TWI602845B - 聚合物、有機層組成物、有機層以及形成圖案的方法 - Google Patents
聚合物、有機層組成物、有機層以及形成圖案的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI602845B TWI602845B TW105117785A TW105117785A TWI602845B TW I602845 B TWI602845 B TW I602845B TW 105117785 A TW105117785 A TW 105117785A TW 105117785 A TW105117785 A TW 105117785A TW I602845 B TWI602845 B TW I602845B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- substituted
- unsubstituted
- group
- organic layer
- chemical formula
- Prior art date
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 64
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 63
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 title claims description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 70
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 66
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 22
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 19
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 17
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 125000002837 carbocyclic group Chemical group 0.000 claims description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 12
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 11
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 10
- 125000000592 heterocycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 10
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 9
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 7
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 125000004404 heteroalkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 5
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 claims description 3
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000000475 sulfinyl group Chemical group [*:2]S([*:1])=O 0.000 claims description 3
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 claims description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 2
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 5
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims 5
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 claims 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims 1
- CQOVPNPJLQNMDC-ZETCQYMHSA-N carnosine Chemical compound [NH3+]CCC(=O)N[C@H](C([O-])=O)CC1=CNC=N1 CQOVPNPJLQNMDC-ZETCQYMHSA-N 0.000 claims 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- JCBJVAJGLKENNC-UHFFFAOYSA-N potassium;ethoxymethanedithioic acid Chemical compound [K+].CCOC(S)=S JCBJVAJGLKENNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 51
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 30
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 30
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- KJIFKLIQANRMOU-UHFFFAOYSA-N oxidanium;4-methylbenzenesulfonate Chemical compound O.CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 KJIFKLIQANRMOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 15
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical group 0.000 description 10
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- YLQWCDOCJODRMT-UHFFFAOYSA-N fluoren-9-one Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C2=C1 YLQWCDOCJODRMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- -1 nitro, cyano, amino, azido, indolyl Chemical group 0.000 description 7
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 6
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 description 3
- MVXVYAKCVDQRLW-UHFFFAOYSA-N 1h-pyrrolo[2,3-b]pyridine Chemical compound C1=CN=C2NC=CC2=C1 MVXVYAKCVDQRLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GZVHEAJQGPRDLQ-UHFFFAOYSA-N 6-phenyl-1,3,5-triazine-2,4-diamine Chemical class NC1=NC(N)=NC(C=2C=CC=CC=2)=N1 GZVHEAJQGPRDLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FLDRLXJNISEWNZ-UHFFFAOYSA-N 9-methylacridine Chemical compound C1=CC=C2C(C)=C(C=CC=C3)C3=NC2=C1 FLDRLXJNISEWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 9H-carbazole Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical group C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N benzothiazole Chemical compound C1=CC=C2SC=NC2=C1 IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001046 glycoluril group Chemical class [H]C12N(*)C(=O)N(*)C1([H])N(*)C(=O)N2* 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DLDWUFCUUXXYTB-UHFFFAOYSA-N (2-oxo-1,2-diphenylethyl) 4-methylbenzenesulfonate Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1S(=O)(=O)OC(C=1C=CC=CC=1)C(=O)C1=CC=CC=C1 DLDWUFCUUXXYTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004169 (C1-C6) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- BCMCBBGGLRIHSE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzoxazole Chemical compound C1=CC=C2OC=NC2=C1 BCMCBBGGLRIHSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DAJPMKAQEUGECW-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(methoxymethyl)benzene Chemical compound COCC1=CC=C(COC)C=C1 DAJPMKAQEUGECW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OEYNWAWWSZUGDU-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropane-1,2-diol Chemical compound COC(O)C(C)O OEYNWAWWSZUGDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NJQJGRGGIUNVAB-UHFFFAOYSA-N 2,4,4,6-tetrabromocyclohexa-2,5-dien-1-one Chemical compound BrC1=CC(Br)(Br)C=C(Br)C1=O NJQJGRGGIUNVAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 2-[[6-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]-2-methylpyrimidin-4-yl]amino]-n-(2-methyl-6-sulfanylphenyl)-1,3-thiazole-5-carboxamide;hydrate Chemical compound O.C=1C(N2CCN(CCO)CC2)=NC(C)=NC=1NC(S1)=NC=C1C(=O)NC1=C(C)C=CC=C1S WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBMKAUGHUNFTOL-UHFFFAOYSA-N Aldoclor Chemical class C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC2=C1NC=NS2(=O)=O JBMKAUGHUNFTOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- DHXVGJBLRPWPCS-UHFFFAOYSA-N Tetrahydropyran Chemical compound C1CCOCC1 DHXVGJBLRPWPCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXEYEHNTGFPPHE-UHFFFAOYSA-N [nitro(phenyl)methyl] 2-methylbenzenesulfonate Chemical compound [N+](=O)([O-])C(C1=CC=CC=C1)OS(=O)(=O)C=1C(C)=CC=CC=1 FXEYEHNTGFPPHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005011 alkyl ether group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- RJGDLRCDCYRQOQ-UHFFFAOYSA-N anthrone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3CC2=C1 RJGDLRCDCYRQOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001555 benzenes Chemical group 0.000 description 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 1
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012965 benzophenone Substances 0.000 description 1
- 125000001743 benzylic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- DENRZWYUOJLTMF-UHFFFAOYSA-N diethyl sulfate Chemical compound CCOS(=O)(=O)OCC DENRZWYUOJLTMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940008406 diethyl sulfate Drugs 0.000 description 1
- UYAAVKFHBMJOJZ-UHFFFAOYSA-N diimidazo[1,3-b:1',3'-e]pyrazine-5,10-dione Chemical compound O=C1C2=CN=CN2C(=O)C2=CN=CN12 UYAAVKFHBMJOJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- BHXIWUJLHYHGSJ-UHFFFAOYSA-N ethyl 3-ethoxypropanoate Chemical compound CCOCCC(=O)OCC BHXIWUJLHYHGSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 125000003983 fluorenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12)* 0.000 description 1
- 125000005567 fluorenylene group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007974 melamines Chemical class 0.000 description 1
- VHHBCZRHMHRNTP-UHFFFAOYSA-N methoxymethylthiourea Chemical compound COCNC(N)=S VHHBCZRHMHRNTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229940116423 propylene glycol diacetate Drugs 0.000 description 1
- ZDYVRSLAEXCVBX-UHFFFAOYSA-N pyridinium p-toluenesulfonate Chemical compound C1=CC=[NH+]C=C1.CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 ZDYVRSLAEXCVBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003451 thiazide diuretic agent Substances 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 150000003585 thioureas Chemical class 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N triflic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
- C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G61/122—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
- C08G2261/30—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
- C08G2261/31—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating aromatic structural elements in the main chain
- C08G2261/312—Non-condensed aromatic systems, e.g. benzene
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
揭露一種新穎聚合物、一種包含所述聚合物的有機層組成物、一種使用所述有機層組成物製造的有機層以及一種使用所述有機層組成物來形成圖案的方法。
最近，根據電子裝置的尺寸下調（小型化）和複雜性的高度積集設計已經加快更高級材料和其相關製程的發展，並且因此，使用常規的光阻的光刻法也需要新的圖案化材料和技術。在圖案化製程中，稱爲硬罩幕層的有機層可以形成爲硬夾層以將光阻的精細圖案轉移到基底上的足夠深度處而不導致所述圖案崩塌。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，需要硬罩幕層具有如抗蝕刻性等等的特徵以使其在多蝕刻製程期間耐受。另一方面，最近已經提出藉由以旋塗式塗佈法代替化學氣相沉積來形成硬罩幕層。一般來說，因爲耐熱性和抗蝕刻性與旋塗特徵具有折衷（trade-off）關係，所以需要滿足所有特徵的有機層材料。
一個實施例提供一種具有改進的抗蝕刻性並且同時具有良好的溶解度特徵的聚合物。
另一個實施例提供一種包含所述聚合物的有機層組成物。
又另一個實施例提供一種同時滿足機械特徵和膜平坦度的有機層。
再另一個實施例提供一種使用所述有機層組成物來形成圖案的方法。
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， A是包含至少一個雜原子的碳環基（carbon cyclic group）， B是族群1中基團中的一種，並且 *是連接點。
當所述碳環基包含五邊形環狀部分並且所述五邊形環狀部分包含氮原子（N）作爲雜原子時，所述碳環基包含至少兩個雜原子。
[族群1]在族群1中， Ar1
到Ar4
各自獨立地是經取代或未經取代的C6到C30芳基， R11
到R14
各自獨立地是羥基、亞硫醯基（thionyl group）、硫醇基、氰基、經取代或未經取代的氨基、鹵素原子、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C30烷氧基、經取代或未經取代的C3到C30環烯基、經取代或未經取代的C1到C20烷基胺基、經取代或未經取代的C7到C20芳基烷基、經取代或未經取代的C1到C20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雜芳基、經取代或未經取代的C1到C4烷基醚基、經取代或未經取代的C7到C20芳基伸烷基醚基、經取代或未經取代的C1到C30鹵烷基或其組合， g到j各自獨立地是介於0到2範圍內的整數， L是單鍵、經取代或未經取代的C1到C6伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基或其組合， m是介於1到3範圍內的整數，並且 *是連接點。
在化學式1中，雜原子可以是N、O、S、Te或Se。
在化學式1中，A可以是由族群2中選出的經取代或未經取代的環基。 [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，並且 Ra
是氫、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芳基烷基、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。
在族群2中，連接點不受限制。
在族群1中，Ar1
到Ar4
各自獨立地是由族群3中選出的經取代或未經取代的環基。 [族群3]
在族群3中，連接點不受限制。
所述聚合物可以包含由化學式1-1到化學式1-8表示的結構單元中的一種。 [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]
在化學式1-1到化學式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芳基烷基、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，並且 *是連接點。
所述聚合物的重量平均分子量可以是約500到約20,000。
根據另一個實施例，提供一種包含所述聚合物和溶劑的有機層組成物。
按所述有機層組成物的總量計，所述聚合物可以約0.1重量%到約50重量%的量包含在內。
根據又另一個實施例，提供一種藉由使所述有機層組成物固化來獲得的有機層。
所述有機層可以包含硬罩幕層。
根據另一個實施例，一種形成圖案的方法包含在基底上提供材料層，在所述材料層上塗覆所述有機層組成物，對所述有機層組成物進行熱處理以形成硬罩幕層，在所述硬罩幕層上形成含矽薄層，在所述含矽薄層上形成光阻層，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。
所述有機層組成物可以使用旋塗式塗佈法來塗覆。
所述方法可以更包含在形成所述光阻層之前形成底部抗反射塗層（bottom antireflective coating；BARC）。
所述熱處理可以在約100℃到約500℃下進行。
提供一種具有極好的抗蝕刻性和耐熱性並同時具有令人滿意的溶解度特徵，並且因此可適用於旋塗式塗佈法中的新穎聚合物。
下文將詳細地描述本發明的示例性實施例，並且所述實施例可以由具有相關技術中常識的人員容易地進行。然而，本發明可以多種不同形式實施，並且不應解釋爲局限於本文所闡述的示例性實施例。
如本文所用，當未另外提供定義時，術語‘經取代的’可以指一種化合物被由以下中選出的取代基取代以代替化合物的氫原子：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、氨甲醯基、硫醇基、酯基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸或其鹽、C1到C20烷基、C2到C20烯基、C2到C20炔基、C6到C30芳基、C7到C30芳基烷基、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’是指一種化合物包含1到3個由N、O、S、Se、Te以及P中選出的雜原子。
在下文中，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， A是包含至少一個雜原子的碳環基， B是族群1中基團中的一種，並且 *是連接點。
當所述碳環基包含五邊形環狀部分並且所述五邊形環狀部分包含氮原子（N）作爲雜原子時，所述碳環基包含至少兩個雜原子。 [族群1]
在族群1中， Ar1
到Ar4
各自獨立地是經取代或未經取代的C6到C30芳基， R11
到R14
各自獨立地是羥基、亞硫醯基、硫醇基、氰基、經取代或未經取代的氨基、鹵素原子、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C30烷氧基、經取代或未經取代的C3到C30環烯基、經取代或未經取代的C1到C20烷基胺基、經取代或未經取代的C7到C20芳基烷基、經取代或未經取代的C1到C20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雜芳基、經取代或未經取代的C1到C4烷基醚基、經取代或未經取代的C7到C20芳基伸烷基醚基、經取代或未經取代的C1到C30鹵烷基或其組合， g到j各自獨立地是介於0到2範圍內的整數， L是單鍵、經取代或未經取代的C1到C6伸烷基、經取代或未經取代的C6到C30伸芳基或其組合， m是介於1到3範圍內的整數，並且 *是連接點。
聚合物包含有包含雜原子的碳環基（A）和具有高碳含量的芳族環基（B），並且可以確保剛性特徵。
另外，聚合物在結構單元（化學式1中的B）中包含叔碳或季碳，並且因此可以將苯甲基氫（benzylic hydrogen）減到最少但使環參數達到最大，並且因而進一步加強抗蝕刻性。
在本發明書中，叔碳指示連接到其上的四個氫中的三個氫被除氫以外的其它基團取代的碳，並且季碳指示連接到其上的四個氫中的四個氫被除氫以外的其它基團取代的碳。
當使用包含這些碳的聚合物來製備有機層組成物時，由於改進的可溶性而可以有利地應用旋塗式塗佈法。化合物中包含叔碳或季碳的部分與族群1中的基團相同。
在化學式1中，A是包含雜原子的碳環基，並且在本文中，所述雜原子指示除碳或氫以外的所有原子。A可以包含例如以下雜原子，如N、O、S、Te或Se，但不限於此。在化學式1中，A可以包含例如1個、2個、3個或4個雜原子，但不限於此。然而，碳環基A包含例如五邊形環狀部分，並且當氮原子（N）作爲雜原子包含於五邊形環中時，所述碳環基A包含至少兩個雜原子。
舉例來說，當多個雜原子包含於A中時，這些雜原子相同或不同。舉例來說，當碳環基A包含五邊形環時，所述碳環基可以包含例如兩個氮原子。
聚合物在結構單元中包含雜原子，並且因此可以改進溶解度和間隙填充特徵。
在化學式1中，A可以包含例如至少一個經取代或未經取代的苯環。舉例來說，A可以是由族群2中選出的經取代或未經取代的環基，但不限於此。 [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，並且 Ra
是氫、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芳基烷基、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。
在族群2中，連接點不受限制。
在化學式1中，族群1的Ar1
到Ar4
可以各自獨立地是由族群3中選出的經取代或未經取代的環基，但不限於此。 [族群3]
在族群3中，連接點不受限制。
舉例來說，當排列在族群2和族群3中的化合物呈經取代的形式時，所述化合物中的一個氫可以被羥基、經取代或未經取代的C1到C30烷基、經取代或未經取代的C1到C30烷氧基或其組合取代，但本發明不限於此。
舉例來說，聚合物可以包含由化學式1-1到化學式1-8表示的結構單元中的一種，但不限於此。 [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]
在化學式1-1到化學式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芳基烷基、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，並且 *是連接點。
舉例來說，聚合物的重量平均分子量可以是約500到約20,000。當聚合物的重量平均分子量處於所述範圍內時，包含所述聚合物的有機層組成物（例如硬罩幕組成物）可以藉由調節碳量和在溶劑中的溶解度來優化。
當聚合物是有機層材料時，不僅可以在烘烤製程期間在不形成針孔和空隙或使厚度分布劣化的情况下形成均勻的薄膜，而且也可以在下部基底（或層）中存在梯級或形成圖案時獲得極好的間隙填充和平坦化特徵。
根據另一個實施例，提供一種包含所述聚合物和溶劑的有機層組成物。
溶劑可以是對於聚合物具有足夠可溶性或分散度的任一種溶劑並且可以是例如由以下中選出的至少一種溶劑：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、甲基吡咯啶酮、乙醯丙酮以及3-乙氧基丙酸乙酯。
按有機層組成物的總量計，所述聚合物可以約0.1重量%到約30重量%的量包含在內。當包含所述範圍內的聚合物時，有機層的厚度、表面粗糙度和平坦化可以得到控制。
有機層組成物可以更包含表面活性劑、交聯劑、熱酸產生劑、塑化劑等等添加劑。
表面活性劑可以包含例如烷基苯磺酸鹽、烷基吡啶鎓鹽（alkyl pyridinium salt）、聚乙二醇或季銨鹽，但不限於此。
交聯劑可以是例如三聚氰胺類試劑、經取代的脲類試劑或其聚合物類試劑。優選地，具有至少兩個交聯形成取代基的交聯劑可以是例如以下化合物，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等。
另外，交聯劑可以是具有高耐熱性的交聯劑。具有高耐熱性的交聯劑可以是在分子中含有具有芳香族環（例如，苯環、萘環）的交聯形成取代基的化合物。
熱酸產生劑可以是例如以下酸性化合物，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（naphthalenecarbonic acid）等等或/和2,4,4,6-四溴環己二烯酮、安息香甲苯磺酸酯（benzointosylate）、2甲苯磺酸-硝基苯甲酯、其它有機磺酸烷基酯等等，但不限於此。
按有機層組成物的100重量份計，添加劑可以約0.001重量份到40重量份的量包含在內。當包含所述範圍內的添加劑時，可以在不改變有機層組成物光學特性的情况下改進溶解度。
根據另一個實施例，提供一種使用有機層組成物製造的有機層。有機層可以例如藉由在基底上塗佈有機層組成物並對其進行熱處理以固化來形成，並且可以包含例如硬罩幕層、平坦化層、犧牲層、填充物等以用於電子裝置。
下文描述一種藉由使用有機層組成物來形成圖案的方法。
根據另一個實施例的一種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，對所述有機層組成物進行熱處理以形成硬罩幕層，在所述硬罩幕層上形成含矽薄層，在所述含矽薄層上形成光阻層，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。
基底可以是例如矽晶圓、玻璃基底或聚合物基底。
材料層是待最終圖案化的材料，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。材料層可以藉由如化學氣相沉積（chemical vapor deposition；CVD）製程的方法來形成。
有機層組成物與上文所描述的相同，並且可以藉由旋塗式塗佈以溶液形式塗覆。在本文中，有機層組成物的厚度不受特定限制，但可以是例如約50埃到約10,000埃。
對有機層組成物進行熱處理可以在例如約100℃到約500℃下進行持續約10秒到1小時。
含矽薄層可以由例如SiCN、SiOC、SiON、SiOCN、SiC和/或SiN等等的材料形成。
所述方法可以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）。
光阻層的曝光可以使用例如ArF、KrF或EUV來進行。在曝光之後，熱處理可以在約100℃到約500℃下進行。
材料層暴露部分的蝕刻製程可以藉由乾式蝕刻製程使用蝕刻氣體來進行，並且所述蝕刻氣體可以是例如CHF3
、CF4
、Cl2
、BCl3
以及其混合氣體。
經蝕刻的材料層可以多種圖案形成，並且所述多種圖案可以是金屬圖案、半導體圖案、絕緣圖案等等，例如半導體積體電路裝置的不同圖案。
在下文中，參考實例更詳細地說明本發明。然而，這些實例是示例性的，並且本發明不限於此。
合成實例
合成 實例 1
將喹啉（12.9克，0.1莫耳）、9-芴酮（18克，0.1莫耳）、對甲苯磺酸單水合物（9.5克，0.05莫耳）以及1,4-二噁烷（94克）放置在燒瓶中，並且接著在100℃下攪拌8小時。當反應完成時，向其中添加己烷（100克）以萃取1,4-二噁烷，過濾藉由向其中加入甲醇而產生的沉澱，並且藉由使用甲醇來去除其中殘餘的單體，獲得由化學式1a表示的聚合物。 [化學式1a]
合成 實例 2
將9-甲基吖啶（19.3克，0.1莫耳）、9-芴酮（18克，0.1莫耳）、對甲苯磺酸單水合物（9.5克，0.05莫耳）以及1,4-二噁烷（98克）放置在燒瓶中，並且接著在100℃下攪拌12小時。當反應完成時，向其中添加己烷（100克）以萃取1,4-二噁烷，藉由使用乙腈和甲醇來去除在藉由使用乙腈和甲醇再結晶之後殘餘的單體，獲得由化學式2a表示的聚合物。 [化學式2a]
合成實例 3
將9-甲基吖啶（19.3克，0.1莫耳）、二苯甲酮（18.2克，0.1莫耳）、對甲苯磺酸單水合物（9.5克，0.05莫耳）以及1,4-二噁烷（98克）放置在燒瓶中，並且接著在100℃下攪拌12小時。當反應完成時，向其中添加己烷（100克）以萃取1,4-二噁烷，並且藉由使用乙腈和甲醇來去除在藉由使用乙腈和甲醇再結晶之後殘餘的單體，獲得由化學式3a表示的聚合物。 [化學式3a]
合成實例 4
將噻茚（Thianaphthene）（13.4克，0.1莫耳）、9-芴酮（18克，0.1莫耳）、對甲苯磺酸單水合物（9.5克，0.05莫耳）以及1,4-二噁烷（92克）放置在燒瓶中，並且接著在100℃下攪拌8小時。當反應完成時，向其中添加己烷（100克）以萃取1,4-二噁烷，並且去除在過濾藉由向其中添加甲醇而形成的沉澱之後殘餘的單體，獲得由化學式4a表示的聚合物。 [化學式4a]
合成實例 5
將苯並噻唑（13.5克，0.1莫耳）、9-芴酮（18克，0.1莫耳）、對甲苯磺酸單水合物（9.5克，0.05莫耳）以及1,4-二噁烷（91克）放置在燒瓶中，並且接著在100℃下攪拌14小時。當反應完成時，向其中添加己烷（100克）以萃取1,4-二噁烷，並且去除在過濾藉由向其中添加甲醇而形成的沉澱之後殘餘的單體，獲得由化學式5a表示的聚合物。 [化學式5a]
合成實例 6
將苯並噁唑（11.9克，0.1莫耳）、9-芴酮（18克，0.1莫耳）、對甲苯磺酸單水合物（9.5克，0.05莫耳）以及1,4-二噁烷（91克）放置在燒瓶中，並且接著在100℃下攪拌14小時。當反應完成時，向其中添加己烷（100克）以萃取1,4-二噁烷，並且藉由使用甲醇來去除在過濾藉由向其中添加甲醇而形成的沉澱之後殘餘的單體，獲得由化學式6a表示的聚合物。 [化學式6a]
合成實例 7
將吲唑（11.8克，0.1莫耳）、9-芴酮（18克，0.1莫耳）、對甲苯磺酸單水合物（9.5克，0.05莫耳）以及1,4-二噁烷（91克）放置在燒瓶中，並且接著在100℃下攪拌14小時。當反應完成時，向其中添加己烷（100克）以萃取1,4-二噁烷，並且藉由使用甲醇來去除在過濾藉由向其中添加甲醇而形成的沉澱之後殘餘的單體，獲得由化學式7a表示的聚合物。 [化學式7a]
合成實例 8
將7-氮雜吲哚（11.8克，0.1莫耳）、9-芴酮（18克，0.1莫耳）、對甲苯磺酸單水合物（9.5克，0.05莫耳）以及1,4-二噁烷（92克）放置在燒瓶中，並且在100℃下攪拌8小時。當反應完成時，向其中添加己烷（100克）以萃取1,4-二噁烷，並且藉由使用甲醇來去除在過濾藉由向其中添加甲醇而形成的沉澱之後殘餘的單體，獲得由化學式8a表示的聚合物。 [化學式8a]
合成實例 9
將噻茚（20.1克，0.15莫耳）、蒽酮（17.5克，0.09莫耳）、對甲苯磺酸單水合物（9.5克，0.05莫耳）以及1,4-二噁烷（152克）放置在燒瓶中，並且接著在100℃下攪拌8小時。當反應完成時，向其中添加己烷（100克）以萃取1,4-二噁烷，並且藉由使用甲醇來去除在過濾藉由向其中添加甲醇而形成的沉澱之後殘餘的單體，獲得由化學式9a表示的聚合物。 [化學式9a]
合成比較例 1
將9,9'-雙(4-羥苯基)芴（50.0克，0.143莫耳）、1,4-雙(甲氧基甲基)苯（23.7克，0.143莫耳）以及丙二醇單甲基醚乙酸酯（50克）放置在燒瓶中，製備溶液。接著，向溶液中添加硫酸二乙酯（1.10克，7.13毫莫耳），並且將混合物在100℃下攪拌24小時。當聚合完成時，將所得物在甲醇中沉澱以去除單體和低分子量物質，獲得由化學式10a表示的聚合物。 [化學式10a]
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（propylene glycol monomethylether acetate；PGMEA）和環己酮（7:3 (v/v)）的混合溶劑中，並且過濾溶液，製備硬罩幕組成物。取决於所要厚度，在按硬罩幕組成物的總重量計5.0重量%到15.0重量%的範圍內調節聚合物的重量。
實例 2
除使用合成實例2的聚合物代替合成實例1的聚合物以外，根據與實例1相同的方法來製備硬罩幕組成物。
實例 3
除使用合成實例3的聚合物代替合成實例1的聚合物以外，根據與實例1相同的方法來製備硬罩幕組成物。
實例 4
除使用合成實例4的聚合物代替合成實例1的聚合物以外，根據與實例1相同的方法來製備硬罩幕組成物。
實例 5
除使用合成實例5的聚合物代替合成實例1的聚合物以外，根據與實例1相同的方法來製備硬罩幕組成物。
實例 6
除使用合成實例6的聚合物代替合成實例1的聚合物以外，根據與實例1相同的方法來製備硬罩幕組成物。
實例 7
除使用合成實例7的聚合物代替合成實例1的聚合物以外，根據與實例1相同的方法來製備硬罩幕組成物。
實例 8
