TW201426197A - 光阻底層組成物及使用該光阻底層組成物形成圖案的方法 - Google Patents

光阻底層組成物及使用該光阻底層組成物形成圖案的方法 Download PDF

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Abstract

揭露一種光阻底層組成物包含一聚合物由下列化學式1所示及一溶劑及一種使用該光阻底層組成物形成圖案的方法。□在化學式1中，R1a至R1d，R2至R5是如說明書所定義。

Description

光阻底層組成物及使用該光阻底層組成物形成圖案的方法 相關申請案的引用
本申請案係主張2012年12月26日向韓國智慧財產局提申之韓國專利申請案第10-2012-0153562號之優先權，其全部內容在此引入本文作為參考。
發明領域
揭露一種光阻底層組成物及一種形成圖案的方法。
發明背景
工業領域包括微電子製造以及微觀結構製造，例如，微型機械，磁阻頭等，需要包括許多降低電路圖案的大小的芯片。
有效的光刻技術(lithographic techniques)是實現了減小結構形狀之尺寸所必需的。
光刻對於製造的微觀結構的影響在於直接再一預定的基板上成像(imagining)一個圖案，並提供一個典型 地用於成像(imagification)的遮罩(mask)。
一個典型的光刻製程包含下列步驟。首先，一輻射敏感之光阻暴露於圖案方式方法以形成一圖案化的光阻層。
接著，對曝光的光阻層使用一顯影液顯影。
然後，存在於圖案化的光阻層的開口的物質被蝕刻，使圖案轉移到一底(下)層材料。
轉移完成後，光阻層的其餘部分被除去。
然而，在一些光刻呈像製程中，使用的光阻層在隨後的蝕刻步驟中未提供足夠的阻力，而使預定的圖案不能有效地轉移到該層的背面上。
因此，例如，當需要一超薄型光阻層，該底層，稱為光阻底層，是作為一介於光阻層和可以自被圖案化的光阻轉移而被圖案化的材料層中間的中間層，在這個情況下，底層的被蝕刻材料是厚的；在這個情況下需要相當的蝕刻深度；及/或需要一個給預定底層材料的特定蝕刻劑。
該光阻底層具有高蝕刻選擇性及足夠對抗多重蝕刻處理的阻力，並最大限度地減少光阻層與材料層之間的反射率。
該光阻底層扮演決定該光阻層曝光性質的關鍵角色，如解析度、光刻率，及殘留的光阻層。
特別是，當一個超微型光刻技術是選擇使用一個極端紫外輻射(extreme ultraviolet radiation EUV)的雷射進行，這些曝光性質更加地重要。
發明概要
一實施例提供一種抗蝕劑底層組成物，該組成物可提高的膜的密度和曝光性質。
另一個實施例提供一種使用該光阻底層組成物形成圖案的方法。
根據一個實施方式，提供了一種光阻底層組合物包含一聚合物包括一由下列化學式1所示的基團，及一溶劑。
其中，在化學式1中，R1a至R1d是各自獨立地為氫或甲基，R2是取代或未經取代的內酯基或取代或未經取代的內酯酯基，R3是C6至C30具有羥基的芳香族基團，R4為具有鹵素原子的C1至C30的脂肪族或C6至C30的芳香族基團，R5是氫、取代或未經取代的C1至C30烷基、取代或未經取代的C3至C30環烷基，取代或未經取代的C6至C30芳香基、取代或未經取代的C7至C20芳烷基、取代或未經取代的C1至C20雜烷基、取代或未經取代的C2至C30雜環烷基， 取代或未取代的C2至C30的雜芳基、鹵素、含鹵素的基團，或它們的一組合，a0、b>0、c>0、d0，及a+b+c+d=100。
該內酯基包括丁內酯基(butyrolactonyl group)、戊內酯基(valerolactonyl group)、1,3-環己烷碳內酯基(1,3-cyclohexanecarbolactonyl group)、2,6-原冰片烷碳內酯-5-基(2,6-norbonanecarbolacton-5-yl group)、7-氧雜-2,6-原冰片烷碳內酯-5-基(7-oxa-2,6-norbornane carbolacton-5-yl group)、或它們的一組合，及該內酯酯基包括丁內酯基酯基、戊內酯基酯基、1,3-環己烷碳內酯基酯基、2,6-原冰片烷碳內酯-5-基酯基、7-氧雜-2,6-原冰片烷碳內酯-5-基酯基、或它們的一組合。
該式1中的R4是經多個氟取代的C1至C30烷基、經多個氟取代的C3至C30的環烷基、經多個氟取代的C6至C30芳香基、經多個氟取代的C7至C30芳烷基、經多個氟取代的C1至C30雜烷基、經多個氟取代的C2至C30雜環烷基、經多個氟取代的C2至C30烯基、經多個氟取代的C2至C30炔基、或它們的一組合。
該化學式1的a至d是依序滿足0a95、0<b95、0<c95，及0d95。
該聚合物3000至500000的重量平均分子量。
基於該溶劑為100重量份，包括該聚合物0.01至50重量份。
光阻底層組成物，還包含一交聯劑。
該交聯劑包括至少一選自於胺基樹脂、甘脲(glycoluril)化合物、雙環氧(bisepoxy)化合物、三聚氰胺(melamine)化合物，及三聚氰胺衍生物。
基於該光阻底層組成物為100重量份，包含該交聯劑0.001至3重量份。
根據另一實施例，一種形成圖案的方法，包含提供一基材上的材料層，施予該光阻底層組成物於該材料層上，熱處理該光阻底層組成物以提供一光阻底層，形成一位於該光阻底層上的光阻層，透過暴露及顯影該光阻層形成一光阻圖案，藉由光阻圖案及暴露部分的材料層選擇性地移除該光阻底層，及蝕刻該材料層暴露的部分。
該光阻底層是透過旋塗法形成。
該光阻底層組成物是於150至500℃熱處理。
較佳實施例之詳細說明
本發明的示例性實施例將在下文中進行詳細說明。然而，這些實施例僅是示例性的，並不限制本發明。
如同本發明所屬技術領域具有通常知識者所應理解地，所述的實施例可以以各種不同的方式進行修改，只要在不脫離本發明的精神及範圍的情況下。
於本文所用，除非定義另有規定，「取代的(substituted)」是指一至少一個選自於鹵素(F、Cl、Br或I)、 羥基、烷氧基、硝基、氰基、胺基、疊氮基(azido group)、甲脒基(amidino group)、肼基(hydrazino group)、亞肼基(hydrazono group)、羰基(carbonyl group)、胺甲醯基(carbamyl group)、巰基(thiol group)、酯基、羧基或其鹽，磺酸基(sulfonic acid group)或其鹽，磷酸(phosphoric acid)或其鹽、C1至C20的烷基、C2至C20的烯基、C2至C20的炔基、C6至C30芳基、C7至C30芳烷基、C1至C4烷氧基、C1至C20的雜基(heteroalkyl group)、C3至C20的雜芳烷基(hetero arylalkyl group)、C3至C30環烷基、C3至C15環烯基、C6至C15環炔基、C2至C20雜環基(heterocycloalkyl group)，以及它們的組合的取代基取代，而不是氫的化合物。
於本文所用，除非定義另有規定，「雜(hetero)」是指一個包括1至3個選自於N、O、S及P的雜原子。
於下文中，對一實施例的光阻底層組成物進行說明。
根據一個實施例，該光阻底層組合物包含一聚合物包括一由下列化學式1所示的基團，及一溶劑。
在化學式1中，R1a至R1d是各自獨立地為氫或甲基， R2是取代或未經取代的內酯基或取代或未經取代的內酯酯基，R3是C6至C30具有羥基的芳香族基團，R4為具有鹵素原子的C1至C30的脂肪族或C6至C30的芳香族基團，R5是氫、取代或未經取代的C1至C30烷基、取代或未經取代的C3至C30環烷基，取代或未經取代的C6至C30芳香基、取代或未經取代的C7至C20芳烷基、取代或未經取代的C1至C20雜烷基、取代或未經取代的C2至C30雜環烷基，取代或未取代的C2至C30的雜芳基、鹵素、含鹵素的基團，或它們的一組合，該a至d是各自重複單元中的相對莫耳比例，a0、b>0、c>0、d0，且a+b+c+d=100。
於此範圍內，0a95、0<b95、0<c95，及0d95。
於化學式1中，兩個「*」之間的水平線表示一聚合物的主鏈，且「*」表示一聚合物主鍊的連接點。
該由化學式1所表示的基團包含由一具有一內酯基或一內酯酯基的單體得到的第一重複單元、由一具有一羥基的一芳香族基單體得到的第二重複單元、由一具有鹵素原子的脂肪族或芳香族基的單體所得的第三重複單元，及一由感光性單體得到的第四重複單元。
該第一重複單元包括具有至少一內酯基或內酯酯基的支鏈。
該內酯基包括丁內酯基、戊內酯基、1,3-環己烷 碳內酯基、2,6-原冰片烷碳內酯-5-基、7-氧雜-2,6-原冰片烷碳內酯-5-基、或它們的一組合，及該內酯酯基包括丁內酯基酯基、戊內酯基酯基、1,3-環己烷碳內酯基酯基、2,6-原冰片烷碳內酯-5-基酯基、7-氧雜-2,6-原冰片烷碳內酯-5-基酯基、或它們的一組合。
該內酯基或內酯酯基可以提升聚合物的密度及相鄰層的緊密度。
因此，該光阻底層可以具有緻密的結構並因此，有效地防止自低層洗脫的汙染物質從而同時改善和光阻層的緊密接觸性能。
該第二重複單元包括在其支鏈上具有一羥基及一酯基的一芳香族基。
該芳香族基可以是，例如經至少一羥基取代的苯環基、經至少一個羥基取代的萘基，或經至少一個羥基取代的聯苯基，但不限於此。
該芳香族基可以進一步被一例如氟的取代基取代。
該羥基可以增加交聯能力且因此，膜的密度，而該芳香族基可以改善的膜的密度和耐蝕刻性。
該酯基可以提高感光性。
該第三重複單元包括在其支鏈上具有一鹵素原子和一酯基的至少一脂肪族或芳香族基。
該鹵素原子可以是至少一種選自於氟、氯、溴、碘，其中，例如，可以包括多種。
該脂肪族或芳香族基團可例如經多個氟取代的 C1至C30烷基、經多個氟取代的C3至C30的環烷基、經多個氟取代的C6至C30芳香基、經多個氟取代的C7至C30芳烷基、經多個氟取代的C1至C30雜烷基、經多個氟取代的C2至C30雜環烷基、經多個氟取代的C2至C30烯基、經多個氟取代的C2至C30炔基、或它們的一組合。
該鹵素原子有助於在曝光位於該光阻底層上的光阻層時產生二級電子，並因此改善曝光性質，並防止浮渣(scum)及/或基腳(footing)從光阻底層和光阻層中間產生。
該酯基可以提高感光性。
該第四重複單元補充感光性，並可以視需要省略或包含複數個不同種類的。
於化學式1中，該第一至第四重複單元可以以不同的順序或隨機地安排。
該聚合物包含前述重複單元，並因此可以固定感光度、提高膜密度及緊密接觸性質，並改善曝光性質。
該聚合物具有3000至500000的重量平均分子量。
於該範圍內，該光阻底層組成物的溶解度及塗佈性質可以得到改善。
於該範圍內，該聚合物具有5000至200000的重量平均分子量。
該溶劑並沒有特別的限制只要是對於該溶劑有足夠的溶解度或分散性，且可以包含，例如至少一種選自於丙二醇(propyleneglycol,)、丙二醇二乙酸酯(propyleneglycol diacetate)、甲氧基丙二醇(methoxy propanediol)、二甘醇(diethyleneglycol,)、二甘醇丁醚(diethyleneglycol butylether)、三(乙二醇)單甲醚(tri(ethyleneglycol)monomethylether)、丙二醇單甲醚(propylene glycol monomethylether)、丙二醇單甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethylether acetate)、環己酮(cyclohexanone，或稱為Anon)、乳酸乙酯(ethyllactate)、γ-丁內酯(gamma-butyrolactone)，及乙醯丙酮(acetylacetone)。
基於該溶劑為100重量份，包括該聚合物0.01至50重量份。
於該範圍內，該聚合物可以改善該光阻底層組成物的溶解度及其在形成層的期間的塗佈性質。
於該範圍內，包括該聚合物0.3至20重量份。
該光阻底層組成物可進一步包括界面活性劑和交聯劑的添加劑。
該界面活性劑可以包括，例如，烷基苯磺酸鹽(alkylbenzenesulfonate salt)、烷基吡啶鎓鹽(alkylpyridinium salt)、聚乙二醇(polyethyleneglycol)、四級銨鹽(quaternary ammonium salt)，但並不限於此。
該交聯劑經由熱連接該聚合物的重複單元，且可以包括胺基樹脂，例如，醚化的胺基樹脂(etherified amino resin)；甘脲化合物，例如，由以下化學式A表示的化合物；雙環氧化合物化合物，例如，由以下化學式B表示的化合物；三聚氰胺樹脂，例如，氮-甲氧基甲基三聚氰胺樹脂(N-methoxymethyl melamine resin)、氮-丁氧基甲基蜜胺樹 脂(N-butoxymethyl melamine resin)，或者由以下化學式C表示的化合物，或其混合物。
基於該光阻底層組成物為100重量份，包含該界面活性劑及該交聯劑各0.001至3重量份。
於該用量範圍內，可以在不改變該光阻底層組成物的光學性質的情況下固定溶解度及交聯程度。
該光阻底層組成物既不是溶解於一溶劑及/或用於光阻的顯影溶液，亦不是與一光阻的光阻溶液混合，因此在處理期間可以是化學穩定的。
在下文中，對於使用上述的光阻底層組成物來形成圖案的方法進行說明。
根據一實施例，一種形成圖案的方法包含提供一 基材上的材料層，施予該包括該聚合物及一溶劑的光阻底層組成物於該材料層上，熱處理該光阻底層組成物以提供一光阻底層；形成一位於該光阻底層上的光阻層，透過暴露及顯影該光阻層形成一光阻圖案，藉由光阻圖案及暴露部分的材料層選擇性地移除該光阻底層；及蝕刻該材料層暴露的部分。
該基材可以是，例如，矽晶片、玻璃基板，或聚合物基板。
該材料層是最終被圖案化的材料，例如金屬層，如鋁層及銅層，半導體層，如矽層，或絕緣層，如氧化矽層及氮化矽層。
該材料層可以通過如化學氣相沉積(chemical vapor deposition，簡稱CVD)製程的方法形成。
該光阻底層組成物可以以溶液的形式通過旋轉塗佈法來施予
因此，施予的該光阻底層組成物的厚度並沒有限制，例如80至10000Å。
該光阻底層組成物可以被熱處理，可例如約150至500℃。
在熱處理期間，該聚合物是可交聯的。
該光阻層的曝光可以使用例如ArF、KrF，或EUV來進行。
此外，曝光後，可以在約100℃至500℃進行熱處理。
該材料層暴露的部分的蝕刻製程可以透過使用 蝕刻氣體的乾式蝕刻法來實施，該蝕刻氣體可例如，CHF3、CF4、Cl2、BCl3，及前述氣體的混合物。
該蝕刻材料層可以形成於多數個圖案，且該多數個圖案可以是金屬圖案、半導體圖案、絕緣圖案等，例如不同圖案的半導體積體電路裝置。
於下文中，本發明參照實施例更詳細地說明。然而，這些實施例是示例性的，本發明並不限定於此。
合成例 合成例1
將40mmol的γ-丁內酯甲基丙烯酸酯(γ-butyrolactonyl methacrylate，GBLMA)、30mmol的羥基喹啉甲基丙烯酸酯(hydroxyquinoline methacrylate)，及30mmol的六氟丙基甲基丙烯酸酯(hexafluoropropanyl methacrylate)與作為溶劑的甲基乙基酮(用量為單體總重量的兩倍)混合，在氮氣下置入燒瓶中。
接著，將作為聚合起始劑7mmol的二甲基-2，2'-偶氮二(2-甲基丙酸甲酯)[dimethyl-2,2'-azobis(2-methylpropionate)](V601，Wako Chemicals公司)在80℃下用注射器注射約4小時的方式加入該混合物中，並將該混合物加成聚合2小時。
當聚合反應完成時，所得到的聚合物緩慢地沉澱在己烷溶劑中，過濾所生成的沉澱物，並使它溶解在適量的己烷(正己烷)/異丙醇(IPA)的混合溶劑中，並攪拌該混合物。
然後，將所得的沉澱物在50℃真空烘箱中乾燥約 24小時，得到由以下化學式2所示的聚合物。
該化合物的產率是75%，且該化合物具有重量平均分子量(MW)8,800，且聚合物分散性(polydispersity)(Mw/Mn)為1.60。
合成例2
除了使用30mmol的甲基丙烯酸五氟苯基酯(perfluorophenyl methacrylate)，而不是30mmol六氟丙基甲基丙烯酸酯之外，由以下化學式3表示的化合物的合成方法是根據與合成例1相同的方法。
該化合物的產率是65%，且該化合物具有重量平均分子量(MW)7,350，且聚合物分散性(Mw/Mn)為1.61。
合成例3
除了使用40mmol的α-亞甲基γ-丁內酯 (α-methylene γ-butyrolactone)，而不是40mmol的γ-丁內酯甲基丙烯酸酯之外，由以下化學式4表示的化合物的合成方法是根據與合成例1相同的方法。
該化合物的產率是60%，且該化合物具有重量平均分子量(MW)6,740，且聚合物分散性(Mw/Mn)為1.55。
合成例4
除了使用30mmol的甲基丙烯酸五氟苯基酯(perfluorophenyl methacrylate)，而不是40mmol的γ-丁內酯甲基丙烯酸酯之外，由以下化學式5表示的化合物的合成方法是根據與合成例1相同的方法。
該化合物的產率是60%，且該化合物具有重量平均分子量(MW)7,500，且聚合物分散性(Mw/Mn)為1.60。
比較合成例1
除了使用30mmol的羥基異丙基甲基丙烯酸酯 (hydroxyisopropyl methacrylate)，而不是30mmol的羥基喹啉甲基丙烯酸酯，以及30mmol的苯甲基甲基丙烯酸酯(benzyl methacrylate)，而不是30mmol的六氟丙基甲基丙烯酸酯之外，由以下化學式6表示的化合物的合成方法是根據與合成例1相同的方法。
該化合物的產率是65%，且該化合物具有重量平均分子量(MW)7,500，且聚合物分散性(Mw/Mn)為1.63。
光阻底層組成物的製備 實施例1
0.5g由合成例1製得的聚合物，0.125g的交聯劑(PD1174，TCI有限公司)，及0.125g吡啶對甲苯磺酸鹽(pyridium p-toluenesulfonate，PPTS)溶解於100g的丙二醇單甲基醚醋酸酯(PGMEA)/丙二醇單甲基醚(PGME)(7/3v/v)，然後將該溶液過濾，製得一光阻底層組成物。
實施例2
一光阻底層組成物是透過與實施例1相同的方法製備，除了是使用由合成例2所製得的聚合物而不是使用由合成例1所製得的聚合物。
實施例3
一光阻底層組成物是透過與實施例1相同的方法製備，除了是使用由合成例3所製得的聚合物而不是使用由合成例1所製得的聚合物。
實施例4
一光阻底層組成物是透過與實施例1相同的方法製備，除了是使用由合成例4所製得的聚合物而不是使用由合成例1所製得的聚合物。
比較例1
一光阻底層組成物是透過與實施例1相同的方法製備，除了是使用由比較合成例1所製得的聚合物而不是使用由合成例1所製得的聚合物。
評價 評價1：薄膜密度
約100nm厚的光阻底層是透過分別旋轉塗佈實施例1至4及比較例1光阻底層組成物於一矽晶片上並於加熱板上以205℃熱處理1分鐘。
之後，測量該等光阻底層的密度。
該等光阻底層的密度是使用X-射線折射儀(型號：X'Pert PRO MPD，Panalytical公司(荷蘭))測定。
結果顯示於表1。
參照表1，和由比較例1之組成物所形成的光阻底層相較，由實施例1至4之組成物所形成的光阻底層有較高的密度。
由結果來看，和由比較例1之組成物所形成的光阻底層相較，由實施例1至4之組成物所形成的光阻底層依序具有密度更高的結構，因此，可以更有效地防止從基材洗脫(eluted)的汙染物滲透。
評價2：薄膜密度
分別旋轉塗佈實施例1至4及比較例1光阻底層組成物於一矽晶片上，之後，於加熱板上以205℃熱處理1分鐘，以形成約100nm厚的光阻底層。
之後，旋轉塗佈該等光阻溶液於該等光阻底層，於加熱板上以205℃熱處理1分鐘以形成該等光阻層。
該等光阻層暴露在使用電子束曝光器(e-beam exposer，Elionix公司)且加速電壓為100Kev的光線下，於110℃熱處理60秒。
然後，該等光阻層以2.38wt%四甲基氫氧化銨(tetramethyl ammonium hydroxide，TMAH)水溶液顯影，並用純水漂洗15秒，形成光阻圖案。
對該等光阻圖案的最佳曝光劑量、解析度，及顯影殘留進行評價。
在此，該最佳曝光劑量(Eop,μC/cm2)是以1：1的比例形成0.25μm的線和空間，且解析度是在最佳曝光劑量下線和空間的最小線寬。
解析度(nm)是以掃描式電子顯微鏡(SEM)S-9260(Hitachi公司)測量。
顯影殘留的評價是以在2.38wt%四甲基氫氧化銨(TMAH)水溶液的溶解速率做為參考(一溶解速率，DR)。當溶解速率較快，顯影殘留下降。顯影殘留是以掃描式電子顯微鏡(SEM)測量，並評價為足夠的○，不足的△，及浮渣生成的X。
結果提供於表2。
參見表2，和使用比較例1之光阻底層組成物形成 的圖案相較，使用實施例1至4之光阻底層組成物形成的圖案具有改善的最佳曝光劑量、解析度，及顯影殘留。
因此，實施例1至4之光阻底層組成物皆能夠改善膜密度及曝光性質。
雖然本發明已結合目前被認為是實際的示例性實施例來描述，但應理解，本發明並不限於所公開的實施例，而相反地，是意在於涵蓋在所請求的申請專利範圍的精神和範圍之內的各種改良和等效置換。

Claims (12)

  1. 一種光阻底層組成物，包含：一聚合物包括一由下列化學式1所示的基團，及一溶劑： 其中，在化學式1中，R1a至R1d是各自獨立地為氫或甲基，R2是取代或未經取代的內酯基或取代或未經取代的內酯酯基，R3是C6至C30具有羥基的芳香族基團，R4為具有鹵素原子的C1至C30的脂肪族或C6至C30的芳香族基團，R5是氫、取代或未經取代的C1至C30烷基、取代或未經取代的C3至C30環烷基，取代或未經取代的C6至C30芳香基、取代或未經取代的C7至C20芳烷基、取代或未經取代的C1至C20雜烷基、取代或未經取代的C2至C30雜環烷基，取代或未取代的C2至C30的雜芳基、鹵素、含鹵素的基團，或它們的一組合，a0、b>0、c>0、d0，及a+b+c+d=100。
  2. 如請求項1所述的光阻底層組成物，其中，該內酯基包括丁內酯基、戊內酯基、1,3-環己烷碳內酯基、2,6-原冰片烷碳內酯-5-基、7-氧雜-2,6-原冰片烷碳內酯-5-基、或它們的一組合，及該內酯酯基包括丁內酯基酯基、戊內酯基酯基、1,3-環己烷碳內酯基酯基、2,6-原冰片烷碳內酯-5-基酯基、7-氧雜-2,6-原冰片烷碳內酯-5-基酯基、或它們的一組合。
  3. 如請求項1所述的光阻底層組成物，其中，其中該式1中的R4是經多個氟取代的C1至C30烷基、經多個氟取代的C3至C30的環烷基、經多個氟取代的C6至C30芳香基、經多個氟取代的C7至C30芳烷基、經多個氟取代的C1至C30雜烷基、經多個氟取代的C2至C30雜環烷基、經多個氟取代的C2至C30烯基、經多個氟取代的C2至C30炔基、或它們的一組合。
  4. 如請求項1所述的光阻底層組成物，其中，化學式1的a至d是依序滿足0a95、0<b95、0<c95，及0d95。
  5. 如請求項1所述的光阻底層組成物，其中，該聚合物3000至500000的重量平均分子量。
  6. 如請求項1所述的光阻底層組成物，其中，基於該溶劑為100重量份，包括該聚合物0.01至50重量份。
  7. 如請求項1所述的光阻底層組成物，還包含一交聯劑。
  8. 如請求項7所述的光阻底層組成物，其中，該交聯劑包括至少一選自於胺基樹脂、甘脲化合物、雙環氧化合物、三聚氰胺化合物，及三聚氰胺衍生物。
  9. 一種如請求項7所述的光阻底層組成物，其中，基於該光阻底層組成物為100重量份，包含該交聯劑0.001至3重量份。
  10. 一種形成圖案的方法，包含：提供一基材上的材料層，施予如請求項1至9中任一項所述的光阻底層組成物於該材料層上，熱處理該光阻底層組成物以提供一光阻底層；形成一位於該光阻底層上的光阻層，透過暴露及顯影該光阻層形成一光阻圖案，藉由光阻圖案及暴露部分的材料層選擇性地移除該光阻底層；及蝕刻該材料層暴露的部分。
  11. 如請求項10所述的方法，其中，該光阻底層是透過旋塗法形成。
  12. 如請求項10所述的方法，其中，該光阻底層組成物是於150至500℃熱處理。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111665683A (zh) * 2019-03-06 2020-09-15 三星Sdi株式会社 抗蚀剂底层组合物和使用所述组合物形成图案的方法
CN113311661A (zh) * 2020-02-27 2021-08-27 台湾积体电路制造股份有限公司 光阻底层组成物与制造半导体装置的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6641971B2 (en) * 2001-06-15 2003-11-04 International Business Machines Corporation Resist compositions comprising silyl ketals and methods of use thereof
KR100500453B1 (ko) * 2003-06-23 2005-07-12 삼성전자주식회사 이중층 레지스트막의 하부 레지스트 층의 형성방법
JP3759526B2 (ja) * 2003-10-30 2006-03-29 丸善石油化学株式会社 半導体リソグラフィー用共重合体の製造方法
US8227172B2 (en) * 2006-10-12 2012-07-24 Nissan Chemical Industries, Ltd. Method of producing semiconductor device using resist underlayer film by photo-crosslinking curing
JP5477593B2 (ja) * 2008-12-26 2014-04-23 日産化学工業株式会社 レジスト下層膜形成組成物用添加剤及びそれを含むレジスト下層膜形成用組成物
US20110086312A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 Dammel Ralph R Positive-Working Photoimageable Bottom Antireflective Coating

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111665683A (zh) * 2019-03-06 2020-09-15 三星Sdi株式会社 抗蚀剂底层组合物和使用所述组合物形成图案的方法
CN111665683B (zh) * 2019-03-06 2023-03-24 三星Sdi株式会社 抗蚀剂底层组合物和使用所述组合物形成图案的方法
CN113311661A (zh) * 2020-02-27 2021-08-27 台湾积体电路制造股份有限公司 光阻底层组成物与制造半导体装置的方法

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