KR102215332B1 - Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition - Google Patents

Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition Download PDF

Info

Publication number
KR102215332B1
KR102215332B1 KR1020170180154A KR20170180154A KR102215332B1 KR 102215332 B1 KR102215332 B1 KR 102215332B1 KR 1020170180154 A KR1020170180154 A KR 1020170180154A KR 20170180154 A KR20170180154 A KR 20170180154A KR 102215332 B1 KR102215332 B1 KR 102215332B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
unsubstituted
substituted
formula
structural unit
Prior art date
Application number
KR1020170180154A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190078305A (en
Inventor
백재열
김성환
주범준
권순형
박현
배신효
최유정
Original Assignee
삼성에스디아이 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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020170180154A priority Critical patent/KR102215332B1/en
Publication of KR20190078305A publication Critical patent/KR20190078305A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102215332B1 publication Critical patent/KR102215332B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/02Aliphatic polycarbonates
    • C08G64/0208Aliphatic polycarbonates saturated
    • C08G64/0225Aliphatic polycarbonates saturated containing atoms other than carbon, hydrogen or oxygen
    • C08G64/0241Aliphatic polycarbonates saturated containing atoms other than carbon, hydrogen or oxygen containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/0622Polycondensates containing six-membered rings, not condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • C08G73/0633Polycondensates containing six-membered rings, not condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms with only two nitrogen atoms in the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/0622Polycondensates containing six-membered rings, not condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • C08G73/0638Polycondensates containing six-membered rings, not condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms with at least three nitrogen atoms in the ring
    • C08G73/0644Poly(1,3,5)triazines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
    • 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
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/80Etching
    • 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
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • 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
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274Photolithographic processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

하기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하는 중합체, 및 용매를 포함하는 레지스트 하층막용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]

Figure 112017129370622-pat00029

상기 화학식 1의 정의는 명세서 내에 기재한 바와 같다.It provides a composition for a resist underlayer film comprising a polymer including a structural unit represented by the following formula (1) and a solvent.
[Formula 1]
Figure 112017129370622-pat00029

The definition of Formula 1 is as described in the specification.

Figure 112017129370622-pat00034
Figure 112017129370622-pat00034

Description

레지스트 하층막용 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 {RESIST UNDERLAYER COMPOSITION, AND METHOD OF FORMING PATTERNS USING THE COMPOSITION}Resist underlayer composition and pattern formation method using the same {RESIST UNDERLAYER COMPOSITION, AND METHOD OF FORMING PATTERNS USING THE COMPOSITION}

본 기재는 레지스트 하층막용 조성물, 및 이를 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present description relates to a composition for a resist underlayer film, and a pattern forming method using the same.

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.

리쏘그래픽 기법은 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판 상에 포토레지스트 막을 코팅하고 노광 및 현상을 하여 박막을 형성하고, 그 위에 디바이스의 패턴이 그려진 마스크 패턴을 개재하여 자외선 등의 활성화 조사선을 조사하고, 현상하여, 얻어진 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 기판을 에칭처리함으로써, 기판 표면에 상기 패턴에 대응하는 미세패턴을 형성하는 가공법이다. In the lithographic technique, a photoresist film is coated on a semiconductor substrate such as a silicon wafer, exposed and developed to form a thin film, and activated radiation such as ultraviolet rays is irradiated through a mask pattern on which the device pattern is drawn, and developed. , A processing method of forming a fine pattern corresponding to the pattern on the surface of the substrate by etching the substrate using the obtained photoresist pattern as a protective film.

초 미세패턴 제조기술이 요구됨에 따라, 포토레지스트의 노광에 사용되는 활성화 조사선도 i-line(365nm), KrF 엑시머 레이저(파장 248nm), ArF 엑시머 레이저(파장 193nm) 등의 단파장이 이용되고 있으며. 이에 따라, 활성화 조사선의 반도체 기판으로부터의 난반사나 정재파 등으로 인한 문제점을 해결하기 위해 레지스트와 반도체 기판 사이에 최적화된 반사율을 갖는 레지스트 하층막(Resist Underlayer) 을 개재하여 해결하고자 하는 많은 검토가 이루어지고 있다As ultra-fine pattern manufacturing technology is required, short wavelengths such as i-line (365 nm), KrF excimer laser (wavelength 248 nm), and ArF excimer laser (wavelength 193 nm) are also used for the exposure of photoresist. Accordingly, in order to solve the problems caused by the diffuse reflection or standing wave from the semiconductor substrate of the activated radiation, many studies have been made to solve the problem by interposing a resist underlayer having an optimized reflectance between the resist and the semiconductor substrate. have

한편, 상기 활성화 조사선 외에 미세패턴 제조를 위한 광원으로써, EUV(Extreme ultraviolet; 파장 13.5 nm), E-Beam(전자빔)등의 고에너지선을 이용하는 방법도 이루어지고 있으며, 해당 광원의 경우 기판으로부터의 반사는 없으나, 패턴 미세화에 따라 형성된 패턴의 무너짐 현상을 개선하기 위해 레지스트와 하부막질의 접착성을 개선하는 연구도 널리 검토되고 있다. 또한, 상기와 같이 광원으로부터 야기되는 문제를 감소시키기 위한 검토와 더불어 에치(etch) 선택비와 내화학성을 개선하려는 연구도 널리 검토되고 있다. On the other hand, as a light source for fine pattern manufacturing in addition to the activated radiation, a method of using high energy rays such as EUV (Extreme ultraviolet; wavelength 13.5 nm) and E-Beam (electron beam) is also performed. Although there is no reflection, studies on improving the adhesion between the resist and the lower film are also being widely studied in order to improve the collapse of the pattern formed as the pattern is refined. In addition, studies to improve etch selectivity and chemical resistance in addition to studies to reduce the problems caused by the light source as described above are also widely studied.

또한, 상기와 같이 광원으로부터 야기되는 문제를 감소시키기 위한 검토와 더불어 에치(etch) 선택비와 내화학성 및 레지스트와의 접착성을 개선하려는 시도도 이어지고 있다.In addition, attempts to improve the etch selectivity, chemical resistance, and adhesion to the resist, along with studies to reduce the problems caused by the light source as described above, have been continued.

일 구현예는 우수한 코팅성 및 빠른 식각 속도(etch rate)를 가지는 레지스트 하층막용 조성물을 제공한다.One embodiment provides a composition for a resist underlayer film having excellent coating properties and a fast etch rate.

다른 구현예는 상기 레지스트 하층막용 조성물을 이용한 패턴 형성 방법을 제공한다. Another embodiment provides a method of forming a pattern using the resist underlayer composition.

일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하는 중합체, 및 용매를 포함하는 레지스트 하층막용 조성물을 제공한다. According to one embodiment, there is provided a composition for a resist underlayer film comprising a polymer including a structural unit represented by the following Formula 1 and a solvent.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure 112017129370622-pat00001
Figure 112017129370622-pat00001

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

L1 및 L2는 각각 독립적으로, 단일결합, -O-, -S-, -S(=O)-, -S(=O)2-, -C(=O)-, -(CO)O-, -O(CO)O-, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,L 1 and L 2 are each independently a single bond, -O-, -S-, -S(=O)-, -S(=O) 2 -, -C(=O)-, -(CO) O-, -O(CO)O-, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynylene group, a substituted or Unsubstituted C3 to C10 cycloalkylene group, substituted or unsubstituted C2 to C10 heterocycloalkylene group, substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroarylene group, or these Is a combination of,

A는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 하기 화학식 2 또는 하기 화학식 3으로 표시되고:A is a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, or It is represented by Formula 2 or Formula 3:

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112017129370622-pat00002
Figure 112017129370622-pat00002

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

X1 및 X3은 각각 독립적으로 CRaRb 또는 -C(=O)-이고,X 1 and X 3 are each independently CR a R b or -C(=O)-,

X2는 CRaRb 또는 NRc이고, X 2 is CR a R b or NR c ,

상기 Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐기, 하이드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 에폭시기, 비닐기, (메트)아크릴레이트기, 옥세탄기, 티올기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 티오알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 티오아릴기, 또는 이들의 조합이고; The R a , R b and R c are each independently hydrogen, deuterium, halogen group, hydroxy group, cyano group, nitro group, amino group, epoxy group, vinyl group, (meth)acrylate group, oxetane group, thiol Group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group , A substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 thioalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryloxy group, A substituted or unsubstituted C6 to C30 thioaryl group, or a combination thereof;

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112017129370622-pat00003
Figure 112017129370622-pat00003

상기 화학식 3에서, In Chemical Formula 3,

L3는 각각 독립적으로, 단일결합, -O-, -S-, -S(=O)-, -S(=O)2-, -C(=O)-, -NH(CO)-, -NH(CO)O-, -(CO)O-, -O(CO)O-, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,L 3 is each independently a single bond, -O-, -S-, -S(=O)-, -S(=O) 2 -, -C(=O)-, -NH(CO)-, -NH(CO)O-, -(CO)O-, -O(CO)O-, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenylene group, substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 heterocycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, or these Is a combination of,

X4는 수소, 중수소, 할로겐기, 하이드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 에폭시기, 비닐기, (메트)아크릴레이트기, 옥세탄기, 티올기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 티오알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 티오아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이고,X 4 is hydrogen, deuterium, halogen group, hydroxy group, cyano group, nitro group, amino group, epoxy group, vinyl group, (meth)acrylate group, oxetane group, thiol group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, substituted or unsubstituted C1 to C30 thioalkyl group , A substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryloxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 thioaryl group, A substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof,

상기 화학식 1 내지 3에서, n1 내지 n9는 각각 독립적으로 0 내지 10의 정수 중 하나이고,In Formulas 1 to 3, n1 to n9 are each independently an integer of 0 to 10,

*은 연결지점이다.* Is the connection point.

다른 구현예에 따르면, 기판 위에 식각 대상 막을 형성하는 단계, 상기 식각 대상 막 위에 일 구현예예 따른 레지스트 하층막용 조성물을 적용하여 레지스트 하층막을 형성하는 단계, 상기 레지스트 하층막 위에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 그리고 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크를 이용하여 상기 레지스트 하층막 및 상기 식각 대상막을 순차적으로 식각하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법을 제공한다.According to another embodiment, forming an etching target layer on a substrate, forming a resist underlayer layer by applying the composition for a resist underlayer film according to an embodiment on the etching target layer, forming a photoresist pattern on the resist underlayer layer And it provides a pattern forming method comprising the step of sequentially etching the resist lower layer layer and the etching target layer using the photoresist pattern using an etching mask.

일 구현예에 따른 레지스트 하층막용 조성물은 우수한 코팅성 및 빠른 식각 속도(etch rate)를 가짐에 따라, 결함 발생 가능성을 감소시킬 수 있는 레지스트 하층막을 제공할 수 있다.The composition for a resist underlayer film according to an embodiment may provide a resist underlayer film capable of reducing a possibility of occurrence of defects as it has excellent coating properties and a fast etch rate.

도 1 내지 도 5는 일 구현예에 따른 레지스트 하층막용 조성물을 이용한 패턴 형성방법을 설명하기 위한 단면도이다. 1 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of forming a pattern using a composition for a resist underlayer film according to an embodiment.

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, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described herein.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. In the drawings, the thicknesses are enlarged to clearly express various layers and regions, and the same reference numerals are attached to similar parts throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the case where the other part is "directly above", but also the case where there is another part in the middle. Conversely, when one part is "directly above" another part, it means that there is no other part in the middle.

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, 비닐기, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C6 내지 C30 알릴기, 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 in the specification, the term'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, an azido group, or an amino group. Dino 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, vinyl group, C1 to C20 alkyl group, C2 to C20 alke Nyl group, C2 to C20 alkynyl group, C6 to C30 aryl group, C7 to C30 arylalkyl group, C6 to C30 allyl 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 cycloalkynyl group, C3 to C30 heterocycloalkyl group, and a combination 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 레지스트 하층막용 조성물에 관하여 설명한다. Hereinafter, a composition for a resist underlayer film according to an embodiment will be described.

일 구현예에 따른 레지스트 하층막용 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하는 중합체 및 용매를 포함한다.The composition for a resist underlayer film according to an embodiment includes a polymer and a solvent including a structural unit represented by Formula 1 below.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure 112017129370622-pat00004
Figure 112017129370622-pat00004

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

L1 및 L2는 각각 독립적으로, 단일결합, -O-, -S-, -S(=O)-, -S(=O)2-, -C(=O)-, -(CO)O-, -O(CO)O-, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,L 1 and L 2 are each independently a single bond, -O-, -S-, -S(=O)-, -S(=O) 2 -, -C(=O)-, -(CO) O-, -O(CO)O-, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynylene group, a substituted or Unsubstituted C3 to C10 cycloalkylene group, substituted or unsubstituted C2 to C10 heterocycloalkylene group, substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroarylene group, or these Is a combination of,

A는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 하기 화학식 2 또는 하기 화학식 3으로 표시되고:A is a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, or It is represented by Formula 2 or Formula 3 below:

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112017129370622-pat00005
Figure 112017129370622-pat00005

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

X1 및 X3은 각각 독립적으로 CRaRb 또는 -C(=O)-이고,X 1 and X 3 are each independently CR a R b or -C(=O)-,

X2는 CRaRb 또는 NRc이고, X 2 is CR a R b Or NR c ,

상기 Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐기, 하이드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 에폭시기, 비닐기, (메트)아크릴레이트기, 옥세탄기, 티올기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 티오알킬기 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 티오아릴기, 또는 이들의 조합이고; The R a , R b and R c are each independently hydrogen, deuterium, halogen group, hydroxy group, cyano group, nitro group, amino group, epoxy group, vinyl group, (meth)acrylate group, oxetane group, thiol Group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group , A substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 thioalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or An unsubstituted C6 to C30 aryloxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 thioaryl group, or a combination thereof;

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112017129370622-pat00006
Figure 112017129370622-pat00006

상기 화학식 3에서, In Chemical Formula 3,

L3는 각각 독립적으로, 단일결합, -O-, -S-, -S(=O)-, -S(=O)2-, -C(=O)-, -NH(CO)-, -NH(CO)O-, -(CO)O-, -O(CO)O-, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,L 3 is each independently a single bond, -O-, -S-, -S(=O)-, -S(=O) 2 -, -C(=O)-, -NH(CO)-, -NH(CO)O-, -(CO)O-, -O(CO)O-, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenylene group, substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 heterocycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or Unsubstituted C2 to C30 heteroarylene group, or a combination thereof,

X4는 수소, 중수소, 할로겐기, 하이드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 에폭시기, 비닐기, (메트)아크릴레이트기, 옥세탄기, 티올기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 티오알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 티오아릴기, 또는 이들의 조합이고,X 4 is hydrogen, deuterium, halogen group, hydroxy group, cyano group, nitro group, amino group, epoxy group, vinyl group, (meth)acrylate group, oxetane group, thiol group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, substituted or unsubstituted C1 to C30 thioalkyl group , A substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or An unsubstituted C6 to C30 aryloxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 thioaryl group, or a combination thereof,

상기 화학식 1 내지 3에서, n1 내지 n9는 각각 독립적으로 0 내지 10의 정수 중 하나이고,In Formulas 1 to 3, n1 to n9 are each independently an integer of 0 to 10,

*은 연결지점이다.* Is the connection point.

일 구현예에 따른 상기 조성물 내 상기 중합체는 카보네이트기를 포함하는 구조단위를 포함한다. 상기 중합체가 카보네이트기를 포함하는 구조단위를 포함하는 조성물의 경우, 카보네이트기를 포함하지 않는 구조단위를 포함하는 경우와 비교하여, 포토레지스트 막에 대한 건식 에칭 공정에서 포토레지스트 막보다 빠른 속도로 에칭될 수 있다. 또한, 반도체 기판, 일 예로 실리콘 기판에 박막으로 코팅될 때, 보다 높은 접착력을 확보할 수 있고 보다 균일한 두께로 코팅될 수 있어 보다 높은 코팅 균일성을 확보할 수 있다. The polymer in the composition according to an embodiment includes a structural unit including a carbonate group. In the case of a composition containing a structural unit containing a carbonate group, the polymer can be etched at a faster rate than a photoresist film in a dry etching process for a photoresist film, compared to a case where the polymer contains a structural unit not containing a carbonate group. have. In addition, when a semiconductor substrate, for example, a silicon substrate is coated with a thin film, a higher adhesion can be secured and the coating can be coated with a more uniform thickness, so that higher coating uniformity can be secured.

일 실시예에서, 상기 화학식 1에서 A는 C1 내지 C30 알킬렌기, C6 내지 C30 아릴렌기, 상기 화학식 2 및 상기 화학식 3 중 어느 하나로 표시될 수 있다. In one embodiment, in Formula 1, A may be represented by any one of a C1 to C30 alkylene group, a C6 to C30 arylene group, and Formula 2 and Formula 3.

일 예로, 상기 화학식 1에서 A는 C1 내지 C10 알킬렌기이고, L1 및 L2는 각각 -O-이고, n2 및 n4는 각각 1이고, n3 및 n4는 각각 0일 수 있다. For example, in Formula 1, A may be a C1 to C10 alkylene group, L 1 and L 2 may be -O-, n2 and n4 may be 1, and n3 and n4 may be 0.

