KR101061526B1 - Resist for Electron Beam Lithography - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자빔 리소그래피용 레지스트에 관한 것으로서 더욱 구체적으로는 두 종류의 유기 실록산 화합물을 공중합한 네가티브형 레지스트에 관한 것이다. 본 발명의 전자빔 리소그래피용 레지스트를 이용하면, 전자빔에 대한 감도가 높을 뿐만 아니라 제조가 용이하고 장기간 보관하여도 레지스트 특성이 보다 균일하여 더욱 우수한 품질의 반도체 소자의 제조가 가능한 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to resists for electron beam lithography, and more particularly to negative resists copolymerized with two types of organosiloxane compounds. By using the resist for electron beam lithography of the present invention, not only the sensitivity to the electron beam is high, but also the manufacturing is easy and the resist property is more uniform even if stored for a long time, thereby producing a semiconductor device of superior quality.

리소그래피, 네가티브, 레지스트, 알콕시실란, 공중합 Lithography, Negative, Resist, Alkoxysilane, Copolymerization

Description

전자빔 리소그래피용 레지스트 {Resist for e-beam lithography}Resist for e-beam lithography

본 발명은 전자빔 리소그래피용 레지스트에 관한 것으로서 더욱 구체적으로는 전자빔에 대한 감도가 높을 뿐만 아니라 제조가 용이하고 장기간 보관하여도 레지스트 특성이 보다 균일하여 더욱 우수한 품질의 반도체 소자의 제조가 가능한 전자빔 리소그래피용 레지스트에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a resist for electron beam lithography, and more particularly, a resist for electron beam lithography, which is not only highly sensitive to an electron beam but also easy to manufacture and has a more uniform resist characteristic even after long-term storage, thereby enabling fabrication of a semiconductor device of higher quality. It is about.

반도체 제조 공정이 복잡해지고 반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 미세한 패턴의 형성이 요구되고 있다.As the semiconductor manufacturing process becomes complicated and the degree of integration of semiconductor devices increases, the formation of fine patterns is required.

현재 가장 널리 쓰이는 네가티브형 전자빔 레지스트는 HSQ(hydrogen silsesquioxane)이며 HSQ를 이용하면 다른 화학증폭 방식의 네가티브형 레지스트보다 우수한 30 nm 이하의 패턴의 형성이 가능한 것으로 알려져 있다. 그러나, HSQ는 Si-O-Si 주쇄를 기반으로 고리모양의 구조를 형성하는 것으로 알려져 있으며, 실리콘 원자에 수소가 결합되어 있는 구조로서 모두 무기물로 이루어져 있다.Currently, the most widely used negative electron beam resist is hydrogen silsesquioxane (HSQ), and it is known that HSQ can form a pattern of 30 nm or less superior to other chemically amplified negative resists. However, HSQ is known to form a ring-shaped structure based on the Si-O-Si main chain, and is a structure in which hydrogen is bonded to a silicon atom, and all are made of inorganic materials.

실리콘 원자에 결합되어 있는 수소 원자의 크기가 매우 작기 때문에 일반적으로 사용되는 졸-겔 합성법으로는 겔화 시간(gellation time)이 짧아 합성이 어렵고, 보관시 시간에 따라 분자량이 변화할 정도로 불안정하여 레지스트 특성이 일정 하지 않다는 단점이 있었다. 또한, 유기물 전자빔 레지스트에 비하여 전자빔에 대한 감도가 낮아 패턴 형성을 위해 필요한 노출량이 크다는 단점이 있었다.Since the size of the hydrogen atoms bonded to the silicon atoms is very small, the sol-gel synthesis method that is commonly used is difficult to synthesize due to the short gelation time, and is unstable enough to change the molecular weight with storage time. There was a disadvantage that this was not constant. In addition, there is a disadvantage in that the sensitivity required for the electron beam is lower than the organic electron beam resist, so the exposure amount required for pattern formation is large.

따라서, 네가티브형 전자빔 레지스트로서 HSQ가 갖는 단점을 개선할 여지가 있다.Therefore, there is room for improving the disadvantage of HSQ as a negative electron beam resist.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전자빔에 대한 감도와 해상도가 우수할 뿐만 아니라 제조가 용이하고 장기간 보관하여도 레지스트 특성이 보다 균일한 전자빔 리소그래피용 레지스트를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a resist for electron beam lithography that is not only excellent in sensitivity and resolution to the electron beam, but also easy to manufacture and has a uniform resist characteristic even after long-term storage.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 전자빔 리소그래피용 레지스트의 일 태양은 하기 화학식 1의 화합물과 하기 화학식 2의 화합물이 공중합되어 공중합체를 형성하고, 상기 공중합체의 수평균분자량이 500 내지 30,000인 것을 특징으로 한다.One aspect of the electron beam lithography resist according to the present invention for solving the above technical problem is that the compound of Formula 1 and the compound of Formula 2 is copolymerized to form a copolymer, the number average molecular weight of the copolymer is 500 To 30,000.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112008088356619-pat00001
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<화학식 2><Formula 2>

Figure 112008088356619-pat00002
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상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에서 R1 내지 R9는 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, 상기 화학식 1에서 X는 수소, 히드록시기, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 노보닐기, 탄소수 8 내지 13의 노보닐알킬기, 노보네닐기, 탄소수 8 내지 13의 노보네닐알킬기, 탄소수 7 내지 12의 할로알킬페닐기 및 탄소수 8 내지 18의 할로알킬페닐알킬기 중 어느 하나이며, 상기 화학식 2에서 Z는 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 하기 화학식 3 내지 5 중 어느 하나이고,In Formula 1 and Formula 2, R 1 to R 9 are hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X in Formula 1 is hydrogen, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and novo It is any one of a nil group, a C8-C13 norbornylalkyl group, a norbornenyl group, a C8-C13 norbornenylalkyl group, a C7-C12 haloalkylphenyl group, and a C8-C18 haloalkylphenylalkyl group, and Z in 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or any one of the following formulas 3 to 5,

<화학식 3><Formula 3>

Figure 112008088356619-pat00003
Figure 112008088356619-pat00003

<화학식 4><Formula 4>

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Figure 112008088356619-pat00004

<화학식 5><Formula 5>

Figure 112008088356619-pat00005
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상기 화학식 5에서 R10은 탄소수 2 내지 6의 알킬기이다.In Formula 5, R 10 is an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 전자빔 리소그래피용 레지스트의 다른 태양은 하기 화학식 9의 화합물과 하기 화학식 10의 화합물이 공중합되어 공중합체를 형성하고, 상기 공중합체의 수평균분자량이 500 내지 30,000인 것을 특징으로 한다.Another aspect of the resist for electron beam lithography according to the present invention for solving the above technical problem is that the compound of formula 9 and the compound of formula 10 is copolymerized to form a copolymer, the number average molecular weight of the copolymer is 500 To 30,000.

