技術領域

本發明涉及包含多酮(multi-keto)組分的新型光致抗蝕劑，且特別適用于離子注入(implant?lithography)光刻應用。本發明的光致抗蝕劑對于其下的無機表面例如SiON、氧化硅、氮化硅和其它無機表面能顯示出優良的粘合性能。

背景技術

光致抗蝕劑是用來將圖像轉印到基材上的光敏膜。在基材上形成光致抗蝕劑涂層，接著通過光掩模使光致抗蝕劑層曝光于活化輻射源。

離子注入技術已應用于摻雜半導體晶片。通過這種方法，離子束注入機在真空(低壓)容器中產生離子束，離子被引導并“注入”晶片內。

然而現有的離子注入方法出現了重大問題。此外，在注入光刻方案(protocols)中，光致抗蝕劑常常不是沉積在有機底層，而是沉積在無機層例如氮氧化硅(SiON)、SiO(氧化硅)層和其它無機層上，例如Si₃N₄涂層，其已在半導體設備制造中使用，例如作為蝕刻停止層和無機抗反射層。參見例如美國專利號6124217，6153504和6245682。

期望能在SiON和其它無機基底層上提供具有優良的分辨率和粘合的新型光致抗蝕劑。

發明內容

現在我們提供一種新型光致抗蝕劑，優選包含1)多酮組分、2)包括光酸不穩定基團的樹脂和3)一種或多種光酸(photoacid)發生劑化合物。本發明優選的光致抗蝕劑用于短波成像，包括小于300nm和小于200nm的波長，例如248nm、193nm和EUV。

具體實施方式

如本文指出的，術語“多酮組分”、“多酮材料”、“多酮單體”或“多酮樹脂”或其他類似術語指的是一種組分、材料、單體或樹脂，其中兩個相鄰的酮基(即＞C＝O)部分被不超過30個插入的原子(例如插入的碳和/或雜原子例如O、N和/或S)隔開，更典型的是兩個相鄰的酮基部分被不超過25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1個插入的原子隔開。在一個優選的方案中，兩個相鄰的酮基(即＞C＝O)部分被15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1個插入的原子(例如插入的碳和/或雜原子例如O、N和/或S)隔開，更優選的，兩個相鄰的酮基(即＞C＝O)部分被10、9、8、7、6、5、4、3或2個插入的原子(例如插入的碳和/或雜原子例如O、N和/或S)隔開。兩個相鄰的酮基部分可以是獨立的酮、羧基(-COOH)、酯等部分。

沒有任何理論約束，確信相鄰的酮基可以與表面上的部分螯合或作用，在所述表面上涂覆了包含多酮組分的光致抗蝕劑，從而可增強光致抗蝕劑與下面的表面的粘合。比如，相鄰的酮基可以與基材表面上的硅烷醇基作用。

本發明的光致抗蝕劑的多酮組分可以是各種形式。在一個方案中，優選包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯重復單元的樹脂。例如，包含多酮基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體可以聚合形成均聚物，或與一種或多種其它不同單體形成更高級的聚合物，用作本發明光致抗蝕劑的多酮組分。

本發明優選的光致抗蝕劑可以在短波成像，包括小于300nm和小于200nm例如248nm、193nm和EUV。

本發明特別優選的光致抗蝕劑包含如本文公開的多酮組分、成像有效量的一種或多種光酸發生劑化合物(PAG)和選自如下組的樹脂：

1)包含酸不穩定基團的酚樹脂，其能夠提供特別適合在248nm成像的化學增幅的正性光致抗蝕劑。特別優選的這類樹脂包括：i)包含乙烯基苯酚和丙烯酸烷基酯聚合單元的聚合物，其中聚合的丙烯酸烷基酯單元在光酸的存在下會發生脫保護反應。示例性的、能發生光酸引發的脫保護反應的丙烯酸烷基酯包括例如丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸甲基金剛烷酯、甲基丙烯酸甲基金剛烷酯和其他能夠發生光酸引發的反應的丙烯酸非環烷基酯和丙烯酸環烷基酯，例如美國專利6042997和5492793中的聚合物，這些專利引入本文作為參考；ii)包含以下聚合單元的聚合物：乙烯基苯酚，任選取代的不含羥基或羧基環取代基的乙烯基苯基(例如苯乙烯)，和如以上聚合物i)所述的那些脫保護基團的丙烯酸烷基酯，例如引入本文作為參考的美國專利6042997中描述的聚合物；和iii)包含包括能夠與光酸反應的縮醛部分或縮酮部分的重復單元和任選芳族重復單元例如苯基或苯酚基的聚合物；