KR100527288B1 - Composition for forming organic anti-reflective coating layer and method for producing semiconductor device pattern using the same - Google Patents

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Abstract

반도체 소자의 초미세 패턴 형성 공정에서, 포토레지스트막의 하부에 형성되어 노광용 광을 흡수함으로서, 패턴의 균일도를 증가시키는 역할을 하는 유기 난반사 방지막 형성용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 패턴의 형성방법이 제공된다. 상기 유기 난반사 방지막 형성용 조성물은 하기 화학식으로 표현되는 폴리비닐페놀염을 포함하는 광흡수제; 가교 반응에 의하여 막을 형성할 수 있는 가교제; 상기 가교제의 가교 반응을 촉진하기 위한 촉매; 및 용매를 포함한다.In the ultrafine pattern formation process of a semiconductor device, an organic diffuse reflection prevention film forming composition and a method of forming a semiconductor device pattern using the same are provided, which are formed under the photoresist film and absorb light for exposure, thereby increasing the uniformity of the pattern. . The organic anti-reflective coating film-forming composition comprises a light absorbing agent comprising a polyvinylphenol salt represented by the following formula; A crosslinking agent capable of forming a film by a crosslinking reaction; A catalyst for promoting a crosslinking reaction of the crosslinking agent; And solvents.

상기 화학식에서, a 및 b는 중합도로서, a + b는 10 내지 800의 정수이고, b는 10 내지 800의 정수이며, R은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1-4의 저급알킬기이다. In the above formula, a and b are polymerization degrees, a + b is an integer of 10 to 800, b is an integer of 10 to 800, and R is each independently hydrogen or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

Description

유기 난반사 방지막 형성용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 패턴의 형성 방법 {Composition for forming organic anti-reflective coating layer and method for producing semiconductor device pattern using the same} Composition for forming organic antireflection film and method for forming semiconductor device pattern using same {Composition for forming organic anti-reflective coating layer and method for producing semiconductor device pattern using the same}

본 발명은 유기 난반사 방지막 형성용 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 소자의 초미세 패턴 형성 공정에서, 포토레지스트막의 하부에 형성되어 노광용 광을 흡수함으로서, 패턴의 균일도를 증가시키는 역할을 하는 유기 난반사 방지막 형성용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 패턴의 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for forming an organic anti-reflective coating, and more particularly, in an ultrafine pattern forming process of a semiconductor device, an organic layer formed under a photoresist film to absorb light for exposure, thereby increasing the uniformity of the pattern. A composition for forming an antireflection film and a method of forming a semiconductor device pattern using the same.

현재 반도체 메모리 분야에서 양산되고 있는 메모리 용량은 64M, 256M DRAM이며, 최근에는 512M DRAM의 개발과 양산화가 점진적으로 진행되고 있다. 이와 같이 메모리의 고집적화가 진행됨에 따라, 포토리쏘그래피 공정에서의 레지스트 선폭 구현, 선폭 안정화 등이 반도체 미세 회로의 형성에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 대두되고 있다. 특히 노광 공정은 반도체 미세 회로를 형성하는데 있어서 근간이 되는 중요한 공정으로서, 고해상력 확보 및 감광막 패턴의 균일도 향상에 지대한 영향을 미치는 공정이다. 노광 공정에서는 해상력을 증가시키기 위하여 단파장의 광을 사용하는 것이 바람직하다. 최근에는 193㎚(ArF) 파장의 단파장 광을 사용하기도 하며, 이러한 ArF광을 사용하는 경우 포토레지스트의 한계 해상도, 즉 한계 해상 선폭은 노광 장비에 따라 다소 차이가 있으나 약 0.12 내지 0.08㎛이다. 그러나 패턴의 해상력을 향상시키기 위하여 단순히 노광광의 파장을 짧게 하면, 노광 공정에서 광 간섭 효과가 증대되고, 노칭(notching), 정재파(standing wave) 등에 의하여 패턴 프로필이 불량해지거나, 크기 균일도가 저하되는 문제점이 있다.Currently, the memory capacity in the semiconductor memory field is 64M and 256M DRAM, and the development and mass production of 512M DRAM is progressing recently. As the high integration of the memory proceeds, the resist line width and the line width stabilization in the photolithography process are the most important factors in forming the semiconductor microcircuits. In particular, the exposure process is an important process that forms the basis for forming a semiconductor microcircuit, and is a process that greatly affects securing high resolution and improving the uniformity of the photoresist pattern. In the exposure step, it is preferable to use light having a short wavelength in order to increase the resolution. Recently, short wavelength light having a wavelength of 193 nm (ArF) is used, and when the ArF light is used, the limit resolution, that is, the limit resolution line width of the photoresist is about 0.12 to 0.08 μm although it varies slightly depending on the exposure equipment. However, if the wavelength of the exposure light is simply shortened to improve the resolution of the pattern, the optical interference effect is increased in the exposure process, and the pattern profile is deteriorated or the size uniformity is deteriorated due to notching, standing wave, or the like. There is a problem.

따라서 반도체 기판의 피식각층에서 반사되는 노광 광에 의하여 노칭, 정재파 등이 발생하는 것을 억제하기 위하여, 피식각층과 포토레지스트막 사이에 노광용 광을 흡수하기 위한 난반사 방지막을 형성하는 방법이 통상적으로 사용되고 있다. 이와 같은 난반사 방지막은 사용되는 물질의 종류에 따라 무기계와 유기계 난반사 방지막으로 구분되고, 또한 난반사 기작(mechanism)에 따라 흡수계와 간섭계 난반사 방지막으로 구분된다. 상기 무기계 난반사 방지막 중, 흡수계 난반사 방지막은 TiN 또는 무정형 카본(amorphous carbon)으로 형성되며, 간섭계 난반사 방지막은 주로 SiON으로 형성된다. 이와 같은 무기계 난반사 방지막은 365㎚ 파장의 I-선(I-line)을 이용한 미세 패턴 형성 공정에 주로 사용되고 있으며, 최근에는 ArF 광을 이용한 초미세 패턴 형성 공정에 SiON을 이용한 무기계 난반사 방지막을 적용하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나 이와 같은 무기계 난반사 방지막은 광의 반사도가 10% 이상으로서, 통상 1% 이하의 반사도를 가지는 유기계 난반사 방지막에 비하여 광반사 방지 효과가 현저히 낮을 뿐만 아니라, 193㎚(ArF) 광의 간섭 현상을 충분히 억제할 수 있는 무기계 물질이 아직 개발되고 있지 않다.Therefore, in order to suppress the occurrence of notching, standing waves, etc. due to the exposure light reflected from the etched layer of the semiconductor substrate, a method of forming an anti-reflective film for absorbing light for exposure between the etched layer and the photoresist film is commonly used. . Such antireflective coatings are classified into inorganic and organic antireflective coatings according to the type of material used, and are also classified into absorption systems and interferometric antireflective coatings according to diffuse reflection mechanisms. Among the inorganic diffuse reflection prevention films, the absorption diffuse reflection prevention film is formed of TiN or amorphous carbon, and the interferometric diffuse reflection prevention film is mainly formed of SiON. Such inorganic anti-reflective coatings are mainly used for the micro pattern formation process using I-line of 365 nm wavelength, and recently, to apply inorganic anti-reflective coating using SiON to the ultra-fine pattern formation process using ArF light. Attempts are being made. However, such an inorganic antireflection film has a light reflectance of 10% or more, which is significantly lower than the organic antireflective film having a reflectivity of 1% or less, and can sufficiently suppress the interference phenomenon of 193 nm (ArF) light. Inorganic materials that can be used are not yet developed.

따라서, 최근에는 ArF 광을 이용한 초미세 패턴 형성 공정에 적합한 유기 난반사 방지막에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으나, 통상적인 유기 난반사 방지막을 0.1㎛ 이하의 미세 패턴 형성 공정에 적용할 경우, 패턴이 무너져 해상이 불가능한 문제점이 있다. 즉, 반도체 소자의 미세 패턴 형성에 사용될 수 있는 양호한 유기 난반사 방지막은 초미세 패턴 형성 공정에서 패턴의 무너짐 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 다음과 같은 기본 조건을 갖추어야 한다. 첫째, 공정 적용 시 포토레지스트 용매에 의하여 난반사 방지막이 용해되어 벗겨지는 현상이 없어야 한다. 이를 위해서는 난반사 방지막이 가교구조를 이루어야 하고, 또한 가교구조를 이룰 경우 부반응에 의하여 다른 불순물이 생성되어서는 안 된다. 둘째, 난반사 방지막으로부터 산, 아민 등의 화학물질의 출입이 없어야 한다. 난반사 방지막으로부터 산이 이행(migration)하면 포토레지스트 패턴의 하부에 언더커팅(undercutting)이 발생하고, 아민 등 염기가 이행하면 푸팅(footing) 현상이 발생할 우려가 있기 때문이다. 셋째, 난반사 방지막은 상부의 감광막에 비해 상대적으로 빠른 에칭 속도를 가져야, 에칭시 감광막을 마스크로 하여 원활한 에칭 공정을 수행할 수 있다. 넷째, 난반사 방지 효율을 향상시키기 위하여, 난반사 방지막을 가능한 한 얇은 두께로 형성할 수 있어야 한다.Therefore, in recent years, active research on organic diffuse reflection prevention film suitable for the ultrafine pattern formation process using ArF light has been actively conducted, but when the conventional organic diffuse reflection prevention film is applied to the fine pattern formation process of 0.1㎛ or less, the pattern collapses This is an impossible problem. That is, a good organic anti-reflective coating which can be used for forming a fine pattern of a semiconductor device can not only prevent the collapse of the pattern in the ultrafine pattern formation process, but also have the following basic conditions. First, there should be no phenomenon that the anti-reflective coating is dissolved and peeled off by the photoresist solvent when the process is applied. To this end, the antireflection film must have a crosslinked structure, and when forming the crosslinked structure, other impurities must not be generated by side reactions. Second, there should be no entry of chemicals such as acids and amines from the anti-reflective coating. This is because when the acid migrates from the diffuse reflection prevention film, undercutting occurs in the lower portion of the photoresist pattern, and when bases such as amines migrate, footing may occur. Third, the anti-reflective film should have a relatively fast etching rate compared to the upper photoresist film, it is possible to perform a smooth etching process using the photoresist film as a mask during etching. Fourth, in order to improve the anti-reflection efficiency, it is necessary to be able to form the diffuse reflection prevention film as thin as possible.

따라서 본 발명의 목적은 반도체 소자의 미세 패턴 형성 공정, 특히 ArF광(파장: 193nm)을 이용한 초미세 패턴의 노광 공정에서 광의 반사를 방지하여, 정재파의 발생, 하부층으로부터 후면 회절 및 반사광의 영향을 제거하거나 감소시킬 수 있는 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to prevent reflection of light in the process of forming a fine pattern of a semiconductor device, particularly an ultrafine pattern exposure process using ArF light (wavelength: 193 nm), thereby generating standing waves, affecting back diffraction and reflected light from a lower layer. It is to provide a composition for forming an organic diffuse reflection prevention film that can be removed or reduced.

본 발명의 다른 목적은 특정 파장의 광에 대한 흡수도가 높을 뿐만 아니라, 레지스트에 대한 접착성이 우수하여, 패턴의 무너짐 현상을 억제할 수 있는 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a composition for forming an organic anti-reflective coating which is not only high in absorbance to light of a specific wavelength but also excellent in adhesion to a resist and can suppress the collapse of a pattern.

본 발명의 또 다른 목적은 수직 구조의 패턴을 형성할 뿐만 아니라, 형성된 패턴의 균일도를 향상시킬 수 있는 유기 난반사 방지막 형성용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 패턴의 형성 방법을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a composition for forming an organic anti-reflective coating film which can not only form a pattern having a vertical structure but also improve the uniformity of the formed pattern, and a method of forming a semiconductor device pattern using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리비닐페놀염, 바람직하게는 하기 화학식으로 표현되는 폴리비닐페놀염을 포함하는 광흡수제; 가교 반응에 의하여 막을 형성할 수 있는 가교제; 상기 가교제의 가교 반응을 촉진하기 위한 촉매; 및 용매를 포함하는 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a light absorbing agent comprising a polyvinylphenol salt, preferably a polyvinylphenol salt represented by the following formula; A crosslinking agent capable of forming a film by a crosslinking reaction; A catalyst for promoting a crosslinking reaction of the crosslinking agent; And it provides a composition for forming an organic anti-reflective film comprising a solvent.

상기 화학식에서, a 및 b는 중합도로서, a + b는 10 내지 800의 정수이고, b는 10 내지 800의 정수이며, R은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1-4의 저급알킬기이다. In the above formula, a and b are polymerization degrees, a + b is an integer of 10 to 800, b is an integer of 10 to 800, and R is each independently hydrogen or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

본 발명은 또한 (a) 상기 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 피식각층 상부에 도포하는 단계; (b) 피식각층 상부에 도포된 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 열경화하여 유기 난반사 방지막을 형성하는 단계; (c) 형성된 유기 난반사 방지막 상부에 포토레지스트를 도포하고 소정 패턴으로 노광한 다음, 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 (d) 형성된 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 유기 난반사 방지막 및 피식각층을 식각하여, 피식각층 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 패턴 형성 방법 및 이와 같은 방법에 의하여 제조된 반도체 소자를 제공한다.The present invention also comprises the steps of (a) applying the composition for forming an organic anti-reflective coating on the top of the etching layer; (b) thermosetting the composition for forming an organic anti-reflection coating applied on the etched layer to form an organic anti-reflection coating; (c) applying a photoresist on the formed organic anti-reflective coating, exposing the photoresist in a predetermined pattern, and then developing the photoresist pattern to form a photoresist pattern; And (d) etching the organic diffuse reflection prevention layer and the etched layer using the formed photoresist pattern as an etch mask to form an etched layer pattern, and a semiconductor device manufactured by the method. to provide.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물은 폴리비닐페놀염, 바람직하게는 하기 화학식 1로 표현되는 폴리비닐페놀염을 포함하는 광흡수제, 가교 반응에 의하여 막을 형성할 수 있는 가교제, 상기 가교제의 가교 반응을 촉진하기 위한 촉매, 및 용매를 포함한다.The composition for forming an organic anti-reflective coating according to the present invention is a light absorbing agent comprising a polyvinylphenol salt, preferably a polyvinylphenol salt represented by the following Chemical Formula 1, a crosslinking agent capable of forming a film by a crosslinking reaction, and crosslinking of the crosslinking agent. A catalyst for promoting the reaction, and a solvent.

상기 화학식 1에서, a 및 b는 중합도로서, a + b는 10 내지 800의 정수, 바람직하게는 30 내지 400의 정수이고, b는 10 내지 800의 정수, 바람직하게는 10 내지 400의 정수, 더욱 바람직하게는 10 내지 100의 정수이며, R은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1-4의 저급알킬기이고, 바람직하게는 에틸기이다. In Formula 1, a and b are the degree of polymerization, a + b is an integer of 10 to 800, preferably an integer of 30 to 400, b is an integer of 10 to 800, preferably an integer of 10 to 400, more Preferably it is an integer of 10-100, R is respectively independently hydrogen or a lower alkyl group of 1-4 carbon atoms, Preferably it is an ethyl group.

본 발명에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물에 있어서, 광흡수제로 사용되는 폴리비닐페놀염의 중합도는 형성하고자 하는 난반사 방지막의 두께, 반사율, 사용되는 광원, 제조되는 소자 등에 따라 달라질 수 있으나, 바람직하게는 10 내지 800, 더욱 바람직하게는 30 내지 400이고, 상기 폴리비닐페놀염에 포함되는 염기의 수는 10 내지 800, 바람직하게는 10 내지 400, 더욱 바람직하게는 10 내지 100의 정수이다. 더욱 구체적으로는 상기 화학식 1의 폴리비닐페놀염에 포함되는 페놀염은 상기 폴리비닐페놀염에 포함되는 페놀기 및 페놀염 전체에 대하여 몰비로 1 내지 20%인 것이 바람직하며, 2 내지 10%이면 더욱 바람직하다. 만일 폴리비닐페놀염의 중합도가 너무 높거나 낮은 경우에는 취급성이 저하되고, 폴리비닐페놀염에 포함되는 염기의 수가 10 미만인 경우에는 광반사도가 증가하는 단점이 있다. 상기 폴리비닐페닐염은 원하는 중합도를 가진 폴리비닐페놀을 아세톤 등의 유기 용매에 용해시킨 후, 적당량의 아민 화합물을 첨가하고, 약 10 내지 60시간, 바람직하게는 40 내지 60 동안 반응시켜 합성하거나, 폴리비닐페놀의 중합 시에 아민 화합물을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 필요에 따라 다른 가교성 단량체가 상기 폴리비닐페놀염에 공중합되어 있을 수도 있다.In the composition for forming an organic anti-reflective coating according to the present invention, the degree of polymerization of the polyvinylphenol salt used as the light absorbing agent may vary depending on the thickness, reflectance, light source used, manufactured device, etc. of the anti-reflective coating to be formed, but is preferably It is 10-800, More preferably, it is 30-400, The number of bases contained in the said polyvinyl phenol salt is an integer of 10-800, Preferably it is 10-400, More preferably, it is an integer of 10-100. More specifically, the phenol salt contained in the polyvinyl phenol salt of Chemical Formula 1 is preferably 1 to 20% in molar ratio with respect to the entire phenol group and phenol salt included in the polyvinyl phenol salt, and is 2 to 10%. More preferred. If the degree of polymerization of the polyvinylphenol salt is too high or low, the handleability is lowered, and when the number of bases included in the polyvinylphenol salt is less than 10, there is a disadvantage that the light reflectivity is increased. The polyvinylphenyl salt is synthesized by dissolving polyvinylphenol having a desired degree of polymerization in an organic solvent such as acetone, and then adding an appropriate amount of an amine compound and reacting for about 10 to 60 hours, preferably 40 to 60, It can manufacture by adding an amine compound at the time of superposition | polymerization of polyvinyl phenol. Moreover, the other crosslinkable monomer may be copolymerized with the said polyvinyl phenol salt as needed.

본 발명에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물에 있어서, 상기 화학식 1의 광흡수제의 함량은 원하는 광의 반사도에 따라 달라질 수 있으나, 바람직하게는 가교제 100 중량부에 대하여 5 내지 400 중량부이다. 예를 들어, 광의 반사도를 5%이상으로 조절하고자 하는 경우에는, 가교제와 광흡수제 전체에 대하여 광흡수제의 함량을 15중량%이하로 하고, 반사도를 1%이하로 조절하고자 하는 경우에는 광흡수제의 함량을 약 30중량%이상으로 한다. 상기 광흡수제의 함량이 가교제 100 중량부에 대하여 5 중량부 미만이면 광의 반사도가 너무 커서 난반사 방지 효과가 미미하며, 400 중량부를 초과하면 난반사 방지막의 에칭 내성이 과도하게 증가되어, 감광제에 비해 에칭 속도가 커야 하는 반사 방지막의 기본 물성을 충족시키지 못할 우려가 있다. In the composition for forming an organic anti-reflective coating according to the present invention, the content of the light absorbing agent of Chemical Formula 1 may vary depending on the reflectance of the desired light, but is preferably 5 to 400 parts by weight based on 100 parts by weight of the crosslinking agent. For example, if the light reflectance is to be adjusted to 5% or more, the content of the light absorber should be 15% by weight or less with respect to the entire crosslinking agent and the light absorber, and the light absorber may be adjusted to 1% or less. The content is about 30% by weight or more. When the content of the light absorbing agent is less than 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the crosslinking agent, the light reflectivity is too large, so that the antireflection effect is insignificant. When the content of the light absorber exceeds 400 parts by weight, the etching resistance of the antireflection film is excessively increased, and the etching rate is higher than that of the photosensitive agent. There is a fear that the basic properties of the antireflection film, which should be large, may not be satisfied.

본 발명의 유기 난반사 방지막 형성용 조성물에 사용되는 가교제로는 통상적으로 사용되는 다양한 열 또는 광 가교성 고분자를 광범위하게 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 가교제로서 폴리비닐알콜(PVA), 소듐 디크로메이트(SDC), 암모늄 디크로메이트(ADC), 4,4'-디아지도벤잘아세토페논-2-설포네이트, 4,4'-디아지도스틸벤-2,2'-디설포네이트, 4,4'-디아지도스틸벤-γ-카르복실산 등을 사용할 수 있으며, 아세탈기를 포함하는 고분자를 사용하면 바람직하고, 하기 화학식 2의 고분자 가교제를 사용하면 더욱 바람직하다.As the crosslinking agent used in the composition for forming an organic anti-reflective coating of the present invention, various heat or photocrosslinkable polymers which are commonly used can be used in a wide range. For example, as the crosslinking agent, polyvinyl alcohol (PVA), sodium dichromate (SDC), ammonium dichromate (ADC), 4,4'-diazidobenzalacetophenone-2-sulfonate, 4,4'-dia Zidostilbene-2,2'-disulfonate, 4,4'- diazidostilbene-gamma-carboxylic acid, etc. can be used, It is preferable to use the polymer containing an acetal group, The polymer of following General formula (2) It is more preferable to use a crosslinking agent.

상기 화학식 2에서, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 혹은 측쇄 치환된 알킬기이며, 바람직하게는 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, R3은 수소 또는 메틸기이며, R4 및 R5는 수소이고, a는 10 내지 100의 정수이다.In Formula 2, R 1 to R 5 are each independently hydrogen or a linear or branched substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, preferably R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 3 is hydrogen or a methyl group, R 4 and R 5 are hydrogen, and a is an integer from 10 to 100.

본 발명에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물에 포함되는 촉매는 가교제의 가교 기작(mechanism)을 유발하여, 유기 난반사 방지막을 경화시키는 가교 개시제의 역할을 하는 것으로서, 상기 가교제 및 필요에 따라 상기 광흡수제에 포함되는 가교성분의 가교반응을 촉진하기 위한 다양한 촉매가 본 발명에 사용될 수 있다. 이와 같은 촉매로는 통상적인 열산방지제(thermal acid generator)를 사용할 수 있으며, 대표적으로 하기 화학식 3으로 표시되는 2-히드록시시클로헥실 파라톨루엔설포네이트(2-hydroxycyclohexyl p-toluenesulfonate)를 사용할 수 있다. 본 발명의 유기 난반사 방지막 형성용 조성물 중, 상기 열산발생제의 함량은 가교제 100 중량부에 대하여 5 내지 200 중량부인 것이 바람직하다. 만일 상기 열산발생제의 함량이 5중량부 미만이면 가교제가 충분히 가교되지 않을 우려가 있고, 200중량부를 초과하여도 추가적인 이점이 없다The catalyst included in the composition for forming an organic anti-reflective coating according to the present invention causes a crosslinking mechanism of the crosslinking agent to act as a crosslinking initiator for curing the organic anti-reflective coating, and the crosslinking agent and, if necessary, the light absorbing agent. Various catalysts for promoting the crosslinking reaction of the crosslinking components included can be used in the present invention. As such a catalyst, a conventional thermal acid generator may be used, and 2-hydroxycyclohexyl paratoluenesulfonate represented by the following Chemical Formula 3 may be used (2-hydroxycyclohexyl p-toluenesulfonate). In the composition for forming an organic anti-reflective coating film of the present invention, the content of the thermal acid generator is preferably 5 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the crosslinking agent. If the content of the thermal acid generator is less than 5 parts by weight, the crosslinking agent may not be sufficiently crosslinked, and there is no additional advantage even if it exceeds 200 parts by weight.

또한 본 발명의 유기 난반사 방지막 조성물은 가교제, 열산발생제, 광흡수제 등을 용해시키기 위한 유기용매를 포함한다. 이와 같은 유기 용매로는 유기 난반사 방지막 형성용 조성물에 일반적으로 사용되는 다양한 유기 용매를 광범위하게 사용할 수 있으며, 예를 들면 시클로헥산, 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트(PGMEA), 에틸락테이트 등을 단독 또는 혼합하여 상기 유기 용매로 사용할 수 있고, 시클로헥산을 사용하면 더욱 바람직하다. 상기 유기 용매의 함량은 가교제, 열산발생제, 광흡수제 등을 충분히 용해시킬 수 있으면 특히 제한되지 않으나, 바람직하게는 가교제 100중량부에 대하여 500 내지 10,000중량부를 사용한다. 만일 유기 용매의 사용량이 500중량부 미만이면 난반사 방지막의 두께가 너무 두꺼워서 차후 난반사 방지막 식각시 감광제가 과도하게 식각될 우려가 있고, 10,000중량부를 초과하면 난반사 방지막 형성용 조성물의 농도가 과도하게 묽어져 원하는 두께의 방지막을 얻기 곤란하다.In addition, the organic anti-reflective coating composition of the present invention includes an organic solvent for dissolving a crosslinking agent, a thermal acid generator, a light absorbing agent and the like. As such an organic solvent, various organic solvents generally used in the composition for forming an organic anti-reflective coating film can be widely used. For example, cyclohexane, propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), ethyl lactate, or the like can be used alone or mixed. It can be used as the organic solvent, it is more preferable to use cyclohexane. The content of the organic solvent is not particularly limited as long as it can sufficiently dissolve a crosslinking agent, a thermal acid generator, a light absorbing agent, and the like, preferably 500 to 10,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the crosslinking agent. If the amount of the organic solvent used is less than 500 parts by weight, the thickness of the antireflection film is too thick, so that the photoresist may be excessively etched when the antireflection film is etched later. It is difficult to obtain a protective film of a desired thickness.

이와 같은 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 웨이퍼 등 피식각층에 도포한 후, 열처리를 수행하면 열산발생제로부터 산이 발생되고, 이렇게 발생된 산에 의해 가교제가 활성화되어 광흡수제와 가교결합함으로서, 감광제에 용해되지 않는 가교구조의 유기 난반사 방지막이 형성된다. After applying such an organic anti-reflective coating film-forming composition to a layer to be etched, such as a wafer, when heat treatment is performed, an acid is generated from the thermal acid generator, and the crosslinking agent is activated by the generated acid and crosslinks with the light absorber, thereby dissolving it in a photosensitive agent. A crosslinked organic diffuse reflection prevention film is formed.

다음으로 본 발명에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 이용하여 반도체 소자 패턴을 형성하는 방법에 대하여 설명한다. 본 발명에 있어서 "반도체 소자 패턴"은 메모리 등 반도체 소자뿐 만 아니라, 액정표시장치 소자, 유기전계발광소자 등 각종 표시 소자 등의 회로 패턴을 포함하며, 또한 상기 소자들에 사용되는 절연막 등 물리적 구조의 소자를 포함한다.Next, a method for forming a semiconductor element pattern using the composition for forming an organic anti-reflection coating according to the present invention will be described. In the present invention, the "semiconductor element pattern" includes not only a semiconductor element such as a memory but also a circuit pattern of various display elements such as a liquid crystal display device and an organic light emitting display device, and also includes a physical structure such as an insulating film used for the elements. It includes an element of.

본 발명에 따라 반도체 소자 패턴을 형성하기 위해서는 먼저, 실리콘 웨이퍼나 알루미늄 기판 등 피식각층 상부에 본 발명에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 스핀코팅법, 딥(dip)코팅법, 롤코팅법 등 통상의 방법으로 도포한 후(단계 a), 유기 난반사 방지막 조성물을 가교시켜 유기 난반사 방지막을 형성하기 위한 열경화(bake) 공정을 수행한다(단계 b). 이와 같은 열경화 공정에 의하여 유기 난반사 방지막 조성물 중의 잔류 용매가 제거되고, 열산발생제로부터 산이 발생되어, 광흡수제 및 가교제가 가교결합됨으로서, 감광제에 용해되지 않는 유기 난반사 방지막이 형성된다. 따라서 상기 열경화 공정의 온도 및 시간은 열산발생제가 분해될 수 있으며, 잔류 용매 제거와 유기 난반사 방지막 조성물의 가교가 충분히 진행될 수 있도록 적절히 선택된다. 통상적으로 상기 열경화 공정은 150 내지 300℃의 온도에서 1 내지 5분간 수행될 수 있으며, 이때 열경화 온도 및 시간이 상기 범위 미만이면 충분한 열경화가 일어나지 않으며, 상기 범위를 초과하여도 추가적인 이점이 없다. In order to form the semiconductor device pattern according to the present invention, first, the composition for forming the organic anti-reflective coating film according to the present invention on the etching target layer, such as a silicon wafer or an aluminum substrate, is usually coated with a spin coating method, a dip coating method, a roll coating method, and the like. After coating in the step (step a), the organic anti-reflective coating composition is cross-linked to perform a heat curing process to form an organic anti-reflective coating (step b). By such a thermosetting process, the residual solvent in the organic anti-reflective coating composition is removed, an acid is generated from the thermal acid generator, and the light absorbing agent and the crosslinking agent are crosslinked, thereby forming an organic anti-reflective coating which is not dissolved in the photosensitizer. Therefore, the temperature and time of the thermal curing process is appropriately selected so that the thermal acid generator can be decomposed, and the residual solvent removal and the crosslinking of the organic anti-reflective coating composition can proceed sufficiently. Typically, the thermosetting process may be performed for 1 to 5 minutes at a temperature of 150 to 300 ℃, when the heat curing temperature and time is less than the above range does not occur sufficient heat curing, even if the above range is an additional advantage none.

이와 같이 형성된 유기 난반사 방지막 상부에 포토레지스트 조성물(감광제)을 도포한 후, 노광 및 현상하여 소정의 패턴을 형성한다(단계 c). 이때 상기 노광 과정의 전 및/또는 후에 상기 포토레지스트층을 열경화하는 과정을 더욱 수행할 수 있으며, 이와 같은 열경화 과정은 통상적인 포토레지스트층의 열처리 조건인 70 내지 250℃에서 수행될 수 있다. 이때 열경화 온도가 70℃ 미만이면 포토레지스트층이 충분히 열경화되지 않으며, 250℃를 초과하여도 열경화에 더 이상 도움이 되지 않는다. 상기 노광 공정의 광원으로는 F2 레이저(157 nm), ArF(193 nm), KrF (248 nm), EUV(extremely ultraviolet) 등을 포함하는 원자외선 (DUV; Deep Ultra Violet), E-빔, X-선, 이온빔 등이 사용될 수 있다. 이와 같이 포토레지스트막을 소정 패턴으로 노광한 후, 현상액을 이용하여 노광된 또는 노광되지 않은 포토레지스트 영역을 제거함으로서, 수직 구조의 균일한 미세 패턴을 가지는 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 상기 현상액으로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 테트라메틸 암모늄히드록시드(TMAH) 등의 알카리성 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 현상액에 메탄올, 에탄올 등과 같은 수용성 유기용매 및 계면 활성제를 적정량 첨가하여 사용할 수도 있다. 또한 알카리성 수용액을 이용하여 현상한 후에는 초순수로 웨이퍼를 세정하는 것이 바람직하다. 다음으로, 이와 같이 형성된 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 포토레지스트 하부의 난반사 방지막 및 피식각층을 식각하여 피식각층 패턴을 형성함으로서 반도체 소자 패턴을 형성할 수 있다(단계 d).After applying the photoresist composition (photosensitive agent) on the organic anti-reflective film formed as described above, it is exposed and developed to form a predetermined pattern (step c). In this case, a process of thermosetting the photoresist layer may be further performed before and / or after the exposure process, and the thermosetting process may be performed at 70 to 250 ° C., which is a heat treatment condition of a conventional photoresist layer. . At this time, if the thermosetting temperature is less than 70 ℃, the photoresist layer is not sufficiently thermally cured, even if it exceeds 250 ℃ it is no longer helpful for thermal curing. As the light source of the exposure process, deep ultra violet (DUV), E-beam, including F 2 laser (157 nm), ArF (193 nm), KrF (248 nm), EUV (extremely ultraviolet), etc. X-rays, ion beams and the like can be used. After exposing the photoresist film in a predetermined pattern in this manner, by removing the exposed or unexposed photoresist region using a developer, a photoresist pattern having a uniform fine pattern of vertical structure can be formed. As the developer, an alkaline compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH), etc. is preferably used. Can also be used. Moreover, after developing using alkaline aqueous solution, it is preferable to wash a wafer with ultrapure water. Next, the semiconductor device pattern may be formed by etching the diffuse reflection prevention layer and the etched layer under the photoresist using the photoresist pattern thus formed as an etch mask to form an etched layer pattern (step d).

이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the following examples are merely to illustrate the invention, the present invention is not limited to the following examples.

[제조예] 광흡수제 합성 Preparation Example Synthesis of Light Absorber

폴리비닐페놀(분자량 8,000) 300g을 아세톤 800g에 완전히 용해시킨 후, 트리에틸아민 9g을 첨가하여 상온에서 약 48시간 동안 반응시켰으며, 얻어진 반응액을 증류수 20리터에 떨어뜨려 연한 갈색의 폴리비닐페놀염을 얻었다. 얻어진 폴리비닐페놀염에 대하여 H-NMR(용매 CDCl3)을 측정하여 그 결과를 도 1에 나타내었으며, 비교를 위하여 종래의 광흡수제인 폴리비닐페놀에 대하여 H-NMR(용매는 아세톤d6)을 측정하여 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 1 및 2의 NMR 스펙트럼을 비교하면, 도 2의 7.7ppm에서 나타나는 페놀 피크가 도 1에서는 거의 나타나지 않음을 알 수 있다. 실제로 폴리비닐페놀 300g의 모든 페놀기를 염으로 전환하기 위해서는 252g의 트리에틸아민이 필요하지만, 그 원인을 정확히 알 수는 없으나, 트리에틸아민 약 9g 만을 사용하여도 NMR상에서 페놀의 -OH 피크가 거의 나타나지 않았다.After dissolving 300 g of polyvinyl phenol (molecular weight 8,000) completely in 800 g of acetone, 9 g of triethylamine was added and reacted at room temperature for about 48 hours. A salt was obtained. H-NMR (solvent CDCl 3 ) was measured with respect to the obtained polyvinylphenol salt, and the results are shown in FIG. 1. For comparison, H-NMR (solvent is acetone d 6 ) with respect to polyvinylphenol, which is a conventional light absorber, was compared. Was measured and the result is shown in FIG. Comparing the NMR spectra of FIGS. 1 and 2, it can be seen that the phenol peak appearing at 7.7 ppm of FIG. 2 hardly appears in FIG. 1. Indeed, 252 g of triethylamine are required to convert all the phenolic groups of 300 g of polyvinylphenol to salts, but the cause is not known. However, even when only about 9 g of triethylamine is used, the -OH peak of phenol on NMR is hardly obtained. Did not appear.

[실시예 1] 유기 난반사 방지막 형성용 조성물 제조 Example 1 Preparation of Organic Anti-Reflection Prevention Film Formation

상기 제조예에 따른 광흡수제 0.4g, 상기 화학식 2의 가교제(R1 및 R2는 메틸, R3 내지 R5는 수소이며, 중합도 a는 56임) 0.6g, 열산발생제로서 2-히드록시시클로헥실 파라톨루엔설포네이트 0.05g을 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트(PGMEA) 용매 40g에 용해시킨 후, 0.2 ㎛의 미세필터로 여과하여, 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 제조하였다.0.4 g of the light absorbing agent according to the preparation example, the crosslinking agent of Formula 2 (R 1 and R 2 is methyl, R 3 to R 5 is hydrogen, the degree of polymerization a is 56) 0.6 g, 2-hydroxy as a thermal acid generator 0.05 g of cyclohexyl paratoluenesulfonate was dissolved in 40 g of propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA) solvent, and then filtered through a 0.2 μm fine filter to prepare an organic anti-reflective coating film-forming composition.

[비교예 1] 유기 난반사 방지막 형성용 조성물 제조 [Comparative Example 1] Preparation of Organic Anti-Reflection Prevention Film Formation

광흡수제로서 폴리비닐페놀 0.4g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 제조하였다.An organic anti-reflective coating film-forming composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.4 g of polyvinylphenol was used as the light absorbing agent.

[비교예 2] 유기 난반사 방지막 형성용 조성물 제조 [Comparative Example 2] Preparation of Organic Anti-Reflection Prevention Film Formation

트리에틸아민 0.3g을 더욱 포함시킨 것을 제외하고는 비교예 2와 동일한 방법으로 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 제조하였다.An organic anti-reflective coating film-forming composition was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except that 0.3 g of triethylamine was further included.

[실시예 2] 포토레지스트 패턴의 형성 Example 2 Formation of Photoresist Pattern

실시예 1에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 실리콘 웨이퍼 위에 약 350Å 두께로 스핀 도포한 후, 205℃에서 90초간 열경화(bake)하여 가교시켰다. 가교된 유기 난반사 방지막 상부에 ArF 감광제(제조사: (주)동진쎄미켐)를 코팅하고, 100℃에서 90초간 열경화한 후, ArF 노광장비(ASML사 제조)를 이용하여 소정 패턴으로 노광하고, 100℃에서 90초간 다시 열경화하였다. 다음으로 테트라메틸암모늄 히드록시드(TMAH) 2.38 중량% 현상액을 이용하여 상기 웨이퍼를 현상하여, 포토레지스트 패턴을 얻었으며, 그 결과를 도 3(선폭 100nm) 및 도 4(선폭 70nm)에 나타내었다. 도 3 및 4로부터, 실시예 1에서 얻은 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 사용하면, 패턴의 프로파일이 매우 균일한 수직 형태로 형성됨을 알 수 있으며, 또한 웨이퍼와 포토레지스트 패턴의 접착성이 우수하여, 도 4에 나타난 바와 같이 약 70nm의 선폭을 가지는 미세 패턴도 쓰러지지 않고 안정한 수직 구조를 형성함을 알 수 있다.The composition for forming an organic anti-reflective coating film according to Example 1 was spin-coated to a thickness of about 350 GPa on a silicon wafer, and crosslinked by thermal curing at 205 ° C. for 90 seconds. An ArF photosensitive agent (manufacturer: Dongjin Semichem Co., Ltd.) was coated on the crosslinked organic antireflective coating, thermally cured at 100 ° C. for 90 seconds, and then exposed in a predetermined pattern using an ArF exposure apparatus (manufactured by ASML). Thermal curing was again at 90 ° C. for 90 seconds. Next, the wafer was developed using a 2.38 wt% developer of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) to obtain a photoresist pattern, and the results are shown in FIGS. 3 (line width 100 nm) and 4 (line width 70 nm). . 3 and 4, it can be seen that when the composition for forming an organic anti-reflective coating film obtained in Example 1 is used, the profile of the pattern is formed in a very uniform vertical form, and the adhesion between the wafer and the photoresist pattern is excellent. As shown in FIG. 4, it can be seen that a fine pattern having a line width of about 70 nm does not fall and forms a stable vertical structure.

[비교예 3] 포토레지스트 패턴의 형성 Comparative Example 3 Formation of Photoresist Pattern

실시예 1에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물 대신 비교예 1에 따른 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 포토레지스트 패턴을 얻었으며, 그 결과를 도 5(선폭 120nm) 및 도 6(선폭 100nm)에 나타내었다. 도 5로부터, 비교예 1에서 얻은 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 사용하면, 패턴의 프로파일이 역사다리꼴 형태로 형성됨을 알 수 있으며, 도 6에 도시한 바와 같이, 웨이퍼와 포토레지스트 패턴의 접착성이 양호하지 못하여, 약 100nm의 선폭을 가지는 패턴을 형성하여도 패턴이 붕괴됨을 알 수 있다.A photoresist pattern was obtained in the same manner as in Example 2, except that the composition according to Comparative Example 1 was used instead of the composition for forming an organic anti-reflective coating according to Example 1, and the results are shown in FIGS. 5 (120 nm in width) and 6. (Line width 100 nm) is shown. Referring to FIG. 5, when the composition for forming an organic anti-reflective coating film obtained in Comparative Example 1 is used, it can be seen that the profile of the pattern is formed in an inverted trapezoidal shape. As shown in FIG. 6, the adhesion between the wafer and the photoresist pattern is shown. It is not good and it can be seen that the pattern collapses even when a pattern having a line width of about 100 nm is formed.

[비교예 4] 포토레지스트 패턴의 형성 Comparative Example 4 Formation of Photoresist Pattern

실시예 1에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물 대신 비교예 2에 따른 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 포토레지스트 패턴을 얻었으며, 그 결과를 도 7(선폭 100nm)에 나타내었다. 도 7로부터, 비교예 2에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 사용하면, 패턴의 프로파일이 대체적으로 수직 형태로 형성되지만, 도 7의 네모 영역을 자세히 보면 좌우비대칭(한쪽은 기울어지고 다른 쪽은 수직) 또는 좌우 모두 기울어진 형태의 패턴이 형성됨을 알 수 있으며, 이와 같은 형태의 패턴은 실제 반도체 제조에 사용하기 곤란하다. 이는 트리에틸아민을 직접 조성물에 투입하여 패터닝하면, 트리에틸아민 분자들이 불균일하게 분포되기 때문으로 판단된다. 따라서 트리에틸아민을 조성물에 직접 첨가하는 것보다, 폴리비닐페놀염의 형태로 제조하는 것이 월등히 효과적임을 알 수 있다.A photoresist pattern was obtained in the same manner as in Example 2, except that the composition according to Comparative Example 2 was used instead of the composition for forming an organic anti-reflective coating according to Example 1, and the results are shown in FIG. 7 (line width 100 nm). It was. From Fig. 7, using the composition for forming an organic anti-reflective coating film according to Comparative Example 2, the profile of the pattern is formed in a substantially vertical form, but if you look closely at the square region of Figure 7 (a side is inclined and the other is vertical) It can be seen that the pattern is inclined to both sides or left and right, it is difficult to use such a pattern in the actual semiconductor manufacturing. This is because triethylamine molecules are not uniformly distributed when triethylamine is directly injected into the composition and patterned. Therefore, it can be seen that it is much more effective to prepare in the form of polyvinylphenol salt than to add triethylamine directly to the composition.

상기 실시예 및 비교예로부터, 종래의 유기 난반사 방지막 조성물에 비하여, 폴리비닐페놀염을 포함하는 본 발명에 따른 유기 난반사 방지막 조성물은 포토레지스트 패턴을 수직으로 형성할 뿐만 아니라, 포토레지스트 패턴과 웨이퍼와의 접착력을 향상시켜 패턴의 쓰러짐 현상을 방지할 수 있음을 알 수 있다. From the above examples and comparative examples, compared with the conventional organic antireflection coating composition, the organic antireflection coating composition according to the present invention containing a polyvinyl phenol salt not only forms a photoresist pattern vertically, but also a photoresist pattern and a wafer. It can be seen that it is possible to prevent the collapse of the pattern by improving the adhesion of the.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물을 이용하여 난반사 방지막을 형성하면, 피식각층의 광학적 성질 또는 레지스트막의 두께 변동으로 인한 정재파 효과(standing wave effect), 난반사 발생, 및 선폭(CD, critical dimension) 변동을 현저히 감소시킬 수 있을 뿐 만 아니라, 유기 난반사 방지막과 레지스트막과의 접착성을 향상시켜, 레지스트 패턴이 네가티브 슬로프에 의하여 붕괴되는 현상(pattern collapse)을 감소시킬 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물은 64M, 256M, 512M, 1G, 4G, 16G DRAM 반도체의 제조에 있어서 안정된 초미세 패턴을 형성할 수 있으며, 제품의 수율을 증대시킬 수 있다.As described above, when the antireflection film is formed using the composition according to the present invention, standing wave effects, diffuse reflection generation, and line width (CD) are caused by optical properties of the etched layer or variations in thickness of the resist film. Not only can the fluctuation be significantly reduced, but also the adhesion between the organic diffuse reflection prevention film and the resist film can be improved, thereby reducing the pattern collapse of the resist pattern by the negative slope. Therefore, the composition for forming an organic anti-reflective coating according to the present invention can form a stable ultrafine pattern in the production of 64M, 256M, 512M, 1G, 4G, 16G DRAM semiconductor, it is possible to increase the yield of the product.

도 1 및 2는 각각 본 발명에 사용되는 광흡수제인 폴리비닐페놀염과 종래의 광흡수제인 폴리비닐페놀의 NMR 스펙트럼.1 and 2 are NMR spectra of polyvinylphenol salts, which are light absorbers used in the present invention, and polyvinylphenol, which is a conventional light absorber, respectively.

도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 이용하여 형성한 포토레지스트 패턴(각각 선폭 100nm 및 70nm)의 전자현미경 사진.3 and 4 are electron micrographs of the photoresist pattern (line width 100nm and 70nm, respectively) formed using the composition for forming an organic anti-reflective film according to an embodiment of the present invention.

도 5 및 6은 비교예 1에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 이용하여 형성한 포토레지스트 패턴(각각 선폭 120nm 및 100nm)의 전자현미경 사진.5 and 6 are electron micrographs of the photoresist patterns (line width 120nm and 100nm, respectively) formed using the composition for forming an organic anti-reflective film according to Comparative Example 1.

도 7은 비교예 2에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 이용하여 형성한 포토레지스트 패턴(선폭 100nm)의 전자현미경 사진.7 is an electron micrograph of a photoresist pattern (line width 100 nm) formed using the composition for forming an organic anti-reflective coating film according to Comparative Example 2. FIG.

Claims (11)

폴리비닐페놀염을 포함하는 광흡수제;Light absorbing agents including polyvinylphenol salts; 가교 반응에 의하여 막을 형성할 수 있는 가교제;A crosslinking agent capable of forming a film by a crosslinking reaction; 상기 가교제의 가교 반응을 촉진하기 위한 촉매; 및A catalyst for promoting a crosslinking reaction of the crosslinking agent; And 용매를 포함하는 유기 난반사 방지막 형성용 조성물.An organic diffuse reflection prevention film forming composition comprising a solvent. 제1항에 있어서, 상기 폴리비닐페놀염은 하기 화학식 1로 표현되는 것인 유기 난반사 방지막 형성용 조성물.The composition of claim 1, wherein the polyvinylphenol salt is represented by the following Chemical Formula 1. [화학식 1][Formula 1] 상기 화학식 1에서, a 및 b는 중합도로서, a + b는 10 내지 800의 정수이고, b는 10 내지 800의 정수이며, R은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1-4의 저급알킬기이다. In Formula 1, a and b are degrees of polymerization, a + b is an integer of 10 to 800, b is an integer of 10 to 800, and each R is independently hydrogen or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. 제1항에 있어서, 상기 가교제 100중량부에 대하여, 상기 광흡수제의 사용량은 5 내지 400 중량부이고, 상기 촉매의 사용량은 5 내지 200중량부이며, 상기 용매의 사용량은 500 내지 10,000 중량부인 것인 유기 난반사 방지막 형성용 조성물.The amount of the light absorbing agent is 5 to 400 parts by weight, the amount of the catalyst is 5 to 200 parts by weight, and the amount of the solvent is 500 to 10,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the crosslinking agent. The composition for phosphorus organic diffuse reflection prevention film formation. 제2항에 있어서, 상기 b는 10 내지 400의 정수이고, R은 에틸기인 것인 유기 난반사 방지막 형성용 조성물.The composition of claim 2, wherein b is an integer of 10 to 400 and R is an ethyl group. 제1항에 있어서, 상기 가교제는 하기 화학식 2로 표시되는 고분자인 것인 유기 난반사 방지막 형성용 조성물.The composition of claim 1, wherein the crosslinking agent is a polymer represented by the following Chemical Formula 2. [화학식 2][Formula 2] 상기 화학식 2에서, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 혹은 측쇄 치환된 알킬기이며, a는 10 내지 100의 정수이다.In Formula 2, R 1 to R 5 are each independently hydrogen or a linear or branched substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a is an integer of 10 to 100. 제1항에 있어서, 상기 촉매는 2-히드록시시클로헥실 파라톨루엔설포네이트인 것인 유기 난반사 방지막 형성용 조성물.The composition for forming an organic anti-reflection coating according to claim 1, wherein the catalyst is 2-hydroxycyclohexyl paratoluenesulfonate. 제1항에 있어서, 상기 용매는 시클로헥산, 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트, 에틸락테이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 유기 난반사 방지막 형성용 조성물.The composition of claim 1, wherein the solvent is selected from the group consisting of cyclohexane, propylene glycol methyl ether acetate, ethyl lactate, and mixtures thereof. (a) 제1항에 따른 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 피식각층 상부에 도포하는 단계;(a) applying the composition for forming an organic anti-reflection coating according to claim 1 on the upper portion of the etching layer; (b) 피식각층 상부에 도포된 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 열경화하여 유기 난반사 방지막을 형성하는 단계;(b) thermosetting the composition for forming an organic anti-reflection coating applied on the etched layer to form an organic anti-reflection coating; (c) 형성된 유기 난반사 방지막 상부에 포토레지스트를 도포하고 소정 패턴으로 노광한 다음, 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및(c) applying a photoresist on the formed organic anti-reflective coating, exposing the photoresist in a predetermined pattern, and then developing the photoresist pattern to form a photoresist pattern; And (d) 형성된 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 유기 난반사 방지막 및 피식각층을 식각하여, 피식각층 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 패턴 형성 방법. (d) etching the organic diffuse reflection prevention layer and the etched layer using the formed photoresist pattern as an etch mask to form an etched layer pattern. 제8항에 있어서, 상기 유기 난반사 방지막 형성용 조성물을 열경화하는 과정은 150 내지 300℃에서 1 내지 5분간 가열하여 수행되는 것인 반도체 소자의 패턴 형성 방법.The method of claim 8, wherein the step of thermosetting the composition for forming an organic anti-reflective coating film is performed by heating at 150 to 300 ° C. for 1 to 5 minutes. 제8항에 있어서, 상기 노광 공정은 F2 레이저, ArF, KrF, 원자외선, E-빔, X-선, 및 이온빔으로 이루어진 군으로부터 선택되는 광에 의하여 수행되는 것인 반도체 소자의 패턴 형성 방법.The method of claim 8, wherein the exposure process is performed by light selected from the group consisting of F 2 laser, ArF, KrF, far ultraviolet rays, E-beam, X-ray, and ion beam. . 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 반도체 소자.A semiconductor device manufactured by the method according to any one of claims 8 to 10.
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