一种硬掩模组合物，该组合物含有由一种或多种式Ⅰ化合物的反应制备的有机硅烷聚合物， Ｓｉ（ＯＲ↓［１］）（ＯＲ↓［２］）（ＯＲ↓［３］）Ｒ↓［４］ （Ⅰ） 其中，Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］和Ｒ↓［３］各自独立地选自由烷基、乙酰氧基和肟组成的组中；且Ｒ↓［４］选自由氢、烷基、芳基和芳烷基组成的组中；并且 其中，所述有机硅烷聚合物具有大约１．１至大约２的多分散性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硬掩模组合物，特别是涉及用于抗蚀剂底层膜的有机硅烷硬掩模组合物。本专利技术还涉及采用有机硅烷硬掩模组合物制造半导体器件的方法。
技术介绍
在光刻过程中为了得到更好的分辨率，可以将抗反射涂层(ARC)材料用于将诸如光敏抗蚀剂层的成像层与基底之间的反射率最小化。可是，由于抗蚀剂层通常具有与ARC材料相似的组合物，因此，相对于成像层，该ARC材料会提供很差的蚀刻选择性。因此，由于在形成图形后蚀刻ARC材料时可以除去大部分成像层，因此在随后的蚀刻步骤中可以要求形成附加图形。可是，在一些光刻成像方法中，抗蚀剂材料不会提供足够的耐蚀刻性，以将需要的图形有效地传递到抗蚀剂材料下面的层。在实际的应用中，用于抗蚀剂下层膜的所谓硬掩模可以用作图案化的抗蚀剂与要图案化的基底之间的中间层。例如，当使用超薄膜抗蚀剂材料、要蚀刻的基底很厚、需要基本的蚀刻深度和/或需要使用特别的蚀刻剂用于特定基底时，就需要用于抗蚀剂下层的硬掩模。用于抗蚀剂下层膜的硬掩模可以从图案化的抗蚀剂层接受图形，并将该图形传递至基底。用于抗蚀剂下层膜的硬掩模应该能经受需要将图形传递至下面的材料的蚀刻过程。例如，当加工诸如硅的基底时，可以将抗蚀剂图形用作掩模。此时，抗蚀剂可以被微型图像化而具有降低的厚度。因此，由于抗蚀剂的掩模性质不足，因此基底的加工会对基底产生损坏。因此，可以采用一种方法使抗蚀图形首先传递给用于加工基底的下层膜(例如硬掩模)，接着使用下层膜作为掩模干刻基底。用于加工基底的下层膜指的是可以在抗反射膜下面形成的、并且还可以起抗反射层作用的膜。在这个过程中，抗蚀剂的蚀刻率可以与用于加工基底的下层膜的蚀刻率相近似。因此，可能需要形成硬掩模，用于加工抗蚀剂和下层膜之间的下层膜，所述硬掩模也可以是抗反射的。结果，可以在基底上形成由用于加工基底的下层膜、用于加工下层膜的硬掩模和抗蚀剂组成的多层膜。已经调查研究了多种硬掩模材料。例如日本未审公开专利No.2000-0077018描述了在抗蚀剂下层膜中通式RaSi(OR)4-a的硅烷化合物的缩聚产品的用途。与使用这种缩聚产品有关的一个问题是在缩聚时未反应的原料和/或得到的低分子量副产品会对硬掩模层上的抗蚀剂层产生不好的影响并导致图形性能变差。因此，希望识别硬掩模组合物以及使用该组合物使形成的硬掩模层中未反应的原料或低分子量副产品最小化的方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一些实施方式，硬掩模组合物可以包括由一种或多种式I化合物的反应所制备的有机硅烷聚合物，Si(OR1)(OR2)(OR3)R4(I)其中，R1、R2和R3可以各自独立地为烷基、乙酰氧基或肟；且R4可以是氢、烷基、芳基或芳烷基；并且其中有机硅烷聚合物可以具有大约1.1至大约2的多分散性。根据本专利技术的一些实施方式，一种或多种式(I)化合物的反应可以在酸性催化剂的存在下进行，所述酸性催化剂例如为硝酸、硫酸、一水合对甲苯磺酸、硫酸二乙酯、2，4，4，6-四溴环己基二烯酮、苯偶姻甲苯磺酸酯(benzointosylate)、2-硝基苄基甲苯磺酸酯和有机磺酸烷基酯。另外，根据本专利技术的一些实施方式，通过一种或多种式(I)化合物的反应制备的所述有机硅烷聚合物可以具有式(II)的结构 其中，R4′、R4″、R4和R4″″可以各自独立地为氢、烷基、芳基或芳烷基；并且其中有机硅烷聚合物可以具有大约1.1至大约2的多分散性。另外，根据本专利技术的一些实施方式，形成半导体器件的方法包括在基底上形成材料层；在该材料层上形成有机硬掩模层；在该有机硬掩模层上由根据本专利技术的实施方式的抗反射硬掩模组合物形成抗反射硬掩模层；在该抗反射硬掩模层上形成光敏成像层；以图形的方式(patternwise)将成像层暴露到辐射下，以在该成像层中形成辐射曝光区域的图形；选择性地除去部分该成像层、该抗反射硬掩模层和该有机硬掩模层，以暴露出部分材料层；并且蚀刻该材料层暴露部分，以形成图形化的材料层。根据本专利技术的一些实施方式，本专利技术还提供了根据本专利技术的实施方式的方法制造的半导体集成电路器件。具体实施例方式下文中更为全面地描述本专利技术。可是，本专利技术可以用很多不同的方式实施，并且不应被看作是限制于本文陈述的实施方式中。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更为全面彻底，并将本专利技术的范围完全地转达至本领域的技术人员。可以理解，当元件或层被称为在另一个元件或层的“上面”时，可以是直接在另一个元件或层的上面、连接至另一个元件或层，或者结合至另一个元件或层，或者可以有中间元件或层存在。相反，当元件被称作“直接在另一个元件或层上面”、“直接连接至另一个元件或层”，或者“直接结合至另一个元件或层”时，不存在中间元件或层。相同的数字始终表示相同的元件。本专利技术所使用的“和/或”包括一种或多种有关列出项目的任何和所有的组合。本专利技术的术语仅仅是为了描述特定实施方式的目的，并不是要限制本专利技术。除非上下文另有清楚说明，本专利技术所使用的单数形式“一”也包括复数形式。还要理解，用于本说明书中的术语“含有”是表示存在陈述的特征、整数(integer)、步骤、操作、元件和/或成分，而不排除存在或添加一种或多种其它特征、整数、步骤、操作、元件、成分和/或其组合。除非另有定义，本专利技术所使用的所有术语(包括技术和科学术语)与本专利技术所属领域的普通技术人员的通常理解具有相同含义。还要理解，例如在通常使用的词典中定义的术语应该解释为具有与相关技术的上下文中的意思一致的含义，而不应作理想化或感觉过于正式的解释，除非在本专利技术中表达的就是这个意思。本专利技术提供的是硬掩模组合物，该组合物可以形成具有最小量的未反应原料和低分子量副产品，并因此可以改进由这种硬掩模层形成的光致抗蚀剂图形的性能。当不希望被任何理论所束缚时，可以相信在未反应的原料和/或低分子量副产品中的羟基可以物理地和/或化学地影响与硬掩模层接触的光致抗蚀剂层的性质。可以相信加热硬掩模膜时，未反应的原料和低分子量物质由于其分子量低而趋向于迁移至膜的表面。因此，未反应的原料和/或低分子量物质会与光致抗蚀剂层相互作用，并会使光致抗蚀剂层的性质变差。这个问题在膜厚度增加时会变得更加严重。因此，根据本专利技术的实施方式，可以在缩聚之后进行提纯，以除去未反应的原料和低分子量副产品，并且可以制备具有相对较低的多分散性的聚合物。当这样的聚合物被用作抗蚀剂下层膜的硬掩模时，可以形成需要的光致抗蚀剂图形。本专利技术使用的术语“烷基”表示1-12个碳原子的单价的直链、支链或环状烃基。在一些实施方式中，烷基可以是其中具有1-4个烃基的“低级烷基(loweralkyl)”。例如，低级烷基可以包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基和异丁基。术语Cx烷基表示具有x个碳原子的烷基，并因此，术语C1-C6烷基表示具有1-6个碳原子的任何烷基。术语“芳基”表示单价芳族基团，可以任选地包括1-3个与之稠合的附加环(additional ring fused thereto)(例如环烷基)。芳环可以任选地未被取代或被例如一个或多个(例如一个、两个或三个)卤素、烷基、芳基等取代。典型的芳基基团可以包括苯基、联苯基、萘基等。术语芳烷基表示被本专利技术所定义的芳基取代的本专利技术所定义的烷基。典型的芳烷基包括苯甲基、苯乙基、苯丙基、萘甲基等。术语乙酰氧基本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硬掩模组合物，该组合物含有由一种或多种式Ⅰ化合物的反应制备的有机硅烷聚合物，Ｓｉ（ＯＲ↓［１］）（ＯＲ↓［２］）（ＯＲ↓［３］）Ｒ↓［４］（Ⅰ）其中，Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］和Ｒ↓［３］各自独立地选自由烷基、乙酰氧基和肟组成的组中；且Ｒ↓［４］选自由氢、烷基、芳基和芳烷基组成的组中；并且其中，所述有机硅烷聚合物具有大约１．１至大约２的多分散性。
【技术特征摘要】
1.一种硬掩模组合物，该组合物含有由一种或多种式I化合物的反应制备的有机硅烷聚合物，Si(OR1)(OR2)(OR3)R4(I)其中，R1、R2和R3各自独立地选自由烷基、乙酰氧基和肟组成的组中；且R4选自由氢、烷基、芳基和芳烷基组成的组中；并且其中，所述有机硅烷聚合物具有大约1.1至大约2的多分散性。2.根据权利要求1所述的硬掩模组合物，其中，所述R1、R2和R3各自独立地选自由C1-C5烷基、乙酰氧基和肟组成的组中；且所述R4选自由氢、C1-C5烷基、芳基和芳烷基组成的组中。3.根据权利要求1所述的硬掩模组合物，其中，所述一种或多种式I化合物的反应是在酸性催化剂存在下进行的。4.根据权利要求3所述的硬掩模组合物，其中，所述酸性催化剂含有至少一种选自由硝酸、硫酸、一水合对甲苯磺酸、硫酸二乙酯、2，4，4，6-四溴环己基二烯酮、苯偶姻甲苯磺酸酯、2-硝基苄基甲苯磺酸酯和有机磺酸烷基酯组成的组中的酸。5.根据权利要求3所述的硬掩模组合物，其中，所述有机硅烷聚合物是通过大约1至大约99重量份的一种或多种式(I)化合物在大约0.001至大约5重量份的酸性催化剂的存在下反应而制备的。6.根据权利要求1所述的硬掩模组合物，其中，所述有机硅烷聚合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：鱼东善，尹熙灿，李镇国，吴昌一，金钟涉，金相均，林相学，
申请(专利权)人：第一毛织株式会社，
类型：发明
国别省市：KR
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。