<화학식 9><Formula 9>

Figure 112008088356619-pat00006
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<화학식 10><Formula 10>

Figure 112008088356619-pat00007
Figure 112008088356619-pat00007

상기 화학식 9 및 화학식 10에서 R11 내지 R16은 수소 또는 탄소수 1 내지 5 의 알킬기이고, 상기 화학식 9에서 A는 노보닐기, 탄소수 8 내지 13의 노보닐알킬기, 노보네닐기 및 탄소수 8 내지 13의 노보네닐알킬기 중 어느 하나이며, 상기 화학식 10에서 D는 수소, 히드록시기, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 탄소수 7 내지 12의 할로알킬페닐기 및 탄소수 8 내지 18의 할로알킬페닐알킬기 중 어느 하나이다.In Formulas 9 and 10, R 11 to R 16 are hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and in Formula 9, A is a norbornyl group, a carbonyl group having 8 to 13 carbon atoms, a norbornenyl group and a carbon group having 8 to 13 carbon atoms. It is any one of the norbornenylalkyl group, D in Formula 10 is hydrogen, a hydroxy group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group of 1 to 5 carbon atoms, a haloalkylphenyl group of 7 to 12 carbon atoms and haloalkyl of 8 to 18 carbon atoms It is either phenylalkyl group.

본 발명의 전자빔 리소그래피용 레지스트를 이용하면, 전자빔에 대한 감도와 해상도가 높을 뿐만 아니라 제조가 용이하고 장기간 보관하여도 레지스트 특성이 보다 균일하여 더욱 우수한 품질의 반도체 소자의 제조가 가능한 효과가 있다.By using the resist for electron beam lithography of the present invention, not only the sensitivity and resolution of the electron beam are high, but also the manufacturing is easy and the resist characteristics are more uniform even if stored for a long time, thereby producing a semiconductor device of higher quality.

본 발명은 하기 화학식 1의 화합물과 하기 화학식 2의 화합물이 공중합되어 공중합체를 형성하고, 공중합체의 수평균분자량이 500 내지 30,000인 전자빔 리소그래피용 레지스트를 제공한다.The present invention provides a resist for electron beam lithography in which a compound of formula 1 and a compound of formula 2 are copolymerized to form a copolymer, and the copolymer has a number average molecular weight of 500 to 30,000.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112008088356619-pat00008
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<화학식 2><Formula 2>

Figure 112008088356619-pat00009
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화학식 1 및 화학식 2에서 R1 내지 R9는 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다. 화학식 1에서 X는 수소, 히드록시기, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 노보닐기, 탄소수 8 내지 13의 노보닐알킬기, 노보네닐기, 탄소수 8 내지 13의 노보네닐알킬기, 탄소수 7 내지 12의 할로알킬페닐기 및 탄소수 8 내지 18의 할로알킬페닐알킬기 중 어느 하나이다. 화학식 2에서 Z는 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 하기 화학식 3 내지 5 중 어느 하나이다.In Formula 1 and Formula 2, R 1 to R 9 are hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. In Formula 1, X is hydrogen, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a norbornyl group, a norbornylalkyl group having 8 to 13 carbon atoms, a norbornenyl group, a norbornenylalkyl group having 8 to 13 carbon atoms, It is either a haloalkylphenyl group having 7 to 12 carbon atoms and a haloalkylphenylalkyl group having 8 to 18 carbon atoms. Z in Formula 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or any one of the following Formulas 3 to 5.

<화학식 3><Formula 3>

Figure 112008088356619-pat00010
Figure 112008088356619-pat00010

<화학식 4><Formula 4>

Figure 112008088356619-pat00011
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<화학식 5><Formula 5>

Figure 112008088356619-pat00012
Figure 112008088356619-pat00012

화학식 5에서 R10은 탄소수 2 내지 6의 알킬기이다.R 10 in Formula 5 is an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms.

본 발명은 또한 하기 화학식 9의 화합물과 하기 화학식 10의 화합물이 공중합되어 공중합체를 형성하고, 상기 공중합체의 수평균분자량이 500 내지 30,000인 전자빔 리소그래피용 레지스트를 제공한다.The present invention also provides a resist for electron beam lithography in which a compound of formula 9 and a compound of formula 10 are copolymerized to form a copolymer, and the copolymer has a number average molecular weight of 500 to 30,000.

<화학식 9><Formula 9>

Figure 112008088356619-pat00013
Figure 112008088356619-pat00013

<화학식 10><Formula 10>

Figure 112008088356619-pat00014
Figure 112008088356619-pat00014

화학식 9 및 화학식 10에서 R11 내지 R16은 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다. 화학식 9에서 A는 노보닐기, 탄소수 8 내지 13의 노보닐알킬기, 노보네 닐기 및 탄소수 8 내지 13의 노보네닐알킬기 중 어느 하나이다. 화학식 10에서 D는 수소, 히드록시기, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 탄소수 7 내지 12의 할로알킬페닐기 및 탄소수 8 내지 18의 할로알킬페닐알킬기 중 어느 하나이다.In Formulas 9 and 10, R 11 to R 16 are hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. In formula (9), A is any one of a norbornyl group, a norbornelalkyl group having 8 to 13 carbon atoms, a norbornenyl group and a norbornenylalkyl group having 8 to 13 carbon atoms. D in Formula 10 is any one of hydrogen, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a haloalkylphenyl group having 7 to 12 carbon atoms, and a haloalkylphenylalkyl group having 8 to 18 carbon atoms.

화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물을 공중합하는 경우나 화학식9의 화합물과 화학식 10의 화합물을 공중합하는 경우 실리콘 원자에 결합되어 있는 유기 기능기의 크기가 크기 때문에 졸-겔 합성시 반응속도를 조절하기가 상대적으로 용이할 뿐만 아니라, 제조된 생성물인 본 발명의 전자빔 리소그래피용 레지스트도 뛰어난 안정성을 보인다. In the case of copolymerizing the compound of Formula 1 and the compound of Formula 2 or when copolymerizing the compound of Formula 9 and the compound of Formula 10, the size of the organic functional group bonded to the silicon atom is large, so that the reaction rate is controlled during sol-gel synthesis. In addition to being relatively easy to follow, the resist for electron beam lithography of the present invention, the produced product, also shows excellent stability.

본 발명에 따른 전자빔 리소그래피용 레지스트는 상술한 바와 같이 수평균분자량이 약 500 내지 약 30,000이다. 이러한 수평균 분자량은 당 기술분야에 잘 알려진 겔침투 크로마토그래피 방법 등을 이용하여 용이하게 측정할 수 있기 때문에 측정 방법에 대하여는 상세하게 설명하지 않는다.The resist for electron beam lithography according to the present invention has a number average molecular weight of about 500 to about 30,000 as described above. Since the number average molecular weight can be easily measured using a gel permeation chromatography method or the like which is well known in the art, the measurement method will not be described in detail.

그리고 수평균분자량은 1000 내지 5000의 범위의 값을 갖는 것이 바람직한데, 수평균분자량이 1000보다 작으면 감도가 나빠지고, 수평균분자량이 5000을 넘으면 감도는 좋아지지만 중합체의 크기가 커지기 때문에 해상도 측면에서 불리하다.The number average molecular weight is preferably in the range of 1000 to 5000. If the number average molecular weight is less than 1000, the sensitivity becomes worse. Is disadvantageous.

다만, 본 발명의 전자빔 리소그래피용 레지스트는 분자량 분포에 있어서, 다분산도(polydispersity index)가 거의 1에 가깝기 때문에 중량평균분자량도 상기 수평균분자량의 범위와 거의 같다. 바람직하게는, 상기 다분산도는 1 내지 1.3일 수 있다.However, in the molecular weight distribution, the resist for electron beam lithography of the present invention has a polydispersity index of nearly 1, so that the weight average molecular weight is almost the same as the range of the number average molecular weight. Preferably, the polydispersity may be 1 to 1.3.

화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물을 중합하는 경우 화학식 1의 화합물에서 비롯된 반복단위와 화학식 2의 화합물에서 비롯된 반복단위의 비율은 반응물로서 넣어준 비율과 다소 상이하게 될 수 있다. 이는 각 작용기의 반응 특성 및 물과의 친화도(affinity)에 따라 영향을 받는다. 예를 들어, 페닐기나 노보네닐기와 같은 작용기를 포함하는 상대적으로 소수성인 단량체가 많이 들어가는 공중합체의 경우 소수성인 단량체는 상대적으로 반응에 적게 참가하여 반복단위의 분율이 상대적으로 적게 들어갈 수 있다. 이는 화학식 9의 화합물과 화학식 10의 화합물을 중합하는 경우도 유사하다.When polymerizing the compound of Formula 1 and the compound of Formula 2, the ratio of the repeating unit derived from the compound of Formula 1 and the repeating unit derived from the compound of Formula 2 may be slightly different from the ratio added as a reactant. This is influenced by the reaction characteristics of each functional group and the affinity with water. For example, in the case of a copolymer containing a large number of relatively hydrophobic monomers containing functional groups such as phenyl group or norbornenyl group, the hydrophobic monomer may participate in the reaction relatively little and the fraction of the repeating unit may be relatively low. The same applies to the polymerization of the compound of Formula 9 with the compound of Formula 10.

특히, 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물을 공중합하여 전자빔 리소그래피용 레지스트을 형성함에 있어서, 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 6 내지 화학식 8의 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 화학식 6 내지 화학식 8에서 R1 내지 R3는 앞서 설명한 화학식 1에서의 정의와 동일하다.In particular, in the copolymerization of the compound of Formula 1 with the compound of Formula 2 to form a resist for electron beam lithography, the compound of Formula 1 may be one or more selected from the group consisting of the following formulas (6) to (8). In Formulas 6 to 8, R 1 to R 3 have the same definitions as in Formula 1 described above.

<화학식 6><Formula 6>

Figure 112008088356619-pat00015
Figure 112008088356619-pat00015

<화학식 7><Formula 7>

Figure 112008088356619-pat00016
Figure 112008088356619-pat00016

<화학식 8><Formula 8>

Figure 112008088356619-pat00017
Figure 112008088356619-pat00017

화학식 8에서 M은 할로겐족 원소이다.In formula (8), M is a halogen group element.

화학식 9의 화합물과 화학식 10의 화합물을 공중합하여 전자빔 리소그래피용 레지스트을 형성함에 있어서, 화학식 9의 화합물은 하기 화학식 11의 화합물이고, 화학식 10의 화합물은 하기 화학식 12 및 화학식 13의 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 화학식 11에서 R11 내지 R13은 앞서 설명한 화학식 9에서의 정의와 동일하다. 그리고 화학식 12 및 화학식 13에서 R14 내지 R16은 앞서 설명한 화학식 10에서의 정의와 동일하다.In copolymerizing the compound of Formula 9 with the compound of Formula 10 to form a resist for electron beam lithography, the compound of Formula 9 is a compound of Formula 11, and the compound of Formula 10 is selected from the group consisting of compounds of Formula 12 and Formula 13 It may be more than one. In Formula 11, R 11 to R 13 have the same definitions as in Formula 9 described above. And in Formulas 12 and 13, R 14 to R 16 have the same definitions as in Formula 10 described above.

<화학식 11><Formula 11>

Figure 112008088356619-pat00018
Figure 112008088356619-pat00018

<화학식 12><Formula 12>

Figure 112008088356619-pat00019
Figure 112008088356619-pat00019

<화학식 13><Formula 13>

상기 화학식 13에서 Q는 할로겐족 원소이다.In Formula 13, Q is a halogen group element.

화학식 9의 화합물과 화학식 10의 화합물을 공중합하여 전자빔 리소그래피용 레지스트을 형성함에 있어서, 공중합체에 포함되어 있는 화합물의 반복단위에 대한 화학식 9의 화합물의 반복단위의 몰비율은 20 내지 40 %인 것이 바람직하다. 화학식 9의 화합물의 반복단위의 몰비율이 20%보다 작으면 해상도가 떨어지는 문제점이 발생한다. 그리고 화학식 9의 화합물의 반복단위의 몰비율이 40%보다 크면 전자빔 리소그래피용 레지스트가 현상이 잘 안되어 형성된 패턴의 에지(dege) 부분의 거칠기(roughness)가 증가하는 문제점이 발생한다.In forming the resist for electron beam lithography by copolymerizing the compound of Formula 9 with the compound of Formula 10, the molar ratio of the repeating unit of the compound of Formula 9 to the repeating unit of the compound included in the copolymer is preferably 20 to 40%. Do. If the molar ratio of the repeating unit of the compound of Formula 9 is less than 20%, a problem of deterioration of resolution may occur. In addition, when the molar ratio of the repeating unit of the compound of Formula 9 is greater than 40%, a problem occurs that the roughness of the edge portion of the pattern formed because the resist for electron beam lithography is poorly developed.

특히, 본 발명에 따른 전자빔 리소그래피용 레지스트의 말단에는 히드록시기가 형성되어 있을 수 있는데, 전자빔 리소그래피용 레지스트의 말단 전체에 형성된 작용기에 대한 히드록시기의 몰비율이 50% 이하일 수 있다.In particular, a hydroxyl group may be formed at an end of the resist for electron beam lithography according to the present invention, and a molar ratio of the hydroxyl group to a functional group formed on the entire terminal of the resist for electron beam lithography may be 50% or less.

본 발명의 전자빔 리소그래피용 레지스트가 반도체 기판 상에 도포된 후, 조사되는 전자빔에 반응하여 가교되는 화학 메커니즘에 대해서는 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 다만, 레지스트를 이루는 고분자의 말단에 있는 실라놀(-Si-OH)기가 존재하는데, 이들이 전자빔에 의하여 활성화되어 가교 반응이 일어나는 것으로 추정된다. 또한, 할로알킬페닐기가 포함된 고분자의 경우 전자빔에 의하여 할로겐 원자가 이탈하고 알킬기에 라디칼이 형성되어 알킬 라디칼끼리의 중합에 의하여 가교되는 것으로 추정된다. 또한, 노보네닐기의 경우 노보네닐기의 이중결합이 깨어지면서 이웃하는 노보네닐기끼리 또는 다른 알킬 라디칼과 결합함으로써 가교되는 것으로 추정된다.The chemical mechanism of crosslinking in response to an electron beam to be irradiated after the resist for electron beam lithography of the present invention is applied on a semiconductor substrate is not yet clear. However, there is a silanol (-Si-OH) group at the end of the polymer constituting the resist, it is assumed that they are activated by the electron beam to cause a crosslinking reaction. In addition, in the case of a polymer containing a haloalkylphenyl group, it is assumed that halogen atoms are released by electron beams, and radicals are formed in alkyl groups, thereby crosslinking by polymerization of alkyl radicals. In the case of the norbornenyl group, it is assumed that the double bonds of the norbornenyl group are broken and crosslinked by adjoining neighboring norborneneyl groups or other alkyl radicals.

화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물을 이용하여 공중합체를 제조하기 위해서는 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물을 용매와 함께 반응기에 넣고 촉매로서 산 또는 염기를 넣고 교반할 수 있다.In order to prepare a copolymer using the compound of Formula 1 and the compound of Formula 2, the compound of Formula 1 and the compound of Formula 2 may be added to a reactor together with a solvent and stirred with an acid or a base as a catalyst.

용매로는 알코올(메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, n-프로필알코올, 부틸알코올), 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드(DMSO), N-메틸피롤리돈, 테트라하이드로퓨란(THF) 등의 유기 용매 및 물이 이용될 수 있지 만 여기에 한정되는 것은 아니다.The solvent is alcohol (methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, butyl alcohol), dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide, dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran Organic solvents such as (THF) and water may be used but are not limited thereto.

반응물(화학식 1의 화합물 및 화학식 2의 화합물)과 용매의 중량비는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 반응물의 농도는 20 내지 80%의 범위에서 선택될 수 있다.The weight ratio of the reactant (compound 1 and compound 2) to the solvent is not particularly limited, but for example, the concentration of the reactant may be selected in the range of 20 to 80%.

산/염기 촉매로는 일반적인 졸-겔 반응에 쓰이는 산/염기 촉매를 모두 이용할 수 있지만, 보다 구체적으로 살펴보면, 산 촉매로는 염산, 황산, 질산 등과 같은 무기산, p-톨루엔-술폰산 등과 같은 유기산이 이용될 수 있고, 염기 촉매로는 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH), 테트라부틸암모늄 하이드록사이드(TBuAOH), NaOH, 탄산나트륨, 트리에틸아민, 디-n-프로필아민 등이 이용될 수 있다. 그러나, 여기에 한정되지 않고 다른 산/염기 촉매들도 이용될 수 있다. 산/염기 촉매의 함량은 전체 반응물 1몰에 대하여 0.005몰 내지 0.3몰이 되도록 할 수 있다.As the acid / base catalyst, all of the acid / base catalysts used in the general sol-gel reaction can be used. More specifically, the acid catalysts include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, and organic acids such as p-toluene-sulfonic acid. Tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetrabutylammonium hydroxide (TBuAOH), NaOH, sodium carbonate, triethylamine, di-n-propylamine, and the like may be used as the base catalyst. However, not limited to this, other acid / base catalysts may also be used. The content of the acid / base catalyst may be 0.005 to 0.3 mol based on 1 mol of the total reactant.

공중합 반응의 바람직한 온도는 적절히 승온된 온도에서 선택될 수 있지만, 예를 들면, 40℃ 내지 90 ℃의 온도에서 수행될 수 있으며, 50 ℃ 내지 70 ℃의 범위에서 수행되는 것이 바람직하다. 그리고 공중합 반응의 바람직한 반응시간은 약 4시간 내지 약 16시간일 수 있으며, 8시간 내지 12시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.The preferred temperature of the copolymerization reaction may be selected at a properly elevated temperature, but for example, it may be carried out at a temperature of 40 ℃ to 90 ℃, it is preferably carried out in the range of 50 ℃ to 70 ℃. And the preferred reaction time of the copolymerization reaction may be about 4 hours to about 16 hours, it is preferably carried out for 8 hours to 12 hours.

공중합 반응의 생성물은, 예를 들면, 상분리 및 건조를 통해 분리될 수 있다.The product of the copolymerization reaction can be separated, for example, through phase separation and drying.

화학식 9의 화합물과 화학식 10의 화합물을 이용하여 공중합체를 제조하는 방법은 상술한 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물을 이용하여 공중합체를 제조하는 방법과 유사하다.The method of preparing the copolymer using the compound of Formula 9 and the compound of Formula 10 is similar to the method of preparing the copolymer using the compound of Formula 1 and the compound of Formula 2 described above.

이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 가지고 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하지만, 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the structure and effects of the present invention will be described in more detail with specific examples and comparative examples, but these examples are only intended to more clearly understand the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

공중합체의 제조Preparation of Copolymer

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

공중합체를 제조하기 위해 화학식 1의 화합물로서 하기 화학식 14에 나타낸 pCMPTMS(p-chloromethylphenyltrimethoxy silane)를 사용하였고, 화학식 2의 화합물로서 하기 화학식 15에 나타낸 BTESE(bis(triethoxysilyl)ethane)를 사용하여 공중합하였다.To prepare a copolymer, pCMPTMS (p-chloromethylphenyltrimethoxy silane) represented by Formula 14 was used as a compound of Formula 1, and copolymerized using BTESE (bis (triethoxysilyl) ethane) represented by Formula 15 as a compound of Formula 2. .

<화학식 14><Formula 14>

Figure 112008088356619-pat00021
Figure 112008088356619-pat00021

<화학식 15>&Lt; Formula 15 >

Figure 112008088356619-pat00022
Figure 112008088356619-pat00022

먼저, 환류기가 설치되어 있는 반응기에 질소를 공급하여 내부 압력을 1기압으로 조절한 후, 단량체로서 pCMPTMS와 BTESE를 몰비율 50:50이 되도록 반응기에 넣고 용매로서 테트라하이드로퓨란을 반응물(pCMPTMS와 BTESE) 농도가 40 wt%가 되도록 넣었다. 그런 후, 촉매로서 이용될 염산을 상기 단량체와의 몰비가 0.03이 되도록 정량하고, 물과 반응물(pCMPTMS와 BTESE)의 몰비를 10으로 고정하고 60 ℃에서 6시간 동안 반응시켰다.First, after supplying nitrogen to the reactor in which the reflux unit is installed, the internal pressure is adjusted to 1 atm, and then pCMPTMS and BTESE as monomers are added to the reactor so that the molar ratio is 50:50, and tetrahydrofuran is reacted as a solvent (pCMPTMS and BTESE). ) Concentration was 40 wt%. Thereafter, hydrochloric acid to be used as a catalyst was quantified so that the molar ratio of the monomer was 0.03, and the molar ratio of water and the reactants (pCMPTMS and BTESE) was fixed at 10 and reacted at 60 ° C. for 6 hours.

반응이 종료한 후에 에테르/물 층을 이용한 상분리를 통해 촉매를 제거하고 남아있는 에테르층의 수분을 마그네슘 설페이트(MgSO4)로 제거하였다. 그리고 회전식 감압 농축기(rotary vacuum evaporator)로 에테르를 제거하여 생성물을 수득하였다.After the reaction was completed, the catalyst was removed through phase separation using an ether / water layer, and water in the remaining ether layer was removed with magnesium sulfate (MgSO 4 ). And ether was removed with a rotary vacuum evaporator to obtain a product.

상기 생성물을 겔침투 크로마토그래피(Waters사 제품)를 이용하여 수평균분자량을 측정하였다. 스탠다드로는 폴리스티렌 스탠다드를 이용하였다. 그 결과 수평균분자량이 1200인 것으로 측정되었다.The number average molecular weight of the product was measured by gel permeation chromatography (manufactured by Waters). Polystyrene standard was used as a standard. As a result, the number average molecular weight was measured to be 1200.

<실시예 2><Example 2>

촉매로서 염산 대신 수산화칼륨(KOH)을 동일 농도로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 반응 생성물을 얻었다. 또한, 동일한 방법으로 수평균분자량을 측정한 결과 수평균분자랑이 3000인 것으로 측정되었다.The reaction product was obtained in the same manner as in Example 1 except that potassium hydroxide (KOH) was used at the same concentration instead of hydrochloric acid as a catalyst. In addition, the number average molecular weight was measured to be 3000 as a result of measuring the number average molecular weight in the same manner.

<실시예 3><Example 3>

단량체로서 pCMPTMS와 BTESE를 몰비율 90 : 10이 되도록 한 점을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 반응 생성물을 얻었다. 또한, 동일한 방법으로 수평균분자량을 측정한 결과 수평균분자량이 1100인 것으로 측정되었다.The reaction product was obtained in the same manner as in Example 1, except that pCMPTMS and BTESE were used as monomers in a molar ratio of 90:10. In addition, the number average molecular weight was measured to be 1100 as a result of measuring the number average molecular weight in the same manner.

<실시예 4><Example 4>

공중합체를 제조하기 위해 화학식 1의 화합물로서 하기 화학식 16에 나타낸 BHET([(bicycloheptenyl)ethyl]triethoxy silane)를 사용하였고, 화학식 2의 화합물로서 화학식 15에 나타낸 BTESE를 사용하여 공중합하였다.To prepare a copolymer, BHET ([(bicycloheptenyl) ethyl] triethoxy silane) represented by Formula 16 was used as a compound of Formula 1, and copolymerized using BTESE represented by Formula 15 as a compound of Formula 2.

<화학식 16><Formula 16>

Figure 112008088356619-pat00023
Figure 112008088356619-pat00023

먼저, 환류기가 설치되어 있는 반응기에 질소를 공급하여 내부 압력을 1기압으로 조절한 후, 단량체로서 BHET와 BTESE를 몰비율 70:30이 되도록 반응기에 넣고 용매로서 테트라하이드로퓨란을 반응물(BHET와 BTESE) 농도가 30 wt%가 되도록 넣었다. 그런 후, 촉매로서 이용될 염산을 상기 단량체와의 몰비가 0.03이 되도록 정량하고, 물과 반응물(BHET와 BTESE)의 몰비를 3으로 고정하고 60 ℃에서 6시간 동안 반응시켰다. 반응이 종료한 후에는 실시예 1과 동일한 방법으로 생성물을 수득하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 수평균분자량을 측정한 결과 수평균분자량이 1450인 것으로 측정되었다.First, after supplying nitrogen to the reactor in which the reflux unit is installed, the internal pressure is adjusted to 1 atm, and then BHET and BTESE as monomers are added to the reactor so that the molar ratio is 70:30, and tetrahydrofuran as a solvent is reacted (BHET and BTESE). ) Was added at a concentration of 30 wt%. Thereafter, hydrochloric acid to be used as a catalyst was quantified so that the molar ratio of the monomer was 0.03, and the molar ratio of water and the reactants (BHET and BTESE) was fixed at 3 and reacted at 60 ° C. for 6 hours. After the reaction was completed, the product was obtained in the same manner as in Example 1. As a result of measuring the number average molecular weight in the same manner as in Example 1, the number average molecular weight was determined to be 1450.

<실시예5>&Lt; Example 5 >

단량체로서 BHET와 BTESE를 몰비율 60:40이 되도록 한다는 점을 제외하고는 실시예 4에서와 동일한 방법으로 반응 생성물을 얻었다. 또한, 동일한 방법으로 수평균분자량을 측정한 결과 수평균분자량이 1600인 것으로 측정되었다.The reaction product was obtained in the same manner as in Example 4 except that BHET and BTESE were molar ratios 60:40 as monomers. In addition, the number average molecular weight was measured to be 1600 as a result of measuring the number average molecular weight in the same manner.

<실시예 6><Example 6>

단량체로서 BHET와 BTESE를 몰비율 40:60이 되도록 한다는 점을 제외하고는 실시예 4에서와 동일한 방법으로 반응 생성물을 얻었다. 또한, 동일한 방법으로 수평균분자량을 측정한 결과 수평균분자량이 1750인 것으로 측정되었다.The reaction product was obtained in the same manner as in Example 4, except that BHET and BTESE were used as monomers in a molar ratio of 40:60. In addition, the number average molecular weight was measured to be 1750 as a result of measuring the number average molecular weight in the same manner.

<실시예7>Example 7

공중합체를 제조하기 위해 화학식 9의 화합물로서 화학식 16에 나타낸 BHET를 사용하였고, 화학식 10의 화합물로서 화학식 14에 나타낸 pCMPTMS를 사용하여 공중합하였다.To prepare the copolymer, BHET shown in Formula 16 was used as the compound of Formula 9 and copolymerized using pCMPTMS shown in Formula 14 as the compound of Formula 10.

먼저, 환류기가 설치되어 있는 반응기에 질소를 공급하여 내부 압력을 1기압으로 조절한 후, 단량체로서 BHET와 pCMPTMS를 몰비율 20:80이 되도록 반응기에 넣고 용매로서 테트라하이드로퓨란을 반응물(BHET와 pCMPTMS) 농도가 30 wt%가 되도록 넣었다. 그런 후, 촉매로서 이용될 염산을 상기 단량체와의 몰비가 0.03이 되도록 정량하고, 물과 반응물(BHET와 pCMPTMS)의 몰비를 3으로 고정하고 60 ℃에서 6시간 동안 반응시켰다. 반응이 종료한 후에는 실시예 1과 동일한 방법으로 생성물을 수득하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 수평균분자량을 측정한 결과 수평균분자량이 1500인 것으로 측정되었다.First, after supplying nitrogen to the reactor in which the reflux unit is installed, the internal pressure is adjusted to 1 atm, and then BHET and pCMPTMS as monomers are added to the reactor so that the molar ratio is 20:80, and tetrahydrofuran as a solvent is reacted (BHET and pCMPTMS). ) Was added at a concentration of 30 wt%. Thereafter, hydrochloric acid to be used as a catalyst was quantified so that the molar ratio of the monomer was 0.03, and the molar ratio of water and the reactants (BHET and pCMPTMS) was fixed at 3 and reacted at 60 ° C. for 6 hours. After the reaction was completed, the product was obtained in the same manner as in Example 1. As a result of measuring the number average molecular weight in the same manner as in Example 1, the number average molecular weight was determined to be 1500.

<실시예8>Example 8

공중합체를 제조하기 위해 화학식 9의 화합물로서 화학식 16에 나타낸 BHET를 사용하였고, 화학식 10의 화합물로서 하기 화학식 17에 나타낸 트리에톡시 실란(triethoxy silane)을 사용하여 공중합하였다.To prepare a copolymer, BHET represented by Formula 16 was used as a compound of Formula 9, and copolymerized using triethoxy silane represented by Formula 17 as a compound of Formula 10.

<화학식 17><Formula 17>

Figure 112008088356619-pat00024
Figure 112008088356619-pat00024

먼저, 환류기가 설치되어 있는 반응기에 질소를 공급하여 내부 압력을 1기압으로 조절한 후, 단량체로서 BHET와 트리에톡시 실란을 몰비율 30:70이 되도록 반응기에 넣고 용매로서 테트라하이드로퓨란을 반응물(BHET와 트리에톡시 실란) 농도가 30 wt%가 되도록 넣었다. 그런 후, 촉매로서 이용될 염산을 상기 단량체와의 몰비가 0.03이 되도록 정량하고, 물과 반응물(BHET와 트리에톡시 실란)의 몰비를 3으로 고정하고 60 ℃에서 6시간 동안 반응시켰다. 반응이 종료한 후에는 실시예 1과 동일한 방법으로 생성물을 수득하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 수평균분자량을 측정한 결과 수평균분자량이 1300인 것으로 측정되었다.First, after supplying nitrogen to the reactor in which the reflux unit is installed, the internal pressure is adjusted to 1 atmosphere, and then BHET and triethoxy silane as monomers are added to the reactor so that the molar ratio is 30:70, and tetrahydrofuran as a solvent is reacted ( BHET and triethoxy silane) concentrations were added to 30 wt%. Thereafter, hydrochloric acid to be used as a catalyst was quantified so that the molar ratio of the monomer was 0.03, and the molar ratio of water and the reactants (BHET and triethoxy silane) was fixed at 3 and reacted at 60 ° C. for 6 hours. After the reaction was completed, the product was obtained in the same manner as in Example 1. As a result of measuring the number average molecular weight in the same manner as in Example 1, the number average molecular weight was measured to be 1300.

<비교예>Comparative Example

Dow Chemical사에서 제조한 상용 HSQ(hydrogen silsesquioxane) 제품을 이용하였다.A commercial HSQ (hydrogen silsesquioxane) product manufactured by Dow Chemical Company was used.

레지스트 특성 평가Resist Characteristic Evaluation

상기 합성한 공중합체 또는 폴리머를 각각 메틸이소부틸케톤 용매에 용해시킨 후, 스핀코팅을 통해 투명한 박막을 얻었다. 특히, 비교예로서 HSQ(Dow Chemical사 제조)를 사용하였다.After dissolving the synthesized copolymer or polymer in a methyl isobutyl ketone solvent, respectively, a transparent thin film was obtained through spin coating. In particular, HSQ (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) was used as a comparative example.

베이킹 과정은 수행하지 않고, 가속전압 19 keV의 전자빔 리소그래피 장비를 이용하여 800 pA의 전류를 사용하여, 상기 코팅된 박막 위에 가로 세로 각각 50 ㎛의 정사각형 패턴을 노출량 5 내지 900 μC/cm2의 범위에서 조절하여 35개를 그리고 현상공정을 거쳐 남아있는 박막의 두께를 측정하여 도 1의 그래프와 같은 결과를 얻었다. 현상액으로는 TMAH(tetramethylammonium hydroxide) 25 wt% 농도 수용액을 사용하였다. 전자빔에 노출되지 않은 부분은 현상액에 용해되어 사라지고, 노출된 부분이 남아 있는 네거티브 타입의 레지스트 성질을 나타내었다.The baking process is not performed, and a square pattern of 50 μm each, vertically and vertically, is coated on the coated thin film using an electric current of 800 pA using an electron beam lithography apparatus having an acceleration voltage of 19 keV, in the range of 5 to 900 μC / cm 2 . After adjusting at 35, and the thickness of the remaining thin film through the development process was measured to obtain the results as shown in the graph of FIG. A 25 wt% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) was used as a developer. The portion not exposed to the electron beam dissolved and disappeared in the developer, and exhibited a negative type resist property in which the exposed portion remained.

도 1의 그래프에서 보는 바와 같이, HSQ(비교예)와 비교했을때 실시예 3의 레지스트 경우는 10% 정도의 감도 개선을 나타내었고, 실시예 1의 레지스트의 경우는 35% 이상의 감도 개선을 나타내었다. 그리고 실시예 2의 레지스트의 경우는 50% 이상의 감도 개선을 나타내었다. 특히 실시예 4, 5, 6 및 8의 경우는 HSQ(비교예)와 비교할 때 아주 현저한 감도 개선을 나타냄을 알 수 있다.As shown in the graph of Figure 1, compared with HSQ (Comparative Example), the resist of Example 3 showed a sensitivity improvement of about 10%, and the resist of Example 1 showed a sensitivity improvement of 35% or more. It was. In the case of the resist of Example 2, a sensitivity improvement of 50% or more was shown. In particular, it can be seen that Examples 4, 5, 6 and 8 show a very significant sensitivity improvement compared to HSQ (Comparative Example).

라인-앤-스페이스 형성 실험Line-and-Space Formation Experiment

본 발명의 전자빔 리소그래피용 레지스트의 성능을 시험하기 위하여 실리콘 기판 위에 실시예 3의 전자빔 리소그래피용 레지스트를 스핀코팅하고 선폭을 각각 100 nm, 80 nm, 60 nm, 50 nm, 40 nm, 및 30 nm로 하여 라인-앤-스페이스가 잘 형 성되는지의 여부를 실험하였다. 170 pA 내지 180 pA의 전류를 사용하여 400 μC/cm2의 노출량을 이용하여 실험하였으며 그 결과를 전자현미경으로 촬영하여 도 2에 나타내었다. 그리고 실리콘 기판 위에 실시예 7 및 8의 레지스트를 스핀코팅하고 선폭을 30nm로 하여 라인-앤-스페이스가 잘 형성되는지 여부를 실험하였다. 전자현미경으로 촬영한 결과를 도 3(a) 및 도 3(b)에 각각 나타내었다.In order to test the performance of the electron beam lithography resist of the present invention, spin coating the electron beam lithography resist of Example 3 on a silicon substrate and the line widths were 100 nm, 80 nm, 60 nm, 50 nm, 40 nm, and 30 nm, respectively. We tested whether the line-and-space is well formed. Experiments were performed using an exposure dose of 400 μC / cm 2 using a current of 170 pA to 180 pA. The results are shown in FIG. Then, the resists of Examples 7 and 8 were spin-coated on the silicon substrate, and the line width was set to 30 nm to test whether the line-and-space was well formed. The results taken with the electron microscope are shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), respectively.

도 2에서 보는 바와 같이 100 nm의 선폭을 갖는 것은 물론, 30 nm의 선폭을 갖는 경우에도 라인-앤-스페이스가 잘 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 도 3(a) 및 도 3(b) 역시 마찬가지로 30nm 선폭에서도 라인-앤-스페이스가 잘 형성되는 것을 관찰할 수 있었다.As shown in FIG. 2, the line-and-space was well formed even with a line width of 100 nm, as well as with a line width of 30 nm. 3 (a) and 3 (b) also observed that the line-and-space was well formed even at the 30nm line width.

종래의 HSQ로 50 nm 이하의 패턴을 형성할 때, 20 keV 전자빔으로 대략 900 μC/cm2의 노출량이 필요하다는 점을 고려할 때, 현저히 적은 노출량으로도 동등한 패턴을 형성할 수 있음을 알 수 있다. 특히, 실시예 7 및 8의 경우에는 HSQ에 비해 현저히 작은 전하 노출량에도 훨씬 우수한 해상도를 가짐을 알 수 있어 30nm 이하의 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.It can be seen that when forming a pattern of 50 nm or less with the conventional HSQ, a dose of approximately 900 μC / cm 2 is required with a 20 keV electron beam, so that an equivalent pattern can be formed even with a significantly lower dose. . In particular, in the case of Examples 7 and 8 it can be seen that it has a much better resolution even with a significantly smaller charge exposure compared to HSQ, it is possible to easily form a pattern of 30nm or less.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, The present invention may be modified in various ways. Therefore, modifications of the embodiments of the present invention will not depart from the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 고집적도의 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 제조 공정에 유용하다.As described above, the present invention is useful in a semiconductor manufacturing process for producing a semiconductor device of high density.

도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 8 및 비교예의 레지스트를 이용하여 수행한 레지스트 특성 평가의 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the results of a resist characteristic evaluation performed using the resists of Examples 1 to 8 and Comparative Examples of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예 2의 레지스트를 이용하여 형성한 라인-앤-스페이스 패턴의 전자현미경 사진이다.2 is an electron micrograph of a line-and-space pattern formed using the resist of Example 2 of the present invention.

도 3(a)는 본 발명의 실시예 7의 레지스트를 이용하여 형성한 라인-앤 스페이스 패턴의 전자현미경 사진이고, 도 3(b)는 본 발명의 실시예 8의 레지스트를 이용하여 형성한 라인-앤-스페이스 패턴의 전자현미경 사진이다.3 (a) is an electron micrograph of a line-and-space pattern formed using the resist of Example 7 of the present invention, and FIG. 3 (b) is a line formed by using the resist of Example 8 of the present invention. An electron micrograph of a -n-space pattern.

Claims (11)

하기 화학식 1의 화합물과 하기 화학식 2의 화합물이 공중합되어 공중합체를 형성하고, 상기 공중합체의 수평균분자량이 500 내지 30,000인 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피용 레지스트:Resin for electron beam lithography, characterized in that the compound of formula 1 and the compound of formula 2 is copolymerized to form a copolymer, the number average molecular weight of the copolymer is 500 to 30,000. <화학식 1><Formula 1>
Figure 112008088356619-pat00025
Figure 112008088356619-pat00025
<화학식 2><Formula 2>
Figure 112008088356619-pat00026
Figure 112008088356619-pat00026
상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에서 R1 내지 R9는 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, 상기 화학식 1에서 X는 수소, 히드록시기, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 노보닐기, 탄소수 8 내지 13의 노보닐알킬기, 노보네닐기, 탄소수 8 내지 13의 노보네닐알킬기, 탄소수 7 내지 12의 할로알킬페닐기 및 탄소수 8 내지 18의 할로알킬페닐알킬기 중 어느 하나이며, 상기 화학식 2 에서 Z는 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 하기 화학식 3 내지 5 중 어느 하나이고,In Formula 1 and Formula 2, R 1 to R 9 are hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X in Formula 1 is hydrogen, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and novo It is any one of a nil group, a C8-C13 norbornylalkyl group, a norbornenyl group, a C8-C13 norbornenylalkyl group, a C7-C12 haloalkylphenyl group, and a C8-C18 haloalkylphenylalkyl group, and Z in 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or any one of the following formulas 3 to 5, <화학식 3><Formula 3>
Figure 112008088356619-pat00027
Figure 112008088356619-pat00027
<화학식 4><Formula 4>
Figure 112008088356619-pat00028
Figure 112008088356619-pat00028
<화학식 5><Formula 5>
Figure 112008088356619-pat00029
Figure 112008088356619-pat00029
상기 화학식 5에서 R10은 탄소수 2 내지 6의 알킬기이다.In Formula 5, R 10 is an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms.
제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 6 내지 화학식 8의 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피용 레지스트:Wherein the compound of formula 1 is at least one selected from the group consisting of the compound of formula 6 to formula 8 resist for electron beam lithography: <화학식 6><Formula 6>
Figure 112011004503176-pat00030
Figure 112011004503176-pat00030
<화학식 7><Formula 7>
Figure 112011004503176-pat00031
Figure 112011004503176-pat00031
<화학식 8><Formula 8>
Figure 112011004503176-pat00032
Figure 112011004503176-pat00032
상기 화학식 6 내지 8에서 R1 내지 R3는 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, 상기 화학식 8에서 M은 할로겐족 원소이다.In Formulas 6 to 8, R 1 to R 3 are hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and M in Formula 8 is a halogen group element.
제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 공중합체의 실란기 말단에 결합된 작용기에 대한 히드록시기의 몰 비율이 50% 이하인 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피용 레지스트.Resin for electron beam lithography, characterized in that the molar ratio of the hydroxyl group to the functional group bonded to the silane group end of the copolymer is 50% or less. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 공중합체의 수평균분자량이 1000 내지 5000인 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피용 레지스트.A resist for electron beam lithography, characterized in that the number average molecular weight of the copolymer is 1000 to 5000. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 공중합체의 다분산도(polydispersity index)가 1 내지 1.3인 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피용 레지스트.Resin for electron beam lithography, characterized in that the polydispersity index of the copolymer is 1 to 1.3. 하기 화학식 9의 화합물과 하기 화학식 10의 화합물이 공중합되어 공중합체를 형성하고, 상기 공중합체의 수평균분자량이 500 내지 30,000인 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피용 레지스트:Resin for electron beam lithography, characterized in that the compound of formula 9 and the compound of formula 10 is copolymerized to form a copolymer, the number average molecular weight of the copolymer is 500 to 30,000. <화학식 9><Formula 9>
Figure 112008088356619-pat00033
Figure 112008088356619-pat00033
<화학식 10><Formula 10>
Figure 112008088356619-pat00034
Figure 112008088356619-pat00034
상기 화학식 9 및 화학식 10에서 R11 내지 R16은 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, 상기 화학식 9에서 A는 노보닐기, 탄소수 8 내지 13의 노보닐알킬기, 노보네닐기 및 탄소수 8 내지 13의 노보네닐알킬기 중 어느 하나이며, 상기 화학식 10에서 D는 수소, 히드록시기, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 탄소수 7 내지 12의 할로알킬페닐기 및 탄소수 8 내지 18의 할로알킬페닐알킬기 중 어느 하나이다.In Formulas 9 and 10, R 11 to R 16 are hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and in Formula 9, A is a norbornyl group, a carbonyl group having 8 to 13 carbon atoms, a norbornenyl group and a carbon group having 8 to 13 carbon atoms. It is any one of the norbornenylalkyl group, D in Formula 10 is hydrogen, a hydroxy group, an alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group of 1 to 5 carbon atoms, a haloalkylphenyl group of 7 to 12 carbon atoms and haloalkyl of 8 to 18 carbon atoms It is either phenylalkyl group.
제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 화학식 9의 화합물은 하기 화학식 11의 화합물이고,The compound of Formula 9 is a compound of Formula 11, 상기 화학식 10의 화합물은 하기 화학식 12 및 화학식 13의 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피용 레지스트:Wherein the compound of formula 10 is at least one selected from the group consisting of compounds of formula 12 and formula 13 for electron beam lithography resist: <화학식 11><Formula 11>
Figure 112011004503176-pat00035
Figure 112011004503176-pat00035
<화학식 12><Formula 12>
Figure 112011004503176-pat00036
Figure 112011004503176-pat00036
<화학식 13><Formula 13>
Figure 112011004503176-pat00037
Figure 112011004503176-pat00037
상기 화학식 11에서 R11 내지 R13은 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, 상기 화학식 12 및 13에서 R14 내지 R16은 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, 상기 화학식 13에서 Q는 할로겐족 원소이다.R 11 to R 13 in Formula 11 are hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 14 to R 16 in Formula 12 and 13 are hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and Q in Formula 13 is a halogen group element to be.
제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 공중합체에 포함되어 있는 화합물의 반복단위에 대한 상기 화학식 9의 화합물의 반복단위의 몰비율이 20 내지 40 %인 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피용 레지스트.The molar ratio of the repeating unit of the compound of formula 9 to the repeating unit of the compound contained in the copolymer is 20 to 40%, characterized in that the resist for electron beam lithography. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 공중합체의 실란기 말단에 결합된 작용기에 대한 히드록시기의 몰 비율이 50% 이하인 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피용 레지스트.Resin for electron beam lithography, characterized in that the molar ratio of the hydroxyl group to the functional group bonded to the silane group end of the copolymer is 50% or less. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 공중합체의 수평균분자량이 1000 내지 5000인 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피용 레지스트.A resist for electron beam lithography, characterized in that the number average molecular weight of the copolymer is 1000 to 5000. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 공중합체의 다분산도(polydispersity index)가 1 내지 1.3인 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피용 레지스트.Resin for electron beam lithography, characterized in that the polydispersity index of the copolymer is 1 to 1.3.
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