单体、聚合物、有机层组成物、有机层及形成图案的方法
【专利说明】
[0001] 本申请案主张2014年11月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请案第 10-2014-0164607号和2015年7月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请案第 10-2015-0109027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。
技术领域
[0002] 本发明公开新颖单体和聚合物。本发明公开包含用于有机层的化合物（即单体、 聚合物或其组合）的有机层组成物、由有机层组成物制造的有机层以及使用有机层组成物 形成图案的方法。
【背景技术】
[0003] 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；在材料层上涂布光刻胶层；使光刻胶层曝光并且显影以提供光刻胶图案；以及使用 光刻胶图案作为掩模来蚀刻材料层。现如今，根据待形成的图案的较小尺寸，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 成被称作硬掩模层的层来得到精细图案。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，硬掩模层需要具有如耐热性和耐蚀刻 性等的特征以在多种蚀刻工艺期间具有耐受性。另一方面，最近已经提出通过旋涂法代替 化学气相沉积来形成硬掩模层。旋涂法易于进行且还可以改善间隙填充特征和平坦化特 征。当必需使用多个图案来获得精细图案时，需要在无空隙下用层填充图案的间隙填充特 征。另外，当衬底具有凸块或作为衬底的晶片具有图案密集区和无图案区两者时，需要用较 低层使层表面平坦化的平坦化特征。需要研发符合所述特征的有机层材料。
【发明内容】
[0004] 一个实施例提供一种同时确保耐蚀刻性和平坦化特征的单体。
[0005] 另一个实施例提供一种同时确保耐蚀刻性和平坦化特征的聚合物。
[0006] 又一个实施例提供一种包含单体、聚合物或其组合的用于有机层的化合物的有机 层组成物。
[0007] 再另一个实施例提供一种同时确保耐蚀刻性和平坦化特征的有机层。
[0008] 另一个实施例提供一种使用所述有机层组成物形成图案的方法。
[0009] 根据一个实施例，提供一种由化学式1表示的单体。
[0010] [化学式1]
[0011]
[0012」 子:tv i τ，
[0013] A1、A2、A3、A4以及A 5各自独立地是经取代或未经取代的芳环基，
[0014] X1、X2、X3以及X 4各自独立地是羟基、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，
[0015] C1、C2、C3、C4、D1、D 2、D3、D4、E1、E2、E 3以及E 4各自独立地是氢原子、羟基、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，以及
[0016] a、b以及c各自独立地是0或1。
[0017] 在化学式1中，六1^^4以及厶5可以各自独立地是群组1中列出的经取代或未 经取代的芳环基。
[0018] [群组 1]
[0019]
[0020] 在群组1中，
[0021] Z1是单键、经取代或未经取代的Cl到C20亚烷基、经取代或未经取代的C3到C20 亚环烷基、经取代或未经取代的C6到C20亚芳基、经取代或未经取代的C2到C20亚杂芳基、 经取代或未经取代的C2到C20亚烯基、经取代或未经取代的C2到C20亚炔基、C = 0、NRa、 氧（〇)、硫（S)或其组合，其中Ra是氢、经取代或未经取代的Cl到CIO烷基、经取代或未经 取代的C6到C20亚芳基、经取代或未经取代的C2到C20亚杂芳基、卤素原子或其组合，以 及
[0022] Z3到Z 18独立地是C = 0、NRa、氧（0)、硫（S)、CRbR。或其组合，其中R3j R。各自独 立地是氢、经取代或未经取代的C1到C10烷基、经取代或未经取代的C6到C20亚芳基、经 取代或未经取代的C2到C20亚杂芳基、卤素原子、含卤素的基团或其组合。
[0023] 在化学式1中，X1和X 2中的至少一个可以是羟基。
[0024] 在化学式1中，a、b以及c可以是1，并且X3和X 4中的至少一个可以是羟基。
[0025] 在化学式1中，a可以是0, b和c可以是1，并且X3和X 4中的至少一个可以是羟 基。
[0026] 在化学式1中，C1、D1以及E 1中的至少一个可以是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芳基或其组合，并且C 2、D2以及E 2中的至少一个可以 是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芳基或其组合。
[0027] 在化学式1中，a、b以及c可以是1，C3、D3以及E 3中的至少一个可以是经取代或 未经取代的C1到C30烷基、经取代或未经取代的C6到C30芳基或其组合，并且C 4、D4以及 E4中的至少一个可以是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 芳基或其组合。
[0028] 在化学式1中，c可以是1，A1、A2以及A 3中的至少一个可以是经1个或2个或更 多个甲氧基（-〇ch3)或乙氧基（_0C2H5)取代的芳环基。
[0029] 在化学式1中，a、b以及c可以是1，A4和A 5中的至少一个可以是经1个或2个或 更多个甲氧基（_〇CH3)或乙氧基（_0C 2H5)取代的芳环基。
[0030] 单体的分子量可以是约800到约5000。
[0031] 根据另一个实施例，提供一种由化学式2表示的聚合物。
[0032] [化学式2]
[0033]
[003、 …，
[0035] A1、A2、A3、A4以及A 5各自独立地是经取代或未经取代的芳环基，
[0036] X1、X2、X3以及X 4各自独立地是羟基、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，
[0037] C1、C2、C3、C4、D1、D 2、D3、D4、E1、E2、E 3以及E 4各自独立地是氢原子、羟基、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，
[0038] a、b以及c各自独立地是0或1，以及 [0039] η是1到500的整数。
[0040] 在化学式2中，六1^^4以及八5可以各自独立地是群组1中列出的经取代或未 经取代的芳环基。
[0041] 在化学式2中，X1和X 2中的至少一个可以是羟基。
[0042] 在化学式2中，a可以是0, b和c可以是1，并且X3和X 4中的至少一个可以是羟 基。
[0043] 在化学式2中，C1、D1以及E 1中的至少一个可以是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芳基或其组合，并且C 2、D2以及E 2中的至少一个可以 是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芳基或其组合。
[0044] 在化学式2中，a可以是0, b和c可以是1，C3、D3以及E 3中的至少一个可以是经 取代或未经取代的Cl到C30烷基、经取代或未经取代的C6到C30芳基或其组合，并且C4、 D4以及E 4中的至少一个可以是经取代或未经取代的Cl到C30烷基、经取代或未经取代的 C6到C30芳基或其组合。
[0045] 在化学式2中，a可以是0，b和c可以是1，41、42、六 3以及八4中的至少一个可以是 经1个或2个或更多个甲氧基（_0CH3)或乙氧基（_0C 2H5)取代的芳环基。
[0046] 聚合物的重量平均分子量可以是约1，000到约200, 000。
[0047] 根据另一个实施例，有机层组成物包含用于有机层的化合物和溶剂