光致抗蚀剂及其使用方法技术

提供新型光致抗蚀剂，其包含含Si组分，且特别适用于离子注入平版印刷应用。本发明专利技术的光致抗蚀剂对位于其下的无机表面如SiON、氧化硅、氮化硅和其它无机表面，能显示出良好的粘结能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新型光致抗蚀剂，其包含含Si组分并且对离子注入平版印刷应用是特别有用的。本专利技术的光致抗蚀剂对位于其下的无机表面例如SiON、氧化硅、氮化硅以及其它无机表面能显示出良好的粘结能力。
技术介绍
光致抗蚀剂是用于向基材上转移图像的光敏膜。在基材上形成光致抗蚀剂涂层， 然后将该光致抗蚀剂层通过光掩模在活化射线源下曝光。离子注入技术已经用于掺杂半导体晶片。通过该方法，离子束注入机在抽真空 (低压)腔内产生离子束，并且离子被引导和“注入”晶片中。但是，现有的离子注入方法存在重大问题。除其它问题以外，在注入平版印刷规程 (protocols)中，光致抗蚀剂通常不是沉积在有机底层上，而替代为沉积在无机层如氮氧化硅(SiON)，SiO(氧化硅)层和其它无机层，例如Si3N4涂层，其已经在半导体装置制造中应用，例如作为刻蚀停止层和无机抗反射层。参见，例如美国专利号6，124，217 ；6, 153，504 ； 和 6，245，682。理想的是提供新型的光致抗蚀剂系统，其在SiON和其它无机基底层上提供良好的分辨率和粘结能力。
技术实现思路
现在我们提供一种新型光致抗蚀剂组合物，其优选包含粘结促进组分、含有光酸不稳定基团的树脂、和一种或多种光酸产生剂化合物。本专利技术优选的抗蚀剂可用于短波成像，包括低于300nm和低于200nm的波长，如M8nm、193nm和EUV。粘结促进组分(本文中通常称为“粘结促进组分”或“粘结促进添加剂”)适当的包含一个或多个Si原子。在某些优选方面，本文所用的粘结促进组分或添加剂是指被引入光致抗蚀剂组合物并且可识别的增加了抗蚀剂与SiON或氧化硅表面层的粘结能力的化合物。通过相对于对照抗蚀剂(以同样方法加工的相同抗蚀剂，但是该抗蚀剂不含有粘结促进组分)提高的分辨率来指示可识别的粘结能力的增加。通过目测含有待选粘结促进组分的抗蚀剂(试验抗蚀剂)和对照抗蚀剂的扫描电子显微照片(SEMs)来确定这种提高的分辨率。因此，对于任何给定的抗蚀剂系统的合适的粘结促进组分可容易地的凭经验来确定。用于本专利技术抗蚀剂中的合适的粘结促进组分除硅之外，还可适当地包含其它的基团。优选的粘结促进组分可包含碳(即该组分是有机的)并且可具有相对较低的分子量， 例如，分子量低于约5000，合适的低于约4000或3000，同样合适的是分子量低于约2000或 1000，或分子量甚至低于约800、700、600、500、400、300、250、200、150或100。用于本专利技术抗蚀剂的粘结促进组分可适宜的为聚合的或非聚合的(即非聚合物基团将不含有多个重复单元)。优选的粘结促进组分还可为更具活性的基团比如环氧基、包含一个或多个杂原子 (10和/或幻的其它基团。例如，除环氧基团外，粘结促进组分可包含含氮部分，其包括含氮环基团的部分，如具有1-3个氮环原子和从4到约16个环原子总数的非芳香环基团， 例如任意取代的吡咯，任选的四唑，任意取代的三唑，任意取代的咪唑，和任意取代的苯并三唑。优选的本专利技术的抗蚀剂可以在短波下成像，包括低于300nm和低于200nm，例如 248nm,193nm 和 EUV。特别优选的本专利技术的光致抗蚀剂包含此处公开的粘结促进组分、有效成像量的一种或多种光酸产生剂化合物(PAGs)、以及选自于下列组中的树脂1)含酸不稳定基团的苯酚树脂，其可提供化学增幅正向抗蚀剂，特别适于在 248nm成像。特别优选的该种类的树脂包括i)包含乙烯基苯酚和烷基丙烯酸酯聚合单元的聚合物，其中聚合的烷基丙烯酸酯单元在光酸存在时经受去封闭反应(deblocking reaction)。典型的能经受光酸诱导的去封闭反应的烷基丙烯酸酯包含，例如丙烯酸叔丁酯，甲基丙烯酸叔丁酯，甲基金刚烷基丙烯酸酯，甲基金刚烷基甲基丙烯酸酯，以及能够经受光酸诱导的反应的其它非环状烷基和脂环族丙烯酸酯，例如美国专利6，042，997和 5，492，793中的聚合物，其引用在此作为参考；ii)含有乙烯基苯酚聚合单元的聚合物，任意取代的乙烯苯基(例如苯乙烯)，其不包含羟基或羧基环取代基，和烷基丙烯酸酯，例如那些和上述聚合物i) 一起记载的去封闭基团，例如美国专利6，042，997记载的聚合物，其引入在此作为参考；和iii)包含重复单元的聚合物，其包含将与光酸反应的缩醛和缩酮部分，和任意的芳香族重复单元，例如苯基或苯酚基团；2)基本上或完全不含苯基或其它芳香基团的树脂，其可提供化学增幅正向抗蚀剂，特别适用于在低于200nm波长成像，例如在193nm。特别优选的这种类型的树脂包含 i)包含非芳香族环烯烃(桥环双键)的聚合单元的聚合物，例如任意取代的降冰片烯，例如在美国专利5，843，624中记载的聚合物，该专利引用在此作为参考；ii)含有烷基丙烯酸酯单元的聚合物，例如丙烯酸叔丁酯，甲基丙烯酸叔丁酯，甲基金刚烷基丙烯酸酯，甲基金刚烷基甲基丙烯酸酯，和其它非环烷基和脂环族丙烯酸酯；这些聚合物已经在美国专利 6,057,083 中记载。本专利技术的抗蚀剂也可包含不同的PAGs的混合物，典型的为2种或3种不同的PAGs 的混合物，更典型的混合物总共由2种不同的PAGs组成。本专利技术也提供了一种形成本专利技术的光致抗蚀剂浮雕图像的方法，其中包括形成高分辨率图案化的光致抗蚀剂图像(例如，图案线具有基本上垂直的侧边)的方法，该图像的尺寸低于1/4微米或更低，例如低于0. 2或低于0. 1微米的尺寸。本专利技术进一步包括包含其上已涂覆有本专利技术的光致抗蚀剂和浮雕图像的基材 (如微电子晶片)的制造加工制品。本专利技术还包括微电子晶片和其它制品的制造方法。另外，正如所讨论的，在优选的方面，本专利技术提供精深的离子注入处理工艺。该工艺可包括将掺杂离子(例如III和/或V族离子，例如硼、砷、磷及其类似物)注入基材(例如半导体晶片)表面，其上具有作为掩模的有机光致抗蚀剂。可将抗蚀剂掩蔽的基片置于可提供低压和从离子化源提供离子的等离子体的反应腔中。这些离子包括所述的掺杂物， 当离子注入基片时其是具有电活性的。电压可施加在反应腔(例如通过导电的腔体壁)内以选择性的注入掺杂离子。 具体实施例方式以下公开本专利技术的其它方面。如上文讨论的，现在我们提供了新型的光致抗蚀剂，其适当的包含1)树脂组分， 其适当的可包含光酸不稳定基团，幻一种或多种光酸产生剂化合物和幻本文公开的粘结促进剂组分。本专利技术优选的光致抗蚀剂为正向作用抗蚀剂，特别是化学增幅抗蚀剂。本专利技术也包括负向作用光致抗蚀剂，其中该抗蚀剂可包含树脂、交联官能团和本文记载的粘结促进剂组分。用于本专利技术抗蚀剂中的特别优选的粘结促进化合物可包含一个或多个硅烷-烷氧基部分，例如包含硅、一个或多个氧(例如1-3个氧原子)和1-20个碳原子的基团，如-Si (OCH3)、-Si (OCH2CH3) 3、—Si (OCH2CH2CH3) 3、—Si (0 (CH2) 3CH3) 3、-Si (CH3) 2 (OCH2CH3)、-Si (CH3) (OCH2CH3)2 等。优选的粘结促进组分基团的其它基团包括氰基，卤代基例如卤代碳环芳基例如包括氟化苯基的苯基，以及卤代C1J烷基例如氟代烷基。用于本专利技术抗蚀剂中的特别优选的粘结促进化合物包含1) 一个或多个Si-基团 (例如一个或多个硅烷-烷氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种提供离子注入半导体基材的方法，其包含：提供半导体基材，其具有涂覆在其上的化学增幅正向作用光致抗蚀剂组合物的浮雕图像，其中，所述光致抗蚀剂包含树脂、光敏组分和包含一个或多个含Ｓｉ基团的粘结促进组分；和向所述基材施加离子。

【技术特征摘要】
2009.12.15 US 61/286,7441.一种提供离子注入半导体基材的方法，其包含提供半导体基材，其具有涂覆在其上的化学增幅正向作用光致抗蚀剂组合物的浮雕图像，其中，所述光致抗蚀剂包含树脂、光敏组分和包含一个或多个含Si基团的粘结促进组分；和向所述基材施加离子。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘结促进组分是有机的，且具有低于 1000的分子量。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述光致抗蚀剂是化学增幅正向光致抗蚀剂。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述粘结促进组分是非聚合的。5.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·珀勒斯，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US