KR100362937B1 - 신규의포토레지스트가교제,이를포함하는포토레지스트중합체및포토레지스트조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신규의 포토레지스트 가교제, 이를 함유하는 포토레지스트 중합체 및 이를 이용한 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통상의 포토레지스트용 중합체 합성에 있어서 각 단량체간 중합율을 현저하게 향상시킬 수 있는 가교제와, 이를 포함하는 포토레지스트 중합체 및 포토레지스트 조성물에 관한 것이며, 하기 화학식 1의 가교제 및 이를 포함하는 포토레지스트 중합체가 개시된다.
<화학식 1>
상기 식에서, R', R", R 및 m은 명세서에 정의한 바와 같다.

Description

신규의 포토레지스트 가교제, 이를 포함하는 포토레지스트 중합체 및 포토레지스트 조성물
본 발명은 신규의 포토레지스트 가교제, 이를 함유하는 포토레지스트 중합체 및 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통상의 포토레지스트용 중합체 합성에 있어서 각 단량체간 중합율을 현저하게 향상시킬 수 있는 가교제와, 이를 포함하는 포토레지스트 중합체 및 포토레지스트 조성물에 관한 것이다.
반도체 제조의 미세회로 형성 공정에서 고감도를 달성하기 위해, 근래에는 화학증폭성인 DUV(Deep Ultra Violet) 포토레지스트가 각광을 받고 있으며, 그 조성은 광산 발생제(photoacid generator)와 산에 민감하게 반응하는 구조의 매트릭스 고분자를 배합하여 제조한다.
이러한 포토레지스트의 작용 기전은 광산발생제가 광원으로부터 자외선 빛을 받게 되면 산을 발생시키고,이렇게 발생된 산에 의해 매트릭스 고분자 화합물의 주쇄 또는 측쇄가 반응하여 분해되거나, 가교 결합되면서 고분자 화합물의 극성이 크게 변하여, 노광 부위와 비노광 부위가 현상액에 대해 서로 다른 용해도를 갖게 된다. 그 결과 마스크의 상이 기판 위에 양화상 또는 음화상으로 남을 수 있게 된다.
한편, 고분자 화합물의 주쇄 또는 측쇄가 가교 결합되는 경우에, 고분자만으로 상호간의 가교 결합을 유발하는데는 한계가 있으므로, 각 고분자간의 가교 작용을 촉진할 수 있는 가교제를 첨가하고 있다.
이러한 가교제는 포토레지스트 중합체를 구성하는 단량체간의 결합을 촉진시킴으로써, 포토레지스트 중합체의 중합 수율을 향상시킨다. 예를 들어, 가교제를 사용하지 않는 경우에, 중합에 사용된 단량체가 20g이면 중합 후 얻어지는 분자량 6,000정도의 중합체의 양은 약 4.8g정도로서 수율은 24%정도 된다. 그러나, 단량체의 양을 40g으로 증가시킬 경우, 중합 후에 얻어지는 중합체의 양은 약 6g정도로 중합 수율이 15%정도로 급격히 떨어진다. 따라서, 포토레지스트 중합체를 대량 생산하기 위해서 가교제를 사용하는 것이 필요하다.
본 발명은 포토레지스트 중합체의 중합 수율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 포토레지스트 가교제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 가교제를 포함하는 포토레지스트 중합체의 제조방법 및 이로부터 제조된 포토레지스트 중합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기한 가교제를 이용하여 제조된 포토레지스트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 포토레지스트 조성물을 이용하여 제조된 반도체 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1의 포토레지스트 가교제를 제공한다.
<화학식 1>
상기 식에서,
R' 및 R"은 각각 수소 혹은 메틸이고,
m은 1 내지 10 중에서 선택되는 정수이고,
R은
탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹을 주쇄 치환된 케톤;
탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산;
탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세탈;
한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 케톤;
한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산; 및
한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세탈로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, (a) 2 이상의 포토레지스트 공단량체를 유기용매에 첨가하는 단계와, (b) 상기 결과물 용액에 중합개시제 또는 중합촉매를 첨가하여 중합반응을 유도하는 단계를 포함하는 통상적인 포토레지스트 공중합체의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계에서, 상기 화학식 1의 포토레지스트 가교제를 더 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 공중합체의 제조방법을 제공한다.
이하, 구체적인 실시예를 들어, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
수많은 실험 결과, 본 발명자들은 상기 화학식 1의 화합물이 포토레지스트 중합체를 서로 가교 결합시킴으로써 중합체의 합성 수율을 향상시킨다는 사실을 발견하였다.
상기 화학식 1의 화합물은 2개의 이중 결합을 갖고 있으며, 각각의 이중결합이 포토레지스트 단량체와 결합되면서 가교를 이루어 포토레지스트 중합체의 중합수율을 향상시킨다.
본 발명에 따른 상기 화학식 1의 가교단량체는 하기 화학식 2의 1,3-부탄다이올 다이아크릴레이트 또는 하기 화학식 3의 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트인 것이 보다 바람직하다.
<화학식 2>
<화학식 3>
포토레지스트용 중합체의 제조
본 발명에 따른 포토레지스트 중합체는 통상의 포토레지스트 중합체의 합성 공정에 있어서, 상기 화학식 1의 가교제를 더 첨가하여 제조될 수 있다.
예를 들어, 2 이상의 화학식 7로 표시되는 지방족환형 올레핀(alicyclicolefin)유도체를 포함하는 포토레지스트 공중합체를 제조하는 경우에, 하기 화학식 7의 화합물 중 2 이상을 유기용매에 녹이고, 본 발명에 따른 화학식 1의 가교제를 더 첨가한 후, 상기 결과물용액에 라디칼 중합개시제 또는 금속촉매 등을 첨가하여 중합반응을 유도한다.
<화학식 7>
상기 식에서,
k 및 n은 각각 1 또는 2 이고,
p는 0 내지 5 중에서 선택되는 정수이고,
R5및 R6은 각각 수소 또는 메틸이며,
R1, R2, R3및 R4는 각각
수소;
탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 케톤;
탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산;
탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세틸;
한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 케톤;
한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산; 또는
한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세탈이다.
이때, 상기 중합반응은 질소 또는 아르곤 분위기 하에서 60∼130℃의 온도 및 0.0001∼5 atm의 압력하에서 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 중합방법은 벌크중합 및 용액중합 등에 의해 수행될 수 있으며, 중합용매로는 사이클로헥사논, 메틸에틸케톤, 벤젠, 톨루엔, 디옥산, 테트라하이드로퓨란, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, 디메틸포름아미드 등의 단독용매 또는 이들의 혼합용매를 사용할 수 있다. 중합개시제로는 벤조일퍼옥시드, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 아세틸퍼옥시드, 라우릴퍼옥시드, t-부틸퍼아세테이트, t-부틸히드로퍼옥시드, 디-t-부틸퍼옥시드 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 중합방법에 의해 얻어진 바람직한 포토레지스트 중합체는 화학식 4로 표시될 수 있다.
<화학식 4>
이때, 상기 식에서 k, n, m, p, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R, R' 및 R"은 각각 상기 화학식 1 및 화학식 7에서 정의한 바와 같고, a : b : c 는 1-50 mol% : 10-50 mol% : 0.1-20 mol% 이다.
상기 화학식 4의 포토레지스트 중합체의 분자량은 3,000 내지 100,000 인 것이 바람직하다.
이하 실시예에 의하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예 1
폴리(말레익 안하이드라이드 / 2-하이드록시에틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트 / t-부틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트 / 5-노르보넨-2-카르복실산 /1,3-부탄다이올 다이아크릴레이트) 중합체의 합성
먼저, (i) 2-하이드록시에틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트 0.1몰과, (ii) t-부틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트 0.85몰과, (iii) 5-노르보넨-2-카르복실산 0.05몰과, (iv) 상기 화학식 2의 가교제 1,3-부탄다이올 다이아크릴레이트 0.1몰과, (v)말레익안하이드라이드 1.0몰을 테트라하이드로퓨란에 녹인다.
상기 결과물 용액에 중합개시제로서 AIBN 6.16g을 넣어 준 후, 질소 혹은 아르곤 분위기 하에서 약 67℃ 온도로 10시간 동안 반응시킨다.
이렇게 생성되는 중합체를 에틸 에테르 혹은 헥산에서 침전을 시켜 건조하여 하기 화학식 5의 폴리(말레익 안하이드라이드 / 2-하이드록시에틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트/ t-부틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트 / 5-노르보넨-2-카르복실산 /1,3-부탄다이올 다이아크릴레이트)를 얻었다(수율 : 35%).
<화학식 5>
상기 식에서, a1 : a2 : a3 : b : c 의 몰분율은 0.405 : 0.048 : 0.024 :0.476 : 0.047 이다.
실시예 2
폴리(말레의 안하이드라이드 / 2-하이드록시에틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트 / t-부틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트 / 5-노르보넨-2-카르복실산 / 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트)의 합성
1,3-부탄다이올 다이아크릴레이트 대신 상기 화학식 3의 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트 0.1몰을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하기 화학식 6의 폴리(말레익 안하이드라이드 / 2-하이드록시에틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트 / t-부틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트 / 5-노르보넨-2-카르복실산 / 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트)를 얻었다.
<화학식 6>
상기 식에서, a1 : a2 : a3 : b : c 의 몰분율은 0.405 : 0.048 : 0.024 : 0.476 : 0.047 이다.
본 발명에 따른 포토레지스트 중합체는 성능면에서 가교제가 첨가되지 않은 경우와 큰 차이가 없다. 그러나, 본 발명에 따른 가교제를 사용하는 경우에는 중합 수율이 월등히 향상되었다.
즉, 가교제를 사용하지 않는 경우에, 중합에 사용된 공단량체가 20g일 때 중합 후 얻어지는 분자량 6,000 정도의 중합체양은 약 4.8g정도로서 수율이 24% 정도이나, 공단량체의 양을 40g으로 많이 할 경우 중합 후 얻어지는 중합체의 양은 약 6g정도로 수율이 15%정도로 떨어진다. 따라서, 대량 생산에 적합하지 못하다.
반면, 본 발명에 따른 가교제를 사용하여 중합공정을 수행하는 경우에는, 중합에 사용된 공단량체가 20g일 때 중합 후 얻어지는 분자량 12,000정도의 중합체 양은 약 7g정도로서 수율은 35% 정도였으며, 사용된 공단량체의 양이 40g일 때 중합 후 얻어지는 중합체의 양은 약 14g정도로 수율이 35% 정도로서 큰 변화가 없었으며, 이때, 얻어진 포토레지스트 공중합체의 분자량은 12,000이고, 폴리 분포도 (poly dispersity)는 2.0 정도였다.
상기 결과로부터, 본 발명에 따른 가교제를 이용하여 중합공정을 수행하는 경우에 보다 높은 중합 수율을 얻을 수 있어 포토레지스트 중합체의 대량생산이 가능하다는 것을 알 수 있다.
포토레지스트 조성물의 제조
본 발명은 또한 본 발명에 따른 가교제를 포함하는 포토레지스트 조성물을제공한다.
본 발명에 따른 포토레지스트 조성물을 본 발명에 따른 가교제와 통상의 포토레지스트 단량체의 중합으로 이루어진 (i) 포토레지스트 중합체를 (ii) 유기용매에 녹여 제조한다. 즉, 본 발명에 따른 포토레지스트 중합체를 유기용매에 녹여서 포토레지스트 조성물을 제조한다.
이때, 유기용매로는 사이클로헥사논, 메틸 3-메톡시프로피오네이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, 사이클로헥사논, 2-메톡시에틸아세테이트, 2-헵타논, 이소부틸메틸케톤 또는 기타 통상의 유기용매를 사용할 수 있다.
한편, 화학증폭형 포토레지스트 조성물을 얻고자 하는 경우에는 (iii) 광산발생제를 추가로 첨가할 수 있다.
상기 광산발생제는 황화염계 또는 오니움염계 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 디페닐요도염 헥사플루오르 포스페이트, 디페닐요도염 헥사플루오르 아르세네이트, 디페닐요도염 헥사플루오르 안티모네이트, 디페닐파라메톡시페닐 트리플레이트, 디페닐파라톨루에닐 트리플레이트, 디페닐파라이소부틸페닐 트리플레이트, 디페닐파라-t-부틸페닐 트리플레이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오르 포스페이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오르 아르세네이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오르 안티모네이트, 트리페닐설포늄 트리플레이트 및 디부틸나프틸설포늄 트리플레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2 이상을 사용할 수 있다.
포토레지스트 패턴의 형성
본 발명에 따라 제조된 포토레지스트 조성물을 실리콘 웨이퍼에 스핀 도포하여 박막을 형성한 다음, 70 내지 200℃, 보다 바람직하게는 80 내지 150℃의 오븐 또는 열판에서 1 내지 5분간 소프트 베이크를 하고, 원자외선 노광장치 또는 엑시머 레이저 노광장치를 이용하여 노광한 후, 10 내지 200℃, 보다 바람직하게는 100 내지 200℃에서 포스트 베이크를 수행한다. 이때, 노광원으로는 ArF광, KrF광, E-빔, X-레이, EUV(extremely ultra violet), DUV(deep ultra violet) 등을 사용할 수 있으며, 노광에너지는 1 내지 100mJ/cm2이 바람직하다.
이렇게 노광한 웨이퍼를 현상액 예를 들어, 2.38wt% 또는 2.5wt% TMAH 수용액에 일정 시간동안 바람직하게는 40초간 침지하여 현상함으로써 초미세 패턴을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 가교제를 이용하면 포토레지스트 중합체의 수율을 높일 수 있으며, 본 발명의 포토레지스트 중합체를 함유하는 포토레지스트 조성물을 이용하여 얻은 포토레지스트 패턴으로 고밀도의 반도체 소자를 제조할 수 있다.
본 발명은 가교제를 사용하여 포토레지스트용 공중합체 또는 포토레지스트 조성물을 제조하는 일부 실시예에 대해서만 개시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 통상의 포토레지스트용 공중합체 또는 포토레지스트용 조성물에 대해서 본 발명에 따른 가교제를 첨가하는 것도 포함함은 물론이다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 포토레지스트 가교제.
    <화학식 1>
    상기 식에서,
    R' 및 R"은 각각 수소 혹은 메틸이고,
    m은 1 내지 10 중에서 선택되는 정수이고,
    R은 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 케톤;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세탈;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 케톤;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산; 및
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세탈로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2 및 하기 화학식 3의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 가교제.
    <화학식 2>
    <화학식 3>
  3. 2 이상의 지방족환형 올레핀 유도체의 중합으로 이루어진 포토레지스트 중합체에 있어서, 하기 화학식 1의 가교제가 공단량체로서 더 포함된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체.
    <화학식 1>
    상기 식에서,
    R 및 R"은 각각 수소 혹은 메틸이고,
    m은 1 내지 10 중에서 선택되는 정수이고,
    R은 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 케톤;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세탈;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 케톤;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산; 및
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세탈로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지방족환형 올레핀 유도체는 하기 화학식 7의 화합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체.
    <화학식 7>
    이때, 상기 식에서
    k 및 n은 각각 1 또는 2 이고,
    p는 0 내지 5 중에서 선택되는 정수이고,
    R5및 R6은 각각 수소 또는 메틸이며,
    R1, R2, R3및 R4는 각각
    수소;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 케톤;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세탈;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 케톤;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산; 또는
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세탈이다.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 중합체는 하기 화학식 4의 화합물인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체.
    <화학식 4>
    이때, 상기 식에서
    k 및 n은 각각 1 또는 2이고,
    m은 1 내지 10 중에서 선택되는 정수이고,
    p는 0 내지 5 중에서 선택되는 정수이고,
    R', R", R5및 R6은 각각 수소 혹은 메틸이며,
    R은
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 케톤;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세탈;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 케톤;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산; 및
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세탈로 이루어진 군으로부터 선택된 것이며,
    R1, R2, R3및 R4는 각각
    수소;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 케톤;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산;
    탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세탈;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 알킬;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 에스테르;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 케톤;
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 카르복실산; 및
    한 개 이상의 수산기(-OH)를 포함하고 있는 탄소수 1 내지 10사이의 측쇄 혹은 주쇄 치환된 아세탈로 이루어진 군으로부터 선택된 것이며,
    a : b : c 는 1-50 mol% : 10-50 mol% : 0.1-20 mol% 이다.
  6. 제4항에 있어서, 상기 포토레지스트 중합체는
    폴리(말레익 안하이드라이드 / 2-하이드록시에틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트 / t-부틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트 / 5-노르보넨-2-카르복실산 / 1,3-부탄다이올 다이아크릴레이트) 또는
    폴리(말레익 안하이드라이드 / 2-하이드록시에틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트 / t-부틸 5-노르보넨-2-카르복실레이트 / 5-노르보넨-2-카르복실산 / 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트)인 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체.
  7. (i) 제3항 기재의 포토레지스트 중합체와, (ii) 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    (iii) 광산발생제를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  9. (a) 제7항 기재의 포토레지스트 조성물을 피식각층에 도포하는 단계와,
    (b) 노광 장비를 이용하여 상기 결과물을 노광하는 단계와,
    (c) 상기 결과물을 현상하여 포토레지스트 패턴을 얻는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 노광장비는 ArF광, KrF광, E-빔, X-레이, EUV(extremely ultra violet) 및 DUV((deep ultra violet)로 이루어진 군으로부터 선택된 노광원을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항 기재의 방법으로 제조된 반도체 소자.
  12. (a) 2 이상의 포토레지스트 공단량체를 유기용매에 첨가하는 단계와, (b) 상기 결과물 용액에 중합개시제 또는 중합촉매를 첨가하여 중합반응을 유도하는 단계를 포함하는 포토레지스트 공중합체의 제조방법에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 제1항 기재의 포토레지스트 가교제를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 공중합체의 제조방법.
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GB9929650A GB2345286B (en) 1998-12-31 1999-12-15 Photoresist copolymer, process for preparing the same and photoresist composition comprising the same
DE19960506A DE19960506A1 (de) 1998-12-31 1999-12-15 Vernetzende Monomere für ein Photoresist und Verfahren zur Herstellung von Photoresist-Polymeren unter Verwendung derselben
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JP36514699A JP4001445B2 (ja) 1998-12-31 1999-12-22 フォトレジスト共重合体、フォトレジスト組成物、フォトレジストパターンの形成方法、及び、半導体素子。
NL1013916A NL1013916C2 (nl) 1998-12-31 1999-12-22 Verknopende monomeren voor een fotobeschermlaag en werkwijze voor het bereiden van fotobeschermlaag-polymeren waarbij deze gebruikt worden.
CNB991266870A CN1303114C (zh) 1998-12-31 1999-12-24 用于光致抗蚀剂的交联单体，及使用其制备光致抗蚀剂聚合物的方法
FR9916643A FR2788062B1 (fr) 1998-12-31 1999-12-29 Monomeres de reticulation pour photoresist, et procede pour preparer des polymeres de photoresist en utilisant ceux-ci
US10/080,507 US7208260B2 (en) 1998-12-31 2002-02-22 Cross-linking monomers for photoresist, and process for preparing photoresist polymers using the same

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100546110B1 (ko) * 2000-01-21 2006-01-24 주식회사 하이닉스반도체 포토레지스트 가교제 및 이를 함유하는 포토레지스트 조성물
KR100557608B1 (ko) * 1999-02-10 2006-03-10 주식회사 하이닉스반도체 신규의 포토레지스트 가교제 및 이를 이용한 포토레지스트 조성물
KR100557609B1 (ko) * 1999-02-22 2006-03-10 주식회사 하이닉스반도체 신규의 포토레지스트 가교제 및 이를 이용한 포토레지스트 조성물

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7208260B2 (en) * 1998-12-31 2007-04-24 Hynix Semiconductor Inc. Cross-linking monomers for photoresist, and process for preparing photoresist polymers using the same
US6818376B2 (en) 1999-08-23 2004-11-16 Hynix Semiconductor Inc. Cross-linker monomer comprising double bond and photoresist copolymer containing the same
KR100520183B1 (ko) 1999-08-23 2005-10-10 주식회사 하이닉스반도체 두 개의 이중결합을 가지는 가교제를 단량체로 포함하는 포토레지스트용 공중합체
US6664022B1 (en) * 2000-08-25 2003-12-16 Shipley Company, L.L.C. Photoacid generators and photoresists comprising same
KR20020082006A (ko) * 2001-04-23 2002-10-30 금호석유화학 주식회사 신규한 산-민감성 중합체 및 이를 함유하는 레지스트 조성물
US7138218B2 (en) 2001-12-18 2006-11-21 Hynix Semiconductor Inc. Process for forming an ultra fine pattern using a bottom anti-reflective coating film containing an acid generator
US7338742B2 (en) 2003-10-08 2008-03-04 Hynix Semiconductor Inc. Photoresist polymer and photoresist composition containing the same
US7270937B2 (en) 2003-10-17 2007-09-18 Hynix Semiconductor Inc. Over-coating composition for photoresist and process for forming photoresist pattern using the same
KR100680405B1 (ko) 2003-11-19 2007-02-08 주식회사 하이닉스반도체 Ｅｕｖ용 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한포토레지스트 패턴 형성 방법
JP4979477B2 (ja) * 2004-03-08 2012-07-18 三菱レイヨン株式会社 レジスト用重合体、レジスト組成物、およびパターン製造方法、並びにレジスト用重合体用原料化合物
EP1750176A3 (en) * 2005-08-03 2011-04-20 JSR Corporation Positive-type radiation-sensitive resin composition for producing a metal-plating formed material, transcription film and production method of a metal-plating formed material
US7745339B2 (en) 2006-02-24 2010-06-29 Hynix Semiconductor Inc. Method for forming fine pattern of semiconductor device
KR100694412B1 (ko) 2006-02-24 2007-03-12 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 미세패턴 형성방법
EP2133747A4 (en) * 2007-02-26 2011-01-12 Jsr Corp RESIN COMPOSITION FOR MICRO-MOTIF FORMATION AND METHOD FOR FORMING MICRO-MOTIFS
WO2017058528A1 (en) * 2015-09-28 2017-04-06 3M Innovative Properties Company Patterned film article comprising cleavable crosslinker and methods
CN116102938B (zh) * 2021-11-09 2023-10-20 上海新阳半导体材料股份有限公司 一种深紫外光刻用底部抗反射涂层及其制备方法和应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1275471A (en) * 1969-06-04 1972-05-24 Du Pont Improvements relating to photo-resists
GB1277674A (en) * 1969-08-04 1972-06-14 Ford Motor Co Painting of polyolefins
JPS5713444A (en) * 1980-06-27 1982-01-23 Tamura Kaken Kk Photosensitive composition
US4329419A (en) * 1980-09-03 1982-05-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polymeric heat resistant photopolymerizable composition for semiconductors and capacitors
WO1992007022A1 (en) * 1990-10-23 1992-04-30 Atomic Energy Of Canada Limited Process for the preparation of cellulosic fibre-reinforced thermoplastic composite materials
US5777068A (en) * 1994-09-13 1998-07-07 Nippon Zeon Co., Ltd. Photosensitive polyimide resin composition

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100557608B1 (ko) * 1999-02-10 2006-03-10 주식회사 하이닉스반도체 신규의 포토레지스트 가교제 및 이를 이용한 포토레지스트 조성물
KR100557609B1 (ko) * 1999-02-22 2006-03-10 주식회사 하이닉스반도체 신규의 포토레지스트 가교제 및 이를 이용한 포토레지스트 조성물
KR100546110B1 (ko) * 2000-01-21 2006-01-24 주식회사 하이닉스반도체 포토레지스트 가교제 및 이를 함유하는 포토레지스트 조성물

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