新型聚合物及包含其的組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設及一種新型聚合物及包含其的組合物，更詳細地，設及一種可在多種工 序中使用的新型聚合物及包含其的組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 集成電路發(fā)展成能夠在一個忍片上包含數(shù)百萬個晶體管、電容器及阻抗的復雜的 裝置，對于運種忍片設計的發(fā)展，一直W來持續(xù)要求其具有更快的電路網(wǎng)及更高的電路密 度。
[0003] -直W來，對于具有更高的電路密度的更快的電路的要求實際上體現(xiàn)在用于制備 運種集成電路而使用的材料上。
[0004] 由于半導體裝置的小型化及集成化而使圖案大小變小，而為了防止光致抗蝕劑圖 案的巧塌現(xiàn)象，光致抗蝕劑膜及圖案的厚度逐漸變薄。
[0005] 然而，難W通過使用變薄的光致抗蝕劑圖案來蝕刻被蝕刻層。
[0006] 目P，由于半導體器件的高集成化，使通過平板印刷工序得到的光致抗蝕劑圖案的 縱橫比(aspect ratio)增加，因此在進行后續(xù)清洗工序時，使光致抗蝕劑圖案之間的毛細 力(capilla巧force)增加，從而引發(fā)了光致抗蝕劑圖案崩塌的問題。
[0007] 為了改善運種問題而將光致抗蝕劑膜厚度降至200nmW下時，由于在將光致抗蝕 劑圖案用作蝕刻掩膜的后續(xù)蝕刻工序時，不能充分確保對于下部被蝕刻層的光致抗蝕劑圖 案的蝕刻選擇比，因此不能夠形成均勻的電路圖案。
[000引并且，適合于短波長光源的光致抗蝕劑物質(zhì)包含脂肪族化合物來代替苯等的芳香 族化合物作為主要成分，因此難W確保充分的蝕刻耐性。例如，當對由氧化娃膜(Si02)等的 絕緣膜構(gòu)成的被蝕刻層等進行蝕刻時，會誘發(fā)被蝕刻層的變形，因此幾乎不可能制備半導 體器件。
[0009] 因此，為了通過使用變薄的光致抗蝕劑圖案來改善難W蝕刻被蝕刻層的缺點，在 半導體基板的被蝕刻層和光致抗蝕劑之間引入了蝕刻耐性強的無機物或有機物膜質(zhì)，并將 該膜質(zhì)稱為硬掩膜。
[0010] 另外，硬掩膜工序是指利用光致抗蝕劑圖案來蝕刻硬掩膜而進行圖案化后，利用 硬掩膜的圖案來蝕刻被蝕刻層的工序。
[0011] 通常，硬掩膜即使W薄的厚度形成，也可W對下部層獲得充分的選擇比，因此不受 所形成的光致抗蝕劑膜的涂布厚度的限制。
[0012] 然而，所述硬掩膜工序不僅需要與光致抗蝕劑涂布工序不同的其它的沉積設備， 而且還要進行復雜的工序步驟，因此沉積效率低，從而具有使生產(chǎn)量(throu曲put)減少，并 且使制備費用增加等的問題。
[0013] 因此，為了改善現(xiàn)有的硬掩膜工序的簡單化及工序費用的降低效果，要求開發(fā)出 一種可W通過與光致抗蝕劑涂布工序相同的溶液工序來形成，并且對于光致抗蝕劑具有優(yōu) 異的蝕刻選擇比等的優(yōu)異的特性的硬掩膜組合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0015] 本發(fā)明提供一種新型聚合物，所述新型聚合物不僅能夠用于硬掩膜，而且還能夠 在間隙填充或雙重圖形曝光等的多種工序中使用。
[0016] 另外，本發(fā)明提供一種包含本發(fā)明的新型聚合物的組合物及其用途。
[0017] 解決技術(shù)問題的技術(shù)手段
[0018] 本發(fā)明提供一種具有優(yōu)異的蝕刻選擇比的新型聚合物，對于所述新型聚合物，由 于能夠進行溶液工序，尤其是能夠進行旋轉(zhuǎn)涂布，因此能夠通過簡單的工序來制備，本發(fā)明 的聚合物用下述化學式1或2來表示：
[0019] [化學式1]
[0023] [所述化學式1及化學式2中，
[0024] A或B相互獨立地為(C6-C20)亞芳基或（C3-C20)雜亞芳基；
[00巧]C為（C1-C20)亞烷基或（C6-C20)亞芳基；
[00%] 所述A或B的亞芳基及雜亞芳基和C的亞芳基及亞烷基可W進一步被徑基、面素、 (C1-C20)烷基、（C1-C20)烷氧基、（C3-C20)環(huán)烷基、（C6-C20)芳基及(C3-C20)雜芳基取代；
[0027]所述p、q及r為0~5的整數(shù)，但是P和q不同時為0;
[002引 m及η為1~1000的整數(shù)。]
[0029] 本發(fā)明一實施例的所述化學式1可W用化學式3~4來表示：
[0030] [化學式3]
[0034][化學式3~4中，
[00：3日]A或B相互獨立地為(C6-C20)亞芳基或（C3-C20)雜亞芳基；
[0036] 所述A或B的亞芳基及雜亞芳基可W進一步被徑基、面素、（C1-C20)烷基、（C1-C20) 烷氧基、（C3-C20)環(huán)烷基、（C6-C20)芳基及(C3-C20)雜芳基取代；
[0037] 所述P及q為1~5的整數(shù)；
[0038] η為1~1000的整數(shù)。]
