用于硬掩模组合物的单体和包含单体的硬掩模组合物及使用硬掩模组合物形成图案的方法技术

本发明专利技术公开了用于硬掩模组合物的单体和包含单体的硬掩模组合物及使用硬掩模组合物形成图案的方法。用于硬掩模组合物的单体，由下面化学式1表示，其中在化学式1中，A

Monomers for hard mask compositions and hard mask compositions comprising monomers and methods of forming patterns using hard mask compositions

The present invention discloses a monomer for hard mask compositions and a hard mask composition comprising a monomer and a method of forming patterns using hard mask compositions. A monomer used in a hard mask composition is represented by a chemical formula 1 below, wherein A is in the chemical formula 1

【技术实现步骤摘要】
用于硬掩模组合物的单体和包含单体的硬掩模组合物及使用硬掩模组合物形成图案的方法相关申请的引用本申请要求于2012年12月27日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请号10-2012-0155330的优先权和权益，其全部内容引入本文以供参考。
公开了用于硬掩模组合物的单体，包含所述单体的硬掩模组合物，以及使用所述硬掩模组合物形成图案的方法。
技术介绍
最近，半导体工业已开发出具有数纳米至几十纳米尺寸图案的超细技术。这种超细技术基本上需要高效的光刻技术。所述典型的光刻技术包括在半导体衬底上提供材料层；在其上涂覆光致抗蚀剂层；对其曝光和显影以提供光致抗蚀剂图案；并使用所述光致抗蚀剂图案作为掩模来蚀刻所述材料层。如今，根据有待形成的图案的小尺寸，仅通过上述典型的光刻技术很难提供具有优异轮廓的精细图案。因此，可以在所述材料层和所述光致抗蚀剂层之间形成一种层，称为硬掩模层，从而提供精细图案。最近，已建议使用旋涂来形成硬掩模层的方法（替代化学气相沉积）。所述硬掩模层起到通过选择性蚀刻过程，将光致抗蚀剂的精细图案转移至所述材料层的中间层的作用。因此，需要所述硬掩模层具有多种特性，例如耐化学性，和耐蚀刻性或在多个蚀刻过程中有待耐受的类似特性。此外，需要对于短波长图像辐射射线的耐受性。
技术实现思路
一种实施方式提供了用于硬掩模组合物的单体，其具有改进的光学性能、耐蚀刻性，和耐化学性。另一种实施方式提供了包含所述单体的硬掩模组合物。又一种实施方式提供了使用所述硬掩模组合物形成图案的方法。根据一种实施方式，提供了由下面化学式1表示的用于硬掩模组合物的单体。[化学式1]在上面化学式1中，A0为取代的或未取代的多环芳基，A1和A2各自独立地为取代的或未取代的C6至C20芳基，L1、L1′、L2和L2′各自独立地为单键或取代的或未取代的C1至C6亚烷基，X1和X2各自独立地为氢、羟基、亚硫酰基、硫醇基、氰基、取代的或未取代的氨基、取代的或未取代的C1至C30烷基，取代的或未取代的C1至C20烷基胺基，或取代的或未取代的C1至C30烷氧基，以及m和n独立地为0至6的整数。m和n不同时为0。在上面的化学式1中，所述A0可以选自下面组1。[组1]在上面化学式1中，所述A1和A2各自独立地为取代的或未取代的苯基、萘基，或联苯基。在所述化学式1中，所述单体可以由下面化学式1-1、1-2、1-3、1-4、1-5或1-6之一表示。[化学式1-1][化学式1-2][化学式1-3][化学式1-4][化学式1-5][化学式1-6]在所述化学式1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、和1-6中，L1a、L1b、L1c、L1d、L1e、L1f、L2a、L2b、L2c、L2d、L2e、L2f、L1a′、L1b′、L1c′、L1d′、L1e′、L1f′、L2a′、L2b′、L2c′、L2d′、L2e′和L2f′各自独立地为单键或取代的或未取代的C1至C6亚烷基，以及X1a、X1b、X1c、X1d、X1e、X1f、X2a、X2b、X2c、X2d、X2e和X2f各自独立地为氢、羟基、亚硫酰基、硫醇基、氰基、取代的或未取代的氨基、取代的或未取代的C1至C30烷基，取代的或未取代的C1至C20烷基胺基，或取代的或未取代的C1至C30烷氧基。所述单体可以由下面化学式1aa、1bb、1cc、1dd、1ee、1ff，或1gg表示。[化学式1aa][化学式1bb][化学式1cc][化学式1dd][化学式1ee][化学式1ff][化学式1gg]用于硬掩模组合物的所述单体可具有500至5,000的分子量。根据另一种实施方式，提供了包含所述单体和溶剂的硬掩模组合物。基于所述硬掩模组合物的总量，能够以1至50wt%的量包括所述单体。根据又一种实施方式，提供了形成图案的方法，该方法包括在衬底上提供材料层、在所述材料层上施加所述硬掩模组合物、热处理所述硬掩模组合物以提供硬掩模层、在所述硬掩模层上形成含硅薄层、在所述含硅薄层上形成光致抗蚀剂层、曝光并显影所述光致抗蚀剂层以形成光致抗蚀剂图案、使用所述光致抗蚀剂图案选择性地去除所述含硅薄层和所述硬掩模层以暴露所述材料层的一部分，并蚀刻所述材料层的暴露部分。可以使用旋涂方法来施加所述硬掩模组合物。可以通过在100℃至500℃下热处理所述硬掩模组合物来形成所述硬掩模层。根据一种实施方式，可以保证改进的光学性能、耐蚀刻性，和耐化学性。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的示例性实施方式。然而，这些实施方式仅是示例性的，并不是限制本专利技术。如本领域技术人员应当理解的，能够以各种不同方式修改所描述的实施方式，所有这些都不偏离本专利技术的精神或范围。如本文所用，当没有另外提供定义时，术语“取代的”是指用选自以下的至少一个取代基来取代化合物的氢：卤素（F、Cl、Br，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、氨甲酰基、硫醇基、酯基，羧基或其盐、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C30杂环烷基、以及它们的组合。如本文所用的，当没有另外提供定义时，前缀“杂”是指包含选自N、O、S，和P的1至3个杂原子的情况。下面，描述了根据一种实施方式的用于硬掩模组合物的单体。可以提供下面化学式1来表示根据一种实施方式的用于硬掩模组合物的单体。[化学式1]在上面化学式1中，A0为取代的或未取代的多环芳基，A1和A2各自独立地为取代的或未取代的C6至C20芳基，L1、L1′、L2和L2′各自独立地为单键或取代的或未取代的C1至C6亚烷基，X1和X2各自独立地为氢、羟基、亚硫酰基、硫醇基、氰基、取代的或未取代的氨基、取代的或未取代的C1至C30烷基，取代的或未取代的C1至C20烷基胺基，或取代的或未取代的C1至C30烷氧基，以及m和n独立地为0至6的整数。m和n不同时为0。在上面化学式1中，连接至A0、A1、和A2的取代基并不限于A0、A1、和A2的特定环，而是可以取代在A0、A1、和A2的所有环上的氢。所述单体在核心的羟基两侧具有多环芳基。所述单体具有上述结构，因此，可以具有刚性特征，特别是在小于或等于约248nm的短波长区域具有优异的耐受性。所述多环芳基可以选自下面组1。[组1]所述单体在核心具有羟基，并且针对取代基的每个羟基在核心的两侧，并因此，由于羟基的缩合反应可进行放大交联并可以提供优异的交联特性。因此，所述单体交联成聚合物持续非常短的时间（尽管在相对低的温度下进行热处理），从而具有硬掩模层所需要的优异的机械特性、耐热性、耐化学性，和耐蚀刻性。此外，所述单体包括多个针对取代基的羟基，并在溶剂中具有高溶解性，因此，可以制备成溶液并使用旋涂方法来形成硬掩模层。所述单体具有针对取代基的取代的或未取代的芳环基，因此具有优异的耐蚀刻性。在上面化学式1中，由A1和A2表示的取代基的芳环基具有C6至C20。取代基的芳环基可以各自独立地为取代的或未取代的苯基、萘基、联苯基。取代基的芳环基可包括羟基。因此，可以同时保证改进的耐蚀刻性和溶解性。例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于硬掩模组合物的单体，其中所述单体由下面化学式1‑1、1‑2、1‑3、1‑4、1‑5，或1‑6之一来表示：[化学式1‑1]

【技术特征摘要】
2012.12.27 KR 10-2012-01553301.一种用于硬掩模组合物的单体，其中所述单体由下面化学式1-1、1-2、1-3、1-4、1-5，或1-6之一来表示：[化学式1-1][化学式1-2][化学式1-3][化学式1-4][化学式1-5][化学式1-6]其中，在所述化学式1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、和1-6中，L1a、L1b、L1c、L1d、L1e、L1f、L2a、L2b、L2c、L2d、L2e、L2f、L1a′、L1b′、L1c′、L1d′、L1e′、L1f′、L2a′、L2b′、L2c′、L2d′、L2e′和L2f′为单键，以及X1a、X1b、X1c、X1d、X1e、X1f、X2a、X2b、X2c、X2d、X2e和X2f各自独立地为氢、羟基，或取代的或未取代的C1至C30烷氧基，术语“取代的”是指用选自以下的至少一个取代基来取代化合物的氢：卤素、羟基、硝基、氰基、氨基、叠氮基、脒基、肼基、亚肼基、羰基、氨甲酰基、硫醇基、羧基或其盐、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、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李圣宰，田桓承，赵娟振，李哲虎，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