CN103903962A - 硬掩模组合物和形成图案的方法以及包括该图案的半导体集成电路器件 - Google Patents

硬掩模组合物和形成图案的方法以及包括该图案的半导体集成电路器件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硬掩模组合物和形成图案的方法以及包括该图案的半导体集成电路器件。该硬掩模组合物，其包含：（A）由以下化学式1表示的用于硬掩模组合物的单体，（B）含芳环的聚合物，以及（C）溶剂。在以下化学式1中，A、A′、A″、L、L′、x、y、和z均与说明书中限定的相同。[化学式1]

Description

硬掩模组合物和形成图案的方法以及包括该图案的半导体集成电路器件
相关申请的引用 
本申请要求于2012年12月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2012-0155332的优先权和权益，通过引用将其全部内容并入本申请。 
技术领域
公开了一种硬掩模组合物、使用该硬掩模组合物形成图案的方法、以及包括该图案的半导体集成电路器件。 
背景技术
近来，半导体工业已经发展为具有几纳米至几十纳米尺寸图案的超精细（ultra-fine）技术。这种超精细技术必须需要有效的光刻技术。 
典型的光刻技术包括：在半导体衬底（substrate）上提供材料层；将光致抗蚀剂层涂覆在材料层上；通过曝光和显影光致抗蚀剂层以提供光致抗蚀剂图案；以及使用光致抗蚀剂图案作为掩模来蚀刻材料层。 
当今，根据将要形成图案的小型化，仅通过上述典型的光刻技术难以提供具有优异外形（profile）的精细图案。因此，被称为硬掩模层的层可以形成在材料层和光致抗蚀剂层之间以提供精细图案。 
硬掩模层起到中间层的作用，用于通过选择蚀刻工艺将光致抗蚀剂的精细图案转移到材料层。因此，要求硬掩模层在多重蚀刻工艺期间具有诸如耐化学性、耐蚀刻性等耐受特性。 
另一方面，近来已经提出了通过旋涂法（spin-on coating method）而非化学气相沉积来形成硬掩模层。旋涂法可以使用对溶剂具有溶解性的硬掩模组合物。 
溶解性关系到填充图案之间间隙的硬掩模组合物的间隙填充性能，以及平面化（planarization）特性。一般而言，作为用于硬掩模组合物的单体具有的分子量越低，间隙填充性能越好。 
然而，当用于硬掩模组合物的单体具有低分子量时，高温工艺期间可能产生脱气。 
发明内容
一个实施方式提供了一种具有低脱气生成以及确保耐蚀刻性，同时具有改善的平面化特性的硬掩模组合物。 
另一个实施方式提供了一种使用该硬掩模组合物形成图案的方法。 
又一个实施方式还提供了一种包含使用上述方法形成的图案的半导体集成电路器件。 
根据一个实施方式，硬掩模组合物包括：（A）由以下化学式1表示的用于硬掩模组合物的单体、（B）含芳环的聚合物、和（C）溶剂。 
[化学式1] 
在以上化学式1中， 
A、A′、和A″各自独立地是取代或未取代的芳环基、或脂环基；L和L′各自独立地是单键、或取代或未取代的C1-C6亚烷基；x=y=0或x=y=1；以及z是1至5的整数。 
A和A′中的至少一个是取代或未取代的芘基、取代或未取代的苝基、取代或未取代的苯并苝基、取代或未取代的晕苯基、或它们的组合。 
在以上化学式1中，A′或A′′中的至少一个氢可以被羟基取代。 
单体可以由以下化学式1-1、1-2、或1-3表示： 
[化学式1-1] 
Figure BDA0000384580950000032
[化学式1-2] 
Figure BDA0000384580950000041
[化学式1-3] 
Figure BDA0000384580950000042
在以上化学式1-1、1-2、和1-3中， 
La、Lb、Lc、Ld、Le、Lf、L′c以及L′d是单键、或取代或未取代的C1-C6亚烷基， 
ma和mb各自独立地为0至7的整数， 
mc和md各自独立地为0至5的整数，以及 
me和mf各自独立地为0至11的整数。 
单体可以由以下化学式1-1a、1-1b、1-2a、或1-3a表示。 
[化学式1-1a] 
Figure BDA0000384580950000051
