[發明專利]用于硬掩模組合物的單體、包含該單體的硬掩模組合物、以及使用該硬掩模組合物形成圖案的方法

有效

• 申請號: 201280065648.6
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN104024940B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 金潤俊;田桓承;趙娟振;尹龍云;李忠憲;權孝英;崔有廷
• 申請（專利權）人: 第一毛織株式會社
• 主分類號: G03F7/11
• 分類號: G03F7/11;G03F1/38;G03F7/004;G03F7/26;H01L21/027
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,張英

技術領域

公開一種用于硬掩模組合物的單體、包含該單體的硬掩模組合物、以及使用該硬掩模組合物形成圖案的方法。

背景技術

近來，半導體工業已經發展到具有幾納米至幾十納米尺寸圖案的超精細技術。這種超精細技術基本上需要有效的光刻技術。

典型的光刻技術包括：在半導體基板上提供材料層；在其上涂覆光致抗蝕劑層；將光致抗蝕劑層曝光并顯影以提供光致抗蝕劑圖案；以及使用光致抗蝕劑圖案作為掩模蝕刻材料層。

現今，為了使待形成的圖案小型化，僅通過上述傳統的光刻技術難以提供具有優異輪廓的精細圖案。因此，稱為硬掩模層的層可以形成在材料層與光致抗蝕劑層之間以提供精細圖案。

硬掩模層起到中間層的作用以通過選擇性蝕刻工藝將光致抗蝕劑的精細圖案轉移到材料層。因此，要求硬掩模層在多重蝕刻工藝的過程中允許具有諸如耐化學性、耐熱性、和耐蝕刻性等的特性。

另一方面，近來已經提出了通過旋涂法(spin-on coating method)代替化學氣相沉積形成硬掩模層。旋涂法可以使用對溶劑具有可溶性的硬掩模組合物。

然而，由于硬掩模層需要的可溶性與特性具有彼此對抗的關系，因而需要滿足兩者的硬掩模組合物。此外，為了擴大硬掩模層的應用范圍，可以通過旋涂法在預定圖案上形成硬掩模層。在這種情況下，還需要在圖案之間的間隙中填充硬掩模組合物的間隙填充特性以及平面化特性。

發明內容

技術問題

一個實施方式提供了一種用于硬掩模組合物的單體，其滿足了耐化學性、耐熱性以及耐蝕刻性，同時確保了對溶劑的可溶性、間隙填充特性(gap-fill characteristics)以及平面化特性。

另一個實施方式提供了一種包括該單體的硬掩模組合物。

又一個實施方式提供了一種使用該硬掩模組合物形成圖案的方法。

技術方案

根據一個實施方式，提供了一種由下列化學式1表示的用于硬掩模組合物的單體。

[化學式1]

在化學式1中，

A、和A'為相同或不同的且為取代或未取代的芳族基團，

L為單鍵或取代或未取代的C1至C6亞烷基基團，以及

n為范圍從1至5的整數。

芳族基團可以包括選自下列組1中的至少一種。

[組1]

A和A'中的至少一個可以包括取代或未取代的多環芳族基團。

用于硬掩模組合物的單體可以例如由下列化學式1a、1b、或1c表示。

[化學式1a]

[化學式1b]

[化學式1c]

在化學式1a、1b、或1c中，

A¹至A⁴各自獨立地為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、暈苯(蔻，coronene)基、或它們的組合。

L¹至L³各自獨立地為單鍵或取代或未取代的C1至C6亞烷基基團。

該單體可以例如由下列化學式1aa、1bb、1cc、1dd、或1ee表示。

[化學式1aa]

[化學式1bb]

[化學式1cc]

[化學式1dd]

[化學式1ee]

該單體可以具有約200至3,000的分子量。

根據另一個實施方式，提供了一種包括該單體和溶劑的硬掩模組合物。

基于該硬掩模組合物的總量，該單體可以以約0.1至30wt％的量被包括。

根據又一個實施方式，提供了一種形成圖案的方法，包括：在基板上提供材料層、將該硬掩模組合物施加在該材料層上、熱處理該硬掩模組合物以提供硬掩模層、在該硬掩模層上形成含硅薄層、在該含硅薄層上形成光致抗蝕劑層、通過曝光并顯影該光致抗蝕劑層形成光致抗蝕劑圖案、曝光并顯影該光致抗蝕劑層以形成光致抗蝕劑圖案、使用該光致抗蝕劑圖案選擇性地去除該含硅薄層和該硬掩模層以曝光該材料層的一部分、以及蝕刻該材料層的曝光部分。

該硬掩模組合物可以使用旋涂法進行施加。

該硬掩模層可以在約100至500℃下進行熱處理。

發明效果