CN102819192A - 抗蚀剂下层组合物及利用其制造集成电路器件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种抗蚀剂下层组合物及利用其制造集成电路器件的方法。所述抗蚀剂下层组合物包括由以下化学式1至3表示的化合物中的至少一种以及由以下化学式4和5表示的化合物中的至少一种的有机硅烷基聚合产物，以及溶剂。在以下化学式1至5中，R1至R10、X、n以及m与在说明书中所限定的相同。[化学式1][R1]3Si-(CH2)nR2[化学式2]
Figure DDA00001962666700011
[化学式3][R6]3Si-R7-Si[R6]3[化学式4][R8]3Si-R9[化学式5][R10]3Si-X-Si[R10]3。

Description

抗蚀剂下层组合物及利用其制造集成电路器件的方法
本申请为申请日为2009年12月30日，申请号为200910215844.7，发明名称为“抗蚀剂下层组合物及利用其制造集成电路器件的方法”的发明专利申请的分案申请。 
相关申请的引用 
本申请要求享有于2008年12月30日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2008-0137420号的优先权，其全部披露内容结合于本文作为参考。 
技术领域
本发明的披露内容涉及抗蚀剂下层组合物以及利用其制造半导体集成电路器件的方法。 
背景技术
在一般的光刻工艺中，为了使抗蚀剂材料层与衬底之间的反射最小，利用抗反射涂层(ARC)来实现改善分辨率的效果。然而，由于抗反射涂层材料与基础组合物的抗蚀剂材料类似，因此存在抗反射涂层材料对于其中具有图像刻印的抗蚀剂层的蚀刻选择性差的缺点。因此，由于在ARC的蚀刻过程中也会损失抗蚀剂，在随后的蚀刻过程中需要额外实施图案化过程。 
而且，一般的抗蚀剂材料对于随后的蚀刻过程不具有足够的耐受性，从而会使得预先确定的图案有效地转印至位于抗蚀剂材料层下面的层。当抗蚀剂层较薄时，当待蚀刻的衬底较厚时，当需要蚀刻深度较深时，或者当对于特定的衬底需要使用特定的蚀刻剂时，抗蚀剂下层已得到广泛应用。 
抗蚀剂下层起到了图案化的抗蚀剂与待图案化的衬底之间的中间层的作用。该抗蚀剂下层将图案转印到衬底。因此，要求其能够经受住用来将图案转印到衬底的蚀刻过程。 
例如，利用抗蚀剂图案掩模来处理氧化硅衬底。然而，由于电路更加精细并且抗蚀剂的厚度更薄，因此抗蚀剂不能提供足够的掩模并且很难没有损坏地形成氧化物层图案。 
为了解决这些问题，将抗蚀剂图案转印到用于处理氧化物层的下层，并且利用该下层作为掩模对该氧化物层实施干法蚀刻。该用于处理氧化物层的下层起到下层反射层和抗反射涂层的下层的作用。该用于处理氧化物层的下层具有类似于抗蚀剂的蚀刻速率，在该抗蚀剂和下层之间存在用于处理下层的掩模。第一下层/用于处理该第一下层的掩模(第二下层)/抗蚀剂的多层位于氧化物层之上。 
发明内容
本发明披露内容的一个方面提供了一种抗蚀剂的下层组合物，其在250nm或以下的波长处有吸收、是没有凝胶化缺陷的优异涂层，并且由于硬掩模特性而能够将图案转印到下层材料层。 
本发明披露内容的另一方面提供了一种利用该抗蚀剂下层组合物制造半导体集成电路器件的方法。 
根据本发明披露内容的一个方面，所提供的抗蚀剂下层组合物包括由以下化学式1至3表示的化合物中的至少一种以及由以下化学式4和5表示的化合物中的至少一种的有机硅烷基聚合产物，以及溶剂。 
[化学式1] 
[R1]3Si-(CH2)nR2
在上述化学式1中，三个R1相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基(haloalkylsulfite group)、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基、或烷基硅氧烷基(alkylsilyloxy group)，n的范围为0至5，且R2是蒽基或萘基。 
[化学式2] 
Figure BDA00001962666600031
在上述化学式2中，R3至R5相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基或烷基硅氧烷基，m的范围为1至10。 
[化学式3] 
[R6]3Si-R7-Si[R6]3
在上述化学式3中，六个R6相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基，或烷基硅氧烷基，且 
R7是蒽、萘、联苯撑(-Ph-Ph-)、三联苯撑(-Ph-Ph-Ph-)、或四联苯撑(-Ph-Ph-Ph-Ph-)。 
[化学式4] 
[R8]3Si-R9
在上述化学式4中，三个R8相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基，或烷基硅氧烷基，且R9是H或C1至C6烷基。 
[化学式5] 
[R10]3Si-X-Si[R10]3
在上述化学式5中，六个R10相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基，或烷基硅氧烷基，X是直链或支链的取代或未取代的亚烃基；或在其主链上包括亚烯基、亚炔基、杂环基、脲基、或异氰脲酸酯基的亚烃基。 
由以上化学式2表示的化合物可以包括2-羟基-4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(3-三甲氧基甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(3-三氯甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮，或它们的混合物。 
有机硅烷基聚合产物可以包括化学式6的结构(T1)、化学式7的结构(T2)和化学式8的结构(T3)，且T2结构占40mol％至80mol％： 
[化学式6]           [化学式7]            [化学式8]
Figure BDA00001962666600051
在以上化学式6和7中，Y是H或C1至C6烷基，-Org是-(CH2)nR2、由以下化学式A表示的官能团、-R7-Si[R6]3、-R9或-X-Si[R10]3，R2、R6、R7、R9、R10和X与上述化学式1至5中相同。 
[化学式A] 
Figure BDA00001962666600052
在以上化学式A中，m与化学式2中相同。 
基于100重量份的组合物，包括的有机硅烷基聚合产物的量为1至50重量份。 
该组合物进一步包括交联剂、辐照稳定剂、表面活性剂，或它们的组合。该抗蚀剂下层组合物进一步包括选自对甲苯磺酸吡啶鎓、氨基磺基甜菜碱-16、(-)-樟脑基-10-磺酸铵盐、甲酸铵、甲酸三乙基铵、甲酸三甲基铵、甲酸四甲基铵、甲酸吡啶鎓、乙酸四丁基铵、叠氮化四丁基铵、苯甲酸四丁基铵、硫酸氢四丁基铵、溴化四丁基铵、氯化四丁基铵、氰化四丁基铵、氟化四丁基铵、碘化四丁基铵、硫酸四丁基铵、硝酸四丁基铵、亚硝酸四丁基铵、对甲苯磺 酸四丁基铵，或磷酸四丁基铵中的至少一种化合物。 
根据本发明披露内容的另一方面，提供了一种制造半导体集成电路器件的方法，包括：(a)在衬底上提供材料层；(b)在该材料层上利用有机材料形成第一抗蚀剂下层；(c)在该第一抗蚀剂下层上涂覆上述抗蚀剂下层组合物以形成第二硅基抗蚀剂下层；(d)在该第二下层上形成辐照敏感性成像层；(e)按照图案将该辐照敏感性成像层暴露于辐照以在成像层中形成辐照暴露区域的图案；(f)选择性除去辐照敏感性成像层和第二抗蚀剂下层的部分，以暴露该第一抗蚀剂下层的部分；(g)选择性除去图案化的第二抗蚀剂下层，并选择性地除去第一抗蚀剂下层的部分，以暴露材料层的部分；以及(h)蚀刻材料层的暴露部分以使材料层图案化。 
该方法包括在第二下层和辐照敏感性成像层之间的抗反射涂层(ARC)。 
抗蚀剂下层组合物在250nm或以下的波长处有吸收，是无凝胶化缺陷的优异涂层，并且由于硬掩模特性而能够将图案转印至下层材料层。 
具体实施方式
下文中将详细描述本发明的示例性实施方式。 
根据一种实施方式的抗蚀剂下层组合物包括由以下化学式1至3表示的化合物中的至少一种与由化学式4和5表示的化合物中的至少一种的有机硅烷基聚合产物；以及溶剂。 
[化学式1] 
[R1]3Si-(CH2)nR2
在上述化学式1中，三个R1相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基、或烷基硅氧烷基，n的范围为0至5，且R2是蒽基或萘基。 
[化学式2] 
Figure BDA00001962666600071
在上述化学式2中，R3至R5相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基或烷基硅氧烷基，m的范围为1至10。 
[化学式3] 
[R6]3Si-R7-Si[R6]3
在上述化学式3中，六个R6相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基，或烷基硅氧烷基，且 
R7是蒽、萘、联苯撑(-Ph-Ph-)、三联苯撑(-Ph-Ph-Ph-)、或四联苯撑(-Ph-Ph-Ph-Ph-)。 
[化学式4] 
[R8]3Si-R9
在上述化学式4中，三个R8相同或不同，并且可以是卤素、羟 基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基，或烷基硅氧烷基，且R9是H或C1至C6烷基。 
[化学式5] 
[R10]3Si-X-Si[R10]3
在上述化学式5中，六个R10相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基，或烷基硅氧烷基，X是直链或支链的取代或未取代的亚烃基；或在其主链上包括亚烯基、亚炔基、杂环基、脲基或异氰脲酸酯基的亚烃基。 
由以上化学式2表示的化合物是例如包含二苯基甲酮基团的有机硅烷化合物。该包含二苯基甲酮基团的有机硅烷化合物的实例包括2-羟基-4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(3-三甲氧基甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(3-三氯甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮，或它们的混合物。 
在根据一种实施方式的抗蚀剂下层组合物中，有机硅烷基聚合产物是通过在酸催化剂或碱催化剂存在下水解由以上化学式1至3表示的化合物中的至少一种；以及由化学式4和5表示的化合物中的至少一种，然后使水解产物进行缩合反应而获得的。 
蒽或蒽基、萘或萘基、二苯基酮基、联苯撑(-Ph-Ph-)、三联苯撑(-Ph-Ph-Ph-)、四联苯撑(-Ph-Ph-Ph-Ph-)基在250nm或以下的波长处具有吸收谱，并且提供了一种具有高反射特性的材料。通过调节化学式1至3的化合物的含量来控制吸收基团的比率，并由此获得具有所期望的在预定波长处的吸收和折射率的抗蚀剂下层组合物。 
有机硅烷基聚合产物可以由以下混合物获得，基于总共100重量份的由以上化学式1至3表示的化合物中的至少一种以及由以上化学式4和5表示的化合物中的至少一种，在50至900重量份的溶剂中，在0.001重量份至5重量份的酸催化剂或碱催化剂存在下，0至90重量份的由以上化学式1表示的化合物、0至90重量份的由以上化学式2表示的化合物、0至90重量份的由以上化学式3表示的化合物、0至95重量份的由以上化学式4表示的化合物、0至95重量份的由以上化学式5表示的化合物的混合物。在一种实施方式中，由上述化学式1至3表示的化合物的用量分别为约0至约70重量份。在另一种实施方式中，由以上化学式1至3表示的化合物中的至少一种的用量为5至90重量份，而由以上化学式4和5表示的化合物中的至少一种的用量为10至95重量份。当以上化学式1至3的化合物的用量在以上范围内时，能够确保足够的吸收度和蚀刻选择性。 
为了获得有机硅烷基聚合产物而进行的水解和/或缩聚反应中的酸催化剂包括氢氟酸、盐酸、氢溴酸(bromic acid)、氢碘酸(iodic acid)、硝酸、硫酸、对甲苯磺酸一水合物、硫酸二乙酯、2，4，4，6-四溴环己二烯酮、安息香甲苯磺酸酯(盐)、2-硝基苄基甲苯磺酸酯(盐)、或有机磺酸的烷基酯类。碱催化剂包括烷基胺，例如三乙胺和二乙胺、氨、氢氧化钠、氢氧化钾、吡啶，或它们的混合物。 
可以通过多种酸催化剂或碱催化剂、用量以及添加方法来控制水解或缩聚反应。在一种实施方式中，为了获得具有期望分子量的缩聚产物，基于总共100重量份的水解和/或缩合反应的反应物，酸催化剂或碱催化剂的用量可以是0.001至5重量份。 
该有机硅烷基聚合产物包括化学式6的结构(T1)、化学式7的结构(T2)和化学式8的结构(T3)，且T2结构占40mol％至80mol％。 
[化学式6]         [化学式7]         [化学式8]
Figure BDA00001962666600101
在以上化学式6和7中，Y是H或C1至C6烷基。在化学式6、7和8中，-Org是-(CH2)nR2(即化学式1的残基(residure))、由以下化学式A表示的官能团(即化学式2的残基)、-R7-Si[R6]3(即化学式3的残基)、-R9(即化学式4的残基)或-X-Si[R10]3(即化学式5的残基)。在化学式6、7和8中，R2、R6、R7、R9、R10和X与上述化学式1至5中相同。 
[化学式A] 
Figure BDA00001962666600102
在以上化学式A中，m与化学式2中相同。 
在该硅烷基化合物中，T1至T3结构是指具有三个与氧原子相连的共价键的硅化合物结构。T1结构是指其中一个氧原子与另一个硅共价相连的结构，T2结构是指其中两个氧原子与另一个硅共价相连的结构，而T3结构是指三个氧原子与另一个硅共价相连的结构。 
T1至T3结构可以通过29Si NMR分析仪来鉴定。基于总共100 mol％的T1、T2和T3结构，该有机硅烷基化合物包括40mol％至80mol％的T2结构。当T2结构在上述范围内时，该有机硅烷基化合物具有直链结构，且与包括T3结构作为主要组分的有机硅烷基化合物相比，其具有相对较大量的烷氧基和硅醇基(silanol groups)。因此，与包括T3结构作为主要组分的有机硅烷基化合物不同，该有机硅烷基化合物具有无凝胶化缺陷的良好涂层特性。与包括T3结构的化合物相比，该有机硅烷基化合物具有高亲水性，并且优选应用于多层涂层。 
在一种实施方式中，该有机硅烷基聚合产物包括1mol％至30mol％的T1结构、40mol％至80mol％的T2结构，以及1mol％至50mol％的T3结构。 
该有机硅烷基聚合产物的重均分子量为约2,000至约50,000。在一种实施方式中，该有机硅烷基聚合产物的重均分子量为约3,000至约20,000。当重均分子量在以上范围内时，能够确保良好的涂层并抑制发生凝胶化。 
基于100重量份的组合物，该有机硅烷基聚合产物的量为约1至约50重量份，在一种实施方式中，为约1至约30重量份。当包括的有机硅烷基聚合产物在以上范围内时，能够确保获得良好的涂层。 
在该组合物中，溶剂可以单独使用或作为混合物使用，溶剂的实例包括丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇丙醚(PGPE)、丙二醇甲醚(PGME)、甲基异丁基酮(MIBK)、乳酸乙酯等。 
抗蚀剂下层组合物可以进一步包括交联剂、辐照稳定剂、表面活性剂等中的至少一种添加剂。交联剂可以选自由三聚氰胺树脂、氨基树脂、甘脲化合物、以及二环氧化合物组成的组。 
该抗蚀剂下层组合物可以进一步包括选自对甲苯磺酸吡啶鎓、氨基磺基甜菜碱-16、(-)-樟脑基-10-磺酸铵盐、甲酸铵、甲酸三乙基铵、甲酸三甲基铵、甲酸四甲基铵、甲酸吡啶鎓、乙酸四丁基铵、叠氮化四丁基铵、苯甲酸四丁基铵、硫酸氢四丁基铵、溴化四丁基铵、氯化四丁基铵、氰化四丁基铵、氟化四丁基铵、碘化四丁基铵、硫酸四丁基铵、硝酸四丁基铵、亚硝酸四丁基铵、对甲苯磺酸四丁基铵，或磷酸四丁基铵中的至少一种化合物。该化合物(交联催化剂)促进交联以改善耐蚀刻性和耐溶剂性。 
