TW201714913A - 聚合物、有機層組成物以及形成圖案的方法 - Google Patents

聚合物、有機層組成物以及形成圖案的方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供包含由化學式1表示的結構單元的聚合物，和包含所述聚合物的有機層組成物，以及形成圖案的方法。 [化學式1]□化學式1與具體實施方式中所定義的相同。

Description

聚合物、有機層組成物以及形成圖案的方法
本申請主張2015年10月23日在韓國智慧財產權局提交的韓國專利申請第10-2015-0148199號的優先權和權益，其全部內容以引用的方式併入本文中。
本發明公開一種聚合物、包含所述聚合物的有機層組成物以及使用所述有機層組成物形成圖案的方法。
最近，半導體行業已發展到具有幾奈米到幾十奈米尺寸的圖案的超精細技術。所述超精細技術主要需要有效的光刻技術。典型的光刻技術包含：在半導體基底上提供材料層；在材料層上塗布光阻層；將光阻層曝光且顯影以提供光阻圖案；以及使用光阻圖案作為罩幕來蝕刻材料層。當今，根據未來形成的圖案的較小尺寸，僅僅通過上述典型的光刻技術難以提供輪廓清晰的精細圖案。因此，可在材料層與光阻層之間形成被稱作硬罩幕層的層來提供精細圖案。硬罩幕層起到中間層的作用，所述中間層用於經由選擇性蝕刻製程來將光阻的精細圖案轉移到材料層上。因此，硬罩幕層需要具有如耐熱性和抗蝕刻性等特徵以在多個蝕刻製程期間為耐受的。另一方面，最近已經提出了通過旋塗法取代化學氣相沉積來形成硬罩幕層。旋塗法易於進行並且還可以改進間隙填充特徵和平坦化特徵。在本文中，需要在無空隙的情況下填充圖案的間隙填充特徵，因為可必要地形成多圖案來實現精細圖案。另外，當基底具有梯級時或當圖案閉合區域和無圖案區域一起存在於晶圓上時，硬罩幕層的表面需要通過底層平面化。需要研發滿足硬罩幕層特徵的有機層材料。
一個實施例提供一種具有改進的溶解度，同時確保抗蝕刻性的聚合物。
另一實施例提供一種具有機械特徵和塗膜特性的有機層組成物。
又一實施例提供一種使用有機層組成物形成圖案的方法。
根據一個實施例，提供一種包含由化學式1表示的結構單元的聚合物。 [化學式1]在化學式1中， A1 和A2 獨立地為經取代或未經取代的芳環基，或經取代或未經取代的雜芳環基， B為二價有機基團， X為O、S、Te、Se或NRa ，其中Ra 為氫、經取代或未經取代的C1到C30烷基、經取代或未經取代的C3到C30環烷基、經取代或未經取代的C6到C30芳基、經取代或未經取代的C7到C30芳烷基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基、經取代或未經取代的C2到C30雜環烷基、經取代或未經取代的C2到C30雜環基、經取代或未經取代的C2到C30烯基、經取代或未經取代的C2到C30炔基、羥基、鹵素原子、含鹵素的基團或其組合， Y為經取代或未經取代的C6到C30芳基，或經取代或未經取代的C3到C30雜芳基，且 *為連接點。
Y可為衍生自族群1的化合物的單價基團，且所述單價基團的至少一個氫可經置換或未經置換。 [族群1]在族群1中， 每一化合物與化學式1的連接點不受特定限制。
在化學式1中，A1 和A2 可為具有A1 和A2 獨立地為單環或約2到4個稠合環的結構的基團。
在化學式1中，A1 和A2 可獨立地為衍生自族群2的化合物中的一者的三價基團，且三價基團的至少一個氫可經置換或未經置換。 [族群2]在族群2中， Z20 到Z22 獨立地為氮（N）、CRb 或其組合，其中Rb 為氫、經取代或未經取代的C1到C10烷基、鹵素原子、含鹵素的基團或其組合， Z23 和Z24 獨立地為C=O、O、S、CRc Rd 、NRe 或其組合，其中Rc 到Re 獨立地為氫、經取代或未經取代的C1到C10烷基、鹵素原子、含鹵素的基團或其組合，且 每一化合物與化學式1的連接點不受特定限制。
在化學式1中，B可由化學式2表示。 [化學式2]在化學式2中， a和b獨立地為0到2的整數，且 L為衍生自族群3中的一者的經取代或未經取代的二價基團且所述二價基團的至少一個氫經置換或未經置換： [族群3]在族群3中， M為經取代或未經取代的C1到C5伸烷基、-O-、-S-、-SO2 -或C=O。
聚合物的重量平均分子量可為約1,000到約20,000。
根據另一實施例，有機層組成物包含含由化學式1表示的結構單元和由化學式2表示的結構單元的聚合物和溶劑。
聚合物可以按有機層組成物的總量計約0.1重量%到約50重量%的量存在。
根據又一實施例，一種形成圖案的方法包含：在基底上提供材料層，在材料層上塗覆有機層組成物，熱處理有機層組成物以形成硬罩幕層，在硬罩幕層上形成含矽薄層，在含矽薄層上形成光阻層，使光阻層曝光並且顯影以形成光阻圖案，使用光阻圖案選擇性地去除含矽薄層和硬罩幕層以使材料層的一部分暴露，以及蝕刻材料層的暴露部分。
有機層組成物可使用旋塗法塗覆。
所述方法可更包含在形成光阻層之前形成底部抗反射塗層（BARC）。
根據一個實施例的聚合物具有改進的溶解度以及確保抗蝕刻性，因此可在溶液法期間具有極好的塗布以及增加親水性和改善與下層的親和力。當聚合物用於形成有機層時，所述層可同時具有令人滿意的機械特徵和平坦化特徵。
本發明的示例性實施例將在下文中進行詳細描述，並且可容易地由具有相關領域通常常識的人員執行。然而，本發明可按多種不同形式實施，並且不限於本文中所闡述的示例性實施例。
如本文所使用，當未另外提供定義時，術語｢取代」可指由選自以下的取代基代替化合物的氫而經取代者：鹵素原子、羥基、烷氧基、硝基、氰基、氨基、疊氮基、甲脒基、肼基、亞肼基、羰基、氨甲醯基、硫醇基、酯基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸基或其鹽、C1到C20烷基、C2到C20烯基、C2到C20炔基、C6到C30芳基、C7到C30芳烷基、C1到C30烷氧基、C1到C20雜烷基、C2到C20雜芳基、C3到C20雜芳烷基、C3到C30環烷基、C3到C15環烯基、C6到C15環炔基、C2到C30雜環烷基以及其組合。
如本文所用，當未另外提供定義時，術語｢雜」是指包含1到3個由以下各者中選出的雜原子：N、O、S以及P。
如本文所用，當未另外提供定義時，｢*」表示化合物或化合物的部分的連接點。
另外，衍生自化合物A的｢單價基團」由置換化合物A中的一個氫形成。舉例來說，衍生自苯基（benzene group）的單價基團變為苯基（phenyl group）。另外，衍生自化合物A的｢二價基團」為通過置換化合物A中的兩個氫且形成兩個連接點的二價基團。舉例來說，衍生自苯基的二價基團變為伸苯基。同樣，衍生自化合物A的｢三價基團」為通過置換化合物A中的三個氫且形成三個連接點的三價基團。
下文中，描述根據一個實施例的聚合物。
根據一個實施例的聚合物包含由化學式1表示的結構單元。 [化學式1]在化學式1中， A1 和A2 獨立地為經取代或未經取代的芳環基，或經取代或未經取代的雜芳環基， B為二價有機基團， X為O、S、Te、Se或NRa ，其中Ra 為氫、經取代或未經取代的C1到C30烷基、經取代或未經取代的C3到C30環烷基、經取代或未經取代的C6到C30芳基、經取代或未經取代的C7到C30芳烷基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基、經取代或未經取代的C2到C30雜環烷基、經取代或未經取代的C2到C30雜環基、經取代或未經取代的C2到C30烯基、經取代或未經取代的C2到C30炔基、羥基、鹵素原子或其組合， Y為經取代或未經取代的C6到C30芳基，或經取代或未經取代的C3到C30雜芳基，且 *為連接點。
