KR101666484B1 - Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition - Google Patents

Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition Download PDF

Info

Publication number
KR101666484B1
KR101666484B1 KR1020130073947A KR20130073947A KR101666484B1 KR 101666484 B1 KR101666484 B1 KR 101666484B1 KR 1020130073947 A KR1020130073947 A KR 1020130073947A KR 20130073947 A KR20130073947 A KR 20130073947A KR 101666484 B1 KR101666484 B1 KR 101666484B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
substituted
unsubstituted
hard mask
monomer
Prior art date
Application number
KR1020130073947A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150002929A (en
Inventor
박유정
김윤준
박유신
송현지
김고은
김영민
김혜정
문준영
박요철
신승욱
윤용운
이충헌
최유정
홍승희
Original Assignee
제일모직 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제일모직 주식회사 filed Critical 제일모직 주식회사
Priority to KR1020130073947A priority Critical patent/KR101666484B1/en
Priority to TW103103336A priority patent/TWI541611B/en
Priority to US14/258,489 priority patent/US10345706B2/en
Priority to CN201410163675.8A priority patent/CN104250228B/en
Publication of KR20150002929A publication Critical patent/KR20150002929A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101666484B1 publication Critical patent/KR101666484B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D401/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
    • C07D401/14Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing three or more hetero rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D407/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00
    • C07D407/02Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00 containing two hetero rings
    • C07D407/10Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00 containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/09Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/11Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having cover layers or intermediate layers, e.g. subbing layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

하기 화학식 1로 표현되는 하드마스크 조성물용 모노머, 상기 모노머를 포함하는 하드마스크 조성물 및 이를 사용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
[화학식 1]

Figure 112013057438746-pat00035

상기 화학식 1에서, A, A', A″, L, L', X, X′, m 및 n은 명세서에서 정의한 바와 같다.A hard mask composition comprising the monomer, and a pattern forming method using the same.
[Chemical Formula 1]
Figure 112013057438746-pat00035

In Formula 1, A, A ', A ", L, L', X, X ', m and n are as defined in the specification.

Description

하드마스크 조성물용 모노머, 상기 모노머를 포함하는 하드마스크 조성물 및 상기 하드마스크 조성물을 사용하는 패턴형성방법{MONOMER FOR HARDMASK COMPOSITION AND HARDMASK COMPOSITION INCLUDING THE MONOMER AND METHOD OF FORMING PATTERNS USING THE HARDMASK COMPOSITION}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hard mask composition comprising a monomer for a hard mask composition, a hard mask composition comprising the monomer, and a pattern forming method using the hard mask composition. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

하드마스크 조성물용 모노머, 상기 모노머를 포함하는 하드마스크 조성물 및 상기 하드마스크 조성물을 사용하는 패턴형성방법에 관한 것이다.A hard mask composition comprising the monomer, and a pattern forming method using the hard mask composition.

최근 반도체 산업은 수백 나노미터 크기의 패턴에서 수 내지 수십 나노미터 크기의 패턴을 가지는 초미세 기술로 발전하고 있다.  이러한 초미세 기술을 실현하기 위해서는 효과적인 리쏘그래픽 기법이 필수적이다. BACKGROUND ART [0002] In recent years, the semiconductor industry has developed into an ultrafine technology having a pattern of a few to a few nanometers in a pattern of a size of several hundred nanometers. Effective lithographic techniques are essential to realize this ultrafine technology.

전형적인 리쏘그래픽 기법은 반도체 기판 위에 재료층을 형성하고 그 위에 포토레지스트 층을 코팅하고 노광 및 현상을 하여 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 재료층을 식각하는 과정을 포함한다.A typical lithographic technique involves forming a material layer on a semiconductor substrate, coating a photoresist layer thereon, exposing and developing the photoresist layer to form a photoresist pattern, and etching the material layer using the photoresist pattern as a mask do.

근래, 형성하고자 하는 패턴의 크기가 감소함에 따라 상술한 전형적인 리쏘그래픽 기법만으로는 양호한 프로파일을 가진 미세 패턴을 형성하기 어렵다.  이에 따라 식각하고자 하는 재료층과 포토레지스트 층 사이에 일명 하드마스크 층(hardmask layer)이라고 불리는 층을 형성하여 미세 패턴을 형성할 수 있다.In recent years, as the size of a pattern to be formed decreases, it is difficult to form a fine pattern having a good profile only by the typical lithographic technique described above. Accordingly, a layer called a hardmask layer may be formed between the material layer to be etched and the photoresist layer to form a fine pattern.

하드마스크 층은 선택적 식각 과정을 통하여 포토레지스트의 미세 패턴을 재료 층으로 전사해주는 중간막으로서 역할을 한다.  따라서 하드마스크 층은 다중 식각 과정 동안 견딜 수 있도록 내식각성이 요구된다. The hard mask layer acts as an interlayer to transfer the fine pattern of the photoresist to the material layer through the selective etching process. Therefore, the hard mask layer is required to exhibit erosion-awareness so as to withstand the multiple etching process.

한편, 근래 하드마스크 층은 화학기상증착 방법 대신 스핀-온 코팅(spin on coating) 방법으로 형성하는 것이 제안되었다.  스핀-온 코팅 방법은 공정이 용이할 뿐만 아니라 갭-필(gap-fill) 특성 및 평탄화 특성을 개선할 수 있다. Meanwhile, it has recently been proposed that the hard mask layer is formed by a spin-on coating method instead of the chemical vapor deposition method. The spin-on coating method is not only easy to process but also can improve gap-fill and planarization properties.

그러나 하드마스크 층에 요구되는 내식각성은 일반적으로 갭-필 특성 및 평탄화 특성과 서로 상충 관계에 있어서 이들을 모두 만족할 수 있는 하드마스크 조성물이 필요하다.However, there is a need for a hard mask composition capable of satisfying all of these requirements because the corrosion resistance required for the hard mask layer is generally in conflict with the gap-fill and planarization characteristics.

일 구현예는 갭-필 및 평탄화 특성을 확보하면서도 내식각성 또한 만족할 수 있는 하드마스크 조성물용 모노머를 제공한다.One embodiment provides a monomer for a hard mask composition that is capable of satisfying the gap-fill and planarization characteristics while also satisfying corrosion resistance.

다른 구현예는 상기 모노머를 포함하는 하드마스크 조성물을 제공한다.Another embodiment provides a hardmask composition comprising the monomer.

또 다른 구현예는 상기 하드마스크 조성물을 사용한 패턴 형성 방법을 제공한다.Another embodiment provides a method of pattern formation using the hardmask composition.

일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표현되는 하드마스크 조성물용 모노머를 제공한다.According to one embodiment, there is provided a monomer for a hard mask composition represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112013057438746-pat00001
Figure 112013057438746-pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A, A′ 및 A″은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 고리기이고,A, A 'and A "are each independently a substituted or unsubstituted aromatic ring group,

X 및 X′는 각각 독립적으로 히드록시기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 티오닐기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알데히드기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 에테르, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬렌 에테르, 치환 또는 비치환된 C1 내지C30 할로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬보란기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴보란기 또는 이들의 조합이고, X and X 'each independently represents a hydroxyl group, a halogen atom, a halogen-containing group, a thionyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, A substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, a substituted or unsubstituted C7 to C20 arylalkyl group , A substituted or unsubstituted C1 to C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 aldehyde group, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkyl ether, A substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, Lt; / RTI &

L 및 L′은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 이들의 조합이고,L and L 'are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group or a combination thereof,

m 및 n은 각각 독립적으로 0이상의 정수이며 1≤m+n≤(A가 가질 수 있는 최대 치환기 수)을 만족한다.m and n each independently represent an integer of 0 or more and satisfy 1? m + n? (the maximum number of substituents A can have).

단, 상기 A, A′ 및 A″ 중 적어도 하나는 하기 그룹 1에서 선택되는 방향족 고리기이다. Provided that at least one of A, A 'and A "is an aromatic ring group selected from the group 1 below.

[그룹 1][Group 1]

Figure 112013057438746-pat00002
Figure 112013057438746-pat00002

상기 그룹 1에서, In the group 1,

Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기, C=O, NR, 산소(O), 황(S) 또는 이들의 조합이며,Z 1 and Z 2 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, Substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkynylene groups, C = O, NR, oxygen (O), sulfur (S), or a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 heteroarylene group, It is a combination,

Z3은 질소(N), CR 또는 이들의 조합이며, Z 3 is nitrogen (N), CR, or a combination thereof,

상기 R은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기 또는 이들의 조합이다. R is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a halogen atom, a halogen-containing group, or a combination thereof.

상기 A, A′ 및 A″ 중 적어도 하나는 하기 그룹 2에서 선택되는 치환 또는 비치환된 방향족 고리기일 수 있다.At least one of A, A 'and A "may be a substituted or unsubstituted aromatic ring group selected from the following group 2.

[그룹 2][Group 2]

Figure 112013057438746-pat00003
Figure 112013057438746-pat00003

상기 A, A′ 및 A″ 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 다환 방향족 기일 수 있다.At least one of A, A 'and A' 'may be a substituted or unsubstituted polycyclic aromatic group.

상기 A, A′ 또는 A″는 적어도 하나의 수소가 히드록시기, 티오닐기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기 또는 이들의 조합으로 치환된 것일 수 있다.Wherein A, A 'or A "is a group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a thionyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a halogen atom, a halogen-containing group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group Or a combination thereof.

상기 모노머는 하기 화학식 1a 내지 1d에서 선택된 어느 하나로 표현될 수 있다. The monomer may be represented by any one selected from the following formulas (1a) to (1d).

