KR102441290B1 - Composition for forming bottom anti-reflective coating layer - Google Patents
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Abstract
유기 반사방지막 형성시 가스 발생을 억제하고, 고굴절율을 갖는 유기 반사방지막을 형성할 수 있는 유기 반사방지막 형성용 조성물이 개시된다. 상기 유기 반사방지막 형성용 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 가지는 제1 이소시아누레이트계 중합체; 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 가지는 제2 이소시아누레이트계 중합체; 및 용매를 포함한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1에서, R은 수소 또는 메틸기이고, R1은 0 내지 6의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 12의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이고, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 0 내지 6의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 12의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이고, R5는 0 내지 8의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 18의 사슬형 또는 고리형 포화 또는 불포화 탄화수소기이며, 상기 화학식 2에서, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소, 0 내지 3의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 8의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이고, R8 및 R9는 각각 독립적으로, 0 내지 4의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 16의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이다.Disclosed is a composition for forming an organic antireflection film capable of suppressing gas generation during formation of the organic antireflection film and forming an organic antireflection film having a high refractive index. The composition for forming an organic anti-reflection film may include a first isocyanurate-based polymer having a repeating unit represented by the following Chemical Formula 1; a second isocyanurate-based polymer having a repeating unit represented by the following formula (2); and solvents.
[Formula 1]
[Formula 2]
In Formula 1, R is hydrogen or a methyl group, R 1 is a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms including 0 to 6 hetero atoms, R 2 , R 3 and R 4 are each independently hydrogen, a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms including 0 to 6 heteroatoms, and R 5 is 0 to 8 carbon atoms including hetero atoms of 1 to 18 carbon atoms. a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group, and in Formula 2, R 6 and R 7 are each independently hydrogen, 0 to 3 C1 to C8 chain or cyclic saturated or cyclic saturated or an unsaturated hydrocarbon group, and R 8 and R 9 are each independently a C 1 to C 16 chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group containing a 0 to 4 hetero atom.
Description
본 발명은 유기 반사방지막 형성용에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기 반사방지막 형성시 가스 발생을 억제하고, 고굴절율을 갖는 유기 반사방지막을 형성할 수 있는 유기 반사방지막 형성용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for forming an organic antireflection film, and more particularly, to a composition for forming an organic antireflection film capable of suppressing gas generation during formation of the organic antireflection film and forming an organic antireflection film having a high refractive index.
포토리쏘그래피 공정에 있어서, 포토레지스트 패턴의 한계 해상도를 향상시키기 위하여, 파장이 짧은 ArF(193nm) 엑사이머 레이저 등이 노광원으로 사용되고 있다. 그러나 노광원의 파장이 짧아지면, 반도체 기판의 피식각층에서 반사되는 빛에 의한 간섭 효과가 증대되고, 언더컷팅(Undercutting), 노칭(Notching) 등에 의하여 패턴 프로파일이 불량해지거나 크기 균일도가 저하되는 문제가 발생한다. 이를 방지하기 위하여, 피식각층과 포토레지스트막 사이에는 노광광(반사광)을 흡수하기 위한 유기 반사방지막(Bottom Anti-Reflective Coatings, BARCs)이 통상적으로 형성되고 있다. In a photolithography process, an ArF (193 nm) excimer laser with a short wavelength is used as an exposure light source in order to improve the resolution limit of the photoresist pattern. However, when the wavelength of the exposure light source is shortened, the interference effect due to light reflected from the etched layer of the semiconductor substrate is increased, and the pattern profile is deteriorated or the size uniformity is reduced due to undercutting and notching. occurs To prevent this, an organic bottom anti-reflective coatings (BARCs) for absorbing exposure light (reflected light) is typically formed between the etched layer and the photoresist layer.
상기 유기 반사방지막은 통상적으로 가교 가능한 작용기를 포함하는 고분자(Polymer), 단분자인 가교제(Cross-linker), 열에 의해 산을 발생시켜 가교를 일으키는 열산발생제(Thermal Acid Generator) 및 용매로 구성되어 있는데, 상기 가교제 및 열산발생제는 코팅 후 베이크(bake) 등의 가열 공정에서 승화에 의해 가스를 발생(Out gassing)시키는 주원인이며, 이 때, 발생되는 가스는 공정상의 결함(Defects in process) 및 장비 오염을 유발하는 원인이 된다.The organic anti-reflection film is usually composed of a polymer containing a cross-linkable functional group, a cross-linker that is a single molecule, a thermal acid generator that generates an acid by heat to cause cross-linking, and a solvent. However, the crosslinking agent and the thermal acid generator are the main causes of out gassing by sublimation in a heating process such as baking after coating, and at this time, the generated gas is a defect in the process and It may cause equipment contamination.
따라서, 본 발명의 목적은 공정시 가스가 발생하는 것을 방지하고, 고굴절율을 가지는 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a composition for forming an organic antireflection film having a high refractive index and preventing gas from being generated during the process.
본 발명의 다른 목적은 열산발생제 및 가교제를 사용할 필요가 없거나 사용량을 감소시킬 수 있는 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for forming an organic anti-reflection film, which eliminates the need to use a thermal acid generator and a cross-linking agent or can reduce the amount used.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 가지는 제1 이소시아누레이트계 중합체; 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 가지는 제2 이소시아누레이트계 중합체; 및 용매를 포함하는 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제공한다.The present invention relates to a first isocyanurate-based polymer having a repeating unit represented by the following formula (1); a second isocyanurate-based polymer having a repeating unit represented by the following formula (2); And it provides a composition for forming an organic anti-reflection film comprising a solvent.
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 1에서, R은 수소 또는 메틸기이고, R1은 0 내지 6의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 12의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이고, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 0 내지 6의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 12의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이고, R5는 0 내지 8의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 18의 사슬형 또는 고리형 포화 또는 불포화 탄화수소기이며, 상기 화학식 2에서, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소, 0 내지 3의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 8의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이고, R8 및 R9는 각각 독립적으로, 0 내지 4의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 16의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이다.In Formula 1, R is hydrogen or a methyl group, R 1 is a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms including 0 to 6 hetero atoms, R 2 , R 3 and R 4 are each independently hydrogen, a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms including 0 to 6 heteroatoms, and R 5 is 0 to 8 carbon atoms including hetero atoms of 1 to 18 carbon atoms. a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group, and in Formula 2, R 6 and R 7 are each independently hydrogen, 0 to 3 C1 to C8 chain or cyclic saturated or cyclic saturated or an unsaturated hydrocarbon group, and R 8 and R 9 are each independently a C 1 to C 16 chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group containing a 0 to 4 hetero atom.
