抗蚀剂下层组合物及利用其制造集成电路器件的方法

专利名称：抗蚀剂下层组合物及利用其制造集成电路器件的方法
技术领域：
本发明的披露内容涉及抗蚀剂下层组合物以及利用其制造半导体集成电路器件的方法。
背景技术：
在一般的光刻工艺中，为了使抗蚀剂材料层与衬底之间的反射最小，利用抗反射涂层(ARC)来实现改善分辨率的效果。然而，由于抗反射涂层材料与基础组合物的抗蚀剂材料类似，因此存在抗反射涂层材料对于其中具有图像刻印的抗蚀剂层的蚀刻选择性差的缺点。因此，由于在ARC的蚀刻过程中也会损失抗蚀剂，在随后的蚀刻过程中需要额外实施图案化过程。而且，一般的抗蚀剂材料对于随后的蚀刻过程不具有足够的耐受性，从而会使得预先确定的图案有效地转印至位于抗蚀剂材料层下面的层。当抗蚀剂层较薄时，当待蚀刻的衬底较厚时，当需要蚀刻深度较深时，或者当对于特定的衬底需要使用特定的蚀刻剂时，抗蚀剂下层已得到广泛应用。

抗蚀剂下层起到了图案化的抗蚀剂与待图案化的衬底之间的中间层的作用。该抗蚀剂下层将图案转印到衬底。因此，要求其能够经受住用来将图案转印到衬底的蚀刻过程。例如，利用抗蚀剂图案掩模来处理氧化硅衬底。然而，由于电路更加精细并且抗蚀剂的厚度更薄，因此抗蚀剂不能提供足够的掩模并且很难没有损坏地形成氧化物层图案。为了解决这些问题，将抗蚀剂图案转印到用于处理氧化物层的下层，并且利用该下层作为掩模对该氧化物层实施干法蚀刻。该用于处理氧化物层的下层起到下层反射层和抗反射涂层的下层的作用。该用于处理氧化物层的下层具有类似于抗蚀剂的蚀刻速率，在该抗蚀剂和下层之间存在用于处理下层的掩模。第一下层/用于处理该第一下层的掩模(第二下层)/抗蚀剂的多层位于氧化物层之上。

发明内容
本发明披露内容的一个方面提供了一种抗蚀剂的下层组合物，其在250nm或以下的波长处有吸收、是没有凝胶化缺陷的优异涂层，并且由于硬掩模特性而能够将图案转印到下层材料层。本发明披露内容的另一方面提供了一种利用该抗蚀剂下层组合物制造半导体集成电路器件的方法。
根据本发明披露内容的一个方面，所提供的抗蚀剂下层组合物包括由以下化学式I至3表示的化合物中的至少一种以及由以下化学式4和5表示的化合物中的至少一种的有机硅烷基聚合产物，以及溶剂。[化学式I][R1J3Si-(CH2)nR2在上述化学式I中，三个R1相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰ι基、齒代烧基亚硫酸酷基(haloalkylsulfite group)、烧基胺基、烧基甲娃烧基胺基、或烷基硅氧烷基(alkylsilyloxy group)，η的范围为O至5，且R2是蒽基或萘基。[化学式2]
权利要求
1.一种抗蚀剂下层组合物，包含 有机硅烷基聚合产物，所述有机硅烷基聚合产物通过在酸催化剂或碱催化剂下水解由以下化学式I至3表示的化合物中的至少一种以及由以下化学式4和5表示的化合物中的至少一种，然后使水解产物进行缩合反应而获得；以及溶剂 [化学式I] [R1J3Si-(CH2)nR2 其中，在上述化学式I中，三个R1相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯 基、氰1基、齒代烧基亚硫酸酷基、烧基胺基、烧基甲娃烧基胺基、或烧基娃氧烧基，η的范围为O至5，且R2是蒽基或萘基， [化学式2]
2.根据权利要求I所述的抗蚀剂下层组合物，其中，由上述化学式2表示的化合物包含2-羟基-4- (3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4- (3-三甲氧基甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(3-三氯甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮，或它们的混合物。
3.根据权利要求I所述的抗蚀剂下层组合物，其中，所述有机硅烷基聚合产物包括化学式6的结构(Tl)、化学式7的结构(T2)和化学式8的结构(T3)且T2结构占40mol%至80mol%
4.根据权利要求I所述的抗蚀剂下层组合物，其中，基于100重量份的所述组合物，包括的所述有机硅烷基聚合产物的量为I至50重量份。
5.根据权利要求I所述的抗蚀剂下层组合物，其中，所述组合物进一步包含交联剂、辐照稳定剂、表面活性剂，或它们的组合。
6.根据权利要求I所述的抗蚀剂下层组合物，其中，所述抗蚀剂下层组合物进一步包含选自对甲苯磺酸吡啶鎗、氨基磺基甜菜碱-16、(-)_樟脑基-10-磺酸铵盐、甲酸铵、甲酸三乙基铵、甲酸三甲基铵、甲酸四甲基铵、甲酸吡啶鎗、乙酸四丁基铵、叠氮化四丁基铵、苯甲酸四丁基铵、硫酸氢四丁基铵、溴化四丁基铵、氯化四丁基铵、氰化四丁基铵、氟化四丁基铵、碘化四丁基铵、硫酸四丁基铵、硝酸四丁基铵、亚硝酸四丁基铵、对甲苯磺酸四丁基铵，或磷酸四丁基铵中的至少一种化合物。
7.—种制造半导体集成电路器件的方法，包含 (a)在衬底上提供材料层； (b)在所述材料层上利用有机材料形成第一抗蚀剂下层； (c)在所述第一抗蚀剂下层上涂覆根据权利要求I至6中任一项所述的抗蚀剂下层组合物以形成第二硅基抗蚀剂下层； (d)在所述第二下层上形成辐照敏感性成像层； (e)按照图案将所述辐照敏感性成像层暴露于辐照以在 所述成像层中形成辐照暴露区域的图案； (f)选择性地除去所述辐照敏感性成像层和所述第二抗蚀剂下层的部分，以暴露所述第一抗蚀剂下层的部分；(g)选择性地除去图案化的第二抗蚀剂下层，并选择性地除去所述第一抗蚀剂下层的部分，以暴露所述材料层的部分；以及 (h)蚀刻所述材料层的暴露部分以使所述材料层图案化。
8.根据权利要求7所述方法，其中，所述方法进一步包含在所述第二下层和所述辐照敏感性成像层之间设置抗反射涂层(ARC)。
全文摘要
本发明提供了一种抗蚀剂下层组合物及利用其制造集成电路器件的方法。所述抗蚀剂下层组合物包括由以下化学式1至3表示的化合物中的至少一种以及由以下化学式4和5表示的化合物中的至少一种的有机硅烷基聚合产物，以及溶剂。在以下化学式1至5中，R1至R10、X、n以及m与在说明书中所限定的相同。[化学式1][R1]3Si-(CH2)nR2[化学式2][化学式3][R6]3Si-R7-Si[R6]3[化学式4][R8]3Si-R9[化学式5][R10]3Si-X-Si[R10]3。
文档编号G03F7/075GK102819192SQ201210272558
公开日2012年12月12日 申请日期2009年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者赵显模, 金相均, 金美英, 高尚兰, 尹熙灿, 丁龙辰, 金钟涉, 郑仁善 申请人:第一毛织株式会社