本发明专利技术的抗蚀剂图案形成方法含有：抗蚀剂层形成步骤(S101)，在基板(11)上形成抗蚀剂层(12)；活性化步骤(S103)，通过活性能量束的照射将所述抗蚀剂层活性化；衰减抑制步骤(S105)，对所述抗蚀剂层的活性衰减进行抑制；图案潜像形成步骤(S107)，通过潜像形成能量束的照射，在所述活性化了的抗蚀剂层上形成图案潜像；以及显影步骤(S110)，对所述抗蚀剂层进行显影。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及抗蚀剂图案形成方法、抗蚀剂潜像形成装置、抗蚀剂图案形成装置和 抗蚀剂材料。
技术介绍
在半导体器件的曝光工序中，随着电路高集成化和高速化，需要更微细的图案。作 为图案微细化的方法，主要是需要曝光源的短波长化，例如，极紫外光（EUV，波长：13. 5nm) 作为制造下一代半导体器件的有前景的技术正在被积极地开发。不过，难以开发具有适用 于批量生产的必要高输出（100W)的光源装置，现状是停留在IOW级别，用于形成图案潜像 的曝光比较耗费时间。还有，对于使用电子束（EB)的电子束直接绘制法，由于光束直径小， 所以能够以高尺寸精度形成微细的图案，但是相反地，图案越复杂面积越大的话，绘制越耗 费时间。因此，对于使用极紫外光或电子束的曝光技术，虽然能够形成微细的图案，但存在 生产效率低的问题。 为了解决这样的问题，正在推进抗蚀剂材料的高感光度化，从而尽量缩短曝光时 间。例如，在专利文献1中公开的抗蚀剂组合物中，通过含有特定的树脂和化合物的组合， 实现感光度和解析度的提高。 〔专利文献〕 专利文献1 :日本特开2002-174894号公报
技术实现思路
然而，抗蚀剂的感光度、解析度、线宽粗糙度（LWR)这三个重要性能之间存在权衡 关系，在抗蚀剂实现高感光度化的情况下，产生解析度或LWR下降的问题。因此，在不使解 析度或线宽粗糙度劣化的情况下，提高抗蚀剂的感光度存在极限，因此未能够充分地解决 生产效率低的问题。 本专利技术是鉴于上述课题而作出的，其目的在于提供一种抗蚀剂图案形成方法、抗 蚀剂潜像形成装置和抗蚀剂图案形成装置，能够解决权衡关系并提高抗蚀剂的感光度。还 有，本专利技术的目的还在于提供一种高感光度的抗蚀剂材料。 本专利技术的抗蚀剂图案形成方法含有：抗蚀剂层形成步骤，在基板上形成抗蚀剂层； 活性化步骤，通过活性能量束的照射将所述抗蚀剂层活性化；衰减抑制步骤，对所述抗蚀剂 层的活性衰减进行抑制；图案潜像形成步骤，通过潜像形成能量束的照射，在所述活性化了 的抗蚀剂层上形成图案潜像；以及显影步骤，对所述抗蚀剂层进行显影。 本专利技术的抗蚀剂图案形成方法含有：抗蚀剂层形成步骤，在基板上形成抗蚀剂层； 活性化步骤，通过活性能量束的照射将所述抗蚀剂层活性化；图案潜像形成步骤，在所述抗 蚀剂层活性化了的状态下，通过潜像形成能量束的照射，在所述活性化了的抗蚀剂层上形 成图案潜像；以及显影步骤，对所述抗蚀剂层进行显影。 一实施方式中，在所述衰减抑制步骤，所述活性化了的抗蚀剂层的环境气氛是惰 性气体气氛、活性气体气氛或者真空气氛。 一实施方式中，本专利技术的抗蚀剂图案形成方法还包含：搬运步骤，将所述基板从进 行所述活性化步骤的位置搬运到进行所述图案潜像形成步骤的位置。 一实施方式中，同时执行所述活性化步骤和所述图案潜像形成步骤。 一实施方式中，所述活性化步骤包含：对所述抗蚀剂层内的整个区域照射所述活 性能量束的区域照射步骤和/或在所述抗蚀剂层内对图案形状照射所述活性能量束的图 案形状照射步骤。所述图案潜像形成步骤包含：对所述抗蚀剂层内的整个区域照射所述潜 像形成能量束的区域照射步骤和/或在所述抗蚀剂层内对图案形状照射所述潜像形成能 量束的图案形状照射步骤。在所述活性化步骤包含所述区域照射步骤的情况下，所述图案 潜像形成步骤至少包含所述区域照射步骤和所述图案形状照射步骤中的所述图案形状照 射步骤，在所述活性化步骤包含所述图案形状照射步骤的情况下，所述图案潜像形成步骤 至少包含所述区域照射步骤和所述图案形状照射步骤中的所述区域照射步骤。 本专利技术的抗蚀剂图案形成方法含有：抗蚀剂层形成步骤，在基板上形成抗蚀剂层； 稳定物质产生步骤，通过活性能量束的照射在所述抗蚀剂层上生成稳定物质；图案潜像形 成步骤，通过潜像形成能量束的照射，在生成了所述稳定物质的所述抗蚀剂层上形成图案 潜像；以及显影步骤，对所述抗蚀剂层进行显影。 一实施方式中，本专利技术的抗蚀剂图案形成方法还含有：变换步骤，对所述抗蚀剂层 内的稳定物质进行变换。 本专利技术的抗蚀剂潜像形成装置具备活性化装置和图案潜像形成部。所述活性化装 置具有：活化室，可收纳抗蚀剂层；和活化能量源，射出用于使所述活化室内的所述抗蚀剂 层进行活性化的能量束。所述图案潜像形成部具有：潜像形成室，可收纳所述抗蚀剂层；潜 像形成能量源，射出用于在所述潜像形成室内的所述抗蚀剂层上形成图案潜像的能量束。 -实施方式中，由所述活化能量源和所述潜像形成能量源中的一个能量源射出的 所述能量束照射到所述抗蚀剂层内的整个区域，由所述活化能量源和所述潜像形成能量源 中的另一个能量源射出的所述能量束在所述抗蚀剂层的所述区域内照射到图案形状。 一实施方式中，所述潜像形成能量源与所述活化能量源是同一个，或者所述潜像 形成能量源与所述活化能量源不是同一个。 一实施方式中，所述活化室和所述潜像形成室的至少一方中，所述抗蚀剂层的周 围环境被调整成可对所述抗蚀剂层的活性衰减进行抑制。 -实施方式中，本专利技术的抗蚀剂潜像形成装置还具备：搬运装置，将所述基板从所 述活化室搬运到所述潜像形成室。 -实施方式中，所述潜像形成室与所述活化室是同一个。 -实施方式中，所述活化能量源和所述潜像形成能量源中的至少一方含有：离子 束照射部、电子束照射部或者电磁波照射部。 本专利技术的抗蚀剂图案形成装置具备：上述的抗蚀剂潜像形成装置；以及显影装 置，对通过所述抗蚀剂潜像形成装置形成了所述图案潜像的抗蚀剂层进行显影。 本专利技术的抗蚀剂材料包含：含有基体树脂和增感剂前驱体的抗蚀剂组合物。所述 抗蚀剂组合物根据第一能量束的照射而生成增感剂，但照射第二能量束却不生成增感剂， 其中，所述第二能量束促进所述增感剂引起的抗蚀反应。 -实施方式中，所述基体树脂含有甲基丙烯酸甲酯树脂。 -实施方式中，所述抗蚀剂组合物还含有产酸剂。 -实施方式中，产酸剂和增感剂前驱体有时也相同。 -实施方式中，所述抗蚀剂组合物还含有猝灭剂。 -实施方式中，所述猝灭剂与所述增感剂不反应。【附图说明】 图1(a)~（e)是表示本实施方式的抗蚀剂图案形成方法的工序的示意图。图2是表示本实施方式的抗蚀剂图案形成方法中的能量照射量-残膜率曲线的 图。 图3是表示本实施方式的抗蚀剂图案形成方法中的能量照射量-时间曲线的图。 图4是用于对本专利技术另一个实施方式所涉及的抗蚀剂图案形成方法的工序进行 说明的图。 图5是用于对本专利技术又一个实施方式所涉及的抗蚀剂图案形成方法的工序进行 说明的图。 图6(a)~（d)是用于对本专利技术又一个实施方式所涉及的抗蚀剂图案形成方法的 工序进行说明的图。 图7(a)~（c)是用于对本专利技术的抗蚀剂图案形成方法的具体例子1进行说明的 图。 图8(a)~⑷是用于对本专利技术的抗蚀剂图案形成方法的具体例子2进行说明的 图。 图9(a)~⑷是用于对本专利技术的抗蚀剂图案形成方法的具体例子3进行说明的 图。 图10(a)~（e)是用于对本专利技术的抗蚀剂图案形成方法的具体例子4进行说明的 图。 图11是表示本专利技术的抗蚀剂潜像形成装置的实施方式的示意图。图12是表示本专利技术的抗蚀剂潜像形成装置的实施方式的示意图。 图13是表示本专利技术的抗蚀剂潜像形成装置的实施方式的示意图。 图14是表示本专利技术的抗蚀剂潜本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗蚀剂图案形成方法，含有：抗蚀剂层形成步骤，在基板上形成抗蚀剂层；活性化步骤，通过活性能量束的照射将所述抗蚀剂层活性化；衰减抑制步骤，对所述抗蚀剂层的活性衰减进行抑制；图案潜像形成步骤，通过潜像形成能量束的照射，在所述活性化了的抗蚀剂层上形成图案潜像；以及显影步骤，对所述抗蚀剂层进行显影。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：田川精一，大岛明博，
申请(专利权)人：国立大学法人大阪大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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