[发明专利]用于抗蚀剂的下层的组合物和使用其来生产半导体集成电路装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗蚀剂下层组合物（抗蚀剂底层组合物）和生产半导体集成电路装置（半导体集成电路器件）的方法。

背景技术

通常，大多数光刻工艺使抗蚀剂层（resist layer）与基板（衬底）之间的反射最小化，以便提高分辨率。由于该原因，在抗蚀剂层与基板之间使用抗反射涂层（ARC）以提高分辨率。然而，就基本组成而言，由于抗反射涂层材料与抗蚀剂材料相似，因而相对于在其中印有图像的抗蚀剂层，抗反射涂层具有较差的蚀刻选择性的缺点。因此，在随后的蚀刻工艺（蚀刻过程，process）中，需要另外进行光刻工艺。

此外，普通的抗蚀剂材料对随后的蚀刻工艺没有足够的耐性。当抗蚀剂层较薄时、当待蚀刻的基板较厚时、当蚀刻深度需要较深时、或当对于特定的基板需要特定的蚀刻剂时，已广泛使用了抗蚀剂下层。抗蚀剂下层包括具有优异的蚀刻选择性的两层。参照图1，通常由有机材料制成的第一抗蚀剂下层3形成在由氧化硅层形成的基板1上，并且第二抗蚀剂下层5形成在第一抗蚀剂下层3上。最后，抗蚀剂层7形成在第二抗蚀剂下层5上。由于相对于抗蚀剂层7，第二抗蚀剂下层5比基板1具有更高的蚀刻选择性，因此即使当使用薄的抗蚀剂层7时，也可以容易地转印图案。蚀刻第一抗蚀剂下层3，并且通过其上转印了图案的第二抗蚀剂下层5作为掩模来转印图案，然后通过使用第一抗蚀剂下层3作为掩模将图案转印至基板1。总之，通过使用较薄的抗蚀剂层7将基板蚀刻至期望的深度。

此外，第二抗蚀剂下层是形成在抗蚀剂层下面的层，同时起抗反射涂层材料的作用。第二抗蚀剂下层需要具有这样的光学性能，其吸收由曝光器发射的光且不反射光。特别地，由于半导体装置被小型化以具有数十纳米的线宽，因此半导体制造工艺需要光学性能的精密控制。为了实现高分辨率的抗蚀剂图案，需要控制第二抗蚀剂下层5的折射率和吸光度。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了抗蚀剂下层组合物，其能够容易地调节折射率和吸光度，以及具有极好的抗反射性能。

本发明的另一个方面提供了抗蚀剂下层组合物，该组合物由于极好的涂层性能和储存稳定性以及良好的固化（curing）而能够提供致密的下层。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了抗蚀剂下层组合物，其包括由下列化学式1至3表示的化合物的有机硅烷缩聚产物和溶剂。

[化学式1]

[R¹O]₃Si-X

在化学式1中，

R¹是取代或未取代的C1至C6烷基基团，并且X是取代或未取代的C6至C30芳基基团。

[化学式2]

[R²O]₃Si-R³

在化学式2中，

R²是取代或未取代的C1至C6烷基基团，并且R³是取代或未取代的C1至C12烷基基团。

[化学式3]

[R⁴O]₃Si-Si[OR⁵]₃

在化学式3中，

R⁴和R⁵是相同或不同的，并且是取代或未取代的C1至C6烷基基团。

有机硅烷缩聚产物可以具有约2,000至约50,000的重均分子量。

可以以整个抗蚀剂下层组合物的约0.1wt%至约50wt%的量包括有机硅烷缩聚产物。

抗蚀剂下层组合物可以进一步包括选自交联剂、自由基稳定剂、表面活性剂和它们的组合的添加剂。

抗蚀剂下层组合物进一步包括对甲苯磺酸吡啶盐（pyridinium p-toluene sulfonate）、氨基磺基甜菜碱-16（氨基磺酸甜菜碱-16，amidosulfobetain-16）、铵(-)-樟脑-10-磺酸铵盐、甲酸铵、烷基三乙基甲酸铵、甲酸吡啶、四丁基乙酸铵、四丁基叠氮化铵（叠氮化四丁基铵）、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、或它们的组合的交联催化剂。

在下文中，将详细地描述本发明的其他实施方式。

有益效果