一种用于形成光刻胶保护膜的材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于形成适用于液浸曝光工艺的光刻胶保护膜的材料。具体而 言，本发明涉及一种用于形成光刻胶保护膜的组合物，使用该组合物形成的光刻胶保护膜 以及使用该光刻胶保护膜形成光刻胶图案的方法。
【背景技术】
[0002] 在半导体装置、液晶装置等各种电子装置的微结构制造中，多采用光刻法，随着装 置结构的微细化，要求光刻胶图案的微细化。目前，光刻法虽然可以形成线宽90nm左右的 微细光刻胶图案，然而仍然需要形成更微细的光刻胶图案。为了形成更微细的图案，对曝光 装置和光刻胶的开发成为了热点。
[0003] 对于曝光装置，通常将F2准分子激光、EUV(远紫外线）、电子射线、X射线、软X射 线等光源波长的短波长化或提高透镜的数值孔径（NA)等作为开发要点。但是，光源波长的 短波长化需要昂贵的新型曝光装置，另外，进行高NA化时，由于分辨率和焦点景深存在折 衷关系，因此，如果提高分辨率，还存在焦点景深降低的问题。目前迫切需要以低成本形成 具有更优良的高分辨率、且焦点深度也优良的光刻胶图案。
[0004] 除了光源的短波长化以外，还在研宄液浸曝光工艺，该方法是用水或以水为主成 分的液体充满投影透镜和晶片表面的光刻胶层之间的空间。其原理是，由于光刻胶图形的 分辨度与数值孔径（NA)成反比例，NA与曝光通过的介质的折射率成正比，因此通过将投影 透镜和光刻胶层间的空间用折射率（n)大于空气的液体充满，来实现分辨度的提高。透镜 和光刻胶层间的空间用折射率大于空气的液体通常为纯水或氟类惰性液体等液状折射率 介质（折射率液体、浸渍液）。该方法中，通过用折射率更大的液体置换以往为空气或氮气 等惰性气体的曝光光路空间，即使使用相同曝光波长的光源也可与使用更短波长的光源的 情况或使用高NA透镜的情况相同，在实现高分辨率的同时焦深也不会下降。
[0005]此外，作为提高分辨度的方法，还在进行高灵敏度的光刻胶材料的开发。目前正在 采用化学放大型光刻胶材料，该材料的特点是，受到光的作用所产生的酸成为催化剂促使 保护基分解，而保护基分解所产生的酸又进一步加速分解反应。但是，如果将化学放大型光 刻胶应用于前述液浸工艺，则存在产酸剂等从光刻胶层溶出到投影透镜相接触的水或以水 为主成分的液体中，从而不能够形成微细的光刻胶图形等。此外，溶出的产酸剂还可能会对 投影透镜造成不良影响，如腐蚀等。此外，在通常光刻胶的曝光、显影过程的气氛中，含有 ppb级的微量胺。如果该胺与曝光过程后的光刻胶膜接触，显影过程得到的图案尺寸会产生 混乱。
[0006] 此外，在液浸曝光工艺中，由于曝光时光刻胶膜直接接触折射率液体（浸渍液）， 因此光刻胶膜受到液体侵袭。因此，必须验证光刻胶组合物是否能够直接使用而不被侵袭 破坏。以往的光刻胶膜的液浸曝光基于以下分析进行评价：（i)液浸曝光法的光学系统的 性能，（ii)光刻胶膜对浸渍液的影响，（iii)浸渍液引起的光刻胶膜变质。
[0007] 关于（i)的光学系统的性能：如果设想将表面耐水性的照相用感光板沉入水中， 并向该表面照射图案光线的情况，则可明确，如果在水面、水与感光板表面的界面不存在反 射等光传导损耗，则随后也不发生问题。此时的光传导损耗可通过调整曝光光线的入射角 度而简单地解决。因此，作为曝光对象的材料是光刻胶膜，如果它们对浸渍液为惰性，则可 认为该光学系统的性能不会发生任何变化。
[0008] (ii)的光刻胶膜对浸渍液的影响：即为光刻胶膜的成分在液体中溶出，使液体的 折射率发生变化。如果液体的折射率变化，则图案曝光的光学分辨率发生变化，此点无需进 行实验，由理论可证实。对于这一点，在仅将光刻胶膜浸渍在液体中时，如果能够确认成分 溶出，浸渍液的组成发生变化，或折射率发生变化，则认为是充分的，无需实际照射图案光 线，进行显影确认分辨率。
[0009] (iii)浸渍液引起的光刻胶膜变质：即为浸渍液导致光刻胶膜变质而引起分辨率 劣化，可进行"在曝光后将浸渍液淋在光刻胶膜上进行处理，然后显影，检测所得的光刻胶 图案的分辨率"的评价试验。而且，前述评价方法将浸渍液直接喷洒在光刻胶膜上，浸渍条 件变得更为苛刻。就此点而言，在完全浸渍状态下进行曝光试验的情况下，仍未确定其原因 是由于浸渍液变质的影响，还是由于光刻胶组合物由浸渍液导致的变质，或受两者的影响 使分辨率变化。
[0010] 基于前述分析，前述现有方案的光刻胶膜的液浸曝光适宜性可通过"在曝光后将 浸渍液淋在光刻胶膜上进行处理，然后显影，检测所得的光刻胶图案的分辨率"的评价试验 而确认。另外，也可以通过用棱镜产生的干涉光替代曝光的图案光线，使样品处于浸渍状态 并使用使其曝光所构成的"光束干涉曝光法"对实际制造工艺进行模拟，并加以评价。
[0011] 本发明是鉴于这些现有技术的问题而完成的，其目的在于提供一种用于形成光刻 胶保护膜的组合物，通过在以往的光刻胶膜的表面上形成特定的保护膜，能够同时防止液 浸曝光中光刻胶膜的变质和所用液体的变质，也能避免在光刻胶的曝光、显影过程中ppb 级的微量胺对显影后所得图案的影响，从而可以形成使用液浸曝光的高分辨率光刻胶图 案。
【发明内容】
[0012] 为了解决前上述问题，本发明提供一种用于形成光刻胶保护膜的组合物，其中含 有氟聚合物和溶剂的组合物。
[0013] 根据本发明的一个实施方案，本发明此外提供一种使用前述组合物形成的光刻胶 保护膜，将该光刻胶保护膜应用于通过液浸工艺使用化学放大型光刻胶形成光刻胶图案 时，能够有效避免产酸剂等从光刻胶层溶出到投影透镜相接触的水或以水为主成分的液体 中，从而能够形成微细的光刻胶图形。此外，由于能够有效避免产酸剂的溶出，还能够有效 避免腐蚀等对投影透镜造成的不良影响。
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