KR102151674B1 - Polymer, organic layer composition, and method of forming patterns - Google Patents

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Abstract

하기 화학식 1로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체, 상기 중합체를 포함하는 유기막 조성물, 및 상기 유기막 조성물을 사용하는 패턴형성방법에 관한 것이다.
[화학식 1]

Figure 112017129370778-pat00022

상기 화학식 1에서,
A는 하기 화학식 2로 표현되는 모이어티이고,
B는 하기 화학식 3으로 표현되는 모이어티이고,
*은 연결지점이다:
[화학식 2]
Figure 112017129370778-pat00023

[화학식 3]
Figure 112017129370778-pat00024

상기 화학식 2 및 3의 정의는 명세서 내에 기재한 바와 같다.It relates to a polymer comprising a structural unit represented by the following Formula 1, an organic film composition comprising the polymer, and a pattern formation method using the organic film composition.
[Formula 1]
Figure 112017129370778-pat00022

In Formula 1,
A is a moiety represented by the following formula (2),
B is a moiety represented by the following formula (3),
* Is the connection point:
[Formula 2]
Figure 112017129370778-pat00023

[Formula 3]
Figure 112017129370778-pat00024

The definitions of Formulas 2 and 3 are as described in the specification.

Description

중합체, 유기막 조성물 및 패턴 형성 방법{POLYMER, ORGANIC LAYER COMPOSITION, AND METHOD OF FORMING PATTERNS}Polymer, organic film composition, and pattern forming method {POLYMER, ORGANIC LAYER COMPOSITION, AND METHOD OF FORMING PATTERNS}

신규한 중합체, 상기 중합체를 포함하는 유기막 조성물, 그리고 상기 유기막 조성물을 사용하는 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel polymer, an organic film composition comprising the polymer, and a pattern forming method using the organic film 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.Recently, the semiconductor industry is developing from a pattern of several hundred nanometers to an ultra-fine technology having a pattern of several to tens of nanometers. Effective lithographic techniques are essential to realize such ultra-fine technology.

전형적인 리쏘그래픽 기법은 반도체 기판 위에 재료 층을 형성하고 그 위에 포토레지스트 층을 코팅하고 노광 및 현상을 하여 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 재료 층을 식각하는 과정을 포함한다.A typical lithographic technique involves forming a material layer on a semiconductor substrate, coating a photoresist layer thereon, exposing and developing to form a photoresist pattern, and then 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 재료 층과 포토레지스트 층 사이에 일명 하드마스크 층(hardmask layer)이라고 불리는 유기막을 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 using only the above-described typical lithographic technique. Accordingly, a fine pattern can be formed by forming an organic layer called a hardmask layer between the material layer to be etched and the photoresist layer.

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 내열성 및 내식각성의 특성이 필요하다.The hard mask layer serves as an interlayer that transfers the fine pattern of photoresist to the material layer through a selective etching process. Therefore, the hard mask layer needs properties of heat resistance and etch resistance to withstand multiple etching processes.

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 평탄화 특성을 개선할 수 있다. 미세 패턴을 실현하기 위해서는 다중 패턴 형성이 필수적인데 이때 패턴 내부를 공극 없이 막으로 매립하는 매립 특성(gap-fill 특성)이 필요하게 된다.On the other hand, in recent years, it has been proposed to form a hardmask layer by a spin-on coating method instead of a chemical vapor deposition method. The spin-on coating method is easy to process and can improve planarization properties. In order to realize a fine pattern, it is essential to form multiple patterns, and at this time, a gap-fill property is required to fill the inside of the pattern with a film without voids.

또한, 피가공 기판에 단차가 있는 경우나, 패턴 밀집 부분 및 패턴이 없는 영역이 웨이퍼 상에 함께 존재하는 경우, 하드마스크 층을 이용하여 막 표면을 평탄화시킬 필요가 있다. 그러나 하드마스크 층에 요구되는 상술한 특성들은 서로 상충 관계에 있어서 이들을 모두 만족할 수 있는 하드마스크 조성물이 필요하다.In addition, when there is a step difference in the substrate to be processed, or when a pattern dense portion and an area without a pattern exist together on the wafer, it is necessary to flatten the film surface using a hard mask layer. However, the above-described properties required for the hardmask layer are in conflict with each other, so a hardmask composition capable of satisfying all of them is required.

일 구현예는 내식각성이 우수할 뿐만 아니라 갭-필 특성 및 평탄화 특성 또한 확보할 수 있는 신규한 중합체를 제공한다.One embodiment provides a novel polymer capable of securing not only excellent etch resistance, but also gap-fill properties and planarization properties.

다른 구현예는 상기 중합체를 포함하는 유기막 조성물을 제공한다.Another embodiment provides an organic film composition comprising the polymer.

또 다른 구현예는 상기 유기막 조성물을 사용한 패턴 형성 방법을 제공한다.Another embodiment provides a pattern formation method using the organic film composition.

일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체를 제공한다.According to an embodiment, a polymer including a structural unit represented by Formula 1 below is provided.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112017129370778-pat00001
Figure 112017129370778-pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A는 하기 화학식 2로 표현되는 모이어티이고,A is a moiety represented by the following formula (2),

B는 하기 화학식 3으로 표현되는 모이어티이고,B is a moiety represented by the following formula (3),

*은 연결지점이다:* Is the connection point:

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112017129370778-pat00002
Figure 112017129370778-pat00002

상기 화학식 2에서,In Chemical Formula 2,

Z는 NR0, O 또는 S이고, 여기서 R0는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 이들의 조합이고,Z is NR 0 , O or S, wherein R 0 is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,

R1은 히드록시기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이고,R 1 is a hydroxy group, a halogen group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group , A substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof,

a는 0 내지 3인 정수이고,a is an integer from 0 to 3,

*은 연결지점이다:* Is the connection point:

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112017129370778-pat00003
Figure 112017129370778-pat00003

상기 화학식 3에서,In Chemical Formula 3,

L1 및 L2는 각각 독립적으로 O, S, SO2, 또는 카르보닐이고,L 1 and L 2 are each independently O, S, SO 2 , or carbonyl,

R2 내지 R5는 각각 독립적으로 히드록시기, 할로겐 기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이고,R 2 to R 5 are each independently a hydroxy group, a halogen group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted A C2 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof,

b 내지 e는 각각 독립적으로 0 내지 4인 정수이고,b to e are each independently an integer of 0 to 4,

R6 내지 R11은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 이들의 조합이고,R 6 to R 11 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,

n은 0 내지 5인 정수이고,n is an integer from 0 to 5,

*은 연결지점이다.* Is the connection point.

상기 중합체의 중량평균분자량이 1,000 내지 200,000일 수 있다. The weight average molecular weight of the polymer may be 1,000 to 200,000.

다른 구현예에 따르면, 상술한 중합체, 그리고 용매를 포함하는 유기막 조성물을 제공한다.According to another embodiment, an organic film composition including the above-described polymer and a solvent is provided.

상기 중합체는 상기 유기막 조성물의 총 함량에 대하여 0.1 중량% 내지 30 중량%로 포함될 수 있다.The polymer may be included in an amount of 0.1% to 30% by weight based on the total content of the organic film composition.

또 다른 구현예에 따르면, 기판 위에 재료 층을 형성하는 단계, 상기 재료 층 위에 상술한 중합체 및 용매를 포함하는 유기막 조성물을 적용하는 단계, 상기 유기막 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 이용하여 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.According to another embodiment, forming a material layer on a substrate, applying an organic film composition including the above-described polymer and a solvent on the material layer, and forming a hardmask layer by heat treating the organic film composition , Forming a silicon-containing thin film layer on the hardmask layer, forming a photoresist layer on the silicon-containing thin film layer, exposing and developing the photoresist layer to form a photoresist pattern, using the photoresist pattern Thus, it provides a pattern forming method comprising the step of selectively removing the silicon-containing thin film layer and the hardmask layer, exposing a portion of the material layer, and etching the exposed portion of the material layer.

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

상기 포토레지스트 층을 형성하는 단계 전에 바닥 반사 방지 층(BARC)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.It may further include forming a bottom anti-reflection layer (BARC) before forming the photoresist layer.

일 구현예에 따른 중합체는 헤테로 고리기 부분 및 소정의 링커로 연결된 방향족 고리기 부분을 포함한다. 이에 따라 상기 중합체는 내식각성과 함께 갭-필 특성 및 평탄화 특성을 동시에 확보할 수 있으며, 상기 중합체를 유기막 재료로 사용할 경우 내식각성과 평탄성이 우수한 유기막을 제공할 수 있다. The polymer according to an embodiment includes a heterocyclic group moiety and an aromatic cyclic group moiety connected by a predetermined linker. Accordingly, the polymer can simultaneously secure a gap-fill property and a planarization property along with etch resistance, and when the polymer is used as an organic film material, an organic film having excellent etch resistance and flatness can be provided.

도 1은 일 구현예에 따른 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 흐름도이고,
도 2는 평탄화 특성과 관련한 계산식 2를 설명하기 위한 참고도이고,
도 3은 단차 특성과 관련한 계산식 3을 설명하기 위한 참고도이다.
1 is a flow chart for explaining a pattern forming method according to an embodiment,
2 is a reference diagram for explaining the calculation formula 2 related to the planarization characteristic,
3 is a reference diagram for explaining the calculation equation 3 related to the step characteristic.

이하, 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the embodiments of the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described herein.

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

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

또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '*'는 화합물 또는 화합물 부분(moiety)의 연결 지점을 가리킨다. In addition, unless otherwise defined in the specification,'*' refers to a connection point of a compound or a compound moiety.

이하 일 구현예에 따른 중합체를 설명한다.Hereinafter, a polymer according to an embodiment will be described.

일 구현예에 따른 중합체는 하기 화학식 1로 표현되는 구조 단위를 포함한다.A polymer according to an embodiment includes a structural unit represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112017129370778-pat00004
Figure 112017129370778-pat00004

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A는 하기 화학식 2로 표현되는 모이어티이고,A is a moiety represented by the following formula (2),

B는 하기 화학식 3으로 표현되는 모이어티이고,B is a moiety represented by the following formula (3),

*은 연결지점이다:* Is the connection point:

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112017129370778-pat00005
Figure 112017129370778-pat00005

상기 화학식 2에서,In Chemical Formula 2,

Z는 NR0, O 또는 S이고, 여기서 R0는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 이들의 조합이고,Z is NR 0 , O or S, wherein R 0 is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,

R1은 히드록시기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이고,R 1 is a hydroxy group, a halogen group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group , A substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof,

a는 0 내지 3인 정수이고,a is an integer from 0 to 3,

*은 연결지점이다:* Is the connection point:

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112017129370778-pat00006
Figure 112017129370778-pat00006

상기 화학식 3에서,In Chemical Formula 3,

L1 및 L2는 각각 독립적으로 O, S, SO2, 또는 카르보닐이고,L 1 and L 2 are each independently O, S, SO 2 , or carbonyl,

R2 내지 R5는 각각 독립적으로 히드록시기, 할로겐 기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이고,R 2 to R 5 are each independently a hydroxy group, a halogen group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted A C2 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof,

b 내지 e는 각각 독립적으로 0 내지 4인 정수이고,b to e are each independently an integer of 0 to 4,

R6 내지 R11은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 이들의 조합이고,R 6 to R 11 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,

n은 0 내지 5인 정수이고,n is an integer from 0 to 5,

*은 연결지점이다.* Is the connection point.

상기 중합체는 상기 화학식 1로 표현되는 구조 단위를 포함하며, 여기서 이들 구조 단위의 개수 및 배열은 한정되지 않는다.The polymer includes the structural units represented by Formula 1, wherein the number and arrangement of these structural units are not limited.

상기 화학식 1로 표현되는 구조 단위는 헤테로 고리기 부분(A) 및 소정의 링커, 즉 O, S, SO2, 또는 카르보닐로 연결된 방향족 고리기 부분(B)을 포함한다.The structural unit represented by Formula 1 includes a heterocyclic group moiety (A) and a predetermined linker, that is, an aromatic cyclic group moiety (B) linked by O, S, SO 2 , or carbonyl.

상기 헤테로 고리기 부분(A)은 상기 화학식 2로 표현되고, 상기 소정의 링커로 연결된 방향족 고리기 부분(B)은 상기 화학식 3으로 표현된다. 예를 들어, 상기 헤테로 고리기 부분(A)에서 오각 고리 부분이 상기 소정의 링커로 연결된 방향족 고리기 부분(B)과 연결될 수 있다. The heterocyclic group moiety (A) is represented by Formula 2, and the aromatic cyclic group moiety (B) connected by a predetermined linker is represented by Formula 3 above. For example, the pentagonal ring portion in the heterocyclic group portion (A) may be connected to the aromatic ring group portion (B) connected by the predetermined linker.

상기 화학식 2에서 오각 고리 내에 포함된 헤테로 원자는 N, O 또는 S이다. 상기 화학식 2에서 육각 고리는 예컨대 히드록시기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기와 같은 작용기에 의해 치환될 수도 있고, 비치환된 형태일 수도 있다.The hetero atom included in the pentagonal ring in Formula 2 is N, O, or S. The hexagonal ring in Formula 2 is, for example, a hydroxy group, a halogen group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted It may be substituted with a functional group such as a C2 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group. It may be in a circular shape.

이와 같이, 상기 중합체는 그 구조 단위 내에 상기 화학식 2로 표현되는 구조를 포함하므로 기본적으로 내식각성이 우수하다.As described above, since the polymer includes the structure represented by Chemical Formula 2 in its structural unit, it is basically excellent in corrosion resistance.

상기 화학식 3으로 표현되는 부분(B)은 2개의 벤젠 고리가 O, S, SO2, 또는 카르보닐인 링커에 의해 연결되어 있는 구조를 가지며, 이러한 구조는 1개일 수도 있고 (즉, 상기 화학식 3에서 n=0인 경우), 2개 내지 6개일 수도 있다(즉, 상기 화학식 3에서 n이 1 내지 5인 경우).The moiety (B) represented by Formula 3 has a structure in which two benzene rings are connected by a linker of O, S, SO 2 , or carbonyl, and this structure may be one (ie, the formula 3 In the case of n=0), it may be 2 to 6 (that is, when n is 1 to 5 in Formula 3).

예를 들어, 상기 화학식 3에서 L1 및 L2는 각각 O, 즉 에테르 링커일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.For example, in Formula 3, L 1 and L 2 may each be O, that is, an ether linker, but are not limited thereto.

상기 중합체는 그 구조 단위 내에 상기 화학식 3으로 표현되는 소정의 연결기를 포함함으로써 중합체의 유연성(flexibility)을 증가시킬 수 있다. 이러한 유연한 구조는 중합체의 자유 부피(free volume)을 증가시켜 용해도를 향상시킬 뿐만 아니라, 유리전이온도(Tg)를 낮춤으로써 베이크 공정 시 갭-필 성능 및 평탄화 향상을 가져올 수 있다.The polymer may increase the flexibility of the polymer by including a predetermined linking group represented by Formula 3 in its structural unit. Such a flexible structure not only improves solubility by increasing the free volume of the polymer, but also lowers the glass transition temperature (Tg), thereby improving gap-fill performance and planarization during the baking process.

상기 중합체는 약 500 내지 200,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 보다 구체적으로 상기 중합체는 약 1,000 내지 20,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 상기 범위의 중량평균분자량을 가짐으로써 상기 중합체를 포함하는 유기막 조성물(예컨대, 하드마스크 조성물)의 탄소 함량 및 용매에 대한 용해도를 조절하여 최적화할 수 있다.The polymer may have a weight average molecular weight of about 500 to 200,000. More specifically, the polymer may have a weight average molecular weight of about 1,000 to 20,000. By having a weight average molecular weight in the above range, the carbon content of the organic film composition (eg, hard mask composition) including the polymer and the solubility in a solvent can be adjusted to optimize.

상기 중합체를 유기막 재료로서 사용할 경우, 베이크 공정 중 핀-홀 및 보이드의 형성이나 두께 산포의 열화 없이 균일한 박막을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 하부 기판(혹은 막)에 단차가 존재하는 경우 혹은 패턴을 형성하는 경우 우수한 갭-필 및 평탄화 특성을 제공할 수 있다.When the polymer is used as an organic film material, it is possible to form a uniform thin film without forming pin-holes and voids or deteriorating the thickness distribution during the baking process, as well as when there is a step difference or a pattern on the lower substrate (or film). When formed, excellent gap-fill and planarization properties may be provided.

다른 구현예에 따르면, 상술한 중합체, 그리고 용매를 포함하는 유기막 조성물을 제공한다.According to another embodiment, an organic film composition including the above-described polymer and a solvent is provided.

상기 용매는 상기 중합체에 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, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 메틸피롤리돈, 메틸피롤리디논, 아세틸아세톤및 에틸 3-에톡시프로피오네이트에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.The solvent is not particularly limited as long as it has sufficient solubility or dispersibility in the polymer, for example, propylene glycol, propylene glycol diacetate, methoxy propanediol, diethylene glycol, diethylene glycol butyl ether, tri(ethylene glycol) mono Methyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone, ethyl lactate, gamma-butyrolactone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, methylpyrrolidone , Methylpyrrolidinone, acetylacetone, and ethyl 3-ethoxypropionate.

상기 중합체는 상기 유기막 조성물의 총 함량에 대하여 약 0.1 내지 50 중량%, 약 0.1 내지 30 중량%, 또는 약 0.1 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 중합체가 포함됨으로써 유기막의 두께, 표면 거칠기 및 평탄화 정도를 조절할 수 있다.The polymer may be included in an amount of about 0.1 to 50% by weight, about 0.1 to 30% by weight, or about 0.1 to 15% by weight based on the total content of the organic film composition. By including the polymer in the above range, the thickness, surface roughness, and degree of planarization of the organic film can be controlled.

상기 유기막 조성물은 추가적으로 계면활성제, 가교제, 열산 발생제, 가소제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.The organic film composition may further include additives such as a surfactant, a crosslinking agent, a thermal acid generator, and a plasticizer.

상기 계면활성제는 예컨대 플루오로알킬계 화합물, 알킬벤젠설폰산염, 알킬피리디늄염, 폴리에틸렌글리콜, 제4암모늄염 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The surfactant may be, for example, a fluoroalkyl-based compound, an alkylbenzene sulfonate, an alkylpyridinium salt, a polyethylene glycol, or a quaternary ammonium salt, but is not limited thereto.

상기 가교제는 예컨대 멜라민계, 치환요소계, 또는 이들 폴리머계 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 적어도 2개의 가교 형성 치환기를 갖는 가교제로, 예를 들면, 메톡시메틸화 글리코루릴, 부톡시메틸화 글리코루릴, 메톡시메틸화 멜라민, 부톡시메틸화 멜라민, 메톡시메틸화 벤조구아나민, 부톡시메틸화 벤조구아나민, 메톡시메틸화요소, 부톡시메틸화요소, 메톡시메틸화 티오요소, 또는 부톡시메틸화 티오요소 등의 화합물을 사용할 수 있다.The crosslinking agent may be, for example, melamine-based, substituted urea-based, or these polymers. Preferably, a crosslinking agent having at least two crosslinking substituents, for example, methoxymethylated glycoruryl, butoxymethylated glycoruryl, methoxymethylated melamine, butoxymethylated melamine, methoxymethylated benzoguanamine, butoxy Compounds such as methylated benzoguanamine, methoxymethylated urea, butoxymethylated urea, methoxymethylated thiourea, or butoxymethylated thiourea may be used.

또한, 상기 가교제로는 내열성이 높은 가교제를 사용할 수 있다. 내열성이 높은 가교제로는 분자 내에 방향족 고리(예를 들면 벤젠 고리, 나프탈렌 고리)를 가지는 가교 형성 치환기를 함유하는 화합물을 사용할 수 있다.Further, as the crosslinking agent, a crosslinking agent having high heat resistance may be used. As a crosslinking agent having high heat resistance, a compound containing a crosslinking substituent having an aromatic ring (for example, a benzene ring or a naphthalene ring) in the molecule can be used.

상기 열산발생제는 예컨대 p-톨루엔술폰산, 트리플루오로메탄술폰산, 피리디늄p-톨루엔술폰산, 살리실산, 술포살리실산, 구연산, 안식향산, 하이드록시안식향산, 나프탈렌카르본산 등의 산성 화합물 또는/및 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디에논, 벤조인토실레이트, 2-니트로벤질토실레이트, 그 밖에 유기술폰산알킬에스테르 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The thermal acid generator is an acidic compound such as p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, pyridinium p-toluenesulfonic acid, salicylic acid, sulfosalicylic acid, citric acid, benzoic acid, hydroxybenzoic acid, naphthalenecarboxylic acid, or/and 2,4 ,4,6-tetrabromocyclohexadienone, benzointosylate, 2-nitrobenzyltosylate, and other organic fonate alkyl esters may be used, but the present invention is not limited thereto.

상기 첨가제는 상기 유기막 조성물 100 중량부에 대하여 약 0.001 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함함으로써 유기막 조성물의 광학적 특성을 변경시키지 않으면서 용해도를 향상시킬 수 있다.The additive may be included in an amount of about 0.001 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the organic layer composition. By including in the above range, solubility can be improved without changing the optical properties of the organic film composition.

또 다른 구현예에 따르면, 상술한 유기막 조성물을 사용하여 제조된 유기막을 제공한다. 상기 유기막은 상술한 유기막 조성물을 예컨대 기판 위에 코팅한 후 열처리 과정을 통해 경화된 형태일 수 있으며, 예컨대 하드마스크 층, 평탄화막, 희생막, 충진제 등 전자 디바이스에 사용되는 유기 박막을 포함할 수 있다. According to another embodiment, an organic film prepared using the above-described organic film composition is provided. The organic film may be in a form cured through a heat treatment process after coating the above-described organic film composition on a substrate, for example, and may include an organic thin film used in electronic devices such as a hard mask layer, a planarization film, a sacrificial film, and a filler. have.

이하 상술한 유기막 조성물을 사용하여 패턴을 형성하는 방법에 대하여 도 1을 참고하여 설명한다.Hereinafter, a method of forming a pattern using the above-described organic film composition will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 일 구현예에 따른 패턴 형성 방법을 설명하는 흐름도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of forming a pattern according to an exemplary embodiment.

일 구현예에 따른 패턴 형성 방법은 기판 위에 재료 층을 형성하는 단계(S1), 상기 재료 층 위에 상술한 중합체 및 용매를 포함하는 유기막 조성물을 적용하는 단계(S2), 상기 유기막 조성물을 열처리하여 하드마스크 층을 형성하는 단계(S3), 상기 하드마스크 층 위에 실리콘 함유 박막층을 형성하는 단계(S4), 상기 실리콘 함유 박막층 위에 포토레지스트 층을 형성하는 단계(S5), 상기 포토레지스트 층을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계(S6), 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 실리콘 함유 박막층 및 상기 하드마스크 층을 선택적으로 제거하고 상기 재료 층의 일부를 노출하는 단계(S7), 그리고 상기 재료 층의 노출된 부분을 식각하는 단계(S8)를 포함한다.The pattern formation method according to an embodiment includes the steps of forming a material layer on a substrate (S1), applying an organic film composition including the above-described polymer and solvent on the material layer (S2), and heat treatment of the organic film composition. Forming a hard mask layer (S3), forming a silicon-containing thin film layer on the hard mask layer (S4), forming a photoresist layer on the silicon-containing thin film layer (S5), and exposing the photoresist layer And developing to form a photoresist pattern (S6), selectively removing the silicon-containing thin film layer and the hardmask layer using the photoresist pattern, and exposing a portion of the material layer (S7), and the And etching the exposed portion of the material layer (S8).

상기 기판은 예컨대 실리콘 웨이퍼, 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, for example, a metal layer such as aluminum or copper, a semiconductor layer such as silicon, or an insulating layer such as silicon oxide or silicon nitride. The material layer can be formed, for example, by a chemical vapor deposition method.

상기 유기막 조성물은 전술한 바와 같으며, 용액 형태로 제조되어 스핀-온 코팅 방법으로 도포될 수 있다. 이 때 상기 유기막 조성물의 도포 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 약 50 내지 200,000Å 또는 약 50 내지 10,000Å 두께로 도포될 수 있다.The organic film composition is as described above, and may be prepared in a solution form and applied by a spin-on coating method. In this case, the coating thickness of the organic film composition is not particularly limited, but may be applied to a thickness of, for example, about 50 to 200,000Å or about 50 to 10,000Å.

상기 유기막 조성물을 열처리하는 단계는 예컨대 약 100 내지 700℃에서 약 10초 내지 1시간 동안 수행할 수 있다.The step of heat-treating the organic film composition may be performed at, for example, about 100 to 700° C. for about 10 seconds to 1 hour.

상기 실리콘 함유 박막층은 예컨대 SiCN, SiOC, SiON, SiOCN, SiC, SiO및/또는 SiN 등의 물질로 형성할 수 있다.The silicon-containing thin film layer may be formed of, for example, a material such as SiCN, SiOC, SiON, SiOCN, SiC, SiO and/or SiN.

또한 상기 포토레지스트 층을 형성하는 단계 전에 상기 실리콘 함유 박막층 상부에 바닥 반사방지 층(bottom anti-reflective coating, BARC)을 더 형성할 수도 있다.In addition, before forming the photoresist layer, a bottom anti-reflective coating (BARC) may be further formed on the silicon-containing thin film layer.

상기 포토레지스트 층을 노광하는 단계는 예컨대 ArF, KrF 또는 EUV 등을 사용하여 수행할 수 있다. 또한 노광 후 약 100 내지 700℃에서 열처리 공정을 수행할 수 있다.The step of exposing the photoresist layer may be performed using, for example, ArF, KrF, or EUV. In addition, a heat treatment process may be performed at about 100 to 700° 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 있다.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 be CHF 3 , CF 4 , Cl 2 , BCl 3, and a mixed gas thereof.

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 various, such as a metal pattern, a semiconductor pattern, and an insulating pattern, and may be applied as various patterns in a semiconductor integrated circuit device.

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

합성예Synthesis example

합성예 1Synthesis Example 1

플라스크에 6-하이드록시인돌(26.6g, 0.2mol), 4,4'-비스메톡시메틸 다이페닐에테르(51.6g, 0.2mol), 디에틸설페이트(0.9g, 6mmol) 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 78.2g을 투입한 후, 100℃에서 2 내지 15시간 동안 교반하여 중합 반응을 수행하였다. 1시간 간격으로 상기 중합 반응물로부터 시료를 취하여, 중량평균분자량이 2,000 내지 3,500일 때 반응을 완료하였다. 중합 반응이 완료된 후, 반응물을 상온으로 서서히 냉각시킨 후 상기 반응물을 증류수 40g 및 메탄올 400g에 투입하여 강하게 교반한 후, 정치시켜 침전을 형성시켰다. 형성된 침전물을 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 80g에 녹인 후, 메탄올 320g, 물 320g를 이용하여 강하게 교반하고 침전을 형성시켰다. 이때 얻어지는 침전물을 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 80g에 녹였다. 침전물을 2회 형성시키는 상기 정제 공정을 총 3회 실시하였다. 정제가 끝난 중합체를 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 80g에 녹인 후, 감압 하에서 용액에 남아 있는 메탄올 및 증류수를 제거하여 하기 화학식 1-1로 표현되는 구조 단위를 포함하는 중합체를 얻었다(Mw: 2,900).In a flask, 6-hydroxyindole (26.6 g, 0.2 mol), 4,4'-bismethoxymethyl diphenyl ether (51.6 g, 0.2 mol), diethyl sulfate (0.9 g, 6 mmol) and propylene glycol monomethyl ether After 78.2 g of acetate (PGMEA) was added, the mixture was stirred at 100° C. for 2 to 15 hours to perform a polymerization reaction. Samples were taken from the polymerization reaction product at 1 hour intervals, and the reaction was completed when the weight average molecular weight was 2,000 to 3,500. After the polymerization reaction was completed, the reaction product was gradually cooled to room temperature, the reaction product was added to 40 g of distilled water and 400 g of methanol, stirred vigorously, and allowed to stand to form a precipitate. The formed precipitate was dissolved in 80 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and then stirred vigorously with 320 g of methanol and 320 g of water to form a precipitate. The precipitate obtained at this time was dissolved in 80 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA). The purification process of forming a precipitate twice was performed a total of three times. After dissolving the purified polymer in 80 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), methanol and distilled water remaining in the solution were removed under reduced pressure to obtain a polymer containing a structural unit represented by the following Formula 1-1 (Mw: 2,900).

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure 112017129370778-pat00007
Figure 112017129370778-pat00007

합성예 2Synthesis Example 2

시아나프텐(26.8g, 0.2mol), 4,4'-비스메톡시메틸 다이페닐에테르(51.6g, 0.2mol), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 78.4g 및 디에틸설페이트 (0.9g, 6mmol)을 사용하여 합성예 1과 동일한 합성 과정을 거쳐 화학식 1-2로 표현되는 구조 단위를 포함하는 중합체를 얻었다(Mw: 2,700).Cyanaphthene (26.8 g, 0.2 mol), 4,4'-bismethoxymethyl diphenyl ether (51.6 g, 0.2 mol), propylene glycol monomethyl ether acetate 78.4 g and diethyl sulfate (0.9 g, 6 mmol) Using the same synthesis procedure as in Synthesis Example 1, a polymer including the structural unit represented by Formula 1-2 was obtained (Mw: 2,700).

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure 112017129370778-pat00008
Figure 112017129370778-pat00008

합성예 3Synthesis Example 3

인돌(23.4g, 0.2mol), 4,4'-비스메톡시메틸 다이페닐에테르(51.6g, 0.2mol), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 75g 및 디에틸설페이트(0.9g, 6mmol)을 사용하여 합성예 1과 동일한 합성 과정을 거쳐 화학식 1-3으로 표현되는 구조 단위를 포함하는 중합체를 얻었다(Mw: 2,700).Synthesis using indole (23.4 g, 0.2 mol), 4,4'-bismethoxymethyl diphenyl ether (51.6 g, 0.2 mol), propylene glycol monomethyl ether acetate 75 g and diethyl sulfate (0.9 g, 6 mmol) A polymer containing the structural unit represented by Chemical Formula 1-3 was obtained through the same synthesis process as in Example 1 (Mw: 2,700).

[화학식 1-3][Formula 1-3]

Figure 112017129370778-pat00009
Figure 112017129370778-pat00009

합성예 4Synthesis Example 4

인돌(23.4g, 0.2mol), 2,2'-비스[4-(4-메톡시메틸페녹시)페닐]프로판(94.4g, 0.2mol), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 117.8g 및 디에틸설페이트 (0.9g, 6mmol)을 사용하여 합성예 1과 동일한 합성 과정을 거쳐 화학식 1-4로 표현되는 구조 단위를 포함하는 중합체를 얻었다(Mw: 3,800).Indole (23.4 g, 0.2 mol), 2,2'-bis[4-(4-methoxymethylphenoxy)phenyl]propane (94.4 g, 0.2 mol), propylene glycol monomethyl ether acetate 117.8 g and diethyl sulfate (0.9g, 6mmol) was used to obtain a polymer including the structural unit represented by Formula 1-4 through the same synthesis process as in Synthesis Example 1 (Mw: 3,800).

[화학식 1-4][Formula 1-4]

Figure 112017129370778-pat00010
Figure 112017129370778-pat00010

비교합성예 1Comparative Synthesis Example 1

플라스크에 4,4'-9H-플루오렌-9,9-다이일 다이페놀(70g, 0.2mol), 1,4-비스메톡시메틸벤젠(34g, 0.2mol), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 104g 및 디에틸설페이트(0.9g, 6mmol)을 사용하여 합성예 1과 동일한 합성 과정을 거쳐 화학식 A로 표현되는 구조 단위를 포함하는 중합체를 얻었다(Mw: 3,700).In a flask, 4,4'-9H-fluorene-9,9-diyl diphenol (70 g, 0.2 mol), 1,4-bismethoxymethylbenzene (34 g, 0.2 mol), propylene glycol monomethyl ether acetate 104 g And diethyl sulfate (0.9 g, 6 mmol) to obtain a polymer including the structural unit represented by Formula A through the same synthesis process as in Synthesis Example 1 (Mw: 3,700).

[화학식 A][Formula A]

Figure 112017129370778-pat00011
Figure 112017129370778-pat00011

비교합성예 2Comparative Synthesis Example 2

4,4'-9H-플루오렌-9,9-다이일 다이페놀(70g, 0.2mol), 4,4'-비스메톡시메틸 다이페닐에테르(51.6g, 0.2mol), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 121.6g 및 디에틸설페이트(0.9g, 6mmol)을 사용하여 합성예 1과 동일한 합성 과정을 거쳐 화학식 B로 표현되는 구조 단위를 포함하는 중합체를 얻었다(Mw: 3,800).4,4'-9H-fluorene-9,9-diyl diphenol (70 g, 0.2 mol), 4,4'-bismethoxymethyl diphenyl ether (51.6 g, 0.2 mol), propylene glycol monomethyl ether Using 121.6 g of acetate and diethyl sulfate (0.9 g, 6 mmol), a polymer containing the structural unit represented by Formula B was obtained through the same synthesis procedure as in Synthesis Example 1 (Mw: 3,800).

[화학식 B][Formula B]

Figure 112017129370778-pat00012
Figure 112017129370778-pat00012

비교합성예 3Comparative Synthesis Example 3

플라스크에 6-하이드록시인돌(26.6g, 0.2mol), 1,4-비스메톡시메틸벤젠(34g, 0.2mol), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 60.6g 및 디에틸설페이트(0.9g, 6mmol)을 사용하여 합성예 1과 동일한 합성 과정을 거쳐 화학식 C로 표현되는 구조 단위를 포함하는 중합체를 얻었다(Mw: 2,500).6-hydroxyindole (26.6 g, 0.2 mol), 1,4-bismethoxymethylbenzene (34 g, 0.2 mol), propylene glycol monomethyl ether acetate 60.6 g and diethyl sulfate (0.9 g, 6 mmol) were added to the flask. Using the same synthesis procedure as in Synthesis Example 1, a polymer containing the structural unit represented by Chemical Formula C was obtained (Mw: 2,500).

[화학식 C][Formula C]

Figure 112017129370778-pat00013
Figure 112017129370778-pat00013

비교합성예 4Comparative Synthesis Example 4

플라스크에 1-나프톨(28.8g, 0.2mol), 3,5-비스(메톡시메틸)비페닐(48.4g, 0.2mol), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 77.2g 및 디에틸설페이트(0.9g, 6mmol)을 사용하여 합성예 1과 동일한 합성 과정을 거쳐 화학식 D로 표현되는 구조 단위를 포함하는 중합체를 얻었다(Mw: 2,800).In a flask, 1-naphthol (28.8 g, 0.2 mol), 3,5-bis (methoxymethyl) biphenyl (48.4 g, 0.2 mol), propylene glycol monomethyl ether acetate 77.2 g and diethyl sulfate (0.9 g, 6 mmol) ) To obtain a polymer containing the structural unit represented by Formula D through the same synthesis process as in Synthesis Example 1 (Mw: 2,800).

[화학식 D][Formula D]

Figure 112017129370778-pat00014
Figure 112017129370778-pat00014

비교합성예 5Comparative Synthesis Example 5

플라스크에 1-하이드록시파이렌(43.6g, 0.2mol), 1,4-비스메톡시메틸벤젠(34g, 0.2mol), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 77.6g 및 디에틸설페이트(0.9g, 6mmol)을 사용하여 합성예 1과 동일한 합성 과정을 거쳐 화학식 E로 표현되는 구조 단위를 포함하는 중합체를 얻었다(Mw: 3,000).In a flask, 1-hydroxypyrene (43.6 g, 0.2 mol), 1,4-bismethoxymethylbenzene (34 g, 0.2 mol), propylene glycol monomethyl ether acetate 77.6 g and diethyl sulfate (0.9 g, 6 mmol) To obtain a polymer containing the structural unit represented by Formula E through the same synthesis process as in Synthesis Example 1 (Mw: 3,000).

[화학식 E][Formula E]

Figure 112017129370778-pat00015
Figure 112017129370778-pat00015

하드마스크 조성물의 제조Preparation of hard mask composition

실시예 1Example 1

합성예 1에서 얻은 중합체 1g을 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(propylene glycol monomethyl ether acetate, PGMEA)와 사이클로헥사논(cyclohexanone)(7:3(v/v))의 혼합 용매 10g에 녹인 후 0.1㎛의 테플론 필터로 여과하여 하드마스크 조성물을 제조하였다.1 g of the polymer obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 10 g of a mixed solvent of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and cyclohexanone (7:3 (v/v)), Filtration through a Teflon filter to prepare a hard mask composition.

실시예 2Example 2

합성예 1에서 얻은 중합체 대신 합성예 2에서 얻은 중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드마스크 조성물을 제조하였다.A hardmask composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polymer obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the polymer obtained in Synthesis Example 1.

실시예 3Example 3

합성예 1에서 얻은 중합체 대신 합성예 3에서 얻은 중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드마스크 조성물을 제조하였다.A hardmask composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polymer obtained in Synthesis Example 3 was used instead of the polymer obtained in Synthesis Example 1.

실시예 4Example 4

합성예 1에서 얻은 중합체 대신 합성예 4에서 얻은 중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드마스크 조성물을 제조하였다.A hardmask composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polymer obtained in Synthesis Example 4 was used instead of the polymer obtained in Synthesis Example 1.

비교예 1Comparative Example 1

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

비교예 2Comparative Example 2

합성예 1에서 얻은 중합체 대신 비교합성예 2에서 얻은 중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드마스크 조성물을 제조하였다.A hardmask composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polymer obtained in Comparative Synthesis Example 2 was used instead of the polymer obtained in Synthesis Example 1.

비교예 3Comparative Example 3

합성예 1에서 얻은 중합체 대신 비교합성예 3에서 얻은 중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드마스크 조성물을 제조하였다.A hardmask composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polymer obtained in Comparative Synthesis Example 3 was used instead of the polymer obtained in Synthesis Example 1.

비교예 4Comparative Example 4

합성예 1에서 얻은 중합체 대신 비교합성예 4에서 얻은 중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드마스크 조성물을 제조하였다.A hardmask composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polymer obtained in Comparative Synthesis Example 4 was used instead of the polymer obtained in Synthesis Example 1.

비교예 5Comparative Example 5

합성예 1에서 얻은 중합체 대신 비교합성예 5에서 얻은 중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 하드마스크 조성물을 제조하였다.A hardmask composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polymer obtained in Comparative Synthesis Example 5 was used instead of the polymer obtained in Synthesis Example 1.

평가evaluation

평가 1: 내식각성Evaluation 1: corrosion resistance

실리콘 웨이퍼 위에 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 5에 따른 하드마스크 조성물을 실리콘 웨이퍼 위에 스핀-온 코팅한 후 핫플레이트 위에서 400℃로 120초간 열처리하여 박막을 형성한 후, K-MAC社의 ST5000 박막두께측정기로 형성된 박막의 두께를 측정하였다. 이어서 상기 박막에 N2/O2 혼합가스(50mT/300W/O2 10sccm/N2 50sccm)를 사용하여 각각 60초 동안 드라이 에칭을 진행한 후, 박막의 두께를 측정하여 그 차이로부터 하기 계산식 1에 의해 식각율(bulk etch rate, BER)을 계산하였다. 또한 CFx 가스(100mT/600W/CF4 42sccm/Ar 600sccm/O2 15sccm)를 사용하여 120초 동안 드라이 에칭을 진행한 후 박막의 두께를 측정하여 그 차이로부터 하기 계산식 1에 의해 식각율(bulk etch rate, BER)을 계산하였다. After spin-on coating the hardmask compositions according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 on a silicon wafer, heat treatment on a hot plate at 400° C. for 120 seconds to form a thin film, and then K-MAC The thickness of the formed thin film was measured with the ST5000 thin film thickness meter. Subsequently, dry etching was performed for 60 seconds each using an N 2 /O 2 mixed gas (50mT/300W/O 2 10sccm/N 2 50sccm) on the thin film, and then the thickness of the thin film was measured, and the following calculation formula 1 Etch rate (bulk etch rate, BER) was calculated by. In addition, after dry etching was performed for 120 seconds using CF x gas (100mT/600W/CF 4 42sccm/Ar 600sccm/O 2 15sccm), the thickness of the thin film was measured, and the etch rate (bulk etch rate, BER) was calculated.

[계산식 1][Calculation 1]

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

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

Bulk etch rate(Å/sec)Bulk etch rate(Å/s ec ) N2/O2 etchN 2 /O 2 etch CFx etchCF x etch 실시예 1Example 1 23.623.6 25.125.1 실시예 2Example 2 23.523.5 25.525.5 실시예 3Example 3 24.224.2 26.326.3 실시예 4Example 4 25.725.7 27.327.3 비교예 1Comparative Example 1 28.228.2 31.331.3 비교예 2Comparative Example 2 28.628.6 30.630.6 비교예 3Comparative Example 3 23.523.5 25.225.2 비교예 4Comparative Example 4 28.828.8 30.930.9 비교예 5Comparative Example 5 23.423.4 25.625.6

표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 4에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막은 비교예 1 내지 5에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막과 비교하여 식각 가스에 대한 충분한 내식각성이 있어서 벌크 에치 특성이 향상됨을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, the thin film formed from the hardmask composition according to Examples 1 to 4 has sufficient etch resistance to the etching gas compared to the thin film formed from the hardmask composition according to Comparative Examples 1 to 5, and the bulk etch characteristics are improved. can confirm.

평가 2: 갭-필(Gap-fill) 및 평탄화 특성Evaluation 2: Gap-fill and planarization properties

패턴이 형성된 웨이퍼에 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 5에 따른 하드마스크 조성물을 도포하고 핫플레이트를 이용한 베이크 공정을 거쳐 박막을 형성시킨 이후에, 갭-필 특성과 평탄화 특성을 관찰하였다.After applying the hardmask compositions according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 to the patterned wafer and forming a thin film through a baking process using a hot plate, gap-fill characteristics and planarization characteristics were observed.

갭-필 특성은 패턴의 단면을 FE-SEM 설비(Hitachi, S-4800)로 관찰하여 보이드(Void) 발생 유무로 판별하였고, 평탄화 특성(Planarity)은 K-MAC社의 박막두께측정기로 패턴 주변의 박막 두께를 측정하여 도 2에 나타낸 계산식 2로 수치화하였다.The gap-fill characteristics were determined by the presence or absence of voids by observing the cross section of the pattern with an FE-SEM facility (Hitachi, S-4800). The thickness of the thin film was measured and quantified by the formula 2 shown in FIG. 2.

그 결과를 표 2에 나타낸다.The results are shown in Table 2.

Planarity (%)Planarity (%) Gap-Fill 특성Gap-Fill characteristics 실시예 1Example 1 5.725.72 Void 없음No Void 실시예 2Example 2 6.396.39 Void 없음No Void 실시예 3Example 3 5.255.25 Void 없음No Void 실시예 4Example 4 7.727.72 Void 없음No Void 비교예 1Comparative Example 1 51.6851.68 Void 없음No Void 비교예 2Comparative Example 2 5.945.94 Void 없음No Void 비교예 3Comparative Example 3 63.2863.28 Void 없음No Void 비교예 4Comparative Example 4 48.748.7 Void 없음No Void 비교예 5Comparative Example 5 58.158.1 Void 없음No Void

평탄화 특성은 라인/스페이스(Line/Space) 패턴에서 스페이스 패턴 위에 형성된 박막의 두께 차이, 즉, 도 2에서 h1과 h2의 차이가 크지 않을수록 우수한 것이다.The planarization characteristic is superior as the difference in thickness of the thin film formed on the space pattern in the line/space pattern, that is, the difference between h1 and h2 in FIG. 2 is not large.

표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 4에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막은 비교예 1 내지 5에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막과 비교하여 평탄화 특성 및 갭-필 특성을 동시에 확보 가능함을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that the thin film formed from the hardmask composition according to Examples 1 to 4 can simultaneously secure the planarization characteristics and the gap-fill characteristics compared to the thin film formed from the hardmask composition according to Comparative Examples 1 to 5. have.

평가 3: 단차 특성Evaluation 3: step characteristics

패턴화된 웨이퍼에 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 5에 따른 하드마스크 조성물을 도포하고 베이크 공정을 거친 후, FE-SEM 장비를 이용하여 단차 특성을 관찰하였다. After applying the hardmask compositions according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 on the patterned wafer and going through a bake process, the step characteristics were observed using FE-SEM equipment.

단차 특성은 하기 계산식 3으로 수치화하였다. 도 3은 단차 합계를 산출하는 계산식 3을 설명하기 위한 참고도이다. 도 3을 참고하면, 페리와의 거리에 따라 셀 부분에서의 막 두께가 달라지므로 페리에서 가까운 순서로 4개의 셀을 선정하여, 4개 지점에서 셀과 페리 영역의 단차의 합이 작을수록 단차 특성이 우수한 것으로 한다.The step characteristics were quantified by the following calculation formula 3. 3 is a reference diagram for explaining the calculation formula 3 for calculating the total step difference. Referring to FIG. 3, since the film thickness at the cell portion varies according to the distance to the ferry, four cells are selected in an order close to the ferry, and the step difference characteristic as the sum of the steps between the cell and the ferry region at four points decreases. Let this be excellent.

[계산식 3] [Calculation 3]

단차 합계(nm) = (h0-h1) + (h0-h2) + (h0-h3) + (h0-h4) Total step difference (nm) = (h0-h1) + (h0-h2) + (h0-h3) + (h0-h4)

그 결과를 표 3에 나타낸다.The results are shown in Table 3.

단차 (A)Step (A) 실시예 1Example 1 7272 실시예 2Example 2 9595 실시예 3Example 3 5757 실시예 4Example 4 168168 비교예 1Comparative Example 1 529529 비교예 2Comparative Example 2 9191 비교예 3Comparative Example 3 692692 비교예 4Comparative Example 4 453453 비교예 5Comparative Example 5 569569

표 3을 참고하면, 실시예 1 내지 4에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막은 비교예 1 내지 5에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막과 비교하여, 계산식 3에 따른 단차 합계가 상대적으로 작은 값이므로 우수한 막 평탄도를 가짐을 알 수 있다.Referring to Table 3, the thin film formed from the hardmask composition according to Examples 1 to 4 was compared with the thin film formed from the hardmask composition according to Comparative Examples 1 to 5, and the total step difference according to Formula 3 was relatively small. It can be seen that the film has flatness.

표 1 내지 3을 참고하면, 실시예 1 내지 4에 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막은 내식각성, 갭-필(Gap-fill) 및 평탄화 특성, 그리고 단차 특성이 종합적으로 우수함을 확인할 수 있다. 이에 반해, 비교예 1 내지 5에 따른 따른 하드마스크 조성물로부터 형성된 박막은 전반적인 박막 특성이 좋지 않거나, 또는 내식각성을 만족하는 경우 평탄성이 매우 떨어지거나, 또는 단차 특성을 만족하는 경우 내식각성이 매우 떨어지는 등, 하드마스크 박막에서 요구되는 제 물성을 고르게 충족시키지 못함을 알 수 있다.Referring to Tables 1 to 3, it can be seen that the thin film formed from the hardmask composition according to Examples 1 to 4 has overall excellent etch resistance, gap-fill and planarization properties, and step characteristics. On the other hand, the thin film formed from the hardmask composition according to Comparative Examples 1 to 5 has poor overall thin film properties, or when the etch resistance is satisfied, the flatness is very poor, or when the step characteristics are satisfied, the etch resistance is very poor. It can be seen that the properties required for thin films such as hard masks, etc. are not evenly satisfied.

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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of the invention.

Claims (14)

하기 화학식 1로 표현되는 구조단위로 이루어진 중합체:
[화학식 1]
Figure 112020047952014-pat00016

상기 화학식 1에서,
A는 하기 화학식 2로 표현되는 모이어티이고,
B는 하기 화학식 3으로 표현되는 모이어티이고,
*은 연결지점이다:
[화학식 2]
Figure 112020047952014-pat00017

상기 화학식 2에서,
Z는 NR0, O 또는 S이고, 여기서 R0는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 이들의 조합이고,
R1은 히드록시기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이고,
a는 0 내지 3인 정수이고,
*은 연결지점이다:
[화학식 3]
Figure 112020047952014-pat00018

상기 화학식 3에서,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 O, S, SO2, 또는 카르보닐이고,
R2 내지 R5는 각각 독립적으로 히드록시기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이고,
b 내지 e는 각각 독립적으로 0 내지 4인 정수이고,
R6 내지 R11은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 이들의 조합이고,
n은 0 내지 5인 정수이고,
*은 연결지점이다.
Polymer consisting of a structural unit represented by the following formula (1):
[Formula 1]
Figure 112020047952014-pat00016

In Formula 1,
A is a moiety represented by the following formula (2),
B is a moiety represented by the following formula (3),
* Is the connection point:
[Formula 2]
Figure 112020047952014-pat00017

In Chemical Formula 2,
Z is NR 0 , O or S, wherein R 0 is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,
R 1 is a hydroxy group, a halogen group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group , A substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof,
a is an integer from 0 to 3,
* Is the connection point:
[Formula 3]
Figure 112020047952014-pat00018

In Chemical Formula 3,
L 1 and L 2 are each independently O, S, SO 2 , or carbonyl,
R 2 to R 5 are each independently a hydroxy group, a halogen group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted A C2 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof,
b to e are each independently an integer of 0 to 4,
R 6 to R 11 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,
n is an integer from 0 to 5,
* Is the connection point.
제1항에서,
상기 화학식 3에서 n은 0 또는 1인 중합체.
In claim 1,
In Formula 3, n is 0 or 1 polymer.
제1항에서,
상기 화학식 3에서 L1 및 L2는 각각 O인 중합체.
In claim 1,
In Chemical Formula 3, L 1 and L 2 are each O.
제1항에서,
상기 화학식 2로 표현되는 모이어티의 오각 고리 부분이 상기 화학식 1의 B부분과 연결되는 것인 중합체.
In claim 1,
A polymer wherein the pentagonal ring moiety of the moiety represented by Chemical Formula 2 is connected to the B moiety of Chemical Formula 1.
제1항에서,
중량평균분자량이 1,000 내지 200,000인 중합체.
In claim 1,
A polymer having a weight average molecular weight of 1,000 to 200,000.
하기 화학식 1로 표현되는 구조단위로 이루어진 중합체, 그리고
용매
를 포함하는
유기막 조성물:
[화학식 1]
Figure 112020047952014-pat00019

상기 화학식 1에서,
A는 하기 화학식 2로 표현되는 모이어티이고,
B는 하기 화학식 3으로 표현되는 모이어티이고,
*은 연결지점이다:
[화학식 2]
Figure 112020047952014-pat00020

상기 화학식 2에서,
Z는 NR0, O 또는 S이고, 여기서 R0는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 이들의 조합이고,
R1은 히드록시기, 할로겐 기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이고,
a는 0 내지 3인 정수이고,
*은 연결지점이다:
[화학식 3]
Figure 112020047952014-pat00021

상기 화학식 3에서,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 O, S, SO2, 또는 카르보닐이고,
R2 내지 R5는 각각 독립적으로 히드록시기, 할로겐 기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이고,
b 내지 e는 각각 독립적으로 0 내지 4인 정수이고,
R6 내지 R11은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 이들의 조합이고,
n은 0 내지 5인 정수이고,
*은 연결지점이다.
A polymer consisting of a structural unit represented by the following formula (1), and
menstruum
Including
Organic film composition:
[Formula 1]
Figure 112020047952014-pat00019

In Formula 1,
A is a moiety represented by the following formula (2),
B is a moiety represented by the following formula (3),
* Is the connection point:
[Formula 2]
Figure 112020047952014-pat00020

In Chemical Formula 2,
Z is NR 0 , O or S, wherein R 0 is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,
R 1 is a hydroxy group, a halogen group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group , A substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof,
a is an integer from 0 to 3,
* Is the connection point:
[Formula 3]
Figure 112020047952014-pat00021

In Chemical Formula 3,
L 1 and L 2 are each independently O, S, SO 2 , or carbonyl,
R 2 to R 5 are each independently a hydroxy group, a halogen group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted A C2 to C30 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof,
b to e are each independently an integer of 0 to 4,
R 6 to R 11 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,
n is an integer from 0 to 5,
* Is the connection point.
제6항에서,
상기 화학식 3에서 n은 0 또는 1인 유기막 조성물.
In paragraph 6,
In Formula 3, n is 0 or 1 organic film composition.
제6항에서,
상기 화학식 3에서 L1 및 L2는 각각 O인 유기막 조성물.
In paragraph 6,
In Chemical Formula 3, L 1 and L 2 are each O. An organic film composition.
제6항에서,
상기 화학식 2로 표현되는 모이어티의 오각 고리 부분이 상기 화학식 1의 B부분과 연결되는 것인 유기막 조성물.
In paragraph 6,
An organic film composition wherein the pentagonal ring moiety of the moiety represented by Formula 2 is connected to the B moiety of Formula 1.
제6항에서,
상기 중합체의 중량평균분자량이 1,000 내지 200,000인 유기막 조성물.
In paragraph 6,
An organic film composition having a weight average molecular weight of 1,000 to 200,000 of the polymer.
제6항에서,
상기 중합체는 상기 유기막 조성물의 총 함량에 대하여 0.1 중량% 내지 30 중량%로 포함되어 있는 유기막 조성물.
In paragraph 6,
The polymer is an organic film composition containing 0.1% to 30% by weight based on the total content of the organic film composition.
기판 위에 재료 층을 제공하는 단계,
상기 재료 층 위에 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 유기막 조성물을 적용하는 단계,
상기 유기막 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 이용하여 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 the organic film composition according to any one of claims 6 to 11 on the material layer,
Forming a hard mask layer by heat treating the organic film composition,
Forming a silicon-containing thin film layer on the hardmask 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 hardmask layer using the photoresist pattern and exposing a portion of the material layer, and
Etching the exposed portion of the material layer
Pattern forming method comprising a.
제12항에서,
상기 유기막 조성물을 적용하는 단계는 스핀-온 코팅 방법으로 수행하는 패턴 형성 방법.
In claim 12,
The step of applying the organic layer composition is a pattern forming method performed by a spin-on coating method.
제12항에서,
상기 포토레지스트 층을 형성하는 단계 전에 바닥 반사 방지 층(BARC)을 형성하는 단계를 더 포함하는 패턴 형성 방법.
In claim 12,
Forming a bottom anti-reflection layer (BARC) prior to forming the photoresist layer.
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