[0039] 在本發(fā)明一實施例的所述化學式1~4中，A或Β不受限定，優(yōu)選地，可W相互獨立地 選自下述結(jié)構(gòu)式：
[0041] [所述結(jié)構(gòu)式中，
[0042] 化~R4為氨、面素、徑基、（C1-C20)烷基或(C6-C20)芳基。]
[0043] 在本發(fā)明一實施例的所述化學式1及所述化學式2中，C可W選自下述結(jié)構(gòu)式：
[0044]
[0045] [所述結(jié)構(gòu)式中，Rii~Ri3為氨、面素、徑基或(C1-C20)烷基。]
[0046] 在本發(fā)明一實施例的所述化學式1及所述化學式2中，A可W優(yōu)選為
[0047]
[0048] 另外，本發(fā)明提供一種包含所述化學式1或所述化學式2所示的聚合物的組合物。
[0049] 本發(fā)明一實施例的組合物可W進一步包含交聯(lián)劑及酸催化劑，本發(fā)明的組合物具 體可W包含1~40重量％的聚合物、0.1~40重量％的交聯(lián)劑、0.001~10重量％的酸催化劑 及余量的溶劑。
[0050] 在本發(fā)明一實施例的組合物中，交聯(lián)劑可W選自蜜胺樹脂、氨基樹脂、甘脈化合物 及雙環(huán)氧化合物中的一種W上，所述酸催化劑可W選自對甲苯橫酸一水合物（P- toluenesulfonic acid mono hy化ate)、對甲苯橫酸R比晚鹽及由諸如對甲苯橫酸Ξ乙胺鹽 (口-1：〇1116]163〇1化]1；[03(^(1付161：1171曰111；[]10 8曰11：)的對甲苯橫酸胺鹽組成的化合物或2,4, 4,6-四漠環(huán)己二締酬、苯偶姻甲苯橫酸醋及2-硝基芐基甲苯橫酸醋中的一種W上。
[0051] 本發(fā)明的組合物的用途不受限定，優(yōu)選地，可W用于間隙填充、雙重圖形曝光或硬 掩膜。
[0052] 發(fā)明的效果
[0053] 本發(fā)明的聚合物和組合物可W通過簡單的工序來制備，并且不僅可W用于硬掩 膜，而且還可W在間隙填充或雙重圖形曝光等的多種用途方面使用。
[0054] 此外，本發(fā)明的聚合物和組合物具有優(yōu)異的蝕刻選擇比，因此能夠生產(chǎn)優(yōu)異的半 導體裝置。
[0055] 此外，對于本發(fā)明的聚合物和組合物可進行溶液工序，從而能夠通過簡單的工序 來減少生產(chǎn)費用，并且也可W進行大量生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0056] 圖1為示出由實施例4和5的組合物形成的碳薄膜的耐熱性測定結(jié)果(熱重分析/差 熱分析法(TG/DTA))的附圖。
[0057] 圖2為示出由實施例4中制得的組合物形成的碳薄膜的元素分析(AES深度)結(jié)果的 附圖。
[0058] 圖3為示出由實施例4中制得的組合物形成的碳薄膜的除氣（0 U t g a S)質(zhì)量分析 (QMS)結(jié)果的附圖。
【具體實施方式】
[0059] 本發(fā)明提供一種用下述化學式1或下述化學式2來表示的新型聚合物，所述新型聚 合物具有優(yōu)異熱穩(wěn)定性、蝕刻選擇比等特性：
[0060] [化學式。
[0064] A或B相互獨立地為(C6-C20)亞芳基或（C3-C20)雜亞芳基；
[00化]C為（C1-C20)亞烷基或（C6-C20)亞芳基；
[0066] 所述A或B的亞芳基及雜亞芳基和C的亞芳基及亞烷基可W進一步被徑基、面素、 (C1-C20)烷基、（C1-C20)烷氧基、（C3-C20)環(huán)烷基、（C6-C20)芳基及(C3-C20)雜芳基取代；
[0067] 所述p、q及r為0~5的整數(shù)，但是P和q不同時為0;
[006引 m及η為1~1000的整數(shù)。
[0069] 本發(fā)明的聚合物由于包含至少兩個W上的芳基或雜芳基的芳香族環(huán)，因此光學特 性和機械特性優(yōu)異。
[0070] 具體地，本發(fā)明的聚合物包含至少兩個W上的芳基或雜芳基的芳香族環(huán)，其中的 一個必須包含亞苯基被取代的亞甲基，因此具有優(yōu)異的蝕刻選擇比、機械特性、光學特性及 高的溶解度，從而具有能夠適用于溶液工序中的優(yōu)異的特性。
[0071] 本發(fā)明中所記載的包含「烷基」、「烷氧基」及其余的「烷基」部分的取代物包括直鏈 或支鏈形態(tài)的所有形態(tài)。另外，本發(fā)明中所記載的「芳基」作為通過去除一個氨而衍生自芳 香族控的有機自由基，包括在各環(huán)上適當?shù)匕?~7個，優(yōu)選包含5或6個環(huán)原子的單環(huán)或 稠環(huán)類的形態(tài)，并且還包括多個芳基W單鍵連接的形態(tài)。具體例包括苯基、糞基、聯(lián)苯基、蔥 基、巧基（indent)、巧基、9,9-二苯基-9Η-巧等，但不限定于此。即，在本發(fā)明中所記載的9， 9-二苯基-9H-巧中，去除兩個氨而衍生得到的