KR101308695B1 - Acid amplifier and photosensitive polymer including the same - Google Patents

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Abstract

화학 증폭형 레지스트의 감도를 향상시킴으로써, 노광부와 비노광부의 용해도 차이를 유발하여, 미세 패턴을 형성할 수 있는 산증식제 및 상기 산증식제를 감광성 고분자를 구성하는 단량체로 포함함으로써, 발생되는 산 확산의 제어가 용이하고, 라인에지러프니스를 향상시킬 수 있는 감광성 고분자를 제공한다. 상기 산증식제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이다.By improving the sensitivity of the chemically amplified resist, an acid increasing agent capable of causing a difference in solubility of the exposed portion and the non-exposed portion and forming a fine pattern, and the acid increasing agent as a monomer constituting the photosensitive polymer Provided is a photosensitive polymer which can easily control acid diffusion and can improve line edge roughness. The acid increasing agent is a compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112006049239816-pat00001
Figure 112006049239816-pat00001

상기 화학식 1에서, n은 0 또는 1의 정수이며, R1은 수소(H), 또는 플루오르기(F)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬 또는 사이클로 알킬기이고, R2는 산소(O) 또는 질소(N)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌 또는 사이클로 알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴렌 또는 알킬아릴렌기이고, R3은 히드록시기(OH)를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 사이클로알킬기 또는 히드록시기(OH)를 포함하는 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 아릴알킬기 또는 알킬아릴기이다.In Formula 1, n is an integer of 0 or 1, R 1 is hydrogen (H), or an alkyl or cycloalkyl group having 1 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with fluorine (F), R 2 is oxygen ( O) or an alkylene or cycloalkylene group having 1 to 30 carbon atoms or unsubstituted or substituted with nitrogen (N), or an arylene or alkylarylene group having 6 to 10 carbon atoms, R 3 is a substitution comprising a hydroxy group (OH) or It is a C6-C30 aryl group, an arylalkyl group, or an alkylaryl group containing an unsubstituted C1-C30 alkyl group, a cycloalkyl group, or a hydroxyl group (OH).

화학 증폭형 포토레지스트, 산증식제, 광산 발생제, 감도 Chemically amplified photoresist, acid multiplier, photoacid generator, sensitivity

Description

산증식제 및 이를 포함하는 감광성 고분자{Acid amplifier and photosensitive polymer including the same}Acid amplifier and photosensitive polymer including same

도 1은 산증식제의 반응 메카니즘을 나타낸 도식도이다.1 is a schematic diagram showing a reaction mechanism of an acid multiplying agent.

도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 포토레지스트 조성물의 감도를 나타낸 그래프이다. 2 is a graph showing the sensitivity of the photoresist composition according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 포토레지스트 조성물의 최초 패턴이 쓰러지는 임계치수(FCCD; First collapse critical dimension)를 나타낸 그래프이다. FIG. 3 is a graph showing a first collapse critical dimension (FCCD) in which an initial pattern of a photoresist composition according to examples and comparative examples of the present invention falls.

도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 포토레지스트 조성물의 라인에지러프니스(LER)를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the line edge roughness (LER) of the photoresist composition according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.

본 발명은 산증식제(acid amplifier) 및 이를 포함하는 감광성 고분자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화학 증폭형 레지스트의 감도를 향상시킴으로써, 노 광부와 비노광부의 용해도 차이를 유발하여, 미세 패턴을 형성할 수 있는 산증식제 및 상기 산증식제를 감광성 고분자를 구성하는 단량체로 포함함으로써, 발생되는 산 확산의 제어가 용이하고, 라인에지러프니스를 향상시킬 수 있는 감광성 고분자에 관한 것이다.The present invention relates to an acid amplifier and a photosensitive polymer including the same, and more particularly, by improving the sensitivity of the chemically amplified resist, causing a difference in solubility of the exposed portion and the non-exposed portion, thereby forming a fine pattern. The present invention relates to a photosensitive polymer capable of easily controlling acid diffusion and improving line edge roughness by including an acid increasing agent and the acid increasing agent as monomers constituting the photosensitive polymer.

최근, 반도체 소자의 고집적화에 따라, 기가비트(Gigabit)급 이상의 기억용량을 가지는 다이나믹 랜덤 액서스 메모리(DRAM)의 개발이 활발히 진행되고 있다. 1기가 비트급 이상의 DRAM을 제조하기 위해서는, 100nm 이하의 선폭을 가지는 극미세 패턴을 형성하여야 한다. 이를 위하여, KrF 엑시머 레이저(248nm), ArF 엑시머 레이저(193nm) 등 단파장의 노광원을 사용하는 포토리소그라피 기술이 도입되었으며, 단파장의 노광원에서 고해상력을 가질 뿐만 아니라, 투명성, 건식 식각(dry etching) 내성, 하부 막질에 대한 접착성, 현상성, 감도(sensitivity) 등이 우수한 포토레지스트 조성물에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Recently, with the high integration of semiconductor devices, the development of dynamic random access memory (DRAM) having a storage capacity of more than a gigabit level has been actively progressed. In order to manufacture DRAM of 1 gigabit or more, an ultrafine pattern having a line width of 100 nm or less must be formed. To this end, photolithography technology using a short wavelength exposure source such as KrF excimer laser (248 nm) and ArF excimer laser (193 nm) has been introduced, and not only has high resolution in short wavelength exposure sources, but also transparency and dry etching. Research into photoresist compositions excellent in resistance, adhesion to lower film quality, developability, sensitivity, and the like is being actively conducted.

일반적으로, 포지티브 화학 증폭형 포토레지스트는 노광에 의하여 산(acid) 성분을 발생시키는 광산 발생제(photoacid generator: PAG) 및 산 성분에 의하여 분해되는 보호기가 결합된 감광성 고분자를 포함한다. 이러한 화학 증폭형 포토레지스트를 노광시키면, 광산 발생제로부터 산 성분이 생성되고, 생성된 산 성분이 고분자의 골격에 결합된 보호기를 연쇄적으로 분해시켜, 고분자의 용해도를 변화시킴으로서, 현상 공정 후, 높은 콘트라스트(contrast)를 갖는 패턴을 형성한다. 이 와 같은 화학 증폭형 포토레지스트를 이용한 포토리소그라피 공정에 있어서는, 노광된 포토레지스트에 존재하는 산(acid) 성분을 활성화 및 확산시키기 위하여, 노광 후 가열(post exposure bake: PEB) 공정을 수행한다. In general, the positive chemically amplified photoresist includes a photoacid generator (PAG) that generates an acid component by exposure and a photosensitive polymer having a protecting group decomposed by the acid component. When the chemically amplified photoresist is exposed, an acid component is generated from the photoacid generator, and the generated acid component serially decomposes the protecting group bonded to the skeleton of the polymer to change the solubility of the polymer. Form a pattern with high contrast. In the photolithography process using the chemically amplified photoresist, a post exposure bake (PEB) process is performed to activate and diffuse an acid component present in the exposed photoresist.

화학 증폭형 레지스트의 감도는 광산 발생제로부터 생성되는 산의 양과 산도(acid degree)에 의해 결정된다. 따라서 다량의 광산 발생제를 사용하여 레지스트의 감도를 향상시킬 수 있지만, 광산 발생제의 함량이 전체 레지스트 조성물에 대하여 10중량%를 초과할 경우, 광산 발생제 사이에서 회합이 발생하거나 큰 분광 흡수도를 필요로 하는 문제점이 발생된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 화학 증폭형 포토레지스트에 산증식제(acid amplifier)를 첨가하여, 감도를 증진시키는 방법이 시도되었다. 도 1은 산증식제의 반응 메카니즘을 나타낸 도식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 산증식제를 사용할 경우, 노광 후 가열(PEB)과정 동안 부가적인 산(H+)이 생성되므로, 감도 증진의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 노광 후 가열(PEB)과정 시 노광부의 광산 발생제로부터 생성된 산은 산증식제를 분해시키는 산 촉매 역할을 하고, 산증식제는 광산 발생제로부터 생성되는 산의 양보다 훨씬 많은 양의 산(H+)을 생성시킴으로써, 포토레지스트의 감도를 증진시킬 수 있으며, 포토레지스트의 감도가 증진되면 산에 민감한 고분자(COOR)의 연쇄적인 탈보호화 반응이 발생되어, 노광부와 비노광부의 용해도 차이가 증가됨으로써, 미세 패턴을 형성할 수 있다. 상기 산증식제는 (ⅰ)산 촉매반응에 의해 분해되어야 하고, (ⅱ) 산 부재시, 열적으로 안정해야 하며, (ⅲ)생성된 산은 촉매반응을 할 수 있을 정도로 강산이어야 한다. 따라서 상기 조건을 만족시키는 산증식제의 개발이 요구된다. The sensitivity of chemically amplified resists is determined by the amount of acid generated from the photoacid generator and the acid degree. Therefore, a large amount of photoacid generator can be used to improve the sensitivity of the resist, but when the content of the photoacid generator exceeds 10% by weight based on the total resist composition, the association between the photoacid generators or the large spectral absorption degree Problems requiring this occur. In order to solve this problem, a method of enhancing the sensitivity by adding an acid amplifier to the chemically amplified photoresist has been attempted. 1 is a schematic diagram showing a reaction mechanism of an acid multiplying agent. As shown in FIG. 1, when an acid increasing agent is used, additional acid (H + ) is generated during the post-exposure heating (PEB) process, so that an effect of sensitivity enhancement may be obtained. That is, during the post-exposure heating (PEB) process, the acid generated from the photoacid generator in the exposed part serves as an acid catalyst to decompose the acid multiplier, and the acid multiplier is much higher than the amount of acid generated from the photoacid generator. By generating (H + ), the sensitivity of the photoresist can be enhanced, and when the sensitivity of the photoresist is enhanced, a chain deprotection reaction of an acid-sensitive polymer (COOR) occurs, so that the solubility difference between the exposed portion and the non-exposed portion is different. By increasing, fine patterns can be formed. The acid multiplier must be decomposed by (iv) acid catalysis, (ii) thermally stable in the absence of acid, and (iii) the acid produced must be strong enough to catalyze the reaction. Therefore, the development of an acid multiplying agent that satisfies the above conditions is required.

