[发明专利]硬掩模组合物、使用其形成图案的方法以及包括该图案的半导体集成电路装置

说明书

相关申请的引用

本申请要求于2013年6月27日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请号10-2013-0074687，和韩国专利申请号10-2013-0074689的优先权和权益，通过引用将其全部内容结合到本文中。

技术领域

公开了硬掩模组合物、使用其形成图案的方法、以及包括该图案的半导体集成电路装置。

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（ultra-fine）技术。这种超精细技术必须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；在所述材料层上涂覆光致抗蚀剂层；曝光和显影所述光致抗蚀剂层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来蚀刻所述材料层。典型的光刻技术包括：在半导体基板上提供材料层；在所述材料层上涂覆光致抗蚀剂层；曝光和显影所述光致抗蚀剂层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来蚀刻所述材料层。因此，可以在材料层和光致抗蚀剂层之间形成称为硬掩模层的层以提供精细图案。硬掩模层起到中间层的作用，用于通过选择性蚀刻方法将光致抗蚀剂的精细图案转移至材料层。因此，要求硬掩模层在多重蚀刻过程期间耐受多种特性诸如耐热性和耐蚀刻性等。另一方面，近来已经提出了通过旋涂法而非化学气相沉积来形成硬掩模层。旋涂法便于执行并且还可以改善间隙填充特性和平面化特性。旋涂法可以使用对溶剂具有溶解性的硬掩模组合物。然而，硬掩模层需要的以上特性具有对抗溶解度的关系，因此需要满足两者的硬掩模组合物。

发明内容

一个实施方式提供在确保溶剂的可溶性、间隙填充特性，和平面化特征的同时满足耐热性和耐蚀刻性的硬掩模组合物。

另一个实施方式提供使用硬掩模组合物形成图案的方法。

又一实施方式提供包括使用该方法形成的图案的半导体集成电路装置。

根据一个实施方式，硬掩模组合物包括，由以下化学式1表示的单体，包括由以下化学式2表示的部分的聚合物，包括由以下化学式3表示的部分的聚合物，或者它们的组合，以及溶剂。

[化学式1]

在上述化学式1中，

A选自取代或未取代的芳环基团、取代或未取代的脂环基、取代或未取代的C1至C20亚烷基基团，取代或未取代的C2至C20亚烯基基团以及取代或未取代的C2至C20亚炔基基团，以及它们的组合，

A'和A″独立地是取代或未取代的芳环基团，取代或未取代的脂族环基团，或者它们的组合，

X和X'独立地是羟基基团、亚硫酰基团、巯基基团、氰基基团、取代或未取代的氨基基团、卤素原子、包含卤素的基团、取代或未取代的C1至C30烷氧基基团、或者它们的组合，

L和L′独立地是单键、取代或未取代的C1至C20亚烷基基团，取代或未取代的C6至C30亚芳基、或者它们的组合，并且

m和n独立地是大于或等于0的整数，并且1≤m+n≤（A取代基的最大数量）。

[化学式2]

在上述化学式2中，

Ar是选自以下组1的取代或未取代的芳基，并且

B是选自以下组2的一种或者两种或更多种的组合。

[组1]

[组2]

在组2中，M¹和M²独立地是氢、羟基基团、亚硫酰基团、巯基基团、氰基基团、取代或未取代的氨基基团、卤素原子、包含卤素的基团、取代或未取代的C1至C30烷氧基基团、或者它们的组合。

[化学式3]

在上述化学式3中，

X^a和X^b独立地是羟基基团、亚硫酰基团、巯基基团、氰基基团、取代或未取代的氨基基团、卤素原子、包含卤素的基团、取代或未取代的C1至C30烷氧基基团、或者它们的组合。

A、A'和A″独立地是选自以下组3的取代或未取代的环状基团。

[组3]

在组3中，