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公開番号2023038927
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-17
出願番号2022140635
出願日2022-09-05
発明の名称ハードマスク組成物、ハードマスク層およびパターン形成方法
出願人三星エスディアイ株式会社,SAMSUNG SDI Co., LTD.
代理人IBC一番町弁理士法人
主分類G03F 7/11 20060101AFI20230310BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】ハードマスク層に効果的に適用することができるハードマスク組成物、およびハードマスク組成物を使用したパターン形成方法を提供する。
【解決手段】下記化学式1で表される構造単位と下記化学式2で表される構造単位とを含む重合体、および溶媒を含むハードマスク組成物。
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>JPEG</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2023038927000058.jpg</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">95</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">161</com:WidthMeasure> </com:Image>
上記化学式1および上記化学式2の定義は、明細書内に記載した通りである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
下記化学式1で表される構造単位と下記化学式2で表される構造単位とを含む重合体、および溶媒を含む、ハードマスク組成物:
JPEG
2023038927000045.jpg
54
161
上記化学式1中、
Aは、ヘテロ環を含む連結基であり、
Bは、1つ以上のヒドロキシ基または1つ以上の炭素数1~10のアルコキシ基で置換された炭素数6~30の芳香族炭化水素環であり、


~X

は、それぞれ独立して、重水素原子、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、置換もしくは非置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数1~30の飽和脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数2~30の不飽和脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数1~30のヘテロアルキル基、または置換もしくは非置換の炭素数2~30のヘテロ芳香族炭化水素基であり、
y1~y4は、それぞれ独立して、0~4の整数であり、
*は、連結地点である:
JPEG
2023038927000046.jpg
35
161
上記化学式2中、


およびL

は、それぞれ独立して、単結合、置換もしくは非置換の2価の炭素数1~15の飽和脂肪族炭化水素基、または置換もしくは非置換の2価の炭素数2~15の不飽和脂肪族炭化水素基であり、
Mは、-O-、-S-、-SO

-、または-C(=O)-であり、


およびZ

は、それぞれ独立して、重水素原子、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、置換もしくは非置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数1~30の飽和脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数2~30の不飽和脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数1~30のヘテロアルキル基、または置換もしくは非置換の炭素数2~30のヘテロ芳香族炭化水素基であり、
k、l、およびqは、それぞれ独立して、0~4の整数であり、
pは、0または1であり、
*は、連結地点である。
続きを表示(約 2,900 文字)【請求項2】
前記化学式1中のAは、下記化学式3で表される基である、請求項1に記載のハードマスク組成物:
JPEG
2023038927000047.jpg
45
161
上記化学式3中、
Z’は、N、O、またはSであり、
Q1およびQ2は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の炭素数4~30の飽和もしくは不飽和の脂環式炭化水素基、または置換もしくは非置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基であり、
Rは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の1価の炭素数1~30の飽和脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の1価の炭素数2~30の不飽和脂肪族炭化水素基、または置換もしくは非置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基であり、
dおよびeは、それぞれ独立して、0~5の整数であり、
fは、0~2の整数であり、
*は、連結地点である。
【請求項3】
前記化学式1中のAは、下記化学式3-1で表される基である、請求項1に記載のハードマスク組成物:
JPEG
2023038927000048.jpg
37
161
上記化学式3-1中、
Z’は、N、O、またはSであり、
Rは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の1価の炭素数1~30の飽和脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の1価の炭素数2~30の不飽和脂肪族炭化水素基、または置換もしくは非置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基であり、
dおよびeは、それぞれ独立して、0~5の整数であり、
fは、0~2の整数であり、
*は、連結地点である。
【請求項4】
前記化学式1中のAは、下記グループ1から選択される少なくとも1種の基である、請求項1に記載のハードマスク組成物:
JPEG
2023038927000049.jpg
151
161
上記グループ1中、
Z’は、それぞれ独立して、OまたはSであり、
Rは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の1価の炭素数1~30の飽和脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の1価の炭素数2~30の不飽和脂肪族炭化水素基、または置換もしくは非置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基である。
【請求項5】
前記化学式1中のBは、下記グループ2から選択される少なくとも1種の基が1つ以上のヒドロキシ基または1つ以上の炭素数1~10のアルコキシ基で置換されている基である、請求項1に記載のハードマスク組成物。
JPEG
2023038927000050.jpg
109
161
【請求項6】
前記化学式2中のL

およびL

は、それぞれ独立して、単結合、または置換もしくは非置換の炭素数1~10のアルキレン基であり、
Mは、-O-であり、


およびZ

は、それぞれ独立して、重水素原子、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、置換もしくは非置換の炭素数1~30のアルコキシ基、または置換もしくは非置換の炭素数1~30の飽和脂肪族炭化水素基であり、
kおよびlは、それぞれ独立して、0~2の整数であり、
pおよびqは、それぞれ独立して、0または1である、請求項1に記載のハードマスク組成物。
【請求項7】
前記化学式1中のAは、下記グループ1-1から選択される少なくとも1種の基である、請求項1に記載のハードマスク組成物:
JPEG
2023038927000051.jpg
60
161
上記グループ1-1中、
Rは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の炭素数1~30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数2~30のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素数2~30のアルキニル基、または置換もしくは非置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基である。
【請求項8】
前記化学式1中のBは、下記グループ2-1から選択される少なくとも1種の基である、請求項1に記載のハードマスク組成物:
JPEG
2023038927000052.jpg
26
161
上記グループ2-1中、
R’は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~10のアルキル基、炭素数2~10のアルケニル基、または炭素数2~10のアルキニル基である。
【請求項9】
前記化学式1で表される構造単位は、下記化学式1-1~化学式1-10で表される構造単位のうちの少なくとも1種である、請求項1に記載のハードマスク組成物:
JPEG
2023038927000053.jpg
196
161
JPEG
2023038927000054.jpg
185
161
JPEG
2023038927000055.jpg
221
161
JPEG
2023038927000056.jpg
54
161
上記化学式1-1~化学式1-10中、
Rは、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは非置換の1価の炭素数1~30の飽和脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の1価の炭素数2~30の不飽和脂肪族炭化水素基、または置換もしくは非置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基であり、
R’およびR”は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~10のアルキル基、炭素数2~10のアルケニル基、または炭素数2~10のアルキニル基であり、


~X

は、それぞれ独立して、重水素原子、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、置換もしくは非置換の炭素数1~30のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素数1~30の飽和脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数2~30の不飽和脂肪族炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数6~30の芳香族炭化水素基、置換もしくは非置換の炭素数1~30のヘテロアルキル基、または置換もしくは非置換の炭素数2~30のヘテロ芳香族炭化水素基であり、
y1~y4は、それぞれ独立して、0~4の整数であり、
*は、連結地点である。
【請求項10】
前記化学式2で表される構造単位は、下記化学式2-1または下記化学式2-2で表される構造単位である、請求項1に記載のハードマスク組成物。
JPEG
2023038927000057.jpg
59
161
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、ハードマスク組成物、該ハードマスク組成物の硬化物を含むハードマスク層、および該ハードマスク組成物を使用したパターン形成方法に関する。
続きを表示(約 940 文字)【背景技術】
【0002】
最近、半導体産業は、数百ナノメートルの大きさのパターンから、数ナノ~数十ナノメートルの大きさのパターンを有する超微細技術に発展している。このような超微細技術を実現するためには、効果的なリソグラフィック技法が必須である。
【0003】
典型的なリソグラフィック技法は、半導体基板の上に材料層を形成し、その上にフォトレジスト層をコーティングし露光および現像を行ってフォトレジストパターンを形成した後、前記フォトレジストパターンをマスクにして材料層をエッチングする過程を含む。
【0004】
最近、形成しようとするパターンの大きさが減少するにつれて、上述の典型的なリソグラフィック技法のみでは、良好なプロファイルを有する微細パターンを形成しにくいという問題がある。これに対して、エッチングしようとする材料層とフォトレジスト層との間にハードマスク層(hardmask layer)と呼ばれる補助層を形成して微細パターンを形成する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
韓国公開特許第10-2020-0134063号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、溶媒に対する溶解性に優れてハードマスク層に効果的に適用することができるハードマスク組成物を提供することにある。
【0007】
本発明の他の目的は、上記ハードマスク組成物の硬化物を含むハードマスク層を提供することにある。
【0008】
さらに、本発明の他の目的は、上記ハードマスク組成物を使用したパターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明によるハードマスク組成物は、下記化学式1で表される構造単位と下記化学式2で表される構造単位とを含む重合体、および溶媒を含む。
【0010】
JPEG
2023038927000002.jpg
51
161
(【0011】以降は省略されています)

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