙酮醇、乙酰基甲醇、苯乙酮、甲基萘基酮、 异佛尔酮、碳酸亚丙酯等。
[0086] 酯系溶剂例如可列举乙酸甲酯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸戊酯、乙酸 异戊酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单 乙醚乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸-3-甲氧基丁酯、乙酸-3-甲基-3-甲氧基丁酯、甲酸 甲酯、甲酸乙酯、甲酸丁酯、甲酸丙酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乳酸丙酯等。
[0087] 醇系溶剂例如可列举甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、第二丁醇、第三丁醇、异 丁醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正癸醇等醇,或乙二醇、二乙二醇、三乙二醇等二醇系溶剂, 或乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、三乙二醇 单乙醚、甲氧基甲基丁醇等二醇醚系溶剂等。
[0088]作为醚系溶剂,例如除了所述二醇醚系溶剂以外,还可列举二噁烷、四氢呋喃等。
[0089] 酰胺系溶剂例如可使用N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基 甲酰胺、六甲基磷酰三胺、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮等。
[0090]烃系溶剂例如可列举甲苯、二甲苯等芳香族烃系溶剂,戊烷、己烷、辛烷、癸烷等脂 肪族烃系溶剂。
[0091]特别是有机系显影液优选的是含有选自由酮系溶剂、酯系溶剂所构成的群组的至 少一种有机溶剂的显影液,特别优选的是包含作为酯系溶剂的乙酸丁酯及作为酮系溶剂的 甲基戊基酮(2-庚酮)的显影液。
[0092] 溶剂可多种混合,也可与所述以外的溶剂或水混合而使用。然而,为了充分起到本 发明的效果,优选的是作为显影液整体的含水率不足10质量%,更优选的是实质上不含水 分。
[0093] 即,相对于显影液的总量,有机溶剂相对于有机系显影液的使用量优选的是90质 量%以上、100质量%以下,更优选的是95质量%以上、100质量%以下。
[0094]有机系显影液的蒸汽压在20°C下优选的是5kPa以下,更优选的是3kPa以下,特别 优选的是2kPa以下。通过使有机系显影液的蒸汽压为5kPa以下,可抑制显影液在基板上 或显影杯内的蒸发,使晶片面内的温度均匀性提高,其结果使晶片面内的尺寸均匀性变佳。
[0095]有机系显影液中可视需要添加适当量的表面活性剂。
[0096]表面活性剂并无特别限定,例如可使用离子性或非离子性的氟系和/或硅系表 面活性剂等。这些氟和/或硅系表面活性剂例如可列举日本专利特开昭62-36663号公 报、日本专利特开昭61-226746号公报、日本专利特开昭61-226745号公报、日本专利特开 昭62-170950号公报、日本专利特开昭63-34540号公报、日本专利特开平7-230165号公 报、日本专利特开平8-62834号公报、日本专利特开平9-54432号公报、日本专利特开平 9-5988号公报、美国专利第5405720号说明书、美国专利第5360692号说明书、美国专利第 5529881号说明书、美国专利第5296330号说明书、美国专利第5436098号说明书、美国专利 第5576143号说明书、美国专利第5294511号说明书、美国专利第5824451号说明书中所记 载的表面活性剂,优选的是非离子性的表面活性剂。非离子性表面活性剂并无特别限定,更 优选的是使用氟系表面活性剂或硅系表面活性剂。
[0097]相对于显影液的总量,表面活性剂的使用量通常为0. 001质量%~5质量%,优选 的是0. 005质量%~2质量%,更优选的是0. 01质量%~0. 5质量%。
[0098] 显影方法例如可应用:将基板在充满显影液的槽中浸渍一定时间的方法(浸渍 法)、通过利用表面张力使显影液在基板表面堆起后静止一定时间而进行显影的方法(覆 液法)、对基板表面进行显影液喷雾的方法(喷雾法)、在以一定速度旋转的基板上一面以 一定速度扫描显影液喷出喷嘴一面连续喷出显影液的方法(动态分配法)等。
[0099]在所述各种显影方法包含自显影装置的显影喷嘴向抗蚀剂膜喷出显影液的步骤 的情况下,至于所喷出的显影液的喷出压力(所喷出的显影液的每单位面积的流速),作为 一例,优选的是2mL/sec/mm2以下,更优选的是I. 5mL/sec/mm2以下,进一步更优选的是ImL/sec/mm2以下。流速的下限并无特别之处,若考虑产量则优选的是0. 2mL/sec/mm2以上。关 于其详细情况,在日本专利特开2010-232550号公报的特别是0022段落~0029段落等中 有所记载。
[0100] 而且,在使用包含有机溶剂的显影液进行显影的步骤之后,还可实施一面置换为 其他溶剂,一面停止显影的步骤。
[0101] 而且,在本发明的图案形成方法包含多次显影步骤的情况下,也可将使用碱性 显影液进行显影的步骤与使用有机系显影液进行显影的步骤加以组合。由此可期待如 US8227183B号公报的FIG. 1~FIG. 11等中所说明的那样获得光学图像的空间频率的1/2 的图案。
[0102] 在本发明的图案形成方法包含使用碱性显影液进行显影的步骤的情况下,所可使 用的碱性显影液并无特别限定,一般情况下,理想的是四甲基氢氧化铵的2. 38%质量的水 溶液。而且,也可在碱性水溶液中添加适当量的醇类、表面活性剂而使用。
[0103] 碱性显影液的碱浓度通常为0. 1质量%~20质量%。
[0104] 碱性显影液的pH通常为10. 0~15. 0。
[0105] 作为在碱性显影之后所进行的冲洗处理中的冲洗液,使用纯水,也可添加适当量 的表面活性剂而使用。
[0106] 〈冲洗步骤〉
[0107] 优选的是在使用有机系显影液而进行显影的步骤之后,包含使用冲洗液而进行清 洗的冲洗步骤。该冲洗液若不溶解抗蚀剂图案则并无特别限制,可使用包含一般的有机溶 剂的溶液。作为所述冲洗液,优选的是使用含有选自由烃系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂、醇系 溶剂、酰胺系溶剂及醚系溶剂所构成的群组的至少一种有机溶剂的冲洗液。
[0108] 作为烃系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂、醇系溶剂、酰胺系溶剂及醚系溶剂的具体例, 可列举与包含有机溶剂的显影液中所说明的相同。
[0109] 在本发明的一形态中,在显影步骤之后,进行使用含有选自由酮系溶剂、酯系溶 剂、醇系溶剂、酰胺系溶剂所构成的群组的至少一种有机溶剂的冲洗液而进行清洗的步骤, 更优选的是进行使用含有醇系溶剂或酯系溶剂的冲洗液而进行清洗的步骤,特别优选的是 进行使用含有1元醇的冲洗液而进行清洗的步骤,最优选的是进行使用含有碳数为5以上 的1元醇的冲洗液而进行清洗的步骤。
[0110] 此处,冲洗步骤中所使用的1元醇可列举直链状、分支状、环状的1元醇,具体而言 可使用1-己醇、2-己醇、4-甲基-2-戊醇、1-戊醇、3-甲基-1-丁醇等。
[0111] 所述各成分也可多种混合,也可与所述以外的有机溶剂混合而使用。
[0112] 冲洗液中的含水率优选的是10质量%以下,更优选的是5质量%以下,特别优选 的是3质量%以下。通过将含水率设为10质量
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