KR102404886B1 - A hardmask composition and polymers containing phthalocyanine derivatives - Google Patents

A hardmask composition and polymers containing phthalocyanine derivatives Download PDF

Info

Publication number
KR102404886B1
KR102404886B1 KR1020200139888A KR20200139888A KR102404886B1 KR 102404886 B1 KR102404886 B1 KR 102404886B1 KR 1020200139888 A KR1020200139888 A KR 1020200139888A KR 20200139888 A KR20200139888 A KR 20200139888A KR 102404886 B1 KR102404886 B1 KR 102404886B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
polymer
metal
mmol
formula
Prior art date
Application number
KR1020200139888A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220055616A (en
Inventor
최상준
Original Assignee
최상준
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 최상준 filed Critical 최상준
Priority to KR1020200139888A priority Critical patent/KR102404886B1/en
Publication of KR20220055616A publication Critical patent/KR20220055616A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102404886B1 publication Critical patent/KR102404886B1/en

Links

Classifications

    • 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
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • C08G61/124Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds with a five-membered ring containing one nitrogen atom in the ring
    • 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
    • G03F7/091Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers characterised by antireflection means or light filtering or absorbing means, e.g. anti-halation, contrast enhancement

Abstract

본 발명은 (a) 하기 화학식 1로 표시되는 메탈 또는 비메탈 프탈로시아닌 유도체를 포함하는 고분자 또는 이를 포함하는 고분자 혼합물(blend) 및 (b) 유기 용매를 포함하여 이루어지는 반사방지 하드마스크 조성물이 제공된다.
[화학식 1]

Figure 112020113814228-pat00045
The present invention provides an anti-reflective hard mask composition comprising (a) a polymer comprising a metal or non-metal phthalocyanine derivative represented by the following Chemical Formula 1 or a polymer mixture (blend) comprising the same and (b) an organic solvent.
[Formula 1]
Figure 112020113814228-pat00045

Description

프탈로시아닌 유도체를 포함하는 고분자 및 하드마스크 조성물{A HARDMASK COMPOSITION AND POLYMERS CONTAINING PHTHALOCYANINE DERIVATIVES}Polymer and hard mask composition comprising a phthalocyanine derivative

본 발명은 리소그래픽 공정에 유용한 반사방지막 특성을 갖는 하드마스크 조성물에 관한 것으로, 자외선 파장 영역에서 강한 흡수 및 에치 내성 특성이 우수한 프탈로시아닌 유도체를 포함하는 고분자 합성 및 이를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드마스크 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a hardmask composition having antireflection film properties useful in a lithographic process, a polymer synthesis comprising a phthalocyanine derivative excellent in strong absorption and etch resistance in the ultraviolet wavelength region, and a hardmask composition comprising the same is about

최근 반도체 산업은 점점 미세화 공정이 요구되면서 이러한 초미세 기술을 실현하기 위해서는 효과적인 리소그래픽 공정이 필수적이다. 특히 에칭 과정에 있어서 매우 필수적인 하드마스크 공정에 대한 새로운 재료에 대한 요구가 증가하고 있는 실정이다.Recently, as the semiconductor industry increasingly requires a miniaturization process, an effective lithographic process is essential to realize such ultra-fine technology. In particular, there is an increasing demand for a new material for the hard mask process, which is very essential in the etching process.

일반적으로, 하드마스크 막질은 선택적 식각 과정을 통하여 포토레지스트의 미세 패턴을 하부 기판 층으로 전사해주는 중간막으로서 역할을 한다. 따라서 하드마스크 층은 다중 식각 과정 동안 견딜 수 있도록 내화학성, 내열성 및 식각 저항성 등의 특성이 요구된다. 기존에 사용되는 하드마스크 막질은 화학기상증착(CVD) 방식으로 만들어지는 ACL(amorphous carbon layer) 막질을 사용하고 있었는데, 이것에 대한 단점으로 높은 단가의 설비투자 및 공정 시 발생하는 particle, 막질 불투명으로 인한 photo align 문제 등으로 인해 사용하기에 매우 불편한 점이 많았다. In general, the hardmask film quality serves as an intermediate film that transfers a micropattern of a photoresist to a lower substrate layer through a selective etching process. Therefore, properties such as chemical resistance, heat resistance, and etching resistance are required for the hard mask layer to withstand multiple etching processes. The previously used hardmask film quality was an amorphous carbon layer (ACL) film made by chemical vapor deposition (CVD). There were many inconveniences to use due to photo align problems.

최근에, 이러한 화학기상증착 방법 대신 스핀-온 코팅(spin on coating) 방법으로 형성하는 하드마스크 방식(spin-on hardmask)이 도입되었다. 스핀-온 코팅 방법은 용매에 대한 용해성을 가지는 유기 고분자 물질을 이용하여 하드마스크 조성물을 형성하는데, 이때 가장 중요한 특성이 에칭 내성을 동시에 가지는 유기 고분자 코팅막을 형성해야 하는 점이다.Recently, a spin-on hardmask method of forming a spin-on coating method instead of the chemical vapor deposition method has been introduced. The spin-on coating method forms a hardmask composition using an organic polymer material having solubility in a solvent, and the most important characteristic at this time is to form an organic polymer coating film having etching resistance at the same time.

그러나, 이러한 유기 하드마스크 층에 요구되는 두가지 특성인 용해성과 에칭 내성에 대한 특성은 서로 상충 관계에 있어서 이들을 모두 만족할 수 있는 하드마스크 조성물이 필요하였다. 이러한 유기 하드마스크 재료의 특성을 만족시키면서 반도체 리소그래픽 공정에 도입한 재료들이 최근에 소개(공개특허 10-2009-0120827, 공개특허 10-2008-0107210, 특허 WO 2013100365 A1) 되었는데, 이것은 히드록시파이렌(hydroxypyrene)를 이용하여 기존의 페놀수지 제조법으로 합성된 적절한 고분자 분자량을 가지는 공중합체를 이용한 하드마스크 재료들이었다. However, the properties for solubility and etching resistance, which are two properties required for the organic hardmask layer, have a conflicting relationship with each other, and a hardmask composition that can satisfy both of them was needed. Materials introduced into the semiconductor lithography process while satisfying the characteristics of these organic hardmask materials have been recently introduced (Patent Publication No. 10-2009-0120827, Patent Publication 10-2008-0107210, Patent WO 2013100365 A1), which These were hard mask materials using a copolymer having an appropriate high molecular weight synthesized by the conventional phenolic resin manufacturing method using hydroxypyrene.

그러나, 최근 반도체 리소그래픽 공정이 더욱 더 미세화 과정을 거치면서 이러한 유기 하드마스크 재료의 경우에 기존의 무기 하드마스크 재료에 비해 에칭 공정에서의 에칭 선택비 부족에 따른 마스크 역할을 충분히 수행하기 어려운 단계에 이르게 되었다. 따라서, 에칭 공정에 보다 최적화된 유기 하드마스크 재료의 도입이 절실하게 필요하게 되었다.However, as the semiconductor lithography process goes through more and more miniaturization in recent years, in the case of such an organic hard mask material, it is difficult to sufficiently perform the role of a mask due to the lack of etching selectivity in the etching process compared to the conventional inorganic hard mask material. has been reached Accordingly, there is an urgent need to introduce an organic hardmask material that is more optimized for the etching process.

본 발명은 고분자 용해성이 우수하며 동시에 에칭 선택성이 높고, 다중 에칭(multi etching)에 대한 내성이 충분한 하드마스크 중합체 및 이를 포함하는 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a hardmask polymer having excellent polymer solubility, high etching selectivity, and sufficient resistance to multi-etching, and a composition comprising the same.

본 발명은 레지스트와 이면층 간의 반사성을 최소화할 수 있어서 리소그래픽 기술을 수행하는 데 사용될 수 있는 신규한 하드마스크 중합체 및 이를 포함하는 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a novel hardmask polymer capable of minimizing the reflectivity between the resist and the backing layer, which can be used to perform lithographic techniques, and a composition comprising the same.

본 발명에 따른 하드마스크 조성물은, (a) 하기 화학식 1로 표시되는, 프탈로시아닌 유도체(MPc)를 포함하는 고분자 또는 이들 고분자의 혼합물(blend); 및 (b) 유기 용매; 를 포함하여 이루어지는 반사방지 하드마스크 조성물이다.A hard mask composition according to the present invention, (a) a polymer represented by the following formula (1), including a phthalocyanine derivative (MPc) or a mixture of these polymers (blend); and (b) an organic solvent; It is an anti-reflection hard mask composition comprising a.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112020113814228-pat00001
Figure 112020113814228-pat00001

본 발명에 따른 프탈로시아닌 유도체(MPc)를 포함하는 공중합체에 기초한 하드마스크 조성물은 고분자 내에 탄소 함량이 매우 높아 에치 내성에 매우 유리한 구조이면서 동시에 고분자 용해도가 우수해 균일한 박막 형성에 매우 유리한다. 따라서, 기존 유기 하드마스크 대비 에칭 선택비가 높아 다중 에칭에 대한 내성이 충분하여, 우수한 패턴평가결과를 가지는 리소그래픽 구조물을 제공할 수 있다.The hardmask composition based on the copolymer containing the phthalocyanine derivative (MPc) according to the present invention has a very high carbon content in the polymer, which is very advantageous for etch resistance, and at the same time has excellent polymer solubility, which is very advantageous for uniform thin film formation. Accordingly, it is possible to provide a lithographic structure having an excellent pattern evaluation result because the etch selectivity ratio is high compared to the conventional organic hardmask, and the resistance to multiple etching is sufficient.

본 발명의 실시예들에 따른 프탈로시아닌 유도체(MPc)를 포함하는 공중합체에 기초한 하드마스크 조성물은 필름 형성시 ArF(193nm), KrF(248nm) 등 Deep UV 영역에서의 반사방지막으로써 유용한 범위의 굴절율 및 흡수도를 가짐으로써 레지스트와 이면층 간의 반사성을 최소화할 수 있다.The hard mask composition based on a copolymer containing a phthalocyanine derivative (MPc) according to embodiments of the present invention has a refractive index in a useful range as an anti-reflection film in the deep UV region such as ArF (193 nm), KrF (248 nm), etc. when forming a film, and By having the absorbance, it is possible to minimize the reflectivity between the resist and the back surface layer.

본 발명에 의하면, 하기 화학식 1로 표시되는, 프탈로시아닌 유도체(MPc)를 포함하는 고분자 또는 이들 고분자의 혼합물; 및According to the present invention, a polymer comprising a phthalocyanine derivative (MPc) represented by the following formula (1) or a mixture of these polymers; and

(b) 유기 용매; 를 포함하여 이루어지는 반사방지 하드마스크 조성물이 제공된다.(b) an organic solvent; An anti-reflective hard mask composition comprising a.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure 112020113814228-pat00002
Figure 112020113814228-pat00002

상기 식에서, Ar는 C6~C30의 아릴기 및 헤테로아릴기이며, X는 수소, 또는 1개 이상의 히드록시기, 알콕시기이다. In the above formula, Ar is a C6-C30 aryl group or heteroaryl group, and X is hydrogen, or at least one hydroxy group or an alkoxy group.

R1, R2는 수소, 또는 C1~C10의 알킬기, C2~C10의 알케닐기, C6~C20의 아릴기 및 헤테로아릴기이며, 수산기, 불소, 니트릴기로 치환되어 있을 수도 있는 C6~C20의 아릴 그룹이다. 여기서, R1와 R2는 이들이 결합하는 탄소원자와 함께 환을 형성하고 있을 수도 있다.R1 and R2 are hydrogen or a C1~C10 alkyl group, a C2~C10 alkenyl group, a C6~C20 aryl group and a heteroaryl group, and a C6~C20 aryl group which may be substituted with a hydroxyl group, a fluorine group, or a nitrile group . Here, R1 and R2 may form a ring together with the carbon atom to which they are attached.

상기 식에서 MPc 구조는 메탈 또는 비메탈 프탈로시아닌 유도체를 나타내며, 전자주개(electron-donor) 역할을 하는 방향족 모노머들과의 노볼락 중합 방식으로 공중합체를 합성할 수가 있다.In the above formula, the MPc structure represents a metal or non-metal phthalocyanine derivative, and a copolymer can be synthesized by a novolak polymerization method with aromatic monomers serving as electron-donors.

상기 프탈로시아닌 유도체(MPc)는 하기 화학식 2 구조와 같은 형태를 가지게 된다.The phthalocyanine derivative (MPc) has the same structure as the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112020113814228-pat00003
Figure 112020113814228-pat00003

상기 식에서, M은 2H, Si, 금속, 옥시금속기, 히드록시금속기 또는 할로금속기이며, 보다 바람직하게는 2H 또는 금속(Zn, Cu, Ti, Co, Ni, Sn, Fe, Pt, Pb, Mg) 및 이들 금속의 산화물로 이루어진 군에서 선택된 하나이다. 여기서 n은 0 또는 1이다. In the above formula, M is 2H, Si, a metal, an oxymetal group, a hydroxy metal group or a halo metal group, more preferably 2H or a metal (Zn, Cu, Ti, Co, Ni, Sn, Fe, Pt, Pb, Mg) and one selected from the group consisting of oxides of these metals. where n is 0 or 1.

그리고, R3, R4는 수소, C1~C20개의 알킬, 알콕시, 또는 슐폰산, 카르복실산이며, 서로 같거나 다를 수 있다.And, R3 and R4 are hydrogen, C1-C20 alkyl, alkoxy, or sulfonic acid or carboxylic acid, and may be the same as or different from each other.

여기서, 각각 모노머들의 몰비는 p/(p+q+r)= 0.1~0.5, q/(p+q+r)= 0.4~0.6, r/(p+q+r)= 0.001~0.3 사이의 범위를 가진다.Here, the molar ratio of each monomer is p/(p+q+r)=0.1 to 0.5, q/(p+q+r)=0.4 to 0.6, and r/(p+q+r)=0.001 to 0.3. have a range

한편, 전체 공중합체의 중량 평균분자량(Mw)는 1,000~50,000이며, 바람직하게는 2,000~20,000 사이의 범위를 가진다.On the other hand, the weight average molecular weight (Mw) of the entire copolymer is 1,000 to 50,000, and preferably has a range between 2,000 to 20,000.

상기 화학식 1의 구조를 갖는 고분자는 예를 들어 아래와 같은 (화학식 2-1) ~ (화학식 2-21)의 형태를 가질 수 있다.The polymer having the structure of Formula 1 may have, for example, the following (Formula 2-1) to (Formula 2-21).

Figure 112020113814228-pat00004
Figure 112020113814228-pat00004

Figure 112020113814228-pat00005
Figure 112020113814228-pat00005

Figure 112020113814228-pat00006
Figure 112020113814228-pat00006

Figure 112020113814228-pat00007
Figure 112020113814228-pat00007

Figure 112020113814228-pat00008
Figure 112020113814228-pat00008

Figure 112020113814228-pat00009
Figure 112020113814228-pat00009

Figure 112020113814228-pat00010
Figure 112020113814228-pat00010

Figure 112020113814228-pat00011
Figure 112020113814228-pat00012
Figure 112020113814228-pat00011
Figure 112020113814228-pat00012

Figure 112020113814228-pat00013
Figure 112020113814228-pat00013

Figure 112020113814228-pat00014
Figure 112020113814228-pat00014

Figure 112020113814228-pat00015
Figure 112020113814228-pat00015

Figure 112020113814228-pat00016
Figure 112020113814228-pat00016

Figure 112020113814228-pat00017
Figure 112020113814228-pat00017

Figure 112020113814228-pat00018
Figure 112020113814228-pat00018

Figure 112020113814228-pat00019
Figure 112020113814228-pat00019

Figure 112020113814228-pat00020
Figure 112020113814228-pat00020

Figure 112020113814228-pat00021
Figure 112020113814228-pat00021

Figure 112020113814228-pat00022
Figure 112020113814228-pat00022

Figure 112020113814228-pat00023
Figure 112020113814228-pat00023

Figure 112020113814228-pat00024
Figure 112020113814228-pat00024

상기 고분자들은 전체 하드마스크 조성물의 용해 특성 및 코팅성, 혹은 경화 특성을 개선하기 위해 노볼락 수지, 혹은 수산기를 가지는 방향족 C6~C20개의 노볼락 중합 고분자들을 더 혼합하여 사용할 수도 있다.The polymers may be further mixed with a novolak resin or an aromatic C6 to C20 novolak polymer having a hydroxyl group to improve dissolution properties, coating properties, or curing properties of the entire hardmask composition.

한편, 하드마스크 조성물을 만들기 위해서는 상기 (a)의 프탈로시아닌 유도체(MPc)를 포함하는 공중합체 또는 이들 공중합체의 혼합물은 전체 조성물 100 중량부에 대해서 1~30% 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 (a)의 '중합체 또는 혼합물'이 1 중량부 미만이거나 30중량부를 초과하여 사용할 경우 목적하는 코팅두께 미만으로 되거나 초과하게 되어 정확한 코팅두께를 맞추기 어렵다.On the other hand, in order to make a hard mask composition, the copolymer including the phthalocyanine derivative (MPc) of (a) or a mixture of these copolymers is added to 100 parts by weight of the total composition. It is preferably used in an amount of 1 to 30% by weight. When the 'polymer or mixture' of (a) is used in less than 1 part by weight or in excess of 30 parts by weight, it becomes less than or exceeds the desired coating thickness, so it is difficult to accurately match the coating thickness.

그리고 유기용매는 전체 조성물 100 중량부 중 조성물의 다른 구성물질의 사용량을 제외한 양이 사용되며, 유기용매로는 위의 방향족 고리 함유 중합체에 대한 충분한 용해성을 갖는 유기용매라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들자면, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 사이클로헥사논, 에틸락테이트, 감마부티로락톤(GBL) 등을 들 수 있다.And the organic solvent is used in an amount excluding the amount of other constituents of the composition out of 100 parts by weight of the total composition, and the organic solvent is not particularly limited as long as it has sufficient solubility for the above aromatic ring-containing polymer, for example Examples thereof include propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), cyclohexanone, ethyl lactate, and gamma butyrolactone (GBL).

또한, 본 발명의 반사방지 하드마스크 조성물은 추가적으로 (c) 가교제 성분 및 (d) 산(acid) 촉매를 더 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the antireflective hardmask composition of the present invention may further include (c) a crosslinking agent component and (d) an acid catalyst.

본 발명의 하드마스크 조성물에 사용되는 상기 (c) 가교제 성분은 발생된 산에 의한 촉매 작용 반응에서 가열에 의하여 중합체의 반복단위를 가교할 수 있는 것이 바람직하고, 상기 (d) 산 촉매는 열 활성화되는 산 촉매인 것이 바람직하다.It is preferable that the crosslinking agent component (c) used in the hardmask composition of the present invention can crosslink the repeating unit of the polymer by heating in a catalytic reaction by the generated acid, and the (d) acid catalyst is thermally activated It is preferably an acid catalyst.

본 발명의 하드마스크 조성물에 사용되는 상기 (c) 가교제 성분은 생성된 산에 의해 촉매 작용화될 수 있는 방식으로 방향족 고리 함유 중합체와 반응될 수 있는 가교제라면 특별히 한정되지 않는다. 가교제로는 멜라민계, 치환요소계, 또는 이들의 폴리머계 등을 들 수 있다. 바람직하게는 적어도 2개의 가교형성 치환기를 갖는 가교제이고, 메톡시메틸화글리콜우릴, 부톡시메틸글리콜우릴, 메톡시메틸화멜라민, 부톡시메틸화멜라민, 메톡시메틸화벤조구아나민, 부톡시메틸화벤조구아나민, 메톡시메틸화요소, 부톡시메틸화요소, 메톡시메틸화티오요소 등의 화합물이다.The crosslinking agent component (c) used in the hardmask composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a crosslinking agent that can be reacted with the aromatic ring-containing polymer in a manner that can be catalyzed by the produced acid. Examples of the crosslinking agent include a melamine-based, substituted urea-based, or polymer-based crosslinking agent. Preferably it is a crosslinking agent having at least two crosslinking substituents, methoxymethylated glycoluril, butoxymethyl glycoluril, methoxymethylated melamine, butoxymethylated melamine, methoxymethylated benzoguanamine, butoxymethylated benzoguanamine; A compound such as methoxymethylated urea, butoxymethylated urea, and methoxymethylated thiourea.

또한, 상기 가교제로서 내열성이 높은 가교제를 이용할 수 있는데, 분자 내에 방향족환을 갖는 가교형성 치환기를 함유하는 화합물을 바람직하게 이용할 수 있다. 이들 화합물들은 하기 구조식과 같은 형태의 화합물들을 예시할 수 있다.In addition, although a crosslinking agent with high heat resistance can be used as the crosslinking agent, a compound containing a crosslinking substituent having an aromatic ring in its molecule can be preferably used. These compounds may be exemplified by compounds having the following structural formulas.

Figure 112020113814228-pat00025
Figure 112020113814228-pat00025

Figure 112020113814228-pat00026
Figure 112020113814228-pat00026

본 발명의 하드마스크 조성물에 사용되는 상기 (d) 산 촉매로는 p-톨루엔술폰산 모노 하이드레이트(p-toluenesulfonic acid monohydrate)과 같은 유기산이 사용될 수 있고, 또한 보관안정성을 도모한 TAG(Thermal Acid Generater)계통의 화합물을 촉매로 사용할 수도 있다. TAG는 열 처리시 산을 방출하도록 되어있는 산 발생제 화합물로서 예를 들어 피리디늄 P-톨루엔 술포네이트(Pyridinium P-toluene sulfonate), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트 및 유기 술폰산의 알킬 에스테르 등을 사용하는 것이 바람직하다.As the acid catalyst (d) used in the hard mask composition of the present invention, an organic acid such as p-toluenesulfonic acid monohydrate may be used, and a thermal acid generator (TAG) that promotes storage stability A systemic compound can also be used as a catalyst. TAG is an acid generator compound adapted to release an acid upon heat treatment, for example, Pyridinium P-toluene sulfonate, 2,4,4,6-tetrabromocyclohexadienone, It is preferable to use benzoin tosylate, 2-nitrobenzyl tosylate and alkyl esters of organic sulfonic acids, and the like.

최종 하드마스크 조성물에 있어서 (c) 가교제 성분 및 (d) 산 촉매를 더 포함하여 이루어지는 경우, 본 발명의 하드마스크 조성물은 (a) 자외선 영역에서 강한 흡수 특성을 갖는 프탈로시아닌 유도체(MPc)를 포함하는 공중합체 또는 이들 공중합체의 혼합물(blend) 1~30 중량%, 보다 바람직하게는 5~20 중량%, (c) 가교제 성분 0.1~5 중량%, 보다 바람직하게는 0.1~3 중량%, (d) 산 촉매 0.001~0.05 중량%, 보다 바람직하게는 0.001~0.03 중량%, 및 (b) 나머지 성분으로 유기용매를 사용하여 총 100중량%로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 유기용매 75~98 중량%를 함유하는 것이 바람직하다.When the final hardmask composition further comprises (c) a crosslinking agent component and (d) an acid catalyst, the hardmask composition of the present invention includes (a) a phthalocyanine derivative (MPc) having strong absorption properties in the ultraviolet region. 1 to 30% by weight, more preferably 5 to 20% by weight of the copolymer or a mixture of these copolymers, (c) 0.1 to 5% by weight of the crosslinking agent component, more preferably 0.1 to 3% by weight, (d) ) acid catalyst 0.001 to 0.05% by weight, more preferably 0.001 to 0.03% by weight, and (b) may consist of a total of 100% by weight using an organic solvent as the remaining component, preferably 75 to 98% by weight of organic solvent It is preferable to contain

여기서, 상기 프탈로시아닌 유도체(MPc)를 포함하는 공중합체가 1 중량% 미만이거나 30중량%를 초과할 경우 목적하는 코팅두께 미만으로 되거나 초과하게 되어 정확한 코팅 두께를 맞추기 어렵다.Here, when the copolymer including the phthalocyanine derivative (MPc) is less than 1% by weight or exceeds 30% by weight, it becomes less than or exceeds the desired coating thickness, so it is difficult to accurately match the coating thickness.

그리고 상기 가교제 성분이 0.1 중량% 미만일 경우 가교 특성이 나타나지 않을 수 있고, 5 중량%를 초과할 경우 과량투입에 의해 코팅막의 광학적 특성이 변경될 수 있다.And when the crosslinking agent component is less than 0.1% by weight, crosslinking properties may not appear, and when it exceeds 5% by weight, the optical properties of the coating film may be changed due to excessive input.

또한, 상기 산촉매가 0.001 중량% 미만일 경우 가교특성이 잘 나타나지 않을 수 있고, 0.05 중량%를 초과할 경우 과량투입에 의한 산도 증가로 보관안정성에 영향을 줄 수도 있다.In addition, when the amount of the acid catalyst is less than 0.001% by weight, crosslinking properties may not appear well, and when it exceeds 0.05% by weight, storage stability may be affected by an increase in acidity due to excessive input.

이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples, but the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.

실시예-1) 공중합체의 합성Example-1) Synthesis of copolymer

Figure 112020113814228-pat00027
Figure 112020113814228-pat00027

9,9-비스히드록시페닐플로렌(50mmol), 벤즈알데히드(55mmol), 프탈로시아닌(2mmol)를 용매 감마부티로락톤(GBL)(전체 모노머 무게 X 3배)에 완전히 녹인 다음에, 황산 5mol%를 첨가한 뒤에 125도 온도에서 약 20시간 중합하였다.9,9-bishydroxyphenyl fluorene (50 mmol), benzaldehyde (55 mmol), and phthalocyanine (2 mmol) were completely dissolved in the solvent gamma-butyrolactone (GBL) (total monomer weight X 3 times), and then 5 mol% of sulfuric acid was added After addition, polymerization was carried out at a temperature of 125°C for about 20 hours.

중합이 끝난 후, 반응물을 과량의 메탄올/물(8:2) 용매에 침전을 시킨 다음에 트리에칠아민을 이용해 중화시킨다. 생성된 침전물을 여과하고, 과량의 메탄올 용액으로 2번 씻어 준 다음에, 침전물을 걸러서 80도 진공오븐에서 24시간 건조시켜 상기 고분자를 얻었다.After polymerization, the reactants are precipitated in an excess of methanol/water (8:2) solvent, and then neutralized using triethylamine. The resulting precipitate was filtered, washed twice with an excess of methanol solution, and the precipitate was filtered and dried in a vacuum oven at 80°C for 24 hours to obtain the polymer.

이때, 고분자 중량 평균분자량(Mw) 4,400, 다분산도(Mw/Mn) 1.85 결과를 얻었다.At this time, a high molecular weight average molecular weight (Mw) of 4,400 and polydispersity (Mw/Mn) of 1.85 were obtained.

실시예-2) 공중합체의 합성Example-2) Synthesis of copolymer

Figure 112020113814228-pat00028
Figure 112020113814228-pat00028

9,9-비스히드록시페닐플로렌(50mmol), 벤즈알데히드(55mmol), 틴(tin)프탈로시아닌(2mmol)를 실시예-1과 같은 방식으로 합성하여 상기 고분자를 얻었다. 이때, 합성된 고분자는 중량 평균분자량(Mw) 4,800, 다분산도(Mw/Mn) 1.84 결과를 얻었다.9,9-bishydroxyphenyl fluorene (50 mmol), benzaldehyde (55 mmol), and tin (tin) phthalocyanine (2 mmol) were synthesized in the same manner as in Example 1 to obtain the polymer. At this time, the synthesized polymer had a weight average molecular weight (Mw) of 4,800 and a polydispersity (Mw/Mn) of 1.84.

실시예-3) 공중합체의 합성Example-3) Synthesis of copolymer

Figure 112020113814228-pat00029
Figure 112020113814228-pat00029

9,9-비스히드록시페닐플로렌(50mmol), 벤즈알데히드(55mmol), 티타닐프탈로시아닌(2mmol)를 실시예-1과 같은 방식으로 합성하여 상기 고분자를 얻었다. 이때, 합성된 고분자는 중량 평균분자량(Mw) 4,300, 다분산도(Mw/Mn) 1.89 결과를 얻었다.9,9-bishydroxyphenyl fluorene (50 mmol), benzaldehyde (55 mmol), and titanyl phthalocyanine (2 mmol) were synthesized in the same manner as in Example 1 to obtain the polymer. At this time, the synthesized polymer had a weight average molecular weight (Mw) of 4,300 and a polydispersity (Mw/Mn) of 1.89.

실시예-4) 공중합체의 합성Example-4) Synthesis of copolymer

Figure 112020113814228-pat00030
Figure 112020113814228-pat00030

인돌(50mmol), 벤즈알데히드(55mmol), 프탈로시아닌(3mmol)를 실시예-1과 같은 방식으로 합성하여 상기 고분자를 얻었다. 이때, 합성된 고분자는 중량 평균분자량(Mw) 5,900, 다분산도(Mw/Mn) 1.87 결과를 얻었다.Indole (50 mmol), benzaldehyde (55 mmol), and phthalocyanine (3 mmol) were synthesized in the same manner as in Example-1 to obtain the polymer. At this time, the synthesized polymer had a weight average molecular weight (Mw) of 5,900 and polydispersity (Mw/Mn) of 1.87.

실시예-5) 공중합체의 합성Example-5) Synthesis of copolymer

Figure 112020113814228-pat00031
Figure 112020113814228-pat00031

인돌(50mmol), 2-나프틸알데히드(55mmol), 프탈로시아닌(3mmol)를 실시예-1과 같은 방식으로 합성하여 상기 고분자를 얻었다. 이때, 합성된 고분자는 중량 평균분자량(Mw) 4,700, 다분산도(Mw/Mn) 1.88 결과를 얻었다.Indole (50 mmol), 2-naphthylaldehyde (55 mmol), and phthalocyanine (3 mmol) were synthesized in the same manner as in Example 1 to obtain the polymer. At this time, the synthesized polymer had a weight average molecular weight (Mw) of 4,700 and a polydispersity (Mw/Mn) of 1.88.

실시예-6) 공중합체의 합성Example-6) Synthesis of copolymer

Figure 112020113814228-pat00032
Figure 112020113814228-pat00032

인돌(50mmol), 플루렌논(55mmol), 프탈로시아닌(3mmol)를 실시예-1과 같은 방식으로 합성하여 상기 고분자를 얻었다. 이때, 합성된 고분자는 중량 평균분자량(Mw) 4,500, 다분산도(Mw/Mn) 1.87 결과를 얻었다.Indole (50 mmol), flurenone (55 mmol), and phthalocyanine (3 mmol) were synthesized in the same manner as in Example-1 to obtain the polymer. At this time, the synthesized polymer had a weight average molecular weight (Mw) of 4,500 and a polydispersity (Mw/Mn) of 1.87.

실시예-7) 공중합체의 합성Example-7) Synthesis of copolymer

Figure 112020113814228-pat00033
Figure 112020113814228-pat00033

인돌(50mmol), 플루렌논(55mmol), 틴프탈로시아닌(2mmol)를 실시예-1과 같은 방식으로 합성하여 상기 고분자를 얻었다. 이때, 합성된 고분자는 중량 평균분자량(Mw) 4,300, 다분산도(Mw/Mn) 1.86 결과를 얻었다.Indole (50 mmol), flurenone (55 mmol), and tinphthalocyanine (2 mmol) were synthesized in the same manner as in Example-1 to obtain the polymer. At this time, the synthesized polymer had a weight average molecular weight (Mw) of 4,300 and a polydispersity (Mw/Mn) of 1.86.

실시예-8) 공중합체의 합성Example-8) Synthesis of copolymer

Figure 112020113814228-pat00034
Figure 112020113814228-pat00034

인돌(50mmol), 플루렌논(55mmol), 코발트프탈로시아닌(2mmol)를 실시예-1과 같은 방식으로 합성하여 상기 고분자를 얻었다. 이때, 합성된 고분자는 중량 평균분자량(Mw) 4,600, 다분산도(Mw/Mn) 1.87 결과를 얻었다.Indole (50 mmol), flurenone (55 mmol), and cobalt phthalocyanine (2 mmol) were synthesized in the same manner as in Example-1 to obtain the polymer. At this time, the synthesized polymer had a weight average molecular weight (Mw) of 4,600 and a polydispersity (Mw/Mn) of 1.87.

실시예-9) 공중합체의 합성Example-9) Synthesis of copolymer

Figure 112020113814228-pat00035
Figure 112020113814228-pat00035

1-파이렌올(50mmol), 플루렌논(55mmol), 프탈로시아닌(2mmol)를 실시예-1과 같은 방식으로 합성하여 상기 고분자를 얻었다. 이때, 합성된 고분자는 중량 평균분자량(Mw) 4,100, 다분산도(Mw/Mn) 1.88 결과를 얻었다.1-Pyrenol (50 mmol), flurenone (55 mmol), and phthalocyanine (2 mmol) were synthesized in the same manner as in Example-1 to obtain the polymer. At this time, the synthesized polymer had a weight average molecular weight (Mw) of 4,100 and a polydispersity (Mw/Mn) of 1.88.

실시예-10) 공중합체의 합성Example-10) Synthesis of copolymer

Figure 112020113814228-pat00036
Figure 112020113814228-pat00036

9,9-비스히드록시나프틸플로렌(50mmol), 벤즈알데히드(55mmol), 프탈로시아닌(2mmol)를 실시예-1과 같은 방식으로 합성하여 상기 고분자를 얻었다. 이때, 합성된 고분자는 중량 평균분자량(Mw) 3,900, 다분산도(Mw/Mn) 1.88 결과를 얻었다.9,9-bishydroxynaphthylfluorene (50 mmol), benzaldehyde (55 mmol), and phthalocyanine (2 mmol) were synthesized in the same manner as in Example 1 to obtain the polymer. At this time, the synthesized polymer had a weight average molecular weight (Mw) of 3,900 and a polydispersity (Mw/Mn) of 1.88.

실시예-11) 공중합체의 합성Example-11) Synthesis of copolymer

Figure 112020113814228-pat00037
Figure 112020113814228-pat00037

인돌(50mmol), 플루렌논(55mmol), 2,3-나프탈로시아닌(2mmol)를 실시예-1과 같은 방식으로 합성하여 상기 고분자를 얻었다. 이때, 합성된 고분자는 중량 평균분자량(Mw) 3,500, 다분산도(Mw/Mn) 1.88 결과를 얻었다.Indole (50 mmol), flurenone (55 mmol), and 2,3-naphthalocyanine (2 mmol) were synthesized in the same manner as in Example-1 to obtain the polymer. At this time, the synthesized polymer had a weight average molecular weight (Mw) of 3,500 and a polydispersity (Mw/Mn) of 1.88.

실시예-12) 공중합체의 합성Example-12) Synthesis of copolymer

Figure 112020113814228-pat00038
Figure 112020113814228-pat00038

인돌(50mmol), 플루렌논(55mmol), 2,11,20,29-테트라-t-부틸-2,3-나프탈로시아닌(2mmol)를 실시예-1과 같은 방식으로 합성하여 상기 고분자를 얻었다. 이때, 합성된 고분자는 중량 평균분자량(Mw) 4,100, 다분산도(Mw/Mn) 1.88 결과를 얻었다.Indole (50 mmol), flurenone (55 mmol), and 2,11,20,29-tetra-t-butyl-2,3-naphthalocyanine (2 mmol) were synthesized in the same manner as in Example-1 to obtain the polymer. At this time, the synthesized polymer had a weight average molecular weight (Mw) of 4,100 and a polydispersity (Mw/Mn) of 1.88.

비교 실시예) 페놀계 공중합체 합성Comparative Example) Synthesis of Phenolic Copolymer

Figure 112020113814228-pat00039
Figure 112020113814228-pat00039

9,9-비스히드록시페닐플로렌(100mmol)과 벤즈알데히드 (110mmol)를 PGMEA에 녹인 다음에, 여기에 진한 황산 5mol%를 첨가한다.After dissolving 9,9-bishydroxyphenylfluorene (100 mmol) and benzaldehyde (110 mmol) in PGMEA, 5 mol% of concentrated sulfuric acid is added thereto.

실시예-1과 같은 방식으로 중합한 다음에, 고분자를 정제하고 진공 오븐에서 말린 후 중량 평균분자량(Mw) 3,300 고분자를 얻을 수가 있었다.After polymerization in the same manner as in Example-1, the polymer was purified and dried in a vacuum oven to obtain a polymer with a weight average molecular weight (Mw) of 3,300.

하드마스크 조성물 제조Hard mask composition preparation

실시예 1~12 및 비교실시예에서 만들어진 고분자 1g과 계면활성제 300ppm(고분자 무게비 대비)를 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 7g, 시클로헥산논 3g에 넣어서 완전히 녹인 후, 0.1um 멜브레인 필터를 이용해 여과하여 각각 실시예 1~12 및 비교실시예 샘플 용액을 만들었다.1 g of the polymer prepared in Examples 1 to 12 and Comparative Examples and 300 ppm of surfactant (relative to the weight ratio of the polymer) were put in 7 g of propylene glycol monomethyl ether acetate and 3 g of cyclohexanone and completely dissolved, and then filtered using a 0.1 um Melbrain filter. Examples 1 to 12 and Comparative Examples sample solutions were prepared, respectively.

실시예 1~12, 비교실시예에 의해 제조된 샘플 용액을 각각 실리콘웨이퍼에 스핀 코팅하여 120초간 400℃에서 구워서 두께 3000Å의 필름을 형성시켰다.Each of the sample solutions prepared in Examples 1 to 12 and Comparative Example was spin-coated on a silicon wafer and baked at 400° C. for 120 seconds to form a film having a thickness of 3000 Å.

이때 형성된 필름들에 대한 굴절률(refractive index) n과 흡광계수(extinction coefficient) k를 각각 구하였다. 사용기기는 Ellipsometer(J. A. Woollam사)이고 그 측정결과를 표 1에 나타내었다.At this time, refractive index n and extinction coefficient k for the formed   films were respectively obtained. The device used is an Ellipsometer (J. A. Woollam) and the measurement results are shown in Table 1.

평가결과, ArF(193nm) 및 KrF(248nm) 파장에서 반사방지막으로서 사용가능한 굴절율 및 흡수도가 있음을 확인하였다. 통상적으로 반도체 반사방지막으로 사용되는 재료의 굴절율 범위는 1.4~1.8 정도이며, 중요한 것이 흡광계수이고, 흡수도가 클수록 좋으나, 통상 k 수치가 0.3 이상이면 반사방지막으로 사용하는데 문제가 없기 때문에 본 발명의 실시예들에 따른 하드마스크 조성물은 반사방지막으로 사용할 수 있음을 알 수 있다. As a result of the evaluation, it was confirmed that there was a refractive index and absorbance usable as an antireflection film at ArF (193 nm) and KrF (248 nm) wavelengths. Generally, the refractive index range of the material used as a semiconductor anti-reflection film is about 1.4 to 1.8, and the important thing is the extinction coefficient, and the higher the absorbance, the better. It can be seen that the hard mask composition according to the embodiments can be used as an anti-reflection film.

샘플 종류sample type 광학특성 (193nm)Optical Characteristics (193nm) 광학특성 (248nm)Optical Characteristics (248nm) 굴절율 (n)refractive index (n) 흡광계수 (k)extinction coefficient (k) 굴절율 (n)refractive index (n) 흡광계수 (k)extinction coefficient (k) 실시예 1Example 1 1.521.52 0.560.56 1.701.70 0.530.53 실시예 2Example 2 1.551.55 0.610.61 1.731.73 0.540.54 실시예 3Example 3 1.511.51 0.600.60 1.721.72 0.550.55 실시예 4Example 4 1.551.55 0.630.63 1.731.73 0.580.58 실시예 5Example 5 1.551.55 0.680.68 1.741.74 0.610.61 실시예 6Example 6 1.541.54 0.610.61 1.721.72 0.540.54 실시예 7Example 7 1.561.56 0.610.61 1.731.73 0.540.54 실시예 8Example 8 1.551.55 0.600.60 1.711.71 0.550.55 실시예 9Example 9 1.541.54 0.630.63 1.721.72 0.540.54 실시예 10Example 10 1.521.52 0.610.61 1.701.70 0.560.56 실시예 11Example 11 1.531.53 0.640.64 1.721.72 0.550.55 실시예 12Example 12 1.541.54 0.650.65 1.711.71 0.530.53 비교실시예Comparative Example 1.481.48 0.510.51 1.951.95 0.350.35

반사방지 하드마스크 조성물에 대한 리소그래픽 평가Lithographic evaluation of antireflective hardmask compositions

실시예 1, 4, 6, 9 및 비교실시예에서 만들어진 샘플용액을 각각 알루미늄이 입혀진 실리콘 웨이퍼 위에 스핀 코팅하여 60초간 240℃에서 구워서 두께 3000Å의 코팅막을 형성시켰다. The sample solutions prepared in Examples 1, 4, 6, 9 and Comparative Examples were spin-coated on a silicon wafer coated with aluminum, respectively, and baked at 240° C. for 60 seconds to form a coating film having a thickness of 3000 Å.

