CN1574219A - 图案形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图案形成方法。其目的在于：使通过浸渍光刻而得到的抗蚀图案的形状良好。形成含有吸湿性化合物的抗蚀膜102之后，在将水103供向该抗蚀膜102上的状态下选择曝光光104照射抗蚀膜102而进行图案曝光。对已进行了图案曝光的抗蚀膜102进行显像处理而形成抗蚀图案105。

Description

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。
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，同时也在探讨如何使用波长更短的F2激光作曝光光的光刻技术来形成图案。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便远在后头。
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，有人提出了浸渍光刻(immersion lithography)(参考非专利文献1)这样的技术。
(非专利文献1)
M.Switkes and M.Rothschild，“Immersion Lithography at 157nm”，J.Vac.Sci.Technol.，B19，2353(2001)
根据该浸渍光刻，因为折射率为n的液体充满了曝光装置内的投影透镜(projection lens)与晶片上的抗蚀膜之间的区域，而使曝光装置的NA(开口数)的值成为n·NA。故抗蚀膜的解像度提高。
下面，参看图7(a)～图7(d)说明使用了浸渍光刻的现有的图案形成方法。
首先，准备具有以下组成的正化学放大型抗蚀材料。
Base polymer：poly((norbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate)-maleic anhydride))(whereinnorbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate∶maleic anhydride＝50mol％∶50mol％)  ...    2g
酸产生剂：triphenylsulfonium nonaflate         ...    0.06g
溶剂：propylene glycol monomethyl ether acetate  ...    20g
接着，如图7(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7(b)所示，边将水3供到抗蚀膜2上，边用由NA为0.65的ArF准分子激光形成的曝光光4透过光掩模5去照射抗蚀膜2而进行图案曝光。需提一下，在图7(b)中，未示出将通过光掩模5的曝光光4集聚在抗蚀膜2的表面的投影镜，但在投影镜和抗蚀膜2之间的区域充满了水3。因为这样做以后在抗蚀膜2的曝光部分2a由酸产生剂产生酸，所以该曝光部分2a就变为相对碱性显像液具有了可溶性。另一方面，因为在抗蚀膜2的未曝光部分2b却不会由酸产生剂产生酸，所以未曝光部分2b相对碱性显像液仍然是难溶性不变。
接着，如图7(c)所示，若用热盘(hot plate)在110℃的温度下对已进行了图案曝光的抗蚀膜2加热60秒钟以后，再用2.38wt％的氢氧化四甲铵显像液(tetramethylammonium hydroxide developer)(碱性显像液)进行显像，便能形成由抗蚀膜2的未曝光部分2b形成、线宽0.09μm的抗蚀图案6，如图7(d)所示。
然而，如图7(d)所示，由现有的图案形成方法得到的抗蚀图案6的形状不良。
需提一下，在现有例中使用的是正化学放大型抗蚀材料，使用负化学放大型抗蚀材料，抗蚀图案的形状也是不良的。
因为若用这样的形状不良的抗蚀图案去蚀刻被处理膜，所得到的图案的形状也是不良的，所以就出现了在半导体器件的制造工序中其生产性和合格率下降的问题。
