TWI836565B - 硬罩幕組成物、硬罩幕層和形成圖案的方法 - Google Patents

硬罩幕組成物、硬罩幕層和形成圖案的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI836565B
TWI836565B TW111131489A TW111131489A TWI836565B TW I836565 B TWI836565 B TW I836565B TW 111131489 A TW111131489 A TW 111131489A TW 111131489 A TW111131489 A TW 111131489A TW I836565 B TWI836565 B TW I836565B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substituted
unsubstituted
chemical formula
group
hard mask
Prior art date
Application number
TW111131489A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202309131A (zh
Inventor
金惠廷
金修熙
金有那
朴亨錫
尹熙燦
李在哲
李種和
鄭瑟基
蔡閏珠
黃元宗
Original Assignee
南韓商三星Ｓｄｉ股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 南韓商三星Ｓｄｉ股份有限公司 filed Critical 南韓商三星Ｓｄｉ股份有限公司
Publication of TW202309131A publication Critical patent/TW202309131A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI836565B publication Critical patent/TWI836565B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/11—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having cover layers or intermediate layers, e.g. subbing layers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/094—Multilayer resist systems, e.g. planarising layers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2014—Contact or film exposure of light sensitive plates such as lithographic plates or circuit boards, e.g. in a vacuum frame
    • G03F7/2016—Contact mask being integral part of the photosensitive element and subject to destructive removal during post-exposure processing
    • G03F7/202—Masking pattern being obtained by thermal means, e.g. laser ablation
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • H01L21/0275—Photolithographic processes using lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/308—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
    • H01L21/3081—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their composition, e.g. multilayer masks, materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31144—Etching the insulating layers by chemical or physical means using masks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32139—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer using masks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

本發明提供一種硬罩幕組成物、由硬罩幕組成物製造的硬罩幕層、以及由硬罩幕組成物形成圖案的方法，硬罩幕組成物包含：聚合物，包含由化學式1表示的結構單元和由化學式2表示的結構單元，以及溶劑：

Description

硬罩幕組成物、硬罩幕層和形成圖案的方法
[ 相關申請案的交叉參考 ]
本申請案主張2021年8月23日在韓國智慧財產權局提交的韓國專利申請案第10-2021-0111064號的優先權和權益，所述專利申請案的全部內容以引用的方式併入本文中。
本發明揭露一種硬罩幕組成物、包含硬罩幕組成物的固化產物的硬罩幕層以及使用硬罩幕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。這種超精細技術主要需要有效的微影技術。
典型的微影技術包含：在半導體基底上提供材料層；在材料層上塗覆光阻層；曝光且顯影光阻層以提供光阻圖案；以及使用光阻圖案作為罩幕來蝕刻材料層。
當今，根據待形成的圖案的較小尺寸，僅僅通過上述典型微影技術難以提供具有極佳輪廓的精細圖案。因此，可在材料層與光阻層之間形成稱為硬罩幕層的輔助層來提供精細圖案。
一個實施例提供可有效地塗覆到硬罩幕層的硬罩幕組成物。
另一實施例提供包含硬罩幕組成物的固化產物的硬罩幕層。
另一實施例提供使用硬罩幕組成物形成圖案的方法。
根據實施例的硬罩幕組成物包含聚合物和溶劑，所述聚合物包含由化學式1表示的結構單元和由化學式2表示的結構單元。 [化學式1] 在化學式1中， A為包含一個或多個苯環的連接基團，且當其包含兩個或更多個苯環時，兩個或更多個苯環形成稠環，或兩個或更多個苯環通過單鍵、-O-、-S-、-NR 1-（其中R 1為氫、C1到C10烷基或C6到C30芳基）、-C(=O)-、-(CH 2) m-(CR 2R 3) n-(CH 2) o-（其中R 2和R 3各自獨立地為氫、C1到C10烷基、C6到C20芳基或C3到C10環烷基，m、n以及o各自獨立地為0到10的整數，且m+n+o為1或更大）或其組合彼此連接，且 B為經一個或多個羥基或C1到C10烷氧基取代的C6到C30芳烴環， X 1到X 4各自獨立地為氘、羥基、鹵素、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C2到C30不飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C6到C30芳香族烴基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基或經取代或未經取代的C2到C30雜芳香族烴基， y 1到y 4各自獨立地為0到4的整數，且 *為連接點； [化學式2] 其中，在化學式2中， L 1和L 2各自獨立地為單鍵、經取代或未經取代的二價C1到C15飽和脂肪族烴基或經取代或未經取代的二價C2到C15不飽和脂肪族烴基， M為-O-、-S-、--SO 2-或-C(=O)-， Z 1和Z 2各自獨立地為氘、羥基、鹵素、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C2到C30不飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C6到C30芳香族烴基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基或經取代或未經取代的C2到C30雜芳香族烴基， k、l和q各自獨立地為0到4的整數， p為0或1，且 *為連接點。
化學式1中的A可為從群組1中選出的任何一個。 [群組1] 在群組1中， R 1為氫、C1到C10烷基或C6到C30芳基，且 *為連接點。
化學式1中的B可為從經一個或多個羥基或C1到C10烷氧基取代的群組2中選出的任何一個。 [群組2] 在化學式2中，L 1和L 2可各自獨立地為單鍵或經取代或未經取代的C1到C10伸烷基，M可為-O-，Z 1和Z 2可各自獨立地為氘、羥基、鹵素、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基或經取代或未經取代的C1到C30飽和脂肪族烴基，k和l可各自獨立地為0到2的整數中的一個，且p和q可各自為0或1。
化學式1中的A可為從群組1-1中選出的任何一個。 [群組1-1]
化學式1中的B可為從群組2-1中選出的任何一個。 [群組2-1] 在群組2-1中， R 4為氫、C1到C10烷基、C2到C10烯基或C2到C10炔基。
化學式1可為化學式1-1到化學式1-11中的任何一個。 [化學式1-1] [化學式1-2] [化學式1-3] [化學式1-4] [化學式1-5] [化學式1-6] [化學式1-7] [化學式1-8] [化學式1-9] [化學式1-10] [化學式1-11] 在化學式1-1到化學式1-11中， R'和R"各自獨立地為氫、C1到C10烷基、C2到C10烯基或C2到C10炔基， X 1到X 4各自獨立地為氘、羥基、鹵素、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C2到C30不飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C6到C30芳香族烴基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基或經取代或未經取代的C2到C30雜芳香族烴基， y 1到y 4各自獨立地為0到4的整數，且 *為連接點。
化學式2可由化學式2-1或化學式2-2表示。 [化學式2-1] [化學式2-2]
聚合物可具有約1,000克/莫耳到約200,000克/莫耳的重量平均分子量。
按硬罩幕組成物的總重量計，可以約0.1重量%到約30重量%的量包含聚合物。
溶劑可為丙二醇、二乙酸丙二醇酯、甲氧基丙二醇、二乙二醇、二乙二醇丁醚、三(乙二醇)單甲醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、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、乙醯丙酮或3-乙氧基丙酸乙酯。
根據另一實施例，提供一種包含前述硬罩幕組成物的固化產物的硬罩幕層。
根據另一實施例，一種形成圖案的方法包含：在基底上提供材料層；將硬罩幕組成物塗覆在材料層上以形成硬罩幕層；對硬罩幕組成物進行熱處理以形成硬罩幕層；在硬罩幕層上形成光阻層；使光阻層暴露且顯影以形成光阻圖案；使用光阻圖案選擇性地去除硬罩幕層以暴露材料層的一部分；以及蝕刻材料層的暴露部分。
硬罩幕層的形成可包含在約100℃到約1,000℃下熱處理。
根據實施例的硬罩幕組成物在溶劑中具有極佳溶解性，且因此可有效地塗覆到硬罩幕層。
由根據實施例的硬罩幕組成物形成的硬罩幕層可確保極佳間隙填充特徵、平面化特徵和抗蝕刻性。
本發明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，本揭露可以許多不同形式實施，且不應理解為限於本文所闡述的實例實施例。
如本文中所使用，當未另外提供定義時，‘經取代的’可指通過選自以下的取代基置換化合物的氫原子：鹵素原子（F、Br、Cl或I）、羥基、烷氧基、硝基、氰基、氨基、疊氮基、甲脒基、肼基、亞肼基、羰基、胺甲醯基、硫醇基、酯基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸基或其鹽、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芳基烷基、C1到C30烷氧基、C1到C20雜烷基、C3到C20雜芳基烷基、C3到C30環烷基、C3到C15環烯基、C6到C15環炔基、C3到C30雜環烷基，或其組合。
另外，經取代的鹵素原子（F、Br、Cl或I）、羥基、硝基、氰基、氨基、疊氮基、甲脒基、肼基、亞肼基、羰基、胺甲醯基、硫醇基、酯基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸基或其鹽、C7到C30芳基烷基、C1到C30烷氧基、C1到C20雜烷基、C3到C20雜芳基烷基、C3到C30環烷基、C3到C15環烯基、C6到C15環炔基、C2到C30雜環基的鄰近兩個取代基可稠合以形成環。舉例來說，經取代的C6到C30芳基可與另一鄰近經取代的C6到C30芳基稠合以形成經取代或未經取代的芴環。
如本文中所使用，當未另外提供定義時，“雜”可指包含從N、O、S、Se和P中選出的1到3個雜原子的一個。
如本文中所使用，當未另外提供定義時，“飽和脂肪族烴基”包含其中碳之間的所有鍵是單鍵的官能團，例如烷基或伸烷基。
如本文中所使用，當未另外提供定義時，“不飽和脂肪族烴基”是指其中碳間鍵包含一個或多個不飽和鍵的官能團，且可包含例如雙鍵或三鍵，例如烯基、炔基、伸烯基或伸炔基。
如本文中所使用，當未另外提供定義時，“芳香族烴基”是指具有一個或多個烴芳香族部分的基團，其中烴芳香族部分通過單鍵連接，且烴芳香族部分直接或間接與非芳香族稠環稠合。更具體地說，經取代或未經取代的芳香族烴基可為經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的萘基、經取代或未經取代的蒽基、經取代或未經取代的菲基、經取代或未經取代的稠四苯基、經取代或未經取代的芘基、經取代或未經取代的聯苯基、經取代或未經取代的三聯苯基、經取代或未經取代的四聯苯基、經取代或未經取代的屈基、經取代或未經取代的聯亞三苯基、經取代或未經取代的苝基、經取代或未經取代的茚基、其組合或前述基團的組合稠環，但不限於此。
如本文中所使用，術語“芳基”是指具有一個或多個烴芳香族部分的基團，且廣泛地是指其中烴芳香族部分通過單鍵連接且烴芳香族部分直接或間接與非芳香族稠環稠合的形式。芳基可包含單環、多環或稠合多環（即，共用鄰近碳原子對的環）官能團。
如本文中所使用，當未另外提供特定定義時，術語“組合”是指混合或共聚。
此外，如本文中所使用，聚合物可包含低聚物和聚合物兩者。
除非在本說明書中另外規定，否則通過將粉末樣品溶解於四氫呋喃（THF）中且接著使用安捷倫技術（Agilent Technologies）的1200系列凝膠滲透層析法（Gel Permeation Chromatography；GPC）（柱為昭和公司（Shodex Company）LF-804，標準樣品為昭和公司聚苯乙烯）來測量“重量平均分子量”。
半導體行業中存在減小晶片尺寸的恒定趨勢，且為了應對此需求，抗蝕劑的線寬應圖案化以通過光刻具有數十奈米。因此，抗蝕劑的高度可限於支撐抗蝕劑圖案的線寬，但抗蝕劑在蝕刻製程中可不具有足夠的電阻。為了補償此，稱作硬罩幕層的輔助層在用於蝕刻的材料層與光阻層之間使用。此硬罩幕層充當通過選擇性蝕刻轉移光阻層的精細圖案的夾層，且因此需要具有足夠的抗蝕刻性以便耐受圖案轉移的蝕刻製程。
另一方面，由於常規硬罩幕層在化學或物理沉積方法中形成且由於大規模設備和高製程成本而具有低經濟效率的問題，因此最近已經開發了用於形成硬罩幕層的旋塗技術。旋塗技術為進行比常規方法更容易的製程，且由其形成的硬罩幕層可展現極佳的間隙填充特徵和平面化特徵，但存在硬罩幕層所需的前述抗蝕刻性稍微劣化的傾向。
最近，為了改進硬罩幕層的抗蝕刻性，已積極地進行對使硬罩幕組成物的碳含量達到最大的研究。然而，因為硬罩幕組成物的碳含量最大化，所以由於組成物在溶劑中的溶解性劣化，所以旋塗技術可難以應用。因此，在不降低溶劑中的溶解性的情況下，就抗蝕刻性而言，硬罩幕組成物需要改進。
本發明人已經致力於解決此問題且製備用於形成展現極佳間隙填充特徵和平面化特徵而不使抗蝕刻性劣化的硬罩幕的硬罩幕組成物。同時，還已作出確保硬罩幕組成物在溶劑中的適當溶解性的努力。結果，硬罩幕組成物中的碳含量通過使用包含芳香族烴環的聚合物來增加以改進其形成的硬罩幕層的抗蝕刻性，其中聚合物包含季碳以改進溶劑中的溶解性。另外，由於包含於硬罩幕組成物中的聚合物還包含流動性連接基團以在塗覆製程期間改進組成物的流動性，由其形成的硬罩幕層展現極佳的間隙填充特徵和平面化特徵，這使得完成本發明。
具體來說，根據一個實施例的硬罩幕組成物包含聚合物，所述聚合物包含由化學式1表示的結構單元和由化學式2表示的結構單元，以及溶劑。 [化學式1] 在化學式1中， A為包含一個或多個苯環的連接基團，且當其包含兩個或更多個苯環時，兩個或更多個苯環形成稠環，或兩個或更多個苯環通過單鍵、-O-、-S-、-NR 1-（其中R 1為氫、C1到C10烷基或C6到C30芳基）、-C(=O)-、-(CH 2) m-(CR 2R 3) n-(CH 2) o-（其中R 2和R 3各自獨立地為氫、C1到C10烷基、C6到C20芳基或C3到C10環烷基，m、n以及o各自獨立地為0到10的整數，且m+n+o為1或更大）或其組合彼此連接，且 B為經一個或多個羥基或C1到C10烷氧基取代的C6到C30芳香族烴環， X 1到X 4各自獨立地為氘、羥基、鹵素、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C2到C30不飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C6到C30芳香族烴基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基或經取代或未經取代的C2到C30雜芳香族烴基， y 1到y 4各自獨立地為0到4的整數，且 *為連接點： [化學式2] 在化學式2中， L 1和L 2各自獨立地為單鍵、經取代或未經取代的二價C1到C15飽和脂肪族烴基或經取代或未經取代的二價C2到C15不飽和脂肪族烴基， M為-O-、-S-、-SO 2-或-C(=O)-， Z 1和Z 2各自獨立地為氘、羥基、鹵素、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C2到C30不飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C6到C30芳香族烴基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基或經取代或未經取代的C2到C30雜芳香族烴基， k、l和q各自獨立地為0到4的整數， p為0或1，且 *為連接點。
如上文所描述，根據一個實施例的組成物中的聚合物包含在由化學式1表示的結構單元和由化學式2表示的結構單元兩者中的芳香族烴環，由此使組成物中的碳含量達到最大。另外，聚合物的柔性通過包含由化學式2表示的結構單元而增加。柔性結構不僅增加聚合物的自由體積以改進含有其的組成物的溶解性，而且通過降低玻璃化轉變溫度（Tg）而增加烘烤製程期間的回焊，由此有可能改進由這種組成物形成的硬罩幕層的間隙填充特徵和平面化特徵。
另外，由化學式1表示的每一個結構單元聚合物包含兩個芴以增加聚合物中的碳含量，且同時在化學式1中包含季碳，使得由包含聚合物的硬罩幕組成物形成的硬罩幕層具有高抗蝕刻性和增加溶劑中的溶解性。另外，化學式1的A和B的芳香族烴環引起與聚合物中的其它芳香族烴環的相互作用，如pi-pi堆疊，且由包含其的組成物形成的硬罩幕層的平面化特徵可得到加強。
由化學式1表示的結構單元可通過以下獲得：在芴酮與含有對應於化學式1的A的環的有機金屬試劑之間進行格林納反應，且另外使所得產物與對應於化學式1的B的芳香族烴化合物反應，如從稍後將描述的合成實例可見，但製備方法不限於此。
在一個實施例中，化學式1中的A可為從群組1中選出的任何一個，且在群組1中，R 1為氫、C1到C10烷基或C6到C30芳基，且*為連接點。 [群組1]
在另一實施例中，化學式1中的A可為從群組1-1中選出的任何一個，但不限於此。 [群組1-1]
在一個實施例中，化學式1中的B可為從經一個或多個羥基或C1到C10烷氧基取代的群組2中選出的任何一個。 [群組2]
通過用一個或多個羥基或C1到C10烷氧基取代B，可將柔性賦予包含B的聚合物。
在另一實施例中，化學式1中的B可為從群組2-1中選出的任何一個，但不限於此。 [群組2-1] 在群組2-1中，R 4可為氫、C1到C10烷基、C2到C10烯基或C2到C10炔基。
舉例來說，化學式1可由化學式1-1到化學式1-11中的任何一個表示。 [化學式1-1] [化學式1-2] [化學式1-3] [化學式1-4] [化學式1-5] [化學式1-6] [化學式1-7] [化學式1-8] [化學式1-9] [化學式1-10] [化學式1-11] 在化學式1-1到化學式1-11中， R'和R"各自獨立地為氫、C1到C10烷基、C2到C10烯基或C2到C10炔基。R'和R"可彼此相同或不同。 X 1到X 4各自獨立地為氘、羥基、鹵素、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C2到C30不飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C6到C30芳香族烴基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基或經取代或未經取代的C2到C30雜芳香族烴基， y 1到y 4各自獨立地為0到4的整數，且 *為連接點。
舉例來說，當R'或R"為經取代或未經取代的C1到C10烷基時，其可為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基，但不限於此。
舉例來說，當R'或R"為經取代或未經取代的C2到C10烯基時，其可具有包含一個或多個雙鍵的結構，例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基，或可為己烯基，但不限於此。
舉例來說，當R'或R"為經取代或未經取代的C2到C20炔基時，其可具有包含一或多個三鍵的結構，例如乙炔基、丙炔基、炔丙基、丁炔基、戊炔基或己炔基，但不限於此。
在一個實施例中，化學式2的L 1和L 2可各自獨立地為單鍵或經取代或未經取代的C1到C10伸烷基，M可為-O-，且Z 1和Z 2可各自獨立地為氘、羥基、鹵素原子、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基或經取代或未經取代的C1到C30飽和脂肪族烴基，p和q可各自為0或1，且k和l可各自獨立地為0到2的整數中的一個。
在實施例中，化學式2可由化學式2-1或化學式2-2表示，但不限於此： [化學式2-1] [化學式2-2]
聚合物可具有約1,000克/莫耳到約200,000克/莫耳的重量平均分子量。舉例來說，聚合物的重量平均分子量可為約1,000克/莫耳到約150,000克/莫耳，例如約1,000克/莫耳到約100,000克/莫耳，例如約1,200克/莫耳到約50,000克/莫耳，或例如約1,200克/莫耳到約10,000克/莫耳，但不限於此。通過具有在以上範圍內的重量平均分子量，可調節和優化包含聚合物的硬罩幕組成物的溶劑中的碳含量和溶解性。
按硬罩幕組成物的總重量計，可以約0.1重量%到約30重量%的量包含聚合物。舉例來說，可以約0.2重量%到約30重量%，例如約0.5重量%到約30重量%，例如約1重量%到約30重量%，例如約1.5重量%到約25重量%，例如約2重量%到約20重量%的量包含聚合物，但不限於此。通過在以上範圍內包含化合物，可容易地調節硬罩幕的厚度、表面粗糙度和平面化程度。
根據一個實施例的硬罩幕組成物可包含溶劑，且在一個實施例中，溶劑可為從以下中選出的至少一種：丙二醇、丙二醇二乙酸酯、甲氧基丙二醇、二乙二醇、二乙二醇丁醚、三(乙二醇)單甲醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、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）、乙醯丙酮、3-乙氧基丙酸乙酯等，但不限於此。溶劑不受特定限制，只要其對於聚合物具有足夠的溶解性及/或分散性即可。
硬罩幕組成物可進一步包含添加劑，如表面活性劑、交聯劑、熱酸產生劑和塑化劑。
表面活性劑可包含例如氟烷基類化合物、烷基苯磺酸鹽、烷基吡啶鹽、聚乙二醇、季銨鹽等，但不限於此。
交聯劑可為例如三聚氰胺類、經取代的脲類或聚合物類交聯劑。理想地，其可為具有至少兩個交聯取代基的交聯劑，舉例來說，例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的化合物。
另外，作為交聯劑，可使用具有高耐熱性的交聯劑。具有高耐熱性的交聯劑可包含含有分子中具有芳香族環（例如，苯環或萘環）的交聯取代基的化合物。
熱酸產生劑可為例如酸化合物，例如對甲苯磺酸、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、萘甲酸及/或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和其它有機磺酸烷基酯，但不限於此。
根據另一實施例，提供一種包含前述硬罩幕組成物的固化產物的硬罩幕層。
在下文中，描述使用前述硬罩幕組成物形成圖案的方法。
根據一個實施例的形成圖案的方法包含：在基底上提供材料層；在材料層上塗覆包含前述聚合物和溶劑的硬罩幕組成物；對硬罩幕組成物熱處理以形成硬罩幕層；在硬罩幕層上形成光阻層；使光阻層曝光並顯影以形成光阻圖案；使用光阻圖案選擇性地去除硬罩幕層以暴露材料層的一部分；以及蝕刻材料層的暴露部分。
基底可為例如矽晶圓、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。材料層可通過例如化學氣相沉積（CVD）製程的方法形成。
硬罩幕組成物與上文所描述的同，且可以溶液形式通過旋塗塗覆。本文中，硬罩幕組成物的厚度不受特定限制，但可為例如約50埃到約200,000埃。
硬罩幕組成物的熱處理可例如在約100℃到約1,000℃下進行約10秒到約1小時。
舉例來說，硬罩幕組成物的熱處理可包含多種熱處理製程，例如第一熱處理製程和第二熱處理製程。
在實施例中，硬罩幕組成物的熱處理可包含例如在約100℃到約1000℃下進行約10秒到約1小時的一個熱處理製程，且例如，可在空氣或氮氣的氛圍或氧濃度為1重量%或更低的氛圍下進行熱處理。
在實施例中，硬罩幕組成物的熱處理可包含例如在約100℃到約1,000℃，例如約100℃到約800℃，例如約100℃到約500℃，或例如約100℃到約400℃下進行約10秒到約1小時的第一熱處理製程，且例如，在約100℃到約1,000℃，例如約300℃到1,000℃，例如約500℃到1,000℃，或例如約500℃到800℃下連續進行約10秒到約1小時的第二熱處理製程。舉例來說，第一和第二熱處理製程可在空氣或氮氣的氛圍下或在氧濃度為1重量%或更低的氛圍下進行。
通過在200℃或更高的高溫下進行熱處理硬罩幕組成物的步驟中的至少一個，可展現能夠承受在包含蝕刻製程的後續製程中暴露的蝕刻氣體和化學液體的高抗蝕刻性。
在實施例中，硬罩幕層的形成可包含UV/Vis固化製程及/或近IR固化製程。
在實施例中，硬罩幕層的形成可包含第一熱處理製程、第二熱處理製程、UV/Vis固化製程和近IR固化製程中的至少一個，或可包含連續地兩個或更多個製程。
在實施例中，方法可進一步包含在硬罩幕層上形成含矽薄層。含矽薄層可例如由例如SiCN、SiOC、SiON、SiOCN、SiC、SiO及/或SiN等材料形成。
在實施例中，方法可進一步包含在形成光阻層之前，在含矽薄層上或硬罩幕層上形成底部抗反射塗層（bottom antireflective coating，BARC）。
在實施例中，可使用例如ArF、KrF或EUV進行光阻層的曝光。在曝光之後，可在約100℃到約700℃下進行熱處理。
在實施例中，可通過使用蝕刻氣體的乾式蝕刻製程來進行材料層的暴露部分的蝕刻製程，且蝕刻氣體可為但不限於N 2/O 2、CHF 3、CF 4、Cl 2、BCl 3和其混合氣體。
可以多個圖案形成經蝕刻的材料層，且多個圖案可為金屬圖案、半導體圖案、絕緣圖案等，例如半導體積體電路裝置的不同圖案。
在下文中，參考實例對本揭露進行更加詳細的說明。然而，這些實例為示例性的，且本揭露不限於此。
實例
合成實例 1 到實例 3 ： 合成單體
合成實例 1
1,4-雙(9-羥基-9-芴基)苯通過將2莫耳當量的芴酮和1莫耳當量的如以下反應流程1中所示的對二溴苯混合來製備，且向其中添加2莫耳當量的苯酚且與其反應，獲得由化學式X1表示的單體1。 [反應流程1] [化學式X1]
合成實例 2
由化學式X2表示的單體2通過混合2莫耳當量的芴酮和1莫耳當量的4,4'-二溴苯基製備9-[4-[4-(9-羥基-1,2-二氫芴-9-基)苯基]苯基]芴-9-醇，並且接著向其中添加2莫耳當量的苯酚且使其反應來獲得。 [化學式X2]
合成實例 3
由化學式X3表示的單體3通過混合2莫耳當量的芴酮和1莫耳當量的雙-(4-溴苯基)醚且接著向其中添加2莫耳當量的2-萘酚且使其反應來獲得。 [化學式X3]
合成實例 4 到 8 ： 合成聚合物
合成實例 4
將由根據合成實例1的化學式X1表示的1莫耳單體、1莫耳1,4-雙(甲氧基甲基)苯和250克丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA）作為溶劑製備到溶液中。將10毫莫耳二乙硫酸酯添加到溶液中，且接著在100℃下攪拌24小時。當聚合完成時，使所得物沉澱於甲醇中以去除單體和低分子量物質，獲得包含由化學式1-1a表示的結構單元的聚合物。（Mw：6,540克/莫耳） [化學式1-1a]
合成實例 5
以與合成實例4中相同的方式獲得包含由化學式1-2a表示的結構單元的聚合物，不同之處在於使用根據合成實例2的由化學式X2表示的單體代替根據合成實例1的單體。（Mw：4,318克/莫耳） [化學式1-2a]
合成實例 6
將根據合成實例2由化學式X2表示的1莫耳單體、1莫耳4,4'-雙甲氧基甲基二苯醚和250克丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA）作為溶劑製備到溶液中。將5毫莫耳二乙硫酸酯添加到溶液中，且接著在100℃下攪拌24小時。當聚合完成時，使所得物沉澱於甲醇中以去除單體和低分子量物質，獲得包含由化學式1-2b表示的結構單元的聚合物。（Mw：3,950克/莫耳） [化學式1-2b]
合成實例 7
以與合成實例4中相同的方式獲得包含由化學式1-7a表示的結構單元的聚合物，不同之處在於使用根據合成實例3的由化學式X3表示的單體代替根據合成實例1的單體。（Mw：3,381克/莫耳） [化學式1-7a]
合成實例 8
使用由根據合成實例3的化學式X3表示的1莫耳單體、1莫耳4,4'-雙甲氧基甲基二苯醚和50克丙二醇單甲醚乙酸酯作為溶劑，製備溶液。將5毫莫耳二乙硫酸酯添加到溶液中，且接著在100℃下攪拌24小時。當聚合完成時，使所得物沉澱於甲醇中以去除單體和低分子量物質，獲得包含由化學式1-7b表示的結構單元的聚合物。（Mw：3,127克/莫耳）
[化學式1-7b]
比較合成實例 1
將由根據合成實例1的化學式X1表示的1莫耳單體、1莫耳多聚甲醛和250克丙二醇單甲醚乙酸酯（propylene glycol monomethylether acetate，PGMEA）作為溶劑製備到溶液中。將7毫莫耳二乙硫酸酯添加到溶液中，且接著在100℃下攪拌24小時。當聚合完成時，使所得物沉澱於甲醇中以去除單體和低分子量物質，獲得包含由化學式a表示的結構單元的聚合物。（Mw：8,900克/莫耳） [化學式a]
比較合成實例 2
將由根據合成實例2的化學式X2表示的1莫耳單體、1莫耳多聚甲醛和250克丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA）作為溶劑製備到溶液中。將7毫莫耳二乙硫酸酯添加到溶液中，且接著在100℃下攪拌24小時。當聚合完成時，使所得物沉澱於甲醇中以去除單體和低分子量物質，獲得包含由化學式b表示的結構單元的聚合物。（Mw：13,200克/莫耳） [化學式b]
比較合成實例 3
將50.0克（0.143莫耳）9,9'-雙(4-羥苯基)芴、23.7克（0.143莫耳）1,4-雙(甲氧基甲基)苯和50克丙二醇單甲醚乙酸酯作為溶劑放置在燒瓶中以製備溶液。將1.10克（7.13毫莫耳）二乙硫酸酯添加到溶液中，且接著在100℃下攪拌24小時。當聚合完成時，使所得物沉澱於甲醇中以去除單體和低分子量物質，獲得包含由化學式c表示的結構單元的聚合物。（Mw：33,500克/莫耳） [化學式c]
實例和比較實例 ： 製備硬罩幕組成物
實例 1
將根據合成實例4的3.3克化合物溶解於30克丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA）中，且接著用0.1微米TEFLON（四氟乙烯）過濾器過濾，製備硬罩幕組成物。
實例 2
除了使用合成實例5的化合物代替合成實例4的化合物以外，以與實例1中相同的方法製備硬罩幕組成物。
實例 3
除了使用合成實例6的化合物代替合成實例4的化合物以外，以與實例1中相同的方法製備硬罩幕組成物。
實例 4
除了使用合成實例7的化合物代替合成實例4的化合物以外，以與實例1中相同的方法製備硬罩幕組成物。
實例 5
除了使用合成實例8的化合物代替合成實例4的化合物以外，以與實例1中相同的方法製備硬罩幕組成物。
比較實例 1
除了使用合成比較實例1的化合物代替合成實例4的化合物以外，在與實例1中相同的方法中製備硬罩幕組成物。
比較實例 2
除了使用合成比較實例2的化合物代替合成實例4的化合物以外，在與實例1中相同的方法中製備硬罩幕組成物。
比較實例 3
除了使用合成比較實例3的化合物代替合成實例4的化合物以外，以與實例1中相同的方法製備硬罩幕組成物。
評估 1 ： 評估間隙填充特徵和平面化特徵
圖1為示例性地繪示硬罩幕層的階梯差以便解釋用於評估平面化特徵的方法的參考圖。根據實例1到實例5和比較實例1到比較實例3的硬罩幕組成物分別通過調節溶劑與溶質的質量比3到97且接著烘烤，形成1,100埃厚的有機膜而塗覆於矽圖案晶圓上。通過使用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察膜的圖案橫截面來評估間隙填充特徵以確定其上的空隙的存在或不存在。通過測量掃描電子顯微鏡（SEM）圖像上的周圍區和單元區中的每個厚度來評估膜的平面化特徵（步差測量）。通過h0-h4計算階梯差結果。結果繪示於表1中。
[表1]
   間隙填充特徵 （空隙的存在或不存在） 平面化特徵 （步差，埃）
實例1 否 196
實例2 否 175
實例3 否 89
實例4 否 132
實例5 否 77
比較實例1 是 不可測量
比較實例2 是 不可測量
比較實例3 否 157
參考表1，與由根據比較例1到比較例2的硬罩幕組成物形成的有機膜相比較，由根據實例1到實例5的硬罩幕組成物形成的有機膜展現極佳的平面化特徵和間隙填充特徵。
評估 2 ： 評估抗蝕刻性
將15重量%實例1到實例5和比較實例1到比較實例3的各硬罩幕組成物旋塗於矽晶圓上，且接著在加熱板上在400℃下熱處理2分鐘，形成4000埃厚的薄膜。通過使用由K-MAC製備的薄膜厚度計，相對於厚度測量薄膜。隨後，薄膜分別通過使用CHF 3/CF 4混合氣體和N 2/O 2混合氣體乾式蝕刻100秒和60秒，且接著相對於厚度測量以計算在乾式蝕刻之前和之後的每個有機膜的厚度差，所述乾式蝕刻與蝕刻時間一起使用以根據計算等式1計算體蝕刻速率（bulk etch rate，BER）。結果繪示於表2中。 [計算等式1] 蝕刻速率（埃/秒）=（初始薄膜厚度-蝕刻後的薄膜厚度）/蝕刻時間（秒）
[表2]
CF x體蝕刻速率（埃/秒） N 2/O 2體蝕刻速率（埃/秒）
實例1 30.1 28.6
實例2 30.4 29.8
實例3 29.5 27.5
實例4 28.6 27.5
實例5 28.1 26.2
比較實例1 28.4 29.4
比較實例2 30.7 32.0
比較實例3 29.0 30.3
參考表2，與由根據比較例1到比較例3的硬罩幕組成物形成的薄膜的那些相比，由根據實例1到實例5的硬罩幕組成物形成的薄膜展現類似或低蝕刻速率。因此，相比於根據比較實例1到比較實例3的硬罩幕組成物，根據實例1到實例5的硬罩幕組成物展現類似或高抗蝕刻性。
評估 3 ： 溶解性評估
將根據實例1到實例5和比較實例1到比較實例3的硬罩幕組成物在低溫（3℃或更低）下儲存3個月，且接著相對於沉澱物量檢查。
當固體未在視覺上沉澱於具有肉眼溶解度的溶液中時，評估為極佳的。
當固體沉澱於溶液中時，給出O，但當不沉澱時，給出X。
[表3]
   沉澱或不沉澱
實例1 不沉澱
實例2 不沉澱
實例3 不沉澱
實例4 不沉澱
實例5 不沉澱
比較實例1 沉澱
比較實例2 沉澱
比較實例3 沉澱
參考表3，與比較實例1到比較實例3相比，實例1到實例5展現改進的溶解性。
雖然已結合目前視為實用實例實施例的內容來描述本發明，但應理解，本發明不限於所揭露的實施例。相反，希望涵蓋包含在申請專利的精神和範圍內的各種修改和等效佈置。
無。
圖1為示意性地說明硬罩幕層的橫截面以便解釋用於評估間隙填充特徵和平面化特徵的方法的參考圖。

Claims (14)

  1. 一種硬罩幕組成物，包括：聚合物，包含由化學式1表示的結構單元和由化學式2表示的結構單元；以及溶劑：
    Figure 111131489-A0305-02-0040-1
     其中，在化學式1中，A為包含一個或多個苯環的連接基團，且當其包含兩個或更多個苯環時，兩個或更多個苯環形成稠環，或兩個或更多個苯環通過單鍵、-O-、-S-、-NR1-、-C(=O)-、-(CH2)m-(CR2R3)n-(CH2)o-或其組合彼此連接，其中R1為氫、C1到C10烷基或C6到C30芳基，且R2和R3各自獨立地為氫、C1到C10烷基、C6到C20芳基或C3到C10環烷基，m、n以及o各自獨立地為0到10的整數，且m+n+o為1或更大，且B為經一個或多個羥基或C1到C10烷氧基取代的C6到C30芳香族烴環，X1到X4各自獨立地為氘、羥基、鹵素、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C2到C30不飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C6到C30芳香族烴基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基或經取代或未經取代的C2到C30雜芳香族烴基， y1到y4各自獨立地為0到4的整數，且*為連接點：
    Figure 111131489-A0305-02-0041-2
     其中，在化學式2中，L1和L2各自獨立地為單鍵、經取代或未經取代的二價C1到C15飽和脂肪族烴基或經取代或未經取代的二價C2到C15不飽和脂肪族烴基，M為-O-、-S-、--SO2-或-C(=O)-，Z1和Z2各自獨立地為氘、羥基、鹵素、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C2到C30不飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C6到C30芳香族烴基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基或經取代或未經取代的C2到C30雜芳香族烴基，k、l和q各自獨立地為0到4的整數，p為0或1，且*為連接點。
  2. 如請求項1所述的硬罩幕組成物，其中化學式1中的A為從群組1中選出的任何一個：[群組1]
    Figure 111131489-A0305-02-0042-4
     其中，在群組1中，R1為氫、C1到C10烷基或C6到C30芳基，且*為連接點。
  3. 如請求項1所述的硬罩幕組成物，其中化學式1中的B為從經一個或多個羥基或C1到C10烷氧基取代的群組2中選出的任何一個：[群組2]
    Figure 111131489-A0305-02-0043-5
  4. 如請求項1所述的硬罩幕組成物，其中在化學式2中，L1和L2各自獨立地為單鍵或經取代或未經取代的C1到C10伸烷基，M為-O-，Z1和Z2各自獨立地為氘、羥基、鹵素、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基或經取代或未經取代的C1到C30飽和脂肪族烴基，k和l各自獨立地為0到2的整數中的一個，且p和q各自為0或1。
  5. 如請求項1所述的硬罩幕組成物，其中化學式1中的A為從群組1-1中選出的任何一個：[群組1-1]
    Figure 111131489-A0305-02-0044-6
  6. 如請求項1所述的硬罩幕組成物，其中化學式1中的B為從群組2-1中選出的任何一個：
    Figure 111131489-A0305-02-0044-7
     其中，在群組2-1中，R4為氫或C1到C10烷基。
  7. 如請求項1所述的硬罩幕組成物，其中化學式1為化學式1-1到化學式1-11中的任何一個：
    Figure 111131489-A0305-02-0044-9
     [化學式1-2]
    Figure 111131489-A0305-02-0045-10
    Figure 111131489-A0305-02-0045-11
    Figure 111131489-A0305-02-0045-12
    Figure 111131489-A0305-02-0045-13
     [化學式1-6]
    Figure 111131489-A0305-02-0046-14
    Figure 111131489-A0305-02-0046-15
    Figure 111131489-A0305-02-0046-16
    Figure 111131489-A0305-02-0046-17
     [化學式1-10]
    Figure 111131489-A0305-02-0047-18
    Figure 111131489-A0305-02-0047-20
     其中，在化學式1-1到化學式1-11中，R'和R"各自獨立地為氫或C1到C10烷基，X1到X4各自獨立地為氘、羥基、鹵素、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基、經取代或未經取代的C1到C30飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C2到C30不飽和脂肪族烴基、經取代或未經取代的C6到C30芳香族烴基、經取代或未經取代的C1到C30雜烷基或經取代或未經取代的C2到C30雜芳香族烴基，y1到y4各自獨立地為0到4的整數，且*為連接點。
  8. 如請求項1所述的硬罩幕組成物，其中化學式2由化學式2-1或化學式2-2表示：
    Figure 111131489-A0305-02-0047-21
    Figure 111131489-A0305-02-0048-22
  9. 如請求項1所述的硬罩幕組成物，其中所述聚合物的重量平均分子量為1,000克/莫耳到200,000克/莫耳。
  10. 如請求項1所述的硬罩幕組成物，其中按所述硬罩幕組成物的總重量計，以0.1重量%到30重量%的量包含所述聚合物。
  11. 如請求項1所述的硬罩幕組成物，其中所述溶劑為丙二醇、丙二醇二乙酸酯、甲氧基丙二醇、二乙二醇、二乙二醇丁醚、三(乙二醇)單甲醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、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、乙醯丙酮或3-乙氧基丙酸乙酯。
  12. 一種硬罩幕層，包括如請求項1所述的硬罩幕組成物的固化產物。
  13. 一種形成圖案的方法，包括：在基底上提供材料層；將如請求項1所述的硬罩幕組成物塗覆在所述材料層上；對所述硬罩幕組成物熱處理以形成硬罩幕層；在所述硬罩幕層上形成光阻層；使所述光阻層曝光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硬罩幕層以暴露所述材料層的一部分；以及蝕刻所述材料層的暴露部分。
  14. 如請求項13所述的形成圖案的方法，其中形成所述硬罩幕層包括在100℃到1,000℃下熱處理。
TW111131489A 2021-08-23 2022-08-22 硬罩幕組成物、硬罩幕層和形成圖案的方法 TWI836565B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210111064A KR20230029051A (ko) 2021-08-23 2021-08-23 하드마스크 조성물, 하드마스크 층 및 패턴 형성 방법
KR10-2021-0111064 2021-08-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202309131A TW202309131A (zh) 2023-03-01
TWI836565B true TWI836565B (zh) 2024-03-21

Family

ID=85230578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111131489A TWI836565B (zh) 2021-08-23 2022-08-22 硬罩幕組成物、硬罩幕層和形成圖案的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230101786A1 (zh)
JP (1) JP7353445B2 (zh)
KR (1) KR20230029051A (zh)
CN (1) CN115710346A (zh)
TW (1) TWI836565B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201638132A (zh) * 2015-04-30 2016-11-01 三星Ｓｄｉ股份有限公司 聚合物、有機層組合物以及形成圖案的方法
TWI728852B (zh) * 2019-07-05 2021-05-21 日商信越化學工業股份有限公司 有機膜形成用組成物、半導體裝置製造用基板、有機膜之形成方法、圖案形成方法、以及聚合物

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5782276B2 (ja) * 2010-03-25 2015-09-24 大阪ガスケミカル株式会社 フルオレン多核体化合物およびその製造方法
JP5598489B2 (ja) * 2011-03-28 2014-10-01 信越化学工業株式会社 ビフェニル誘導体、レジスト下層膜材料、レジスト下層膜形成方法及びパターン形成方法
JP5894106B2 (ja) * 2012-06-18 2016-03-23 信越化学工業株式会社 レジスト下層膜形成用化合物、これを用いたレジスト下層膜材料、レジスト下層膜形成方法、パターン形成方法
KR101926023B1 (ko) * 2015-10-23 2018-12-06 삼성에스디아이 주식회사 막 구조물 제조 방법 및 패턴형성방법
KR101852460B1 (ko) * 2015-12-16 2018-04-26 삼성에스디아이 주식회사 중합체, 유기막 조성물, 및 패턴형성방법
US10604618B2 (en) * 2018-06-20 2020-03-31 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Compound, method for manufacturing the compound, and composition for forming organic film
KR102393686B1 (ko) * 2019-05-21 2022-05-02 삼성에스디아이 주식회사 중합체, 하드마스크 조성물 및 패턴 형성 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201638132A (zh) * 2015-04-30 2016-11-01 三星Ｓｄｉ股份有限公司 聚合物、有機層組合物以及形成圖案的方法
TWI728852B (zh) * 2019-07-05 2021-05-21 日商信越化學工業股份有限公司 有機膜形成用組成物、半導體裝置製造用基板、有機膜之形成方法、圖案形成方法、以及聚合物

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023031300A (ja) 2023-03-08
US20230101786A1 (en) 2023-03-30
JP7353445B2 (ja) 2023-09-29
KR20230029051A (ko) 2023-03-03
TW202309131A (zh) 2023-03-01
CN115710346A (zh) 2023-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI619739B (zh) 聚合物、有機層組成物、有機層以及形成圖案的方法
JP7053139B2 (ja) 重合体、有機膜組成物、およびパターン形成方法
TWI597321B (zh) 有機層組成物以及形成圖案的方法
TW201817764A (zh) 聚合物、有機層組成物以及形成圖案的方法
TWI644999B (zh) 聚合物、有機層組成物與形成圖案之方法
TW201804256A (zh) 有機層組成物及圖案形成方法
TWI836565B (zh) 硬罩幕組成物、硬罩幕層和形成圖案的方法
TW202328245A (zh) 硬罩幕組成物、硬罩幕層以及形成圖案的方法
TWI824696B (zh) 硬遮罩組合物、硬遮罩層以及形成圖案的方法
TWI694092B (zh) 聚合物、有機層組成物及形成圖案的方法
TW202124343A (zh) 化合物、所述化合物的合成方法、硬遮罩組合物以及形成圖案的方法
TWI824709B (zh) 硬遮罩組成物、硬遮罩層以及形成圖案的方法
KR20180138405A (ko) 유기막 조성물, 중합체 및 패턴 형성 방법
TW202436415A (zh) 硬遮罩組合物、硬遮罩層以及形成圖案的方法
JP2024137647A (ja) ハードマスク組成物、ハードマスク層、およびパターン形成方法
JP2024144281A (ja) ハードマスク組成物、ハードマスク層およびパターン形成方法
JP2024127803A (ja) ハードマスク組成物、ハードマスク層およびパターン形成方法
JP2024153546A (ja) ハードマスク組成物、ハードマスク層およびパターン形成方法
KR20230137101A (ko) 하드마스크 조성물, 및 패턴 형성 방법
US20240294795A1 (en) Hardmask composition, hardmask layer and method of forming patterns
KR20240142158A (ko) 하드마스크 조성물, 하드마스크 층 및 패턴 형성 방법
KR20230101485A (ko) 하드마스크 조성물, 하드마스크 층 및 패턴 형성 방법
KR20240145253A (ko) 하드마스크 조성물, 하드마스크 층 및 패턴 형성 방법
TW202430494A (zh) 硬罩幕組成物、硬罩幕層以及形成圖案的方法
TW202439022A (zh) 硬遮罩組合物、硬遮罩層以及形成圖案的方法