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure 112013057438746-pat00004
Figure 112013057438746-pat00004

[화학식 1b] [Chemical Formula 1b]

Figure 112013057438746-pat00005
Figure 112013057438746-pat00005

[화학식 1c][Chemical Formula 1c]

Figure 112013057438746-pat00006
Figure 112013057438746-pat00006

[화학식 1d]≪ RTI ID = 0.0 &

Figure 112013057438746-pat00007
Figure 112013057438746-pat00007

상기 화학식 1a 내지 1d에서,In the above general formulas (1a) to (1d)

Xa 내지 Xh는 각각 독립적으로 히드록시기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 티오닐기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알데히드기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 에테르, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬렌 에테르, 치환 또는 비치환된 C1 내지C30 할로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬보란기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴보란기 또는 이들의 조합이고, X a to X h each independently represent a hydroxyl group, a halogen atom, a halogen-containing group, a thionyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, A substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, a substituted or unsubstituted C7 to C20 aryl A substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 aldehyde group, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkyl ether , A substituted or unsubstituted C7 to C20 arylalkylene ether, a substituted or unsubstituted C1 to C30 haloalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylboranyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylborane group, Lt; / RTI >

Zc, Zd, Ze 및 Zg는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기, C=O, NR, 산소(O), 황(S) 또는 이들의 조합이고,Z c , Z d , Z e and Z g are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl Substituted or unsubstituted C 2 to C 20 heteroarylene groups, substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkenylene groups, substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkynylene groups, C = O, NR, oxygen (O), sulfur (S) or a combination thereof,

Za, Zb 및 Zf는 각각 독립적으로 질소(N), CR 또는 이들의 조합이고,Z a , Z b and Z f are each independently nitrogen (N), CR or a combination thereof,

상기 R은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기 또는 이들의 조합이며,Wherein R is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a halogen atom, a halogen-containing group or a combination thereof,

OR1 및 OR2는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 알콕시기를 의미한다. OR 1 and OR 2 each independently represent a C1 to C30 alkoxy group.

상기 모노머는 200 내지 5,000의 분자량을 가질 수 있다.The monomer may have a molecular weight of from 200 to 5,000.

다른 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표현되는 모노머, 그리고 용매를 포함하는 하드마스크 조성물을 제공한다.According to another embodiment, there is provided a hard mask composition comprising a monomer represented by Formula 1 and a solvent.

상기 모노머는 상기 하드마스크 조성물의 총 함량에 대하여 0.1중량% 내지 50 중량%로 포함될 수 있다.The monomer may be included in an amount of 0.1% to 50% by weight based on the total amount of the hard mask composition.

기판 위에 재료 층을 제공하는 단계, 상기 재료 층 위에 상술한 하드마스크 조성물을 적용하는 단계, 상기 하드마스크 조성물을 열처리하여 하드마스크 층을 형성하는 단계, 상기 하드마스크 층 위에 실리콘 함유 박막층을 형성하는 단계, 상기 실리콘 함유 박막층 위에 포토레지스트 층을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 층을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴을 사용하여 상기 실리콘 함유 박막층 및 상기 하드마스크 층을 선택적으로 제거하고 상기 재료 층의 일부를 노출하는 단계, 그리고 상기 재료 층의 노출된 부분을 식각하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법을 제공한다.Comprising the steps of: providing a layer of material over a substrate; applying the hardmask composition described above on the layer of material; heat treating the hardmask composition to form a hardmask layer; forming a thin layer of silicon- , Forming a photoresist layer on the silicon-containing thin film layer, exposing and developing the photoresist layer to form a photoresist pattern, selectively etching the silicon-containing thin film layer and the hard mask layer using the photoresist pattern And exposing a portion of the material layer, and etching the exposed portion of the material layer.

상기 하드마스크 조성물을 적용하는 단계는 스핀-온 코팅 방법으로 수행할 수 있다.The step of applying the hard mask composition may be performed by a spin-on coating method.

상기 하드마스크 층을 형성하는 단계는 100℃ 내지 500℃에서 열처리하는 과정을 포함할 수 있다.The step of forming the hard mask layer may include a heat treatment at 100 ° C to 500 ° C.

상기 실리콘 함유 박막층 위에 바닥 반사방지 층(BARC)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.And forming a bottom anti-reflection layer (BARC) on the silicon-containing thin film layer.

상기 실리콘 함유 박막층은 산화질화규소(SiON)를 함유하는 것일 수 있다.The silicon-containing thin film layer may be one containing silicon oxynitride (SiON).

갭-필 및 평탄화 특성을 확보하면서도 내열성 또한 만족할 수 있는 하드마스크 조성물용 모노머를 제공한다.A monomer for a hard mask composition is provided which can satisfy gap-fill and planarization characteristics while satisfying heat resistance.

이하, 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '치환된'이란, 화합물 중의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Br, Cl, 또는 I), 히드록시기, 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬보란기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴보란기, C1 내지 C4의 알콕시기, C1 내지 C20의 헤테로알킬기, C3 내지 C20의 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C15의 사이클로알케닐기, C6 내지 C15의 사이클로알키닐기, C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.Unless otherwise defined herein, "substituted" means that the hydrogen atom in the compound is a halogen atom (F, Br, Cl, or I), a hydroxy group, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group, an amino group, A thio group, an ester group, a carboxyl group or a salt thereof, a sulfonic acid group or a salt thereof, a phosphoric acid or a salt thereof, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a cyano group, A substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a C1 to C4 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, a C6 to C30 aryl group, a C7 to C30 arylalkyl group, A C1 to C20 heteroalkyl group, a C3 to C20 heteroarylalkyl group, a C3 to C30 cycloalkyl group, a C3 to C15 cycloalkenyl group, a C6 to C15 cycloalkynyl group, a C2 to C30 heterocycloalkyl group, It means substituted with a substituent selected.

또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '헤테로'란, B, N, O, S 및 P에서 선택된 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유한 것을 의미한다.Also, unless otherwise defined herein, "hetero" means containing 1 to 3 heteroatoms selected from B, N, O, S and P.

이하 일 구현예에 따른 하드마스크 조성물용 모노머를 설명한다.The monomers for the hard mask composition according to one embodiment will be described below.

일 구현예에 따른 하드마스크 조성물용 모노머는 하기 화학식 1로 표현될 수 있다.The monomer for a hard mask composition according to one embodiment may be represented by the following formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112013057438746-pat00008
Figure 112013057438746-pat00008

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A, A′ 및 A″은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 고리기이고,A, A 'and A "are each independently a substituted or unsubstituted aromatic ring group,

X 및 X′는 각각 독립적으로 히드록시기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 티오닐기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알데히드기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 에테르, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬렌 에테르, 치환 또는 비치환된 C1 내지C30 할로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬보란기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴보란기 또는 이들의 조합이고, X and X 'each independently represents a hydroxyl group, a halogen atom, a halogen-containing group, a thionyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, A substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, a substituted or unsubstituted C7 to C20 arylalkyl group , A substituted or unsubstituted C1 to C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 aldehyde group, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkyl ether, A substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, Lt; / RTI &

L 및 L′은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 이들의 조합이고,L and L 'are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group or a combination thereof,

m 및 n은 각각 독립적으로 0이상의 정수이며 1≤m+n≤(A가 가질 수 있는 최대 치환기 수)을 만족한다.m and n each independently represent an integer of 0 or more and satisfy 1? m + n? (the maximum number of substituents A can have).

이와 같이 상기 모노머는 코어 및 치환기에 각각 방향족 고리기를 포함함으로써 단단한(rigid) 특성을 가질 수 있다. 여기서 상기 방향족 고리기의 범위는 원칙적으로 제한되지 않지만, 상기 A, A′ 및 A″ 중 적어도 하나는 하기 그룹 1에서 선택되는 방향족 고리기이어야 한다. Thus, the monomer may have a rigid property by containing an aromatic ring group in the core and the substituent, respectively. Here, the range of the aromatic ring group is not limited in principle, but at least one of A, A 'and A "should be an aromatic ring group selected from the following group 1.

[그룹 1][Group 1]

Figure 112013057438746-pat00009
Figure 112013057438746-pat00009

상기 그룹 1에서, In the group 1,

Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기, C=O, NR, 산소(O), 황(S) 또는 이들의 조합이며,Z 1 and Z 2 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, Substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkynylene groups, C = O, NR, oxygen (O), sulfur (S), or a substituted or unsubstituted C 2 to C 20 heteroarylene group, It is a combination,

Z3은 질소(N), CR 또는 이들의 조합이며, Z 3 is nitrogen (N), CR, or a combination thereof,

상기 R은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기 또는 이들의 조합이다. R is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a halogen atom, a halogen-containing group, or a combination thereof.

상기 그룹 1에서 각 고리의 연결 위치는 특별히 한정되지 않는다. The connection positions of the respective rings in the group 1 are not particularly limited.

이와 같이 상기 모노머는 헤테로 방향족 고리기를 적어도 하나 포함하는 구조를 가진다. 이에 따라 하드마스크 층과 웨이퍼 층 간의 밀착성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 갭-필 특성 또한 향상시킬 수 있다.Thus, the monomer has a structure containing at least one heteroaromatic ring group. Thus, not only the adhesion between the hard mask layer and the wafer layer can be ensured, but also the gap-fill characteristic can be improved.

상기 A, A′ 및 A″ 중 적어도 하나는 하기 그룹 2에서 선택되는 치환 또는 비치환된 방향족 고리기일 수 있다.At least one of A, A 'and A "may be a substituted or unsubstituted aromatic ring group selected from the following group 2.