[化学式1-1b] 
Figure BDA0000384580950000052
[化学式1-2a] 
[化学式1-3a] 
Figure BDA0000384580950000054
聚合物可由以下化学式2表示。 
[化学式2] 
在以上化学式2中， 
R1至R4各自独立地是氢、羟基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C7-C20芳烷基、取代或未取代的C1-C20杂烷基、取代或未取代的C2-C20杂环烷基、取代或未取代的C2-C20烯基、取代或未取代的C2-C20炔基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、卤素、含卤素基团、或它们的组合。 
R5和R6各自独立地是单键、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C3-C20亚环烷基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代C7-C20芳基亚烷基、取代或未取代的C1-C20杂亚烷基、取代或未取代C2-C20杂环亚烷基、或它们的组合，以及 
n是3至200。 
基于100重量份的溶剂，包含的单体和聚合物的量可以各自为1重量份至40重量份和1重量份至20重量份。 
单体和聚合物可以以单体:聚合物=5:5至9:1的重量比存在。 
单体可以具有500至3,000的分子量。 
聚合物可以具有1,000至10,000的重均分子量。 
溶剂可以包含选自丙二醇单甲醚乙酸酯（PGMEA）、丙二醇单甲醚（PGME）、环己酮、以及乳酸乙酯中的至少一种。 
根据另一个实施方式，形成图案的方法包括：在衬底上提供材料层；在该材料层上施加硬掩模组合物以形成硬掩模层；在该硬掩模层上形成抗蚀剂层；将该抗蚀剂层曝光和显影以形成抗蚀剂图案；利用抗蚀剂图案选择性地除去该硬掩模层以使材料层的一部分曝光，并且蚀刻材料层的曝光部分。 
硬掩模层可以通过旋涂法形成。 
在形成抗蚀剂层之前，可以进一步在材料层上形成含硅辅助层。 
在形成硬掩模层之前，可以进一步形成底部抗反射涂层（BARC）。 
根据另一个实施方式，提供了包含根据图案形成方法制造的多个图案的半导体集成电路器件。 
硬掩模组合物具有降低的脱气生产量以及改善的平面化特性，并且确保耐蚀刻性。 
具体实施方式
下文将详细描述本发明的示例性实施方式。然而，这些实施方式仅为示例性的而并没有限制本发明。如本领域技术人员将理解的，在不背离本发明的精神或范围的前提下，可以以许多不同的方式对所描述的实施方式进行修改。 
如本文中所使用的，当没有提供另外的定义时，术语“取代的”是指化合物上的氢被选自以下取代基中的至少一个所取代：卤素（F、Cl、Br、或I）、羟基、烷氧基、硝基、氰基、氨基、叠氮基、脒基、肼基、亚肼基 （hydrazono group）、羰基、氨基甲酰基、硫醇基、酯基、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸或其盐、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杂烷基、C3至C20杂芳烷基、C3至C30环烷基、C3至C15环烯基、C6至C15环炔基、C3至C30杂环烷基、以及它们的组合。 
如本文中所使用的，当没有提供另外的定义时，前缀“杂”是指包括选自N、O、S、和P中的1至3个杂原子。 
下文描述了根据一个实施方式的硬掩模组合物。 
根据一个实施方式的硬掩模组合物包括：（A）由以下化学式1表示的用于硬掩模组合物的单体、（B）含芳环的聚合物、以及（C）溶剂。 
[化学式1] 
Figure BDA0000384580950000081
在以上化学式1中， 
A、A′、以及A″各自独立地是取代或未取代的芳环基、或脂环基；L和L′各自独立地是单键、或取代或未取代的C1-C6亚烷基；x=y=0或x=y=1；以及z是1至5的整数。 
