[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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10W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

发明内容

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。

本发明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，本发明的目的还在于提供一种高感光度的抗蚀剂材料。

本发明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。

本发明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，本发明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。

本发明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，本发明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。

本发明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。