专利名称：图案形成方法
技术领域：
本发明涉及一种在半导体器件的制造工序中所用的图案形成方法。特别是，涉及一种在湿浸式光刻中在抗蚀膜上形成阻挡膜的图案形成方法。
背景技术：
随着半导体集成电路的大集成化及半导体元件的小型化，就希望加速光刻技术的开发。现在的情况是，用利用了水银灯、KrF准分子激光或者ArF准分子激光等作曝光光的光刻技术来形成图案，同时也在探讨使用波长更短的157nm的F2激光。然而因为曝光装置及抗蚀材料中还有很多课题尚未得以解决，所以使用波长更短的曝光光的光刻技术的实用化也是未知的。
在这样的情况下，最近为使用现有的曝光光推进图案的进一步微细化，有人提出了湿浸式光刻(immersion lithography)(参考例如非专利文献1)这样的技术。根据该湿浸式光刻，因为折射率为n(n＞1)的液体充满了曝光装置内的投影透镜与晶片上的抗蚀膜之间的区域，所以曝光装置的NA(开口数)值成为n·NA，抗蚀膜的解像度提高。
另外，为提高供到抗蚀膜上的液体的折射率，有人提出了使用在液体中加入酸性溶液的方法(参考例如非专利文献2)。
下面，参看图5(a)～图5(d)、图6(a)及图6(b)，说明现有的使用了湿浸式光刻的图案形成方法。
首先，准备具有以下组成的正化学放大型抗蚀材料。
聚((降冰片烯-5-亚甲基-叔丁基羧酸酯)(50mol％)-(马来酸酐)(50mol％))(基体聚合物)………………………2g三氟甲磺酸三苯锍(triphenylsulfonium triflate)(酸产生剂)·0.06g三乙醇胺(酸消失剂) ……………………………………0.002g
丙二醇单甲醚乙酸酯(溶剂) ………………………………20g接着，如图5(a)所示，在衬底1上涂敷上述化学放大型抗蚀材料，而形成厚0.35μm的抗蚀膜2。
接着，如图5(b)所示，利用例如旋转涂敷法，在抗蚀膜2上由具有以下组成的阻挡膜形成用材料形成阻挡膜3。
聚乙烯六氟异丙醇(polyvinyl hexafluoroisopropyl alcohol)(基体聚合物) ………………………………1g正丁基乙醇(溶剂) ……………………20g接着，如图5(c)所示，在110℃的温度下用热盘对已形成的阻挡膜3加热60秒钟。
接着，如图5(d)所示，边将液体(水)4供到抗蚀膜2上，边用由波长193nm、NA0.68的ArF准分子激光形成的曝光光5透过光掩模6去照射抗蚀膜2而进行图案曝光。
接着，如图6(a)所示，在105℃的温度下用热盘将已图案曝光了的抗蚀膜2加热60秒钟以后，再用浓度2.38wt％的氢氧化四甲铵显像液，边除去阻挡膜3边进行显像，便能形成由抗蚀膜2的未曝光部分形成、线宽0.09μm的抗蚀图案2a，如图6(b)所示。
(非专利文献1)M.Switkes and M.Rothschild，“Immersion Lithography at 157nm”，J.Vac.Sci.Technol.，B19，2353(2001)(非专利文献2)B.W.Smith，A.Bourov，Y.Fan，L.Zavyalova，N.Lafferty，F.Cropanese，“Approaching the numerical aperture of water-Immersion Lithography at 193nm”，Proc.SPIE，Vol.5377，p.273(2004))(专利文献)特表2000-506287号公报发明内容但是，如图6(b)所示，利用所述现有的图案形成方法获得的抗蚀图案2a的图案形状是所谓的T字(T-top)形状，形状不良。还看到有残渣2b。
