[发明专利]用于形成细微图案的水溶性树脂组成物及利用其形成细微图案的方法

说明书

技术领域

本技术为涉及用于形成细微图案的树脂组成物的技术，还涉及将所述树脂组成物作为光阻的表面涂层膜使用以在半导体工艺中稳定地形成细微图案的方法。

背景技术

随着高性能和高度集成的半导体器件和光刻工艺的发展，各种光阻的开发也在加速。尽管随着这些高度集成和高性能化的需要，对应规则细化的化学增幅型光阻也一同发展过来，但是其所使用的ArF光刻设备，可获得的最小分辨率只有约0.05μm。正因为如此，形成用于制造集成半导体器件的细微图案需要所要克服的难题，一直在通过各种不同的方法探讨着。

到目前一直用于形成细微图案方法而使用的抵抗热回流(resist thermalreflow)方法，在感光树脂形成接触孔图案后，经过高于玻璃态转变温度的热处理，可以减少接触孔图案的尺寸，但根据这种方法，图案将可能产生上层环行(TOP-ROUNDING)和底切咬边(Undercut)的现象，临界尺寸(criticaldimension)的控制是很困难的。

因此，通过在形成的光阻接触孔图案的正面用功能性材料涂层并进行热处理，在上述功能性材料与光阻接触孔图案的交界面上发生交联反应，由此来减小接触孔图案的大小的技术是重要的。此外，使用涂了上述功能性材料的光阻图案来进行通过蚀刻图案化的图案化工艺时，需要具备足以承受蚀刻气体的特性。

因此，所述功能性材料的应该满足以下要求：

第一，在形成的光阻接触孔图案前面涂功能性材料时，其不影响光阻膜和接触孔图案并且不发生反应，因此所述功能性材料应是水溶性的。

第二，在形成的光阻接触孔图案前面涂功能性材料并进行加热处理，所述功能性材料与光阻接触孔的交界面上应发生交联反应。

第三，未发生交联反应的光阻接触孔图案的交界面以外的部分功能性材料应可用水溶性溶剂去除。

第四，由于需要对涂了所述功能性材料的光阻图案进行蚀刻工艺，因此其应具备优秀的耐蚀刻气体的特性。

此外，人们已经在使用对光阻接触孔图案使用RELACS(Clariant公司制造)、SAFIER(东京ohkkagoohgyosa公司制造)等功能性材料来减小图案大小的方法，但这种办法的问题在于，为得到足够小的接触孔图案应反复多次进行处理工艺。此外，由于上述功能性材料不包括芳香族结构或膨松(bulky)的部分，所以将涂了上述功能性材料的光阻图案进行图案化时存在抗蚀性较弱的问题。进一步。该方法不足以满足逐渐集成化和小型化的接触孔图案的涂层性能，并且还存在在进行加热工艺时无法通过根据加热温度来调节交联厚度的问题。

发明内容

技术课题

本发明提供一种水溶性树脂组成物，其可以有效减少半导体工艺的光阻图案接触孔尺寸，由此形成精细光阻图案。

此外，本发明提供一种采用抗蚀性优秀的上述水溶性树脂组成物，制备大小细微的具有稳定图案结构的精细光阻图案的方法。

技术手段

根据本发明的一实施例，一种减小接触孔的大小的方法，所述方法通过在形成有接触孔图案的光阻膜上涂抹溶液聚合形成的共聚物后进行热处理来减少接触孔的大小，所述溶液包括含降冰片烯基单体与末端的氧部分上包含具有相互不同的官能团的两种含(甲基)丙烯酸酯基单体。

此外，根据本发明实施例的一种在形成接触孔图案的光阻膜上进行涂抹及热处理以减少接触孔的大小的用于形成细微图案的水溶性树脂组成物，所述组成物包括用下面的[化学式1]标示的水溶性聚合物及第1水溶性溶剂。

[化学式1]