KR101590608B1 - 신규한 이소시아누레이트 화합물 및 이를 포함하는 반사방지막 조성물 - Google Patents

신규한 이소시아누레이트 화합물 및 이를 포함하는 반사방지막 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 리소그라피 공정에 사용되는 반사방지막 조성물에 관한 것으로 더욱 상세하게는 반사방지막의 굴절률을 향상시키기 위한 새로운 이소시아누레이트 화합물 및 이를 포함하는 반사방지막 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 신규한 이소시아누레이트 화합물은 반도체 제조 공정용 반사방지막 조성물을 제조하는 핵심 재료로서, 굴절률이 높고, 에칭속도가 빠르면서 코팅물성이 뛰어난 특징이 있다. 본 발명의 반사방지막 조성물은 코팅 균일도가 우수하여 편차가 큰 웨이퍼에서도 뛰어난 평탄화 특성을 나타낸다.

Description

신규한 이소시아누레이트 화합물 및 이를 포함하는 반사방지막 조성물 {Novel isocyanurate compounds and anti-reflective coating composition containing the same}
본 발명은 반도체 리소그라피 공정에 사용되는 반사방지막 조성물에 관한 것으로 더욱 상세하게는 반사방지막의 굴절률을 향상시키기 위한 새로운 이소시아누레이트 화합물 및 이를 포함하는 반사방지막 조성물에 관한 것이다.
반도체 배선의 미세화를 위해서는 선행공정인 포토공정에서의 기술개발이 선행되어야 한다. 특히 포토 공정에서 포토레지스트의 해상도는 반도체 배선의 미세화에 직접적인 영향을 미치는 인자이다. 포토레지스트 패턴의 미세화가 선행되지 않고서는 배선의 미세화는 불가능하기 때문이다.
패턴의 미세화를 위해 포토레지스트 막의 두께는 계속해서 감소하고 있다. 두께가 높을수록 패턴의 해상도가 떨어질 뿐만 아니라 형성된 패턴의 안정성도 저하되어 패턴이 쓰러지거나 휘어지는 현상이 발생하기 때문이다. 포토레지스트를 이용하여 양호한 패턴을 형성하기 위해서는 반사방지막의 사용은 필수적이다. 반사방지막을 사용함으로 인해 패턴의 부착력을 향상시킬 수 있고 레이저 반사를 최소화함으로 인해 패턴 형상을 최적화할 수 있기 때문이다. 반사방지막을 사용하지 않으면 부착력이 떨어질 뿐만 아니라 기판에서 반사되는 빛에 의해 패턴이 변형되는 현상이 나타난다.
반도체 제조 공정에서 반사방지막은 크게 세 가지 기능이 있다. 첫번째로는 웨이퍼 기판에서 반사되는 레이저 빛을 흡수하는 기능이 있다. 이는 노광 공정 중에 사용하는 레이저 빛의 반사를 최소화하여 패턴 형상을 최적화하기 위함이다. 그러나 굴절률이 낮을 경우 반사방지막의 두께가 높아지게 되고 이는 에칭 공정에서 단점으로 작용한다. 이를 위해서는 굴절률이 높은 화합물이 반사방지막 재료로는 더 적합하다고 할 수 있다.
두번째로는 웨이퍼 표면에 포토레지스트의 부착력을 향상시키는 기능으로 일반적인 유기 화합물은 웨이퍼와 부착력이 떨어진다. 반사방지막을 사용하지 않고 포토레지스트를 웨이퍼 표면에 도포한 후 패터닝할 경우 패턴이 웨이퍼 표면에서 떨어지는 현상이 많이 발생한다. 그러나 반사방지막을 도포한 후 포토레지스트의 패터닝 공정을 진행하는 경우에는 패턴이 웨이퍼 표면에서 떨어지는 현상은 현저하게 감소하게 된다.
세번째로는 단차가 있는 웨이퍼 표면을 평탄화시켜 주는 기능이다. 웨이퍼 표면이 단차가 있는 경우에는 노광공정에서 패턴 형성의 정밀도가 매우 떨어지게 된다. 이는 노광 공정에서 렌즈 포커스(Focus)가 맞지 않아 패턴 정밀도를 저하시키게 된다. 웨이퍼 표면의 단차를 최소화하기 위해서는 고분자 화합물보다는 저분자화합물이 유리한 면이 있다. 고분자 화합물의 경우 코팅 후 경화과정에서 물질이동이 적은 반면에 저분자 화합물의 경우에는 경화과정에서 물질이동이 활발하게 진행되고 이에 따른 평탄화도 진행되게 된다.
또한, 포토레지스트를 이용하여 패턴을 형성한 후에는 하부 메탈막을 에칭하는 공정을 진행하게 된다. 한국등록특허 제 10-0465866호에서는 반사방지막을 사용하였으나, 반사방지막의 두께가 두꺼워 포토레지스트 막을 많이 소실시키게 되고 이는 하부 메탈막을 에칭하는 과정에서 단점으로 작용한다. 이를 위해 반사방지막의 두께를 최소한으로 낮추기 위해서는 굴절률이 높은 화합물을 필요로 한다. 그러나 고굴절률을 갖는 폴리머 화합물의 합성은 어려울 뿐만 아니라 정제와 재현성에도 문제가 있다. 따라서 안정적인 반사방지막 조성물을 제조하기 위해서는 원재료의 합성 재현성이 매우 중요하다고 할 수 있다.
에칭 과정에서 포토레지스트의 두께 감소를 최소화할 수 있는 방법으로는 반사방지막의 에칭속도를 높이는 방법이 있다. 에칭속도는 일반적으로 화합물 내에 포함되어 있는 탄소의 함량과 반비례한다. 화합물 내에 질소와 산소의 함량이 높을수록 에칭속도는 빨라지게 된다. 더 나아가 편차가 있는 기판에서의 평탄화 특성을 향상시키기 위해서는 저분자 화합물로 구성된 반사방지막이 필요하다.
한국 등록특허공보 제 10-0465866호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 에칭속도가 빠르면서 고굴절률을 갖는 새로운 화합물과 이를 포함하는 반사방지막 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 반사방지막 조성물은 편차가 있는 기판에서의 평탄화 특성이 우수한 장점이 있다.
또한, 에칭속도가 느릴 경우에는 에칭공정에서 포토레지스트 막을 많이 소실시키는 단점이 있다. 에칭속도는 화합물 내에 포함되어 있는 탄소의 함량에 반비례 하기 때문에 본 발명은 탄소 함량이 적은 이소시아누레이트 화합물을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 높은 굴절률, 빠른 에칭속도, 우수한 접착력과 평탄화 특성을 갖는 새로운 화합물과 이를 이용한 반사방지막 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 이소시아누레이트 화합물에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112015078042113-pat00001
[상기 화학식 1에서,
R1 내지 R3는 각각 독립적으로
Figure 112015078042113-pat00002
,
Figure 112015078042113-pat00003
, 수소, 치환 또는 비치환된 (C1~C20)알킬기, 치환 또는 비치환된 (C2~C20)알케닐기, 치환 또는 비치환된 (C6~C20)아릴기 및 치환 또는 비치환된(C3~C20)시클로알킬기에서 선택되는 어느 하나이고;
L1 내지 L5는 각각 독립적으로 단일결합, (C1~C20)알킬렌기, (C6~C20)아릴렌기 및 (C3~C20)시클로알킬렌기에서 선택되는 어느 하나이고;
A1 내지 A10은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 (C1~C20)알킬기, 치환 또는 비치환된 (C2~C20)알케닐기, 치환 또는 비치환된 (C6~C20)아릴기 및 치환 또는 비치환된(C3~C20)시클로알킬기에서 선택되는 어느 하나이고;
단, R1 내지 R3 중에서 2개 이상은 각각 독립적으로
Figure 112015078042113-pat00004
와
Figure 112015078042113-pat00005
에서 선택되는 기를 포함한다.]
본 발명은 상기 신규한 이소시아누레이트 화합물을 포함하는 반사방지막 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 신규한 이소시아누레이트 화합물은 반도체 제조 공정용 반사방지막 조성물을 제조하는 핵심 재료로서, 굴절률이 높고, 에칭속도가 빠르면서 코팅물성이 뛰어난 특징이 있다. 본 발명의 반사방지막 조성물은 코팅 균일도가 우수하여 편차가 큰 웨이퍼에서도 뛰어난 평탄화 특성을 나타낸다.
이하 본 발명에 따른 이소시아누레이트 화합물 및 이를 포함하는 반사방지막 조성물을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 이소시아누레이트 화합물에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112015078042113-pat00006
[상기 화학식 1에서,
R1 내지 R3는 각각 독립적으로
Figure 112015078042113-pat00007
,
Figure 112015078042113-pat00008
, 수소, 치환 또는 비치환된 (C1~C20)알킬기, 치환 또는 비치환된 (C2~C20)알케닐기, 치환 또는 비치환된 (C6~C20)아릴기 및 치환 또는 비치환된(C3~C20)시클로알킬기에서 선택되는 어느 하나이고;
L1 내지 L5는 각각 독립적으로 단일결합, (C1~C20)알킬렌기, (C6~C20)아릴렌기 및 (C3~C20)시클로알킬렌기에서 선택되는 어느 하나이고;
A1 내지 A10은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 (C1~C20)알킬기, 치환 또는 비치환된 (C2~C20)알케닐기, 치환 또는 비치환된 (C6~C20)아릴기 및 치환 또는 비치환된(C3~C20)시클로알킬기에서 선택되는 어느 하나이고;
단, R1 내지 R3 중에서 2개 이상은 각각 독립적으로
Figure 112015078042113-pat00009
와
Figure 112015078042113-pat00010
에서 선택되는 기를 포함한다.]
더욱 구체적으로 예를 들어 설명하면 하기 화학식 2 내지 5 중에서 선택되는 어느 하나인 이소시아누레이트 화합물에 관한 것이다.
[화학식 2]
Figure 112015078042113-pat00011
[화학식3]
Figure 112015078042113-pat00012
[화학식 4]
Figure 112015078042113-pat00013
[화학식 5]
Figure 112015078042113-pat00014
[상기 화학식 2 내지 5에서,
R4 내지 R7은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 (C1~C20)알킬기, 치환 또는 비치환된 (C2~C20)알케닐기, 치환 또는 비치환된 (C6~C20)아릴기 및 치환 또는 비치환된(C3~C20)시클로알킬기에서 선택되는 어느 하나이다.]
본 발명의 이소시아누레이트 화합물을 몇 가지 예를 들어 설명하면, 하기 화학식 6 내지 9로 표시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 6]
Figure 112015078042113-pat00015
[화학식 7]
Figure 112015078042113-pat00016
[화학식 8]
Figure 112015078042113-pat00017
[화학식 9]
Figure 112015078042113-pat00018
본 발명의 화학식 6 내지 9의 이소시아누레이트 화합물을 합성하는 반응식은 다음과 같다.
[반응식 1] 화학식 6의 합성
Figure 112015078042113-pat00019
[반응식 2] 화학식 7의 합성
Figure 112015078042113-pat00020
[반응식 3] 화학식 8의 합성
Figure 112015078042113-pat00021
[반응식 4] 화학식 9의 합성
Figure 112015078042113-pat00022
상기 반응식 1 내지 4에서, 이소시아누레이트 화합물은 반응촉매로 3차 아민 화합물 또는 4차 암모니움 화합물 등을 사용하여 형성 할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 3차 아민 화합물로는 트리에틸아민, 디이소프로필에틸아민, 트리부틸아민 등을 사용할 수 있고, 4차 암모니움 화합물로는 테트라메틸암모니움 클로라이드, 벤질트리에틸암모니움 클로라이드 등을 사용할 수 있다.
촉매를 사용할 경우 반응 온도는 50 내지 150℃ 범위에서 5시간 이내에 수행하는 것이 부 생성물을 최소화 하기 위해 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때, 반응용매로는 원재료 화합물을 잘 용해시킬 수 있는 용매라면 제한되지 않고 사용할 수 있으나, 예를 들면 디메틸 포름아마이드, 디메틸 아세트아마이드, 메틸 피롤리돈, 에틸 아세테이트, 아세톤, 아세토니트릴, 메틸 에틸 케톤 등을 사용 할 수 있다.
본 발명의 상기 이소시아누레이트 화합물은 단독으로 사용할 수도 있고, 2가지 이상의 화합물과 혼합하여 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 이소시아누레이트 화합물은 분자 내에 존재하는 하이드록시기 부분을 반응성기로 이용하여 다른 모노머들과 축합반응하여 고분자 화합물을 제조할 수 있다.
본 발명의 축합반응에 필요한 모노머는 2개 이상 반응성기를 갖는 하기 화학식 9의 할라이드 화합물, 화학식 10의 이소시아네이트 화합물, 화학식 11의 안하이드라이드 화합물을 들 수 있으나, 특별히 이들 화합물로 제한되는 것은 아니다.
[화학식 10]
Figure 112015078042113-pat00023
[화학식 12]
Figure 112015078042113-pat00024
[화학식 12]
Figure 112015078042113-pat00025
[상기 화학식 9 내지 11에서,
X는 불소원자, 염소원자, 브롬원자 또는 요오드원자이고,
R8 내지 R11은 각각 독립적으로 단일결합, (C1~C20)알킬렌기, (C2~C20)알케닐렌기, (C6~C20)아릴렌기 또는 (C~C20)시클로알킬렌기 이고,
n은 1 내지 10의 정수이다.]
본 발명의 화학식 1로 표시되는 이소시아누레이트 화합물 1종 이상과 화학식 10 내지 12로 표시되는 화합물 1종 이상을 촉매 존재 하에서 가열 교반하여 축합반응을 통해 고분자 화합물이 생성될 수 있다.
본 발명의 고분자 화합물을 합성하기 위한 반응촉매로는 3차 아민 화합물, 피리딘 유도체 또는 강염기를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예를들면, 3차 아민 화합물로는 트리에틸 아민, 디이소프로필에틸아민 등을 사용할 수 있고, 피리딘 유도체로는 피리딘 또는 디메틸아미노피리딘 등을 사용할 수 있고, 강한 염기로는 DBU(1,8-Diazabicycloundec-7-ene), TEDA(Triethylene diamine) 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 고분자 화합물을 합성하기 위한 반응 온도는 110 내지 170℃에서 반응하는 것이 원활한 반응 속도를 유지할 수 있어서 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 반응 용매로는 모노머와 생성되는 고분자를 잘 녹이는 용매라면 제한되지 않으나, 예를 들면, 디메틸 포름아마이드, 디메틸아세트 아마이드, 메틸 피롤리돈, 에틸 아세테이트 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 고분자 화합물은 스타이렌 환산 평균 분자량이 2,000 내지 20,000인 것이 용해도가 우수하고, 코팅성이 좋아 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 상기 이소시아누레이트 화합물을 포함하는 반사방지막 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 반사방지막 조성물은 상기 반응에서 얻어진 단분자 이소시아누레이트 화합물 또는 축합반응하여 얻어진 고분자 화합물을 전체 반사방지막 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 3 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위내에서 높은 굴절률과 우수한 에칭속도를 발현할 수 있다.
본 발명의 반사방지막 조성물은 가교제, 산 발생제 (또는 산 촉매), 유기용매 및 계면활성제 중에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 반사방지막 조성물에서 가교제는 이소시아누레이트 화합물을 가교시켜 반사방지막을 형성시키기 위한 것으로, 하기 화학식 13 내지 15로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 이외에도 트리글리시딜 이소시안우레이트 또는 트리스(2-하이드록시에틸) 이소시안우레이트 등을 사용할 수 있다. 가교제는 반사방지막 조성물 100중량부에 대하여 0.01 내지 0.3 중량부 사용하는 것이 균일한 코팅면을 형성하는데 있어 바람직하다.
[화학식 13]
Figure 112015078042113-pat00026
[화학식 14]
Figure 112015078042113-pat00027
[화학식 15]
Figure 112015078042113-pat00028
본 발명의 반사방지막 조성물에서 산 발생제는, 빛에 감응하여 산을 발생시키는 화합물을 산 발생제라 한다. 본 발명의 산발생제는 반사방지막 형성시 일어나는 가교 반응을 활성화시키기 위한 촉매로써, 하기 화학식 16 내지 20으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 산 발생제는 반사방지막 조성물 100중량부에 대하여 0.01 내지 0.2 중량부를 사용하는 것이 경화반응을 촉진시켜 바람직하다.
[화학식 16]
Figure 112015078042113-pat00029
[화학식 17]
Figure 112015078042113-pat00030
[화학식 18]
Figure 112015078042113-pat00031
[화학식 19]
Figure 112015078042113-pat00032
[화학식 20]
Figure 112015078042113-pat00033
본 발명의 반사방지막 조성물에서 상기 유기용매는 사이클로헥사논, 2-헵타논, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸 아세테이트, 감마-부티로락톤, 에틸 락테이트, 디메틸 술폭사이드, 디메틸 아세트아마이드 및 N-메틸 피롤리돈 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 반사방지막 조성물에서 계면활성제는 구체적으로 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르류를 포함하는 비이온계 계면활성제를 들 수 있으며, 함량은 특별히 제한되지 않으나, 반사방지막 조성물 100중량부에 대하여, 0.01 내지 0.05중량부를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 반도체 공정용 반사방지막 조성물을 웨이퍼 위에 도포하는 단계 및 상기 반사방지막 조성물이 도포된 웨이퍼를 200 내지 250℃로 가열하는 단계를 포함하여 반도체 공정용 반사방지막을 형성 할 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1] 반응식 1의 합성
플라스크에 비스(메톡시카르보닐에틸)이소시아누레이트 30g과 트리글리시딜 이소시아누레이트 10g을 디메틸 포름아미드 200g에 녹인 후 테트라메틸암모니움 클로라이드 0.8g을 첨가하고 반응온도를 110℃까지 승온시켰다. 이 온도에서 5시간 동안 교반시킨 후 상온으로 냉각하여 에틸 아세테이트 200g으로 희석시킨 후 증류수로 세 번 세척한 후 유기층을 분리하여 에틸 아세테이트 용매를 진공 제거하여 화학식 6의 화합물 38g을 수득하였다.
1H-NMR (300 MHz, CDCl3) : δ2.7(t, 12H), 3.7(s, 18H), 4.2(m, 27H)
[실시예 2] 반응식 2의 합성
플라스크에 비스(메톡시카르보닐에틸)이소시아누레이트 20g과 알릴디글리시딜 이소시아누레이트 9g을 디메틸 포름아이이드 150g에 녹인 후 테트라메틸암모니움 클로라이드 0.6g을 첨가하고 반응온도를 110℃까지 승온시켰다. 이 온도에서 5시간 동안 교반시킨 후 상온으로 냉각하여 에틸 아세테이트 150g으로 희석시킨 후 증류수로 세 번 세척한 후 유기층을 분리하여 에틸 아세테이트 용매를 진공 제거하여 화학식 7의 화합물 21g을 수득하였다.
1H-NMR (300 MHz, CDCl3) : δ2.7(t, 8H), 3.7(s, 12H), 4.2(m, 18H), 4.5(d, 2H), 5.3(dd, 2H), 5.9(m, 1H)
[실시예 3] 반응식 3의 합성
플라스크에 디알릴글리시딜이소시아누레이트 12g과 트리스(2-카르복시에틸) 이소시아누레이트 19g을 디메틸 포름아이이드 150g에 녹인 후 테트라메틸암모니움 클로라이드 0.6g을 첨가하고 반응온도를 110℃까지 승온시켰다. 이 온도에서 5시간 동안 교반시킨 후 상온으로 냉각하고 에틸 아세테이트 150g으로 희석시킨 후 증류수로 세 번 세척한 후 유기층을 분리하여 에틸 아세테이트 용매를 진공 제거하여 화학식 8의 화합물 24g을 수득하였다.
1H-NMR (300 MHz, CDCl3) : δ2.7(t, 6H), 4.2(m, 21H), 4.5(d, 12H), 5.3(dd, 12H), 5.9(m, 6H)
[실시예 4] 반응식 4의 합성
플라스크에 디알릴글리시딜 이소시안우레이트 12g과 비스(2-카르복시에틸) 이소시아누레이트 23g을 디메틸 포름아이이드 165g에 녹인 후 테트라메틸암모니움 클로라이드 0.7g을 첨가하고 반응온도를 110℃까지 승온시켰다. 이 온도에서 5시간 동안 교반시킨 후 상온으로 냉각하고 에틸 아세테이트 165g으로 희석시킨 후 증류수로 세 번 세척한 후 유기층을 분리하여 에틸 아세테이트 용매를 진공 제거하여 화학식 9의 화합물 29g을 수득하였다.
1H-NMR (300 MHz, CDCl3) : δ2.7(t, 4H), 4.2(m, 19H), 4.5(m, 12H), 5.3(m, 12H), 5.9(m, 6H)
[실시예 5] 실시예 2의 화합물과 디이소시아네이트의 축합반응
플라스크에 실시예 2에서 얻은 화합물 15g과 헥사메틸 디이소시아네이트 3g을 디메틸 포름아마이드 100g에 녹인 후 촉매로 DBU 0.9g을 첨가한 후 반응온도를 130℃까지 승온시켜 5시간 동안 교반시킨 후 상온으로 냉각하여 과량의 증류수에 서서히 첨가하였다. 생성된 고분자 화합물을 여과한 후 건조하여 16g을 수득하였다. 이 고분자 화합물의 스타이렌 환산 평균 분자량이 5,200(Mw) 이었다
[실시예 6 내지 10]
하기 표 1의 조성대로 반사방지막 조성물을 제조하였다. 이소시아누레이트 화합물은 실시예 1 내지 5의 화합물을 사용하였다. 가교제는 1,3,4,6-테트라키스(메톡시메틸)글리코루릴 (1,3,4,6-tetrakis(methoxymethyl)glycoluril)을 사용하였고, 산 발생제는 피리디니움 p-톨루엔술폰네이트(pyridinium p-toluenesulfonate)를 사용하였다. 용매는 프로필렌글리콜 모노메틸 아세테이트(PGMEA)를 사용하였다. 용매 100 g에 표 1의 함량으로, 화합물, 가교제 및 산 발생제를 녹인 후, 0.05 ㎛ 필터를 이용하여 입자성 불순물을 제거하였다.
[비교예 1]
Mw가 6,500인 Poly(4-Hydroxystyrene)을 실시예 6과 동일하게, 용매 100 g에 표 1의 함량으로, 화합물, 가교제 및 산 발생제를 녹인 후, 0.05 ㎛ 필터를 이용하여 입자성 불순물을 제거하였다.
번호 화합물 가교제 산발생제
실시예 6 실시예1 1.2 g 0.18 g 0.03 g
실시예 7 실시예2 1.2 g 0.18 g 0.03 g
실시예 8 실시예3 1.2 g 0.18 g 0.03 g
실시예 9 실시예4 1.2 g 0.18 g 0.03 g
실시예 10 실시예5 1.2 g 0.18 g 0.03 g
비교예 1 Poly(4-Hydroxystyrene) 1.2 g 0.18 g 0.03 g
[물성 평가]
상기 실시예 6 내지 10 및 비교예 1의 반사방지막 조성물을 웨이퍼 위에 스핀 코팅한 후, 230℃에서 60초간 가열(베이킹)한 후, Fume 발생 정도와 코팅막 두께를 엘립소메터를 이용하여 측정하였다. 반사방지막 위에 포토레지스트를 코팅한 후 193nm로 노광하여 현상한 후 패턴형태를 SEM을 이용하여 관찰하였다.
두께 균일도, 흄발생 정도, 에칭 속도, 패턴 형태에 대하여, ◎: 매우 우수, ○: 우수, △: 중간, ×: 좋지 않음으로 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 2와 같다.
가교
정도		 두께
균일도		 에칭속도 흄 발생
(400℃)		 패턴형태
실시예 6 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 7 ◎ ○ ◎ ○ ◎
실시예 8 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 9 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 10 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
비교예 1 ◎ X X ○ X
상기 표 2의 결과를 보면, 본 발명의 반사방지막 조성물을 사용한 실시예의 경우, 우수한 두께 균일도와 에칭속도, 흄발생 정도, 패턴형태를 나타내는 것을 알 수 있다. 이에 반해 굴절률이 낮은 폴리(4-하이드록시스타이렌)을 사용한 비교예 1은 두께가 균일하지 않았고, 패턴 형태가 좋지 못하였다. 특히 Standing wave(패턴 벽 부분에 물결무늬)가 심했고, 실시예의 화합물을 사용한 경우에는 이런 현상은 발생하지 않았다. 에칭 속도는 폴리(4-하이드록시스타이렌)을 사용한 비교예 1을 제외하고는 모두 빠르게 진행되었다.

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 이소시아누레이트 화합물.
    [화학식 1]
    Figure 112015078042113-pat00034

    [상기 화학식 1에서,
    R1 내지 R3는 각각 독립적으로
    Figure 112015078042113-pat00035
    ,
    Figure 112015078042113-pat00036
    , 수소, 치환 또는 비치환된 (C1~C20)알킬기, 치환 또는 비치환된 (C2~C20)알케닐기, 치환 또는 비치환된 (C6~C20)아릴기 및 치환 또는 비치환된(C3~C20)시클로알킬기에서 선택되는 어느 하나이고;
    L1 내지 L5는 각각 독립적으로 단일결합, (C1~C20)알킬렌기, (C6~C20)아릴렌기 및 (C3~C20)시클로알킬렌기에서 선택되는 어느 하나이고;
    A1 내지 A10은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 (C1~C20)알킬기, 치환 또는 비치환된 (C2~C20)알케닐기, 치환 또는 비치환된 (C6~C20)아릴기 및 치환 또는 비치환된(C3~C20)시클로알킬기에서 선택되는 어느 하나이고;
    단, R1 내지 R3 중에서 2개 이상은 각각 독립적으로
    Figure 112015078042113-pat00037
    와
    Figure 112015078042113-pat00038
    에서 선택되는 기를 포함한다.]
  2. 하기 화학식 2 내지 5 중에서 선택되는 어느 하나인 이소시아누레이트 화합물.
    [화학식 2]
    Figure 112015078042113-pat00039

    [화학식3]
    Figure 112015078042113-pat00040


    [화학식 4]
    Figure 112015078042113-pat00041


    [화학식 5]
    Figure 112015078042113-pat00042


    [상기 화학식 2 내지 5에서,
    R4 내지 R7은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 (C1~C20)알킬기, 치환 또는 비치환된 (C2~C20)알케닐기, 치환 또는 비치환된 (C6~C20)아릴기 및 치환 또는 비치환된(C3~C20)시클로알킬기에서 선택되는 어느 하나이다.]
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 이소시아누레이트 화합물은 하기 화학식 6 내지 9 중에서 선택되는 어느 하나인 이소시아누레이트 화합물.
    [화학식 6]
    Figure 112015078042113-pat00043

    [화학식 7]
    Figure 112015078042113-pat00044

    [화학식 8]
    Figure 112015078042113-pat00045

    [화학식 9]
    Figure 112015078042113-pat00046
  4. 제 1항 내지 3항에서 선택되는 어느 한 항의 이소시아누레이트 화합물 1종 이상과 하기 화학식 10, 화학식 11 또는 화학식 12로 표시되는 화합물 1종 이상을 축합반응에 의하여 제조되는 고분자 화합물.
    [화학식 10]
    Figure 112015112776341-pat00047


    [화학식 11]
    Figure 112015112776341-pat00048

    [화학식 12]
    Figure 112015112776341-pat00049

    [상기 화학식 10 내지 12에서,
    X는 불소원자, 염소원자, 브롬원자 또는 요오드원자 이고,
    R8 내지 R11은 각각 독립적으로 단일결합, (C1~C20)알킬렌기, (C2~C20)알케닐렌기, (C6~C20)아릴렌기 또는 (C~C20)시클로알킬렌기 이고,
    n은 1 내지 10의 정수이다.]
  5. 제 1항 내지 3항에서 선택되는 어느 한 항의 이소시아누레이트 화합물을 포함하는 반사방지막 조성물.
  6. 제 5항에 있어서,
    반사방지막 조성물은 가교제, 산 발생제, 유기용매 및 계면활성제 중에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 반사방지막 조성물.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가교제는 하기 화학식 13 내지 15 중에서 선택되는 1종 이상인 반사방지막 조성물.
    [화학식 13]
    Figure 112015078042113-pat00050

    [화학식 14]
    Figure 112015078042113-pat00051

    [화학식 15]
    Figure 112015078042113-pat00052
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 산 발생제는 하기 화학식 16 내지 20으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상인 반사방지막 조성물.
    [화학식 16]
    Figure 112015078042113-pat00053

    [화학식 17]
    Figure 112015078042113-pat00054

    [화학식 18]
    Figure 112015078042113-pat00055

    [화학식 19]
    Figure 112015078042113-pat00056

    [화학식 20]
    Figure 112015078042113-pat00057
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 유기용매는 사이클로헥사논, 2-헵타논, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸 아세테이트, 감마-부티로락톤, 에틸 락테이트, 디메틸 술폭사이드, 디메틸 아세트아마이드 및 N-메틸 피롤리돈 중에서 선택되는 1종 이상인 반사방지막 조성물.
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