[发明专利]硬掩模组合物的单体、硬掩模组合物及形成图案的方法

说明书

相关申请的引用 

本申请要求于2012年12月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2012-0157576的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。技术领域 

本发明披露了单体、包括该单体的硬掩模组合物、以及利用该硬掩模组合物来形成图案的方法。 

背景技术

最近，半导体行业已开发一种超细技术，其具有几到几十纳米尺寸的图案。这样的超细技术本质上需要有效的光刻技术（lithographic technique）。 

典型的光刻技术包括：在半导体衬底上提供材料层；在其上涂布光致抗蚀剂层；暴露和显影上述光致抗蚀剂层以提供光致抗蚀剂图案；以及利用光致抗蚀剂图案作为掩模来蚀刻材料层。 

如今，按照待形成的图案的小尺寸化（small-sizing），仅通过上述典型的光刻技术，难以提供具有极好轮廓的精细图案。因此，可以在材料层和光致抗蚀剂层之间形成层，称作硬掩模层，以提供精细图案。 

硬掩模层起着中间层的作用，用于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，需要硬掩模层具有一些特性如在多个蚀刻工艺中容许的耐热性和耐蚀刻性等。 

另一方面，最近已建议，代替化学气相沉积，通过旋涂方法来形成硬掩模层。旋涂方法需要硬掩模组合物具有对于溶剂的可溶性。 

因此，已尝试使用其溶解度容易加以控制的单体化合物作为硬掩模组合物。 

然而，因为和聚合物相比单体化合物通常缺乏耐化学性或耐热性，所以需要开发满足这些特性的硬掩模组合物。 

发明内容

一种实施方式提供了用于硬掩模组合物的单体，其在旋涂期间具有改善的间隙填充特性和平坦化特性，同时确保耐化学性、耐热性、和耐蚀刻性。 

另一种实施方式提供了包括上述单体的硬掩模组合物。 

又一种实施方式提供了利用硬掩模组合物来形成图案的方法。 

按照一种实施方式，提供了由以下化学式1表示的用于硬掩模组合物的单体。 

[化学式1] 

在上述化学式1中， 

A¹是脂族环状基团或芳族环状基团， 

A²至A⁴各自独立地为苯基， 

X¹至X³各自独立地为羟基、亚硫酰基、硫醇基、氰基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C1至C20烷基胺基团、或取代或未取代的C1至C30烷氧基， 

M是CR^a、SiR^b、N、P、PR^cR^d、或PR^e，以及 

n是范围为1至4的整数。 

在M中，R^a、R^b、R^c、和R^d各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C10烷基、卤素原子、含卤素基团、或它们的组合，以及 

R^e是氧(O)或硫(S)。 

A¹可以是取代或未取代的环状基团，其选自以下组1。 

[组1] 

在组1中， 

Z¹和Z²各自独立地为单键、取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20环亚烷基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20杂亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚烯基、取代或未取代的C2至C20亚炔基、C=O、NR^f、氧(O)、硫(S)、或它们的组合，其中R^f是氢、取代或未取代的C1至C10烷基、卤素原子、或它们的组合，以及 

Z³至Z¹⁷独立地是C=O、NR^g、氧(O)、硫(S)、CR^hRⁱ、或它们的组合，其中R^g至Rⁱ各自独立地为氢、取代或未取代的C1至C10烷基、卤素原子、含卤素基团、或它们的组合。 

X¹可以是羟基。 

用于硬掩模组合物的单体可以由以下化学式2、化学式3、或化学式4表示。 

[化学式2]