CN110041345B - 一种抗蚀剂下层膜单体和组合物及图案形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光刻领域，具体涉及一种抗蚀剂下层膜单体和组合物及图案形成方法。所述抗蚀剂下层膜组合物含有式(1)所示的抗蚀剂下层膜单体、芳香族聚合物以及溶剂，式(1)中，Ar1表示碳原子数为6‑30的亚芳基，R1和R2各自独立地表示碳原子数为1‑6的烷基或碳原子数为6‑30的芳基。本发明提供的抗蚀剂下层膜组合物兼具有优异的耐刻蚀性能、耐热性、溶剂溶解性、间隙填充特征和平坦化特征。此外，本发明提供的抗蚀剂下层膜组合物还能够在未采用固化反应添加剂的情况下，通过加热来进行自交联反应且在固化时不会产生气体，从而能够有效防止抗蚀剂下层膜和设备的污染问题。

Description

一种抗蚀剂下层膜单体和组合物及图案形成方法
技术领域
本发明属于光刻领域，具体涉及一种抗蚀剂下层膜单体和组合物及图案形成方法。
背景技术
光刻工艺是半导体制造中最为重要的工艺步骤之一，主要作用是将掩膜板上的图形通过光致抗蚀剂复制到衬底上，为下一步进行刻蚀或者离子注入工序做好准备。典型的光刻工艺包括：在半导体衬底上形成材料层，在材料层上涂覆光致抗蚀剂，曝光且显影光致抗蚀剂层以提供光致抗蚀剂图案，使用光致抗蚀剂图案作为掩模刻蚀材料层。
近年来，随着半导体器件的高集成化和高速化，作为光致抗蚀剂图案形成时使用的光刻光源，由KrF准分子激光器(248nm)向ArF准分子激光器(193nm)短波长化发展。然而，在使用短波长曝光光线的情况下，常会产生漫反射和驻波问题，影响光致抗蚀剂图案的分辨率。为了解决该问题，人们广泛研究了设置底部抗反射膜(BARC)作为光致抗蚀剂与材料层之间的抗蚀剂下层膜的方法。另一方面，随着对光致抗蚀剂图案精细化要求的加剧，则会产生分辨率的问题、光致抗蚀剂图案在显影后倒塌的问题，因而期望光致抗蚀剂层薄膜化。这样，难以得到对于材料层加工而言充分的抗蚀图案厚度，因而不仅是光致抗蚀剂层，在光致抗蚀剂层与材料层之间设置的抗蚀剂下层膜也需要具有作为材料层加工时的掩膜功能。作为具有上述功能的抗蚀剂下层膜，要求具有与光刻胶接近的干刻蚀速率的选择比、或具有比光刻胶小的干刻蚀速率的选择比、以及比半导体衬底小的干刻蚀速率的选择比。同时，还可以对这样的抗蚀剂下层膜赋予抗反射的功能。
另一方面，近来已提出通过旋涂法而非化学气相沉积来制备抗蚀剂下层膜。旋涂法需要使用对溶剂有足够溶解性的聚合物；同时，为保证良好的耐刻蚀性能，通常需要采用具有极高碳含量的聚合物、能够与聚合物反应的交联剂以及用于进行固化反应的添加剂(例如酸性的固化催化剂)，然而，在高温烘烤工艺中，添加剂由于热分解产生气体，存在污染抗蚀剂下层膜和设备的担忧。
发明内容
本发明旨在提供一种新的抗蚀剂下层膜单体和组合物及图案形成方法，该抗蚀剂下层膜组合物不仅具有高耐刻蚀性和耐热性，对常规溶剂的良好溶解性，而且还兼具有间隙填充特性和平坦化特性，同时还能够在未采用固化反应添加剂的情况下，通过加热来进行自交联反应且在固化时不会产生气体。
具体地，本发明提供了一种抗蚀剂下层膜单体，其中，所述抗蚀剂下层膜单体具有式(1)所示的结构：
Figure BDA0002055203070000021
式(1)中，Ar1表示碳原子数为6-30的亚芳基，R1和R2各自独立地表示碳原子数为1-6的烷基或碳原子数为6-30的芳基。
进一步的，式(1)中，Ar1表示萘基、联萘基团、芘基或苯并苝基，R1和R2各自独立地表示碳原子数为1-6的烷基、苯基、萘基、蒽基或芘基。
进一步的，所述抗蚀剂下层膜单体选自如下化学式1-1～化学式1-17中的至少一者：
Figure BDA0002055203070000022
本发明还提供了一种抗蚀剂下层膜组合物，其中，所述抗蚀剂下层膜组合物含有上述抗蚀剂下层膜单体、芳香族聚合物以及溶剂。
进一步的，所述芳香族聚合物为酚醛树脂。
进一步的，所述酚醛树脂的重均分子量为400-7000，多分散度为1.5-2.5。
进一步的，所述芳香族聚合物与所述抗蚀剂下层膜单体的重量比为9:1-1:9。
进一步的，以所述抗蚀剂下层膜组合物的总重量为基准，所述芳香族聚合物和抗蚀剂下层膜单体的总含量为4-25wt％。
进一步的，所述溶剂选自丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、乳酸乙酯、乳酸丁酯和环己酮中的至少一种。
进一步的，所述抗蚀剂下层膜组合物还含有表面活性剂。
进一步的，所述表面活性剂选自聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基芳基醚类、失水山梨糖醇脂肪酸酯类、聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯类中的至少一种。
进一步的，以所述抗蚀剂下层膜组合物的总重量为基准，所述表面活性剂的含量为0.01-0.8wt％。
此外，本发明还提供了一种图案形成方法，该图案形成方法包括以下步骤：
在基板上形成材料层；
将上述抗蚀剂下层膜组合物施加在所述材料层上并进行热处理，以形成抗蚀剂下层膜；
在所述抗蚀剂下层膜上形成含硅薄层；
在所述含硅薄层上形成光刻胶抗蚀层；
将所述光刻胶抗蚀层曝光并显影以形成光刻胶图案；
使用所述光刻胶图案选择性去除部分所述含硅薄层和所述抗蚀剂下层膜以暴露所述材料层的一部分；
刻蚀所述材料层的暴露部分。
进一步的，将所述抗蚀剂下层膜组合物施加在所述材料层上的方式为旋涂法。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的抗蚀剂下层膜组合物兼具有优异的耐刻蚀性能、耐热性、溶剂溶解性、间隙填充特征和平坦化特征。此外，本发明提供的抗蚀剂下层膜组合物还能够在未采用固化反应添加剂的情况下，通过加热来进行自交联反应且在固化时不会产生气体，从而能够有效防止抗蚀剂下层膜和设备的污染问题。
具体实施方式
下面详细描述本发明。
单体
本发明的抗蚀剂下层膜组合物含有单体。其中，所述单体具有式(1)所示的结构：
Figure BDA0002055203070000041
式(1)中，Ar1表示碳原子数为6-30的亚芳基，R1和R2各自独立地表示碳原子数为1-6的烷基或碳原子数为6-30的芳基。
从耐刻蚀的角度出发，Ar1优选为萘基、联萘基团、芘基或苯并苝基。
如上所述，R1和R2各自独立地表示碳原子数为1-6的烷基或碳原子数为6-30的芳基。其中，所述碳原子数为1-6的烷基的具体实例包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、1-甲基-环丙基、2-甲基-环丙基、正戊基、1-甲基-正丁基、2-甲基-正丁基、3-甲基-正丁基、1,1-二甲基-正丙基、1,2-二甲基-正丙基、2,2-二甲基-正丙基、1-乙基-正丙基、环戊基、1-甲基-环丁基、2-甲基-环丁基、3-甲基-环丁基、1,2-二甲基-环丙基、2,3-二甲基-环丙基、1-乙基-环丙基、2-乙基-环丙基、正己基、1-甲基-正戊基、2-甲基-正戊基、3-甲基-正戊基、4-甲基-正戊基、1,1-二甲基-正丁基、1,2-二甲基-正丁基、1,3-二甲基-正丁基、2,2-二甲基-正丁基、2,3-二甲基-正丁基、3,3-二甲基-正丁基、1-乙基-正丁基、2-乙基-正丁基、1,1,2-三甲基-正丙基