聚合物、有机层组合物、有机层以及形成图案的方法技术

本发明专利技术提供一种聚合物、包含所述聚合物的有机层组合物、由所述有机层组合物制成的有机层以及使用所述有机层组合物形成图案的方法。所述聚合物包含用化学式1表示的部分，所述化学式1的定义与具体实施方式中所定义的相同。所述聚合物同时确保抗蚀刻性和平面化特征。

Polymer, organic layer composition, organic layer and method for forming pattern

The present invention provides a polymer, an organic layer composition comprising the polymer, an organic layer made of the organic layer composition and a method of forming a pattern using the organic layer composition. The polymer comprises a portion represented by a chemical formula 1, which is defined as the same as defined in the specific embodiment. The polymer ensures both etch resistance and surface characterization.

【技术实现步骤摘要】
相关申请案的交叉引用本专利技术主张2014年9月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请案第10-2014-0131589号的优先权和权益，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
本专利技术揭示一种聚合物、包含所述聚合物的有机层组合物、由所述有机层组合物制成的有机层以及使用所述有机层组合物形成图案的方法。
技术介绍
最近，半导体行业已经研发出具有几纳米到几十纳米尺寸的图案的超精细技术。这种超精细技术主要需要有效的光刻技术。典型的光刻技术包含：在半导体衬底上提供材料层；在所述材料层上涂布光刻胶层；使所述光刻胶层曝光并且显影以提供光刻胶图案；以及使用所述光刻胶图案作为掩模来蚀刻所述材料层。现如今，根据待形成的图案的小型化，仅仅通过上述典型光刻技术难以提供具有极佳轮廓的精细图案。因此，可以在材料层与光刻胶层之间形成被称为硬掩模层的有机层来提供精细图案。硬掩模层起到中间层的作用，用于通过选择性蚀刻工艺来将光刻胶的精细图案转移到材料层。因此，需要硬掩模层具有如抗蚀刻性等特征以使其在多种蚀刻工艺期间耐受。另一方面，最近已经提出了通过旋涂法代替化学气相沉积来形成硬掩模层。旋涂法易于进行并且还可以改良间隙填充特征和平面化特征。需要用薄膜填充图案的间隙填充特征，因为多个图案对于获得精细图案而言是必需的。此外，当作为涂层衬底的晶片具有凸块或具有较稠密图案区和无图案区时，需要使薄膜表面平面化的平面化特征。需要研发满足硬掩模层特征的有机层材料。
技术实现思路
本专利技术提供一种聚合物、包含所述聚合物的有机层组合物、通过固化所述有机层组合物形成的有机层以及使用有机层组合物形成图案的方法。所述聚合物同时确保抗蚀刻性和平面化特征。根据一个实施例，提供包含由以下化学式1表示的部分的聚合物。[化学式1]在化学式1中，A1和A2独立地是衍生自以下族群1所列化合物中的一个的二价基团，A3是以下族群2所列基团中的一个，以及m是0或1。[族群1]在族群1中，R1、R2和R3独立地是氢(-H)、羟基(-OH)、氧(O)、甲氧基(-OCH3)、乙氧基(-OC2H5)、卤素(-F、-Cl、-Br、-I)、经取代或未经取代的C6到C30
芳基或其组合，Z1到Z6独立地是羟基(-OH)、甲氧基(-OCH3)、乙氧基(-OC2H5)、卤素(-F、-Cl、-Br、-I)、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C3到C30环烯基、经取代或未经取代的C1到C20烷胺基(alkylamine group)、经取代或未经取代的C7到C20芳烷基、经取代或未经取代的C1到C20杂烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂环烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂芳基、经取代或未经取代的C1到C4烷基醚基、经取代或未经取代的C7到C20芳基亚烷基醚基、经取代或未经取代的C1到C30卤烷基或其组合，以及a、b、c、d、e以及f独立地是0到2的整数。[族群2]在族群2中，X1和X2独立地是经取代或未经取代的C6到C50亚芳基、经取代或未经取代的C1到C10含环氧烷的基团或其组合，Y1和Y2独立地是经取代或未经取代的C6到C30芳基，Z7到Z10独立地是羟基(-OH)、甲氧基(-OCH3)、乙氧基(-OC2H5)、卤素(-F、-Cl、-Br、-I)、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C3到C30环烯基、经取代或未经取代的C1到C20烷胺基、经取代或未经取代的C7到C20芳烷基、经取代或未经取代的C1到C20杂烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂环烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂芳基、经取代或未经取代的C1到C4烷基醚基、经取代或未经取代的C7到C20芳基亚烷基醚基、经取代或未经取代的C1到C30卤烷基或其组合，以及g、h、i以及j独立地是0到2的整数。根据一实施例，在族群2中，X1和X2可以独立地是衍生自以下族群3
所列化合物中的一个的二价基团。[族群3]根据一实施例，在族群2中，Y1和Y2可以独立地是衍生自以下族群3所列化合物中的一个的单价基团。根据一实施例，在族群2中，X2、Y1和Y2中的至少一个可以是衍生自经取代或未经取代的苯、经取代或未经取代的萘、经取代或未经取代的联苯、经取代或未经取代的芘(pyrene)、经取代或未经取代的苝(perylene)、经取代或未经取代的苯并苝(benzoperylene)、经取代或未经取代的六苯并苯(coronene)或其组合的基团。根据一实施例，在族群1中，R1、R2和R3可以独立地是氢(-H)或经取代或未经取代的苯基。根据一实施例，聚合物可以由以下化学式2-1到化学式2-10中的一个表示。[化学式2-1][化学式2-2][化学式2-3][化学式2-4][化学式2-5][化学式2-6][化学式2-7][化学式2-8][化学式2-9][化学式2-10]在化学式2-1到化学式2-10中，R4和R5独立地是氢(-H)、氧(O)、甲氧基(-OCH3)、乙氧基(-OC2H5)、羟基(-OH)、卤素(-F、-Cl、-Br、-I)、经取代或未经取代的C6到C30芳基或其组合，Z11到Z22独立地是羟基(-OH)、甲氧基(-OCH3)、乙氧基(-OC2H5)、卤素(-F、-Cl、-Br、-I)、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C3到C30环烯基、经取代或未经取代的C1到C20烷胺基、经取代或未经取代的C7到C20芳烷基、经取代或未经取代的C1到C20杂烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂环烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂芳基、经取代或未经取代的C1到C4烷基醚基、经取代或未经取代的C7到C20芳基亚烷基醚基、经取代或未经取代的C1到C30卤烷基或其组合，k、l、m、n、o、p、q、r、s、t、u以及v独立地是0到2的整数，以及n0、n1以及n2是2到300的整数。根据一实施例，聚合物的重量平均分子量可以是约1,000到约200,000。根据另一实施例，提供一种包含聚合物和溶剂的有机层组合物。根据一实施例，以有机层组合物的总量计，聚合物可以以约0.1重量％到约30重量％的量被包含在内。根据又一实施例，提供通过固化有机层组合物形成的有机层。根据另一实施例，一种形成图案的方法包含：在衬底上提供材料层，在所述材料层上涂覆有机层组合物，热处理所述有机层组合物以形成硬掩模层，在所述硬掩模层上形成含硅薄层，在所述含硅薄层上形成光刻胶层，使所述光刻胶层曝光并且显影以形成光刻胶图案，使用所述光刻胶图案选择性地移除所述含硅薄层和所述硬掩模层以使一部分所述材料层暴露，以及蚀刻所述材料层的暴露部分。根据一实施例，有机层组合物可以使用旋涂法涂覆。根据一实施例，形成有机层的方法可以包含约100℃到约500℃下的热处理。根据一实施例，所述方法可以进一步包含在形成光刻胶层之前形成底部抗反射涂层(bottom antireflective coating，BARC)。本专利技术可以提供同时确保抗蚀刻性和平面化特征的有机层。附图说明图1为显示用于评估平面化特征的计算方程式2。具体实施方式下文将详细地描述本专利技术的例示性实施例，并且于相关领域中具通常知识者可以容易地执行所述例示性实施例。然而，本专利技术可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物，包括由以下化学式1表示的部分：[化学式1]其中，在所述化学式1中，A1以及A2独立地是衍生自以下族群1所列化合物中的一个的二价基团，A3是以下族群2所列基团中的一个，以及m是0或1：[族群1]其中，在所述族群1中，R1、R2以及R3独立地是氢、羟基、氧、甲氧基、乙氧基、卤素、经取代或未经取代的C6到C30芳基或其组合，Z1到Z6独立地是羟基、甲氧基、乙氧基、卤素、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C3到C30环烯基、经取代或未经取代的C1到C20烷胺基、经取代或未经取代的C7到C20芳烷基、经取代或未经取代的C1到C20杂烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂环烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂芳基、经取代或未经取代的C1到C4烷基醚基、经取代或未经取代的C7到C20芳基亚烷基醚基、经取代或未经取代的C1到C30卤烷基或其组合，以及a、b、c、d、e以及f独立地是0到2的整数，[族群2]其中，在所述族群2中，X1以及X2独立地是经取代或未经取代的C6到C50亚芳基、经取代或未经取代的C1到C10含环氧烷的基团或其组合，Y1以及Y2独立地是经取代或未经取代的C6到C30芳基，Z7到Z10独立地是羟基、甲氧基、乙氧基、卤素、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C3到C30环烯基、经取代或未经取代的C1到C20烷胺基、经取代或未经取代的C7到C20芳烷基、经取代或未经取代的C1到C20杂烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂环烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂芳基、经取代或未经取代的C1到C4烷基醚基、经取代或未经取代的C7到C20芳基亚烷基醚基、经取代或未经取代的C1到C30卤烷基或其组合，以及g、h、i以及j独立地是0到2的整数。...

【技术特征摘要】
2014.09.30 KR 10-2014-01315891.一种聚合物，包括由以下化学式1表示的部分：[化学式1]其中，在所述化学式1中，A1以及A2独立地是衍生自以下族群1所列化合物中的一个的二价基团，A3是以下族群2所列基团中的一个，以及m是0或1：[族群1]其中，在所述族群1中，R1、R2以及R3独立地是氢、羟基、氧、甲氧基、乙氧基、卤素、经取代或未经取代的C6到C30芳基或其组合，Z1到Z6独立地是羟基、甲氧基、乙氧基、卤素、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C3到C30环烯基、经取代或未经取代的C1到C20烷胺基、经取代或未经取代的C7到C20芳烷基、经取代或未经取代的C1到C20杂烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂环烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂芳基、经取代或未经取代的C1到C4烷基醚基、经取代或未经取代的C7到C20芳基亚烷基醚基、经取代或未经取代的C1到C30卤烷基或其组合，以及a、b、c、d、e以及f独立地是0到2的整数，[族群2]其中，在所述族群2中，X1以及X2独立地是经取代或未经取代的C6到C50亚芳基、经取代或未经取代的C1到C10含环氧烷的基团或其组合，Y1以及Y2独立地是经取代或未经取代的C6到C30芳基，Z7到Z10独立地是羟基、甲氧基、乙氧基、卤素、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C3到C30环烯基、经取代或未经取代的C1到C20烷胺基、经取代或未经取代的C7到C20芳烷基、经取代或未经取代的C1到C20杂烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂环烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂芳基、经取代或未经取代的C1到C4烷基醚基、经取代或未经取代的C7到C20芳基亚烷基醚基、经取代或未经取代的C1到C30卤烷基或其组合，以及g、h、i以及j独立地是0到2的整数。2.根据权利要求1所述的聚合物，其中在所述族群2中，X1以及X2独立地是衍生自以下族群3所列化合物中的一个的二价基团：[族群3]3.根据权利要求1所述的聚合物，其中在所述族群2中，Y1以及Y2独立地是衍生自以下族群3所列化合物中的一个的单价基团：[族群3]4.根据权利要求1所述的聚合物，其中在所述族群2中，X2、Y1以及Y2中的至少一个是衍生自经取代或未经取代的苯、经取代或未经取代的萘、经取代或未经取代的联苯、经取代或未经取代的芘、经取代或未经取代的苝、
\t经取代或未经取代的苯并苝、经...

【专利技术属性】
技术研发人员：南沇希，金昇炫，权孝英，金瑆焕，南宫烂，文秀贤，豆米尼阿·拉特维，宋炫知，郑铉日，许柳美，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR