專利名稱：抗蝕劑底層組合物以及利用其制造半導(dǎo)體集成電路器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠提供具有儲(chǔ)存穩(wěn)定性和耐蝕刻性的底層(underlayer)以轉(zhuǎn)印優(yōu)良圖案的抗蝕劑底層組合物(resist underlayer composition),以及利用其制造半導(dǎo)體集成電路器件的方法。
背景技術(shù)：
總體上，大多數(shù)光刻方法應(yīng)將抗蝕劑層與基板之間的反射降至最低以增加分辨率。為此原因，將抗反射涂層(ARC)材料用于該抗蝕劑層與該基板之間以提高分辨率。然而，由于該抗反射涂層材料在基本組成方面類似于抗蝕劑材料，因此該抗反射涂層材料對(duì)于具有其中印刷有圖像的抗蝕劑層具有較差的蝕刻選擇性。因此，在隨后的蝕刻過程中需要另外的光刻過程。
此外，一般的抗蝕劑材料對(duì)隨后的蝕刻過程不具有足夠的耐受性。當(dāng)抗蝕劑層較薄時(shí)，當(dāng)有待蝕刻的基板較厚時(shí)，當(dāng)所要求的蝕刻深度較深時(shí)，或當(dāng)針對(duì)特定的基板需要特定的蝕刻劑時(shí)，廣泛地使用抗蝕劑底層。該抗蝕劑底層包括具有優(yōu)異蝕刻選擇性的兩個(gè)層。然而，需要不斷的研究來實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)異耐蝕刻性的抗蝕劑底層。此外，當(dāng)形成該抗蝕劑底層的抗蝕劑底層組合物包括有機(jī)硅烷縮聚產(chǎn)物時(shí)，會(huì)保留具有高反應(yīng)性的硅烷醇基并且因此使儲(chǔ)存穩(wěn)定性變差。尤其是，當(dāng)長時(shí)間儲(chǔ)存該抗蝕劑底層組合物時(shí)，硅烷醇基發(fā)生縮合反應(yīng)，并且因此使有機(jī)硅烷縮聚產(chǎn)物的分子量增加。然而，當(dāng)該有機(jī)硅烷縮聚產(chǎn)物的分子量顯著增加時(shí)，該抗蝕劑底層組合物會(huì)變成凝膠。因此，非常需要一種具有優(yōu)異耐蝕刻性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性的新型抗蝕劑底層組合物。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式提供了具有優(yōu)異的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和耐蝕刻性的抗蝕劑底層組合物。本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式提供了利用該抗蝕劑底層組合物制造半導(dǎo)體集成電路器件的方法。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種抗蝕劑底層組合物，該組合物包含有機(jī)硅烷縮聚產(chǎn)物和溶劑，該有機(jī)硅烷縮聚產(chǎn)物包括40mol%至80mol%由以下化學(xué)式I表示的結(jié)構(gòu)單元[化學(xué)式I]
權(quán)利要求
1.一種抗蝕劑底層組合物，包含有機(jī)硅烷縮聚產(chǎn)物和溶劑，所述有機(jī)硅烷縮聚產(chǎn)物包括40mol%至80mol%由以下化學(xué)式I表示的結(jié)構(gòu)單元， [化學(xué)式I]
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗蝕劑底層組合物，其中，所述有機(jī)硅烷縮聚產(chǎn)物進(jìn)一步包含由以下化學(xué)式2或化學(xué)式3表示的結(jié)構(gòu)單元 [化學(xué)式2]
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗蝕劑底層組合物，其中，所述有機(jī)硅烷縮聚產(chǎn)物是在酸催化劑或堿催化劑存在下利用由以下化學(xué)式4和化學(xué)式5表示的化合物來生產(chǎn)的 [化學(xué)式4] [R1O] 3Si-X [化學(xué)式5] [R2O] 3Si-R3 其中，在化學(xué)式4和化學(xué)式5中， R1和R2相同或不同，并且各自獨(dú)立地是Cl至C6烷基， R3是Cl至C12烷基，并且 X是包括取代或未取代的芳環(huán)的C6至C30官能團(tuán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗蝕劑底層組合物，其中，所述有機(jī)硅烷縮聚產(chǎn)物是在酸催化劑或堿催化劑存在下利用由以下化學(xué)式4至化學(xué)式6表示的化合物來生產(chǎn)的 [化學(xué)式4] [R1O] 3Si-X [化學(xué)式5] [R2O] 3Si-R3 [化學(xué)式6]([R4Ol3Sijn-Y 其中，在化學(xué)式4至化學(xué)式6中， R1、R2和R4相同或不同，并且各自獨(dú)立地是Cl至C6烷基， R3是Cl至C12烷基， X是包括取代或未取代的芳環(huán)的C6至C30官能團(tuán)， Y是主鏈中的直鏈或支鏈的取代或未取代的Cl至C20亞烷基；或包括選自由亞烯基、亞炔基、亞芳基、雜環(huán)基、脲基、異氰尿酸酯基、以及它們的組合組成的組中的取代基的Cl至C20亞烷基，并且η是2或3。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗蝕劑底層組合物，其中，所述包括取代或未取代的芳環(huán)的C6至C30官能團(tuán)由以下化學(xué)式21表示 [化學(xué)式21] *-(L)J 其中，在化學(xué)式21中， L是直鏈或支鏈的取代或未取代的Cl至C20亞烷基，其中所述亞烷基的一個(gè)或多個(gè)碳被選自由釀基(_0_)、擬基(-CO-)、酷基(-C00-)、和胺基(-NH-)組成的組中的官能團(tuán)可選地取代， X1選自由取代或未取代的C6至C20芳基、取代或未取代的C7至C20芳基羰基、以及取代或未取代的C9至C20色酮基組成的組，并且m是O或I。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗蝕劑底層組合物，其中，基于所述抗蝕劑底層組合物的總量，包括lwt%至50wt%的量的所述有機(jī)娃燒縮聚產(chǎn)物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗蝕劑底層組合物，其中，所述抗蝕劑底層組合物進(jìn)一步包含添加劑，所述添加劑選自由交聯(lián)劑、自由基穩(wěn)定劑、表面活性劑、以及它們的組合組成的組。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗蝕劑底層組合物，其中，所述抗蝕劑底層組合物進(jìn)一步包含添加劑，所述添加劑選自由吡啶對(duì)甲苯磺酸鹽、氨基磺基甜菜堿-16、銨(-)-樟腦-10-磺酸銨鹽、甲酸銨、烷基三乙基甲酸銨、吡啶甲酸鹽、四丁基乙酸銨、四丁基銨疊氮化物、四丁基苯甲酸銨、四丁基硫酸氫銨、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基氰化銨、四丁基氟化銨、四丁基碘化銨、四丁基硫酸銨、四丁基硝酸銨、四丁基亞硝酸銨、四丁基對(duì)甲苯磺酸銨、四丁基磷酸銨、以及它們的組合組成的組。
9.一種制造半導(dǎo)體集成電路器件的方法，包括 (a)在基板上提供材料層； (b)在所述材料層上形成第一抗蝕劑底層； (c)在所述第一抗蝕劑底層上涂覆權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的抗蝕劑底層組合物以形成第二抗蝕劑底層； (d)在所述第二底層上形成輻射敏感性成像層； (e)以圖案化方式將所述輻射敏感性成像層暴露于輻射，從而在所述成像層中形成輻射暴露區(qū)的圖案； (f)選擇性地去除所述輻射敏感性成像層和所述第二抗蝕劑底層的部分，以暴露出所述第一抗蝕劑底層的部分； (g)選擇性地去除圖案化的第二抗蝕劑底層和所述第一抗蝕劑底層的部分，以暴露出所述材料層的部分；以及 (h)蝕刻所述材料層的暴露部分，以使所述材料層圖案化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述方法進(jìn)一步包括在形成所述第二抗蝕劑底層(C)和形成輻射敏感性成像層(d)的過程之間形成抗反射涂層。
11.一種利用權(quán)利要求9所述的制造半導(dǎo)體集成電路器件的方法制造的半導(dǎo)體集成電路器件。
全文摘要
提供了一種抗蝕劑底層組合物，包括有機(jī)硅烷系縮聚化合物和溶劑，其中該有機(jī)硅烷系縮聚化合物包含40mol%至80mol%由以下化學(xué)式1表示的結(jié)構(gòu)單元。因此，本發(fā)明涉及一種能夠提供優(yōu)異的圖案轉(zhuǎn)印特性的抗蝕劑底層組合物、利用具有優(yōu)異的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和耐蝕刻性的抗蝕劑底層、以及利用其制造半導(dǎo)體集成電路器件的方法。
文檔編號(hào)G03F7/11GK102713758SQ201080060221
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者丁龍辰, 尹熙燦, 趙顯模, 金相均, 金美英, 金鐘涉, 高尚蘭 申請(qǐng)人:第一毛織株式會(huì)社