用于抗蝕劑底層膜的組合物、使用組合物的圖案形成方法及包括圖案的半導(dǎo)體集成電路裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 掲示一種抗蝕劑底層組合物、利用所述抗蝕劑底層組合物的圖案形成方法W及含 有圖案的半導(dǎo)體集成電路裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展了圖案尺寸在數(shù)納米至數(shù)十納米的超微細(xì)技術(shù) (ultra-finetechnique)。此種超微細(xì)技術(shù)實(shí)質(zhì)上需要有效的微影技術(shù)（lithographic technique)。
[0003] 典型的微影技術(shù)包括在半導(dǎo)體基板上提供材料層；在材料層上涂布光致抗蝕劑 層；對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光與顯影W提供光致抗蝕劑圖案；W及利用光致抗蝕劑圖案作 為罩幕（mask)蝕刻材料層。
[0004] 現(xiàn)今，當(dāng)要形成小尺寸圖案時(shí)，僅通過(guò)上述典型的微影技術(shù)難W提供具有優(yōu)良輪 廓（profile)的微細(xì)圖案（finepattern)。因此，可在待蝕刻的材料層與光致抗蝕劑層之 間形成一層（稱(chēng)為硬罩幕層或抗蝕劑底層）W提供微細(xì)圖案。 陽(yáng)0化]另一方面，近年來(lái)建議通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂布（spin-oncoating)法取代化學(xué)氣相沉積法(chemicalvapor(^position，CVD)來(lái)形成抗蝕劑底層?？刮g劑底層在選擇性蝕刻制程 中扮演將光致抗蝕劑的微細(xì)圖案轉(zhuǎn)移至材料層的中間層（intermediatelayer)角色。因 此，在多重蝕刻處理的期間，抗蝕劑底層必須具有抗化學(xué)性、耐熱性、抗蝕刻性及其相似的 特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問(wèn)題
[0007] 一實(shí)施例提供一種能夠改善光學(xué)性質(zhì)、抗蝕刻性W及抗化學(xué)性的抗蝕劑底層組合 物。
[0008] 另一實(shí)施例提供一種利用所述硬罩幕層組合物的圖案形成方法。
[0009] 又一實(shí)施例提供一種含有利用所述方法形成的圖案的半導(dǎo)體集成電路裝置。
[0010] 技術(shù)方案
[0011] 根據(jù)一實(shí)施例，提供一種包括化合物W及溶劑的抗蝕劑底層組合物，所述化合物 包含由下列化學(xué)式1表示的部分（moiety)。
[001引[化學(xué)式^
[0013]
[0014] 在上述化學(xué)式1中，
[0015] A1至A3各自獨(dú)立地為脂族環(huán)基（ali地atic巧clicgroup)或芳香環(huán)基（aromatic ringgroup)，
[0016]Xi與X2各自獨(dú)立地為氨、徑基化y化oxygroup)、亞橫酷基（thion}dgroup)、硫 醇基（thiolgroup)、氯基（cyanogroup)、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的胺基（aminogroup)、面素 化alogen)、含面素基團(tuán)化alogen-containinggroup)或其組合，
[0017] Li與L2各自獨(dú)立地為單鍵或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)為1至6的亞烷基 (曰化ylenegroup)，W及
[0018] Z為由下列化學(xué)式2表示的含金屬基團(tuán)（metal-containinggroup)，W及
[0019]m為 0 或 1。
[0020] [化學(xué)式引
[0021] M〇〇a(R2)b(R3)c(R4)d
[0022] 在上述化學(xué)式2中， 陽(yáng)02引 M為金屬，
[0024]r1、R2、R3W及R4各自獨(dú)立地為氨、徑基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)為1至10的烷基 (曰化如group)、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)為6至10的芳基（曰巧1group)、丙締基（曰11如 group)、面素原子、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的胺基W及經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)為1至10的燒 氧基（a化oxygroup)中的一種，W及
[0025] a、b、CW及d各自獨(dú)立地為0或1。 陽(yáng)0%] 所述金屬可為筑（Sc)、鐵燈i)、饑（V)、銘（Cr)、儘（Mn)、鐵（Fe)、鉆（Co)、儀（Ni)、 銅（Cu)、鋒姑）、錯(cuò)紅）、鋼（Mo)、銀（Ag)、儒（Cd)、銷(xiāo)（Pt)、金（Au)、給化f)、爐化f)或輪 巧g)。
[0027]心至A3可各自獨(dú)立地為選自下列族群1的經(jīng)取代或未經(jīng)取代的環(huán)狀基（cyclic group)D 陽(yáng)02引[族群U
[0029]
[0030]
陽(yáng)0川在族群1中，
[0032]Zi與Z2各自獨(dú)立地為單鍵、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)為1至20的亞烷基、經(jīng)取 代或未經(jīng)取代的碳數(shù)為3至20的亞環(huán)烷基（cycloa化ylenegroup)、經(jīng)取代或未經(jīng)取代 的碳數(shù)為6至20的亞芳基（a巧lenegroup)、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)為2至20的雜亞 芳基化eteroaiylenegroup)、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)為2至20的亞締基（a化en^ene group)、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)為2至20的亞烘基（a化yn^enegroup)、C= 0、NRa、氧 (0)、硫（巧或其組合，其中R3為氨、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)為1至10的烷基、面素原子 或其組合，W及 陽(yáng)03引 Z哇Z"各自獨(dú)立地為C = 0、NR3、氧（0)、硫（S)、CRbR?；蚱浣M合，其中R3至R。各 自獨(dú)立地為氨、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)為1至10的烷基、面素原子、含面素基團(tuán)或其組 合。
