用于硬掩模組合物的單體和包含單體的硬掩模組合物及使用硬掩模組合物形成圖案的方法技術

本發明專利技術公開了用于硬掩模組合物的單體和包含單體的硬掩模組合物及使用硬掩模組合物形成圖案的方法。用于硬掩模組合物的單體，由下面化學式1表示，其中在化學式1中，A

Monomers for hard mask compositions and hard mask compositions comprising monomers and methods of forming patterns using hard mask compositions

The present invention discloses a monomer for hard mask compositions and a hard mask composition comprising a monomer and a method of forming patterns using hard mask compositions. A monomer used in a hard mask composition is represented by a chemical formula 1 below, wherein A is in the chemical formula 1

【技術實現步驟摘要】
用于硬掩模組合物的單體和包含單體的硬掩模組合物及使用硬掩模組合物形成圖案的方法相關申請的引用本申請要求于2012年12月27日提交于韓國知識產權局的韓國專利申請號10-2012-0155330的優先權和權益，其全部內容引入本文以供參考。
公開了用于硬掩模組合物的單體，包含所述單體的硬掩模組合物，以及使用所述硬掩模組合物形成圖案的方法。
技術介紹
最近，半導體工業已開發出具有數納米至幾十納米尺寸圖案的超細技術。這種超細技術基本上需要高效的光刻技術。所述典型的光刻技術包括在半導體襯底上提供材料層；在其上涂覆光致抗蝕劑層；對其曝光和顯影以提供光致抗蝕劑圖案；并使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模來蝕刻所述材料層。如今，根據有待形成的圖案的小尺寸，僅通過上述典型的光刻技術很難提供具有優異輪廓的精細圖案。因此，可以在所述材料層和所述光致抗蝕劑層之間形成一種層，稱為硬掩模層，從而提供精細圖案。最近，已建議使用旋涂來形成硬掩模層的方法（替代化學氣相沉積）。所述硬掩模層起到通過選擇性蝕刻過程，將光致抗蝕劑的精細圖案轉移至所述材料層的中間層的作用。因此，需要所述硬掩模層具有多種特性，例如耐化學性，和耐蝕刻性或在多個蝕刻過程中有待耐受的類似特性。此外，需要對于短波長圖像輻射射線的耐受性。
技術實現思路
一種實施方式提供了用于硬掩模組合物的單體，其具有改進的光學性能、耐蝕刻性，和耐化學性。另一種實施方式提供了包含所述單體的硬掩模組合物。又一種實施方式提供了使用所述硬掩模組合物形成圖案的方法。根據一種實施方式，提供了由下面化學式1表示的用于硬掩模組合物的單體。[化學式1]在上面化學式1中，A0為取代的或未取代的多環芳基，A1和A2各自獨立地為取代的或未取代的C6至C20芳基，L1、L1′、L2和L2′各自獨立地為單鍵或取代的或未取代的C1至C6亞烷基，X1和X2各自獨立地為氫、羥基、亞硫酰基、硫醇基、氰基、取代的或未取代的氨基、取代的或未取代的C1至C30烷基，取代的或未取代的C1至C20烷基胺基，或取代的或未取代的C1至C30烷氧基，以及m和n獨立地為0至6的整數。m和n不同時為0。在上面的化學式1中，所述A0可以選自下面組1。[組1]在上面化學式1中，所述A1和A2各自獨立地為取代的或未取代的苯基、萘基，或聯苯基。在所述化學式1中，所述單體可以由下面化學式1-1、1-2、1-3、1-4、1-5或1-6之一表示。[化學式1-1][化學式1-2][化學式1-3][化學式1-4][化學式1-5][化學式1-6]在所述化學式1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、和1-6中，L1a、L1b、L1c、L1d、L1e、L1f、L2a、L2b、L2c、L2d、L2e、L2f、L1a′、L1b′、L1c′、L1d′、L1e′、L1f′、L2a′、L2b′、L2c′、L2d′、L2e′和L2f′各自獨立地為單鍵或取代的或未取代的C1至C6亞烷基，以及X1a、X1b、X1c、X1d、X1e、X1f、X2a、X2b、X2c、X2d、X2e和X2f各自獨立地為氫、羥基、亞硫酰基、硫醇基、氰基、取代的或未取代的氨基、取代的或未取代的C1至C30烷基，取代的或未取代的C1至C20烷基胺基，或取代的或未取代的C1至C30烷氧基。所述單體可以由下面化學式1aa、1bb、1cc、1dd、1ee、1ff，或1gg表示。[化學式1aa][化學式1bb][化學式1cc][化學式1dd][化學式1ee][化學式1ff][化學式1gg]用于硬掩模組合物的所述單體可具有500至5,000的分子量。根據另一種實施方式，提供了包含所述單體和溶劑的硬掩模組合物。基于所述硬掩模組合物的總量，能夠以1至50wt%的量包括所述單體。根據又一種實施方式，提供了形成圖案的方法，該方法包括在襯底上提供材料層、在所述材料層上施加所述硬掩模組合物、熱處理所述硬掩模組合物以提供硬掩模層、在所述硬掩模層上形成含硅薄層、在所述含硅薄層上形成光致抗蝕劑層、曝光并顯影所述光致抗蝕劑層以形成光致抗蝕劑圖案、使用所述光致抗蝕劑圖案選擇性地去除所述含硅薄層和所述硬掩模層以暴露所述材料層的一部分，并蝕刻所述材料層的暴露部分。可以使用旋涂方法來施加所述硬掩模組合物。可以通過在100℃至500℃下熱處理所述硬掩模組合物來形成所述硬掩模層。根據一種實施方式，可以保證改進的光學性能、耐蝕刻性，和耐化學性。具體實施方式下面將詳細描述本專利技術的示例性實施方式。然而，這些實施方式僅是示例性的，并不是限制本專利技術。如本領域技術人員應當理解的，能夠以各種不同方式修改所描述的實施方式，所有這些都不偏離本專利技術的精神或范圍。如本文所用，當沒有另外提供定義時，術語“取代的”是指用選自以下的至少一個取代基來取代化合物的氫：鹵素（F、Cl、Br，或I）、羥基、烷氧基、硝基、氰基、氨基、疊氮基、脒基、肼基、亞肼基、羰基、氨甲酰基、硫醇基、酯基，羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸基或其鹽、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C30芳基、C7至C30芳烷基、C1至C4烷氧基、C1至C20雜烷基、C3至C20雜芳烷基、C3至C30環烷基、C3至C15環烯基、C6至C15環炔基、C2至C30雜環烷基、以及它們的組合。如本文所用的，當沒有另外提供定義時，前綴“雜”是指包含選自N、O、S，和P的1至3個雜原子的情況。下面，描述了根據一種實施方式的用于硬掩模組合物的單體。可以提供下面化學式1來表示根據一種實施方式的用于硬掩模組合物的單體。[化學式1]在上面化學式1中，A0為取代的或未取代的多環芳基，A1和A2各自獨立地為取代的或未取代的C6至C20芳基，L1、L1′、L2和L2′各自獨立地為單鍵或取代的或未取代的C1至C6亞烷基，X1和X2各自獨立地為氫、羥基、亞硫酰基、硫醇基、氰基、取代的或未取代的氨基、取代的或未取代的C1至C30烷基，取代的或未取代的C1至C20烷基胺基，或取代的或未取代的C1至C30烷氧基，以及m和n獨立地為0至6的整數。m和n不同時為0。在上面化學式1中，連接至A0、A1、和A2的取代基并不限于A0、A1、和A2的特定環，而是可以取代在A0、A1、和A2的所有環上的氫。所述單體在核心的羥基兩側具有多環芳基。所述單體具有上述結構，因此，可以具有剛性特征，特別是在小于或等于約248nm的短波長區域具有優異的耐受性。所述多環芳基可以選自下面組1。[組1]所述單體在核心具有羥基，并且針對取代基的每個羥基在核心的兩側，并因此，由于羥基的縮合反應可進行放大交聯并可以提供優異的交聯特性。因此，所述單體交聯成聚合物持續非常短的時間（盡管在相對低的溫度下進行熱處理），從而具有硬掩模層所需要的優異的機械特性、耐熱性、耐化學性，和耐蝕刻性。此外，所述單體包括多個針對取代基的羥基，并在溶劑中具有高溶解性，因此，可以制備成溶液并使用旋涂方法來形成硬掩模層。所述單體具有針對取代基的取代的或未取代的芳環基，因此具有優異的耐蝕刻性。在上面化學式1中，由A1和A2表示的取代基的芳環基具有C6至C20。取代基的芳環基可以各自獨立地為取代的或未取代的苯基、萘基、聯苯基。取代基的芳環基可包括羥基。因此，可以同時保證改進的耐蝕刻性和溶解性。例如，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于硬掩模組合物的單體，其中所述單體由下面化學式1?1、1?2、1?3、1?4、1?5，或1?6之一來表示：[化學式1?1]

【技術特征摘要】
2012.12.27 KR 10-2012-01553301.一種用于硬掩模組合物的單體，其中所述單體由下面化學式1-1、1-2、1-3、1-4、1-5，或1-6之一來表示：[化學式1-1][化學式1-2][化學式1-3][化學式1-4][化學式1-5][化學式1-6]其中，在所述化學式1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、和1-6中，L1a、L1b、L1c、L1d、L1e、L1f、L2a、L2b、L2c、L2d、L2e、L2f、L1a′、L1b′、L1c′、L1d′、L1e′、L1f′、L2a′、L2b′、L2c′、L2d′、L2e′和L2f′為單鍵，以及X1a、X1b、X1c、X1d、X1e、X1f、X2a、X2b、X2c、X2d、X2e和X2f各自獨立地為氫、羥基，或取代的或未取代的C1至C30烷氧基，術語“取代的”是指用選自以下的至少一個取代基來取代化合物的氫：鹵素、羥基、硝基、氰基、氨基、疊氮基、脒基、肼基、亞肼基、羰基、氨甲酰基、硫醇基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸基或其鹽、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C30芳基、C7至C30芳烷基、C1至C4烷氧基、C1至C20雜烷基、C3至C20雜芳烷基、C3至C30環烷基、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李圣宰，田桓承，趙娟振，李哲虎，李忠憲，
申請(專利權)人：第一毛織株式會社，
類型：發明
國別省市：韓國,KR