专利名称：抗蚀剂底层组合物以及利用其制造半导体集成电路器件的方法
技术领域：
本发明涉及能够提供具有储存稳定性和耐蚀刻性的底层(underlayer)以转印优良图案的抗蚀剂底层组合物(resist underlayer composition),以及利用其制造半导体集成电路器件的方法。
背景技术：
总体上，大多数光刻方法应将抗蚀剂层与基板之间的反射降至最低以增加分辨率。为此原因，将抗反射涂层(ARC)材料用于该抗蚀剂层与该基板之间以提高分辨率。然而，由于该抗反射涂层材料在基本组成方面类似于抗蚀剂材料，因此该抗反射涂层材料对于具有其中印刷有图像的抗蚀剂层具有较差的蚀刻选择性。因此，在随后的蚀刻过程中需要另外的光刻过程。
此外，一般的抗蚀剂材料对随后的蚀刻过程不具有足够的耐受性。当抗蚀剂层较薄时，当有待蚀刻的基板较厚时，当所要求的蚀刻深度较深时，或当针对特定的基板需要特定的蚀刻剂时，广泛地使用抗蚀剂底层。该抗蚀剂底层包括具有优异蚀刻选择性的两个层。然而，需要不断的研究来实现具有优异耐蚀刻性的抗蚀剂底层。此外，当形成该抗蚀剂底层的抗蚀剂底层组合物包括有机硅烷缩聚产物时，会保留具有高反应性的硅烷醇基并且因此使储存稳定性变差。尤其是，当长时间储存该抗蚀剂底层组合物时，硅烷醇基发生缩合反应，并且因此使有机硅烷缩聚产物的分子量增加。然而，当该有机硅烷缩聚产物的分子量显著增加时，该抗蚀剂底层组合物会变成凝胶。因此，非常需要一种具有优异耐蚀刻性和储存稳定性的新型抗蚀剂底层组合物。
发明内容
技术问题本发明一个实施方式提供了具有优异的储存稳定性和耐蚀刻性的抗蚀剂底层组合物。本发明另一个实施方式提供了利用该抗蚀剂底层组合物制造半导体集成电路器件的方法。技术方案根据本发明的一个实施方式，提供了一种抗蚀剂底层组合物，该组合物包含有机硅烷缩聚产物和溶剂，该有机硅烷缩聚产物包括40mol%至80mol%由以下化学式I表示的结构单元[化学式I]
权利要求
1.一种抗蚀剂底层组合物，包含有机硅烷缩聚产物和溶剂，所述有机硅烷缩聚产物包括40mol%至80mol%由以下化学式I表示的结构单元， [化学式I]
2.根据权利要求I所述的抗蚀剂底层组合物，其中，所述有机硅烷缩聚产物进一步包含由以下化学式2或化学式3表示的结构单元 [化学式2]
3.根据权利要求I所述的抗蚀剂底层组合物，其中，所述有机硅烷缩聚产物是在酸催化剂或碱催化剂存在下利用由以下化学式4和化学式5表示的化合物来生产的 [化学式4] [R1O] 3Si-X [化学式5] [R2O] 3Si-R3 其中，在化学式4和化学式5中， R1和R2相同或不同，并且各自独立地是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环的C6至C30官能团。
4.根据权利要求I所述的抗蚀剂底层组合物，其中，所述有机硅烷缩聚产物是在酸催化剂或碱催化剂存在下利用由以下化学式4至化学式6表示的化合物来生产的 [化学式4] [R1O] 3Si-X [化学式5] [R2O] 3Si-R3 [化学式6]([R4Ol3Sijn-Y 其中，在化学式4至化学式6中， R1、R2和R4相同或不同，并且各自独立地是Cl至C6烷基， R3是Cl至C12烷基， X是包括取代或未取代的芳环的C6至C30官能团， Y是主链中的直链或支链的取代或未取代的Cl至C20亚烷基；或包括选自由亚烯基、亚炔基、亚芳基、杂环基、脲基、异氰尿酸酯基、以及它们的组合组成的组中的取代基的Cl至C20亚烷基，并且η是2或3。
5.根据权利要求I所述的抗蚀剂底层组合物，其中，所述包括取代或未取代的芳环的C6至C30官能团由以下化学式21表示 [化学式21] *-(L)J 其中，在化学式21中， L是直链或支链的取代或未取代的Cl至C20亚烷基，其中所述亚烷基的一个或多个碳被选自由酿基(_0_)、擬基(-CO-)、酷基(-C00-)、和胺基(-NH-)组成的组中的官能团可选地取代， X1选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色酮基组成的组，并且m是O或I。
6.根据权利要求I所述的抗蚀剂底层组合物，其中，基于所述抗蚀剂底层组合物的总量，包括lwt%至50wt%的量的所述有机娃烧缩聚产物。
7.根据权利要求I所述的抗蚀剂底层组合物，其中，所述抗蚀剂底层组合物进一步包含添加剂，所述添加剂选自由交联剂、自由基稳定剂、表面活性剂、以及它们的组合组成的组。
8.根据权利要求I所述的抗蚀剂底层组合物，其中，所述抗蚀剂底层组合物进一步包含添加剂，所述添加剂选自由吡啶对甲苯磺酸盐、氨基磺基甜菜碱-16、铵(-)-樟脑-10-磺酸铵盐、甲酸铵、烷基三乙基甲酸铵、吡啶甲酸盐、四丁基乙酸铵、四丁基铵叠氮化物、四丁基苯甲酸铵、四丁基硫酸氢铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基氰化铵、四丁基氟化铵、四丁基碘化铵、四丁基硫酸铵、四丁基硝酸铵、四丁基亚硝酸铵、四丁基对甲苯磺酸铵、四丁基磷酸铵、以及它们的组合组成的组。
9.一种制造半导体集成电路器件的方法，包括 (a)在基板上提供材料层； (b)在所述材料层上形成第一抗蚀剂底层； (c)在所述第一抗蚀剂底层上涂覆权利要求I至8中任一项所述的抗蚀剂底层组合物以形成第二抗蚀剂底层； (d)在所述第二底层上形成辐射敏感性成像层； (e)以图案化方式将所述辐射敏感性成像层暴露于辐射，从而在所述成像层中形成辐射暴露区的图案； (f)选择性地去除所述辐射敏感性成像层和所述第二抗蚀剂底层的部分，以暴露出所述第一抗蚀剂底层的部分； (g)选择性地去除图案化的第二抗蚀剂底层和所述第一抗蚀剂底层的部分，以暴露出所述材料层的部分；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。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法进一步包括在形成所述第二抗蚀剂底层(C)和形成辐射敏感性成像层(d)的过程之间形成抗反射涂层。
11.一种利用权利要求9所述的制造半导体集成电路器件的方法制造的半导体集成电路器件。
全文摘要
提供了一种抗蚀剂底层组合物，包括有机硅烷系缩聚化合物和溶剂，其中该有机硅烷系缩聚化合物包含40mol%至80mol%由以下化学式1表示的结构单元。因此，本发明涉及一种能够提供优异的图案转印特性的抗蚀剂底层组合物、利用具有优异的储存稳定性和耐蚀刻性的抗蚀剂底层、以及利用其制造半导体集成电路器件的方法。
文档编号G03F7/11GK102713758SQ201080060221
公开日2012年10月3日 申请日期2010年12月10日 优先权日2009年12月31日
发明者丁龙辰, 尹熙灿, 赵显模, 金相均, 金美英, 金钟涉, 高尚兰 申请人:第一毛织株式会社