本发明专利技术的水溶性树脂组合物至少包含水溶性树脂、加热时能够产生酸的酸产生剂和含水溶剂。该水溶性树脂组合物被施覆在由抗蚀剂例如ＡｒＦ易感应放射线敏感树脂组合物形成在基底１上的高抗水性抗蚀图形３上，而在其上形成涂覆层４。将抗蚀图形３和涂覆层４进行热处理而在抗蚀图形３表面附近形成显影液不溶的改性层５。显影涂覆层，形成被改性层５增厚的抗蚀图形。改性层是具有足够厚度的层，能够在高抗水性抗蚀图形例如ＡｒＦ易感应放射线敏感树脂组合物中形成，其尺寸可控性高。结果，有效地将抗蚀图形的分离尺寸和孔径尺寸降低到小于极限分辨率。由于改性层５在电子束辐射时具有对于抗蚀图形的保护膜作用，所以可以防止尺寸测量ＳＥＭ电子束辐照时引起的抗蚀图形尺寸测量波动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种抗蚀图形形成方法，通过该方法可以实际有效地减小抗蚀图形的分离尺寸或孔径尺寸到低于极限图形分辨率，其通过利用水溶性树脂组合物在抗蚀图形上形成涂覆层，然后通过改性与抗蚀图形邻接的涂覆层而在抗蚀图形表面上形成不溶于显影液的改性层，从而在半导体制造方法中抗蚀图形形成时增厚抗蚀图形而完成；一种降低抗蚀图形尺寸波动的方法，尺寸波动在尺寸测量SEM电子束辐照时由该改性层产生；一种改进了的使用尺寸测量SEM测量抗蚀图形尺寸的检查方法；和一种有利于和适用于这些方法的水溶性树脂组合物。
技术介绍
在多种领域中，例如制造半导体元件如LSI，制备平板显示器(FPD)例如液晶显示器(LCD)面板，制造电路基片例如热敏磁头等，照相平版印刷技术迄今已用于形成微型元件和用于进行精细加工。在照相平版印刷技术中，正性或负性光敏树脂组合物(光致抗蚀剂)用于形成抗蚀图形。这些正性或负性光致抗蚀剂被施覆在基底上，掩模调整，曝光和显影而形成抗蚀图形。这样形成的抗蚀图形用作抗蚀涂层和制造例如半导体元件、FPD和电路基片中杂质离子注入时使用的阻抗剂，或者在制造磁头时用作电镀阻剂等。这些年来，当半导体元件变得高度集成化时，制造过程中所需的布线及其元件分离宽度越来越细化。为了对应这种情况，已进行了各种试验，例如通过使用较短波长的光线进行抗蚀图形的微细化，使用相移标度线(phase shift reticle)等形成更精密的抗蚀图形，开发新的抗蚀剂以满足这些要求，开发新型方法等。但其问题在于通过利用迄今使用曝光的平版印刷技术，难以形成超过曝光波长的波长极限的精密图形，另一方面，对于短波长元件或使用相移标度线等的元件的价格高。作为解决上述问题的一个方法是提出了如下一种精细图形形成方法其中迄今公知的正性或负性光致抗蚀剂用作光致抗蚀剂。即用迄今公知的图形形成法形成抗蚀图形后，可以在这样形成的抗蚀图形上形成用于形成涂覆层的酸可交联材料层。通过加热利用酸从抗蚀图形的扩散将材料层进行交联和硬化，而使得该层不溶于显影液。通过显影除去未硬化区域而使抗蚀图形增厚，通过使抗蚀图形和邻接的其它抗蚀图形间的宽度变窄而进行抗蚀图形的精细化，结果实际有效地形成了低于曝光波长极限分辨率的精密抗蚀图形(例如参照如下专利文献1，专利文献2和专利文献3)。日本专利未审公开No.5-241,348日本专利未审公开No.6-250,379日本专利未审公开No.10-73,927已经意识到上述方法是有用的方法，因为它不需要投资价格昂贵的设备，例如用于短波长的曝光元件，并可以实际有效地缩减抗蚀图形中空间区域的尺寸。上述精密图形形成方法提出的通过增厚抗蚀图形从而缩减抗蚀图形和其它抗蚀图形之间的宽度实际而有效地形成了低于曝光波长极限分辨率的精密抗蚀图形，主要指的是由KrF抗蚀剂(KrF易感应放射线敏感树脂组合物)形成的抗蚀图形，它显示出对于KrF抗蚀剂的效果。近日来提出了为了再精细化的ArF准分子激光器曝光方法，随之也提出了ArF抗蚀剂(ArF易感应放射线敏感树脂组合物)。迄今已知的KrF抗蚀剂对248nm光源必须是透光的，而ArF抗蚀剂对193nm光源必须是透光的。结果是具有引入到丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂等中保护基团这样一种结构的聚合物自然变成了作为ArF抗蚀剂的主要原料。作为这些保护基团，列举出了脂环族保护基团，聚合物本身的疏水性通过引入脂环族保护基团而变得更高。另一方面，用于形成涂覆层的组合物是包含水溶性树脂和水作为主要成分的组合物，这是为了不溶解构成第一层的抗蚀图形膜。