本案发明人们，对利用湿浸式光刻得到的抗蚀图案的形状不良的原因进行了各种探讨，得出了以下结论。也就是说，在湿浸式光刻中，为了防止湿浸用液体4和抗蚀膜2接触而使抗蚀膜2的性能恶化，在抗蚀膜2和液体4之间设置了阻挡膜3。但是，曝光后除去抗蚀膜3之际，因为该抗蚀膜3的溶解性不够，才导致图案形状不良。
若利用这样的形状不良的抗蚀图案2a对被处理膜进行蚀刻，则从被处理膜得到的图案形状也不良。结果是会出现半导体器件的制造工序中生产性和合格率下降的问题。
本发明正是为解决上述问题而研究开发出来的。其目地在于在湿浸式光刻中，使除去设在抗蚀膜上的阻挡膜的溶解性(除去容易性)提高，从而获得具有良好形状的微细图案。
本案发明人们，从所述研究结果中得知通过使形成在抗蚀膜上的阻挡膜是水溶性的溶剂即第一阻挡膜和是乙醇溶剂的第二阻挡膜的叠层结构，便能提高曝光后的阻挡膜的除去效率。
理由如下因为第一阻挡膜是水溶性，所以通常用于除去阻挡膜的碱性显像液或者水溶液、与构成第一阻挡膜的聚合物容易离子结合，结果第一阻挡膜的溶解性提高。除此以外，因为第一阻挡膜是水溶性，所以形成在该第一阻挡膜上溶剂中使用乙醇的第二阻挡膜也很容易在剥离(lift-off)作用下除去。
而且，通过将第一阻挡膜的折射率射设定得大于湿浸式光刻用液体的折射率，便能够使通过液体的曝光光入射到抗蚀膜的入射效率提高。补充说明一下，若第一阻挡膜的折射率比水的折射率高，则更能抑制曝光光在第一阻挡膜表面上的反射，所以最好是第一阻挡膜的折射率大于水的折射率。例如，若折射率大于等于1.5，则能够更顺利地将入射光引导到抗蚀膜中。
这里，入射光能够很顺利，是因为通过液体而来的光入射到和该液体相比折射率较高的阻挡膜中，入射光的入射角度就变小，结果是光扩散被抑制。
本发明是根据以上见解做出的，通过以下具体的结构来实现。
本发明所涉及的第一图案形成方法，包括在衬底上形成抗蚀膜的工序，在已形成的抗蚀膜上形成溶剂是水溶性的第一阻挡膜的工序，在第一阻挡膜上形成溶剂是乙醇的第二阻挡膜的工序，在将液体供到第二阻挡膜上的状态下，透过第一阻挡膜和第二阻挡膜用曝光光有选择地去照射抗蚀膜而进行图案曝光的工序，除去第一阻挡膜和第二阻挡膜的工序，以及除去第一阻挡膜和第二阻挡膜后，再将已被图案曝光了的抗蚀膜显像，而从抗蚀膜形成抗蚀图案的工序。
根据第一图案形成方法，使形成在抗蚀膜上的阻挡膜成为溶剂是水溶性的第一阻挡膜和溶剂是乙醇的第二阻挡膜的叠层结构。于是，因为溶剂是溶于乙醇的第二阻挡膜难以溶解于湿浸用液体中，所以能够保护水溶性第一阻挡膜免受水等液体的破坏。而且，直接形成在抗蚀膜上的第一阻挡膜，其构成聚合物很容易和用以除去阻挡膜的碱性水溶液等离子结合，所以第一阻挡膜的溶解性提高。而且，第二阻挡膜也很容易在第一阻挡膜的剥离作用下被除去。这样，因为第一阻挡膜及第二阻挡膜被充分地除去，所以从抗蚀膜得到的抗蚀图案形状良好。
本发明所涉及的第二图案形成方法，在衬底上形成抗蚀膜的工序，在已形成的抗蚀膜上形成溶剂是水溶性的第一阻挡膜的工序，在第一阻挡膜上形成溶剂是乙醇的第二阻挡膜的工序，在将液体供到第二阻挡膜上的状态下，透过所述第一阻挡膜和第二阻挡膜用曝光光有选择地去照射所述抗蚀膜而进行图案曝光的工序，以及将已被图案曝光了的抗蚀膜显像，除去第一阻挡膜和第二阻挡膜，同时从抗蚀膜形成抗蚀图案的工序。
根据本发明的第二图案形成方法，使形成在抗蚀膜上的阻挡膜成为溶剂是水溶性的第一阻挡膜和溶剂是乙醇的、形成在第一阻挡膜上的第二阻挡膜的叠层结构。于是，因为溶剂是溶于乙醇的第二阻挡膜难以溶解于湿浸用液体中，所以能够保护水溶性第一阻挡膜免受液体的破坏。而且，直接形成在抗蚀膜上的第一阻挡膜，其构成聚合物很容易和用以除去阻挡膜的碱性水溶液等离子结合，所以第一阻挡膜的溶解性提高。而且，第二阻挡膜也很容易在第一阻挡膜的剥离作用下被除去。这样，因为第一阻挡膜及第二阻挡膜被充分地除去，所以从抗蚀膜得到的抗蚀图案形状良好。
在第一或者第二图案形成方法中，最好是，第一阻挡膜的折射率比湿浸用液体的折射率大。这样一来，就能顺利地将入射光(曝光光)导入到抗蚀膜中。
在第一或者第二图案形成方法中，构成第一阻挡膜的聚合物可以使用含有羰基或者磺酸基的聚合物。例如，聚丙烯酸、聚乙烯磺酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯磺酸或者粘稠性多糖。
可以在第一阻挡膜中添加例如能够提高第一阻挡膜的折射率的化合物，例如界面活性剂(离子性界面活性剂或者非离子性界面活性剂等)等。
但是，到目前为止，在折射率的值小于水的折射率1.44的水溶性膜中，有在该基体聚合物中混入氟系添加物的时候。那样的折射率小于水的折射率的水溶性膜已经记载在所述专利文献1中。专利文献1中叙述的情况是这样的，利用的不是湿浸式光刻法，是干燥式光刻法。透过抗蚀膜的曝光光在被处理膜的表面反射，抑制已反射了的光在该抗蚀膜上面内侧再次反射以及防止伴随于此的多重干涉。因此，从专利文献1中所公开的所谓的反射防止膜中，看不到本发明那样的有关阻挡膜本身的溶解性的技术思想以及使折射率比水的折射率高的技术思想。
在本发明的第一或者第二图案形成方法中，第一阻挡膜中的溶剂可以使用水、酸性溶液或者碱性水溶液。
在这种情况下，酸性溶液可以使用盐酸水溶液或者醋酸水溶液。
碱性水溶液，可以使用氢氧化四甲铵水溶液、氢氧化四乙铵水溶液、氢氧化四正丁铵水溶液、氢氧化四正叔丁铵水溶液或者胆碱水溶液。
在本发明的第一或者第二图案形成方法中，第二阻挡膜中的溶剂可以使用乙醇、异丙醇、正丙醇、叔丁醇、仲丁醇或者正丁醇。
在本发明的第一或者第二图案形成方法中，构成第二阻挡膜的聚合物是含有羟基的聚合物，例如可以使聚乙烯乙醇或者聚乙烯六氟异丙醇。
本发明的图案形成方法，既可以和第一图案形成方法一样，在显像前除去第一及第二阻挡膜，也可以和第二图案形成方法一样，在显像时除去第一及第二阻挡膜。每一个方法各有优点。首先，象第一图案形成方法一样，在显像前除去阻挡膜，便能顺利地将抗蚀膜显像，没有任何障碍。另外，若象第二图案形成方法那样，在将抗蚀膜显像的时候除去阻挡膜，好处则是能够控制抗蚀膜的溶解特性并使其提高。具体而言，若在显像时也同时除去阻挡膜，则能够在某种程度上控制抗蚀膜的溶解特性。
这里，参考图7说明抗蚀膜的溶解特性。一般情况下，认为溶解特性极其优良的情况，是曝光量超过某一阈值(图7中的阈值范围)，溶解速度急剧地变化(图7中的虚曲线A)。溶解速度相对曝光量变化得越急剧，就越容易在抗蚀膜中的曝光部分和未曝光部分之间出现溶解性之差，也就越容易形成良好的图案。因此，在显像时除去阻挡膜的情况下，整体溶解速度就会下降，下降大小就是除去阻挡膜所需要的那一部分。所以能够使图7中所示的用圆圈c包围起来的区域的溶解速度成为更加平坦的曲线。结果是，在实际的抗蚀膜的溶解特性用曲线B表示的情况下，即使该较少的曝光量具有某种程度的偏差，也能够将曝光量少时的溶解速度调整为较慢的溶解速度且成为比较均匀的状态。换句话说，因为溶解性容易在抗蚀膜中的曝光部分和未曝光部分之间出现差别，所以很容易得到良好的图案。
在第一图案形成方法中，除去第一或者第二阻挡膜的水溶液使用具有将该第一及第二阻挡膜溶解的氢离子指数(pH)的水溶液即可。例如，可使用显像液或者稀释显像液等。稀释显像液的稀释程度只要比一般的显像液即浓度2.38％的氢氧化四甲铵水溶液的低即可。例如，最好是大于等于0.001％且小于等于2％。但本发明并不限于该浓度范围。
第一或者第二图案形成方法中，最好是，还包括在形成第二阻挡膜的工序之前，对已形成为膜的第一阻挡膜进行第一加热处理的工序。
同样，第一或者第二图案形成方法中，最好是，还包括在进行图案曝光的工序之前，对已形成为膜的第二阻挡膜进行第二加热处理的工序。
若这样对所形成的各个阻挡膜进行加热处理，各个阻挡膜的致密性便会增加，相对曝光时供到其上的液体的难溶性也会增加。补充说明一下，使各个阻挡膜的致密性过度增大，就会使溶解并除去该阻挡膜变得很困难。所以有必要在适当的温度范围内加热。最好是，例如大于等于100℃且小于等于150℃。但本发明并不限于该温度范围。
在第一或者第二图案形成方法中，湿浸用液体可使用水或者酸性溶液。
在这种情况下，酸性溶液可使用硫酸铯水溶液(Cs2So4)或者磷酸水溶液(H3PO4)。这样一来，便能够提高液体的折射率。而且，也可以在液体中含有界面活性剂等添加物。
在第一或者第二图案形成方法中，曝光光是KrF准分子激光、Xe2激光、ArF准分子激光、F2激光、KrAr激光或者Ar2激光。
—发明的效果—根据本发明所涉及的图案形成方法，因为做到了很容易除去形成在抗蚀膜和液体之间的阻挡膜，所以能够防止液体对抗蚀膜的影响，同时能够得到具有良好形状的微细图案。
附图的简单说明
图1(a)到图1(d)是剖面图，显示本发明的第一个实施例所涉及的图案形成方法中的各个工序。
图2(a)到图2(d)是剖面图，显示本发明的第一个实施例所涉及的图案形成方法中的各个工序。
图3(a)到图3(d)是剖面图，显示本发明的第二个实施例所涉及的图案形成方法中的各个工序。
图4(a)到图4(d)是剖面图，显示本发明的第二个实施例所涉及的图案形成方法中的各个工序。
图5(a)到图5(d)是剖面图，显示现有的利用湿浸式光刻的图案形成方法中的各个工序。
图6(a)到图6(b)是剖面图，显示现有的利用湿浸式光刻的图案形成方法中的各个工序。
图7是曲线图，用以说明对利用了本发明的图案形成方法的抗蚀剂的溶解性的控制情况。
符号说明101-衬底；102-抗蚀膜；102a-抗蚀图案；103-第一阻挡膜；104第二阻挡膜；105-液体；106-曝光光；107-投影透镜；201-衬底；202-抗蚀膜；202a-抗蚀图案；203-第一阻挡膜；204-第二阻挡膜；205-液体；206-曝光光，207-投影透镜。
具体实施例方式
(第一个实施例)参考图1(a)到图1(d)、图2(a)到图2(d)，说明本发明的第一个实施例所涉及的图案形成方法。
首先，准备具有以下组成的正化学放大型抗蚀材料。
聚((降冰片烯-5-亚甲基-叔丁基羧酸酯)(50mol％)-(马来酸酐)(50mol％)) (基体聚合物)………………………………2g三氟甲磺酸三苯锍(triphenylsulfonium triflate)(酸产生剂)·0.06g三乙醇胺(酸消失剂) ……………………………………0.002g丙二醇单甲醚乙酸酯(溶剂) ………………………………………20g接着，如图1(a)所示，在衬底101上涂敷上述化学放大型抗蚀材料，而形成厚0.35μm的抗蚀膜102。
接着，如图1(b)所示，利用例如旋转涂敷法，在抗蚀膜102上由具有以下组成的第一阻挡膜形成用材料形成厚度50nm的第一阻挡膜103。
聚丙烯酸(基体聚合物) ………………………………1g水(溶剂) ……………………………………………20g接着，如图1(c)所示，利用例如旋转涂敷法，在第一阻挡膜103上由具有以下组成的第二阻挡膜形成用材料形成厚度60nm的第二阻挡膜104。
聚乙烯六氟异丙醇(polyvinyl hexafluoroisopropyl alcohol)(基体聚合物) ……………………………1g正丁基乙醇(溶剂)……………………20g接着，如图1(d)所示，在110℃的温度下用热盘对已形成的第一阻挡膜103和第二阻挡膜104加热60秒钟，使第一阻挡膜103和第二阻挡膜104的致密性提高。
接着，如图2(a)所示，利用例如胶泥填塞法(puddle method)将由水构成的液体105供到第二阻挡膜104和投影透镜107之间，用透过掩模(未示)的曝光光106即NA为0.68的ArF准分子激光通过第一阻挡膜103和第二阻挡膜104照射抗蚀膜102，进行图案曝光。
接着，如图2(b)所示，在105℃的温度下用热盘对已进行图案曝光的抗蚀膜102加热60秒钟(曝光后烘烤)。
接着，如图2(c)所示，利用浓度是0.005wt％的氢氧化四甲铵水溶液(碱性稀释显像液)除去第一阻挡膜103和第二阻挡膜104之后，再利用浓度是2.38wt％的氢氧化四甲铵显像液对已烘烤过的抗蚀膜102进行显像处理，便能得到由抗蚀膜102的未曝光部分形成、线宽0.09μm、形状良好的抗蚀图案102a，如图2(d)所示。
这样，根据第一个实施例，在图1(b)所示的工序中，形成由以水为溶剂的聚丙烯酸形成的第一阻挡膜103，之后，在图1(c)所示的工序中，在第一阻挡膜103上形成由以乙醇为溶剂的聚乙烯六氟异丙醇形成的第二阻挡膜104。这样一来，第一阻挡膜103的基体聚合物便容易与用来除去阻挡膜的碱性水溶液进行离子结合，故第一阻挡膜103的溶解性提高。而且，利用第一阻挡膜103的剥离作用能够很容易地除去第二阻挡膜104。因此，在图2(c)所示的阻挡膜除去工序中，能够充分地除去第一阻挡膜103和第二阻挡膜104，所以抗蚀图案102a中不会产生残渣，能得到良好的形状。
补充说明一下，在第一个实施例中，除去第一阻挡膜103和第二阻挡膜104的碱性水溶液使用了氢氧化四甲铵水溶液。但并不限于此，还可以使用氢氧化四乙铵水溶液、氢氧化四正丁铵水溶液、氢氧化四叔丁铵水溶液或者胆碱水溶液。
(第二个实施例)参考图3(a)到图3(d)、图4(a)到图4(d)，说明本发明的第二个实施例所涉及的图案形成方法。
首先，准备具有以下组成的正化学放大型抗蚀材料。
聚((降冰片烯-5-亚甲基-叔丁基羧酸酯)(50mol％)-(马来酸酐)(50mol％)) (基体聚合物)………………………………2g三氟甲磺酸三苯锍(triphenylsulfonium triflate)(酸产生剂)·0.06g三乙醇胺(酸消失剂) ……………………………………0.002g丙二醇单甲醚乙酸酯(溶剂)……………………………………20g接着，如图3(a)所示，在衬底201上涂敷上述化学放大型抗蚀材料，而形成厚0.35μm的抗蚀膜202。
接着，如图3(b)所示，利用例如旋转涂敷法，在抗蚀膜202上由具有以下组成的第一阻挡膜形成用材料形成厚度70nm的第一阻挡膜203。
聚乙烯吡咯烷酮(基体聚合物)………………………………1g0.05wt％盐酸水溶液(溶剂) …………………………………………20g接着，如图3(c)所示，在100℃的温度下用热盘对已形成的第一阻挡膜203加热60秒钟，使第一阻挡膜203的致密性提高。
如图3(d)所示，利用例如旋转涂敷法，在第一阻挡膜203上由具有以下组成的第二阻挡膜形成用材料形成厚度30nm的第二阻挡膜204。
聚乙烯六氟异丙醇(polyvinyl hexafluoroisopropyl alcohol)(基体聚合物) …………………………1g叔丁基乙醇 ………………………………………20g接着，如图4(a)所示，在110℃的温度下用热盘对已形成的第二阻挡膜204加热60秒钟，使第二阻挡膜204的致密性提高。
接着，如图4(b)所示，利用例如胶泥填塞法将由水构成的液体205供到第二阻挡膜204和投影透镜207之间，用透过掩模(未示)的曝光光106即NA为0.68的ArF准分子激光通过第一阻挡膜203和第二阻挡膜204照射抗蚀膜202，进行图案曝光。
接着，如图4(c)所示，在105℃的温度下用热盘对已进行图案曝光的抗蚀膜202加热60秒钟(曝光后烘烤)。
接着，利用浓度是2.38wt％的氢氧化四甲铵显像液除去第一阻挡膜203和第二阻挡膜204并对已烘烤过的抗蚀膜202进行显像处理，便能得到由抗蚀膜202的未曝光部分形成、线宽0.09μm、形状良好的抗蚀图案202a，如图4(d)所示。
这样一来，根据第二个实施例，在图3(b)所示的工序中，形成由以盐酸为溶剂的聚乙烯吡咯烷酮形成的第一阻挡膜203，之后，在图3(d)所示的工序中，在已被加热处理的第一阻挡膜203上形成由以乙醇为溶剂的聚乙烯六氟异丙醇形成的第二阻挡膜204。于是，第一阻挡膜203的基体聚合物便容易与用来除去阻挡膜的碱性显像液进行离子结合，故第一阻挡膜203的溶解性提高。而且，利用第一阻挡膜203的剥离作用很容易除去第二阻挡膜204。因此，在图4(d)所示的显像工序中，能够充分地除去第一阻挡膜203和第二阻挡膜204，所以抗蚀图案202a中不会产生残渣，能得到良好的形状。
补充说明一下，在本发明的第一个实施例中，第一阻挡膜103的溶剂使用了水；在第二个实施例中，第一阻挡膜203的溶剂使用了盐酸水溶液，不仅如此，还可用醋酸水溶液作溶剂。而且，第一阻挡膜103、203的溶剂，可以使用氢氧化四甲铵水溶液。但并不限于此，还可以使用氢氧化四乙铵水溶液、氢氧化四正丁铵水溶液、氢氧化四叔丁铵水溶液或者胆碱水溶液等碱性水溶液。
象第一及第二实施例所示的那样，有时候，第一阻挡膜和第二阻挡膜的膜厚在30nm～70nm之间最好。但是，并不限于该范围的膜厚，膜厚的下限值，只要能够防止抗蚀膜中的成份溶出到液体中或者该液体浸透到抗蚀膜中那样厚即可。而且，膜厚的上限值，只要保证不会妨碍曝光光透过且容易除去那么厚即可。虽然也要看阻挡膜的组成如何，但厚度大于等于10nm且小于等于100nm左右即可。
在第一个实施例中，形成第二阻挡膜104之后，再同时对第一阻挡膜103和第二阻挡膜104进行加热处理，在第二个实施例中，形成各个阻挡膜203、204之后分别进行加热处理，但并非一定要对这些阻挡膜进行加热处理，只要根据形成的阻挡膜的组成或者阻挡膜的膜厚等来适当进行即可。
在各个实施例中，使用水作湿浸用液体，但为了提高该液体的折射率，可使用硫酸铯水溶液(Cs2So4)或者磷酸水溶液(H3PO4)。还可在液体中添加界面活性剂。
在该各个实施例中，曝光光使用的是ArF准分子激光，并不限于此，还可使用KrF准分子激光、Xe2激光、ArF准分子激光、F2激光、KrAr激光或者Ar2激光作曝光光。
在各个实施例中，采用了胶泥填塞法作为将液体供到第二阻挡膜上的方法，但并不限于此，还可采用例如将每一个衬底浸到液体中的浸渍法(dipmethod)等。
在各个实施例中，抗蚀膜使用的是正化学放大型抗蚀剂，不仅如此，本发明对负化学放大型抗蚀剂也能适用。而且，并不限于化学放大型抗蚀剂，对一般的抗蚀剂也适用。
—工业实用性—根据本发明所涉及的图案形成方法，能够充分地除去形成在抗蚀膜上的阻挡膜，结果是，收到了能够获得具有良好形状的抗蚀图案的效果，作为用到半导体器件的制造工艺等中的微细图案形成方法等很有用。
权利要求
1.一种图案形成方法，其特征在于包括在衬底上形成抗蚀膜的工序，在已形成的所述抗蚀膜上形成溶剂是水溶性的第一阻挡膜的工序，在所述第一阻挡膜上形成溶剂是乙醇的第二阻挡膜的工序，在将液体供到所述第二阻挡膜上的状态下，用曝光光通过所述第一阻挡膜和第二阻挡膜有选择地去照射所述抗蚀膜来进行图案曝光的工序，除去所述第一阻挡膜和第二阻挡膜的工序，以及除去所述第一阻挡膜和第二阻挡膜后，再将已被图案曝光了的所述抗蚀膜显像，以由所述抗蚀膜形成抗蚀图案的工序。
2.一种图案形成方法，其特征在于包括在衬底上形成抗蚀膜的工序，在已形成的所述抗蚀膜上形成溶剂是水溶性的第一阻挡膜的工序，在所述第一阻挡膜上形成溶剂是乙醇的第二阻挡膜的工序，在将液体供到所述第二阻挡膜上的状态下，用曝光光通过所述第一阻挡膜和第二阻挡膜有选择地去照射所述抗蚀膜来进行图案曝光的工序，以及将已被图案曝光了的所述抗蚀膜显像，除去所述第一阻挡膜和第二阻挡膜，同时由所述抗蚀膜形成抗蚀图案的工序。
3.根据权利要求1或者2所述的图案形成方法，其特征在于所述第一阻挡膜的折射率比所述液体的折射率高。
4.根据权利要求1或者2所述的图案形成方法，其特征在于还包括在形成所述第二阻挡膜的工序之前，对已形成为膜的所述第一阻挡膜进行第一加热处理的工序。
5.根据权利要求1或者2所述的图案形成方法，其特征在于还包括在进行所述图案曝光工序之前，对已形成为膜的所述第二阻挡膜进行第二加热处理的工序。
6.根据权利要求1或者2所述的图案形成方法，其特征在于所述第一阻挡膜中的溶剂是水、酸性溶液或者碱性水溶液。
7.根据权利要求6所述的图案形成方法，其特征在于所述酸性溶液是盐酸水溶液或者醋酸水溶液。
8.根据权利要求6所述的图案形成方法，其特征在于所述碱性水溶液，是氢氧化四甲铵水溶液、氢氧化四乙铵水溶液、氢氧化四正丁铵水溶液、氢氧化四正叔丁铵水溶液或者胆碱水溶液。
9.根据权利要求1或者2所述的图案形成方法，其特征在于构成所述第一阻挡膜的聚合物含有羰基或者磺酸基。
10.根据权利要求1或者2所述的图案形成方法，其特征在于所述第二阻挡膜中的溶剂，是乙醇、异丙醇、正丙醇、叔丁醇、仲丁醇或者正丁醇。
11.根据权利要求1或者2所述的图案形成方法，其特征在于构成所述第二阻挡膜的聚合物含有羟基。
12.根据权利要求1或者2所述的图案形成方法，其特征在于所述液体是水或者酸性溶液。
13.根据权利要求12所述的图案形成方法，其特征在于所述酸性溶液是硫酸铯水溶液或者磷酸水溶液。
14.根据权利要求1或者2所述的图案形成方法，其特征在于所述曝光光，是KrF准分子激光、Xe2激光、ArF准分子激光、F2激光、KrAr激光或者Ar2激光。
全文摘要
本发明公开了一种图案形成方法，首先，在衬底101上形成抗蚀膜102。之后在所形成的抗蚀膜102上形成溶剂是水溶性的第一阻挡膜103。接着，在第一阻挡膜103上形成溶剂是乙醇的第二阻挡膜104。接着，在将液体105供到第二阻挡膜104上的状态下透过第一阻挡膜103和第二阻挡膜104用曝光光106有选择地去照射抗蚀膜102而进行图案曝光。接着，除去第一阻挡膜103和第二阻挡膜104后，再对已被图案曝光了的抗蚀膜102进行显像处理，而从抗蚀膜102形成抗蚀图案102a。因此，在湿浸式光刻中，能够提高除去阻挡膜时的溶解性(除去容易性)，形成具有良好的形状的微细图案。
文档编号H01L21/027GK1815372SQ200610051390
公开日2006年8月9日 申请日期2006年1月4日 优先权日2005年2月4日
发明者远藤政孝, 笹子胜 申请人:松下电器产业株式会社