可将该化合物(交联催化剂)单独加入或与其他添加剂一起加入到包括有机硅烷基聚合产物的组合物中。 
基于100重量份的有机硅烷基聚合产物，该化合物(交联催化剂)的用量可以是约0.0001至约0.1重量份。当该化合物的用量在以上范围内时，能够获得足够的交联效果和储存稳定性。 
根据本发明披露内容的另一种实施方式，提供了一种制造半导体集成电路器件的方法。所述方法包括：(a)在衬底上提供材料层；(b)在该材料层上利用有机材料形成第一抗蚀剂下层；(c)在该第一抗蚀剂下层上涂覆抗蚀剂下层组合物以形成第二硅基抗蚀剂下层；(d)在该第二下层上形成辐照敏感性成像层；(e)按照图案将该辐照敏感性成像层暴露于辐照以在成像层中形成辐照暴露区域的图案；(f)选择性地除去辐照敏感性成像层和第二抗蚀剂下层的部分，以暴露该第一抗蚀剂下层的部分；(g)选择性地除去图案化的第二抗蚀剂下层，并选择性地除去第一抗蚀剂下层的部分，以暴露材料层的部分；以及(h)蚀刻材料层的暴露部分以使材料层图案化。 
该方法可以进一步包括在第二下层和辐照敏感性成像层之间设置抗反射涂层(ARC)。 
该方法可以应用于图案化的材料层结构，例如金属布线、接触孔或通孔；绝缘部分，例如多掩模沟道或浅沟道绝缘；电容结构的沟道，例如集成电路器件的设计。还可以应用该方法来形成图案化的氧化物层、氮化物层、多晶硅层以及铬层。 
以下实施例更加详细地举例说明了本发明公开的内容。然而，可以理解本发明公开的内容并不限于这些实施例。 
[实施例1] 
将205g甲基三甲氧基硅烷和200g的2-羟基-4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮溶解于装有1000g PGMEA的3L四口烧瓶中，该四口烧瓶装配有机械搅拌器、冷凝器、滴液漏斗、和氮气引入管，然后向其中加入80g的1000ppm硝酸水溶液。接着，使溶液在约100℃反应约1周。反应完成后，得到聚合物A1(重均分子量＝9500，多分散性(PD)＝4)。 
[实施例2] 
将470g双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷和431g的2-羟基-4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮溶解于装有2100g PGMEA的4L四口烧瓶中，该四口烧瓶装配有机械搅拌器、冷凝器、滴液漏斗、和氮气引入管，然后向其中加入139g的1000ppm硝酸水溶液。接着，使溶液在约90℃反应约6天。反应完成后，得到聚合物A2(重均分子量＝10000，多分散性(PD)＝4)。 
[实施例3] 
将97g双(三乙氧基甲硅烷基)联苯和157g的甲基三甲氧基硅烷溶解于装有1020g PGMEA的2L四口烧瓶中，该四口烧瓶装配有 机械搅拌器、冷凝器、滴液漏斗、和氮气引入管，然后向其中加入60g的1000ppm硝酸水溶液。接着，使溶液在约50℃反应约3天。反应完成后，得到聚合物B1(重均分子量＝9900，多分散性(PD)＝3)。 
[实施例4] 
将82g的双(三乙氧基甲硅烷基)联苯和173g的甲基三乙氧基硅烷溶解于装有1020g PGMEA的2L四口烧瓶中，该四口烧瓶装配有机械搅拌器、冷凝器、滴液漏斗、和氮气引入管，然后向其中加入50g的1000ppm硝酸水溶液。接着，使溶液在约50℃反应约8天。反应完成后，得到聚合物B2(重均分子量＝9700，多分散性(PD)＝3)。 
[实施例5] 
将75g的三甲氧基甲硅烷基蒽和375g的甲基三甲氧基硅烷溶解于装有1020g PGMEA的2L四口烧瓶中，该四口烧瓶装配有机械搅拌器、冷凝器、滴液漏斗、和氮气引入管，然后向其中加入60g的1000ppm硝酸水溶液。接着，使溶液在约70℃反应约5天。反应完成后，得到聚合物C1(重均分子量＝15000，多分散性(PD)＝4)。 
[实施例6] 
将133g的三甲氧基甲硅烷基蒽、500g的双(三乙氧基甲硅烷基)甲烷、以及164g的甲基三甲氧基硅烷溶解于装有2625g PGMEA的4L四口烧瓶中，该四口烧瓶装配有机械搅拌器、冷凝器、滴液漏斗、和氮气引入管，然后向其中加入180g的1000ppm硝酸水溶液。接着，使溶液在约50℃反应约4天。反应完成后，得到聚合物C2(重均分子量＝9700，多分散性(PD)＝3)。 
[实验例1] 
将根据实施例1至6合成的每一种聚合物配制成T1、T2和T3结构的组成量，利用29Si NMR谱仪(Varian Unity 400)进行测定。测定结果示于下表1。 
表1 
    T1(mol％)   T2(mol％)   T3(mol％)
  实施例1(A1)   26   40   34
  实施例2(A2)   25   53   22
  实施例3(B1)   23   48   29
  实施例4(B2)   23   50   27
  实施例5(C1)   24   61   15
  实施例6(C2)   17   65   18
表1中的结果示出了根据实施例1至6的聚合物是包括T2结构作为主要结构的有机硅烷基聚合产物。
[实验例2] 
抗蚀剂下层组合物是通过加入5g根据实施例1至6合成的聚合物、0.5g作为添加剂的对甲苯磺酸吡啶鎓、以及100g的PGMEA来制备的。 
将每一种组合物涂覆在晶片上并在约200℃热处理约1分钟以制备薄膜，然后分别测量折射率(n)和消光系数(k)。利用偏振光椭圆率测量仪(由J.A.Woollam制造)来进行测定，结果示于表2中。 
(表2) 
Figure BDA00001962666600161
该组合物被清晰地涂覆在晶片上而没有凝胶化缺陷。这些涂层是由于包括T2结构作为主要组分的有机硅烷基聚合产物带来的。 
根据指示能够变化控制的n值和k值的发色团种类，利用根据实施例1至6的聚合物制造的六个薄膜表现出优异的光学特性并且表现出不同的消光系数。 
[实验例3] 
将ArF光刻胶涂覆在由实验例2制造的薄膜上，110℃烘烤60秒，利用ArF曝光系统(S203B Nikon Scanner)进行曝光，并利用TMAH(2.38wt％水溶液)显影。利用发散视野扫描电子显微镜(FE-SEM)观察图案。结果示出了下层组合物起到了光刻胶下层的作用，而不损坏光刻胶图案。 
[实验例4] 
利用O2等离子体对由实验例2制造的薄膜实施干法蚀刻。在干法蚀刻之前和之后测量薄膜的厚度并计算蚀刻速率。这些结果示于表1中。这些结果示出了薄膜的蚀刻速率为1nm/秒或更小，起到良好的硬质掩模作用。 
尽管已经联系目前被认为是实践应用的示例性实施方式描述了本发明，但应该理解，本发明并不限于这些披露的实施方式，相反，本发明倾向于将各种改变和等同替代方式包括在所附权利要求的精神和范围内。 

Claims (8)

1.一种抗蚀剂下层组合物，包含：
有机硅烷基聚合产物，所述有机硅烷基聚合产物通过在酸催化剂或碱催化剂下水解由以下化学式1至3表示的化合物中的至少一种以及由以下化学式4和5表示的化合物中的至少一种，然后使水解产物进行缩合反应而获得；以及
溶剂：
[化学式1]
[R1]3Si-(CH2)nR2
其中，在上述化学式1中，三个R1相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基、或烷基硅氧烷基，n的范围为0至5，且R2是蒽基或萘基，
[化学式2]
Figure FDA00001962666500011
其中，在上述化学式2中，R3至R5相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基、或烷基硅氧烷基，且m的范围为1至10，
[化学式3]
[R6]3Si-R7-Si[R6]3
其中，在上述化学式3中，六个R6相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基，或烷基硅氧烷基，且
R7是蒽、萘、联苯撑-Ph-Ph-、三联苯撑-Ph-Ph-Ph-、或四联苯撑-Ph-Ph-Ph-Ph-，
[化学式4]
[R8]3Si-R9
在上述化学式4中，三个R8相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基，或烷基硅氧烷基，且R9是H或C1
至C6烷基，以及
[化学式5]
[R10]3Si-X-Si[R10]3
其中，在上述化学式5中，六个R10相同或不同，并且可以是卤素、羟基、烷氧基、羧基、酯基、氰基、卤代烷基亚硫酸酯基、烷基胺基、烷基甲硅烷基胺基，或烷基硅氧烷基，X是直链或支链的取代或未取代的亚烃基；或在其主链上包括亚烯基、亚炔基、杂环基、脲基，或异氰脲酸酯基的亚烃基。
2.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层组合物，其中，由上述化学式2表示的化合物包含2-羟基-4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(3-三甲氧基甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(3-三氯甲硅烷基丙氧基)二苯甲酮，或它们的混合物。
3.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层组合物，其中，所述有机硅烷基聚合产物包括化学式6的结构(T1)、化学式7的结构(T2)和化学式8的结构(T3)且T2结构占40mol％至80mol％：
[化学式6]            [化学式7]            [化学式8]
Figure FDA00001962666500031
其中，在以上化学式6和7中，Y是H或C1至C6烷基，在以上化学式6至8中，-Org是-(CH2)nR2、由以下化学式A表示的官能团、-R7-Si[R6]3、-R9、或-X-Si[R10]3，且R2、R6、R7、R9、R10和X与上述化学式1至5中相同，
[化学式A]
Figure FDA00001962666500032
其中，在以上化学式A中，m与化学式2中相同。
4.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层组合物，其中，基于100重量份的所述组合物，包括的所述有机硅烷基聚合产物的量为1至50重量份。
5.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层组合物，其中，所述组合物进一步包含交联剂、辐照稳定剂、表面活性剂，或它们的组合。
6.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层组合物，其中，所述抗蚀剂下层组合物进一步包含选自对甲苯磺酸吡啶鎓、氨基磺基甜菜碱-16、(-)-樟脑基-10-磺酸铵盐、甲酸铵、甲酸三乙基铵、甲酸三甲基铵、甲酸四甲基铵、甲酸吡啶鎓、乙酸四丁基铵、叠氮化四丁基铵、苯甲酸四丁基铵、硫酸氢四丁基铵、溴化四丁基铵、氯化四丁基铵、氰化四丁基铵、氟化四丁基铵、碘化四丁基铵、硫酸四丁基铵、硝酸四丁基铵、亚硝酸四丁基铵、对甲苯磺酸四丁基铵，或磷酸四丁基铵中的至少一种化合物。
7.一种制造半导体集成电路器件的方法，包含：
(a)在衬底上提供材料层；
(b)在所述材料层上利用有机材料形成第一抗蚀剂下层；
(c)在所述第一抗蚀剂下层上涂覆根据权利要求1至6中任一项所述的抗蚀剂下层组合物以形成第二硅基抗蚀剂下层；
(d)在所述第二下层上形成辐照敏感性成像层；
(e)按照图案将所述辐照敏感性成像层暴露于辐照以在
所述成像层中形成辐照暴露区域的图案；
(f)选择性地除去所述辐照敏感性成像层和所述第二抗蚀剂下层的部分，以暴露所述第一抗蚀剂下层的部分；
(g)选择性地除去图案化的第二抗蚀剂下层，并选择性地除去所述第一抗蚀剂下层的部分，以暴露所述材料层的部分；以及
(h)蚀刻所述材料层的暴露部分以使所述材料层图案化。
8.根据权利要求7所述方法，其中，所述方法进一步包含在所述第二下层和所述辐照敏感性成像层之间设置抗反射涂层(ARC)。
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