專利名稱：用于涂膜層顯影的表面活性劑水溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液。更具體地講，涉及一種新的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，在制造半導(dǎo)體元件方面，它可用于形成抗蝕圖案的方法。在該方法中，形成抗蝕圖案，在所形成的抗蝕圖案上形成涂層，然后加厚抗蝕圖案，有效地制造出更為精細(xì)的溝圖案(trench pattern)和孔圖案(hole pattern)。還涉及使用該表面活性劑水溶液形成精細(xì)抗蝕圖案的方法。
背景技術(shù)：
在制造半導(dǎo)體如LSI的廣闊領(lǐng)域中，生產(chǎn)LCD儀表板的液晶顯示面，制造用來測定熱位差等類似用途的印刷圖案板時，在基板上形成抗蝕圖案，從而形成精細(xì)元件或進(jìn)行精細(xì)加工。在形成抗蝕圖案時，采用了所謂的光刻法，它包括采用光化性射線如紫外線、深(deep)紫外線、受激準(zhǔn)分子激光、x-射線或電子束，對感光樹脂組合物選擇性照射以進(jìn)行曝光；以及將樹脂組合物顯影。
在光刻方法中，使用負(fù)性或正性感光樹脂組合物來形成抗蝕圖案。隨著新近的半導(dǎo)體器件的更高集成趨勢，半導(dǎo)體器件制造加工過程中所需的線寬度和線間距變得更細(xì)，為了跟上這一趨勢，在照射時，采用短波長光源如g-線、i-線或受激準(zhǔn)分子激光或者相轉(zhuǎn)變模(phase shift mask)曝光設(shè)備。但是，由于平版印刷技術(shù)采用常規(guī)曝光，難以突破波長產(chǎn)生的限制而形成更細(xì)的抗蝕圖案。另一方面，短波長曝光設(shè)備和相轉(zhuǎn)變模設(shè)備非常昂貴。因此，對那些能夠使抗蝕圖案更為精細(xì)的方法進(jìn)行了研究，它們使用的是常規(guī)已知的正性或負(fù)性感光樹脂組合物，以及常規(guī)已知的圖案形成設(shè)備，而沒有采用昂貴的設(shè)備。這些方法已經(jīng)公開，例如，日本第241348/1993號、第250379/1994號、第73927/1998號和第204399/1999號發(fā)明專利公開公報。這些出版物中所述的方法包括以下步驟，即采用常規(guī)的感光組合物，通過常規(guī)的方法形成圖案；在所形成的抗蝕圖案上形成涂層；令加熱抗蝕劑和/或使之曝光而產(chǎn)生的酸或者存在于抗蝕劑中的酸擴散到涂層，在擴散到涂層中的酸的作用下，使得涂層交聯(lián)和固化；除去未交聯(lián)的涂層，使得抗蝕圖案變厚。其結(jié)果是，抗蝕圖案之間的間距變窄，抗蝕圖案的間距尺寸或縫隙尺寸縮小，從而使得抗蝕圖案更為精細(xì)，并有效地形成低于分辨率限度的精細(xì)抗蝕圖案。
在上述的形成精細(xì)圖案的方法中，能夠通過酸進(jìn)行交聯(lián)的、水溶性的感光或非感光樹脂組合物被用作形成涂層的組合物，水或者水與有機溶劑的混合溶劑用來進(jìn)行顯影和除去未交聯(lián)的涂層。如果水或者水與有機溶劑的混合溶劑用作顯影劑，而涂層又是過度不溶的，就會產(chǎn)生一些問題，顯影后抗蝕圖案會形成橋接，還會產(chǎn)生顯影殘渣如浮渣；用作涂層的水溶性樹脂組合物中的含有疏水基團的組份，作為不溶物，在顯影過程中可以附著在干膠片表面，導(dǎo)致圖案缺損(見

圖1和2)。盡管在某些情況下，可以采用現(xiàn)有的方法防止橋接和浮渣，例如排出大量的顯影劑，包括水或者水與有機溶劑的混合溶劑，或者增加劃槽顯影(paddledevelopment)的次數(shù)，但是難以控制其再現(xiàn)性，以及所得精細(xì)圖案尺寸均勻性。因此，需要進(jìn)行改進(jìn)，以獲得更高的產(chǎn)量、更簡易的操作和更穩(wěn)定的加工方法。
如果采用水溶性樹脂組合物作為形成涂層的材料，而且它是通過酸交聯(lián)形成不溶性涂層的，那么在抗蝕圖案基板中所產(chǎn)生的酸的濃度在下面的情況下會依賴于位置而不同，在抗蝕圖案基板中存在幾個具有不同圖案尺寸的圖案，或者圖案布局是稀疏的和稠密的，或者存在一種特定的圖案排列。這種不均勻在涂層產(chǎn)生不同的交聯(lián)密度，降低了生成圖案的尺寸可控性。另外，對涂層具有高溶解性的溶液，如水和有機溶劑的混合溶液，被用作顯影劑時，對不同圖案排列的溶解速度不同，這會導(dǎo)致生成圖案的尺寸可控性的降低。為了根本上避免這一問題，需要在曝光圖案的設(shè)計方面稍微進(jìn)行變化，例如抗蝕基板的圖案尺寸和圖案排列，這種情況需要改進(jìn)半導(dǎo)體器件生產(chǎn)的成本和易操作性。
上述的形成精細(xì)抗蝕圖案的方法，其例子包括，如日本第73927/1998號發(fā)明專利公開公報所公開的采用水或TMAH(氫氧化四甲銨)水溶液，用于包含水溶性樹脂組合物的涂層的顯影；如日本第204399/1999號發(fā)明專利申請公開公報所述對含有水溶性樹脂組合物的涂層，使用包含水和對該組合物具有高溶解性的有機溶劑的溶液進(jìn)行顯影，以及用對該組合物具有低溶解性的溶液，例如水對涂層進(jìn)行漂洗。盡管后一個專利申請描述了具有高溶解性的溶液含有表面活性劑，但是既沒有描述表面活性劑的例子，也沒有描述表面活性劑的作用。這些常規(guī)的方法由于生成的精細(xì)抗蝕圖案沒有足夠的尺寸可控性而導(dǎo)致顯影缺陷和圖案缺陷。在這種情況下，涂層的形成，不能不受基板抗蝕圖案的尺寸和排列的影響，也不能不影響基板抗蝕圖案和收縮抗蝕圖案，生成的抗蝕圖案的尺寸可控性不可能得到明顯的改善。
此外，如日本第204399/1999號發(fā)明專利公開公報所公開描述，顯影劑含有表面活性劑，但是存在一些問題，一種情況是，在顯影時將顯影劑沖到干膠片(wafer)上會形成氣泡，所產(chǎn)生的所有氣泡在顯影劑中不會消失，這使得顯影不均勻，產(chǎn)生的圖案的尺寸可控性低。因此，在顯影劑中使用的表面活性劑必須是低泡表面活性劑，或者是一種即使起泡也能高度消泡的表面活性劑。
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，它不存在上述問題，以及提供一種采用該表面活性劑水溶液形成精細(xì)抗蝕圖案的方法。
因而，本發(fā)明的目的是提供一種用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，它可以防止因過度交聯(lián)而導(dǎo)致形成橋接、產(chǎn)生顯影殘留物如浮渣以及不溶物的重新附著，并且它不影響基板抗蝕圖案和精細(xì)(或收縮)抗蝕圖案，它不影響基板抗蝕圖案的尺寸和圖案排列，并且它不會由于顯影劑的起泡而產(chǎn)生不均勻的顯影，能夠改善圖案的尺寸可控性；以及提供一種方法，在抗蝕圖案上形成涂層并使得抗蝕圖案變厚，有效地制造出比分辨率限度更低的精細(xì)的溝圖案和孔圖案；還提供使用該表面活性劑水溶液形成精細(xì)抗蝕圖案的方法。
發(fā)明公開作為深入研究的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果在形成圖案的方法中，采用含有特殊結(jié)構(gòu)的表面活性劑的水溶液作為顯影劑，那么就可以抑制產(chǎn)生顯影缺陷和圖案缺陷，如橋接和浮渣，并使得圖案微型化的尺寸可控性得以改善。該方法是，在按照常規(guī)方法所形成的抗蝕圖案上，形成涂層，然后加厚抗蝕圖案，從而制造更精細(xì)的抗蝕圖案。基于這一發(fā)現(xiàn)而完成了本發(fā)明。
因而，本發(fā)明是用于涂層顯影的表面活性劑水溶液以及形成圖案的方法，包括下述構(gòu)成內(nèi)容(1)一種用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，包括表面活性劑和水或水與有機溶劑的混合物，其中的表面活性劑包括至少一種選自下面的物質(zhì)N-?；“彼猁}、N-?；?N-甲基丙氨酸鹽、N-?；；撬猁}、N-酰基-N-甲基?；撬猁}，脂肪酸烷基醇酰胺和脂肪酸烷基醇酰胺聚氧化乙烯加成物。
(2)按照上述(1)的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其中表面活性劑的?；奶荚訑?shù)目是10-14。
(3)按照上述(1)或(2)的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其中表面活性劑的至少一種選自N-月桂?；“彼猁}、N-月桂?；?N-甲基丙氨酸鹽、N-月桂?；；撬猁}、和N-月桂酰基-N-甲基?；撬猁}。
(4)按照上述(1)的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其中N-?；“彼猁}、N-?；?N-甲基丙氨酸鹽、N-?；；撬猁}和N-?；?N-甲基?；撬猁}的抗衡離子是有機胺或有機胺鹽。
(5)按照上述(1)或(2)的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其中脂肪酸烷基醇酰胺或脂肪酸烷基醇酰胺聚氧化乙烯加成物的脂肪酸碳原子數(shù)目是6-22，其烷基醇基團的碳原子數(shù)目是1-3，脂肪酸烷基醇酰胺聚氧化乙烯加成物的聚氧化乙烯鏈重復(fù)單元的數(shù)目是10或更小。
(6)按照上述(1)-(5)任一項的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其中表面活性劑的濃度是0.01-10.0重量％。
(7)按照上述(1)-(6)任一項的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其中有機溶劑至少包括選自下面的一種具有1-8個碳原子的飽和或不飽和的醇、具有2或3個羥基的飽和多元醇、具有1-3個碳原子的飽和或不飽和的烷基胺和具有1-3個碳原子的飽和或不飽和的烷基醇胺。
(8)按照上述(1)-(7)任一項的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其中水和有機溶劑以80∶20-99∶1的水對有機溶劑的比例混合。
(9)一種形成圖案的方法，包括在抗蝕圖案上形成涂層，通過涂層的交聯(lián)將抗蝕圖案變厚，用顯影劑除去未交聯(lián)的涂層，有效地使圖案更為精細(xì)，其中上述(1)-(8)任一項的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液被用作顯影劑。
以下將對本發(fā)明予以描述。
在本發(fā)明的表面活性劑水溶液中，N-?；“彼猁}、N-?；?N-甲基丙氨酸鹽、N-?；；撬猁}、N-?；?N-甲基?；撬猁}，脂肪酸烷基醇酰胺或脂肪酸烷基醇酰胺聚氧化乙烯加成物用作表面活性劑，表面活性劑的酰基優(yōu)選具有10-14個碳原子。
在本發(fā)明的表面活性劑水溶液中優(yōu)選使用的表面活性劑，其具體例子包括N-?；“彼猁}，例如，椰子油脂肪酸肌氨酸鹽、月桂酰肌氨酸鹽、肉豆蔻酰肌氨酸鹽和油酰肌氨酸鹽；N-?；?N-甲基丙氨酸鹽，例如椰子油脂肪酸甲基丙氨酸鹽、月桂酰甲基丙氨酸鹽、肉豆蔻酰甲基丙氨酸鹽和油酰甲基丙氨酸鹽；N-?；；撬猁}，例如N-月桂?；；撬猁}、N-肉豆蔻酰基?；撬猁}和N-油?；；撬猁}；N-酰基-N-甲基?；撬猁}，例如N-月桂?；?N-甲基?；撬猁}、N-肉豆蔻?；?N-甲基牛磺酸鹽和N-油?；?N-甲基?；撬猁}；脂肪酸烷基醇酰胺和脂肪酸烷基醇酰胺聚氧化乙烯加成物，例如椰子油脂肪酸一乙醇酰胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、月桂酸一乙醇酰胺、月桂酸二乙醇酰胺、肉豆蔻酸一乙醇酰胺、肉豆蔻酸二乙醇酰胺、硬脂酸一乙醇酰胺、硬脂酸二乙醇酰胺、棕櫚酸一乙醇酰胺、棕櫚酸二乙醇酰胺、油酸一乙醇酰胺、油酸二乙醇酰胺、棕櫚仁油一乙醇酰胺、棕櫚仁油脂肪酸二乙醇酰胺、月桂酸一異丙醇酰胺、肉豆蔻酸一異丙醇酰胺、硬脂酸一異丙醇酰胺、棕櫚酸一異丙醇酰胺、油酸一異丙醇酰胺、棕櫚仁油脂肪酸一異丙醇酰胺，以及它們的聚氧化乙烯加成物。
在這些表面活性劑中，酰基為月桂?；腘-?；“彼猁}、N-?；?N-甲基丙氨酸鹽、N-酰基?；撬猁}或N-酰基-N-甲基?；撬猁}是優(yōu)選的。脂肪酸的?；窃鹿瘐；闹舅嵬榛减０坊蛑舅嵬榛减０肪垩趸蚁┘映晌锸莾?yōu)選的。具體而言，N-月桂?；“彼猁}、N-月桂酰基-N-甲基丙氨酸鹽、N-月桂?；；撬猁}或N-月桂?；?N-甲基?；撬猁}、月桂酸一乙醇酰胺或月桂酸二乙醇酰胺是更優(yōu)選的。
在這些表面活性劑中，對于N-?；“彼猁}、N-?；?N-甲基丙氨酸鹽、N-酰基?；撬猁}或N-酰基-N-甲基?；撬猁}，可以使用任何抗衡離子，只要它是堿性離子；但是有機胺或有機胺鹽是優(yōu)選的。在本發(fā)明中，用作表面活性劑抗衡離子的有機胺，其具體離子包括烷醇胺，如單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基乙醇胺或N-乙基乙醇胺；以及烷基胺，如一乙胺、二乙胺或三乙胺。有機胺鹽包括氫氧化四甲銨和氫氧化四乙銨。
這些表面活性劑可以單獨使用，或與一種或多種聯(lián)合使用，并且可按任意量摻入，只要能夠形成均一的水溶液?？紤]到效果，基于本發(fā)明表面活性劑水溶液的總量，摻入0.01-10.0重量％的表面活性劑，優(yōu)選0.1-5.0重量％。
本發(fā)明使用的表面活性劑優(yōu)選通過以下方法除去有機雜質(zhì)、金屬離子、氯離子等蒸餾、鹽析、重結(jié)晶、離子交換處理、超濾脫鹽、過濾和各種吸附處理，但是，可以使用防腐劑如paraben，以提高防腐性能。
盡管本發(fā)明表面活性劑水溶液的溶劑最好是水，但是，如果表面活性劑的溶解性差，或者表面活性劑水溶液強烈起泡，或者抗蝕劑涂布越過圖案，則可以和水溶性有機溶劑混合。盡管任何水溶性有機溶劑都可以使用，但考慮到效果，使用具有1-8個碳原子的飽和或不飽和醇，如甲醇、乙醇、丙醇或異丙醇，具有2或3個羥基的飽和多元醇，如乙二醇、二甘醇或丙三醇，具有1-3個碳原子的飽和或不飽和烷基胺，如甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、乙醇胺或二乙醇胺，烷基胺鹽如四甲基銨鹽，以及它們中的兩種或多種的混合物。有機溶劑可以按任意濃度摻入，只要與水是混溶的，但是，基于本發(fā)明表面活性劑水溶液的總量，摻入1.0-20.0重量％有機溶劑是優(yōu)選的，更優(yōu)選1.0-5.0重量％。
對于本發(fā)明中用來溶解表面活性劑和有機溶劑的水的質(zhì)量，沒有特別的限制，但優(yōu)選水通過以下方法除去有機雜質(zhì)、金屬離子、氯離子等蒸餾、離子交換處理、過濾和各種吸附處理等。另外，本發(fā)明的表面活性劑水溶液優(yōu)選按照上述方法進(jìn)行處理，除去雜質(zhì)，最好不含有四分之一微米大小或更大的固體物質(zhì)。
用本發(fā)明表面活性劑水溶液對涂層顯影，可以采用常規(guī)已知的抗蝕劑顯影的相同方法，并且可以使用抗蝕劑顯影的常用的顯影設(shè)備。一般情況下，進(jìn)行顯影可以采用顯影噴嘴，如使用軟沖式噴嘴(soft impact nozzle)，進(jìn)行劃槳式(paddle)或噴淋式顯影，隨后用純水將殘留在抗蝕圖案表面和內(nèi)部的表面活性劑漂洗掉?？梢杂盟痛?如乙醇和異丙醇)、有機胺(如三乙胺)或有機胺鹽(如四甲基胺鹽)的混合物代替純水進(jìn)行漂洗。另外，顯影步驟之后，可烘烤抗蝕劑以除去圖案中的水。
此外，為了更有效地利用本發(fā)明的表面活性劑水溶液，最好在適當(dāng)范圍內(nèi)，控制溶液的溫度、噴嘴沖排壓力和時間，以及顯影容器的濕度和溫度。
對用來涂層的樹脂組合物沒有特別的限制，只要涂層樹脂組合物是文獻(xiàn)上已經(jīng)報道的或可以買得到的，本發(fā)明的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液均能有效應(yīng)用，其例子包括AZ R200(｀AZ′為注冊商標(biāo)，且適用于以下部分)，由克拉瑞特(日本)株式會社(Clariant(Japan)K.K.)制造，易于獲得。
附圖的簡要說明圖1為在顯微鏡下看到的接觸孔圖案(contact hole pattern)，上面存在顯影殘留物。
圖2為在顯微鏡下看到的線和間隔圖案(1ine and spacepattern)，上面存在顯影殘留物。
發(fā)明的最佳實施方式參照下文的實施例和對比實施例，本發(fā)明將得到更為詳細(xì)的描述，但是本發(fā)明的實施方案并不限于這些實施例。
表面活性劑水溶液的制備按照下面的比例(重量比)將各組份混合、充分?jǐn)嚢柚寥芙猓萌芤河?.1μm過濾器進(jìn)行過濾，制得表面活性劑水溶液A和B。
N-月桂?；“彼崛掖及? 5.0水95.0 N-月桂?；?N-甲基丙氨酸三乙醇胺 5.0水95.0對比顯影劑作為對比顯影劑，與上述表面活性劑水溶液A和B進(jìn)行比較，使用的是從克拉瑞特(日本)株式會社商購的AZ R2顯影劑(不含表面活性劑的有機溶劑水溶液)。另外的對比顯影劑，使用的是由克拉瑞特(日本)株式會社制造的AZ 600MIF和AZAQUATAR，它們是水溶液，所含的表面活性劑不同于本發(fā)明采用的表面活性劑。
線和間隔圖案與接觸孔圖案的形成使用克拉瑞特(日本)株式會社制造的正性感光樹脂組合物AZDX5400P，采用東京電子有限公司(Tokyo Electron Ltd.)制造的自旋式涂料器(MK-V)，對HMDS處理過的6英寸硅膠片進(jìn)行涂覆，并在90℃的加熱盤上預(yù)烤60秒，形成約0.54μm厚的樹脂層，然后通過一個具有不同間隔寬度的線和間隔圖案，采用具有KrF激光(248nm)照射波長的曝光設(shè)備(FPA-3000EX5，佳能股份有限公司(Canon Inc.)制造，NA＝0.63)，對膠片進(jìn)行曝光，在110℃的加熱盤上進(jìn)行曝光后烘烤(PEB)90秒，然后在23℃，用克拉瑞特(日本)株式會社制造的堿性顯影劑(AZ 300MIF顯影劑，一種含有2.38重量％的氫氧化四甲銨的水溶液)進(jìn)行噴霧劃漿式顯影(spray paddledevelopment)一分鐘，得到正抗蝕圖案。
接觸孔圖案的形成使用克拉瑞特(日本)株式會社制造的正性感光樹脂組合物AZDX3200SC，采用東京電子有限公司制造的自旋式涂料器(MK-V)，對HMDS處理過的6英寸硅膠片進(jìn)行涂覆，并在80℃的加熱盤上預(yù)烤90秒，形成約0.76μm厚的樹脂層，然后通過一個具有不同孔直徑的孔圖案，采用具有KrF激光(248nm)照射波長的曝光設(shè)備(FPA-3000EX5，佳能股份有限公司制造，NA＝0.63)，對膠片進(jìn)行曝光，在110℃的加熱盤上進(jìn)行曝光后烘烤(PEB)60秒，然后在23℃，用克拉瑞特(日本)株式會社制造的堿性顯影劑(AZ 300MIF顯影劑，一種含有2.38重量％的氫氧化四甲銨的水溶液)進(jìn)行噴霧劃漿式顯影一分鐘，得到正抗蝕圖案。
實施例1和2，對比實施例1使用克拉瑞特(日本)株式會社制造的AZ R200，采用東京電子有限公司制造的自旋式涂料器(MK-V)，對線和間隔圖案與接觸孔圖案進(jìn)行涂覆，并在85℃的加熱盤上烘烤70秒，形成約0.4μm厚的水溶性樹脂膜。然后將圖案在115℃的加熱盤上進(jìn)行混煉式烘烤(mixing bake)70秒，以促使水溶性樹脂膜的交聯(lián)反應(yīng)，然后在23℃，用上述表面活性劑水溶液A或B以及AZ R2顯影劑進(jìn)行劃漿式顯影一分鐘，以除去未交聯(lián)層，在線和間隔圖案與接觸孔圖案上形成一個交聯(lián)的不溶層(insolubilized layer)。這些圖案在110℃的加熱盤上烘烤70秒，將其干燥，計算出所得的收縮圖案的尺寸收縮率和顯影殘留物的生成。結(jié)果如表1所示。
在形成層之前和之后，采用日立有限公司(Hitachi Ltd.)制造的S-9200高級CD-測量SEM儀，測量線和間隔圖案的間隔寬度與接觸孔圖案的孔直徑，按照下面的公式計收縮率，用于尺寸收縮率的評價。
收縮率(％)＝[{(形成不溶層之前的尺寸)-(形成不溶層之后的尺寸)}/(形成不溶層之前的尺寸)]×100[顯影殘留物生成的評價]在形成層之前和之后，采用日立有限公司制造的S-9200高級CD-測量SEM儀，在硅膠片的整個表面上觀測100個點，對存在顯影殘留物如橋接和浮渣的點進(jìn)行計數(shù)，用于顯影殘留物生成的評價。
圖1和2表示的是存在顯影殘留物的線和間隔圖案與接觸孔圖案的例子。評定上述顯影殘留物的生成，即使僅僅發(fā)現(xiàn)輕微的殘留物，也被算作一個點，而不論生成的程度大小。
表1

上述表1顯示，本發(fā)明的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液能夠防止生成圖案缺陷，并具有良好的尺寸收縮可控性。
實施例3和4，對比實施例2、3和4(起泡性能1的評價)采用東京電子有限公司制造的自旋式涂料器(MK-V)，將按照上述方法得到的線和間隔圖案與接觸孔圖案，用水溶性樹脂進(jìn)行涂覆，并在85℃的加熱盤上烘烤70秒，形成約0.4μm厚的水溶性樹脂膜。然后將圖案在115℃的加熱盤上進(jìn)行混煉式烘烤70秒，以促使水溶性樹脂膜的交聯(lián)反應(yīng)，然后在23℃，將上述表面活性劑水溶液A或B、R2顯影劑、AZ 600MIF和AZ AQUATAR涂到圖案上，用肉眼檢查這一步驟中所形成的氣泡，結(jié)果如表2的“膠片上的起泡性能”一欄所示。
按照下面的標(biāo)準(zhǔn)，對起泡性能作出評價。
如果在整個膠片上看到小氣泡，則起泡性能的等級為“高”；如果僅在膠片的邊緣存在小氣泡(即起泡的覆蓋面小于整個膠片面積的10％)，則定為“中”；如果幾乎沒有氣泡存在，則為“低”。
實施例5和6，對比實施例5、6和7(起泡性能2的評價)按照不同于上述起泡性能1的評價方法，對表面活性劑水溶液的起泡性能進(jìn)行評價。
將大約12g上述表面活性劑水溶液A或B、R2顯影劑、AZ600MIF和AZ AQUATAR分別置于一個50ml的透明玻璃容器，用接觸式攪拌器攪拌容器30秒，用肉眼觀察氣泡，測量氣泡全部消失所用去的時間。結(jié)果如表2的“振蕩后的消泡性能”一欄所示。
表2

表2表明，本發(fā)明的表面活性劑水溶液所顯示的起泡性能和消泡性能，與常規(guī)的顯影劑相等或更低。
本發(fā)明的效果正如上面所詳述的那樣，采用本發(fā)明的表面活性劑水溶液作為顯影劑，能夠防止顯影殘留物的形成和顯影缺陷，并且在圖案微型化步驟，能夠以良好的尺寸可控性形成涂層，所采用的圖案形成方法中，在通過常規(guī)方法形成的抗蝕圖案上，形成涂層并加厚抗蝕圖案，能夠有效地使溝圖案和孔圖案更為精細(xì)。此外，在高度集成的半導(dǎo)體元件生產(chǎn)過程中，能夠以高產(chǎn)量實施精細(xì)加工，而不需要更大的設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，包括表面活性劑和水或水與有機溶劑的混合物，其特征在于所述表面活性劑包括至少一種選自下面的物質(zhì)N-酰基肌氨酸鹽、N-酰基-N-甲基丙氨酸鹽、N-酰基?；撬猁}、N-?；?N-甲基?；撬猁}、脂肪酸烷基醇酰胺和脂肪酸烷基醇酰胺聚氧化乙烯加成物。
2.如權(quán)利要求1所述的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其特征在于所述表面活性劑的?；奶荚訑?shù)目是10-14。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其特征在于所述表面活性劑的至少一種選自N-月桂?；“彼猁}、N-月桂?；?N-甲基丙氨酸鹽、N-月桂?；；撬猁}和N-月桂?；?N-甲基牛磺酸鹽。
4.如權(quán)利要求1所述的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其特征在于所述N-?；“彼猁}、N-酰基-N-甲基丙氨酸鹽、N-?；；撬猁}和N-?；?N-甲基?；撬猁}的抗衡離子是有機胺或有機胺鹽。
5.如權(quán)利要求1或2所述的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其特征在于所述脂肪酸烷基醇酰胺或脂肪酸烷基醇酰胺聚氧化乙烯加成物的脂肪酸碳原子數(shù)目是6-22，其烷基醇基團的碳原子數(shù)目是1-3，脂肪酸烷基醇酰胺聚氧化乙烯加成物的聚氧化乙烯鏈重復(fù)單元的數(shù)目是10或更小。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項所述的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其特征在于所述表面活性劑的濃度是0.01-10.0重量％。
7.如權(quán)利要求1～6中任一項所述的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其特征在于所述有機溶劑至少包括選自下面的一種具有1-8個碳原子的飽和或不飽和的醇、具有2或3個羥基的飽和多元醇、具有1-3個碳原子的飽和或不飽和的烷基胺和具有1-3個碳原子的飽和或不飽和的烷基醇胺。
8.如權(quán)利要求1～7中任一項所述的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液，其特征在于所述水和有機溶劑以80∶20-99∶1的水對有機溶劑的比例混合。
9.一種形成圖案的方法，包括在抗蝕圖案上形成涂層，通過涂層的交聯(lián)將抗蝕圖案變厚，用顯影劑除去未交聯(lián)的涂層，有效地使圖案更為精細(xì)，其特征在于如權(quán)利要求1～8中任一項所述的用于涂層顯影的表面活性劑水溶液被用作顯影劑。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于涂膜層顯影的表面活性劑水溶液,它至少含有一種選自以下的表面活性劑:N－?；“彼猁}、N－?；璑－甲基丙氨酸鹽、N－?；；撬猁}、N－?；璑－甲基?；撬猁}、脂肪酸烷基醇酰胺以及脂肪酸烷基醇酰胺同聚氧化乙烯的加成物。這種水性表面活性劑溶液作為顯影溶液,用于縮小抗蝕圖案間距寬度的方法,該方法包括:在按照常規(guī)方法形成的抗蝕圖案上形成水溶性樹脂涂膜層,在抗蝕圖案所釋放的酸的作用下將涂膜層進(jìn)行交聯(lián),然后使用顯影溶液溶解并除去涂膜的未交聯(lián)部分,從而將抗蝕圖案加厚。
文檔編號H01L21/02GK1386214SQ01802203
公開日2002年12月18日 申請日期2001年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月4日
發(fā)明者神田崇 申請人:克拉瑞特國際有限公司