KR101174086B1 - Polymer, polymer composition, under-layer composition of resist, and patterning method of materials using the same - Google Patents

Polymer, polymer composition, under-layer composition of resist, and patterning method of materials using the same Download PDF

Info

Publication number
KR101174086B1
KR101174086B1 KR1020080138789A KR20080138789A KR101174086B1 KR 101174086 B1 KR101174086 B1 KR 101174086B1 KR 1020080138789 A KR1020080138789 A KR 1020080138789A KR 20080138789 A KR20080138789 A KR 20080138789A KR 101174086 B1 KR101174086 B1 KR 101174086B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
formula
polymer
underlayer film
independently
Prior art date
Application number
KR1020080138789A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100080148A (en
Inventor
오승배
윤경호
전환승
김민수
송지윤
Original Assignee
제일모직주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제일모직주식회사 filed Critical 제일모직주식회사
Priority to KR1020080138789A priority Critical patent/KR101174086B1/en
Publication of KR20100080148A publication Critical patent/KR20100080148A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101174086B1 publication Critical patent/KR101174086B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/02Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes
    • C08G61/10Macromolecular compounds containing only carbon atoms in the main chain of the macromolecule, e.g. polyxylylenes only aromatic carbon atoms, e.g. polyphenylenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L65/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0045Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0047Photosensitive materials characterised by additives for obtaining a metallic or ceramic pattern, e.g. by firing

Abstract

본 발명은 고분자, 고분자 조성물, 이를 포함하는 레지스트 하층막 조성물 및 이를 이용하는 재료의 패턴화 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 고분자는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는다. The present invention relates to a polymer, a polymer composition, a resist underlayer film composition including the same, and a patterning method of a material using the same. The polymer according to the present invention has a repeating unit represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112008091142593-pat00001
Figure 112008091142593-pat00001

(상기 화학식 1에서, Ar1, Ar2 및 Z1 내지 Z4의 정의는 명세서에 기재된 바와 같다.)(In Formula 1, the definitions of Ar 1 , Ar 2 and Z 1 to Z 4 are as described in the specification.)

본 발명에 의한 고분자, 고분자 조성물, 레지스트 하층막 조성물은 필름형성시 ArF(193nm), KrF(248nm) 등의 DUV(deep UV) 파장 영역에서 반사방지막으로서 적합한 범위의 굴절률 및 흡수도를 가짐으로써, 레지스트와 하층 간의 반사성을 최소화할 수 있으며, 리쏘그래픽 기술수행시 에칭 선택비가 높고 다중 에칭에 대한 내성이 충분하여, 패턴 형상 및 마진 면에서 우수한 리쏘그래픽 구조물을 제공할 수 있다.The polymer, the polymer composition, and the resist underlayer film composition according to the present invention have a refractive index and absorbance within a suitable range as an antireflection film in a DUV (deep UV) wavelength region such as ArF (193 nm) and KrF (248 nm) when forming a film. Reflectivity between the resist and the underlying layer can be minimized, and the lithographic technique has a high etching selectivity and sufficient resistance to multiple etching, thereby providing a lithographic structure excellent in pattern shape and margin.

리쏘그래픽, 반사방지, 하드마스크, 방향족 고리 Lithographic, antireflective, hard mask, aromatic rings

Description

고분자, 고분자 조성물, 이를 포함하는 레지스트 하층막 조성물 및 이를 이용하는 재료의 패턴화 방법{POLYMER, POLYMER COMPOSITION, UNDER-LAYER COMPOSITION OF RESIST, AND PATTERNING METHOD OF MATERIALS USING THE SAME}Polymer, polymer composition, resist underlayer film composition comprising same and patterning method of material using same {POLYMER, POLYMER COMPOSITION, UNDER-LAYER COMPOSITION OF RESIST, AND PATTERNING METHOD OF MATERIALS USING THE SAME}

본 발명은 고분자, 고분자 조성물, 이를 포함하는 레지스트 하층막 조성물 및 이를 이용하는 재료의 패턴화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 매우 우수한 광학적 특성, 기계적 특성 및 에칭 선택비 특성을 제공하고, 동시에 스핀-온 도포 기법을 이용하여 도포 가능하며, 보다 짧은 파장의 리쏘그래픽 공정에 유용하고, 잔류 산 보유량을 최소화한 고분자, 고분자 조성물, 이를 포함하는 레지스트 하층막 조성물 및 이를 이용하는 재료의 패턴화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer, a polymer composition, a resist underlayer film composition comprising the same, and a patterning method of a material using the same. More particularly, the present invention provides very excellent optical properties, mechanical properties, and etching selectivity properties, and simultaneously spin- The present invention relates to a polymer, a polymer composition, a resist underlayer film composition including the same, and a method of patterning a material using the on-coating technique, which are useful for a shorter wavelength lithographic process and minimize residual acid retention. .

마이크로일렉트로닉스 산업에서 뿐만 아니라 마이크로스코픽 구조물(예를 들어, 마이크로머신, 마그네토레지스트 헤드 등)의 제작을 비롯한 다른 산업에서, 구조적 형상의 크기를 감소시키고자 하는 지속적인 요구가 존재한다. 마이크로일렉트로닉스 산업에서, 마이크로일렉트로닉 디바이스의 크기를 감소시켜, 주어진 칩 크기에 보다 많은 양의 회로를 제공하고자 하는 요구가 존재한다.In the microelectronics industry as well as in other industries, including the fabrication of microscopic structures (eg, micromachines, magnetoresist heads, etc.), there is a continuing need to reduce the size of structural features. In the microelectronics industry, there is a desire to reduce the size of microelectronic devices, thereby providing a larger amount of circuitry for a given chip size.

효과적인 리쏘그래픽 기법은 형상 크기의 감소를 달성시키는데 필수적이다. 리쏘그래픽은 소정의 기판상에 패턴을 직접적으로 이미지화시킨다는 측면에서 뿐만 아니라 그러한 이미지화에 전형적으로 사용된 마스크를 제조한다는 측면에서 마이크로스코픽 구조물의 제조에 영향을 미친다.Effective lithographic techniques are essential to achieving a reduction in shape size. Lithographic influences the fabrication of microscopic structures not only in terms of directly imaging a pattern on a given substrate, but also in the manufacture of masks typically used for such imaging.

전형적인 리쏘그래픽 공정은 이미지화 방사선에 감광성 레지스트를 패턴 방식으로 노출시킴으로써 패턴화된 레지스트층을 형성시키는 과정을 수반한다. 이어서, 이미지는 노출된 레지스트층을 임의의 물질(전형적으로 수성 알칼리 현상액)과 접촉시킴으로써 현상시킨다. 이어서, 패턴은 패턴화된 레지스트층의 개구부 내에 있는 그 물질을 에칭시킴으로써 하층 재료에 전사시킨다. 전사가 완료된 후, 잔류하는 레지스트층은 제거한다.Typical lithographic processes involve forming a patterned resist layer by patterning the photosensitive resist to imaging radiation. The image is then developed by contacting the exposed resist layer with any material (typically an aqueous alkaline developer). The pattern is then transferred to the underlying material by etching the material in the openings of the patterned resist layer. After the transfer is completed, the remaining resist layer is removed.

상기 리쏘그래픽 공정 중 대부분은 이미지화층, 예컨대 감광성 레지스트 재료층과 하층 간의 반사성을 최소화시키는데 반사방지코팅(ARC)을 사용하여 해상도를 증가시킨다. 그러나, 패터닝 후 ARC의 에칭 중에 많은 이미지화층도 소모되어, 후속 에칭 단계 중에 추가의 패터닝이 필요하게 될 수 있다.Most of the lithographic processes increase the resolution by using an anti-reflective coating (ARC) to minimize the reflectivity between the imaging layer, such as the photosensitive resist material layer and the underlying layer. However, many imaging layers may also be consumed during the etching of the ARC after patterning, requiring further patterning during subsequent etching steps.

다시 말하면, 일부 리쏘그래픽 이미지화 공정의 경우, 사용된 레지스트는 하층으로 소정의 패턴을 효과적으로 전사시킬 수 있을 정도로 후속적인 에칭 단계에 대한 충분한 내성을 제공하지 못한다. 따라서, 많은 실제 예(예를 들면, 초박막 레지스트층이 필요한 경우, 에칭 처리하고자 하는 하층 재료가 두꺼운 경우, 상당할 정도의 에칭 깊이가 필요한 경우, 또는 소정의 하층 재료에 특정한 부식제(etchant)를 사용하는 것이 필요한 경우)에서, 일명 하드마스크층이라는 것을 레지스트층과 패턴화된 레지스트로부터 전사에 의해 패턴화될 수 있는 하층 재료 사 이에 중간체로서 사용한다. 그 하드마스크층은 패턴화된 레지스트층으로부터 패턴을 수용하고, 하층 재료로 패턴을 전사시키는 데 필요한 에칭 공정을 견디어 낼 수 있어야 한다.In other words, for some lithographic imaging processes, the resist used does not provide sufficient resistance to subsequent etching steps to effectively transfer the desired pattern to the underlying layer. Thus, many practical examples (e.g., where an ultra thin resist layer is required, when the underlying material to be etched is thick, when a significant amount of etching depth is required, or where a certain etchant is used for a given underlying material) In this case, a so-called hard mask layer is used as an intermediate between the resist layer and the underlying material which can be patterned by transfer from the patterned resist. The hardmask layer must be able to withstand the etching process required to receive the pattern from the patterned resist layer and transfer the pattern to the underlying material.

종래 기술에서는 많은 하드마스크 재료가 존재하긴 하지만, 개선된 하드마스크 조성물에 대한 요구가 지속되고 있다. 그러한 많은 종래 기술상 재료는 기판에 도포하기 어려우므로, 예를 들면 화학적 또는 물리적 증착, 특수 용매, 또는 고온 소성의 이용이 필요할 수 있다. 고온 소성에 대한 필요성 없이도 스핀-온 도포 기법에 의해 도포될 수 있는 하드마스크 조성물을 갖는 것이 바람직하다. 추가로, 상부 감광성 레지스트층을 마스크로 하여 선택적으로 용이하게 에칭될 수 있으며, 동시에 하층이 금속층인 경우 하드마스크층을 마스크로 하여 하층을 패턴화하는데 필요한 에칭 공정에 내성이 있는 하드마스크 조성물을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 적당한 저장 수명을 제공하고, 이미지화 레지스트층과의 저해한 상호작용(예를 들어, 하드마스크로부터 산 오염에 의한 것)을 피하는 것도 바람직하다. 추가로, 보다 짧은 파장(예, 157, 193, 248nm)의 이미지 방사선에 대한 소정의 광학 특성을 지닌 하드마스크 조성물을 갖는 것이 바람직하다.Although many hardmask materials exist in the prior art, there is a continuing need for improved hardmask compositions. Many such prior art materials are difficult to apply to substrates, and therefore may require the use of, for example, chemical or physical vapor deposition, special solvents, or high temperature firing. It is desirable to have a hardmask composition that can be applied by spin-on application techniques without the need for high temperature firing. In addition, it can be easily etched selectively using the upper photosensitive resist layer as a mask, and at the same time having a hard mask composition resistant to the etching process required to pattern the lower layer using the hard mask layer as a mask when the lower layer is a metal layer. It is preferable. It is also desirable to provide adequate shelf life and to avoid inhibited interactions with the imaging resist layer (eg, by acid contamination from the hardmask). In addition, it is desirable to have a hardmask composition having certain optical properties for image radiation of shorter wavelengths (eg, 157, 193, 248 nm).

본 발명의 일 구현예는 DUV의 짧은 파장 영역에서 강한 흡수도를 갖는 고분자를 제공하는 것이다. One embodiment of the present invention to provide a polymer having a strong absorbance in the short wavelength region of the DUV.

본 발명의 다른 일 구현예는 DUV의 짧은 파장 영역에서 강한 흡수도를 갖는 고분자 조성물을 제공하는 것이다. Another embodiment of the present invention is to provide a polymer composition having a strong absorbance in the short wavelength region of the DUV.

본 발명의 또 다른 일 구현예는 상기 고분자 조성물을 포함하며, 에칭 선택성이 높고, 다중 에칭에 대한 내성이 충분하며, 레지스트와 하층 간의 반사성을 최소화하고, 스핀-온 도포 기법을 이용하여 도포가 가능한 레지스트 하층막 조성물을 제공하는 것이다. Another embodiment of the present invention includes the polymer composition, has high etching selectivity, sufficient resistance to multiple etching, minimizes the reflection between the resist and the underlying layer, and can be applied using a spin-on coating technique It is to provide a resist underlayer film composition.

본 발명의 또 다른 일 구현예는 상기 레지스트 하층막 조성물을 이용한 재료의 패턴화 방법을 제공하는 것이다. Yet another embodiment of the present invention is to provide a patterning method of a material using the resist underlayer film composition.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 평균적인 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by the average technician from the following description.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 고분자를 제공한다. According to one embodiment of the present invention, a polymer having a repeating unit represented by Formula 1 is provided.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112008091142593-pat00002
Figure 112008091142593-pat00002

(상기 화학식 1에서, (In the formula 1,

Ar1

Figure 112008091142593-pat00003
,
Figure 112008091142593-pat00004
,
Figure 112008091142593-pat00005
,
Figure 112008091142593-pat00006
,
Figure 112008091142593-pat00007
,
Figure 112008091142593-pat00008
,
Figure 112008091142593-pat00009
,
Figure 112008091142593-pat00010
,
Figure 112008091142593-pat00011
,
Figure 112008091142593-pat00012
Figure 112008091142593-pat00013
의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고, Ar 1 is
Figure 112008091142593-pat00003
,
Figure 112008091142593-pat00004
,
Figure 112008091142593-pat00005
,
Figure 112008091142593-pat00006
,
Figure 112008091142593-pat00007
,
Figure 112008091142593-pat00008
,
Figure 112008091142593-pat00009
,
Figure 112008091142593-pat00010
,
Figure 112008091142593-pat00011
,
Figure 112008091142593-pat00012
And
Figure 112008091142593-pat00013
Is selected from the group consisting of aromatic ring compounds,

상기 화학식 1에서, 상기 Ar1의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며, In Formula 1, the left and right bonds of Ar 1 may be located at any ring of the aromatic ring compound,

상기 R1 내지 R39는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기(-OH), C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 to R 39 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, a hydroxy group (—OH), an alkyl group of C 1-10 , an aryl group of C 6-20 , an alkenyl group of C 2-10 , and a halogen atom,

상기 n1 내지 n39는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고, N 1 to n 39 are each independently 0 to k, where k corresponds to the number of H that may be present in each aromatic ring, and

Ar2는 -CRR'- 또는

Figure 112008091142593-pat00014
,
Figure 112008091142593-pat00015
,
Figure 112008091142593-pat00016
,
Figure 112008091142593-pat00017
Figure 112008091142593-pat00018
의 방향족 고리 화합물을 포함하는 이무수물(dianhydride)로 이루어진 군에서 선택되고, Ar 2 is -CRR'- or
Figure 112008091142593-pat00014
,
Figure 112008091142593-pat00015
,
Figure 112008091142593-pat00016
,
Figure 112008091142593-pat00017
And
Figure 112008091142593-pat00018
Is selected from the group consisting of dianhydrides containing aromatic ring compounds of

상기 화학식 1에서, 상기 Ar2의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며, In Formula 1, the left and right bonds of Ar 2 may be located on any ring of the aromatic ring compound,

상기 R 및 R'는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 카르복시산기(-COOH), 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R and R 'are each independently a group consisting of hydrogen, a hydroxy group, a carboxylic acid group (-COOH), an amine group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group and a halogen atom Selected from

상기 R1 내지 R3, R10 내지 R13, R33 내지 R36, R61 및 R62는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 to R 3 , R 10 to R 13 , R 33 to R 36 , R 61 and R 62 are each independently hydrogen, a hydroxy group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, C 2 An alkenyl group of -10 and a halogen atom,

상기 n1 내지 n3, n10 내지 n13, n33 내지 n36, n61 및 n62는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고, N 1 to n 3 , n 10 to n 13 , n 33 to n 36 , n 61 and n 62 each independently represent 0 to k, where k corresponds to the number of H that may be present in each aromatic ring. .)ego,

상기 Y는 단일결합, -O-, -CO-, 또는 -CW1W2-(여기서, W1 및 W2는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, 카르복시산기, -CF3, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택된다.)이고, Y is a single bond, -O-, -CO-, or -CW 1 W 2- (W 1 and W 2 are each independently hydrogen, a hydroxyl group, a carboxylic acid group, -CF 3 , C 1-10 An alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group, and a halogen atom.

Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, 카르복시산기, -COR" 및 C6-20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, Z 1 to Z 4 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, a hydroxy group, a carboxylic acid group, -COR "and an aryl group of C 6-20 ,

상기 R"는 수소, 카르복시산기, 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택된다.)R ″ is selected from the group consisting of hydrogen, carboxylic acid group, amine group, C 1-10 alkyl group, C 6-20 aryl group, C 2-10 alkenyl group and halogen atom.)

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자; 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자를 포함하는 고분자 조성물을 제공한다. According to another embodiment of the invention, the first polymer having a repeating unit represented by the formula (1); And it provides a polymer composition comprising a second polymer having a repeating unit represented by the formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112008091142593-pat00019
Figure 112008091142593-pat00019

(상기 화학식 2에서, (In Formula 2,

Ar3,

Figure 112008091142593-pat00021
,
Figure 112008091142593-pat00022
,
Figure 112008091142593-pat00023
,
Figure 112008091142593-pat00024
, ,
Figure 112008091142593-pat00025
,
Figure 112008091142593-pat00026
,
Figure 112008091142593-pat00027
,
Figure 112008091142593-pat00028
Figure 112008091142593-pat00029
의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고, Ar 3 is ,
Figure 112008091142593-pat00021
,
Figure 112008091142593-pat00022
,
Figure 112008091142593-pat00023
,
Figure 112008091142593-pat00024
,,
Figure 112008091142593-pat00025
,
Figure 112008091142593-pat00026
,
Figure 112008091142593-pat00027
,
Figure 112008091142593-pat00028
And
Figure 112008091142593-pat00029
Is selected from the group consisting of aromatic ring compounds,

상기 화학식 2에서, 상기 Ar3의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며, In Formula 2, the left and right bonds of Ar 3 may be located at any ring of the aromatic ring compound,

상기 R1 내지 R6, R10 내지 R17, R22 내지 R36 및 R40 내지 R49는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 to R 6 , R 10 to R 17 , R 22 to R 36, and R 40 to R 49 are each independently hydrogen, a hydroxyl group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, C 2 An alkenyl group of -10 and a halogen atom,

상기 n1 내지 n6, n10 내지 n17, n22 내지 n36 및 n40 내지 n49는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한 다.)이고, N 1 to n 6 , n 10 to n 17 , n 22 to n 36 and n 40 to n 49 are each independently 0 to k, where k corresponds to the number of H that may be present in each aromatic ring. C.),

X는 -CRR'- 또는

Figure 112008091142593-pat00030
이고,X is -CRR'- or
Figure 112008091142593-pat00030
ego,

상기 R 및 R'는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 카르복시산기(-COOH), 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R and R 'are each independently a group consisting of hydrogen, a hydroxy group, a carboxylic acid group (-COOH), an amine group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group and a halogen atom Selected from

상기 R50은 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, Each R 50 is independently selected from hydrogen, a hydroxy group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group, and a halogen atom,

상기 n50은 0 내지 4이다.)N 50 is 0 to 4)

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, (A) 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자를 포함하는 고분자 조성물; 및 (B) 유기 용매를 포함하는 레지스트 하층막 조성물을 제공한다. According to another embodiment of the invention, (A) a polymer composition comprising a first polymer having a repeating unit represented by the formula (1); And (B) provides a resist underlayer film composition comprising an organic solvent.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, (a) 기판상에 재료층을 제공하는 단계; (b) 상기 재료층 위에 본 발명에 따른 레지스트 하층막 조성물을 이용한 레지스트 하층막을 형성하는 단계; (c) 상기 레지스트 하층막 위에 감광성 이미지화층을 형성하는 단계; (d) 상기 감광성 이미지화층을 방사선에 패턴 방식으로 노출시킴으로써 상기 감광성 이미지화층 내에서 방사선에 노출된 영역의 패턴을 생성하는 단계; (e) 상기 감광성 이미지화층 및 상기 레지스트 하층막을 선택적으로 제거하 여, 상기 재료층을 선택적으로 노출시키는 단계; 및 (f) 상기 재료층의 노출된 부분을 에칭하는 단계를 포함하는 재료의 패턴화 방법을 제공한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for manufacturing a material layer comprising: (a) providing a layer of material on a substrate; (b) forming a resist underlayer film using the resist underlayer film composition according to the present invention on the material layer; (c) forming a photosensitive imaging layer on the resist underlayer; (d) exposing the photosensitive imaging layer to radiation in a patterned manner to produce a pattern of areas exposed to radiation within the photosensitive imaging layer; (e) selectively removing the photosensitive imaging layer and the resist underlayer film to selectively expose the material layer; And (f) etching the exposed portion of the layer of material.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other specific details of embodiments of the present invention are included in the following detailed description.

본 발명의 고분자, 고분자 조성물 및 이를 포함하는 레지스트 하층막 조성물은 필름형성시 ArF(193nm), KrF(248nm) 등의 DUV 파장영역에서의 반사방지막으로서 적합한 범위의 굴절률 및 흡수도를 가짐으로써 레지스트와 하층 간의 반사성을 최소화할 수 있으며, 리쏘그래픽 기술수행시 에칭 선택비가 높고 다중 에칭에 대한 내성이 충분하여, 패턴 프로파일이나 마진 면에서 우수한 리쏘그래픽 구조물을 제공할 수 있다. The polymer, the polymer composition, and the resist underlayer film composition including the same of the present invention have a refractive index and absorbance within a suitable range as an antireflection film in a DUV wavelength region such as ArF (193 nm) and KrF (248 nm) when forming a film. Reflectivity between the underlayers can be minimized, and the lithographic technique has a high etching selectivity and sufficient resistance to multiple etching, thereby providing an excellent lithographic structure in terms of pattern profile or margin.

이하에서 본 발명의 구현예를 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "알킬기"란 C6-10의 알킬기를 의미하고, "아릴기"란 C6-20의 아릴기를 의미하고, "알케닐기"란 C6-10의 알케닐기를 의미한다. Unless otherwise defined herein, "alkyl group" means an alkyl group of C 6-10 , "aryl group" means an aryl group of C 6-20 , and "alkenyl group" means an alkyl of C 6-10 . It means a kenyl group.

또한 본 명세서에서 "치환된"이란, 별도의 정의가 없는 한, 본 발명의 작용 기 중의 하나 이상의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br, 또는 I), 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기(-NH2, -NH(R), -N(R"')(R""), R"'과 R""은 서로 독립적으로 C1-10의 알킬기임), 아미디노기, 히드라진 또는 히드라존기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1-10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3-20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-20의 헤테로아릴기 및 치환 또는 비치환 C2-20의 헤테로사이클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환된 것을 의미한다. In the present specification, "substituted" means, unless otherwise defined, at least one hydrogen atom of the functional group of the present invention is a halogen atom (F, Cl, Br, or I), hydroxy group, nitro group, cyano group, amino group ( -NH 2 , -NH (R), -N (R "') (R""),R"' and R "" are independently of each other an alkyl group of C 1-10 ), amidino group, hydrazine or hydra A substituted group, a carboxyl group, a substituted or unsubstituted C 1-10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 6-30 aryl group, a substituted or unsubstituted C 3-20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C 3- It means substituted with one or more substituents selected from the group consisting of a heteroaryl group of 20 and a substituted or unsubstituted C 2-20 heterocycloalkyl group.

또한, 본 명세서에서 헤테로란, 별도의 정의가 없는 한, 탄소 원자가 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 원자로 치환된 것을 의미한다. In addition, hetero herein means, unless otherwise defined, that the carbon atom is substituted with any one atom selected from the group consisting of N, O, S and P.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 고분자를 제공한다. According to one embodiment of the present invention, a polymer having a repeating unit represented by Formula 1 is provided.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112008091142593-pat00031
Figure 112008091142593-pat00031

(상기 화학식 1에서,(In the formula 1,

Ar1

Figure 112008091142593-pat00032
,
Figure 112008091142593-pat00033
,
Figure 112008091142593-pat00034
,
Figure 112008091142593-pat00035
,
Figure 112008091142593-pat00036
,
Figure 112008091142593-pat00037
,
Figure 112008091142593-pat00038
,
Figure 112008091142593-pat00039
,
Figure 112008091142593-pat00040
,
Figure 112008091142593-pat00041
Figure 112008091142593-pat00042
의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고, Ar 1 is
Figure 112008091142593-pat00032
,
Figure 112008091142593-pat00033
,
Figure 112008091142593-pat00034
,
Figure 112008091142593-pat00035
,
Figure 112008091142593-pat00036
,
Figure 112008091142593-pat00037
,
Figure 112008091142593-pat00038
,
Figure 112008091142593-pat00039
,
Figure 112008091142593-pat00040
,
Figure 112008091142593-pat00041
And
Figure 112008091142593-pat00042
Is selected from the group consisting of aromatic ring compounds,

상기 화학식 1에서, 상기 Ar1의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며, In Formula 1, the left and right bonds of Ar 1 may be located at any ring of the aromatic ring compound,

상기 R1 내지 R39는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기(-OH), C1-10의 알킬 기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 to R 39 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, a hydroxy group (—OH), an alkyl group of C 1-10, an aryl group of C 6-20 , an alkenyl group of C 2-10 , and a halogen atom; ,

상기 n1 내지 n39는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고, N 1 to n 39 are each independently 0 to k, where k corresponds to the number of H that may be present in each aromatic ring, and

Ar2는 -CRR'- 또는

Figure 112008091142593-pat00043
,
Figure 112008091142593-pat00044
,
Figure 112008091142593-pat00045
,
Figure 112008091142593-pat00046
Figure 112008091142593-pat00047
의 방향족 고리 화합물을 포함하는 이무수물(dianhydride)로 이루어진 군에서 선택되고, Ar 2 is -CRR'- or
Figure 112008091142593-pat00043
,
Figure 112008091142593-pat00044
,
Figure 112008091142593-pat00045
,
Figure 112008091142593-pat00046
And
Figure 112008091142593-pat00047
Is selected from the group consisting of dianhydrides containing aromatic ring compounds of

상기 화학식 1에서, 상기 Ar2의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며, In Formula 1, the left and right bonds of Ar 2 may be located on any ring of the aromatic ring compound,

상기 R 및 R'는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 카르복시산기(-COOH), 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R and R 'are each independently a group consisting of hydrogen, a hydroxy group, a carboxylic acid group (-COOH), an amine group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group and a halogen atom Selected from

상기 R1 내지 R3, R10 내지 R13, R33 내지 R36, R61 및 R62는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 to R 3 , R 10 to R 13 , R 33 to R 36 , R 61 and R 62 are each independently hydrogen, a hydroxy group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, C 2 An alkenyl group of -10 and a halogen atom,

상기 n1 내지 n3, n10 내지 n13, n33 내지 n36, n61 및 n62는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고, N 1 to n 3 , n 10 to n 13 , n 33 to n 36 , n 61 and n 62 each independently represent 0 to k, where k corresponds to the number of H that may be present in each aromatic ring. .)ego,

상기 Y는 단일결합, -O-, -CO-, 또는 -CW1W2-(여기서, W1 및 W2는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, 카르복시산기, -CF3, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택된다.)이고, Y is a single bond, -O-, -CO-, or -CW 1 W 2- (W 1 and W 2 are each independently hydrogen, a hydroxyl group, a carboxylic acid group, -CF 3 , C 1-10 An alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group, and a halogen atom.

Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, 카르복시산기, -COR" 및 C6-20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, Z 1 to Z 4 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, a hydroxy group, a carboxylic acid group, -COR "and an aryl group of C 6-20 ,

상기 R"는 수소, 카르복시산기, 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택된다.)R ″ is selected from the group consisting of hydrogen, carboxylic acid group, amine group, C 1-10 alkyl group, C 6-20 aryl group, C 2-10 alkenyl group and halogen atom.)

상기 k는 Ar1 및 Ar2에 적용될 수 있는 각각 방향족 고리 중 화학식 1의 주쇄에 연결되는 양측 결합손을 제외한 다른 치환기가 없을 경우에 존재할 수 있는 H수(즉, 방향족 고리에 치환기가 결합할 수 있는 결합가의 수와 동일함)를 의미한다. K is the number of H that may be present when there is no substituent other than the two-side bond group connected to the main chain of Formula 1 in each of the aromatic rings applicable to Ar 1 and Ar 2 (that is, the substituents may be bonded to the aromatic ring). Equal to the number of joins present).

또한, 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 갖는 제1고분자; 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자를 포함하는 고분자 조성물을 제공한다. In addition, according to another embodiment of the present invention, the first polymer having a repeating unit represented by Formula 1; And it provides a polymer composition comprising a second polymer having a repeating unit represented by the formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112008091142593-pat00048
Figure 112008091142593-pat00048

(상기 화학식 2에서, (In Formula 2,

Ar3

Figure 112008091142593-pat00049
,
Figure 112008091142593-pat00050
,
Figure 112008091142593-pat00051
,
Figure 112008091142593-pat00052
,
Figure 112008091142593-pat00053
, ,
Figure 112008091142593-pat00054
,
Figure 112008091142593-pat00055
,
Figure 112008091142593-pat00056
,
Figure 112008091142593-pat00057
Figure 112008091142593-pat00058
의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고, Ar 3 is
Figure 112008091142593-pat00049
,
Figure 112008091142593-pat00050
,
Figure 112008091142593-pat00051
,
Figure 112008091142593-pat00052
,
Figure 112008091142593-pat00053
,,
Figure 112008091142593-pat00054
,
Figure 112008091142593-pat00055
,
Figure 112008091142593-pat00056
,
Figure 112008091142593-pat00057
And
Figure 112008091142593-pat00058
Is selected from the group consisting of aromatic ring compounds,

상기 화학식 2에서, 상기 Ar3의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며, In Formula 2, the left and right bonds of Ar 3 may be located at any ring of the aromatic ring compound,

상기 R1 내지 R6, R10 내지 R17, R22 내지 R36 및 R40 내지 R49는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 to R 6 , R 10 to R 17 , R 22 to R 36, and R 40 to R 49 are each independently hydrogen, a hydroxyl group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, C 2 An alkenyl group of -10 and a halogen atom,

상기 n1 내지 n6, n10 내지 n17, n22 내지 n36 및 n40 내지 n49는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고, N 1 to n 6 , n 10 to n 17 , n 22 to n 36 and n 40 to n 49 are each independently 0 to k, where k corresponds to the number of H that may be present in each aromatic ring. .)ego,

X는 -CRR'- 또는

Figure 112008091142593-pat00059
이고, X is -CRR'- or
Figure 112008091142593-pat00059
ego,

상기 R 및 R'는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 카르복시산기(-COOH), 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R and R 'are each independently a group consisting of hydrogen, a hydroxy group, a carboxylic acid group (-COOH), an amine group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group and a halogen atom Selected from

상기 R50은 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, Each R 50 is independently selected from hydrogen, a hydroxy group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group, and a halogen atom,

상기 n50은 0 내지 4이다.)N 50 is 0 to 4)

상기 k는 Ar3에 적용될 수 있는 각각 방향족 고리 중 화학식 2의 주쇄에 연결되는 양측 결합손을 제외한 다른 치환기가 없을 경우에 존재할 수 있는 H수(즉, 방향족 고리에 치환기가 결합할 수 있는 결합가의 수와 동일함)를 의미한다. K is the number of H that may be present in the case where there is no substituent other than the two-sided bond group connected to the main chain of Formula 2 among each of the aromatic rings applicable to Ar 3 (that is, Equal to number).

상기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자 100중량부 대비 10 내지 100중량부인 것이 바람직하고, 30 내지 70 중량부인 것이 더욱 바람직하며, 상기 제2고분자가 10 내지 100중량부의 범위일 때, 코팅시 목적하는 두께구현 또는 양호한 박막을 구현하는 효과가 있다. The second polymer having a repeating unit represented by Formula 2 is preferably 10 to 100 parts by weight, more preferably 30 to 70 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the first polymer having a repeating unit represented by Formula 1 above. When the second polymer is in the range of 10 to 100 parts by weight, there is an effect of implementing the desired thickness or good thin film during coating.

상기 고분자 및 고분자 조성물은 DUV의 짧은 파장 영역(특히, 248nm)에서 강한 흡수를 갖는 방향족 고리(aromatic ring)를 함유하여, 반사성을 최소화할 수 있으며, 에칭 내성이 좋다. The polymer and the polymer composition contain an aromatic ring having strong absorption in the short wavelength region of the DUV (particularly, 248 nm), thereby minimizing reflectivity and good etching resistance.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자를 포함하는 고분자 조성물; 및 유기 용매를 포함하는 레지스트 하층막 조성물을 제공한다. According to another embodiment of the present invention, a polymer composition comprising a first polymer having a repeating unit represented by Formula 1; And it provides a resist underlayer film composition comprising an organic solvent.

본 발명의 레지스트 하층막 조성물에서, 상기 고분자 조성물의 방향족 고리는 중합체의 골격 부분 내에 존재하는 것이 바람직하다. 상기 방향족 고리는 리쏘 그래픽 공정시 짧은 파장(193nm, 248nm)의 방사선을 흡수함으로써, 본 발명의 레지스트 하층막 조성물을 사용할 경우 별도의 반사방지 코팅 없이도 반사성을 최소화시킬 수 있다. 한편, 상기 고분자 조성물은 가교 성분과 반응하는 중합체를 따라 분포된 다수의 반응성 부위 즉, 히드록시기를 함유하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 레지스트 하층막 조성물에 가교 성분이 포함될 경우 자기가교반응 이외에도 추가적인 가교 반응으로 조성물의 경화를 촉진시킬 수 있다. In the resist underlayer film composition of the present invention, the aromatic ring of the polymer composition is preferably present in the skeleton portion of the polymer. The aromatic ring absorbs a short wavelength (193nm, 248nm) of the radiation in the lithographic process, it is possible to minimize the reflectivity without a separate anti-reflective coating when using the resist underlayer film composition of the present invention. On the other hand, the polymer composition preferably contains a plurality of reactive sites, that is, hydroxy groups distributed along the polymer reacting with the crosslinking component. Therefore, when the resist underlayer film composition of the present invention includes a crosslinking component, curing of the composition may be accelerated by an additional crosslinking reaction in addition to the self-crosslinking reaction.

또한, 본 발명의 레지스트 하층막 조성물은 종래의 스핀 코팅에 의해 층을 형성시키는데 도움이 되는 용액 및 막 형성(film-forming) 특성을 갖는다. In addition, the resist underlayer film composition of the present invention has a solution and film-forming property which helps to form a layer by conventional spin coating.

상기 고분자 조성물은 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자를 더 포함하는 것이 바람직하다. The polymer composition may further include a second polymer having a repeating unit represented by Chemical Formula 2.

본 발명의 상기 레지스트 하층막 조성물에 사용되는 상기 고분자 조성물은 중량평균분자량이 1,000 내지 30,000인 것이 바람직하고, 1,000 내지 10,000인 것이 더욱 바람직하다. 상기 고분자 조성물의 중량평균분자량이 1,000 내지 30,000의 범위일 때 목적하는 코팅두께 구현 또는 양호한 박막을 구현하는 효과가 있다. The polymer composition used in the resist underlayer film composition of the present invention preferably has a weight average molecular weight of 1,000 to 30,000, more preferably 1,000 to 10,000. When the weight average molecular weight of the polymer composition is in the range of 1,000 to 30,000, there is an effect of implementing the desired coating thickness or a good thin film.

상기 고분자 조성물은 상기 유기 용매 100중량부에 대해서 1 내지 30중량부로 사용되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 27중량부로 사용되는 것이 좋다. 상기 고분자 조성물이 1중량부 미만이거나 30중량부를 초과하여 사용될 경우 목적하는 코팅두께 미만으로 되거나 초과하게 되어 정확한 코팅두께를 맞추기 어렵다. The polymer composition is preferably used in 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organic solvent, more preferably 1 to 27 parts by weight. When the polymer composition is less than 1 part by weight or used in excess of 30 parts by weight, it is difficult to match the exact coating thickness because it is less than or exceeds the desired coating thickness.

상기 유기용매로는 상기 고분자 조성물에 대한 충분한 용해성을 갖는 유기용 매라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들자면, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(propylene glycol monomethyl ether acetate; PGMEA), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(propylene glycol monomethyl ether; PGME), 사이클로헥사논, 에틸락테이트, 감마부틸락톤(γ-butyl lactone ; GBL), 아세틸아세톤(acetyl acetone) 등을 들 수 있다. The organic solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent having sufficient solubility in the polymer composition. For example, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and propylene glycol monomethyl ether (propylene). glycol monomethyl ether (PGME), cyclohexanone, ethyl lactate, gamma butyl lactone (GBL), acetyl acetone, and the like.

또한, 본 발명의 레지스트 하층막 조성물은 추가적으로 가교 성분; 및 산 촉매를 더 포함할 수 있다. In addition, the resist underlayer film composition of the present invention further comprises a crosslinking component; And an acid catalyst.

상기 가교 성분은 발생된 산에 의해 촉매 작용된 반응에서 가열에 의하여 중합체의 반복단위를 가교할 수 있는 것이 바람직하고, 상기 가교 성분으로는, 멜라민 수지, 아미노 수지, 글리콜루릴 화합물 및 비스에폭시 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하며, 생성된 산에 의해 촉매작용화될 수 있는 방식으로 고분자 조성물의 히드록시기와 반응될 수 있는 가교제라면 특별히 한정되지 않는다. The crosslinking component is preferably capable of crosslinking the repeating unit of the polymer by heating in a reaction catalyzed by the generated acid, and the crosslinking component may include a melamine resin, an amino resin, a glycoluryl compound, and a bisepoxy compound. It is preferred to use any one selected from the group consisting of, and is not particularly limited as long as it is a crosslinking agent capable of reacting with a hydroxyl group of the polymer composition in a manner that can be catalyzed by the resulting acid.

본 발명의 레지스트 하층막 조성물에 사용할 수 있는 가교성분을 구체적으로 예를 들자면, 에테르화된 아미노 수지, 예를 들면 메틸화되거나 부틸화된 멜라민 수지(구체적인 예로는, N-메톡시메틸-멜라민 수지 또는 N-부톡시메틸-멜라민 수지) 및 메틸화되거나 부틸화된 우레아(urea) 수지(구체적인 예로는, CYTEC사의 Cymel U-65 Resin 또는 UFR-80 Resin), 하기 화학식 3으로 표시되는 글리콜루릴 유도체 (구체적인 예로는, Powderlink 1174, CYTEC사), 2,6-비스(히드록시메틸)-p-크레졸 화합물) 등을 예로 들 수 있다. 또한 하기 화학식 4로 표시되는 비스에폭시 계통 의 화합물 및 화학식 5로 표시되는 멜라민 유도체도 가교성분으로 사용할 수 있다. Specific examples of the crosslinking component that can be used in the resist underlayer film composition of the present invention include etherified amino resins such as methylated or butylated melamine resins (specific examples of which are N-methoxymethyl-melamine resins or N-butoxymethyl-melamine resin) and methylated or butylated urea resin (specific examples include Cymel U-65 Resin or UFR-80 Resin from CYTEC), glycoluril derivatives represented by Formula 3 Examples include Powderlink 1174, CYTEC Co.), 2,6-bis (hydroxymethyl) -p-cresol compound) and the like. In addition, the bisepoxy-based compound represented by the following formula (4) and the melamine derivative represented by the formula (5) can also be used as a crosslinking component.

[화학식 3](3)

Figure 112008091142593-pat00060
Figure 112008091142593-pat00060

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112008091142593-pat00061
Figure 112008091142593-pat00061

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure 112008091142593-pat00062
Figure 112008091142593-pat00062

본 발명의 상기 레지스트 하층막 조성물에서 사용되는 상기 산 촉매는 열 활성화된 산 촉매인 것이 바람직하다. The acid catalyst used in the resist underlayer film composition of the present invention is preferably a heat activated acid catalyst.

상기 산 촉매로는 p-톨루엔 술폰산 모노하이드레이트(p-toluene sulfonic acid monohydrate)과 같은 유기산이 사용될 수 있고, 또한 보관안정성을 도모한 TAG(thermal acid generater)계통의 화합물을 촉매로 사용할 수 있다. TAG는 열 처리시 산을 방출하도록 되어있는 산 생성제 화합물로서, 예를 들어 피리디늄 p-톨루엔 술포네이트(pyridinium p-toluene sulfonate), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인토실레이트, 2-니트로벤질토실레이트, 유기술폰산의 알킬에스테르 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 레지스트 기술 분야에서 공지된 다른 감광성 산 촉매도 이것이 반사방지 조성물의 다른 성분과 상용성이 있는 한 사용할 수 있다. As the acid catalyst, an organic acid such as p-toluene sulfonic acid monohydrate (p-toluene sulfonic acid monohydrate) may be used, and a compound of a TAG (thermal acid generator) system having a storage stability can be used as a catalyst. TAG is an acid generator compound intended to release acid upon heat treatment, for example pyridinium p-toluene sulfonate, 2,4,4,6-tetrabromocyclohexadienone , Benzointosylate, 2-nitrobenzyltosylate, alkyl esters of euphonic acid, and the like are preferably used. In addition, other photosensitive acid catalysts known in the resist art can be used as long as they are compatible with the other components of the antireflective composition.

상기 가교 성분 및 상기 산 촉매를 더 포함하여 이루어지는 경우, 본 발명의 하드마스크 조성물은 (A) 고분자 조성물 1 내지 20중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 10중량%, (B) 유기용매 75 내지 98.8중량%, (C) 가교 성분 0.1 내지 5중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3중량% 및 (D) 산 촉매 0.001 내지 0.05중량%, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.03중량%를 포함하는 것이 바람직하다. When the crosslinking component and the acid catalyst are further included, the hard mask composition of the present invention comprises (A) 1 to 20% by weight of the polymer composition, more preferably 3 to 10% by weight, (B) 75 to 98.8 organic solvents. It is preferred to include by weight%, (C) 0.1 to 5% by weight of the crosslinking component, more preferably 0.1 to 3% by weight and (D) acid catalyst 0.001 to 0.05% by weight, more preferably 0.001 to 0.03% by weight. .

상기 고분자 조성물이 1중량% 미만이거나 20중량%를 초과할 경우 및 상기 유기용매가 75중량% 미만이거나 98.8중량%를 초과할 경우에는 목적하는 코팅두께 미만으로 되거나 초과하게 되어 정확한 코팅두께를 맞추기 어렵다. When the polymer composition is less than 1% by weight or more than 20% by weight, and when the organic solvent is less than 75% by weight or more than 98.8% by weight, it becomes less than or exceeds the desired coating thickness, making it difficult to attain an accurate coating thickness. .

상기 가교성분이 0.1중량% 미만일 경우 가교특성이 나타나지 않을 수 있고, 5중량%를 초과할 경우 과량투입에 의해 코팅필름의 광학적 특성이 변경될 수 있으며, 상기 산촉매가 0.001중량% 미만일 경우 가교특성이 나타나지 않을 수 있고, 0.05중량% 초과할 경우 과량투입에 의한 산도증가로 보관안정성에 영향을 줄 수 있 다. When the crosslinking component is less than 0.1% by weight, the crosslinking property may not appear. When the crosslinking component is more than 5% by weight, the optical properties of the coating film may be changed by an excessive injection. When the acid catalyst is less than 0.001% by weight, the crosslinking property may be If not exceeding 0.05% by weight, storage stability may be affected by increased acidity due to overdose.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기와 같은 레지스트 하층막 조성물을 이용하여 재료의 패턴화 방법을 제공한다. According to another embodiment of the present invention, a method of patterning a material using the resist underlayer film composition as described above is provided.

구체적으로, 재료의 패턴화 방법은, Specifically, the patterning method of the material,

(a) 기판상에 재료층을 제공하는 단계; (a) providing a layer of material on the substrate;

(b) 상기 재료층 위에 본 발명에 따른 레지스트 하층막 조성물을 이용한 레지스트 하층막을 형성하는 단계; (b) forming a resist underlayer film using the resist underlayer film composition according to the present invention on the material layer;

(c) 상기 레지스트 하층막 위에 감광성 이미지화층을 형성하는 단계; (c) forming a photosensitive imaging layer on the resist underlayer;

(d) 상기 감광성 이미지화층을 방사선에 패턴 방식으로 노출시킴으로써 상기 감광성 이미지화층 내에서 방사선에 노출된 영역의 패턴을 생성하는 단계;(d) exposing the photosensitive imaging layer to radiation in a patterned manner to produce a pattern of areas exposed to radiation within the photosensitive imaging layer;

(e) 상기 감광성 이미지화층 및 상기 레지스트 하층막을 선택적으로 제거하여, 상기 재료층을 선택적으로 노출시키는 단계; 및 (e) selectively removing the photosensitive imaging layer and the resist underlayer film to selectively expose the material layer; And

(f) 상기 재료층의 노출된 부분을 에칭하는 단계를 포함한다. (f) etching the exposed portion of the material layer.

또한, 상기 재료의 패턴화 방법의 상기 (c) 단계 이전에, 상기 레지스트 하층막(제1하층막)층 위에 실리콘 함유 레지스트 하층막(제2하층막)을 형성시키는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 실리콘 함유 레지스트 하층막(제2하층막)층을 형성시킨 후, (c) 단계 이전에 바닥 반사방지(bottom anti-refractive coating; BARC)층을 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include forming a silicon-containing resist underlayer film (second underlayer film) on the resist underlayer film (first underlayer film) layer before the step (c) of the patterning method of the material. The method may further include forming a bottom anti-refractive coating (BARC) layer before the step (c) after the silicon-containing resist underlayer (second lower layer) layer is formed.

본 발명에 따라 기판상의 재료를 패턴화하는 방법은 구체적으로 하기와 같이 수행될 수 있다. The method of patterning the material on the substrate according to the invention can be carried out specifically as follows.

먼저, 알루미늄과 SiN(실리콘 나이트라이드)등과 같은 패턴화하고자 하는 재료를 통상적인 방법에 따라 실리콘 기판 위에 형성시킨다. 본 발명의 레지스트 하층막 조성물이 사용되는 패턴화하고자 하는 재료는 전도성, 반전도성, 자성 또는 절연성 재료인 것이 모두 가능하다. First, a material to be patterned, such as aluminum and SiN (silicon nitride), is formed on a silicon substrate according to a conventional method. The material to be patterned in which the resist underlayer film composition of the present invention is used may be any conductive, semiconductive, magnetic or insulating material.

이어서, 본 발명의 레지스트 하층막 조성물을 사용하여 500 내지 4,000Å의 두께로 스핀 코팅하고, 100 내지 300℃에서 10초 내지 10분간 베이킹하여 레지스트 하층막을 형성한다. 이 때, 상기 레지스트 하층막의 두께, 베이킹 온도 및 시간은 상기 범위로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. Subsequently, using the resist underlayer film composition of this invention, it spin-coats to thickness of 500-4,000 kPa, and bakes at 100-300 degreeC for 10 second-10 minutes, and forms a resist underlayer film. In this case, the thickness of the resist underlayer film, the baking temperature and time is not limited to the above range, but may be manufactured in a variety of different forms, those skilled in the art to which the present invention belongs However, it will be understood that other specific forms may be practiced without changing the essential features.

레지스트 하층막이 형성되면 감광성 이미지화층을 형성시키고, 상기 감광성 이미지화층을 통한 노광(exposure) 공정에 의해 패턴이 형성될 영역을 노출시키는 현상(develop)공정을 진행한다. When the resist underlayer film is formed, a photosensitive imaging layer is formed, and a development process of exposing a region where a pattern is to be formed is performed by an exposure process through the photosensitive imaging layer.

이어서, 감광성 이미지화층 및 레지스트 하층막을 선택적으로 제거하여 재료층의 일부분을 노출시키고, 일반적으로 CHF3/CF4 혼합가스 등을 이용하여 드라이 에칭을 진행한다. Subsequently, the photosensitive imaging layer and the resist underlayer film are selectively removed to expose a portion of the material layer, and generally dry etching is performed using a CHF 3 / CF 4 mixed gas or the like.

재료가 패턴화된 후에는 통상의 감광성 레지스트 스트립퍼에 의해 잔류하는 임의의 레지스트를 제거할 수 있다. After the material is patterned, any remaining resist can be removed by conventional photosensitive resist strippers.

이러한 방법에 의해 반도체 집적회로 디바이스가 제공될 수 있다. By this method, a semiconductor integrated circuit device can be provided.

따라서, 본 발명의 조성물 및 형성된 리쏘그래픽 구조물은 반도체 제조공정에 따라 집적 회로 디바이스의 제조 및 설계에 사용될 수 있다. 예를 들면 금속 배선, 컨택트 또는 바이어스를 위한 홀, 절연 섹션(예, DT(damascene trench) 또는 STI(shallow trench isolation)), 커패시터 구조물을 위한 트렌치 등과 같은 패턴화된 재료층 구조물을 형성시키는 데 사용할 수 있다. 또한 본 발명은 임의의 특정 리쏘그래픽 기법 또는 디바이스 구조물에 국한되는 것이 아님을 이해해야 한다.Thus, the compositions of the present invention and formed lithographic structures can be used in the manufacture and design of integrated circuit devices in accordance with semiconductor fabrication processes. For example, it can be used to form patterned material layer structures such as metal wiring, holes for contacts or bias, insulating sections (e.g., damascene trenches or shallow trench isolation (STI)), trenches for capacitor structures, and the like. Can be. It is also to be understood that the invention is not limited to any particular lithographic technique or device structure.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나, 하기의 실시예 및 비교예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples and comparative examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the present invention.

[고분자의 중합][Polymerization of Polymer]

(합성예 1; 플루오레닐리덴디나프톨과 {4-[4-(히드록시-피렌-페닐-메틸)페녹시]페닐}디페닐메탄올을 중합한 고분자)Synthesis Example 1 Polymer obtained by polymerizing fluorenylidene dinaphthol with {4- [4- (hydroxy-pyrene-phenyl-methyl) phenoxy] phenyl} diphenylmethanol

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112008091142593-pat00063
Figure 112008091142593-pat00063

콘덴서, 질소가스 도입관, 기계교반기 및 300ml의 적가깔때기를 구비한 1L의 4구플라스크를 준비한 후 80℃의 오일 항온조에 넣었다. 항온과 자석에 의한 교반을 핫플레이트 위에서 행하였으며, 콘덴서의 냉각수 온도는 5℃로 고정하였다. 0.04mol의 플루오레닐리덴디나프톨 18g과 0.04mol의 {4-[4-(히드록시-피렌-페닐-메틸)페녹시]페닐}디페닐메탄올 31.3g을 4구 플라스크(반응기)에 투입하고 100ml의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)에 녹인 후, 완전히 용해된 후에 0.05mol의 황산 0.2g을 투입하여 100℃에서 12시간 동안 교반하여 중합하였다. A 1 L four-necked flask equipped with a condenser, a nitrogen gas introduction tube, a mechanical stirrer, and a 300 ml dropping funnel was prepared and placed in an oil bath at 80 ° C. Constant temperature and stirring with magnets were performed on a hotplate, and the cooling water temperature of the condenser was fixed at 5 ° C. 18 g of 0.04 mol of fluorenylidene dinaphthol and 31.3 g of 0.04 mol of {4- [4- (hydroxy-pyrene-phenyl-methyl) phenoxy] phenyl} diphenylmethanol were charged into a four-necked flask (reactor) and 100 ml. After dissolving in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and completely dissolved, 0.2 g of 0.05 mol of sulfuric acid was added and stirred at 100 ° C. for 12 hours to polymerize.

일정한 시간을 간격으로 중량평균분자량을 측정하여 반응완료시점을 결정하였다.(이 때 중량평균분자량을 측정을 위한 샘플은 1g의 반응물을 채취하여 상온으로 급랭시킨 후, 그 중 0.02g을 취하여 용매인 테트라하이드로퓨란(THF)을 사용하여 고형분이 4중량%가 되도록 희석시켜 준비하였다.) The reaction time was determined by measuring the weight average molecular weight at regular intervals. (A sample for measuring the weight average molecular weight was sampled with 1g of the reactant and quenched to room temperature, and then 0.02g was taken as the solvent. Tetrahydrofuran (THF) was used to dilute the solids to 4% by weight.)

그 후 반응물을 상온으로 서서히 냉각하였다. The reaction was then slowly cooled to room temperature.

반응 종료 후, 1:10의 중량비의 증류수/메탄올(MeOH) 혼합용매를 사용하여 산, 미반응 모노머 및 저분자량체를 제거한 후에 필터하여 고체상의 고분자를 얻었다. 이어서 고체상의 고분자를 PGMEA에 용해시킨 후 MeOH을 이용하여 모노머를 포함하는 저분자량체를 제거하였다. After completion of the reaction, an acid, an unreacted monomer and a low molecular weight were removed using a distilled water / methanol (MeOH) mixed solvent in a weight ratio of 1:10, and then filtered to obtain a solid polymer. Subsequently, the solid polymer was dissolved in PGMEA, and then low molecular weight containing monomers was removed using MeOH.

얻어진 고분자의 중량평균분자량 및 분산도(polydispersity)를 THF 하에서 가스상크로마토그래피(GPC)에 의해 측정한 결과 중량평균분자량이 1,800이고, 분산도가 2.5인 상기 화학식 6으로 표시되는 고분자를 얻었다. The weight average molecular weight and the polydispersity of the obtained polymer were measured by gas phase chromatography (GPC) under THF to obtain a polymer represented by Chemical Formula 6 having a weight average molecular weight of 1,800 and a dispersion degree of 2.5.

(합성예 2; 플루오레닐리덴디나프톨과 [4-(히드록시-디페닐-메틸)페닐]디페 닐메탄올을 중합한 고분자)Synthesis Example 2 Polymers Polymerized with Fluorenylidenedynaphthol and [4- (hydroxy-diphenyl-methyl) phenyl] diphenylmethanol

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112008091142593-pat00064
Figure 112008091142593-pat00064

0.04mol의 {4-[4-(히드록시-피렌-페닐-메틸)페녹시]페닐}디페닐메탄올 31.3g을 반응기에 가하고, 12시간 동안 교반하여 중합한 것 대신에 0.04mol의 [4-(히드록시-디페닐-메틸)페닐]디페닐메탄올 17.7g을 반응기에 가하고, 24시간 동안 교반하여 중합한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 상기 화학식 7로 표시되는 중량평균분자량이 2,000이고, 분산도가 2.3인 고분자를 중합하였다. 31.3 g of 0.04 mol {4- [4- (hydroxy-pyrene-phenyl-methyl) phenoxy] phenyl} diphenylmethanol was added to the reactor and stirred for 12 hours, instead of polymerization to produce 0.04 mol of [4- 17.7 g of (hydroxy-diphenyl-methyl) phenyl] diphenylmethanol was added to the reactor, followed by stirring for 24 hours to polymerize in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the weight average molecular weight represented by Formula 7 was 2,000. And a polymer having a dispersion degree of 2.3 was polymerized.

(합성예 3; 히드록시피렌과 [4-(히드록시-디페닐-메틸)페닐]디페닐메탄올을 중합한 고분자)Synthesis Example 3 Polymers Polymerized with Hydroxypyrene and [4- (hydroxy-diphenyl-methyl) phenyl] diphenylmethanol

[화학식 8][Formula 8]

Figure 112008091142593-pat00065
Figure 112008091142593-pat00065

0.04mol의 플루오레닐리덴디나프톨 18g과 0.04mol의 {4-[4-(히드록시-피렌- 페닐-메틸)페녹시]페닐}디페닐메탄올 31.3g을 반응기에 가하고, 12시간 동안 교반하여 중합한 것 대신에, 0.04mol의 히드록시피렌 8.8g과 0.04mol의 [4-(히드록시-디페닐-메틸)페닐]디페닐메탄올 17.7g을 반응기에 가하고 24시간 동안 교반하여 중합한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 상기 화학식 8로 표시되는 중량평균분자량이 2,200이고, 분산도가 2.2인 고분자를 중합하였다. 18 g of 0.04 mol of fluorenylidene dinaphthol and 31.3 g of 0.04 mol of {4- [4- (hydroxy-pyrene-phenyl-methyl) phenoxy] phenyl} diphenylmethanol were added to the reactor and stirred for 12 hours to polymerize. Instead of this, 8.8 g of 0.04 mol of hydroxypyrene and 17.7 g of 0.04 mol of [4- (hydroxy-diphenyl-methyl) phenyl] diphenylmethanol were added to the reactor and stirred for 24 hours to polymerize. In the same manner as in Synthesis Example 1 was polymerized a polymer having a weight average molecular weight of 2,200 and a degree of dispersion of 2.2.

(합성예 4; 플루오레닐리덴디페놀과 α,α'-디클로로-p-크실렌을 중합한 고분자)Synthesis Example 4 Polymer Polymerized with Fluorenylidenediphenol and α, α'-dichloro-p-xylene

[화학식 9][Chemical Formula 9]

Figure 112008091142593-pat00066
Figure 112008091142593-pat00066

기계교반기, 냉각관, 300ml 적가 깔대기 및 질소가스 도입관을 구비한 1ℓ의 4구 플라스크에 질소가스를 유입하면서 α,α'-디클로로-p-크실렌 8.75g(0.05몰)과 알루미늄 클로라이드(aluminum chloride) 26.66g과 200g의 γ-부티로락톤을 투입한 후 교반하였다. 10분 후에 4,4'-(9-플루오레닐리덴)디페놀 35.03g (0.10몰)을 200g의 γ-부티로락톤에 녹인 용액을 30분간 천천히 적가한 다음, 12시간 동안 반응을 실시하였다. 반응종료 후 물을 사용하여 산을 제거한 후에 증발기로 농축하였다. 이어서 MAK과 MeOH을 사용하여 희석하고 15중량% 농도의 MAK/MeOH=4/1(중량 비)의 용액으로 조정하였다. 이 용액을 3ℓ분액깔대기에 넣고, 이것에 n-헵탄을 첨가하여 모노머를 함유하는 저분자량체를 제거하여 중량평균분자량이 12,000이고, 분산도가 2.0인 상기 화학식 9로 표시되는 고분자를 얻었다. 8.75 g (0.05 mol) of α, α'-dichloro-p-xylene and aluminum chloride were introduced into a 1 liter four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a cooling tube, a 300 ml dropping funnel and a nitrogen gas introduction tube. ) 26.66 g and 200 g of γ-butyrolactone were added and stirred. After 10 minutes, a solution of 35.03 g (0.10 mol) of 4,4 '-(9-fluorenylidene) diphenol in 200 g of γ-butyrolactone was slowly added dropwise for 30 minutes, followed by reaction for 12 hours. . After completion of the reaction, the acid was removed using water, and then concentrated by an evaporator. It was then diluted with MAK and MeOH and adjusted to a solution of 15 wt% MAK / MeOH = 4/1 (weight ratios). The solution was placed in a 3 L separatory funnel, and n-heptane was added thereto to remove the low molecular weight containing the monomer to obtain a polymer represented by the formula (9) having a weight average molecular weight of 12,000 and a dispersity of 2.0.

[레지스트 하층막 조성물의 제조][Manufacture of resist underlayer film composition]

(실시예 1 내지 3)(Examples 1 to 3)

합성예 1 내지 3에서 만들어진 고분자를 각각 1.0g씩 계량하여 하기 화학식 3으로 나타내어지는 가교제(Powderlink 1174, CYTEC사) 0.1g과 피리디늄 p-톨루엔 술포네이트(pyridinium p-toluene sulfonate) 100mg을 PGMEA 9g에 녹인 후 여과하여 각각 실시예 1 내지 3의 레지스트 하층막 조성물을 제조하였다. 1.0 g of the polymers prepared in Synthesis Examples 1 to 3 were respectively weighed, and 0.1 g of a crosslinking agent (Powderlink 1174, CYTEC Co., Ltd.) and 100 mg of pyridinium p-toluene sulfonate represented by the following Formula 3 were used: 9 g of PGMEA. After dissolving in filtration, the resist underlayer film compositions of Examples 1 to 3 were prepared, respectively.

[화학식 3](3)

Figure 112008091142593-pat00067
Figure 112008091142593-pat00067

(비교예 1)(Comparative Example 1)

합성예 4에서 만들어진 고분자 1.0g과 가교제(Cymel 303, CYTEC사) 0.1g 및 피리디늄 p-톨루엔 술포네이트 100mg을 PGMEA 9g에 넣어서 녹인 후 여과하여 레지스트 하층막 조성물을 제조하였다. 1.0 g of the polymer prepared in Synthesis Example 4, 0.1 g of a crosslinking agent (Cymel 303, CYTEC) and 100 mg of pyridinium p-toluene sulfonate were dissolved in PGMEA 9 g, and then filtered to prepare a resist underlayer film composition.

[광학 특성 평가][Optical Property Evaluation]

실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 의해 제조된 레지스트 하층막 조성물을 각각 실리콘웨이퍼에 스핀-코팅하여 60초간 200℃에서 구워서 두께 1,500Å의 필름을 형성시켰다. The resist underlayer film compositions prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were each spin-coated on a silicon wafer and baked at 200 ° C. for 60 seconds to form a film having a thickness of 1,500 mm 3.

이 때 형성된 필름들에 대한 n값(굴절률;refractive index)과 k값(흡광계수;extinction coefficient)를 각각 구하였다. 사용기기는 Ellipsometer(J. A. Woollam 사)이고 그 측정결과를 하기의 표 1에 나타내었다. The n value (refractive index) and the k value (extinction coefficient) of the formed films were obtained, respectively. The instrument used was Ellipsometer (J. A. Woollam) and the measurement results are shown in Table 1 below.

[표 1][Table 1]

Figure 112008091142593-pat00068
Figure 112008091142593-pat00068

실시예 1 내지 3의 레지스트 하층막 조성물의 광학 특성 평가 결과, ArF(193nm) 및 KrF(248nm) 파장 영역에서 반사방지막으로서 사용이 적합한 정도의 굴절률 및 흡수도를 갖는 것을 확인할 수 있었다. As a result of evaluating the optical properties of the resist underlayer film compositions of Examples 1 to 3, it was confirmed that the refractive index and the absorbance of the antireflection film were suitable in the ArF (193 nm) and KrF (248 nm) wavelength ranges.

[반사방지 하드마스크층으로의 적용][Application to anti-reflection hard mask layer]

(실시예 4 내지 6)(Examples 4 to 6)

실시예 1 내지 3의 레지스트 하층막 조성물을 각각 알루미늄이 입혀진 실리콘웨이퍼 위에 스핀-코팅법으로 코팅하여 60초간 200℃에서 구워서 실시예 4 내지 6의 두께 1,500Å의 필름을 형성시켰다. Each of the resist underlayer film compositions of Examples 1 to 3 was coated on a silicon wafer coated with aluminum by spin-coating and baked at 200 ° C. for 60 seconds to form a film having a thickness of 1,500 mm 3 of Examples 4 to 6.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

비교예 1에서 만들어진 샘플용액을 알루미늄이 입혀진 실리콘웨이퍼 위에 스 핀-코팅법으로 코팅하여 60초간 200℃에서 구워서 비교예 2의 두께 1,500Å의 필름을 형성시켰다.The sample solution prepared in Comparative Example 1 was coated on a silicon wafer coated with aluminum by spin-coating, and baked at 200 ° C. for 60 seconds to form a film having a thickness of 1,500 mm in Comparative Example 2.

[패턴 특성 평가][Pattern Characteristic Evaluation]

실시예 4 내지 6 및 비교예 2의 각각의 필름 위에 KrF용 감광성 레지스트를 코팅하고 110℃에서 60초간 굽고 ASML(XT:1400, NA 0.93)사의 노광장비를 사용해 각각 노광을 한 다음 TMAH(2.38wt% 수용액)으로 각각 현상하였다. 그리고 전자현미경(field emission scanning electron microscope; FE-SEM)을 사용하여 90nm의 라인 앤드 스페이스(line and space) 패턴을 각각 관찰하여, 노광량의 변화에 따른 EL(expose latitude) 마진(margin) 및 광원과의 거리변동에 따른 DoF(depth of focus) 마진을 관찰하여 표 2에 기록하였다. Coat the photosensitive resist for KrF on each film of Examples 4 to 6 and Comparative Example 2, bake at 110 ° C. for 60 seconds, and expose each using an exposure equipment of ASML (XT: 1400, NA 0.93), followed by TMAH (2.38wt). % Aqueous solution). The line and space pattern of 90 nm was observed using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM), and the exposure latitude (EL) margin and the light source according to the change of the exposure amount were measured. DoF (depth of focus) margin was observed according to the distance variation of and recorded in Table 2.

[표 2][Table 2]

Figure 112008091142593-pat00069
Figure 112008091142593-pat00069

실시예 4 내지 6의 패턴 평가 결과, 패턴 형태나 마진 면에서 양호한 결과를 확인할 수 있었다. 그러나, 비교예 2의 경우, 언더컷(under-cut) 패턴 형태가 나타나고, EL 마진 및 DoF 마진이 상대적으로 낮은 결과를 확인하였고, 이는 KrF(248nm) 파장에서의 흡수특성의 차이에 기인한 것으로 판단된다. As a result of the pattern evaluation of Examples 4-6, the favorable result was confirmed in a pattern form and a margin. However, in the case of Comparative Example 2, an under-cut pattern appeared, and the EL margin and the DoF margin were confirmed to be relatively low, which may be due to the difference in absorption characteristics at KrF (248 nm) wavelength. do.

[에치 평가][Evaluation]

실시예 4 내지 6 및 비교예 2의 각각의 필름을 CHF3/CF4 혼합가스를 사용하여 각각 드라이 에칭을 진행하고, 이어서 BCl3/Cl2 혼합가스를 사용하여 드라이 에칭을 다시 각각 진행하였다. 마지막으로 O2가스를 사용하여 남아 있는 유기물을 모두 제거한 다음, FE-SEM으로 단면을 각각 관찰하여 표 3에 결과를 수록하였다.Each film of Examples 4 to 6 and Comparative Example 2 was dry etched using CHF 3 / CF 4 mixed gas, and then dry etched again using BCl 3 / Cl 2 mixed gas. Finally, the remaining organics were removed using O 2 gas, and the cross sections were observed with FE-SEM, and the results are shown in Table 3.

[표 3][Table 3]

Figure 112008091142593-pat00070
Figure 112008091142593-pat00070

실시예 4 내지 6의 에치 평가 결과, 양호한 에치 프로파일과 선택비를 확인할 수 있었다. 그러나, 비교예 2의 경우, 에치 후 테이퍼진 패턴 형상을 보이고, 이는 해당 에치 조건에서의 선택비가 부족한 것으로 판단된다. As a result of the etch evaluation of Examples 4-6, the favorable etch profile and selectivity were confirmed. However, in the case of Comparative Example 2, the tapered pattern shape was shown after the etch, which is considered to be insufficient in the selectivity under the etch conditions.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

Claims (18)

하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 고분자.A polymer having a repeating unit represented by the following formula (1). [화학식 1][Formula 1]
Figure 112008091142593-pat00071
Figure 112008091142593-pat00071
(상기 화학식 1에서, (In the formula 1, Ar1
Figure 112008091142593-pat00072
,
Figure 112008091142593-pat00073
,
Figure 112008091142593-pat00074
,
Figure 112008091142593-pat00075
,
Figure 112008091142593-pat00076
,
Figure 112008091142593-pat00077
,
Figure 112008091142593-pat00078
,
Figure 112008091142593-pat00079
, , 및 의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
Ar 1 is
Figure 112008091142593-pat00072
,
Figure 112008091142593-pat00073
,
Figure 112008091142593-pat00074
,
Figure 112008091142593-pat00075
,
Figure 112008091142593-pat00076
,
Figure 112008091142593-pat00077
,
Figure 112008091142593-pat00078
,
Figure 112008091142593-pat00079
, Aromatic ring compounds of, and
상기 화학식 1에서, 상기 Ar1의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며, In Formula 1, the left and right bonds of Ar 1 may be located at any ring of the aromatic ring compound, 상기 R1 내지 R39는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기(-OH), C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 to R 39 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, a hydroxy group (—OH), an alkyl group of C 1-10 , an aryl group of C 6-20 , an alkenyl group of C 2-10 , and a halogen atom, 상기 n1 내지 n39는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고, N 1 to n 39 are each independently 0 to k, where k corresponds to the number of H that may be present in each aromatic ring, and Ar2는 -CRR'- 또는
Figure 112008091142593-pat00080
,
Figure 112008091142593-pat00081
,
Figure 112008091142593-pat00082
,
Figure 112008091142593-pat00083
Figure 112008091142593-pat00084
의 방향족 고리 화합물을 포함하는 이무수 물(dianhydride)로 이루어진 군에서 선택되고,
Ar 2 is -CRR'- or
Figure 112008091142593-pat00080
,
Figure 112008091142593-pat00081
,
Figure 112008091142593-pat00082
,
Figure 112008091142593-pat00083
And
Figure 112008091142593-pat00084
Is selected from the group consisting of dianhydrides containing aromatic ring compounds of
상기 화학식 1에서, 상기 Ar2의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며, In Formula 1, the left and right bonds of Ar 2 may be located on any ring of the aromatic ring compound, 상기 R 및 R'는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 카르복시산기(-COOH), 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R and R 'are each independently a group consisting of hydrogen, a hydroxy group, a carboxylic acid group (-COOH), an amine group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group and a halogen atom Selected from 상기 R1 내지 R3, R10 내지 R13, R33 내지 R36, R61 및 R62는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 to R 3 , R 10 to R 13 , R 33 to R 36 , R 61 and R 62 are each independently hydrogen, a hydroxy group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, C 2 An alkenyl group of -10 and a halogen atom, 상기 n1 내지 n3, n10 내지 n13, n33 내지 n36, n61 및 n62는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고, N 1 to n 3 , n 10 to n 13 , n 33 to n 36 , n 61 and n 62 each independently represent 0 to k, where k corresponds to the number of H that may be present in each aromatic ring. .)ego, 상기 Y는 단일결합, -O-, -CO-, 또는 -CW1W2-(여기서, W1 및 W2는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, 카르복시산기, -CF3, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택된다.)이고, Y is a single bond, -O-, -CO-, or -CW 1 W 2- (W 1 and W 2 are each independently hydrogen, a hydroxyl group, a carboxylic acid group, -CF 3 , C 1-10 An alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group, and a halogen atom. Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, 카르복시산기, -COR" 및 C6-20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, Z 1 to Z 4 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, a hydroxy group, a carboxylic acid group, -COR "and an aryl group of C 6-20 , 상기 R"는 수소, 카르복시산기, 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택된다.)R ″ is selected from the group consisting of hydrogen, carboxylic acid group, amine group, C 1-10 alkyl group, C 6-20 aryl group, C 2-10 alkenyl group and halogen atom.)
제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 화학식 1의 Z1 내지 Z4 중 적어도 하나는 아릴기인 것인 고분자. At least one of Z 1 to Z 4 of Formula 1 is an aryl group. 제1항에 기재된 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자; 및 Claim 1 polymer having a repeating unit represented by the formula (1) described in claim 1; And 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자를 포함하는 고분자 조성물. A polymer composition comprising a second polymer having a repeating unit represented by the formula (2). [화학식 2][Formula 2]
Figure 112008091142593-pat00085
Figure 112008091142593-pat00085
(상기 화학식 2에서, (In Formula 2, Ar3
Figure 112008091142593-pat00086
,
Figure 112008091142593-pat00087
,
Figure 112008091142593-pat00088
,
Figure 112008091142593-pat00089
,
Figure 112008091142593-pat00090
, ,
Figure 112008091142593-pat00091
,
Figure 112008091142593-pat00092
,
Figure 112008091142593-pat00093
,
Figure 112008091142593-pat00094
Figure 112008091142593-pat00095
의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
Ar 3 is
Figure 112008091142593-pat00086
,
Figure 112008091142593-pat00087
,
Figure 112008091142593-pat00088
,
Figure 112008091142593-pat00089
,
Figure 112008091142593-pat00090
,,
Figure 112008091142593-pat00091
,
Figure 112008091142593-pat00092
,
Figure 112008091142593-pat00093
,
Figure 112008091142593-pat00094
And
Figure 112008091142593-pat00095
Is selected from the group consisting of aromatic ring compounds,
상기 화학식 2에서, 상기 Ar3의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며, In Formula 2, the left and right bonds of Ar 3 may be located at any ring of the aromatic ring compound, 상기 R1 내지 R6, R10 내지 R17, R22 내지 R36 및 R40 내지 R49는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 to R 6 , R 10 to R 17 , R 22 to R 36, and R 40 to R 49 are each independently hydrogen, a hydroxyl group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, C 2 An alkenyl group of -10 and a halogen atom, 상기 n1 내지 n6, n10 내지 n17, n22 내지 n36 및 n40 내지 n49는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한 다.)이고, N 1 to n 6 , n 10 to n 17 , n 22 to n 36 and n 40 to n 49 are each independently 0 to k, where k corresponds to the number of H that may be present in each aromatic ring. C.), X는 -CRR'- 또는
Figure 112008091142593-pat00096
이고,
X is -CRR'- or
Figure 112008091142593-pat00096
ego,
상기 R 및 R'는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 카르복시산기(-COOH), 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R and R 'are each independently a group consisting of hydrogen, a hydroxy group, a carboxylic acid group (-COOH), an amine group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group and a halogen atom Selected from 상기 R50은 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, Each R 50 is independently selected from hydrogen, a hydroxy group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group, and a halogen atom, 상기 n50은 0 내지 4이다.)N 50 is 0 to 4)
제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자 100중량부 대비 10 내지 100중량부인 것인 고분자 조성물. The second polymer having a repeating unit represented by the formula (2) is 10 to 100 parts by weight relative to 100 parts by weight of the first polymer having a repeating unit represented by the formula (1). (A) 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자를 포함하는 고분자 조성물; 및 (A) a polymer composition comprising a first polymer having a repeating unit represented by the following formula (1); And (B) 유기 용매(B) organic solvent 를 포함하는 레지스트 하층막 조성물. A resist underlayer film composition comprising a. [화학식 1][Formula 1]
Figure 112008091142593-pat00097
Figure 112008091142593-pat00097
(상기 화학식 1에서, (In the formula 1, Ar1
Figure 112008091142593-pat00098
,
Figure 112008091142593-pat00099
,
Figure 112008091142593-pat00100
,
Figure 112008091142593-pat00101
,
Figure 112008091142593-pat00102
,
Figure 112008091142593-pat00103
,
Figure 112008091142593-pat00104
,
Figure 112008091142593-pat00105
,
Figure 112008091142593-pat00106
,
Figure 112008091142593-pat00107
Figure 112008091142593-pat00108
의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
Ar 1 is
Figure 112008091142593-pat00098
,
Figure 112008091142593-pat00099
,
Figure 112008091142593-pat00100
,
Figure 112008091142593-pat00101
,
Figure 112008091142593-pat00102
,
Figure 112008091142593-pat00103
,
Figure 112008091142593-pat00104
,
Figure 112008091142593-pat00105
,
Figure 112008091142593-pat00106
,
Figure 112008091142593-pat00107
And
Figure 112008091142593-pat00108
Is selected from the group consisting of aromatic ring compounds,
상기 화학식 1에서, 상기 Ar1의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며, In Formula 1, the left and right bonds of Ar 1 may be located at any ring of the aromatic ring compound, 상기 R1 내지 R39는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기(-OH), C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 to R 39 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, a hydroxy group (—OH), an alkyl group of C 1-10 , an aryl group of C 6-20 , an alkenyl group of C 2-10 , and a halogen atom, 상기 n1 내지 n39는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고, N 1 to n 39 are each independently 0 to k, where k corresponds to the number of H that may be present in each aromatic ring, and Ar2는 -CRR'- 또는
Figure 112008091142593-pat00109
,
Figure 112008091142593-pat00110
,
Figure 112008091142593-pat00111
,
Figure 112008091142593-pat00112
Figure 112008091142593-pat00113
의 방향족 고리 화합물을 포함하는 이무수물(dianhydride)로 이루어진 군에서 선택되고,
Ar 2 is -CRR'- or
Figure 112008091142593-pat00109
,
Figure 112008091142593-pat00110
,
Figure 112008091142593-pat00111
,
Figure 112008091142593-pat00112
And
Figure 112008091142593-pat00113
Is selected from the group consisting of dianhydrides containing aromatic ring compounds of
상기 화학식 1에서, 상기 Ar2의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며, In Formula 1, the left and right bonds of Ar 2 may be located on any ring of the aromatic ring compound, 상기 R 및 R'는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 카르복시산기(-COOH), 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R and R 'are each independently a group consisting of hydrogen, a hydroxy group, a carboxylic acid group (-COOH), an amine group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group and a halogen atom Selected from 상기 R1 내지 R3, R10 내지 R13, R33 내지 R36 및 R61 내지 R62는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 to R 3 , R 10 to R 13 , R 33 to R 36 and R 61 to R 62 are each independently hydrogen, a hydroxyl group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, C 2 An alkenyl group of -10 and a halogen atom, 상기 n1 내지 n3, n10 내지 n13, n33 내지 n36 및 n61 내지 n62는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고, N 1 to n 3 , n 10 to n 13 , n 33 to n 36 and n 61 to n 62 are each independently 0 to k, where k corresponds to the number of H that may be present in each aromatic ring. .)ego, 상기 Y는 단일결합, -O-, -CO-, 또는 -CW1W2-(여기서, W1 및 W2는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, 카르복시산기, -CF3, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택된다.)이고, Y is a single bond, -O-, -CO-, or -CW 1 W 2- (W 1 and W 2 are each independently hydrogen, a hydroxyl group, a carboxylic acid group, -CF 3 , C 1-10 An alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group, and a halogen atom. Z1 내지 Z4는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, 카르복시산기, -COR" 및 C6-20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, Z 1 to Z 4 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, a hydroxy group, a carboxylic acid group, -COR "and an aryl group of C 6-20 , 상기 R"는 수소, 카르복시산기, 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택된다.)R ″ is selected from the group consisting of hydrogen, carboxylic acid group, amine group, C 1-10 alkyl group, C 6-20 aryl group, C 2-10 alkenyl group and halogen atom.)
제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 화학식 1의 Z1 내지 Z4 중 적어도 하나는 아릴기인 것인 레지스트 하층막 조성물. At least one of Z 1 to Z 4 of the general formula (1) is an aryl group resist resist layer composition. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 고분자 조성물은 중량평균분자량이 1,000 내지 30,000인 것인 레지스트 하층막 조성물. The polymer composition is a resist underlayer film composition having a weight average molecular weight of 1,000 to 30,000. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 고분자 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자를 더 포함하는 것인 레지스트 하층막 조성물. The polymer composition further comprises a second polymer having a repeating unit represented by the formula (2). [화학식 2][Formula 2]
Figure 112008091142593-pat00114
Figure 112008091142593-pat00114
(상기 화학식 2에서, (In Formula 2, Ar3
Figure 112008091142593-pat00115
,
Figure 112008091142593-pat00116
,
Figure 112008091142593-pat00117
,
Figure 112008091142593-pat00118
,
Figure 112008091142593-pat00119
, ,
Figure 112008091142593-pat00120
,
Figure 112008091142593-pat00121
,
Figure 112008091142593-pat00122
,
Figure 112008091142593-pat00123
Figure 112008091142593-pat00124
의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
Ar 3 is
Figure 112008091142593-pat00115
,
Figure 112008091142593-pat00116
,
Figure 112008091142593-pat00117
,
Figure 112008091142593-pat00118
,
Figure 112008091142593-pat00119
,,
Figure 112008091142593-pat00120
,
Figure 112008091142593-pat00121
,
Figure 112008091142593-pat00122
,
Figure 112008091142593-pat00123
And
Figure 112008091142593-pat00124
Is selected from the group consisting of aromatic ring compounds,
상기 화학식 2에서, 상기 Ar3의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화 합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며, In Formula 2, the left and right bonds of Ar 3 may be located at any ring of the aromatic ring compound, 상기 R1 내지 R6, R10 내지 R17, R22 내지 R36 및 R40 내지 R49는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R 1 to R 6 , R 10 to R 17 , R 22 to R 36, and R 40 to R 49 are each independently hydrogen, a hydroxyl group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, C 2 An alkenyl group of -10 and a halogen atom, 상기 n1 내지 n6, n10 내지 n17, n22 내지 n36 및 n40 내지 n49는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고, N 1 to n 6 , n 10 to n 17 , n 22 to n 36 and n 40 to n 49 are each independently 0 to k, where k corresponds to the number of H that may be present in each aromatic ring. .)ego, X는 -CRR'- 또는
Figure 112008091142593-pat00125
이고,
X is -CRR'- or
Figure 112008091142593-pat00125
ego,
상기 R 및 R'는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 카르복시산기(-COOH), 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, R and R 'are each independently a group consisting of hydrogen, a hydroxy group, a carboxylic acid group (-COOH), an amine group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group and a halogen atom Selected from 상기 R50은 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고, Each R 50 is independently selected from hydrogen, a hydroxy group, a C 1-10 alkyl group, a C 6-20 aryl group, a C 2-10 alkenyl group, and a halogen atom, 상기 n50은 0 내지 4이다.)N 50 is 0 to 4)
제8항에 있어서, 9. The method of claim 8, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자 100중량부 대비 10 내지 100중량부인 것인 레지스트 하층막 조성물. The second polymer having a repeating unit represented by the formula (2) is 10 to 100 parts by weight relative to 100 parts by weight of the first polymer having a repeating unit represented by the formula (1). 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 레지스트 하층막 조성물은, The resist underlayer film composition is (C) 가교 성분; 및 (C) crosslinking component; And (D) 산 촉매(D) acid catalyst 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 하층막 조성물. The resist underlayer film composition further comprises. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 레지스트 하층막 조성물은, The resist underlayer film composition is (A) 고분자 조성물 1 내지 20중량%; (A) 1 to 20% by weight of the polymer composition; (B) 유기용매 75 내지 98.8중량%; (B) 75 to 98.8% by weight of an organic solvent; (C) 가교 성 0.1 내지 5중량%; 및 (C) 0.1 to 5% by weight crosslinkable; And (D) 산 촉매 0.001 내지 0.05중량%(D) 0.001 to 0.05% by weight of acid catalyst 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 하층막 조성물. Resist underlayer film composition comprising a. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 가교 성분은 멜라민 수지, 아미노 수지, 글리콜루릴 화합물 및 비스에 폭시 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 레지스트 하층막 조성물. The crosslinking component is a resist underlayer film composition, characterized in that any one selected from the group consisting of a melamine resin, an amino resin, a glycoluril compound and a bis epoxy compound. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 산 촉매는 p-톨루엔 술폰산 모노하이드레이트(p-toluene sulfonic acid monohydrate), 피리디늄 p-톨루엔 술포네이트(Pyridinium p-toluene sulfonate), 2,4,4,6-테트라브로모 시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트 및 유기술폰산의 알킬에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 것인 레지스트 하층막 조성물. The acid catalyst is p-toluene sulfonic acid monohydrate, pyridinium p-toluene sulfonate, 2,4,4,6-tetrabromo cyclohexadienone, A resist underlayer film composition selected from the group consisting of benzoin tosylate, 2-nitrobenzyl tosylate and alkyl esters of euphonic acid. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 레지스트 하층막 조성물은 계면활성제를 더 포함하는 것인 레지스트 하층막 조성물. The resist underlayer film composition further comprises a surfactant. (a) 기판상에 재료층을 제공하는 단계; (a) providing a layer of material on the substrate; (b) 상기 재료층 위에 제5항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 레지스트 하층막 조성물을 이용한 레지스트 하층막을 형성하는 단계; (b) forming a resist underlayer film using the resist underlayer film composition according to any one of claims 5 to 14 on the material layer; (c) 상기 레지스트 하층막 위에 감광성 이미지화층을 형성하는 단계; (c) forming a photosensitive imaging layer on the resist underlayer; (d) 상기 감광성 이미지화층을 방사선에 패턴 방식으로 노출시킴으로써 상기 감광성 이미지화층 내에서 방사선에 노출된 영역의 패턴을 생성하는 단계;(d) exposing the photosensitive imaging layer to radiation in a patterned manner to produce a pattern of areas exposed to radiation within the photosensitive imaging layer; (e) 상기 감광성 이미지화층 및 상기 레지스트 하층막을 선택적으로 제거하여, 상기 재료층을 선택적으로 노출시키는 단계; 및 (e) selectively removing the photosensitive imaging layer and the resist underlayer film to selectively expose the material layer; And (f) 상기 재료층의 노출된 부분을 에칭하는 단계를 포함하는 재료의 패턴화 방법. (f) etching the exposed portion of the material layer. 제15항에 있어서, The method of claim 15, 상기 재료의 패턴화 방법의 상기 (c) 단계 이전에, 상기 레지스트 하층막(제1하층막)층 위에 실리콘 함유 레지스트 하층막(제2하층막)층을 형성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재료의 패턴화 방법. Before the step (c) of the patterning method of the material, further comprising forming a silicon-containing resist underlayer film (second underlayer film) layer on the resist underlayer film (first underlayer film) layer. Patterning method of material to make. 제16항에 있어서, 17. The method of claim 16, 상기 실리콘 함유 레지스트 하층막(제2하층막)층을 형성시킨 후, (c) 단계 이전에 바닥 반사방지((bottom anti-refractive coating; BARC)층을 형성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재료의 패턴화 방법. After forming the silicon-containing resist underlayer (second underlayer) layer, and further comprising forming a bottom anti-refractive coating (BARC) layer before step (c). Patterning method of the material. 제15항에 있어서, The method of claim 15, 상기 재료의 패턴화 방법은 반도체 집적회로 디바이스(device)의 제조방법인 것인 재료의 패턴화 방법.And the method of patterning the material is a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
KR1020080138789A 2008-12-31 2008-12-31 Polymer, polymer composition, under-layer composition of resist, and patterning method of materials using the same KR101174086B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080138789A KR101174086B1 (en) 2008-12-31 2008-12-31 Polymer, polymer composition, under-layer composition of resist, and patterning method of materials using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080138789A KR101174086B1 (en) 2008-12-31 2008-12-31 Polymer, polymer composition, under-layer composition of resist, and patterning method of materials using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100080148A KR20100080148A (en) 2010-07-08
KR101174086B1 true KR101174086B1 (en) 2012-08-14

Family

ID=42641139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080138789A KR101174086B1 (en) 2008-12-31 2008-12-31 Polymer, polymer composition, under-layer composition of resist, and patterning method of materials using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101174086B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10323159B2 (en) 2015-06-02 2019-06-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Organic layer composition and method of forming patterns
US10353292B2 (en) 2015-12-16 2019-07-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Polymer, organic layer composition, and method of forming patterns
US11203662B2 (en) 2016-11-10 2021-12-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Polymer, organic layer composition, and method of forming patterns

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9371444B2 (en) 2014-05-16 2016-06-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Hardmask composition and method of forming patterns using the hardmask composition
US9880469B2 (en) * 2014-07-15 2018-01-30 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Resins for underlayers
KR102324658B1 (en) * 2015-04-22 2021-11-10 에스케이이노베이션 주식회사 Novel polymer for preparing resist underlayer film, resist underlayer film composition containing the polymer and process for forming resist underlayer film using the composition
KR20190083753A (en) * 2018-01-05 2019-07-15 동우 화인켐 주식회사 Composition for hard mask
KR102349966B1 (en) * 2018-01-17 2022-01-10 동우 화인켐 주식회사 Composition for hard mask
KR102431841B1 (en) * 2019-10-14 2022-08-10 삼성에스디아이 주식회사 Hardmask composition, hardmask layer and method of forming patterns

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005010431A (en) 2003-06-18 2005-01-13 Shin Etsu Chem Co Ltd Resist underlayer film material and method for forming pattern
KR100671115B1 (en) 2005-05-09 2007-01-17 제일모직주식회사 Hardmask composition having antireflective property

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005010431A (en) 2003-06-18 2005-01-13 Shin Etsu Chem Co Ltd Resist underlayer film material and method for forming pattern
KR100671115B1 (en) 2005-05-09 2007-01-17 제일모직주식회사 Hardmask composition having antireflective property

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10323159B2 (en) 2015-06-02 2019-06-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Organic layer composition and method of forming patterns
US10353292B2 (en) 2015-12-16 2019-07-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Polymer, organic layer composition, and method of forming patterns
US11203662B2 (en) 2016-11-10 2021-12-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Polymer, organic layer composition, and method of forming patterns

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100080148A (en) 2010-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101414278B1 (en) Polymer for under-layer of resist, polymer composition, under-layer composition of resist, of patterning device using same
KR100950318B1 (en) Polymer having aromatic rings, hardmask composition with anti-reflective property, and method of patterning materials using the same
JP5118191B2 (en) Anti-reflective hard mask composition and material pattern forming method using the same
US7862990B2 (en) Polymer having antireflective properties and high carbon content, hardmask composition including the same, and process for forming a patterned material layer
KR100930673B1 (en) Method for patterning materials using antireflective hard mask compositions
KR101257697B1 (en) High etch resistant polymer having high carbon with aromatic rings, composition containing the same, and method of patterning materials using the same
KR100888611B1 (en) Hardmask composition having antireflective property?and?method of patterning materials using the same
KR101174086B1 (en) Polymer, polymer composition, under-layer composition of resist, and patterning method of materials using the same
KR100816735B1 (en) Hardmask composition having antireflective property, process of producing patterned materials by using the same and integrated circuit devices
KR101156488B1 (en) Composition for foaming hardmask layers and Method of producing patterned materials using the same
KR100866015B1 (en) Hardmask composition having antireflective property and method of patterning materials using the same
KR100671120B1 (en) Novel fluorene polymer and hardmask composition having antireflective property prepared by using the same
KR100833212B1 (en) Hardmask composition having antireflective property
KR101344794B1 (en) Aromatic ring-containing polymer for resist underlayer and resist underlayer composition including same
KR101225945B1 (en) High etch resistant polymer having aromatic rings, composition containing the same,d of patterning materials using the same
KR100844019B1 (en) HIGH ETCH RESISTANT HARDMASK COMPOSITION HAVING ANTIREFLECTIVE PROPERTY WITH IMPROVEMENT OF CARBON CONTENTS and Process of producing patterned materials by using the same
TWI443121B (en) Aromatic ring-containing compound for resist underlayer, resist underlayer composition including same, and method of patterning device using same
KR101212676B1 (en) Polymer, polymer composition, under-layer composition of resist, and patterning method of materials using the same
KR100826103B1 (en) Hardmask composition having antireflective property
WO2007139268A1 (en) Antireflective hardmask composition
KR101156487B1 (en) Polymer having aromatic rings, composition containing the same,of patterning materials using the same
KR101212675B1 (en) Polymer, polymer composition, under-layer composition of resist, and patterning method of materials using the same
KR101174085B1 (en) Polymer, polymer composition, under-layer composition of resist, and patterning method of materials using the same
KR101333702B1 (en) Polymer for under-layer of resist, under-layer composition of resist, method of patterning device using same
KR100836675B1 (en) Hardmask composition having antireflective property, process of producing patterned materials by using the same and integrated circuit devices

Legal Events

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

Payment date: 20150721

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160721

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170720

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180718

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190801

Year of fee payment: 8