TW202034088A - 抗蝕劑底層組成物和使用所述組成物形成圖案的方法 - Google Patents

抗蝕劑底層組成物和使用所述組成物形成圖案的方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種抗蝕劑底層組成物和一種使用抗蝕劑底層組成物來形成圖案的方法，抗蝕劑底層組成物包含：聚合物，聚合物包含由化學式1表示的結構單元；和溶劑。

Description

抗蝕劑底層組成物和使用所述組成物形成圖案的方法
本發明是有關於一種抗蝕劑底層組成物和使用所述抗蝕劑底層組成物形成圖案的方法。特定來說，本發明是有關於一種形成於半導體基底與光阻層之間的光阻底層組成物，以及一種使用所述光阻底層組成物形成光阻圖案的方法。相關申請的交叉參考
本申請要求2019年03月06日向韓國智慧財產權局提交的韓國專利申請第10-2019-0025943號的優先權和權益，所述專利申請的全部內容以引用的方式併入本文中。
最近，半導體產業已經研發出具有幾奈米到幾十奈米大小的圖案的超精細技術（ultra-fine technique）。這種超精細技術主要需要有效的光刻（lithographic）技術。
光刻技術包含：在半導體基底（如矽晶圓）上塗布光阻層，曝光所述光阻層並使其顯影以形成薄層，輻照如紫外輻射（ultraviolet，UV）的啟動輻射同時安置具有裝置的圖案的遮罩圖案，使所得物顯影以獲得光阻圖案，將所述光阻圖案用作保護層來蝕刻基底以形成對應於在基底的表面上的圖案的精細圖案。
由於需要製造超精細圖案的技術，因此使用具有如i線的短波長（365奈米）的啟動輻射、KrF准分子鐳射（248奈米的波長）、ArF准分子鐳射（193奈米的波長）等來曝光光阻。因此，已通過在光阻與半導體基底之間插入具有最佳反射率的抗蝕劑底層來進行關於解決因來自半導體基底、駐波等的漫射反射而產生的啟動輻射問題的研究。
另一方面，除了啟動輻射之外還使用了如極紫外線（extreme ultraviolet，EUV；13.5奈米的波長）、E束（電子束）等的高能量射線作為用於製造精細圖案的光源，且所述光源不具有來自基底的反射，但已廣泛地進行關於改良抗蝕劑對下部層的黏附性的研究以改良圖案的崩解（collapse）。此外，除了減少由光源所引起的問題之外，還廣泛地進行了關於改良抗蝕劑底層的蝕刻選擇性和耐化學性的研究。
實施例提供了一種抗蝕劑底層組成物，其優化了針對預定波長的反射率，同時改良了塗層特性、與光阻的黏附性以及快速蝕刻速率。
另一實施例提供一種使用抗蝕劑底層組成物形成圖案的方法。
根據實施例，抗蝕劑底層組成物包含：聚合物，包含由化學式1表示的結構單元；和溶劑。 [化學式1]
Figure 02_image001
在化學式1中， L1 到L5 獨立地為單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合， L6 和L7 獨立地為O、S、S(O)、S(O2 )、C(O)、C(O)O、OC(O)O、單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合， R1 和R2 獨立地為氫、氘、鹵素、羥基、氰基、硝基、胺基、環氧基、乙烯基、(甲基)丙烯酸酯基、氧雜環丁烷基（oxetane group）、硫醇基、羧基、經取代或未經取代的C1到C30烷基、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、經取代或未經取代的C1到C10烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30硫代烷基、經取代或未經取代的C3到C30環烷基、經取代或未經取代的C2到C20雜環烷基、經取代或未經取代的C6到C30芳基、經取代或未經取代的C6到C30芳氧基、經取代或未經取代的C6到C30硫代芳基、經取代或未經取代的C2到C30雜芳基或其組合， n為1到1,000的整數中的一個， D為O、S、S(O2)、C(O)或C(O)O， m為0或1的整數， *為連接點， A1 和A2 獨立地為O、S、S(O)、S(O2 )、C(O)、C(O)O、OC(O)O、經取代或未經取代的C3到C10伸環烷基、經取代或未經取代的C2到C10伸雜環烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基或其組合，以及 A1 和A2 中的至少一個為由化學式A表示的基團： [化學式A]
Figure 02_image005
其中，在化學式A中， La 為單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合，以及 *為連接點。
根據另一實施例，一種形成圖案的方法包含在基底上形成蝕刻物件層（etching subject layer），在所述蝕刻對象層上塗布前述抗蝕劑底層組成物以形成抗蝕劑底層，在所述抗蝕劑底層上形成光阻圖案，並且將所述光阻圖案用作蝕刻遮罩來依次蝕刻抗蝕劑底層和蝕刻物件層。
抗蝕劑底層組成物可具有改良的塗層特性、與光阻的黏附性以及快速蝕刻速率。
本公開的實例實施例將在下文中詳細描述且可由本領域的技術人員容易地執行。然而，本公開可以許多不同形式實施，且不應理解為限於本文中所闡述的實例實施例。
應理解，當元件（如層、膜、區域或基底）稱為「在」另一元件「上」時，所述元件可以直接在另一個元件上，或也可以存在插入元件。相比之下，當元件稱為「直接在」另一元件「上」時，不存在插入元件。
如本文中所使用，當未另外提供定義時，「經取代」是指化合物的氫原子由以下中選出的取代基置換：鹵素原子（F、Br、Cl或I）、羥基、硝基、氰基、胺基、疊氮基、脒基、肼基、亞肼基、羰基、胺甲醯基（carbamyl）、硫醇基、酯基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸或其鹽、乙烯基、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、C3到C30烯丙基、C1到C30烷氧基、C1到C20雜烷基、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雜環烷基或其組合。
如本文中所使用，當未另外提供定義時，「雜」是指包含由N、O、S以及P中選出的1到10個雜原子的一個。
如本文中所使用，當未另外提供定義時，「*」是指化合物或化合物部分的連接點。
在下文中，描述根據實施例的抗蝕劑底層組成物。
根據實施例的抗蝕劑底層組成物包含：聚合物，包含由化學式1表示的結構單元；和溶劑。 [化學式1]
Figure 02_image001
在化學式1中， L1 到L5 獨立地為單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合， L6 和L7 獨立地為O、S、S(O)、S(O2 )、C(O)、C(O)O、OC(O)O、單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合， R1 和R2 獨立地為氫、氘、鹵素、羥基、氰基、硝基、胺基、環氧基、乙烯基、(甲基)丙烯酸酯基、氧雜環丁烷基、硫醇基、羧基、經取代或未經取代的C1到C30烷基、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、經取代或未經取代的C1到C10烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30硫代烷基、經取代或未經取代的C3到C30環烷基、經取代或未經取代的C2到C20雜環烷基、經取代或未經取代的C6到C30芳基、經取代或未經取代的C6到C30芳氧基、經取代或未經取代的C6到C30硫代芳基、經取代或未經取代的C2到C30雜芳基或其組合， n為1到1,000的整數中的一個， D為O、S、S(O2 )、C(O)或C(O)O， m為0或1的整數， *為連接點， A1 和A2 獨立地為O、S、S(O)、S(O2 )、C(O)、C(O)O、OC(O)O、經取代或未經取代的C3到C10伸環烷基、經取代或未經取代的C2到C10伸雜環烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基或其組合，以及 A1 和A2 中的至少一個為由化學式A表示的基團： [化學式A]
Figure 02_image005
其中，在化學式A中， La 為單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合，以及 *為連接點。
聚合物包含主鏈和側鏈，且主鏈包含至少一個異氰尿酸（isocyanuric acid）部分，其具有伸雜環烷基主結構存在於核心中且三個氧與伸雜環烷基連接的結構。此結構可產生結構上較高的膜密度，且由此實現較高塗布均勻性和改良的黏附性。另外，可獲得蝕刻製程中與光阻層的較高蝕刻選擇性和極佳平坦性。
異氰尿酸部分同樣經至少一個羥基取代，並且可由於此結構而進一步確保塗布均勻性。
另外，主鏈在結構上與至少一個硫（S）連接。當包含此結構時，獲得較快蝕刻速率。
將側鏈包括進來作為主鏈的分支形狀，且可通過更包含與主鏈連接的側鏈來進一步增加膜密度，且因此，可實現極佳表面特徵（如塗布均勻性）、改良的黏附性等。
舉例來說，A1 和A2 可獨立地為經取代或未經取代的C3到C10伸環烷基、經取代或未經取代的C2到C10伸雜環烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基或其組合。
舉例來說，A1 和A2 可獨立地為由族群I的部分中選出的一個部分。 [族群I]
Figure 02_image008
在族群I中， X1 到X15 以及X17 到X24 獨立地為N或CRb ， X16 為NRa 或CRc Rd ， Z1 到Z6 獨立地為O、S、C(O)或CRc Rd ， Ra 、Rb 、Rc 、Rd 、Re 、Rf 、Rg 以及Rh 獨立地為氫、氘、羥基、硫醇基、鹵素、經取代或未經取代的乙烯基、經取代或未經取代的C1到C30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C1到C10烷氧基或其組合， Lb 為單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合，以及 *為連接點。
更具體來說，A1 和A2 可獨立地為由族群I-1的部分中選出的一個部分。 [族群I-1]
Figure 02_image010
在族群I-1中，*為連接點。
舉例來說，A1 和A2 中的一個可為由化學式A表示的衍生自異氰尿酸主結構的部分，且另一個可為由族群I-1中選出的部分。
舉例來說，A1 和A2 中的一個可為衍生自異氰尿酸主結構且由化學式A表示的部分，且另一個可為族群I-1的部分當中的包含異氰尿酸主結構的部分。
舉例來說，聚合物可包含由化學式2到化學式5表示的結構單元中的至少一個。 [化學式2]
Figure 02_image012
[化學式3]
Figure 02_image014
[化學式4]
Figure 02_image016
[化學式5]
Figure 02_image018
在化學式2到化學式5中， R1 、R2 、n、L6 以及L7 與上文所述相同， L8 到L26 獨立地為單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合，以及 *為連接點。
在實例實施例中，聚合物可包含由化學式6到化學式8表示的結構單元中的至少一個。 [化學式6]
Figure 02_image020
[化學式7]
Figure 02_image022
[化學式8]
Figure 02_image024
在化學式6到化學式8中， R1 、R2 、n、L6 以及L7 與上文所述相同，且*為連接點。
由L1 到L26 表示的連接基團可為未經取代或經C1到C5烷基、鹵素基團、羥基（-OH）、胺基（-NH2 ）、羧基（-COOH）、醯胺基（-CONH2 ）、硫醇基（-SH）中的至少一個而非構成連接基團的氫原子中的至少一個取代。
舉例來說，可以通過包含至少一個乙烯基的單分子與包含至少一個硫醇基的單分子的化學反應獲得聚合物。
包含一或多個乙烯基的單分子可包含例如族群1的結構單元，但不限於此。 [族群1]
Figure 02_image026
另外，包含一或多個硫醇基的單分子可包含例如族群2的結構單元，但不限於此。 [族群2]
Figure 02_image028
在族群2中，k為1到10的整數中的一個。
舉例來說，n可為1到100的整數中的一個，更具體來說，n可為1到20的整數中的一個。
聚合物可提供由於改良的溶解度而具有改良的塗布均勻性的抗蝕劑底層。當將聚合物用作用於形成抗蝕劑底層的材料時，在烘烤製程期間不僅可以在不形成插銷孔（pin-hole）和孔隙（void）或不使厚度分佈劣化的情況下形成均勻的薄膜，而且在下部基底（或膜）中存在階狀物或於其中形成圖案時，還可以提供極佳間隙填充（gap-fill）和平坦化特徵。
聚合物的重量平均分子量（Mw）可為約1,000到約100,000。更具體來說，聚合物的重量平均分子量可為約1,000到約50,000或約1,000到約20,000。當聚合物具有所述範圍內的重量平均分子量時，可優化包含聚合物的抗蝕劑底層組成物在溶劑中的溶解度。
按抗蝕劑底層組成物的總量計，可以約0.1重量%（wt%）到50重量%、約0.1重量%到約30重量%或約0.1重量%到約15重量%的量包含聚合物。在所述範圍內，可以調整抗蝕劑底層的厚度、表面粗糙度以及平坦化程度。
溶劑可為具有足夠溶解度或分散性的任一種溶劑，或聚合物可包含例如以下中的至少一種：丙二醇、丙二醇二乙酸酯、甲氧基丙二醇、二甘醇（diethylene glycol）、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或methylpyrrolidinone）、乙醯基丙酮以及3-乙氧基丙酸乙酯。
抗蝕劑底層組成物除了所述聚合物之外，可更包含丙烯酸類（acryl-based）樹脂、環氧類（epoxy-based）樹脂、酚醛清漆（novolac）樹脂、甘脲類（glycoluril-based）樹脂以及三聚氰胺類（melamine-based）樹脂中的至少一種其它聚合物，但不限於此。
抗蝕劑底層組成物可更包含表面活性劑、熱酸產生劑以及塑化劑中的至少一種添加劑。
表面活性劑可以包含例如烷基苯磺酸鹽、烷基吡啶鹽（alkyl pyridinium salt）、聚乙二醇、季銨鹽等，但不限於此。
熱酸產生劑可為例如酸性化合物，如對甲苯磺酸、三氟甲磺酸、吡啶對甲苯磺酸、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（benzointosylate）、2-硝基苯甲基甲苯磺酸酯（2-nitrobenzyltosylate）、其他有機磺酸烷基酯等，但不限於此。
按100重量份的抗蝕劑底層組成物計，可以約0.001重量份到約40重量份的量包含添加劑。在所述範圍內，可在不改變抗蝕劑底層組成物的光學特性的同時改良溶解度。
根據另一實施例，提供使用前述抗蝕劑底層組成物製造的抗蝕劑底層。可通過將抗蝕劑底層組成物塗布在例如基底上且隨後經由熱處理製程使其固化來獲得抗蝕劑底層。對經塗布的抗蝕劑底層組成物進行熱處理的溫度為約100℃到約500℃。抗蝕劑底層可為例如用於電子裝置中的有機薄層，如平坦化層、抗反射塗層、犧牲層或填充劑。
在下文中，經由關於合成聚合物和製備包含所述聚合物的抗蝕劑底層組成物的實例更詳細描述本發明。然而，本發明在技術上不受以下實例限制。
聚合物的合成
合成實例 1 ：
將17.7克的1,3-二烯丙基-5-(2-羥基乙基)異氰尿酸酯（1,3-diallyl-5-(2-hydroxyethyl) isocyanurate，DAC-EC）、2.2克的苯-1,4-二硫醇、2.3克的偶氮二異丁腈（azobisisobutyronitrile，AIBN）以及15.9克的N,N-二甲基甲醯胺（N,N-dimethyl formamide，DMF）放入500毫升二頸圓底燒瓶中，且將冷凝器連接到其上。使所得混合物在80℃下反應16小時，且隨後將其冷卻到室溫。將反應溶液放入1升廣口瓶中，且隨後用800克的水洗滌兩次。通過使用80克的四氫呋喃（tetrahydrofuran，THF）完全溶解所得膠態樹脂，且將800克的甲苯倒入其中以獲得沉澱物。將溶劑倒出，且使用真空泵去除樹脂中殘留的溶劑。
最終，獲得包含由化學式9表示的結構單元的聚合物（Mw＝8,500）。 [化學式9]
Figure 02_image030
在化學式9中，n為10且k為8。
合成實例 2 ：
將17.7克的DAC-EC（1,3-二烯丙基-5-(2-羥基乙基)異氰尿酸酯）、1.1克的1,3-雙(3-巰基丙基)-5-(2,2,3,3,3-氟丙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)三酮（1,3-bis(3-mercaptopropyl)-5-(2,2,3,3,3- fluoropropyl)-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)trione）、2.3克的偶氮二異丁腈（AIBN）以及15.9克的N,N-二甲基甲醯胺（DMF）放入500毫升二頸圓底燒瓶中，且將冷凝器連接到其上。使所得混合物在80℃下反應16小時，且隨後將其冷卻到室溫。將反應溶液放入1升廣口瓶中，且隨後用800克的水洗滌兩次。通過使用80克的四氫呋喃（THF）完全溶解所得膠態樹脂，且將800克的甲苯倒入其中以獲得沉澱物。將溶劑倒出，且使用真空泵去除樹脂中殘留的溶劑。
最終，獲得包含由化學式10表示的結構單元的聚合物（Mw＝10,500）。 [化學式10]
Figure 02_image031
在化學式10中，n為8且k為5。
合成實例 3 ：
將15.4克的1,3-二-2-丙烯基-2,4-咪唑烷二酮（1,3-di-2-propenyl-2,4-imidazolidinedione）、4.7克的1,3-雙(3-巰基丙基)-5-(2-羥基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)三酮（1,3-bis(3-mercaptopropyl)-5-(2-hydroxyethyl)-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)trione）、2.1克的偶氮二異丁腈（AIBN）以及15.9克的N,N-二甲基甲醯胺（DMF）放入500毫升二頸圓底燒瓶中，且將冷凝器連接到其上。使所得混合物在80℃下反應16小時，且隨後將其冷卻到室溫。將反應溶液放入1升廣口瓶中，且用800克的水洗滌兩次。將所得膠態樹脂完全溶解於80克的四氫呋喃（THF）中，且將800克的甲苯倒入其中以獲得沉澱物。將溶劑倒出，且使用真空泵去除樹脂中殘留的溶劑。
最終，獲得包含由化學式11表示的結構單元的聚合物（Mw＝9,600）。 [化學式11]
Figure 02_image032
在化學式11中，n為11且k為6。
比較合成實例 1 ：
將15.4克的DAC-EC（1,3-二烯丙基-5-(2-羥基乙基)異氰尿酸酯）、9克的1,2-乙烷二硫醇、1.8克的偶氮二異丁腈（AIBN）以及40克的N,N-二甲基甲醯胺（DMF）放入500毫升二頸圓底燒瓶中，且將冷凝器連接到其上。使所得混合物在80℃下反應16小時，且將其冷卻到室溫。將反應溶液放入1升廣口瓶中，且用800克的水洗滌兩次。將所得膠態樹脂完全溶解於80克的四氫呋喃（THF）中，且將800克的甲苯倒入其中以獲得沉澱物。將溶劑倒出，且使用真空泵去除樹脂中殘留的溶劑。
最終，獲得包含由化學式12表示的結構單元的聚合物（Mw＝5,000）。 [化學式12]
Figure 02_image033
在化學式12中，n為12。
比較合成實例 2 ：
將8克的甲基丙烯酸甲酯、10.5克的甲基丙烯酸2-羥基乙酯、1.8克的偶氮二異丁腈（AIBN）以及30克的N,N-二甲基甲醯胺（DMF）放入500毫升二頸圓底燒瓶中，且將冷凝器連接到其上。使所得混合物在80℃下反應16小時，且將反應溶液冷卻到室溫。將反應溶液放入1升廣口瓶中，且隨後用800克的水洗滌兩次。將所得膠態樹脂完全溶解於80克的四氫呋喃（THF）中，且將800克的甲苯倒入其中以獲得沉澱物。將溶劑倒出，且使用真空泵去除樹脂中殘留的溶劑。
最終，獲得包含由化學式13表示的結構單元的聚合物（Mw＝6,000）。 [化學式13]
Figure 02_image035
在化學式13中，n為8且k為8。
抗蝕劑 底層組成物的製備
實例 1
按100重量份的合成實例1的聚合物計，通過將10重量份的PD1174（東京化學工業股份有限公司（Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.，TCI）製造；硬化劑）和0.6重量份的吡啶對甲苯磺酸溶解於丙二醇單甲基醚與丙二醇單甲基醚乙酸酯的混合溶劑（混合重量比＝1:1）中，且隨後攪拌溶液6小時來製備抗蝕劑底層組成物。
按包含聚合物固體含量的抗蝕劑底層組成物的總量計，以2重量%的量使用混合溶劑。
實例 2 和實例 3
除了分別使用合成實例2和合成實例3的聚合物之外，根據與實例1相同的方法製備每種抗蝕劑底層組成物。
比較例 1 和比較例 2
除了分別使用比較合成實例1和比較合成實例2的聚合物之外，根據與實例1相同的方法製備每種抗蝕劑底層組成物。
評估 1 ：塗布均勻性
分別取用2毫升實例1到實例3以及比較例1到比較例2的組成物且將其塗布在8英寸晶圓上，且隨後通過使用自動塗布顯影系統（ACT-8，東京電子有限公司（Tokyo Electron Limited，TEL））以1,500轉/分鐘（rpm）旋塗20秒並在230℃下固化90秒，以形成5奈米厚的薄膜。在豎直方向上在51個點處測量膜的厚度以比較其均勻性。
結果在表1中示出。
在表1中，小數值指示較佳塗布均勻性（%）。
[表1]
塗布均勻性（%）
實例1 5.2
實例2 7.6
實例3 7.7
比較例1 9.2
比較例2 10.5
參看表1，實例1到實例3的抗蝕劑底層組成物與比較例1及比較例2的抗蝕劑底層組成物相比顯示極佳塗布均勻性。
評估 2 ：接觸角
分別取用2毫升實例1到實例3以及比較例1到比較例2的組成物，且隨後通過使用旋塗器（三笠有限公司（Mikasa Co., Ltd.））以1,500轉/分鐘在8英寸晶圓上旋塗20秒。隨後，在210℃下使經塗布的組成物固化90秒以形成薄膜，且將蒸餾水（distilled water，DIW）滴在其表面上以測量接觸角。所測量的接觸角在表2中示出。
接觸角越大，獲得對抗蝕劑的極佳黏附性。
[表2]
接觸角（度）
實例1 65
實例2 64
實例3 61
比較例1 60
比較例2 52
評估 3 ：乾式蝕刻測試
分別取用2毫升實例1到實例3以及比較例1到比較例2的組成物，且通過使用SVS-MX3000自動塗布顯影系統以1,500轉/分鐘在12英寸晶圓上塗布20秒。隨後，在205℃下使經塗布的組成物固化60秒，以形成抗蝕劑底層。分別在CF4、CHF3以及O2氣體下將抗蝕劑底層蝕刻20秒，測量所蝕刻的厚度以計算蝕刻速率，且結果在表3中示出。
在表3中，通過將比較例2的蝕刻速率設置為參考（1.0）且將相對於比較例2的蝕刻速率的實例的蝕刻速率計算為相對比率來獲得蝕刻速率結果。
[表3]
蝕刻速率
實例1 1.42
實例2 1.55
實例3 1.52
比較例1 1.44
比較例2 1.0
雖然已結合當前視作實用的實例實施例的內容描述了本發明，但應理解，本發明不限於所公開的實施例。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。
無。
Figure 109105331-A0101-11-0001-1
無。

Claims (13)

  1. 一種抗蝕劑底層組成物，包括： 聚合物，包含由化學式1表示的結構單元；以及 溶劑： [化學式1]
    Figure 03_image001
    其中，在化學式1中， L1 到L5 獨立地為單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合， L6 和L7 獨立地為O、S、S(O)、S(O2 )、C(O)、C(O)O、OC(O)O、單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合， R1 和R2 獨立地為氫、氘、鹵素、羥基、氰基、硝基、胺基、環氧基、乙烯基、(甲基)丙烯酸酯基、氧雜環丁烷基、硫醇基、羧基、經取代或未經取代的C1到C30烷基、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、經取代或未經取代的C1到C10烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30硫代烷基、經取代或未經取代的C3到C30環烷基、經取代或未經取代的C2到C20雜環烷基、經取代或未經取代的C6到C30芳基、經取代或未經取代的C6到C30芳氧基、經取代或未經取代的C6到C30硫代芳基、經取代或未經取代的C2到C30雜芳基或其組合， n為1到1,000的整數中的一個， D為O、S、S(O2 )、C(O)或C(O)O， m為0或1的整數， *為連接點， A1 和A2 獨立地為O、S、S(O)、S(O2 )、C(O)、C(O)O、OC(O)O、經取代或未經取代的C3到C10伸環烷基、經取代或未經取代的C2到C10伸雜環烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基或其組合，以及 A1 和A2 中的至少一個為由化學式A表示的基團： [化學式A]
    Figure 03_image037
    其中，在化學式A中， La 為單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合，以及 *為連接點。
  2. 如請求項1所述的抗蝕劑底層組成物，其中A1 和A2 獨立地為經取代或未經取代的C3到C10伸環烷基、經取代或未經取代的C2到C10伸雜環烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基或其組合。
  3. 如請求項1所述的抗蝕劑底層組成物，其中A1 和A2 獨立地為由部分族群I中選出的一個部分： [族群I]
    Figure 03_image039
    其中，在族群I中， X1 到X15 以及X17 到X24 獨立地為N或CRb ， X16 為NRa 或CRc Rd ， Z1 到Z6 獨立地為O、S、C(O)或CRc Rd ， Ra 、Rb 、Rc 、Rd 、Re 、Rf 、Rg 以及Rh 獨立地為氫、氘、羥基、硫醇基、鹵素、經取代或未經取代的乙烯基、經取代或未經取代的C1到C30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C1到C10烷氧基或其組合， Lb 為單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合，以及 *為連接點。
  4. 如請求項1所述的抗蝕劑底層組成物，其中A1 和A2 獨立地為由族群I-1的部分中選出的一個部分： [族群I-1]
    Figure 03_image041
    其中，在族群I-1中，*為連接點。
  5. 如請求項1所述的抗蝕劑底層組成物，其中所述聚合物包括由化學式2到化學式5表示的結構單元中的至少一個： [化學式2]
    Figure 03_image012
    [化學式3]
    Figure 03_image014
    [化學式4]
    Figure 03_image016
    [化學式5]
    Figure 03_image018
    其中，在化學式2到化學式5中， R1 和R2 獨立地為氫、氘、鹵素、羥基、氰基、硝基、胺基、環氧基、乙烯基、(甲基)丙烯酸酯基、氧雜環丁烷基、硫醇基、羧基、經取代或未經取代的C1到C30烷基、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、經取代或未經取代的C1到C10烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30硫代烷基、經取代或未經取代的C3到C30環烷基、經取代或未經取代的C2到C20雜環烷基、經取代或未經取代的C6到C30芳基、經取代或未經取代的C6到C30芳氧基、經取代或未經取代的C6到C30硫代芳基、經取代或未經取代的C2到C30雜芳基或其組合， n為1到1,000的整數中的一個， L6 和L7 獨立地為O、S、S(O)、S(O2 )、C(O)、C(O)O、OC(O)O、單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合， L8 到L26 獨立地為單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合，以及 *為連接點。
  6. 如請求項1所述的抗蝕劑底層組成物，其中所述聚合物包括由化學式6到化學式8表示的結構單元中的至少一個： [化學式6]
    Figure 03_image020
    [化學式7]
    Figure 03_image022
    [化學式8]
    Figure 03_image024
    其中，在化學式6到化學式8中， R1 和R2 獨立地為氫、氘、鹵素、羥基、氰基、硝基、胺基、環氧基、乙烯基、(甲基)丙烯酸酯基、氧雜環丁烷基、硫醇基、羧基、經取代或未經取代的C1到C30烷基、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、經取代或未經取代的C1到C10烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30硫代烷基、經取代或未經取代的C3到C30環烷基、經取代或未經取代的C2到C20雜環烷基、經取代或未經取代的C6到C30芳基、經取代或未經取代的C6到C30芳氧基、經取代或未經取代的C6到C30硫代芳基、經取代或未經取代的C2到C30雜芳基或其組合， n為1到1,000的整數中的一個， L6 和L7 獨立地為O、S、S(O)、S(O2 )、C(O)、C(O)O、OC(O)O、單鍵、經取代或未經取代的C1到C30伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烷基、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C2到C20伸雜環烷基、經取代或未經取代的C1到C30伸雜烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸雜芳基、經取代或未經取代的C2到C30伸烯基、經取代或未經取代的C2到C30伸炔基或其組合，以及 *為連接點。
  7. 如請求項1所述的抗蝕劑底層組成物，其中所述聚合物的重量平均分子量在1,000到100,000的範圍內。
  8. 如請求項1所述的抗蝕劑底層組成物，其中按所述抗蝕劑底層組成物的總量計，以0.1重量%到50重量%的量包含所述聚合物。
  9. 如請求項1所述的抗蝕劑底層組成物，其中所述抗蝕劑底層組成物更包括丙烯酸類樹脂、環氧類樹脂、酚醛清漆樹脂、甘脲類樹脂以及三聚氰胺類樹脂中的至少一種其它聚合物。
  10. 如請求項1所述的抗蝕劑底層組成物，其中所述抗蝕劑底層組成物更包括表面活性劑、熱酸產生劑以及塑化劑中的至少一種添加劑。
  11. 一種形成圖案的方法，包括 在基底上形成蝕刻物件層， 在所述蝕刻對象層上塗布如請求項1到請求項10中任一項所述的抗蝕劑底層組成物以形成抗蝕劑底層， 在所述抗蝕劑底層上形成光阻圖案，以及 將所述光阻圖案用作蝕刻遮罩來依序蝕刻所述抗蝕劑底層和所述蝕刻對象層。
  12. 如請求項11所述的形成圖案的方法，其中所述形成所述光阻圖案包括 在所述抗蝕劑底層上形成光阻層， 曝光所述光阻層，以及 使所述光阻層顯影。
  13. 如請求項11所述的形成圖案的方法，其中所述形成所述抗蝕劑底層更包括在100℃到500℃的溫度下對經塗布的所述抗蝕劑底層組成物進行熱處理。
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