A和A′中的至少一个是取代或未取代的芘基（嵌二萘，pyrene）、取代或未取代的苝基（二萘嵌苯，perylene）、取代或未取代的苯并苝基（benzoperylene）、取代或未取代的晕苯基（六苯并苯，coronene）、或它们的组合。 
单体的核心部分和取代部分中的至少一个可以包括多环的芳基如取代或未取代的芘基、取代或未取代的苝基、取代或未取代的苯并苝基、取代或未取代的晕苯基等。具有这种结构的单体可以具有刚性特点。 
位于单体的取代部分的芳环基或脂环基的至少一个氢可以被羟基取代。因此，单体可以具有优异的交联特性。 
单体可由以下化学式1-1、1-2、或1-3表示。 
[化学式1-1] 
Figure BDA0000384580950000091
[化学式1-2] 
Figure BDA0000384580950000092
[化学式1-3] 
Figure BDA0000384580950000093
在以上化学式1-1、1-2、以及1-3中， 
La、Lb、Lc、Ld、Le、Lf、L′c、以及L′d是单键、或取代或未取代的C1-C6亚烷基， 
ma和mb各自独立地为0至7的整数， 
mc和md各自独立地为0至5的整数，以及 
me和mf各自独立地为0至11的整数。 
单体可以由以下化学式1-1a、1-1b、1-2a、或1-3a表示。 
[化学式1-1a] 
Figure BDA0000384580950000101
[化学式1-1b] 
[化学式1-2a] 
Figure BDA0000384580950000111
[化学式1-3a] 
Figure BDA0000384580950000112
单体可以具有500至3,000的分子量。 
作为硬掩模组合物的一种成分的含芳环的聚合物可以由以下化学式2表示。 
[化学式2] 
Figure BDA0000384580950000113
在以上化学式2中， 
R1至R4各自独立地是氢、羟基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C7-C20芳烷基、取代或未取代的C1-C20杂烷基、取代或未取代的C2-C20杂环烷基、取代或未取代的C2-C20烯基、取代或未取代的 C2-C20炔基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、卤素、含卤素基团、或它们的组合。 
R5和R6各自独立地是单键、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C3-C20亚环烷基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代C7-C20芳基亚烷基、取代或未取代的C1-C20杂亚烷基、取代或未取代C2-C20杂环亚烷基、或它们的组合，以及 
n是3至200。 
当硬掩模组合物包括聚合物以及单体时，通过使用硬掩模组合物形成的硬掩模层可以确保耐蚀刻性以及改善的间隙填充特性。 
基于100重量份的溶剂，包含的单体和聚合物的量可以各自为1重量份至40重量份和1重量份至20重量份。 
单体和聚合物可以以单体:聚合物=5:5至9:1的重量比存在。当单体和聚合物在此范围内组合时，硬掩模层没有孔隙并且还在高温下产生较少的脱气。 
聚合物可以具有1,000至10,000，特别是3,000至10,000的重均分子量。具有的重均分子量在此范围内的聚合物可以确保适当的溶解性以及改善硬掩模层的平面化度。 
溶剂可以包含选自丙二醇单甲醚乙酸酯（PGMEA）、丙二醇单甲醚（PGME）、环己酮、以及乳酸乙酯中的至少一种。 
根据一个实施方式的硬掩模组合物包括由以上化学式1表示的用于硬掩模组合物的单体以及由以上化学式2表示的含芳环聚合物，从而硬掩模组合物可以具有改善的间隙填充特性、平面化特性、以及改善的耐化学 性、耐热性、和耐蚀刻性。因此，硬掩模组合物可以应用于双镶嵌工艺的通孔优先双镶嵌（via-first dual damascene）。 
硬掩模组合物可以进一步包括添加剂如表面活性剂、交联剂等。 
表面活性剂可以包括，例如，烷基苯磺酸盐、烷基吡啶盐、聚乙二醇、季铵盐等，但不限于此。 
交联剂促使自交联，并且可以包括氨基树脂，例如醚化的氨基树脂；甘脲化合物，例如由以下化学式a1或a2表示的化合物；双环氧化合物，例如由以下化学式b表示的化合物；三聚氰胺树脂，例如N-甲氧基甲基三聚氰胺树脂、N-丁氧基甲基三聚氰胺树脂；或由以下化学式c表示的化合物；或它们的混合物。 
[化学式a1] 
[化学式a2] 
Figure BDA0000384580950000132
[化学式b] 
Figure BDA0000384580950000141
[化学式c] 
Figure BDA0000384580950000142
基于100重量份的抗蚀剂下层组合物，包含的表面活性剂和交联剂的量可以各自为0.001至3重量份。在此含量范围内，在不改***掩模组合物的光学性质的同时，可以确保溶解性和交联。 
在下文中，描述了通过使用上述硬掩模组合物形成图案的方法。 
根据一个实施方式的图案形成方法包括：在衬底上提供材料层；在该材料层上施加包括含芳环化合物和溶剂的硬掩模组合物以形成硬掩模层；在该硬掩模层上形成抗蚀剂层；将该抗蚀剂层曝光和显影以形成抗蚀剂图案；利用抗蚀剂图案选择性地除去该硬掩模层以将材料层的一部分曝光，并且蚀刻材料层的曝光部分。 
衬底可以是，例如，硅晶片、玻璃衬底、或聚合物衬底。 
材料层是最终被图案化的材料，例如金属层（如铝层和铜层）、半导体层（如硅层）、或绝缘层（如氧化硅层和氮化硅层）。材料层可通过诸如化学气相沉积（CVD）工艺的方法形成。 
硬掩模组合物可以以溶液的形式通过旋涂被施加。随后，对施加的组合物进行热处理以形成硬掩模层。 
在本文中，对硬掩模组合物的涂布厚度和热处理的条件没有具体的限制。例如，可以以
Figure BDA0000384580950000151
至的厚度施加硬掩模组合物，并在100℃至500℃下进行热处理持续10秒至10分钟。 
在形成硬掩模层之前，可以进一步形成辅助层。在本文中，辅助层可以是含硅的薄膜。例如，辅助层可以是由氮化硅或氧化硅形成的薄膜。 
另外，在形成辅助层之前，可以进一步形成底部抗反射涂层（BARC）。 
随后，将抗蚀剂层施加到硬掩模层上。 
该抗蚀剂层可以是包括感光材料的放射性射线敏感的成像层。 
随后，通过曝光和显影该抗蚀剂层形成抗蚀剂图案。 
随后，使用抗蚀剂图案作为掩模选择性地除去硬掩模层。在本文中，当形成辅助层和/或底部抗反射涂层时，可以将它们一起除去。结果，可以使材料层的部分曝光。 
随后，对材料层的曝光部分进行蚀刻。在本文中，可以通过使用蚀刻气体的干法蚀刻工艺进行蚀刻，并且该蚀刻气体可以是CHF3、CF4、CH4、Cl2、BCl3、或其混合气体。 
随后，通过使用典型的剥离器（stripper）除去硬掩模层和抗蚀剂层以形成由材料层形成的多个图案。 
该多个图案可以是不同的，如金属图案、半导体图案、或绝缘图案，并且它们可以是半导体集成电路器件内部的不同图案。当半导体集成电路 器件包括多个图案时，该图案可以是，例如，金属线、半导体图案；或包括接触孔、斜交孔（bias hole）、以及镶嵌凹槽的绝缘层。 
根据另一个实施方式，提供了包含使用图案形成方法形成的多个图案的半导体集成电路器件。 
以下将参考实施例对本发明进行更详细的示出。然而，这些实施例仅是示例性的，并且本公开不限于此。 
单体的合成
合成实施例1 
将27.6g（0.1mol）的苯并苝、42g（0.22mol）的萘甲酰氯、以及500g的氯仿/二氯甲烷混合溶液加入2L的三颈烧瓶中，并使用搅拌磁棒进行搅拌，然后将61.2g（0.35mol）的氯化铝逐渐地加入其中进行反应。当反应完成时，用水除去三氯化铝。将获得的粉末状的反应物溶解在四氢呋喃中，然后将18.98g（0.5mol）的氢化铝锂逐渐地加入其中进行反应。当反应完成时，用水/甲醇的混合物除去反应副产物，获得由以下化学式1-1a表示的化合物。 
[化学式1-1a] 
Figure BDA0000384580950000161
合成实施例2 
将27.6g（0.1mol）的苯并苝、23.5g（0.11mol）的甲氧基萘甲酰氯、以及500g的氯仿/二氯甲烷混合溶液加入2L的三颈烧瓶中，并使用搅拌磁棒进行搅拌，然后将36.7g（0.15mol）的氯化铝逐渐地加入其中，并使混合物在室温下反应。1小时后，将21g（0.11mol）的萘甲酰氯加入到反应物中，另外将36.7g（0.15mol）的氯化铝也加入反应物中。当反应完成时，用水除去三氯化铝，然后，将获得的粉末状的反应物、60g（1mol）的醋酸、以及48.5g（0.6mol）的溴化氢加入到500mL的三颈烧瓶中，并在130℃下反应6小时。当反应结束时，将水加入到其中以获得粉末状反应物。将反应物溶解在四氢呋喃中，然后将18.98g（0.5mol）的氢化铝锂逐渐地加入其中进行反应。当反应完成时，用水/甲醇的混合物除去反应副产物，获得由以下化学式1-1b表示的化合物。 
[化学式1-1b] 
合成实施例3 
将29.0g（0.105mol）的苯并苝、17.06g（0.1mol）的甲氧基苯甲酰氯、以及370g的二氯甲烷加入1L的三颈烧瓶中，并使用搅拌磁棒进行搅拌，然后在室温下将14.67g（0.11mol）的氯化铝逐渐地加入其中进行反应。搅拌混合物1小时后，当反应完成时，将10.15g（0.05mol）的异酞酰氯进一步加入其中，然后将29.33g（0.22mol）的氯化铝逐渐地加入到其中，同时搅拌混合物。在本文中，反应是放热的，因此反应需要在冰浴中进行3小时。当反应完成时，将反应物加入到水中，并将得到的粉末进行过滤和干燥。 
将干燥后的反应物与7g（0.125mol）的氢氧化钾以及20g（0.1mol）的十二烷硫醇加入1L的烧瓶中，将270g的二甲基甲酰胺加入到其中，然后将混合物在100℃下搅拌12小时。当反应完成时，将反应物冷却至50℃，再将37.83g（1mol）的硼氢化钠逐渐地加入到其中，然后将混合物搅拌18小时。当反应完成时，使用7%的氯化氢溶液将反应物的pH中和至6，然后用乙酸乙酯去除反应副产物以获得由以下化学式1-2a表示的单体。 
[化学式1-2a] 
合成实施例4 
将26.5g（0.105mol）的苝和10.15g（0.05mol）的异酞酰氯加入1L的三颈烧瓶中并搅拌，然后将29.33g（0.22mol）的氯化铝逐渐地加入其中进行反应。在本文中，反应是放热的，因此反应在冰浴中进行2小时。当反应完成时，将水加入到反应物中以获得粉末形反应物，并将反应物进行过滤和干燥。 
将干燥后的粉末与270g的二甲基甲酰胺加入1L的烧瓶中，并将37.83g（1mol）的硼氢化钠逐渐地加入其中。当反应完成时，将混合物在50℃下搅拌18小时。当反应完成时，使用7%的氯化氢溶液将反应物的pH中和至6，然后用乙酸乙酯去除反应副产物以获得由以下化学式1-3a表示的单体。 
[化学式1-3a] 
Figure BDA0000384580950000191
聚合物的合成
聚合实施例1 
准备带有温度计、冷凝器、以及机械搅拌器的三颈烧瓶。将8.75g（0.05mol）的α,α'-二氯对二甲苯、26.6g（0.11mol）的氯化铝、以及γ-丁内酯加入三颈烧瓶中并充分搅拌，同时使氮气流入烧瓶中。10分钟后，将在200g的γ-丁内酯中溶解35.03g（0.10mol）的4,4'-(9-亚芴基)联苯酚所制备的溶液以逐滴的方式缓慢加入反应物中，并将反应温度升高至110℃，然后搅拌并反应约8小时。当反应完成时，使用水去除反应物中的酸，并将生成物用蒸发器浓缩。然后，使用甲基戊酮（MAK）和甲醇稀释浓缩的反应物，并使用15wt%的MAK/甲醇（重量比=4/1）溶液进行调节。将溶液置于分液漏斗中，并将正庚烷加入其中以除去包括单体的低分子量物质，以获得由以下化学式3表示的聚合物。 
由以下化学式3表示的聚合物具有6500的重均分子量、2.2的多分散度，并且n为13。 
[化学式3] 
硬掩模组合物的制备
实施例1 
将根据合成实施例1的单体以及根据聚合实施例1的聚合物溶解在丙二醇单甲醚乙酸酯（PGMEA）和丙二醇单甲醚（PGME）的比率为7:3（v/v）的混合溶剂中，然后将溶液过滤以制备硬掩模组合物。单体和聚合物的重量比为5:5。 
实施例2 
根据实施例1，通过使用根据合成实施例2的单体以及以7:3的重量比混合的单体和聚合物来制备硬掩模组合物。 
实施例3 
根据实施例1，通过使用根据合成实施例3的单体以及以7:3的重量比混合的单体和聚合物来制备硬掩模组合物。 
实施例4 
根据实施例1，通过使用根据合成实施例4的单体以及以7:3的重量比混合的单体和聚合物来制备硬掩模组合物。 
比较例1 
除了没有使用单体之外，根据与实施例1相同的方法制备硬掩模组合物。 
比较例2 
除了没有使用聚合物之外，根据与实施例1相同的方法制备硬掩模组合物。 
评价1：脱气评价
将根据实施例1至4以及比较例1和2的硬掩模组合物在硅晶片上分别旋涂至约
Figure BDA0000384580950000212
的厚度，并在300℃下烘焙5分钟。接下来，使用QCM（石英晶体微天平）测量工艺中产生的脱气，并根据以下方程式1计算脱气量（ng）。 
[计算方程式1] 
Figure BDA0000384580950000211
Δmass=质量变化； 
Δfreq=共振频率变化； 
A=活性表面的面积（0.198cm2）； 
μq=AT-切型石英常数（2.947×1011cm·s2）； 
ρq=石英晶体密度（2.65g/cm3）； 
Fq=参比频率（9.00MHz）。 
结果示出于表1。 
[表1] 
  升华（ng）
实施例1 56
实施例2 46
实施例3 55
实施例4 42
[0187] 
比较例1 94
比较例2 187
参照表1，当根据实施例1至4的硬掩模组合物在300℃的高温下经烘焙形成硬掩模层时，检测的脱气量少于60ng，这表明高温工艺是稳定的。相反，根据比较例1和2的硬掩模组合物与根据实施例1至4的硬掩模组合物相比产生较多的脱气量，并且不适合高温工艺。 
评价2：耐蚀刻性评价
将根据实施例1至4以及比较例1和2的硬掩模组合物在硅晶片上分别旋涂至约
Figure BDA0000384580950000221
的厚度，并在300℃下烘焙5分钟。接下来，通过使用CHF3/CF4混合气体和N2/O2混合气体对硬掩模层分别进行干蚀刻，并计算它们的体蚀刻率（bulk etching rate）以评价耐蚀刻性。 
结果见表2。 
[表2] 
Figure BDA0000384580950000222
参照表2，根据实施例1至4的硬掩模组合物与根据比较例1和2的硬掩模组合物相比具有改善的体蚀刻特性。 
评价3：间隙填充和平面化特性
将根据实施例1至4以及比较例1和2的硬掩模组合物施加在硅晶片上，在300℃下烘焙，并且通过使用V-SEM装置观察间隙填充和平面化特性。 
通过用扫描电子显微镜（SEM）观测每个图案的截面和确定是否存在空隙来评价间隙填充性能，并且基于以下方程式2来评价平面化特性。h1与h2之间的差越小，则平面化特性越好。因此，当数值变小时，会改善平面化特性。 
[计算方程式2] 
Figure BDA0000384580950000231
平面化度=(1-h2/h1)×100 
将结果示于下表3中。 
[表3] 
Figure BDA0000384580950000232
参照表3，根据实施例1至4的硬掩模组合物在相对较深的图案条件（长径比为1:15）下具有优异的平面化特性。 
此外，根据实施例1至4的硬掩模组合物没有空隙，并且具有优异的间隙填充性能。 
尽管结合目前认为是可实施的示例性实施方式描述了公开内容，但是应理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，本发明旨在包括所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同设置。 

Claims (15)

1.一种硬掩模组合物，包含：
（A）由以下化学式1表示的用于硬掩模组合物的单体，
（B）含芳环的聚合物，以及
（C）溶剂；
[化学式1]
Figure FDA0000384580940000011
其中，在以上化学式1中，
A、A′、和A″各自独立地为取代或未取代的芳环基团、或脂环基团，
L和L′各自独立地是单键、或取代或未取代的C1-C6亚烷基，
x=y=0或x=y=1，以及
z是1至5的整数，
条件是A和A′中的至少一个是取代或未取代的芘基、取代或未取代的苝基、取代或未取代的苯并苝基、取代或未取代的晕苯基、或它们的组合。
2.根据权利要求1所述的硬掩模组合物，其中，A′或A′′中的至少一个氢被羟基取代。
3.根据权利要求1所述的硬掩模组合物，其中，所述单体由以下化学式1-1、1-2、或1-3表示：
[化学式1-1]
Figure FDA0000384580940000021
[化学式1-2]
Figure FDA0000384580940000022
[化学式1-3]
Figure FDA0000384580940000023
其中，在以上化学式1-1、1-2、和1-3中，
La、Lb、Lc、Ld、Le、Lf、L′c、以及L′d是单键、或取代或未取代的C1-C6亚烷基，
ma和mb各自独立地为0至7的整数，
mc和md各自独立地为0至5的整数，以及
me和mf各自独立地为0至11的整数。
4.根据权利要求1所述的硬掩模组合物，其中，所述单体由以下化学式1-1a、1-1b、1-2a、或1-3a表示：
[化学式1-1a]
Figure FDA0000384580940000031
[化学式1-1b]
[化学式1-2a]
Figure FDA0000384580940000033
[化学式1-3a]
Figure FDA0000384580940000034
5.根据权利要求1所述的硬掩模组合物，其中，所述聚合物由以下化学式2表示：
[化学式2]
Figure FDA0000384580940000041
其中，在以上化学式2中，
R1至R4各自独立地是氢、羟基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C7-C20芳烷基、取代或未取代的C1-C20杂烷基、取代或未取代的C2-C20杂环烷基、取代或未取代的C2-C20烯基、取代或未取代的C2-C20炔基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、卤素、含卤素基团、或它们的组合，
R5和R6各自独立地是单键、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C3-C20亚环烷基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代C7-C20芳基亚烷基、取代或未取代的C1-C20杂亚烷基、取代或未取代C2-C20杂环亚烷基、或它们的组合，以及
n是3至200。
6.根据权利要求1所述的硬掩模组合物，其中，基于100重量份的所述溶剂，包含的所述单体和所述聚合物的量各自为1重量份至40重量份和1重量份至20重量份。
7.根据权利要求1所述的硬掩模组合物，其中，所述单体和所述聚合物以单体:聚合物=5:5至9:1的重量比存在。
8.根据权利要求1所述的硬掩模组合物，其中，所述单体具有500至3,000的分子量。
9.根据权利要求1所述的硬掩模组合物，其中，所述聚合物具有1,000至10,000的重均分子量。
10.根据权利要求1所述的硬掩模组合物，其中，所述溶剂包括选自丙二醇单甲醚乙酸酯（PGMEA）、丙二醇单甲醚（PGME）、环己酮、以及乳酸乙酯中的至少一种。
11.一种用于形成图案的方法，包括：
在衬底上提供材料层，
在所述材料层上施加根据权利要求1至10任一项所述的硬掩模组合物以形成硬掩模层，
在所述硬掩模层上形成抗蚀剂层，
曝光和显影所述抗蚀剂层以形成抗蚀剂图案，
使用所述抗蚀剂图案选择性地除去所述硬掩模层以使所述材料层的一部分曝光，以及
蚀刻所述材料层的曝光部分。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述硬掩模层是利用旋涂法形成的。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，在形成所述抗蚀剂层之前，在所述材料层上进一步形成含硅的辅助层。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，在形成所述硬掩模层之前，进一步形成底部抗反射涂层（BARC）。
15.一种包括根据权利要求11至14任一项所述的图案形成方法制造的多个图案的半导体集成电路器件。
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