KR100783070B1 - Organosilane composition, Hardmask Composition Coated under Photoresist and Process of producing integrated circuit devices using thereof - Google Patents

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KR100783070B1 KR1020060026204A KR20060026204A KR100783070B1 KR 100783070 B1 KR100783070 B1 KR 100783070B1 KR 1020060026204 A KR1020060026204 A KR 1020060026204A KR 20060026204 A KR20060026204 A KR 20060026204A KR 100783070 B1 KR100783070 B1 KR 100783070B1
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Abstract

화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상과 화학식 3으로 표시되는 화합물, 화학식 4로 표시되는 화합물 및 화학식 5의 화합물을 반응시켜 생성되는 가수분해물 및 유기실란계 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기실란계 화합물 및 이를 이용한 반도체 집적회로 디바이스의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 우수한 막특성과 저장안정성을 가지며 하드마스크 특성이 우수하여 재료층에 훌륭한 패턴을 전사할 수 있다.Characterized in that it comprises a hydrolyzate and an organosilane polymer produced by reacting any one or more of the compounds represented by the formula (1) and (2), the compound represented by the formula (3), the compound represented by the formula (4) and the compound of the formula (5) The present invention relates to an organosilane compound and a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device using the same. The composition of the present invention has excellent film properties and storage stability, and has excellent hard mask properties, so that an excellent pattern can be transferred to the material layer.

리쏘그래픽, 하드마스크, 반사방지막 Lithographic, Hard Mask, Anti-Reflective Film

Description

유기실란계 중합체, 이를 포함하는 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물 및 이를 이용한 반도체 집적회로 디바이스의 제조방법{Organosilane composition, Hardmask Composition Coated under Photoresist and Process of producing integrated circuit devices using thereof}Organosilane polymer, hard mask composition for resist underlayer film comprising same, and method for manufacturing semiconductor integrated circuit device using same

본 발명은 유기실란계 중합체 및 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물 및 이를 이용한 반도체 집적회로 디바이스의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 패턴의 재현성이 우수하고, 레지스트와의 밀착성이 우수하며, 레지스트를 노광한 후 사용하는 현상막에 내성이 우수하고 플라즈마 에칭시의 막감소가 적은 레지스트의 하층막용 조성물을 제공할 수 있다.The present invention relates to an organosilane polymer and a hard mask composition for a resist underlayer film and a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device using the same. Specifically, the pattern is excellent in reproducibility, good adhesion with a resist, and after exposure of the resist. The composition for underlayer film of the resist which is excellent in the developing film to be used and which has little film reduction at the time of plasma etching can be provided.

대부분의 리쏘그래피 공정은 이미지화층, 예컨대 레지스트 재료층과 기판간의 반사성을 최소화 시키는데 반사방지코팅재료(ARC)을 사용하여 해상도를 증가시킨다. 그러나 이러한 ARC 재료들은 층들의 유사한 기본조성으로 인하여 이미지화층에 불량한 에칭 선택성을 부과한다. 그러므로, 패터닝 후 ARC의 에칭중에 많은 이미지화층도 소모되어, 후속 에칭 단계 중에 추가의 패터닝이 필요하게 되었다.Most lithographic processes increase the resolution by using an antireflective coating material (ARC) to minimize the reflectivity between the imaging layer, such as a layer of resist material and the substrate. However, these ARC materials impose poor etch selectivity on the imaging layer due to the similar basic composition of the layers. Therefore, many imaging layers are also consumed during the etching of ARC after patterning, requiring further patterning during subsequent etching steps.

또한, 일부 리쏘그래피 기술의 경우, 사용된 레지스트 재료는 레지스트 재 료 아래에 놓인 층에 소정의 패턴을 효과적으로 전사할 수 있기에 충분한 후속 에칭 단계에 대한 내성을 제공하지 않는다. 많은 경우에서, 예를 들면 극히 얇은 레지스트 물질이 사용되는 경우, 에칭하고자 하는 기판이 두꺼운 경우, 실질적인 에칭 깊이가 요구되는 경우, 소정의 기판층에 대해 특정한 에칭제를 사용하는 것이 요망되는 경우, 또는 상기 경우의 임의의 조합에서 레지스트 하층막용 하드마스크가 사용된다. 레지스트 하층막용 하드마스크는 패터닝된 레지스트와 패터닝하고자 하는 기판 간의 중간층 역할을 한다. 레지스트 하층막용 하드마스크는 패터닝된 레지스트층으로부터 패턴을 수용하고, 패턴을 기판으로 전사한다. 레지스트 하층막용 하드마스크층은 패턴을 전사하는 데 요구되는 에칭 공정을 견딜수 있어야 한다.In addition, for some lithographic techniques, the resist material used does not provide sufficient resistance to subsequent etching steps to effectively transfer the desired pattern to the layer underlying the resist material. In many cases, for example when extremely thin resist materials are used, when the substrate to be etched is thick, when substantial etch depth is required, it is desired to use a specific etchant for a given substrate layer, or In any combination of the above cases, a hard mask for resist underlayer film is used. The hard mask for the resist underlayer film serves as an intermediate layer between the patterned resist and the substrate to be patterned. The hard mask for resist underlayer film receives a pattern from the patterned resist layer and transfers the pattern to the substrate. The hard mask layer for the resist underlayer film must be able to withstand the etching process required to transfer the pattern.

일예로, 실리콘 산화막 등의 기판을 가공할 때, 레지스트 패턴을 마스크로 사용하지만 미세화와 함께 레지스트의 두께도 박막화하였기 때문에 레지스트의 마스크성이 부족하여 손상을 주지 않고 산화막을 가공하는 것이 곤란하였다. 따라서 레지스트 패턴을 우선 산화막 가공용 하층막에 전사한 후, 이 막을 마스크로서 산화막에 드라이 에칭 가공하는 공정이 취해진다. 산화막 가공용 하층막이란 하층 반사막을 겸하면서 반사방지막의 하층에 형성되는 막을 뜻한다. 이 공정에서는 레지스트와 산화막 가공용 하층막의 에칭속도가 비슷하기 때문에 레지스트와 상기 하층막사이에 이 하층막을 가공할 수 있는 마스크를 형성할 필요가 있다. 즉, 산화막 상에 산화막 가공용 하층막-하층막 가공용 마스크 -레지스트로 이루어진 다층막이 구성되게 된다.For example, when processing a substrate such as a silicon oxide film, a resist pattern is used as a mask, but since the thickness of the resist is reduced along with miniaturization, it is difficult to process the oxide film without damaging the mask property of the resist. Therefore, the process of first transferring a resist pattern to the underlayer film for oxide film processing, and performing a dry etching process to an oxide film as a mask is taken. The underlayer film for oxide film processing means a film formed under the antireflection film while also serving as a lower reflection film. In this step, since the etching rate of the resist and the underlayer film for oxide film processing is similar, it is necessary to form a mask capable of processing the underlayer film between the resist and the underlayer film. That is, a multilayer film made of an oxide film processing underlayer film-underlayer film processing mask-resist is formed on the oxide film.

일본특허 2000-0077018(공개번호)에서는 상기와 같은 효과를 얻고자 RaSi(OR)4-a 등의 실란화합물의 축합 생성물을 레지스트 하층막용 물질로 사용하고 있다. 그러나 상기 특허의 축합생성물은 Si-OH기가 높은 농도로 존재하게 되어 막특성이 불량하고 포토레지스트 가공시 패턴형성이 어려운 문제점이 있었다.In Japanese Patent 2000-0077018 (Publication No.), a condensation product of a silane compound such as RaSi (OR) 4-a is used as a material for resist underlayer film in order to obtain the same effect as described above. However, the condensation product of the patent has a problem that the Si-OH group is present in a high concentration is poor in film properties and difficult to form patterns during photoresist processing.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 에칭 선택성이 높고, 다중 에칭에 대한 내성이 충분하며, 레지스트와 하부층 간의 반사성을 최소화하는 반사방지 조성물을 제공하여 리쏘그래픽 공정에서 유용하게 사용하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 본 발명의 하드마스크 조성물을 사용하여 기판 상의 이면 재료 층을 패턴화시키는 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to provide an antireflective composition that has high etching selectivity, sufficient resistance to multiple etching, and minimizes the reflectivity between the resist and the underlying layer to be useful in lithographic processes It aims to use. Another object of the present invention is to provide a method of patterning a backing material layer on a substrate using the hardmask composition of the present invention.

또한, 본 발명자는 화학식 1 또는 화학식 2에서의 아로마틱(aromatic)기 또는 치환된 아로마틱(aromatic)기가 193nm에서 흡수스펙트럼을 나타내는 점을 활용하여 193nm에서의 흡수도가 높은 재료를 제공함과 동시에 아로마틱(aromatic)기 또는 치환된 아로마틱(aromatic)기의 농도비를 조절함으로써 특정주파수대에서의 원하는 흡수도와 굴절률을 가진 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.In addition, the inventor of the present invention utilizes the fact that the aromatic group or the substituted aromatic group in Formula 1 or Formula 2 exhibits an absorption spectrum at 193 nm, while providing a material having high absorption at 193 nm, and at the same time, aromatic. It is a technical object of the present invention to provide a hard mask composition for a resist underlayer film having a desired absorbance and a refractive index in a specific frequency band by adjusting the concentration ratio of a) group or a substituted aromatic group.

본 발명자는 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본원발명의 가수분해 혹은 축합반응을 진행시켰을 때 Si-OH기가 매우 낮은 농도로 존재하여 합성 조건에서 매우 선형적인 고분자가 형성되어 안정한 재료가 만들어졌고 동시에 훌륭한 막특성과 포토레지스트 가공시 훌륭한 패턴을 생성한다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하 게 된 것이다. In order to solve the above technical problem, the inventors of the present invention have a very low concentration of Si-OH groups when the hydrolysis or condensation reaction of the present invention proceeds to form a very linear polymer under synthetic conditions, resulting in a stable material and at the same time an excellent membrane. The present invention has been completed by knowing that it produces excellent patterns in processing characteristics and photoresist.

그러므로 본 발명에 의하면 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상과 화학식 3으로 표시되는 화합물, 화학식 4로 표시되는 화합물 및 화학식 5로 표시되는 화합물을 반응시켜 생성되는 (1)가수분해물 및 상기 가수분해물의 중합반응으로 생성되는 유기실란계 중합체의 혼합물 또는 (2)상기 유기실란계 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기실란계 화합물이 제공된다.Therefore, according to the present invention, (1) a hydrolyzate produced by reacting at least one of the compounds represented by Formula 1 and Formula 2 with the compound represented by Formula 3, the compound represented by Formula 4, and the compound represented by Formula 5, and Provided is a mixture of an organosilane polymer produced by the polymerization reaction of the hydrolyzate or (2) an organosilane compound comprising the organosilane polymer.

[화학식 1][Formula 1]

[RO]3Si-(CH2)l-R' [RO] 3Si- (CH2) l -R '

(R: 메틸기 또는 에틸기 , l: 0~5 , R': 아로마틱기 또는 치환된 아로마틱기.)(R: methyl group or ethyl group, l: 0-5, R ': aromatic group or substituted aromatic group.)

[화학식 2][Formula 2]

[RO]3Si-R'[RO] 3Si-R '

(R: 메틸기 또는 에틸기 , R': 아로마틱기 또는 치환된 아로마틱기.)(R: methyl group or ethyl group, R ': aromatic group or substituted aromatic group.)

[화학식 3][Formula 3]

R1-Si-(OR2)a(OR3)b(OR4)c R1-Si- (OR2) a (OR3) b (OR4) c

(R1: 메틸기 또는 에틸기, R2 ~ R4는 각각 주쇄가 1~4개의 알킬기 또는 페닐기로서, 서로 같거나 다를 수 있고, a,b,c는 각각 0<a≤3, 0<b≤3, 0<c≤3으로서 a+b+c=3임.)(R1: methyl or ethyl group, R2 to R4 are each 1-4 alkyl groups or phenyl groups, the main chain may be the same or different from each other, a, b, c are each 0 <a ≤ 3, 0 <b ≤ 3, 0 <c≤3 and a + b + c = 3.)

[화학식 4][Formula 4]

[RO]3Si-H[RO] 3Si-H

(R은 메틸 또는 에틸.)(R is methyl or ethyl.)

[화학식 5][Formula 5]

[RO]3Si-(CH2)lC(O)OCH3[RO] 3Si- (CH2) 1 C (O) OCH3

(l: 0~5, R은 메틸 또는 에틸.)(l: 0-5, R is methyl or ethyl.)

또한, 상기 유기실란계 화합물은 추가로 산촉매를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the organosilane-based compound is characterized in that it further comprises an acid catalyst.

상기 산 촉매는 질산 (nitric acid), 황산(sulfuric acid), p-톨루엔 술폰산 모노 하이드레이트(p-toluenesulfonic acid mono hydrate), 디에틸설페이트(diethylsulfate), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트 및 유기 술폰산의 알킬 에스테르류로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The acid catalyst is nitric acid, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid mono hydrate, diethylsulfate, 2,4,4,6-tetrabromocyclo Hexadienone, benzoin tosylate, 2-nitrobenzyl tosylate and an alkyl ester of organic sulfonic acid, characterized in that any one selected from the group consisting of.

상기 유기실란계 화합물은 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물 중 어느 하나 이상의 화합물 5 내지 85중량부와 화학식 3의 화합물 5 내지 85중량부, 화학식 4의 화합물 5 내지 85중량부 및 화학식 5의 화합물 5 내지 85중량부의 혼합물을 반응시켜 생성되는 것을 특징으로 한다.The organosilane-based compound may include 5 to 85 parts by weight of any one or more compounds of Formula 1 or Formula 2, 5 to 85 parts by weight of the compound of Formula 3, 5 to 85 parts by weight of the compound of Formula 4, and 5 to 5 parts by weight of the compound of Formula 5. 85 parts by weight of the mixture is characterized in that it is produced.

상기 유기실란계 중합체는 하기 화학식 7의 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.The organosilane polymer is characterized in that it has a structure of formula (7).

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112007057378720-pat00011

(l은 0~5, n은 125~381)
Figure 112007057378720-pat00011

(l is 0 ~ 5, n is 125 ~ 381)

또한, 본 발명에 의하면 상기 유기실란계 화합물과 용매로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물이 제공된다.Moreover, according to this invention, the hardmask composition for resist underlayer films which consists of the said organosilane type compound and a solvent is provided.

또한, 본 발명에 의하면 하기 화학식 7의 유기실란계 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물이 제공된다. According to the present invention, there is provided a hard mask composition for a resist underlayer film comprising an organosilane polymer represented by the following formula (7).

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112007057378720-pat00012

(l은 0~5, n은 125~381)
Figure 112007057378720-pat00012

(l is 0 ~ 5, n is 125 ~ 381)

상기 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물은 추가로 가교제, 라디칼 안정제 및 계면활성제 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The hardmask composition for a resist underlayer film may further include any one or more of a crosslinking agent, a radical stabilizer, and a surfactant.

상기 하드마스크 조성물은 추가로 피리딘 p-톨루엔술폰산(Pyridine p-toluenesulfonic acid), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트 및 유기 술폰산의 다른 알킬 에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.The hardmask composition further comprises pyridine p-toluenesulfonic acid, 2,4,4,6-tetrabromocyclohexadienone, benzoin tosylate, 2-nitrobenzyl tosylate and organic sulfonic acid It is characterized by comprising any one or more compounds selected from the group consisting of other alkyl esters of.

또한, 본 발명은 (a) 기판 상에 재료 층을 제공하는 단계; (b) 재료 층 위로 유기물로 이루어진 하드마스크 층을 형성시키는 단계; (c) 재료 층 위로 상기 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물을 이용한 반사방지 하드마스크 층을 형성시키는 단계; (d) 반사방지 하드마스크 층 위로 방사선-민감성 이미지화 층을 형성시키는 단계; (e) 방사선-민감성 이미지화 층을 패턴 방식으로 방사선에 노출시킴으로써 이미지화 층 내에서 방사선-노출된 영역의 패턴을 생성시키는 단계; (f) 방사선-민감성 이미지화 층 및 상기 반사방지 하드마스크 층의 부분을 선택적으로 제거하여 유기물 함유 하드마스크 재료 층의 부분을 노출시키는 단계; (g) 패턴화된 반사방지 하드마스크 층 및 유기물 함유 하드마스크 재료 층의 부분을 선택적으로 제거하여 재료층의 부분을 노출시키는 단계; 및 (h) 재료 층의 노출된 부분을 에칭함으로써 패턴화된 재료 형상을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로 디바이스의 제조방법이 제공된다.In addition, the present invention provides a method for preparing a substrate comprising: (a) providing a layer of material on a substrate; (b) forming a hardmask layer of organic material over the material layer; (c) forming an antireflective hardmask layer using the hardmask composition for resist underlayer film over the material layer; (d) forming a radiation-sensitive imaging layer over the antireflective hardmask layer; (e) generating a pattern of radiation-exposed regions within the imaging layer by exposing the radiation-sensitive imaging layer to radiation in a patterned manner; (f) selectively removing portions of the radiation-sensitive imaging layer and the antireflective hardmask layer to expose portions of the organic-containing hardmask material layer; (g) selectively removing portions of the patterned antireflective hardmask layer and the organic-containing hardmask material layer to expose portions of the material layer; And (h) forming a patterned material shape by etching the exposed portion of the material layer.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a semiconductor integrated circuit device which is formed by the above manufacturing method.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에서는 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상과 화학식 3으로 표시되는 화합물, 화학식 4로 표시되는 화합물 및 화학식 5의 화합물을 반응시켜 생성되는 (1)가수분해물 및 상기 가수분해물의 중합반응으로 생성되는 유기실란계 중합체의 혼합물 또는 (2)상기 유기실란계 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기실란계 화합물이 제공된다.In the present invention, (1) the hydrolyzate and the hydrolyzate produced by reacting at least one of the compounds represented by Formula 1 and Formula 2 with the compound represented by Formula 3, the compound represented by Formula 4, and the compound of Formula 5 Provided is a mixture of an organosilane polymer produced by a polymerization reaction or (2) an organosilane compound comprising the organosilane polymer.

[화학식 1][Formula 1]

[RO]3Si-(CH2)l-R' [RO] 3Si- (CH2) l -R '

(R: 메틸기 또는 에틸기 , l: 0~5 , R': 아로마틱기 또는 치환된 아로마틱기.)(R: methyl group or ethyl group, l: 0-5, R ': aromatic group or substituted aromatic group.)

[화학식 2][Formula 2]

[RO]3Si-R'[RO] 3Si-R '

(R: 메틸기 또는 에틸기 , R': 아로마틱기 또는 치환된 아로마틱기.)(R: methyl group or ethyl group, R ': aromatic group or substituted aromatic group.)

[화학식 3][Formula 3]

R1-Si-(OR2)a(OR3)b(OR4)c R1-Si- (OR2) a (OR3) b (OR4) c

(R1: 메틸기 또는 에틸기, R2 ~ R4는 각각 주쇄가 1~4개의 알킬기 또는 페닐기로서, 서로 같거나 다를 수 있고, a,b,c는 각각 0<a≤3, 0<b≤3, 0<c≤3으로서 a+b+c=3임.)(R1: methyl or ethyl group, R2 to R4 are each 1-4 alkyl groups or phenyl groups, the main chain may be the same or different from each other, a, b, c are each 0 <a ≤ 3, 0 <b ≤ 3, 0 <c≤3 and a + b + c = 3.)

[화학식 4][Formula 4]

[RO]3Si-H[RO] 3Si-H

(R은 메틸 또는 에틸.)(R is methyl or ethyl.)

[화학식 5][Formula 5]

[RO]3Si-(CH2)lC(=O)OCH3[RO] 3 Si- (CH 2) l C (= O) OCH 3

(l: 0~5, R은 메틸 또는 에틸.)(l: 0-5, R is methyl or ethyl.)

본 발명에서는 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물 중 어느 하나 이상의 화합물 5 내지 85중량부와 화학식 3의 화합물 5 내지 85중량부, 화학식 4의 화합물 5 내지 85중량부 및 화학식 5의 화합물 5 내지 85중량부의 혼합물을 반응시켜 생성 된 유기실란계 화합물이 제공될 수 있다. In the present invention, 5 to 85 parts by weight of any one or more compounds of Formula 1 or Formula 2 and 5 to 85 parts by weight of Compound 3, 5 to 85 parts by weight of Compound 4 and 5 to 85 parts by weight of Compound 5 The organosilane compound produced by reacting the mixture may be provided.

상기 유기실란계 화합물은 유기실란계중합체 또는 가수분해물 및 유기실란계중합체의 혼합물의 형태로 제공될 수 있다.The organosilane-based compound may be provided in the form of an organosilane-based polymer or a mixture of a hydrolyzate and an organosilane-based polymer.

또한, 상기 유기실란계 화합물은 산 촉매를 포함할 수 있다. In addition, the organosilane-based compound may include an acid catalyst.

상기 산 촉매는 질산 (nitric acid), 황산(sulfuric acid), p-톨루엔 술폰산 모노 하이드레이트(p-toluenesulfonic acid mono hydrate), 디에틸설페이트(diethylsulfate), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트 및 유기 술폰산의 알킬 에스테르류로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. 상기 산촉매는 그 종류, 투입량 및 투입방법을 조절하여 수지 합성 시 가수분해 혹은 축합반응을 적절히 제어할 수 있다.The acid catalyst is nitric acid, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid mono hydrate, diethylsulfate, 2,4,4,6-tetrabromocyclo It is preferably at least one selected from the group consisting of hexadienone, benzoin tosylate, 2-nitrobenzyl tosylate and alkyl esters of organic sulfonic acid. The acid catalyst can appropriately control the hydrolysis or condensation reaction during the synthesis of the resin by adjusting the type, the amount and the addition method.

상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물이 포함하는 아로마틱(aromatic)기 또는 치환된 아로마틱(aromatic)기는 DUV 영역에서 흡수스펙트럼을 나타내는 점을 활용하여 반사방지 특성이 높은 재료를 제공함과 동시에 아로마틱(aromatic)기 또는 치환된 아로마틱(aromatic)기의 농도비를 조절함으로써 특정 파장에서 원하는 흡수도와 굴절률을 가진 하드마스크 조성물을 제공하는데 사용될 수 있다.The aromatic group or substituted aromatic group included in the compound of Formula 1 or Formula 2 provides a material having a high anti-reflective property by utilizing the point of absorption spectrum in the DUV region and at the same time an aromatic group Or by adjusting the concentration ratio of substituted aromatic groups to provide a hardmask composition having the desired absorbance and refractive index at a particular wavelength.

상기 화학식 4의 화합물의 상대적 투입량을 늘리면 Si함량을 높일 수가 있다. Si 함량을 조절함에 따라 상부 포토레지스트 층 및 하부 유기물로 이루어진 하 드마스크 층 사이의 에칭 선택비를 부여할 수 있다.Increasing the relative dose of the compound of Formula 4 may increase the Si content. By controlling the Si content it is possible to impart an etch selectivity between the top photoresist layer and the hard mask layer consisting of the bottom organic material.

상기 화학식 5의 에스테르기는 Si-OH기와 고온에서 트랜스에스테르화(Transesterification)반응을 진행하여(반응식 1 참조) 스스로 가교되는 특징을 보여 줄 수 있다.The ester group of Formula 5 may show a crosslinking characteristic of itself by performing a transesterification reaction at a high temperature (see Scheme 1) with a Si—OH group.

[반응식 1]Scheme 1

Si-OH + Si-(CH2)nC(=O)OCH3 → Si-(CH2)nC(=O)O-SiSi-OH + Si- (CH2) nC (= O) OCH3 → Si- (CH2) nC (= O) O-Si

상기 반응식 1에서 화학식 1또는 화학식 2의 화합물이 10중량부일 때 193nm에서 k(흡수도)값이 0.2정도 얻어진다. 따라서 적절한 반사방지 특성을 갖기 위해서는 화학식 1또는 화학식 2의 화합물의 상대적인 량을 조절하는 것이 좋다. When the compound of Formula 1 or Formula 2 is 10 parts by weight in Scheme 1, a k (absorbance) value of about 193 nm is obtained. Therefore, in order to have appropriate antireflection properties, it is preferable to adjust the relative amount of the compound of Formula 1 or Formula 2.

본 발명에서 상기 가수분해물의 구조는 바람직하게 하기 화학식 6과 같다.In the present invention, the structure of the hydrolyzate is preferably represented by the following formula (6).

[화학식 6][Formula 6]

Ph[CH2]nSi[OH]3, HSi[OH]3, CH3Si[OH]3, (OH)3Si-(CH2)nC(=O)OCH3    Ph [CH2] nSi [OH] 3, HSi [OH] 3, CH3Si [OH] 3, (OH) 3Si- (CH2) nC (= O) OCH3

또한, 상기 유기실란계 중합체의 구조는 바람직하게 하기 화학식 7와 같다.In addition, the structure of the organosilane polymer is preferably represented by the following formula (7).

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112007057378720-pat00013

(l은 0~5, n은 125~381)
Figure 112007057378720-pat00013

(l is 0 ~ 5, n is 125 ~ 381)

또한, 본 발명의 다른 측면은 레지스트 하층막용 조성물에 관한 것으로, 상기 유기실란계 화합물과 용매를 포함하여 이루어진다.Further, another aspect of the present invention relates to a composition for resist underlayer film, comprising the organosilane compound and a solvent.

본 발명에서 상기 하드마스크 조성물은 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상과 화학식 3으로 표시되는 화합물, 화학식 4로 표시되는 화합물 및 화학식 5의 화합물을 반응시켜 생성되는 가수분해물 및 유기실란계 중합체를 포함하는 유기실란계 화합물이 전체 조성에 대해 1~50 중량부인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1~30중량부를 포함하는 것이 좋다. In the present invention, the hard mask composition is a hydrolyzate and an organosilane produced by reacting at least one of the compounds represented by Formula 1 or Formula 2 with the compound represented by Formula 3, the compound represented by Formula 4, and the compound of Formula 5 It is preferable that the organosilane type compound containing a system polymer is 1-50 weight part with respect to the whole composition, More preferably, it is 1-30 weight part.

또한, 상기 하드마스크 조성물은 경우에 따라 상기 가수분해물 및 유기실란계중합체를 포함하는 조성물 중 가수분해물을 분리해 낸 유기실란계 중합체만을 포함할 수도 있다. 특히 화학식 7의 유기실란계 중합체가 바람직하다.In addition, the hard mask composition may optionally include only an organosilane polymer obtained by separating the hydrolyzate from the composition including the hydrolyzate and the organosilane-based polymer. Particularly preferred are organosilane polymers of the general formula (7).

본 발명에서 상기 용매는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으 며, 어느 하나 이상은 고비등 용매를 사용한다. 고비등 용매는 보이드(Void)를 방지하며 , 필름을 저속도 건조화 함으로써 평탄성을 향상시킨다. 여기서, "고비등 용매"란 발명물질의 코팅, 건조, 그리고 경화시의 온도보다 좀 더 낮은 온도 근처에서 휘발하는 용매를 의미한다.     In the present invention, the solvent may be used alone or in combination of two or more, at least one of which uses a high boiling solvent. High boiling solvent prevents voids and improves flatness by drying the film at low speed. Here, "high boiling solvent" means a solvent that volatilizes near a temperature lower than the temperature at the time of coating, drying and curing the invention.

또한, 본 발명에서는 상기 하드마스크 조성물은 추가로 피리딘 p-톨루엔술폰산(Pyridine p-toluenesulfonic acid), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트 및 유기 술폰산의 다른 알킬 에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 화합물은 수지의 가교를 촉진시켜 내에칭성 그리고 내용제성을 향상시키는 역할을 한다.In addition, in the present invention, the hard mask composition further comprises pyridine p-toluenesulfonic acid, 2,4,4,6-tetrabromocyclohexadienone, benzoin tosylate, 2-nitrobenzyl It may further comprise a compound which is selected from the group consisting of tosylate and other alkyl esters of organic sulfonic acids. The compound serves to promote crosslinking of the resin to improve the etching resistance and solvent resistance.

또한, 본 발명에서는 필요에 따라 상기 하드마스크 조성물에 가교제, 라디칼안정제 및 계면활성제 중 어느 하나 이상을 추가로 더 포함할 수 있다.     In addition, the present invention may further include any one or more of a crosslinking agent, a radical stabilizer, and a surfactant in the hard mask composition as necessary.

본 발명에서는 (a) 기판 상에 재료 층을 제공하는 단계; (b) 재료 층 위로 유기물로 이루어진 하드마스크 층을 형성시키는 단계; (c) 재료 층 위로 상기의 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물을 이용한 반사방지 하드마스크 층을 형성시키는 단계; (d) 반사방지 하드마스크 층 위로 방사선-민감성 이미지화 층을 형성시키는 단계; (e) 방사선-민감성 이미지화 층을 패턴 방식으로 방사선에 노출시킴으로써 이미지화 층 내에서 방사선-노출된 영역의 패턴을 생성시키는 단계; (f) 방사선-민감성 이미지화 층 및 상기 반사방지 하드마스크 층의 부분을 선택적으로 제거하 여 유기물 함유 하드마스크 재료 층의 부분을 노출시키는 단계; (g) 패턴화된 반사방지 하드마스크 층 및 유기물 함유 하드마스크 재료 층의 부분을 선택적으로 제거하여 재료층의 부분을 노출시키는 단계; 및 (h) 재료 층의 노출된 부분을 에칭함으로써 패턴화된 재료 형상을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로 디바이스의 제조방법이 제공된다.(A) providing a layer of material on a substrate; (b) forming a hardmask layer of organic material over the material layer; (c) forming an antireflective hardmask layer using the hardmask composition for resist underlayer film over the material layer; (d) forming a radiation-sensitive imaging layer over the antireflective hardmask layer; (e) generating a pattern of radiation-exposed regions within the imaging layer by exposing the radiation-sensitive imaging layer to radiation in a patterned manner; (f) selectively removing portions of the radiation-sensitive imaging layer and the antireflective hardmask layer to expose portions of the organic-containing hardmask material layer; (g) selectively removing portions of the patterned antireflective hardmask layer and the organic-containing hardmask material layer to expose portions of the material layer; And (h) forming a patterned material shape by etching the exposed portion of the material layer.

상기 발명은 패터닝된 재료층 구조물, 예컨대 금속 와이어링 라인, 접촉공 또는 바이어스, 절연색션, 예컨대 다마스크 트렌치 또는 셀로우 트렌치 절연, 커패시터 구조물용 트렌치, 예컨대 집적 회로 장치의 설계에 사용될 수도 있는 것들을 형성하는데 사용할 수 있다. 상기 발명은 산화물, 질화물, 폴리실리콘 및 크롬의 패터닝된 층을 형성하는 것에 관하여 특히 유용하다.The invention forms patterned material layer structures, such as metal wiring lines, contact holes or vias, insulation sections such as damask trench or shallow trench isolation, trenches for capacitor structures, such as those that may be used in the design of integrated circuit devices. Can be used to The invention is particularly useful with regard to forming patterned layers of oxides, nitrides, polysilicones and chromium.

또한, 본 발명에서는 상기 제조방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로 디바이스가 제공된다.In addition, the present invention provides a semiconductor integrated circuit device, which is formed by the above manufacturing method.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but these examples are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the present invention.

[비교예][Comparative Example]

Figure 112006020062370-pat00004
Figure 112006020062370-pat00004

기계교반기, 냉각관, 300ml 적가 깔대기, 질소가스 도입관을 구비한 1ℓ의 4구 플라스크에 질소가스를 유입하면서 1,4-비스(메톡시메틸)벤젠 (1,4-Bis(methoxymethyl)benzene) 8.31g(0.05몰)과 디에틸 설페이트(Diethyl Sulfate) 0.154g(0.001몰)과 200g의 γ-부티로락톤을 담고 잘 저어주었다. 10분 후에 4,4'-(9-플루오레닐리덴)디페놀 28.02g (0.08몰)을 200g의 γ-부티로락톤에 녹인 용액을 30분간 천천히 적가한 다음, 12시간 동안 반응을 실시하였다. 반응종료 후 물을 사용하여 산을 제거한 후에 증발기로 농축하였다. 이어서 MAK와 메탄올을 사용하여 희석하고 15 중량% 농도의 MAK/메탄올=4/1(중량비)의 용액으로 조정하였다. 이 용액을 3ℓ 분액깔대기에 넣고, 이것에 n-헵탄을 첨가하여 모노머를 함유하는 저분자량체를 제거하여 목적하는 수지(Mw=12,000, polydispersity=2.0, n=23)를 얻었다. 1,4-Bis (methoxymethyl) benzene with nitrogen gas flowing into a 1 liter four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a cooling tube, a 300 ml dropping funnel, and a nitrogen gas introduction tube. Stir well with 8.31 g (0.05 mole), 0.154 g (0.001 mole) diethyl sulfate and 200 g of γ-butyrolactone. After 10 minutes, a solution of 28.02 g (0.08 mol) of 4,4 '-(9-fluorenylidene) diphenol in 200 g of γ-butyrolactone was slowly added dropwise for 30 minutes, followed by reaction for 12 hours. . After completion of the reaction, the acid was removed using water, and then concentrated by an evaporator. It was then diluted with MAK and methanol and adjusted to a solution of 15 wt% MAK / methanol = 4/1 (weight ratio). The solution was placed in a 3 L separatory funnel, and n-heptane was added thereto to remove the low molecular weight containing the monomer to obtain the desired resin (Mw = 12,000, polydispersity = 2.0, n = 23).