、1,2,2-三甲基-正丙基、1-甲基-1-乙基-正丙基、1-乙基-2-甲基-正丙基、环己基、1-甲基-环戊基、2-甲基-环戊基、3-甲基-环戊基、1-乙基-环丁基、2-乙基-环丁基、3-乙基-环丁基、1,2-二甲基-环丁基、1,3-二甲基-环丁基、2,2-二甲基-环丁基、2,3-二甲基-环丁基、2,4-二甲基-环丁基、3,3-二甲基-环丁基、1-正丙基-环丙基、2-正丙基-环丙基、1-异丙基-环丙基、2-异丙基-环丙基、1,2,2-三甲基-环丙基、1,2,3-三甲基-环丙基、2,2,3-三甲基-环丙基、1-乙基-2甲基-环丙基、2-乙基-2甲基-环丙基、2-乙基-3甲基-环丙基等。所述碳原子数为6-30的芳基的具体实例包括但不限于：苯基、萘基、蒽基、芘基等。
根据本发明的一种优选实施方式，所述抗蚀剂下层膜单体选自如下化学式1-1～化学式1-17中的至少一者：
Figure BDA0002055203070000051
本发明提供的抗蚀剂下层膜单体中含有苯并噁嗪结构单元，在加热作用下，会发生如反应式A的开环聚合反应，生成含氮类似酚醛树脂的网状结构，在固化过程中无小分子释放且体积收缩率近似为零，没有污染抗蚀剂下层膜和设备的担忧。
Figure BDA0002055203070000052
当将该抗蚀剂下层膜单体作为抗蚀剂下层膜组合物的单体组分时，在该抗蚀剂下层膜组合物的旋涂过程中，由于具有式(1)所示结构的单体分子量低，溶解性好，确保了含有该单体的抗蚀剂下层膜组合物具有较低的粘度，即使是应用于具有高度差的基板，也能够很容易且均匀地填充至该高度差的各个角落，确保抗蚀剂下层膜组合物具有优异的填隙特性和平坦化特性；另外，在该抗蚀剂下层膜组合物加热成膜的过程中，单体分子开环，发生交联反应，形成高交联密度的聚合物，确保了抗蚀剂下层膜组合物的耐热性和耐刻蚀性。
聚合物
所述抗蚀剂下层膜组合物含有聚合物。所述聚合物优选为酚醛树脂。所述酚醛树脂的重均分子量优选为400-7000，多分散度优选为1.5-2.5。
所述酚醛树脂可以通过商购获得，也可以通过将含有芳香环的化合物与醛或酮在酸催化剂的存在下通过缩聚反应获得。所述含有芳香的化合物的具体实例包括但不限于：苯、苯酚、萘、羟基萘、芴、咔唑、二苯胺、三苯胺、蒽、芘、羟基芘等。所述醛的具体实例包括但不限于：甲醛、多聚甲醛、乙醛、丙醛及相应的同分异构体、丁醛及相应的同分异构体、戊醛及相应的同分异构体、己醛及相应的同分异构体、苯甲醛、萘甲醛、蒽甲醛、芘甲醛、水杨醛等。所述酮的具体实例包括但不限于：二苯基酮、苯基、萘基酮、二萘基酮、9-芴酮等二芳基酮等。在形成酚醛树脂的缩聚反应中，当含有芳香环的化合物为1当量时，醛或酮的用量一般为0.1-10当量。所述酸催化剂可以为例如硫酸、磷酸、高氯酸等无机酸，也可以为例如对苯甲磺酸、甲酸、草酸等有机酸。当含有芳香环的化合物的用量为100质量份时，酸催化剂的用量可以为0.1-100质量份。上述缩聚反应通常在溶剂中进行。所述溶剂可以为现有的各种惰性液态物质，只要不阻碍反应均可以使用，其具体实例包括但不限于四氢呋喃、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚等。此外，当所使用的酸催化剂如果为甲酸那样的液态物质时，则也可以兼做溶剂。所述缩聚反应的温度通常为40-200℃，反应时间根据反应温度和分子量要求进行选择，通常为30分钟到50小时左右。
在本发明中，所述聚合物与所述单体的重量比优选为9:1-1:9，更优选为3:7-7:3。此外，以所述抗蚀剂下层膜组合物的总重量为基准，所述聚合物和所述单体的总含量优选为4-25wt％，更优选为8-20wt％。
溶剂
