抗蝕劑底層組合物以及利用其製造半導體集成電路器件的方法
2023-10-29 00:47:22 2
專利名稱：抗蝕劑底層組合物以及利用其製造半導體集成電路器件的方法
技術領域：
本發明涉及能夠提供具有儲存穩定性和耐蝕刻性的底層(underlayer)以轉印優良圖案的抗蝕劑底層組合物(resist underlayer composition),以及利用其製造半導體集成電路器件的方法。
背景技術：
總體上，大多數光刻方法應將抗蝕劑層與基板之間的反射降至最低以增加解析度。為此原因，將抗反射塗層(ARC)材料用於該抗蝕劑層與該基板之間以提高解析度。然而，由於該抗反射塗層材料在基本組成方面類似於抗蝕劑材料，因此該抗反射塗層材料對於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，在隨後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隨後的蝕刻過程不具有足夠的耐受性。當抗蝕劑層較薄時，當有待蝕刻的基板較厚時，當所要求的蝕刻深度較深時，或當針對特定的基板需要特定的蝕刻劑時，廣泛地使用抗蝕劑底層。該抗蝕劑底層包括具有優異蝕刻選擇性的兩個層。然而，需要不斷的研究來實現具有優異耐蝕刻性的抗蝕劑底層。此外，當形成該抗蝕劑底層的抗蝕劑底層組合物包括有機矽烷縮聚產物時，會保留具有高反應性的矽烷醇基並且因此使儲存穩定性變差。尤其是，當長時間儲存該抗蝕劑底層組合物時，矽烷醇基發生縮合反應，並且因此使有機矽烷縮聚產物的分子量增加。然而，當該有機矽烷縮聚產物的分子量顯著增加時，該抗蝕劑底層組合物會變成凝膠。因此，非常需要一種具有優異耐蝕刻性和儲存穩定性的新型抗蝕劑底層組合物。
發明內容
技術問題本發明一個實施方式提供了具有優異的儲存穩定性和耐蝕刻性的抗蝕劑底層組合物。本發明另一個實施方式提供了利用該抗蝕劑底層組合物製造半導體集成電路器件的方法。技術方案根據本發明的一個實施方式，提供了一種抗蝕劑底層組合物，該組合物包含有機矽烷縮聚產物和溶劑，該有機矽烷縮聚產物包括40mol%至80mol%由以下化學式I表示的結構單元[化學式I]
權利要求
1.一種抗蝕劑底層組合物，包含有機矽烷縮聚產物和溶劑，所述有機矽烷縮聚產物包括40mol%至80mol%由以下化學式I表示的結構單元， [化學式I]
2.根據權利要求I所述的抗蝕劑底層組合物，其中，所述有機矽烷縮聚產物進一步包含由以下化學式2或化學式3表示的結構單元 [化學式2]
3.根據權利要求I所述的抗蝕劑底層組合物，其中，所述有機矽烷縮聚產物是在酸催化劑或鹼催化劑存在下利用由以下化學式4和化學式5表示的化合物來生產的 [化學式4] [R1O] 3Si-X [化學式5] [R2O] 3Si-R3 其中，在化學式4和化學式5中， R1和R2相同或不同，並且各自獨立地是Cl至C6烷基， R3是Cl至C12烷基，並且 X是包括取代或未取代的芳環的C6至C30官能團。
4.根據權利要求I所述的抗蝕劑底層組合物，其中，所述有機矽烷縮聚產物是在酸催化劑或鹼催化劑存在下利用由以下化學式4至化學式6表示的化合物來生產的 [化學式4] [R1O] 3Si-X [化學式5] [R2O] 3Si-R3 [化學式6]([R4Ol3Sijn-Y 其中，在化學式4至化學式6中， R1、R2和R4相同或不同，並且各自獨立地是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的C6至C30官能團， 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，並且η是2或3。
5.根據權利要求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的C6至C30官能團由以下化學式21表示 [化學式21] *-(L)J 其中，在化學式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或多個碳被選自由釀基(_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，並且m是O或I。
6.根據權利要求I所述的抗蝕劑底層組合物，其中，基於所述抗蝕劑底層組合物的總量，包括lwt%至50wt%的量的所述有機娃燒縮聚產物。
7.根據權利要求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一步包含添加劑，所述添加劑選自由交聯劑、自由基穩定劑、表面活性劑、以及它們的組合組成的組。
8.根據權利要求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一步包含添加劑，所述添加劑選自由吡啶對甲苯磺酸鹽、氨基磺基甜菜鹼-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。
9.一種製造半導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塗覆權利要求I至8中任一項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於輻射，從而在所述成像層中形成輻射暴露區的圖案； (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.根據權利要求9所述的方法，其中，所述方法進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塗層。
11.一種利用權利要求9所述的製造半導體集成電路器件的方法製造的半導體集成電路器件。
全文摘要
提供了一種抗蝕劑底層組合物，包括有機矽烷系縮聚化合物和溶劑，其中該有機矽烷系縮聚化合物包含40mol%至80mol%由以下化學式1表示的結構單元。因此，本發明涉及一種能夠提供優異的圖案轉印特性的抗蝕劑底層組合物、利用具有優異的儲存穩定性和耐蝕刻性的抗蝕劑底層、以及利用其製造半導體集成電路器件的方法。
文檔編號G03F7/11GK102713758SQ201080060221
公開日2012年10月3日 申請日期2010年12月10日 優先權日2009年12月31日
發明者丁龍辰, 尹熙燦, 趙顯模, 金相均, 金美英, 金鐘涉, 高尚蘭 申請人:第一毛織株式會社