KR102275344B1 - Organic layer composition, organic layer, and method of forming patterns - Google Patents

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Abstract

유기 중합체, 화학식 1로 표시되는 제1 구조단위를 포함하는 첨가제, 및 용매를 포함하고,
상기 첨가제의 열분해 온도는 상기 유기 중합체의 가교 온도 보다 낮은, 유기막 조성물을 제공한다:
[화학식 1]

Figure 112018080009112-pat00011

상기 화학식 1의 정의는 명세서 내에 기재한 바와 같다.An organic polymer, an additive comprising the first structural unit represented by Formula 1, and a solvent,
The thermal decomposition temperature of the additive is lower than the crosslinking temperature of the organic polymer, providing an organic film composition:
[Formula 1]
Figure 112018080009112-pat00011

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

Description

유기막 조성물, 유기막, 및 패턴 형성 방법{ORGANIC LAYER COMPOSITION, ORGANIC LAYER, AND METHOD OF FORMING PATTERNS}Organic film composition, organic film, and pattern formation method {ORGANIC LAYER COMPOSITION, ORGANIC LAYER, AND METHOD OF FORMING PATTERNS}

유기막 조성물, 상기 유기막 조성물로부터 제조된 유기막, 그리고 상기 유기막 조성물을 사용하여 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.An organic film composition, an organic film prepared from the organic film composition, and a method of forming a pattern using the organic film composition.

최근 반도체 산업에서 요구되는 미세 패턴은 전형적인 리쏘그래픽 기법만으로는 구현하기 어려운 바, 식각하고자 하는 재료층과 포토레지스트 층 사이에 일명 하드마스크 층(hardmask layer)이라고 불리는 유기막을 형성하여 미세 패턴을 형성할 수 있다. 이에 따라 에치 내성과 갭-필 및 평탄화 특성이 향상된 유기막 재료의 개발이 필요하고, 또한 다양하고 복잡한 미세 패턴으로 이뤄진 반도체 기판에 사용되는 유기막 재료의 고품질에 대한 요구가 높아지고 있다.Since it is difficult to realize a fine pattern required in the semiconductor industry with only a typical lithographic technique, 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. have. Accordingly, there is a need to develop an organic film material with improved etch resistance, gap-fill, and planarization characteristics, and there is a growing demand for high quality organic film materials used for semiconductor substrates having various and complex fine patterns.

특히, 갭-필 특성 및 평탄화 특성의 경우 표면 장력 및 표면 에너지를 계면활성제로 조절함으로써 개선시키고 있는데 이 경우 첨가되는 계면활성제로 인해 많은 디펙트(defect) 발생이 야기된다.In particular, in the case of gap-fill properties and planarization properties, the surface tension and surface energy are improved by adjusting the surfactant. In this case, many defects are caused due to the added surfactant.

디펙트가 발생하는 이유는 불소계 계면활성제를 포함한 유기막 재료를 코팅 및 베이크하는 과정에서 계면활성제가 잔류했다가 후속 공정 진행 시에 휘발되어 보이드(void)를 유발하고, 후속 공정의 일 예로 실리콘 함유 박막층의 증착 단계에서 상기 보이드가 Si-nitride, Si-oxide 등과 micro bridge 등을 형성하기 때문이다.The reason for the defect is that the surfactant remains in the process of coating and baking the organic film material including the fluorine-based surfactant and volatilizes during the subsequent process to cause voids, and as an example of the subsequent process, silicon-containing This is because the voids form micro bridges with Si-nitride, Si-oxide, etc. in the deposition step of the thin film layer.

일 구현예는 디펙트 발생이 개선된 유기막 조성물을 제공한다. One embodiment provides an organic film composition with improved defect generation.

다른 구현예는 막 평탄도가 우수한 유기막을 제공한다. Another embodiment provides an organic film having excellent film flatness.

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

일 구현예에 따르면, 유기 중합체, 하기 화학식 1로 표시되는 제1 구조단위를 포함하는 첨가제, 및 용매를 포함하고, 상기 첨가제의 열분해 온도는 상기 유기 중합체의 가교 온도보다 낮은, 유기막 조성물을 제공한다.According to one embodiment, an organic film composition comprising an organic polymer, an additive including a first structural unit represented by the following Chemical Formula 1, and a solvent, wherein the thermal decomposition temperature of the additive is lower than the crosslinking temperature of the organic polymer do.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018080009112-pat00001
Figure 112018080009112-pat00001

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1은 수소 또는 C1 내지 C3 알킬기이고,R 1 is hydrogen or a C1 to C3 alkyl group,

L1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌옥시기(-(CH2)m-O-, m은 1 내지 4의 정수 중 하나임), 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 헤테로고리기이고, L 1 is a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyleneoxy group (-(CH 2 ) m -O-, m is an integer from 1 to 4), substituted or unsubstituted a cyclic C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, or a substituted or unsubstituted C3 to C20 heterocyclic group,

a는 1 내지 5의 정수 중 하나이고,a is an integer from 1 to 5,

b는 4 내지 20의 정수 중 하나이다.b is an integer from 4 to 20;

상기 첨가제의 열분해 온도는 100℃ 내지 220℃이고, 상기 유기 중합체의 가교 온도는 180℃ 내지 380℃일 수 있다.The thermal decomposition temperature of the additive may be 100 °C to 220 °C, and the crosslinking temperature of the organic polymer may be 180 °C to 380 °C.

상기 첨가제의 열분해 온도는 150℃ 내지 180℃이고, 상기 유기 중합체의 가교 온도는 190℃ 내지 330℃일 수 있다.The thermal decomposition temperature of the additive may be 150 °C to 180 °C, and the crosslinking temperature of the organic polymer may be 190 °C to 330 °C.

상기 제1 구조단위는 상기 첨가제 100 몰%에 대하여 0.01 몰% 내지 99.99 몰%로 포함될 수 있다.The first structural unit may be included in an amount of 0.01 mol% to 99.99 mol% based on 100 mol% of the additive.

상기 첨가제는 하기 화학식 2로 표시되는 제2 구조단위를 더 포함할 수 있다.The additive may further include a second structural unit represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018080009112-pat00002
Figure 112018080009112-pat00002

상기 화학식 2에서, In Formula 2,

R2는 수소 또는 C1 내지 C3 알킬기이고,R 2 is hydrogen or a C1 to C3 alkyl group,

R3는 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,R 3 is hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group,

L2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌옥시기(-(CH2)n-O-, n은 1 내지 4의 정수 중 하나임), 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 헤테로고리기이고, L 2 is a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyleneoxy group (-(CH 2 ) n -O-, n is an integer from 1 to 4), substituted or unsubstituted a cyclic C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, or a substituted or unsubstituted C3 to C20 heterocyclic group,

c는 1 내지 5의 정수 중 하나이다.c is an integer from 1 to 5;

상기 제2 구조단위는 상기 첨가제 100 몰%에 대하여 0.01 몰% 내지 99.99 몰%로 포함될 수 있다.The second structural unit may be included in an amount of 0.01 mol% to 99.99 mol% based on 100 mol% of the additive.

상기 첨가제의 중량 평균 분자량은 600 내지 40,000일 수 있다.The weight average molecular weight of the additive may be 600 to 40,000.

상기 첨가제는 상기 유기막 조성물의 전체 함량에 대하여 1 ppm 내지 1 중량%로 포함될 수 있다.The additive may be included in an amount of 1 ppm to 1 wt % based on the total content of the organic film composition.

상기 유기 중합체는 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 지방족 고리기, 치환 또는 비치환된 헤테로방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 헤테로지방족 고리기, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The organic polymer comprises at least one substituted or unsubstituted aromatic ring group, a substituted or unsubstituted aliphatic ring group, a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring group, a substituted or unsubstituted heteroaliphatic ring group, or a combination thereof. may include

상기 유기 중합체의 중량 평균 분자량은 600 내지 20,000일 수 있다.The weight average molecular weight of the organic polymer may be 600 to 20,000.

상기 유기 중합체는 상기 유기막 조성물의 전체 함량에 대하여 0.1 중량% 내지 50 중량%로 포함될 수 있다.The organic polymer may be included in an amount of 0.1 wt% to 50 wt% based on the total content of the organic film composition.

상기 용매는 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, 아세틸아세톤 및 에틸 3-에톡시프로피오네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다.The solvent is propylene glycol, propylene glycol diacetate, methoxy propanediol, diethylene glycol, diethylene glycol butyl ether, tri (ethylene glycol) monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexa Non, ethyl lactate, gamma-butyrolactone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, methylpyrrolidone, methylpyrrolidinone, acetylacetone and ethyl 3-ethoxypropionate It may be one or two or more selected from the group consisting of.

다른 구현예에 따르면, 기판 위에 재료 층을 형성하는 단계, 상기 재료 층 위에 상술한 유기막 조성물을 적용하는 단계, 상기 유기막 조성물을 열처리하여 하드마스크 층을 형성하는 단계, 상기 하드마스크 층 위에 포토레지스트 층을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 층을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 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 the above-described organic film composition on the material layer, heat-treating the organic film composition to form a hardmask layer, photo on the hardmask layer forming a resist layer; exposing and developing the photoresist layer to form a photoresist pattern; selectively removing the hardmask layer using the photoresist pattern and exposing a portion of the material layer; and etching the exposed portion of the material layer.

상기 하드마스크 층을 형성하는 단계의 열처리 온도는 240℃ 내지 400℃일 수 있다.The heat treatment temperature of the step of forming the hard mask layer may be 240 °C to 400 °C.

보이드 디펙트 발생이 개선된 유기막 조성물을 제공할 수 있다.An organic film composition having improved void defect generation may be provided.

도 1은 각 실시예/비교예의 조성물로 제조된 하드마스크 층의 절단면을 나타낸 SEM 사진이다.1 is a SEM photograph showing a cross section of a hard mask layer prepared with the composition of each Example / Comparative Example.

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 to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many 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 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C1 내지 C30 알콕시기, C1 내지 C20 헤테로알킬기, C2 내지 C20 헤테로아릴기, C3 내지 C20 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C15의 사이클로알케닐기, C6 내지 C15 사이클로알키닐기, C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.Unless otherwise defined herein, "substituted" means that a hydrogen atom in a compound is a halogen atom (F, Br, Cl, or I), a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, an amino group, an azido group, an amidino group, A hydrazino group, a hydrazono group, a carbonyl group, a carbamyl group, a thiol group, an ester group, a carboxyl group or a salt thereof, a sulfonic acid group or a salt thereof, phosphoric acid or a salt thereof, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C2 to C20 alky nyl group, C6 to C30 aryl group, C7 to C30 arylalkyl group, C1 to C30 alkoxy group, C1 to C20 heteroalkyl group, C2 to C20 heteroaryl group, C3 to C20 heteroarylalkyl group, C3 to C30 cycloalkyl group, C3 to C15 It means substituted with a substituent selected from a cycloalkenyl group, a C6 to C15 cycloalkynyl group, a C2 to C30 heterocycloalkyl group, and combinations thereof.

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

본 명세서에서 "아릴기(aryl group)"는 탄화수소 방향족 모이어티를 하나 이상 갖는 그룹을 의미하며 넓게는 탄화수소 방향족 모이어티들이 단일 결합으로 연결된 형태 및 탄화수소 방향족 모이어티들이 직접 또는 간접적으로 융합된 비방향족 융합 고리 또한 포함한다. 아릴기는 모노사이클릭, 폴리사이클릭 또는 융합된 폴리사이클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리) 작용기를 포함한다.As used herein, the term “aryl group” refers to a group having one or more hydrocarbon aromatic moieties, and broadly refers to a form in which hydrocarbon aromatic moieties are connected by a single bond and a non-aromatic group in which hydrocarbon aromatic moieties are directly or indirectly fused. Also included are fused rings. Aryl groups include monocyclic, polycyclic or fused polycyclic (ie, rings that share adjacent pairs of carbon atoms) functional groups.

본 명세서에서 "헤테로고리기(heterocyclic group)"는 헤테로아릴기를 포함하는 개념이며, 이에 추가하여 아릴기, 사이클로알킬기, 이들의 융합고리 또는 이들의 조합과 같은 고리 화합물 내에서 탄소(C) 대신에 N, O, S, P 및 Si에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개 함유하는 것을 의미한다. 상기 헤테로고리기가 융합고리인 경우, 상기 헤테로고리기 전체 또는 각각의 고리마다 헤테로 원자를 한 개 이상 포함할 수 있다.In the present specification, "heterocyclic group" is a concept including a heteroaryl group, in addition to carbon (C) in a ring compound such as an aryl group, a cycloalkyl group, a fused ring thereof, or a combination thereof. It means containing at least one hetero atom selected from N, O, S, P and Si. When the heterocyclic group is a fused ring, the entire heterocyclic group or each ring may include one or more heteroatoms.

본 명세서에서 상기 헤테로고리기는 1가의 치환기 및 2가의 연결기를 모두 포함하는 개념이다.In the present specification, the heterocyclic group is a concept including both a monovalent substituent and a divalent linking group.

보다 구체적으로, 치환 또는 비치환된 아릴기 및/또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기는, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트릴기, 치환 또는 비치환된 나프타세닐기, 치환 또는 비치환된 피레닐기, 치환 또는 비치환된 바이페닐기, 치환 또는 비치환된 터페닐기, 치환 또는 비치환된 쿼터페닐기, 치환 또는 비치환된 크리세닐기, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐기, 치환 또는 비치환된 인데닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 피롤릴기, 치환 또는 비치환된 피라졸릴기, 치환 또는 비치환된 이미다졸일기, 치환 또는 비치환된 트리아졸일기, 치환 또는 비치환된 옥사졸일기, 치환 또는 비치환된 티아졸일기, 치환 또는 비치환된 옥사디아졸일기, 치환 또는 비치환된 티아디아졸일기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피라지닐기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐기, 치환 또는 비치환된 벤조퓨라닐기, 치환 또는 비치환된 벤조티오페닐기, 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸일기, 치환 또는 비치환된 인돌일기, 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐기, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐기, 치환 또는 비치환된 나프티리디닐기, 치환 또는 비치환된 벤즈옥사진일기, 치환 또는 비치환된 벤즈티아진일기, 치환 또는 비치환된 아크리디닐기, 치환 또는 비치환된 페나진일기, 치환 또는 비치환된 페노티아진일기, 치환 또는 비치환된 페녹사진일기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐기, 치환 또는 비치환된 카바졸릴기, 피리도인돌일기, 벤조피리도옥사진일기, 벤조피리도티아진일기, 9,9-디메틸9,10디히드로아크리딘일, 이들의 조합 또는 이들의 조합이 융합된 형태일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 일 예에서, 헤테로고리기 또는 헤테로아릴기는 이미다졸일기, 티오펜일기, 피리딜기, 피리미디닐기 또는 인돌일기일 수 있다.More specifically, a substituted or unsubstituted aryl group and/or a substituted or unsubstituted heterocyclic group is a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted naphthyl group, a substituted or unsubstituted anthracenyl group, a substituted or unsubstituted A substituted phenanthryl group, a substituted or unsubstituted naphthacenyl group, a substituted or unsubstituted pyrenyl group, a substituted or unsubstituted biphenyl group, a substituted or unsubstituted terphenyl group, a substituted or unsubstituted quaterphenyl group, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted triphenylenyl group, a substituted or unsubstituted triphenylenyl group, a substituted or unsubstituted perylenyl group, a substituted or unsubstituted indenyl group, a substituted or unsubstituted furanyl group, a substituted or unsubstituted thiophenyl group, a substituted Or an unsubstituted pyrrolyl group, a substituted or unsubstituted pyrazolyl group, a substituted or unsubstituted imidazolyl group, a substituted or unsubstituted triazolyl group, a substituted or unsubstituted oxazolyl group, a substituted or unsubstituted thiazole Diyl, substituted or unsubstituted oxadiazolyl group, substituted or unsubstituted thiadiazolyl group, substituted or unsubstituted pyridinyl group, substituted or unsubstituted pyrimidinyl group, substituted or unsubstituted pyrazinyl group, substituted Or an unsubstituted triazinyl group, a substituted or unsubstituted benzofuranyl group, a substituted or unsubstituted benzothiophenyl group, a substituted or unsubstituted benzimidazolyl group, a substituted or unsubstituted indolyl group, a substituted or unsubstituted qui Nolinyl group, substituted or unsubstituted isoquinolinyl group, substituted or unsubstituted quinazolinyl group, substituted or unsubstituted quinoxalinyl group, substituted or unsubstituted naphthyridinyl group, substituted or unsubstituted benzoxazinyl group, A substituted or unsubstituted benzthiazinyl group, a substituted or unsubstituted acridinyl group, a substituted or unsubstituted phenazinyl group, a substituted or unsubstituted phenothiazinyl group, a substituted or unsubstituted phenoxazinyl group, a substituted or unsubstituted A substituted or unsubstituted dibenzofuranyl group, a substituted or unsubstituted dibenzothiophenyl group, a substituted or unsubstituted carbazolyl group, a pyridoindolyl group, a benzopyridooxazinyl group, a benzopyridothia Jinil group, 9,9-dimethyl 9,10 dihydroacridinyl, a combination thereof, or a combination thereof may be in a fused form, but limited thereto it doesn't happen In one embodiment of the present invention, the heterocyclic group or the heteroaryl group may be an imidazolyl group, a thiophenyl group, a pyridyl group, a pyrimidinyl group or an indolyl group.

본 명세서에서, 치환 또는 비치환된 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기는 위에서 정의한 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기에서 연결기가 2개 있는 것을 의미하는 것이며, 예를 들어, 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프탈렌기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌기, 치환 또는 비치환된 페난트릴렌기, 치환 또는 비치환된 나프타세닐렌기, 치환 또는 비치환된 피레닐렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기, 치환 또는 비치환된 터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 쿼터페닐렌기, 치환 또는 비치환된 크리세닐렌기, 치환 또는 비치환된 트리페닐레닐렌기, 치환 또는 비치환된 페릴레닐렌기, 치환 또는 비치환된 인데닐렌기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐렌기, 치환 또는 비치환된 티오페닐렌기, 치환 또는 비치환된 피롤릴렌기, 치환 또는 비치환된 피라졸릴렌기, 치환 또는 비치환된 이미다졸일렌기, 치환 또는 비치환된 트리아졸일렌기, 치환 또는 비치환된 옥사졸일렌기, 치환 또는 비치환된 티아졸일렌기, 치환 또는 비치환된 옥사디아졸일렌기, 치환 또는 비치환된 티아디아졸일렌기, 치환 또는 비치환된 피리디닐렌기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐렌기, 치환 또는 비치환된 피라지닐렌기, 치환 또는 비치환된 트리아지닐렌기, 치환 또는 비치환된 벤조퓨라닐렌기, 치환 또는 비치환된 벤조티오페닐렌기, 치환 또는 비치환된 벤즈이미다졸일렌기, 치환 또는 비치환된 인돌일렌기, 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐렌기, 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐렌기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐렌기, 치환 또는 비치환된 퀴녹살리닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프티리디닐렌기, 치환 또는 비치환된 벤즈옥사진일렌기, 치환 또는 비치환된 벤즈티아진일렌기, 치환 또는 비치환된 아크리디닐렌기, 치환 또는 비치환된 페나진일렌기, 치환 또는 비치환된 페노티아진일렌기, 치환 또는 비치환된 페녹사진일렌기, 치환 또는 비치환된 플루오레닐렌기, 치환 또는 비치환된 디벤조퓨란일렌기, 치환 또는 비치환된 디벤조티오페닐렌기, 치환 또는 비치환된 카바졸렌기, 이들의 조합 또는 이들의 조합이 융합된 형태일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.In the present specification, a substituted or unsubstituted arylene group or a substituted or unsubstituted heterocyclic group means that there are two linking groups in the substituted or unsubstituted aryl group or substituted or unsubstituted heterocyclic group as defined above, for example For example, a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted naphthalene group, a substituted or unsubstituted anthracenylene group, a substituted or unsubstituted phenanthrylene group, a substituted or unsubstituted naphthacenylene group, a substituted or unsubstituted pyrenylene group, substituted or unsubstituted biphenylene group, substituted or unsubstituted terphenylene group, substituted or unsubstituted quarterphenylene group, substituted or unsubstituted chrysenylene group, substituted or unsubstituted triphenylenylene group , substituted or unsubstituted perylenylene group, substituted or unsubstituted indenylene group, substituted or unsubstituted furanylene group, substituted or unsubstituted thiophenylene group, substituted or unsubstituted pyrrolylene group, substituted or unsubstituted A substituted pyrazolylene group, a substituted or unsubstituted imidazolylene group, a substituted or unsubstituted triazolylene group, a substituted or unsubstituted oxazolylene group, a substituted or unsubstituted thiazolylene group, a substituted or unsubstituted oxadia A zolylene group, a substituted or unsubstituted thiadiazolylene group, a substituted or unsubstituted pyridinylene group, a substituted or unsubstituted pyrimidinylene group, a substituted or unsubstituted pyrazinylene group, a substituted or unsubstituted triazinylene group, A substituted or unsubstituted benzofuranylene group, a substituted or unsubstituted benzothiophenylene group, a substituted or unsubstituted benzimidazolylene group, a substituted or unsubstituted indolylene group, a substituted or unsubstituted quinolinylene group, A substituted or unsubstituted isoquinolinylene group, a substituted or unsubstituted quinazolinylene group, a substituted or unsubstituted quinoxalinylene group, a substituted or unsubstituted naphthyridinylene group, a substituted or unsubstituted benzoxazinyl Rene group, substituted or unsubstituted benzthiazinylene group, substituted or unsubstituted acridinylene group, substituted or unsubstituted phenazinylene group, substituted or unsubstituted phenothiazinylene group, substituted or unsubstituted phenoxazinyl Rene group, substituted or unsubstituted fluorenylene group, substituted or unsubstituted dibenzofuranylene group, substituted or unsubstituted dibenzo A thiophenylene group, a substituted or unsubstituted carbazolene group, a combination thereof, or a combination thereof may be in a fused form, but is not limited thereto.

이하 일 구현예에 따른 유기막 조성물을 설명한다.Hereinafter, an organic film composition according to an embodiment will be described.

일 구현예에 따른 유기막 조성물은 유기 중합체, 첨가제, 및 용매를 포함한다. The organic film composition according to an embodiment includes an organic polymer, an additive, and a solvent.

상기 첨가제는 하기 화학식 1로 표시되는 제1 구조단위를 포함할 수 있다.The additive may include a first structural unit represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018080009112-pat00003
Figure 112018080009112-pat00003

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1은 수소 또는 C1 내지 C3 알킬기이고,R 1 is hydrogen or a C1 to C3 alkyl group,

L1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌옥시기(-(CH2)m-O-, m은 1 내지 4의 정수 중 하나임), 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 헤테로고리기이고, L 1 is a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyleneoxy group (-(CH 2 ) m -O-, m is an integer from 1 to 4), substituted or unsubstituted a cyclic C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, or a substituted or unsubstituted C3 to C20 heterocyclic group,

a는 1 내지 5의 정수 중 하나이고,a is an integer from 1 to 5,

b는 4 내지 20의 정수 중 하나이다.b is an integer from 4 to 20;

일 예로 상기 L1은 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알킬렌기일 수 있다.For example, L 1 may be a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkylene group.

상기 첨가제의 열분해 온도는 상기 유기 중합체의 가교 온도보다 낮다.The thermal decomposition temperature of the additive is lower than the crosslinking temperature of the organic polymer.

일 예로 상기 첨가제의 열분해 온도는 100℃ 내지 220℃이고, 상기 유기 중합체의 가교 온도는 180℃ 내지 380℃일 수 있다.For example, the thermal decomposition temperature of the additive may be 100°C to 220°C, and the crosslinking temperature of the organic polymer may be 180°C to 380°C.

구체적인 일 예로 상기 첨가제의 열분해 온도는 100℃ 내지 200℃이고, 상기 유기 중합체의 가교 온도는 180℃ 내지 330℃일 수 있다.As a specific example, the thermal decomposition temperature of the additive may be 100 °C to 200 °C, and the crosslinking temperature of the organic polymer may be 180 °C to 330 °C.

예컨대 상기 첨가제의 열분해 온도는 150℃ 내지 180℃이고, 상기 유기 중합체의 가교 온도는 190℃ 내지 330℃일 수 있다.For example, the thermal decomposition temperature of the additive may be 150 °C to 180 °C, and the crosslinking temperature of the organic polymer may be 190 °C to 330 °C.

일반적으로, 갭-필 특성 및 평탄화 특성 향상을 위해 퍼플루오로기를 함유하는 불소계 계면활성제가 첨가제로서 사용되고 있으며, 계면활성제의 불소 함량, 치환기, 분자량 등을 변경하여 표면 에너지를 조절함으로써 친수성 및 소수성을 제어하여 갭-필 특성 및 평탄화 특성을 개선시킬 수 있다. 이때 표면 에너지 조절을 위한 구조적 변경이 수반되고, 이로 인해 계면활성제의 열분해 온도가 급격히 달라짐에 따라 경화 과정에서 경화 온도에 따른 계면활성제의 잔류 양태가 달라질 수 있다. 특히, 계면활성제의 열분해 온도가 상승하면 경화 과정에서 트랩성 보이드를 유발할 가능성이 높아지게 되어 멀티플 패터닝 공정의 후속 공정에 적용되는 다른 층의 막질에 영향을 줄 수 있다. 일 예로 실리콘 함유 박막층 적용 시 상기 보이드에 Si-nitride, Si-oxide 등과 micro bridge가 형성되어 디펙트를 유발하고, 이로 인해 수율 저하를 야기할 수 있다.In general, a fluorine-based surfactant containing a perfluoro group is used as an additive to improve gap-fill properties and planarization properties, and hydrophilicity and hydrophobicity are reduced by controlling the surface energy by changing the fluorine content, substituent, molecular weight, etc. of the surfactant. It can be controlled to improve the gap-fill properties and the planarization properties. In this case, a structural change for controlling the surface energy is accompanied, and as a result, the thermal decomposition temperature of the surfactant is rapidly changed, and thus, the residual aspect of the surfactant according to the curing temperature during the curing process may be changed. In particular, if the thermal decomposition temperature of the surfactant increases, the possibility of causing trapping voids during the curing process increases, which may affect the film quality of other layers applied to the subsequent process of the multiple patterning process. For example, when a silicon-containing thin film layer is applied, micro bridges such as Si-nitride, Si-oxide, etc. are formed in the voids to cause defects, which may cause a decrease in yield.

본 발명의 일 실시예에서는 유기막 형성에 적용되는 유기 중합체와의 관계에서 첨가제의 열분해 온도를 특정 값으로 조절함으로써 보이드 발생을 제어하고, 이에 따른 디펙트 형성을 억제할 수 있다.In one embodiment of the present invention, void generation can be controlled by adjusting the thermal decomposition temperature of the additive to a specific value in relation to the organic polymer applied to the organic film formation, and thus the formation of defects can be suppressed.

한편, 상기 화학식 1의 b는 4 내지 15, 또는 5 내지 15일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. Meanwhile, b in Formula 1 may be 4 to 15, or 5 to 15, but is not limited thereto.

상기 제1 구조단위는 상기 첨가제 100 몰%에 대하여 0.01 몰% 내지 99.99 몰%, 구체적으로 20 몰% 내지 80 몰%, 예컨대 30 몰% 내지 70 몰%로 포함될 수 있다.The first structural unit may be included in an amount of 0.01 mol% to 99.99 mol%, specifically 20 mol% to 80 mol%, for example, 30 mol% to 70 mol% based on 100 mol% of the additive.

상기 첨가제는 하기 화학식 2로 표시되는 제2 구조단위를 더 포함할 수 있다.The additive may further include a second structural unit represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018080009112-pat00004
Figure 112018080009112-pat00004

상기 화학식 2에서, In Formula 2,

R2는 수소 또는 C1 내지 C3 알킬기이고,R 2 is hydrogen or a C1 to C3 alkyl group,

R3는 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,R 3 is hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group,

L2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌옥시기(-(CH2)n-O-, n은 1 내지 4의 정수 중 하나임), 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 헤테로고리기이고, L 2 is a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyleneoxy group (-(CH 2 ) n -O-, n is an integer from 1 to 4), substituted or unsubstituted a cyclic C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, or a substituted or unsubstituted C3 to C20 heterocyclic group,

c는 1 내지 5의 정수 중 하나이다.c is an integer from 1 to 5;

일 예로 상기 L2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기일 수 있다.For example, L 2 may be a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group.

상기 제2 구조단위는 상기 첨가제 100 몰%에 대하여 0.01 몰% 내지 99.99 몰%, 구체적으로 20 몰% 내지 80 몰%, 예컨대 30 몰% 내지 70 몰%로 포함될 수 있다.The second structural unit may be included in an amount of 0.01 mol% to 99.99 mol%, specifically 20 mol% to 80 mol%, for example, 30 mol% to 70 mol% based on 100 mol% of the additive.

상기 첨가제는 상기 유기막 조성물의 전체 함량에 대하여 1 ppm 내지 1 중량%, 구체적으로 1 ppm 내지 1000 ppm, 예컨대 10 ppm 내지 100 ppm으로 포함될 수 있으나, 막의 코팅성과 평탄성을 고려하여 함량을 조절할 수 있다. The additive may be included in an amount of 1 ppm to 1 wt %, specifically 1 ppm to 1000 ppm, such as 10 ppm to 100 ppm, based on the total content of the organic film composition, but the content may be adjusted in consideration of the coatability and flatness of the film. .

상기 첨가제는 퍼플루오르 알킬 알코올, 퍼플루오르 알킬 카르복실산, 퍼플루오르 알킬 설폰산, 퍼플루오르 에스테르, 퍼플루오르 아크릴레이트 퍼플루오르 에테르, 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.The additive may further include at least one of a perfluoro alkyl alcohol, a perfluoro alkyl carboxylic acid, a perfluoro alkyl sulfonic acid, a perfluor ester, a perfluor acrylate perfluor ether, and combinations thereof.

상기 첨가제의 중량 평균 분자량은 600 내지 40,000일 수 있다.The weight average molecular weight of the additive may be 600 to 40,000.

이하, 상기 유기막 조성물에 포함된 유기 중합체에 관하여 설명한다. Hereinafter, the organic polymer included in the organic film composition will be described.

상기 유기 중합체는 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 지방족 고리기, 치환 또는 비치환된 헤테로방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 헤테로지방족 고리기, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The organic polymer comprises at least one substituted or unsubstituted aromatic ring group, a substituted or unsubstituted aliphatic ring group, a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring group, a substituted or unsubstituted heteroaliphatic ring group, or a combination thereof. may include

상기 유기 중합체는 분자량이 상이한 유기 중합체들의 혼합물이거나 유기 중합체 및 단분자 화합물의 혼합물일 수 있다.The organic polymer may be a mixture of organic polymers having different molecular weights or a mixture of an organic polymer and a monomolecular compound.

상기 유기 중합체의 중량 평균 분자량은 약 600 내지 20,000, 또는 약 1,000 내지 10,000일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The weight average molecular weight of the organic polymer may be about 600 to 20,000, or about 1,000 to 10,000, but is not limited thereto.

예를 들어 상기 유기 중합체는 하기 그룹 1에서 선택된 치환 또는 비치환된 작용기로부터 유도된 1가 또는 2가의 유기기를 포함할 수 있다.For example, the organic polymer may include a monovalent or divalent organic group derived from a substituted or unsubstituted functional group selected from Group 1 below.

[그룹 1][Group 1]

Figure 112018080009112-pat00005
Figure 112018080009112-pat00005

Figure 112018080009112-pat00006
Figure 112018080009112-pat00006

Figure 112018080009112-pat00007
Figure 112018080009112-pat00007

Figure 112018080009112-pat00008
Figure 112018080009112-pat00008

상기 그룹 1에서,In group 1,

Z1은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기, C=O, NRa, 산소(O), 황(S) 또는 이들의 조합이고, 여기서 Ra는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 할로겐 원자 또는 이들의 조합이고,Z 1 is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl a lene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynylene group, C=O, NR a , oxygen (O), sulfur (S), or a combination thereof, wherein R a is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group, a halogen atom, or a combination thereof;

Z3 내지 Z18은 각각 독립적으로 C=O, NRa, 산소(O), 황(S), CRbRc 또는 이들의 조합이고, 여기서 Ra 내지 Rc는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 또는 이들의 조합이다. Z 3 To Z 18 are each independently C=O, NR a , oxygen (O), sulfur (S), CR b R c or a combination thereof, wherein R a to R c are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroarylene group , a halogen atom, a halogen-containing group, or a combination thereof.

여기서, A 화합물로부터 '유도된 1가의 기'란 A 화합물 내의 1개의 수소가 치환되어 형성된 1가의 기를 의미한다. 예컨대 벤젠기로부터 유도된 1가의 기는 페닐기가 된다. 또한, A 화합물로부터 '유도된 2가의 기'란 A 화합물 내의 2개의 수소가 치환되어 2개의 연결지점이 형성된 2가의 기를 의미한다. 예컨대 벤젠기로부터 유도된 2가의 기는 페닐렌기가 된다.Here, the 'monovalent group derived from compound A' means a monovalent group formed by substituting one hydrogen in compound A. For example, a monovalent group derived from a benzene group becomes a phenyl group. In addition, the 'divalent group derived from compound A' refers to a divalent group in which two connection points are formed by substituted two hydrogens in compound A. For example, a divalent group derived from a benzene group becomes a phenylene group.

상기 유기 중합체에 포함되는 작용기의 종류 및 수를 선택함으로써 유기막 조성물의 물성을 조절할 수 있으며, 상기 작용기는 히드록시기, 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 티오닐기, 티올기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬아민기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지C30 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알데히드기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4 알킬에테르, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C20 아릴알킬렌에테르, 치환 또는 비치환된 C1 내지C30 할로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬보란기, 및 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴보란기로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The physical properties of the organic film composition can be controlled by selecting the type and number of functional groups included in the organic polymer, and the functional groups are hydroxyl group, halogen atom, halogen-containing group, thionyl group, thiol group, cyano group, substituted or unsubstituted. substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted A substituted C1 to C20 alkylamine group, a substituted or unsubstituted C7 to C20 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C20 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted C1 to C20 aldehyde group, substituted or Unsubstituted C1 to C4 alkyl ether, substituted or unsubstituted C7 to C20 arylalkylene ether, substituted or unsubstituted C1 to C30 haloalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylborane group, and substituted or unsubstituted It may be selected from the group consisting of a C6 to C30 arylborane group, but is not limited thereto.

상기 유기 중합체는 상기 유기막 조성물의 전체 함량에 대하여 약 0.1 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 유기 중합체가 상기 범위로 포함됨으로써 유기막의 두께 및 평탄화 정도를 조절할 수 있다.The organic polymer may be included in an amount of about 0.1 to 50 wt% based on the total content of the organic film composition. When the organic polymer is included in the above range, the thickness and planarization degree of the organic layer can be controlled.

한편, 상기 유기막 조성물에 포함된 용매는 상기 유기 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, 아세틸아세톤 및 에틸 3-에톡시프로피오네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다. On the other hand, the solvent included in the organic film composition is not particularly limited as long as it has sufficient solubility or dispersibility for the organic polymer, for example, propylene glycol, propylene glycol diacetate, methoxy propanediol, diethylene glycol, diethylene glycol Butyl ether, tri(ethylene glycol) monomethyl 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 may be one or two or more selected from the group consisting of.

상기 유기막 조성물은 상술한 첨가제 이외에도 추가적으로 가소제, 가교제, 열산발생제(Thermal Acid Generator, TAG), 광산발생제(Photo Acid Generator, PAG) 등을 더 포함할 수 있다.The organic film composition may further include a plasticizer, a crosslinking agent, a thermal acid generator (TAG), a photo acid generator (PAG), etc. in addition to the above-described additives.

상기 가소제는 예컨대 DOP(디옥틸프탈레이트), DOA(디옥틸아디페이트), TCP(트리크레실포스테이트), DIOP(Diisocctyl phthalate), DL79P(diheptyl, nonyl phthalate), DINP(diisononyl phthalate), DUP(diunedcyl phthalate), BBP(butyl benzyl phthalate), DOA(di-2-ethyl hexyl adipate), DIDA(diisodecyl adipate), DOZ(di-2-ethylhexyl Sebacate), DIOZ(Diisooctyl Azelate), DOS(Di-2-ethylhexyl Sebacate), TOP(tri-2ethylhexyl phosphate), TTP(triphenyl phosphate), CDP(Cresyldephenyl phosphate), TCP(tircresyl phosphate), TXP(Trixylyl phosphate), TOTM(tri-2-ethylhexyl trimellitate), polyethylene gpycol ester, ASE(alkylsulphonic acid phenyl ester), 3G6(triethylene glycol dihexanoate), 4g7(tetraethyleneglycol diheptanoate), ATEC(acetyl triethyl citrate), TBC(tributyl citrate), TOC(trioctyl citrate), ATOC(acetyl trioctyl citrate), ATHC(acetyl trihexyl citrate), TMC(trimethyl citrate), DMAD(dimethyl adipate_, MMAD(monomethyl adipate), DBM(dibutyl maleate), DIBM(diisobutyl maleate), BDNPF(bis(2,2-dinitropropyl)formal), TNEN(2,2,2-trinitroethyl 2-nitroxyethyl ether), 폴리에틸렌글라이콜, 폴리프로필렌, 또는 이들의 조합을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The plasticizer is, for example, DOP (dioctyl phthalate), DOA (dioctyl adipate), TCP (tricresyl phosphate), DIOP (Diisocctyl phthalate), DL79P (diheptyl, nonyl phthalate) , DINP (diisononyl phthalate), DUP (diunedcyl) phthalate), BBP(butyl benzyl phthalate), DOA(di-2-ethyl hexyl adipate), DIDA(diisodecyl adipate), DOZ(di-2-ethylhexyl Sebacate), DIOZ(Diisooctyl Azelate), DOS(Di-2-ethylhexyl) Sebacate), TOP(tri-2ethylhexyl phosphate), TTP(triphenyl phosphate), CDP(Cresyldephenyl phosphate), TCP(tircresyl phosphate), TXP(Trixylyl phosphate), TOTM(tri-2-ethylhexyl trimellitate), polyethylene gpycol ester, ASE (alkylsulphonic acid phenyl ester), 3G6 (triethylene glycol dihexanoate), 4g7 (tetraethyleneglycol diheptanoate), ATEC (acetyl triethyl citrate), TBC (tributyl citrate), TOC (trioctyl citrate), ATOC (acetyl trioctyl citrate), ATHC (acetyl trihexyl citrate) citrate), TMC(trimethyl citrate), DMAD(dimethyl adipate_, MMAD(monomethyl adipate), DBM(dibutyl maleate), DIBM(diisobutyl maleate), BDNPF(bis(2,2-dinitropropyl)formal), TNEN(2,2) ,2-trinitroethyl 2-nitrox yethyl ether) , polyethylene glycol, polypropylene, or a combination thereof may be used, 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, 메톡시메틸화 티오요소, 메톡시메틸화벤젠, 부톡시메틸화벤젠, 메톡시메틸화페놀, 부톡시메틸화페놀 또는 이들의 조합을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The crosslinking agent may be, for example, a melamine-based, substituted urea-based, or polymer-based agent. Preferably, crosslinking agents having at least two crosslinking substituents are, for example, methoxymethylated glycouryl, butoxymethylated glycouryl, methoxymethylated melamine, butoxymethylated melamine, methoxymethylated benzoguanamine, butoxy Methylated benzoguanamine, methoxymethylated urea, butoxymethylated urea, methoxymethylated thiourea, methoxymethylated thiourea, methoxymethylated benzene, butoxymethylated benzene, methoxymethylated phenol, butoxymethylated phenol, or a combination thereof can be used, but is not limited thereto.

상기 열산발생제의 예시로서, 벤조인토실레이트 및 2-니트로 벤질 토실레이트 등의 유기설폰산 알킬에스테르 화합물, 디페닐요오도늄 트리플루오로메탄 설포네이트, 디페닐요오도늄 도데실 벤젠설포네이트, 비스(4-tert-부틸 페닐) 요오도늄 캠퍼설포네이트, 비스(4-tert-부틸 페닐) 요오도늄 노나플루오로 n-부탄 설포네이트, 비스(4-tert-부틸 페닐) 요오도늄 트리플루오로메탄 설포네이트 및 트리페닐설포늄 트리플루오로메탄 설포네이트 등의 오늄 염화합물을 들 수 있다. 또한, 2,4,4,6-테트라 브로모 사이클로헥사디에논, 페닐-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진 및 N-하이드록시숙신이미드 트리플루오로메탄 설포네이트, 피리디늄 p-톨루엔설포네이트(Pyridinium p-toluenesulfonate), 또는 이들의 조합을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Examples of the thermal acid generator include organic sulfonic acid alkyl ester compounds such as benzointosylate and 2-nitrobenzyl tosylate, diphenyliodonium trifluoromethane sulfonate, and diphenyliodonium dodecylbenzenesulfonate. , Bis(4-tert-butyl phenyl) iodonium camphorsulfonate, bis(4-tert-butyl phenyl) iodonium nonafluoro n-butane sulfonate, bis(4-tert-butyl phenyl) iodonium and onium salt compounds such as trifluoromethane sulfonate and triphenylsulfonium trifluoromethane sulfonate. Also, 2,4,4,6-tetrabromocyclohexadienone, phenyl-bis(trichloromethyl)-s-triazine and N-hydroxysuccinimide trifluoromethane sulfonate, pyridinium p- Toluenesulfonate (Pyridinium p-toluenesulfonate), or a combination thereof may be used, but is not limited thereto.

상기 광산발생제의 예시로서 트리페닐술포늄 트리플레이트(triphenylsulfonium triflate), 트리페닐술포늄 안티모네이트(triphenylsulfonium antimonate), 디페닐이오도늄 트리플레이트(diphenyliodonium triflate), 디페닐이오도늄 안티모네이트(diphenyliodonium antimonate), 메톡시디페닐이오도늄 트리플레이트(methoxydiphenyliodonium triflate), 디-t-부틸디페닐이오도늄 트리플레이트(di-t-butyldiphenyliodonium triflate), 2,6-디니트로벤질 술포네이트(2,6-dinitrobenzyl sulfonates), 피로갈롤 트리스(알킬술포네이트)(pyrogallol tris(alkylsulfonates)), N-히드록시숙신이미드 트리플레이트(N-hydroxysuccinimide triflate), 노르보르넨-디카르복스이미드-트리플레이트(norbornene-dicarboximide-triflate), 트리페닐술포늄 노나플레이트(triphenylsulfonium nonaflate), 디페닐이오도늄 노나플레이트(diphenyliodonium nonaflate), 메톡시디페닐이오도늄 노나플레이트(methoxydiphenyliodonium nonaflate), 디-t-부틸디페닐이오도늄 노나플레이트(di-t-butyldiphenyliodonium nonaflate), N-히드록시숙신이미드 노나플레이트(N-hydroxysuccinimide nonaflate), 노르보르넨-디카르복스이미드-노나플레이트(norbornene-dicarboximide-nonaflate), 트리페닐술포늄 퍼플루오로부탄술포네이트(triphenylsulfonium perfluorobutanesulfonate), 트리페닐술포늄 퍼플루오로옥탄술포네이트(triphenylsulfonium perfluorooctanesulfonate), 디페닐이오도늄 PFOS(diphenyliodonium PFOS), 메톡시디페닐이오도늄 PFOS(methoxydiphenyliodonium PFOS), 디-t-부틸디페닐이오도늄 트리플레이트(di-t-butyldiphenyliodonium triflate), N-히드록시숙신이미드 PFOS(N-hydroxysuccinimide PFOS), 노르보르넨-디카르복스이미드 PFOS(norbornene-dicarboximide PFOS), 또는 이들의 조합을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As an example of the photo-acid generator, triphenylsulfonium triflate, triphenylsulfonium antimonate, diphenyliodonium triflate, diphenyliodonium antimonate (diphenyliodonium antimonate), methoxydiphenyliodonium triflate, di-t-butyldiphenyliodonium triflate, 2,6-dinitrobenzyl sulfonate (2) ,6-dinitrobenzyl sulfonates), pyrogallol tris(alkylsulfonates), N-hydroxysuccinimide triflate, norbornene-dicarboximide-triflate (norbornene-dicarboximide-triflate), triphenylsulfonium nonaflate, diphenyliodonium nonaflate, methoxydiphenyliodonium nonaflate, di-t-butyldi Phenyliodonium nonaflate (di-t-butyldiphenyliodonium nonaflate), N-hydroxysuccinimide nonaflate (N-hydroxysuccinimide nonaflate), norbornene-dicarboximide-nonaflate (norbornene-dicarboximide-nonaflate), triphenylsulfonium perfluorobutanesulfonate, triphenylsulfonium perfluorooctanesulfonate, diphenyliodonium PFOS (diphenyliodonium PFOS) ), methoxydiphenyliodonium PFOS, di-t-butyldiphenyliodonium triflate, N-hydroxysuccinimide PFOS, Norbornene-dicarboximide PFOS (norbornene-dicarboximide PFOS), or a combination thereof may be used, but is not limited thereto.

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, 평탄화 막, 희생막, 충진제 등 전자 디바이스에 사용되는 유기 박막을 포함할 수 있다. According to another embodiment, an organic film prepared by 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, for example, 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 설명한다.Hereinafter, a method of forming a pattern using the above-described organic film composition will be described.

일 구현예에 따른 패턴 형성 방법은 기판 위에 재료 층을 제공하는 단계, 상기 재료 층 위에 상술한 유기막 조성물을 적용하는 단계, 상기 유기막 조성물을 열처리하여 하드마스크 층을 형성하는 단계, 상기 하드마스크 층 위에 포토레지스트 층을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 층을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 하드마스크 층을 선택적으로 제거하고 상기 재료 층의 일부를 노출하는 단계, 그리고 상기 재료 층의 노출된 부분을 식각하는 단계를 포함한다.The method for forming a pattern according to an exemplary embodiment includes providing a material layer on a substrate, applying the above-described organic film composition on the material layer, heat-treating the organic film composition to form a hard mask layer, the hard mask forming a photoresist layer over the layer, exposing and developing the photoresist layer to form a photoresist pattern, using the photoresist pattern to selectively remove the hardmask layer and expose a portion of the material layer and etching the exposed portion of the material layer.

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 may 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.  이때 상기 유기막 조성물의 도포 두께는 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 약 50 내지 200,000Å 두께로 도포될 수 있다.The organic film composition is the same as described above, and may be prepared in a solution form and applied by a spin-on   coating method. At this time, the coating thickness of the organic film composition is not particularly limited, but may be applied, for example, to a thickness of about 50 to 200,000 Å.

상기 유기막 조성물을 열처리하는 온도는 약 100 내지 700℃, 또는 약 240 내지 400℃일 수 있고, 예컨대 열처리는 10초 내지 1시간 동안 수행할 수 있다.The temperature for heat-treating the organic film composition may be about 100 to 700° C., or about 240 to 400° C., for example, the heat treatment may be performed for 10 seconds to 1 hour.

상기 유기막 조성물을 열처리함으로써 막 밀도가 향상되고 에치 내성이 강화되며 평탄화 된 막을 형성할 수 있다.By heat-treating the organic film composition, a film density is improved, etch resistance is enhanced, and a planarized film can be formed.

일 예로, 상기 하드마스크 층 위에 실리콘 함유 박막층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 실리콘 함유 박막층은 예컨대 SiCN, SiOC, SiON, SiOCN, SiC, SiO 및/또는 SiN 등의 물질로 형성할 수 있다.As an example, the method may further include forming a silicon-containing thin film layer on the hardmask layer. The silicon-containing thin film layer may be formed of a material such as SiCN, SiOC, SiON, SiOCN, SiC, SiO and/or SiN.

일 예로, 상기 포토레지스트 층을 형성하는 단계 전에 상기 실리콘 함유 박막층 상부 또는 하드마스크 층 상부에 바닥 반사방지 층(bottom anti-reflective coating, BARC)을 더 형성할 수도 있다.For example, before the step of forming the photoresist layer, a bottom anti-reflective coating (BARC) may be further formed on the silicon-containing thin film layer or on the hard mask 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 exposing of 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 etching of the exposed portion of the material layer may be performed by dry etching using an etching gas, and the etching gas may be, for example, CHF 3 , CF 4 , Cl 2 , BCl 3 , or a mixture 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, an insulating pattern, and for example, 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.

실시예Example : : 유기막의organic film 제조 Produce

실시예Example 1 One

GPC에 의해 측정된 중량 평균 분자량 4,500의 중합체 1kg을 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 9kg에 용해하였고, DIC社의 F444 계면활성제를 중량 비율로 0.01%가 되게 혼합하여 유기막 조성물을 제조하였다. 이 유기막 조성물을 엔터그리스社 5nm UPE capsule filter를 이용하여 20cycle 순환여과 후 gallon bottle에 포장하였다. 12" auto track에 상기 gallon bottle을 장착하여 스핀-온 코팅 후 240℃에서 2분간 베이크를 진행하여 유기막을 형성하였다.1 kg of a polymer having a weight average molecular weight of 4,500 measured by GPC was dissolved in 9 kg of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and DIC's An organic film composition was prepared by mixing F444 surfactant in a weight ratio of 0.01%. This organic film composition was packaged in a gallon bottle after 20 cycles of circulation filtration using Entergris' 5nm UPE capsule filter. After spin-on coating by mounting the gallon bottle on a 12" auto track, baking was performed at 240° C. for 2 minutes to form an organic film.

실시예Example 2 2

DIC社의 F444 계면활성제를 DIC社의 F554 계면활성제로 변경한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기막을 형성하였다.An organic film was formed in the same manner as in Example 1, except that DIC's F444 surfactant was changed to DIC's F554 surfactant.

실시예Example 3 3

DIC社의 F444 계면활성제를 DIC社의 DS21 계면활성제로 변경한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기막을 형성하였다.An organic film was formed in the same manner as in Example 1, except that DIC's F444 surfactant was changed to DIC's DS21 surfactant.

실시예Example 4 4

240℃에서 2분간 베이크 대신에 400℃에서 2분간 베이크한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기막을 형성하였다.An organic film was formed in the same manner as in Example 1, except that the baking was performed at 400° C. for 2 minutes instead of baking at 240° C. for 2 minutes.

실시예Example 5 5

240℃에서 2분간 베이크 대신에 400℃에서 2분간 베이크한 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 방법으로 유기막을 형성하였다.An organic layer was formed in the same manner as in Example 2, except for baking at 400° C. for 2 minutes instead of baking at 240° C. for 2 minutes.

실시예Example 6 6

240℃에서 2분간 베이크 대신에 400℃에서 2분간 베이크한 것을 제외하고 실시예 3과 동일한 방법으로 유기막을 형성하였다.An organic layer was formed in the same manner as in Example 3 except that the baking was performed at 400° C. for 2 minutes instead of baking at 240° C. for 2 minutes.

비교예comparative example 1 One

DIC社의 F444 계면활성제를 DIC社의 R40 계면활성제로 변경한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기막을 형성하였다.An organic layer was formed in the same manner as in Example 1, except that DIC's F444 surfactant was changed to DIC's R40 surfactant.

비교예comparative example 2 2

240℃에서 2분간 베이크 대신에 400℃에서 2분간 베이크한 것을 제외하고 비교예 1과 동일한 방법으로 유기막을 형성하였다.An organic film was formed in the same manner as in Comparative Example 1, except that the baking was performed at 400° C. for 2 minutes instead of baking at 240° C. for 2 minutes.

평가예evaluation example : : 보이드void 디펙트defect 관찰 observe

실시예 1 내지 6과 비교예 1 및 2로부터 형성된 유기막의 center, middle, edge 위치를 설정하고 dicing 설비를 이용하여 각 위치를 수직으로 절단한 후, V-SEM(측면)을 측정하였으며 center, middle, edge 위치에서 각 10회씩 관찰하여 총 30회 관찰 시의 보이드 디펙트의 빈도를 하기 표 1에 나타내었다.After setting the center, middle, and edge positions of the organic films formed from Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2, and cutting each position vertically using a dicing facility, V-SEM (side) was measured and center, middle , the frequency of void defects when observed 10 times each at the edge position is shown in Table 1 below for a total of 30 observations.

계면활성제의
열분해 온도
(℃)
of surfactant
pyrolysis temperature
(℃)
유기 중합체의
가교온도
(℃)
of organic polymers
crosslinking temperature
(℃)
베이크 온도
(℃)
bake temperature
(℃)
Void DefectVoid Defect
실시예 1Example 1 161161 180180 240240 None 실시예 2Example 2 178178 180180 240240 None 실시예 3Example 3 165165 180180 240240 None 실시예 4Example 4 161161 180180 400400 None 실시예 5Example 5 178178 180180 400400 None 실시예 6Example 6 165165 180180 400400 None 비교예 1Comparative Example 1 207207 180180 240240 10ea10ea 비교예 2Comparative Example 2 207207 180180 400400 20ea20ea

상기 표 1을 참고하면, 실시예에 따른 유기막의 보이드 디펙트 발생 빈도는 비교예 대비 현저히 감소됨을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the frequency of occurrence of void defects in the organic layer according to the embodiment is significantly reduced compared to the comparative example.

이에 따라 실시예에 따른 유기막의 경우, 후속 공정으로 도입되는 유기막의 특성이 향상될 것임을 예측할 수 있다.Accordingly, in the case of the organic film according to the embodiment, it can be predicted that the characteristics of the organic film introduced in a subsequent process will be improved.

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 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 as defined in the following claims are also presented. It belongs to the scope of the invention.

Claims (14)

유기 중합체,
하기 화학식 1로 표시되는 제1 구조단위를 포함하는 첨가제, 및
용매
를 포함하고,
상기 첨가제의 열분해 온도는 상기 유기 중합체의 가교 온도 보다 낮고,
상기 첨가제의 열분해 온도는 150℃ 내지 180℃이고,
상기 유기 중합체의 가교 온도는 190℃ 내지 330℃이며,
상기 첨가제는 상기 유기막 조성물의 전체 함량에 대하여 1 ppm 내지 1 중량%로 포함되어 있는, 유기막 조성물:
[화학식 1]
Figure 112020142044168-pat00009

상기 화학식 1에서,
R1은 수소 또는 C1 내지 C3 알킬기이고,
L1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌옥시기(-(CH2)m-O-, m은 1 내지 4의 정수 중 하나임), 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 헤테로고리기이고,
a는 1 내지 5의 정수 중 하나이고,
b는 4 내지 20의 정수 중 하나이다.
organic polymers,
An additive comprising a first structural unit represented by the following formula (1), and
menstruum
including,
The thermal decomposition temperature of the additive is lower than the crosslinking temperature of the organic polymer,
The thermal decomposition temperature of the additive is 150 ℃ to 180 ℃,
The crosslinking temperature of the organic polymer is 190 ℃ to 330 ℃,
The additive is contained in an amount of 1 ppm to 1% by weight based on the total content of the organic film composition, the organic film composition:
[Formula 1]
Figure 112020142044168-pat00009

In Formula 1,
R 1 is hydrogen or a C1 to C3 alkyl group,
L 1 is a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyleneoxy group (-(CH 2 ) m -O-, m is an integer from 1 to 4), substituted or unsubstituted a cyclic C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, or a substituted or unsubstituted C3 to C20 heterocyclic group,
a is an integer from 1 to 5,
b is an integer from 4 to 20;
삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 제1 구조단위는 상기 첨가제 100 몰%에 대하여 0.01 몰% 내지 99.99 몰%로 포함되어 있는 유기막 조성물.
In claim 1,
The organic film composition in which the first structural unit is contained in an amount of 0.01 mol% to 99.99 mol% based on 100 mol% of the additive.
제1항에서,
상기 첨가제는 하기 화학식 2로 표시되는 제2 구조단위를 더 포함하는 유기막 조성물:
[화학식 2]
Figure 112018080009112-pat00010

상기 화학식 2에서,
R2는 수소 또는 C1 내지 C3 알킬기이고,
R3는 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
L2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌옥시기(-(CH2)n-O-, n은 1 내지 4의 정수 중 하나임), 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 헤테로고리기이고,
c는 1 내지 5의 정수 중 하나이다.
In claim 1,
The additive is an organic film composition further comprising a second structural unit represented by the following Chemical Formula 2:
[Formula 2]
Figure 112018080009112-pat00010

In Formula 2,
R 2 is hydrogen or a C1 to C3 alkyl group,
R 3 is hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group,
L 2 is a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyleneoxy group (-(CH 2 ) n -O-, n is an integer from 1 to 4), substituted or unsubstituted a cyclic C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group, or a substituted or unsubstituted C3 to C20 heterocyclic group,
c is an integer from 1 to 5;
제5항에서,
상기 제2 구조단위는 상기 첨가제 100 몰%에 대하여 0.01 몰% 내지 99.99 몰%로 포함되어 있는 유기막 조성물.
In claim 5,
The organic film composition in which the second structural unit is contained in an amount of 0.01 mol% to 99.99 mol% based on 100 mol% of the additive.
제1항에서,
상기 첨가제의 중량 평균 분자량은 600 내지 40,000인, 유기막 조성물.
In claim 1,
The weight average molecular weight of the additive is 600 to 40,000, the organic film composition.
삭제delete 제1항에서,
상기 유기 중합체는 적어도 하나의 치환 또는 비치환된 방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 지방족 고리기, 치환 또는 비치환된 헤테로 방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 헤테로 지방족 고리기, 또는 이들의 조합을 포함하는 유기막 조성물.
In claim 1,
The organic polymer comprises at least one substituted or unsubstituted aromatic ring group, a substituted or unsubstituted aliphatic ring group, a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring group, a substituted or unsubstituted heteroaliphatic ring group, or a combination thereof. An organic film composition comprising.
제1항에서,
상기 유기 중합체의 중량 평균 분자량은 600 내지 20,000인 유기막 조성물.
In claim 1,
The weight average molecular weight of the organic polymer is 600 to 20,000 organic film composition.
제1항에서,
상기 유기 중합체는 상기 유기막 조성물의 전체 함량에 대하여 0.1 중량% 내지 50 중량%로 포함되어 있는 유기막 조성물.
In claim 1,
The organic polymer is contained in an amount of 0.1% to 50% by weight based on the total amount of the organic film composition.
제1항에서,
상기 용매는 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, 아세틸아세톤 및 에틸 3-에톡시프로피오네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 유기막 조성물.
In claim 1,
The solvent is propylene glycol, propylene glycol diacetate, methoxy propanediol, diethylene glycol, diethylene glycol butyl ether, tri(ethylene glycol) monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexa Non, ethyl lactate, gamma-butyrolactone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, methylpyrrolidone, methylpyrrolidinone, acetylacetone and ethyl 3-ethoxypropionate One or two or more organic film compositions selected from the group consisting of.
기판 위에 재료 층을 형성하는 단계,
상기 재료 층 위에 제1항, 제4항 내지 제7항 및 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 유기막 조성물을 적용하는 단계,
상기 유기막 조성물을 열처리하여 하드마스크 층을 형성하는 단계,
상기 하드마스크 층 위에 포토레지스트 층을 형성하는 단계,
상기 포토레지스트 층을 노광 및 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계
상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 하드마스크 층을 선택적으로 제거하고 상기 재료 층의 일부를 노출하는 단계, 그리고
상기 재료 층의 노출된 부분을 식각하는 단계
를 포함하는 패턴 형성 방법.
forming a material layer over the substrate;
Applying the organic film composition according to any one of claims 1, 4 to 7 and 9 to 12 on the material layer,
forming a hard mask layer by heat-treating the organic film composition;
forming a photoresist layer over the hardmask layer;
exposing and developing the photoresist layer to form a photoresist pattern
selectively removing the hardmask layer using the photoresist pattern and exposing a portion of the material layer; and
etching the exposed portion of the material layer;
A pattern forming method comprising a.
제13항에서,
상기 유기막 조성물을 열처리하는 온도는 240℃ 내지 400℃인 패턴 형성 방법.
In claim 13,
The temperature for heat-treating the organic film composition is a pattern forming method of 240 ℃ to 400 ℃.
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