一种显影液组合物的制作方法

1.本发明涉及半导体、封装光刻技术领域，用于曝光后的显影，具体涉及一种显影液组合物。


背景技术：

2.光学曝光过程中，为了将掩模上的图形转移到圆片上，辐照必须作用在光敏物质上，该光敏物质必须通过光照，改变材料性质，使在完成光刻工艺后，达到转移图形的目的。该光敏物质称为光刻胶。
3.光刻胶分正胶和负胶。正胶：曝光区在显影后溶化，非曝光区留下。负胶：曝光区在显影后留下，非曝光区在显影液中溶解。
4.目前用于193nm光刻的多数光刻胶是正性胶。然而，随着半导体工艺节点的不断缩小，使用传统的正胶以碱性水溶液显影液来印刷小特征例如小尺寸的沟槽和通孔已经变得更具挑战性，因为用来产生沟槽和通孔的暗场掩模的光学图像对比度差。为此，业界提出了负显影(negat ive tone develop，ntd)的概念，即使用正胶曝光，负显影液(而不是标准的tmah水溶液)来实现和负胶显影相同的效果。负显影工艺的采用也使得亮掩模在正胶上能实现较窄的沟槽。
5.目前常用的负胶显影液为nba溶液和thma溶液，虽然这两种显影液可以达到良好的分辨率，然而在对ler的改善方面效果不明显，而当粗糙度ler得到改善时则会导致分辨率下降，主要原因是溶解速率过快。为此，如何在确保分辨率的同时改善粗糙度是本领域技术人员致力于解决的事情。


技术实现要素：

6.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种显影液组合物，在不影响分辨率的情况下可以改善直线边缘粗糙度及缺陷，扩大光刻工艺的窗口。
7.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种显影液组合物，所述显影液组合物包括有机胺、表面活性剂及有机溶剂，所述有机胺选自具有式ⅰ、式ⅱ或式ⅲ结构的一种或多种有机胺，
[0008][0009]
其中，式ⅱ中，r1选自-nh2、-ch
2-nh2中的任意一种，r2选自-h、-oh、
‑ꢀ
ch3中的任意一种，n为大于等于1的整数。
[0010]
优选地，所述表面活性剂采用了非离子表面活性剂。
[0011]
作为一种具体的实施方式，所述显影液组合物为由如下各质量百分含量的组分组成：有机胺：0.01-1％、表面活性剂：0.01-1％，余量为有机溶剂。
[0012]
作为一种具体的实施方式，所述式ⅱ中的r1为-nh2，r2为-h。
[0013]
作为一种具体的实施方式，所述式ⅱ中的r1为-ch
2-nh2，r2为-oh或
‑ꢀ
ch3。
[0014]
作为一种具体的实施方式，所述式ⅱ中的n为1到20的整数。
[0015]
作为一种具体的实施方式，所述有机溶剂采用了浓度在95％以上的乙酸丁酯
[0016]
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的显影液，通过加入特定的有机胺，在保证分辨率的同时还可改善直线边缘的粗糙度ler及缺陷，扩大光刻工艺的窗口。
附图说明
[0017]
图1到6是光刻胶采用实施例1至6中的显影液显影后形成图案在使用 cd-sem观察45nm iso trench的粗糙度图像；
[0018]
图7至10是光刻胶采用对比例1至4的显影液显影后形成图案在使用cd
‑ꢀ
sem观察45nm iso trench的粗糙度图像。
具体实施方式
[0019]
下面结合附图及具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
[0020]
实施例1
[0021]
本例中提供一种显影液组合物，其将0.5％有机胺、0.5％表面活性剂、99％有机溶剂在常温搅拌后得到显影液s1。
[0022]
其中，有机胺具有结构式：
[0023][0024]
表面活性剂非离子型表面活性剂，有机溶剂采用了浓度在95％以上的乙酸丁酯。
[0025]
实施例2
[0026]
本例中提供一种显影液组合物，其将0.3％有机胺、0.5％表面活性剂、 99.2％有机溶剂在常温搅拌后得到显影液s2。
[0027]
其中，有机胺具有结构式：
[0028][0029]
表面活性剂非离子型表面活性剂，有机溶剂采用了浓度在95％以上的乙酸丁酯。
[0030]
实施例3
[0031]
本例中提供一种显影液组合物，其将0.1％有机胺、0.5％表面活性剂、99.4％有机溶剂在常温搅拌后得到显影液s3。
[0032]
其中，有机胺具有结构式：
[0033][0034]
表面活性剂非离子型表面活性剂，有机溶剂采用了浓度在95％以上的乙酸丁酯。
[0035]
实施例4
[0036]
本例中提供一种显影液组合物，其将0.8％有机胺、0.5％表面活性剂、98.7％有机溶剂在常温搅拌后得到显影液s4。
[0037]
其中，有机胺具有结构式：
[0038][0039]
表面活性剂非离子型表面活性剂，有机溶剂采用了浓度在95％以上的乙酸丁酯。
[0040]
实施例5
[0041]
本例中提供一种显影液组合物，其将0.8％有机胺、0.2％表面活性剂、99％有机溶剂在常温搅拌后得到显影液s5。
[0042]
其中，有机胺具有结构式：
[0043][0044]
表面活性剂非离子型表面活性剂，有机溶剂采用了浓度在95％以上的乙酸丁酯。
[0045]
实施例6
[0046]
本例中提供一种显影液组合物，其将0.3％有机胺、0.7％表面活性剂、99％有机溶剂在常温搅拌后得到显影液s6。
[0047]
其中，有机胺具有结构式：
[0048][0049]
表面活性剂非离子型表面活性剂，有机溶剂采用了浓度在95％以上的乙酸丁酯。
[0050]
对比例1
[0051]
本例中提供一种显影液组合物，其将1.2％有机胺、0.5％表面活性剂、 98.3％有机溶剂在常温搅拌后得到显影液c1。
[0052]
其中，有机胺具有结构式：
[0053][0054]
表面活性剂非离子型表面活性剂，有机溶剂采用了浓度在95％以上的乙酸丁酯。
[0055]
对比例2
[0056]
本例中提供一种显影液组合物，其将0.3％有机胺、1.2％表面活性剂、 98.5％有机溶剂在常温搅拌后得到显影液c2。
[0057]
其中，有机胺具有结构式：
[0058][0059]
表面活性剂非离子型表面活性剂，有机溶剂采用了浓度在95％以上的乙酸丁酯。
[0060]
对比例3
[0061]
本例中提供一种显影液组合物，其将1％表面活性剂、99％有机溶剂在常温搅拌后得到显影液c3，表面活性剂非离子型表面活性剂，有机溶剂采用了浓度在95％以上的乙酸丁酯。
[0062]
对比例4
[0063]
本例中提供一种显影液组合物，其将1％有机胺、99.5％有机溶剂在常温搅拌后得到显影液c4，
[0064]
其中，有机胺具有结构式：
[0065][0066]
表面活性剂非离子型表面活性剂，有机溶剂采用了浓度在95％以上的乙酸丁酯。
[0067]
对实施例1至6和对比例1至4得到的显影液进行测试，具体测试方法如下：
[0068]
对涂有barc(底部抗放射涂层)的硅片上，再涂布膜厚为850a的arf-i 光刻胶，软烘(pab)条件为100度60秒。并对此样品进行曝光实验，曝光机为nikon 610c，光照条件为s0.80/0.64,xy。曝光完成后的样品进行烘烤(peb)，条件为85度60秒。烘烤结束后进行显影，显影时间为18sec，显影液为本次专利中涉及的实施例1-6和对比例1-4。形成图案后使用cd-sem观察 45nm iso trench的粗糙度(ler)
[0069]
光刻胶图案观察方法：使用cd-sem观察，观察结果见表1，具体的图案见附图1至6、图7至10。
[0070]
○
:边缘洁净无毛边或图形边缘平整；
[0071]
×
：边缘不洁净有毛边或图形边缘不平整。
[0072]
表1
[0073][0074][0075]
从表1中，我们可以看出，采用本发明的显影液，其得到的图像在保证分辨率的情况下，具有良好的ler。
[0076]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。