[发明专利]用于形成抗蚀剂保护膜的聚合物、组合物以及使用所述组合物形成半导体装置图案的方法

说明书

本申请要求2010年06月30日提交韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2010-0062955号的优先权，这里将其公开的内容全部引入作为参考。 

技术领域

本发明涉及一种用于形成抗蚀剂保护膜的聚合物，且更具体地涉及一种用于形成抗蚀剂保护膜的聚合物，其用于液体浸没式光刻技术过程以保护光致抗蚀剂层。本发明还涉及用于形成抗蚀剂保护膜的组合物，以及使用所述组合物形成半导体装置图案的方法。 

背景技术

光刻技术广泛应用于例如半导体装置和液晶装置的多种电子装置的微观结构的制造。随着电子装置小型化，对于微图案抗蚀剂的需要在光刻过程中日益变得更加重要。在90nm或者更细的微图案的制造中，开发曝光装置和与它相应的抗蚀剂(resist)变成了重要的问题。通常，使用短波长光源例如F₂准分子激光、远紫外线(EUV)、电子束、X射线和软X射线以及增大透镜的数值孔径(NA)是曝光装置开发的焦点。然而，昂贵的新曝光装置要求向短波长光源的转变。同时，所述NA的增大引起分辨率和景深范围之间的是相互折损的关系(trade-off relation)，因此分辨率的增加伴随着景深范围的减小。 

液体浸没式光刻技术(Liquid immersion lithography)是能够解决该问题的光刻过程。在液体浸没式光刻技术中，至少一种液体，例如纯水、基于氟的惰性液体等以预定厚度被置于紧接着基底的抗蚀剂层上，以便液体浸没介质(浸没溶液、具有折射系数的液体等)能在所述曝光过程中介于透镜和抗蚀剂层之间。结果，在曝光过程中，已经充满光路的惰性气体例如空气和氮气被具有大于所述惰性气体的折射系数的液体浸没介质，例如纯水，所替换。通过所述的替换，即使使用与曝光同样波长的光源，对于短波长光源或更高NA的透镜的情况，在防止景深范围劣化的同时都获得较高的分辨率。因此，液体浸没式光 刻技术提供了一种廉价的技术，该技术对于利用已经安装在预成装置(pre-existing device)中的透镜，能够形成既具有高分辨率又具有宽景深范围的抗蚀剂图案，并且因此，很多关注已经给予液体浸没式光刻技术。 

然而，由于抗蚀剂膜在液体浸没式光刻技术的曝光过程中直接接触液体浸没介质，可能发生液体的侵入。此外，由于所述液体浸没介质，所述抗蚀剂材料可能浸沥(leaching)到环境中。 

发明内容

本发明提供了一种用于形成抗蚀剂保护膜的聚合物，其包括由以下通式1所示的重复单元： 

通式1 

其中R₁是氢原子(H)、氟原子(F)、甲基基团(-CH₃)、C1-C20氟烷基基团或C1-C5羟烷基基团，R₂是C1-C10直链或支链烷撑(alkylene)基团或烷叉(alkylidene)基团或C5-C10环烷撑基团或环烷叉基团，X是 其中n是0到5的整数，并且*是通式1中将X除去后的剩余部分，以及m是X的化学计量系数，是1或2。 

具体实施方式

在下文中，本发明得到更详细地描述。 

根据本发明的实施方式，提供了一种用于形成抗蚀剂保护膜的聚合物，该聚合物能够在液体浸没式光刻技术过程中增加液体浸没介质例如水(纯水)在光致抗蚀剂层上的后退接触角，并提供了包括所述聚合物的用于形成抗蚀剂保护膜的组合物以及使用所述组合物形成半导体装置图案的方法。 

根据本发明的另一实施方式，提供了一种用于形成抗蚀剂保护膜的聚合 物，该聚合物能够减少在液体浸没式光刻技术过程中，由所述液体浸没介质所引起的所述抗蚀剂材料的浸沥，并提供了包括所述聚合物的用于形成抗蚀剂保护膜的组合物以及使用所述组合物形成半导体装置图案的方法。 

所述用于形成抗蚀剂保护膜的聚合物用于形成光致抗蚀剂保护膜(表面涂层(top-coat))，该涂层在液体浸没式光刻技术过程中在所述液体浸没介质中保护光致抗蚀剂层。所述聚合物包括由以下通式1所示的重复单元。 

通式1