用于抗蚀剂底层膜的组合物、使用组合物的图案形成方法及包括图案的半导体集成电路装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 掲示一种抗蚀剂底层组合物、利用所述抗蚀剂底层组合物的图案形成方法W及含 有图案的半导体集成电路装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，半导体产业发展了图案尺寸在数纳米至数十纳米的超微细技术 (ultra-finetechnique)。此种超微细技术实质上需要有效的微影技术（lithographic technique)。
[0003] 典型的微影技术包括在半导体基板上提供材料层；在材料层上涂布光致抗蚀剂 层；对光致抗蚀剂层进行曝光与显影W提供光致抗蚀剂图案；W及利用光致抗蚀剂图案作 为罩幕（mask)蚀刻材料层。
[0004] 现今，当要形成小尺寸图案时，仅通过上述典型的微影技术难W提供具有优良轮 廓（profile)的微细图案（finepattern)。因此，可在待蚀刻的材料层与光致抗蚀剂层之 间形成一层（称为硬罩幕层或抗蚀剂底层）W提供微细图案。 阳0化]另一方面，近年来建议通过旋转涂布（spin-oncoating)法取代化学气相沉积法(chemicalvapor(^position，CVD)来形成抗蚀剂底层。抗蚀剂底层在选择性蚀刻制程 中扮演将光致抗蚀剂的微细图案转移至材料层的中间层（intermediatelayer)角色。因 此，在多重蚀刻处理的期间，抗蚀剂底层必须具有抗化学性、耐热性、抗蚀刻性及其相似的 特性。
【发明内容】
[0006] 技术问题
[0007] 一实施例提供一种能够改善光学性质、抗蚀刻性W及抗化学性的抗蚀剂底层组合 物。
[0008] 另一实施例提供一种利用所述硬罩幕层组合物的图案形成方法。
[0009] 又一实施例提供一种含有利用所述方法形成的图案的半导体集成电路装置。
[0010] 技术方案
[0011] 根据一实施例，提供一种包括化合物W及溶剂的抗蚀剂底层组合物，所述化合物 包含由下列化学式1表示的部分（moiety)。
[001引[化学式^
[0013]
[0014] 在上述化学式1中，
[0015] A1至A3各自独立地为脂族环基（ali地atic巧clicgroup)或芳香环基（aromatic ringgroup)，
[0016]Xi与X2各自独立地为氨、径基化y化oxygroup)、亚横酷基（thion}dgroup)、硫 醇基（thiolgroup)、氯基（cyanogroup)、经取代或未经取代的胺基（aminogroup)、面素 化alogen)、含面素基团化alogen-containinggroup)或其组合，
[0017] Li与L2各自独立地为单键或经取代或未经取代的碳数为1至6的亚烷基 (曰化ylenegroup)，W及
[0018] Z为由下列化学式2表示的含金属基团（metal-containinggroup)，W及
[0019]m为 0 或 1。
[0020] [化学式引
[0021] M〇〇a(R2)b(R3)c(R4)d
[0022] 在上述化学式2中， 阳02引 M为金属，
[0024]r1、R2、R3W及R4各自独立地为氨、径基、经取代或未经取代的碳数为1至10的烷基 (曰化如group)、经取代或未经取代的碳数为6至10的芳基（曰巧1group)、丙締基（曰11如 group)、面素原子、经取代或未经取代的胺基W及经取代或未经取代的碳数为1至10的烧 氧基（a化oxygroup)中的一种，W及
[0025] a、b、CW及d各自独立地为0或1。 阳0%] 所述金属可为筑（Sc)、铁灯i)、饥（V)、铭（Cr)、儘（Mn)、铁（Fe)、钻（Co)、儀（Ni)、 铜（Cu)、锋姑）、错紅）、钢（Mo)、银（Ag)、儒（Cd)、销（Pt)、金（Au)、给化f)、炉化f)或輪 巧g)。
[0027]心至A3可各自独立地为选自下列族群1的经取代或未经取代的环状基（cyclic group)D 阳02引[族群U
[0029]
[0030]
阳0川在族群1中，
[0032]Zi与Z2各自独立地为单键、经取代或未经取代的碳数为1至20的亚烷基、经取 代或未经取代的碳数为3至20的亚环烷基（cycloa化ylenegroup)、经取代或未经取代 的碳数为6至20的亚芳基（a巧lenegroup)、经取代或未经取代的碳数为2至20的杂亚 芳基化eteroaiylenegroup)、经取代或未经取代的碳数为2至20的亚締基（a化en^ene group)、经取代或未经取代的碳数为2至20的亚烘基（a化yn^enegroup)、C= 0、NRa、氧 (0)、硫（巧或其组合，其中R3为氨、经取代或未经取代的碳数为1至10的烷基、面素原子 或其组合，W及 阳03引 Z哇Z"各自独立地为C = 0、NR3、氧（0)、硫（S)、CRbR。或其组合，其中R3至R。各 自独立地为氨、经取代或未经取代的碳数为1至10的烷基、面素原子、含面素基团或其组 合。
[0034]A1至A3中的至少一种可为多环芳香族基（polycyclicaromaticgroup)。
[0035]A1与A3可各自独立地为苯基、糞基（naphthalenegroup)或联苯基化iphenyl group)，且八2可为巧基（pyrenegroup)、巧基（perylenegroup)、苯并巧基化enzoperylene group)或違基（coronenegroup)。
[0036] 所述化合物可包括由下列化学式3表示的部分。
[0037][化学式引
[0038]
[0039] 在上述化学式3中，
[0040] 心至A6各自独立地为脂族环基或芳香环基，
[0041]公至X4各自独立地为氨、径基、亚横酷基、硫醇基、氯基、经取代或未经取代的胺 基、面素原子、含面素基团或其组合，
[0042] Li与L2各自独立地为单键或经取代或未经取代的碳数为1至6的亚烷基，
[0043] Z为由上述化学式2表示的含金属基团，
[0044] m为 0 或 1，W及 W45]n为1至15的整数。
[0046] 在上述化学式3中，心至A6可各自独立地为选自族群1的经取代或未经取代的环 状基。
[0047] 在上述化学式3中，A\A3、A4化及A呵各自独立地为苯基、糞基或联苯基，且A2与 A5各自独立地为巧基、巧基、苯并巧基或違基。
[0048] 所述化合物可由下列化学式4表示。 W例[化学式" 阳化0]
[0051]化合物可由下列化学式5表示。 阳05引[化学式引
[0053]
[0054] 在上述化学式5中， 阳化5]公与X5各自独立地为氨、径基、亚横酷基、硫醇基、氯基、经取代或未经取代的胺 基、面素原子、含面素基团或其组合。
[0056] 所述化合物的含量可为0.Olwt%至50wt%，基于lOOwt%的所述溶剂。
[0057] 所述溶剂可包括选自丙二醇甲酸乙酸醋（propyleneglycolmonometh}dether acetate,PGMEA)、丙二醇甲酸（propyleneglycolmonometh}dethe;r，PGME)、环己酬 (巧clohexanone)W及乳酸乙醋（eth}dlactate)中的至少一种。
[0058] 根据另一实施例，一种图案形成方法包括：在基板上提供材料层；在材料层上涂 布抗蚀剂底层组合物；对抗蚀剂底层组合物进行热处理W形成抗蚀剂底层；在抗蚀剂底层 上形成光致抗蚀剂层；对光致抗蚀剂层进行曝光与显影w形成光致抗蚀剂图案；利用光致 抗蚀剂图案选择性移除抗蚀剂底层W裸露部分的材料层；W及蚀刻材料层的裸露部分。
[0059] 所述抗蚀剂底层可利用旋转涂布法形成。
[0060] 所述抗蚀剂底层组合物可在150°C至500°C下进行热处理。
[0061] 在形成抗蚀剂底层之前，可进一步形成底部抗反射涂层化ottom anti-reflectivecoating，BARC)。
[0062] 根据又一实施例，提供一种含有根据所述方法制造的多个图案的半导体集成电路 装置。 阳〇6引有益效果
[0064] 根据一实施例，可提升光学性质、抗蚀刻性W及抗化学性。
【具体实施方式】
[0065] W下，将详细说明本发明的示例性实施例W使本技术领域技术人员了解。然而，此 掲示可W多种形式来实施，且不解释为限于本文所提出的示例性实施例。
[0066] 如在本文中使用的，当无另外提供定义时，术语"经取代"指用选自下列的至少 一个取代基进行取代：面素（氣、漠、氯或舰）、径基（hy化oxygroup)、烷氧基（a化oxy group)、石肖基（nitrogroup)、氯基（cyanogroup)、胺基（aminogroup)、迭氮基（azido group)、甲脉基（amidinogroup)、阱基化ydr曰zinogroup)、亚阱基化ydr曰zonogroup)、 幾基（carbonylgroup)、胺甲酯基（carbamylgroup)、硫醇基（thiolgroup)、醋基（ester group)、簇基（carbo巧1group)或其盐类、横酸基（sulfonicacidgroup)或其盐类、憐 酸（phosphoricacid)或其盐类、碳数为1至20的烷基、碳数为2到20的締基（a化en^ group)、碳数为2至20的烘基（a化yn^group)、碳数为6至30的芳基、碳数为7至30的 芳烷基（曰巧1曰化ylgroup)、碳数为1至4的烷氧基、碳数为1至20的杂烷基化eteroaA^ group)、碳数为3至20的杂芳烷基化eteroairla化ylgroup)、碳数为3至30的环烷基 (cycloa化ylgrou