硬掩模用组合物及图案形成方法技术

本发明专利技术提供硬掩模用组合物及图案形成方法，所述硬掩模用组合物包含：含有咔唑单元与芴单元结合而成的重复单元的聚合物、以及溶剂。使用硬掩模用组合物可以形成耐蚀刻性得到提高的硬掩模。

【技术实现步骤摘要】
硬掩模用组合物及图案形成方法
本专利技术涉及硬掩模用组合物及图案形成方法。更详细地，本专利技术涉及包含含有芳香族环的聚合物的硬掩模用组合物及图案形成方法。
技术介绍
例如，在半导体制造、微电子等领域中，电路、配线、绝缘图案等结构物的集成度持续提高。由此，用于上述结构物的精细图案化的光刻工序也被一同开发。一般而言，在蚀刻对象膜上涂布光致抗蚀剂而形成光致抗蚀剂层，通过曝光和显影工序而形成光致抗蚀剂图案。接下来，将上述光致抗蚀剂图案用作蚀刻掩膜，部分性地除去上述蚀刻对象膜，从而能够形成预定的图案。进行了对上述蚀刻对象膜的图像转印后，上述光致抗蚀剂图案可以通过灰化(ashing)和/或剥离(strip)工序而除去。为了在上述曝光工序中抑制由光反射引起的分辨率降低，可以在上述蚀刻对象膜和上述光致抗蚀剂层之间形成防反射涂(anti-refractivecoating；ARC)层。这种情况下，会追加对上述ARC层的蚀刻，由此上述光致抗蚀剂层或光致抗蚀剂图案的消耗量或蚀刻量可能增加。另外，上述蚀刻对象膜的厚度增加或形成所需图案时必要的蚀刻量增加的情况下，可能无法确保所要求的上述光致抗蚀剂层或光致抗蚀剂图案的充分的蚀刻耐性。因此，为了确保用于形成所需图案的光致抗蚀剂的蚀刻耐性和蚀刻选择比，可以在上述蚀刻对象膜和上述光致抗蚀剂层之间追加抗蚀剂下部膜。上述抗蚀剂下部膜例如需要具有对高温蚀刻工序的充分的耐蚀刻性(或蚀刻耐性)、耐热性，由此，适当地设计上述抗蚀剂下部膜所包含的聚合物的结构。为了提高上述聚合物的耐蚀刻性，可以稠合多个芳香族化合物。但是，随着上述芳香族化合物或聚合物的合成路径的追加而工序费用上升，收率可能降低。另外，随着上述聚合物的耐蚀刻性增加，膜形成特性可能下降。韩国公开专利第10-2010-0082844号公开了抗蚀剂下部膜形成组合物的一个例子。现有技术文献专利文献韩国公开专利第10-2010-0082844号
技术实现思路
要解决的课题本专利技术的一个课题是提供能够形成具有优异的工序效率、蚀刻特性和膜形成特性的硬掩模的硬掩模用组合物。本专利技术的一个课题是使用了上述硬掩模用组合物的图案形成方法。解决课题的方法1.一种硬掩模用组合物，其包含：含有咔唑单元与芴单元结合而成的重复单元的聚合物；以及溶剂。2.根据上述1所述的硬掩模用组合物，上述聚合物中，上述咔唑单元与上述芴单元彼此直接连接。3.根据上述1所述的硬掩模用组合物，上述聚合物包含来源于下述化合物1所表示的化合物的重复单元：[化学式1](在化学式1中，R1和R2各自独立地为氢、碳原子数1～4的烷基、碳原子数2～4的不饱和脂族烃基或碳原子数6～20的芳香族烃基)。4.根据上述3所述的硬掩模用组合物，上述聚合物包含来源于选自由下述化学式1-1～1-4所表示的化合物组成的组中的至少一种重复单元：[化学式1-1][化学式1-2][化学式1-3][化学式1-4]5.根据上述3所述的硬掩模用组合物，其中，上述聚合物包含下述的化学式2、化学式3或化学式4所表示的重复单元中的至少一种：[化学式2][化学式3](在化学式3中，R3为氢、碳原子数1～4的烷基、取代或未取代的苯基、萘基、蒽基、联苯基或均二苯乙烯基(stilbenyl))[化学式4](在化学式4中，Ar为取代或未取代的亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚联苯基、或亚均二苯乙烯基。)6.根据上述5所述的硬掩模用组合物，其中，在上述化学式4中，Ar来源于下述化学式5所表示的化合物：[化学式5](在化学式5中，R4和R5各自独立地为氢、甲基或乙基)。7.根据上述1所述的硬掩模用组合物，上述聚合物的含量在组合物总重量中为10～50重量％。8.根据上述1所述的硬掩模用组合物，其进一步包含交联剂、催化剂和表面活性剂中的至少一种。9.一种图案形成方法，其中，使用由权利要求1～8中任一项所述的硬掩模用组合物形成的抗蚀剂下层膜。专利技术效果使用本专利技术的实施例所涉及的硬掩模用组合物可以形成具有优异的耐蚀刻性且工序效率和收率提高了的硬掩模。根据例示性的实施例的硬掩模用组合物可以包含含有咔唑单元与芴单元结合而成的重复单元的聚合物。上述聚合物可以通过高碳含量而实现提高了的耐蚀刻性。另外，可以在一个芴单元中含有2个咔唑单元，该情况下可以实现进一步提高了的耐蚀刻性。上述聚合物或重复单元与现有的芴/芳香族化合物的复合结构相比容易合成，能够提高工序效率且显著减少费用。上述聚合物还可以包含连接单元，该情况下可以进一步提高上述聚合物的溶解性和硬掩模的涂布性。另外，使用由上述硬掩模用组合物形成的硬掩模可以实现高分辨率的光刻工序，可以形成期望的微细线宽的目标图案。具体实施方式本专利技术的实施例包含含有咔唑单元与芴单元结合而成的重复单元的聚合物，由此提供耐蚀刻性和工序效率提高了的硬掩模用组合物。上述硬掩模用组合物例如可以涂布于光致抗蚀剂层与蚀刻对象膜之间而形成用作抗蚀剂下部膜的硬掩模膜。通过光致抗蚀剂图案将上述硬掩模膜部分性地去除而可以形成硬掩模，可以将上述硬掩模用作追加性的蚀刻掩模。上述硬掩模膜或硬掩模例如可用作旋涂硬掩模(Spin-OnHardmask：SOH)。另外，本专利技术的实施例提供使用了由上述硬掩模用组合物形成的硬掩模的图案形成方法。下面，对本专利技术的实施例所涉及的硬掩模用组合物详细地进行说明。在本申请中所使用的化学式所表示的化合物或树脂存在异构体的情况下，该化学式所表示的化合物或树脂的意思是包括其异构体在内的代表化学式。本专利技术的实施例所涉及的硬掩模用组合物包含含有咔唑单元与芴单元结合而成的重复单元的聚合物(以下，简称为“聚合物”)和溶剂，还可以包含交联剂、催化剂等追加制剂。聚合物根据例示性的实施例，硬掩模用组合物的上述聚合物可以包含咔唑单元与芴单元结合而成的重复单元。通过包含两种高碳含量的芳香族单元，从而包含上述聚合物的硬掩模可以显示出显著提高了的耐蚀刻性。本说明书中使用的用语“碳含量”可以表示化合物的每分子的碳质量数与总质量数的比率。本说明书中使用的用语“咔唑单元”不仅包括在咔唑的氮原子上结合有氢的化合物，还包括结合有其他取代基来代替氢的化合物的情况。根据例示性的实施例，上述咔唑单元与芴单元可以彼此直接连接或结合。在一部分实施例中，在上述芴单元上可以结合2个咔唑单元。在一部分实施例中，通过上述2个咔唑单元，从而聚合物的链可以交联延长。通过上述咔唑单元，上述聚合物的填充密度(packingdensity)增加，从而可以进一步提高上述聚合物的耐蚀刻性。根据例示性的实施例，上述聚合物来源于咔唑单元与芴单元直接结合而成的化合物，上述聚合物可以包含来源于下述化合物1所表示的化合物的重复单元。[化学式1]在上述在化学式1中，R1和R2可以各自独立地表示氢、碳原子数1～4的烷基、碳原子数2～4的不饱和脂肪族烃基(例如，烯基或炔基)或碳原子数为6～20的芳香族烃基。上述碳原子数6～20的芳香族烃基可以包含杂原子，可以包含取代或未取代的芳环。在本申请中使用的用语“取代的”是指化合物中的氢原子被作为非限制性例子的如下取代基所取代，所述取代基选自：卤素原子(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、羰基、氨基甲酰基、硫醇基、酯基、羧基、磺酸基、磷酸酯基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬掩模用组合物，其包含：含有咔唑单元与芴单元结合而成的重复单元的聚合物；以及溶剂。

【技术特征摘要】
2017.06.27 KR 10-2017-00812661.一种硬掩模用组合物，其包含：含有咔唑单元与芴单元结合而成的重复单元的聚合物；以及溶剂。2.根据权利要求1所述的硬掩模用组合物，在所述聚合物中，所述咔唑单元与所述芴单元彼此直接连接。3.根据权利要求1所述的硬掩模用组合物，所述聚合物包含来源于下述化合物1所表示的化合物的重复单元：化学式1在化学式1中，R1和R2各自独立地为氢、碳原子数1～4的烷基、碳原子数为2～4的不饱和脂族烃基或碳原子数为6～20的芳香族烃基。4.根据权利要求3所述的硬掩模用组合物，所述聚合物包含来源于选自由下述化学式1-1～1-4所表示的化合物组成的组中的至少一种重复单元：化学式1-1化学式1-2化学式1-3化学式1-45.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔汉永，梁敦植，李殷相，崔相俊，
申请(专利权)人：东友精细化工有限公司，崔相俊，
类型：发明
国别省市：韩国,KR