본 발명에 따른 유기 반사방지막 형성용 조성물은 가교제 및 열산발생제를 이용하지 않아 유기 반사방지막 형성시 가스(Fume) 발생을 억제할 수 있고, 열에 의하여 가교가 가능하다.The composition for forming an organic anti-reflection film according to the present invention does not use a crosslinking agent and a thermal acid generator, so it is possible to suppress the generation of fume when the organic anti-reflection film is formed, and cross-linking by heat is possible.
또한, 본 발명에 따른 유기 반사방지막 형성용 조성물은 193 nm의 파장에서 1.90 이상의 고굴절율을 가짐으로써, 코팅의 두께가 작아도 적은 반사율(Reflectivity)을 가지고, 다량의 헤테로 원자를 포함함으로써, 유기 반사방지막의 제거를 위한 에칭 시간을 단축시킬 수 있어서 패턴을 하부층에 깊게 전사할 수 있다.In addition, the composition for forming an organic anti-reflection film according to the present invention has a high refractive index of 1.90 or more at a wavelength of 193 nm, and thus has a small reflectivity even if the thickness of the coating is small, and contains a large amount of hetero atoms. It is possible to shorten the etching time for the removal of the pattern, so that the pattern can be deeply transferred to the lower layer.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 유기 반사방지막 형성용 조성물은 유기 반사방지막 형성시 가스(Fume) 발생을 억제할 수 있는 것으로써, 제1 이소시아누레이트계 중합체, 제2 이소시아누레이트계 중합체 및 용매를 포함한다.The composition for forming an organic anti-reflection film according to the present invention is capable of suppressing the generation of gas when the organic anti-reflection film is formed, and includes a first isocyanurate-based polymer, a second isocyanurate-based polymer and a solvent. do.
상기 제1 이소시아누레이트계 중합체는 고굴절율의 유지 및 상부막과의 접착성을 증대시키는 역할을 하는 것으로써, 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 가진다. The first isocyanurate-based polymer serves to maintain a high refractive index and increase adhesion to the upper layer, and has a repeating unit represented by the following Chemical Formula 1.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, R은 수소 또는 메틸기이고, R1은 0 내지 6의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 12의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이고, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 0 내지 6의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 12의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이다. In Formula 1, R is hydrogen or a methyl group, R 1 is a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms including 0 to 6 hetero atoms, R 2 , R 3 and R 4 are each independently hydrogen, a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms including a hetero atom having 0 to 6 carbon atoms.
구체적으로는 R1은 질소(N), 산소(O) 및/또는 황(S)을 0 내지 4개 포함하는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 더욱 구체적으로는 탄소수 2 내지 8의 에테르기, R2는 수소, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 10, 가장 구체적으로는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다.Specifically, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms including 0 to 4 nitrogen (N), oxygen (O) and/or sulfur (S), more specifically, an ether group having 2 to 8 carbon atoms, R 2 is hydrogen, R 3 and R 4 are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, most specifically, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
상기 R5는 0 내지 8의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 18의 사슬형 또는 고리형 포화 또는 불포화 탄화수소기, 구체적으로는 질소(N), 산소(O) 및/또는 황(S)을 0 내지 4개 포함하는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 4 내지 8각 고리형 탄화수소기 또는 아민기이다.Wherein R 5 is a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms including a hetero atom of 0 to 8, specifically nitrogen (N), oxygen (O) and / or sulfur (S) 0 an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an alkoxy group, a 4 to 8 membered cyclic hydrocarbon group or an amine group including 4 to 4 carbon atoms.
상기 화학식 1로 표시되는 반복단위의 구체적인 예로는, 하기 화학식 1a 내지 1k를 예시할 수 있다.Specific examples of the repeating unit represented by Chemical Formula 1 may include the following Chemical Formulas 1a to 1k.
[화학식 1a][Formula 1a]
[화학식 1b][Formula 1b]
[화학식 1c][Formula 1c]
[화학식 1d][Formula 1d]
[화학식 1e][Formula 1e]
[화학식 1f][Formula 1f]
[화학식 1g][Formula 1g]
[화학식 1h][Formula 1h]
[화학식 1i][Formula 1i]
[화학식 1j][Formula 1j]
[화학식 1k][Formula 1k]
상기 제1 이소시아누레이트계 중합체의 중량평균 분자량은 1,500 내지 10,000, 구체적으로는 2,000 내지 9,000, 더욱 구체적으로는 2,500 내지 8,000이다. 중량평균 분자량이 상기 범위인 경우, 제1 이소시아누레이트계 중합체의 용매에 대한 용해성은 좋고, 이를 이용한 유기반사방지막은 용매에 의하여 용해되지 않으며, 건식 식각 공정에서 식각률이 바람직하다. 상기 제1 이소시아누레이트계 중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위로 이루어지는 것이 바람직하나, 제1 이소시아누레이트계 중합체의 기능을 방해하지 않은 한에서 다른 반복단위가 포함될 수도 있다.The weight average molecular weight of the first isocyanurate-based polymer is 1,500 to 10,000, specifically 2,000 to 9,000, and more specifically 2,500 to 8,000. When the weight average molecular weight is within the above range, the solubility of the first isocyanurate-based polymer in the solvent is good, the organic antireflection film using the same is not dissolved by the solvent, and the etching rate in the dry etching process is preferable. The first isocyanurate-based polymer preferably includes the repeating unit represented by Formula 1, but other repeating units may be included as long as the function of the first isocyanurate-based polymer is not disturbed.
상기 제1 이소시아누레이트계 중합체는 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, (ⅰ)트리스(1,3-옥사티오란-2-티온-5-일메틸)이소시아누레이트(tris(1,3-oxathiolane-2-thion-5-ylmethyl)isocyanurate) 또는 트리스(5-메틸-1,3-옥사티오란-2-티온-5-일메틸)이소시아누레이트(tris(5-methyl-1,3-oxathiolane-2-thion-5-ylmethyl)isocyanurate)를 상온(25 ℃)의 다이메틸폼아마이드(dimethyl formamide, DMF) 등의 용매 하에서, 하나 이상의 아민기(-NH2) 및 상기 R3 또는 R4를 포함하는 화합물과 반응시켜 하기 (a)로 표시되는 이소시아누레이트계 반복단위를 포함하는 중합체를 형성한 다음, (ⅱ) 하기 화학식 (a)로 표시되는 이소시아누레이트계 반복단위를 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF) 등의 용매에 녹이고, 상기 R5를 포함하는 아실클로라이드 또는 아실브로마이드와 반응시켜 얻을 수 있다.As shown in Scheme 1 below, the first isocyanurate-based polymer is (i) tris(1,3-oxathioran-2-thion-5-ylmethyl)isocyanurate (tris(1,3) -oxathiolane-2-thion-5-ylmethyl)isocyanurate) or tris(5-methyl-1,3-oxathiolan-2-thion-5-ylmethyl)isocyanurate (tris(5-methyl-1, 3-oxathiolane-2-thion-5-ylmethyl)isocyanurate) at room temperature (25 ℃) in a solvent such as dimethyl formamide (DMF), one or more amine groups (-NH 2 ) and the R 3 or After reacting with a compound containing R 4 to form a polymer including an isocyanurate-based repeating unit represented by (a) below, (ii) an isocyanurate-based repeating unit represented by the following formula (a) It can be obtained by dissolving in a solvent such as tetrahydrofuran (THF), and reacting with an acyl chloride or acyl bromide containing R 5 .
[반응식 1] [Scheme 1]
상기 반응식 1에서, R, R1 내지 R5는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고, X는 염소(Cl) 또는 브롬(Br)이다.In Scheme 1, R, R 1 to R 5 are as defined in Formula 1, and X is chlorine (Cl) or bromine (Br).
상기 제2 이소시아누레이트계 중합체는 빠른 식각률을 부여하고, 가교제의 역할을 하는 것으로써, 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 가진다. The second isocyanurate-based polymer provides a fast etch rate and serves as a crosslinking agent, and has a repeating unit represented by the following formula (2).
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에서, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소, 0 내지 3의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 8의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기, 구체적으로는 수소이고, R8 및 R9는 각각 독립적으로, 0 내지 4의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 16의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기, 구체적으로는 0 내지 4개의 히드록시기를 포함하는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알케닐기, 카보닐기 또는 에스테르기이다.In Formula 2, R 6 and R 7 are each independently hydrogen, a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms including 0 to 3 heteroatoms, specifically hydrogen, and R 8 and R 9 is each independently a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms including 0 to 4 heteroatoms, specifically, 1 to 10 carbon atoms including 0 to 4 hydroxyl groups an alkyl group, an alkenyl group, a carbonyl group, or an ester group.
또한, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위의 구체적인 예로는, 하기 화학식 2a 내지 2e를 예시할 수 있다.In addition, specific examples of the repeating unit represented by Chemical Formula 2 may include the following Chemical Formulas 2a to 2e.
[화학식 2a][Formula 2a]
[화학식 2b][Formula 2b]
[화학식 2c][Formula 2c]
[화학식 2d][Formula 2d]
[화학식 2e][Formula 2e]
상기 제2 이소시아누레이트계 중합체의 중량평균 분자량은 1,500 내지 10,000, 구체적으로는 1,500 내지 7,500, 더욱 구체적으로는 2,000 내지 5,000이다. 상기 제2 이소시아누레이트계 중합체의 중량평균 분자량이 상기 범위인 경우, 가교가 원활히 이루어지면서 형성된 유기반사방지막의 균일성 등 물성이 우수하다. 상기 제2 이소시아누레이트계 중합체는 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위로 이루어지는 것이 바람직하나, 제2 이소시아누레이트계 중합체의 기능을 방해하지 않은 한에서 다른 반복단위가 포함될 수도 있다.The weight average molecular weight of the second isocyanurate-based polymer is 1,500 to 10,000, specifically 1,500 to 7,500, and more specifically 2,000 to 5,000. When the weight average molecular weight of the second isocyanurate-based polymer is within the above range, physical properties such as uniformity of the organic anti-reflection film formed while crosslinking is smoothly performed are excellent. The second isocyanurate-based polymer preferably includes the repeating unit represented by Formula 2, but other repeating units may be included as long as the function of the second isocyanurate-based polymer is not disturbed.
또한, 상기 제2 이소시아누레이트계 중합체는 (ⅰ) 트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트 또는 트리스(2,3-다이하이드록시프로필)이소시아누레이트를 1,4-다이옥산 용매 하에서, 파우더링크(powderlink) 1174를 60 내지 150 ℃의 온도에서 10 내지 90분 동안 반응시킨 후, 파라톨루렌 설포닉산 등의 촉매를 첨가하여 6 내지 18시간 동안 추가적으로 반응시킨다. 상기 반응액의 온도를 상온(25 ℃)로 낮춘 후 부틸아세테이트에 적가하여 얻을 수 있다.In addition, the second isocyanurate-based polymer is (i) tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate or tris(2,3-dihydroxypropyl)isocyanurate in 1,4-dioxane solvent Under, after reacting the powderlink 1174 at a temperature of 60 to 150 ° C. for 10 to 90 minutes, a catalyst such as para-toluene sulfonic acid is added to further react for 6 to 18 hours. After lowering the temperature of the reaction solution to room temperature (25° C.), it can be obtained by dropwise addition to butyl acetate.
상기 용매는 유기 반사방지막 형성용 조성물에 사용되는 통상의 용매를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 시클로헥사논(cyclohexanone), 시클로펜타논(cyclopentanone), 부티로락톤(butyrolactone), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide), 디메틸포름아미드(dimethylformamide), 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide), N-메틸피롤리돈(N-methyl pyrrolidone: NMP), 테트라히드로퍼퓨랄알코올(tetrahydro furfural alcohol), 메틸2-하이드록시아이소부티레이트(Methyl 2-hydroxyisobutyrate: HBM), 프로필렌글리콜모노메틸에테르(Propylene Glycol Monomethyl Ether: PGME), 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate: PGMEA), 에틸락테이트(ethyl lactate), 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.The solvent may be a conventional solvent used in the composition for forming an organic antireflection film, for example, cyclohexanone, cyclopentanone, butyrolactone, dimethylacetamide ), dimethylformamide, dimethylsulfoxide, N-methyl pyrrolidone (NMP), tetrahydro furfural alcohol, methyl 2-hydroxyisobutyrate ( Methyl 2-hydroxyisobutyrate: HBM), Propylene Glycol Monomethyl Ether (PGME), Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate (PGMEA), ethyl lactate, mixtures thereof, etc. can be used
본 발명에 따른 유기 반사방지막 형성용 조성물에 있어서, 상기 제1 이소시아누레이트계 중합체의 함량은 0.05 내지 5.00 중량%, 구체적으로는 0.10 내지 4.00 중량%, 더욱 구체적으로는 0.20 내지 3.00 중량%이고, 상기 제2 이소시아누레이트계 중합체의 함량은 0.05 내지 5.00 중량%, 구체적으로는 0.10 내지 4.00 중량%, 더욱 구체적으로는 0.20 내지 3.00 중량%이며, 상기 용매의 함량은 90.00 내지 99.90 중량%, 구체적으로는 92.00 내지 99.50 중량%, 더욱 구체적으로는 94.00 내지 99.30 중량%이다. 상기 제1 이소시아누레이트계 중합체, 제2 이소시아누레이트계 중합체 및 용매의 함량이 상기 범위인 경우, 유기 반사방지막의 형성이 원활하며 균일성 등 물성이 우수하다.In the composition for forming an organic antireflection film according to the present invention, the content of the first isocyanurate-based polymer is 0.05 to 5.00% by weight, specifically 0.10 to 4.00% by weight, more specifically 0.20 to 3.00% by weight, and , The content of the second isocyanurate-based polymer is 0.05 to 5.00% by weight, specifically 0.10 to 4.00% by weight, more specifically 0.20 to 3.00% by weight, the content of the solvent is 90.00 to 99.90% by weight, Specifically, 92.00 to 99.50% by weight, more specifically 94.00 to 99.30% by weight. When the content of the first isocyanurate-based polymer, the second isocyanurate-based polymer, and the solvent are within the above ranges, the organic antireflection film is smoothly formed and has excellent physical properties such as uniformity.
본 발명에 따른 유기 반사방지막은 상기 유기 반사방지막 형성용 조성물을 실리콘 웨이퍼나 알루미늄 기판 등의 피식각층 상부에 도포하는 단계 및 상기 도포된 유기반사방지막 형성용 조성물을 가교시키는 단계를 수행하여 형성할 수 있다. 상기 유기 반사방지막 형성용 조성물을 도포하는 단계는 스핀코팅, 롤러코팅 등 통상의 방법으로 수행될 수 있고, 상기 도포된 유기반사방지막 형성용 조성물을 가교시키는 단계는, 상기 도포된 조성물을 고온 플레이트, 대류 오븐 등의 장치에서 가열하여 수행할 수 있다. 상기 가교는 90 내지 240 ℃, 구체적으로는 150 내지 210 ℃에서 수행하는 것이며, 가열온도가 상기 범위인 경우, 유기 반사 방지막 형성용 조성물 내에 함유되어 있는 용매가 충분히 제거되면서 가교반응이 충분히 수행되며, 유기 반사 방지막 형성용 조성물 및 유기 반사 방지막이 화학적으로 안정적이다.The organic anti-reflection film according to the present invention can be formed by performing the steps of applying the composition for forming an organic anti-reflection film on an upper portion of an etched layer such as a silicon wafer or an aluminum substrate and crosslinking the applied composition for forming an organic anti-reflection film. have. The step of applying the composition for forming an organic antireflection film may be performed by a conventional method such as spin coating or roller coating, and the step of crosslinking the applied composition for forming an organic antireflection film comprises applying the applied composition to a high-temperature plate, It can be carried out by heating in a device such as a convection oven. The crosslinking is carried out at 90 to 240 ° C, specifically 150 to 210 ° C. When the heating temperature is within the above range, the crosslinking reaction is sufficiently performed while the solvent contained in the composition for forming an organic antireflection film is sufficiently removed, The composition for forming an organic antireflection film and the organic antireflection film are chemically stable.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples, but the present invention is not limited by the Examples.
[제조예 1] 이소시아누레이트 화합물의 제조 [Preparation Example 1] Preparation of isocyanurate compound
둥근 바닥 플라스크 반응기에 트리글라이시딜 이소시아누레이트(Triglycidyl isocyanurate) 297.6 g, 리튬 브로마이드(Lithium bromide) 8.7 g, 아세토나이트릴(Acetonitrile) 762.8 g을 투입하고 30 분 동안 교반하였다. 상기 교반액의 온도를 10 ℃로 낮춘 후, 카본다이설파이드(Carbon disulfide) 456.8 g을 적가한 후, 온도를 상온까지 천천히 올린 후 24 시간 동안 질소기류 하에서 교반하여 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 제조하였다.297.6 g of triglycidyl isocyanurate, 8.7 g of lithium bromide, and 762.8 g of acetonitrile were added to a round-bottom flask reactor and stirred for 30 minutes. After lowering the temperature of the stirring solution to 10 °C, 456.8 g of carbon disulfide was added dropwise, the temperature was slowly raised to room temperature, and stirred under a nitrogen stream for 24 hours to prepare a compound represented by the following formula (3) did.
[화학식 3][Formula 3]
[제조예 2] 화학식 4로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체의 제조 [Preparation Example 2] Preparation of a polymer having a repeating unit represented by Formula 4
상기 제조예 1에서 제조한 화합물(화학식 3) 20 g, 1,2-비스(2-아미노에톡시)에탄(1,2-bis(2-aminoethoxy)ethane) 4.2 g, 프로필 아민(propylamine) 3.4 g 및 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide) 156.4 g을 반응기에 투입하고 상온(25 ℃)에서 8 시간 동안 교반하면서 반응시켜 하기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 제조하였다. (중량평균 분자량(Mw): 약 5,500, 다분산지수(PolyDispersity Index, PDI): 1.5)20 g of the compound (Formula 3) prepared in Preparation Example 1, 1,2-bis(2-aminoethoxy)ethane) 4.2 g, propylamine 3.4 g and 156.4 g of dimethylformamide were put into a reactor and reacted with stirring at room temperature (25° C.) for 8 hours to prepare a polymer having a repeating unit represented by the following formula (4). (Weight average molecular weight (Mw): about 5,500, PolyDispersity Index (PDI): 1.5)
[화학식 4][Formula 4]
[제조예 3] 화학식 5로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체의 제조 [Preparation Example 3] Preparation of a polymer having a repeating unit represented by Formula 5
프로필 아민 3.4 g 대신 다이프로필아민(dipropylamine) 5.8 g을 사용한 것을 제외하면, 상기 제조예 2의 제조방법과 같고, 그 결과 하기 화학식 5로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 제조하였다. (중량평균 분자량(Mw): 약 6,300, 다분산지수(PDI): 1.5)Except for using 5.8 g of dipropylamine instead of 3.4 g of propylamine, the preparation method of Preparation Example 2 was the same, and as a result, a polymer having a repeating unit represented by the following Chemical Formula 5 was prepared. (Weight average molecular weight (Mw): about 6,300, polydispersity index (PDI): 1.5)
[화학식 5][Formula 5]
[제조예 4] 화학식 1a로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체의 제조 [Preparation Example 4] Preparation of a polymer having a repeating unit represented by Formula 1a
제조예 2에서 제조한 화합물(화학식 4) 10 g, 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF) 81.6 g을 반응기에 넣고, 상온에서 녹인 후, 계속 교반하면서 트리에틸아민(Triethylamine) 6.1 g을 적가하였다. 상온에서 1시간 동안 교반한 다음, 온도를 0 ℃로 낮추고 아세틸 클로라이드(acetyl chloride) 4.3 g을 적가하고, 30 분 동안 반응시킨 후, 상온(25 ℃)으로 온도를 천천히 올린 후 12 시간 동안 계속 반응시켰다. 반응 후 생성된 고체를 제거한 후 반응 용액을 다이에틸에테르(Diethyl ether)에 적가한 다음, 침전물을 건조하여 하기 화학식 1a으로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 제조하였다. (중량평균 분자량(Mw): 약 5,700, 다분산지수(PDI): 1.5)10 g of the compound (Formula 4) prepared in Preparation Example 2 and 81.6 g of tetrahydrofuran (THF) were put in a reactor, dissolved at room temperature, and then 6.1 g of triethylamine was added dropwise while stirring continuously. After stirring at room temperature for 1 hour, the temperature was lowered to 0 °C, acetyl chloride 4.3 g was added dropwise, and after reacting for 30 minutes, the temperature was slowly raised to room temperature (25 °C) and the reaction was continued for 12 hours. did it After removing the solid produced after the reaction, the reaction solution was added dropwise to diethyl ether, and then the precipitate was dried to prepare a polymer having a repeating unit represented by the following Chemical Formula 1a. (Weight average molecular weight (Mw): about 5,700, polydispersity index (PDI): 1.5)
[화학식 1a][Formula 1a]
[제조예 5] 화학식 1k로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체의 제조 [Preparation Example 5] Preparation of a polymer having a repeating unit represented by Formula 1k
제조예 2에서 제조한 화합물(화학식 4) 대신 제조예 3에서 제조된 화합물(화학식 5)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 4의 방법과 같고, 그 결과 하기 화학식 1k로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 제조하였다. (중량평균 분자량(Mw): 약 6,500, 다분산지수(PDI): 1.5)The same method as in Preparation Example 4 except that the compound (Formula 5) prepared in Preparation Example 3 was used instead of the compound prepared in Preparation Example 2 (Formula 4), and as a result, a polymer having a repeating unit represented by the following Chemical Formula 1k was prepared. (Weight average molecular weight (Mw): about 6,500, polydispersity index (PDI): 1.5)
[화학식 1k][Formula 1k]
[제조예 6] 화학식 1b로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체의 제조 [Preparation Example 6] Preparation of a polymer having a repeating unit represented by Formula 1b
아세틸 클로라이드 4.3 g 대신 메틸 클로로포메이트(methyl chloroformate) 5.2 g을 사용한 것을 제외하고는 제조예 4의 방법과 같고, 그 결과 하기 화학식 1b로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 제조하였다. (중량평균 분자량(Mw): 약 5,800, 다분산지수(PDI): 1.5)It was the same as in Preparation Example 4 except that 5.2 g of methyl chloroformate was used instead of 4.3 g of acetyl chloride, and as a result, a polymer having a repeating unit represented by the following Chemical Formula 1b was prepared. (Weight average molecular weight (Mw): about 5,800, polydispersity index (PDI): 1.5)
[화학식 1b][Formula 1b]
[제조예 7] 화학식 1g로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체의 제조 [Preparation Example 7] Preparation of a polymer having a repeating unit represented by Formula 1g
아세틸 클로라이드 4.3 g 대신 다이메틸카바밀 클로라이드(dimethylcarbamyl chloride) 5.9 g을 사용한 것을 제외하고는 제조예 4의 방법과 같고, 그 결과 하기 화학식 1g로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 제조하였다. (중량평균 분자량(Mw): 약 5,800, 다분산지수(PDI): 1.5)It was the same as in Preparation Example 4 except that 5.9 g of dimethylcarbamyl chloride was used instead of 4.3 g of acetyl chloride, and as a result, a polymer having a repeating unit represented by the following Chemical Formula 1g was prepared. (Weight average molecular weight (Mw): about 5,800, polydispersity index (PDI): 1.5)
[화학식 1g][Formula 1g]
[제조예 8] 화학식 2a로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체의 제조 [Preparation Example 8] Preparation of a polymer having a repeating unit represented by Formula 2a
트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트(Tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate) 16.4 g, 파우더링크(powderlink) 1174(제조사: Cytec Industries Inc.) 30.0 g, 1,4-다이옥산(1,4-dioxane) 95.2 g을 둥근 바닥 플라스크 반응기에 투입하고 90 ℃의 온도에서 30 분 동안 교반하였다. 상기 교반된 용액에 파라톨루엔 설포닉산(Para Toluene Sulfonic Acid, PTSA) 0.2 g을 첨가하고 10 시간 동안 반응시켰다. 상기 반응액의 온도를 상온(25 ℃)으로 낮춘 후, 부틸아세테이트(butyl acetate)에 적가하여 침전물을 수득한 후 건조하여 하기 화학식 2a으로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 제조하였다. (중량평균 분자량(Mw): 약 2,000, 다분산지수(PDI): 1.5)Tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate (Tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate) 16.4 g, powderlink (powderlink) 1174 (manufacturer: Cytec Industries Inc.) 30.0 g, 1,4-dioxane (1,4) -dioxane) 95.2 g was put into a round bottom flask reactor and stirred at a temperature of 90 °C for 30 minutes. 0.2 g of Para Toluene Sulfonic Acid (PTSA) was added to the stirred solution and reacted for 10 hours. After lowering the temperature of the reaction solution to room temperature (25° C.), it was added dropwise to butyl acetate to obtain a precipitate, and then dried to prepare a polymer having a repeating unit represented by the following Chemical Formula 2a. (Weight average molecular weight (Mw): about 2,000, polydispersity index (PDI): 1.5)
[화학식 2a][Formula 2a]
[제조예 9] 화학식 2e로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체의 제조 [Preparation Example 9] Preparation of a polymer having a repeating unit represented by Formula 2e
트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트 16.4 g 대신 트리스(2,3-다이하이드록시프로필)이소시아누레이트(Tris(2,3-dihydroxypropyl)isocyanurate) 22.08 g 사용한 것을 제외하고는 제조예 8의 방법과 같고, 그 결과 하기 화학식 2e로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 제조하였다. (중량평균 분자량(Mw): 약 3,000, 다분산지수(PDI): 1.7)Preparation Example except that 22.08 g of tris (2,3-dihydroxypropyl) isocyanurate was used instead of 16.4 g of tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate 8, and as a result, a polymer having a repeating unit represented by the following Chemical Formula 2e was prepared. (Weight average molecular weight (Mw): about 3,000, polydispersity index (PDI): 1.7)
[화학식 2e][Formula 2e]
[실시예 1] 유기 반사방지막 형성용 조성물의 제조 [Example 1] Preparation of a composition for forming an organic anti-reflection film
상기 제조예 4에서 제조된 중합체(화학식 1a) 0.45 g, 상기 제조예 8에서 중합체(화학식 2a) 0.05 g을 1-메톡시-2-프로파놀 및 2-하이드록시아이소부틸레이트가 1:1로 혼합되어 있는 용매 49.50 g에 충분히 녹인 후 0.45 ㎛ 필터를 이용해 여과하여 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제조하였다.0.45 g of the polymer (Formula 1a) prepared in Preparation Example 4, and 0.05 g of the polymer (Formula 2a) in Preparation Example 8 were mixed with 1-methoxy-2-propanol and 2-hydroxyisobutylate in a 1:1 ratio. After it was sufficiently dissolved in 49.50 g of the mixed solvent, it was filtered using a 0.45 μm filter to prepare a composition for forming an organic antireflection film.
[실시예 2] 유기 반사방지막 형성용 조성물의 제조 [Example 2] Preparation of a composition for forming an organic anti-reflection film
상기 제조예 4에서 제조된 중합체(화학식 1a) 0.35 g, 상기 제조예 8에서 중합체(화학식 2a) 0.15 g을 1-메톡시-2-프로파놀 및 2-하이드록시아이소부틸레이트가 1:1로 혼합되어 있는 용매 49.50 g에 충분히 녹인 후 0.45 ㎛ 필터를 이용해 여과하여 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제조하였다.0.35 g of the polymer (Formula 1a) prepared in Preparation Example 4, 0.15 g of the polymer (Formula 2a) in Preparation Example 8, 1-methoxy-2-propanol and 2-hydroxyisobutylate in a 1:1 ratio After it was sufficiently dissolved in 49.50 g of the mixed solvent, it was filtered using a 0.45 μm filter to prepare a composition for forming an organic antireflection film.
[실시예 3] 유기 반사방지막 형성용 조성물의 제조 [Example 3] Preparation of a composition for forming an organic anti-reflection film
상기 제조예 4에서 제조된 중합체(화학식 1a) 0.25 g, 상기 제조예 8에서 제조된 중합체(화학식 2a) 0.25 g을 1-메톡시-2-프로파놀 및 2-하이드록시아이소부틸레이트가 1:1로 혼합되어 있는 용매 49.50 g에 충분히 녹인 후 0.45 ㎛ 필터를 이용해 여과하여 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제조하였다.0.25 g of the polymer (Formula 1a) prepared in Preparation Example 4, 0.25 g of the polymer (Formula 2a) prepared in Preparation Example 8, 1-methoxy-2-propanol and 2-hydroxyisobutylate were 1: After sufficiently dissolved in 49.50 g of the solvent mixed with 1, it was filtered using a 0.45 μm filter to prepare a composition for forming an organic antireflection film.
[실시예 4] 유기 반사방지막 형성용 조성물의 제조 [Example 4] Preparation of a composition for forming an organic anti-reflection film
상기 제조예 4에서 제조된 중합체(화학식 1a) 0.15 g, 상기 제조예 8에서 제조된 중합체(화학식 2a) 0.35 g을 1-메톡시-2-프로파놀 및 2-하이드록시아이소부틸레이트가 1:1로 혼합되어 있는 용매 49.50 g에 충분히 녹인 후 0.45 ㎛ 필터를 이용해 여과하여 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제조하였다.0.15 g of the polymer (Formula 1a) prepared in Preparation Example 4, 0.35 g of the polymer (Formula 2a) prepared in Preparation Example 8, 1-methoxy-2-propanol and 2-hydroxyisobutylate were 1: After sufficiently dissolved in 49.50 g of the solvent mixed with 1, it was filtered using a 0.45 μm filter to prepare a composition for forming an organic antireflection film.
[실시예 5] 유기 반사방지막 형성용 조성물의 제조 [Example 5] Preparation of a composition for forming an organic anti-reflection film
상기 제조예 4에서 제조된 중합체(화학식 1a) 0.05 g, 상기 제조예 8에서 제조된 중합체(화학식 2a) 0.45 g을 1-메톡시-2-프로파놀 및 2-하이드록시아이소부틸레이트가 1:1로 혼합되어 있는 용매 49.50 g에 충분히 녹인 후 0.45 ㎛ 필터를 이용해 여과하여 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제조하였다.0.05 g of the polymer (Formula 1a) prepared in Preparation Example 4 and 0.45 g of the polymer (Formula 2a) prepared in Preparation Example 8 were mixed with 1-methoxy-2-propanol and 2-hydroxyisobutylate 1: After sufficiently dissolved in 49.50 g of the solvent mixed with 1, it was filtered using a 0.45 μm filter to prepare a composition for forming an organic antireflection film.
[실시예 6] 유기 반사방지막 형성용 조성물의 제조 [Example 6] Preparation of a composition for forming an organic anti-reflection film
상기 제조예 5에서 제조된 중합체(화학식 1k) 0.25 g, 상기 제조예 8에서 제조된 중합체(화학식 2a) 0.25 g을 1-메톡시-2-프로파놀 및 2-하이드록시아이소부틸레이트가 1:1로 혼합되어 있는 용매 49.50 g에 충분히 녹인 후 0.45 ㎛ 필터를 이용해 여과하여 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제조하였다.0.25 g of the polymer (Formula 1k) prepared in Preparation Example 5, 0.25 g of the polymer (Formula 2a) prepared in Preparation Example 8, 1-methoxy-2-propanol and 2-hydroxyisobutylate were 1: After sufficiently dissolved in 49.50 g of the solvent mixed with 1, it was filtered using a 0.45 μm filter to prepare a composition for forming an organic antireflection film.
[실시예 7] 유기 반사방지막 형성용 조성물의 제조 [Example 7] Preparation of a composition for forming an organic anti-reflection film
상기 제조예 6에서 제조된 중합체(화학식 1b) 0.25 g, 상기 제조예 8에서 제조된 중합체(화학식 2a) 0.25 g을 1-메톡시-2-프로파놀 및 2-하이드록시아이소부틸레이트가 1:1로 혼합되어 있는 용매 49.50 g에 충분히 녹인 후 0.45 ㎛ 필터를 이용해 여과하여 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제조하였다.0.25 g of the polymer (Formula 1b) prepared in Preparation Example 6, 0.25 g of the polymer (Formula 2a) prepared in Preparation Example 8, 1-methoxy-2-propanol and 2-hydroxyisobutylate were 1: After sufficiently dissolved in 49.50 g of the solvent mixed with 1, it was filtered using a 0.45 μm filter to prepare a composition for forming an organic antireflection film.
[실시예 8] 유기 반사방지막 형성용 조성물의 제조 [Example 8] Preparation of a composition for forming an organic anti-reflection film
상기 제조예 7에서 제조된 중합체(화학식 1g) 0.25 g, 상기 제조예 8에서 제조된 중합체(화학식 2a) 0.25 g을 1-메톡시-2-프로파놀 및 2-하이드록시아이소부틸레이트가 1:1로 혼합되어 있는 용매 49.50 g에 충분히 녹인 후 0.45 ㎛ 필터를 이용해 여과하여 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제조하였다.0.25 g of the polymer (Formula 1g) prepared in Preparation Example 7, 0.25 g of the polymer (Formula 2a) prepared in Preparation Example 8, 1-methoxy-2-propanol and 2-hydroxyisobutylate were 1: After sufficiently dissolved in 49.50 g of the solvent mixed with 1, it was filtered using a 0.45 μm filter to prepare a composition for forming an organic antireflection film.
[실시예 9] 유기 반사방지막 형성용 조성물의 제조 [Example 9] Preparation of a composition for forming an organic anti-reflection film
상기 제조예 4에서 제조된 중합체(화학식 1a) 0.25 g, 상기 제조예 9에서 제조된 중합체(화학식 2e) 0.25 g을 1-메톡시-2-프로파놀 및 2-하이드록시아이소부틸레이트가 1:1로 혼합되어 있는 용매 49.50 g에 충분히 녹인 후 0.45 ㎛ 필터를 이용해 여과하여 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제조하였다.0.25 g of the polymer (Formula 1a) prepared in Preparation Example 4, 0.25 g of the polymer (Formula 2e) prepared in Preparation Example 9, 1-methoxy-2-propanol and 2-hydroxyisobutylate were 1: After sufficiently dissolved in 49.50 g of the solvent mixed with 1, it was filtered using a 0.45 μm filter to prepare a composition for forming an organic antireflection film.
[실시예 10] 유기 반사방지막 형성용 조성물의 제조 [Example 10] Preparation of a composition for forming an organic anti-reflection film
상기 제조예 7에서 제조된 중합체(화학식 1g) 0.25 g, 상기 제조예 9에서 제조된 중합체(화학식 2e) 0.25 g을 1-메톡시-2-프로파놀 및 2-하이드록시아이소부틸레이트가 1:1로 혼합되어 있는 용매 49.50 g에 충분히 녹인 후 0.45 ㎛ 필터를 이용해 여과하여 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제조하였다.0.25 g of the polymer (Formula 1g) prepared in Preparation Example 7, 0.25 g of the polymer (Formula 2e) prepared in Preparation Example 9, 1-methoxy-2-propanol and 2-hydroxyisobutylate were 1: After sufficiently dissolved in 49.50 g of the solvent mixed with 1, it was filtered using a 0.45 μm filter to prepare a composition for forming an organic antireflection film.
[비교예 1] 유기 반사방지막 형성용 조성물의 제조 [Comparative Example 1] Preparation of a composition for forming an organic anti-reflection film
상기 제조예 4에서 제조된 중합체(화학식 1a) 0.50 g, 파우더링크 1174 0.10 g, 트리에틸암모늄 노나플레이트(Triethylammonium nonaflate, 열산발산제) 0.02 g을 1-메톡시-2-프로파놀 및 2-하이드록시아이소부틸레이트가 1:1로 혼합되어 있는 용매 49.38 g에 충분히 녹인 후 0.45 ㎛ 필터를 이용해 여과하여 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제조하였다.0.50 g of the polymer (Formula 1a) prepared in Preparation Example 4, 0.10 g of powder link 1174, and 0.02 g of triethylammonium nonaflate (thermal acid dissipating agent) were mixed with 1-methoxy-2-propanol and 2-hydride. A composition for forming an organic antireflection film was prepared by sufficiently dissolving in 49.38 g of a solvent in which oxyisobutylate was mixed at a ratio of 1:1, and then filtration using a 0.45 μm filter.
[비교예 2] 유기 반사방지막 형성용 조성물의 제조 [Comparative Example 2] Preparation of a composition for forming an organic anti-reflection film
트리에틸암모늄 노나플레이트(Triethylammonium nonaflate, 열산발산제) 0.02 g을 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 유기 반사방지막 형성용 조성물을 제조하였다.A composition for forming an organic antireflection film was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.02 g of triethylammonium nonaflate (thermal acid dissipating agent) was not used.
[실험예 1] 유기 반사방지막의 형성 및 특성 평가 [Experimental Example 1] Formation and characteristic evaluation of organic anti-reflection film
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 및 2에서 제조한 조성물 각각을 실리콘 웨이퍼 상부에 스핀코팅한 후, 205 ℃에서 60 초 동안 베이크(bake)하여 250 Å 두께의 유기 반사방지막을 형성하고, 각각의 유기 반사방지막을 램 리서치사의 Dielectric Etcher(제품명: Exelan HPT)를 이용하여 드라이 에칭 가스(Ar, O2, CF4 혼합)로 10 초 동안 에칭한 후 두께를 재측정하여 유기반사방지막의 에칭률(Etch rate, Å/초)을 계산하였다. 또한, 엘립소미터(Ellipsometer, 제조사: J.A. Woolam, 제품명: VUV-303) 장비를 사용하여, 193 nm의 파장에서 상기 유기반사방지막의 굴절률 및 흡광 계수를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.Each of the compositions prepared in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 was spin-coated on a silicon wafer, and then baked at 205° C. for 60 seconds to form an organic anti-reflection film having a thickness of 250 Å, and each The organic anti-reflection film was etched with dry etching gas (Ar, O 2 , CF 4 mixed) for 10 seconds using a Dielectric Etcher (product name: Exelan HPT) of Lam Research, and then the thickness was measured again to determine the etching rate of the organic anti-reflection film ( Etch rate, Å/sec) was calculated. In addition, by using an ellipsometer (Ellipsometer, manufacturer: JA Woolam, product name: VUV-303) equipment, the refractive index and extinction coefficient of the organic anti-reflection film at a wavelength of 193 nm were measured and shown in Table 1 below.
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 유기반사방지막은 193 nm의 파장에서 굴절률이 1.9 보다 크고, 흡광계수가 상대적으로 낮았으며, 에칭률이 9.2 이상의 높은 수치를 나타내었다.As can be seen from Table 1, the organic antireflection film according to the present invention had a refractive index greater than 1.9 at a wavelength of 193 nm, a relatively low extinction coefficient, and a high etching rate of 9.2 or more.
[실험예 2] 유기반사방지막 리소그래피 성능 평가 [Experimental Example 2] Evaluation of organic anti-reflection film lithography performance
실리콘 웨이퍼 위에 DARC-A125(㈜ 동진쎄미켐)를 스킨 코팅한 후 240 ℃에서 60 초 동안 베이크하여 440 Å의 두께를 가지는 막을 형성한 후, 상기 막 위에 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 및 2에서 제조한 조성물을 포함하는 유기반사방지막을 각각 형성하였다. 포토레지스트 DHA-HD150(㈜ 동진쎄미켐)을 1,300Å의 두께로 도포한 후 110 ℃에서 60 초 동안 소프트 베이크 하였다. 그 후, 라인 앤드 스페이스(L/S) 패턴을 가지는 노광 마스크를 사용하여 193 nm ArF 노광 장비, ASML 1200B, 0.85NA)를 사용하여 노광시키고, 120 ℃에서 80 초 동안 포스트 베이크 하였다. 다음으로, 2.38 wt%의 사메틸 수산화 암모늄(TetraMethylAmmonium Hydroxide, TMAH) 수용액으로 현상하여 선폭 70 nm의 1:1.25 라인 앤드 스페이스(L/S) 패턴을 형성하였다. 상기 패턴들을 주사 전자현미경을 사용하여 관찰하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.After skin coating DARC-A125 (Dongjin Semichem Co., Ltd.) on a silicon wafer and baking at 240° C. for 60 seconds to form a film having a thickness of 440 Å, in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 on the film An organic anti-reflection film including the prepared composition was respectively formed. After applying the photoresist DHA-HD150 (Dongjin Semichem Co., Ltd.) to a thickness of 1,300 Å, it was soft-baked at 110° C. for 60 seconds. Thereafter, using an exposure mask having a line-and-space (L/S) pattern, exposure was performed using 193 nm ArF exposure equipment, ASML 1200B, 0.85NA), and post-baked at 120° C. for 80 seconds. Next, it was developed with 2.38 wt% of an aqueous solution of TetraMethylAmmonium Hydroxide (TMAH) to form a 1:1.25 line and space (L/S) pattern with a line width of 70 nm. The patterns were observed using a scanning electron microscope, and the results are shown in Table 2 below.
PR과 intermixing Cannot form organic anti-reflection film
intermixing with PR
상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 유기반사방지막은 수직모양으로 패턴이 형성되었고, 일반적인 가교제를 이용한 비교예 1은 푸팅 및 스컴이 약하게 나타났고, 열산발생제를 사용하지 않은 비교예 2는 유기반사 방지막이 형성되지 않았다.As can be seen from Table 2, the organic anti-reflection film according to the present invention was formed in a vertical pattern, and in Comparative Example 1 using a general crosslinking agent, footing and scum were weak, and the thermal acid generator was not used. In Example 2, an organic antireflection film was not formed.
Claims (6)
하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 가지는 제2 이소시아누레이트계 중합체; 및
용매를 포함하는 유기 반사방지막 형성용 조성물.
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1에서, R은 수소 또는 메틸기이고, R1은 0 내지 6의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 12의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이고, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 0 내지 6의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 12의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이고, R5는 0 내지 8의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 18의 사슬형 또는 고리형 포화 또는 불포화 탄화수소기이며,
상기 화학식 2에서, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소, 0 내지 3의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 8의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이고, R8 및 R9는 각각 독립적으로, 0 내지 4의 헤테로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 16의 사슬형 또는 고리형의 포화 또는 불포화 탄화수소기이다.A first isocyanurate-based polymer having a repeating unit represented by the following Chemical Formula 1;
a second isocyanurate-based polymer having a repeating unit represented by the following formula (2); and
A composition for forming an organic antireflection film comprising a solvent.
[Formula 1]
[Formula 2]
In Formula 1, R is hydrogen or a methyl group, R 1 is a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms including a hetero atom of 0 to 6, R 2 , R 3 and R 4 are each independently hydrogen, a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms including 0 to 6 heteroatoms, and R 5 is 0 to 8 carbon atoms including hetero atoms of 1 to 18 carbon atoms. a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group,
In Formula 2, R 6 and R 7 are each independently hydrogen, a chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms including 0 to 3 hetero atoms, and R 8 and R 9 are each Independently, it is a C1-C16 chain or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group containing a 0-4 hetero atom.
상기 화학식 2의 R6 및 R7은 수소이고, R8 및 R9는 0 내지 4개의 히드록시기를 포함하는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 알케닐기, 카보닐기 또는 에스테르기인 것인, 유기 반사방지막 형성용 조성물.According to claim 1, wherein R 1 in Formula 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms including 0 to 4 nitrogen, oxygen and/or sulfur, R 2 is hydrogen, R 3 and R 4 are each independently hydrogen or An alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 5 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms containing 0 to 4 nitrogen, oxygen and/or sulfur, an alkenyl group, an alkoxy group, a 4 to 8 membered cyclic hydrocarbon group or an amine group,
In Formula 2, R 6 and R 7 are hydrogen, and R 8 and R 9 are an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms including 0 to 4 hydroxyl groups, an alkenyl group, a carbonyl group, or an ester group. composition.
상기 화학식 2로 표시되는 반복단위는 (화학식 2a), (화학식 2b), (화학식 2c), (화학식 2d) 및 (화학식 2e)로 표시되는 군으로부터 선택되는 것인, 유기 반사방지막 형성용 조성물.According to claim 1, wherein the repeating unit represented by the formula (1) (Formula 1a), (Formula 1b), (Formula 1c), (Formula 1d), (Formula 1e), (Formula 1f), (Formula 1g), (Formula 1h), (Formula 1i), (Formula 1j) and (Formula 1k) is selected from the group represented,
The repeating unit represented by Formula 2 is (Formula 2a), (Formula 2b), (Formula 2c), (Formula 2d) and A composition for forming an organic anti-reflection film, which is selected from the group represented by (Formula 2e).
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