【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在半导体光刻工艺中有用的、低蒸发损失的硬掩膜组合物，具体涉及一种因以优异的耐热特性而能够最大限度地降低在工艺中作为缺陷(defect)的蒸发损失(evaporation loss)的硬掩膜组合物及利用该组合物的图案化方法。
技术介绍
1、近来，伴随着半导体设备的小型化及集成化而要求实现微细图案，作为形成这种微细图案的方法，有效的是通过曝光设备的开发或追加工艺的导入的光致抗蚀剂图案的微细化。
2、作为能够增加半导体装置的集成密度，使得能够形成具有更微细的纳米范围尺寸的结构的方法，正在开发具有高分辨率性能的光致抗蚀剂及光刻工艺的工具。
3、在制造半导体的工艺中，以往利用365nm波长的i-线(i-line)光源在半导体基板上形成图案，但是为了形成更微细的图案需要具有更小波长范围的光源。
4、实际上，从krf(248nm)开始，已经开发出利用arf(193nm)、eu v(extreme ultraviolet-极紫外线，13.5nm)光源的光刻(lithography)技术，目前已商用化或正在商用化中，利用其能够实现更微细的波长。
5、随着图案的尺寸变小，为了防止光致抗蚀剂图案的崩塌现象，光致抗蚀剂的厚度变得越来越薄。由于无法利用变薄的光致抗蚀剂图案蚀刻被蚀刻层，因此在光致抗蚀剂层与被蚀刻层之间导入蚀刻耐性优异的膜质，该膜质称为硬掩膜。硬掩膜工艺是指利用光致抗蚀剂图案蚀刻硬掩膜而进行图案化后，利用硬掩膜的图案来蚀刻被蚀刻层的工艺。所述硬掩膜通过化学气相沉积法(chem
6、通过cvd法所制造的硬掩膜，由于因使用沉积设备而导致初始费用的增加和工艺时间的增加、颗粒问题等缺点，因此，正在继续着对硬掩膜工艺利用非沉积而能够旋涂的材料来减少费用和缩短工艺时间的努力。
7、与cvd法相比，通过旋涂法的硬掩膜工艺具有初始投资费用少、涂覆性均匀、能够容易控制涂覆厚度、能够缩短工艺时间等优点。
8、另一方面，近来，随着半导体工艺更加微细化而线幅变窄，但是高度维持不变或相对而言变高，从而图案的纵横比变高。随着硬掩膜层的高度变高，在烘烤工艺时因蒸发损失的增加而发生缺陷问题，从而发生收率降低的问题。因此需要开发一种最大限度地降低作为缺陷的蒸发损失而能够改善收率的新型硬掩膜材料。
9、(现有专利文献)
10、(专利文献)
11、(专利文献1)韩国专利公开第10-1777687号(2017.09.12.)
12、(专利文献2)韩国专利公开第10-2240213号(2021.04.14.)
技术实现思路
1、要解决的技术问题
2、本专利技术涉及在半导体制造工艺中利用旋涂式碳硬掩膜的图案化方法和组合物，其目的在于，提供一种能够最大限度地降低作为缺陷(defect)的蒸发损失(evaporationloss)的旋涂式碳硬掩膜组合物及利用该组合物的图案化方法。
3、解决问题的方案
4、根据本专利技术的一具体例，提供一种旋涂式碳硬掩膜组合物，其特征是具有下述化学式1表示的结构式且重均分子量为1500至20000，能够最大限度地降低增发损失；
5、[化学式1]
6、
7、上述式中，m和n分别在1≤m≤50，1≤n≤50的范围，
8、r 1包括
9、
10、中的任一个，
11、r 2包括
12、中的任一个。
13、根据本专利技术的另一具体例涉及一种硬掩膜组合物，在该组合物总重量中，包括1至50重量％的由上述化学式1表示的聚合物、50至98.99重量％的有机溶剂、及0.01至0.1重量％的表面活性剂。
14、根据本专利技术的另一具体例，所述有机溶剂可以选自丙二醇单甲醚(pg me)、丙二醇单甲醚乙酸酯(pgmea)、环己酮、环戊酮、γ-丁内酯、乳酸乙酯(el)、甲基乙基酮、乙酸正丁酯、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、3-甲氧基丙酸甲酯(mmp)及3-乙氧基丙酸乙酯(eep)中的一种或它们的两种以上的混合物。
15、根据本专利技术的另一具体例，所述表面活性剂可以选自聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基苯基醚类、聚氧乙烯壬基苯基醚类、聚氧乙烯辛基苯基醚类、聚氧乙烯聚氧丙烯类、聚氧乙烯月桂基醚类、聚氧乙烯山梨醇酐类等非离子型表面活性剂中的一种或它们的两种以上的混合物。
16、根据本专利技术的另一具体例，提供一种图案化方法，所述方法将所述组合物通过旋涂涂覆到被蚀刻层上部，然后进行烘烤工艺而形成硬掩膜层。
17、根据本专利技术的另一具体例，在所述硬掩膜图案化方法中，所述烘烤工艺在150℃至400℃的温度下进行1分钟至5分钟而形成图案。
18、专利技术的效果
19、根据本专利技术的能够最大限度地降低蒸发损失(evaporation loss)的硬掩膜组合物，具有优异的耐热特性，从而能够最大限度地降低蒸发损失而减少缺陷(defect)，蚀刻(etch)选择性高，对于多重蚀刻的耐性充分，从而在形成半导体细微图案时能够提供优异性能。
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1.一种低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，包括具有下述化学式1表示的结构式，重均分子量为1500至20000的聚合物，其中，将所述组合物在400℃下烘烤时，蒸发损失低；
2.根据权利要求1所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述旋涂式硬掩膜组合物由化学式1表示的聚合物、表面活性剂、及有机溶剂组成。
3.根据权利要求2所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述旋涂式硬掩膜组合物由在整体组合物中的1至50重量％的聚合物、0.01至0.1重量％的表面活性剂、及50至98.99重量％的有机溶剂组成。
4.根据权利要求3所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述蒸发损失为2.5至3.5％。
5.根据权利要求4所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述蒸发损失为2.7至3.2％。
6.根据权利要求5所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述蒸发损失为2.9至3.1％。
7.根据权利要求6所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，硬掩膜的涂覆厚度为135至2200nm。
8.根据权利要求3所述
9.根据权利要求3所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述有机溶剂选自丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、环己酮、环戊酮、γ-丁内酯、乳酸乙酯(EL)、甲基乙基酮、乙酸正丁酯、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、3-甲氧基丙酸甲酯(MMP)及3-乙氧基丙酸乙酯(EEP)中的一种或它们的两种以上的混合物。
10.根据权利要求1所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述聚合物的重均分子量为1500至15000。
11.根据权利要求10所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述聚合物的重均分子量为1500至10000。
12.一种形成硬掩膜层的图案化方法，其中，所述方法进行将根据权利要求1至11中的任一项所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物通过旋涂涂覆到被蚀刻层上部的工艺和烘烤工艺。
13.根据权利要求12所述的形成硬掩膜层的图案化方法，其中，所述烘烤工艺在150℃至400℃温度下进行1至5分钟。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，包括具有下述化学式1表示的结构式，重均分子量为1500至20000的聚合物，其中，将所述组合物在400℃下烘烤时，蒸发损失低；
2.根据权利要求1所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述旋涂式硬掩膜组合物由化学式1表示的聚合物、表面活性剂、及有机溶剂组成。
3.根据权利要求2所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述旋涂式硬掩膜组合物由在整体组合物中的1至50重量％的聚合物、0.01至0.1重量％的表面活性剂、及50至98.99重量％的有机溶剂组成。
4.根据权利要求3所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述蒸发损失为2.5至3.5％。
5.根据权利要求4所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述蒸发损失为2.7至3.2％。
6.根据权利要求5所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述蒸发损失为2.9至3.1％。
7.根据权利要求6所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，硬掩膜的涂覆厚度为135至2200nm。
8.根据权利要求3所述的低蒸发损失旋涂式硬掩膜组合物，其中，所述表面活性剂选自聚氧乙烯烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：李秀珍，金起洪，李昇勋，李昇炫，
申请(专利权)人：YC化学制品株式会社，
类型：发明
国别省市：
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