但迄今已知的用于形成涂覆层的水溶性树脂组合物不具备在高防水性抗蚀图形例如上述的ArF抗蚀剂上的良好施覆性。鉴于此不可能形成良好的涂覆层，而且问题还在于在涂覆层中没有形成具有足够膜厚度的交联硬化层，这被认为是由于抗蚀图形的酸扩散不足够造成的。除了根据包含于ArF抗蚀剂中聚合物的种类外，形成抗蚀图形后根据尺寸测量SEM由电子束辐照产生了抗蚀图形尺寸的波动。因此存在一种抗蚀剂，它不能够进行精确的尺寸测量，它是使得半导体制造方法变得困难的一个因素。针对上述情况完成了本专利技术。本专利技术的一个目的是提出一种实际而有效地减小抗蚀图形的分离尺寸或孔径尺寸到低于极限分辨率且尺寸高度可控的图形形成方法，其中在抗蚀图形例如ArF抗蚀图形上施覆涂覆层，该ArF抗蚀图形是用已知方法形成的，抗水性较高，然后通过加热改性在抗蚀图形表面上形成不溶于显影液的改性层，从而使抗蚀图形增厚。本专利技术的另一个目的是提出一种减少图形形成后用电子束辐照产生的抗蚀图形尺寸波动的方法，其中在抗蚀图形例如ArF抗蚀图形上有涂覆层，该抗蚀图形是用已知方法形成的，具有较高的抗水性，然后通过加热改性涂覆层而在抗蚀图形表面上形成不溶于显影液的改性层；和一种抗蚀图形的检查方法，通过它在用上述尺寸测量SEM对抗蚀图形的尺寸测量进行检查时由电子束辐照产生的尺寸波动降低了。本专利技术的另一个目的是提供一种水溶性树脂组合物，它优选和适用于通过增厚抗蚀图形在上述实际有效减小抗蚀图形的分离尺寸或孔径尺寸到极限分辨率的图形形成方法中形成涂覆层，并适用于在减少由电子束辐照产生的抗蚀图形尺寸波动的方法中、在由电子束辐照产生的尺寸波动降低了的抗蚀图形检查方法中形成涂覆层。
技术实现思路
作为努力研究和测试的结果，当使用特殊类型聚合物作为水溶性树脂来完成本专利技术时，专利技术人发现上述各个目的都可以通过在上述水溶性组合物中包含加热时产生酸的酸产生剂和使提供形成防电子束的抗蚀图形成为可能而实现，该树脂组合物是用于涂覆抗蚀图形的涂层形成材料。这表示本专利技术涉及一种水溶性树脂组合物，其特征在于至少包含水溶性树脂、加热时能够产生酸的酸产生剂和含水溶剂。本专利技术还涉及一种实际有效地减小抗蚀图形分离尺寸或孔径尺寸到低于极限分辨率的图形形成方法，其特征在于包括步骤通过在抗蚀图形上施覆水溶性树脂组合物形成涂覆层，通过加热上述涂覆层在上述抗蚀图形表面的确定宽度中形成涂覆层的不溶于显影液的改性层，通过显影上述涂覆层而在抗蚀图形表面上形成具有改性层的图形。本专利技术还涉及一种降低电子束辐照引起的抗蚀图形尺寸波动的方法，其特征在于包括步骤通过在抗蚀图形上施覆上述水溶性树脂组合物形成涂覆层，通过加热上述涂覆层在上述抗蚀图形表面的确定宽度中形成涂覆层的不溶于显影液的改性层，通过显影上述涂覆层而在抗蚀图形表面上形成具有改性层的图形。本专利技术还涉及抗蚀图形的检查方法，其特征在于包括步骤通过在抗蚀图形上施覆上述水溶性树脂组合物形成涂覆层，通过加热上述涂覆层在上述抗蚀图形表面的确定宽度中形成涂覆层的不溶于显影液的改性层，通过显影上述涂覆层而在抗蚀图形表面上形成具有改性层的图形，和用电子束辐照上述图形来测量抗蚀图形。附图说明图1所示为解释本专利技术图形形成方法的说明图。图2所示为抗蚀图形尺寸测量波动比的图形。具体实施例方式下面本专利技术将就以下方面进行更详细地说明本专利技术的水溶性树脂组合物，使用水溶性树脂组合物的图形形成方法，减少由电子束辐照产生的抗蚀图形尺寸测量值波动的方法，和抗蚀图形的检查方法。首先解释本专利技术的水溶性树脂组合物。本专利技术的水溶性树脂组合物至少包含水溶性树脂、加热时能够产生酸的酸产生剂和含水溶剂。在本专利技术水溶性树脂组合物中使用的水溶性树脂，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水溶性树脂组合物，特征在于至少包含水溶性树脂、加热时能够产生酸的酸产生剂和含水溶剂。
【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：高野祐辅，洪圣恩，
申请(专利权)人：AZ电子材料日本株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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