일 예로, 상기 화학식 1에서 A는 상기 화학식 2로 표시될 수 있으며, For example, in Formula 1, A may be represented by Formula 2,

화학식 2에서, X1 및 X3는 각각 -C(=O)이고, X2는 NRc이고, In Formula 2, X 1 and X 3 are each -C(=O), X 2 is NR c ,

여기서, Rc는 하이드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 티오알킬기, 또는 이들의 조합일 수 있다. Here, R c is a hydroxy group, a cyano group, a nitro group, an amino group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C3 to C10 cyclo It may be an alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 thioalkyl group, or a combination thereof.

다른 일 실시예에서, 상기 화학식 1의 A는 상기 화학식 2로 표시될 수 있으며, 상기 화학식 2에서, X1 내지 X3는 각각 CRaRb 이고, 여기서,In another embodiment, A in Formula 1 may be represented by Formula 2, and in Formula 2, X 1 to X 3 are each CR a R b Is, where,

Ra 상기 Rb는 각각 독립적으로 수소, 중수소, 할로겐기, 하이드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 에폭시기, 티올기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 티오알킬기, 또는 이들의 조합일 수 있다. R a and Each of R b is independently hydrogen, deuterium, halogen group, hydroxy group, cyano group, nitro group, amino group, epoxy group, thiol group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C1 To C10 alkoxy group, substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 thioalkyl group, or a combination thereof.

또한, 다른 일 실시예에서, 상기 화학식 1의 A는 상기 화학식 3으로 표시되고, 상기 화학식 3에서, L3은 -O-, 또는 -S-이고,In addition, in another embodiment, A in Formula 1 is represented by Formula 3, and in Formula 3, L 3 is -O-, or -S-,

X4는 하이드록시기, 또는 티올기이고, X 4 is a hydroxy group or a thiol group,

n7 및 n9는 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수 중 하나이고, n7 and n9 are each independently one of an integer from 0 to 5,

n8은 0 또는 1일 수 있다.n8 can be 0 or 1.

일 실시예에서, 상기 중합체는 상기 화학식 1로 표시되나 서로 다른 구조를 가지는 2 이상의 구조단위를 함께 포함할 수 있다. In one embodiment, the polymer may include two or more structural units represented by Chemical Formula 1 but having different structures.

상기 중합체가 서로 다른 제1 구조단위와 제2 구조단위를 포함하는 경우, 제1 구조단위는 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위일 수 있고, 제2 구조단위는 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 3으로 표시되는 구조단위일 수 있다. 또는, 상기 중합체가 서로 다른 제1 구조단위와 제2 구조단위를 포함하는 경우, 제1 구조단위와 제2 구조단위가 모두 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위이거나, 또는 제1 구조단위와 제2 구조단위가 모두 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 3으로 표시되는 구조단위일 수 있다.When the polymer includes a first structural unit and a second structural unit different from each other, the first structural unit may be a structural unit in which A in Formula 1 is represented by Formula 2, and the second structural unit is in Formula 1 A of may be a structural unit represented by Chemical Formula 3. Alternatively, when the polymer includes a first structural unit and a second structural unit different from each other, both the first structural unit and the second structural unit are structural units in which A in Formula 1 is represented by Formula 2, or In both the first structural unit and the second structural unit, A in Formula 1 may be a structural unit represented by Formula 3.

또는, 상기 중합체가 서로 다른 제1 구조단위와 제2 구조단위를 포함하는 경우, 제1 구조단위는 상기 화학식 1의 A가 치환 또는 비치환된 C 내지 C30 알킬렌기이고, 제2 구조단위는 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위이거나 또는 상기 화학식 3으로 표시되는 구조단위일 수 있다.Alternatively, when the polymer includes a first structural unit and a second structural unit different from each other, the first structural unit is a substituted or unsubstituted C to C30 alkylene group in Formula 1, and the second structural unit is the A in Formula 1 may be a structural unit represented by Formula 2 or a structural unit represented by Formula 3.

또는, 상기 중합체는 상기 화학식 1로 표시되나 서로 다른 3 가지 이상의 구조단위를 포함할 수 있고, 이 경우, 예를 들어, 제1 구조단위는 상기 화학식 1의 A가 C1 내지 C30 알킬렌기 또는 C6 내지 C30 아릴렌기이고, 제2 구조단위는 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 2로 표시되고, 제3 구조단위는 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 3으로 표시되는 구조단위를 포함할 수도 있다.Alternatively, the polymer may include three or more different structural units represented by Formula 1, but in this case, for example, in the first structural unit, A in Formula 1 is a C1 to C30 alkylene group or C6 to It is a C30 arylene group, and as for the second structural unit, A in Formula 1 may be represented by Formula 2, and the third structural unit may include a structural unit in which A in Formula 1 is represented by Formula 3.

일 실시예에서, 상기 중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하되, 서로 다른 구조를 가지는 제1 구조단위 및 제2 구조단위를 포함하고, 이 때 제1 구조단위와 제2 구조단위는 모두 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 2로 표시되되, 제1 구조단위에서, 상기 화학식 2의In one embodiment, the polymer includes the structural unit represented by Formula 1, but includes a first structural unit and a second structural unit having different structures, wherein the first structural unit and the second structural unit are In all, A in Formula 1 is represented by Formula 2, in the first structural unit,

상기 X1 및 X3는 각각 -C(=O)이고, X 1 and X 3 are each -C(=O),

상기 X2는 NRc이고, 여기서.Wherein X 2 is NR c , wherein.

상기 Rc는 하이드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, C1 내지 C30 알킬기, C1 내지 C10 알콕시기, 또는 이들의 조합이고, Wherein R c is a hydroxy group, a cyano group, a nitro group, an amino group, a C1 to C30 alkyl group, a C1 to C10 alkoxy group, or a combination thereof,

상기 제2 구조단위에서 상기 화학식 2의상기 X1 및 X3는 각각 -C(=O)이고, In the second structural unit, X 1 and X 3 in Formula 2 are each -C(=O),

상기 X2는 NRc이고, X 2 is NR c ,

상기 Rc는 C1 내지 C30의 알킬기, C2 내지 C30의 알케닐기, C2 내지 C30의 알키닐기, C3 내지 C10의 시클로알킬기, 또는 이들의 조합일 수 있다. The R c may be a C1 to C30 alkyl group, a C2 to C30 alkenyl group, a C2 to C30 alkynyl group, a C3 to C10 cycloalkyl group, or a combination thereof.

일 실시예에서, 상기 화학식 1로 표시되는 중합체는 하기 화학식 4 내지 화학식 9로 표시되는 구조단위 중 하나 이상을 포함할 수 있다. In one embodiment, the polymer represented by Formula 1 may include one or more of structural units represented by Formulas 4 to 9 below.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112017129370622-pat00007
Figure 112017129370622-pat00007

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112017129370622-pat00008
Figure 112017129370622-pat00008

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112017129370622-pat00009
Figure 112017129370622-pat00009

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112017129370622-pat00010
Figure 112017129370622-pat00010

[화학식 8][Formula 8]

Figure 112017129370622-pat00011
Figure 112017129370622-pat00011

[화학식 9][Formula 9]

Figure 112017129370622-pat00012
Figure 112017129370622-pat00012

일 구현예에 따른 중합체는 상기 화학식 1로 표시한 구조단위 내에 카보네이트기를 포함하고 있기 때문에, 카보네이트기를 포함하지 않는 구조단위를 포함하는 중합체에 비해 높은 에치 속도와 접착성, 그리고 코팅 균일성을 가질 수 있다. Since the polymer according to an embodiment contains a carbonate group in the structural unit represented by Chemical Formula 1, it can have a higher etch rate, adhesion, and coating uniformity than a polymer containing a structural unit not including a carbonate group. have.

한편, 상기 중합체는 1,000 내지 100,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 보다 구체적으로 상기 중합체는 1,000 내지 50,000, 또는 1,000 내지 20,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 상기 범위의 중량평균분자량을 가짐으로써 상기 중합체를 포함하는 레지스트 하층막용 조성물의 탄소 함량 및 용매에 대한 용해도를 조절하여 최적화할 수 있다.Meanwhile, the polymer may have a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000. More specifically, the polymer may have a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000, or 1,000 to 20,000. By having a weight average molecular weight in the above range, the carbon content of the composition for a resist underlayer film containing the polymer and the solubility in a solvent can be adjusted to optimize.

상기 중합체는 상기 레지스트 하층막용 조성물의 총 함량에 대하여 0.1 내지 50 중량%, 0.1 내지 30 중량%, 또는 0.1 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함됨으로써 레지스트 하층막의 두께, 표면 거칠기 및 평탄화 정도를 조절할 수 있다.The polymer may be included in an amount of 0.1 to 50% by weight, 0.1 to 30% by weight, or 0.1 to 15% by weight based on the total content of the composition for the resist underlayer film. By being included in the above range, the thickness, surface roughness, and degree of planarization of the resist underlayer film can be adjusted.

