[发明专利]用于微影图案化的多层结构及半导体装置的形成方法

权利要求书

1.一种用于微影图案化的多层结构，其特征在于，包括：

一基板；

一底部抗反射涂层，位于该基板上方，该底部抗反射涂层包括一聚合物及一水解促进剂；以及

一光阻层，位于该底部抗反射涂层上方，该光阻层包括通过下式所表示的一前体有机金属化合物的部分水解获得的一有机金属二聚物：

R_n-M-L_4-n，

其中：

M为选自由锡(Sn)、锑(Sb)及铟(In)组成的群组的一金属；

R为具有1至30个碳原子的用一金属-碳键与M键结的一有机配位基；

L为一可水解配位基；以及

N为1或2的一整数。

2.根据权利要求1所述的多层结构，其特征在于，该水解促进剂包括具有大于180℃的一沸点的一高沸点溶剂。

3.根据权利要求2所述的多层结构，其特征在于，该高沸点溶剂包括二甲亚砜(DMSO)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯胺、对甲苯磺酸、吡啶、氯苯、四氯乙烷、异丙苯、丙酸、1-己醇、间丁醇或乙酸。

4.根据权利要求1所述的多层结构，其特征在于，该水解促进剂包括由下式表示的一可扩散分子：

R₁-X，

其中：

R₁为一烷基、环烷基或芳基；以及

X为-I、-Br、-Cl、-NH₂、-COOH、-OH、-SH、-N₃、-S(＝O)-、亚胺、醚、酯、醛、酮、酰胺、砜、乙酸、氰化物、膦、亚磷酸盐、苯胺、吡啶或吡咯。

5.根据权利要求1所述的多层结构，其特征在于，该水解促进剂包括乙醇、1-丁醇、1-丙醇、2-丙醇、2-丁醇、异丁醇、1-戊醇、2-戊醇或2-甲基-2-戊醇。

6.根据权利要求1所述的多层结构，其特征在于，该水解促进剂包括丙二醇、乙二醇或1,3-丙二醇。

7.根据权利要求1所述的多层结构，其特征在于，该水解促进剂包括甘油、三羟甲基丙烷或季戊四醇。

8.根据权利要求1所述的多层结构，其特征在于，该底部抗反射涂层进一步包括一表面活性剂、一猝熄剂、一热酸或热碱产生剂或其多个组合。

9.一种半导体装置的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

在一基板上方形成一底部抗反射涂层，该底部抗反射涂层包括一聚合物及一水解促进剂，该水解促进剂能够吸收来自周围大气的水；

在该底部抗反射涂层上方沉积一光阻层，该光阻层包括通过一式R_n-M-L_4-n所表示的一前体有机金属化合物的部分水解获得的一有机金属二聚物，其中M为选自由锡(Sn)、锑(Sb)及铟(In)组成的群组的一金属，R为具有1至30个碳原子的用一金属-碳键与M键结的一有机配位基，L为一可水解配位基，且n为1或2的一整数；

热固化该光阻层，从而使该有机金属二聚物在水的存在下水解且随后该水解后的有机金属二聚物缩合以形成一有机金属氧化物氢氧化物簇，其中该水解促进剂吸收来自周围大气的水，以使该有机金属二聚物完全水解；

图案化该光阻层以形成一图案化的光阻层；以及

使用该图案化的光阻层作为一蚀刻光罩来蚀刻该底部抗反射涂层。

10.一种半导体装置的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

在一基板上方形成一第一材料层；

在该第一材料层上方形成一第二材料层，该第二材料层包括一聚合物、一热酸产生剂及能够与该热酸产生剂反应产生水的一水解促进剂；

将一前体溶液施加于该第二材料层上方以形成一光阻层，该前体溶液包括通过一式R_n-M-L_4-n所表示的一前体有机金属化合物的部分水解获得的一有机金属二聚物，其中M为选自由锡(Sn)、锑(Sb)及铟(In)组成的群组的一金属，R为具有1至30个碳原子的用一金属-碳键与M键结的一有机配位基，L为一可水解配位基，且n为1或2的一整数；

在一升高温度下烘烤该光阻层，其中烘烤该光阻层使得该有机金属二聚物在水的存在下水解且随后该水解后的有机金属二聚物缩合，从而形成一有机金属氧化物氢氧化物簇，其中该水通过该水解促进剂及该热酸产生剂的该反应而产生；以及

将该光阻层曝光于一图案化辐射以形成一图案化的光阻层。