KR100515485B1 - Organic bottom antireflective coating compositions for i-line photoresist - Google Patents

Organic bottom antireflective coating compositions for i-line photoresist Download PDF

Info

Publication number
KR100515485B1
KR100515485B1 KR10-2002-0051209A KR20020051209A KR100515485B1 KR 100515485 B1 KR100515485 B1 KR 100515485B1 KR 20020051209 A KR20020051209 A KR 20020051209A KR 100515485 B1 KR100515485 B1 KR 100515485B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
formula
carbon atoms
independently
hydrogen atom
organic
Prior art date
Application number
KR10-2002-0051209A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20040019611A (en
Inventor
김재현
김덕배
강윤호
김상정
이충봉
Original Assignee
주식회사 동진쎄미켐
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 동진쎄미켐 filed Critical 주식회사 동진쎄미켐
Priority to KR10-2002-0051209A priority Critical patent/KR100515485B1/en
Publication of KR20040019611A publication Critical patent/KR20040019611A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100515485B1 publication Critical patent/KR100515485B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/091Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D498/00Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D498/02Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D498/04Ortho-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/14Methyl esters, e.g. methyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/28Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/281Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing only one oxygen, e.g. furfuryl (meth)acrylate or 2-methoxyethyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/301Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety and one oxygen in the alcohol moiety
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/32Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing epoxy radicals
    • C08F220/325Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing epoxy radicals containing glycidyl radical, e.g. glycidyl (meth)acrylate
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0045Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

본 발명은 365 nm 파장영역에서 높은 흡광도와 물성을 갖는 하기 화학식 1, 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an organic anti-reflective coating composition for I-line photoresists comprising a compound represented by the following Chemical Formulas 1 and 2 having high absorbance and physical properties in the 365 nm wavelength region.

[화학식 1][Formula 1]

[화학식 2][Formula 2]

(여기서, R1 ∼ R15는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자; 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기; 할로겐원자; 또는 니트로기이고; a, b, c 및 d는 0, 1, 2, 또는 3인 정수이고; P1, P2, P3, 및 P4 는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이다)Wherein R 1 to R 15 are each independently or simultaneously a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; a halogen atom; or a nitro group; a, b, c and d are 0, An integer of 1, 2, or 3; P 1 , P 2 , P 3 , and P 4 are each independently or simultaneously a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms)

Description

I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막 조성물{ORGANIC BOTTOM ANTIREFLECTIVE COATING COMPOSITIONS FOR I-LINE PHOTORESIST}Organic anti-reflective coating composition for I-line photoresist {ORGANIC BOTTOM ANTIREFLECTIVE COATING COMPOSITIONS FOR I-LINE PHOTORESIST}

본 발명은 I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 새로운 광흡수제가 결합된 수지와 광흡수용 첨가제를 사용하여 기존에 개발되어진 유기반사방지막 조성물들에 비해 유기반사방지막을 경화할 때 발생되는 저분자 승화물질이 없고 365nm 영역에서의 높은 흡수도를 가지며 포토레지스트의 패턴형상, 해상도, 포커스 허용성, 현상성을 우수하게 개선할 수 있는 I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an organic anti-reflective coating composition for I-line photoresist, and more particularly, to an organic anti-reflective coating composition compared to conventionally developed organic anti-reflective coating compositions using a resin in which a new light absorbing agent is combined and an additive for absorbing light. The organic anti-reflective coating for I-line photoresist has no low molecular sublimation material and has high absorption in 365nm area and can improve the pattern shape, resolution, focus tolerance and developability of photoresist. It relates to a composition.

유기반사방지막은 반도체 회로 공정에 사용되는 화학물질로 포토리소공정에서 발생되는 빛의 난반사에 의한 레지스트의 노칭(Notching), 정류파(Standing wave)와 같은 문제점들을 해결하도록 도입된 코팅 재료이다.The organic antireflection film is a chemical used in a semiconductor circuit process and is a coating material introduced to solve problems such as notching and standing wave of resist due to diffuse reflection of light generated in a photolithography process.

현재 반도체 회로의 고집적화를 위한 공정 도입과 레지스트 개발이 지속적으로 활발히 진행되고 있음에도 불구하고, 64 메가 DRAM급 이하의 메모리 생산이나 중저급의 비메모리 생산 공정에서는 I-Line 포토레지스트를 이용한 포토리소공정이 계속적으로 진행되고 있는 실정이다. 또한 이미 안정성이 입증된 I-Line 포토레지스트의 해상력을 높여서 생산 원가 절감과 공정 안정성 확보를 위한 노력이 계속 이루어지고 있다.Although the process introduction and resist development for high integration of semiconductor circuits are continuously progressing, photolithography process using I-Line photoresist is used in the production of memory below 64 mega DRAM level or non-memory production process of medium and low level. The situation is ongoing. In addition, efforts have been made to reduce production costs and secure process stability by increasing the resolution of I-Line photoresist, which has already proven stability.

포토리소공정에서 적용되는 한계해상력을 높인 I-Line 포토레지스트로서 그 명칭이 세분화된 임계(Critical) I-Line 레지스트의 한계해상도는 노광 장비에 따라서 조금씩 차이가 있지만 공정에 적용 가능한 선 폭이 0.2 ∼ 0.25 ㎛ 정도이다. 그러나, 종래 노광공정에서는 노칭(Notching), 정류파(Standing wave) 현상이 발생하여 크기 균일도 저하와 레지스트 패턴형상 불량에 대한 문제점들을 야기하였다. 상기 노광공정에서 발생하는 노칭 및 정류파 현상들의 주된 원인은 반도체 기판을 금속층으로 사용하거나 레지스트의 두께편차를 크게 하는 기판의 단차에 의하여 발생되는 기판의 반사율 차이에 기인한 것으로 이를 억제하기 위하여 반사방지막을 도입하여 공정을 수행함으로서 상기한 문제들을 해결하고자 하였다.The critical resolution of the critical I-Line photoresist, whose name is subdivided, varies slightly depending on the exposure equipment, but the line width applicable to the process is 0.2 ~. It is about 0.25 micrometer. However, in the conventional exposure process, notching and standing wave phenomena occur, which causes problems of deterioration in size uniformity and poor resist pattern shape. The main cause of the notching and rectifying wave phenomena occurring in the exposure process is due to the difference in reflectance of the substrate caused by the step of the substrate which uses the semiconductor substrate as a metal layer or increases the thickness deviation of the resist. In order to solve the above problems by introducing a process to perform.

그러나, 아직까지 레지스트의 한계해상력을 높이기 위한 365 nm 영역의 빛을 충분히 흡수시켜서 레지스트를 안정적으로 구현하기에는 미흡한 실정이다.However, it is still insufficient to reliably implement the resist by sufficiently absorbing light in the 365 nm region to increase the limit resolution of the resist.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 새로운 광흡수제가 결합된 고분자와 광흡수용 첨가제를 유기반사방지막에 사용하여 기판과 레지스트의 경계면에서의 반사율을 최소화시켜 선 폭의 균일도를 유지시키고 포커스 허용성을 많이 확보할 수 있도록 뒷받침하여주는 I-라인 포토레지스트 유기반사방지막 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is to minimize the reflectance at the interface between the substrate and the resist by using a polymer and a light absorption additive combined with a new light absorbing agent in the organic anti-reflection film It is an object of the present invention to provide an I-line photoresist organic antireflective coating composition which maintains uniformity of line width and supports a lot of focus tolerance.

본 발명의 다른 목적은 유기반사방지막 경화공정시 발생되는 저분자 승화 문제를 해결하여 승화에 의한 공정라인 오염를 최소화시킬 수 있는 I-라인 포토레지스트 유기반사방지막 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an I-line photoresist organic anti-reflective coating composition which can minimize the process line contamination by sublimation by solving the low molecular sublimation problem generated during the organic anti-reflective coating curing process.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 3으로 표시되는 광흡수제용 찰콘 유도체 화합물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a chalcone derivative compound for light absorbers represented by the following formula (3).

[화학식 3][Formula 3]

상기 화학식 3의 식에서, R1 ∼ R9는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자; 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기; 할로겐원자; 또는 니트로기이다.In Formula 3, R 1 to R 9 are each independently or simultaneously hydrogen atoms; An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; Halogen atom; Or nitro group.

또한, 본 발명은 하기 화학식 4로 표시되는 화합물과 염화 메타아크릴레이트를 친핵성 치환반응시키는 단계를 포함하는 하기 화학식 3으로 표시되는 광흡수제용 찰콘 유도체 화합물의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for preparing a chalcone derivative compound for a light absorber represented by the following formula (3) comprising the step of nucleophilic substitution reaction of the compound represented by the following formula (4) and chloride methacrylate.

[화학식 3][Formula 3]

[화학식 4][Formula 4]

상기 화학식 3 및 4의 식에서, R1 ∼ R9는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소 원자; 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기; 할로겐 원자; 또는 니트로기이다.In the formulas (3) and (4), R 1 to R 9 each independently or simultaneously represent a hydrogen atom; An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; Halogen atom; Or nitro group.

또한, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 유기반사방지막용 고분자 수지를 제공한다.In addition, the present invention provides a polymer resin for an organic antireflection film represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1의 식에서,In the formula of Formula 1,

R1 ∼ R9는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자; 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기; 할로겐원자; 또는 니트로기이고;R 1 to R 9 are each independently or simultaneously a hydrogen atom; An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; Halogen atom; Or a nitro group;

a, b, c 및 d는 0, 1, 2, 또는 3인 정수이고;a, b, c and d are integers equal to 0, 1, 2, or 3;

P1, P2, P3, 및 P4는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이다.P 1 , P 2 , P 3 , and P 4 are each independently or simultaneously a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

또한, 본 발명은In addition, the present invention

a) ⅰ) 상기 화학식 3으로 표시되는 광흡수제용 찰콘 유도체 화합물, ⅱ) 히드록시 에틸 아크릴레이트 모노머, ⅲ) 글리시딜 아크릴레이트 모노머, ⅳ) 메틸 아크릴레이트 모노머, 및 ⅴ) 개시제를 유기용매에 첨가하여 라디칼 중합시키는 단계; 및a) iii) a chalcone derivative compound for light absorbers represented by the formula (3), ii) hydroxy ethyl acrylate monomer, iii) glycidyl acrylate monomer, iii) methyl acrylate monomer, and iii) initiator in an organic solvent. Radical polymerization by addition; And

b) 상기 반응혼합물을 메탄올로 침전시키고 용매를 제거하는 단계b) precipitating the reaction mixture with methanol and removing the solvent

를 포함하는 상기 화학식 1로 표시되는 유기반사방지막용 고분자 수지의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a polymer resin for organic antireflection film represented by the formula (1) comprising a.

또한, 본 발명은 I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막 조성물에 있어서,In addition, the present invention is an organic anti-reflective coating composition for I-line photoresist,

a) 하기 화학식 1로 표시되는 유기반사방지막용 고분자 수지; 및a) an organic antireflective polymer resin represented by Chemical Formula 1; And

b) 하기 화학식 2로 표시되는 광흡수용 첨가제b) Additive for light absorption represented by the following formula (2)

를 포함하는 I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막 조성물을 제공한다.It provides an organic antireflection film composition for I-line photoresist comprising a.

[화학식 1][Formula 1]

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 1 및 2의 식에서,In Formulas 1 and 2,

R1 ∼ R15는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자; 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기; 할로겐원자; 또는 니트로기이고;R 1 to R 15 are each independently or simultaneously a hydrogen atom; An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; Halogen atom; Or a nitro group;

a, b, c 및 d는 0, 1, 2, 또는 3인 정수이고;a, b, c and d are integers equal to 0, 1, 2, or 3;

P1, P2, P3, 및 P4는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이다.P 1 , P 2 , P 3 , and P 4 are each independently or simultaneously a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

또한, 본 발명은 상기 기재의 유기반사방지막 조성물을 포함하여 제조된 I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막을 제공한다.The present invention also provides an organic antireflection film for an I-line photoresist prepared by including the organic antireflection film composition described above.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

상기한 바와 같이, 반도체 회로의 고집적화에 따른 레지스트 성능 개발이 빠르게 진행되면서 365 nm 노광 장비를 이용한 포토리소공정에서의 레지스트 한계해상력은 지속적으로 향상되어 I-Line 포토레지스트를 사용하여 해상이 가능한 선 폭의 범위가 0.2 ∼ 0.25 ㎛까지 해상도 범위가 넓어지고 있을 정도로 365 nm 파장을 이용한 포토레지스트 성능이 점차적으로 높아져가고 있다.As described above, as the resist performance is rapidly developed due to the high integration of semiconductor circuits, the limit resolution of the resist in the photolithography process using the 365 nm exposure equipment is continuously improved, and the line width that can be resolved using the I-Line photoresist is obtained. The photoresist performance using a 365 nm wavelength is gradually increasing so that the resolution range is widened from 0.2 to 0.25 micrometer.

따라서, 본 발명자들은 포토리소공정에서 서브 레이어(Sub layer)에 유기반사방지막을 도포하고 열경화를 할 경우 발생되는 문제점인 웨이퍼상에서의 유기반사방지막을 구성하는 염료의 승화와 코팅불량을 해결하고, 노광시 레지스트와 서브 레이어(Sub layer) 계면에서 발생하는 난반사 빛을 흡수하여 난반사와 정류파(Standing wave) 현상을 최소화시킴으로써 레지스트의 패턴형상불량과 선폭 균일도 저하를 해결하여 포토레지스트의 초점깊이(Depth of Focus)(DOF)와 노광 관용도(Exposure Latitude) (EL) 마진(Margin)을 극대화시킬 수 있는 유기반사방지막의 성능을 좌우하는 구성 성분으로 새로운 광흡수용 첨가제와 고분자 수지를 개발하여 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors solve the sublimation and coating defects of the dye constituting the organic anti-reflection film on the wafer, which is a problem that occurs when applying the organic anti-reflection film to the sub-layer in the photolithography process and thermal curing, Absorption of diffuse reflection light generated at the interface between resist and sub-layer during exposure to minimize diffuse reflection and standing wave phenomena to solve the pattern pattern defect and the decrease in line width uniformity of photoresist Development of new light absorption additives and polymer resins as constituents that influence the performance of organic anti-reflective coatings that can maximize the margin of focus (DOF) and exposure latitude (EL) To complete.

본 발명의 I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막 조성물에 있어서, 조성물을 구성하는 각 성분에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.In the organic anti-reflective coating composition for I-line photoresists of the present invention, each component constituting the composition will be described in more detail as follows.

광흡수제용 찰콘 유도체 화합물Chalcone Derivative Compounds for Light Absorbers

본 발명에서 광흡수제로 사용하는 찰콘 유도체 화합물은 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물이며, 이는 카르보닐기와 벤젠고리사이에 공액 결합에 의한 365 nm 파장영역에서의 흡수도가 높은 화학식 4로 표시되는 광흡수제 모노머 합성을 통해 제조된다. 즉, 상기 화학식 3의 화합물은 365 nm 영역에서 흡광도를 높이기 위하여 벤젠고리를 공액 결합으로 연결시키고, 유기반사방지막의 식각속도를 향상시키도록 분자내 산소 원자 함량이 높은 찰콘 유도체 화합물을 도입하며, 라디칼 중합에 의한 고분자 합성이 가능하도록 메타아크릴기를 도입하여 제조된 것이다.The chalcone derivative compound used as the light absorbing agent in the present invention is a compound represented by Chemical Formula 3, which is a light absorbing monomer represented by Chemical Formula 4 having high absorption in a 365 nm wavelength region due to a conjugated bond between a carbonyl group and a benzene ring. It is prepared through synthesis. That is, the compound of Formula 3 is connected to the benzene ring by conjugated bonds in order to increase the absorbance in the 365 nm region, introducing a chalcone derivative compound having a high oxygen atom content in the molecule to improve the etching rate of the organic anti-reflection film, radical It is prepared by introducing a methacryl group to enable polymer synthesis by polymerization.

본 발명은 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 하기 화학식 4의 찰콘 유도체의 히드록시기와 염화 메타아크릴레이트를 서로 반응시켜서 염화 메타아크릴레이트의 염소원자를 찰콘 유도체 화합물에 있는 히드록시기를 이용한 친핵성 치환반응을 통해 메타아크릴레이트가 치환된 화학식 3의 광흡수제용 찰콘 유도체 화합물의 제조한다.The present invention, as shown in Scheme 1, by reacting the hydroxy group and the chlorinated methacrylate of the chalcone derivative of the formula (4) through a nucleophilic substitution reaction using a hydroxy group in the chalcon derivative compound To prepare a chalcone derivative compound for light absorbers of formula (3) substituted with methacrylate.

[반응식 1]Scheme 1

상기 반응식 1에서, R1 내지 R9는 각각 상기에서 정의한 바와 같다.In Scheme 1, R 1 to R 9 are each as defined above.

본 발명에서 사용하는 찰콘 유도체 화합물 모노머(광흡수제 모노머)인 화학식 4의 화합물은 기본적으로 라디칼 중합에 의하여 고분자를 합성해야 하므로 이중결합이 도입된 메타아크릴레이트 형태이며, 365 nm 파장 영역의 빛을 충분히 흡수하도록 공액결합으로 이루어진 찰콘 유도체의 화합물을 포함하고 있다. 상기 광흡수제 모노머는 유기반사방지막에서 광흡수제 역할을 하여 포토리소공정에서 빛의 난반사와 정류파(Standing wave) 현상을 감소시키며 식각 선택성이 우수하다. 상기 화학식 4의 광흡수제 모노머는 아세토바닐론, 4-메톡시벤젠 알데히드, 테트라메틸 암모늄 히드록시드, 및 에탄올을 이용하여 제조할 수 있다.The compound of formula (4), which is a chalcone derivative compound monomer (light absorbing monomer) used in the present invention, is basically a methacrylate in which a double bond is introduced, since the polymer should be synthesized by radical polymerization, and has sufficient light in a 365 nm wavelength region. It contains a compound of the chalcone derivative consisting of a conjugated bond to absorb. The light absorbing monomer serves as a light absorbing agent in the organic anti-reflective film to reduce the diffuse reflection and standing wave phenomenon of light in the photolithography process and excellent etching selectivity. The light absorber monomer of Chemical Formula 4 may be prepared using acetobanilone, 4-methoxybenzene aldehyde, tetramethyl ammonium hydroxide, and ethanol.

상기 염화 메타아크릴레이트의 사용량은 찰콘 유도체 화합물 1 mol에 대하여 1 내지 2.5 mol인 것이 바람직하다. 또한 본 발명은 치환반응시 발생되는 염산을 중화시키기 위해서 트리에틸아민, 피리딘 등의 염기성 반응제를 사용할 수 있다. 상기 염기성 반응제의 양은 초기 반응물질인 찰콘 유도체에 화합물에 대하여 1 내지 2.5 mol로 사용하는 것이 바람직하다.The amount of the chlorinated methacrylate is preferably 1 to 2.5 mol based on 1 mol of the chalcone derivative compound. In the present invention, in order to neutralize the hydrochloric acid generated during the substitution reaction, basic reactants such as triethylamine and pyridine can be used. The amount of the basic reactant is preferably used in 1 to 2.5 mol with respect to the compound in the chalcone derivative which is the initial reactant.

이때, 상기 화학식 3의 R1 ∼ R9는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소 원자; 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기인 것이 바람직하다.At this time, R 1 to R 9 of Chemical Formula 3 are each independently or simultaneously hydrogen atoms; Or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.

광흡수제가 결합된 고분자 수지Polymer resin combined with light absorber

본 발명은 상기에서 제조되는 상기 화학식 3의 광흡수제용 화합물을 모노머로 하여 유기 반사 방지막에 사용되는 새로운 고분자 재료인 상기 화학식 1로 표시되는 아크릴레이트계 고분자 수지를 제조한다.The present invention prepares an acrylate-based polymer resin represented by Chemical Formula 1, which is a new polymer material used for an organic antireflection film, using the compound for the light absorbing compound of Chemical Formula 3 prepared above as a monomer.

상기 화학식 1의 고분자 수지는 광흡수제가 포함된 상기 화학식 3의 찰콘 유도체 화합물, 유기반사방지막 제조시 가교결합 역할을 수행할 수 있도록 하는 히드록시 에틸 아크릴레이트류, 글리시딜 아크릴레이트류, 및 유기반사방지막에서 사용되는 용매에 대해 용해도를 높이고 기판에 대한 점착성을 높이기 위한 메틸 아크릴레이트류 모노머를 이용한 라디칼 중합반응을 통해 제조할 수 있다. 이때, 라디칼 중합시 사용하는 개시제로는 벤조일퍼옥시드, 아조이소부티로니트릴(AIBN) 및 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레노니트릴)(상품명: V-65) 등이 있으며, 바람직하게는 아조이소부티로니트릴(AIBN)을 사용한다.The polymer resin of Chemical Formula 1 is a chalcone derivative compound of Chemical Formula 3 containing a light absorbing agent, hydroxy ethyl acrylates, glycidyl acrylates, and organic to perform a crosslinking role in the production of an organic antireflection film It can be prepared through a radical polymerization reaction using a methyl acrylate monomer to increase the solubility in the solvent used in the anti-reflection film and to improve the adhesion to the substrate. At this time, initiators used in radical polymerization include benzoyl peroxide, azoisobutyronitrile (AIBN) and 2,2'-azobis (2,4-dimethylvalenonitrile) (trade name: V-65). Preferably, azoisobutyronitrile (AIBN) is used.

상기 고분자 수지의 합성에 사용되는 반응용매의 양은 반응원료 100 중량부에 대해 200 내지 1000 중량부의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 중합반응시 반응온도는 원료의 반응성에 의해서 조절할 수 있지만 50 내지 80 ℃인 것이 바람직하다.The amount of the reaction solvent used in the synthesis of the polymer resin is preferably used in an amount of 200 to 1000 parts by weight based on 100 parts by weight of the reaction raw material. In addition, the reaction temperature during the polymerization reaction can be controlled by the reactivity of the raw material is preferably 50 to 80 ℃.

본 발명은 상기 중합반응이 종료된 후에 잔류해 있는 반응원료와 개시제, 반응 용매 등을 제거하기 위해서, 본 발명은 메탄올, 에테르, 또는 헥산을 반응 원료 100 중량부에 대해 1500 내지 5000 중량부의 양으로 사용하여 중합이 종료된 후 여과된 반응 혼합물을 침전시키고 침전용매를 이용하여 3회 이상 세척 후, 광흡수제가 결합된 아크릴레이트 수지를 얻을 수 있다.The present invention is to remove the reaction raw materials, initiators, reaction solvents and the like remaining after the completion of the polymerization reaction, the present invention is methanol, ether, or hexane in an amount of 1500 to 5000 parts by weight based on 100 parts by weight of the reaction raw material After the polymerization is completed, the filtered reaction mixture is precipitated, and washed three times or more using a precipitation solvent, thereby obtaining an acrylate resin having a light absorber bound thereto.

이때, 상기 화학식 1의 R1 ∼ R9는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소 원자; 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 알콕시기인 것이 바람직하다.In this case, R 1 to R 9 of Chemical Formula 1 are each independently or simultaneously hydrogen atoms; Or an alkyl or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.

본 발명에서 사용하는 상기 화학식 1의 아크릴레이트 수지의 중량 평균 분자량은 10,000 ∼ 1,000,000인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 15,000 ∼ 500,000, 더욱 바람직하게는 20,000 내지 50,000이다.It is preferable that the weight average molecular weight of the acrylate resin of the said General formula (1) used by this invention is 10,000-1,000,000, More preferably, it is 15,000-500,000, More preferably, it is 20,000-50,000.

유기반사방지막 조성물Organic Anti-reflective Coating Composition

본 발명은 상기과정을 통해 제조되는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 이용하여 I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막 조성물을 제공한다.The present invention provides an organic antireflective coating composition for I-line photoresist using the compound represented by Chemical Formula 1 prepared through the above process.

본 발명의 유기 반사 방지막 조성물은 상기 화학식 1의 광흡수제가 결합된 고분자 수지, 및 하기 화학식 2로 표시되는 광흡수용 첨가제를 포함한다. 또한, 본 발명의 유기반사방지막 조성물은 유기용매, 열산발생제(Thermal acid generator), 및 가교제 등을 더욱 포함할 수 있다.The organic antireflection film composition of the present invention includes a polymer resin in which the light absorbing agent of Formula 1 is bonded, and an additive for absorbing light represented by the following Formula 2. In addition, the organic anti-reflective coating composition of the present invention may further include an organic solvent, a thermal acid generator, a crosslinking agent, and the like.

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 2의 식에서, R10 ∼ R15는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자, 알킬기, 알콕시기, 할로겐원자, 또는 니트로기이고; a, b, c 및 d는 0, 1, 2, 또는 3인 정수이고; P1, P2, P3, 및 P4는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자, 또는 알킬기이다.In formula (2), R 10 to R 15 are each independently or simultaneously a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, or a nitro group; a, b, c and d are integers equal to 0, 1, 2, or 3; P 1 , P 2 , P 3 , and P 4 are each independently or simultaneously a hydrogen atom or an alkyl group.

상기 화학식 1의 고분자 수지의 함량은 전체 조성물에 대하여 1 내지 20 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 고분자 수지의 사용량이 상기 범위 미만이면 포토리소공정에서 발생하는 난반사되는 빛을 충분히 흡수할 수 없게 되며, 고분자 수지의 사용량이 상기범위를 초과하는 경우 유기반사방지막에서 사용하는 용매에 대한 용해도가 떨어지고 코팅 균일도(Coating Uniformity)가 나빠지며 조성물 내부에 탄소와 탄소 결합수가 많은 벤젠고리로 구성된 분자의 함량이 커져서 유기반사방지막 식각공정시 식각속도가 늦어지고 이로 인해 레지스트 두께 손실이 발생되는 문제가 있다.The content of the polymer resin of Chemical Formula 1 is preferably used in an amount of 1 to 20% by weight based on the total composition. When the amount of the polymer resin is less than the above range, the diffused light generated in the photolithography process cannot be sufficiently absorbed. When the amount of the polymer resin used exceeds the above range, the solubility in the solvent used in the organic anti-reflective coating decreases, the coating uniformity deteriorates, and the content of molecules composed of benzene rings having a large number of carbon and carbon bonds in the composition There is a problem that the etching rate is slowed during the organic anti-reflective coating etching process is large, thereby causing a resist thickness loss.

또한, 상기 화학식 2의 광흡수용 첨가제의 함량은 전체 조성물에 대하여 1 내지 20 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 광흡수용 첨가제의 함량이 상기 범위를 벗어나서 초과하는 경우 광흡수용 첨가제에 들어있는 히드록시기의 함량이 반사방지막 조성물에 증가하게 되어 노광공정 후 레지스트 현상시 알칼리 현상액에 의한 유기반사방지막의 뜯김현상과 일부분 용해로 레지스트 패턴붕괴(Pattern Collapse)가 발생한다.In addition, the content of the light absorbing additive of the formula (2) is preferably used in 1 to 20% by weight based on the total composition, when the content of the light absorbing additive exceeds the outside of the range contained in the light absorbing additive The amount of the hydroxyl group is increased in the antireflective coating composition, so that the organic antireflection coating is delaminated by the alkaline developer and partially melts the resist pattern collapse when the resist is developed after the exposure process.

이밖에, 상기 유기용매, 열산발생제 및 가교제의 함량은 유기반사방지막 조성에 사용되는 통상적인 함량으로 사용할 수 있다.In addition, the content of the organic solvent, thermal acid generator and crosslinking agent may be used in the conventional content used in the organic anti-reflective coating composition.

본 발명은 상기 유기반사방지막 조성물을 실리콘 웨이퍼나 각종 금속기판에 스핀 코팅을 이용하여 도포시켜 반사 방지막을 형성한다. 이때 잔류 용제 제거와 열경화에 의한 가교를 위해, 코팅 후 반사 방지막을 190 ∼ 240 ℃로 가열한다. 이후, 레지스트를 도포하고 노광 공정을 거친 후 현상액으로 현상하여 패턴을 구현한다.In the present invention, the antireflective coating composition is applied to a silicon wafer or various metal substrates using spin coating to form an antireflection coating. At this time, in order to remove the residual solvent and crosslink by thermosetting, the antireflection film is heated to 190 to 240 ° C after coating. Thereafter, a resist is applied, subjected to an exposure process, and developed with a developer to implement a pattern.

본 발명에서 사용되는 현상액은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 테트라메틸 암모늄 히드록시드 등의 알칼리성 화합물을 0.1 ∼ 10 중량%가 되도록 용해시킨 알칼리 수용액을 사용한다. 이러한 현상액에 메탄올, 에탄올 등과 같은 수용성 유기용매 및 계면 활성제를 적정량 첨가할 수 있다. 이 알칼리성 수용액으로 이루어지는 현상액으로 현상한 뒤에는 초순수로 세정한다.As the developer used in the present invention, an alkaline aqueous solution in which alkaline compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate and tetramethyl ammonium hydroxide are dissolved to be 0.1 to 10% by weight is used. An appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol and ethanol and a surfactant can be added to the developer. After developing with the developer which consists of this alkaline aqueous solution, it wash | cleans with ultrapure water.

이렇게 얻어진 본 발명의 유기반사방지막은 광흡수제가 함유되어 있어 노광 공정시 발생하는 기판에서의 난반사에 의한 노칭(Notching)과, 레지스트 패턴형상의 정류파(Standing Wave) 현상을 방지하여 레지스트의 감도, 해상도 향상 및 패턴 붕괴(Pattern Collapse)를 방지할 뿐만 아니라, 광흡수제를 구성하고 있는 산소 함량이 높아 식각 공정시 레지스트 손상을 최소화할 수 있다.The organic antireflective film of the present invention thus obtained contains a light absorbing agent to prevent notching due to diffuse reflection in the substrate generated during the exposure process, and to prevent standing wave phenomenon in the form of a resist pattern. In addition to improving resolution and preventing pattern collapsing, the high oxygen content of the light absorber can minimize resist damage during the etching process.

이하, 본 발명을 하기 실시예 및 비교예를 참조로 하여 설명한다. 그러나, 이들 예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the following Examples and Comparative Examples. However, these examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.

[실시예]EXAMPLE

[실시예 1]Example 1

광흡수제 모노머의 합성: 4-메톡시 벤질리덴 4'-히드록시-3'-메톡시 아세토페논(화합물 4)의 제조Synthesis of Light Absorber Monomer: Preparation of 4-methoxy benzylidene 4'-hydroxy-3'-methoxy acetophenone (Compound 4)

아세토바닐론 100 g100 g of acetovanillones

4-메톡시벤젠 알데히드 164 g164 g of 4-methoxybenzene aldehyde

20% 테트라메틸 암모늄 히드록시드 수용액 100 g100 g of 20% tetramethyl ammonium hydroxide aqueous solution

에탄올 500 g500 g of ethanol

2L 둥근 플라스크에 아세토바닐론과 4-메톡시벤젠을 에탄올을 이용하여 녹이고, 상온에서 20% 테트라메틸 암모늄 히드록시드 수용액을 천천히 적가시켜준후 12 시간 동안 교반하는 조건으로 광흡수제 모노머를 제조하였다.Acetovanilone and 4-methoxybenzene were dissolved in ethanol in a 2 L round flask, and a 20% tetramethyl ammonium hydroxide aqueous solution was slowly added dropwise at room temperature, and a light absorber monomer was prepared under stirring for 12 hours.

[실시예 2]Example 2

광흡수제로 사용되는 찰콘 유도체 화합물의 합성: 4-메톡시 벤질리덴 4'-메타아크릴옥시-3'-메톡시 아세토페논(화합물 3)의 제조Synthesis of Chalcone Derivative Compounds Used as Light Absorbers: Preparation of 4-methoxy benzylidene 4'-methacryloxy-3'-methoxy acetophenone (Compound 3)

4-메톡시 벤질리덴 4'-메타아크릴옥시-3'-메톡시 아세토페논 32 g32 g of 4-methoxy benzylidene 4'-methacryloxy-3'-methoxy acetophenone

염화 메타아크릴레이트 (MACl) 15 gChlorinated methacrylate (MACl) 15 g

트리에틸아민 (TEA) 11.4 g11.4 g of triethylamine (TEA)

테트라히드로퓨란 (THF) 160 gTetrahydrofuran (THF) 160 g

4-메톡시 벤질리텐 4'-메타아크릴옥시-3'-메톡시 아세토페논과 트리에틸아민을 무수 테트라히드로퓨란(THF)에 완전히 녹이고, 테트라히드로퓨란에 녹아있는 염화 메타아크릴레이트 용액을 반응용기안에 천천히 적가시켜주고 4 시간 동안 상온에서 교반하여 찰콘 유도체 화합물을 제조하였다.4-methoxy benzylithene 4'-methacryloxy-3'-methoxy acetophenone and triethylamine are completely dissolved in anhydrous tetrahydrofuran (THF), and the chlorinated methacrylate solution dissolved in tetrahydrofuran is reacted with a reaction vessel. Slowly added dropwise into the mixture and stirred at room temperature for 4 hours to prepare a chalcone derivative compound.

[실시예 3]Example 3

찰콘 유도체가 도입된 메타아크릴레이트계 수지(화합물 1)의 제조Preparation of Methaacrylate Resin (Compound 1) Incorporated with Chalcone Derivatives

4-메톡시 벤질리덴 4'-메타아크릴옥시-3'-메톡시 아세토페논 20 g20 g of 4-methoxy benzylidene 4'-methacryloxy-3'-methoxy acetophenone

글리시딜 메타아크릴레이트 (GMA) 3.67 gGlycidyl Methacrylate (GMA) 3.67 g

2-히드록시에틸 메타아크릴레이트 (2-HEMA) 2.02 g2.02 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA)

메틸 메타아크릴레이트 (MMA) 521 mgMethyl methacrylate (MMA) 521 mg

아조비스부티로니트릴 (AIBN) 786 mgAzobisbutyronitrile (AIBN) 786 mg

테트라히드로퓨란 (THF) 131 gTetrahydrofuran (THF) 131 g

상기 화합물들을 둥근플라스크에 놓고 교반하면서 온도를 65 ℃로 상승시켜 4시간 동안 중합시켰다. 반응 후 상온으로 온도를 내려 중합을 중지하고 메탄올을 사용하여 침전을 통해 잔존하는 반응원료 및 반응용매를 제거하여 수지를 얻었다.The compounds were placed in a round flask and the temperature was raised to 65 ° C. while stirring to polymerize for 4 hours. After the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature to stop the polymerization, and the remaining reaction raw material and reaction solvent were removed by precipitation using methanol to obtain a resin.

[실시예 4]Example 4

유기반사방지막 조성물의 제조Preparation of Organic Antireflection Film Composition

아크릴레이트계 고분자 수지 10 g10 g of acrylate polymer resin

2,2,4,4-테트라히드록시 벤조페논 10 g10 g of 2,2,4,4-tetrahydroxy benzophenone

2-히드록시시클로헥실 p-톨루엔술폰화에스테르 0.1 g0.1 g of 2-hydroxycyclohexyl p-toluenesulfonated ester

헥사메톡시메틸 멜라민 3 g3 g of hexamethoxymethyl melamine

시클로헥사논(CH) 300 g300 g of cyclohexanone (CH)

상기 실시예 3에서 제조된 아크릴레이트계 고분자 수지 10 g, 화학식 2의 첨가제인 2,2,4,4-테트라히드록시 벤조페논 10 g을 용매인 시클로헥산에 녹이고, 그 밖에 통상적인 함량의 열산발생제 및 가교제를 첨가하여 유기반사방지막 조성물을 제조하였다.10 g of the acrylate-based polymer resin prepared in Example 3 and 10 g of 2,2,4,4-tetrahydroxy benzophenone, which are additives of Formula 2, are dissolved in cyclohexane, which is a solvent, and other thermal acids of conventional content. An organic anti-reflective coating composition was prepared by adding a generator and a crosslinking agent.

(유기반사 방지막에 대한 물리적 특성시험)(Physical Characteristic Test on Oil-Based Sand Bar)

[실험예 1]Experimental Example 1

포토레지스트 용매에 대한 유기반사방지막의 두께 손실Thickness Loss of Organic Anti-reflective Coatings on Photoresist Solvents

3인치 실리콘 웨이퍼위에 유기반사방지막 조성물을 4000 rpm으로 스핀코팅시킨 후, 90초간 180 ℃로 가열시켰다. 코팅 시료를 포토레지스트 용매인 2-헵타논, 에틸락테이트(EL), 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA) 등을 이용하여 코팅된 유기반사방지막 시료 위에 5000 rpm으로 30초간 회전시키고 60초 동안 가열기판에서 100 ℃로 처리한 뒤, 포토레지스트 용매 처리 전 후의 유기반사방지막의 두께손실을 조사하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The organic anti-reflective coating composition was spin-coated at 4000 rpm on a 3-inch silicon wafer, and then heated to 180 ° C. for 90 seconds. The coated sample was spun at 5000 rpm for 30 seconds on an organic antireflective coating sample coated with photoresist solvent 2-heptanone, ethyl lactate (EL), and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) for 60 seconds. After treatment at 100 ° C. on a heating substrate, the thickness loss of the organic anti-reflective coating film before and after photoresist solvent treatment was investigated and the results are shown in Table 1 below.

유기반사막의 포토레지스트 용매에 대한 손실평가Loss Assessment of Photoresist Solvents in Organic Reflective Films 레지스트 용매Resist solvent 유기반사방지막 두께 (Å)Organic Anti-Reflection Thickness (두께) 두께 차 (Å)Thickness difference 처리 전Before treatment 처리 후After treatment 2-헵타논2-heptanone 14531453 14521452 1One 에틸락테이트Ethyl lactate 14221422 14201420 22 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate 14361436 14361436 00

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 유기반사방지막 조성물을 사용하는 경우 유기반사방지막의 두께 차이는 0 ∼ 2Å으로 코팅시 발생되는 두께 편차 (±5Å) 범위 안에 포함되는 점을 감안할 때, 레지스트 용매에 대한 본 발명의 유기반사방지막 두께 손실은 전혀 없었다.As shown in Table 1, in the case of using the organic anti-reflective coating composition of the present invention, considering that the difference in thickness of the organic anti-reflective coating film is within the range of thickness deviation (± 5Å) generated during coating to 0 ~ 2Å, resist There was no loss of the thickness of the organic anti-reflective coating of the present invention with respect to the solvent.

또한 도 1에는 (A) 금속기판에 유기반사방지막 도포 후 포토레지스트 패턴형상 및 (B) 금속기판 위에 유기반사방지막을 도포하지 않은 포토레지스트 패턴형상의 전자현미경 사진을 나타내었다. 도 1에서 보면, 본 발명의 유기반사방지막 조성물을 사용하여 도포한 경우 도포하지 않은 것에 비해 포토레지스트 패턴 형상이 우수함을 알 수 있다.In addition, FIG. 1 shows an electron micrograph of a photoresist pattern shape after (A) coating an organic antireflection film on a metal substrate and a photoresist pattern shape without applying an organic antireflection film on (B) a metal substrate. In Figure 1, it can be seen that when applied using the organic anti-reflective coating composition of the present invention, the shape of the photoresist pattern is superior to that of not applied.

[실험예 2]Experimental Example 2

반사율 측정Reflectance measurement

3인치 실리콘 웨이퍼에 유기반사방지막 조성물을 4000 rpm으로 스핀코팅 시킨 후, 가열기판에서 90초 동안 180 ℃로 가열시키고 유기반사방지막으로 코팅된 웨이퍼막의 굴절률을 측정하였고, 측정된 값을 이용하여 PROLITH 시뮬레이션을 통한 유기반사방지막의 각 두께 대비 반사율을 측정하였다. 도 2에서 보는 바와 같이, 1040 Å에서 반사율이 0.009%로 가장 낮았고 1500Å 이상의 두께에 대해서는 I-Line 공정에서 사용 가능한 유기반사방지막의 반사율 5% 미만의 값을 충분히 확보하는 결과를 볼 수 있다.After spin coating an antireflective coating composition on a 3 inch silicon wafer at 4000 rpm, the substrate was heated at 180 ° C. for 90 seconds on a heating substrate, and the refractive index of the wafer coating coated with the organic antireflection coating was measured. Reflectance of each thickness of the organic anti-reflective coating was measured. As shown in FIG. 2, the reflectance was the lowest as 0.009% at 1040 kHz and a sufficient value of less than 5% of the reflectance of the organic anti-reflective coating that can be used in the I-Line process for a thickness of 1500 Å or more can be seen.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막 조성물은 포토리소그래피 공정에서 사용시 종래 유기반사방지막 조성물들에 비해 유기반사방지막을 경화할 때 발생되는 저분자 승화물질이 없고 365nm 영역에서의 높은 흡수도를 가지며 포토레지스트의 패턴형상, 해상도, 포커스 허용성, 현상성을 우수하게 개선할 수 있다.As described above, the organic anti-reflective coating composition for I-line photoresist according to the present invention has no low-molecular sublimation material generated when the organic anti-reflective coating is cured compared to conventional organic anti-reflective coating compositions when used in a photolithography process and has a 365 nm region. It has high absorbency at and can improve the pattern shape, resolution, focus tolerance and developability of the photoresist well.

도 1a는 금속기판에 본 발명의 유기반사방지막 조성물을 도포한 후의 포토레지스트 패턴형상의 전자현미경 사진이고,1A is an electron micrograph of a photoresist pattern after applying the organic antireflective coating composition of the present invention to a metal substrate,

도 1b는 금속기판 위에 유기반사방지막을 도포하지 않은 포토레지스트 패턴형상의 전자현미경 사진이다.1B is an electron micrograph of a photoresist pattern in which an organic antireflective coating is not applied on a metal substrate.

도 2는 유기반사방지막에 대한 반사도 시뮬레이션을 나타낸 것이다.Figure 2 shows the reflectance simulation for the organic antireflection film.

Claims (11)

하기 화학식 3으로 표시되는 광흡수제용 찰콘 유도체 화합물:Chalcone derivative compounds for light absorbers represented by the following formula (3): [화학식 3][Formula 3] 상기 화학식 3의 식에서, R1, R2, R4 내지 R6, R8 및 R9는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 할로겐 원자, 또는 니트로기이며, R3 및 R7은 각각 메톡시기이다.In formula (3), R 1 , R 2 , R 4 to R 6 , R 8 and R 9 are each independently or simultaneously a hydrogen atom, an alkyl group of 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group of 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, Or a nitro group, and R 3 and R 7 are each a methoxy group. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 3의 R2, R4 내지 R6, R8 및 R9는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소 원자; 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기이며, R3 및 R7은 각각 메톡시기인 것을 특징으로 하는 화합물.According to claim 1, wherein in Formula 3 R 2 , R 4 To R 6 , R 8 And R 9 are each independently or simultaneously hydrogen atom; Or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 and R 7 are each a methoxy group. 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 1몰에 대하여 1 내지 2.5 몰의 염화 메타아크릴레이트를 친핵성 치환반응시키는 단계를 포함하는 하기 화학식 3으로 표시되는 광흡수제용 찰콘 유도체 화합물의 제조방법:Method for preparing a chalcone derivative compound for light absorbers represented by the following formula (3) comprising the step of nucleophilic substitution reaction of 1 to 2.5 moles of chloride methacrylate with respect to 1 mole of the compound represented by formula (4): [화학식 3] [Formula 3] [화학식 4][Formula 4] 상기 화학식 3 및 4에서, R1, R2, R4 내지 R6, R8 및 R9는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 할로겐 원자, 또는 니트로기이며, R3 및 R7은 각각 메톡시기이다.In Formulas 3 and 4, R 1 , R 2 , R 4 to R 6 , R 8 and R 9 are each independently or simultaneously a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom , Or a nitro group, and R 3 and R 7 are each a methoxy group. 하기 화학식 1로 표시되는 유기반사방지막용 고분자 수지:A polymer resin for organic antireflection film represented by the following formula (1): [화학식 1][Formula 1] 상기 화학식 1의 식에서,In the formula of Formula 1, R1 ∼ R9는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자; 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기; 할로겐원자; 또는 니트로기이고;R 1 to R 9 are each independently or simultaneously a hydrogen atom; An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; Halogen atom; Or a nitro group; a, b, c 및 d는 0, 1, 2, 또는 3인 정수이고;a, b, c and d are integers equal to 0, 1, 2, or 3; P1, P2, P3, 및 P4는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이다P 1 , P 2 , P 3 , and P 4 are each independently or simultaneously a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. 제 4 항에 있어서, 상기 화학식 1의 R1 ∼ R9는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소 원자; 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기인 것을 특징으로 하는 유기반사방지막용 고분자 수지.The method according to claim 4, wherein in Formula 1 R One To R 9 Are each independently or simultaneously hydrogen atom; Or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. 제 4 항에 있어서, 상기 고분자 수지는 평균분자량이 10,000 ∼ 1,000,000의 폴리아크릴레이트 수지인 것을 특징으로 하는 유기반사방지막용 고분자 수지.5. The polymer resin for organic antireflection film according to claim 4, wherein the polymer resin is a polyacrylate resin having an average molecular weight of 10,000 to 1,000,000. a) ⅰ) 하기 화학식 3으로 표시되는 광흡수제용 찰콘 유도체 화합물, ⅱ) 히드록시 에틸 아크릴레이트 모노머, ⅲ) 글리시딜 아크릴레이트 모노머, ⅳ) 메틸 아크릴레이트 모노머, 및 ⅴ) 개시제를 유기용매에 첨가하여 라디칼 중합시키는 단계; 및a) iii) a chalcone derivative compound for light absorbers represented by the following formula (3), ii) hydroxy ethyl acrylate monomer, iii) glycidyl acrylate monomer, iii) methyl acrylate monomer, and iii) initiator in an organic solvent. Radical polymerization by addition; And b) 상기 반응혼합물을 메탄올로 침전시키고 용매를 제거하는 단계b) precipitating the reaction mixture with methanol and removing the solvent 를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 유기반사방지막용 고분자 수지의 제조방법:Method for producing a polymer resin for organic antireflection film represented by the formula (1) comprising: [화학식 1][Formula 1] [화학식 3][Formula 3] 상기 화학식 1 및 3의 식에서,In Formulas 1 and 3, R1 ∼ R9는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자; 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 알콕시기; 할로겐원자; 또는 니트로기이고;R 1 to R 9 are each independently or simultaneously a hydrogen atom; An alkyl or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; Halogen atom; Or a nitro group; a, b, c 및 d는 0, 1, 2, 또는 3인 정수이고;a, b, c and d are integers equal to 0, 1, 2, or 3; P1, P2, P3, 및 P4는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기이다.P 1 , P 2 , P 3 , and P 4 are each independently or simultaneously a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막 조성물에 있어서,In the organic anti-reflective coating composition for I-line photoresist, a) 하기 화학식 1로 표시되는 유기반사방지막용 고분자 수지; 및a) an organic antireflective polymer resin represented by Chemical Formula 1; And b) 하기 화학식 2로 표시되는 광흡수용 첨가제b) Additive for light absorption represented by the following formula (2) 를 포함하는 I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막 조성물:Organic anti-reflective coating composition for I-line photoresist comprising: [화학식 1][Formula 1] [화학식 2][Formula 2] 상기 화학식 1 및 2의 식에서,In Formulas 1 and 2, R1 ∼ R15는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자; 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기; 할로겐원자; 또는 니트로기이고;R 1 to R 15 are each independently or simultaneously a hydrogen atom; An alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms; Halogen atom; Or a nitro group; a, b, c 및 d는 0, 1, 2, 또는 3인 정수이고;a, b, c and d are integers equal to 0, 1, 2, or 3; P1, P2, P3, 및 P4는 각각 독립적으로 또는 동시에 수소원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기이다.P 1 , P 2 , P 3 , and P 4 are each independently or simultaneously a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. 제 8 항에 있어서, 상기 유기반사방지막 조성물은 a) 화학식 1의 고분자 수지 0.1 내지 20 중량%; 및 b) 화학식 2의 광흡수용 첨가제 0.1 내지 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막 조성물.The method of claim 8, wherein the organic anti-reflective coating composition is a) 0.1 to 20% by weight of the polymer resin of Formula 1; And b) 0.1 to 20% by weight of an additive for absorbing light of formula (2). 제 8 항에 있어서, 상기 고분자 수지는 평균분자량이 10,000 ∼ 1,000,000의 폴리아크릴레이트 수지인 것을 특징으로 하는 I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막 조성물.The organic antireflection film composition for I-line photoresist according to claim 8, wherein the polymer resin is a polyacrylate resin having an average molecular weight of 10,000 to 1,000,000. 제8항 기재의 유기반사방지막 조성물을 포함하여 제조된 I-라인 포토레지스트용 유기반사방지막.An organic antireflection film for an I-line photoresist, comprising the organic antireflection film composition according to claim 8.
KR10-2002-0051209A 2002-08-28 2002-08-28 Organic bottom antireflective coating compositions for i-line photoresist KR100515485B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0051209A KR100515485B1 (en) 2002-08-28 2002-08-28 Organic bottom antireflective coating compositions for i-line photoresist

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0051209A KR100515485B1 (en) 2002-08-28 2002-08-28 Organic bottom antireflective coating compositions for i-line photoresist

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040019611A KR20040019611A (en) 2004-03-06
KR100515485B1 true KR100515485B1 (en) 2005-09-15

Family

ID=37324383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0051209A KR100515485B1 (en) 2002-08-28 2002-08-28 Organic bottom antireflective coating compositions for i-line photoresist

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100515485B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8871423B2 (en) 2010-01-29 2014-10-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Photoresist composition for fabricating probe array, method of fabricating probe array using the photoresist composition, composition for photosensitive type developed bottom anti-reflective coating, fabricating method of patterns using the same and fabricating method of semiconductor device using the same

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59231531A (en) * 1983-06-13 1984-12-26 Agency Of Ind Science & Technol Photosensitive polymer material
JPS6157610A (en) * 1984-08-28 1986-03-24 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Photosensitive copolymer and its production
JPH01138554A (en) * 1987-11-26 1989-05-31 Toagosei Chem Ind Co Ltd Composite resist layer
JPH02187765A (en) * 1989-01-14 1990-07-23 Oki Electric Ind Co Ltd Material for photo-decolorable layer for enhancing contrast and pattern forming method with same
KR19980084865A (en) * 1997-05-22 1998-12-05 이성용 Photoresist composition for ultra-precision pattern printed circuit board (PCB) and developing method using the same
JPH11249521A (en) * 1998-03-05 1999-09-17 Mita Ind Co Ltd Photoreceptor drum protecting device for image forming device, and method for protecting photoreceptor drum for same
KR20010003933A (en) * 1999-06-26 2001-01-15 김영환 Organic anti-reflective polymer which can be used anti-reflective layer using 193nm ArF in micro pattern-forming process and preparation method thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59231531A (en) * 1983-06-13 1984-12-26 Agency Of Ind Science & Technol Photosensitive polymer material
JPS6157610A (en) * 1984-08-28 1986-03-24 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Photosensitive copolymer and its production
JPH01138554A (en) * 1987-11-26 1989-05-31 Toagosei Chem Ind Co Ltd Composite resist layer
JPH02187765A (en) * 1989-01-14 1990-07-23 Oki Electric Ind Co Ltd Material for photo-decolorable layer for enhancing contrast and pattern forming method with same
KR19980084865A (en) * 1997-05-22 1998-12-05 이성용 Photoresist composition for ultra-precision pattern printed circuit board (PCB) and developing method using the same
JPH11249521A (en) * 1998-03-05 1999-09-17 Mita Ind Co Ltd Photoreceptor drum protecting device for image forming device, and method for protecting photoreceptor drum for same
KR20010003933A (en) * 1999-06-26 2001-01-15 김영환 Organic anti-reflective polymer which can be used anti-reflective layer using 193nm ArF in micro pattern-forming process and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040019611A (en) 2004-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3851476B2 (en) Organic antireflection polymer and method for producing the same
JP4808597B2 (en) Organic antireflection polymer and method for producing the same
JP4791433B2 (en) Anti-reflection film composition, anti-reflection film manufacturing method, and semiconductor element manufacturing method
JP4253088B2 (en) Antireflection film composition and preparation method thereof, and antireflection film and method of forming the same
JP3860411B2 (en) Polymer for irregular reflection preventing film and method for producing the same
JP4463417B2 (en) Polymer for organic antireflection film and method for producing the same
KR100427440B1 (en) Organic anti-reflective polymer and preparation thereof
JP3602077B2 (en) Composition of organic antireflection film and method for producing the same
JP3457653B2 (en) Composition of organic antireflection film and method for producing the same
KR100570211B1 (en) Cross-linking polymer for organic anti-reflective coating, organic anti-reflective coating composition comprising it and photoresist pattern-forming method using it
JP3848551B2 (en) Composition of organic antireflection film and method for producing the same
TWI247969B (en) Organic anti-reflective coating polymer, anti-reflective coating composition comprising the same and methods of preparation thereof
KR100515485B1 (en) Organic bottom antireflective coating compositions for i-line photoresist
JP3602075B2 (en) Composition of organic antireflection film and method for producing the same
KR100871781B1 (en) Co-polymer comprising imidazole based derivative, preparing method thereof, organic anti-reflective coating composition comprising the co-polymer and organic anti-reflective coating comprising the composition
KR20020090584A (en) POLYMER RESIN FOR ORGANIC BOTTOM ANTI-REFLECTIVE COATING FILM, AND ORGANIC BOTTOM ANTI-REFLECTIVE COATING COMPOSITIONS FOR KrF PHOTORESIST USING THE SAME
KR100871771B1 (en) Co-polymer containing piperidine, preparing method thereof, organic anti-reflective coating composition containing the co-polymer and organic anti-reflective coating comprising the composition
KR100351458B1 (en) Organic Anti-reflective coating material and its preparation
KR100400242B1 (en) Organic anti-reflective polymer and preparation method thereof
KR100423535B1 (en) Organic anti-reflective polymer and preparation thereof
KR20050071978A (en) Organic bottom anti-reflective coating compositions for krf photoresist
KR100598166B1 (en) Cross-linking polymer for organic anti-reflective coating, organic anti-reflective coating composition comprising it and photoresist pattern-forming method using it
KR100355611B1 (en) Anti-reflective coating polymers and preparation thereof
KR100351459B1 (en) Organic Anti-reflective coating material and its preparation
KR100355612B1 (en) Anti-reflective coating polymers and preparation thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110620

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee