抗蝕劑下層組合物、圖案形成方法以及包括該圖案的半導體集成電路裝置製造方法
2023-06-04 22:56:01
抗蝕劑下層組合物、圖案形成方法以及包括該圖案的半導體集成電路裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了抗蝕劑下層組合物、圖案形成方法以及包括該圖案的半導體集成電路裝置。該抗蝕劑下層組合物包括包含由以下化學式1表示的部分的化合物和溶劑。在上述化學式1中，A1、A2、B1、R1、R2與【具體實施方式】中所定義的相同。[化學式1]
【專利說明】抗蝕劑下層組合物、圖案形成方法以及包括該圖案的半導 體集成電路裝置
[0001] 相關申請的引用
[0002] 本申請要求於2013年4月25日提交於韓國知識產權局的韓國專利申請號 10-2013-0046363的優先權和權益，通過引用將其全部內容結合於此。
【技術領域】
[0003] 本發明公開了抗蝕劑下層組合物、使用其形成圖案的方法、以及包括所述圖案的 半導體集成電路裝置。
【背景技術】
[0004] 近來，半導體工業已經發展成具有幾個至幾十納米尺寸的圖案的超精細技術。這 種超精細技術本質上需要有效的光刻技術。
[0005] 典型的光刻技術包括：在半導體基板上提供材料層、在所述材料層上塗覆光致抗 蝕劑層、曝光和顯影所述光致抗蝕劑層以提供光致抗蝕劑圖案，以及使用作為掩模的光致 抗蝕劑圖案來蝕刻所述材料層。
[0006] 當今，根據待形成的圖案的小尺寸，僅通過上述典型的光刻技術難以提供具有優 異輪廓的精細圖案。因此，在待蝕刻的材料層和光致抗蝕劑層之間可形成稱為硬掩模層的 層以提供精細圖案。
[0007] 另一方面，近來，已經提出通過旋塗法代替化學氣相澱積來形成硬掩模層。
[0008] 硬掩模層起著通過選擇性蝕刻工藝將光致抗蝕劑的精細圖案轉移到材料層的中 間層的作用。因此，要求硬掩模層在多重蝕刻工藝過程中使耐蝕刻性和耐化學性得以容忍， 並且具有光學性能，從而形成抗反射阻擋膜。
【發明內容】
[0009] -個實施方式提供了能夠改善耐蝕刻性和耐化學性的抗蝕劑下層組合物。
[0010] 另一個實施方式提供了使用硬掩模組合物形成圖案的方法。
[0011] 又一個實施方式提供了包括使用所述方法形成的圖案的半導體集成電路裝置。
[0012] 根據一個實施方式，提供了包括包含由以下化學式1表示的部分的化合物和溶劑 的抗蝕劑下層組合物。
[0013] [化學式1]
[0014]
【權利要求】
1. 一種抗蝕劑下層組合物，包括包含由以下化學式1表示的部分的化合物和溶劑： [化學式1]
其中，在上述化學式1中， A1和A2各自獨立地是選自以下組1中的一種， B1是選自以下組2中的一種，以及 R1和R2各自獨立地是選自以下的一種：氫、羥基、取代或未取代的C1至CIO烷基、取代 或未取代的C6至C10芳基、烯丙基、滷素、以及被至少一種金屬元素、P、S、或Se取代的C1 至C10烷氧基， [組1]
其中，在所述組1中， M1和M2各自獨立地是金屬元素、金屬絡合物、C、N、P、S、Se、H、或它們的組合， 在上述化學式1中，A1和A2各自獨立地是選自所述組1中的一種，條件是A1和A 2中的 至少一個是所述組1中的M1或M2,並且包括金屬元素、金屬絡合物、P、S、Se、或它們的組合 ： [組2]
2. 根據權利要求1所述的抗蝕劑下層組合物，其中，所述金屬是鹼金屬、鹼土金屬、過 渡金屬、或後過渡金屬。
3. 根據權利要求1所述的抗蝕劑下層組合物，其中，所述金屬是Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、 Co、Ni、Cu、Ζη、Zr、Mo、Ag、（Μ、Pt、Au、Hf、Rf 或 Rg。
4. 根據權利要求1所述的抗蝕劑下層組合物，其中，所述化合物包含由以下化學式2表 示的部分： [化學式2]
其中，在上述化學式2中， A\A2以及A3各自獨立地是選自以下組1中的一種， B1和B2各自獨立地是選自以下組2中的一種， R1和R2各自獨立地是氫、羥基、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C6至 C10芳基、烯丙基、滷素、以及被至少一種金屬元素、P、S、或Se取代的C1至C10烷氧基， 1. n〈750,1 彡 m〈750,並且 m+n 滿足 2 彡 m+n〈l, 500， [組1]
其中，在所述組1中， M1和M2各自獨立地是金屬元素、金屬絡合物、C、N、P、S、Se、H、或它們的組合， 在上述化學式2中，A1和A2各自獨立地是選自所述組1中的一種，條件是A1和A 2中的 至少一個是所述組1中的M1或M2,並且包括金屬元素、金屬絡合物、P、S、Se、或它們的組合 ： [組2]
5. 根據權利要求1所述的抗蝕劑下層組合物，其中，所述化合物具有1，〇〇〇至200, 000 的重均分子量。
6. 根據權利要求1所述的抗蝕劑下層組合物，其中，基於lOOwt%的所述溶劑，包括 0· Olwt%至50wt%的量的所述化合物。
7. 根據權利要求1所述的抗蝕劑下層組合物，其中，所述溶劑包括選自以下的至少一 種：丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA)、丙二醇單甲醚（PGME)、環己酮、以及乳酸乙酯。
8. 根據權利要求1所述的抗蝕劑下層組合物，其中，所述抗蝕劑下層組合物進一步包 含交聯劑。
9. 根據權利要求8所述的抗蝕劑下層組合物，其中，所述交聯劑包括選自以下的至少 一種：氨基樹脂、甘脲化合物、雙環氧化合物、三聚氰胺化合物、以及三聚氰胺衍生物。
10. 根據權利要求8所述的抗蝕劑下層組合物，其中，基於lOOwt%的所述抗蝕劑下層組 合物，包括0. OOlwt%至3wt%的量的所述交聯劑。
11. 一種形成圖案的方法，包括： 在基板上提供材料層， 將根據權利要求1至10任一項所述的抗蝕劑下層組合物施加在所述材料層上， 對所述抗蝕劑下層組合物進行熱處理以形成抗蝕劑下層， 在所述抗蝕劑下層上形成光致抗蝕劑層， 將所述光致抗蝕劑層曝光和顯影來形成光致抗蝕劑圖案， 使用所述光致抗蝕劑圖案選擇性地除去所述抗蝕劑下層以暴露所述材料層的部分，以 及 蝕刻所述材料層的暴露部分。
12. 根據權利要求11所述的方法，其中，使用旋塗法來形成所述抗蝕劑下層。
13. 根據權利要求11所述的方法，其中，在150°C至500°C下對所述抗蝕劑下層組合物 進行熱處理。
14. 根據權利要求11所述的方法，其中，在形成所述抗蝕劑下層之前，進一步形成底部 抗反射塗層（BARC)。
15. -種半導體集成電路裝置，包括根據權利要求11至14任一項所述的形成圖案的方 法製造的多個圖案。
【文檔編號】G03F7/11GK104122754SQ201310546101
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年4月25日
【發明者】權孝英, 金民兼, 李俊昊, 田桓承 申請人:第一毛織株式會社