형성된 각각의 코팅막 위에 KrF용 포토레지스트를 코팅하고 110℃에서 60초간 굽고 ASML(XT:1400, NA 0.93)사의 노광장비를 사용해 각각 노광을 진행한 다음, TMAH(tetramethyl ammonium hydroxide) 2.38wt% 수용액으로 각각 60초간 현상하였다. 그런 다음, V-SEM을 사용하여 90nm의 라인 앤드 스페이스(line and space) 패턴을 각각 고찰한 결과 하기 표 2와 같은 결과를 얻었다. 노광량의 변화에 따른 EL(expose latitude) 마진(margin)과 광원과의 거리변동에 따른 DoF(depth of focus) 마진(margin)을 고찰하여 표 2에 기록하였다. 패턴평가 결과, 프로파일이나 마진 면에서 양호한 결과를 확인할 수 있었으며 리소 패턴 평가에서 요구되는 EL 마진과 DoF 마진을 만족시키는 것을 알 수 있었다. A photoresist for KrF is coated on each of the formed coating layers, baked at 110°C for 60 seconds, and exposed using ASML (XT:1400, NA 0.93) exposure equipment, respectively, followed by TMAH (tetramethyl ammonium hydroxide) 2.38wt% aqueous solution. Each was developed for 60 seconds. Then, as a result of examining each 90 nm line and space pattern using V-SEM, the results shown in Table 2 below were obtained. The EL (exposure latitude) margin according to the change in exposure dose and the DoF (depth of focus) margin according to the change in the distance from the light source were considered and recorded in Table 2. As a result of the pattern evaluation, good results were confirmed in terms of profile and margin, and it was found that the EL margin and DoF margin required for lithographic pattern evaluation were satisfied.

샘플 종류sample type 패턴 특성pattern characteristics EL 마진
(△mJ/energy mJ)
EL margin
(ΔmJ/energy mJ)
DoF 마진
(㎛)
DoF margin
(μm)
패턴 모양pattern shape
실시예 1Example 1 0.30.3 0.30.3 cubiccubic 실시예 4Example 4 0.40.4 0.30.3 cubiccubic 실시예 6Example 6 0.40.4 0.40.4 cubiccubic 실시예 9Example 9 0.40.4 0.40.4 cubiccubic 비교제조예Comparative Preparation Example 0.20.2 0.20.2 undercutundercut

반사방지 하드마스크 조성물에 대한 에칭 특성 평가Evaluation of etching properties for anti-reflective hardmask compositions

실시예 1~12 및 비교실시예에 따른 하드마스크 조성물(10중량%)을 400도 온도에서 120초간 열처리하여 박막을 형성한 후, 각각 N2/O2 혼합가스(50mT/ 300W/ 10 O2/ 50 N2 조건) 및 CFx 가스(100mT/ 600W / 42 CF4 / 600 Ar / 15 O2 조건)를 사용하여 60초 동안 건식 식각한 후 박막의 두께를 에칭 전/후로 측정하였다. 박막의 두께 변화를 에칭 시간으로 나누어 각각의 에치 속도(

Figure 112020113814228-pat00040
/s)를 계산하였다. 그 결과는 아래와 표3과 같다. After forming a thin film by heat-treating the hard mask compositions (10% by weight) according to Examples 1 to 12 and Comparative Examples at a temperature of 400 degrees for 120 seconds, respectively, a N2/O2 mixed gas (50mT/ 300W/10 O2/ 50 N2 conditions) and CFx gas (100 mT/600W/42 CF4/600 Ar/15 O2 conditions) for 60 seconds, and then the thickness of the thin film was measured before and after etching. Each etch rate (
Figure 112020113814228-pat00040
/s) was calculated. The results are shown in Table 3 below.

샘플Sample N2/O2 etch(

Figure 112020113814228-pat00041
/s)N2/O2 etch(
Figure 112020113814228-pat00041
/s) CFx etch(
Figure 112020113814228-pat00042
/s)
CFx etch(
Figure 112020113814228-pat00042
/s)
실시예 1Example 1 34.534.5 23.723.7 실시예 4Example 4 34.634.6 22.422.4 실시예 6Example 6 34.734.7 22.022.0 실시예 7Example 7 32.532.5 20.520.5 실시예 9Example 9 34.234.2 22.122.1 실시예 10Example 10 34.834.8 22.322.3 실시예 11Example 11 32.832.8 19.719.7 비교실시예Comparative Example 36.236.2 35.535.5

표3에서 보듯이, 상기 실시예에서 형성된 박막은 비교 실시예로 형성된 박막에 비해 매우 우수한 식각 내성을 나타내 주고 있으며, 이러한 벌크 에치 특성을 바탕으로 상기 실시예에서 조성된 하드마스크 조성물이 리소그라피 패턴 형성에 매우 우수한 반사방지용 하드마스크 역할을 할수 있을 것이 예상된다.As shown in Table 3, the thin film formed in the above example shows very good etching resistance compared to the thin film formed in the comparative example, and the hard mask composition prepared in the above example forms a lithography pattern based on such bulk etch characteristics. It is expected that it can serve as a very good anti-reflection hard mask.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 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 defined in the following claims are also presented. It belongs to the scope of the right of the invention.

Claims (7)

삭제delete 하기 화학식 1로 표시되는, 프탈로시아닌 유도체(MPc)를 포함하는 고분자.
[화학식 1]
Figure 112022016572650-pat00043


상기 식에서, Ar는 C6~C30의 아릴기 또는 C6~C30의 헤테로아릴기이며, X는 수소, 1개 이상의 히드록시기, 또는 알콕시기이다.
상기 R1, R2는 각각 수소, C1~C10의 알킬기, C2~C10의 알케닐기, C6~ C20의 아릴기, 또는 C6~C20의 헤테로아릴기이며, 상기 C6~C20의 아릴기는 수산기, 불소, 또는 니트릴기로 치환되어 있을 수도 있다. 여기서, R1 및 R2는 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 환을 형성하고 있을 수도 있다.
상기 식에서 MPc 구조는 메탈 또는 비메탈 프탈로시아닌 유도체를 나타내며, 하기 화학식 2의 구조를 가진다.
[화학식 2]
Figure 112022016572650-pat00044

상기 식에서, M은 2H, 금속, 및 상기 금속의 산화물로 이루어진 군에서 선택된 하나이고, 상기 금속은 Zn, Cu, Ti, Co, Ni, Sn, Fe, Pt, Pb, Mg 또는 Si 이다. 여기서 n은 0 또는 1이다.
상기 R3, 및 R4는 각각 수소, C1~C20개의 알킬, 알콕시, 술폰산, 또는 카르복실산이며, 서로 같거나 다를 수 있다.
여기서, 각각 모노머들의 몰비는 p/(p+q+r)= 0.1~0.5, q/(p+q+r)= 0. 4~0.6, r/(p+q+r)= 0.001~0.3 사이의 범위를 가진다.
A polymer comprising a phthalocyanine derivative (MPc) represented by the following formula (1).
[Formula 1]
Figure 112022016572650-pat00043


In the above formula, Ar is a C6-C30 aryl group or a C6-C30 heteroaryl group, and X is hydrogen, one or more hydroxy groups, or an alkoxy group.
R1 and R2 are each hydrogen, a C1~ C10 alkyl group, a C2~ C10 alkenyl group, a C6~ C20 aryl group, or a C6~ C20 heteroaryl group, and the C6~ C20 aryl group is a hydroxyl group, fluorine, or It may be substituted with a nitrile group. Here, R1 and R2 may form a ring together with the carbon atom to which they are attached.
In the above formula, the MPc structure represents a metal or non-metal phthalocyanine derivative, and has the structure of Formula 2 below.
[Formula 2]
Figure 112022016572650-pat00044

In the above formula, M is one selected from the group consisting of 2H, a metal, and an oxide of the metal, and the metal is Zn, Cu, Ti, Co, Ni, Sn, Fe, Pt, Pb, Mg or Si. where n is 0 or 1.
R3 and R4 are each hydrogen, C1-C20 alkyl, alkoxy, sulfonic acid, or carboxylic acid, and may be the same as or different from each other.
Here, the molar ratio of each monomer is p/(p+q+r)=0.1~0.5, q/(p+q+r)=0.4~0.6, r/(p+q+r)=0.001~0.3 have a range between
제2항에 있어서,
X가 히드록시기이며,
상기 Ar 그룹이 나프탈렌, 비스나프탈렌, 파이렌, 카바졸, 인돌, 또는 플루렌 유도체 구조를 가지는 것을 특징으로 하는, 고분자.
3. The method of claim 2,
X is a hydroxyl group,
Polymer, characterized in that the Ar group has a naphthalene, bisnaphthalene, pyrene, carbazole, indole, or fullerene derivative structure.
제 2항에 있어서,
MPc에서 M이 2H 형태인 프탈로시아닌 유도체 구조를 가지는 것을 특징으로 하는, 고분자.
3. The method of claim 2,
A polymer, characterized in that it has a phthalocyanine derivative structure in which M is 2H in MPc.
제2항에 있어서,
MPc에서 M이 Zn, Cu, Ti, Co, Ni, Sn, Fe, Pt, Pb, Mg, 또는 Si인 메탈프탈로시아닌 유도체 구조를 가지는 것을 특징으로 하는, 고분자.
3. The method of claim 2,
In MPc, M is Zn, Cu, Ti, Co, Ni, Sn, Fe, Pt, Pb, Mg, or Si, characterized in that it has a metal phthalocyanine derivative structure.
(a) 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 고분자 또는 이들 고분자의 혼합물(blend); 및
(b) 유기 용매;를 포함하여 이루어지는 반사방지 하드마스크 조성물.
(a) the polymer according to any one of claims 2 to 5 or a blend of these polymers; and
(b) an organic solvent; anti-reflective hard mask composition comprising a.
제6항에 있어서,
상기 하드마스크 조성물은 가교제 및 산(acid) 촉매 성분을 더 포함하여 이루어지는 반사방지 하드마스크 조성물.
7. The method of claim 6,
The hardmask composition further comprises an anti-reflective hardmask composition comprising a crosslinking agent and an acid catalyst component.
KR1020200139888A 2020-10-27 2020-10-27 A hardmask composition and polymers containing phthalocyanine derivatives KR102404886B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200139888A KR102404886B1 (en) 2020-10-27 2020-10-27 A hardmask composition and polymers containing phthalocyanine derivatives

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200139888A KR102404886B1 (en) 2020-10-27 2020-10-27 A hardmask composition and polymers containing phthalocyanine derivatives

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220055616A KR20220055616A (en) 2022-05-04
KR102404886B1 true KR102404886B1 (en) 2022-06-02

Family

ID=81584047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200139888A KR102404886B1 (en) 2020-10-27 2020-10-27 A hardmask composition and polymers containing phthalocyanine derivatives

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102404886B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020145200A1 (en) * 2001-04-05 2002-10-10 International Business Machines Corporation Spin-on cap layer, and semiconductor device containing same
JP2014021231A (en) * 2012-07-17 2014-02-03 Canon Chemicals Inc Inner surface antireflection black coating material for optical element
KR101572594B1 (en) 2015-04-01 2015-11-27 최상준 A Composition of Anti-Reflective Hardmask

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102118874B1 (en) * 2018-05-25 2020-06-04 (주)코이즈 Organic hard mask composition for anti-reflection and method of forming patterns using the composition

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020145200A1 (en) * 2001-04-05 2002-10-10 International Business Machines Corporation Spin-on cap layer, and semiconductor device containing same
JP2014021231A (en) * 2012-07-17 2014-02-03 Canon Chemicals Inc Inner surface antireflection black coating material for optical element
KR101572594B1 (en) 2015-04-01 2015-11-27 최상준 A Composition of Anti-Reflective Hardmask

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220055616A (en) 2022-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3039484B1 (en) Stable metal compounds as hardmasks and filling materials, their compositions and methods of use
KR20190078304A (en) Resist underlayer composition, and method of forming patterns using the composition
US9063424B2 (en) Isocyanurate compound for forming organic anti-reflective layer and composition including same
KR20170126750A (en) A Composition of Anti-Reflective Hardmask
KR102583217B1 (en) A composition of anti-reflective hardmask
KR100760522B1 (en) Hardmask composition coated under photoresist and process of producing integrated circuit devices using thereof
KR100721182B1 (en) Organic anti-reflective coating material and preparation thereof
KR101332227B1 (en) Monomer, polymer for forming organic anti-reflective coating layer, and organic composition including the same
KR102513862B1 (en) A composition of anti-reflective hardmask
KR102238306B1 (en) A composition of anti-reflective hardmask containing pyrrole derivatives linker
JP2005187801A (en) Crosslinker polymer for organic antireflection film, organic antireflection film composition containing the same, and method for forming photoresist pattern utilizing the same
KR102404886B1 (en) A hardmask composition and polymers containing phthalocyanine derivatives
KR102194297B1 (en) A composition of anti-reflective hardmask containing indole-fluorene polymer
KR102336257B1 (en) A composition of anti-reflective hardmask containing bicarbazole derivatives
KR102191919B1 (en) A composition of anti-reflective hardmask containing benzocarbazole derivatives
CN110879508A (en) Resist underlayer composition and method for forming pattern using the same
KR102510790B1 (en) A composition of anti-reflective hardmask
KR102427439B1 (en) Anti-reflective polymers and hardmask composition
KR102426473B1 (en) Anti-reflective polymers and hardmask composition
KR102270378B1 (en) A composition of anti-reflective hardmask containing indole derivatives
KR102228071B1 (en) Anti-reflective hardmask composition
KR102623450B1 (en) A composition of anti-reflective hardmask
KR20240037095A (en) A composition of anti-reflective hardmask
KR102252677B1 (en) A composition of anti-reflective hardmask
KR100871771B1 (en) Co-polymer containing piperidine, preparing method thereof, organic anti-reflective coating composition containing the co-polymer and organic anti-reflective coating comprising the composition

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant