有机层组合物、有机层以及形成图案的方法技术

本发明专利技术涉及有机层组合物，所述有机层组合物包含具有经取代或未经取代的芴结构的聚合物、由下述化学式1表示的添加剂、以及溶剂；通过固化所述有机层组合物形成的有机层；以及使用所述有机层组合物形成图案的方法。所述有机层组合物能够改善间隙填充特征和平坦化特征以及耐蚀刻性。化学式1中各符号的定义与实施方式中所定义相同。

【技术实现步骤摘要】
相关申请案的交叉引用本申请主张2015年4月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请案第10-2015-0054584号以及2015年10月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请案第10-2015-0139229号的优先权和权益，所述专利申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
本专利技术公开一种有机层组合物，一种使用所述有机层组合物制造的有机层，以及一种使用所述有机层组合物形成图案的方法。
技术介绍
最近，根据电子装置的尺寸减小(小型化)和复杂性的高集成度设计已加速较高级材料和其相关工艺的发展，并且因此，使用常规光致抗蚀剂的光刻也需要新型图案化材料和技术。在图案化工艺中，称为硬掩模层的有机层可以作为硬夹层而形成，以便将光致抗蚀剂的精细图案向下转移到衬底上的足够深度而不使衬底破裂。硬掩模层发挥夹层的作用，将光致抗蚀剂的精细图案通过选择性蚀刻工艺转移到材料层。因此，硬掩模层需要如耐热性、耐蚀刻性等特征以承受多种蚀刻工艺。另一方面，最近已提出旋涂法代替化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)法来形成硬掩模层。旋涂法可能不仅易于进行，而且改善间隙填充特征和平坦化特征。一般而言，因为耐热性和耐蚀刻性与旋涂特征具有权衡关系，所以需要满足全部特征的有机层材料。
技术实现思路
一个实施例提供一种能够改善间隙填充特征和平坦化特征以及耐蚀刻性的有机层组合物。另一个实施例提供一种具有经改善的耐蚀刻性和膜平坦性的有机层。又一个实施例提供一种使用所述有机层组合物形成图案的方法。根据一个实施例，有机层组合物包含具有经取代或未经取代的芴结构的聚合物、由化学式1表示的添加剂以及溶剂。[化学式1]在化学式1中，k、m以及n各自独立地是0或1，并且k、m以及n的总和是2或3，当k+m+n＝3时，X是CH或氮(N)，当k+m+n＝2时，X是直接键、-(CqH2q)-、-(CtRw2t)-、氧(O)、硫(S)或-S(O2)-，其中q以及t各自独立地是1到5的整数，并且Rw是经取代或未经取代的C1到C20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、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、经取代或未经取代的C2到C20烯基或其组合，以及R、R′以及R”各自独立地是氢、羟基、经取代或未经取代的C3到C30单价环基、经取代或未经取代的C1到C30单价直链基团或其组合。添加剂可以由化学式2-1或化学式2-2表示。[化学式2-1]在化学式2-1中，Xa是-CH-或氮(N)，R1a到R15a各自独立地是氢、羟基或由化学式A到化学式C中的一个表示的基团。R1a到R5a中的至少一个、R6a到R10a中的至少一个以及R11a到R15a中的至少一个各自独立地是由化学式A到化学式C中的一个表示的基团。[化学式A]*-(CH2)a-Y0-Y1[化学式B][化学式C]*-CRxRyRz在化学式A到化学式C中，a和b各自独立地是介于0到10范围内的整数，c和d各自独立地是介于1到10范围内的整数，Y0是氧、硫或-S(O2)-，Y1和Y2各自独立地是氢、经取代或未经取代的C1到C20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、经取代或未经取代的C2到C20烯基或其组合，Rx到Rz各自独立地是氢、羟基、经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C1到C20烷氧基、经取代或未经取代的C6到C30芳基或其组合，以及*是连接点。[化学式2-2]在化学式2-2中，Xa是-CH-或氮(N)，R1到R3各自独立地是由化学式A到化学式C中的一个表示的基团。在化学式2-1中，R1a到R5a中的至少一个、R6a到R10a中的至少一个以及R11a到R15a中的至少一个可以各自独立地是由化学式A表示的基团。在化学式A中，a可以是1，Y0可以是氧，并且Y1可以是经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C2到C20烯基或其组合。添加剂可以由化学式3-1或化学式3-2表示。[化学式3-1]在化学式3-1中，Xb是直接键、-(CqH2q)-、-(CtRw2t)-、氧(O)、硫(S)或-S(O2)-，其中q以及t各自独立地是1到5的整数，并且Rw是经取代或未经取代的C1到C20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、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、经取代或未经取代的C2到C20烯基或其组合，以及R1b到R10b各自独立地是氢、羟基或由化学式A到化学式C中的一个表示的基团。[化学式A]*-(CH2)a-Y0-Y1[化学式B][化学式C]*-CRxRyRz在化学式A到化学式C中，a和b各自独立地是介于0到10范围内的整数，c和d各自独立地是介于1到10范围内的整数，Y0是氧、硫或-S(O2)-，Y1和Y2各自独立地是氢、经取代或未经取代的C1到C20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、经取代或未经取代的C2到C20烯基或其组合，Rx到Rz各自独立地是氢、羟基、经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C1到C20烷氧基、经取代或未经取代的C6到C30芳基或其组合，以及*是连接点。[化学式3-2]R1-Xb-R2在化学式3-2中，Xb是直接键、-(CqH2q)-、-(CtRw2t)-、氧(O)、硫(S)或-S(O2)-，其中q以及t各自独立地是1到5的整数，并且Rw是经取代或未经取代的C1到C20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、C1到C20杂烷基、经取代或未经取代的C2到C30杂环烷基、经取代或未经取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机层组合物，其包括：包括经取代或未经取代的芴结构的聚合物，由化学式1表示的添加剂，以及溶剂：[化学式1]其中，在化学式1中，k、m以及n各自独立地是0或1，并且k、m以及n的总和是2或3，当k+m+n＝3时，X是CH或氮，当k+m+n＝2时，X是直接键、‑(CqH2q)‑、‑(CtRw2t)‑、氧、硫或‑S(O2)‑，其中q以及t各自独立地是1到5的整数，并且Rw是经取代或未经取代的C1到C20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、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、经取代或未经取代的C2到C20烯基或其组合，以及R、R′以及R”各自独立地是氢、羟基、经取代或未经取代的C3到C30单价环基、经取代或未经取代的C1到C30单价直链基团或其组合。

【技术特征摘要】
2015.04.17 KR 10-2015-0054584;2015.10.02 KR 10-2011.一种有机层组合物，其包括：包括经取代或未经取代的芴结构的聚合物，由化学式1表示的添加剂，以及溶剂：[化学式1]其中，在化学式1中，k、m以及n各自独立地是0或1，并且k、m以及n的总和是2或3，当k+m+n＝3时，X是CH或氮，当k+m+n＝2时，X是直接键、-(CqH2q)-、-(CtRw2t)-、氧、硫或-S(O2)-，其中q以及t各自独立地是1到5的整数，并且Rw是经取代或未经取代的C1到C20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、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、经取代或未经取代的C2到C20烯基或其组合，以及R、R′以及R”各自独立地是氢、羟基、经取代或未经取代的C3到C30单价环基、经取代或未经取代的C1到C30单价直链基团或其组合。2.根据权利要求1所述的有机层组合物，其中所述添加剂由化学式2-1或化学式2-2表示：[化学式2-1]其中，在化学式2-1中，Xa是-CH-或氮，R1a到R15a各自独立地是氢、羟基或由化学式A到化学式C中的一个表示的基团，以及R1a到R5a中的至少一个、R6a到R10a中的至少一个以及R11a到R15a中的至少一个各自独立地是由化学式A到化学式C中的一个表示的基团，[化学式A]*-(CH2)a-Y0-Y1[化学式B][化学式C]*-CRxRyRz其中，在化学式A到化学式C中，a和b各自独立地是介于0到10范围内的整数，c和d各自独立地是介于1到10范围内的整数，Y0是氧、硫或-S(O2)-，Y1和Y2各自独立地是氢、经取代或未经取代的C1到C20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、经取代或未经取代的C2到C20烯基或其组合，Rx到Rz各自独立地是氢、羟基、经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C1到C20烷氧基、经取代或未经取代的C6到C30芳基或其组合，以及*是连接点，[化学式2-2]其中，在化学式2-2中，Xa是-CH-或氮，以及R1到R3各自独立地是由化学式A到化学式C中的一个表示的基团。3.根据权利要求2所述的有机层组合物，其中在化学式2-1中，R1a到R5a中的至少一个、R6a到R10a中的至少一个以及R11a到R15a中的至少一个各自独立地是由化学式A表示的基团。4.根据权利要求3所述的有机层组合物，其中在化学式A中，a是1，Y0是氧，以及Y1是经取代或未经取代的C1到C20烷基、经取代或未经取代的C2到C20烯基或其组合。5.根据权利要求1所述的有机层组合物，其中所述添加剂由化学式3-1或化学式3-2表示：[化学式3-1]其中，在化学式3-1中，Xb是直接键、-(CqH2q)-、-(CtRw2t)-、氧、硫或-S(O2)-，其中q以及t各自独立地是1到5的整数，并且Rw是经取代或未经取代的C1到C20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、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、经取代或未经取代的C2到C20烯基或其组合，以及R1b到R10b各自独立地是氢、羟基或由化学式A到化学式C中的一个表示的基团，[化学式A]*-(CH2)a-Y0-Y1[化学式B][化学式C]*-CRxRyRz其中，在化学式A到化学式C中，a和b各自独立地是介于0到10范围内的整数，c和d各自独立地是介于1到10范围内的整数，Y0是氧、硫或-S(O2)-，Y1和Y2各自独立地是氢、经取代或未经取代的C1到C20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C...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜善惠，南沇希，金旼秀，豆米尼阿·拉特维，朴惟廷，宋炫知，梁善暎，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR