用于硬掩模组合物的单体、包括单体的硬掩模组合物以及使用硬掩模组合物的图案形成方法技术

本发明专利技术涉及一种由化学式1表示的用于硬掩模组合物的单体、包括该单体的硬掩模组合物、以及使用其的图案形成方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于硬掩模组合物的单体、包括单体的硬掩模组合物以及使用硬掩模组合物的图案形成方法
公开了一种用于硬掩模组合物的单体、包括该单体的硬掩模组合物以及使用该硬掩模组合物形成图案的方法。
技术介绍
近来，半导体工业已经发展到具有几纳米至几十纳米尺寸图案的超精细技术。这种超精细技术基本上需要有效的光刻技术。典型的光刻技术包括：在半导体基板上提供材料层；在其上涂覆光致抗蚀剂层；将光致抗蚀剂层曝光并显影以提供光致抗蚀剂图案；以及使用光致抗蚀剂图案作为掩模蚀刻材料层。现今，为了使待形成的图案小型化，仅通过上述传统的光刻技术难以提供具有优异轮廓的精细图案。因此，称为硬掩模层的层可以形成在材料层与光致抗蚀剂层之间以提供精细图案。硬掩模层起到中间层的作用以通过选择性蚀刻工艺将光致抗蚀剂的精细图案转移到材料层。因此，要求硬掩模层在多重蚀刻工艺的过程中具有诸如耐化学性、耐热性、和耐蚀刻性等的特性。另一方面，近来已经提出了通过旋涂法(spin-oncoatingmethod)代替化学气相沉积形成硬掩模层。旋涂法可以使用对溶剂具有可溶性的硬掩模组合物。然而，由于硬掩模层需要的可溶性与特性具有彼此对抗的关系，因而需要满足两者的硬掩模组合物。此外，为了扩大硬掩模层的应用范围，可以通过旋涂法在预定图案上形成硬掩模层。在这种情况下，还需要在图案之间的间隙中填充硬掩模组合物的间隙填充特性以及平面化特性。
技术实现思路
技术目标一个实施方式提供了一种用于硬掩模组合物的单体，其满足耐化学性、耐热性、和耐蚀刻性，同时确保了对溶剂的可溶性、间隙填充特性(gap-fillcharacteristics)和平面化特性。另一个实施方式提供了一种包括该单体的硬掩模组合物。又一个实施方式提供了一种使用该硬掩模组合物形成图案的方法。技术方案根据一个实施方式，提供由以下化学式1表示的用于硬掩模组合物的单体。[化学式1]在化学式1中，A是取代或未取代的C6至C30亚芳基，L是单键或者取代或未取代的C1至C6亚烷基，以及n是1至5范围的整数。连接至化学式1中的苯并苝基(苯并二萘嵌苯基，benzoperylenegroup)的取代基不限于苯并苝基中的某一环，而是可以被苯并苝基的所有环中的氢取代。亚芳基可以包括选自以下组1中的至少一种。[组1]用于硬掩模组合物的单体可以例如由以下化学式1a、1b或1c表示。[化学式1a][化学式1b][化学式1c]在化学式1a、1b、或1c中，L1至L4各自独立地是单键或者取代或未取代的C1至C6亚烷基。用于硬掩模组合物的单体可以由以下化学式1aa、1bb或1cc表示。[化学式1aa][化学式1bb][化学式1cc]用于硬掩模组合物的单体可以具有约520至1,200的分子量。根据另一个实施方式，提供包括该单体和溶剂的硬掩模组合物。基于硬掩模组合物的总量，可以以约3至25wt％的量包含单体。根据又一个实施方式，提供一种形成图案的方法，包括：在基板上提供材料层，在材料层上施加硬掩模组合物，热处理硬掩模组合物以形成硬掩模层，在硬掩模层上形成含硅薄层，在含硅薄层上形成光致抗蚀剂层，将光致抗蚀剂层曝光并显影以形成光致抗蚀剂图案，使用光致抗蚀剂图案选择性地去除含硅薄层和硬掩模层以曝光一部分材料层，以及蚀刻材料层的曝光部分。可以使用旋涂法来施加硬掩模组合物。可以在约200至500℃下热处理硬掩模层。有益效果该硬掩模组合物满足耐化学性、耐热性、和耐蚀刻性，同时确保对溶剂的可溶性、间隙填充特性、和平面化特征。附图说明图1是用于计算平面化特性的图。最佳方式在下文中，将详细描述本专利技术的示例性实施方式。然而，这些实施方式仅为示例性的而并没有限制本专利技术。如在本文中使用的，当没有另外提供定义时，术语‘取代的’可以指卤素(F、Br、Cl、或I)、羟基、烷氧基、硝基、氰基、氨基、叠氮基、脒基、肼基、亚肼基(肼叉基，亚联氨基，hydrazonogroup)、羰基、氨基甲酰基、硫羟基、酯基、羧基或盐其、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C30芳基、C7至C30芳烷基、C1至C4烷氧基、C1至C20杂烷基、C3至C20杂芳烷基、C3至C30环烷基、C3至C15环烯基、C6至C15环炔基、C2至C20杂环烷基、以及它们的组合中来代替化合物中的至少一个氢。