KR101186782B1 - Organic antireflective coating composition having excellent characteristic of gap filling and organic antireflective layer manufactured by the composition - Google Patents

Organic antireflective coating composition having excellent characteristic of gap filling and organic antireflective layer manufactured by the composition Download PDF

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Abstract

유기 반사방지막 조성물은 하기 화학식의 화합물을 포함한다. 하기 상기 화학식에서, 상기 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알코올기, 탄소수 1 내지 8의 알킬에스테르기, 탄소수 1 내지 8의 헤테로알킬기 또는 탄소수 3 내지 14의 시클로알킬기 이고, 상기 m 및 n은 각각 반복단위를 나타내는 수로서, m+n=1, 0.05<m<0.95 및 0.05<n<0.95의 관계식을 만족하는 값이다.

Figure 112010059207132-pat00014
The organic antireflective coating composition includes a compound of the following formula. In the above formula, R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alcohol group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylester group having 1 to 8 carbon atoms, a heteroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 14 carbon atoms. And m and n are numbers representing repeating units, respectively, and are values satisfying a relation of m + n = 1, 0.05 <m <0.95 and 0.05 <n <0.95.
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Figure 112010059207132-pat00015
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Description

매립 특성이 우수한 유기 반사방지막 조성물 및 이에 의하여 제조된 유기 반사방지막 {ORGANIC ANTIREFLECTIVE COATING COMPOSITION HAVING EXCELLENT CHARACTERISTIC OF GAP FILLING AND ORGANIC ANTIREFLECTIVE LAYER MANUFACTURED BY THE COMPOSITION}Organic antireflective coating composition having excellent buried properties and organic antireflective coating manufactured thereby {ORGANIC ANTIREFLECTIVE COATING COMPOSITION HAVING EXCELLENT CHARACTERISTIC OF GAP FILLING AND ORGANIC ANTIREFLECTIVE LAYER MANUFACTURED BY THE COMPOSITION}

유기 반사방지막이 개시된다. 더욱 구체적으로는 리소그라피 공정에 있어서, 반사파 및 정재파의 반사를 방지할 수 있고 매립 특성이 우수한 유기 반사방지막 조성물 및 이에 의하여 제조된 유기 반사방지막이 개시된다.An organic antireflection film is disclosed. More specifically, in the lithography process, an organic antireflection film composition capable of preventing reflection of reflected waves and standing waves and having excellent embedding characteristics, and an organic antireflection film produced thereby are disclosed.

최근 반도체 소자의 고집적화에 따라 초LSI 등의 제조에 있어서 0.10 미크론 이하의 초 미세 패턴이 요구되고 있으며, 이에 따라 노광 파장도 종래에 사용하던 g선이나 i선 영역에서 더욱 단파장화 되어 원자외선, KrF 엑시머 레이저(excimer laser), ArF 엑시머 레이저를 이용한 리소그라피(lithography)에 대한 연구가 주목 받고 있다. Recently, due to the high integration of semiconductor devices, ultra-fine patterns of 0.10 microns or less are required for the manufacture of ultra-LSI, so that the exposure wavelength is further shortened in the g- and i-ray regions used in the prior art, and thus far-infrared and KrF A study on lithography using an excimer laser and an ArF excimer laser has attracted attention.

KrF 또는 ArF 엑시머 레이저를 이용한 리소그라피에서는 반사파(reflected wave) 및 정재파(stationary wave)에 의한 패턴 왜곡현상이 큰 문제로 대두되었다. 이러한 문제를 해결하고자 포토레지스트(photoresist)와 기판 사이에 반사방지막이 도입되었다.In lithography using KrF or ArF excimer lasers, pattern distortion caused by reflected waves and stationary waves has become a big problem. In order to solve this problem, an anti-reflection film is introduced between the photoresist and the substrate.

반사방지막은 반사파와 정재파에 의한 패턴 왜곡현상을 극복하기 위해 특정한 광에 흡수를 가져야 하며 포토레지스트와 인터믹싱(intermixing)이 없어야 하고 포토레지스트보다 빠른 에칭속도(etching rate)를 가져야 한다.In order to overcome the pattern distortion caused by the reflected wave and the standing wave, the anti-reflection film must have absorption in specific light, have no intermixing with the photoresist, and have a faster etching rate than the photoresist.

또한 최근에는 패턴의 미세화에 따른 배선의 저항문제로 인해 구리의 사용이 증가되고 있다. 패턴형성에 구리가 사용됨으로써 발생할 수 있는 여러 문제를 해결하기 위해 다마신 공정(damascene process)이 활발히 행해지고 있는데 다마신 공정의 사용으로 인해 기판 위의 칩 밀도를 더욱 증가시킬 수 있다. 또한 인터컨넥트(interconnect)를 제공하는 금속 층을 에칭할 필요가 없으며 더 빽빽하게 위치하는 인터컨넥터가 가능해졌으며, 갭-충진용(gap-filling) 유전 물질의 사용 또한 불필요하게 되었다.In recent years, the use of copper has increased due to the resistance of wiring due to the miniaturization of patterns. The damascene process is actively being used to solve various problems that may occur due to the use of copper for patterning, and the use of the damascene process can further increase the chip density on the substrate. It also eliminates the need to etch metal layers that provide interconnects, enabling more densely located interconnects, and eliminating the need for gap-filling dielectric materials.

상기 다마신 공정은 듀얼 다마신과 싱글 다마신 공정이 있는데, 먼저 듀얼 다마신(dual-damascene)공정이라 불리는 방법은, 층간 절연막에 형성한 배선홈의 하부에 하층배선 접속용 비아 홀(via hole)을 형성하고, 배선홈과 비아 홀을 동시에 금속막에 매립해서 배선을 형성함으로써, 공정수의 단축을 꾀하는 것이다. 그리고 미리 비아 홀의 내부에 금속 플러그를 형성한 후, 배선홈 내부에 매립 배선을 형성하는 방법을 싱글 다마신(single-damascene)공정이라 한다. The damascene process includes a dual damascene process and a single damascene process. First, a method called a dual damascene process includes a via hole for connecting a lower layer at a lower portion of a wiring groove formed in an interlayer insulating layer. ), And the wiring groove and the via hole are simultaneously filled in the metal film to form the wiring to shorten the number of steps. In addition, a method of forming a buried wiring in the wiring groove after forming a metal plug in the via hole in advance is called a single damascene process.

이러한 다마신 공정에서 배선홈 내부를 채우기 위해 사용되는 매립제 물질(gap filling material)들은 대부분 흡광물질을 함유하고 있지 않기 때문에 매립제 물질 위에 다시 특정한 광에 큰 흡광성을 갖는 반사방지막을 사용하는 2층 구조의 프로세스가 사용된다. 하지만 충분한 광흡수 성질과 평탄화 성질을 가진 매립제 물질은 상기의 공정을 간단하게 만들 수 있다. In this damascene process, since most of the filling materials used to fill the wiring grooves contain no light absorbing material, the anti-reflective film having a large light absorbency on specific light is again used on the filling material. A layered process is used. However, a landfill material with sufficient light absorption and planarization properties can simplify the process.

현재까지의 매립제 혹은 반사방지막에서 이러한 물질들이 개발되어 왔지만 모든 기능면에서 충분할 만한 반사방지막이 개발되지 못한 실정이다. 따라서 유기 하부 반사방지막(organic bottom anti-reflective coating)과 같이 충분한 광 흡수 성질과 보이드(void)가 일어나지 않는 충분한 매립성질을 갖는 물질이 필요하다. 또한 평탄처리 과정에서 우수한 평탄화 성질을 가진 매립제에 대한 연구가 시급한 실정이다.Although these materials have been developed in landfills or anti-reflective films to date, sufficient anti-reflection films have not been developed in all functions. Therefore, there is a need for a material having sufficient light absorption properties and sufficient embedding properties such as no void, such as an organic bottom anti-reflective coating. In addition, there is an urgent need for research into a landfill agent having excellent planarization properties in the planarization process.

미세한 패턴 형성이 요구되는 리소그래피 공정에서 노광시에 발생하는 반사광을 효과적으로 흡수할 수 있고 매립특성이 우수한 유기 반사방지막용 조성물을 제공한다. Provided is an organic antireflection film composition that can effectively absorb reflected light generated during exposure in a lithography process requiring fine pattern formation and has excellent embedding characteristics.

또한 에칭 속도가 빠르고 언더컷(undercut), 푸팅(footing) 등의 현상을 감소시킬 수 있는 유기 반사방지막이 제공한다.In addition, an organic anti-reflection film is provided, which allows for fast etching and reduces phenomena such as undercut and footing.

본 발명의 일실시예에 따른 유기 반사방지막 조성물은 화학식(1)으로 표시되는 공중합체 0.1 내지 40 중량%, 흡광제 0.1 내지 40 중량%, 열산발생제 0.01 내지 20 중량% 및 경화제 0.01 내지 40 중량%를 포함한다.Organic antireflection film composition according to an embodiment of the present invention is 0.1 to 40% by weight of the copolymer represented by the formula (1), 0.1 to 40% by weight of the light absorber, 0.01 to 20% by weight of the thermal acid generator and 0.01 to 40% by weight of the curing agent Contains%

Figure 112010059207132-pat00001
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상기 화학식(1)에서, 상기 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기(alkyl), 탄소수 1 내지 10의 알코올기(alcohol), 탄소수 1 내지 8의 알킬에스테르기(alkyl ester), 탄소수 1 내지 8의 헤테로알킬(heteroalkyl) 또는 탄소수 3 내지 14의 시클로알킬기(cycloalkyl)이고, 상기 m 및 n은 각각 반복단위를 나타내는 수로서, m+n=1, 0.05<m<0.95 및 0.05<n<0.95의 관계식을 만족하는 값이다.In the formula (1), R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alcohol group having 1 to 10 carbon atoms, an alkyl ester group having 1 to 8 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms Heteroalkyl or a cycloalkyl group having 3 to 14 carbon atoms, wherein m and n each represent a repeating unit, and m + n = 1, 0.05 <m <0.95 and 0.05 <n <0.95 The value satisfies the relation.

유기 반사 방지막용 공중합체 및 흡광제를 이용하여 형성된 유기 반사 방지막은 일반적인 내용매성, 훌륭한 매립특성까지 제공할 수 있다. The organic antireflection film formed using the copolymer for the organic antireflection film and the light absorber can provide general solvent resistance and excellent embedding properties.

따라서, 248nm 광원을 사용하는 초미세 패턴 형성 공정에 있어서, 우수한 공정 마진(process window)을 가지고 있어 기판의 종류에 관계없이 우수한 패턴 프로파일(pattern profile)을 얻을 수 있으며 고분자 형태의 공중합체와 단분자 형태의 흡광제를 동시에 사용함으로써 매립효과를 높이며 기포발생(void)를 줄일 수 있다.Therefore, in the ultra-fine pattern formation process using a 248nm light source, it has an excellent process window, so that an excellent pattern profile can be obtained regardless of the type of substrate. By simultaneously using a form of light absorber, it is possible to increase the buried effect and reduce the voids (void).

도 1은 유기 반사방지막을 도포한 상태의 주사전자현미경 사진이다.
도 2는 유기 반사방지막을 도포한 상태의 주사전자현미경 사진이다.
도 3은 유기 반사방지막을 도포한 상태의 주사전자현미경 사진이다.
1 is a scanning electron micrograph in a state where an organic antireflection film is applied.
2 is a scanning electron micrograph in a state where an organic antireflection film is applied.
3 is a scanning electron micrograph in a state where an organic antireflection film is applied.

본 명세서에 기재된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Embodiments described herein are provided to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art to which the present invention pertains, and are to be understood as illustrative in all respects and not as limiting. Is only defined by the scope of the claims.

유기 반사방지막용 조성물은 다음과 같은 요건을 만족하여야 한다.The composition for an organic antireflection film should satisfy the following requirements.

첫째, 하부막 층의 반사를 방지하기 위하여 노광 광원의 파장 영역의 빛을 흡수할 수 있는 물질을 포함한다.First, a material capable of absorbing light in the wavelength region of the exposure light source is included to prevent reflection of the lower layer.

둘째, 반사방지막을 적층한 후 포토레지스트를 적층하는 공정에서 포토레지스트의 용매에 의해 반사방지막이 용해되어 파괴되지 않는다. 이를 위하여 반사방지막은 열에 의하여 경화될 수 있는 구조로 설계되고, 반사방지막 적층 공정에 있어서, 코팅 후 베이킹 공정을 진행하여 경화를 진행시키게 된다. Second, in the process of laminating the antireflection film and then laminating the photoresist, the antireflection film is dissolved and not destroyed by the solvent of the photoresist. To this end, the antireflection film is designed to be curable by heat, and in the antireflection film lamination process, the coating process is performed by a baking process to proceed with curing.

셋째, 반사방지막은 상부의 포토레지스트보다 빠르게 에칭되어 하부막층을 에칭하기 위한 포토레지스트의 손실을 줄일 수 있도록 한다. Third, the antireflective film is etched faster than the upper photoresist to reduce the loss of photoresist for etching the lower film layer.

넷째, 상부의 포토레지스트에 대한 반응성을 가지지 않는다. 또한 아민, 산과 같은 화합물이 포토레지스트 층으로 이행(migration)되지 않는다. 이는 포토레지스트 패턴의 모양, 특히 푸팅(footing) 혹은 언더컷(undercut)을 유발할 수 있기 때문이다. Fourth, it has no reactivity with the upper photoresist. In addition, compounds such as amines and acids do not migrate to the photoresist layer. This is because it may cause the shape of the photoresist pattern, particularly footing or undercut.

다섯째, 다양한 기판에 따른 여러 노광 공정에 적합한 광학적 성질, 즉 적당한 굴절율과 흡광계수를 가지도록 하고 기판과 포토레지스트에 대한 접착력이 좋도록 한다.
Fifth, the optical properties suitable for various exposure processes according to various substrates, that is, to have an appropriate refractive index and absorption coefficient, and to improve the adhesion to the substrate and the photoresist.

이하, 본 발명의 유기 반사방지막용 조성물 및 유기 반사방지막용 조성물을 경화시켜 형성하는 유기 반사방지막에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the organic antireflection film formed by curing the organic antireflection film composition and the organic antireflection film composition of the present invention will be described in detail.

상기 유기 반사방지막용 조성물은 화학식(1)으로 표시되는 공중합체를 포함할 수 있다.The organic antireflection film composition may include a copolymer represented by Formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112010059207132-pat00002
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화학식(1)에서, 상기 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알코올기, 탄소수 1 내지 8의 알킬에스테르기, 탄소수 1 내지 8의 헤테로알킬기 또는 탄소수 3 내지 14의 시클로알킬기 이고, 상기 m 및 n은 각각 반복단위를 나타내는 수로서, m+n=1, 0.05<m<0.95 및 0.05<n<0.95의 관계식을 만족하는 값이다.In formula (1), R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alcohol group having 1 to 10 carbon atoms, an alkyl ester group having 1 to 8 carbon atoms, a heteroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 14 carbon atoms And m and n are numbers representing repeating units, respectively, and satisfy a relational expression of m + n = 1, 0.05 <m <0.95 and 0.05 <n <0.95.

화학식 (1)로 표시되는 공중합체는 종래의 기술에서 주로 사용하던 고분자 형태의 매립제를 사용하였을 때의 문제점을 개선하기 위하여 페놀수지의 제조공정 중 산성 촉매로 생성되는 1차 수지인 노볼락(novolak) 중합체와 개환된 언하이드라이드(unhydride) 흡광제를 동시에 사용함으로써 평탄성을 높이고 매립시 보이드를 줄이는 것을 특징으로 한다. The copolymer represented by the formula (1) is a novolak (primary resin produced by an acidic catalyst during the production process of a phenolic resin in order to improve the problems when using a polymer-type landfill agent mainly used in the prior art) novolak) by using a polymer and a ring-opened unhydride absorbent at the same time is characterized in that to improve the flatness and reduce the voids when buried.

본 발명의 일측에 따른 유기 반사방지막 조성물은 화학식(2) 내지 화학식(4)으로 표시되는 화합물 중 적어도 하나 이상을 포함하는 흡광제 0.1 내지 40 중량%를 포함할 수 있다.The organic antireflective coating composition according to one side of the present invention may include 0.1 to 40% by weight of a light absorber including at least one or more of the compounds represented by Formulas (2) to (4).

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화학식(2) 내지 화학식(4)에서 상기 X는 탄소수 3 내지 20의 고리형 화합물, 탄소수 6 내지 20의 아릴(aryl), 탄소수 12 내지 20의 디아릴에테르(diaryl ether), 탄소수 12 내지 20의 디아릴설파이드(diaryl sulfide), 탄소수 12내지 20의 디아릴설폭사이드(diaryl sulfoxide) 및 탄소수 12내지 20의 디아릴케톤(diaryl keton)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 화합물이고, R1 은 탄소수 6 내지 14의 아릴기이며, 화학식(2)와 화학식(3)은 서로 이성질체이다. 또한 상기 흡광제는 화학식(2) 및 화학식(3)으로 표시되는 화합물을 1:9 ~ 9:1의 비율로 포함한다.In Formulas (2) to (4), X is a cyclic compound having 3 to 20 carbon atoms, aryl having 6 to 20 carbon atoms, diaryl ether having 12 to 20 carbon atoms, and having 12 to 20 carbon atoms. At least one compound selected from the group consisting of diaryl sulfide, diaryl sulfoxide of 12 to 20 carbon atoms, and diaryl keton of 12 to 20 carbon atoms, R 1 is carbon number It is an aryl group of 6-14, Formula (2) and Formula (3) are isomers mutually. In addition, the light absorber comprises a compound represented by the formula (2) and formula (3) in a ratio of 1: 9 to 9: 1.

화학식(2) 내지 화학식(4)으로 표시되는 흡광제는 종래에 사용되던 중합체 흡광제와는 달리 단분자성 흡광제이다. 통상의 흡광제를 사용하지 않아 형성된 비아홀 또는 트렌치 상부에 매립제를 도포한 후 다시 반사방지막을 다시 도포해야 하는 반면, 본 발명의 일실시예에 따른 유기 반사용방지막 조성물은 단분자성 흡광제를 사용하여 매립특성이 우수하며, 패턴 형성 시에도 반사방지막을 다시 도포하지 않아도 된다.The light absorbers represented by the formulas (2) to (4) are monomolecular light absorbers, unlike polymer absorbers used in the related art. Whereas the anti-reflective coating layer is applied again after applying the embedding agent to the via hole or the trench formed without using the conventional light absorbing agent, the organic anti-reflective coating composition according to the embodiment of the present invention is a It is excellent in embedding characteristics by use, it is not necessary to reapply the anti-reflection film even when forming the pattern.

본 발명의 일측에 따른 유기 반사방지막 조성물은 상기 경화제를 포함할 수 있다. 상기의 경화제는 아미노플라스틱 화합물로는 디메톡시 및 디에톡시메틸글리코우릴의 혼합물, 테트라메톡시메틸글리코우릴, 또는 헥사메톡시메틸멜라민 수지 중 등의 화합물이 있을 수 있으며, 특히 바람직하게는 디메톡시 및 디에톡시메틸글리코우릴 혼합물, 테트라메톡시메틸글리코우릴, 또는 헥사메톡시메틸멜라민 수지 중 어느 하나일 수 있다. 다관능성 에폭시 화합물, 예를 들어 MY720, CY179MA, DENACOL 등과 이와 유사한 제품들을 사용할 수 있다.The organic antireflective coating composition according to one side of the present invention may include the curing agent. The curing agent may be a compound such as a mixture of dimethoxy and diethoxy methyl glycouril, tetramethoxymethyl glycouril, or hexamethoxymethyl melamine resin as the aminoplastic compound, and particularly preferably dimethoxy and Diethoxymethylglycouril mixture, tetramethoxymethylglycouril, or hexamethoxymethylmelamine resin. Polyfunctional epoxy compounds such as MY720, CY179MA, DENACOL and the like can be used.

경화반응을 촉진시키는 촉매제가 있으며, 촉매제로는 열산발생제를 사용한다. 열산발생제로는 경화반응을 촉진시킬 수 있는 열산발생제를 광범위하게 사용할 수 있고, 특히 공개특허 제2003-0085808호에 개시된, 하기의 화학식 5, 6의 화합물을 사용할 수 있다. 그 외 톨루엔 술폰산, 톨루엔 술폰산의 아민염 또는 피리딘염 화합물, 알킬술폰산, 알킬술폰산의 아민염 또는 피리딘염화합물 중 어느 하나를 사용할 수도 있다.There is a catalyst for promoting the curing reaction, and a thermal acid generator is used as a catalyst. As the thermal acid generator, a thermal acid generator capable of promoting a curing reaction can be widely used, and in particular, the compounds represented by the following Chemical Formulas 5 and 6, which are disclosed in JP-A-2003-0085808, can be used. In addition, any of toluene sulfonic acid, an amine salt or a pyridine salt compound of toluene sulfonic acid, an alkyl sulfonic acid, an amine salt of an alkyl sulfonic acid or a pyridine salt compound may be used.

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Figure 112010059207132-pat00007

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 유기 반사방지막 조성물에 사용될 수 있는 유기 용매로는, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 시클로헥사논, 에틸락테이트, 프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르, 디메틸 포름아미드(DMF), 감마-부티로락톤, 에톡시 에탄올, 메톡시 에탄올, 메틸3-메톡시프로피오네이트(MMP), 에틸3-에톡시프로피오네이트(EEP) 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 용매를 사용할 수 있다.In addition, as an organic solvent that can be used in the organic anti-reflective coating composition according to an embodiment of the present invention, propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), cyclohexanone, ethyl lactate, Propylene glycol n-propyl ether, dimethyl formamide (DMF), gamma-butyrolactone, ethoxy ethanol, methoxy ethanol, methyl3-methoxypropionate (MMP), ethyl3-ethoxypropionate (EEP One or more solvents selected from the group consisting of

본 발명의 일실시예에 다른 유기 반사방지막은 하기 화학식(1)으로 표시되는 공중합체 0.1 내지 40 중량%, 흡광제 0.1 내지 40 중량%, 열산발생제 0.01 내지 20 중량% 및 경화제 0.01 내지 40 중량%를 포함하는 유기 반사방지막용 조성물을 경화시켜 형성한다. According to another embodiment of the present invention, the organic anti-reflective film may include 0.1 to 40 wt% of a copolymer represented by the following formula (1), 0.1 to 40 wt% of a light absorber, 0.01 to 20 wt% of a thermal acid generator, and 0.01 to 40 wt% of a curing agent. It is formed by curing the composition for organic antireflective coating comprising%.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112010059207132-pat00008

Figure 112010059207132-pat00008

화학식(1)에서, 상기 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알코올기, 탄소수 1 내지 8의 알킬에스테르기, 탄소수 1 내지 8의 헤테로알킬기 또는 탄소수 3 내지 14의 시클로알킬기 이고, 상기 m 및 n은 각각 반복단위를 나타내는 수로서, m+n=1, 0.05<m<0.95 및 0.05<n<0.95의 관계식을 만족하는 값이다.In formula (1), R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alcohol group having 1 to 10 carbon atoms, an alkyl ester group having 1 to 8 carbon atoms, a heteroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 14 carbon atoms And m and n are numbers representing repeating units, respectively, and satisfy a relational expression of m + n = 1, 0.05 <m <0.95 and 0.05 <n <0.95.

본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 패턴 형성 방법은 상기 유기 반사방지막 조성물을 피식각층 상부에 도포시키는 단계 및 도포된 조성물을 베이킹 공정(baking process)을 통하여 경화시키고, 가교결합(cross linking)을 형성시켜 상기 유기 반사방지막을 형성시키는 단계를 포함한다. In the method for forming a pattern of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the step of applying the organic anti-reflective coating composition on the etched layer and curing the applied composition through a baking process, cross linking Forming an organic anti-reflection film by forming a film;

상기 베이킹 공정은 180 내지 230℃의 온도에서 1 내지 5분간 진행할 수 있다. The baking process may be performed for 1 to 5 minutes at a temperature of 180 to 230 ℃.

이하, 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.

합성예Synthetic example 1) 유기  1) organic 반사방지막용For anti-reflection film 중합제Polymerizer A의 합성 Synthesis of A

에폭시 크레졸 노볼락수지(미원상사) 100g, 에틸바이닐에테르 31.86g, 트리에틸아민 3.9g을 1,4-디옥산 360g에 용해시킨 후, 70℃에서 12시간 동안 중합 반응시켰다. 반응이 완료된 후 에틸아세테이트를 넣은 후 증류수로 여러 번 씻었다. 유기층을 분리 후 용매를 어느 정도 제거 후 헥산에 떨어뜨려 침전물을 생성시켰다. 생성된 침전물은 필터한 후 헥산으로 수회 세척 후 진공건조시켰다. (수율 = 72%)
100 g of epoxy cresol novolac resin (Miwon Corporation), 31.86 g of ethyl vinyl ether, and 3.9 g of triethylamine were dissolved in 360 g of 1,4-dioxane, followed by polymerization at 70 ° C. for 12 hours. After the reaction was completed, ethyl acetate was added and washed several times with distilled water. After the organic layer was separated, the solvent was removed to some extent, and then dropped into hexane to form a precipitate. The resulting precipitate was filtered and washed several times with hexane and then dried in vacuo. (Yield = 72%)

합성예Synthetic example 2) 유기  2) organic 반사방지막용For anti-reflection film 중합제Polymerizer B의 합성 Synthesis of B

에폭시 크레졸 노볼락수지(미원상사) 100g, 브로모에탄 40.03g, 수산화나트륨 40g을 1,4-디옥산 420g에 용해시킨 후, 70℃에서 12시간 동안 중합 반응시켰다. 반응이 완료된 후 에틸아세테이트를 넣은 후 증류수로 여러 번 씻었다. 유기층을 분리 후 용매를 어느 정도 제거 후 헥산에 떨어뜨려 침전물을 생성시켰다. 생성된 침전물은 필터한 후 헥산으로 수회 세척 후 진공건조시켰다. (수율 = 97%)
100 g of epoxy cresol novolac resin (Miwon Corporation), 40.03 g of bromoethane, and 40 g of sodium hydroxide were dissolved in 420 g of 1,4-dioxane and then polymerized at 70 ° C for 12 hours. After the reaction was completed, ethyl acetate was added and washed several times with distilled water. After the organic layer was separated, the solvent was removed to some extent, and then dropped into hexane to form a precipitate. The resulting precipitate was filtered and washed several times with hexane and then dried in vacuo. (Yield = 97%)

합성예Synthetic example 3) 유기  3) organic 반사방지막용For anti-reflection film 중합제Polymerizer C의 합성 Synthesis of C

에폭시 크레졸 노볼락수지(미원상사) 100g, 2-브로모에탄올 31.08g, 수산화나트륨 40g을 1,4-디옥산 420g에 용해시킨 후, 70℃에서 12시간 동안 중합 반응시켰다. 반응이 완료된 후 에틸아세테이트를 넣은 후 증류수로 여러 번 씻었다. 유기층을 분리 후 용매를 어느 정도 제거 후 헥산에 떨어뜨려 침전물을 생성시켰다. 생성된 침전물은 필터한 후 헥산으로 수회 세척 후 진공건조시켰다. (수율 = 53%)
100 g of epoxy cresol novolac resin (Miwon Corporation), 31.08 g of 2-bromoethanol, and 40 g of sodium hydroxide were dissolved in 420 g of 1,4-dioxane and then polymerized at 70 ° C. for 12 hours. After the reaction was completed, ethyl acetate was added and washed several times with distilled water. After the organic layer was separated, the solvent was removed to some extent, and then dropped into hexane to form a precipitate. The resulting precipitate was filtered and washed several times with hexane and then dried in vacuo. (Yield = 53%)

합성예Synthetic example 4) 유기  4) organic 반사방지막용For anti-reflection film 중합제Polymerizer D의 합성 Synthesis of D

에폭시 크레졸 노볼락수지(미원상사) 50g, 디-터트-부틸디카보네이트 40.02g, 수산화나트륨 20g을 1,4-디옥산 270g에 용해시킨 후, 70℃에서 12시간 동안 중합 반응시켰다. 반응이 완료된 후 에틸아세테이트를 넣은 후 증류수로 여러 번 씻었다. 유기층을 분리 후 용매를 어느 정도 제거 후 헥산에 떨어뜨려 침전물을 생성시켰다. 생성된 침전물은 필터한 후 헥산으로 수회 세척 후 진공건조시켰다. (수율 = 64%)
50 g of an epoxy cresol novolac resin (Similar Co., Ltd.), 40.02 g of di-tert-butyl dicarbonate, and 20 g of sodium hydroxide were dissolved in 270 g of 1,4-dioxane and then polymerized at 70 ° C for 12 hours. After the reaction was completed, ethyl acetate was added and washed several times with distilled water. After the organic layer was separated, the solvent was removed to some extent, and then dropped into hexane to form a precipitate. The resulting precipitate was filtered and washed several times with hexane and then dried in vacuo. (Yield = 64%)

합성예Synthetic example 5)  5) 흡광제Light absorber A의 합성Synthesis of A

4,4'-옥시디프탈릭언하이드라이드 75g과 안트라센 메탄올 100g, 디이소프로필에틸아민 7.3g을 1,4-디옥산 540g에 용해시킨 후, 50℃에서 16시간 동안 반응시킨다. 반응이 완료된 후 반응용액에 포름산을 떨어뜨려 중화시킨다. 이 반응물을 물에 떨어뜨려 생긴 침전물을 필터한 후 증류수로 여러 번 세척한 뒤 건조시켜 화합물 172.8(수율 = 95%)을 얻을 수 있었다.
75 g of 4,4'-oxydiphthalic hydride, 100 g of anthracene methanol, and 7.3 g of diisopropylethylamine were dissolved in 540 g of 1,4-dioxane, and then reacted at 50 ° C for 16 hours. After the reaction is complete, the reaction solution is neutralized by dropping formic acid. The reactant was dropped into water, and the precipitate was filtered, washed several times with distilled water, and dried to obtain compound 172.8 (yield = 95%).

합성예Synthetic example 6)  6) 흡광제Light absorber B의 합성Synthesis of B

바이사이클로2,2,2옥텐2,3,5,6테트라카르복시산 디언하이드라이드 70g과 안트라센 메탄올 147g, 피리딘 46g 다이메틸아미노피리딘 0.6g을 1,4-디옥산 540g에 용해시킨 후, 50℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응이 완료된 후 반응용액에 포름산을 떨어뜨려 중화시킨다. 이 반응물을 물에 떨어뜨려 생긴 침전물을 필터한 후 증류수로 여러 번 세척한 뒤 건조시켜 화합물 172.8g(수율 = 80%)을 얻을 수 있다.
70 g of bicyclo 2,2,2 octene 2,3,5,6 tetracarboxylic acid dianhydride, 147 g of anthracene methanol, and 0.6 g of pyridine 46 g dimethylaminopyridine were dissolved in 540 g of 1,4-dioxane, and then at 50 ° C. The reaction was carried out for 24 hours. After the reaction is complete, the reaction solution is neutralized by dropping formic acid. The precipitate formed by dropping the reactant into water was filtered, washed several times with distilled water, and dried to obtain 172.8 g of a compound (yield = 80%).

실시예Example 1 : 유기 반사 방지막 조성물 A의 제조 1: Preparation of Organic Antireflection Film Composition A

상기 합성예 1에서 제조된 유기 반사 방지막용 중합체A 7g과 상기 합성예 5에서 제조된 흡광제 A 6g, 테트라메톡시메틸글리코우릴 2g, 그리고 상기 화학식 (5) 및 화학식 (6)의 구조를 가지는 열산발생제 1g을 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 966g에 용해시킨 후 지름 0.2㎛ 멤브레인 필터로 여과함으로써 유기 반사 방지막 조성물을 제조하였다.
7 g of the organic anti-reflection film A prepared in Synthesis Example 1, 6 g of the light absorber A prepared in Synthesis Example 5, 2 g of tetramethoxymethylglycouril, and the structures of Formulas (5) and (6) 1 g of the thermal acid generator was dissolved in 966 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and then filtered through a 0.2 μm membrane filter to prepare an organic antireflective coating composition.

실시예 2 : 유기 반사 방지막 조성물B의 제조Example 2 Preparation of Organic Antireflection Film Composition B

상기 합성예 2에서 제조된 유기 반사 방지막용 중합체B 7g과 상기 합성예 5에서 제조된 흡광제 A 8g, 테트라메톡시메틸글리코우릴 2.1g, 그리고 상기 화학식 (5) 및 화학식 (6)의 구조를 가지는 열산발생제 1g을 에틸락테이트 981.9g에 용해시킨 후 지름 0.2㎛ 멤브레인 필터로 여과함으로써 유기 반사 방지막 조성물B를 제조한다.
7 g of the organic anti-reflection film B prepared in Synthesis Example 2, 8 g of the light absorber A prepared in Synthesis Example 5, 2.1 g of tetramethoxymethylglycouril, and the structures of Formulas (5) and (6) The organic antireflection film composition B was prepared by dissolving 1 g of the eggplant thermal acid generator in 981.9 g of ethyl lactate and then filtering it with a 0.2 μm diameter membrane filter.

실시예 3 : 유기 반사 방지막 조성물C의 제조Example 3 Preparation of Organic Antireflection Film Composition C

상기 합성예 3에서 제조된 유기 반사 방지막용 중합체 C 8g과 상기 합성예 5에서 제조된 흡광제 A 10g, 테트라메톡시메틸글리코우릴 2.7g, 그리고 상기 화학식 (5) 및 화학식 (6)의 구조를 가지는 열산 발생제 0.54g을 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 978.76g에 용해시킨 후 지름 0.2㎛ 멤브레인 필터로 여과함으로써 유기 반사 방지막 조성물 C를 제조한다.
8 g of the organic antireflective film C prepared in Synthesis Example 3, 10 g of the light absorber A prepared in Synthesis Example 5, 2.7 g of tetramethoxymethylglycouril, and the structures of Formulas (5) and (6) The organic antireflective coating composition C is prepared by dissolving 0.54 g of a thermal acid generator in 978.76 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and then filtering it with a 0.2 µm diameter membrane filter.

실시예 4 : 유기 반사 방지막 조성물 D 의 제조Example 4 Preparation of Organic Antireflection Film Composition D

상기 합성예 4에서 제조된 유기 반사 방지막용 중합체D 8g 과 상기 합성예 5 에서 제조된 흡광제 A 6g, 테트라메톡시메틸글리코우릴 2.8g, 그리고 상기 화학식 (5) 및 화학식 (6)의 구조를 가지는 열산 발생제 0.54g 을 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 982.66g 에 용해시킨 후 지금 0.2 ㎛ 멤브레인 필터로 여과함으로써 유기 반사 방지막 조성물 D를 제조한다.
8 g of the organic anti-reflection film D prepared in Synthesis Example 4, 6 g of the light absorber A prepared in Synthesis Example 5, 2.8 g of tetramethoxymethylglycouril, and the structures of Formulas (5) and (6) The organic antireflective coating composition D is prepared by dissolving 0.54 g of the thermal acid generator in 982.66 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and then filtering with a 0.2 μm membrane filter.

실시예 5 : 유기 반사 방지막 조성물 E 의 제조Example 5 Preparation of Organic Antireflection Film Composition E

상기 합성예 1에서 제조된 유기 반사 방지막용 중합체A 8g 과 상기 합성예 6에서 제조된 흡광제 B 4g, 테트라메톡시메틸글리코우릴 1.7g, 그리고 상기 화학식 (5) 및 화학식 (6)의 구조를 가지는 열산발생제 0.4g 을 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 985.9g 에 용해시킨 후 지금 0.2 ㎛ 멤브레인 필터로 여과함으로써 유기 반사 방지막 조성물 E를 제조한다.
8 g of the organic antireflective film A prepared in Synthesis Example 1, 4 g of the light absorber B prepared in Synthesis Example 6, 1.7 g of tetramethoxymethylglycouril, and the structures of Formulas (5) and (6) The organic anti-reflective coating composition E is prepared by dissolving 0.4 g of the thermal acid generator in 985.9 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and then filtering with a 0.2 μm membrane filter.

실시예Example 6 : 유기 반사 방지막 조성물  6: organic antireflection film composition F 의F 제조 Produce

상기 합성예 3에서 제조된 유기 반사 방지막용 중합체C 8g 과 상기 합성예 6 에서 제조된 흡광제 B 4g, 테트라메톡시메틸글리코우릴 1.7g, 그리고 상기 화학식 (5) 및 화학식 (6)의 구조를 가지는 열산발생제 0.4g 을 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 985.9g 에 용해시킨 후 지금 0.2 ㎛ 멤브레인 필터로 여과함으로써 유기 반사 방지막 조성물 E를 제조한다.
8 g of the organic anti-reflective coating polymer C prepared in Synthesis Example 3, 4 g of the light absorber B prepared in Synthesis Example 6, 1.7 g of tetramethoxymethylglycouril, and the structures of Formulas (5) and (6) The organic antireflective coating composition E is prepared by dissolving 0.4 g of the thermal acid generator in 985.9 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and then filtering with a 0.2 μm membrane filter.

스트리핑Stripping 테스트  Test

상기 실시예 1 내지 6에서 제조된 유기 반사 방지막 조성물을 실리콘 웨이퍼 위에 스핀 도포한 후, 230℃로 가열된 플레이트에서 1 분간 베이킹하여 유기 반사 방지막을 형성하였다. 가교 후 유기 반사 방지막들의 두께를 측정한 후, 유기 반사 방지막이 코팅된 웨이퍼를 용매인 에틸락테이트에 1분간 담가 놓았다. 그 후 에틸락테이트를 완전히 제거하고 100℃로 가열된 플레이트 상에서 1 분간 베이킹 한 후 다시 유기 반사 방지막의 두께를 측정하였다. 측정 결과, 에틸락테이트 처리 후의 두께와 처리 전의 막의 두께변화는 관찰할 수 없었다. 즉, 상기 제조된 유기 반사 방지막 조성물들은 베이킹 공정 중 완전 경화가 되어, 리소그래피 공정 진행 중 포토레지스트와 인터믹싱 등이 일어나지 않음을 확인할 수 있었다.
The organic antireflective coating composition prepared in Examples 1 to 6 was spin coated on a silicon wafer, and then baked for 1 minute on a plate heated to 230 ° C. to form an organic antireflective coating. After crosslinking, the thicknesses of the organic antireflection films were measured, and the wafers coated with the organic antireflection films were immersed in ethyl lactate for 1 minute. Thereafter, the ethyl lactate was completely removed, baked for 1 minute on a plate heated to 100 ° C., and the thickness of the organic antireflection film was measured again. As a result of the measurement, the thickness after the ethyl lactate treatment and the film thickness before the treatment could not be observed. That is, the prepared organic antireflective coating compositions were completely cured during the baking process, so that the intermixing with the photoresist did not occur during the lithography process.

굴절률(n)과 Refractive index (n) and 소광계수Extinction coefficient (k) 값의 측정 (k) measurement of values

상기 실시예 1 내지 6에서 제조된 유기 반사 방지막 조성물을 실리콘 웨이퍼 위에 스핀 도포한 후, 230℃로 가열된 플레이트 상에서 1분간 베이킹하여 유기 반사 방지막을 형성하였다. 상기 반사방지막을 분광 엘립소미터를 이용하여 248nm에서 굴절률(n)과 소광계수(k)를 측정하였다. 측정 결과, 유기 반사 방지막 조성물 A의 굴절률(n)은 1.61이었고, 소광계수(k)는 0.57이었다. 유기 반사 방지막 조성물 B의 굴절률(n)은 1.65이었으며 소광계수(k)는 0.52이었다. 유기 반사 방지막 조성물 C의 굴절률(n)은 1.58이었고, 소광계수(k)는 0.49였다. 유기 반사 방지막 조성물 D의 굴절률(n)은 1.61이었고, 소광계수(k)는 0.59였고, 유기 반사 방지막 조성물 E의 굴절률(n)은 1.63이었으며 소광계수(k)는 0.49이었다. 또한, 유기 반사 방지막 조성물 F의 굴절률(n)은 1.56이었고, 소광계수(k)는 0.47였다.
The organic antireflective coating composition prepared in Examples 1 to 6 was spin coated on a silicon wafer, and then baked on a plate heated at 230 ° C. for 1 minute to form an organic antireflective coating. The antireflection film was measured for refractive index (n) and extinction coefficient (k) at 248 nm using a spectroscopic ellipsometer. As a result of the measurement, the refractive index n of the organic antireflection film composition A was 1.61, and the extinction coefficient k was 0.57. The refractive index n of the organic antireflective coating composition B was 1.65 and the extinction coefficient k was 0.52. The refractive index n of the organic antireflection film composition C was 1.58, and the extinction coefficient k was 0.49. The refractive index n of the organic antireflection film composition D was 1.61, the extinction coefficient k was 0.59, the refractive index n of the organic antireflection film composition E was 1.63, and the extinction coefficient k was 0.49. In addition, the refractive index n of the organic antireflection film composition F was 1.56, and the extinction coefficient k was 0.47.

유기 반사 방지막 및 Organic antireflection film and 포토레지스트Photoresist 패턴 형성 테스트  Pattern formation test

상기 실시예 1에서 제조된 유기 반사 방지막 조성물을 실리콘옥시나이트라이드가 증착되어 있는 실리콘 웨이퍼 위에 스핀 도포시킨 후, 230℃ 핫플레이트 상에서 1분간 베이킹하여 가교시켜 유기 반사 방지막을 형성하였다. 이후, 상기 반사 방지막의 상부에 동진세미켐㈜이 제조한 포토레지스트를 도포한 후 100℃에서 90초간 베이킹하였다. 상기 베이킹를 진행한 후, NSR-203BC 스캐너 장비(0.68NA)와 180nm 1:1 L/S 패턴 마스크를 이용하여 노광시키고, 110℃에서 75초간 다시 베이킹하였다. 상기 노광한 웨이퍼를 TMAH 2.38중량%의 현상액을 사용하여 현상하여 최종 포토레지스트 패턴을 얻을 수 있었다. The organic antireflection film composition prepared in Example 1 was spin-coated on a silicon wafer on which silicon oxynitride was deposited, and then baked and crosslinked on a 230 ° C. hot plate for 1 minute to form an organic antireflection film. Thereafter, a photoresist prepared by Dongjin Semichem Co., Ltd. was coated on the antireflection film, and then baked at 100 ° C. for 90 seconds. After the baking was carried out, it was exposed using an NSR-203BC scanner equipment (0.68NA) and a 180 nm 1: 1 L / S pattern mask, and baked again at 110 ° C. for 75 seconds. The exposed wafer was developed using a TMAH 2.38% by weight developer to obtain a final photoresist pattern.

유기 반사 방지막 조성물 A를 이용한 포토레지스트 패턴은 양호한 수직성 패턴이었으며, 에너지 마진은 약 22%, 포커스심도마진은 약 0.6㎛였다. 유기 반사 방지막 조성물 B를 이용한 포토레지스트 패턴은 양호한 수직성 패턴이었으며, 에너지 마진은 약 23%, 포커스심도마진은 약 0.5㎛였다. 또한, 유기 반사 방지막 조성물 C를 이용한 포토레지스트 패턴은 양호한 수직성 패턴이었으며, 에너지 마진은 약 24%, 포커스심도마진은 약 0.6㎛였다. 유기 반사 방지막 조성물 D를 이용한 포토레지스트 패턴은 양호한 수직성 패턴이었으며, 에너지 마진은 약 22%, 포커스심도마진은 약 0.5㎛였다. 유기 반사 방지막 조성물 E를 이용한 포토레지스트 패턴은 양호한 수직성 패턴이었으며, 에너지 마진은 약 23%, 포커스심도마진은 약 0.5㎛였다. 또한, 유기 반사 방지막 조성물 F를 이용한 포토레지스트 패턴은 양호한 수직성 패턴이었으며, 에너지 마진은 약 19%, 포커스심도마진은 약 0.5㎛였다.
The photoresist pattern using the organic antireflection film composition A was a good vertical pattern, with an energy margin of about 22% and a depth of focus margin of about 0.6 μm. The photoresist pattern using the organic antireflection film composition B was a good vertical pattern, with an energy margin of about 23% and a depth of focus margin of about 0.5 μm. In addition, the photoresist pattern using the organic antireflection film composition C was a good vertical pattern, the energy margin was about 24%, the depth of focus margin was about 0.6㎛. The photoresist pattern using the organic antireflection film composition D was a good vertical pattern, with an energy margin of about 22% and a depth of focus margin of about 0.5 μm. The photoresist pattern using the organic antireflection film composition E was a good vertical pattern, with an energy margin of about 23% and a depth of focus margin of about 0.5 μm. In addition, the photoresist pattern using the organic antireflection film composition F was a good vertical pattern, the energy margin was about 19%, the depth of focus margin was about 0.5㎛.

에칭 속도의 측정 Measurement of Etch Rate

상기 실시예 1 내지 6에서 제조된 유기 반사방지막 조성물을 실리콘 웨이퍼 위에 스핀 도포시킨 후, 230℃ 핫플레이트 상에서 1분간 베이킹하여 가교시켜 유기 반사 방지막을 형성하였다. 유기 반사 방지막이 형성된 실리콘 웨이퍼를 드라이 에칭 장비 상에서 CF4가스를 이용하여 10초간 에칭시켰다. 에칭 속도는 [(에칭 전 막의 두께 - 에칭 후의 막의 두께)/시간]으로 정의하였다. 이를 건식에칭 선택성으로 환산하여 결과, 유기 반사 방지막 조성물 A, B, C 각각의 CF4 가스 에칭 속도는 각각 2.25, 2.35, 2.20였다. 건식에칭 선택성은 KrF 리소그래피용 포토레지스트의 건식에칭 속도를 1.00으로 하였을 경우 유기 반사방지막의 건식에칭 속도를 나타낸 것이다. The organic antireflective coating composition prepared in Examples 1 to 6 was spin-coated on a silicon wafer, and then baked and crosslinked on a 230 ° C. hot plate for 1 minute to form an organic antireflective coating. The silicon wafer on which the organic antireflection film was formed was etched for 10 seconds using CF 4 gas on a dry etching equipment. The etching rate was defined as [(thickness of film before etching-thickness of film after etching) / time]. In terms of dry etching selectivity, the CF 4 gas etching rates of the organic antireflective coating compositions A, B, and C were 2.25, 2.35, and 2.20, respectively. Dry etching selectivity indicates the dry etching rate of the organic antireflection film when the dry etching rate of the photoresist for KrF lithography is 1.00.

실시예 1 내지 6의 본 발명의 유기 반사방지막 조성물에서 얻어진 박막의 에칭 속도는 포토레지스트에 비교하여 매우 에칭 속도가 빠른 것으로 확인되었다. 유기 반사 방지막 위에 형성된 포토레지스트 패턴을 기판으로 전사하는 과정에서 유기 반사 방지막의 에칭 속도가 빠르면 더욱 정확하고 용이하게 포토레지스트 패턴을 기판에 전사할 수 있다.
It was confirmed that the etching rate of the thin film obtained in the organic antireflective coating composition of the present invention of Examples 1 to 6 was very fast compared to the photoresist. In the process of transferring the photoresist pattern formed on the organic antireflection film to the substrate, if the etching rate of the organic antireflection film is fast, the photoresist pattern may be transferred to the substrate more accurately and easily.

매립 특성의 측정 Measurement of landfill characteristics

실시예 1 내지 6의 본 발명의 유기반사방지막을 이용하여 갭필 특성을 측정하였다. 비아 홀과 콘택 홀에 스핀 도포하고 230℃로 가열된 플레이트 상에서 1 분간 베이킹하여 매립제용 막질을 형성하였다. 상기 매립제용 막을 주사전자현미경을 이용하여 확인하였다. 도 1을 참조하면, 단차가 있는 패턴에 도포한 것을 전자현미경을 이용하여 측정한 것으로, 단차가 있는 패턴에서도 본 발명의 매립제를 도포하였을 때, 평탄성이 뛰어난 것을 알 수 있었다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 도 2는 직경 360nm, 깊이 900nm의 홀에 본 발명의 매립제를 도포한 것을 전자현미경을 이용하여 측정한 것이고, 도 3은 직경 200nm, 깊이 1500nm로 종횡비(aspect ratio)가 큰 딥홀(deep hole)을 본 발명의 매립제를 도포한 것을 전자현미경을 이용하여 측정한 것으로, 모두 매립 과정에서 보이드가 일어나지 않았고 또한 50% 이상의 충분한 매립 기능을 가지고 있고, 매립제로 충분히 채워진 후의 평탄성이 뛰어난 것을 알 수 있었다. 또한 듀얼 다마신 공정에서도 매립 과정에서 보이드가 일어나지 않았고 또한 50% 이상의 충분한 매립 기능을 가지고 있고, 매립제로 충분히 채워진 후의 평탄성이 뛰어난 것을 알 수 있었다. The gapfill property was measured using the organic antireflection film of this invention of Examples 1-6. Spin coating was applied to the via hole and the contact hole and baked for 1 minute on a plate heated to 230 ° C. to form a film for the landfill agent. The embedding membrane was confirmed using a scanning electron microscope. Referring to FIG. 1, the coating on the stepped pattern was measured using an electron microscope, and it was found that the flatness was excellent even when the embedding agent of the present invention was applied even on the stepped pattern. Referring to FIGS. 2 and 3, FIG. 2 is measured by using an electron microscope to apply the embedding agent of the present invention to a hole having a diameter of 360 nm and a depth of 900 nm, and FIG. 3 shows an aspect ratio having a diameter of 200 nm and a depth of 1500 nm. A deep hole having a large ratio was measured using an electron microscope, and all voids did not occur during the embedding process, and more than 50% of the landfill function was sufficient. It turned out that the flatness after filling is excellent. Also, in the dual damascene process, no voids occurred in the buried process, and it had a sufficient filling function of 50% or more, and the flatness after filling with the filling agent was excellent.

이상 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.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, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

Claims (5)

하기 화학식 (1)로 표시되는 유기 반사 방지막용 공중합체, 하기 화학식 (2) 내지 (4)로 표시되는 화합물 중 적어도 하나의 화합물을 포함하는 흡광제, 열산발생제 및 경화제를 포함하는 유기 반사 방지막 조성물.
Figure 112012049938673-pat00019

(1)
Figure 112012049938673-pat00020
Figure 112012049938673-pat00021

(2) (3)
Figure 112012049938673-pat00022

(4)
(상기 화학식(1)에서, 상기 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알코올기, 탄소수 2 내지 8의 알킬에스테르기, 탄소수 2 내지 8의 헤테로알킬기 또는 탄소수 4 내지 14의 시클로알킬기 이고, 상기 m 및 n은 각각 반복단위를 나타내는 수로서, m+n=1, 0.05<m<0.95 및 0.05<n<0.95의 관계식을 만족하는 값이다. 상기 화학식(2) 내지 화학식(4)에서 상기 X는 탄소수 4 내지 20의 고리형 화합물, 아릴, 디아릴에테르, 디아릴설파이드, 디아릴설폭사이드 및 디아릴 케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 화합물이고, R1 은 탄소수 6 내지 14의 아릴기이며, 상기 화학식(2) 및 화학식(3)은 서로 이성질체이다.)
An organic antireflection film comprising a light absorber, a thermal acid generator, and a curing agent comprising at least one compound represented by the following formula (2) to (4) Composition.
Figure 112012049938673-pat00019

(One)
Figure 112012049938673-pat00020
Figure 112012049938673-pat00021

(2) (3)
Figure 112012049938673-pat00022

(4)
(In the formula (1), R is hydrogen or an alkyl group of 1 to 10 carbon atoms, an alcohol group of 1 to 10 carbon atoms, an alkyl ester group of 2 to 8 carbon atoms, a heteroalkyl group of 2 to 8 carbon atoms or of 4 to 14 carbon atoms) It is a cycloalkyl group, and said m and n are the numbers which represent a repeating unit, respectively, and are the value which satisfies the relationship of m + n = 1, 0.05 <m <0.95 and 0.05 <n <0.95. In 4), X is any one compound selected from the group consisting of a cyclic compound having 4 to 20 carbon atoms, aryl, diaryl ether, diaryl sulfide, diaryl sulfoxide and diaryl ketone, and R 1 is 6 to C And an aryl group of 14, wherein Formula (2) and Formula (3) are isomers of each other.)
제1항에 있어서,
상기 조성물은 유기 반사 방지막용 공중합체 0.1 내지 40 중량%, 흡광제 0.1 내지 40 중량%, 열산발생제 0.01 내지 20 중량% 및 경화제 0.01 내지 40 중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 반사 방지막 조성물.
The method of claim 1,
The composition is an organic antireflection film composition, characterized in that consisting of 0.1 to 40% by weight of the copolymer for the organic antireflection film, 0.1 to 40% by weight of the light absorber, 0.01 to 20% by weight of the thermal acid generator and 0.01 to 40% by weight of the curing agent.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 흡광제는 하기 화학식(2) 및 화학식(3)으로 표시되는 화합물을 1: 0.1 ~ 9의 비율로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 반사방지막용 조성물.
Figure 112012049938673-pat00023
Figure 112012049938673-pat00024

(2) (3)
(상기 화학식(2) 및 화학식(3)에서 상기 X는 탄소수 4 내지 20의 고리형 화합물, 아릴, 디아릴에테르, 디아릴설파이드, 디아릴설폭사이드 및 디아릴 케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 화합물이고, R1 은 탄소수 6 내지 14의 아릴기이며, 상기 화학식(2) 및 화학식(3)은 서로 이성질체이다.)
The method of claim 1,
The light absorbing agent is an organic antireflection film composition comprising a compound represented by the following formula (2) and formula (3) in a ratio of 1: 0.1 to 9.
Figure 112012049938673-pat00023
Figure 112012049938673-pat00024

(2) (3)
(In the formulas (2) and (3), X is any one selected from the group consisting of a cyclic compound having 4 to 20 carbon atoms, aryl, diaryl ether, diaryl sulfide, diaryl sulfoxide and diaryl ketone. Compound, R 1 is an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and Formula (2) and Formula (3) are isomers of each other.)
하기 화학식 (1)으로 표시되는 유기 반사 방지막용 공중합체, 하기 화학식 (2) 내지 (4)로 표시되는 화합물 중 적어도 하나의 화합물을 포함하는 흡광제, 열산발생제 및 경화제를 포함하는 유기 반사 방지막 조성물을 경화하여 형성된 유기 반사방지막.
Figure 112012049938673-pat00025

(1)
Figure 112012049938673-pat00026
Figure 112012049938673-pat00027

(2) (3)
Figure 112012049938673-pat00028

(4)
(상기 화학식(1)에서, 상기 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알코올기, 탄소수 2 내지 8의 알킬에스테르기, 탄소수 2 내지 8의 헤테로알킬기 또는 탄소수 4 내지 14의 시클로알킬기 이고, 상기 m 및 n은 각각 반복단위를 나타내는 수로서, m+n=1, 0.05<m<0.95 및 0.05<n<0.95의 관계식을 만족하는 값이다. 상기 화학식(2) 내지 화학식(4)에서 상기 X는 탄소수 4 내지 20의 고리형 화합물, 아릴, 디아릴에테르, 디아릴설파이드, 디아릴설폭사이드 및 디아릴 케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 화합물이고, R1 은 탄소수 6 내지 14의 아릴기이며, 상기 화학식(2) 및 화학식(3)은 서로 이성질체이다.)
An organic antireflection film comprising a light absorber, a thermal acid generator, and a curing agent comprising at least one compound represented by the following formulas (2) to (4) An organic antireflection film formed by curing the composition.
Figure 112012049938673-pat00025

(One)
Figure 112012049938673-pat00026
Figure 112012049938673-pat00027

(2) (3)
Figure 112012049938673-pat00028

(4)
(In the formula (1), R is hydrogen or an alkyl group of 1 to 10 carbon atoms, an alcohol group of 1 to 10 carbon atoms, an alkyl ester group of 2 to 8 carbon atoms, a heteroalkyl group of 2 to 8 carbon atoms or of 4 to 14 carbon atoms) It is a cycloalkyl group, and said m and n are the numbers which respectively represent a repeating unit, and satisfy | fill the relationship of m + n = 1, 0.05 <m <0.95 and 0.05 <n <0.95. The said Formula (2)-( In 4), X is any one compound selected from the group consisting of a cyclic compound having 4 to 20 carbon atoms, aryl, diaryl ether, diaryl sulfide, diaryl sulfoxide and diaryl ketone, and R 1 is 6 to C And an aryl group of 14, wherein Formula (2) and Formula (3) are isomers of each other.)
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