由化學式1表示的結構單元包含三級碳（tertiary carbon）。本文中，｢三級碳」是指連接到碳的四個氫中的三個氫經其他基團置換的碳。根據一個實施例的聚合物包含含由化學式1表示的三級碳的結構單元，故可防止芳環重疊和堆積。因此，聚合物可減少分子相互作用，例如π-π堆疊，且滿足極好的溶解度以及確保抗蝕刻性。
另外，聚合物在結構單元中包含雜原子，如氮、氧或硫，因此增加極性且因而可變得更具親水性，進而聚合物可具有改進的與下層（例如矽晶圓）的親和力並且另外改進有機層的性能。
在化學式1中，指示芳環基的A1 和A2 可相同或不同且經例如羥基的官能團取代。
舉例來說，A1 和A2 可為具有A1 和A2 獨立地為單環或約2到4個稠合環的結構的基團。確切地說，A1 和A2 為衍生自族群2的化合物中的一者的三價基團，且三價基團的至少一個氫可經置換或未經置換，但不限於此。 [族群2]在族群2中， Z20 到Z22 獨立地為氮（N）、CRb 或其組合，其中Rb 為氫、經取代或未經取代的C1到C10烷基、鹵素原子、含鹵素的基團或其組合， Z23 和Z24 獨立地為C=O、O、S、CRc Rd 、NRe 或其組合，其中Rc 到Re 獨立地為氫、經取代或未經取代的C1到C10烷基、鹵素原子、含鹵素的基團或其組合， 族群2的化合物連接到化學式1的三個點不受特定限制。
舉例來說，在化學式1中，Y為衍生自族群1的化合物中的一者的單價基團，且單價基團的至少一個氫可經置換或未經置換，但不限於此。 [族群1]在族群1中，每一化合物與化學式1的連接點不受特定限制。在族群1中，每一化合物可例如經至少一個羥基取代，但不限於此。
另一方面，指示聚合物的結構單元中的鍵聯基團的B可例如由化學式2表示。 [化學式2]在化學式2中， a和b獨立地為0到2的整數，且 L為衍生自族群3中的一者的經取代或未經取代的二價基團且所述二價基團的至少一個氫經置換或未經置換： [族群3]在族群3中， M為經取代或未經取代的C1到C5伸烷基、-O-、-S-、-SO2 -或C=O。
聚合物可包括多個由化學式1表示的結構單元，且多個結構單元可具有相同或不同結構。
聚合物可更包含由化學式3表示的結構單元。 [化學式3]在化學式3中， D為包含經取代或未經取代的芳環的基團， E為二價有機基團，且 *為連接點。
舉例來說，在化學式3中，D為衍生自族群4的化合物的二價基團，且二價基團的至少一個氫可經置換或未經置換，但不限於此。 [族群4]在族群4中， Q1 和Q2 獨立地為單鍵、經取代或未經取代的C1到C20伸烷基、經取代或未經取代的C3到C20伸環烷基、經取代或未經取代的C6到C20伸芳基、經取代或未經取代的C2到C20伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C20伸烯基、經取代或未經取代的C2到C20伸炔基、C=O、NRf 、氧（O）、硫（S）或其組合， Q3 為氮（N）、CRg 或其組合， Rf 和Rg 獨立地為氫、經取代或未經取代的C1到C10烷基、鹵素原子、含鹵素的基團或其組合，且 族群4的連接點不受特定限制。
舉例來說，聚合物的重量平均分子量可為約1,000到約20,000。當聚合物的重量平均分子量在所述範圍內時，包含所述聚合物的有機層組成物（例如硬罩幕組成物）可通過調節碳的量和溶劑中的溶解度而最優化。
根據另一實施例，提供一種包含所述聚合物和溶劑的有機層組成物。
溶劑可為足以溶解或分散聚合物的任何溶劑，並且可為例如由以下各者中選出的至少一者：丙二醇、二乙酸丙二醇酯、甲氧基丙二醇、二甘醇、二甘醇丁基醚、三(乙二醇)單甲基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、環己酮、乳酸乙酯、γ-丁內酯、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、甲基吡咯烷酮（methylpyrrolidone）、甲基吡咯烷酮（methylpyrrolidinone）、乙醯丙酮以及3-乙氧基丙酸乙酯。
聚合物可按有機層組成物的總量計約0.1重量%到50重量%的量包含在內。當聚合物以所述範圍被包含時，可控制有機層的厚度、表面粗糙度以及平坦化。
有機層組成物可更包含表面活性劑、交聯劑、熱酸產生劑、塑化劑等添加劑。
表面活性劑可包含例如烷基苯磺酸鹽、烷基吡啶鎓鹽、聚乙二醇或季銨鹽，但不限於此。
交聯劑可例如為三聚氰胺類試劑、經取代的脲類試劑或聚合物類試劑。在一個實施例中，具有至少兩個交聯形成取代基的交聯劑可例如為諸如甲氧基甲基化甘脲、丁氧基甲基化甘脲、甲氧基甲基化三聚氰胺、丁氧基甲基化三聚氰胺、甲氧基甲基化苯並胍胺、丁氧基甲基化苯並胍胺、甲氧基甲基化脲、丁氧基甲基化脲、甲氧基甲基化硫脲或丁氧基甲基化硫脲等化合物。
交聯劑可以是具有較高耐熱性的交聯劑。具有較高耐熱性的交聯劑可以是在分子中包括含芳族環（例如苯環或萘環）的交聯取代基的化合物。
熱生酸劑可以是例如酸性化合物，如對甲苯磺酸、三氟甲磺酸、對甲苯磺酸吡啶鎓、水楊酸、磺基水楊酸、檸檬酸、苯甲酸、羥基苯甲酸、萘碳酸等或/和2,4,4,6-四溴環己二烯酮、安息香甲苯磺酸酯、2-硝基苯甲基甲苯磺酸酯、其他有機磺酸烷基酯等，但不限於此。
以100重量份的有機層組成物計，添加劑可以約0.001重量份到40重量份的量存在。當添加劑以所述範圍被包含時，可在不改變有機層組成物的光學特性的情況下改進溶解度。
根據另一個實施例，提供使用有機層組成物製造的有機層。有機層可例如由在基底上塗布有機層組成物並且對其進行熱處理以固化來形成，並且可包含例如硬罩幕層、平坦化層、犧牲層、填充物等以用於電子裝置。
下文描述一種通過使用有機層組成物形成圖案的方法。
根據一個實施例，形成圖案的方法包含：在基底上提供材料層，塗覆包含聚合物和溶劑的有機層組成物，熱處理包含單體和溶劑的有機層組成物以形成硬罩幕層，在硬罩幕層上形成含矽薄層，在含矽薄層上形成光阻層，使光阻層曝光並且顯影以形成光阻圖案，使用光阻圖案選擇性地去除含矽薄層和硬罩幕層以使一部分材料層暴露，以及蝕刻材料層的暴露部分。
基底可以是例如矽晶圓、玻璃基底或聚合物基底。
材料層為最終將圖案化的材料，例如，金屬層，如鋁層和銅層；半導體層，如矽層；或絕緣層，如氧化矽層和氮化矽層。材料層可通過如化學氣相沉積（chemical vapor deposition；CVD）製程的方法來形成。
有機層組成物與上文所述的相同，並且可按溶液形式通過旋塗法來塗覆。本文中，有機層組成物的厚度不特別受限制，但可為例如約50埃到約10,000埃。
可在例如約100℃到約500℃下進行有機層組成物的熱處理約10秒到1小時。
含矽薄層可由例如SiCN、SiOC、SiON、SiOCN、SiC及/或SiN形成。
所述方法可更包含在於含矽薄層上形成光阻層之前形成底部抗反射塗層（BARC）。
光阻層的曝光可使用例如ArF、KrF或EUV進行。在曝光之後，熱處理可在約100℃到約500℃下進行。
可經由使用蝕刻氣體的乾式蝕刻製程對材料層的暴露部分實施蝕刻製程，且蝕刻氣體可為例如（但不限於）CHF3 、CF4 、Cl2 、BCl3 以及其混合氣體。
經蝕刻的材料層可以多個圖案形成，並且多個圖案可以是金屬圖案、半導體圖案、絕緣圖案以及其類似圖案，例如半導體積體電路裝置的不同圖案。
在下文中，參考實例對本發明進行更詳細的說明。然而，這些實例是示例性的，並且本發明並不限於此。合成實例 合成實例 1
將5.0克（0.013莫耳）14-苯基-14H-二苯並[a,j]呫噸-2,12-二醇、2.13克（0.013莫耳）1,4-雙(甲氧基甲基)苯以及15克丙二醇單甲基醚乙酸酯放入燒瓶中，製備溶液。接著，將0.1克硫酸二乙酯添加到溶液中，且在100℃下攪拌混合物24小時。當聚合完成時，由其得到的所得物沉澱於甲醇中以去除單體和低分子量，獲得包含由化學式1a表示的結構單元的聚合物（Mw：2500，PDI：2.1）。 [化學式1a] 合成實例 2
將10.0克（0.026莫耳）12-(4-羥基苯基)-12H-苯並[a]呫噸-3,10-二醇、1.56克（0.052莫耳）三聚甲醛、5.67克（0.026莫耳）1-羥基芘以及35克丙二醇單甲基醚乙酸酯放入燒瓶中，製備溶液。隨後，向其中添加0.22克（1.3毫莫耳）對甲苯磺酸，且在120℃下攪拌混合物12小時。當聚合完成時，由其得到的所得物沉澱於甲醇中以去除單體和低分子量，獲得包含由化學式1b表示的結構單元的聚合物（Mw：3800，PDI：2.4）。 [化學式1b] 合成 實例 3
將12.4克（0.03莫耳）9-(芘-1-基)-9H-呫噸-3,6-二醇、0.9克（0.03莫耳）三聚甲醛以及25克丙二醇單甲基醚乙酸酯放入燒瓶中，製備溶液。隨後，將0.2克硫酸二乙酯添加到溶液中，且在120℃下攪拌混合物20小時。當聚合完成時，由其得到的所得物沉澱於甲醇中以去除單體和低分子量，獲得包含由化學式1c表示的結構單元的聚合物（Mw：4500，PDI：2.9）。 [化學式1c] 合成實例 4
將10.0克（0.024莫耳）14-(萘-2-基)-14H-二苯並[a,j]噻噸、2.93克（0.024莫耳）4-羥基苯甲醛以及25克丙二醇單甲基醚乙酸酯放入燒瓶中，製備溶液。隨後，將0.2克（1.2毫莫耳）對甲苯磺酸添加到溶液中，且在100℃下攪拌混合物24小時。當聚合完成時，由其得到的所得物沉澱於甲醇中以去除單體和低分子量，獲得包含由化學式1d表示的結構單元的聚合物（Mw：2750，PDI：1.9）。 [化學式1d] 合成實例 5
將5.0克（0.014莫耳）由化學式1e-1表示的單體、0.42克（0.013莫耳）三聚甲醛以及10克丙二醇單甲基醚乙酸酯放入燒瓶中，製備溶液。隨後，將0.12克（0.7毫莫耳）對甲苯磺酸添加到溶液中，且在120℃下攪拌混合物50小時。當聚合完成時，由其得到的所得物沉澱於甲醇中以去除單體和低分子量，獲得包含由化學式1e表示的結構單元的聚合物（Mw：3000，PDI：2.4）。 [化學式1e][化學式1e-1] 合成比較例 1
將10.0克（0.092莫耳）間甲酚（meta cresol/m-cresol）、2.76克（0.092莫耳）三聚甲醛以及25克丙二醇單甲基醚乙酸酯放入燒瓶中，製備溶液。隨後，將0.12克（0.7毫莫耳）對甲苯磺酸添加到溶液中，且在100℃下攪拌混合物12小時。當聚合完成時，由其得到的所得物沉澱於甲醇中以去除單體和低分子量，獲得包含由化學式A表示的結構單元的聚合物（Mw：15,000，PDI：3.8）。 [化學式A] 合成比較例 2
將10.0克（0.046莫耳）1-羥基芘、1.38克（0.046莫耳）三聚甲醛以及20克丙二醇單甲基醚乙酸酯放入燒瓶中，製備溶液。隨後，將0.17克（1.0毫莫耳）對甲苯磺酸添加到溶液中，且在100℃下攪拌混合物24小時。當聚合完成時，由其得到的所得物沉澱於甲醇中以去除單體和低分子量產物，獲得包含由化學式B表示的結構單元的聚合物（Mw：3,000，PDI：2.1）。 [化學式B] 製備硬罩幕 組成物 實例 1
將根據合成實例1的聚合物溶解於丙二醇單甲基醚乙酸酯（PGMEA）與環己酮（7:3（v/v））的混合溶劑中，並且過濾溶液，製備硬罩幕組成物。取決於所要厚度，在按硬罩幕組成物的總重量計3重量%到15重量%範圍內調節聚合物的量。實例 2
根據與實例1相同的方法製備硬罩幕組成物，不同之處在於使用根據合成實例2的聚合物代替根據合成實例1的聚合物。實例 3
根據與實例1相同的方法製備硬罩幕組成物，不同之處在於使用根據合成實例3的聚合物代替根據合成實例1的聚合物。實例 4
根據與實例1相同的方法製備硬罩幕組成物，不同之處在於使用根據合成實例4的聚合物代替根據合成實例1的聚合物。實例 5
根據與實例1相同的方法製備硬罩幕組成物，不同之處在於使用根據合成實例5的聚合物代替根據合成實例1的聚合物。比較例 1
根據與實例1相同的方法製備硬罩幕組成物，不同之處在於使用根據合成比較例1的聚合物代替根據合成實例1的聚合物。比較例 2
根據與實例1相同的方法製備硬罩幕組成物，不同之處在於使用根據合成比較例2的聚合物代替根據合成實例1的聚合物。評估 評估 1 ： 溶解度實驗
濃度為10重量%的根據合成實例1到合成實例5和合成比較例1和合成比較例2的每一聚合物溶解於丙二醇單甲基醚乙酸酯（PGMEA）中且用肉眼檢查以查看其是否完全溶解。
結果在表1中示出。 [表1]
在表1中，｢O」指示固體不溶解但未通過肉眼觀測到剩餘物時的令人滿意的溶解度，且｢X」指示固體不溶解但通過肉眼觀測到剩餘物時的不充分溶解度。
參看表1，相比於根據合成比較例1到合成比較例2的聚合物，根據合成實例1到合成實例5的聚合物展現改進的溶解度。評估 2 ：抗蝕刻性
根據實例1到實例5和比較例1和比較例2的硬罩幕組成物（聚合物含量：10重量%）分別塗布於矽晶圓上且隨後在200℃下烘烤2分鐘，形成每一薄膜。通過使用K-MAC製造的薄膜厚度測量設備來測量薄膜的厚度。
隨後，通過使用CFx混合氣體（CHF3 /CF4 的混合氣體）對薄膜乾式蝕刻100秒，測量薄膜的厚度，且根據計算方程式1計算其整體蝕刻速率（bulk etch rate，BER）。 [計算方程式1] 整體蝕刻速率（BER）= (薄膜初始厚度-蝕刻後薄膜厚度)/蝕刻時間（埃/秒）
結果示出在表2中。 [表2]
參看表2，分別由根據實例1到實例5的硬罩幕組成物形成的每一薄膜展現關於蝕刻氣體的足夠抗蝕刻性，因此，相比於分別由根據比較例1和比較例2的硬罩幕組成物形成的每一薄膜，展現改進的整體蝕刻特徵。評估 3 ： 接觸角 實驗
根據實例1到實例5和比較例1和比較例2的硬罩幕組成物（聚合物含量：10重量%）分別塗布於矽晶圓上且隨後在200℃下烘烤2分鐘，形成每一薄膜。隨後，通過使用接觸角測量裝置DSA 100（克魯斯有限公司（KRUSS GmbH））測量硬罩幕薄膜的接觸角。
結果示於表3中。 [表3]
參看表3，相比於分別由根據比較例1和比較例2的硬罩幕組成物形成的每一薄膜，分別由根據實例1到實例5的硬罩幕組成物形成的每一薄膜具有較小接觸角且因此具有極好的與矽晶圓的親和力。評估 4 ：平面化特徵和間隙填充特徵
根據實例1到實例5和比較例1和比較例2的硬罩幕組成物（固體含量：5重量%）分別旋塗於圖案化矽晶圓上且在400℃下熱處理2分鐘，形成每一薄膜。
首先，通過SEM觀測的圖案的橫截面的圖像測量且根據提供於圖1中的計算方程式2計算硬罩幕層的厚度。一般來說，當厚度h1與h2之間的差異較小時，平坦化特徵更好。
另一方面，通過用電子掃描顯微鏡（SEM）檢查圖案的橫截面以便檢查是否產生空隙來評估間隙填充特徵。當不存在空隙時，間隙填充特徵相對優秀，而當存在空隙時，間隙填充特徵相對不令人滿意。
結果示於表4中。 [表4]
參看表4，相比於分別由根據比較例1和比較例2的硬罩幕組成物形成的每一薄膜，分別由根據實例1到實例5的硬罩幕組成物形成的每一薄膜展現極好的平坦化特徵和間隙填充性能。
雖然已經結合目前視為實用例示性實施例的內容來描述本發明，但應理解本發明不限於所公開的實施例，而是相反，本發明旨在涵蓋包含在所附申請專利範圍的精神和範圍內的各種修改和等效佈置。
無
圖1為解釋評估平坦化特徵的計算方程式2的參考圖式。

Claims (16)

  1. 一種聚合物，包括由化學式1表示的結構單元： [化學式1]其中，在化學式1中， A1 和A2 獨立地為經取代或未經取代的芳環基，或經取代或未經取代的雜芳環基， B為二價有機基團， X為O、S、Te、Se或NRa ，其中Ra 為氫、經取代或未經取代的C1到C30烷基、經取代或未經取代的C3到C30環烷基、經取代或未經取代的C6到C30芳基、經取代或未經取代的C7到C30芳烷基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基、經取代或未經取代的C2到C30雜環烷基、經取代或未經取代的C2到C30雜環基、經取代或未經取代的C2到C30烯基、經取代或未經取代的C2到C30炔基、羥基、鹵素原子、含鹵素的基團或其組合， Y為經取代或未經取代的C6到C30芳基，或經取代或未經取代的C3到C30雜芳基，以及 *為連接點。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的聚合物，其中Y為衍生自族群1的化合物的單價基團，且所述單價基團的至少一個氫經置換或未經置換： [族群1]其中，在族群1中， 每一化合物與化學式1的連接點不受限制。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的聚合物，其中A1 和A2 為具有A1 和A2 獨立地為單環或2到4個稠合環的結構的基團。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的聚合物，其中A1 和A2 獨立地為衍生自族群2的化合物中的一者的三價基團，且所述三價基團的至少一個氫經置換或未經置換： [族群2]其中，在族群2中， Z20 到Z22 獨立地為氮、CRb 或其組合，其中Rb 為氫、經取代或未經取代的C1到C10烷基、鹵素原子、含鹵素的基團或其組合， Z23 和Z24 獨立地為C=O、O、S、CRc Rd 、NRe 或其組合，其中Rc 到Re 獨立地為氫、經取代或未經取代的C1到C10烷基、鹵素原子、含鹵素的基團或其組合，以及 每一化合物與化學式1的連接點不受限制。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的聚合物，其中B由化學式2表示： [化學式2]其中，在化學式2中， a和b獨立地為0到2的整數，以及 L為衍生自族群3中的一者的經取代或未經取代的二價基團且所述二價基團的至少一個氫經置換或未經置換： [族群3]其中，在族群3中， M為經取代或未經取代的C1到C5伸烷基、O、S、SO2 或C=O。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的聚合物，其中所述聚合物的重量平均分子量為1,000到20,000。
  7. 一種有機層組成物，包括包含由化學式1表示的結構單元的聚合物以及溶劑： [化學式1]其中，在化學式1中， A1 和A2 獨立地為經取代或未經取代的芳環基，或經取代或未經取代的雜芳環基， B為二價有機基團， X為O、S、Te、Se或NRa ，其中Ra 為氫、經取代或未經取代的C1到C30烷基、經取代或未經取代的C3到C30環烷基、經取代或未經取代的C6到C30芳基、經取代或未經取代的C7到C30芳烷基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基、經取代或未經取代的C2到C30雜環烷基、經取代或未經取代的C2到C30雜環基、經取代或未經取代的C2到C30烯基、經取代或未經取代的C2到C30炔基、羥基、鹵素原子、含鹵素的基團或其組合， Y為經取代或未經取代的C6到C30芳基，或經取代或未經取代的C3到C30雜芳基，以及 *為連接點。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的有機層組成物，其中Y為衍生自族群1的化合物的單價基團，且所述單價基團的至少一個氫經置換或未經置換： [族群1]其中，在族群1中， 每一化合物與化學式1的連接點不受限制。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的有機層組成物，其中A1 和A2 為具有A1 和A2 獨立地為單環或2到4個稠合環的結構的基團。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的有機層組成物，其中A1 和A2 獨立地為衍生自族群2的化合物中的一者的三價基團，且所述三價基團的至少一個氫經置換或未經置換： [族群2]其中，在族群2中， Z20 到Z22 獨立地為氮、CRb 或其組合，其中Rb 為氫、經取代或未經取代的C1到C10烷基、鹵素原子、含鹵素的基團或其組合， Z23 和Z24 獨立地為C=O、O、S、CRc Rd 、NRe 或其組合，其中Rc 到Re 獨立地為氫、經取代或未經取代的C1到C10烷基、鹵素原子、含鹵素的基團或其組合，以及 每一化合物與化學式1的連接點不受限制。
  11. 如申請專利範圍第7項所述的有機層組成物，其中B由化學式2表示： [化學式2]其中，在化學式2中， a和b獨立地為0到2的整數，以及 L為衍生自族群3中的一者的經取代或未經取代的二價基團且所述二價基團的至少一個氫經置換或未經置換： [族群3]其中，在族群3中， M為經取代或未經取代的C1到C5伸烷基、O、S、SO2 或C=O。
  12. 如申請專利範圍第7項所述的有機層組成物，其中所述聚合物的重量平均分子量為1,000到20,000。
  13. 如申請專利範圍第7項所述的有機層組成物，其中所述聚合物以按所述有機層組成物的總量計0.1重量%到50重量%的量存在。
  14. 一種形成圖案的方法，包括： 在基底上提供材料層， 在所述材料層上塗覆如申請專利範圍第7項至第13項中任一項所述的有機層組成物， 熱處理所述有機層組成物以提供硬罩幕層， 在所述硬罩幕層上提供含矽薄層， 在所述含矽薄層上提供光阻層， 使所述光阻層曝光並且顯影以形成光阻圖案， 使用所述光阻圖案選擇性地去除所述含矽薄層和所述硬罩幕層以使所述材料層的一部分暴露，以及 蝕刻所述材料層的暴露部分。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的形成圖案的方法，其中所述有機層組成物使用旋塗法塗覆。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的形成圖案的方法，其更包括在提供所述光阻層之前提供底部抗反射塗層。
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