特許ウォッチ

公開番号2024134514
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-03
出願番号2024000154
出願日2024-01-04
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H01L 21/312 20060101AFI20240926BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】膜強度に優れ、膜密度が改善されて優れたパターン形成性を確保することができるハードマスク層を形成し得るハードマスク組成物を提供する。
【解決手段】下記化学式1で表される化合物の自己重合体、および溶媒を含むハードマスク組成物、前記ハードマスク組成物から製造されるハードマスク層、そして前記ハードマスク組成物からパターンを形成する方法に関する。
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>JPEG</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2024134514000010.jpg</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">35</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">130</com:WidthMeasure> </com:Image>
上記化学式1の定義は、明細書内に記載したとおりである。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記化学式１で表される化合物の自己重合体、および溶媒を含むハードマスク組成物。
JPEG
2024134514000008.jpg
39
130
（上記化学式１中、
Ａで表される環は、飽和もしくは不飽和結合を介して形成された５員環または６員環であり、前記環の骨格は、全て炭素原子からなるか、あるいは炭素原子、および１つまたは複数の酸素原子または窒素原子からなり、
Ｌ
１
およびＬ
２
は、それぞれ独立して、－（Ｃ＝Ｏ）Ｈであり、
Ｒ
１
およびＲ
２
は、それぞれ独立して、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換の炭素原子数１～３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素原子数１～３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素原子数２～３０のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素原子数２～３０のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素原子数３～３０のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素原子数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原子数１～３０のヘテロシクロアルキル基であり、
ｍ１およびｍ２は、それぞれ独立して、０または１であり、ｍ１＋ｍ２＝１であり、
ｎ１は０～３の整数のうちの一つであり、ｎ２は０または１であり、
ｋは０または１であり、
ｋ＝０である場合、ｍ１＝１である。）
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
上記化学式１のＲ
１
およびＲ
２
は、それぞれ独立して、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換の炭素原子数１～２０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素原子数１～２０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素原子数２～２０のアルケニル基、または置換もしくは非置換の炭素原子数２～２０のアルキニル基であり、ｎ１＋ｎ２は１～４の整数のうちの一つである、請求項１に記載のハードマスク組成物。
【請求項３】
上記化学式１のＲ
１
およびＲ
２
は、それぞれ独立して、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換の炭素原子数１～１０のアルコキシ基、または置換もしくは非置換の炭素原子数１～１０のアルキル基であり、ｎ１は１～３の整数のうちの一つである、請求項１に記載のハードマスク組成物。
【請求項４】
上記化学式１で表される化合物は、下記化学式２～下記化学式５で表される化合物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
2024134514000009.jpg
126
130
（上記化学式２～上記化学式５で、
Ｒ
ａ
およびＲ
ｂ
は、それぞれ独立して、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換の炭素原子数１～３０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素原子数１～３０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素原子数２～３０のアルケニル基、置換もしくは非置換の炭素原子数２～３０のアルキニル基、置換もしくは非置換の炭素原子数３～３０のシクロアルキル基、置換もしくは非置換の炭素原子数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原子数１～３０のヘテロシクロアルキル基であり、
Ｘ
３
は、－ＣＲ
ｃ
Ｒ
ｄ
－、－Ｏ－、または－ＮＲ
ｅ
－であり、
Ｘ
４
およびＸ
５
は、それぞれ独立して、－ＣＲ
ｆ
－、または－Ｎ－であり、
この際、前記Ｒ
ｃ
～Ｒ
ｆ
は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは非置換の炭素原子数１～２０のアルキル基、または置換もしくは非置換の炭素原子数６～２０のアリール基であり、
ｎａは０～３の整数のうちの一つであり、
ｎｂは０または１である。）
【請求項５】
上記化学式２～５中のＲ
ａ
およびＲ
ｂ
は、それぞれ独立して、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換の炭素原子数１～２０のアルコキシ基、置換もしくは非置換の炭素原子数１～２０のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素原子数２～２０のアルケニル基、または置換もしくは非置換の炭素原子数２～２０のアルキニル基であり、ｎａ＋ｎｂは１～４の整数のうちの一つである、請求項４に記載のハードマスク組成物。
【請求項６】
上記化学式２～５のＲ
ａ
およびＲ
ｂ
は、それぞれ独立して、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、置換もしくは非置換の炭素原子数１～１０のアルコキシ基、または置換もしくは非置換の炭素原子数１～１０のアルキル基であり、ｎａは１～３の整数のうちの一つである、請求項４に記載のハードマスク組成物。
【請求項７】
上記化学式３のＸ
３
は、－Ｏ－、または－ＮＲ
ｅ
－であり、上記化学式４のＸ
４
、および上記化学式５のＸ
５
は、それぞれ独立して、－ＣＲ
ｆ
－であり、
上記Ｒ
ｅ
およびＲ
ｆ
は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、または置換もしくは非置換の炭素原子数１～１０のアルキル基である、請求項４に記載のハードマスク組成物。
【請求項８】
前記自己重合体の重量平均分子量は、１，０００ｇ／ｍｏｌ～２００，０００ｇ／ｍｏｌである、請求項１に記載のハードマスク組成物。
【請求項９】
前記自己重合体は、前記ハードマスク組成物の総質量を基準として０．１質量％～３０質量％含まれる、請求項１に記載のハードマスク組成物。
【請求項１０】
前記溶媒は、プロピレングリコール、プロピレングリコールジアセテート、メトキシプロパンジオール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールブチルエーテル、トリ（エチレングリコール）モノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、エチルラクテート、γ－ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、メチルピロリドン、メチルピロリジノン、アセチルアセトンまたはエチル３－エトキシプロピオネートである、請求項１に記載のハードマスク組成物。
（【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】
ハードマスク組成物、前記ハードマスク組成物の硬化物を含むハードマスク層、および前記ハードマスク組成物を使用するパターン形成方法に関する。
続きを表示（約 910 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体産業は、数百ナノメートルサイズのパターンから数～数十ナノメートルサイズのパターンを有する超微細技術へ発展している。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、露光および現像してフォトレジストパターンを形成した後、上記フォトレジストパターンをマスクとして材料層をエッチングする過程を含む。
【０００４】
近年、形成しようとするパターンのサイズが減少することによって、上述した典型的なリソグラフィック技法だけ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難い。そのために、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いわゆるハードマスク層と呼ばれる補助層を形成して微細パターンを形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
韓国公開特許第１０－２０１６－０１４５４８０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、膜強度に優れ、膜密度が改善されて優れたパターン形成性を確保することができるハードマスク層を形成し得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】
本発明のさらに他の目的は、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で表される化合物の自己重合体、および溶媒を含む。
【００１０】
JPEG
2024134514000001.jpg
35
130
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許