所述抗蚀剂下层膜组合物中的溶剂可以为足够溶解或分散单体和聚合物的任何物质，例如可以选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙基醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙基醚、丙二醇、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚、丙二醇单乙基醚乙酸酯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、环戊酮、环己酮、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、丙酮酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯中的至少一种。这些溶剂中，优选选自丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、乳酸乙酯、乳酸丁酯和环己酮中的至少一种。此外，还可以混合使用丙二醇单丁基醚、丙二醇单丁基醚乙酸酯等高沸点溶剂。
表面活性剂
本发明提供的抗蚀剂下层膜组合物中，为了不发生针孔、条纹等，并进一步提高抗蚀剂下层膜的成膜质量，可以配合使用表面活性剂。所述表面活性剂的具体实例包括但不限于：聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯鲸蜡基醚、聚氧乙烯油基醚等聚氧乙烯烷基醚类，聚氧乙烯辛基苯酚醚、聚氧乙烯壬基苯酚醚等聚氧乙烯烷基芳基醚类，失水山梨糖醇单月桂酸酯、失水山梨糖醇单棕榈酸酯、失水山梨糖醇单硬酸酯、失水山梨糖醇单月油酸酯、失水山梨糖醇单月三油酸酯、失水山梨糖醇三硬脂酸酯等失水山梨糖醇脂肪酸酯类，聚氧乙烯-失水山梨糖醇单月桂酸酯、聚氧乙烯-失水山梨糖醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯-失水山梨糖醇单硬酸酯、聚氧乙烯-失水山梨糖醇单月三油酸酯、聚氧乙烯-失水山梨糖醇三硬脂酸酯等聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯类中的至少一种。此外，以所述抗蚀剂下层膜组合物的总重量为基准，所述表面活性剂的含量为0.01-0.8wt％。
图案形成方法
本发明提供的图案形成方法包括：在基板上形成材料层；将上述抗蚀剂下层膜组合物施加在所述材料层上并进行热处理，以形成抗蚀剂下层膜；在所述抗蚀剂下层膜上形成含硅薄层；在所述含硅薄层上形成光刻胶抗蚀层；将所述光刻胶抗蚀层曝光并显影以形成光刻胶图案；使用所述光刻胶图案选择性去除部分所述含硅薄层和所述抗蚀剂下层膜以暴露所述材料层的一部分；刻蚀所述材料层的暴露部分。
所述基板可以为硅晶片、玻璃衬底或聚合物衬底。
所述材料层为待最终图案化的材料，例如可以为铝层或铜层等金属层、硅层等半导体层、二氧化硅或氮化硅等绝缘层。
所述抗蚀剂下层膜组合物以溶液的形态并优选通过旋涂法涂覆在所述材料层上。此处，所述抗蚀剂下层膜组合物形成的厚度没有特别的限定，例如可以为100-10000埃米。此外，所述热处理的条件可以包括温度为200-500℃，时间可以为10秒-10分钟。
所述含硅薄层可以由例如氮化硅、氧化硅或氮氧化硅形成。
所述光刻胶抗蚀层可以由例如ArF型、KrF型或EUV型光致抗蚀剂形成。
将所述光刻胶抗蚀层进行曝光的方式例如可以为ArF、KrF或EUV。
本发明提供的图案形成方法的主要改进之处在于采用一种新的抗蚀剂下层膜组合物以形成抗蚀剂下层膜，而选择性去除部分所述含硅薄层和所述抗蚀剂下层膜、刻蚀材料层的暴露部分等方式均可以与现有技术相同，对此本领域技术人员均能知悉，在此不作赘述。
下文将实施例和对比例对本发明进行更详细的说明。然而，这些实例只是示例性的，本发明不限于此。
单体和聚合物的合成
单体合成实施例1
常温下，向设有搅拌器、回流冷凝管的250ml三口烧瓶中加入甲苯50ml、2,6-萘二酚4.0g(25mmol)、多聚甲醛3.15g(105mmol)、苯胺4.65g(50mmol)，在氮气保护下，升温至120℃，在该温度下反应5h，冷却至室温，加入正己烷，析出沉淀，过滤，滤饼在60℃条件下干燥24h，得到产物单体1-1a。其中，具体反应过程如下反应式(1)所示。
反应式(1)
Figure BDA0002055203070000081
单体合成实施例2
重复单体1-1a的合成，不同的是，使用4.0g(25mmol)1,5-萘二酚替代4.0g(25mmol)2,6-萘二酚，得到产物单体1-9a。其中，具体反应过程如下反应式(2)所示。
反应式(2)
Figure BDA0002055203070000082
单体合成实施例3
重复单体1-1a的合成，不同的是，使用5.85g(25mmol)1,8-二羟基芘替代4.0g(25mmol)2,6-萘二酚，得到产物单体1-16a。其中，具体反应过程如下反应式(3)所示。
反应式(3)
Figure BDA0002055203070000083
单体合成实施例4
重复单体1-1a的合成，不同的是，使用7.16g(25mmol)2,2’-二羟基-1,1’-联萘替代4.0g(25mmol)2,6-萘二酚，得到产物单体1-17a。其中，具体反应过程如下反应式(4)所示。
反应式(4)
Figure BDA0002055203070000091
单体对比合成例1
将14.1g(0.1mol)苯甲酰氯、11.71g(0.05mol)1,8-二羟基芘和120ml的1,2-二氯乙烷加入250ml三口烧瓶中，之后将16.00g(0.12mol)三氯化铝在室温下缓慢添加至反应溶液中，在氮气保护下，将反应混合物加热到60℃反应8h。反应结束后，将反应物缓慢倾到甲醇中，然后将其中产生的沉淀物过滤，得到二苯甲酰基1,8-二羟基芘。
将8.93(0.02mol)二苯甲酰基1,8-二羟基芘和70ml四氢呋喃加入到250ml三口烧瓶中，之后在0-5℃下缓慢滴加硼氢化钠的水溶液(水溶液配比：7.566g(0.2mol)硼氢化钠溶于40ml水)，在0-5℃下缓慢滴加到反应瓶中，滴加完毕后于室温下反应24h。反应完成后，用5％氯化氢水溶液将反应混合体系的pH调至7左右，之后用乙酸乙酯提取，得到由化学式2-1表示的单体。
化学式2-1
Figure BDA0002055203070000092
聚合物合成实施例1
向1000ml三口烧瓶中加入28.83g(0.2mol)1-萘酚、30.5g(0.14mol)1-羟基芘、12.0g(0.34mol)多聚甲醛和500ml丙二醇单甲醚乙酸酯，混合均匀后加入0.38g(0.002mol)对甲苯磺酸，在氮气保护下，于70℃下反应10h。反应结束后，冷却反应液，然后将反应液倒入甲醇中，以除去未反应的单体和低分子量聚合物，过滤混合液，将滤饼进一步用甲醇清洗2次后，使用50℃真空烘箱干燥12h得到化学式3-1所示的聚合物，该聚合物的重均分子量为3600，多分散度为2.10。
化学式3-1
Figure BDA0002055203070000101
实施例与对比例
将单体、聚合物、溶剂和表面活性剂按照表1的配比混合均匀，得到抗蚀剂下层膜组合物。其中，溶剂为丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)，表面活性剂为聚氧乙烯月桂基醚。
表1(wt％)
Figure BDA0002055203070000102
测试例
(1)溶解性评价
将合成的单体1-1a、单体1-9a、单体1-16a、单体1-17a、聚合物3-1分别以质量比20％的比例添加至PGMEA中，在50℃下加热搅拌1小时后，确认溶解状态；之后冷却至25℃，立即确认溶解状态；最后于25℃静置6h，确认溶解状态，所得结果如表2所示。
溶解性判定标准：
◎：25℃静置6h后，肉眼没有确认到未溶物；
○：加热状态和刚冷却状态下肉眼未确认到不溶物，但于25℃静置6h后，肉眼确认到少量不溶物；
△：加热状态下肉眼未确认到不溶物，但在刚冷却状态下以及于25℃静置6h后，肉眼确认到不溶物；
×：加热状态下肉眼确认到不溶物。
表2
项目 溶解性
单体1-1a ◎
单体1-9a ◎
单体1-16a ○
单体1-17a ○
聚合物3-1 ×
从表2的结果可以看出，单体1-1a、单体1-9a、单体1-16a和单体1-17a表现出良好的溶解性能；聚合物3-1由于分子量高、分子刚性比较大，导致溶解性能比较差。
(2)空隙填充特性和平坦化特性
在线/间隔的宽度为120nm/120nm、高度为300nm的被覆了氧化硅的硅基板上，分别旋涂表1中实施例和对比例的抗蚀剂下层膜组合物，在350℃进行180s烧成，形成抗蚀剂下层膜。利用场发射扫描电镜观察所形成的抗蚀剂下层膜的剖面，确定是否存在空隙，来评价间隙填充特性；再通过旋涂抗蚀剂下层膜的厚度高的部分(线部分)与厚度低的部分(间隔部分)之间的差来判定平坦化特性，其中，两者之差小于5nm则判定平坦化特性“非常优良”，在5nm-10nm之间则判定为“优良”，大于10nm则判定为“不良”，所得结果如表3所示。
(3)耐热性评价
将实施例和对比例的抗蚀剂下层膜组合物溶液分别使用旋涂机器涂布在硅晶片上，在350℃下进行180s烧成，形成抗蚀剂下层膜。从硅晶片上刮取这些抗蚀剂下层膜，得到粉体。使用热重分析仪(TGA)，在氮气气氛下，从40℃升温至400℃，测定上述各粉体的重量损失并按照如下计算公式1计算重量率，所得结果如表3所示。
计算公式1
质量损失率＝[(初始质量-400℃时的质量)/初始质量]×100％
评价标准：
○：质量损失率A为10％≤A＜15％；
△：质量损失率A为15％≤A≤25％；
×：质量损失率A大于25％。
(4)耐刻蚀性评价
将表1中实施例和对比例的抗蚀剂下层膜组合物，分别使用旋涂机器涂布在硅晶片上，在350℃下进行120s烧成，形成抗蚀剂下层膜，膜厚通过K-MAC制造的薄膜厚度测量仪测定。然后，使用CHF3/CF4混合气体进行60s的干刻蚀，刻蚀完成后再次对膜厚进行测量，利用计算公式2的计算结果刻蚀速率，所得结果如表3所示。
计算公式2
刻蚀速率＝(抗蚀剂下层膜的初始厚度-刻蚀后的抗蚀剂下层膜厚度)/刻蚀时间
耐刻蚀性判定：
○：刻蚀速率B为
Figure BDA0002055203070000121
△：刻蚀速率B为
Figure BDA0002055203070000122
×：刻蚀速率B大于
Figure BDA0002055203070000123
表3
项目 空隙填充特性 平坦化特性 耐热性 耐刻蚀性
实施例1 没有空隙 非常优良 ○ ○
实施例2 没有空隙 优良 ○ ○
实施例3 没有空隙 优良 ○ ○
实施例4 没有空隙 优良 ○ ○
实施例5 没有空隙 非常优良 ○ ○
对比例1 没有空隙 优良 △ △
对比例2 有空隙 不良 × ×
从表3的测试结果可以看出，本发明提供的抗蚀剂下层膜组合物兼具有优异的耐刻蚀性能、耐热性、间隙填充特征和平坦化特征。此外，实施例1-5在高温且无催化剂存在的情况下，通过苯并噁嗪的开环反应，得到具有交联结构的聚合物网络，确保了抗蚀剂下层膜在耐热性和耐刻蚀性方面具有改进；对比例1虽然含有具有苄羟基活***联位点的单体，但是由于不含催化剂，反应活性低，无法有效形成交联网络，与实施例1-4相比，耐热性和耐刻蚀性不足。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种抗蚀剂下层膜组合物，其特征在于，所述抗蚀剂下层膜组合物含有抗蚀剂下层膜单体、芳香族聚合物以及溶剂；所述抗蚀剂下层膜单体具有式(1)所示的结构：
Figure FDA0002482446760000011
式(1)中，Ar1表示萘基、联萘基团或芘基，R1和R2各自独立地表示碳原子数为1-6的烷基、苯基、萘基、蒽基或芘基；所述芳香族聚合物为酚醛树脂。
2.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜组合物，其特征在于，所述抗蚀剂下层膜单体选自如下化学式1-1～化学式1-17中的至少一者：
Figure FDA0002482446760000012
3.根据权利要求1所述的抗蚀剂下层膜组合物，其特征在于，所述酚醛树脂的重均分子量为400-7000，多分散度为1.5-2.5。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的抗蚀剂下层膜组合物，其特征在于，所述芳香族聚合物与所述抗蚀剂下层膜单体的重量比为9:1-1:9；以所述抗蚀剂下层膜组合物的总重量为基准，所述芳香族聚合物和抗蚀剂下层膜单体的总含量为4-25wt％。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的抗蚀剂下层膜组合物，其特征在于，所述溶剂选自丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、乳酸乙酯、乳酸丁酯和环己酮中的至少一种。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的抗蚀剂下层膜组合物，其特征在于，所述抗蚀剂下层膜组合物还含有表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的抗蚀剂下层膜组合物，其特征在于，所述表面活性剂选自聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基芳基醚类、失水山梨糖醇脂肪酸酯类、聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯类中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的抗蚀剂下层膜组合物，其特征在于，以所述抗蚀剂下层膜组合物的总重量为基准，所述表面活性剂的含量为0.01-0.8wt％。
9.一种图案形成方法，其特征在于，该图案形成方法包括以下步骤：
在基板上形成材料层；
将权利要求1-8中任意一项所述的抗蚀剂下层膜组合物施加在所述材料层上并进行热处理，以形成抗蚀剂下层膜；
在所述抗蚀剂下层膜上形成含硅薄层；
在所述含硅薄层上形成光刻胶抗蚀层；
将所述光刻胶抗蚀层曝光并显影以形成光刻胶图案；
使用所述光刻胶图案选择性去除部分所述含硅薄层和所述抗蚀剂下层膜以暴露所述材料层的一部分；
刻蚀所述材料层的暴露部分。
10.根据权利要求9所述的图案形成方法，其中，将所述抗蚀剂下层膜组合物施加在所述材料层上的方式为旋涂法。
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