[发明专利]抗蚀剂图案被覆用水溶液以及使用了该水溶液的图案形成方法

说明书

本发明的课题是提供新的抗蚀剂图案被覆用水溶液。解决手段是一种抗蚀剂图案被覆用水溶液，其包含：A成分：主链具有亚乙基氧单元和碳原子数3的亚烷基氧单元、并且末端具有羟基的共聚物，B成分：水溶性聚合物(其中，上述A成分的共聚物除外)、水溶性单体或水溶性低聚物，和C成分：以水作为主成分的溶剂。上述A成分的共聚物为例如下述式(1)所示的嵌段共聚物。(式中，R₁、R₂和R₃各自独立地表示亚乙基、1,2‑亚丙基或1,3‑亚丙基，x、y和z各自独立地表示5～100的整数。)

技术领域

本发明涉及能够防止抗蚀剂图案坍塌和进行抗蚀剂图案微细化的、抗蚀剂图案被覆用水溶液。进一步涉及使用了该水溶液的图案形成方法以及反转图案形成方法。

背景技术

在半导体装置的制造中，通过使用了抗蚀剂组合物的光刻来进行微细加工。上述微细加工是通过在硅晶片等半导体基板上形成光致抗蚀剂组合物的薄膜，在其上经由描绘有器件图案的掩模图案而照射紫外线等活性光线，进行显影，以所得的光致抗蚀剂图案作为保护膜对基板进行蚀刻处理，从而在基板表面形成与上述图案对应的微细凹凸的加工法。近年来，半导体器件的高集成度化进展，所使用的活性光线也从i射线(波长365nm)、KrF准分子激光(波长248nm)短波长化为ArF准分子激光(波长193nm)。而且现在研究了作为进一步的微细加工技术的、采用了EUV(超紫外线的简称，波长13.5nm)曝光的光刻。然而，出于高输出的EUV光源的开发晚等理由，采用了EUV曝光的光刻还未实用化(批量生产)。

另一方面，已知涂布在抗蚀剂图案上使该抗蚀剂图案微细化的方法以及为此而使用的涂布材料(例如，专利文献1～专利文献4)。通过采用该方法，能够将通过采用了已经实用化的基于ArF准分子激光的曝光的光刻而制作的抗蚀剂图案进一步微细化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-281886号公报

专利文献2：日本特开2010-49247号公报

专利文献3：日本特开2011-257499号公报

专利文献4：日本特开2013-145290号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1所记载的含有水溶性树脂的水溶液使用与有机溶剂相比表面张力高的水作为溶剂，因此对抗蚀剂图案的涂布性有困难。因此，需要添加表面活性剂、或将水溶性的醇类与水混合使用。专利文献2所记载的抗蚀剂图案微细化组合物为不包含聚合物的溶液，因此依赖于微细化对象的抗蚀剂图案的形状，被微细化的比例易于产生偏差。专利文献3所记载的图案微细化处理剂含有产酸剂成分，需要使将该图案微细化处理剂涂布后的烘烤处理温度为130℃以上的温度来进行，或者必须在将该图案微细化处理剂涂布后追加进行曝光的工序。专利文献4所记载的微细图案的形成方法将通过负型显影工艺而形成的抗蚀剂图案狭小化，即通过在该抗蚀剂图案上形成被覆膜后进行加热从而使作为抗蚀剂图案间的间隔的间隙(space)宽度小。因此，上述微细图案的形成方法不是以使抗蚀剂图案的宽度或径缩小作为目的。

本发明的目的是解决上述课题，提供一种抗蚀剂图案被覆用水溶液，其通过在显影处理和清洗处理后不使抗蚀剂图案干燥而涂布在该抗蚀剂图案上，从而显示良好的涂布性，进一步，通过使抗蚀剂图案间的拉普拉斯力降低从而可以防止抗蚀剂图案的坍塌。此外，目的是提供通过含有酸性的添加剂，从而能够使抗蚀剂图案的宽度缩小的抗蚀剂图案被覆用水溶液。进一步，目的是提供使用了该水溶液的抗蚀剂图案的形成方法、和使用了该水溶液的反转图案的形成方法。

用于解决课题的手段