聚合物、有机层组合物、有机层以及形成图案的方法技术

本发明专利技术公开一种聚合物、有机层组合物、有机层以及形成图案的方法，具体公开由化学式1表示的部分的聚合物、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。化学式1表示如下，其中，在化学式1中，A1和A2各自独立地是衍生自含氮原子的芳环基团的二价基团，A3和A4各自独立地是由化学式2表示的二价基团，n是0或1，以及‘*’指示化合物或化合物的部分的连接点。可以提供具有改善的溶解性、耐蚀刻性以及储存稳定性的有机层材料。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请主张2014年11月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2014-0169131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。
本专利技术公开一种聚合物、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
近来，半导体工业已开发具有数纳米至数十纳米尺寸图案的超精细技术。所述超精细技术本质上需要有效平版印刷(lithographic)技术。典型平版印刷技术包含在半导体衬底上提供材料层；在其上涂布光致抗蚀剂层；将其曝光和显影以提供光致抗蚀剂图案；以及使用光致抗蚀剂图案作为掩模来蚀刻材料层。如今，根据待形成图案小型化，难以仅通过上述典型平版印刷技术提供具有极好轮廓的精细图案。因此，可以在材料层与光致抗蚀剂层之间形成称为硬掩模层的层以得到精细图案。硬掩模层发挥中间层的作用，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，硬掩模层需要具有如耐热性和耐蚀刻性等在多个蚀刻工艺期间耐受的特征。另一方面，近来已建议通过旋涂法代替化学气相沉积形成硬掩模层。旋涂法容易进行，并且也可以改善间隙填充特征和平坦化特征。然而，旋涂法需要溶剂的可溶性。需要开发满足硬掩模层特征的有机层材料。
技术实现思路
一个实施例提供一种同时确保溶剂可溶性、耐蚀刻性以及储存稳定性的聚合物。另一个实施例提供一种包含所述聚合物的有机层组合物。又一个实施例提供一种同时确保耐蚀刻性以及平坦化特征的有机层。再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，提供一种包含由化学式1表示的部分的聚合物。[化学式1]在化学式1中，A1和A2各自独立地是衍生自含氮原子的芳环基团的二价基团，A3和A4各自独立地是由化学式2表示的二价基团，以及n是0或1。氮原子与经取代或未经取代的C1到C30烷基、被至少一个氧原子(-O-)间断开的经取代或未经取代的C1到C30烷基、含羰基(-C(＝O)-)的基团或其组合键结。[化学式2]在化学式2中，X1和X2各自独立地是经取代或未经取代的C6到C30芳基，以及X3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含氮原子的芳环基团可以是群组1中列出的化合物中的一个。[群组1]在群组1中，R1、R2以及R3独立地是经取代或未经取代的C1到C30烷基、被至少一个氧原子(-O-)间断开的经取代或未经取代的C1到C30烷基、含羰基(-C(＝O)-)的基团或其组合，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，以及a、b、c、d、e以及f各自独立地是0到2的整数。R1、R2以及R3可以是包含至少三个碳的基团。R1、R2以及R3可以是由化学式3到化学式6中的一个表示的基团。[化学式3]-(CkH2k+1)[化学式4][化学式5][化学式6]在化学式3到化学式6中，k、m以及t各自独立地是介于1到10范围内的整数。在化学式3中，k可以是3到10的整数。在化学式6中，-(CkH2k+1)可以是叔丁基。在化学式2中，X1和X2可以各自独立地是衍生自群组2中列出的化合物中的一个的单价基团，并且X3可以是衍生自群组2中列出的化合物中的一个的二价基团。[群组2]在化学式2中，X1、X2以及X3中的至少一个可以是衍生自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、经取代或未经取代的苯并芘、经取代或未经取代的蔻或其组合的基团。聚合物可以包含由化学式1-1到化学式1-4中的一个表示的重复单元结构。[化学式1-1][化学式1-2][化学式1-3][化学式1-4]在化学式1-1到化学式1-4中，R4和R5各自独立地是经取代或未经取代的C1到C30烷基、被至少一个氧原子(-O-)间断开的经取代或未经取代的C1到C30烷基、含羰基(-C(＝O)-)的基团或其组合，Z11到Z22各自独立地是羟基(-OH)、甲氧基(-OCH3)、乙氧基(-OC2H5)、卤素(-F、-Cl、-Br或-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，n11到n22各自独立地是0到2的整数，以及n0是2到300的整数。聚合物的重量平均分子量可以是约1,000到约200,000。根据另一个实施例，提供一种包含所述聚合物和溶剂的有机层组合物。以所述有机层组合物的总量计，所述聚合物可以约0.1重量％到约30重量％的量存在。根据又一个实施例，提供一种通过固化所述有机层组合物获得的有机层。根据另一个实施例，形成图案的方法包含在衬底上提供材料层，在所述材料层上施用所述有机层组合物，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致抗蚀剂层，将所述光致抗蚀剂层曝光和显影以形成光致抗蚀剂图案，使用所述光致抗蚀剂图案选择性去除所述含硅薄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。所述有机层组合物可以使用旋涂法来施用。所述有机层可以通过在约100℃到约500℃下热处理形成。所述方法可以还包含在形成所述光致抗蚀剂层之前形成底部抗反射涂层(bottomantireflectivecoating，BARC)。所述含硅薄层可以包含SiCN、SiOC、SiON、SiOCN、SiC、SiN或其组合。可以提供具有改善的溶解性、耐蚀刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物，其特征在于，包含由化学式1表示的部分：[化学式1]其中，在化学式1中，A1和A2各自独立地是衍生自含氮原子的芳环基团的二价基团，A3和A4各自独立地是由化学式2表示的二价基团，n是0或1，以及‘*’指示化合物或化合物的部分的连接点，限制条件是所述含氮原子的芳环基团的氮原子与经取代或未经取代的C1到C30烷基、被至少一个氧原子间断开的经取代或未经取代的C1到C30烷基、含羰基的基团或其组合键结，[化学式2]其中，在化学式2中，X1和X2各自独立地是经取代或未经取代的C6到C30芳基，X3是经取代或未经取代的C6到C50亚芳基，以及‘*’指示化合物或化合物的部分的连接点。

【技术特征摘要】
2014.11.28 KR 10-2014-01691311.一种聚合物，其特征在于，包含由化学式1表示的部分：
[化学式1]
其中，在化学式1中，
A1和A2各自独立地是衍生自含氮原子的芳环基团的二价基团，
A3和A4各自独立地是由化学式2表示的二价基团，
n是0或1，以及
‘*’指示化合物或化合物的部分的连接点，
限制条件是所述含氮原子的芳环基团的氮原子与经取代或未经取代的C1到C30烷基、被
至少一个氧原子间断开的经取代或未经取代的C1到C30烷基、含羰基的基团或其组合键结，
[化学式2]
其中，在化学式2中，
X1和X2各自独立地是经取代或未经取代的C6到C30芳基，
X3是经取代或未经取代的C6到C50亚芳基，以及
‘*’指示化合物或化合物的部分的连接点。
2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，所述含氮原子的芳环基团足群组1中列
出的化合物中的一个：
[群组1]
其中，在群组1中，
R1、R2以及R3独立地是经取代或未经取代的C1到C30烷基、被至少一个氧原子间断开
的经取代或未经取代的C1到C30烷基、含羰基的基团或其组合，
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，以及
a、b、c、d、e以及f各自独立地是0到2的整数。
3.根据权利要求2所述的聚合物，其特征在于，R1、R2以及R3是包含至少三个碳的基
团。
4.根据权利要求2所述的聚合物，其特征在于，R1、R2以及R3是由化学式3到化学式6
中的一个表示的基团：
[化学式3]
-(CkH2k+1)
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
其中在化学式3到化学式6中，
k、m以及t各自独立地是介于1到10范围内的整数。
5.根据权利要求4所述的聚合物，其特征在于，在化学式3中，k是3到10的整数。
6.根据权利要求4所述的聚合物，其特征在于，在化学式6中，-(CkH2k+1)是叔丁基。
7.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，在化学式2中，X1和X2各自独立地是
衍生自群组2中列出的化合物中的一个的单价基团，并且X3是衍生自群组2中列出的化合物
中的一个的二价基团：
[群组2]
8.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于，在化学式...

【专利技术属性】
技术研发人员：文秀贤，权孝英，金昇炫，南宫烂，豆米尼阿·拉特维，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