本发明正是为解决这些问题而研究开发出来的。其目的在于：使利用浸渍蚀刻而得到的抗蚀图案的形状良好。
发明内容
为达成上述目的，本案发明人对利用浸渍蚀刻得到的抗蚀图案的形状不良的原因进行了探讨，做出了下述现象是导致形状不良的原因的结论。换句话说，在抗蚀膜上供给了水的状态下对抗蚀膜进行图案曝光的工序中，因为抗蚀膜上的水蒸发，而在投影镜和抗蚀膜之间的上部区域形成了空间部也就是不存在水的部分，而出现曝光装置的NA的值偏离规定值或者有误差等现象，由此而造成抗蚀图案的形状不良。
本发明正是在上述认识的基础上开发出来的，将吸湿性化合物或者稀土类化合物供到抗蚀膜的表面部分，再由该吸湿性化合物或者稀土类化合物将大气中的水蒸气吸取到抗蚀膜的表面。是按照以下做法来实现这一发明的。
本发明所涉及的第一方面的图案形成方法，包括：形成由含吸收水分的物质的抗蚀材料制成的抗蚀膜的工序；在将浸渍溶液供向抗蚀膜上的状态下，选择曝光光去照射抗蚀膜而进行图案曝光的工序；以及将已进行了图案曝光的抗蚀膜显像而形成抗蚀图案的工序。
根据第一方面的图案形成方法，因为在抗蚀膜中含有吸收水分的物质，所有大气中的水蒸气在吸收水分的物质的作用下附着到抗蚀膜的表面，已附着到抗蚀膜表面的水分在水的表面张力及抗蚀膜表面的疏水性的作用下被吸到充满了投影镜和抗蚀膜之间的浸渍溶液中而成为一体。因此，即使投影镜和抗蚀膜之间的浸渍溶液由于蒸发而减少，也能够由从大气中所吸取的水分来将所减少的那一部分水补充上来。于是，就不会在投影镜和抗蚀膜之间的上部区域形成空间部，曝光装置的NA值就稳定，抗蚀图案的形状就良好。
本发明所涉及的第六方面的图案形成方法，包括：在将含吸收水分的物质的浸渍溶液供向抗蚀膜上的状态下，选择曝光光去照射抗蚀膜而进行图案曝光的工序；和对已进行了图案曝光的抗蚀膜进行显像处理而形成抗蚀图案的工序。
根据第六方面的图案形成方法，因为在供到抗蚀膜上的浸渍溶液中含有吸收吸收水分的物质，所以大气中的水蒸气在吸收水分的物质的作用下附着到抗蚀膜的表面，已附着到表面的水分在水的表面张力及抗蚀膜表面的疏水性的作用下被吸到充满了投影镜和抗蚀膜之间的浸渍溶液中而成为一体。因此，即使投影镜和抗蚀膜之间的浸渍溶液由于蒸发而减少，也能够由从大气中所吸取的水分来将所减少的那一部分水补充上来，于是，就不会在投影镜和抗蚀膜之间的上部区域形成空间部，曝光装置的NA值就稳定，抗蚀图案的形状就良好。
在第一或者第六方面的图案形成方法中，可使用乙烯甘醇(ethyleneglycol)、聚乙烯甘醇(polyethylene glycol)、丙三醇(glycelin)或者N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)作吸湿性化合物。
作吸湿性化合物。
在第十方面的图案形成方法中，供给溶液的工序，可在搅拌法、浸渍法或者喷雾法下进行。
本发明所涉及的第十二方面的图案形成方法，包括：在抗蚀膜上形成含吸收水分的物质的膜的工序；在将浸渍溶液供到膜上的状态下，选择曝光光去照射抗蚀膜而进行图案曝光的工序；以及将已进行了图案曝光的抗蚀膜显像而形成抗蚀图案的工序。
根据第十二方面的图案形成方法，因为事先在抗蚀膜上形成了含吸收水分的物质的膜，所以大气中的水蒸气在吸收水分的物质的作用下附着在膜的表面，已附着到抗蚀膜上的膜的表面的水分在水的表面张力的作用下被吸到充满了投影镜和抗蚀膜之间的浸渍溶液而成为一体。因此，即使投影镜和抗蚀膜上的膜之间的浸渍溶液由于蒸发而减少，也能够由从大气中所吸取的水分来将所减少的那一部分水补充上来，于是，就不会在投影镜和抗蚀膜上的膜之间的上部区域形成空间部，曝光装置的NA值就稳定，抗蚀图案的形状就良好。
在第十二方面的图案形成方法中，可使用非水溶性膜作含吸收水分的物质的膜。
在这种情况下，可用烯烃膜作非水溶性膜，烯烃膜例如有聚乙烯膜、聚丙烯膜或者是乙烯和丙烯的共聚合膜。
在第二、第七及第十三方面的图案形成方法中，可用氧化物、氯化物、硫酸物、硝酸物、氢氧化物、乙酸物或者辛酸物(octylate)作稀土类化合物。
在第二、第七及第十三方面的图案形成方法中，可用氧化钇、氧化钕、氧化铈、氧化镧或者氧化钪作稀土类化合物。
在第二、第七及第十三方面的图案形成方法中，可用氯化铈作稀土类化合物。
在第二、第七及第十三方面的图案形成方法中，可用硫酸高铈或者硫酸高铈铵(ammonium ceric sulfate)作稀土类化合物。
在第二、第七及第十三方面的图案形成方法中，可用硝酸铈、硝酸铈铵(ammonium cerium nitrate)或者硝酸镧作稀土类化合物。
在第二、第七及第十三方面的图案形成方法中，可用氢氧化铈作稀土类化合物。
在第二、第七及第十三方面的图案形成方法中，可用乙酸铈(ceriumacetate)作稀土类化合物。
在第二、第七及第十三方面的图案形成方法中，可用辛酸铈(ceriumoctylate)作稀土类化合物。
在第一、第六、第十二方面的图案形成方法中，可用KrF准分子激光、ArF准分子激光、F2激光、KrAr激光或者Ar2激光等作曝光光用。
附图的简单说明
图1(a)～图1(d)为剖面图，示出了本发明的第一个实施例所涉及的图案形成方法中的每一个工序。
图2(a)～图2(d)为剖面图，示出了本发明的第二个实施例所涉及的图案形成方法中的每一个工序。
图3(a)～图3(d)为剖面图，示出了本发明的第三个实施例所涉及的图案形成方法中的每一个工序。
图4(a)～图4(d)为剖面图，示出了本发明的第四个实施例所涉及的图案形成方法中的每一个工序。
图5(a)～图5(d)为剖面图，示出了本发明的第五个实施例所涉及的图案形成方法中的每一个工序。
图6(a)～图6(d)为剖面图，示出了本发明的第六个实施例所涉及的图案形成方法中的每一个工序。
图7(a)～图7(d)为剖面图，示出了现有的图案形成方法中的每一个工序。
符号说明
101-衬底；102-抗蚀膜；102a-曝光部分；102b-未曝光部分；103-水；104-曝光光；105-抗蚀图案；106-投影镜；201-衬底；202-抗蚀膜；202a-曝光部分；202b-未曝光部分；203-水；204-曝光光；205-抗蚀图案；206-投影镜；301-衬底；302-抗蚀膜；302a-曝光部分；302b-未曝光部分；303-水；304-曝光光；305-抗蚀图案；306-投影镜；401-衬底；402-抗蚀膜；402a-曝光部分；402b-未曝光部分；403-水；404-曝光光；405-抗蚀图案；406-投影镜；501-衬底；502-抗蚀膜；502a-曝光部分；502b-未曝光部分；503-含稀土类化合物的溶液；504-水；505-曝光光；506-抗蚀图案；507-投影镜；601-衬底；602-抗蚀膜；602a-曝光部分；602b-未曝光部分；603-非水溶性膜；604-水；605-曝光光；606-抗蚀图案；607-投影镜。
具体实施方式
(第一个实施例)
参考附图1(a)～图1(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。
Base polymer：poly((norbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate)-(maleic anhydride))(whereinnorbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate∶maleic anhydride＝50mol％∶50mol％)  ...    2g
酸产生剂：triphenylsulfonium nonaflate   ...    0.06g
吸湿性化合物：乙烯甘醇(ethylene glycol)  ...    0.08g
溶剂：propylene glycol monomethyl ether acetate  ...    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，在让水(折射率n：1.44)103充满抗蚀膜102及投影镜106之间的状态下，用由NA为0.65的ArF准分子激光形成的曝光光104透过未图示的光掩模去照射抗蚀膜102而进行图案曝光。因为这样做以后在抗蚀膜102的曝光部分102a由酸产生剂产生酸，所以该曝光部分102a就变为相对碱性显像液具有可溶性。另一方面，因为在抗蚀膜102的未曝光部分102b却不会由酸产生剂产生酸，所以未曝光部分102b相对碱性显像液仍然是难溶性不变。
接着，如图1(c)所示，若用热盘在110℃的温度下对已进行了图案曝光的抗蚀膜102加热60秒钟以后，再用2.38wt％的氢氧化四甲铵显像液(碱性显像液)进行显像，便能形成由抗蚀膜102的未曝光部分102b形成、线宽0.09μm且形状良好的抗蚀图案105，如图1(d)所示。
根据第一个实施例，大气中的水蒸气在吸湿性化合物的作用下附着在抗蚀膜102的表面，已附着在抗蚀膜102表面的水分，在水的表面张力及抗蚀膜表面的疏水性的作用下被吸到充满了投影镜106和抗蚀膜102之间的水103中而成为一体。因此，即使投影镜106和抗蚀膜102之间的水103由于蒸发而减少，所减少的水分也能够由从大气中取得的水分补充上来，这样也就不会在投影镜106和抗蚀膜102之间的上部区域形成空间部分。所以抗蚀图案105的形状就良好。
(第二个实施例)
参考附图2(a)～图2(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负化学放大型抗蚀材料。
Base polymer：poly((norbornene-5-methylenecarboxylic acid)-(maleic anhydride))(wherein norbornene-5-methylenecarboxylicacid∶maleic anhydride＝50mol％∶50mol％)    ...    2g
桥联剂：1，3，5-N-(trihydroxymethyl)melamine  ...  0.7g
酸产生剂：triphenylsulfonium nonaflate   ...  0.06g
吸湿性化合物：polyethylene glycol        ...  0.06g
溶剂：propylene glycol monomethyl ether acetate  ...  20g
接着，如图2(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2(b)所示，在让水203充满抗蚀膜202和投影镜206之间的状态下，用由NA为0.65的ArF准分子激光形成的曝光光204透过来示的光掩模去照射抗蚀膜202而进行图案曝光。因为这样做以后在抗蚀膜202的曝光部分202a由酸产生剂产生酸，所以在桥联剂的作用下曝光部分202a变为相对碱性显像液具有难溶性。另一方面，因为在抗蚀膜202的未曝光部分202b却不会由酸产生剂产生酸，所以未曝光部分202b相对碱性显像液仍然是可溶性不变。
接着，如图2(c)所示，若用热盘在120℃的温度下对已进行了图案曝光的抗蚀膜202加热60秒钟以后，再用2.38wt％的氢氧化四甲铵显像液(碱性显像液)进行显像，便能形成由抗蚀膜202的曝光部分202a形成、线宽0.09μm且形状良好的抗蚀图案205，如图2(d)所示。
根据第二个实施例，大气中的水蒸气在吸湿性化合物的作用下附着在抗蚀膜202的表面，已附着在抗蚀膜202表面的水分，在水的表面张力及抗蚀膜表面的疏水性的作用下被吸到充满了抗蚀膜202和投影镜206之间的水203中而成为一体。因此，即使抗蚀膜202和投影镜206之间的水203由于蒸发而减少，所减少的水分也能够由从大气中取得的水分补充上来，所以抗蚀图案205的形状就良好。
(第三个实施例)
参考附图3(a)～图3(d)，说明本发明的第三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。
Base polymer：poly((norbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate)-(maleic anhydride))(whereinnorbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate∶maleic anhydride＝50mol％∶50mol％)  ...  2g
