[发明专利]用于硬掩模组合物的单体、包含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

说明书

技术领域

公开一种用于硬掩模组合物的单体、包含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。

背景技术

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允许具有诸如耐化学性、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-on coating method)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。

发明内容

技术问题

一个实施方式提供了一种用于硬掩模组合物的单体，其满足了耐化学性、耐热性以及耐蚀刻性，同时确保了对溶剂的可溶性、间隙填充特性(gap-fill characteristics)以及平面化特性。

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，提供了一种由下列化学式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、和A'为相同或不同的且为取代或未取代的芳族基团，

L为单键或取代或未取代的C1至C6亚烷基基团，以及

n为范围从1至5的整数。

芳族基团可以包括选自下列组1中的至少一种。

[组1]

A和A'中的至少一个可以包括取代或未取代的多环芳族基团。

用于硬掩模组合物的单体可以例如由下列化学式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，

A¹至A⁴各自独立地为取代或未取代的苯基、萘基、芘基、苝(二萘嵌苯，perylene)基、苯并苝(苯并二萘嵌苯，benzoperylene)基、晕苯(蔻，coronene)基、或它们的组合。

L¹至L³各自独立地为单键或取代或未取代的C1至C6亚烷基基团。

该单体可以例如由下列化学式1aa、1bb、1cc、1dd、或1ee表示。

[化学式1aa]

[化学式1bb]

[化学式1cc]

[化学式1dd]

[化学式1ee]

该单体可以具有约200至3,000的分子量。

根据另一个实施方式，提供了一种包括该单体和溶剂的硬掩模组合物。

基于该硬掩模组合物的总量，该单体可以以约0.1至30wt％的量被包括。

根据又一个实施方式，提供了一种形成图案的方法，包括：在基板上提供材料层、将该硬掩模组合物施加在该材料层上、热处理该硬掩模组合物以提供硬掩模层、在该硬掩模层上形成含硅薄层、在该含硅薄层上形成光致抗蚀剂层、通过曝光并显影该光致抗蚀剂层形成光致抗蚀剂图案、曝光并显影该光致抗蚀剂层以形成光致抗蚀剂图案、使用该光致抗蚀剂图案选择性地去除该含硅薄层和该硬掩模层以曝光该材料层的一部分、以及蚀刻该材料层的曝光部分。

该硬掩模组合物可以使用旋涂法进行施加。

该硬掩模层可以在约100至500℃下进行热处理。

发明效果