或其它方面将变得 明晰和更容易领会，其中在不同的视图中相同的标记符号始终是指相同的部分。附图未必 是按比例的，而是将重点放在说明本发明构思的原理上。在附图中：
[0054] 图1说明根据实例实施方式的在待蚀刻层上制备硬掩模的方法；
[0055] 图2说明根据实例实施方式的在待蚀刻层上制备硬掩模的方法；
[0056] 图3说明根据实例实施方式的在待蚀刻层上制备硬掩模的方法；
[0057] 图4说明根据实例实施方式的在待蚀刻层上制备硬掩模的方法；
[0058] 图5A-5E说明通过使用根据实例实施方式的硬掩模组合物形成图案的方法；
[0059] 图5F说明通过使用根据实例实施方式的硬掩模组合物形成图案的方法的一部 分；
[0060] 图6A-6D说明通过使用根据实例实施方式的硬掩模组合物形成图案的方法；
[0061] 图7A-7D说明通过使用根据实例实施方式的硬掩模组合物形成图案的方法；
[0062] 图8A-8D说明通过使用根据实例实施方式的硬掩模组合物形成图案的方法；
[0063] 图9为实施例1-3中制备的2维碳纳米结构体和对比例1中制备的高温无定形碳 的X-射线衍射分析结果；和
[0064] 图10为实施例1-3中制备的2维碳纳米结构体、对比例1中制备的高温无定形碳、 和对比例2中制备的低温无定形碳的拉曼光谱法分析结果。
【具体实施方式】
[0065] 现在将参照其中示出一些实例实施方式的附图更充分地描述实例实施方式。然 而，实例实施方式可以许多不同的形式体现并且不应被解释为限于本文中所阐述的实施方 式；相反，提供这些实例实施方式使得本公开内容将是彻底和完整的，并且将向本领域普通 技术人员充分地传达发明构思的实例实施方式的范围。在附图中，为了清楚起见，放大层和 区域的厚度。附图中相同的标记符号和/或数字表示相同的元件，并且因此可省略它们的 描述。
[0066] 将理解，当一个元件被称作"连接"或者"结合"至另一元件时，其可直接连接或者 结合至所述另一元件或者可存在中间元件。相反，当一个元件被称作"直接连接"或者"直 接结合"至另一元件时，则不存在中间元件。用于描述元件或层之间关系的其它词应以类似 方式解释（例如，"在...之间"对"直接在...之间"，"相邻"对"直接相邻"，"在...上" 对"直接在...上"）。如本文中使用的，术语"和/或"包括相关列举项目的一个或多个的 任意和全部组合。
[0067] 将理解，虽然术语"第一"、"第二"等可在本文中用于描述各种各样的元件、部件 (组分）、区域、层和/或部分（截面），但这些元件、部件（组分）、区域、层和/或部分（截 面）不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件（组分）、区域、层或部分（截 面）与另外的元件、部件（组分）、区域、层或部分（截面）区分开。因此，在不脱离实例实 施方式的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件（组分）、区域、层或部分（截面）可被 称作第二元件、部件（组分）、区域、层或部分（截面）。
[0068] 为了便于描述，在本文中可使用空间相对术语例如"在……之下"、"在……下方"、 "下部"、"在……上方"、"上部"等来描述如图中所示的一个元件或特征与另外的元件或特征 的关系。将理解，除图中所示的方位以外，空间相对术语还意图包含在使用或操作中的器件 的不同方位。例如，如果将图中的器件翻转，描述为"在"其它元件或特征"下方"或"之下" 的元件则将定向"在"其它元件或特征"上方"。因此，术语"在……下方"可涵盖在…上方 和在…下方两种方位。器件可以其它方式定向（旋转90度或在其它方位上），并且在本文 中使用的空间相对描述词相应地进行解释。
[0069] 本文中所使用的术语仅用于描述【具体实施方式】的目的，且不意图为对实例实施方 式的限制。如本文中使用的，单数形式"一个（种）（a，an)"和"该（所述）"也意图包括复 数形式，除非上下文清楚地另外指明。将进一步理解，如果在本文中使用，则术语"包括"、 "包含"、"含有"和/或"含"表明存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件（组 分），但是不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件（组分）、和 /或其集合。例如的至少一个（种）"的表述当位于要素列表之前或之后时修饰整个 要素列表，且不修饰该列表的单独要素。
[0070] 本文中参照作为实例实施方式的理想化实施方式（和中间结构）的示意图的横截 面图描述示例性实施方式。照这样，将预计到作为例如制造技术和/或公差的结果的与图 示的形状的偏差。因此，实例实施方式不应解释为局限于本文中图示的区域的特定形状，而 是包含由例如制造导致的形状上的偏差。因而，图中所示的区域在本质上是示意性的，并且 它们的形状不意图限制实例实施方式的范围。
[0071] 除非另外定义，在本文中所使用的所有术语（包括技术和科学术语）的含义与实 例实施方式所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。将进一步理解，术语例如在常 用词典中定义的那些应被解释具有与它们在相关领域的范围中的含义一致的含义，并且所 述术语将不以理想化或过度形式的意义进行解释，除非在本文中清楚地如此定义。
[0072] 下文中，将详细描述根据实例实施方式的硬掩模组合物和通过使用所述硬掩模组 合物形成图案的方法。
[0073] 根据实例实施方式，硬掩模组合物包括：包含约0. 01原子％ -约40原子％氧的2 维碳纳米结构体，或者其2维碳纳米结构体前体；和溶剂。
[0074] 如本文中使用的，术语"2维碳纳米结构体"指的是：由碳结构体形成的单原子层 的片（sheet)结构体，所述碳结构体由其中多个碳原子彼此共价结合并且排列成平面形状 的多环芳族分子形成；其中多个作为小的膜碎片（piece)的各自具有板（片，plate)形状 的碳结构体互连并且排列成平面形状的网络结构体；或者其组合。共价结合的碳原子形成 包括6元环的重复单元，但是也可形成5元环和/或7元环。所述碳结构体可通过堆叠多 个包括数个片结构体和/或网络结构体的层而形成，并且所述碳结构体的平均厚度可为约 IOOnm或更小，例如，约IOnm或更小，或者在约0.0 lnm-约IOnm的范围内。所述碳结构体的 厚度可在约〇· Olnm-约IOOnm的范围内。
[0075] 根据实例实施方式的2维碳纳米结构体除了碳原子之外还可包括氧原子，而不是 为完全的C = C/C-C共辄结构体。而且，所述2维碳纳米结构体可在其末端处具有羧基、羟 基、环氧基团、或羰基。
[0076] 所述2维碳纳米结构体的氧含量可例如在约6. 5原子％ -约19. 9原子％例如约 10. 33原子％ -约14. 28原子％的范围内。在所述2维碳纳米结构体中，氧含量可通过例如 XPS分析而确认。
[0077] 当在所述2维碳纳米结构体中氧含量小于0. 01原子时，通过使用包括所述2维碳 纳米结构体的硬掩模组合物形成的硬掩模的耐蚀刻性可恶化，和当氧含量高于40原子％ 时，在蚀刻过程期间可发生脱气。
[0078] 在实例实施方式中，所述2维碳纳米结构体可具有在上述范围内的氧含量（例如， 含有约0. 01原子％ -约40原子％氧，含有约6. 5原子％ -约19. 9原子％氧，和/或含有 约10. 33原子％ -约14. 28原子％氧），并且因此可具有亲水性，使得与另外的层的结合强 度可改善。而且，所述2维碳纳米结构体在溶剂中的分散性可改善，并且因此可更容易地制 备所述硬掩模组合物。此外，由于包含氧原子的官能团的高的键-解离能，对蚀刻用气体的 耐蚀刻性可改善。
[0079] 在实例实施方式中，2维碳纳米结构体在拉曼光谱分析中可具有在约1340cm L约 1350cm \约1580cm \和约2700cm 1处观察到的峰。所述峰提供与所述2维碳纳米结构体的 厚度、结晶性、和电荷掺杂状态（charge doping status)有关的信息。在约1580cm1处观 察到的峰为"G模式"峰，其是由与碳-碳键的伸缩对应的振动模式产生的。"G模式"的能 量是由所述2维碳纳米结构体中掺杂的过量电荷（excess charge)的密度决定的。此外， 在约2700cm 1处观察到的峰为"2D模式"峰，其在所述2维碳纳米结构体的厚度的评价中 是有用的。在约1340cm L约1350cm 1处观察到的峰为"D模式"峰，其在sp 2晶体结构具有 缺陷时出现并且主要当在样品边缘附近或者在样品本身中发现许多缺陷时观察到。此外，D 峰强度对G峰强度之比（D/G强度比）提供所述2维碳纳米结构体的晶体的无序性程度的 信息。
[0080] 在实例实施方式中，由所述2维碳纳米结构体的拉曼光谱法分析获得的D模式峰 对G模式峰的强度比（IcZIti)可为2或更低。例如，所述强度比（IVIti)可在约0.001-约 2. 0的范围内。由所述2维碳纳米结构体前体的拉曼光谱法分析获得的D模式峰对G模式 峰的强度比（Id/IJ可为2或更低。例如，在实例实施方式中，所述强度比（Id/IJ可在约 0. 001-约2.0的范围内。例如，在实例实施方式中，所述强度比（IcZIti)可在约0.001-约 1.0的范围内。
[0081 ] 在实例实施方式中，由所述2维碳纳米结构体的拉曼光谱法分析获得的2D模式峰 对G模式峰的强度比（I2tZIti)可为0.01或更高。例如，所述强度比（I2tZI ti)可在约0.01-约 1. 0或者约0. 05-约0. 5的范围内。
[0082] 在实例实施方式中，由所述2维碳纳米结构体前体的拉曼光谱法分析获得的2D 模式峰对G模式峰的强度比（L/U可为0.01或更高。例如，所述强度比（L/IJ可在约 0. 01-约I. 0或者约0. 05-约0. 5的范围内。
[0083] 当D模式峰对G模式峰的强度比以及2D模式峰对G模式峰的强度比在以上范围 内时，所述2维碳纳米结构体可具有高的结晶性和小的缺陷密度；因此，结合能（bonding energy)增加，使得通过使用所述2维碳纳米结构体制备的硬掩模可具有优异的耐蚀刻性。
[0084] 对所述2维碳纳米结构体进行使用CuK α的X-射线衍射分析，并且作为该X-射线 分析的结果，所述2维碳纳米结构体可包括具有（002)晶面峰的2维层状结构。所述（002) 晶面峰可在约20° -约27°的范围内观察到。
[0085] 在实例实施方式中，由所述X-射线衍射分析获得的所述2维碳纳米结构体的 d-间距可在约0. 3-约0. 7例如约0. 334-约0. 478的范围中。此外，由所述X-射线衍射分 析获得的晶体的平均粒径可为约Inm或更大，或者例如在约23.7人-约43.9 A的范围内。 当所述d-间距在该范围内时，所述硬掩模组合物可具有优异的耐蚀刻性。
[0086] 所述2维碳纳米结构体是作为2维纳米晶碳的单个层形成的，或者其是通过堆叠 2维纳米晶碳的多个层形成的。
[0087] 根据实例实施方式的2维碳纳米结构体具有比Sp3碳含量高的sp 2碳含量并且与 常规的无定形碳层相比具有更高的氧含量。SP2碳键（即，芳族结构的键）具有比sp 3碳键 的结合能高的结合能。
[0088] sp3结构是具有四面体形状的金刚石的3维键合结构，和sp 2结构是其中碳对氢的 比率（C/H比）增加的石墨的2维键合结构并且因此可保证对干法蚀刻的耐受性。
[0089] 在所述2维碳纳米结构体中，sp2碳分数等于或大于sp 3碳分数。例如，sp 2碳分数 为sp3碳分数的约L 0-约10、或者约L 88-3. 42倍。
[0090] 在Cls XPS分析中，sp2碳原子键合结构的量为约30原子％或更多，例如，约39. 7 原子％ -约62. 5原子％。由于该混合比率，所述2维碳纳米结构体的键断裂可为困难的， 因为碳-碳键能量是高的。因此，当使用包括所述2维碳纳米结构体的硬掩模组合物时，在 蚀刻过程期间的耐蚀刻性特性可改善。而且，硬掩模和相邻层之间的结合强度可增加。
[0091 ] 通过使用常规无定形碳获得的硬掩模主要包括以Sp2为中心的碳原子结合结构并 且可具