[发明专利]亚甲基富勒烯

说明书

技术领域

本发明涉及新颖的亚甲基富勒烯衍生物，由其制备的负型光致抗蚀剂组合物以及使用它们的方法。这些衍生物、它们的光致抗蚀剂组合物以及方法对于使用例如紫外线辐射、极端紫外线辐射、超越极端紫外线辐射(beyond extreme ultraviolet radiation)、X射线和带电粒子射线的精细图案处理是理想的。

背景技术

如众所周知的，不同种类的电子或半导体装置例如IC、LSI以及类似物的制造方法涉及衬底材料如半导体硅晶片的表面上的抗蚀剂层的精细图案化。此精细图案化方法已经传统上通过光刻法进行其中衬底表面均匀地涂覆有一种正型或负型光致抗蚀剂组合物以形成该光致抗蚀剂组合物的薄层并且选择性地用光化射线(如紫外线)通过一个光掩模辐射，接着显影处理以选择性地溶解掉在分别暴露或未暴露于光化射线的区域的光致抗蚀剂层，在衬底表面上留下一个图案化的抗蚀剂层。由此获得的图案化的抗蚀剂层被用作在衬底表面上的后续处理如蚀刻中的掩模。具有纳米数量级的尺寸的结构的制造是重要关注的一个领域，因为它能够实现开拓新颖现象诸如量子限制效应的电子和光学装置并且还允许更大的组件包装密度。其结果是，要求抗蚀剂层具有不断增加的精细度，这仅能通过使用具有比常规紫外线更短的波长的光化射线来完成。因此，现在的情况是，代替常规的紫外线，电子束(e-束)、准分子激光束、EUV、BEUV和X射线被用作短波长光化射线。不用说，可获得的最小尺寸主要是由抗蚀剂材料的性能和光化射线的波长确定的。多种材料已被提议作为适合的抗蚀剂材料。在基于聚合物交联的负型抗蚀剂的情况下，存在约10nm(这是单一聚合物分子的近似半径)的固有分辨率极限。

还已知将一种称为“化学增幅(chemical amplification)”的技术施用到聚合物抗蚀剂材料上。化学地增幅的抗蚀剂材料通常是多组分配制品，其中存在一种主聚合物组分，如酚醛清漆树脂其有助于诸如材料对蚀刻的耐受性及其机械稳定性的特性，和一种或多种赋予该抗蚀剂所希望的特性的附加组分以及一种敏化剂。根据定义，化学增幅是通过涉及该敏化剂的催化方法发生，这导致引起多个抗蚀剂分子的曝光的单个辐射事件。在一个典型的实例中，该抗蚀剂包含一种聚合物和一种光致酸生成剂(PAG)作为敏化剂。该PAG在辐射(光或电子束)的存在下释放质子。此质子然后与该聚合物反应以使其失去官能团。在这个过程中，第二质子产生，其然后可以与另一个分子反应。该反应的速度可以进行控制，例如，通过加热抗蚀剂膜以推动该反应。加热后，反应的聚合物分子自由地与配制品的剩余组分反应，如将适合于负型抗蚀剂。以这种方式，材料对光化辐射的敏感性大大提高，因为少数的辐射事件引起大数目的曝光事件。

在此类化学增幅方案中，辐射导致曝光的抗蚀剂材料的交联；从而产生负型抗蚀剂。该聚合物抗蚀剂材料可以是自交联的或交联分子可以包括在内。聚合物基抗蚀剂的化学增幅是在美国专利号5,968,712、5,529,885、5,981,139以及6,607,870中披露。

多种亚甲基富勒烯衍生物已经由本发明的诸位发明人示出是有用的电子束抗蚀剂材料，应用物理学快报[Appl.Phys.Lett.]第72卷，第1302页(1998)，应用物理学快报第312卷，第469页(1999)，Mat.Res.Soc.Symp.Proc.第546卷，第219页(1999)和美国专利号6,117,617。

如可以看出的，对于获得越来越精细的光致抗蚀剂分辨率存在持续的希望，这将允许制造越来越小的半导体装置以便满足当前的和进一步需要的要求。还令人希望的是产生可以与这些光致抗蚀剂结合使用的材料，这些材料对用于产生当前的半导体装置的方法将是更稳健的，诸如，例如，蚀刻耐受性。

附图说明

图1：示出了展示从实例1获得的分辨率的SEM。

图2：示出了展示从实例2获得的分辨率的SEM。

图3：示出了展示从实例3获得的分辨率的SEM。

图4：示出了展示从实例4获得的分辨率的SEM。

图5：示出了展示从实例5获得的分辨率的SEM。

图6：示出了展示从实例6获得的分辨率的SEM。

发明内容

在一个第一实施例中，披露了一种包含以下通式的亚甲基富勒烯：