[그룹 2][Group 2]

Figure 112013057438746-pat00010
Figure 112013057438746-pat00010

상기 그룹 2에서, 각 고리의 연결 위치는 특별히 한정되지 않으며, 각 고리는 치환 또는 비치환될 수 있다. 상기 그룹 1에 나열된 고리가 치환된 고리인 경우, 예컨대 C1 내지 C20 알킬기, 할로겐 원자, 히드록시기 등으로 치환될 수 있으나, 치환기는 한정되지 않는다.In the group 2, the linking position of each ring is not particularly limited, and each ring may be substituted or unsubstituted. When the ring shown in the group 1 is a substituted ring, it may be substituted with, for example, a C1 to C20 alkyl group, a halogen atom, a hydroxy group and the like, but the substituent is not limited.

상기 모노머는 코어(core)와 적어도 1개의 치환기를 가지며, 상기 코어 및 치환기에 각각 치환 또는 비치환된 방향족 고리기를 포함하는 구조이다. 상기 모노머는 이와 같이 복수의 방향족 고리기를 포함함으로써 단단한(rigid) 특성을 가질 수 있다. The monomer is a structure having a core and at least one substituent, and an aromatic ring group substituted or unsubstituted in the core and the substituent, respectively. The monomers may thus have rigid properties by including a plurality of aromatic ring groups.

또한 상술한 바와 같이 상기 모노머는 헤테로 방향족 고리기를 적어도 하나 포함하는 구조를 가지므로 내식각성을 확보함과 동시에 하드마스크 층과 웨이퍼 층 간의 친화도를 높여 갭-필 특성 또한 만족할 수 있다. Further, as described above, since the monomer has at least one heteroaromatic ring group, it is possible to secure the erosion arousal and increase the affinity between the hard mask layer and the wafer layer, thereby satisfying the gap-fill property.

상기 화학식 1에서 치환기의 개수를 의미하는 m 및 n은 각각 독립적으로 0이상의 정수이며 그 합이 A가 가질 수 있는 최대 치환기 수를 초과하지 않는 범위 내에서 적절히 선택할 수 있다.M and n, which represent the number of substituents in Formula 1, are each independently an integer of 0 or more, and the sum thereof can be appropriately selected within a range that does not exceed the maximum number of substituents that A may have.

상기 모노머는 치환기에 각각 소정의 작용기(X 및 X′)를 포함한다. 상기 모노머는 이와 같은 작용기들을 포함함으로써 용해도가 향상되어 스핀-온 코팅 방법으로 효과적으로 형성할 수 있다. 또한 소정의 패턴을 가지는 하부막 위에 스핀-온 코팅 방법으로 형성될 때 패턴들 사이의 갭을 채울 수 있는 갭-필 특성 및 평탄화 특성 또한 우수하다. The monomers each contain a predetermined functional group (X and X ') in the substituent group. By including such functional groups, the solubility of the monomer can be improved, and the monomer can be effectively formed by a spin-on coating method. In addition, the gap-fill characteristic and the planarization characteristic that can fill the gaps between the patterns when formed by the spin-on coating method on the lower film having a predetermined pattern are also excellent.

또한 상기 작용기들의 축합 반응을 바탕으로 증폭 가교가 가능하여 우수한 가교 특성을 나타낼 수 있다. 이에 따라 상기 모노머는 비교적 저온에서 열처리하여도 단시간 내에 높은 분자량의 고분자 형태로 가교됨으로써 우수한 기계적 특성, 내열 특성 및 내식각성과 같은 하드마스크 층에서 요구되는 특성을 나타낼 수 있다.In addition, amplification crosslinking is possible based on the condensation reaction of the functional groups, and thus excellent crosslinking properties can be exhibited. Accordingly, even when the monomer is heat-treated at a relatively low temperature, the monomer can be crosslinked in a high molecular weight polymer in a short time, thereby exhibiting properties required in a hard mask layer such as excellent mechanical properties, heat resistance characteristics and corrosion resistance.

예컨대 상기 A, A' 및 A″ 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 다환 방향족 기일 수 있다. 이와 같이 다환 방향족 기를 적어도 하나 포함함으로써 내식각성을 더 향상할 수 있다. For example, at least one of A, A 'and A " may be a substituted or unsubstituted polycyclic aromatic group. By including at least one polycyclic aromatic group in this manner, corrosion-resistance can be further improved.

예컨대 상기 화학식 1에서 A, A′ 또는 A″는 적어도 하나의 수소가 히드록시기, 티오닐기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기 또는 이들의 조합으로 치환될 수 있다. For example, A, A 'or A "in the above formula (1) is a substituent selected from the group consisting of a hydrogen atom, a thioyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a halogen atom, To C30 alkoxy groups or combinations thereof.

상기 모노머는 예컨대 하기 화학식 1a 내지 1d 중에서 선택된 어느 하나로 표현될 수 있다.The monomer may be represented, for example, by any one of the following formulas (1a) to (1d).

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure 112013057438746-pat00011
Figure 112013057438746-pat00011

[화학식 1b] [Chemical Formula 1b]

Figure 112013057438746-pat00012
Figure 112013057438746-pat00012

[화학식 1c][Chemical Formula 1c]

Figure 112013057438746-pat00013
Figure 112013057438746-pat00013

[화학식 1d]≪ RTI ID = 0.0 &

Figure 112013057438746-pat00014
Figure 112013057438746-pat00014

상기 화학식 1a 내지 1d에서,In the above general formulas (1a) to (1d)

Xa 내지 Xh는 각각 독립적으로 히드록시기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 티오닐기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알데히드기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 에테르, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬렌 에테르, 치환 또는 비치환된 C1 내지C30 할로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬보란기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴보란기 또는 이들의 조합이고, X a to X h each independently represent a hydroxyl group, a halogen atom, a halogen-containing group, a thionyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, A substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, a substituted or unsubstituted C7 to C20 aryl A substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 aldehyde group, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkyl ether , A substituted or unsubstituted C7 to C20 arylalkylene ether, a substituted or unsubstituted C1 to C30 haloalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylboranyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylborane group, Lt; / RTI >

Zc, Zd, Ze 및 Zg는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기, C=O, NR, 산소(O), 황(S) 또는 이들의 조합이고,Z c , Z d , Z e and Z g are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl Substituted or unsubstituted C 2 to C 20 heteroarylene groups, substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkenylene groups, substituted or unsubstituted C 2 to C 20 alkynylene groups, C = O, NR, oxygen (O), sulfur (S) or a combination thereof,

Za, Zb 및 Zf는 각각 독립적으로 질소(N), CR 또는 이들의 조합이고,Z a , Z b and Z f are each independently nitrogen (N), CR or a combination thereof,

상기 R은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기 또는 이들의 조합이며,Wherein R is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a halogen atom, a halogen-containing group or a combination thereof,

OR1 및 OR2는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 알콕시기를 의미한다. OR 1 and OR 2 each independently represent a C1 to C30 alkoxy group.

상기 모노머는 200 내지 5,000의 분자량을 가질 수 있다. 상기 범위의 분자량을 가짐으로써 고탄소 함량의 상기 모노머가 용매에 대한 우수한 용해도를 가지게 되며 스핀-온 코팅에 의한 양호한 박막을 얻을 수 있다.The monomer may have a molecular weight of from 200 to 5,000. By having a molecular weight in the above range, the monomer having a high carbon content has a good solubility in a solvent, and a good thin film by spin-on coating can be obtained.

이하 일 구현예에 따른 하드마스크 조성물에 대하여 설명한다.The hard mask composition according to one embodiment will be described below.

일 구현예에 따른 하드마스크 조성물은 상술한 모노머 및 용매를 포함한다.The hard mask composition according to one embodiment comprises the above-mentioned monomers and a solvent.

상기 모노머는 전술한 바와 같으며, 1종의 모노머가 단독으로 포함될 수도 있고 2종 이상의 모노머가 혼합되어 포함될 수도 있다.The above-mentioned monomers are as described above, and one kind of monomers may be contained singly or two or more kinds of monomers may be mixed and contained.

상기 용매는 상기 모노머에 대한 충분한 용해성 또는 분산성을 가지는 것이면 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜 디아세테이트, 메톡시 프로판디올, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 부틸에테르, 트리(에틸렌글리콜)모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 사이클로헥사논, 에틸락테이트, 감마-부티로락톤, 메틸피롤리돈 및 아세틸아세톤에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.The solvent is not particularly limited as long as it has sufficient solubility or dispersibility to the monomer. Examples of the solvent include propylene glycol, propylene glycol diacetate, methoxypropanediol, diethylene glycol, diethylene glycol butyl ether, tri (ethylene glycol) At least one selected from methyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone, ethyl lactate, gamma-butyrolactone, methylpyrrolidone and acetylacetone.

상기 모노머는 상기 하드마스크 조성물 총 함량에 대하여 약 0.1 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 모노머가 상기 범위로 포함됨으로써 목적하고자 하는 두께의 박막으로 코팅 할 수 있다.The monomer may be included in an amount of about 0.1 to 50% by weight based on the total content of the hard mask composition. By incorporating the monomer in the above range, it can be coated with a thin film having a desired thickness.

상기 하드마스크 조성물은 추가적으로 계면 활성제를 더 포함할 수 있다.The hard mask composition may further comprise a surfactant.

상기 계면 활성제는 예컨대 알킬벤젠설폰산 염, 알킬피리디늄 염, 폴리에틸렌글리콜, 제4 암모늄 염 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The surfactant may be, for example, an alkylbenzenesulfonate, an alkylpyridinium salt, a polyethylene glycol, or a quaternary ammonium salt, but is not limited thereto.

상기 계면 활성제는 상기 하드마스크 조성물 100 중량부에 대하여 약 0.001 내지 3 중량부로 포함될 수 있다.  상기 범위로 포함함으로써 하드마스크 조성물의 광학적 특성을 변경시키지 않으면서 용해도를 향상시킬 수 있다. The surfactant may be included in an amount of about 0.001 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the hard mask composition. By including it in the above range, the solubility can be improved without changing the optical properties of the hard mask composition.

이하 상술한 하드마스크 조성물을 사용하여 패턴을 형성하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of forming a pattern using the hard mask composition described above will be described.

일 구현예에 따른 패턴 형성 방법은 기판 위에 재료 층을 제공하는 단계, 상기 재료 층 위에 상술한 모노머 및 용매를 포함하는 하드마스크 조성물을 적용하는 단계, 상기 하드마스크 조성물을 열처리하여 하드마스크 층을 형성하는 단계, 상기 하드마스크 층 위에 실리콘 함유 박막층을 형성하는 단계, 상기 실리콘 함유 박막층 위에 포토레지스트 층을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 층을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴을 사용하여 상기 실리콘 함유 박막층 및 상기 하드마스크 층을 선택적으로 제거하고 상기 재료 층의 일부를 노출하는 단계, 그리고 상기 재료 층의 노출된 부분을 식각하는 단계를 포함한다.A patterning method according to one embodiment includes the steps of providing a layer of material on a substrate, applying a hard mask composition comprising the above-mentioned monomers and a solvent on the material layer, heat treating the hard mask composition to form a hard mask layer Containing thin film layer on the hard mask layer; forming a photoresist layer on the silicon-containing thin film layer; exposing and developing the photoresist layer to form a photoresist pattern; Selectively removing the silicon-containing thin film layer and the hard mask layer using a mask, exposing a portion of the material layer, and etching the exposed portion of the material layer.

상기 기판은 예컨대 실리콘웨이퍼, 유리 기판 또는 고분자 기판일 수 있다.The substrate may be, for example, a silicon wafer, a glass substrate, or a polymer substrate.

상기 재료 층은 최종적으로 패턴하고자 하는 재료이며, 예컨대 알루미늄, 구리 등과 같은 금속층, 실리콘과 같은 반도체 층 또는 산화규소, 질화규소 등과 같은 절연층일 수 있다. 상기 재료 층은 예컨대 화학기상증착 방법으로 형성될 수 있다.The material layer is a material to be finally patterned and may be a metal layer such as aluminum, copper, or the like, a semiconductor layer such as silicon, or an insulating layer such as silicon oxide, silicon nitride, or the like. The material layer may be formed by, for example, a chemical vapor deposition method.

상기 하드마스크 조성물은 용액 형태로 제조되어 스핀-온 코팅(spin-on coating) 방법으로 도포될 수 있다.  이 때 상기 하드마스크 조성물의 도포 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 약 100Å 내지 10,000Å 두께로 도포될 수 있다.The hard mask composition may be prepared in the form of a solution and applied by a spin-on coating method. At this time, the coating thickness of the hard mask composition is not particularly limited, but may be applied to a thickness of, for example, about 100 Å to 10,000 Å.

상기 하드마스크 조성물을 열처리하는 단계는 예컨대 약 100℃ 내지 500℃에서 약 10초 내지 10분 동안 수행할 수 있다.  상기 열처리 단계에서, 상기 모노머는 자기 가교 및/또는 상호 가교 반응을 일으킬 수 있다. The heat treatment of the hard mask composition may be performed at a temperature of, for example, about 100 캜 to 500 캜 for about 10 seconds to about 10 minutes. In the heat treatment step, the monomer may cause self-crosslinking and / or cross-linking reaction.

상기 실리콘 함유 박막층은 예컨대 질화규소, 산화규소 또는 산화질화규소(SiON)로 만들어질 수 있다. The silicon-containing thin film layer may be made of, for example, silicon nitride, silicon oxide or silicon oxynitride (SiON).

또한 상기 실리콘 함유 박막층 위에 바닥 반사방지 층(bottom anti-reflective coating, BARC)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예컨대 하드마스크 층 위에 산화질화규소를 함유하는 박막층을 형성한 다음, 그 위에 바닥 반사방지 층을 형성하고, 이어서 상기 바닥 반사방지 층 위에 포토레지스트 층을 형성할 수 있다.The method may further include forming a bottom anti-reflective coating (BARC) on the silicon-containing thin film layer. For example, a thin film layer containing silicon oxynitride may be formed on the hard mask layer, then a bottom antireflection layer may be formed thereon, and then a photoresist layer may be formed on the bottom antireflection layer.

상기 포토레지스트 층을 노광하는 단계는 예컨대 ArF, KrF 또는 EUV 등을 사용하여 수행할 수 있다. 또한 노광 후 약 100℃ 내지 500℃에서 열처리 공정을 수행할 수 있다.The step of exposing the photoresist layer may be performed using, for example, ArF, KrF or EUV. Further, a heat treatment process may be performed at about 100 ° C to 500 ° C after exposure.

상기 재료 층의 노출된 부분을 식각하는 단계는 식각 가스를 사용한 건식 식각으로 수행할 수 있으며, 식각 가스는 예컨대 CHF3, CF4, Cl2, BCl3 및 이들의 혼합 가스를 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The step of etching the exposed portion of the material layer may be performed by dry etching using an etching gas, and the etching gas may include, for example, CHF 3 , CF 4 , Cl 2 , BCl 3 and a mixed gas thereof. It is not.

상기 식각된 재료 층은 복수의 패턴으로 형성될 수 있으며, 상기 복수의 패턴은 금속 패턴, 반도체 패턴, 절연 패턴 등 다양할 수 있으며, 예컨대 반도체 집적 회로 디바이스 내의 다양한 패턴으로 적용될 수 있다.
The etched material layer may be formed in a plurality of patterns, and the plurality of patterns may be a metal pattern, a semiconductor pattern, an insulation pattern, or the like, and may be applied to various patterns in a semiconductor integrated circuit device, for example.

이하 실시예를 통하여 상술한 본 발명의 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to examples. The following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.

모노머의Monomeric 합성 synthesis

합성예Synthetic example 1 One

플라스크에 벤조퍼릴렌 (benzoperylene) 30.2 g (0.1 mol) 및 3-퀴놀린카보닐 클로라이드(3-qunolinecarbonyl chloride) 95.9g (0.5 mol)을 500 g의 클로로포름/다이클로로메탄 혼합액과 함께 첨가하여 용액을 준비하였다. 이어서 상기 용액을 교반 자석(stirring bar)을 사용하여 교반하며, 염화알루미늄 122.33 g (0.5 mol)을 조금씩 투입하며 실온에서 반응시켰다.30.2 g (0.1 mol) of benzoperylene and 95.9 g (0.5 mol) of 3-quinolinecarbonyl chloride were added to a flask together with 500 g of a chloroform / dichloromethane mixture to prepare a solution Respectively. The solution was then stirred using a stirring bar, and 122.33 g (0.5 mol) of aluminum chloride was added portionwise and allowed to react at room temperature.

반응 종료 후 물을 사용하여 반응 부산물 및 미반응 염화알루미늄을 제거하였다. 그 후 파우더로 얻어진 반응물에 1-도데칸싸이올(1-dodecanethiol) 108.0 g (0.534 mol), 수산화칼륨(KOH, Potassium Hydroxide) 35.9 g (0.640 mol) 및 N,N-디메틸포름아마이드 300 g을 첨가한 후, 120 ℃에서 8시간 교반하였다. 이어서 상기 혼합물을 냉각하고 10% 염화수소 용액으로 pH 7이 되도록 중화하였다. After completion of the reaction, water was used to remove reaction by-products and unreacted aluminum chloride. Then 108.0 g (0.534 mol) of 1-dodecanethiol, 35.9 g (0.640 mol) of potassium hydroxide (KOH) and 300 g of N, N-dimethylformamide were added to the reaction product obtained by the powder After the addition, the mixture was stirred at 120 ° C for 8 hours. The mixture was then cooled and neutralized to pH 7 with 10% hydrogen chloride solution.

그 후, 상기 혼합물을 에틸아세테이트(ethyl Acetate)로 추출하고 회전증발건조(rotary evaporation)에 의해 얻어진 파우더를 200 mL의 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran)에 용해시키고, 리튬 알루미늄 하이드라이드 18.98 g (0.5 mol)을 조금씩 첨가하며 반응시켰다. 반응 종료 후 물/메탄올 혼합물을 사용하여 반응 부수물을 제거하여, 하기 화학식 1aa로 표현되는 화합물을 얻었다.The mixture was then extracted with ethyl acetate and the powder obtained by rotary evaporation was dissolved in 200 mL of tetrahydrofuran and 18.98 g (0.5 mol) of lithium aluminum hydride was added thereto. Was added to the reaction mixture in small amounts. After completion of the reaction, the reaction side product was removed using a water / methanol mixture to obtain a compound represented by the following formula (1aa).

[화학식 1aa](1aa)

Figure 112013057438746-pat00015

Figure 112013057438746-pat00015

합성예Synthetic example 2 2

플라스크에 코로넨 50.0 g (0.166 mol) 및 2H-크로멘-3-카보닐 클로라이드(2H-chromene-3-carbonyl chloride) 97.3 g (0.499 mol)을 700 g의 클로로포름/다이클로로메탄 혼합액과 함께 첨가하여 용액을 준비하였다. 이어서 상기 용액을 교반 자석(stirring bar)을 사용하여 교반하며, 염화알루미늄 66.6 g (0.499 mol)을 조금씩 첨가한 후 60 ℃로 승온하여 8시간 동안 교반시켰다. 50.0 g (0.166 mol) of coronene and 97.3 g (0.499 mol) of 2H-chromene-3-carbonyl chloride were added to the flask together with 700 g of a chloroform / dichloromethane mixture To prepare a solution. Subsequently, the solution was stirred using a stirring bar, 66.6 g (0.499 mol) of aluminum chloride was added in small portions, and the mixture was heated to 60 DEG C and stirred for 8 hours.

반응 종료 후 메탄올을 첨가하여 형성된 침전을 여과하고 이어서 물/메탄올 혼합물로 세척하여 반응 부산물과 미반응 염화알루미늄을 제거하였다. 건조된 반응생성물 61.8 g (0.095 mol), K4Fe(CN)6 (0.054 mol), PS-Pd(II)-안트라 촉매(1.0 mol% Pd) 및 트리에틸아민 (0.11 mol)을 300 ml의 N,N-디메틸포름아마이드(N,N-Dimethylformamide)에 용해시키고 100 ℃에서 24시간 동안 교반하였다. After completion of the reaction, methanol was added to precipitate the precipitate, which was then filtered and washed with a water / methanol mixture to remove reaction by-products and unreacted aluminum chloride. 300 ml of the dried reaction product (61.8 g, 0.095 mol), K 4 Fe (CN) 6 (0.054 mol), PS-Pd (II) -anthra catalyst (1.0 mol% Pd) and triethylamine Was dissolved in N, N-dimethylformamide and stirred at 100 ° C for 24 hours.

반응이 완결된 후, 상기 혼합물을 상온으로 천천히 식히고 여과하여 PS-Pd(II)-안트라 촉매를 제거하고, 여과액은 실리카 겔을 사용하여 플래쉬 컬럼 크로마토그래피(flash column chromatography)로 정제하였다. 얻어진 파우더를 300 mL의 테트라하이드로퓨란에 용해시키고, 리튬 알루미늄 하이드라이드 (LiAlH4, Lithium Aluminum Hydride) 38 g (1.0 mol)을 조금씩 첨가하며 반응시켰다. 반응종료 후 물/메탄올 혼합물을 사용하여 반응 부수물을 제거하여, 하기 화학식 1bb로 표현되는 화합물을 얻었다. After the reaction was completed, the mixture was slowly cooled to room temperature and filtered to remove the PS-Pd (II) -anthra catalyst, and the filtrate was purified by flash column chromatography using silica gel. The obtained powder was dissolved in 300 mL of tetrahydrofuran, and 38 g (1.0 mol) of lithium aluminum hydride (LiAlH 4 ) was added little by little. After completion of the reaction, the reaction side product was removed using a water / methanol mixture to obtain a compound represented by the following formula (1bb).

[화학식 1bb]≪ RTI ID = 0.0 &

Figure 112013057438746-pat00016

Figure 112013057438746-pat00016

합성예Synthetic example 3 3

페난트로싸이오펜(phenanthro[4,5-bcd]thiophene) 21.8 g (0.105 mol) 및 메톡시 나프토일 클로라이드(Methoxy Naphthoyl Chloride) 48.5g (0.22 mol)을 500 g의 클로로포름/다이클로로메탄 혼합액에 함께 넣어 용액을 준비하였다. 상기 용액을 교반 자석(stirring bar)을 사용하여 교반하며, 염화알루미늄 61.2 g(0.35 mol)을 조금씩 투입하며 반응시켰다. 21.8 g (0.105 mol) of phenanthro [4,5-bcd] thiophene and 48.5 g (0.22 mol) of methoxy naphthoyl chloride were added together with 500 g of a chloroform / dichloromethane mixture To prepare a solution. The solution was stirred using a stirring bar and reacted with a small amount of 61.2 g (0.35 mol) of aluminum chloride.

반응 종료 후 물을 사용하여 반응 부산물 및 미반응 염화알루미늄을 제거하였다. 파우더로 얻어진 반응물은 포름아마이드(formamide) 40 ml 및 85% 포름산(Formic Acid) 5 ml와 함께 3시간 동안 190℃로 가열(reflux)하였다. 반응물을 100 ℃ 이하의 온도로 식힌 후 250 ml의 상온 물에 가하고 생성되는 침전물을 여과한 후, 물/메탄올 혼합물로 세척하여 반응 부수물을 제거하여 하기 화학식 1cc로 표현되는 화합물을 얻었다. After completion of the reaction, water was used to remove reaction by-products and unreacted aluminum chloride. The reactants obtained with the powder were heated (reflux) with 40 ml of formamide and 5 ml of 85% formic acid for 3 hours at 190 ° C. The reaction product was cooled to a temperature of 100 ° C or lower and then added to 250 ml of normal temperature water. The resulting precipitate was filtered and washed with a water / methanol mixture to remove the side reaction product to obtain a compound represented by the following formula 1cc.

[화학식 1cc][Formula 1cc]

Figure 112013057438746-pat00017

Figure 112013057438746-pat00017

합성예Synthetic example 4 4

벤조파이렌(benzopyrene) 26.4 g (0.105 mol)과 2H-크로멘-3-카보닐 클로라이드(2H-chromene-3-carbonyl chloride) 58.4 g (0.3 mol)을 500 g의 클로로포름/다이클로로메탄 혼합액에 함께 넣어 용액을 준비하였다. 상기 용액을 교반 자석(stirring bar)을 사용하여 교반하며, 염화알루미늄 40.0 g (0.3 mol)을 조금씩 투입하며 반응시켰다. 26.4 g (0.105 mol) of benzopyrene and 58.4 g (0.3 mol) of 2H-chromene-3-carbonyl chloride were added to 500 g of a chloroform / dichloromethane mixture The solution was put together. The solution was stirred using a stirring bar, and 40.0 g (0.3 mol) of aluminum chloride was gradually added thereto.

반응 종료 후 물을 사용하여 반응 부산물 및 미반응 염화알루미늄을 제거하고 파우더로 얻어진 반응 생성물은 여과하여 건조하였다. 상기 건조된 파우더와 3-퀴놀린카보닐 클로라이드(3-qunolinecarbonyl chloride) 95.9g (0.5 mol)을 500 g의 클로로포름/다이클로로메탄 혼합액과 함께 넣고 교반 자석(stirring bar)을 사용하여 교반하며, 염화알루미늄 122.33 g (0.5 mol)을 조금씩 첨가한 후 60 ℃로 가열하여 12시간 동안 반응시켰다.After completion of the reaction, water was used to remove reaction by-products and unreacted aluminum chloride, and the reaction product obtained by the powder was filtered and dried. 95.9 g (0.5 mol) of the dried powder and 3-quinolinecarbonyl chloride were added to 500 g of chloroform / dichloromethane mixed solution, stirred using a stirring bar, and aluminum chloride 122.33 g (0.5 mol) was added in small portions, and the mixture was heated to 60 DEG C and reacted for 12 hours.

반응 종료 후 물을 사용하여 반응 부산물 및 미반응 염화알루미늄을 제거하고 에틸아세테이트로 추출하여 감압 건조하였다. 생성된 화합물에 다이메틸포름아마이드 270 g을 1 L 플라스크에 넣은 후 수소화 붕소 나트륨(NaBH4, Sodium Borohydride) 37.83g (1 mol)을 조금씩 첨가하였다. 첨가가 완료되면 50℃로 18시간 교반하며 반응시켰다. 반응 종료 후 7% 염화수소 용액으로 pH 6 정도로 중화 후 에틸 아세테이트로 추출하고 회전증발건조(rotary evaporation)에 의해 건조하여 하기 화학식 1dd로 표현되는 화합물을 얻었다.After completion of the reaction, reaction by-products and unreacted aluminum chloride were removed using water, extracted with ethyl acetate, and dried under reduced pressure. After the resulting compound into a 1 L flask, a dimethylformamide 270 g of sodium borohydride (NaBH 4, Sodium Borohydride) 37.83g (1 mol) was added little by little. Upon completion of the addition, the mixture was reacted at 50 DEG C with stirring for 18 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was neutralized with a 7% hydrogen chloride solution to a pH of about 6, extracted with ethyl acetate, and dried by rotary evaporation to obtain a compound represented by the following Chemical Formula 1dd.

[화학식 1dd][Chemical Formula 1dd]

Figure 112013057438746-pat00018

Figure 112013057438746-pat00018

비교합성예Comparative Synthetic Example 1 One

퍼릴렌(perylene) 42 g (0.166 mol) 및 나프토일클로라이드 (naphthoyl chloride) 95.3 g (0.499 mol)을 700 g의 클로로포름(chlroform)/다이클로로메탄(dichlromethane) 혼합액에 함께 넣어 용액을 준비하였다. 상기 용액을 교반 자석(stirring bar)을 사용하여 교반하며, 염화알루미늄(AlCl3, Aluminum Chloride) 66.6 g (0.499 mol)을 조금씩 첨가한 후 60 ℃로 승온하여 8시간 동안 교반하며 반응시켰다. 42 g (0.166 mol) of perylene and 95.3 g (0.499 mol) of naphthoyl chloride were placed in a mixture of 700 g of chlroform / dichlromethane to prepare a solution. The solution was stirred using a stirring bar and 66.6 g (0.499 mol) of aluminum chloride (AlCl 3 , Aluminum Chloride) was added little by little, and then the temperature was raised to 60 ° C and the mixture was reacted for 8 hours with stirring.

반응 종료 후 메탄올을 첨가하여 형성된 침전을 여과한 후 물/메탄올 혼합물로 세척하여 반응 부산물과 미반응 염화알루미늄을 제거하였다. 건조된 반응 생성물 57.6 g (0.105 mol)과 라니 니켈 (Raney Nickel) 200g을 600 ml의 2-프로판올(2-Propanol)과 함께 1시간 동안 리플럭스(reflux)하면서 교반하였다. 반응 종료 후 상온으로 식히고, 이어서 유기층을 제거하고 회전증발건조(rotary evaporation)하여 하기 화학식 2로 표현되는 화합물을 얻었다.After completion of the reaction, methanol was added to precipitate the precipitate, which was then filtered and washed with a water / methanol mixture to remove reaction by-products and unreacted aluminum chloride. 57.6 g (0.105 mol) of the dried reaction product and 200 g of Raney Nickel were stirred with 600 ml of 2-propanol for 1 hour while refluxing. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and then the organic layer was removed. The mixture was rotary evaporated to obtain a compound represented by the following formula (2).

[화학식 2](2)

Figure 112013057438746-pat00019

Figure 112013057438746-pat00019

하드마스크Hard mask 조성물의 제조 Preparation of composition

실시예Example 1 One

합성예 1에서 얻은 화합물을 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(propylene glycol monomethyl ether acetate, PGMEA)와 사이클로헥사논(cyclohexanone)(7:3(v/v))의 혼합 용매에 녹인 후 여과하여 하드마스크 조성물을 제조하였다.
The compound obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and cyclohexanone (7: 3 (v / v)), .

실시예Example 2 2

합성예 1에서 얻은 모노머 대신 합성예 2에서 얻은 모노머를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드마스크 조성물을 제조하였다.A hard mask composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the monomer obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the monomer obtained in Synthesis Example 1.

실시예Example 3 3

합성예 1에서 얻은 모노머 대신 합성예 3에서 얻은 모노머를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드마스크 조성물을 제조하였다.A hard mask composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the monomer obtained in Synthesis Example 3 was used instead of the monomer obtained in Synthesis Example 1.

실시예Example 4 4

합성예 1에서 얻은 모노머 대신 합성예 4에서 얻은 모노머를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드마스크 조성물을 제조하였다.
A hard mask composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the monomer obtained in Synthesis Example 4 was used instead of the monomer obtained in Synthesis Example 1.

비교예Comparative Example 1 One

합성예 1에서 얻은 모노머 대신 비교합성예 1에서 얻은 모노머를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드마스크 조성물을 제조하였다.
A hard mask composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the monomer obtained in Comparative Synthesis Example 1 was used instead of the monomer obtained in Synthesis Example 1.

평가 1: Rating 1: 내식각성Awareness of corrosion

실리콘 웨이퍼 위에 실시예 1 내지 4와 비교예 1에 따른 하드마스크 조성물(모노머 함량: 전체 조성물 대비 10.0중량%)을 스핀-온 코팅 방법으로 도포한 후, 핫플레이트 위에서 240℃로 1분간 열처리하여 박막을 형성하였다. K-MAC社의 박막두께측정기로 상기 박막의 두께를 측정하였다. On the silicon wafer, the hard mask composition (monomer content: 10.0% by weight based on the total composition) according to Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 was applied by spin-on coating method and then heat-treated on a hot plate at 240 캜 for 1 minute, . The thickness of the thin film was measured by a thin film thickness gauge of K-MAC.

이어서 상기 박막에 CFx 혼합 기체를 사용하여 100초 동안 건식 식각한 후, 박막의 두께를 측정하고, 하기 계산식 1에 의해 식각율(bulk etch rate, BER)을 계산하였다. Subsequently, the thin film was dry-etched for 100 seconds using a CF x mixed gas, and the thickness of the thin film was measured. The bulk etch rate (BER) was calculated according to the following equation 1.

[계산식 1][Equation 1]

(초기 박막 두께 - 식각 후 박막 두께)/식각 시간 (Å/s)(Initial thin film thickness - thin film thickness after etching) / etching time (Å / s)

그 결과는 표 1과 같다.The results are shown in Table 1.

초기 박막 두께 (Å)Initial thin film thickness (Å) 식각 후 박막 두께 (Å)Thickness after etching (Å) 식각율 (Å/sec)The etching rate (Å / sec) 비교예 1Comparative Example 1 48534853 36303630 25.225.2 실시예 1Example 1 47634763 35853585 24.724.7 실시예 2Example 2 45864586 34473447 24.824.8 실시예 3Example 3 46184618 34823482 24.524.5 실시예 4Example 4 46934693 35423542 24.524.5

표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 4에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막은 비교예 1에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막과 비교하여 식각율이 낮은 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the thin film formed from the hard mask composition according to Examples 1 to 4 has a lower etching rate than the thin film formed from the hard mask composition according to Comparative Example 1. [

이로부터 실시예 1 내지 4에 따른 하드마스크 조성물은 비교예 1에 따른 하드마스크 조성물과 비교하여 박막의 가교도가 높아 내식각성이 높은 것을 알 수 있다.
From the results, it can be seen that the hard mask composition according to Examples 1 to 4 has higher corrosion resistance due to the high degree of crosslinking of the thin film as compared with the hard mask composition according to Comparative Example 1.

평가 2: Evaluation 2: 접촉각Contact angle 특성 characteristic

실리콘 웨이퍼 위에 실시예 1 내지 4와 비교예 1에 따른 하드마스크 조성물(모노머 함량: 전체 조성물 대비 10.0중량%)을 스피너를 사용하여 각각 도포하였다. 이어서 핫플레이트 위에서 400℃로 120초간 소성하여 박막을 형성하였다. 그 후 접촉각 측정기로 상기 박막의 접촉각을 측정하고, K-MAC社의 박막두께측정기로 상기 박막의 코팅성을 확인하였다.The hard mask composition (monomer content: 10.0 wt% based on the total composition) according to Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 was applied onto a silicon wafer using a spinner, respectively. Subsequently, the film was baked on a hot plate at 400 DEG C for 120 seconds to form a thin film. Then, the contact angle of the thin film was measured with a contact angle meter, and the coating property of the thin film was confirmed by a thin film thickness meter of K-MAC.

그 결과는 표 2와 같다.The results are shown in Table 2.

접촉각Contact angle 코팅성Coating property 비교예 1Comparative Example 1 6464 불량-핀홀발생Poor - pinhole occurrence 실시예 1Example 1 4747 양호Good 실시예 2Example 2 5050 양호Good 실시예 3Example 3 5151 양호Good 실시예 4Example 4 4949 양호Good

표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 4에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막은 비교예 1에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막과 비교하여 접촉각 값이 작은 것을 알 수 있다. 이는 실시예 1 내지 4에 따른 하드마스크 조성물은 비교예에 따른 하드마스크 조성물과 비교하여 친수성이 높음을 의미하며, 이에 따라 실시예 1 내지 4에 따른 하드마스크 조성물은 실리콘 웨이퍼와의 친화도가 높아 양호한 박막 코팅성을 가짐을 확인할 수 있다.
Referring to Table 2, it can be seen that the thin film formed from the hard mask composition according to Examples 1 to 4 has a smaller contact angle value as compared with the thin film formed from the hard mask composition according to Comparative Example 1. [ This means that the hard mask composition according to Examples 1 to 4 has high hydrophilicity compared to the hard mask composition according to the comparative example. Accordingly, the hard mask composition according to Examples 1 to 4 has high affinity with silicon wafers It can be confirmed that it has good thin film coating properties.

평가 3: 갭-필 및 평탄화 특성Evaluation 3: Gap-fill and planarization characteristics

패턴이 형성된 실리콘 웨이퍼 위에 실시예 1 내지 4와 비교예 1에 따른 하드마스크 조성물(모노머 함량: 전체 조성물 대비 10.0중량%)을 스핀-코팅하고 핫플레이트 위에서 400 ℃에서 120 초 동안 열처리한 후, 전계방출 전자주사현미경(FE-SEM) 장비를 사용하여 갭-필 특성 및 평탄화 특성을 관찰하였다. The hard mask composition (monomer content: 10.0 wt.% Based on the total composition) according to Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 was spin-coated on a patterned silicon wafer and heat-treated at 400 ° C for 120 seconds on a hot plate, Gap-fill and planarization characteristics were observed using an emission scanning microscope (FE-SEM) equipment.

갭-필 특성은 패턴 단면을 FE-SEM으로 관찰하여 보이드(void) 발생 유무로 판별하였고, 평탄화 특성은 FE-SEM 으로 관찰된 패턴 단면의 이미지로부터 하드마스크 층의 두께를 측정하여 하기 계산식 2로 수치화하였다.  평탄화 특성은 h1 및 h2의 차이가 크기 않을수록 우수한 것이므로 그 수치가 작을수록 평탄화 특성이 우수한 것이다.The gap-fill characteristics were determined by observing the pattern section with an FE-SEM to determine whether voids were generated, and the planarization characteristic was measured by measuring the thickness of the hard mask layer from the image of the pattern section observed with FE-SEM, Respectively. The planarization property is better as the difference between h 1 and h 2 is smaller, and therefore, the smaller the value, the better the planarization characteristic.

[계산식 2][Equation 2]

Figure 112013057438746-pat00020
Figure 112013057438746-pat00020

그 결과는 표 3과 같다.The results are shown in Table 3.

갭필 특성 (Void 유무)Gap fill characteristics (with or without void) 평탄화 특성
main coating (1500 rpm)
Planarization characteristics
main coating (1500 rpm)
aspect ratio
(1 : 1.5)
aspect ratio
(1: 1.5)
aspect ratio
(1 : 10)
aspect ratio
(1:10)
비교예 1Comparative Example 1 void 없음void None void 있음Has void 24.5524.55 실시예 1Example 1 void 없음void None void 없음void None 21.5721.57 실시예 2Example 2 void 없음void None void 없음void None 22.6222.62 실시예 3Example 3 void 없음void None void 없음void None 23.8323.83 실시예 4Example 4 void 없음void None void 없음void None 21.9521.95

표 3을 참고하면, 실시예 1 내지 4에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막은 비교예 1에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막과 비교하여 평탄화 정도가 우수하고 보이드 또한 관찰되지 않아 우수한 갭-필 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
Referring to Table 3, the thin film formed from the hard mask composition according to Examples 1 to 4 has a superior leveling property and voids as compared with the thin film formed from the hard mask composition according to Comparative Example 1, .

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 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, And falls within the scope of the invention.

Claims (18)

하기 화학식 1로 표현되는 하드마스크 조성물용 모노머:
[화학식 1]
Figure 112016075993655-pat00021

상기 화학식 1에서,
A, A′ 및 A″은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 고리기이고,
X 및 X′는 각각 독립적으로 히드록시기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 티오닐기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알데히드기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 에테르, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬렌 에테르, 치환 또는 비치환된 C1 내지C30 할로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬보란기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴보란기 또는 이들의 조합이고,
L 및 L′은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 이들의 조합이고,
m 및 n은 각각 독립적으로 0 이상의 정수이며 1≤m+n≤(A가 가질 수 있는 최대 치환기 수)을 만족한다.
단, 상기 A, A′ 및 A″ 중 적어도 하나는 하기 그룹 1에서 선택되는 방향족 고리기이되, 상기 m이 0이면 상기 A 및 A'' 중 적어도 하나가 하기 그룹 1에서 선택되는 방향족 고리기이고 상기 n이 0이면 상기 A 및 A' 중 적어도 하나가 하기 그룹 1에서 선택되는 방향족 고리기이고, 상기 A는 코로넨 모이어티를 포함하지 않는다:
[그룹 1]
Figure 112016075993655-pat00022

상기 그룹 1에서,
Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 C=O, NR, 산소(O), 황(S), 또는 이들의 조합이고, 여기서 상기 R은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 할로겐 원자 또는 할로겐 함유기이고,
Z3은 질소(N)이다.
A monomer for a hard mask composition represented by Formula 1:
[Chemical Formula 1]
Figure 112016075993655-pat00021

In Formula 1,
A, A 'and A "are each independently a substituted or unsubstituted aromatic ring group,
X and X 'each independently represents a hydroxyl group, a halogen atom, a halogen-containing group, a thionyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, A substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, a substituted or unsubstituted C7 to C20 arylalkyl group , A substituted or unsubstituted C1 to C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 aldehyde group, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkyl ether, A substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, Lt; / RTI &
L and L 'are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group or a combination thereof,
m and n each independently represent an integer of 0 or more and satisfy 1? m + n? (the maximum number of substituents A can have).
Provided that at least one of A, A 'and A "is an aromatic ring group selected from the following group 1, and when m is 0, at least one of A and A" is an aromatic ring group selected from the following group 1 When n is 0, at least one of A and A 'is an aromatic ring group selected from the following Group 1, and A does not contain a coronene moiety:
[Group 1]
Figure 112016075993655-pat00022

In the group 1,
Z 1 and Z 2 are each independently C═O, NR, oxygen (O), sulfur (S), or a combination thereof wherein R is hydrogen, a substituted or unsubstituted C 1 to C 10 alkyl group, A halogen-containing group,
Z 3 is nitrogen (N).
제1항에서,
상기 A, A′ 및 A″ 중 적어도 하나는 하기 그룹 2에서 선택되는 치환 또는 비치환된 방향족 고리기인 하드마스크 조성물용 모노머:
단, 상기 A 는 코로넨 모이어티를 포함하지 않는다.
[그룹 2]
Figure 112016010240110-pat00023
The method of claim 1,
Wherein at least one of A, A 'and A " is a substituted or unsubstituted aromatic ring group selected from the following Group 2:
However, A does not include a coronene moiety.
[Group 2]
Figure 112016010240110-pat00023
제2항에서,
상기 A, A′ 및 A″ 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 다환 방향족 기인 하드마스크 조성물용 모노머.
3. The method of claim 2,
Wherein at least one of A, A 'and A " is a substituted or unsubstituted polycyclic aromatic group.
제1항에서,
상기 A, A′ 또는 A″는 적어도 하나의 수소가 히드록시기, 티오닐기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기 또는 이들의 조합으로 치환된 것인 하드마스크 조성물용 모노머.
The method of claim 1,
Wherein A, A 'or A "is a group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a thionyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a halogen atom, a halogen-containing group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group ≪ / RTI > or a combination thereof.
제1항에서,
상기 모노머는 하기 화학식 1a, 1c, 및 1d에서 선택된 어느 하나로 표현되는 하드마스크 조성물용 모노머:
[화학식 1a]
Figure 112016075993655-pat00024

[화학식 1c]
Figure 112016075993655-pat00026

[화학식 1d]
Figure 112016075993655-pat00027

상기 화학식 1a, 1c, 및 1d에서,
Xa, Xb, Xe 내지 Xh는 각각 독립적으로 히드록시기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 티오닐기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알데히드기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 에테르, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬렌 에테르, 치환 또는 비치환된 C1 내지C30 할로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬보란기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴보란기 또는 이들의 조합이고,
Ze 및 Zg는 각각 독립적으로 C=O, NR, 산소(O), 황(S), 또는 이들의 조합이고, 여기서 상기 R은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 할로겐 원자 또는 할로겐 함유기이고,
Za, Zb 및 Zf는 각각 질소(N)이고,
OR1 및 OR2는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 알콕시기를 의미한다.
The method of claim 1,
Wherein the monomer is represented by any one of the following formulas (1a), (1c) and (1d):
[Formula 1a]
Figure 112016075993655-pat00024

[Chemical Formula 1c]
Figure 112016075993655-pat00026

≪ RTI ID = 0.0 &
Figure 112016075993655-pat00027

In the above formulas (1a), (1c) and (1d)
X a , X b and X e to X h each independently represent a hydroxyl group, a halogen atom, a halogen-containing group, a thionyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group , A substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, A substituted or unsubstituted C1 to C20 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 aldehyde group, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkenyl group A substituted or unsubstituted C7 to C20 arylalkylene ether, a substituted or unsubstituted C1 to C30 haloalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylboranyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylborane group, A combination thereof,
Z e and Z g are each independently C═O, NR, oxygen (O), sulfur (S), or a combination thereof wherein R is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, A halogen-containing group,
Z a , Z b and Z f are respectively nitrogen (N)
OR 1 and OR 2 each independently represent a C1 to C30 alkoxy group.
제1항에서,
상기 모노머는 200 내지 5,000의 분자량을 가지는 하드마스크 조성물용 모노머.
The method of claim 1,
Wherein the monomer has a molecular weight of from 200 to 5,000.
하기 화학식 1로 표현되는 모노머, 그리고
용매
를 포함하는 하드마스크 조성물:
[화학식 1]
Figure 112016075993655-pat00028

상기 화학식 1에서,
A, A′ 및 A″은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 고리기이고,
X 및 X′는 각각 독립적으로 히드록시기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 티오닐기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알데히드기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 에테르, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬렌 에테르, 치환 또는 비치환된 C1 내지C30 할로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬보란기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴보란기 또는 이들의 조합이고,
L 및 L′은 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 이들의 조합이고,
m 및 n은 각각 독립적으로 0이상의 정수이며 1≤m+n≤(A가 가질 수 있는 최대 치환기 수)을 만족한다.
단, 상기 A, A′ 및 A″ 중 적어도 하나는 하기 그룹 1에서 선택되는 방향족 고리기이되, 상기 m이 0이면 상기 A 및 A'' 중 적어도 하나가 하기 그룹 1에서 선택되는 방향족 고리기이고 상기 n이 0이면 상기 A 및 A' 중 적어도 하나가 하기 그룹 1에서 선택되는 방향족 고리기이고, 상기 A는 코로넨 모이어티를 포함하지 않는다:
[그룹 1]
Figure 112016075993655-pat00029

상기 그룹 1에서,
Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 C=O, NR, 산소(O), 황(S), 또는 이들의 조합이고, 여기서 상기 R은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 할로겐 원자 또는 할로겐 함유기이고,
Z3은 질소(N)이다.
A monomer represented by the following formula (1), and
menstruum
A hard mask composition comprising:
[Chemical Formula 1]
Figure 112016075993655-pat00028

In Formula 1,
A, A 'and A "are each independently a substituted or unsubstituted aromatic ring group,
X and X 'each independently represents a hydroxyl group, a halogen atom, a halogen-containing group, a thionyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, A substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, a substituted or unsubstituted C7 to C20 arylalkyl group , A substituted or unsubstituted C1 to C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 aldehyde group, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkyl ether, A substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, Lt; / RTI &
L and L 'are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group or a combination thereof,
m and n each independently represent an integer of 0 or more and satisfy 1? m + n? (the maximum number of substituents A can have).
Provided that at least one of A, A 'and A "is an aromatic ring group selected from the following group 1, and when m is 0, at least one of A and A" is an aromatic ring group selected from the following group 1 When n is 0, at least one of A and A 'is an aromatic ring group selected from the following Group 1, and A does not contain a coronene moiety:
[Group 1]
Figure 112016075993655-pat00029