또한, 상기 중합체는 유기 용매 및 열에 대하여 안정하므로, 상기 중합체를 포함하는 레지스트 하층막용 조성물을 예컨대 포토레지스트 하층막 재료로 사용할 경우, 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 공정을 수행하는 동안 용매 또는 열에 의해 박리되거나 화학 물질 발생 등에 따른 부산물 발생을 최소화할 수 있으며, 상부의 포토레지스트 용매에 의한 두께 손실을 최소화할 수 있다. In addition, since the polymer is stable against organic solvents and heat, when a composition for a resist underlayer film containing the polymer is used as a material for a photoresist underlayer film, for example, it is peeled off by a solvent or heat during a process for forming a photoresist pattern. Or, it is possible to minimize the generation of by-products due to the generation of chemical substances, etc., and the thickness loss due to the upper photoresist solvent can be minimized.

또한, 상기 중합체는 용해성이 우수하여 코팅 균일성(coating uniformity)이 우수한 레지스트 하층막을 형성할 수 있고, 상기 중합체를 레지스트 하층막용 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.In addition, the polymer has excellent solubility to form a resist underlayer film having excellent coating uniformity. When the polymer is used as a material for a resist underlayer film, formation of pin-holes and voids or thickness distribution during the baking process It is possible to form a uniform thin film without deterioration of, and provide excellent gap-fill and planarization characteristics when there is a step difference in the lower substrate (or film) or when a pattern is formed.

일 구현예에 따른 레지스트 하층막용 조성물은 코팅 균일성이 우수하고, 안정성이 뛰어나며, 높은 굴절률을 구현할 수 있고, 식각 속도 역시 빠르기 때문에, 활성화 조사선도 i-line(365nm), KrF 엑시머 레이저(파장 248nm), ArF 엑시머 레이저(파장 193nm) 등 단파장 범위의 광원을 이용한 리소그래피 공정뿐만 아니라, EUV(Extreme Ultraviolet) 리소그래피 공정과 같은 초미세 패턴 공정에 적용될 수 있다. EUV 리소그래피 공정은 10nm 내지 20nm 파장, 일 예로 13.5nm와 같은 매우 짧은 파장의 빛을 이용하는 리소그래피 기술로서, 20nm 이하의 폭을 가지는 초미세 패턴을 형성할 수 있는 공정이다. The composition for a resist underlayer film according to an embodiment has excellent coating uniformity, excellent stability, and a high refractive index, and since the etching speed is also fast, the activation radiation is i-line (365 nm), KrF excimer laser (wavelength 248 nm). ), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), as well as a lithography process using a light source in a short wavelength range, as well as an ultra-fine pattern process such as an EUV (Extreme Ultraviolet) lithography process. The EUV lithography process is a lithography technology using light of a very short wavelength such as 10 nm to 20 nm, for example, 13.5 nm, and is a process capable of forming an ultrafine pattern having a width of 20 nm or less.

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 레지스트 하층막용 조성물은 추가적으로 가교제를 더 포함할 수 있다. The composition for the resist underlayer film may further include a crosslinking agent.

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.

상기 가교제로는 내열성이 높은 가교제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 분자 내에 방향족 고리(예를 들면 벤젠 고리, 나프탈렌 고리)을 가지는 가교 형성 치환기를 함유하는 화합물을 사용할 수 있다. 상기 가교제는 예컨대 2개 이상의 가교 사이트(site)를 가질 수 있다.As the crosslinking agent, a crosslinking agent having high heat resistance may be used, and for example, a compound containing a crosslinking substituent having an aromatic ring (eg, a benzene ring or a naphthalene ring) in the molecule may be used. The crosslinking agent may, for example, have two or more crosslinking sites.

또한, 상기 레지스트 하층막용 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하는 중합체 외에 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 노볼락계 수지, 글루코우릴계 수지 및 멜라민계 수지 중 하나 이상의 다른 중합체를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the composition for the resist underlayer film may further include at least one other polymer among acrylic resins, epoxy resins, novolac resins, glucouryl resins and melamine resins in addition to the polymer containing the structural unit represented by Formula 1 However, it is not limited thereto.

상기 레지스트 하층막용 조성물은 추가적으로 계면활성제, 열산 발생제, 가소제 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함할 수 있다.The composition for the resist underlayer film may further include an additive of a surfactant, a thermal acid generator, a plasticizer, or a combination thereof.

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

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, etc. ,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 레지스트 하층막용 조성물 100 중량부에 대하여 약 0.001 내지 40중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함함으로써 레지스트 하층막용 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 resist underlayer composition. By including it in the above range, the solubility can be improved without changing the optical properties of the composition for a resist underlayer film.

또 다른 구현예에 따르면, 상술한 레지스트 하층막용 조성물을 사용하여 제조된 레지스트 하층막을 제공한다. 상기 레지스트 하층막은 상술한 레지스트 하층막용 조성물을 예컨대 기판 위에 코팅한 후 열처리 과정을 통해 경화된 형태일 수 있다. 상기 레지스트 하층막은 예컨대 반사방지막일 수 있다.According to another embodiment, a resist underlayer film prepared by using the above-described composition for a resist underlayer film is provided. The resist underlayer film may have a form cured through a heat treatment process after coating the above-described resist underlayer film composition on a substrate, for example. The resist underlayer film may be, for example, an antireflection film.

이하 상술한 레지스트 하층막용 조성물을 사용하여 패턴을 형성하는 방법에 대하여 도 1 내지 5를 참고하여 설명한다.Hereinafter, a method of forming a pattern using the above-described composition for a resist underlayer film will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 레지스트 하층막용 조성물을 이용한 패턴 형성방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 1 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of forming a pattern using the composition for a resist underlayer film according to the present invention.

도 1을 참조하면, 우선 식각 대상물을 마련한다. 상기 식각 대상물의 예로서는 반도체 기판(100) 상에 형성되는 박막(102)일 수 있다. 이하에서는 상기 식각 대상물이 박막(102)인 경우에 한해 설명한다. 상기 박막(102)상에 잔류하는 오염물 등을 제거하기 위해 상기 박막 표면을 전 세정한다. 상기 박막(102)은 예컨대 실리콘 질화막, 폴리실리콘막 또는 실리콘 산화막일 수 있다.Referring to FIG. 1, first, an object to be etched is prepared. An example of the object to be etched may be a thin film 102 formed on the semiconductor substrate 100. Hereinafter, only the case where the object to be etched is the thin film 102 will be described. The surface of the thin film is pre-cleaned to remove contaminants, etc. remaining on the thin film 102. The thin film 102 may be, for example, a silicon nitride film, a polysilicon film, or a silicon oxide film.

이어서, 세정된 박막(102)의 표면상에 상기 화학식 1 및 2로 표현되는 모이어티를 가지는 중합체 및 용매를 포함하는 레지스트 하층막용 조성물을 스핀 코팅방식을 적용하여 코팅한다.Subsequently, a composition for a resist underlayer film including a polymer and a solvent having moieties represented by Chemical Formulas 1 and 2 is coated on the surface of the cleaned thin film 102 by applying a spin coating method.

이후 건조 및 베이킹 공정을 수행하여 상기 박막 상에 레지스트 하층막(104)을 형성한다. 상기 베이킹 처리는 약 100 내지 약 500에서 수행하고, 예컨대 약 100 내지 약 300에서 수행할 수 있다. 보다 구체적인 레지스트 하층막용 조성물에 대한 설명은 위에서 상세히 설명하였기 때문에 중복을 피하기 위해 생략한다.Thereafter, drying and baking processes are performed to form a resist underlayer layer 104 on the thin film. The baking treatment may be performed at about 100 to about 500, for example, at about 100 to about 300. Since a more detailed description of the composition for a resist underlayer film has been described in detail above, it will be omitted to avoid redundancy.

도 2를 참조하면, 상기 레지스트 하층막(104) 위에 포토레지스트를 코팅하여 포토레지스트 막(106)을 형성한다. Referring to FIG. 2, a photoresist film 106 is formed by coating a photoresist on the resist underlayer 104.

상기 포토레지스트의 예로서는 나프토퀴논디아지드 화합물과 노볼락 수지를 함유하는 양화형 포토레지스트, 노광에 의해 산을 해리 가능한 산 발생제, 산의 존재 하에 분해하여 알칼리수용액에 대한 용해성이 증대하여 화합물 및 알칼리가용성수지를 함유하는 화학 증폭형의 양화형 포토레지스트, 산 발생제 및 산의 존재 하에 분해하여 알칼리 수용액에 대한 용해성이 증대하는 수지를 부여 가능한 기를 지닌 알칼리 가용성 수지를 함유하는 화학 증폭형의 양화형 포토레지스트 등을 들 수 있다. Examples of the photoresist include a positive photoresist containing a naphthoquinone diazide compound and a novolac resin, an acid generator capable of dissociating an acid by exposure, and decomposition in the presence of an acid to increase solubility in an aqueous alkaline solution. Quantification of chemically amplified photoresist containing alkali-soluble resin, chemically amplified type containing alkali-soluble resin with groups capable of imparting a resin that increases solubility in aqueous alkali solution by decomposition in the presence of an acid generator and acid Type photoresist, etc. are mentioned.

