单体、聚合物、有机层组成物、有机层及形成图案的方法_3

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[0097] 所述聚合物具有在两个经取代或未经取代的芳环基之间的包含季碳的结构。所述 聚合物在重复单元中包含季碳并且示出了改善的溶解性,因此,可以在旋涂法中更好地施 用。
[0098] 由于当在高温下固化时,上述反应流程1中所示的官能团去除反应可以在聚合物 中发生,所以其形成的有机层可以具有极好的层密度。
[0099] 在化学式2中,由X\X2、X3以及X4表示的官能团和由C^C'C'C'D^D'D'D 4、 E1、E2、E3以及E 4表示的官能团可以通过在高温下固化所述聚合物而消除或环化。
[0100] 举例来说,化学式2中X1和X 2中的至少一个可以是羟基,并且当a是0并且b和 c是1时,X3和X 4中的至少一个可以是羟基,但不限于此。
[0101] 举例来说,在化学式2中,C^D1和E1中的至少一个可以是经取代或未经取代的C1 至|J C30烷基、经取代或未经取代的C6到C30芳基或其组合,C2、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,在 化学式2中,当a是0并且b和c是1时,C 3、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E 4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,但不限于此。
[0102] 所述聚合物可以由于芳环基而具有更加改善的耐蚀刻性。
[0103] 举例来说,在化学式2中,表示经取代或未经取代的芳环基的A1、A2、A 3、A4以及A 5 可以各自独立地由群组1中列出的基团中选出。
[0104] 举例来说,在化学式2中,当a是0并且b和c是1时,A\A2、A3以及A 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(_0C2H5)取代的芳环基。
[0105] 聚合物的重量平均分子量可以是约1,000到约200, 000。当聚合物的重量平均分 子量在所述范围内时,包含所述聚合物的有机层组成物(例如硬掩模组成物)可以通过调 节碳含量和在溶剂中的溶解度而优化。
[0106] 根据一个实施例,有机层组成物包含由所述单体、所述聚合物或其组合中选出的 用于有机层的化合物和溶剂。
[0107] 溶剂可以是对用于有机层的化合物具有足够可溶性或分散度的任何溶剂并且可 以是例如由以下各物中选出的至少一个: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)单甲基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、环 己酮、乳酸乙酯、γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲基吡咯烷酮、甲基 吡咯烷酮、乙酰丙酮以及3-乙氧基丙酸乙酯。
[0108] 以有机层组成物的总量计,可以包含约0. 1重量%到约30重量%的量的用于有机 层的化合物。当包含所述范围内的用于有机层的化合物时,可以控制有机层的厚度、表面粗 糙度以及平坦化。
[0109] 有机层组成物可以还包含表面活性剂、交联剂、热酸产生剂、光酸产生剂、塑化剂 等的添加剂。
[0110] 表面活性剂可以包含例如烷基苯磺酸盐、烷基吡啶鑰盐、聚乙二醇或季铵盐,但并 不限于此。
[0111] 交联剂可以是例如三聚氰胺类、经取代的脲类或其聚合物类试剂。优选地,具有至 少两个交联形成取代基的交联剂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、甲氧基甲基化苯并胍胺、丁氧 基甲基化苯并胍胺、甲氧基甲基化脲、丁氧基甲基化脲、甲氧基甲基化硫脲或甲氧基甲基化 硫脈等。
[0112] 热酸产生剂可以是例如酸性化合物,如对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、对甲苯磺酸吡啶 鑰、水杨酸、磺基水杨酸、柠檬酸、苯甲酸、羟基苯甲酸、萘甲酸等或/和2,4,4,6_四溴环己 二烯酮、安息香甲苯磺酸酯、2-硝基苯甲基甲苯磺酸酯、其它有机磺酸烷基酯等,但不限于 此。
[0113] 光酸产生剂可以是三氟甲磺酸三苯基硫鑰、锑酸三苯基硫鑰、三氟甲磺酸二苯基 碘鑰、锑酸二苯基碘鑰、三氟甲磺酸甲氧基二苯基碘鑰、三氟甲磺酸二叔丁基二苯基碘鑰、 磺酸2,6-二硝基苯甲酯、连苯三酚三(烷基磺酸酯)、N-羟基丁二酰亚胺三氟甲磺酸酯、 降冰片烯-二甲酰亚胺-三氟甲磺酸酯、九氟丁磺酸三苯基硫鑰、九氟丁磺酸二苯基碘鑰、 九氟丁磺酸甲氧基二苯基碘鑰、九氟丁磺酸二叔丁基二苯基碘鑰、N-羟基丁二酰亚胺九氟 丁磺酸酯、降冰片烯-二甲酰亚胺-九氟丁磺酸酯、全氟丁烷磺酸三苯基硫鑰、全氟辛磺酸 (perfluorooctanesulfonate,PFOS)三苯基硫鐵、(PF0S)二苯基鹏鐵、PF0S 甲氧基二苯基 碘鑰、三氟甲磺酸二叔丁基二苯基碘鑰、N-羟基丁二酰亚胺PF0S、降冰片烯-二甲酰亚胺 PF0S或其组合,但不限于此。
[0114] 塑化剂可以是例如邻苯二甲酸二辛酯(dioctylphthalate,D0P)、己二酸二辛酯 (dicctyl adipate,D0A)、磷酸三甲苯酯(tricresyl phosphate,TCP)、邻苯二甲酸二异辛 酯(diisocctyl phthalate,DIOP)、邻苯二甲酸二庚基壬酯(diheptyl,nonyl phthalate, DL79P)、邻苯二甲酸二异壬酯(diisononyl phthalate,DINP)、邻苯二甲酸二(十一酯) (diunedcyl phthalate,DUP)、邻苯二甲酸丁基苯甲酯(butyl benzyl phthalate,BBP)、 己二酸二 _2_ 乙基己酯(di-2-ethyl hexyl adipate,D0A)、己二酸二异癸酯(diisodecyl adipate,DIDA)、癸二酸二 _2_ 乙基己酯(di-2-ethylhexyl Sebacate,D0Z)、壬二酸二异 辛酯(diisooetyl Azelate,DI0Z)、癸二酸二 _2_ 乙基己酯(Di-2-ethylhexyl Sebacate, DOS)、磷酸三 _2 乙基己酯(tri_2ethylhexyl phosphate,TOP)、磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TTP)、憐酸甲苯基二苯酯(cresyldephenyl phosphate,CDP)、憐酸三甲苯 酯(tircresyl phosphate,TCP)、磷酸三二甲苯酯(trixylyl phosphate,TXP)、偏苯 三酸三_2_乙基己酯(tri-2-ethylhexyl trimellitate,ΤΟΤΜ)、聚乙二醇酯、烷基磺 酸苯酯(alkylsulphonic acid phenyl ester,ASE)、三乙二醇二己酸酯(triethylene glycol dihexanoate,3G6)、四乙二醇二庚酸酯(tetraethylene glycol diheptanoate, 4G7)、梓檬酸乙酰基三乙酯(acetyl triethyl citrate,ATEC)、梓檬酸三丁酯(tributyl citrate,TBC)、梓檬酸三辛酯(trioctyl citrate,TOC)、梓檬酸乙酰基三辛酯(acetyl trioctyl citrate,ATOC)、梓檬酸乙酰基三己酯(acetyl trihexyl citrate,ATHC)、 梓檬酸三甲酯(trimethyl citrate,TMC)、己二酸二甲酯(dimethyl adipate,DMAD)、 己二酸单甲酯(monomethyl adipate,MMAD)、顺丁 稀二酸二丁酯(dibutyl maleate, DBM)、顺丁稀二酸二异丁酯(diisobutyl maleate,DIBM)、双(2, 2-二硝基丙基)缩甲醛 (bis(2,2_dinitropropyl)formal,BDNPF)、2,2,2_ 三硝基乙基 2-硝氧基乙基謎(2,2, 2-trinitroethyl 2-nitroxyethyl ether,TNEN)、聚乙二醇、聚丙稀或其组合,但不限于 此。
[0115] 以100重量份的有机层组成物计,可以包含约0. 001重量份到约40重量份的量的 添加剂。当包含所述范围内的添加剂时,可以在不改变有机层组成物的光学特性的情况下 提高溶解度。
[0116] 根据另一个实施例,提供使用有机层组成物制造的有机层。有机层可以例如通过 将有机层组成物涂布到衬底上并且对其进行热处理以便固化而形成,并且可以包含例如用 于电子装置的硬掩模层、平坦化层、牺牲层、填料等。
[0117] 下文描述一种通过使用有机层组成物形成图案的方法。
[0118] 根据一个实施例的形成图案的方法包含在衬底上提供材料层,施用有机层组成 物,固化有机层组成物以形成硬掩模层,在硬掩模层上形成含硅薄层,在含硅薄层上形成光 刻胶层,使光刻胶层曝光并且显影以形成光刻胶图案,使用光刻胶图案选择性去除含硅薄 层和硬掩模层以暴露一部分材料层,并且蚀刻材料层的暴露部分。
[0119] 衬底可以是例如硅晶片、玻璃衬底或聚合物衬底。
[0120] 材料层是有待最终图案化的材料,例如金属层,如铝层和铜层;半导体层,如硅层; 或绝缘层,如氧化娃层和氮化娃层。材料层可以通过如化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)工艺的方法来形成。
[0121] 有机层组成物与上文所述相同,并且可以溶液形式通过旋涂法来施用。在本文中, 有机层组成物的厚度不受特定限制,但可以是例如约50 A到约1化〇(?
[0122] 固化有机层组成物可以通过施加如热能、光能等的能量来进行。举例来说,当所施 加的能量是热能时,可以通过例如约100°c到约500°C的热处理约10秒到约1小时来进行 固化。
[0123] 含硅薄层可以由例如SiCN、SiOC、SiON、SiOCN、SiC、SiN或其组合形成。
[0124] 所述方法可以还包含在形成光刻胶层之前形成底部抗反射涂层(BARC)。
[0125] 可以使用例如ArF、KrF或EUV进行光刻胶
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