따라서, 본 발명의 목적은 화학 증폭형 레지스트의 에너지 감도(energy sensitivity) 및 알카리 분해(alkali dissolution)에 대한 콘트라스트를 향상시키고, 플라즈마 에칭 내성을 강화시키는 산증식제 및 이를 포함하는 감광성 고분자를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an acid multiplier for improving the energy sensitivity and contrast of alkali dissolution of chemically amplified resists and enhancing plasma etching resistance, and a photosensitive polymer comprising the same. will be.

본 발명의 다른 목적은 가소제(plasticizer)로 작용하여 기질에 대한 접착력(adhesion)을 향상시키는 산증식제 및 이를 포함하는 감광성 고분자를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an acid multiplier which acts as a plasticizer to improve adhesion to a substrate and a photosensitive polymer comprising the same.

본 발명의 또 다른 목적은 발생되는 산 확산의 제어가 용이하고, 라인에지러프니스를 향상시키는 산증식제 및 이를 포함하는 감광성 고분자를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an acid multiplier for easily controlling acid diffusion generated and improving line edge roughness and a photosensitive polymer including the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 산증식제를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides an acid increasing agent represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112006049239816-pat00002
Figure 112006049239816-pat00002

상기 화학식 1에서, n은 0 또는 1의 정수이며, R1은 수소(H), 또는 플루오르기(F)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬 또는 사이클로 알킬기이고, R2는 산소(O) 또는 질소(N)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌 또는 사이클로 알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴렌 또는 알킬아릴렌기이고, R3은 히드록시기(OH)를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 사이클로알킬기 또는 히드록시기(OH)를 포함하는 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 아릴알킬기 또는 알킬아릴기이다.In Formula 1, n is an integer of 0 or 1, R 1 is hydrogen (H), or an alkyl or cycloalkyl group having 1 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with fluorine (F), R 2 is oxygen ( O) or an alkylene or cycloalkylene group having 1 to 30 carbon atoms or unsubstituted or substituted with nitrogen (N), or an arylene or alkylarylene group having 6 to 10 carbon atoms, R 3 is a substitution comprising a hydroxy group (OH) or It is a C6-C30 aryl group, an arylalkyl group, or an alkylaryl group containing an unsubstituted C1-C30 alkyl group, a cycloalkyl group, or a hydroxyl group (OH).

본 발명은 또한, 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 감광성 고분자를 제공한다. The present invention also provides a photosensitive polymer comprising a repeating unit represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112006049239816-pat00003
Figure 112006049239816-pat00003

상기 화학식 2에서, n은 0 또는 1의 정수이며, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소(H), 또는 플루오르기(F)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬 또는 사이클로 알킬기이고, R2는 산소(O) 또는 질소(N)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌 또는 사이클로 알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴렌 또는 알킬아릴렌기이고, R3은 히드록시기(OH)를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 사이클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 아릴알킬기 또는 알킬아릴기이고, R*는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하거나 포함하지 않는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 사이클로 알킬기이고, a 및 b는 상기 감광성 고분자를 구성하는 전체 반복 단위에 대한 상기 반복단위의 몰%로서, 각각 독립적으로 80~99몰%, 1~20몰%이다.In Formula 2, n is an integer of 0 or 1, R and R 1 are each independently hydrogen (H), or an alkyl or cycloalkyl group having 1 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with a fluorine group (F), R 2 is an alkylene or cycloalkylene group having 1 to 30 carbon atoms or unsubstituted or substituted with oxygen (O) or nitrogen (N) or an arylene or alkylarylene group having 6 to 10 carbon atoms, and R 3 is a hydroxy group (OH) A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group or an alkylaryl group, and R * includes or does not include an ether group or an ester group. An unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cycloalkyl group, a and b are mol% of the repeating units with respect to the total repeating units constituting the photosensitive polymer, each independently 80 to 99 mol% and 1 to 20 % A.

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

본 발명에 따른 산증식제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이다. Acid increasing agent according to the present invention is a compound represented by the following formula (1).

Figure 112006049239816-pat00004
Figure 112006049239816-pat00004

상기 화학식 1에서, n은 0 또는 1의 정수이며, R1은 수소(H), 또는 플루오르기(F)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬 또는 사이클로 알킬기이고, R2는 산소(O) 또는 질소(N)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌 또는 사이클로 알킬렌기 또는 벤젠기를 포함하는 탄화수소, 바람직하게는 탄소수 6 내지 10의 아릴렌 또는 알킬아릴렌기이고, R3은 히드록시기(OH)를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 사이클로알킬기 또는 히드록시기(OH) 및 벤젠기를 포함하는 탄화수소, 바람직하게는 히드록시기(OH)를 포함하는 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 아릴알킬기 또는 알킬아릴기이다.In Formula 1, n is an integer of 0 or 1, R 1 is hydrogen (H), or an alkyl or cycloalkyl group having 1 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with fluorine (F), R 2 is oxygen ( O) or a hydrocarbon containing an alkylene or cycloalkylene group or a benzene group having 1 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted with nitrogen (N), preferably an arylene or alkylarylene group having 6 to 10 carbon atoms, and R 3 is A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group or a hydrocarbon group containing a hydroxy group (OH) and a benzene group containing a hydroxy group (OH), preferably an aryl group having 6 to 30 carbon atoms including a hydroxy group (OH) , An arylalkyl group or an alkylaryl group.

상기 R1의 바람직한 예로는 H, CH3, CF3 등을 예시할 수 있고, 상기 R2의 바람직한 예로는

Figure 112006049239816-pat00005
,
Figure 112006049239816-pat00006
, CH2,
Figure 112006049239816-pat00007
등을 예시할 수 있고, R3의 바람직한 예로는
Figure 112006049239816-pat00008
,
Figure 112006049239816-pat00009
,
Figure 112006049239816-pat00010
,
Figure 112006049239816-pat00011
,
Figure 112006049239816-pat00012
,
Figure 112006049239816-pat00013
,
Figure 112006049239816-pat00014
,
Figure 112006049239816-pat00015
등을 예시할 수 있다.(여기서,
Figure 112006049239816-pat00016
표시는 결합부위를 나타낸다.)Preferred examples of R 1 may include H, CH 3 , CF 3 and the like, and preferred examples of R 2
Figure 112006049239816-pat00005
,
Figure 112006049239816-pat00006
, CH 2 ,
Figure 112006049239816-pat00007
And the like, and preferred examples of R 3 include
Figure 112006049239816-pat00008
,
Figure 112006049239816-pat00009
,
Figure 112006049239816-pat00010
,
Figure 112006049239816-pat00011
,
Figure 112006049239816-pat00012
,
Figure 112006049239816-pat00013
,
Figure 112006049239816-pat00014
,
Figure 112006049239816-pat00015
And the like can be exemplified.
Figure 112006049239816-pat00016
The mark indicates the joint.)

상기 산증식제의 R3은 히드록시기를 포함하여 분자 내 산발생 효율을 증진시 킬 수 있고, 또한 사이클릭 구조로 이루어져 있어 고분자 사이의 엉김 혹은 밀도를 감소시켜, 분자의 운동량을 증가시킬 수 있기 때문에, 열적으로 안정하며, 강산을 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라 가소제로 작용하여, 기질에 대한 접착력을 향상시킬 수 있다.R 3 of the acid multiplying agent can increase the acid generation efficiency in the molecule, including a hydroxy group, and also has a cyclic structure to reduce the entanglement or density between the polymer, thereby increasing the momentum of the molecule It is thermally stable and can generate strong acids as well as act as a plasticizer, improving adhesion to the substrate.

본 발명에 따른 상기 1로 표시되는 산증식제의 바람직한 예로는 하기 화학식 1a 내지 1h로 표시되는 화합물을 예시할 수 있다.Preferred examples of the acid multiplicant represented by 1 according to the present invention can illustrate a compound represented by the following formula 1a to 1h.

Figure 112006049239816-pat00017
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Figure 112006049239816-pat00018
Figure 112006049239816-pat00018

Figure 112006049239816-pat00019
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Figure 112006049239816-pat00020
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Figure 112006049239816-pat00021
Figure 112006049239816-pat00021

Figure 112006049239816-pat00022
Figure 112006049239816-pat00022

Figure 112006049239816-pat00023
Figure 112006049239816-pat00023

Figure 112006049239816-pat00024
Figure 112006049239816-pat00024

본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 산증식제는 히드록시기를 포함하는 화합물과 설포닐 클로라이드기를 포함하는 화합물의 축합반응에 의하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 히드록시기를 포함하는 화합물 및 설포닐 클로라이드기를 포함하는 화합물을 반응용매인 피리딘(pyridine)에 녹인 후, 0℃ 이하에서 1 내지 3시간동안 축합반응(발열반응) 시키고, 염산(HCl)을 첨가하여 피리딘을 제거한 후, 메탄올로 재결정하여, 상기 화학식 1로 표시되는 산증식제를 제조할 수 있다. The acid increasing agent represented by Chemical Formula 1 according to the present invention may be prepared by a condensation reaction of a compound containing a hydroxy group and a compound containing a sulfonyl chloride group. For example, as shown in Scheme 1 below, a compound containing a hydroxy group and a compound containing a sulfonyl chloride group are dissolved in pyridine, a reaction solvent, and then condensation reaction (exothermic) is performed at 0 ° C. or lower for 1 to 3 hours. Reaction), hydrochloric acid (HCl) is added to remove pyridine, and then recrystallized with methanol to prepare an acid multiply represented by Chemical Formula 1.

Figure 112006049239816-pat00025
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상기 반응식 1에서 n, R1, R2 및 R3은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다. In Scheme 1, n, R 1 , R 2 and R 3 are the same as defined in Chemical Formula 1.

본 발명은 또한, 하기 화학식 2로 표시되는, 산증식제를 포함하는 감광성 고분자를 제공한다. The present invention also provides a photosensitive polymer comprising an acid increasing agent represented by the following formula (2).

Figure 112006049239816-pat00026
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상기 화학식 2에서, n은 0 또는 1의 정수이며, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소(H), 또는 플루오르기(F)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬 또는 사이클로 알킬기이고, R2는 산소(O) 또는 질소(N)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌 또는 사이클로 알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴렌 또는 알킬아릴렌기이고, R3은 히드록시기(OH)를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 사이클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 아릴알킬기 또는 알킬아릴기이고, R*는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하거나 포함하지 않는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 사이클로 알킬기이고, a 및 b는 상기 감광성 고분자를 구성하는 전체 반복 단위에 대한 상기 반복단위의 몰%로서, 각각 독립적으로 80~99몰%, 1~20몰%이다.In Formula 2, n is an integer of 0 or 1, R and R 1 are each independently hydrogen (H), or an alkyl or cycloalkyl group having 1 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with a fluorine group (F), R 2 is an alkylene or cycloalkylene group having 1 to 30 carbon atoms or unsubstituted or substituted with oxygen (O) or nitrogen (N) or an arylene or alkylarylene group having 6 to 10 carbon atoms, and R 3 is a hydroxy group (OH) A substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group or an alkylaryl group, and R * includes or does not include an ether group or an ester group. An unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cycloalkyl group, a and b are mol% of the repeating units with respect to the total repeating units constituting the photosensitive polymer, each independently 80 to 99 mol% and 1 to 20 % A.

상기 감광성 고분자는, 본 발명에 따른 산증식제와 감광성 고분자 제조에 통상적으로 사용되는 단량체를 중합하여 제조될 수 있으며, 상기 통상적으로 사용되는 단량체는 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.The photosensitive polymer may be prepared by polymerizing an acid increasing agent according to the present invention and a monomer commonly used in the preparation of the photosensitive polymer, and the commonly used monomer may be represented by the following Chemical Formula 3.

Figure 112006049239816-pat00027
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상기 화학식 3에서, R 및 R*는 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같다.In Formula 3, R and R * are as defined in Formula 2.

상기 화학식 3의 단량체는 산에 민감한 보호기(R*)를 가지는 단량체로서, 상기 보호기(R*)로는, 비한정적으로 t-부틸, 테트라히드로피란-2-일, 2-메틸 테트라히드로피란-2-일, 테트라히드로퓨란-2-일, 2-메틸 테트라히드로퓨란-2-일, 1-메톡시 프로필, 1-메톡시-1-메틸에틸, 1-에톡시프로필, 1-에톡시-1-메틸에틸, 1-메톡시에틸, 1-에톡시에틸, t-부톡시에틸, 1-이소부톡시에틸 또는 2-아세틸멘트-1-일, 아다만틸 등을 예시할 수 있으며, 상기 보호기(R*)는 히드록시기, 할로겐기 등의 치환기로 치환될 수 있다. 여기서, 상기 산에 민감한 보호기란 산에 의해 탈리될 수 있는 그룹으로서, 포토레지스트 물질의 알칼리 현상액에 대한 용해 여부를 결정한다. 즉, 산에 민감한 보호기가 붙어있는 경우에는, 포토레지스트 물질이 알칼리 현상액에 의해 용해되는 것이 억제되지만, 빛의 자극을 받아 광산 발생제로부터 발생한 산에 의해, 산에 민감한 보호기가 탈리되면, 포토레지스트 물질이 현상액에 용해될 수 있게 된다. 상기 화학식 3으로 표시되는 단량체의 구체적인 예는 하기 화학식 3a 내지 3c로 표시될 수 있다.The monomer of Formula 3 is a monomer having an acid-sensitive protecting group (R * ), and as the protecting group (R * ), but not limited to t -butyl, tetrahydropyran-2-yl, 2-methyl tetrahydropyran-2 -Yl, tetrahydrofuran-2-yl, 2-methyl tetrahydrofuran-2-yl, 1-methoxy propyl, 1-methoxy-1-methylethyl, 1-ethoxypropyl, 1-ethoxy-1 -Methylethyl, 1-methoxyethyl, 1-ethoxyethyl, t -butoxyethyl, 1-isobutoxyethyl or 2-acetylment-1-yl, adamantyl and the like can be exemplified. R * ) may be substituted with a substituent such as a hydroxy group, a halogen group. Here, the acid-sensitive protecting group is a group that can be released by the acid, and determines whether or not the photoresist material is dissolved in the alkaline developer. That is, when an acid-sensitive protecting group is attached, the photoresist material is suppressed from being dissolved by the alkaline developer, but when the acid-sensitive protecting group is desorbed by the acid generated from the photoacid generator under stimulation of light, the photoresist is released. The substance can be dissolved in the developer. Specific examples of the monomer represented by Chemical Formula 3 may be represented by the following Chemical Formulas 3a to 3c.

Figure 112006049239816-pat00028
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Figure 112006049239816-pat00029
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Figure 112006049239816-pat00030
Figure 112006049239816-pat00030

또한, 상기 감광성 고분자는, 상기 화학식 3으로 표시되는, 산에 민감한 보호기를 가지는 단량체 외에도, 사이클로올레핀(예:말레익안하이드라이드) 단량체 등, 감광성 고분자의 제조에 통상적으로 사용되는 단량체, 가교 결합성 단량체 등을 더욱 포함할 수 있으며, 이들 보조 단량체의 함량은, 통상 전체 반복단위에 대하여 0 내지 5몰%이다. 본 발명에 따른 감광성 고분자는 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체일 수 있으며, 중량평균분자량(Mw)은 3,000 내지 100,000이고, 다분산도(Polydispersity)는 1.0 내지 5.0인 것이 바람직하다. 상기 중량평균분자량, 분산도가 상기 범위를 벗어나면, 포토레지스트막의 물성이 저하되거나, 포토레지스트막의 형성이 곤란하고, 패턴의 콘트라스트가 저하될 우려가 있다. 본 발명에 따른, 감광성 고분자의 측쇄에 붙어있는 산 증식제는 감광성 고분자와 직접 연결되어 있기 때문에, 이로부터 발생되는 산의 확산을 효율적으로 조절하여 라인에지러프니스를 개선시킬 수 있다. 상기 감광성 고분자의 구체적인 예는 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.In addition, the photosensitive polymer is a monomer commonly used in the production of photosensitive polymers, such as cycloolefin (eg maleic hydride) monomers, in addition to the monomer having an acid-sensitive protecting group represented by the formula (3), crosslinkability Monomers, etc. may be further included, and the content of these auxiliary monomers is 0-5 mol% with respect to a total repeating unit normally. The photosensitive polymer according to the present invention may be a block copolymer or a random copolymer, and a weight average molecular weight (Mw) is 3,000 to 100,000, and polydispersity is preferably 1.0 to 5.0. When the weight average molecular weight and the dispersion degree are outside the above ranges, the physical properties of the photoresist film may be reduced, or the formation of the photoresist film may be difficult, and the contrast of the pattern may be lowered. Since the acid increasing agent attached to the side chain of the photosensitive polymer according to the present invention is directly connected to the photosensitive polymer, it is possible to efficiently adjust the diffusion of acid generated therefrom to improve line edge roughness. Specific examples of the photosensitive polymer may be represented by the following formula (4).

Figure 112006049239816-pat00031
Figure 112006049239816-pat00031

상기 화학식 4에서, n, R, R1, R2 및 R3은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같고, R4는 수소, 메틸 또는 에틸기이고, a, b, c 및 d는 상기 감광성 고분자를 구성하는 전체 반복 단위에 대한 상기 반복단위의 몰%로서, 각각 독립적으로 1~60몰%, 1~60몰%, 1~60몰%, 1~20몰%이다.In Formula 4, n, R, R 1 , R 2 and R 3 are as defined in Formula 2, R 4 is hydrogen, methyl or ethyl group, a, b, c and d are constituting the photosensitive polymer As mol% of the said repeating unit with respect to all the repeating units, they are each independently 1-60 mol%, 1-60 mol%, 1-60 mol%, 1-20 mol%.

본 발명에 따른, 상기 감광성 고분자는, a)상기 화학식 1로 표시되는 산 증식제, 상기 산에 민감한 보호기를 갖는 단량체 및 중합 개시제를 중합용매에 용해시키고, b)상기 혼합물 용액을 질소, 아르곤 등의 불활성 분위기하에서, 30 내지 70℃ 온도에서 4 내지 24시간 동안 반응시켜서 제조할 수 있다. 또한, 상기 중합반응은 라디칼 중합 반응, 용액 중합 반응, 벌크 중합 반응 또는 금속 촉매를 이용한 중합 반응으로 수행될 수 있다. 또한 상기 제조 방법은 상기 (b) 반응 결과물을 디에틸에테르, 석유에테르 (petroleum ether), 메탄올, 에탄올 또는 이소프로판올을 포함하는 저급 알코올, 물, 이들의 혼합물 등을 사용하여 정제하는 단계를 더욱 포함할 수도 있다. 상기 중합용매로는 당업계에서 통상적으로 알려진 중합용매를 광범위하게 사용할 수 있고, 비한정적으로는 사이클로헥사논, 사이클로펜타논, 테트 라히드로푸란, 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드, 디옥산, 메틸에틸케톤, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 또는 이들의 혼합물을 예시할 수 있으며, 상기 중합개시제 역시 당업계에서 통상적으로 알려진 중합개시제를 광범위하게 사용할 수 있고, 비한정적으로는 벤조일퍼옥사이드, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 (AIBN), 아세틸퍼옥사이드, 라우릴퍼옥사이드, t-부틸퍼아세테이트, t-부틸하이드로퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드 또는 이들의 혼합물을 예시할 수 있다.According to the present invention, the photosensitive polymer is a) dissolving the acid increasing agent represented by the formula (1), the monomer having a protecting group sensitive to the acid and the polymerization initiator in a polymerization solvent, b) nitrogen, argon and the like In an inert atmosphere of, it can be prepared by reacting at a temperature of 30 to 70 ℃ for 4 to 24 hours. In addition, the polymerization may be performed by a radical polymerization reaction, a solution polymerization reaction, a bulk polymerization reaction or a polymerization reaction using a metal catalyst. In addition, the preparation method may further comprise the step of (b) purifying the reaction product using a lower alcohol, water, a mixture thereof, and the like, including diethyl ether, petroleum ether, methanol, ethanol or isopropanol. It may be. As the polymerization solvent, a polymerization solvent commonly known in the art may be widely used, but is not limited to cyclohexanone, cyclopentanone, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dioxane and methylethyl. Ketones, benzene, toluene, xylene, or mixtures thereof, and the polymerization initiator may also be widely used as polymerization initiators commonly known in the art, but is not limited to benzoyl peroxide, 2,2 '. Azobisisobutyronitrile (AIBN), acetyl peroxide, lauryl peroxide, t-butylperacetate, t-butylhydroperoxide, di-t-butylperoxide or mixtures thereof.

본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 산증식제를 포함하는 상기 화학식 2로 표시되는 감광성 고분자; 산을 발생시키는 광산 발생제; 및 유기용매를 포함하며, 필요에 따라 각종 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 화학식 2로 표시되는 감광성 고분자의 함량은 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 1 내지 30 중량%인 것이 바람직하며, 3 내지 15중량%이면 더욱 바람직하다. 만일 상기 감광성 고분자의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 코팅 후 남게 되는 레지스트층이 너무 얇아 원하는 두께의 패턴을 형성하기 어려울 뿐만 아니라, 기대하는 산증식의 효과를 얻지 못하고, 30중량%를 초과하면 코팅 균일성이 저하되고, 과도한 산발생량에 의해 콘트라스트가 감소되는 문제가 있다.Photoresist composition according to the invention is a photosensitive polymer represented by the formula (2) comprising an acid increasing agent; Photoacid generators generating acid; And an organic solvent, and may further include various additives as necessary. The content of the photosensitive polymer represented by Formula 2 is preferably 1 to 30% by weight, more preferably 3 to 15% by weight based on the total photoresist composition. If the content of the photosensitive polymer is less than 1% by weight, the resist layer remaining after coating may be too thin to form a pattern having a desired thickness, and may not obtain the expected effect of acid growth, and may exceed 30% by weight. There is a problem that the uniformity is lowered and the contrast is reduced by the excessive amount of acid generation.

상기 광산 발생제는 노광에 의해 H+ 등 산성분을 생성하여, 상기 감광성 고분자의 보호기를 탈보호시키는 역할을 하는 것으로서, 빛에 의해 산을 발생시킬 수 있는 화합물이면 무엇이든 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유기술폰산 등의 황화염계 화합물, 오니움염 등의 오니움염계 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 광산 발생제의 비한정적인 예로서는 157nm 및 193nm에서 흡광도가 적은 프탈이미도트리플루오로메탄술포네이트(phthalimidotrifluoromethane sulfonate), 디니트로벤질토실레이트(dinitrobenzyltosylate), n-데실디술폰(n-decyl disulfone), 나프틸이미도트리플루오로메탄술포네이트(naphthylimido trifluoromethane sulfonate), 디페닐요도염 헥사플루오로포스페이트(diphenyliodonium hexafluorophosphate), 디페닐요도염 헥사플루오로 아르세네이트(diphenyliodonium hexafluoroarsenate), 디페닐요도염 헥사플루오로 안티모네이트(diphenyliodonium hexafluoroantimonate), 디페닐파라메톡시페닐설포늄 트리플레이트(diphenylparamethoxyphenylsulfonium triflate), 디페닐파라톨루에닐설포늄 트리플레이트(diphenylparatoluenylsulfonium triflate), 디페닐파라이소부틸페닐설포늄 트리플레이트(diphenylpara-isobutyl phenylsulfonium triflate), 트리페닐설포늄 헥사플루오로 아르세네이트(triphenylsulfonium hexafluoroarsenate), 트리페닐설포늄 헥사플루오로 안티모네이트(triphenylsulfonium hexafluoro antimonate), 트리페닐설포늄 트리플레이트(triphenylsulfonium triflate), 디부틸나프틸설포늄 트리플레이트(dibutylnaphthylsulfonium triflate) 및 이들의 혼합물을 예시할 수 있다. 상기 광산 발생제의 함량은 상기 감광성 고분자 100중량부에 대해 0.05 내지 20중량부인 것이 바람직하다. 만약 0.05중량부 미만인 경우에는 포토레지스트 조성물의 빛에 대한 민감도가 저하되어 보호기의 탈보호가 곤란할 염려가 있고, 20중량 부를 초과하면 광산 발생제에서 다량의 산이 발생하여 레지스트 패턴의 단면이 불량해질 염려가 있다. The photoacid generator generates an acid component such as H + by exposure, and serves to deprotect the protecting group of the photosensitive polymer, and any compound capable of generating an acid by light may be used. Can be used sulfide salt compounds such as eutectic acid, onium salt compounds such as onium salts, and mixtures thereof. Non-limiting examples of photoacid generators include phthalimidotrifluoromethane sulfonate, dinitrobenzyltosylate, n-decyl disulfone, nap having low absorbance at 157 nm and 193 nm. Naphthylimido trifluoromethane sulfonate, diphenyliodonium hexafluorophosphate, diphenyliodonium hexafluoroarsenate, diphenyliodonium hexafluoroarsenate (diphenyliodonium hexafluoroarsenate) diphenyliodonium hexafluoroantimonate), diphenylparamethoxyphenylsulfonium triflate, diphenylparatoluenylsulfonium triflate, diphenylparaisobutylphenylsulfonium triflate , Triphenylsulfo Triphenylsulfonium hexafluoroarsenate, triphenylsulfonium hexafluoro antimonate, triphenylsulfonium triflate, dibutylnaphthylsulfonium triflate and Mixtures of these can be exemplified. The content of the photoacid generator is preferably 0.05 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the photosensitive polymer. If the amount is less than 0.05 parts by weight, the sensitivity of the photoresist composition to light may be deteriorated, which may make it difficult to deprotect the protecting group. If the amount is more than 20 parts by weight, a large amount of acid may be generated in the photoacid generator, resulting in poor cross section of the resist pattern. There is.

본 발명에 따른 포토레지스트 조성물의 나머지 성분을 구성하는 유기용매로는 포토레지스트 조성물의 제조에 통상적으로 사용되는 다양한 유기 용매를 광범위하게 사용할 수 있으며, 비한정적인 예로는 에틸렌글리콜모노메틸에틸, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 메틸이소아밀케톤, 사이클로헥산온, 디옥산, 메틸락테이트, 에틸락테이트, 메틸피루베이트, 에틸피루베이트, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시 프로피오네이트, N,N-디메틸포름아마이드, N,N-디메틸아세트아마이드, N-메틸 2-피롤리돈, 3-에톡시에틸프로피오네이트, 2-헵탄온, 감마-부티로락톤, 2-히드록시프로피온산에틸, 2-히드록시 2-메틸프로피온산에틸, 에톡시초산에틸, 히드록시초산에틸, 2-히드록시 3-메틸부탄산메틸, 3-메톡시 2-메칠프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시 2-메틸프로피온산에틸, 초산에틸, 초산부틸 및 이들의 혼합물을 예시할 수 있다.As the organic solvent constituting the remaining components of the photoresist composition according to the present invention can be used a wide variety of organic solvents commonly used in the preparation of the photoresist composition, non-limiting examples include ethylene glycol monomethyl ethyl, ethylene glycol Monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol, propylene glycol monoacetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, Methyl isoamyl ketone, cyclohexanone, dioxane, methyl lactate, ethyl lactate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxy propionate, ethyl ethoxy propionate, N, N-dimethylformamide , N, N-dimethylacetamide, N-methyl 2-pyrrolidone, 3-ethoxyethyl Propionate, 2-heptanone, gamma-butyrolactone, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy 2-methylpropionate, ethyl ethoxy acetate, ethyl hydroxy acetate, 2-hydroxy 3-methyl moiety Methyl carbonate, methyl 3-methoxy 2-methylpropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-methoxy 2-methylpropionate, ethyl acetate, butyl acetate and mixtures thereof.

또한, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 필요에 따라 유기염기를 더욱 포함할 수 있으며, 상기 유기염기의 비한정적인 예로는 트리에틸아민, 트리이소부 틸아민, 트리이소옥틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 및 이들의 혼합물을 예시할 수 있다. 상기 유기염기의 함량은 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.01 내지 10중량%인 것이 바람직하다. 유기염기의 함량이 0.01중량% 미만이면 레지스트 패턴에 티탑(t-top) 현상이 발생할 염려가 있고, 함량이 10중량%를 초과하면 포토레지스트 조성물의 감도가 떨어져 패턴 형성율이 저하될 염려가 있다. In addition, the photoresist composition according to the present invention may further include an organic base, if necessary, non-limiting examples of the organic base is triethylamine, triisobutylamine, triisooctylamine, diethanolamine, triethanol Amines and mixtures thereof can be exemplified. The content of the organic base is preferably 0.01 to 10% by weight based on the total photoresist composition. If the content of the organic base is less than 0.01% by weight, a t-top phenomenon may occur in the resist pattern, and if the content is more than 10% by weight, the sensitivity of the photoresist composition may be reduced and the pattern formation rate may be lowered. .

본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 상기 산증식제를 포함하는 상기 화학식 2로 표시되는 감광성 고분자, 산을 발생시키는 광산 발생제, 유기용매 및 각종 첨가제를 배합하고, 필요에 따라 필터로 여과하여 제조할 수 있다.The photoresist composition according to the present invention may be prepared by mixing the photosensitive polymer represented by Formula 2 including the acid increasing agent, a photoacid generator for generating an acid, an organic solvent, and various additives, and filtering with a filter as necessary. Can be.

본 발명에 따른 포토레지스트 조성물을 이용하여, 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해서는, 먼저, 실리콘 웨이퍼, 알루미늄 기판 등의 기판에 스핀 코터 등을 이용하여 상기 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트막을 형성하고, 상기 포토레지스트막을 소정 패턴으로 노광한 다음, 노광된 포토레지스트 패턴을 노광 후 가열하고, 현상하는 통상의 포토리소그래피 공정으로 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 원하는 패턴을 갖는 반도체 소자를 제공할 수 있다. 상기 노광 공정은 ArF 뿐만 아니라 KrF, F2, EUV(Extreme Ultra Violet), VUV(Vacuum Ultra Violet), E-빔, X-선, 이머젼 리소그래피(Immersion lithography) 또는 이온빔을 이용할 수 있고, 1 내지 100mJ/cm2의 노광에너지로 수행하는 것이 바람직하다. 또한 상기 현상 공정에 사용되는 현상액으로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 테트라메틸암모늄 히드록사이드(TMAH) 등의 알칼리성 화합물을 0.1 내지 10중량%의 농도로 용해시킨 알칼리 수용액을 사용할 수 있으며, 필요에 따라 상기 현상액에 메탄올, 에탄올 등과 같은 수용성 유기용매 및 계면활성제를 적정량 첨가하여 사용할 수도 있다. 또한 이와 같은 현상 공정을 수행한 후에는 초순수로 기판을 세정하는 세정 공정을 더욱 수행할 수도 있다. In order to form a photoresist pattern using the photoresist composition according to the present invention, first, the photoresist composition is applied to a substrate such as a silicon wafer or an aluminum substrate using a spin coater to form a photoresist film. After exposing the photoresist film with a predetermined pattern, and then forming the photoresist pattern by a conventional photolithography process in which the exposed photoresist pattern is exposed and heated after exposure and developed, a semiconductor device having a desired pattern can be provided. The exposure process may use not only ArF but also KrF, F 2 , Extreme Ultra Violet (EUV), Vacuum Ultra Violet (VUV), E-beam, X-ray, Immersion lithography or ion beam, and 1 to 100 mJ. It is preferable to carry out with an exposure energy of / cm 2 . The developing solution used in the developing step may be an aqueous alkaline solution prepared by dissolving an alkaline compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) in a concentration of 0.1 to 10 wt% , An appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, etc. and a surfactant may be added to the developer. In addition, after the development process, the cleaning process may be further performed to clean the substrate with ultrapure water.

이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. The following examples are intended to illustrate the present invention more specifically, but the scope of the present invention is not limited by the following examples.

[실시예 1-1] 화학식 1a로 표시되는 산증식제 제조 Example 1-1 Preparation of Acid Multiplier Represented by Chemical Formula 1a

500mL 플라스크에 하기 화학식 5a로 표시되는 화합물 1g(8.61mmol) 및 피리딘 100mL을 첨가한 후, 0℃를 유지하며 교반한 용액에, 하기 화학식 6a로 표시되는 화합물 2.34g(10.33mmol)이 피리딘 30mL에 녹은 용액을 0℃를 유지하며 적가하고, 2시간동안 교반한 후, 20℃ 이하의 온도를 유지하면서, 차가운 10% 염산(HCl) 200mL를 첨가하여 중화시켰다. 중화 후 생성된 화합물을 여과하고, 10% HCl과 물로 3 내지 5번 세척한 후, 메탄올 200mL로 재결정하여 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물을 74.1%의 수율로 제조하였다{1H-NMR, CDCl3: H(d, 6.15), H(d, 5.58), CH(m, 4.86), CH2(t, 4.15), CH2(t, 3.41), CH(m, 3.35), CH2(m, 2.13), CH3(m, 1.93), 4CH2(m, 1.40)}. 1 g (8.61 mmol) of the compound represented by the following formula (5a) and 100 mL of pyridine were added to a 500 mL flask, and then 2.34 g (10.33 mmol) of the compound represented by the following formula (6a) was added to 30 mL of pyridine in a stirred solution at 0 ° C. The melted solution was added dropwise while maintaining 0 ° C., stirred for 2 hours, and neutralized by adding 200 mL of cold 10% hydrochloric acid (HCl) while maintaining the temperature below 20 ° C. After neutralization, the resulting compound was filtered, washed 3 to 5 times with 10% HCl and water, and then recrystallized with 200 mL of methanol to obtain a compound represented by Chemical Formula 1a in a yield of 74.1%. {1H-NMR, CDCl 3 : H (d, 6.15), H (d, 5.58), CH (m, 4.86), CH 2 (t, 4.15), CH 2 (t, 3.41), CH (m, 3.35), CH 2 (m, 2.13 ), CH 3 (m, 1.93), 4CH 2 (m, 1.40)}.

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[실시예 1-2] 화학식 1b로 표시되는 산증식제 제조 Example 1-2 Preparation of Acid Extender Represented by Formula (1b)

하기 화학식 5b로 표시되는 화합물 1g(7.80mmol) 및 상기 화학식 6a로 표시되는 화합물 2.12g(9.36mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 상기 화학식 1b로 표시되는 화합물을 75.5%의 수율로 제조하였다{1H-NMR, CDCl3: H(d, 6.15), H(d, 5.58), CH(t, 4.88), CH2(t, 4.15), CH2(t, 3.41), CH(t, 3.37), CH2(m, 2.13), CH3(m, 1.93), 2CH, (m, 1.60), 3CH2(m, 1.47)}.A compound represented by Chemical Formula 1b in the same manner as in Example 1-1, except that 1 g (7.80 mmol) of Compound 5b and 2.12 g (9.36 mmol) of Compound 6a were used. Was prepared in a yield of 75.5% {1H-NMR, CDCl 3 : H (d, 6.15), H (d, 5.58), CH (t, 4.88), CH 2 (t, 4.15), CH 2 (t, 3.41), CH (t, 3.37), CH 2 (m, 2.13), CH 3 (m, 1.93), 2CH, (m, 1.60), 3CH 2 (m, 1.47)}.

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Figure 112006049239816-pat00034

[실시예 1-3] 화학식 1c로 표시되는 산증식제 제조 Example 1-3 Preparation of Acid Extender Represented by Chemical Formula 1c

하기 화학식 5c로 표시되는 화합물 1g(4.42mmol) 및 하기 화학식 6b로 표시되는 화합물 1.25g(5.30mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 상기 화학식 1c로 표시되는 화합물을 70.9%의 수율로 제조하였다{H-NMR, CDCl3: H(d, 5.89), H(d, 5.49), CH(t, 4.85), CH2(s, 3.59), CH(t, 3.34), CH3(m, 1.93), 2CH(m, 1.61), 2CH3(s, 1.35), 10CH2(m, 1.29)}.A compound represented by Chemical Formula 1c in the same manner as in Example 1-1, except that 1 g (4.42 mmol) of Compound 5c and 1.25 g (5.30 mmol) of Chemical Formula 6b were used. Was prepared in a yield of 70.9% {H-NMR, CDCl 3 : H (d, 5.89), H (d, 5.49), CH (t, 4.85), CH 2 (s, 3.59), CH (t, 3.34 ), CH 3 (m, 1.93), 2CH (m, 1.61), 2CH 3 (s, 1.35), 10CH 2 (m, 1.29)}.

Figure 112006049239816-pat00035
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Figure 112006049239816-pat00036

[실시예 1-4] 화학식 1d로 표시되는 산증식제 제조 [Example 1-4] The acid-amplifier producing represented by the following general formula 1d

하기 화학식 5d로 표시되는 화합물 1g(5.87mmol) 및 상기 화학식 6b로 표시되는 화합물 1.69g(7.05mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 상기 화학식 1d로 표시되는 화합물을 70.4%의 수율로 제조하였다{H-NMR, CDCl3: H(d, 5.89), H(d, 5.49), CH2(s, 3.59), CH3(m, 1.93), 4CH2(t, 1.62), 4CH2(m, 1.51), 2CH3(s, 1.35)}.A compound represented by Chemical Formula 1d in the same manner as in Example 1-1, except that 1g (5.87 mmol) of Compound 5d and 1.69 g (7.05 mmol) of Compound 6b were used. Was prepared in a yield of 70.4% {H-NMR, CDCl 3 : H (d, 5.89), H (d, 5.49), CH 2 (s, 3.59), CH 3 (m, 1.93), 4CH 2 (t , 1.62), 4CH 2 (m, 1.51), 2CH 3 (s, 1.35)}.

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[실시예 1-5] 화학식 1e로 표시되는 산증식제 제조 Example 1-5 Acid Producing Agents Represented by Chemical Formula 1e

하기 화학식 5e로 표시되는 화합물 1g(5.87mmol) 및 하기 화학식 6c로 표시되는 화합물 1.09g(7.05mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 상기 화학식 1e로 표시되는 화합물을 81.7%의 수율로 제조하였다{H-NMR, CDCl3: CH(m, 4.77), 2H(d, 4.75), CH2(s, 4.08), CH(m, 3.20), CH3(s, 1.71), 2CH(m, 1.60), 2CH2(m, 1.44), 4CH2(m, 1.29)}.A compound represented by Chemical Formula 1e in the same manner as in Example 1-1, except that 1 g (5.87 mmol) of Compound 5e and 1.09 g (7.05 mmol) of Compound 6c were used. Was prepared in a yield of 81.7% {H-NMR, CDCl 3 : CH (m, 4.77), 2H (d, 4.75), CH 2 (s, 4.08), CH (m, 3.20), CH 3 (s, 1.71), 2CH (m, 1.60), 2CH 2 (m, 1.44), 4CH 2 (m, 1.29)}.

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[실시예 1-6] 화학식 1f로 표시되는 산증식제 제조 Example 1-6 Preparation of Acid Proliferator Represented by Formula (1f)

하기 화학식 5f로 표시되는 화합물 1g(5.37mmol) 및 상기 화학식 6c로 표시되는 화합물 1g(6.44mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 상기 화학식 1f로 표시되는 화합물을 78.8%의 수율로 제조하였다{H-NMR, CDCl3: 2CH(d, 7.55), 2CH(d, 7.31), 2CH(d, 7.27), 2CH(d, 6.79), 2H(d, 4.75), CH2(s, 4.08), CH3(s, 1.71)}.A compound represented by Chemical Formula 1f was prepared by the same method as Example 1-1, except that 1 g (5.37 mmol) of Compound 5f and Compound 1g (6.44 mmol) represented by Chemical Formula 6c were used. It was prepared in a yield of 78.8% {H-NMR, CDCl 3 : 2CH (d, 7.55), 2CH (d, 7.31), 2CH (d, 7.27), 2CH (d, 6.79), 2H (d, 4.75), CH 2 (s, 4.08), CH 3 (s, 1.71)}.

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Figure 112006049239816-pat00040

[실시예 1-7] 화학식 1g로 표시되는 산증식제 제조 Example 1-7 Acid Producing Agent Represented by Chemical Formula 1g

하기 화학식 5g로 표시되는 화합물 1g(6.93mmol) 및 하기 화학식 6d로 표시되는 화합물 1.80g(8.32mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 상기 화학식 1g로 표시되는 화합물을 80.5%의 수율로 제조하였다{H-NMR, CDCl3: 2CH(d, 7.89), 2CH(d, 7.64), H(d, 5.33), H(d, 4.96), 2CH2(t, 3.49), CH3(s, 1.71), 2CH(m, 1.62), 4CH2(m, 1.25)}.A compound represented by Chemical Formula 1g in the same manner as in Example 1-1, except that 1 g (6.93 mmol) of Compound represented by Chemical Formula 5g and 1.80 g (8.32 mmol) of Compound represented by Chemical Formula 6d were used. Was prepared in a yield of 80.5% {H-NMR, CDCl 3 : 2CH (d, 7.89), 2CH (d, 7.64), H (d, 5.33), H (d, 4.96), 2CH 2 (t, 3.49 ), CH 3 (s, 1.71), 2CH (m, 1.62), 4CH 2 (m, 1.25)}.

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Figure 112006049239816-pat00042

[실시예 1-8] 화학식 1h로 표시되는 산증식제 제조 Example 1-8 Acid Producing Agents Represented by Chemical Formula 1h

하기 화학식 5h로 표시되는 화합물 1g(5.09mmol) 및 상기 화학식 6d로 표시되는 화합물 1.32g(6.11mmol)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 동일한 방법으로 상기 화학식 1h로 표시되는 화합물을 80.3%의 수율로 제조하였다{H-NMR, CDCl3: 2CH(d, 7.89), 2CH(d, 7.64), H(d, 5.33), H(d, 4.96), 2CH2(t, 3.49), CH3(s, 1.71), 2CH(m, 1.65), 4CH(M, 1.48), 4CH2(M, 1.43)}.A compound represented by Chemical Formula 1h in the same manner as in Example 1-1, except that 1 g (5.09 mmol) of Compound 5h and 1.32 g (6.11 mmol) of Compound 6d were used. Was prepared in a yield of 80.3% {H-NMR, CDCl 3 : 2CH (d, 7.89), 2CH (d, 7.64), H (d, 5.33), H (d, 4.96), 2CH 2 (t, 3.49 ), CH 3 (s, 1.71), 2CH (m, 1.65), 4CH (M, 1.48), 4CH 2 (M, 1.43)}.

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Figure 112006049239816-pat00043

[실시예 2-1] 상기 실시예 1-1에서 제조한 산증식제를 포함하는 감광성 고분자 제조 Example 2-1 Preparation of Photosensitive Polymer Including Acid Producing Agent Prepared in Example 1-1

반응기에 상기 화학식 1a로 표시되는 산증식제 8g, 하기 화학식 3a로 표시되는 화합물 25.8g, 하기 화학식 3b로 표시되는 화합물 13.3g, 하기 화학식 3c로 표시되는 화합물 12.3g 및 아조비스(이소부티로니트릴)(AIBN) 3g를 넣고, 반응물을 무수 THF 200ml에 용해시킨 후, 동결방법으로 앰플(ampoule)을 사용하여 가스를 제거하고, 가스가 제거된 반응물을 66℃에서 12시간 동안 중합반응 시켰다. 중합반응이 완결된 후, 과량의 디에틸에테르에 상기 반응물을 천천히 적가하면서 침전시킨 후, 침전물을 다시 THF로 용해하였고, 용해된 반응물을 디에틸 에테르에서 재침전시켜, 하기 화학식 4a로 표시되는 고분자를 73.1%의 수율로 제조하였다(분자량(Mw):7,888, 다분산도(polydispersity):1.81).8 g of the acid increasing agent represented by Chemical Formula 1a, 25.8 g of Compound represented by Chemical Formula 3a, 13.3 g of Compound represented by Chemical Formula 3b, 12.3 g of Compound represented by Chemical Formula 3c, and azobis (isobutyronitrile) ) (AIBN) 3g was added, the reaction was dissolved in anhydrous THF 200ml, the gas was removed using an ampoule (freeze method), and the gas-free reaction was polymerized at 66 ° C. for 12 hours. After the polymerization was completed, the precipitate was slowly added dropwise to an excess of diethyl ether, followed by precipitation. The precipitate was dissolved again with THF, and the dissolved reactant was reprecipitated in diethyl ether to give a polymer represented by the following Chemical Formula 4a. Was prepared in a yield of 73.1% (Molecular weight (Mw): 7,888, polydispersity: 1.81).

[화학식 3a][Chemical Formula 3]

Figure 112006049239816-pat00044
Figure 112006049239816-pat00044

[화학식 3b](3b)

Figure 112006049239816-pat00045
Figure 112006049239816-pat00045

[화학식 3c][Chemical Formula 3c]

Figure 112006049239816-pat00046
Figure 112006049239816-pat00046

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[실시예 2-2] 상기 실시예 1-2에서 제조한 산증식제를 포함하는 감광성 고분자 제조 [Example 2-2] The photosensitive polymer containing the acid proliferator prepared in Example 1-2 Preparation

상기 실시예 1-1에서 제조한 화학식 1a로 표시되는 산증식제 8g 대신에, 실시예 1-2에서 제조한 1b로 표시되는 산증식제 8.3g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 하기 화학식 4b로 표시되는 고분자를 72.4%의 수율로 제조하였다(분자량(Mw):7,254, 다분산도(polydispersity):1.69).Example 2-1 except that 8.3g of the acid increasing agent represented by 1b prepared in Example 1-2 was used instead of 8g of the acid increasing agent represented by Formula 1a prepared in Example 1-1. In the same manner as in the polymer represented by the following formula 4b was prepared in a yield of 72.4% (molecular weight (Mw): 7,254, polydispersity: 1.69).

Figure 112006049239816-pat00048
Figure 112006049239816-pat00048

[실시예 2-3] 상기 실시예 1-3에서 제조한 산증식제를 포함하는 감광성 고분자 제조 [Example 2-3] The photosensitive polymer containing the above-described one acid-amplifier manufactured by the manufacturing example 1-3

상기 실시예 1-1에서 제조한 화학식 1a로 표시되는 산증식제 8g 대신에, 실시예 1-3에서 제조한 1c로 표시되는 산증식제 11.2g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 하기 화학식 4c로 표시되는 고분자를 75.5%의 수율로 제조하였다(분자량(Mw):7,629, 다분산도(polydispersity):1.72).Example 2-1, except that 11.2 g of the acid increasing agent represented by 1c prepared in Example 1-3 was used instead of 8 g of the acid increasing agent represented by Chemical Formula 1a prepared in Example 1-1. The polymer represented by the following Chemical Formula 4c was prepared in the same manner as in the yield of 75.5% (molecular weight (Mw): 7,629, polydispersity: 1.72).

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Figure 112006049239816-pat00049

[실시예 2-4] 상기 실시예 1-4에서 제조한 산증식제를 포함하는 감광성 고분자의 제조 [Example 2-4] Preparation of a photosensitive polymer containing the acid proliferator prepared in Examples 1 to 4

상기 실시예 1-1에서 제조한 화학식 1a로 표시되는 산증식제 8g 대신에, 실시예 1-4에서 제조한 1d로 표시되는 산증식제 9.7g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 하기 화학식 4d로 표시되는 고분자를 70.9%의 수율로 제조하였다(분자량(Mw):7,677, 다분산도(polydispersity):1.69).Example 2-1 except that 9.7 g of the acid increasing agent represented by 1d prepared in Example 1-4 was used instead of 8 g of the acid increasing agent represented by Chemical Formula 1a prepared in Example 1-1. In the same manner as in the polymer represented by the following formula 4d was prepared in a yield of 70.9% (molecular weight (Mw): 7,677, polydispersity: 1.69).

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Figure 112006049239816-pat00050

[실시예 2-5] 상기 실시예 1-5에서 제조한 산증식제를 포함하는 감광성 고분자 제조 [Example 2-5] The photosensitive polymer containing the acid proliferator prepared in Example 1-5 Preparation

상기 실시예 1-1에서 제조한 화학식 1a로 표시되는 산증식제 8g 대신에, 실시예 1-5에서 제조한 1e로 표시되는 산증식제 7.5g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 하기 화학식 4e로 표시되는 고분자를 70.1%의 수율로 제조하였다(분자량(Mw):8,190, 다분산도(polydispersity):1.75).Example 2-1, except that 7.5g of the acid multiplier represented by 1e prepared in Example 1-5 was used instead of 8g of the acid multiplier represented by Formula 1a prepared in Example 1-1 A polymer represented by the following Chemical Formula 4e was prepared in the same manner as in the yield of 70.1% (molecular weight (Mw): 8,190, polydispersity: 1.75).

Figure 112006049239816-pat00051
Figure 112006049239816-pat00051

[실시예 2-6] 상기 실시예 1-6에서 제조한 산증식제를 포함하는 감광성 고분자 제조 [Example 2-6] The photosensitive polymer containing the acid proliferator prepared in Example 1-6 Preparation

상기 실시예 1-1에서 제조한 화학식 1a로 표시되는 산증식제 8g 대신에, 실시예 1-6에서 제조한 1f로 표시되는 산증식제 7.9g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 하기 화학식 4f로 표시되는 고분자를 75.3%의 수율로 제조하였다(분자량(Mw):7,336, 다분산도(polydispersity):1.81).Example 2-1 except that 7.9 g of the acid increasing agent represented by 1f prepared in Example 1-6 was used instead of 8 g of the acid increasing agent represented by Chemical Formula 1a prepared in Example 1-1. A polymer represented by the following Chemical Formula 4f was prepared in the same manner as in the yield of 75.3% (molecular weight (Mw): 7,336, polydispersity: 1.81).

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Figure 112006049239816-pat00052

[실시예 2-7] 상기 실시예 1-7에서 제조한 산증식제를 포함하는 감광성 고분자 제조 [Example 2-7] The photosensitive polymer containing the acid proliferator prepared in Example 1-7 Preparation

상기 실시예 1-1에서 제조한 화학식 1a로 표시되는 산증식제 8g 대신에, 실시예 1-7에서 제조한 1g로 표시되는 산증식제 8.4g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 하기 화학식 4g로 표시되는 고분자를 76.1%의 수율로 제조하였다(분자량(Mw):7,997, 다분산도(polydispersity):1.74).Example 2-1, except that 8.4g of the acid multiplier represented by 1g prepared in Example 1-7 was used instead of 8g of the acid multiplier represented by Formula 1a prepared in Example 1-1. A polymer represented by the following Chemical Formula 4g was prepared in the same manner as in the yield of 76.1% (molecular weight (Mw): 7,997, polydispersity: 1.74).

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Figure 112006049239816-pat00053

[실시예 2-8] 상기 실시예 1-8에서 제조한 산증식제를 포함하는 감광성 고분자 제조 Example 2-8 Preparation of Photosensitive Polymer Containing Acid Producing Agent Prepared in Example 1-8

상기 실시예 1-1에서 제조한 화학식 1a로 표시되는 산증식제 8g 대신에, 실시예 1-8에서 제조한 1h로 표시되는 산증식제 9.8g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 하기 화학식 4h로 표시되는 고분자를 69.4%의 수율로 제조하였다(분자량(Mw):7,543, 다분산도(polydispersity):1.77).Example 2-1 except that 9.8 g of the acid increasing agent represented by 1h prepared in Example 1-8 was used instead of 8g of the acid increasing agent represented by Chemical Formula 1a prepared in Example 1-1. A polymer represented by the following Chemical Formula 4h was prepared in the same manner as in the yield of 69.4% (molecular weight (Mw): 7,543, polydispersity: 1.77).

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Figure 112006049239816-pat00054

[비교예 1] 산증식제를 포함하지 않는 감광성 고분자 제조 [Comparative Example 1] Preparation of photosensitive polymer containing no acid increasing agent

산증식제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일한 방법 으로 하기 화학식 7로 표시되는 고분자를 70.2%의 수율로 제조하였다(분자량(Mw):8,001, 다분산도(polydispersity):1.84).A polymer represented by the following Chemical Formula 7 was prepared in a yield of 70.2% in the same manner as in Example 2-1, except that no acid increasing agent was used (molecular weight (Mw): 8,001, polydispersity) : 1.84).

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Figure 112006049239816-pat00055

[실시예 3-1 내지 3-8 및 비교예 2] 상기 실시예 2-1 내지 2-8 및 비교예 1에서 제조한 감광성 고분자를 포함하는 포토레지스트 조성물 제조 [Examples 3-1 to 3-8 and Comparative Example 2] Preparation of a photoresist composition containing the photosensitive polymer prepared in Examples 2-1 to 2-8 and Comparative Example 1

상기 실시예 2-1에서 제조한 감광성 고분자 1g 및 프탈이미도트리플루오로메탄술포네이트 0.05g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 14g에 녹인 후, 0.20㎛ 필터로 여과시켜 포토레지스트 조성물을 제조하였고(실시예 3-1), 상기 실시예 2-1에서 제조한 감광성 고분자 1g 대신에, 실시예 2-2 내지 2-8 및 비교예 1에서 제조한 감광성 고분자 1g를 사용한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다(실시예 3-2 내지 3-8 및 비교예 2). 1 g of the photosensitive polymer prepared in Example 2-1 and 0.05 g of phthalimidotrifluoromethanesulfonate were dissolved in 14 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and then filtered through a 0.20 μm filter to prepare a photoresist composition. (Example 3-1), except that 1g of the photosensitive polymer prepared in Examples 2-2 to 2-8 and Comparative Example 1 was used instead of 1g of the photosensitive polymer prepared in Example 2-1. Photoresist compositions were prepared in the same manner (Examples 3-2 to 3-8 and Comparative Example 2).

[실시예 4-1 내지 4-8 및 비교예 3] 포토레지스트 조성물을 사용한 노광 패턴형성 및 감도 측정 [Examples 4-1 to 4-8 and Comparative Example 3] Exposure pattern formation and sensitivity measurement using photoresist composition

상기 실시예 3-1 내지 3-8 및 비교예 2에서 제조한 포토레지스트 조성물을 0.1㎛의 두께로 헥사메틸디실라잔(HMDS)으로 처리된 실리콘 웨이퍼의 피식각층 상 부에 스핀 코팅하여 포토레지스트 박막을 제조한 후, 100℃(또는 120℃)의 오븐 또는 열판에서 90초 동안 소프트 열처리를 하고, 개구수가 0.6인 ArF 레이저 노광장비를 이용하여 노광한 후, 100℃(또는 120℃)에서 90초 동안 다시 가열(bake)하였다. 가열된 웨이퍼를 2.38중량% 테트라메틸암모늄하이드록사이드(TMAH) 수용액에 30초 동안 침지하여 현상함으로서, 0.1㎛의 동일라인(equal line) 및 스페이스(L/S) 패턴을 형성하였고, 이때의 감도, 최초 패턴이 쓰러지는 임계치수(FCCD; First collapse critical dimension) 및 라인에지러프니스(LER)를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 포지티브 레지스트에서 감도는 현상에 의하여 노광부의 포토레지스트를 완전히 제거하는데 필용한 최소량의 노광량으로 정의된다.Photoresist was prepared by spin coating the photoresist composition prepared in Examples 3-1 to 3-8 and Comparative Example 2 on the etched layer of the silicon wafer treated with hexamethyldisilazane (HMDS) to a thickness of 0.1 μm. After manufacturing the thin film, soft heat treatment for 90 seconds in an oven or hot plate at 100 ℃ (or 120 ℃), exposed using an ArF laser exposure equipment having a numerical aperture of 0.6, and then 90 at 100 ℃ (or 120 ℃) Bake again for a second. The heated wafer was immersed in a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution for 30 seconds and developed to form an equal line and a space (L / S) pattern of 0.1 μm at the same time. The first collapse critical dimension (FCCD) and line edge roughness (LER) were measured and shown in Table 1 below. Sensitivity in the positive resist is defined as the minimum amount of exposure necessary to completely remove the photoresist of the exposed portion by development.

포토레지스트 조성물Photoresist composition 감도(mJ/cm2)Sensitivity (mJ / cm 2 ) FCCD(nm)FCCD (nm) LER(nm)LER (nm) 실시예 3-1Example 3-1 2424 69.169.1 3.13.1 실시예 3-2Example 3-2 2424 64.864.8 2.92.9 실시예 3-3Example 3-3 2929 67.467.4 3.03.0 실시예 3-4Example 3-4 2929 67.367.3 3.33.3 실시예 3-5Example 3-5 2626 69.969.9 3.23.2 실시예 3-6Examples 3-6 3131 71.171.1 3.53.5 실시예 3-7Examples 3-7 2727 68.268.2 3.63.6 실시예 3-8Examples 3-8 2626 65.765.7 3.73.7 비교예 2Comparative Example 2 3838 7575 4.74.7

상기 표 1로부터, 본 발명에 따른 산증식제를 포함하는 포토레지스트 조성물(실시예 3-1 내지 3-8)을 사용하여 패턴을 형성할 경우, 산증식제를 포함하지 않은 포토레지스트 조성물(비교예 2)에 비하여, 에너지 감도(energy sensitivity), 최초 패턴이 쓰러지는 임계치수(FCCD) 및 라인에지러프니스(LER)가 향상되어, 미세한 패턴을 형성함을 알 수 있다.From Table 1, when the pattern is formed using a photoresist composition (Examples 3-1 to 3-8) containing an acid increasing agent according to the present invention, a photoresist composition containing no acid increasing agent (comparison Compared to Example 2, it can be seen that the energy sensitivity, the critical dimension FCCD and the line edge roughness LER are improved, thereby forming a fine pattern.

도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 포토레지스트 조성물의 감도를 나타낸 그래프이고, 도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 포토레지스트 조성물의 최초 패턴이 쓰러지는 임계치수(FCCD; First collapse critical dimension)를 나타낸 그래프이며, 도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 포토레지스트 조성물의 라인에지러프니스(LER)를 나타낸 그래프이다. 2 is a graph showing the sensitivity of the photoresist composition according to the Examples and Comparative Examples of the present invention, Figure 3 is a critical dimension (FCCD; First fall) the first pattern of the photoresist composition according to the Examples and Comparative Examples of the present invention collapse critical dimension), Figure 4 is a graph showing the line edge roughness (LER) of the photoresist composition according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 산증식제 및 이를 포함하는 이를 포함하는 감광성 고분자는 화학 증폭형 레지스트의 감도 및 알카리 분해에 대한 콘트라스트를 향상시키고, 플라즈마 에칭내성을 강화시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따른 산증식제 및 이를 포함하는 감광성 고분자는 가소제로 작용하여 기질에 대한 접착력을 향상시킬 수 있으며, 산증식제가 감광성 고분자를 이루고 있기 때문에, 발생되는 산 확산의 제어가 용이하고, 라인에지러프니스를 향상시킬 수 있다.As described above, the acid increasing agent and the photosensitive polymer including the same according to the present invention may improve the sensitivity of the chemically amplified resist and contrast against alkali decomposition, and enhance plasma etching resistance. In addition, the acid increasing agent and the photosensitive polymer including the same according to the present invention can act as a plasticizer to improve adhesion to the substrate, and since the acid increasing agent forms a photosensitive polymer, it is easy to control the acid diffusion generated. Edge roughness can be improved.

Claims (7)

하기 화학식 1로 표시되는 산증식제.An acid increasing agent represented by the following formula (1). [화학식 1][Formula 1]
Figure 112013046423478-pat00056
Figure 112013046423478-pat00056
상기 화학식 1에서, n은 1이며, R1은 수소(H), 또는 플루오르기(F)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬 또는 사이클로 알킬기이고, R2는 산소(O) 또는 질소(N)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌 또는 사이클로 알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴렌 또는 알킬아릴렌기이고, R3은 히드록시기(OH)를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 사이클로알킬기 또는 히드록시기(OH)를 포함하는 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 아릴알킬기 또는 알킬아릴기이다.In Formula 1, n is 1, R 1 is hydrogen (H), or an alkyl or cycloalkyl group having 1 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with a fluorine group (F), R 2 is oxygen (O) or nitrogen An alkylene or cycloalkylene group having 1 to 30 carbon atoms substituted or unsubstituted with (N) or an arylene or alkylarylene group having 6 to 10 carbon atoms, and R 3 is a substituted or unsubstituted carbon atom containing a hydroxy group (OH) It is a C6-C30 aryl group, an arylalkyl group, or an alkylaryl group containing an alkyl group, a cycloalkyl group, or a hydroxyl group (OH) of 1-30.
제 1항에 있어서, 상기 산증식제는
Figure 112013046423478-pat00057
,
Figure 112013046423478-pat00058
,
Figure 112013046423478-pat00059
, 및
Figure 112013046423478-pat00060
로 표시되는 군으로부터 선택되는 것인 산증식제.
According to claim 1, wherein the acid multiplying agent
Figure 112013046423478-pat00057
,
Figure 112013046423478-pat00058
,
Figure 112013046423478-pat00059
, And
Figure 112013046423478-pat00060
Acid increasing agent which is selected from the group represented by.
하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 감광성 고분자.A photosensitive polymer comprising a repeating unit represented by the following formula (2). [화학식 2][Formula 2]
Figure 112013046423478-pat00065
Figure 112013046423478-pat00065
상기 화학식 2에서, n은 1이며, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소(H), 또는 플루오르기(F)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬 또는 사이클로 알킬기이고, R2는 산소(O) 또는 질소(N)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌 또는 사이클로 알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴렌 또는 알킬아릴렌기이고, R3은 히드록시기(OH)를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 사이클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 아릴알킬기 또는 알킬아릴기이고, R*는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하거나 포함하지 않는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 사이클로 알킬기이고, a 및 b는 상기 감광성 고분자를 구성하는 전체 반복 단위에 대한 상기 반복단위의 몰%로서, 각각 독립적으로 80~99몰%, 1~20몰%이다.In Formula 2, n is 1, R and R 1 are each independently hydrogen (H), or an alkyl or cycloalkyl group having 1 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with fluorine (F), R 2 is oxygen (O) or a C 1-30 alkylene or cycloalkylene group substituted or unsubstituted with nitrogen (N) or an arylene or alkylarylene group having 6 to 10 carbon atoms, R 3 is a substitution comprising a hydroxy group (OH) Or an unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group or an alkylaryl group, and R * includes or does not include an ether group or an ester group. It is an alkyl group or a cycloalkyl group of 1-20, and a and b are mol% of the said repeating unit with respect to the total repeating unit which comprises the said photosensitive polymer, and are each independently 80-99 mol% and 1-20 mol%.
제 3항에 있어서, 상기 감광성 고분자는 하기 화학식 4로 표시되는 것인 감광성 고분자.The photosensitive polymer according to claim 3, wherein the photosensitive polymer is represented by the following Chemical Formula 4. [화학식 4][Formula 4]
Figure 112006049239816-pat00066
Figure 112006049239816-pat00066
상기 화학식 4에서, n, R, R1, R2 및 R3은 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같고, R4는 수소, 메틸 또는 에틸기이고, a, b, c 및 d는 상기 감광성 고분자를 구성하는 전체 반복 단위에 대한 상기 반복단위의 몰%로서, 각각 독립적으로 1~60몰%, 1~60몰%,1~60몰%,1~20몰%이다.In Formula 4, n, R, R 1 , R 2 and R 3 are as defined in Formula 2, R 4 is hydrogen, methyl or ethyl group, a, b, c and d are constituting the photosensitive polymer As mol% of the said repeating unit with respect to all the repeating units, they are each independently 1-60 mol%, 1-60 mol%, 1-60 mol%, 1-20 mol%.
하기 화학식 2로 표시되는 감광성 고분자;A photosensitive polymer represented by Formula 2 below; 산을 발생시키는 광산 발생제; 및Photoacid generators generating acid; And 유기용매를 포함하는 포토레지스트 조성물.Photoresist composition comprising an organic solvent. [화학식 2][Formula 2]
Figure 112013046423478-pat00067
Figure 112013046423478-pat00067
상기 화학식 2에서, n은 1이며, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소(H), 또는 플루오르기(F)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬 또는 사이클로 알킬기이고, R2는 산소(O) 또는 질소(N)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌 또는 사이클로 알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴렌 또는 알킬아릴렌기이고, R3은 히드록시기(OH)를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 사이클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 아릴알킬기 또는 알킬아릴기이고, R*는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하거나 포함하지 않는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 사이클로 알킬기이고, a 및 b는 상기 감광성 고분자를 구성하는 전체 반복 단위에 대한 상기 반복단위의 몰%로서, 각각 독립적으로 80~99몰%, 1~20몰%이다.In Formula 2, n is 1, R and R 1 are each independently hydrogen (H), or an alkyl or cycloalkyl group having 1 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with fluorine (F), R 2 is oxygen (O) or a C 1-30 alkylene or cycloalkylene group substituted or unsubstituted with nitrogen (N) or an arylene or alkylarylene group having 6 to 10 carbon atoms, R 3 is a substitution comprising a hydroxy group (OH) Or an unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group or an alkylaryl group, and R * includes or does not include an ether group or an ester group. It is an alkyl group or a cycloalkyl group of 1-20, and a and b are mol% of the said repeating unit with respect to the total repeating unit which comprises the said photosensitive polymer, and are each independently 80-99 mol% and 1-20 mol%.
제 5항에 있어서, 상기 포토레지스트 조성물은 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 1 내지 30중량%의 감광성 고분자, 상기 감광성 고분자 100중량부에 대하여 0.05 내지 20중량부의 광산 발생제 및 나머지 유기용매로 이루어진 것인 포토레지스트 조성물.The photoresist composition of claim 5, wherein the photoresist composition comprises 1 to 30% by weight of the photosensitive polymer based on the total photoresist composition, 0.05 to 20 parts by weight of the photoacid generator and the remaining organic solvent based on 100 parts by weight of the photosensitive polymer. Photoresist composition. 하기 화학식 2로 표시되는 감광성 고분자; 산을 발생시키는 광산 발생제; 및 유기용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 기판에 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 단계; 및A photosensitive polymer represented by Formula 2 below; Photoacid generators generating acid; And applying a photoresist composition comprising an organic solvent to the substrate to form a photoresist film. And 상기 포토레지스트막을 소정 패턴으로 노광한 다음, 노광된 포토레지스트 패턴을 노광 후 가열하고, 현상하는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.Exposing the photoresist film in a predetermined pattern; and then heating and developing the exposed photoresist pattern after exposure. [화학식 2][Formula 2]
Figure 112013046423478-pat00068
Figure 112013046423478-pat00068
상기 화학식 2에서, n은 1이며, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소(H), 또는 플루오르기(F)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬 또는 사이클로 알킬기이고, R2는 산소(O) 또는 질소(N)로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬렌 또는 사이클로 알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴렌 또는 알킬아릴렌기이고, R3은 히드록시기(OH)를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 사이클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 아릴알킬기 또는 알킬아릴기이고, R*는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하거나 포함하지 않는, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 사이클로 알킬기이고, a 및 b는 상기 감광성 고분자를 구성하는 전체 반복 단위에 대한 상기 반복단위의 몰%로서, 각각 독립적으로 80~99몰%, 1~20몰%이다.In Formula 2, n is 1, R and R 1 are each independently hydrogen (H), or an alkyl or cycloalkyl group having 1 to 30 carbon atoms unsubstituted or substituted with fluorine (F), R 2 is oxygen (O) or a C 1-30 alkylene or cycloalkylene group substituted or unsubstituted with nitrogen (N) or an arylene or alkylarylene group having 6 to 10 carbon atoms, R 3 is a substitution comprising a hydroxy group (OH) Or an unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, an arylalkyl group or an alkylaryl group, and R * includes or does not include an ether group or an ester group. It is an alkyl group or a cycloalkyl group of 1-20, and a and b are mol% of the said repeating unit with respect to the total repeating unit which comprises the said photosensitive polymer, and are each independently 80-99 mol% and 1-20 mol%.
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KR20050108277A (en) * 2004-05-12 2005-11-16 주식회사 동진쎄미켐 Photoactive monomer, photosensitive polymer and chemically amplified photoresist composition including the same

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