聚合物、有机层组成物、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包含由化学式1表示的结构单元的聚合物和包含所述聚合物的有机层组成物。[化学式1]所述化学式1与具体实施方式中所定义的相同。

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

The present invention provides a polymer comprising a structural unit represented by a chemical formula 1 and an organic layer composition comprising the polymer. The chemical formula 1 of the chemical formula 1] is identical to the one defined in the specific embodiment.

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本专利技术要求2015年6月10日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0081961号以及2016年3月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0038560号的优先权和权益，所述专利申请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新颖的聚合物、一种包含所述聚合物的有机层组成物、一种使用所述有机层组成物制造的有机层以及一种使用所述有机层组成物来形成图案的方法。
技术介绍
最近，根据电子装置的尺寸下调(小型化)和复杂性的高度集成设计已经加快更高级材料和其相关工艺的发展，并且因此，使用常规的光刻胶的光刻法也需要新的图案化材料和技术。在图案化工艺中，称为硬掩模层的有机层可以形成为硬夹层以将光刻胶的精细图案转移到衬底上的足够深度处而不导致所述图案崩塌。硬掩模层起到中间层的作用，所述中间层用于经由选择性蚀刻工艺来将光刻胶的精细图案转移到材料层上。因此，需要硬掩模层具有如抗蚀刻性等等的特征以使其在多蚀刻工艺期间耐受。另一方面，最近已经提出通过以旋涂式涂布法代替化学气相沉积来形成硬掩模层。一般来说，因为耐热性和抗蚀刻性与旋涂特征具有折衷(trade-off)关系，所以需要满足所有特征的有机层材料。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例提供一种具有改进的抗蚀刻性并且同时具有良好的溶解度特征的聚合物。本专利技术的另一个实施例提供一种包含所述聚合物的有机层组成物。本专利技术的又另一个实施例提供一种同时满足机械特征和膜平坦度的有机层。本专利技术的再另一个实施例提供一种使用所述有机层组成物来形成图案的方法。根据一个实施例，提供一种包含由化学式1表示的结构单元的聚合物。[化学式1]在化学式1中，A是包含至少一个杂原子的碳环基(carbon cyclic group)，B是族群1中基团中的一种，并且*是连接点。当所述碳环基包含五边形环状部分并且所述五边形环状部分包含氮原子(N)作为杂原子时，所述碳环基包含至少两个杂原子。[族群1]在族群1中，Ar1到Ar4各自独立地是经取代或未经取代的C6到C30芳基，R11到R14各自独立地是羟基、亚硫酰基(thionyl group)、硫醇基、氰基、经取代或未经取代的氨基、卤素原子、经取代或未经取代的C1到C30烷基、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C1到C30烷氧基、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烷基胺基、经取代或未经取代的C7到C20芳基烷基、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，g到j各自独立地是介于0到2范围内的整数，L是单键、经取代或未经取代的C1到C6亚烷基、经取代或未经取代的C6到C30亚芳基或其组合，m是介于1到3范围内的整数，并且*是连接点。在化学式1中，杂原子可以是N、O、S、Te或Se。在化学式1中，A可以是由族群2中选出的经取代或未经取代的环基。[族群2]在族群2中，Z1和Z12是O、S、Te或Se，Z2、Z5、Z6以及Z9是NRa、O、S、Te或Se，Z3到Z4、Z7到Z8、Z10到Z11以及Z13到Z23是N，并且Ra是氢、经取代或未经取代的C1到C30烷基、经取代或未经取代的C3到C30环烷基、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C7到C30芳基烷基、经取代或未经取代的C1到C30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杂环基、经取代或未经取代的C2到C30烯基、经取代或未经取代的C2到C30炔基、羟基、卤素原子或其组合。在族群2中，连接点不受限制。在族群1中，Ar1到Ar4各自独立地是由族群3中选出的经取代或未经取代的环基。[族群3]在族群3中，连接点不受限制。所述聚合物可以包含由化学式1-1到化学式1-8表示的结构单元中的一种。[化学式1-1][化学式1-2][化学式1-3][化学式1-4][化学式1-5][化学式1-6][化学式1-7][化学式1-8]在化学式1-1到化学式1-8中，Z101和Z104是N，Z102是O、S、Te或Se，Z103是NRa、O、S、Te或Se，Ra和R101是氢、经取代或未经取代的C1到C30烷基、经取代或未经取代的C3到C30环烷基、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C7到C30芳基烷基、经取代或未经取代的C1到C30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杂环基、经取代或未经取代的C2到C30烯基、经取代或未经取代的C2到C30炔基、羟基、卤素原子或其组合，并且*是连接点。所述聚合物的重量平均分子量可以是约500到约20,000。根据另一个实施例，提供一种包含所述聚合物和溶剂的有机层组成物。按所述有机层组成物的总量计，所述聚合物可以约0.1重量％到约50重量％的量包含在内。根据又另一个实施例，提供一种通过使所述有机层组成物固化来获得的有机层。所述有机层可以包含硬掩模层。根据另一个实施例，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所述有机层组成物，对所述有机层组成物进行热处理以形成硬掩模层，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去除所述含硅薄层和硬掩模层以暴露所述材料层的一部分，以及蚀刻所述材料层的暴露部分。所述有机层组成物可以使用旋涂式涂布法来涂覆。所述方法可以更包含在形成所述光刻胶层之前形成底部抗反射涂层(bottom antireflective coating；BARC)。所述热处理可以在约100℃到约500℃下进行。本专利技术提供一种具有极好的抗蚀刻性和耐热性并同时具有令人满意的溶解度特征，并且因此可适用于旋涂式涂布法中的新颖聚合物。附图说明图1是说明评估平坦化特征的视图。具体实施方式下文将详细地描述本专利技术的示例性实施例，并且所述实施例可以由具有相关技术中常识的人员容易地进行。然而，本专利技术可以多种不同形式实施，并且不应解释为局限于本文所阐述的示例性实施例。如本文所用，当未另外提供定义时，术语“经取代的”可以指一种化合物被由以下中选出的取代基取代以代替化合物的氢原子：卤素原子(F、Br、C1或I)、羟基、烷氧基、硝基、氰基、氨基、叠氮基、甲脒基、肼基、亚肼基、羰基、氨甲酰基、硫醇基、酯基、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸或其盐、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杂烷基、C2到C20杂芳基、C3到C20杂芳基烷基、C3到C30环烷基、C3到C15环烯基、C6到C15环炔基、C2到C30杂环烷基以及其组合。如本文所用，当未另外提供定义时，术语“杂”是指一种化合物包含1到3个由N、O、S、Se、Te以及P中选出的杂原子。在下文中，描述根据一个实施例的聚合物。根据一个实施例的聚合物包含由化学式1表示的结构单元。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括由化学式1表示的结构单元的聚合物：[化学式1]其中在化学式1中，A是包含至少一个杂原子的碳环基，B是族群1中基团中的一种，以及*是连接点，其中当所述碳环基包含五边形环状部分以及所述五边形环状部分包含氮原子作为杂原子时，所述碳环基包含至少两个杂原子：[族群1]其中在所述族群1中，Ar1到Ar4各自独立地是经取代或未经取代的C6到C30芳基，R11到R14各自独立地是羟基、亚硫酰基、硫醇基、氰基、经取代或未经取代的氨基、卤素原子、经取代或未经取代的C1到C30烷基、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C1到C30烷氧基、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烷基胺基、经取代或未经取代的C7到C20芳基烷基、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，g到j各自独立地是介于0到2范围内的整数，L是单键、经取代或未经取代的C1到C6亚烷基、经取代或未经取代的C6到C30亚芳基或其组合，m是介于1到3范围内的整数，以及*是连接点。...

【技术特征摘要】
2015.06.10 KR 10-2015-0081961;2016.03.30 KR 10-2011.一种包括由化学式1表示的结构单元的聚合物：[化学式1]其中在化学式1中，A是包含至少一个杂原子的碳环基，B是族群1中基团中的一种，以及*是连接点，其中当所述碳环基包含五边形环状部分以及所述五边形环状部分包含氮原子作为杂原子时，所述碳环基包含至少两个杂原子：[族群1]其中在所述族群1中，Ar1到Ar4各自独立地是经取代或未经取代的C6到C30芳基，R11到R14各自独立地是羟基、亚硫酰基、硫醇基、氰基、经取代或未经取代的氨基、卤素原子、经取代或未经取代的C1到C30烷基、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C1到C30烷氧基、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烷基胺基、经取代或未经取代的C7到C20芳基烷基、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，g到j各自独立地是介于0到2范围内的整数，L是单键、经取代或未经取代的C1到C6亚烷基、经取代或未经取代的C6到C30亚芳基或其组合，m是介于1到3范围内的整数，以及*是连接点。2.根据权利要求1所述的包括由化学式1表示的结构单元的聚合物，其中所述杂原子是氮、氧、硫、碲或硒。3.根据权利要求1所述的包括由化学式1表示的结构单元的聚合物，其中所述A是由族群2中选出的经取代或未经取代的环基：[族群2]其中在族群2中，Z1以及Z12是氧、硫、碲或硒，Z2、Z5、Z6以及Z9是NRa、氧、硫、碲或硒，Z3到Z4、Z7到Z8、Z10到Z11以及Z13到Z23是氮，以及Ra是氢、经取代或未经取代的C1到C30烷基、经取代或未经取代的C3到C30环烷基、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C7到C30芳基烷基、经取代或未经取代的C1到C30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杂环基、经取代或未经取代的C2到C30烯基、经取代或未经取代的C2到C30炔基、羟基、卤素原子或其组合，其中在族群2中，连接点不受限制。4.根据权利要求1所述的包括由化学式1表示的结构单元的聚合物，其中在所述族群1中，Ar1到Ar4各自独立地是由族群3中选出的经取代或未经取代的环基：[族群3]其中在族群3中，连接点不受限制。5.根据权利要求1所述的包括由化学式1表示的结构单元的聚合物，所述聚合物包括由化学式1-1到化学式1-8表示的结构单元中的一种：[化学式1-1][化学式1-2][化学式1-3][化学式1-4][化学式1-5][化学式1-6][化学式1-7][化学式1-8]其中在化学式1-1到化学式1-8中，Z101以及Z104是氮，Z102是氧、硫、碲或硒，Z103是NRa、氧、硫、碲或硒，Ra以及R101是氢、经取代或未经取代的C1到C30烷基、经取代或未经取代的C3到C30环烷基、经取代或未经取代的C6到C30芳基、经取代或未经取代的C7到C30芳基烷基、经取代或未经取代的C1到C30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杂环基、经取代或未经取代的C2到C30烯基、经取代或未经取代的C2到C30炔基、羟基、卤素原子或其组合，以及*是连接点。6.根据权利要求1所述的包括由化学式1表示的结构单元的聚合物，其中所述聚合物的重量平均分子量是500到20,000。7.一种有机层组成物，包括：包含由化学式1表示的结构单元的聚合物，以及溶剂：[化学式1]其中在化学式1中，A是包含至少一个杂原子的碳环基，B是族群1中基团中的一种，以及*是连接点，其中当所述碳环基包含五边形环状部分以及所述五边形环状部分包含氮原子作为杂原子时，所述碳环基包含至少两个杂原子：[族群1]其中在族...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴裕信，金兑镐，崔有廷，姜善惠，权孝英，金相均，金永珉，南沇希，宋炫知，尹星莉，李东槿，郑瑟基，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR