光刻用清洗液以及使用了其的圖案形成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供可改良圖案倒塌、表面粗糙度以及表面缺陷的光刻用清洗液和使用了其的圖案形成方法。一種光刻用清洗液、以及使用了其的圖案形成方法，所述光刻用清洗液至少包含磺酸、具有亞烷基氧基的非離子性表面活性劑以及水。
【專利說明】光刻用清洗液以及使用了其的圖案形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光刻用清洗液。本發(fā)明更具體涉及優(yōu)選在感光性樹脂組合物的顯影工序中使用的光刻用清洗液以及使用了該光刻用清洗液的圖案形成方法，所述感光性樹脂組合物是在半導體設(shè)備、液晶顯示元件等的平板顯示器(FPD)、濾色器等的制造中使用的感光性樹脂組合物。
【背景技術(shù)】
[0002]在以LSI等半導體集成電路的制造、FPD的顯示面的制造、濾色器、熱敏頭(thermal head)等的電路基板的制造等為代表的廣泛領(lǐng)域，為了進行微細元件的形成或者微細加工，歷來利用著光刻技術(shù)。在光刻法中，為了形成抗蝕圖案，使用了正型或者負型的感光性樹脂組合物。這些感光性樹脂組合物之中，作為正型光致抗蝕劑,廣泛利用著例如包含堿可溶性樹脂和作為感光性物質(zhì)的醌二疊氮化合物的感光性樹脂組合物。
[0003]然而近年，對LSI的高集成化的需求在增高，要求實現(xiàn)抗蝕圖案的微細化。為了應(yīng)對于這樣的需求，使用短波長的KrF準分子激光(248nm)、ArF準分子激光(193nm)、極端紫外線(極端紫外線)(EUV，13nm)、X射線、電子射線等的光刻工藝正在進行實用化。為了應(yīng)對于這樣的圖案的微細化，也要求在微細加工之時用作光致抗蝕劑的感光性樹脂組合物具有高分辨性。進一步，在感光性樹脂組合物的分辨性之外，還同時要求提高感光度、圖案形狀、圖像尺寸的準確性等性能。對此，作為對短波長輻射線具有感光性的高分辨率的感輻射線性樹脂組合物，提出了“化學放大型感光性樹脂組合物”。該化學放大型感光性樹脂組合物包含通過照射輻射線而產(chǎn)生酸的化合物，通過照射輻射線由該酸產(chǎn)生化合物產(chǎn)生酸、利用所產(chǎn)生的酸進行催化性圖像形成這樣的工序從而可獲得高的感光度，在這一方面等方面有利，因而正在取代以往的感光性樹脂組合物，并且正在普及。
[0004]但是如上述那樣推進微細化時，則存在引起圖案倒塌、圖案粗糙度惡化等問題的傾向。對于這樣的問題，正在研究例如通過抗蝕組合物的成分變更等等而進行改良等方法。
[0005]另外，關(guān)于圖案倒塌，可認為在顯影后用純水洗滌圖案時，因純水的表面張力而在圖案間產(chǎn)生負壓，由此引發(fā)。從這樣的觀點考慮，為了改良圖案倒塌，提出了利用包含特定成分的清洗液來替代以往的純水進行洗滌(參照專利文獻I?4)。這些專利文獻中提出了將包含特定非離子性表面活性劑的光刻用清洗液用于洗滌。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2004-184648號公報
[0009]專利文獻2:日本特開平05-299336號公報
[0010]專利文獻3:日本特開平07-140674號公報
[0011]專利文獻4:日本特開2008-146099號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]發(fā)明要解決的問題
[0013]但是，這些引用文獻中記載的方法確認有圖案倒塌的改良效果，但期望有更進一步的改良，另外在顯影處理后的抗蝕層表面的表面缺陷、表面粗糙度方面也留有改良的余地。由此，期望開發(fā)出可同時解決圖案倒塌、表面缺陷、表面粗糙度的問題的光刻用清洗液或者抗蝕基板的處理方法。
[0014]用于解決問題的方案
[0015]本發(fā)明的光刻用清洗液的特征在于，至少包含磺酸、具有亞烷基氧基的非離子性表面活性劑以及水。
[0016]另外，本發(fā)明的圖案形成方法的特征在于，其包含如下工序:
[0017](I)在基板上涂布感光性樹脂組合物而形成感光性樹脂組合物層，
[0018](2)將前述感光性樹脂組合物層進行曝光，
[0019](3)利用顯影液將曝光完成的感光性樹脂組合物層顯影，
[0020](4)用上述的光刻用清洗液進行處理。
[0021]發(fā)明的效果
[0022]通過使用本發(fā)明的光刻用清洗液，可實現(xiàn)消除所形成的抗蝕圖案的缺陷、防止圖案倒塌，并改良表面粗糙度。特別是在液浸抗蝕中，為了使接觸角變大而大多使用含氟聚合物，已知在此情況下更容易產(chǎn)生缺陷，但使用本發(fā)明的清洗液可有效地實現(xiàn)去除缺陷。
【具體實施方式】
[0023]如以下那樣詳細地說明本發(fā)明的實施方式。
[0024]本發(fā)明的光刻用清洗液至少包含磺酸、具有亞烷基氧基的非離子性表面活性劑以及水。
[0025]關(guān)于本發(fā)明中使用的磺酸，如果是具有磺酸基(-SO3H)的化合物則沒有特別限定，但是例如為下述通式(I)所示的磺酸。
[0026]R-SO3H (I)
[0027]式中，R為碳原子數(shù)I?30的烴基，烴基可以為鏈狀烴基、環(huán)狀烴基中的任一個，也可具有支鏈，也可包含雙鍵或者三鍵，另外烴基中所含的一部或者全部氫也可由鹵素原子、
輕基、橫酸基、竣基等取代。
[0028]這樣的磺酸之中，優(yōu)選的一個磺酸例子是下述通式(Ia)所示的磺酸。
[0029]CnH2n + FxSO3H (Ia)
[0030]式中，η為I?30，優(yōu)選為8?20，更優(yōu)選為10?18，0≤χ≤2η + I。
[0031]這樣的磺酸之中，作為特別優(yōu)選的磺酸的具體例子，列舉出叔丁基磺酸、正己基磺酸、環(huán)己基磺酸、辛基磺酸、壬基磺酸、癸基磺酸、十二烷基磺酸、十四烷基磺酸、十六烷基磺酸、二十烷基磺酸、1-羥基-正辛基磺酸、1，8- 二磺基辛烷、全氟癸基磺酸等。它們之中，從水溶性、獲取容易性的觀點考慮特別優(yōu)選辛基磺酸、癸基磺酸、十二烷基磺酸、以及十六烷基磺酸。
[0032]另外，另一優(yōu)選的磺酸的例子是下述通式(Ib)所示的磺酸。
[0033](R1)y-Ph-SO3H (Ib)
[0034]式中，Ph為亞苯基，R1為氫、前述烴基,烴基可以為鏈狀烴基、環(huán)狀烴基中的任一個，也可具有支鏈，也可包含雙鍵或者三鍵，另外烴基中所含的一部或者全部氫也可由鹵素原子、羥基、磺酸基、羧基等取代，O≤y≤5，在y為2以上的情況下，各個R1可以相同也可不同，式中所含的碳原子的總數(shù)為30以下，優(yōu)選為20以下。
[0035]作為這樣的磺酸之中，特別優(yōu)選的磺酸的具體例子，列舉出甲苯磺酸、枯烯磺酸、對辛基苯磺酸、對癸基苯磺酸、對十二燒基苯磺酸、4-辛基2-苯氧基苯磺酸、磺基水楊酸、4-羧基苯磺酸、等。它們之中，從水溶性、獲取容易性的觀點考慮特別優(yōu)選對辛基苯磺酸、對癸基苯磺酸。
[0036]進一步另一優(yōu)選的磺酸的例子是下述通式(Ic)所示的磺酸。
[0037][化學式I]
[0038]
【權(quán)利要求】
1.一種光刻用清洗液，其特征在于，其至少包含磺酸、具有亞烷基氧基的非離子性表面活性劑以及水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光刻用清洗液，其中，所述磺酸為由下述通式(I)表示的磺酸，
R-SO3H (I) 式中，R為碳原子數(shù)I?30的烴基，烴基可以為鏈狀、環(huán)狀中的任一個，也可具有支鏈，也可包含雙鍵或者三鍵，另外烴基中所含的一部分或者全部氫也可由鹵素原子、羥基、磺酸基、竣基等取代。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻用清洗液，其中，所述磺酸為由下述通式(Ia)表示的磺酸，
CnH2n+1_xFxS03H (Ia) 式中，η為I?30，0≤X≤2η + I。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻用清洗液，其中，所述磺酸為由下述通式(Ib)表示的磺酸，
(R1)y-Ph-SO3H (Ib) 式中，Ph為亞苯基，R1為氫、所述烴基，烴基可以為鏈狀、環(huán)狀中的任一個，也可具有支鏈，也可包含雙鍵或者三鍵，另外烴基中所含的氫的一部分或者全部也可由鹵素原子、羥基、磺酸基、羧基等取代，O < y < 5，y為2以上的情況下，各個R1可以相同也可不同，式中所含的碳原子的總數(shù)為30以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光刻用清洗液，其中，所述磺酸為由下述通式(Ic)表示的磺酸， [化學式I]
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的光刻用清洗液，其中，磺酸的含有率以光刻用清洗液的總重量為基準是0.005?10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的光刻用清洗液，其中，所述表面活性劑由下述通式(IIa)或者(IIb)表示， [化學式2]
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項所述的光刻用清洗液，其中，所述表面活性劑的含有率以光刻用清洗液的總重量為基準是0.005?10%。
9.一種圖案形成方法，其特征在于，其包含如下工序: (1)在基板上涂布感光性樹脂組合物而形成感光性樹脂組合物層， (2)將所述感光性樹脂組合物層進行曝光， (3)利用顯影液將曝光完成的基板顯影， (4)用權(quán)利要求1?8中任一項所述的光刻用清洗液進行處理。
【文檔編號】G03F7/32GK103443710SQ201280013435
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月23日
【發(fā)明者】王曉偉, G·鮑洛斯基, 松浦裕里子 申請人:Az電子材料Ip(日本)株式會社