如在本文中所使用的，当没有另外提供定义时，术语“杂”是指包括选自N、O、S和P的至少一种杂原子。在下文中，描述根据一个实施方式的用于硬掩模组合物的单体。根据一个实施方式的用于硬掩模组合物的单体可以由以下化学式1表示。[化学式1]在化学式1中，A是取代或未取代的C6至C30亚芳基，L是单键或者取代或未取代的C1至C6亚烷基，以及n是1至5范围的整数。连接至化学式1中的苯并苝基的取代基不限于苯并苝基的某一环，而是可以被苯并苝基的所有环中的氢取代。亚芳基可以包括例如选自以下组1中的至少一种。[组1]单体包括如化学式1表示的苯并苝基的核心以及羟基亚甲基和羟基亚芳基的取代基。通过该结构，单体可以具有刚性特性。尤其是，该单体包括连接至苯并苝基并具有羟基亚甲基和羟基亚芳基的取代基，并且由于缩合反应，羟基亚甲基和羟基亚芳基二者都可以被放大交联以提供优异的交联特性。因此，在热处理过程中在短时间内，单体可以被交联为具有高分子量的聚合物以提供硬掩模层所需要的优异的特性，例如优异的机械特性、耐热性、耐化学性、和耐蚀刻性。此外，通过在取代基中包括多个羟基，单体具有对溶剂的高可溶性以便提供为溶液。由此，它可以被旋涂以提供优异的间隙填充特性和平面化特性。单体可以例如由以下化学式1a、1b、或1c表示。[化学式1a][化学式1b][化学式1c]在化学式1a、1b、或1c中，L1至L4各自独立地是单键或者取代或未取代的C1至C6亚烷基。单体可以例如由以下化学式1aa、1bb或1cc表示。[化学式1aa][化学式1bb][化学式1cc]用于硬掩模组合物的单体可以具有约520至1,200的分子量。当单体具有在以上范围内的分子量时，可以调节包括该单体的硬掩模组合物的碳含量和对溶剂的溶解度以便被最优化。在下文中，描述根据一个实施方式的硬掩模组合物。根据一个实施方式的硬掩模组合物包括单体和溶剂。单体与上述相同，并且可以单独使用一种单体并且可以混合两种单体。溶剂可以是对单体具有足够的可溶性或分散度的任一种，并且可以是例如选自下述中的至少一种：丙二醇、丙二醇二乙酸酯、甲氧基丙二醇、二乙二醇、二乙二醇丁基醚、三(乙二醇)单甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、环己酮、乳酸乙酯、γ-丁内酯、甲基吡咯烷酮、和乙酰丙酮。基于硬掩模组合物的总量，可以以约3至25wt％的量包含单体。当在以上范围内包含单体时，可以调节硬掩模层的厚度、表面糙度和平面化以便被最优化。硬掩模组合物可以进一步包括表面活性剂。表面活性剂可以包括例如烷基苯磺酸盐、烷基吡啶盐、聚乙二醇、或季铵盐，但不限于此。基于100重量份的硬掩模组合物，可以以约0.001至3重量份的量包含表面活性剂。在此含量范围内，可以确保溶解性和交联度，同时不改变硬掩模组合物的光学性能。在下文中，描述了通过使用硬掩模组合物用于形成图案的方法。根据一个实施方式的形成图案的方法包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由以下化学式1表示的用于硬掩模组合物的单体：[化学式1]其中，在化学式1中，A是取代或未取代的C6至C30亚芳基，L是单键或者取代或未取代的C1至C6亚烷基，以及n是1至5范围的整数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.30 KR 10-2011-01473811.一种由以下化学式1表示的用于硬掩模组合物的单体：[化学式1]其中，在化学式1中，A是取代或未取代的C6至C30亚芳基，L是单键或者取代或未取代的C1至C6亚烷基，以及n是1至5范围的整数。2.根据权利要求1所述的用于硬掩模组合物的单体，其中，所述亚芳基包括选自以下组1中的至少一种：[组1]3.根据权利要求1所述的用于硬掩模组合物的单体，其中，所述单体由以下化学式1a、1b或1c表示：[化学式1a][化学式1b][化学式1c]其中，在化学式1a、1b、或1c中，L1至L4各自独立地是单键或者取代或未取代的C1至C6亚烷基。4.根据权利要求3所述的用于硬掩模组合物的单体，其中，所述单体由以下化学式1aa、1bb或1cc表示：[化学式1aa][化学式1bb][化学式1cc]...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔有廷，权孝英，赵娟振，金润俊，金永珉，尹龙云，李忠宪，
申请(专利权)人：第一毛织株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR