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一种硬掩模用组合物及图案形成方法，该硬掩模用组合物包含苄醇(benzyl alcohol)单元与咔唑(carbazole)单元结合而成的芳香族化合物、和溶剂。通过使用硬掩模用组合物，能够形成填隙特性、耐蚀刻性提高了的硬掩模。

Composition for hard mask and pattern forming method

The invention provides a composition for hard mask and a pattern forming method, which comprises aromatic compounds and solvents formed by the combination of benzyl alcohol unit and carbazole unit. By using the hard mask composition, a hard mask with improved filling characteristics and etching resistance can be formed.

【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。更详细而言，本专利技术涉及包含芳香族单元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、绝缘图案之类的结构物的集成度正在持续增大。因此，用于上述结构物的微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，通过曝光及显影工序而形成光致抗蚀剂图案。接着，将上述光致抗蚀剂图案用作蚀刻掩模，将上述蚀刻对象膜部分地去除，从而可以形成预定的图案。在进行对于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)工序而被去除。为了抑制上述曝光工序中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布(anti-refractivecoating；ARC)层。该情况下，会追加对于上述ARC层的蚀刻，因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会增加。此外，上述蚀刻对象膜的厚度增加或形成期望的图案时所需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耐蚀刻性。因此，为了确保用于形成期望的图案的光致抗蚀剂的耐蚀刻性和蚀刻选择比，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。上述抗蚀剂下部膜需要具有例如对于高温蚀刻工序的充分的耐蚀刻性(etchingresistance)、耐热性，此外，有必要通过例如旋涂工序以均匀的厚度形成。此外，在蚀刻对象膜存在高低差等的情况下，上述抗蚀剂下部膜优选具有充分的高低差填埋特性而平坦地形成。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例。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
所要解决的课题本专利技术的一课题在于，提供能够形成具有优异的机械、化学特性且具有均匀的膜形成特性的硬掩模的硬掩模用组合物。本专利技术的一课题在于，提供使用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，其包含苄醇(benzylalcohol)单元与咔唑(carbazole)单元结合而成的芳香族化合物、和溶剂。2.如1所述的硬掩模用组合物，上述苄醇单元与上述咔唑单元彼此直接结合。3.如1所述的硬掩模用组合物，上述芳香族化合物包含选自由下述化学式1～化学式3所表示的化合物组成的组中的至少一种：[化学式1][化学式2][化学式3](化学式1～3中，Ar1、Ar2、Ar3和Ar4各自独立地为具有碳原子数6～40且可含有杂原子的取代或非取代的芳香族烃基，R1为氢、碳原子数1～4的烷基、碳原子数2～4的烯基或炔基、或具有碳原子数6～40且可含有杂原子的取代或非取代的芳香族烃基，R2为碳原子数1～4的亚烷基、碳原子数2～4的亚烯基或亚炔基、或具有碳原子数6～40且可含有杂原子的取代或非取代的亚芳基，n为2～4的整数，m为0～2的整数)。4.如3所述的硬掩模用组合物，上述化学式1～3中，Ar1、Ar2、Ar3和Ar4各自独立地选自苯基(phenyl)、萘基(naphthyl)、联苯基(biphenyl)、芘基(pyrenyl)或下述化学式4所表示的结构中：[化学式4](化学式4中，R3为氢、碳原子数1～4的烷基、碳原子数2～4的烯基或炔基、或具有碳原子数6～40且可含有杂原子的取代或非取代的芳香族烃基)。5.如3所述的硬掩模用组合物，上述芳香族化合物包含选自由下述化学式5～19所表示的化合物组成的组中的至少一种：[化学式5][化学式6][化学式7][化学式8][化学式9][化学式10][化学式11][化学式12][化学式13][化学式14][化学式15][化学式16][化学式17][化学式18][化学式19]6.如1所述的硬掩模用组合物，上述芳香族化合物以单分子或低聚物形态提供。7.如1所述的硬掩模用组合物，上述芳香族化合物中，追加性的交联结合通过上述苄醇单元所包含的芳环而延长。8.如1所述的硬掩模用组合物，上述芳香族化合物的含量在组合物总重量中为5～60重量％。9.如1所述的硬掩模用组合物，其进一步包含芳香族聚合物、催化剂和表面活性剂中的至少一种。10.如9所述的硬掩模用组合物，上述芳香族聚合物为选自由芳香族醛和芳香族醇系化合物组成的组中的两种以上的缩合产物。11.一种图案形成方法，其使用由上述1～10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的硬掩模用组合物，能够形成具有优异的平坦度、填隙(gap-fill)特性且耐蚀刻性提高了的硬掩模。例示性的实施例的硬掩模用组合物可以包含在分子内同时含有苄醇(benzylalcohol)单元和咔唑(carbazole)单元的芳香族化合物。借助上述咔唑单元，可以提高硬掩模的耐蚀刻性、耐热性等之类的机械特性，借助上述苄醇单元，能够提高硬掩模组合物的溶解性、涂布均匀性。根据例示性的实施例，上述化合物以单分子或低聚物形态存在于组合物中，因此能够提供对于蚀刻对象膜上所包含的高低差、凹凸等具有提高了的填隙特性的硬掩模。此外，使用由上述硬掩模用组合物形成的硬掩模，能够实现高分辨率的光刻工序，且能够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分子内结合有苄醇(benzylalcohol)单元和咔唑(carbazole)单元的芳香族化合物，由此提供填隙特性和耐蚀刻性同时提高了的硬掩模用组合物。上述硬掩模用组合物例如通过涂布在光致抗蚀剂层与蚀刻对象膜之间，可以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地去除从而可以形成硬掩模，可以将上述硬掩模作为追加的蚀刻掩模来使用。上述硬掩模膜或硬掩模例如可以用作旋涂硬掩模(Spin-OnHardmask：SOH)。此外，本专利技术的实施例提供使用由上述硬掩模用组合物形成的硬掩模的图案形成方法。以下，对本专利技术的实施例的硬掩模用组合物进行详细说明。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的硬掩模用组合物包含苄醇单元与咔唑(carbazole)单元结合而成的芳香族化合物和溶剂，且还可以进一步包含交联剂、催化剂等追加制剂。芳香族化合物根据本专利技术的实施例，硬掩模用组合物可以包含在分子内结合有苄醇(benzylalcohol)单元和咔唑(carbazole)单元的芳香族化合物。上述芳香族化合物的上述咔唑单元可以作为用于提高硬掩模的耐蚀刻性、耐热性等之类的机械特性的功能性单元而包含。上述苄醇单元可以作为用于提高上述芳香族化合物的溶解性、硬掩模的涂布性等之类的膜形成特性的功能性单元而包含。在一部分实施例中，上述芳香族化合物可以以单分子或低聚物的形态提供。因此，包含上述芳香族化合物的硬掩模用组合物与含有缩合物作为主成分的硬掩模用组合物相比，可以具有相对低的分子量，且可以具有优异的填隙特性和台阶覆盖特性。在一部分实施例中，上述苄醇单元与咔唑单元可以彼此直接连接。因此，上述芳香族化合物还可以使硬掩模整体的耐蚀刻性和溶解性均匀提高。本说明书中所使用的用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬掩模用组合物，其包含苄醇单元与咔唑单元结合而成的芳香族化合物、和溶剂。

【技术特征摘要】
2017.06.30 KR 10-2017-00833731.一种硬掩模用组合物，其包含苄醇单元与咔唑单元结合而成的芳香族化合物、和溶剂。2.根据权利要求1所述的硬掩模用组合物，所述苄醇单元与所述咔唑单元彼此直接连接。3.根据权利要求1所述的硬掩模用组合物，所述芳香族化合物包含选自由下述化学式1～化学式3所表示的化合物组成的组中的至少一种：化学式1化学式2化学式3化学式1～3中，Ar1、Ar2、Ar3和Ar4各自独立地为具有碳原子数6～40且可含有杂原子的取代或非取代的芳香族烃基，R1为氢、碳原子数1～4的烷基、碳原子数2～4的烯基或炔基、或具有碳原子数6～40且可含有杂原子的取代或非取代的芳香族烃基，R2为碳原子数1～4的亚烷基、碳原子数2～4的亚烯基或亚炔基、或具有碳原子数6～40且可含有杂原子的取代或非取代的亚芳基，n为2～4的整数，m为0～2的整数。4.根据权利要求3所述的硬掩模用组合物，所述化学式1～3中，Ar1、Ar2、Ar3和Ar4各自独立地选自苯基、萘基、联苯基、芘基或下述化学式4所表示的结构中：化学式4化学式...

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