[发明专利]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

说明书

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1表示的结构单元

[化学式1]

在化学式1中，

ORG是选自由包括取代或未取代芳环的C6至C30官能团、C1至C12烷基，以及-Y-{Si(OR)₃}_a组成的组，

其中，R是C1至C6烷基，Y是主链中的直链或支链的取代或未取代的C1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C1至C20亚烷基，并且a是1或2，并且

Z选自由氢和C1至C6烷基组成的组。

该有机硅烷缩聚产物可以进一步包括由以下化学式2或化学式3表示的结构单元。

[化学式2]

[化学式3]

在化学式2和化学式3中，

ORG选自由包括取代或未取代的芳环的C6至C30官能团、C1至C12烷基、和-Y-{Si(OR)₃}_a组成的组，

其中，R是C1至C6烷基，Y是主链上的直链或支链的取代或未取代的C1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C1至C20亚烷基，并且a是1或2，并且

Z选自由氢和C1至C6烷基组成的组。

可以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有机硅烷缩聚产物。

[化学式4]

[R¹O]₃Si-X

[化学式5]

[R²O]₃Si-R³

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C1至C6烷基，

R³是C1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。

可以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表示的化合物来该生产有机硅烷缩聚产物。

[化学式4]

[R¹O]₃Si-X

[化学式5]

[R²O]₃Si-R³

[化学式6]