[0034]A1至A3中的至少一種可為多環(huán)芳香族基（polycyclicaromaticgroup)。
[0035]A1與A3可各自獨(dú)立地為苯基、糞基（naphthalenegroup)或聯(lián)苯基化iphenyl group)，且八2可為巧基（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學(xué)式3表示的部分。
[0037][化學(xué)式引
[0038]
[0039] 在上述化學(xué)式3中，
[0040] 心至A6各自獨(dú)立地為脂族環(huán)基或芳香環(huán)基，
[0041]公至X4各自獨(dú)立地為氨、徑基、亞橫酷基、硫醇基、氯基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的胺 基、面素原子、含面素基團(tuán)或其組合，
[0042] Li與L2各自獨(dú)立地為單鍵或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的碳數(shù)為1至6的亞烷基，
[0043] Z為由上述化學(xué)式2表示的含金屬基團(tuán)，
[0044] m為 0 或 1，W及 W45]n為1至15的整數(shù)。
[0046] 在上述化學(xué)式3中，心至A6可各自獨(dú)立地為選自族群1的經(jīng)取代或未經(jīng)取代的環(huán) 狀基。
[0047] 在上述化學(xué)式3中，A\A3、A4化及A呵各自獨(dú)立地為苯基、糞基或聯(lián)苯基，且A2與 A5各自獨(dú)立地為巧基、巧基、苯并巧基或違基。
[0048] 所述化合物可由下列化學(xué)式4表示。 W例[化學(xué)式" 陽(yáng)化0]
[0051]化合物可由下列化學(xué)式5表示。 陽(yáng)05引[化學(xué)式引
[0053]
[0054] 在上述化學(xué)式5中， 陽(yáng)化5]公與X5各自獨(dú)立地為氨、徑基、亞橫酷基、硫醇基、氯基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的胺 基、面素原子、含面素基團(tuán)或其組合。
[0056] 所述化合物的含量可為0.Olwt%至50wt%，基于lOOwt%的所述溶劑。
[0057] 所述溶劑可包括選自丙二醇甲酸乙酸醋（propyleneglycolmonometh}dether acetate,PGMEA)、丙二醇甲酸（propyleneglycolmonometh}dethe;r，PGME)、環(huán)己酬 (巧clohexanone)W及乳酸乙醋（eth}dlactate)中的至少一種。
[0058] 根據(jù)另一實(shí)施例，一種圖案形成方法包括：在基板上提供材料層；在材料層上涂 布抗蝕劑底層組合物；對(duì)抗蝕劑底層組合物進(jìn)行熱處理W形成抗蝕劑底層；在抗蝕劑底層 上形成光致抗蝕劑層；對(duì)光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光與顯影w形成光致抗蝕劑圖案；利用光致 抗蝕劑圖案選擇性移除抗蝕劑底層W裸露部分的材料層；W及蝕刻材料層的裸露部分。
[0059] 所述抗蝕劑底層可利用旋轉(zhuǎn)涂布法形成。
[0060] 所述抗蝕劑底層組合物可在150°C至500°C下進(jìn)行熱處理。
[0061] 在形成抗蝕劑底層之前，可進(jìn)一步形成底部抗反射涂層化ottom anti-reflectivecoating，BARC)。
[0062] 根據(jù)又一實(shí)施例，提供一種含有根據(jù)所述方法制造的多個(gè)圖案的半導(dǎo)體集成電路 裝置。 陽(yáng)〇6引有益效果
[0064] 根據(jù)一實(shí)施例，可提升光學(xué)性質(zhì)、抗蝕刻性W及抗化學(xué)性。
【具體實(shí)施方式】
[0065] W下，將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例W使本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員了解。然而，此 掲示可W多種形式來(lái)實(shí)施，且不解釋為限于本文所提出的示例性實(shí)施例。
[0066] 如在本文中使用的，當(dāng)無(wú)另外提供定義時(shí)，術(shù)語(yǔ)"經(jīng)取代"指用選自下列的至少 一個(gè)取代基進(jìn)行取代：面素（氣、漠、氯或艦）、徑基（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)、甲脈基（amidinogroup)、阱基化ydr曰zinogroup)、亞阱基化ydr曰zonogroup)、 幾基（carbonylgroup)、胺甲酯基（carbamylgroup)、硫醇基（thiolgroup)、醋基（ester group)、簇基（carbo巧1group)或其鹽類(lèi)、橫酸基（sulfonicacidgroup)或其鹽類(lèi)、憐 酸（phosphoricacid)或其鹽類(lèi)、碳數(shù)為1至20的烷基、碳數(shù)為2到20的締基（a化en^ group)、碳數(shù)為2至20的烘基（a化yn^group)、碳數(shù)為6至30的芳基、碳數(shù)為7至30的 芳烷基（曰巧1曰化ylgroup)、碳數(shù)為1至4的烷氧基、碳數(shù)為1至20的雜烷基化eteroaA^ group)、碳數(shù)為3至20的雜芳烷基化eteroairla化ylgroup)、碳數(shù)為3至30的環(huán)烷基 (cycloa化ylgrou