In the group 1,
Z 1 and Z 2 are each independently C═O, NR, oxygen (O), sulfur (S), or a combination thereof wherein R is hydrogen, a substituted or unsubstituted C 1 to C 10 alkyl group, A halogen-containing group,
Z 3 is nitrogen (N).
제7항에서,
상기 A, A′ 및 A″ 중 적어도 하나는 하기 그룹 2에서 선택되는 치환 또는 비치환된 방향족 고리기인 하드마스크 조성물:
단, 상기 A는 코로넨 모이어티를 포함하지 않는다.
[그룹 2]
Figure 112016010240110-pat00030
8. The method of claim 7,
Wherein at least one of A, A 'and A " is a substituted or unsubstituted aromatic ring group selected from the following group 2:
However, A does not include a coronene moiety.
[Group 2]
Figure 112016010240110-pat00030
제8항에서,
상기 A, A′ 및 A″ 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 다환 방향족 기인 하드마스크 조성물.
9. The method of claim 8,
Wherein at least one of A, A 'and A " is a substituted or unsubstituted polycyclic aromatic group.
제9항에서,
상기 A, A′ 또는 A″는 적어도 하나의 수소가 히드록시기, 티오닐기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기 또는 이들의 조합으로 치환된 것인 하드마스크 조성물.
The method of claim 9,
Wherein A, A 'or A "is a group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a thionyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a halogen atom, a halogen-containing group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group Or a combination thereof.
제7항에서,
상기 모노머는 하기 화학식 1a, 1c, 및 1d에서 선택된 어느 하나로 표현되는 하드마스크 조성물:
[화학식 1a]
Figure 112016075993655-pat00031

[화학식 1c]
Figure 112016075993655-pat00033

[화학식 1d]
Figure 112016075993655-pat00034

상기 화학식 1a, 1c, 및 1d에서,
Xa, Xb, Xe 내지 Xh는 각각 독립적으로 히드록시기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 티오닐기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알데히드기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬 에테르, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬렌 에테르, 치환 또는 비치환된 C1 내지C30 할로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬보란기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴보란기 또는 이들의 조합이고,
Ze 및 Zg는 각각 독립적으로 C=O, NR, 산소(O), 황(S), 또는 이들의 조합이고, 여기서 상기 R은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 할로겐 원자 또는 할로겐 함유기이고,
Za, Zb 및 Zf는 각각 질소(N)이고,
OR1 및 OR2는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 알콕시기를 의미한다.
8. The method of claim 7,
Wherein the monomer is represented by any one of the following formulas (1a), (1c), and (1d):
[Formula 1a]
Figure 112016075993655-pat00031

[Chemical Formula 1c]
Figure 112016075993655-pat00033

≪ RTI ID = 0.0 &
Figure 112016075993655-pat00034

In the above formulas (1a), (1c) and (1d)
X a , X b and X e to X h each independently represent a hydroxyl group, a halogen atom, a halogen-containing group, a thionyl group, a thiol group, a cyano group, a substituted or unsubstituted amino group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group , A substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylamine group, A substituted or unsubstituted C1 to C20 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 aldehyde group, a substituted or unsubstituted C1 to C4 alkenyl group A substituted or unsubstituted C7 to C20 arylalkylene ether, a substituted or unsubstituted C1 to C30 haloalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylboranyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylborane group, A combination thereof,
Z e and Z g are each independently C═O, NR, oxygen (O), sulfur (S), or a combination thereof wherein R is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, A halogen-containing group,
Z a , Z b and Z f are respectively nitrogen (N)
OR 1 and OR 2 each independently represent a C1 to C30 alkoxy group.
제7항에서,
상기 모노머는 200 내지 5,000의 분자량을 가지는 하드마스크 조성물.
8. The method of claim 7,
Wherein the monomer has a molecular weight of from 200 to 5,000.
제7항에서,
상기 모노머는 상기 하드마스크 조성물의 총 함량에 대하여 0.1중량% 내지 50 중량%로 포함되어 있는 하드마스크 조성물.
8. The method of claim 7,
Wherein the monomer is included in an amount of from 0.1% to 50% by weight based on the total amount of the hard mask composition.
기판 위에 재료 층을 제공하는 단계,
상기 재료 층 위에 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 하드마스크 조성물을 적용하는 단계,
상기 하드마스크 조성물을 열처리하여 하드마스크 층을 형성하는 단계,
상기 하드마스크 층 위에 실리콘 함유 박막층을 형성하는 단계,
상기 실리콘 함유 박막층 위에 포토레지스트 층을 형성하는 단계,
상기 포토레지스트 층을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계,
상기 포토레지스트 패턴을 사용하여 상기 실리콘 함유 박막층 및 상기 하드마스크 층을 선택적으로 제거하고 상기 재료 층의 일부를 노출하는 단계, 그리고
상기 재료 층의 노출된 부분을 식각하는 단계
를 포함하는 패턴 형성 방법.
Providing a layer of material over the substrate,
Applying a hard mask composition according to any one of claims 7 to 13 on said material layer,
Heat treating the hard mask composition to form a hard mask layer,
Forming a silicon-containing thin film layer on the hard mask layer,
Forming a photoresist layer on the silicon-containing thin film layer,
Exposing and developing the photoresist layer to form a photoresist pattern,
Selectively removing said silicon-containing thin film layer and said hard mask layer using said photoresist pattern and exposing a portion of said material layer; and
Etching the exposed portion of the material layer
≪ / RTI >
제14항에서,
상기 하드마스크 조성물을 적용하는 단계는 스핀-온 코팅 방법으로 수행하는 패턴 형성 방법.
The method of claim 14,
Wherein the step of applying the hard mask composition is performed by a spin-on coating method.
제14항에서,
상기 하드마스크 층을 형성하는 단계는 100℃ 내지 500℃에서 열처리하는 패턴 형성 방법.
The method of claim 14,
Wherein the forming of the hard mask layer is performed at a temperature of 100 ° C to 500 ° C.
제14항에서,
상기 실리콘 함유 박막층 위에 바닥 반사방지 층(BARC)을 형성하는 단계를 더 포함하는 패턴 형성 방법.
The method of claim 14,
And forming a bottom anti-reflective layer (BARC) on the silicon-containing thin film layer.
제17항에서,
상기 실리콘 함유 박막층은 산화질화규소(SiON)를 함유하는 것인 패턴 형성 방법.
The method of claim 17,
Wherein the silicon-containing thin film layer contains silicon oxynitride (SiON).
KR1020130073947A 2013-06-26 2013-06-26 Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition KR101666484B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130073947A KR101666484B1 (en) 2013-06-26 2013-06-26 Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
TW103103336A TWI541611B (en) 2013-06-26 2014-01-29 Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
US14/258,489 US10345706B2 (en) 2013-06-26 2014-04-22 Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
CN201410163675.8A CN104250228B (en) 2013-06-26 2014-04-22 Monomer for hard mask composition and the hard mask composition including the monomer and the method for forming pattern using it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130073947A KR101666484B1 (en) 2013-06-26 2013-06-26 Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150002929A KR20150002929A (en) 2015-01-08
KR101666484B1 true KR101666484B1 (en) 2016-10-17

Family

ID=52475921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130073947A KR101666484B1 (en) 2013-06-26 2013-06-26 Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101666484B1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101705756B1 (en) * 2013-06-26 2017-02-13 제일모직 주식회사 Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
TWI541611B (en) 2013-06-26 2016-07-11 第一毛織股份有限公司 Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
KR101804260B1 (en) 2015-02-17 2017-12-04 삼성에스디아이 주식회사 Monomer, organic layer composition, organic layer, and method of forming patterns
KR101884447B1 (en) * 2015-07-06 2018-08-01 삼성에스디아이 주식회사 Monomer, organic layer composition, organic layer, and method of forming patterns
KR102402747B1 (en) * 2017-06-30 2022-05-26 동우 화인켐 주식회사 Composition for hard mask
KR102303554B1 (en) 2018-12-26 2021-09-16 삼성에스디아이 주식회사 Polymer and hardmask composition and method of forming patterns

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100796047B1 (en) * 2006-11-21 2008-01-21 제일모직주식회사 Hardmask composition coated under photoresist, process of producing integrated circuit devices using the same and semiconductor device produced by the process

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101311942B1 (en) * 2009-12-31 2013-09-26 제일모직주식회사 Aromatic ring-containing compound for resist underlayer, and resist underlayer composition
KR101556277B1 (en) * 2012-12-27 2015-09-30 제일모직 주식회사 Hardmask composition and method of forming patterns and semiconductor integrated circuit device including the patterns

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100796047B1 (en) * 2006-11-21 2008-01-21 제일모직주식회사 Hardmask composition coated under photoresist, process of producing integrated circuit devices using the same and semiconductor device produced by the process

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150002929A (en) 2015-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101413069B1 (en) Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
TWI541611B (en) Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
KR101788091B1 (en) Polymer, organic layer composition, organic layer, and method of forming patterns
KR101754901B1 (en) Hardmask composition and method of forming patterns using the hardmask composition
KR101798935B1 (en) Organic layer composition, organic layer, and method of forming patterns
KR101747229B1 (en) Hardmask composition and method of forming patterns using the hardmask composition
KR101962419B1 (en) Polymer, organic layer composition, and method of forming patterns
KR101666484B1 (en) Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
KR101599961B1 (en) Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
KR20160101583A (en) Polymer, organic layer composition, organic layer, and method of forming patterns
KR20150079199A (en) Hardmask composition, method of forming patterns using the hardmask composition and semiconductor integrated circuit device including the patterns
KR101413071B1 (en) Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
KR101788093B1 (en) Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
KR101684978B1 (en) Hardmask composition, method of forming patterns using the hardmask composition and semiconductor integrated circuit device including the patterns including the patterns
KR20140052411A (en) Hardmask composition and method of forming patterns using the hardmask composition
KR101698510B1 (en) Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
KR101848345B1 (en) Polymer, organic layer composition, and method of forming patterns
KR101711919B1 (en) Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
KR101988997B1 (en) Polymer, organic layer composition, and method of forming patterns
KR20170087295A (en) Organic layer composition, and method of forming patterns
KR101696197B1 (en) Hardmask composition, method of forming patterns using the hardmask composition and semiconductor integrated circuit device including the patterns including the patterns
KR101583226B1 (en) Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
KR101757809B1 (en) Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
KR101937319B1 (en) Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition
KR101711920B1 (en) Monomer for hardmask composition and hardmask composition including the monomer and method of forming patterns using the hardmask composition

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 4