이어서, 상기 포토레지스트 막(106)이 형성되어 있는 기판(100)을 가열하는 제1 베이킹 공정을 수행한다. 상기 제1 베이킹 공정은 약 90 내지 약 120의 온도에서 수행할 수 있다.Subsequently, a first baking process of heating the substrate 100 on which the photoresist layer 106 is formed is performed. The first baking process may be performed at a temperature of about 90 to about 120.

도 3을 참조하면, 상기 포토레지스트 막을(106)을 선택적으로 노광한다. 3, the photoresist layer 106 is selectively exposed.

상기 포토레지스트 막(106)을 노광하기 위한 노광 공정을 일 예로 설명하면, 노광 장치의 마스크 스테이지 상에 소정의 패턴이 형성된 노광 마스크를 위치시키고, 상기 포토레지스트 막(106) 상에 상기 노광 마스크(110)를 정렬한다. 이어서, 상기 마스크(110)에 광을 조사함으로써 상기 기판(100)에 형성된 포토레지스트 막(106)의 소정 부위가 상기 노광 마스크를 투과한 광과 선택적으로 반응하게 된다. When an exposure process for exposing the photoresist film 106 is described as an example, an exposure mask having a predetermined pattern is positioned on a mask stage of an exposure apparatus, and the exposure mask ( 110). Subsequently, by irradiating light to the mask 110, a predetermined portion of the photoresist film 106 formed on the substrate 100 selectively reacts with the light transmitted through the exposure mask.

일 예로, 상기 노광 공정에서 사용할 수 있는 광의 예로는, 365nm의 파장을 가지는 활성화 조사선도 i-line, 248nm의 파장을 가지는 KrF 엑시머 레이저, 193nm의 파장을 가지는 ArF 엑시머 레이저과 같은 단파장 광이 있으며, 이 외에도 극자외광에 해당하는 13.5nm의 파장을 가지는 EUV(Extreme ultraviolet) 등을 들 수 있다. As an example, examples of light that can be used in the exposure process include short wavelength light such as an activated irradiation i-line having a wavelength of 365 nm, a KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm, and an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm. In addition, EUV (Extreme Ultraviolet) having a wavelength of 13.5 nm corresponding to extreme ultraviolet light may be mentioned.

상기 노광된 부위의 포토레지스트 막(106b)은 상기 비노광 부위의 포토레지스트 막(106a)에 비해 상대적으로 친수성을 갖게 된다. 따라서, 상기 노광된 부위(106b) 및 비노광 부위(106a)의 포토레지스트 막은 서로 다른 용해도를 갖게 되는 것이다. The photoresist film 106b of the exposed region has a relatively hydrophilicity compared to the photoresist film 106a of the unexposed region. Accordingly, the photoresist film of the exposed portion 106b and the non-exposed portion 106a has different solubility.

이어서, 상기 기판(100)에 제2 베이킹 공정을 수행한다. 상기 제2 베이킹 공정은 약 90 내지 약 150의 온도에서 수행할 수 있다. 상기 제2 베이킹 공정을 수행함으로 인해, 상기 노광된 영역에 해당하는 포토레지스트 막은 특정 용매에 용해되기 쉬운 상태가 된다. Subsequently, a second baking process is performed on the substrate 100. The second baking process may be performed at a temperature of about 90 to about 150. By performing the second baking process, the photoresist film corresponding to the exposed area becomes soluble in a specific solvent.

도 4를 참조하면, 현상액을 이용하여 상기 노광된 영역에 해당하는 포토레지스트 막(106b)을 용해한 후 제거함으로서 포토레지스트 패턴(108)을 형성한다. 구체적으로, 수산화테트라메틸암모늄(tetra-methyl ammonium hydroxide; TMAH) 등의 현상액을 사용하여, 상기 노광된 영역에 해당하는 포토레지스트 막을 용해시킨 후 제거함으로서 상기 포토레지스트 패턴(108)이 완성된다. Referring to FIG. 4, a photoresist pattern 108 is formed by dissolving and removing the photoresist film 106b corresponding to the exposed area using a developer. Specifically, the photoresist pattern 108 is completed by dissolving and removing the photoresist film corresponding to the exposed region using a developer such as tetra-methyl ammonium hydroxide (TMAH).

이어서, 상기 포토레지스트 패턴(108)을 식각 마스크로 하여 상기 레지스트 하층막을 식각한다. 상기와 같은 식각 공정으로 유기막 패턴(112)이 형성된다. 상기 식각은 예컨대 식각 가스를 사용한 건식 식각으로 수행할 수 있으며, 식각 가스는 예컨대 CHF3, CF4, Cl2, BCl3 및 이들의 혼합 가스를 사용할 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이, 일 구현예에 따른 레지스트 하층막 조성물에 의해 형성된 레지스트 하층막은 빠른 식각 속도를 가지기 때문에, 단시간 내에 원활한 식각 공정을 수행할 수 있다. Then, the resist underlayer layer is etched using the photoresist pattern 108 as an etching mask. The organic layer pattern 112 is formed by the above etching process. The etching may be performed by dry etching using, for example, an etching gas, and the etching gas may be CHF 3 , CF 4 , Cl 2 , BCl 3, and a mixed gas thereof. As described above, since the resist underlayer film formed by the resist underlayer composition according to an embodiment has a fast etching rate, a smooth etching process can be performed within a short time.

도 5를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(108)을 식각 마스크로 적용하여 노출된 박막(102)을 식각한다. 그 결과 상기 박막은 박막 패턴(114)으로 형성된다. 앞서 수행된 노광 공정에서, 활성화 조사선도 i-line(365nm), KrF 엑시머 레이저(파장 248nm), ArF 엑시머 레이저(파장 193nm) 등의 단파장 광원을 사용하여 수행된 노광 공정에 의해 형성된 박막 패턴(114)은 수십nm 내지 수백 nm의 폭을 가질 수 있으며, EUV 광원을 사용하여 수행된 노광 공정에 의해 형성된 박막 패턴(114)은 20nm 이하의 폭을 가질 수 있다. Referring to FIG. 5, the exposed thin film 102 is etched by applying the photoresist pattern 108 as an etching mask. As a result, the thin film is formed as a thin film pattern 114. In the exposure process performed previously, a thin film pattern 114 formed by an exposure process performed using a short wavelength light source such as an activated irradiation degree i-line (365 nm), a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), and an ArF excimer laser (wavelength 193 nm). ) May have a width of several tens of nm to several hundreds of nm, and the thin film pattern 114 formed by an exposure process performed using an EUV light source may have a width of 20 nm or less.

이하, 상술한 중합체의 합성 및 이를 포함하는 레지스트 하층막용 조성물의 제조에 관한 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 그러나 하기 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples of the synthesis of the above-described polymer and the preparation of a composition for a resist underlayer film comprising the same. However, the technical limitations of the present invention are not limited by the following examples.

합성예Synthesis example

합성예Synthesis example 1 One

250mL 2구 둥근 플라스크에 1,3,5-Tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate (15.67g, 0.06mol), Dimethyl carbonate (3.60g, 0.04mol), Potassium hydroxide(0.44g, 8mmol), 및 테트라하이드로퓨란 (THF) 79g을 넣고 마그네틱 바를 이용하여 60℃에서 교반하였다. 6시간 반응시킨 후에 온도를 실온으로 내린 후, 과량의 헥산(hexane)에 반응물을 넣고 교반 및 정치 후 상층액을 제거한다. 이어서, 톨루엔(toluene)에 상기 반응물 용액을 넣고 교반 및 정치 후 상층액 제거한다. 이와 같은 방법으로 저분자 및 촉매를 제거한 후 정제하여 최종적으로 하기 화학식 4로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체(Mw = 4,000)를 얻었다.1,3,5-Tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate (15.67g, 0.06mol), Dimethyl carbonate (3.60g, 0.04mol), Potassium hydroxide (0.44g, 8mmol), and tetrahydrofuran in a 250mL 2-neck round flask. (THF) 79g was put and stirred at 60°C using a magnetic bar. After reacting for 6 hours, the temperature was lowered to room temperature, and the reactant was added to an excessive amount of hexane, stirred and allowed to stand, and the supernatant was removed. Then, the reactant solution is added to toluene, stirred and allowed to stand, and the supernatant is removed. In this way, a polymer (Mw = 4,000) including a structural unit represented by the following formula (4) was finally obtained by purifying after removing the low molecule and the catalyst.

[화학식 4] [Formula 4]

Figure 112017129370622-pat00013
Figure 112017129370622-pat00013

합성예Synthesis example 2 2

250mL 2구 둥근 플라스크에 Triethylene glycol (9.01g, 0.06mol), Dimethyl carbonate (3.60g, 0.04mol), Potassium hydroxide(0.44g, 8mmol), 및 테트라하이드로퓨란 (THF) 52.2g을 넣고 마그네틱 바를 이용하여 60℃에서 교반하였다. 6시간 반응시킨 후에 온도를 실온으로 내린 후, 과량의 헥산(hexane)에 반응물을 넣고 교반 및 정치 후 상층액을 제거한다. 이어서, 톨루엔(toluene)에 상기 반응물 용액을 넣고 교반 및 정치 후 상층액 제거한다. 이와 같은 방법으로 저분자 및 촉매를 제거한 후 정제하여 최종적으로 하기 화학식 5로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체(Mw = 6,500)를 얻었다.Triethylene glycol (9.01g, 0.06mol), Dimethyl carbonate (3.60g, 0.04mol), potassium hydroxide (0.44g, 8mmol), and tetrahydrofuran (THF) 52.2g were added to a 250mL two-necked round flask, using a magnetic bar. It was stirred at 60°C. After reacting for 6 hours, the temperature was lowered to room temperature, and the reactant was added to an excessive amount of hexane, stirred and allowed to stand, and the supernatant was removed. Then, the reactant solution is added to toluene, stirred and allowed to stand, and the supernatant is removed. In this way, a polymer (Mw = 6,500) containing a structural unit represented by the following Chemical Formula 5 was finally obtained by purifying after removing the low molecule and the catalyst.

[화학식 5] [Formula 5]

Figure 112017129370622-pat00014
Figure 112017129370622-pat00014

합성예Synthesis example 3 3

250mL 2구 둥근 플라스크에 2-[4,6-Bis-(2-hydroxy-ethoxy)-[1,3,5]triazin-2-yloxy]-ethanol (15.67g, 0.06mol), Dimethyl carbonate (3.60g, 0.04mol), Potassium hydroxide(0.44g, 8mmol), 및 테트라하이드로퓨란 (THF) 79g을 넣고 마그네틱 바를 이용하여 60℃에서 교반하였다. 6시간 반응시킨 후에 온도를 실온으로 내린 후, 과량의 헥산(hexane)에 반응물을 넣고 교반 및 정치 후 상층액을 제거한다. 이어서, 톨루엔(toluene)에 상기 반응물 용액을 넣고 교반 및 정치 후 상층액 제거한다. 이와 같은 방법으로 저분자 및 촉매를 제거한 후 정제하여 최종적으로 하기 화학식 6으로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체(Mw = 5,500)를 얻었다.In a 250 mL two neck round flask, 2-[4,6-Bis-(2-hydroxy-ethoxy)-[1,3,5]triazin-2-yloxy]-ethanol (15.67 g, 0.06 mol), Dimethyl carbonate (3.60) g, 0.04mol), potassium hydroxide (0.44g, 8mmol), and 79 g of tetrahydrofuran (THF) were added and stirred at 60°C using a magnetic bar. After reacting for 6 hours, the temperature was lowered to room temperature, and the reactant was added to an excessive amount of hexane, stirred and allowed to stand, and the supernatant was removed. Then, the reactant solution is added to toluene, stirred and allowed to stand, and the supernatant is removed. In this way, a polymer (Mw = 5,500) containing a structural unit represented by the following Chemical Formula 6 was finally obtained by purifying after removing the low molecule and the catalyst.

[화학식 6] [Formula 6]

Figure 112017129370622-pat00015
Figure 112017129370622-pat00015

합성예Synthesis example 4 4

250mL 2구 둥근 플라스크에 1,3,5-Tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate (7.84g, 0.03mol), 1,3-di(2-hydroxyethyl),5-pentyl isocyanurate(8.61g,0.03mol), Dimethyl carbonate (3.60g, 0.04mol), Potassium hydroxide(0.44g, 8mmol), 및 테트라하이드로퓨란 (THF) 82g을 넣고 마그네틱 바를 이용하여 60℃에서 교반하였다. 6시간 반응시킨 후에 온도를 실온으로 내린 후, 과량의 헥산(hexane)에 반응물을 넣고 교반 및 정치 후 상층액을 제거한다. 이어서, 톨루엔(toluene)에 상기 반응물 용액을 넣고 교반 및 정치 후 상층액 제거한다. 이와 같은 방법으로 저분자 및 촉매를 제거한 후 정제하여 최종적으로 하기 화학식 7로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체(Mw = 3,500)를 얻었다 1,3,5-Tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate (7.84g, 0.03mol), 1,3-di(2-hydroxyethyl),5-pentyl isocyanurate (8.61g,0.03mol), in a 250mL 2-neck round flask Dimethyl carbonate (3.60g, 0.04mol), potassium hydroxide (0.44g, 8mmol), and 82g of tetrahydrofuran (THF) were added and stirred at 60°C using a magnetic bar. After reacting for 6 hours, the temperature was lowered to room temperature, and the reactant was added to an excessive amount of hexane, stirred and allowed to stand, and the supernatant was removed. Then, the reactant solution is added to toluene, stirred and allowed to stand, and the supernatant is removed. In this way, a polymer (Mw = 3,500) containing a structural unit represented by the following Formula 7 was obtained by purifying after removing the low molecule and the catalyst.

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112017129370622-pat00016
Figure 112017129370622-pat00016

합성예Synthesis example 5 5

250mL 2구 둥근 플라스크에 1,3-Bis-(2-hydroxy-ethyl)-tetrahydro-pyrimidin-2-one (11.29g, 0.06mol), Dimethyl carbonate (3.60g, 0.04mol), Potassium hydroxide(0.44g, 8mmol), 및 테트라하이드로퓨란 (THF) 60.33g을 넣고 마그네틱 바를 이용하여 60℃에서 교반하였다. 6시간 반응시킨 후에 온도를 실온으로 내린 후, 과량의 헥산(hexane)에 반응물을 넣고 교반 및 정치 후 상층액을 제거한다. 이어서, 톨루엔(toluene)에 상기 반응물 용액을 넣고 교반 및 정치 후 상층액 제거한다. 이와 같은 방법으로 저분자 및 촉매를 제거한 후 정제하여 최종적으로 하기 화학식 8로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체(Mw = 4,000)를 얻었다.In a 250mL 2-neck round flask, 1,3-Bis-(2-hydroxy-ethyl)-tetrahydro-pyrimidin-2-one (11.29g, 0.06mol), Dimethyl carbonate (3.60g, 0.04mol), Potassium hydroxide (0.44g) , 8mmol), and tetrahydrofuran (THF) 60.33g were added and stirred at 60°C using a magnetic bar. After reacting for 6 hours, the temperature was lowered to room temperature, and the reactant was added to an excessive amount of hexane, stirred and allowed to stand, and the supernatant was removed. Then, the reactant solution is added to toluene, stirred and allowed to stand, and the supernatant is removed. In this way, a polymer (Mw = 4,000) containing a structural unit represented by the following formula (8) was finally obtained by purifying after removing the low molecule and the catalyst.

[화학식 8] [Formula 8]

Figure 112017129370622-pat00017
Figure 112017129370622-pat00017

합성예Synthesis example 6 6

250mL 2구 둥근 플라스크에 Cyanuric acid (7.74g, 0.06mol), Dimethyl carbonate (3.60g, 0.04mol), Potassium hydroxide(0.44g, 8mmol), 및 테트라하이드로퓨란 (THF) 47.14g을 넣고 마그네틱 바를 이용하여 60℃에서 교반하였다. 6시간 반응시킨 후에 온도를 실온으로 내린 후, 과량의 헥산(hexane)에 반응물을 넣고 교반 및 정치 후 상층액을 제거한다. 이어서, 톨루엔(toluene)에 상기 반응물 용액을 넣고 교반 및 정치 후 상층액 제거한다. 이와 같은 방법으로 저분자 및 촉매를 제거한 후 정제하여 최종적으로 하기 화학식 9로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체(Mw = 5,000)를 얻었다.Cyanuric acid (7.74g, 0.06mol), Dimethyl carbonate (3.60g, 0.04mol), Potassium hydroxide (0.44g, 8mmol), and tetrahydrofuran (THF) 47.14g were added to a 250mL 2-neck round flask, and then using a magnetic bar. It was stirred at 60°C. After reacting for 6 hours, the temperature was lowered to room temperature, and the reactant was added to an excessive amount of hexane, stirred and allowed to stand, and the supernatant was removed. Then, the reactant solution is added to toluene, stirred and allowed to stand, and the supernatant is removed. In this way, a polymer (Mw = 5,000) containing a structural unit represented by the following formula (9) was finally obtained by purifying after removing the low molecule and the catalyst.

[화학식 9] [Formula 9]

Figure 112017129370622-pat00018
Figure 112017129370622-pat00018

비교 compare 합성예Synthesis example

500ml 2구 둥근 플라스크에 Methyl methacrylate (40g), 2-hydroxyacrylate (52.1g), Benzyl acrylate(70.4g), AIBN (2g), 및 Dioxane (306g) 를 투입하고 콘덴서를 연결하였다. 온도를 80℃로 올리고, 2.5 시간 반응 후, 해당 반응액을 상온으로 냉각시켰다. 반응액을 3 L 광구병으로 옮긴 후 헥산으로 씻어주었다. 얻어진 레진을 30℃ 진공 오븐에서 건조시켜 잔여 용매를 제거해줌으로써 최종적으로 하기 화학식 10으로 표현되는 구조단위를 포함하는 중합체(Mw = 12,000)를 얻었다.Methyl methacrylate (40g), 2-hydroxyacrylate (52.1g), Benzyl acrylate (70.4g), AIBN (2g), and Dioxane (306g) were added to a 500ml 2-neck round flask, and a condenser was connected. The temperature was raised to 80° C., and after reaction for 2.5 hours, the reaction solution was cooled to room temperature. The reaction solution was transferred to a 3 L light bulb and washed with hexane. The obtained resin was dried in a vacuum oven at 30° C. to remove the residual solvent to finally obtain a polymer (Mw = 12,000) containing the structural unit represented by the following formula (10).

[화학식 10][Formula 10]

Figure 112017129370622-pat00019
Figure 112017129370622-pat00019

레지스트Resist 하층막용For the lower layer 조성물의 제조 Preparation of the composition

실시예Example 1 One

합성예 1로부터 제조된 중합체, PD1174(TCI社; 경화제)(중합체 100중량부에 대비 15중량부) 및 Pyridinium p-toluenesulfonate (중합체 100중량부 대비 1중량부)를 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 및 에틸락테이트의 혼합 용매(혼합 중량비 = 1:1)에 녹인 후, 6시간 동안 교반하여 반사방지막 조성물 을 제조하였다.The polymer prepared from Synthesis Example 1, PD1174 (TCI; hardener) (15 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer) and Pyridinium p-toluenesulfonate (1 part by weight based on 100 parts by weight of the polymer) were added to propylene glycol monomethyl ether and ethyllac. After dissolving in a mixed solvent of tate (mixed weight ratio = 1:1), the mixture was stirred for 6 hours to prepare an antireflection film composition.

상기 중합체 고형분 함량이 제조되는 반사방지막 조성물 전체 함량에 대하여 2 중량%가 되도록, 상기 혼합 용매의 함량을 조절하였다The content of the mixed solvent was adjusted so that the polymer solid content was 2% by weight based on the total content of the antireflection film composition to be prepared.

실시예Example 2 2

합성예 2의 중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the polymer of Synthesis Example 2 was used.

실시예Example 3 3

합성예 3의 중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the polymer of Synthesis Example 3 was used.

실시예Example 4 4

합성예 4의 중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the polymer of Synthesis Example 4 was used.

실시예Example 5 5

합성예 3의 중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the polymer of Synthesis Example 3 was used.

실시예Example 6 6

합성예 4의 중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the polymer of Synthesis Example 4 was used.

비교예Comparative example 1 One

비교합성예 1의 중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the polymer of Comparative Synthesis Example 1 was used.

평가: 코팅 균일성 (Coating uniformity) 및 Evaluation: Coating uniformity and 에치Etch 선택성 Selectivity

실시예 1 내지 6 및 비교예 1로부터 제조된 조성물을 각각 2 ㎖씩 취하여 8인치 웨이퍼 위에 각각 도포한 후 auto track(TEL社 ACT-8)를 이용하여 main spin 속도 1,500rpm으로 20초 동안 스핀코팅을 진행 후 210℃에서 90초 동안 경화를 300nm 두께의 박막을 형성하였다. 횡축으로 51point의 두께를 측정하여 uniformity를 비교하였다.2 ml each of the compositions prepared from Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were each applied onto an 8-inch wafer and then spin-coated for 20 seconds at a main spin speed of 1,500 rpm using an auto track (TEL ACT-8). After proceeding, curing at 210° C. for 90 seconds to form a 300 nm-thick thin film. The uniformity was compared by measuring the thickness of 51 points along the horizontal axis.

Coating uniformity(%)Coating uniformity(%) 실시예 1Example 1 1.81.8 실시예 2Example 2 1.91.9 실시예 3Example 3 1.81.8 실시예 4Example 4 2.12.1 실시예 5Example 5 2.02.0 실시예 6Example 6 1.81.8 비교예 1Comparative Example 1 2.12.1

또한, 10mT / 600_35W / 120CF4 / 80CHF3 / 41O2 , 22sec의 에치 조건하에 각각의 박막들의 에치선택성(etch selectivity)를 측정한 결과를 하기 표 2에 나타내었다. In addition, the results of measuring the etch selectivity of each thin film under the etch conditions of 10mT / 600_35W / 120CF4 / 80CHF3 / 41O2 and 22sec are shown in Table 2 below.

Å/secÅ/sec 실시예 1Example 1 27.527.5 실시예 2Example 2 29.729.7 실시예 3Example 3 28.828.8 실시예 4Example 4 29.429.4 실시예 5Example 5 30.130.1 실시예 6Example 6 27.827.8 비교예 1Comparative Example 1 33.533.5

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.In the above, although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is self-evident to those who have. Therefore, such modifications or variations should not be individually understood from the technical spirit or point of view of the present invention, and the modified embodiments should be said to belong to the claims of the present invention.

100: 기판 102: 박막
104: 레지스트 하층막 106: 포토레지스트 막
108: 포토레지스트 패턴 110: 마스크
112: 유기막 패턴 114: 박막 패턴
100: substrate 102: thin film
104: resist underlayer film 106: photoresist film
108: photoresist pattern 110: mask
112: organic layer pattern 114: thin film pattern

Claims (16)

하기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하는 중합체, 및 용매를 포함하는 레지스트 하층막용 조성물:
[화학식 1]
Figure 112017129370622-pat00020

상기 화학식 1에서,
L1 및 L2는 각각 독립적으로, 단일결합, -O-, -S-, -S(=O)-, -S(=O)2-, -C(=O)-, -(CO)O-, -O(CO)O-, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,
A는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 하기 화학식 2 또는 하기 화학식 3으로 표시되고:
[화학식 2]
Figure 112017129370622-pat00021

상기 화학식 2에서,
X1 및 X3은 각각 독립적으로 CRaRb 또는 -C(=O)-이고,
X2는 CRaRb 또는 NRc이고,
상기 Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로, 수소, 중수소, 할로겐기, 하이드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 에폭시기, 비닐기, (메트)아크릴레이트기, 옥세탄기, 티올기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 티오알킬기 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 티오아릴기, 또는 이들의 조합이고;
[화학식 3]
Figure 112017129370622-pat00022

상기 화학식 3에서,
L3는 각각 독립적으로, 단일결합, -O-, -S-, -S(=O)-, -S(=O)2-, -C(=O)-, -NH(CO)-, -NH(CO)O-, -(CO)O-, -O(CO)O-, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 헤테로시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,
X4는 수소, 중수소, 할로겐기, 하이드록시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 에폭시기, 비닐기, (메트)아크릴레이트기, 옥세탄기, 티올기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 티오알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 티오아릴기, 또는 이들의 조합이고,
상기 화학식 1 내지 3에서, n1 내지 n9는 각각 독립적으로 0 내지 10의 정수중 하나이고,
*은 연결지점이다.
A composition for a resist underlayer film comprising a polymer comprising a structural unit represented by the following formula (1) and a solvent:
[Formula 1]
Figure 112017129370622-pat00020

In Formula 1,
L 1 and L 2 are each independently a single bond, -O-, -S-, -S(=O)-, -S(=O) 2 -, -C(=O)-, -(CO) O-, -O(CO)O-, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynylene group, a substituted or Unsubstituted C3 to C10 cycloalkylene group, substituted or unsubstituted C2 to C10 heterocycloalkylene group, substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroarylene group, or these Is a combination of,
A is a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, or It is represented by Formula 2 or Formula 3 below:
[Formula 2]
Figure 112017129370622-pat00021

In Chemical Formula 2,
X 1 and X 3 are each independently CR a R b or -C(=O)-,
X 2 is CR a R b Or NR c ,
The R a , R b and R c are each independently hydrogen, deuterium, halogen group, hydroxy group, cyano group, nitro group, amino group, epoxy group, vinyl group, (meth)acrylate group, oxetane group, thiol Group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group , A substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 thioalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or An unsubstituted C6 to C30 aryloxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 thioaryl group, or a combination thereof;
[Formula 3]
Figure 112017129370622-pat00022

In Chemical Formula 3,
L 3 is each independently a single bond, -O-, -S-, -S(=O)-, -S(=O) 2 -, -C(=O)-, -NH(CO)-, -NH(CO)O-, -(CO)O-, -O(CO)O-, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenylene group, substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 heterocycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or It is an unsubstituted C2 to C30 heteroarylene group, or a combination thereof,
X 4 is hydrogen, deuterium, halogen group, hydroxy group, cyano group, nitro group, amino group, epoxy group, vinyl group, (meth)acrylate group, oxetane group, thiol group, carboxyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, substituted or unsubstituted C1 to C30 thioalkyl group , Substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryloxy group, substituted Or an unsubstituted C6 to C30 thioaryl group, or a combination thereof,
In Formulas 1 to 3, n1 to n9 are each independently an integer of 0 to 10,
* Is the connection point.
제1항에서,
상기 화학식 1에서,
상기 A는 C1 내지 C30 알킬렌기, C6 내지 C30 아릴렌기, 상기 화학식 2 및 상기 화학식 3 중 어느 하나로 표시되는 조성물.
In claim 1,
In Formula 1,
The A is a C1 to C30 alkylene group, a C6 to C30 arylene group, a composition represented by any one of Formula 2 and Formula 3.
제1항에서,
상기 중합체는 상기 화학식 1로 표시되나, 서로 다른 구조를 가지는 2 이상의 구조단위를 포함하는 조성물.
In claim 1,
The polymer is represented by Chemical Formula 1, but a composition comprising two or more structural units having different structures.
제3항에서,
상기 중합체는 서로 다른 제1 구조단위 및 제2 구조단위를 포함하는, 조성물.
In paragraph 3,
The composition, wherein the polymer comprises a first structural unit and a second structural unit different from each other.
제4항에서,
상기 제1 구조단위는 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위이며,
상기 제2 구조단위는 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 3으로 표시되는 구조단위인, 조성물.
In claim 4,
The first structural unit is a structural unit in which A in Formula 1 is represented by Formula 2,
The second structural unit is the structural unit A in the formula (1) is represented by the formula (3).
제4항에서,
상기 제1 구조단위 및 상기 제2 구조단위가 모두 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위이거나, 또는 상기 제1 구조단위 및 상기 제2 구조단위가 모두 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 3으로 표시되는 구조단위인, 조성물.
In claim 4,
In both the first structural unit and the second structural unit, A in Formula 1 is a structural unit represented by Formula 2, or both of the first structural unit and the second structural unit are A in Formula 1 A composition that is a structural unit represented by Chemical Formula 3.
제4항에서,
상기 중합체는 상기 제1 구조단위 및 상기 제2 구조단위 각각과 상이한 제3 구조단위를 더 포함하는, 조성물.
In claim 4,
The polymer further comprises a third structural unit different from each of the first structural unit and the second structural unit.
제7항에서,
상기 제1 구조단위는 상기 화학식 1의 A가 C1 내지 C30 알킬렌기 또는 C6 내지 C30 아릴렌기이고,
상기 제2 구조단위는 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위이며,
상기 제3 구조단위는 상기 화학식 1의 A가 상기 화학식 3으로 표시되는 구조단위인, 조성물.
In clause 7,
In the first structural unit, A in Formula 1 is a C1 to C30 alkylene group or a C6 to C30 arylene group,
The second structural unit is a structural unit in which A in Formula 1 is represented by Formula 2,
The third structural unit is the structural unit A in the formula (1) is represented by the formula (3), the composition.
제1항에서,
상기 중합체는 하기 화학식 4 내지 화학식 9로 표시되는 구조단위 중 하나 이상을 포함하는 레지스트 하층막용 조성물:
[화학식 4]
Figure 112017129370622-pat00023

[화학식 5]
Figure 112017129370622-pat00024

[화학식 6]
Figure 112017129370622-pat00025

[화학식 7]
Figure 112017129370622-pat00026

[화학식 8]
Figure 112017129370622-pat00027

[화학식 9]
Figure 112017129370622-pat00028
.
In claim 1,
The polymer is a composition for a resist underlayer film comprising at least one of the structural units represented by the following Chemical Formulas 4 to 9:
[Formula 4]
Figure 112017129370622-pat00023

[Formula 5]
Figure 112017129370622-pat00024

[Formula 6]
Figure 112017129370622-pat00025

[Formula 7]
Figure 112017129370622-pat00026

[Formula 8]
Figure 112017129370622-pat00027

[Formula 9]
Figure 112017129370622-pat00028
.
제1항에서,
상기 중합체의 중량평균분자량이 1,000 내지 100,000인 레지스트 하층막용 조성물.
In claim 1,
A composition for a resist underlayer film having a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000 of the polymer.
제1항에서,
상기 중합체는 조성물의 총 함량에 대하여 0.1 내지 50 중량%, 포함되는 상기 레지스트 하층막용 조성물.
In claim 1,
The polymer is 0.1 to 50% by weight, based on the total content of the composition, the resist underlayer composition containing.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 가교 사이트를 2개 이상 가지는 가교제를 더 포함하는 레지스트 하층막용 조성물.
The method of claim 1,
The composition further comprises a crosslinking agent having two or more crosslinking sites for a resist underlayer film.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 계면활성제, 열산 발생제, 가소제 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함하는 레지스트 하층막용 조성물.
The method of claim 1,
The composition is a composition for a resist underlayer film further comprising a surfactant, a thermal acid generator, a plasticizer, or an additive of a combination thereof.
기판 위에 식각 대상 막을 형성하는 단계,
상기 식각 대상 막 위에 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 레지스트 하층막용 조성물을 적용하여 레지스트 하층막을 형성하는 단계,
상기 레지스트 하층막 위에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 그리고
상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 레지스트 하층막 및 상기 식각 대상막을 순차적으로 식각하는 단계
를 포함하는 패턴 형성 방법.
Forming a layer to be etched on the substrate,
Forming a resist underlayer film by applying the composition for a resist underlayer film according to any one of claims 1 to 13 on the etching target film,
Forming a photoresist pattern on the resist underlayer film, and
Sequentially etching the resist underlayer layer and the etching target layer using the photoresist pattern as an etching mask
Pattern forming method comprising a.
제14항에서,
상기 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는
상기 레지스트 하층막 위에 포토레지스트 막을 형성하는 단계,
상기 포토레지스트 막을 노광하는 단계, 그리고
상기 포토레지스트 막을 현상하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법.
In clause 14,
The step of forming the photoresist pattern
Forming a photoresist film on the resist underlayer film,
Exposing the photoresist film, and
A method of forming a pattern comprising developing the photoresist film.
제14항에서,
상기 레지스트 하층막을 형성하는 단계는 상기 레지스트 하층막용 조성물의 코팅 후 100 ℃ 내지 500 ℃의 온도로 열처리하는 단계를 더 포함하는 패턴 형성 방법.
In clause 14,
The step of forming the resist underlayer film further comprises performing heat treatment at a temperature of 100°C to 500°C after coating the composition for the resist underlayer film.
KR1020170180154A 2017-12-26 2017-12-26 Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition KR102215332B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170180154A KR102215332B1 (en) 2017-12-26 2017-12-26 Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170180154A KR102215332B1 (en) 2017-12-26 2017-12-26 Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190078305A KR20190078305A (en) 2019-07-04
KR102215332B1 true KR102215332B1 (en) 2021-02-10

Family

ID=67259311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170180154A KR102215332B1 (en) 2017-12-26 2017-12-26 Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102215332B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102407824B1 (en) * 2019-11-18 2022-06-10 삼성에스디아이 주식회사 Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102563287B1 (en) * 2020-08-12 2023-08-02 삼성에스디아이 주식회사 Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100872674B1 (en) * 2001-04-10 2008-12-10 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 Composition for forming antireflection film for lithography
WO2016104214A1 (en) 2014-12-25 2016-06-30 三菱瓦斯化学株式会社 Compound, resin, underlayer film forming material for lithography, underlayer film for lithography, pattern forming method and purification method
US20160372326A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-22 Brewer Science Inc. Superplanarizing spin-on carbon materials
JP2017021337A (en) 2015-07-14 2017-01-26 信越化学工業株式会社 Material for resist underlay film, pattern forming method, and compound

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100872674B1 (en) * 2001-04-10 2008-12-10 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 Composition for forming antireflection film for lithography
WO2016104214A1 (en) 2014-12-25 2016-06-30 三菱瓦斯化学株式会社 Compound, resin, underlayer film forming material for lithography, underlayer film for lithography, pattern forming method and purification method
US20160372326A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-22 Brewer Science Inc. Superplanarizing spin-on carbon materials
JP2017021337A (en) 2015-07-14 2017-01-26 信越化学工業株式会社 Material for resist underlay film, pattern forming method, and compound

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190078305A (en) 2019-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102214895B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102047538B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102264693B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102003345B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102067081B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102264695B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102348675B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102215332B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102264694B1 (en) Polymer cross-linking agent, resist underlayer composition comprising thereof, and method of forming patterns using the composition
KR102288386B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102215333B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102448568B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102499391B1 (en) High-density resist underlayer film composition for ultrathin film formation
KR102586107B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
TWI804059B (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns
KR102586108B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102563288B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR102407824B1 (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR20230020811A (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR20220020699A (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR20220020684A (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
KR20210097977A (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant