[发明专利]含硅的精细图案形成用组合物以及使用它的精细图案形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含硅的精细图案形成用组合物以及使用该精 细图案形成组合物的精细图案形成方法，利用该方法，在半导体 等的生产加工中，在形成抗蚀图之时，可以通过降低已形成的抗 蚀图的(线条间)间距尺寸或图案孔尺寸来形成更加精细的图案。

背景技术

使用常规光刻技术的更精细图案的形成包括改进曝光设备。 特别地，通过光刻技术形成具有60nm或更小的间距尺寸的图案需 要特定装置，例如近几年开发的浸没式光刻技术，还需要巨大的 投资。

因此，已经研究了各种不使用这类昂贵设备而获得精细图案 的技术。其中，最实用的方法包括在已经形成的抗蚀图上用含水 溶性树脂及非强制性选择的添加剂的组合物形成涂覆层，从而使 该抗蚀图更精细。不考虑曝光波长，该技术允许形成超过光刻技 术极限的精细图案。这类技术的历史较短，仅仅实践了大约10年。

例如，已经提出了以下方法：

(1)一种方法，包括：形成抗蚀图；然后在其上施加抗蚀剂以 形成混合；通过烘焙形成混合层；通过显影形成具有精细图案尺 寸的图案(专利文献1)；

(2)一种形成水性涂料的精细图案的方法，包括：在基底上形 成正型光致抗蚀图；随后在电磁辐射下均匀地曝光该图案；接着 在其上均一地施加水性涂料，还包括：用碱性水溶液溶解并除去 (移除)正型光致抗蚀剂(专利文献2)；

(3)一种使抗蚀图的孔径或间距宽度减小的方法，包括：用含 有在酸的存在下交联的材料的抗蚀剂覆盖含有通过曝光产生酸的 材料的抗蚀图；通过加热或曝光在抗蚀图中产生酸；在界面内形 成交联层作为抗蚀图的涂覆层以增厚抗蚀图(专利文献3)；

(4)一种形成精细图案的方法，包括：通过在水性介质中溶解 完全水溶性交联剂和水溶性树脂来制备精细图案形成材料，该完 全水溶性交联剂选自具有至少一个亚氨基的、带有取代了氢原子 的羟烷基的十二烷基乙二醇；用含产酸剂的化学放大抗蚀剂在基 底上形成抗蚀图；接着在其上提供精细图案形成材料的涂覆膜； 通过加热处理在抗蚀图与涂覆膜之间的界面形成水不溶性反应 层；随后用水性溶剂除去涂覆膜未反应的部分(专利文献4)；

(5)一种方法，包括：通过用含交联剂和促溶胀剂的化学溶液 浸透抗蚀图的表面层从而使该表面层溶胀，该交联剂在酸的存在 下引起交联；在抗蚀图的溶胀表面层内形成交联膜以形成第二抗 蚀图(专利文献5)；

(6)一种方法，包括：用含有酸成分的第一上层覆盖抗蚀图； 进而在其上形成含有碱成分的第二上层；通过加热处理使酸成分 扩散入第一抗蚀图，使碱成分扩散入第一上层，以在抗蚀图内形 成可溶层，同时在接近第一和第二上层的界面处用碱成分中和酸 成分；除去可溶层来减少线条的宽度(专利文献6)；

(7)一种形成更精细抗蚀图的方法，包括：在已形成在基底上 的抗蚀图整个或部分表面上施加形成更精细抗蚀图的涂层形成 剂，该涂层形成剂含有(甲基)丙烯酸单体和水溶性乙烯单体的共聚 物；通过额外的加热使抗蚀图热收缩(专利文献7)；以及

(8)一种形成抗蚀图的方法，包括：在抗蚀图上施加含表面活 性剂的溶液；然后在其上施加含有树脂和表面活性剂的抗蚀图增 厚材料(专利文献8)。

另外，AZ Electronic Materials株式会社售卖了名为AZ RELACS(注 册商标)的更精细抗蚀图形成用组合物。

通常，这些方法能易于形成超过光刻分辨率限制的精细图案。 但是，图案尺寸为50nm或更小的超精细图案的形成易于带来缺陷 等。因此，这些方法仍然有改进的空间。特别地，减小薄膜厚度 来增强抗蚀剂敏感性为当代趋势。然而，这种情况下，基底的最 小薄膜厚度有时不足以蚀刻。

[专利文献1]日本特开平5-166717号公报

[专利文献2]日本特开平7-191214号公报

[专利文献3]日本特开平10-73927号公报

[专利文献4]日本特开2000-267268号公报

[专利文献5]日本特开2001-100428号公报

[专利文献6]日本特开2002-6512号公报

[专利文献7]日本特开2003-84459号公报

[专利文献8]日本特开2004-191465号公报

发明内容