[發(fā)明專利]硬掩膜組合物和硬掩膜及形成圖案的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010087861.3
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111290216B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王靜;肖楠;宋里千
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門恒坤新材料科技股份有限公司
• 主分類號: G03F7/11
• 分類號: G03F7/11
• 代理公司: 廈門市精誠新創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35218
• 代理人: 秦華

本發(fā)明屬于光刻領(lǐng)域，公開提供了一種硬掩膜組合物和硬掩膜及圖案形成方法。所述硬掩膜組合物含有聚合物以及溶劑，所述聚合物具有化學(xué)式1所示的結(jié)構(gòu)，其中，R₁表示氫原子、碳原子為1～6的取代或非取代的烷基或碳原子數(shù)為6～30的取代或非取代的芳基；Ar₁和Ar₂各自獨(dú)立地表示取代或非取代的苯基或萘基；n為1～100的整數(shù)。由本發(fā)明提供的硬掩膜組合物形成的硬掩膜具有高耐熱性和耐刻蝕性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光刻領(lǐng)域，具體涉及一種含有高碳含量聚合物的硬掩膜組合物和硬掩膜及其圖案形成方法。

技術(shù)背景

在光刻工藝過程中，當(dāng)光致抗蝕劑不足以為后續(xù)的刻蝕步驟提供足夠耐刻蝕性時，例如當(dāng)光致抗蝕劑厚度較薄、待刻蝕圖案的縱橫比大或者是在已圖案化的襯底上繼續(xù)形成新的圖案時，需要一種具有耐化學(xué)性、耐熱性和耐刻蝕性等特性的中間層，通過選擇性刻蝕過程將硬掩膜材料(光致抗蝕劑)的圖案精確地轉(zhuǎn)印至待刻蝕的材料層上，這種中間層稱為“硬掩膜”或“抗蝕劑下層膜”。

上述硬掩膜材料已由最初通過化學(xué)氣相沉積形成的無定型碳發(fā)展到使用旋涂法的硬掩膜組合物。硬掩膜組合物通常由聚合物、添加劑與溶劑組成，其中聚合物的性質(zhì)對硬掩膜組合物的性能起著決定性的作用，特別是硬掩膜組合物的熱穩(wěn)定性和耐刻蝕性幾乎完全取決于聚合物的性質(zhì)。為了滿足所述特性，目前硬掩膜組合物中的聚合物通常為碳含量極高的酚醛樹脂，可列舉出如下聚合物：

專利文獻(xiàn)1和2公開了使用芘酚醛樹脂的硬掩膜組合物。

專利文獻(xiàn)3和4公開了使用芴酚醛樹脂的硬掩膜組合物。

專利文獻(xiàn)5和6公開了使用咔唑酚醛樹脂的硬掩膜組合物。

專利文獻(xiàn)1：具有抗反射性能的硬掩膜組合物及用其圖案化材料的方法(200780052470.0)。

專利文獻(xiàn)2：芘主鏈聚合物及含有該聚合物的抗反射硬掩膜組合物以及材料層的圖案化方法(201110305955.4)。

專利文獻(xiàn)3：抗反射硬掩膜組合物及其使用方法(200680018573.0)。

專利文獻(xiàn)4：硬掩膜組合物和形成材料層的方法及半導(dǎo)體集成電路裝置(200710302240.7)。

專利文獻(xiàn)5：咔唑酚醛清漆樹脂(201080027274.X)。

專利文獻(xiàn)6：包含含有羥基的咔唑酚醛清漆樹脂的形成抗蝕劑下層膜的組合物(201180057083.2)。

然而，芴酚醛樹脂、咔唑酚醛樹脂與芘酚醛樹脂相比，樹脂的碳含量略低，且芴酚醛樹脂形成的硬掩膜在刻蝕后形成的圖案通常是弓形的或者扭曲的，不能形成垂直的圖案結(jié)構(gòu)；芘酚醛樹脂雖然具有良好的耐刻蝕性能，但是芘酚醛樹脂的溶解性較差，相應(yīng)的硬掩膜組合物的涂覆性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種含有由芘衍生物與芴酮及其衍生物縮聚而成的聚合物的硬掩膜組合物和硬掩膜及其圖案形成方法，由該硬掩膜組合物形成的硬掩膜具有高耐熱性和耐刻蝕性。

具體地，本發(fā)明提供了一種硬掩膜組合物，其中，所述硬掩膜組合物含有聚合物以及溶劑，所述聚合物具有化學(xué)式1所示的結(jié)構(gòu)：

化學(xué)式1

其中，R₁表示氫原子、碳原子為1～6的取代或非取代的烷基或碳原子數(shù)為6～30的取代或非取代的芳基；Ar₁和Ar₂各自獨(dú)立地表示取代或非取代的苯基或萘基；n為1～100的整數(shù)。

進(jìn)一步的，所述聚合物具有化學(xué)式1-1至1-10所示的結(jié)構(gòu)：