用於抗蝕劑的保護層的聚合物以及包括其的聚合物組合物的製作方法

2023-10-06 19:30:34

專利名稱：用於抗蝕劑的保護層的聚合物以及包括其的聚合物組合物的製作方法
技術領域：
本披露內容涉及一種用於抗蝕劑保護層的聚合物以及包括該聚合物的抗蝕劑保 護層組合物。
背景技術：
隨著半導體產業繼續發展，半導體晶片的高度集成越來越需要精細的光敏樹脂組 合物圖案。用於更高集成的這種精細圖案需要能夠精細加工0. ομπι或更小的線寬的光刻 技術。尤其是，正研究更短X射線的應用。具有短波長的放射性射線(放射線)可以包括， 例如，水銀燈的明線光譜(亮線光譜)，遠紫外線(UV)，其典型地包括準分子雷射、X射線、 電子束(e-射束)等，並且尤其是，波長為248nm的KrF準分子雷射、或波長為193nm的ArF 準分子雷射。利用具有酸不穩定的官能團的成分的化學增幅效應和由於X射線輻射(在下文 中，稱作「曝光」)而產生酸的成分(在下文中，稱作「生酸劑」)，這種準分子雷射可以很好 地與抗蝕劑(在下文中，稱作「化學增幅抗蝕劑」)一起工作。化學增幅抗蝕劑可以包括，例 如，包括樹脂的抗蝕劑，其中樹脂包括連接至羧酸的叔丁酯基團或連接至苯酚的碳酸叔丁 酯基團，以及生酸劑。當該抗蝕劑形成抗蝕劑層時，通過在曝光期間產生的酸，叔丁酯基團或碳酸叔丁 酯基團離解自抗蝕劑層的樹脂，因此樹脂可以包括酸性基團，該酸性基團包括羧基基團或 酚式羥基基團。因此，曝光區域可以容易地溶解在鹼性顯影溶液中。最近，因為需要具有45nm線 寬的更精細的圖案，所以已研究了開發具有更短光源波長的曝光裝置並增加透鏡的數值孔 徑(NA)的方法。然而，開發具有更短光源波長的曝光裝置的前種方法需要新的昂貴的曝光 裝置，這造成經濟問題，而增加透鏡的數值孔徑的後種方法具有解析度與焦深(DOF)之間 的權衡問題。換句話說，如果增加解析度，則可能會劣化焦深。因此，最近已報導了液體浸沒式 光刻法(liquid immersion lithography method)以便解決上述問題。液體浸沒式光刻法 通過在透鏡與抗蝕劑層之間設置具有預定厚度的液體浸沒式光刻介質(用於液體浸沒式 光刻的液體)如純水、基於氟的惰性液體等進行曝光工藝。該方法具有這樣的優點，S卩，能實現高解析度而不會劣化焦深，如使用具有短波長 的光源或具有高數值孔徑的透鏡，因為該方法用具有更大折射率(η)的液體如純水等而不 是惰性氣體如空氣、氮氣等來填充曝光裝置的空間，即使它使用具有與常規方法相同的曝 光波長的光源。此外，該浸沒式光刻法已被更多關注，因為它使得可以用低成本來形成具有 高解析度和極好焦深的極好的抗蝕劑圖案，即使它使用目前使用的透鏡。然而，該液體浸沒式光刻法具有以下問題即，在曝光期間，當抗蝕劑層直接接觸 用於液體浸沒式光刻的液體如水等時，生酸劑會從抗蝕劑層中洗脫。過度洗脫的產物可以 損害透鏡並導致難以實現期望的圖案或令人滿意的解析度。此外，當用作用於液體浸沒式光刻的液體的水在抗蝕劑層中具有低後退角時，在高速掃描曝光期間水可能不會快速排 出，因此可能在抗蝕劑層上留下水印。為了解決該問題，已建議使用特定樹脂用於液體浸沒式光刻法或加入添加劑的方 法。然而，該方法並不能確保水相對於抗蝕劑層的足夠的後退角或不能足夠地減少洗脫到 水中的量。

發明內容
本發明的一種示例性實施方式提供了一種用於抗蝕劑保護層的聚合物，其通過調 節後退角和前進角 而具有極好的生產率和更少的缺陷。本發明的另一種實施方式提供了一種包括該聚合物的抗蝕劑保護層組合物。根據本發明的一種實施方式，提供了一種用於抗蝕劑保護層的聚合物，該聚合物 包括由以下化學式1表示的第一重複單元、以及第二重複單元，該第二重複單元包括由以 下化學式2至6表示的至少一種重複單元。[化學式1]
權利要求
1. 一種用於抗蝕劑保護層的聚合物，包括第一重複單元，所述第一重複單元由以下化學式1表示；以及第二重複單元，所述第二重複單元包括由以下化學式2至6表示的至少一種重複單其中，在化學式1中，
2.根據權利要求1所述的用於抗蝕劑保護層的聚合物，其中，以95 5至 30 70mol%的比率混合所述第一重複單元和所述第二重複單元。
3.根據權利要求1所述的用於抗蝕劑保護層的聚合物，其中，所述聚合物具有從3000 至50,000的重均分子量。
4.一種抗蝕劑保護層組合物，包括 根據權利要求1所述的聚合物；以及 有機溶劑。
5.根據權利要求4所述的抗蝕劑保護層組合物，其中，基於100重量份的所述有機溶 劑，所述聚合物以1至30重量份的量被包括。
6.根據權利要求4所述的抗蝕劑保護層組合物，其中，所述抗蝕劑保護層組合物進一 步包括光生酸劑。
7.一種形成圖案的方法，包括 在基板上設置光敏樹脂組合物層；利用根據權利要求4所述的保護層組合物，在所述光敏樹脂組合物層上設置保護層；以及利用液體浸沒式光刻來形成圖案。
全文摘要
本發明披露了一種用於抗蝕劑保護層的聚合物、包括該聚合物的抗蝕劑保護層組合物、以及形成圖案的方法。該聚合物包括由以下化學式1表示的第一重複單元以及第二重複單元，該第二重複單元包括由以下化學式2至6表示的至少一種重複單元。[化學式1]、[化學式2]、[化學式3][化學式4]、[化學式5]、[化學式6]在化學式1至6中，每種取代基與在具體實施方式
中限定的相同。
文檔編號C08F220/18GK102070746SQ201010299478
公開日2011年5月25日 申請日期2010年9月30日 優先權日2009年11月25日
發明者尹祥根, 崔承集, 崔相俊, 李聖宰 申請人:第一毛織株式會社