酸产生剂：triphenylsulfonium nonaflate   ...    0.06g
溶剂：propylene glycol monomethyl ether acetate  ...  20g
接着，如图3(a)所示，在衬底301上涂敷上述化学放大型抗蚀材料，而形成厚0.35μm的抗蚀膜302。
接着，如图3(b)所示，在让含有5wt％的丙三醇(吸湿性化合物)的水303充满抗蚀膜302和投影镜306之间的状态下，用由NA为0.65的ArF准分子激光形成的曝光光304透过未示的光掩模去照射抗蚀膜302而进行图案曝光。因为这样做以后在抗蚀膜302的曝光部分302a由酸产生剂产生酸，所以该曝光部分302a就变为相对碱性显像液具有可溶性。另一方面，因为在抗蚀膜302的未曝光部分302b却不会由酸产生剂产生酸，所以未曝光部分302b相对碱性显像液仍然是难溶性不变。
接着，如图3(c)所示，若用热盘在110℃的温度下对已进行了图案曝光的抗蚀膜302加热60秒钟以后，再用2.38wt％的氢氧化四甲铵显像液(碱性显像液)进行显像，便能形成由抗蚀膜302的未曝光部分302b形成、线宽0.09μm且形状良好的抗蚀图案305，如图3(d)所示。
根据第三个实施例，大气中的水蒸气在吸湿性化合物的作用下附着在抗蚀膜302的表面，已附着在抗蚀膜302表面的水分，在水的表面张力及抗蚀膜表面的疏水性的作用下被吸到充满了抗蚀膜302和投影镜306之间的水303中而成为一体。因此，即使抗蚀膜302和投影镜306之间的水303由于蒸发而减少，所减少的水分也能够由从大气中取得的水分补充上来，所以抗蚀图案305的形状就良好。
需提一下，在第一到第三个实施例中，可适当地使用乙烯甘醇(ethylene glycol)、聚乙烯甘醇(polyethylene glycol)、丙三醇(glycelin)或者N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)等作吸湿性化合物。
而且，虽然抗蚀膜或者水中所含的吸湿性化合物的添加量通常在几wt％左右，但比该添加量多也行，比该添加量少也行。
(第四个实施例)
参考附图4(a)～图4(d)，说明本发明的第四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。
Base polymer：poly((norbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate)-(maleic anhydride))(whereinnorbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate∶maleic anhydride＝50mol％∶50mol％)  ...  2g
酸产生剂：triphenylsulfonium nonaflate  ...    0.06g
稀土类化合物：氧化钇(yttrium oxide)  ...  0.07g
溶剂：propylene glycol monomethyl ether acetate  ...  20g
接着，如图4(a)所示，在衬底401上涂敷上述化学放大型抗蚀材料，而形成厚0.35μm的抗蚀膜402。
接着，如图4(b)所示，在让水403充满抗蚀膜402和投影镜406之间的状态下，用由NA为0.65的ArF准分子激光形成的曝光光404透过来图示的光掩模去照射抗蚀膜402而进行图案曝光。这样做以后在抗蚀膜402的曝光部分402a由酸产生剂产生酸，该曝光部分402a就变为相对碱性显像液具有可溶性。另一方面，因为在抗蚀膜402的未曝光部分402b却不会由酸产生剂产生酸，所以未曝光部分402b相对碱性显像液仍然是难溶性不变。
接着，如图4(c)所示，若用热盘在110℃的温度下对已进行了图案曝光的抗蚀膜402加热60秒钟以后，再用2.38wt％的氢氧化四甲铵显像液(碱性显像液)进行显像，便能形成由抗蚀膜402的未曝光部分402b形成、线宽0.09μm且形状良好的抗蚀图案405，如图4(d)所示。
根据第四个实施例，大气中的水蒸气在稀土类化合物的作用下附着在抗蚀膜402的表面，已附着在抗蚀膜402表面的水分，在水的表面张力及抗蚀膜表面的疏水性的作用下被吸到充满了抗蚀膜402和投影镜406之间的水403中而成为一体。因此，即使抗蚀膜402和投影镜406之间的水403由于蒸发而减少，所减少的水分也能够由从大气中取得的水分补充上来，所以抗蚀图案405的形状就良好。
(第五个实施例)
参考附图5(a)～图5(d)，说明本发明的第五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。
Base polymer：poly((norbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate)-(maleic anhydride))(whereinnorbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate∶maleic anhydride＝50mol％∶50mol％)  ...  2g
酸产生剂：triphenylsulfonium nonaflate  ...    0.06g
溶剂：propylene glycol monomethyl ether acetate  ...  20g
接着，如图5(a)所示，在衬底501上涂敷上述化学放大型抗蚀材料，而形成厚0.35μm的抗蚀膜502。接着，利用例如浸渍法将含有硫酸高铈铵(ammonium ceric sulfate)(稀土类化合物)的溶液503供到抗蚀膜502上，供给时间例如约为30秒钟。之后，除去溶液503。这样做以后，抗蚀膜502上就残存着稀土化合物。
接着，如图5(b)所示，在让水504充满抗蚀膜502和投影镜507之间的状态下，用由NA为0.65的ArF准分子激光形成的曝光光505透过未图示的光掩模去照射抗蚀膜502而进行图案曝光。因为这样做以后在抗蚀膜502的曝光部分502a由酸产生剂产生酸，所以该曝光部分502a就变为相对碱性显像液具有可溶性。另一方面，因为在抗蚀膜502的未曝光部分502b却不会由酸产生剂产生酸，所以未曝光部分502b相对碱性显像液仍然是难溶性不变。
接着，如图5(c)所示，若用热盘在110℃的温度下对已进行了图案曝光的抗蚀膜502加热60秒钟以后，再用2.38wt％的氢氧化四甲铵显像液(碱性显像液)进行显像，便能形成由抗蚀膜502的未曝光部分502b形成、线宽0.09μm且形状良好的抗蚀图案506，如图5(d)所示。
根据第五个实施例，大气中的水蒸气在稀土类化合物的作用下附着在抗蚀膜502的表面，已附着在抗蚀膜502表面的水分，在水的表面张力及抗蚀膜表面的疏水性的作用下被吸到充满了抗蚀膜502和投影镜507之间的水504中而成为一体。因此，即使抗蚀膜502和投影镜507之间的水504由于蒸发而减少，所减少的水分也能够由从大气中取得的水分补充上来，所以抗蚀图案506的形状就良好。
需提一下，将含稀土类化合物的溶液503供到抗蚀膜502上的方法，有：将溶液503滴到抗蚀膜502上的方法(搅拌法)及将形成有抗蚀膜502的衬底浸到溶液503中的方法(浸渍法)，还有将溶液503雾状地供到抗蚀膜502上的方法(喷雾法)。利用这些方法，确实可将溶液503中所含的稀土类化合物供到抗蚀膜502的表面。
(第六个实施例)
参考附图6(a)～图6(d)，说明本发明的第六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。
Base polymer：poly((norbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate)-(maleic anhydride))(whereinnorbornene-5-methylene-t-butylcarboxylate∶maleic anhydride＝50mol％∶50mol％)  ...  2g
酸产生剂：triphenylsulfonium nonaflate  ...    0.06g
溶剂：propylene glycol monomethyl ether acetate  ...  20g
接着，如图6(a)所示，在衬底601上涂敷上述化学放大型抗蚀材料，而形成厚0.35μm的抗蚀膜602之后，再在抗蚀膜602上形成由含7wt％的氧化钕(稀土类化合物)的聚甲基丙烯酸甲酯形成的非水溶性膜(膜厚：0.07μm)603。
接着，如图6(b)所示，在让水604充满非水溶性膜603和投影镜607之间的状态下，用由NA为0.65的ArF准分子激光形成的曝光光605透过未图示的光掩模去照射非水溶性膜603及抗蚀膜602而进行图案曝光。因为这样做以后在抗蚀膜602的曝光部分602a由酸产生剂产生酸，所以该曝光部分602a就变为相对碱性显像液具有可溶性。另一方面，因为在抗蚀膜602的未曝光部分602b却不会由酸产生剂产生酸，所以未曝光部分602b相对碱性显像液仍然是难溶性不变。
接着，如图6(c)所示，若用热盘在110℃的温度下对已进行了图案曝光的抗蚀膜602加热60秒钟以后，再用2.38wt％的氢氧化四甲铵显像液(碱性显像液)进行显像，便能形成由抗蚀膜602的未曝光部分602b形成、线宽0.09μm且形状良好的抗蚀图案606，如图6(d)所示。
根据第六个实施例，大气中的水蒸气在稀土类化合物的作用下附着在非水溶性膜603的表面，已附着在非水溶性膜603表面的水分，在水的表面张力及非水溶性膜的疏水性的作用下被吸到充满了非水溶性膜603和投影镜607之间的水604中而成为一体。因此，即使非水溶性膜603和投影镜607之间的水604由于蒸发而减少，所减少的水分也能够由从大气中取得的水分补充上来，所以抗蚀图案606的形状就良好。
需提一下，在第六个实施例中，用聚甲基丙烯酸甲酯膜作了非水溶性膜603，但并不限于此，还可用聚乙烯膜、聚丙烯膜或者是乙烯和丙烯的共聚合膜等烯烃膜作非水溶性膜603。
可适当地使用氧化物、氯化物、硫酸物、硝酸物、氢氧化物、乙酸物或者辛酸物作第四个实施例～第六个实施例中的稀土类化合物。抗蚀膜、水或者水溶性膜中所含的稀土类化合物的添加量一般在几wt％左右，但比这个数量多或者少都是可以的。
稀土类化合物的氧化物，例如有：氧化钇、氧化钕、氧化铈、氧化镧或者氧化钪等。
稀土类化合物的氯化物，例如有：氯化铈等。
稀土类化合物的硫酸物，例如有：硫酸高铈或者硫酸高铈铵(ammonium ceric sulfate)等。
稀土类化合物的硝酸物，例如有：硝酸铈、硝酸铈铵(ammoniumcerium nitrate)或者硝酸镧等。
稀土类化合物的氢氧化物，例如有：氢氧化铈等。
稀土类化合物的乙酸物(acetate)，例如有：乙酸铈(cerium acetate)等。
稀土类化合物的辛酸物(octylate)，例如有：辛酸铈(cerium octylate)。
另外，在第一个实施例到第六个实施例中，可使用ArF准分子激光、F2激光、KrAr激光或者Ar2激光等来代替KrF准分子激光作曝光光用。
另外，在第一个实施例到第六个实施例中，可根据需要让供到抗蚀膜上的水中含有表面活性剂等添加剂。
发明的效果
根据本发明所涉及的第一个到第五个实施例中的图案形成方法，即使投影镜和抗蚀膜(或者抗蚀膜上的膜)之间的水由于蒸发而减少，也能够由从大气中所吸取的水分来将所减少的那一部分水补充上来，于是，就不会在投影镜和抗蚀膜(或者抗蚀膜上的膜)之间的上部区域形成空间部，曝光装置的NA值就稳定，抗蚀图案的形状就良好。

Claims (18)

1、一种图案形成方法，其特征在于：
包括：
形成由含吸收水分的物质的抗蚀材料制成的抗蚀膜的工序；
在将浸渍溶液供向所述抗蚀膜上的状态下，选择曝光光去照射所述抗蚀膜而进行图案曝光的工序；以及
对已进行了图案曝光的所述抗蚀膜进行显像处理而形成抗蚀图案的工序。
2、根据权利要求1所述的图案形成方法，其特征在于：
所述吸收水分的物质，为吸湿性化合物或者稀土类化合物。
3、根据权利要求2所述的图案形成方法，其特征在于：
所述吸湿性化合物，为乙烯甘醇(ethylene glycol)、聚乙烯甘醇(polyethylene glycol)、丙三醇(glycelin)或者N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)。
4、根据权利要求2所述的图案形成方法，其特征在于：
所述稀土类化合物，为氧化钇、氧化钕、氧化铈、氧化镧或者氧化钪；氯化铈；硫酸高铈或者硫酸高铈铵(ammonium ceric sulfate)；硝酸铈、硝酸铈铵(ammonium cerium nitrate)或者硝酸镧；氢氧化铈；乙酸铈(cerium acetate)；辛酸铈(cerium octylate)。
5、根据权利要求1所述的图案形成方法，其特征在于：
所述曝光光，为KrF准分子激光、ArF准分子激光、F2激光、KrAr激光或者Ar2激光。
6、一种图案形成方法，其特征在于：
包括：
在将含吸收水分的物质的浸渍溶液供向抗蚀膜上的状态下，选择曝光光去照射所述抗蚀膜而进行图案曝光的工序；和
对已进行了图案曝光的所述抗蚀膜进行显像处理而形成抗蚀图案的工序。
7、根据权利要求6所述的图案形成方法，其特征在于：
所述吸收水分的物质，为吸湿性化合物或者稀土类化合物。
8、根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于：
所述吸湿性化合物，为乙烯甘醇(ethylene glycol)、聚乙烯甘醇(polyethylene glycol)、丙三醇(glycelin)或者N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone)。
9、根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于：
所述稀土类化合物，为氧化钇、氧化钕、氧化铈、氧化镧或者氧化钪；氯化铈；硫酸高铈或者硫酸高铈铵(ammonium ceric sulfate)；硝酸铈、硝酸铈铵(ammonium cerium nitrate)或者硝酸镧；氢氧化铈；乙酸铈(cerium acetate)；辛酸铈(cerium octylate)。
10、根据权利要求6所述的图案形成方法，其特征在于：
所述供给浸渍溶液的工序，是利用搅拌法、浸渍法或者喷雾法进行的。
11、根据权利要求6所述的图案形成方法，其特征在于：
所述曝光光，为KrF准分子激光、ArF准分子激光、F2激光、KrAr激光或者Ar2激光。
12、一种图案形成方法，其特征在于：
包括：
在抗蚀膜上形成含吸收水分的物质的膜的工序；
在将浸渍溶液供到所述膜上的状态下，选择曝光光去照射所述抗蚀膜而进行图案曝光的工序；以及
对已进行了图案曝光的所述抗蚀膜进行显像处理而形成抗蚀图案的工序。
13、根据权利要求12所述的图案形成方法，其特征在于：
所述吸收水分的物质，为吸湿性化合物或者稀土类化合物。
14、根据权利要求13所述的图案形成方法，其特征在于：
所述含稀土类化合物的膜为非水溶性膜。
15、根据权利要求14所述的图案形成方法，其特征在于：
所述非水溶性膜为烯烃膜。
16、根据权利要求15所述的图案形成方法，其特征在于：
所述烯烃膜为聚乙烯膜、聚丙烯膜或者乙烯丙烯的共聚合膜。
17、根据权利要求13所述的图案形成方法，其特征在于：
所述稀土类化合物，为氧化物、氯化物、硫酸物、硝酸物、氢氧化物、乙酸物或者辛酸物(octylate)；氧化钇、氧化钕、氧化铈、氧化镧或者氧化钪；氯化铈；硫酸高铈或者硫酸高铈铵(ammonium ceric sulfate)；硝酸铈、硝酸铈铵(ammonium cerium nitrate)或者硝酸镧；氢氧化铈；乙酸铈(cerium acetate)；辛酸铈(cerium octylate)。
18、根据权利要求12所述的图案形成方法，其特征在于：
所述曝光光，为KrF准分子激光、ArF准分子激光、F2激光、KrAr激光或者Ar2激光。
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