灵敏度增强的光致抗蚀剂制造技术

本公开内容涉及新的正性光致抗蚀剂组合物和负性光致抗蚀剂组合物以及使用这些组合物的方法，该正性光致抗蚀剂组合物和负性光致抗蚀剂组合物包含基于一种或更多种特定金属、金属盐和/或金属络合物的组分。光致抗蚀剂组合物和方法对于使用例如紫外线辐射、极端紫外线辐射、超极端紫外线辐射、X射线、电子束和其他带电荷的颗粒射线的高速的精细图案处理是理想的。金属的特征在于高吸收截面和选择的弹性和非弹性电子截面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】灵敏度增强的光致抗蚀剂专利
本公开内容涉及新的正性光致抗蚀剂组合物和负性光致抗蚀剂组合物以及使用这些组合物的方法，该正性光致抗蚀剂组合物和负性光致抗蚀剂组合物包含基于特定金属的成分。光致抗蚀剂组合物和方法对于使用例如紫外线辐射、极端紫外线辐射、超极端紫外线辐射(beyondextremeultravioletradiation)、X射线、电子束和其他带电荷的颗粒射线的高速的精细图案处理是理想的。现有领域申请的引用本申请基于35U.S.C.119(e)要求于2015年4月22日提交的题为“SensitivityEnhancedPhotoresist”的美国临时专利申请序号62/1651,364的权益，该申请通过引用以其整体并入本文。背景众所周知，各种各样的电子装置或半导体装置例如IC、LSI以及类似物的制造工艺包括在衬底材料的表面上的抗蚀剂层的精细图案化，该衬底材料例如半导体硅片或包含另外的层的晶片。这种精细图案化工艺传统地已经通过光刻方法来进行，其中衬底表面均匀地涂覆有正型或负型光致抗蚀剂组合物(positiveornegativetonephotoresistcomposition)以形成光致抗蚀剂组合物的薄层，并且选择性地通过光掩模用光化射线(例如紫外线光)辐照，然后显影处理以选择性地溶解掉在暴露于光化射线的区域中的光致抗蚀剂层、正性抗蚀剂、或未暴露于光化射线的负性抗蚀剂，将图案化的抗蚀剂层留在衬底表面上。由此获得的图案化的抗蚀剂层可以在衬底表面上的后续处理(例如蚀刻、镀覆、自组装过程以及类似处理)中用作掩模。具有约纳米的尺寸的结构的制造是相当感兴趣的方面，因为它能够实现电子装置和光学装置，其开发新的现象例如量子限制效应并且还允许较大的组分堆积密度(componentpackingdensity)。因此，抗蚀剂层需要具有日益提高的细度，这可以通过诸如通过使用具有比常规紫外光短的波长的光化射线的方法来实现。因此，现在的情况是，代替常规的紫外光，电子束(electronbeam)(电子束(e-beam))、准分子激光光束、EUV、BEUV和X射线用作短波长的光化射线。可获得的最小尺寸主要通过抗蚀剂材料的特性和光化射线的波长来确定。多种材料已被提议作为合适的抗蚀剂材料以获得这些精细的特征。在基于聚合物交联的负型抗蚀剂的情况中，存在为单聚合物分子的近似半径的约10nm的固有分辨率限制。还已知将被称作“化学放大”的技术应用至聚合物抗蚀剂材料。化学放大的抗蚀剂材料通常是多组分制剂，其中存在主要聚合物组分，例如对诸如材料的抗蚀刻性及其机械稳定性的性能有贡献的酚醛清漆树脂，以及对抗蚀剂和敏化剂赋予所需性能的一种或更多种另外的组分。通过定义，化学放大通过涉及敏化剂的催化工艺来进行，这导致单一辐照事件，造成多种抗蚀剂分子的暴露。在典型的实施例中，抗蚀剂包含聚合物和光酸发生剂(PAG)作为敏化剂。PAG在辐射(光或电子束)的存在下直接地或经由通过抗蚀剂中的其他组分介导的工艺来释放质子。此类工艺，例如，正如在EUV和电子束暴露中，光子/电子通常与聚合物或交联剂相互作用，以产生然后与PAG相互作用以产生质子的自由基。然后，这种质子可以例如与聚合物反应以导致其失去官能团，或导致交联发生。在该工艺中，产生接下来可以与另外的分子反应的第二质子。反应的速度可以控制，例如，通过加热抗蚀剂膜以驱动反应。在加热后，反应的聚合物分子被释放以与制剂的剩余的组分反应，这将适合于负型抗蚀剂。这样，由于少数量的辐照事件引起大数量的暴露事件，所以材料对光化辐射的灵敏度被大大地增强。在此类化学放大方案中，辐照导致暴露的抗蚀剂材料的交联，从而产生负型抗蚀剂。聚合物抗蚀剂材料可以是自交联的，或可以包括交联分子。基于聚合物的抗蚀剂的化学放大在美国专利第5,968,712号、第5,529,885号、第5,981,139号和第6,607,870号中被公开。各种富勒烯衍生物已通过本专利技术人的Appl.Phys.Lett,第72卷,第1302页(1998)、Appl.Phys.Lett,第312卷，第469页(1999)、Mat.Res.Soc.Symp.Proc.第546卷、第219页(1999)和美国专利第6,117,617号示出为有用的电子束抗蚀剂材料。此外，光生的酸性材料可以用于与所选的材料相互作用，所选的材料可以具有作为组分的酸不稳定基团，其中剩余材料在显影剂诸如例如含碱显影剂中具有改变的溶解度。一直感兴趣的一方面是光致抗蚀剂的光速(photospeed)。较高的光速意味着较高的输出，并且在某些情况下，较高的光速可以意味着改进的分辨能力。多种方法以及“手段(tricks)”已经用于增大正性工作光致抗蚀剂和负性工作光致抗蚀剂的光速，包括添加光催化剂、光敏剂和光吸收剂。如可以看到的，存在获得光致抗蚀剂的越来越精细的分辨率的持续需求，该光致抗蚀剂将允许制造越来越小的半导体装置以便满足当前的要求和进一步的需求。产生这样的材料还是合意的，该材料可以用于与这些光致抗蚀剂结合，该材料对于用于产生当前的半导体装置的工艺将是更稳健的，诸如，例如，抗蚀刻性。也存在增大光刻的光致抗蚀剂的光速的持续的需求。示例性实施方案的概述在第一实施方案中，本文中公开且要求保护的是光致抗蚀剂组合物，其包含至少一种金属组分，其中所述金属组分展现出高EUV光吸收截面、中至高非弹性电子散射系数和低至中弹性散射系数。在第二实施方案中，本文中公开且要求保护的是上述实施方案的光致抗蚀剂组合物，其中所述至少一种金属选自元素周期表的包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、砷、硒、溴、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、碘、镧系元素、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铅、铋、钋的第3列至第17列和第3行至第6行，和包括铝、硅、磷、硫和氯的第13-17列第3行。在第三实施方案中，本文中公开且要求保护的是上述实施方案的光致抗蚀剂组合物，其中所述至少一种金属包括金属盐、配位络合物和/或含金属的配体。在第四实施方案中，本文中公开且要求保护的是上述实施方案的光致抗蚀剂组合物，其中所述至少一种金属盐包括低聚物配体或聚合物配体。在第五实施方案中，本文中公开且要求保护的是上述实施方案的光致抗蚀剂，其中光致抗蚀剂组合物包含负性工作光致抗蚀剂(negativeworkingphotoresist)或正性工作光致抗蚀剂(positiveworkingphotoresist)并且具有对包括EUV辐射的辐射的灵敏度或具有对电子束辐射的灵敏度。在第六实施方案中，本文中公开且要求保护的是上述实施方案的光致抗蚀剂组合物，其中至少一种金属络合物包括至少一种EUV稳定的络合材料或至少一种EUV不稳定的络合材料。在第七实施方案中，本文中公开且要求保护的是上述实施方案的光致抗蚀剂组合物，其包含光酸发生剂。在第八实施方案中，本文中公开且要求保护的是上述实施方案的光致抗蚀剂组合物，其包含丙二酸盐、丙二酸盐-亚胺加合物或丙二酸盐-胺-亚胺加合物中的至少一种。在第九实施方案中，本文中公开且要求保护的是上述实施方案的光致抗蚀剂组合物，其包含以下中的一种或更多种：聚合物、低聚物、交联剂、具有酸不稳定基团的材料、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光致抗蚀剂组合物，包含至少一种金属组分，其中所述金属组分展现出高EUV光吸收截面、中至高非弹性电子散射系数和低至中弹性散射系数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光致抗蚀剂组合物，包含至少一种金属组分，其中所述金属组分展现出高EUV光吸收截面、中至高非弹性电子散射系数和低至中弹性散射系数。2.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种金属选自元素周期表的包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、砷、硒、溴、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、碘、镧系元素、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铅、铋、钋的第3列至第17列和第3行至第6行，和包括铝、硅、磷、硫和氯的第13-17列第3行。3.如权利要求2所述的组合物，其中所述至少一种金属包括金属盐。4.如权利要求2所述的组合物，其中所述至少一种金属包括配位络合物。5.如权利要求2所述的组合物，其中所述至少一种金属包括含金属的配体。6.如权利要求2所述的组合物，其中所述至少一种金属盐包括低聚物配体或聚合物配体。7.如权利要求2所述的组合物，其中所述光致抗蚀剂组合物包含负性工作光致抗蚀剂。8.如权利要求2所述的组合物，其中所述光致抗蚀剂组合物包含正性工作光致抗蚀剂。9.如权利要求2所述的组合物，其中所述光致抗蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历克斯·菲利普·格雷厄姆·罗宾逊，安德烈亚斯·弗罗姆霍尔德，亚历山德拉·麦克莱兰德，托马斯·拉达，约翰·罗斯，
申请(专利权)人：亚历克斯·菲利普·格雷厄姆·罗宾逊，安德烈亚斯·弗罗姆霍尔德，亚历山德拉·麦克莱兰德，托马斯·拉达，约翰·罗斯，
类型：发明
国别省市：英国,GB