만들어진 페놀수지 0.8g과 아래의 구조단위의 반복으로 이루어진 올리고머 상태인 가교제(Powderlink 1174) 0.2g과 피리디늄 P-톨루엔 술포네이트(Pyridinium P-toluene sulfonate) 2mg을 PGMEA 9g에 넣어서 녹인 후 여과하여 샘플용액을 만들었다.0.8 g of the phenolic resin prepared and 0.2 g of an oligomeric crosslinking agent (Powderlink 1174) consisting of repetition of the following structural units and 2 mg of pyridinium P-toluene sulfonate were dissolved in 9 g of PGMEA, followed by filtration. A solution was made.

Powderlink 1174 구조Powderlink 1174 structure

Figure 112006020062370-pat00005
Figure 112006020062370-pat00005

상기 샘플을 실리콘웨이퍼에 스핀-코팅법으로 코팅하여 60초간 200℃에서 구워서 두께 1500Å의 필름을 형성시켰다.The sample was coated on a silicon wafer by spin-coating to bake at 200 ° C. for 60 seconds to form a film having a thickness of 1500 Å.

[실시예 1] Example 1

Figure 112007057378720-pat00014
Figure 112007057378720-pat00014

기계교반기, 냉각관, 적가 깔대기, 질소가스 도입관을 구비한 10ℓ의 4구 플라스크에 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane) 1279g과 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxysilane) 310g과 트리메톡시실란(trimethoxysilane) 288g과 메틸트리메톡시실릴부티레이트 (Methyltrimethoxysilylbutyrate) 523g을 PGMEA 5600g에 용해시킨 후 1000 ppm 질산 수용액 833g을 용액에 첨가하였다. 그 후, 60℃에서 1시간 반응시킨 후, 음압을 가하여 생성된 메탄올(methanol)을 제거하였다. 50℃로 반응온도를 유지하면서, 반응을 1 주일 동안 진행시켰다. 반응 후, 헥산(hexanes)을 가하여 생성된 고체를 분리하여 Mw(중량평균분자량)=23,000, polydispersity=4.6인 중합체를 얻었다. 이 고체 10g을 PGMEA 100g과 에틸 락테이트(Ethyl lactate)100g에 녹여 용액을 만들었다.In a 10 liter four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a cooling tube, a dropping funnel and a nitrogen gas introduction tube, 1279 g of methyltrimethoxysilane, 310 g of phenyltrimethoxysilane, and 288 g of trimethoxysilane And 523 g of methyltrimethoxysilylbutyrate were dissolved in 5600 g of PGMEA, and 833 g of an aqueous 1000 ppm nitric acid solution was added to the solution. Thereafter, the reaction was carried out at 60 ° C. for 1 hour, and then negative pressure was applied to remove the generated methanol. The reaction was run for 1 week while maintaining the reaction temperature at 50 ° C. After the reaction, hexanes were added to separate the produced solids, thereby obtaining a polymer having Mw (weight average molecular weight) = 23,000 and polydispersity = 4.6. 10 g of this solid was dissolved in 100 g of PGMEA and 100 g of ethyl lactate to make a solution.

샘플을 실리콘웨이퍼에 스핀-코팅법으로 코팅하여 60초간 200℃에서 구워서 두께 600Å의 필름을 형성시켰다.The sample was coated on a silicon wafer by spin-coating to bake at 200 ° C. for 60 seconds to form a film having a thickness of 600 μs.

비교예와 실시예 1에서 제조된 필름들에 대한 굴절률(refractive index) n과 흡광계수(extinction coefficient) k를 구하였다. 사용기기는 Ellipsometer(J. A. Woollam 사)이고 측정결과는 표 1과 같다.The refractive index n and extinction coefficient k of the films prepared in Comparative Example and Example 1 were obtained. The instrument used was Ellipsometer (J. A. Woollam) and the measurement results are shown in Table 1.

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필름 제조에 사용된 샘플Sample used to make film 광학 특성 (193nm)Optical properties (193nm) 광학 특성 (248nm)Optical properties (248nm) n(굴절율)n (refractive index) k(흡광계수)k (absorption coefficient) n(굴절율)n (refractive index) k(흡광계수)k (absorption coefficient) 비교예Comparative example 1.441.44 0.700.70 2.022.02 0.270.27 실시예 1Example 1 1.721.72 0.200.20 1.531.53 0.000.00

[실시예 2]Example 2

비교예와 실시예 1에서 만들어진 웨이퍼위에 ArF용 포토레지스트를 코팅하고 110℃에서 60초간 굽고 ArF 노광장비인 ASML1250 (FN70 5.0 active, NA 0.82)를 사용해 노광을 한 다음 TMAH(2.38wt% 수용액)으로 현상하였다. 그리고 FE-SEM을 사용하여 80nm의 라인 앤드 스페이스(line and space) 패턴을 고찰한 결과 하기 표 2와 같은 결과를 얻었다. 노광량의 변화에 따른 EL(expose latitude) 마진(margine)과 광원과의 거리변동에 따른 DoF(depth of focus) 마진(margine)을 고찰하여 표 2에 기록하였다.The ArF photoresist was coated on the wafer prepared in Comparative Example and Example 1, baked at 110 ° C. for 60 seconds, exposed using an ArF exposure apparatus ASML1250 (FN70 5.0 active, NA 0.82), and then exposed to TMAH (2.38 wt% aqueous solution). Developed. And using a FE-SEM to examine the line and space (line and space) pattern of 80nm as shown in Table 2 below. The exposure latitude (EL) margin according to the change of the exposure dose and the depth of focus (DoF) margin according to the distance change with the light source are considered and recorded in Table 2.

필름 제조에 사용된 샘플Sample used to make film 패턴특성Pattern EL 마진(△mJ/exposure energy mJ)EL margin (△ mJ / exposure energy mJ) DoF 마진 (㎛)DoF margin (μm) 비교예 Comparative example 0.20.2 0.20.2 실시예 2Example 2 0.20.2 0.20.2

상기 표 2의 패턴화된 시편을 CHF3/CF4 혼합가스를 사용하여 드라이 에칭을 진행하고 이어서 산소가 포함된 CHF3/CF4 혼합가스를 사용하여 다시 드라이 에칭을 진행한 다음, CHF3/CF4 혼합가스를 사용하여 드라이 에칭을 다시 진행하였다. 마지막으로 O2가스를 사용하여 남아 있는 유기물을 모두 제거한 다음, FE SEM으로 단면을 고찰하여 표 3에 결과를 수록하였다.The patterned specimens of Table 2 CHF 3 / CF 4 with a mixed gas proceeds to dry etching, and then proceeds to dry etching again using a CHF 3 / CF 4 gas mixture containing oxygen, and then, CHF 3 / Dry etching was again performed using a CF 4 mixed gas. Finally, after removing all remaining organics using O 2 gas, the cross section was examined by FE SEM and the results are listed in Table 3.

필름 제조에 사용된 샘플Sample used to make film 에칭 후 패턴 모양Pattern shape after etching 비교예 Comparative example 테이퍼진 모양, 거친 표면Tapered shape, rough surface 실시예 2Example 2 수직모양Vertical shape

본 발명에 의한 유기실란계 화합물을 이용하여 패턴의 재현성이 우수하고, 레지스트와의 밀착성이 우수하며, 레지스트를 노광한 후 사용하는 현상막에 대한 내성이 우수하고 플라즈마 에칭시의 막감소가 적은 레지스트의 하층막용 조성물을 제공할 수 있다.Resist excellent in pattern reproducibility, good adhesion with resist, excellent resistance to developing film used after exposing resist and low film reduction during plasma etching using organosilane compound according to the present invention The composition for underlayer film can be provided.

Claims (11)

화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상과 화학식 3으로 표시되는 화합물, 화학식 4로 표시되는 화합물 및 화학식 5로 표시되는 화합물을 반응시켜 생성되는 (1)가수분해물 및 상기 가수분해물의 중합반응으로 생성되는 유기실란계 중합체의 혼합물 또는 (2)상기 유기실란계 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기실란계 화합물.     (1) Hydrolyzate and polymerization of the hydrolyzate produced by reacting at least one of the compounds represented by Formula 1 and Formula 2 with the compound represented by Formula 3, the compound represented by Formula 4, and the compound represented by Formula 5 A mixture of an organosilane polymer produced by the reaction or (2) an organosilane compound comprising the organosilane polymer. [화학식 1][Formula 1] [RO]3Si-(CH2)l-R' [RO] 3Si- (CH2) l -R ' (R: 메틸기 또는 에틸기 , l: 0~5 , R': 아로마틱기 또는 치환된 아로마틱기.)(R: methyl group or ethyl group, l: 0-5, R ': aromatic group or substituted aromatic group.) [화학식 2][Formula 2] [RO]3Si-R'[RO] 3Si-R ' (R: 메틸기 또는 에틸기 , R': 아로마틱기 또는 치환된 아로마틱기.)(R: methyl group or ethyl group, R ': aromatic group or substituted aromatic group.) [화학식 3][Formula 3] R1-Si-(OR2)a(OR3)b(OR4)c R1-Si- (OR2) a (OR3) b (OR4) c (R1: 메틸기 또는 에틸기, R2 ~ R4는 각각 주쇄가 1~4개의 알킬기 또는 페닐기로서, 서로 같거나 다를 수 있고, a,b,c는 각각 0<a≤3, 0<b≤3, 0<c≤3으로서 a+b+c=3임.)(R1: methyl or ethyl group, R2 to R4 are each 1-4 alkyl groups or phenyl groups, the main chain may be the same or different from each other, a, b, c are each 0 <a ≤ 3, 0 <b ≤ 3, 0 <c≤3 and a + b + c = 3.) [화학식 4][Formula 4] [RO]3Si-H[RO] 3Si-H (R은 메틸 또는 에틸.)(R is methyl or ethyl.) [화학식 5][Formula 5] [RO]3Si-(CH2)lC(=O)OCH3[RO] 3 Si- (CH 2) l C (= O) OCH 3 (l: 0~5, R은 메틸 또는 에틸.)(l: 0-5, R is methyl or ethyl.) 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상과 화학식 3으로 표시되는 화합물, 화학식 4로 표시되는 화합물 및 화학식 5로 표시되는 화합물을 산촉매의 존재하에 반응시켜 생성되는 것을 특징으로 하는 유기실란계 화합물.   According to claim 1, wherein any one or more of the compounds represented by Formula 1 and Formula 2 and the compound represented by Formula 3, the compound represented by Formula 4 and the compound represented by Formula 5 are produced by reacting in the presence of an acid catalyst An organosilane compound, characterized in that. 제 2항에 있어서, 상기 산 촉매는 질산 (nitric acid), 황산(sulfuric acid), p-톨루엔 술폰산 모노 하이드레이트(p-toluenesulfonic acid mono hydrate), 디에틸설페이트(diethylsulfate), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트 및 유기 술폰산의 알킬 에스테르류로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유기실란계 화합물.The method of claim 2, wherein the acid catalyst is nitric acid (sulfuric acid), sulfuric acid (sulfuric acid), p-toluenesulfonic acid mono hydrate (p-toluenesulfonic acid mono hydrate), diethylsulfate (diethylsulfate), 2,4,4, An organosilane-based compound, which is at least one selected from the group consisting of 6-tetrabromocyclohexadienone, benzoin tosylate, 2-nitrobenzyl tosylate, and alkyl esters of organic sulfonic acid. 제 1항에 있어서, 상기 유기실란계 화합물은 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물 중 어느 하나 이상의 화합물 5 내지 85중량부와 화학식 3의 화합물 5 내지 85중량부, 화학식 4의 화합물 5 내지 85중량부 및 화학식 5의 화합물 5 내지 85중량부의 혼합물을 반응시켜 생성된 것을 특징으로 하는 유기실란계 화합물.According to claim 1, wherein the organosilane compound is 5 to 85 parts by weight of any one or more of the compound of Formula 1 or Formula 2, 5 to 85 parts by weight of the compound of Formula 3, 5 to 85 parts by weight of the compound of Formula 4 and An organosilane compound, which is produced by reacting a mixture of 5 to 85 parts by weight of a compound of Formula 5. 제 1항에 있어서, 상기 유기실란계 중합체는 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물 중 어느 하나 이상의 화합물 5 내지 85중량부와 상기 화학식 3의 화합물 5 내지 85중량부, 상기 화학식 4의 화합물 5 내지 85중량부 및 상기 화학식 5의 화합물 5 내지 85중량부의 혼합물을 반응시켜 생성되는 것으로서 하기 화학식 7의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유기실란계 화합물.The method of claim 1, wherein the organosilane-based polymer is 5 to 85 parts by weight of any one or more of the compound of Formula 1 or Formula 2 and 5 to 85 parts by weight of the compound of Formula 3, 5 to 85 of the compound of Formula 4 An organosilane compound, which is produced by reacting 5 parts by weight to 85 parts by weight of the compound of Formula 5, and has the structure of Formula 7. [화학식 7][Formula 7]
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(l은 0~5, n은 125~381)(l is 0 ~ 5, n is 125 ~ 381)
제 1항 기재의 유기실란계 화합물과 용매로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물.A hard mask composition for a resist underlayer film comprising the organosilane compound according to claim 1 and a solvent. 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물 중 어느 하나 이상의 화합물 5 내지 85중량부와 화학식 3의 화합물 5 내지 85중량부, 화학식 4의 화합물 5 내지 85중량부 및 화학식 5의 화합물 5 내지 85중량부의 혼합물을 반응시켜 생성되는 하기 화학식 7의 유기실란계 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물. A mixture of 5 to 85 parts by weight of any one or more compounds of Formula 1 or Formula 2, 5 to 85 parts by weight of the compound of Formula 3, 5 to 85 parts by weight of the compound of Formula 4 and 5 to 85 parts by weight of the compound of Formula 5 Hardmask composition for a resist underlayer film comprising an organosilane-based polymer of the formula (7) generated by. [화학식 1][Formula 1] [RO]3Si-(CH2)l-R' [RO] 3Si- (CH2) l -R ' (R: 메틸기 또는 에틸기 , l: 0~5 , R': 아로마틱기 또는 치환된 아로마틱기.)(R: methyl group or ethyl group, l: 0-5, R ': aromatic group or substituted aromatic group.) [화학식 2][Formula 2] [RO]3Si-R'[RO] 3Si-R ' (R: 메틸기 또는 에틸기 , R': 아로마틱기 또는 치환된 아로마틱기.)(R: methyl group or ethyl group, R ': aromatic group or substituted aromatic group.) [화학식 3][Formula 3] R1-Si-(OR2)a(OR3)b(OR4)c R1-Si- (OR2) a (OR3) b (OR4) c (R1: 메틸기 또는 에틸기, R2 ~ R4는 각각 주쇄가 1~4개의 알킬기 또는 페닐기로서, 서로 같거나 다를 수 있고, a,b,c는 각각 0<a≤3, 0<b≤3, 0<c≤3으로서 a+b+c=3임.)(R1: methyl or ethyl group, R2 to R4 are each 1-4 alkyl groups or phenyl groups, the main chain may be the same or different from each other, a, b, c are each 0 <a ≤ 3, 0 <b ≤ 3, 0 <c≤3 and a + b + c = 3.) [화학식 4][Formula 4] [RO]3Si-H[RO] 3Si-H (R은 메틸 또는 에틸.)(R is methyl or ethyl.) [화학식 5][Formula 5] [RO]3Si-(CH2)lC(=O)OCH3[RO] 3 Si- (CH 2) l C (= O) OCH 3 (l: 0~5, R은 메틸 또는 에틸.)(l: 0-5, R is methyl or ethyl.) [화학식 7][Formula 7]
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(l은 0~5, n은 125~381)(l is 0 ~ 5, n is 125 ~ 381)
제 6항에 있어서, 상기 하드마스크 조성물은 추가로 가교제, 라디칼 안정제, 계면활성제 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물.The hard mask composition for a resist underlayer film of claim 6, wherein the hard mask composition further comprises at least one of a crosslinking agent, a radical stabilizer, and a surfactant. 제 6항에 있어서, 상기 하드마스크 조성물은 추가로 피리딘 p-톨루엔술폰산(Pyridine p-toluenesulfonic acid), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트 및 유기 술폰산의 다른 알킬 에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물.7. The method of claim 6, wherein the hard mask composition further comprises pyridine p-toluenesulfonic acid, 2,4,4,6-tetrabromocyclohexadienone, benzoin tosylate, 2-nitro A hard mask composition for a resist underlayer film comprising at least one compound selected from the group consisting of benzyl tosylate and other alkyl esters of organic sulfonic acid. (a) 기판 상에 재료 층을 제공하는 단계;(a) providing a layer of material on the substrate; (b) 재료 층 위로 유기물로 이루어진 하드마스크 층을 형성시키는 단계;(b) forming a hardmask layer of organic material over the material layer; (c) 재료 층 위로 제 6항 내지 제 9항 중 어느 한 항 기재의 레지스트 하층막용 하드마스크 조성물을 이용한 반사방지 하드마스크 층을 형성시키는 단계;(c) forming an antireflective hardmask layer using the hardmask composition for a resist underlayer film according to any one of claims 6 to 9 over the material layer; (d) 반사방지 하드마스크 층 위로 방사선-민감성 이미지화 층을 형성시키는 단계;(d) forming a radiation-sensitive imaging layer over the antireflective hardmask layer; (e) 방사선-민감성 이미지화 층을 패턴 방식으로 방사선에 노출시킴으로써 이미지화 층 내에서 방사선-노출된 영역의 패턴을 생성시키는 단계;(e) generating a pattern of radiation-exposed regions within the imaging layer by exposing the radiation-sensitive imaging layer to radiation in a patterned manner; (f) 방사선-민감성 이미지화 층 및 상기 반사방지 하드마스크 층의 부분을 선택적으로 제거하여 유기물 함유 하드마스크 재료 층의 부분을 노출시키는 단계; (f) selectively removing portions of the radiation-sensitive imaging layer and the antireflective hardmask layer to expose portions of the organic-containing hardmask material layer; (g) 패턴화된 반사방지 하드마스크 층 및 유기물 함유 하드마스크 재료 층의 부분을 선택적으로 제거하여 재료층의 부분을 노출시키는 단계; 및(g) selectively removing portions of the patterned antireflective hardmask layer and the organic-containing hardmask material layer to expose portions of the material layer; And (h) 재료 층의 노출된 부분을 에칭함으로써 패턴화된 재료 형상을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로 디바이스의 제조방법.(h) forming a patterned material shape by etching the exposed portion of the material layer. 제 10항 기재의 제조방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적회로 디바이스.A semiconductor integrated circuit device formed by the manufacturing method of claim 10.
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