用于清除不必要感光树脂的稀释剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及在制造半导体元件的工艺中，用以清除Ｓｐｉｎ－ＯＮ－Ｇｌａｓｓ和感光性树脂组合物的稀释剂组合物，其由丙二醇单烷基醚与单氧羧酸酯，烷基乙酸酯和烷基乳酸酯混合而成。旋转涂覆后，使用本发明专利技术的稀释剂组合物，可迅速、彻底地清除基板边缘部位或基板后部多余的涂覆液，从而提高产品收率。因能够彻底地清除再利用的基板表面上附着的残余物质，能够有效地使用基板。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造半导体元件等工艺中，用以清除spin-on-glass以及感光树脂组合物的稀释剂组合物，特别是涉及一种，用以清除，以旋转涂覆的方法，把具有硅氧烷键的有机硅化合物的低分子量聚合物溶液涂覆在基板上而形成中间绝缘层时，在基板的边缘(edge)部分以及在基板后部产生的SOG层的多余spin-on-glass(SOG)，或者用以清除，在光刻工艺中，以光罩(mask)使用的感光树脂，在基板的边缘部以及在基板后面形成的感光膜使用的稀释剂组合物。随着大规模集成电路(Large Scale Integrated circuit；以下称LSI)的微细化、高集成化以及多层化的发展，各元件的宽度和距离，即，金属配线间的间隔越来越小。另一方面，为了不增加导线的电阻及电流密度，所以金属导线的高度几乎不可能得到减少。因此，随着金属配线间横向侧间距的极度减少，配线的高度自然就必须增高。这种配线是通过各向异性很强的蚀刻方法而形成，因此，配线具有很强的坡度，并使配线的交叉以及孔的数目增多。此外，由于配线的多层化，最终使LSI芯片的表面断差更为严重。在这种凹凸不平的表面上形成配线时，因各异向性蚀刻配线图案时，在基板断差侧壁产生的蚀刻残渣，而有可能使导线发生短路。为了解决这种问题，要求最大限度地减少配线层间的断差，而使其保持水平状态。特别是，如果第1铝配线层上的层间绝缘膜的表面不够平坦，那么，这种情况就有可能会成为上层配线发生短路，及在可靠性试验中发生不良的原因。因此，在半导体多层配线工艺中，在配线与配线之间起绝缘层作用，以及在下一配线工艺前，使配线平坦化而使用硅氧烷低分子量聚合物溶液〔称为spin-on-glass(SOG)〕。该SOG的一般结构由下面所示的化学式1表示，其在-Si-O-Si-主链上结合有烷基侧链。 其中，n为等于或大于1的整数。上述SOG公开在文献(Joumal of Vacuum Science and Technology第A9卷No.5，1991，p2696)，以及日本专利公开，昭62-230828号、日本专利公开，平7-242747号及日本专利公开，平9-260384号等中。另外，在日本专利公开，平9-36110号及日本专利公开，平8-203876号等中，公开了一种在半导体设备中可图案化(patterning)的绝缘膜上，给SOG赋予感光特性的材料。在形式中间绝缘层时，把具有硅氧烷键的有机硅化合物的低分子量聚合物溶液，旋转涂覆在基板上，并进行烘烤，通过热缩合聚合而形成氧化硅绝缘膜。这种spin-on-glass工艺是利用溶液进入到间距非常微小的配线之间，从而可减少断差，使表面平坦化。而且，缩合聚合反应是在400℃以下进行，因此可实现绝缘膜形成过程的低温化。另外，因形成的绝缘膜是氧化硅质膜，所以可使用通常的加工技术，如蚀刻技术。这种把SOG溶液旋转涂覆在基板上而形成膜的工艺与后述的光刻工艺相同，清除旋转涂覆时产生于基板边缘和背面不必要的SOG是必须的。稀释剂组合物，能够迅速、彻底地清除这些产生于基板边缘部分以及基板后部的SOG。另外，该稀释剂组合物，还可有效地清除，为了体现微细线路图案而在光刻工艺中做为光罩使用的感光树脂，在旋转涂覆时所产生的不必要的感光树脂。在半导体元件的制造工艺中，光刻工艺(photolithography)是指，在基板上涂覆感光树脂、按预定的原始设计转录图案及按照转录的图案通过蚀刻而形成电路的作业过程。这种光刻工艺包括a)在基板表面上，均匀地涂覆感光树脂的涂覆工艺；b)从涂覆的感光树脂(光阻层)中蒸发掉溶剂，使光阻层与晶片(wafer)的表面相粘结的软烘焙(soft baking)工艺；c)利用紫外线等光源，把光罩上的线路图案反复地、顺次地缩小投影，使基片曝光，从而使光罩上的图案转录到基板上的曝光工艺；d)对因光源的曝光而形成的物理性质不同(比如溶解度)的部分，利用显像液进行选择性清除的显像工艺；e)显像后，为了使残留在基板上的光阻层更紧密地粘贴而进行的牢固烘焙(hard baking)工艺；f)为了给显像于基板上的图案赋予电气特性而对预定的部位进行蚀刻的蚀刻工程；和g)在完成上述工艺后，对不必要的光阻层部分进行清除的剥离工艺。为了通过这种光刻工艺最终形成半导体集成电路，而应在基板上形成多数的微细电路图案。在这种工艺中，因电路配线间的间距非常小，所以应防止外部材料如颗粒的进入。存在于基板上的粒子，会给蚀刻或离子注入等后续工艺带来不良的影响，这种多余粒子有可能会降低整个工程的收率。这种多余粒子的主要发生处是，在基板上涂覆感光性溶液时，形成于基板周边部的不被使用的感光液。这种小球状的感光性物质，是在上述光刻工艺中，给上述基板涂覆感光膜，并为了使其均匀分布在表面上而利用离心力原理旋转基板时产生的。这种旋转涂覆工艺，由于离心力作用，使光阻物质集中在基板的周边部和后面，从而形成小球状物质。这种小球状物质经烘焙工艺后，在基板的搬运过程中会被剥离而成为装置中的粒子，也会成为曝光时散焦(defocus)的原因。这种不必要的感光物质成了污染装备的原因，它降低了元件的收率。为了清除这种粒子，现在使用的方法是，在基片的边缘部和后面的上下部，设置喷射喷嘴，并通过喷射喷嘴，喷出由有机溶剂构成的稀释液而清除这些过多的感光物质。化学增幅型抗蚀剂(chemically amplified resist)的实质如下。在利用由(novolak)苯酚树脂构成的化学增幅抗蚀剂而形成图案的方式中，曝光用光源由过去使用的G/I-线光源，变为激励物激光(excimer laser)光源时，因粘结剂树脂以及交联剂的吸收作用，所形成的图案成为倒锥形(taper)。参照(JournalVacuum Science Technology.Vol.B7，p1771，1989)为解决该问题，提出了正(positive)型化学增幅抗蚀剂，该技术记载于文献(Proc.SPIE.，Vol.1262，p32，1990)中。该化学增幅抗蚀剂，是由当照射放射线时，产生酸的酸发生剂以及能够与酸发生反应的化合物组成的多组分组合物。因酸而发生反应的高分子化合物，具有下面化学式2所示的结构 其中，n为大于或等于1的整数，R为烷氧羰基，烷基，烷氧烷基，烷基甲硅烷基，四氢吡喃基(tetrahydropyranyl group)，烷基羰基甲基等，能够因酸的作用而很容易发生分解反应的物质。因为这种化学增幅抗蚀剂以短波长范围发生光吸收高分子化合物如聚乙烯苯酚(polyvinyl phenol)衍生物为主要成分，所以化学增幅抗蚀剂的透明性好。并且，通过酸的催化剂作用而发生的连锁反应，使抗蚀剂发生反应，从而使其具有很高的感光度及显像度(分辨率)。如前述，因聚乙烯苯酚衍生物对激励物激光的透过率很高，所以基板下部的反射光，对膜内部的多重反射效果起很强的作用。如图5所示，膜内部的多重反射效果，是因照射光1与下部基板2的反射光的干涉而发生。从图6可知，随着保护层(resist film)厚度的变化，图案的尺寸也发生很大的变化。除此以外，曝光时，因不同的照射光源，还有可能发生多种问题。比如，用水银光曝光时，因半导体基板断差而发生的反射光的干涉作用，会对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体元件的制造工艺中，用以清除晶片或基板上不必要感光膜的稀释剂组合物，其包括： ａ）４０～８０％重量的丙二醇单烷基醚； ｂ）１０～３０％重量的单氧羧酸酯； ｃ）１～２０％重量的乙酸烷基酯；及 ｄ）１～２０％重量的乳酸烷基酯。

【技术特征摘要】
KR 1999-4-15 13223/99;KR 1999-7-20 29370/991.一种半导体元件的制造工艺中，用以清除晶片或基板上不必要感光膜的稀释剂组合物，其包括a)40～80％重量的丙二醇单烷基醚；b)10～30％重量的单氧羧酸酯；c)1～20％重量的乙酸烷基酯；及d)1～20％重量的乳酸烷基酯。2.权利要求1所述的稀释剂组合物，其中所述的丙二醇单烷基醚选自丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：金柄郁，白志钦，吴昌一，李相大，金元来，柳终顺，
申请(专利权)人：东进瑟弥侃株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]