除使用合成實例8的聚合物代替合成實例1的聚合物以外，根據與實例1相同的方法來製備硬罩幕組成物。
實例 9
除使用合成實例9的聚合物代替合成實例1的聚合物以外，根據與實例1相同的方法來製備硬罩幕組成物。
比較例 1
除使用合成比較例1的聚合物代替合成實例1的聚合物以外，根據與實例1相同的方法來製備硬罩幕組成物。
評估
1
：
抗蝕刻性
將根據實例1到實例9以及比較例1的每一種硬罩幕組成物（聚合物含量：9.5%）旋塗式塗佈在圖案化的矽晶圓上。隨後，在400℃下對經過塗佈的晶圓進行熱處理持續120秒以形成薄膜，並且藉由使用由K-MAC製造的ST5000薄膜厚度計來測量薄膜的厚度。
隨後，藉由使用N2
/O2
混合氣體（50 mT/ 300 W/ 10O2
/ 50N2
）對薄膜進行乾式蝕刻持續60秒，並且再次測量薄膜的厚度。接著，根據計算方程式1藉由使用在乾式蝕刻前後的薄膜厚度和蝕刻時間來計算塊體蝕刻速率（bulk etch rate；BER）。
使用CFx氣體（100 mT/ 600 W/ 42CF4
/ 600Ar/ 15O2
）代替N2
/O2
混合氣體來對薄膜進行乾式蝕刻持續120秒，並且根據計算方程式1計算蝕刻速率。 [計算方程式1] 塊體蝕刻速率（BER）= (薄膜初始厚度-蝕刻後薄膜厚度)/蝕刻時間（埃/秒）
結果提供在表1中。 [表1]
參考表1，與由根據比較例1的硬罩幕組成物形成的薄膜相比較，分別由根據實例1到實例9的硬罩幕組成物形成的每一薄膜展示關於N2
/O2
混合氣體和CFx氣體的較低蝕刻速率。
因此，與由根據比較例1的硬罩幕組成物形成的薄膜相比較，根據實例1到實例9的硬罩幕組成物展示高抗蝕刻性。
評估
2
：
平坦化特徵
將根據實例1到實例9以及比較例1的每一硬罩幕組成物（聚合物含量：5%）旋塗式塗佈在圖案化的矽晶圓上，並且接著在400℃下熱處理120秒，並且檢查薄膜的平坦化特徵。
根據計算方程式2藉由由用SEM觀察到的圖案的橫截面圖像測量硬罩幕層的厚度來使平坦化特徵數字化，並且結果極好，這是因爲圖1中的高度h1與高度h2之間的差異越小，平坦化特徵越好。
結果提供在表2中。 [表2]
參考表2，與由根據比較例1的硬罩幕組成物形成的薄膜相比較，分別由根據實例1到實例9的硬罩幕組成物形成的每一薄膜展示根據計算方程式2的較低平坦化特徵測量值，並且因此展示極好的平坦化特徵。
評估
3
：
耐熱性
將根據實例1到實例9以及比較例1的每一硬罩幕組成物（10.0重量%）旋塗式塗佈在矽晶圓上，並且接著在240℃下熱處理1分鐘，並且藉由使用由K-MAC製造的薄膜厚度計來測量薄膜的厚度。在400℃下再次對薄膜進行熱處理持續2分鐘，並且再次測量薄膜的厚度。使用兩種溫度下的薄膜厚度來根據計算方程式3計算薄膜的厚度減小率，並且因此使硬罩幕膜的相對耐熱性數字化。
結果提供在表3中。 [計算方程式3] 薄膜的厚度減小率= (在240℃下烘烤的薄膜的厚度-在400℃下烘烤的薄膜的厚度)/(在240℃下烘烤的薄膜的厚度) × 100（%） [表3]
參考表3，與由根據比較例1的硬罩幕組成物形成的薄膜相比較，分別由根據實例1到實例9的硬罩幕組成物形成的每一薄膜展示在400℃下熱處理期間的較小厚度減小率。
因此，與根據比較例1的硬罩幕組成物相比較，根據實例1到實例9的硬罩幕組成物是高度交聯的，並且展示在400℃下的高耐熱性。
雖然已經結合目前視爲實用示例性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，而是相反，打算涵蓋包含於所附申請專利範圍的精神和範圍內的各種修改和等效布置。
h1、h2‧‧‧高度
圖1是說明評估平坦化特徵的視圖。
h1、h2‧‧‧高度
Claims (12)
- 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：
- 如申請專利範圍第1項所述的有機層組成物，其中所述雜原子是氮、氧、硫、碲或硒。
- 如申請專利範圍第1項所述的有機層組成物，其中所述A是由族群2中選出的經取代或未經取代的環基：
- 如申請專利範圍第1項所述的有機層組成物，其中所述聚合物包括由化學式1-1到化學式1-8表示的結構單元中的一種：[化學式1-1]
- 如申請專利範圍第1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是500到20,000。
- 如申請專利範圍第1項所述的有機層組成物，其中按所述有機層組成物的總量計，所述聚合物以0.1重量%到50重量%的量包含在內。
- 一種有機層，藉由使如申請專利範圍第1項所述的有機層組成物固化來獲得。
- 如申請專利範圍第7項所述的有機層，其中所述有機層包括硬罩幕層。
- 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1項所述的有機層組成物，對所述有機層組成物進行熱處理以形成硬罩幕層，在所述硬罩幕層上形成含矽薄層，在所述含矽薄層上形成光阻層，使所述光阻層曝光以及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以及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。
- 如申請專利範圍第9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式塗佈法來塗覆。
- 如申請專利範圍第9項所述的形成圖案的方法，所述形成圖案的方法更包括在形成所述光阻層之前形成底部抗反射塗層。
- 如申請專利範圍第9項所述的形成圖案的方法，其中所述熱處理在100℃到500℃下進行。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20150081961 | 2015-06-10 | ||
| KR1020160038560A KR101895908B1 (ko) | 2015-06-10 | 2016-03-30 | 중합체, 유기막 조성물, 및 패턴형성방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201643204A TW201643204A (zh) | 2016-12-16 |
| TWI602845B true TWI602845B (zh) | 2017-10-21 |
Family
ID=57734465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW105117785A TWI602845B (zh) | 2015-06-10 | 2016-06-06 | 聚合物、有機層組成物、有機層以及形成圖案的方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101895908B1 (zh) |
| TW (1) | TWI602845B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110546570B (zh) * | 2017-04-25 | 2023-07-25 | 日产化学株式会社 | 使用了芴化合物的抗蚀剂下层膜形成用组合物 |
| KR102116294B1 (ko) * | 2017-09-29 | 2020-05-29 | 삼성에스디아이 주식회사 | 중합체, 유기막 조성물, 및 패턴 형성 방법 |
| KR102278459B1 (ko) * | 2018-08-21 | 2021-07-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 중합체, 유기막 조성물 및 패턴 형성 방법 |
| KR102343221B1 (ko) * | 2018-12-28 | 2021-12-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 중합체, 하드마스크 조성물 및 패턴 형성 방법 |
| KR20230058409A (ko) * | 2020-09-03 | 2023-05-03 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피 장치용 펠리클 멤브레인 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2444431A4 (en) * | 2009-06-19 | 2013-12-25 | Nissan Chemical Ind Ltd | Carbazole novolak resin |
| KR20130026912A (ko) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | 제일모직주식회사 | 하드마스크 조성물, 이를 사용한 패턴 형성 방법 및 상기 패턴을 포함하는 반도체 집적회로 디바이스 |
| JP6084986B2 (ja) * | 2011-12-30 | 2017-02-22 | チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド | ハードマスク組成物用モノマー、前記モノマーを含むハードマスク組成物および前記ハードマスク組成物を用いたパターン形成方法 |
| JP6137486B2 (ja) * | 2012-02-01 | 2017-05-31 | 日産化学工業株式会社 | 複素環を含む共重合樹脂を含むレジスト下層膜形成組成物 |
-
2016
- 2016-03-30 KR KR1020160038560A patent/KR101895908B1/ko active Active
- 2016-06-06 TW TW105117785A patent/TWI602845B/zh active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Charton, Julie,"Conversion of Sterically Hindered Diacylated 1,2-Phenylenediamines into 2-Substituted Benzimidazoles", Chemical & Pharmaceutical Bulletin ,Vol.53(5),31 May 2005,page 492-497 * |
| Otto, P. Ph. H. L,"Pyridine derivatives. CVII. Synthesis and reactions of diphenyl-β-pyridylchloromethane; formation of a diphenyl-β-pyridylmethyl radical", Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas et de la Belgique,Vol.77,30 September 1958,page 345-353 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201643204A (zh) | 2016-12-16 |
| KR101895908B1 (ko) | 2018-10-24 |
| KR20160145480A (ko) | 2016-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI609030B (zh) | 聚合物、有機層組成物及形成圖案的方法 | |
| TWI619739B (zh) | 聚合物、有機層組成物、有機層以及形成圖案的方法 | |
| TWI667547B (zh) | 聚合物、有機層組成物及圖案形成方法 | |
| TWI596132B (zh) | 聚合物、有機層組成物以及形成圖案的方法 | |
| TWI637975B (zh) | 聚合物、有機層組成物以及形成圖案的方法 | |
| TWI653254B (zh) | 聚合物、有機層組成物以及形成圖案的方法 | |
| TWI597321B (zh) | 有機層組成物以及形成圖案的方法 | |
| TWI639056B (zh) | 有機層組成物及圖案形成方法 | |
| TWI602845B (zh) | 聚合物、有機層組成物、有機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 | |
| TW201619233A (zh) | 聚合物、有機層組合物、有機層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 | |
| CN106243326A (zh) | 聚合物、有机层组成物、有机层以及形成图案的方法 | |
| TWI641913B (zh) | 聚合物、有機層組成物與形成圖案之方法 | |
| TWI598379B (zh) | 聚合物、有機層組合物以及形成圖案的方法 | |
| KR101976016B1 (ko) | 중합체, 유기막 조성물 및 패턴형성방법 | |
| CN105884685B (zh) | 单体、有机层组合物、有机层以及形成图案的方法 | |
| KR20180065652A (ko) | 화합물, 유기막 조성물, 및 패턴형성방법 |