KR102573328B1 - Semiconductor photoresist composition and method of forming patterns using the composition - Google Patents

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Abstract

하기 화학식 1로 표현되는 유기금속 화합물 및 용매를 포함하는 반도체 포토레지스트용 조성물과, 이를 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
[화학식 1]

화학식 1에 대한 구체적인 내용은 명세서 상에서 정의된 것과 같다.
It relates to a composition for a semiconductor photoresist comprising an organometallic compound represented by Chemical Formula 1 and a solvent, and a pattern formation method using the same.
[Formula 1]

Details of Formula 1 are as defined in the specification.

Description

반도체 포토레지스트용 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법{SEMICONDUCTOR PHOTORESIST COMPOSITION AND METHOD OF FORMING PATTERNS USING THE COMPOSITION}Composition for semiconductor photoresist and pattern formation method using the same

본 기재는 반도체 포토레지스트용 조성물 및 이를 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a composition for semiconductor photoresist and a method for forming a pattern using the same.

차세대의 반도체 디바이스를 제조하기 위한 요소 기술의 하나로서, EUV(극자외선광) 리소그래피가 주목받고 있다. EUV 리소그래피는 노광 광원으로서 파장 13.5 nm의 EUV 광을 이용하는 패턴 형성 기술이다. EUV 리소그래피에 의하면, 반도체 디바이스 제조 프로세스의 노광 공정에서, 극히 미세한 패턴(예를 들어 20 nm 이하)을 형성할 수 있음이 실증되어 있다.As one of the element technologies for manufacturing next-generation semiconductor devices, EUV (extreme ultraviolet light) lithography is attracting attention. EUV lithography is a pattern formation technique using EUV light with a wavelength of 13.5 nm as an exposure light source. According to EUV lithography, it has been demonstrated that extremely fine patterns (for example, 20 nm or less) can be formed in an exposure process of a semiconductor device manufacturing process.

극자외선(extreme ultraviolet, EUV) 리소그래피의 구현은 16 nm 이하의 공간 해상도(spatial resolutions)에서 수행할 수 있는 호환 가능한 포토레지스트들의 현상(development)을 필요로 한다. 현재, 전통적인 화학 증폭형(CA: chemically amplified) 포토레지스트들은, 차세대 디바이스들을 위한 해상도(resolution), 광속도(photospeed), 및 피쳐 거칠기(feature roughness), 라인 에지 거칠기(line edge roughness 또는 LER)에 대한 사양(specifications)을 충족시키기 위해 노력하고 있다. Implementation of extreme ultraviolet (EUV) lithography requires the development of compatible photoresists capable of performing at sub-16 nm spatial resolutions. Currently, traditional chemically amplified (CA) photoresists have a significant impact on resolution, photospeed, and feature roughness, line edge roughness (LER) for next-generation devices. We are working hard to meet the specifications.

이들 고분자형 포토레지스트들에서 일어나는 산 촉매 반응들(acid catalyzed reactions)에 기인한 고유의 이미지 흐려짐(intrinsic image blur)은 작은 피쳐(feature) 크기들에서 해상도를 제한하는데, 이는 전자빔(e-beam) 리소그래피에서 오랫동안 알려져 왔던 사실이다. 화학 증폭형(CA) 포토레지스트들은 높은 민감도(sensitivity)를 위해 설계되었으나, 그것들의 전형적인 원소 구성(elemental makeup)이 13.5 nm의 파장에서 포토레지스트들의 흡광도를 낮추고, 그 결과 민감도를 감소시키기 때문에, 부분적으로는 EUV 노광 하에서 더 어려움을 겪을 수 있다.Intrinsic image blur due to acid catalyzed reactions occurring in these polymeric photoresists limits resolution at small feature sizes, which is This is a long-known fact in lithography. Chemically amplified (CA) photoresists are designed for high sensitivity, but partially because their typical elemental makeup lowers the absorbance of photoresists at a wavelength of 13.5 nm, thereby reducing sensitivity. may suffer more under EUV exposure.

CA 포토레지스트들은 또한, 작은 피쳐 크기들에서 거칠기(roughness) 이슈들로 인해 어려움을 겪을 수 있고, 부분적으로 산 촉매 공정들의 본질에 기인하여, 광속도(photospeed)가 감소함에 따라 라인 에지 거칠기(LER)가 증가하는 것이 실험으로 나타났다. CA 포토레지스트들의 결점들 및 문제들에 기인하여, 반도체 산업에서는 새로운 유형의 고성능 포토레지스트들에 대한 요구가 있다.CA photoresists can also suffer from roughness issues at small feature sizes and, due in part to the nature of acid catalyzed processes, line edge roughness (LER) as photospeed decreases. It has been shown experimentally that Due to the drawbacks and problems of CA photoresists, there is a need in the semiconductor industry for new types of high performance photoresists.

텅스텐, 및 니오븀(niobium), 티타늄(titanium), 및/또는 탄탈륨(tantalum)과 혼합된 텅스텐의 퍼옥소폴리산(peroxopolyacids)에 기초한 무기 포토레지스트들은 패터닝을 위한 방사민감성 재료들(radiation sensitive materials)용으로 보고되어 왔다 (US5061599,; H. Okamoto, T. Iwayanagi, K. Mochiji, H. Umezaki, T. Kudo, Applied Physics Letters, 49(5), 298-300, 1986).Inorganic photoresists based on tungsten and peroxopolyacids of tungsten mixed with niobium, titanium, and/or tantalum are radiation sensitive materials for patterning. (US5061599; H. Okamoto, T. Iwayanagi, K. Mochiji, H. Umezaki, T. Kudo, Applied Physics Letters, 49(5), 298-300, 1986).

이들 재료들은 원자외선(deep UV), x-선, 및 전자빔 소스들로써 이중층 구성(bilayer configuration)에 큰 피쳐들을 패터닝 함에 있어서 효과적이었다. 더 최근에는, 프로젝션 EUV 노광에 의해 15 nm 하프-피치(HP)를 이미징(image)하기 위해 퍼옥소 착화제(peroxo complexing agent)와 함께 양이온 하프늄 메탈 옥사이드 설페이트(cationic hafnium metal oxide sulfate, HfSOx) 재료를 사용하는 경우 인상적인 성능을 보였다(US2011-0045406,; J. K. Stowers, A. Telecky, M. Kocsis, B. L. Clark, D. A. Keszler, A. Grenville, C. N. Anderson, P. P. Naulleau, Proc. SPIE, 7969, 796915, 2011). 이 시스템은 비-CA 포토레지스트(non-CA photoresist)의 최상의 성능을 보였고, 실행 가능한 EUV 포토레지스트를 위한 요건에 접근하는 광속도를 갖는다. 그러나 퍼옥소 착화제를 갖는 하프늄 메탈 옥사이드 설페이트 재료(hafnium metal oxide sulfate materials)는 몇가지 현실적인 결점들을 갖는다. 첫째, 이 재료들은 높은 부식성의 황산(corrosive sulfuric acid)/과산화수소(hydrogen peroxide) 혼합물에서 코팅되며, 보존기간(shelf-life) 안정성(stability)이 좋지 않다. 둘째, 복합 혼합물로서 성능 개선을 위한 구조변경이 용이하지 않다. 셋째, 25 wt% 정도의 극히 높은 농도의 TMAH (tetramethylammonium hydroxide) 용액 등에서 현상되어야 한다.These materials have been effective at patterning large features in bilayer configurations with deep UV, x-ray, and e-beam sources. More recently, a cationic hafnium metal oxide sulfate (HfSOx) material with a peroxo complexing agent to image 15 nm half-pitch (HP) by projection EUV exposure. showed impressive performance when using (US2011-0045406,; J. K. Stowers, A. Telecky, M. Kocsis, B. L. Clark, D. A. Keszler, A. Grenville, C. N. Anderson, P. P. Naulleau, Proc. SPIE, 7969, 796915, 2011 ). This system exhibits the best performance of a non-CA photoresist and has a speed of light approaching the requirements for a viable EUV photoresist. However, hafnium metal oxide sulfate materials with peroxo complexing agents have several practical drawbacks. First, these materials are coated in a highly corrosive sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture and have poor shelf-life stability. Second, as a complex mixture, it is not easy to change the structure for performance improvement. Third, it must be developed in a solution of TMAH (tetramethylammonium hydroxide) at an extremely high concentration of about 25 wt%.

상기 설명한 화학 증폭형 유기계 감광성 조성물의 단점을 극복하기 위하여 무기계 감광성 조성물이 연구되어 왔다. 무기계 감광성 조성물의 경우 주로 비화학 증폭형 기작에 의한 화학적 변성으로 현상제 조성물에 의한 제거에 내성을 갖는 네거티브 톤 패터닝에 사용된다. 무기계 조성물의 경우 탄화수소에 비해 높은 EUV 흡수율을 가진 무기계 원소를 함유하고 있어, 비화학 증폭형 기작으로도 민감성이 확보될 수 있으며, 스토캐스틱 효과에도 덜 민감하여 선 에지 거칠기 및 결함 개수도 적다고 알려져 있다.In order to overcome the above-described disadvantages of the chemically amplified organic photosensitive composition, inorganic photosensitive compositions have been studied. In the case of an inorganic photosensitive composition, it is mainly used for negative tone patterning that is resistant to removal by a developer composition due to chemical modification by a non-chemically amplified mechanism. Inorganic compositions contain inorganic elements with higher EUV absorption than hydrocarbons, so they can be sensitive even with a non-chemical amplification mechanism, and are less sensitive to stochastic effects, so they are known to have less line edge roughness and fewer defects. .

최근 주석을 포함하는 분자가 극자외선 흡수가 탁월하다는 것이 알려지면서 활발한 연구가 이루어지고 있다. 그 중 하나인 유기주석 고분자의 경우 광흡수 또는 이에 의해 생성된 이차 전자에 의해 알킬 리간드가 해리되면서, 주변 사슬과의 옥소 결합을 통한 가교를 통해 유기계 현상액으로 제거되지 않는 네거티브 톤 패터닝이 가능하다. 이와 같은 유기주석 고분자는 해상도, 라인 에지 거칠기를 유지하면서도 비약적으로 감도가 향상됨을 보여주었으나, 상용화를 위해서는 상기 패터닝 특성의 추가적인 향상이 필요하다.Recently, as it is known that tin-containing molecules have excellent extreme ultraviolet absorption, active research is being conducted. In the case of organotin polymer, which is one of them, as the alkyl ligand is dissociated by light absorption or secondary electrons generated thereby, negative tone patterning that is not removed by an organic developer is possible through crosslinking through oxo bonds with surrounding chains. Such an organotin polymer has been shown to dramatically improve sensitivity while maintaining resolution and line edge roughness, but additional improvement in the patterning characteristics is required for commercialization.

일 구현예는 보관안정성, 용해도, 감도, 및 해상도 특성이 우수한 반도체 포토레지스트용 조성물을 제공한다.One embodiment provides a composition for a semiconductor photoresist having excellent storage stability, solubility, sensitivity, and resolution characteristics.

다른 구현예는 상기 반도체 포토레지스트용 조성물을 이용한 패턴 형성 방법을 제공한다.Another embodiment provides a pattern forming method using the composition for semiconductor photoresist.

일 구현예에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물은 하기 화학식 1로 표현되는 유기금속 화합물 및 용매를 포함한다. A composition for a semiconductor photoresist according to an embodiment includes an organometallic compound represented by Formula 1 below and a solvent.

[화학식 1] [Formula 1]

상기 화학식 1 에서,In Formula 1,

M1, M2는 각각 독립적으로 주석(Sn), 인듐(In), 또는 안티모니(Sb)이고,M 1 and M 2 are each independently tin (Sn), indium (In), or antimony (Sb);

R1 내지 R6 는 각각 독립적으로 -ORa 또는 -OC(=O)Rb이고,R 1 to R 6 are each independently -OR a or -OC(=O)R b ;

Ra는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알카이닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 또는 이들의 조합이고,R a is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group A C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,

Rb는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알카이닐이기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 이들의 조합이고,R b is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, substituted Or an unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,

L은 C6 내지 C20 아릴렌기를 포함하는 C7 내지 C40의 2가 연결기이다.L is a C7 to C40 divalent linking group containing a C6 to C20 arylene group.

상기 L은 하기 화학식 2로 표시되는 연결기일 수 있다.The L may be a linking group represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기, -O-, -C(=O)-, 또는 이들의 조합이고,L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynylene group, -O-, -C(=O)-, or a combination thereof;

Ar은 C6 내지 C20 아릴렌기이다.Ar is a C6 to C20 arylene group.

상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알키닐렌기, -O-, -C(=O)-, 또는 이들의 조합이고,Wherein L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenylene group, or a substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkylene group. A C2 to C10 alkynylene group, -O-, -C(=O)-, or a combination thereof;

상기 Ar은 C6 내지 C10 아릴렌기일 수 있다.Ar may be a C6 to C10 arylene group.

상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기일 수 있다.The L 1 and L 2 may each independently be a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group.

상기 Ra는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C8 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C8 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C8 알카이닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기, 또는 이들의 조합이고,R a is a substituted or unsubstituted C1 to C8 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C8 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkynyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkynyl group. A ringed C6 to C20 aryl group, or a combination thereof;

상기 Rb는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C8 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C8 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C8 알카이닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기, 또는 이들의 조합일 수 있다.R b is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C8 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C8 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkynyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkynyl group. Or an unsubstituted C6 to C20 aryl group, or a combination thereof.

상기 Ra는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 아이소프로필기, tert-부틸기, 2,2-디메틸프로필기, 사이클로프로필기, 사이클로부틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 에타이닐기, 프로파이닐기, 부타이닐기, 페닐기, 톨릴기, 크실렌기, 벤질기, 또는 이들의 조합이고,Wherein R a is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a 2,2-dimethylpropyl group, a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an ethenyl group, A propenyl group, a butenyl group, an ethynyl group, a propynyl group, a butynyl group, a phenyl group, a tolyl group, a xylene group, a benzyl group, or a combination thereof;

상기 Rb는 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 아이소프로필기, tert-부틸기, 2,2-디메틸프로필기, 사이클로프로필기, 사이클로부틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 에타이닐기, 프로파이닐기, 부타이닐기, 페닐기, 톨릴기, 크실렌기, 벤질기, 또는 이들의 조합일 수 있다.R b is hydrogen, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, tert-butyl group, 2,2-dimethylpropyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, ether It may be a yl group, a propenyl group, a butenyl group, an ethynyl group, a propynyl group, a butynyl group, a phenyl group, a tolyl group, a xylene group, a benzyl group, or a combination thereof.

상기 M1과 M2는 각각 Sn일 수 있다.Each of M 1 and M 2 may be Sn.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물, 화학식 4로 표시되는 화합물, 화학식 5로 표시되는 화합물, 화학식 6으로 표시되는 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The compound represented by Formula 1 may include a compound represented by Formula 3, a compound represented by Formula 4, a compound represented by Formula 5, a compound represented by Formula 6, or a combination thereof.

[화학식 3][Formula 3]

[화학식 4][Formula 4]

[화학식 5][Formula 5]

[화학식 6][Formula 6]

R7 내지 R12, R14, R15, R17, R18, R20, 및 R23은 각각 독립적으로, 상기 화학식 1의 Ra에 대해 정의한 것과 같고,R 7 to R 12 , R 14 , R 15 , R 17 , R 18 , R 20 , and R 23 are each independently the same as those defined for R a in Formula 1 above;

R13, R16, R19, R21, R22, 및 R24 내지 R29은 각각 독립적으로, 상기 화학식 1의 Rb에 대해 정의한 것과 같다.R 13 , R 16 , R 19 , R 21 , R 22 , and R 24 to R 29 are each independently as defined for R b in Formula 1 above.

상기 반도체 포토레지스트용 조성물 100 중량%를 기준으로, 상기 화학식 1로 표현되는 유기금속 화합물 1 중량% 내지 30 중량%를 포함할 수 있다.Based on 100% by weight of the composition for semiconductor photoresist, 1% to 30% by weight of the organometallic compound represented by Chemical Formula 1 may be included.

상기 반도체 포토레지스트용 조성물은 계면활성제, 가교제, 레벨링제, 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함할 수 있다.The composition for a semiconductor photoresist may further include an additive such as a surfactant, a crosslinking agent, a leveling agent, or a combination thereof.

다른 구현예에 따른 패턴 형성 방법은 기판 위에 식각 대상 막을 형성하는 단계, 상기 식각 대상 막 위에 전술한 반도체 포토레지스트용 조성물을 적용하여 포토레지스트 막을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 막을 패터닝하여 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 식각 대상막을 식각하는 단계를 포함한다.A pattern forming method according to another embodiment includes forming a target layer on a substrate, forming a photoresist layer by applying the above-described composition for semiconductor photoresist on the target layer, and patterning the photoresist layer to form a photoresist pattern. Forming and etching the etch target layer using the photoresist pattern as an etch mask.

상기 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는 5 nm 내지 150 nm 파장의 광을 사용할 수 있다.The forming of the photoresist pattern may use light having a wavelength of 5 nm to 150 nm.

상기 패턴 형성 방법은 상기 기판과 상기 포토레지스트 막 사이에 형성되는 레지스트 하층막을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.The pattern forming method may further include providing a resist underlayer film formed between the substrate and the photoresist film.

상기 포토레지스트 패턴은 5 nm 내지 100 nm의 폭을 가질 수 있다.The photoresist pattern may have a width of 5 nm to 100 nm.

일 구현예에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물은 상대적으로 해상도 및 감도가 향상되어 패턴 형성성이 우수하고, 보관안정성 및 용해도 특성도 우수한 바, 이를 이용하면 높은 종횡비(aspect ratio)를 가지더라도 패턴이 무너지지 않는 포토레지스트 패턴을 제공할 수 있다.The composition for a semiconductor photoresist according to an embodiment has relatively improved resolution and sensitivity, has excellent pattern formation, and has excellent storage stability and solubility characteristics, so that the pattern does not collapse even if it has a high aspect ratio. It is possible to provide a photoresist pattern that does not.

도 1 내지 도 5는 일 구현예에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물을 이용한 패턴 형성방법을 설명하기 위한 단면도이다.1 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of forming a pattern using a composition for semiconductor photoresist according to an embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 기재를 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 기재의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present description, descriptions of already known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present description.

본 기재를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로 본 기재가 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In order to clearly describe the description, parts irrelevant to the description have been omitted, and the same reference numerals are used for the same or similar components throughout the specification. In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present description is not necessarily limited to those shown.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In the drawings, the thickness is shown enlarged to clearly express the various layers and regions. Also, in the drawings, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated for convenience of explanation. When a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" or "on" another part, this includes not only the case where it is "directly on" the other part, but also the case where there is another part in between.

본 기재에서, "치환"이란 수소 원자가 중수소, 할로겐기, 히드록시기, 시아노기, 니트로기, -NRR’(여기서, R 및 R’은, 각각 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 포화 또는 불포화 지환족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소기이다), -SiRR’R” (여기서, R, R’, 및 R”은, 각각 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 포화 또는 불포화 지환족 탄화수소기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소기이다), C1 내지 C30 알킬기, C1 내지 C10 할로알킬기, C1 내지 C10 알킬실릴기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C6 내지 C30 아릴기, C1 내지 C20 알콕시기, 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다. "비치환"이란 수소 원자가 다른 치환기로 치환되지 않고 수소 원자로 남아있는 것을 의미한다.In the present description, "substitution" means that a hydrogen atom is deuterium, a halogen group, a hydroxyl group, a cyano group, a nitro group, -NRR' (where R and R' are each independently hydrogen, substituted or unsubstituted C1 to C30 saturated Or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 saturated or unsaturated alicyclic hydrocarbon group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic hydrocarbon group), -SiRR'R” (where R, R', And R” is each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 saturated or unsaturated alicyclic hydrocarbon group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group. a C30 aromatic hydrocarbon group), a C1 to C30 alkyl group, a C1 to C10 haloalkyl group, a C1 to C10 alkylsilyl group, a C3 to C30 cycloalkyl group, a C6 to C30 aryl group, a C1 to C20 alkoxy group, or a combination thereof. means that "Unsubstituted" means that a hydrogen atom remains a hydrogen atom without being replaced by another substituent.

본 명세서에서 "알킬(alkyl)기"이란, 별도의 정의가 없는 한, 직쇄형 또는 분지쇄형 지방족 탄화수소기를 의미한다. 알킬기는 어떠한 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)기"일 수 있다.In this specification, "alkyl (alkyl) group" means a straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon group unless otherwise defined. An alkyl group may be a "saturated alkyl group" that does not contain any double or triple bonds.

상기 알킬기는 C1 내지 C8인 알킬기일 수 있다. 예를 들어, 상기 알킬기는 C1 내지 C7 알킬기, C1 내지 C6 알킬기, C1 내지 C5 알킬기, 또는 C1 내지 C4 알킬기일 수 있다. 예를 들어, C1 내지 C4 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-부틸기, 아이소부틸기, sec-부틸기, 또는 tert-부틸기, 2,2-디메틸프로필기일 수 있다.The alkyl group may be a C1 to C8 alkyl group. For example, the alkyl group may be a C1 to C7 alkyl group, a C1 to C6 alkyl group, a C1 to C5 alkyl group, or a C1 to C4 alkyl group. For example, the C1 to C4 alkyl group may be a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, or a tert-butyl group or a 2,2-dimethylpropyl group.

본 기재에서 "사이클로알킬(cycloalkyl)기"란 별도의 정의가 없는 한, 1가의 고리형 지방족 포화 탄화수소기를 의미한다.In the present description, "cycloalkyl group" means a monovalent cyclic aliphatic saturated hydrocarbon group unless otherwise defined.

사이클로알킬기는 C3 내지 C8 사이클로알킬기, 예를 들어, C3 내지 C7 사이클로알킬기, C3 내지 C6 사이클로알킬기, C3 내지 C5 사이클로알킬기, C3 내지 C4 사이클로알킬기일 수 있다. 예를 들어, 사이클로알킬기는 사이클로프로필기, 사이클로부틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기일 수 있고, 이들에 제한되지 않는다.The cycloalkyl group may be a C3 to C8 cycloalkyl group, for example, a C3 to C7 cycloalkyl group, a C3 to C6 cycloalkyl group, a C3 to C5 cycloalkyl group, or a C3 to C4 cycloalkyl group. For example, the cycloalkyl group may be a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, or a cyclohexyl group, but is not limited thereto.

본 명세서에서, “알케닐(alkenyl)기”란, 별도의 정의가 없는 한, 직쇄형 또는 분지쇄형의 지방족 탄화수소기로서, 하나 이상의 이중결합을 포함하고 있는 지방족 불포화 알케닐(unsaturated alkenyl)기를 의미한다.In the present specification, “alkenyl group” is a straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon group, unless otherwise defined, and means an aliphatic unsaturated alkenyl group containing one or more double bonds. do.

본 명세서에서, “알카이닐(alkynyl)기”란, 별도의 정의가 없는 한, 직쇄형 또는 분지쇄형의 지방족 탄화수소기로서, 하나 이상의 삼중결합을 포함하고 있는 지방족 불포화 알카이닐(unsaturated alkynyl)기를 의미한다.In the present specification, "alkynyl group" is a straight-chain or branched-chain aliphatic hydrocarbon group, unless otherwise defined, and means an aliphatic unsaturated alkynyl group containing one or more triple bonds. do.

이하 일 구현예에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물을 설명한다.Hereinafter, a composition for a semiconductor photoresist according to an embodiment will be described.

본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물은 유기금속 화합물 및 용매를 포함하며, 상기 유기금속 화합물은 하기 화학식 1로 표현된다.A composition for a semiconductor photoresist according to an embodiment of the present invention includes an organometallic compound and a solvent, and the organometallic compound is represented by Chemical Formula 1 below.

[화학식 1] [Formula 1]

상기 화학식 1 에서,In Formula 1,

M1, M2는 각각 독립적으로 주석(Sn), 인듐(In), 또는 안티모니(Sb)이고,M 1 and M 2 are each independently tin (Sn), indium (In), or antimony (Sb);

R1 내지 R6 는 각각 독립적으로 -ORa 또는 -OC(=O)Rb이고,R 1 to R 6 are each independently -OR a or -OC(=O)R b ;

Ra는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알카이닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 또는 이들의 조합이고,R a is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group A C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,

Rb는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알카이닐이기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 이들의 조합이고,R b is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, substituted Or an unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,

L은 C6 내지 C20 아릴렌기를 포함하는 C7 내지 C40의 2가 연결기이다.L is a C7 to C40 divalent linking group containing a C6 to C20 arylene group.

일 구현예에서, 상기 M1과 M2는 서로 동일한 금속 원소일 수 있다. 일 구현예에서, M1과 M2은 모두 Sn일 수 있다. 즉, 일 구현예에 따른 유기금속 화합물은 2개의 Sn 원자가 L에 의해 연결되어 있는 유기주석 화합물일 수 있다. 주석은 13.5 nm에서 극자외선광을 강하게 흡수할 수 있으므로, 고에너지를 갖는 광에 대한 감도가 우수하다. 따라서, 일 구현예에 따른 유기주석 화합물은 상기 주석 원소를 화합물 내 2개 포함할 수 있으므로 종래의 유기 및/또는 무기 레지스트 대비 우수한 안정성 및 감도를 나타낼 수 있다.In one embodiment, M 1 and M 2 may be the same metal element. In one embodiment, both M 1 and M 2 can be Sn. That is, the organometallic compound according to one embodiment may be an organotin compound in which two Sn atoms are connected by L. Since tin can strongly absorb extreme ultraviolet light at 13.5 nm, it has excellent sensitivity to light having high energy. Therefore, since the organotin compound according to one embodiment may include two tin elements in the compound, it may exhibit superior stability and sensitivity compared to conventional organic and/or inorganic resists.

일 구현예에서 L은 금속 원소인 M1과 M2를 서로 연결하는 연결기의 기능을 수행한다. 상기 L은 화학식 1로 표현되는 유기금속 화합물의 유기용매에 대한 용해도를 부여하는 동시에 반도체 포토레지스트용 조성물의 용액 안정성을 제공하며, 활성화 조사선도 i-line(파장 365 nm), KrF 엑시머 레이저(파장 248 nm), ArF 엑시머 레이저(파장 193 nm) 등의 단파장을 가지는 광 뿐만 아니라 EUV(Extreme UltraViolet; 파장 13.5 nm), E-Beam(전자빔)등의 고에너지를 가지는 광에 대한 우수한 감도를 나타낼 수 있게 한다.In one embodiment, L serves as a linking group connecting metal elements M 1 and M 2 to each other. The L provides solubility of the organometallic compound represented by Formula 1 in an organic solvent and at the same time provides solution stability of the composition for semiconductor photoresists, and also provides activation radiation i-line (wavelength 365 nm), KrF excimer laser (wavelength 248 nm) and ArF excimer laser (wavelength 193 nm) as well as light with a short wavelength, such as EUV (Extreme UltraViolet; wavelength 13.5 nm) and E-Beam (electron beam). let it be

상기 L은 C6 내지 C20 아릴렌기를 포함하는 C7 내지 C40의 2가 연결기이다. 여기서 아릴렌기란, 아릴기를 포함하고 있는 2가 연결기를 의미하는데, 상기 "아릴(aryl)기"는, 고리형인 치환기의 모든 원소가 p-오비탈을 가지고 있으며, 이들 p-오비탈이 공액(conjugation)을 형성하고 있는 치환기를 의미하고, 모노사이클릭, 융합 고리 폴리사이클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 고리), 또는 방향족 모이어티들이 단일 결합으로 연결된 작용기를 모두 포함한다.L is a C7 to C40 divalent linking group including a C6 to C20 arylene group. Here, the arylene group refers to a divalent linking group containing an aryl group. In the "aryl group", all elements of the cyclic substituent have p-orbitals, and these p-orbitals are conjugated It means a substituent forming a monocyclic, fused-ring polycyclic (ie, a ring having divided adjacent pairs of carbon atoms), or a functional group in which aromatic moieties are connected by a single bond.

상기 아릴렌기 작용기는 위와 같이 방향족 고리기를 포함하기 때문에, 화학식 1로 표현되는 화합물이 L 연결기에 아릴렌기를 포함함에 따라 화학식 1로 표현되는 화합물의 분자 안정도는 증가하게 되고, 그 결과 상기 화합물을 포함하는 반도체 포토레지스트용 조성물의 보관안정성 및 용해도 특성은 향상되게 된다.Since the arylene functional group includes an aromatic ring group as described above, as the compound represented by Formula 1 includes an arylene group in the L linking group, the molecular stability of the compound represented by Formula 1 increases, and as a result, the compound The storage stability and solubility characteristics of the composition for semiconductor photoresists are improved.

상기 L은 하기 화학식 2로 표시되는 연결기일 수 있다.The L may be a linking group represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기, -O-, -C(=O)-, 또는 이들의 조합이고, Ar은 C6 내지 C20 아릴렌기이다.L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynylene group, -O-, -C(=O)-, or a combination thereof, and Ar is a C6 to C20 arylene group.

상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알키닐렌기, -O-, -C(=O)-, 또는 이들의 조합이고, 상기 Ar은 C6 내지 C10 아릴렌기일 수 있다.Wherein L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenylene group, or a substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkylene group. A C2 to C10 alkynylene group, -O-, -C(=O)-, or a combination thereof, and Ar may be a C6 to C10 arylene group.

상기 L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기일 수 있는데, 상기 L이 주쇄에 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기를 포함하는 연결기일 경우, L이 단일 결합으로만 이루어진 경우 또는 L이 공액 구조(예컨대 아릴렌기)만으로 이루어진 경우와 비교하여 유기 용매에 대한 용해도가 우수할 수 있다. 또한, L이 주쇄에 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기를 포함하는 연결기인 경우, 추후 패턴 형성 과정에서 상기 다른 두 구조들 대비 노광에 의하여 M1, M2와의 결합이 끊어지기 비교적 용이하다. 이에 따라, 상기 L이 주쇄에 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기를 포함하는 연결기인 경우, 추후 패턴 형성 과정에서 상기 다른 두 구조들 대비 우수한 감도 및 한계 해상도를 나타낼 수 있다.The L 1 and L 2 may each independently be a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group. When L is a linking group including a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group in the main chain, L is a single bond. It may have excellent solubility in organic solvents compared to the case of consisting only of or L consisting of only a conjugated structure (for example, an arylene group). In addition, when L is a linking group including a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group in the main chain, it is relatively easy to break bonds with M 1 and M 2 by exposure compared to the other two structures in the pattern formation process later. . Accordingly, when L is a linking group including a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group in the main chain, superior sensitivity and limiting resolution can be exhibited compared to the other two structures in the pattern formation process later.

일 구현예에서, R1 내지 R6는 M1 또는 M2 에 금속-산소 결합을 부여한다. 일 구현예에서, R1 내지 R6는 모두 -ORa 이거나, 모두 -OC(=O)Rb일 수도 있고, R1 내지 R6 중 적어도 하나가 -ORa 또는 -OC(=O)Rb일 수도 있다. 상기 -ORa 또는 -OC(=O)Rb 작용기는 화학식 1로 표현되는 화합물의 용매에 대한 용해도를 결정할 수 있다. 또한, 상기 -ORa 또는 -OC(=O)Rb 작용기는 산성 또는 염기성 촉매 하에서 열처리하거나, 또는 열처리하지 않음으로써 가수분해 및 탈수축합 되어, 유기주석 화합물 간 Sn-O-Sn 결합을 형성하고, 이로써 상기 화학식 1로 표시되는 유기금속 화합물을 포함하는 유기주석 공중합체를 형성하게 된다.In one embodiment, R 1 to R 6 confer a metal-oxygen bond to M 1 or M 2 . In one embodiment, R 1 to R 6 may all be -OR a , or both may be -OC(=O)R b , and at least one of R 1 to R 6 is -OR a or -OC(=O)R may be b . The -OR a or -OC(=O)R b functional group may determine the solubility of the compound represented by Formula 1 in a solvent. In addition, the -OR a or -OC(=O)R b functional group is subjected to hydrolysis and dehydration condensation by heat treatment under an acidic or basic catalyst or by not heat treatment to form a Sn-O-Sn bond between organotin compounds, , This forms an organotin copolymer containing the organometallic compound represented by Formula 1 above.

상기 Ra는, 예를 들어, 각각 독립적으로 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C8 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C8 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C8 알카이닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기, 또는 이들의 조합일 수 있고, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 아이소프로필기, tert-부틸기, 2,2-디메틸프로필기, 사이클로프로필기, 사이클로부틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 에타이닐기, 프로파이닐기, 부타이닐기, 페닐기, 톨릴기, 크실렌기, 벤질기, 또는 이들의 조합일 수 있다.The above R a is, for example, each independently a substituted or unsubstituted C1 to C8 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C8 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C8 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkenyl group. It may be a cyclic C2 to C8 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group, or a combination thereof, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group , 2,2-dimethylpropyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, ethenyl group, propenyl group, butenyl group, ethynyl group, propynyl group, butynyl group, phenyl group, tolyl group, xylene group, a benzyl group, or a combination thereof.

상기 Rb는, 예를 들어, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C8 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C8 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C8 알카이닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기, 또는 이들의 조합일 수 있고, 예를 들어, 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 아이소프로필기, tert-부틸기, 2,2-디메틸프로필기, 사이클로프로필기, 사이클로부틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 에타이닐기, 프로파이닐기, 부타이닐기, 페닐기, 톨릴기, 크실렌기, 벤질기, 또는 이들의 조합일 수 있다.The R b is, for example, each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C8 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C8 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C8 alkenyl group, or a substituted or unsubstituted C3 to C8 cycloalkyl group. may be a C2 to C8 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group, or a combination thereof, for example, hydrogen, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, tert-butyl group, 2,2-dimethylpropyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, ethenyl group, propenyl group, butenyl group, ethynyl group, propynyl group, butynyl group, phenyl group, tolyl group, It may be a xylene group, a benzyl group, or a combination thereof.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물, 화학식 4로 표시되는 화합물, 화학식 5로 표시되는 화합물, 화학식 6으로 표시되는 화합물, 또는 이들의 조합일 수 있다.The compound represented by Formula 1 may be a compound represented by Formula 3, a compound represented by Formula 4, a compound represented by Formula 5, a compound represented by Formula 6, or a combination thereof.

[화학식 3][Formula 3]

[화학식 4][Formula 4]

[화학식 5][Formula 5]

[화학식 6][Formula 6]

상기 화학식 3, 화학식 4, 화학식 5, 및 화학식 6에서,In Formula 3, Formula 4, Formula 5, and Formula 6,

R7 내지 R12, R14, R15, R17, R18, R20, 및 R23은 각각 독립적으로, 상기 화학식 1의 Ra에 대해 정의한 것과 같고,R 7 to R 12 , R 14 , R 15 , R 17 , R 18 , R 20 , and R 23 are each independently the same as those defined for R a in Formula 1 above;

R13, R16, R19, R21, R22, 및 R24 내지 R29은 각각 독립적으로, 상기 화학식 1의 Rb에 대해 정의한 것과 같다.R 13 , R 16 , R 19 , R 21 , R 22 , and R 24 to R 29 are each independently as defined for R b in Formula 1 above.

일반적으로 사용되는 유기 레지스트의 경우, 에치 내성이 부족하여 높은 종횡비에 패턴이 무너질 우려가 있다. In the case of a generally used organic resist, there is a concern that the pattern collapses at a high aspect ratio due to insufficient etch resistance.

한편, 종래의 무기 레지스트(예를 들어 메탈 옥사이드 화합물)의 경우 높은 부식성을 갖는 황산과 과산화수소 혼합물을 사용하므로 취급이 어렵고 보관 안정성이 좋지 않고, 복합 혼합물로서 성능 개선을 위한 구조 변경이 상대적으로 어려운 편이며, 고농도의 현상액을 사용해야 한다.On the other hand, in the case of conventional inorganic resists (for example, metal oxide compounds), since they use a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide with high corrosiveness, handling is difficult and storage stability is not good, and it is relatively difficult to change the structure to improve performance as a complex mixture. , and a high-concentration developer must be used.

반면, 일 구현예에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물은 전술한 바와 같이 유기금속 화합물이 중심 금속 원자에 다양한 유기기가 결합된 구조단위를 포함함에 따라, 종래의 유기 및/또는 무기 포토레지스트 대비 상대적으로 에치 내성, 감도가 우수하고 취급이 용이하다.On the other hand, as described above, the composition for semiconductor photoresists according to one embodiment includes a structural unit in which various organic groups are bonded to a central metal atom, so that the organic and/or inorganic photoresists are relatively less etched. It has excellent tolerance and sensitivity and is easy to handle.

일 구현예에 따른 반도체 포토레지스트 조성물에서, 상기 화학식 1로 표현되는 유기금속 화합물은 상기 조성물의 전체 중량을 기준으로 1 중량% 내지 30 중량%, 예를 들어, 1 중량% 내지 25 중량%, 예를 들어, 1 중량% 내지 20 중량%, 예를 들어, 1 중량% 내지 15 중량%, 예를 들어, 1 중량% 내지 10 중량%, 예를 들어, 1 중량% 내지 5 중량%의 함량으로 포함될 수 있고, 이들에 제한되지 않는다. 화학식 1로 표현되는 유기금속 화합물이 상기 범위의 함량으로 포함될 경우, 반도체 포토레지스트용 조성물의 보관 안정성 및 용해도 특성이 향상되고, 박막 형성이 용이해지고, 감도 특성이 개선된다.In the semiconductor photoresist composition according to one embodiment, the organometallic compound represented by Chemical Formula 1 is present in an amount of 1 wt% to 30 wt%, for example, 1 wt% to 25 wt%, based on the total weight of the composition. For example, from 1% to 20% by weight, such as from 1% to 15% by weight, such as from 1% to 10% by weight, such as from 1% to 5% by weight. may be, but are not limited thereto. When the organometallic compound represented by Chemical Formula 1 is included in an amount within the above range, storage stability and solubility characteristics of the composition for semiconductor photoresist are improved, thin film formation is facilitated, and sensitivity characteristics are improved.

일 구현예에 따른 반도체 포토레지스트 조성물에 포함되는 용매는 유기용매일 수 있으며, 일 예로, 방향족 화합물류(예를 들어, 자일렌, 톨루엔), 알콜류(예를 들어, 4-메틸-2-펜탄올, 4-메틸-2-프로판올, 1-부탄올, 메탄올, 이소프로필 알콜, 1-프로판올, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르), 에테르류(예를 들어, 아니솔, 테트라하이드로푸란), 에스테르류(n-부틸 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸 아세테이트, 에틸 락테이트), 케톤류(예를 들어, 메틸 에틸 케톤, 2-헵타논), 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The solvent included in the semiconductor photoresist composition according to an embodiment may be an organic solvent, and for example, aromatic compounds (eg, xylene, toluene), alcohols (eg, 4-methyl-2-pentane) alcohol, 4-methyl-2-propanol, 1-butanol, methanol, isopropyl alcohol, 1-propanol, propylene glycol monomethyl ether), ethers (eg, anisole, tetrahydrofuran), esters (n -Butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl acetate, ethyl lactate), ketones (eg, methyl ethyl ketone, 2-heptanone), mixtures thereof, and the like, but are not limited thereto .

일 구현예에서, 상기 반도체 포토레지스트 조성물은 상기한 유기금속 화합물과 용매 외에, 추가로 수지를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the semiconductor photoresist composition may further include a resin in addition to the organic metal compound and the solvent.

상기 수지로는 하기 그룹 1에 나열된 방향족 모이어티를 적어도 하나 이상 포함하는 페놀계 수지일 수 있다. The resin may be a phenolic resin containing at least one of the aromatic moieties listed in Group 1 below.

[그룹 1][Group 1]

상기 수지는 중량평균분자량이 500 내지 20,000일 수 있다.The resin may have a weight average molecular weight of 500 to 20,000.

상기 수지는 상기 반도체 포토레지스트용 조성물의 총 함량에 대하여 0.1 중량% 내지 50 중량%로 포함될 수 있다.The resin may be included in an amount of 0.1% to 50% by weight based on the total amount of the composition for semiconductor photoresist.

상기 수지가 상기 함량 범위로 함유될 경우, 우수한 내식각성 및 내열성을 가질 수 있다.When the resin is contained in the above content range, it may have excellent corrosion resistance and heat resistance.

한편, 일 구현예에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물은 전술한 유기금속 화합물과 용매, 및 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 다만, 전술한 구현예에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물은 경우에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 예시로는 계면활성제, 가교제, 레벨링제, 또는 이들의 조합을 들 수 있다.Meanwhile, the composition for a semiconductor photoresist according to an embodiment is preferably composed of the above-described organometallic compound, a solvent, and a resin. However, the composition for a semiconductor photoresist according to the above-described embodiment may further include an additive in some cases. Examples of such additives include surfactants, crosslinking agents, leveling agents, or combinations thereof.

계면활성제는 예컨대 알킬벤젠설폰산 염, 알킬피리디늄 염, 폴리에틸렌글리콜, 제4 암모늄 염, 또는 이들의 조합을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the surfactant, for example, an alkylbenzenesulfonic acid salt, an alkylpyridinium salt, polyethylene glycol, a quaternary ammonium salt, or a combination thereof may be used, but is not limited thereto.

가교제는 예컨대 멜라민계 가교제, 치환요소계 가교제, 또는 폴리머계 가교제 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 적어도 2개의 가교형성 치환기를 갖는 가교제로, 예를 들면, 메톡시메틸화 글리코루릴, 부톡시메틸화 글리코루릴, 메톡시메틸화 멜라민, 부톡시메틸화 멜라민, 메톡시메틸화 벤조구아나민, 부톡시메틸화 벤조구아나민, 메톡시메틸화요소, 부톡시메틸화요소, 또는 메톡시메틸화 티오요소 등의 화합물을 사용할 수 있다.The crosslinking agent may include, for example, a melamine-based crosslinking agent, a substituted urea-based crosslinking agent, or a polymer-based crosslinking agent, but is not limited thereto. crosslinking agents having at least two crosslinking substituents, for example methoxymethylated glycoluril, butoxymethylated glycoluril, methoxymethylated melamine, butoxymethylated melamine, methoxymethylated benzoguanamine, butoxymethylated benzoguanamine , Compounds such as methoxymethylated urea, butoxymethylated urea, or methoxymethylated thiourea can be used.

레벨링제는 인쇄시 코팅 평탄성을 향상시키기 위한 것으로, 상업적인 방법으로 입수 가능한 공지의 레벨링제를 사용할 수 있다.The leveling agent is for improving coating flatness during printing, and a known leveling agent available commercially may be used.

상기 이들 첨가제의 사용량은 원하는 물성에 따라 용이하게 조절될 수 있으며, 생략될 수도 있다.The amount of these additives used can be easily adjusted according to desired physical properties and may be omitted.

또한 상기 반도체 포토레지스트용 조성물은 기판과의 밀착력 등의 향상을 위해 (예컨대 반도체 포토레지스트용 조성물의 기판과의 접착력 향상을 위해), 접착력 증진제로서 실란 커플링제를 첨가제로 더 사용할 수 있다. 상기 실란 커플링제는 예컨대, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐 트리클로로실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란; 또는 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, p-스티릴 트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디 에톡시실란; 트리메톡시[3-(페닐아미노)프로필]실란 등의 탄소-탄소 불포화 결합 함유 실란 화합물 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the composition for semiconductor photoresist may further use a silane coupling agent as an additive to improve adhesion with a substrate (for example, to improve adhesion with a substrate of the composition for semiconductor photoresist). Examples of the silane coupling agent include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrichlorosilane, and vinyltris(β-methoxyethoxy)silane; Or 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, p-styryl trimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldi ethoxysilane; A carbon-carbon unsaturated bond-containing silane compound such as trimethoxy[3-(phenylamino)propyl]silane may be used, but is not limited thereto.

상기 반도체 포토레지스트용 조성물은 높은 종횡비(aspect ratio)를 가지는 패턴을 형성해도 패턴 무너짐이 발생하지 않을 수 있다. 따라서, 예를 들어, 5nm 내지 100 nm의 폭을 가지는 미세 패턴, 예를 들어, 5 nm 내지 80 nm의 폭을 가지는 미세 패턴, 예를 들어, 5 nm 내지 70 nm의 폭을 가지는 미세 패턴, 예를 들어, 5 nm 내지 50 nm의 폭을 가지는 미세 패턴, 예를 들어, 5 nm 내지 40 nm의 폭을 가지는 미세 패턴, 예를 들어, 5 nm 내지 30 nm의 폭을 가지는 미세 패턴, 예를 들어, 5 nm 내지 20 nm의 폭을 가지는 미세 패턴을 형성하기 위하여, 5 nm 내지 150 nm 파장의 광을 사용하는 포토레지스트 공정, 예를 들어, 5 nm 내지 100 nm 파장의 광을 사용하는 포토레지스트 공정, 예를 들어, 5 nm 내지 80 nm 파장의 광을 사용하는 포토레지스트 공정, 예를 들어, 5 nm 내지 50 nm 파장의 광을 사용하는 포토레지스트 공정, 예를 들어, 5 nm 내지 30 nm 파장의 광을 사용하는 포토레지스트 공정, 예를 들어, 5 nm 내지 20 nm 파장의 광을 사용하는 포토레지스트 공정에 사용할 수 있다. 따라서, 일 구현예에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물을 이용하면, 약 13.5 nm 파장의 EUV 광원을 사용하는 극자외선 리소그래피를 구현할 수 있다. In the composition for semiconductor photoresist, pattern collapse may not occur even when a pattern having a high aspect ratio is formed. Thus, for example, a micropattern having a width of 5 nm to 100 nm, for example, a micropattern having a width of 5 nm to 80 nm, for example, a micropattern having a width of 5 nm to 70 nm, for example For example, a fine pattern having a width of 5 nm to 50 nm, for example, a fine pattern having a width of 5 nm to 40 nm, for example, a fine pattern having a width of 5 nm to 30 nm, for example , In order to form a fine pattern having a width of 5 nm to 20 nm, a photoresist process using light with a wavelength of 5 nm to 150 nm, for example, a photoresist process using light with a wavelength of 5 nm to 100 nm. , for example, a photoresist process using light with a wavelength of 5 nm to 80 nm, for example, a photoresist process using light with a wavelength of 5 nm to 50 nm, for example, a photoresist process using light with a wavelength of 5 nm to 30 nm It can be used in a photoresist process using light, for example, a photoresist process using light having a wavelength of 5 nm to 20 nm. Accordingly, extreme ultraviolet lithography using an EUV light source having a wavelength of about 13.5 nm may be implemented using the composition for semiconductor photoresist according to the embodiment.

한편, 다른 일 구현예에 따르면, 상술한 반도체 포토레지스트용 조성물을 사용하여 패턴을 형성하는 방법이 제공될 수 있다. 일 예로, 제조된 패턴은 포토레지스트 패턴일 수 있다. Meanwhile, according to another embodiment, a method of forming a pattern using the above-described composition for a semiconductor photoresist may be provided. For example, the fabricated pattern may be a photoresist pattern.

일 구현예에 다른 패턴 형성 방법은 기판 위에 식각 대상 막을 형성하는 단계, 상기 식각 대상 막 위에 전술한 반도체 포토레지스트용 조성물을 적용하여 포토레지스트 막을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 막을 패터닝하여 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 식각 대상막을 식각하는 단계를 포함한다. Another pattern forming method according to an embodiment includes forming a film to be etched on a substrate, forming a photoresist film by applying the above-described composition for semiconductor photoresist on the film to be etched, and patterning the photoresist film to form a photoresist pattern. Forming and etching the etch target layer using the photoresist pattern as an etch mask.

이하, 상술한 반도체 포토레지스트용 조성물을 사용하여 패턴을 형성하는 방법에 대하여 도 1 내지 5를 참고하여 설명한다. 도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물을 이용한 패턴 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. Hereinafter, a method of forming a pattern using the above-described composition for semiconductor photoresist will be described with reference to FIGS. 1 to 5 . 1 to 5 are cross-sectional views for explaining a pattern forming method using a composition for semiconductor photoresist according to the present invention.

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

이어서, 세정된 박막(102)의 표면상에 레지스트 하층막(104)을 형성하기 위한 레지스트 하층막 형성용 조성물을 스핀 코팅방식을 적용하여 코팅한다. 다만, 일 구현예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 공지된 다양한 코팅 방법, 예를 들어 스프레이 코팅, 딥 코팅, 나이프 엣지 코팅, 프린팅법, 예컨대 잉크젯 프린팅 및 스크린 프린팅 등을 이용할 수도 있다.Subsequently, a composition for forming a resist underlayer film for forming a resist underlayer film 104 is coated on the surface of the cleaned thin film 102 by applying a spin coating method. However, one embodiment is not necessarily limited thereto, and various known coating methods such as spray coating, dip coating, knife edge coating, and printing methods such as inkjet printing and screen printing may be used.

상기 레지스트 하층막 코팅과정은 생략할 수 있으며 이하에서는 상기 레지스트 하층막을 코팅하는 경우에 대해 설명한다.The process of coating the resist underlayer film may be omitted. Hereinafter, the case of coating the resist underlayer film will be described.

이후 건조 및 베이킹 공정을 수행하여 상기 박막(102) 상에 레지스트 하층막(104)을 형성한다. 상기 베이킹 처리는 약 100 ℃ 내지 약 500 ℃에서 수행하고, 예컨대 약 100 ℃ 내지 약 300 ℃에서 수행할 수 있다. Thereafter, a resist underlayer film 104 is formed on the thin film 102 by performing a drying and baking process. The baking treatment may be performed at about 100 °C to about 500 °C, for example, at about 100 °C to about 300 °C.

레지스트 하층막(104)은 기판(100)과 포토레지스트 막(106) 사이에 형성되어, 기판(100)과 포토레지스트 막(106)의 계면 또는 층간 하드마스크(hardmask)로부터 반사되는 조사선이 의도되지 않은 포토레지스트 영역으로 산란되는 경우 포토레지스트 선폭(linewidth)의 불균일 및 패턴 형성성을 방해하는 것을 방지할 수 있다. The resist underlayer film 104 is formed between the substrate 100 and the photoresist film 106 so that radiation reflected from the interface between the substrate 100 and the photoresist film 106 or from the interlayer hardmask is not intended. It is possible to prevent non-uniformity of photoresist linewidth and disturbing pattern formation in the case of scattering into undesirable photoresist regions.

도 2를 참조하면, 상기 레지스트 하층막(104) 위에 상술한 반도체 포토레지스트용 조성물을 코팅하여 포토레지스트 막(106)을 형성한다. 상기 포토레지스트 막(106)은 기판(100) 상에 형성된 박막(102) 위에 상술한 반도체 포토레지스트용 조성물을 코팅한 후 열처리 과정을 통해 경화한 형태일 수 있다.Referring to FIG. 2 , a photoresist film 106 is formed by coating the above-described composition for semiconductor photoresist on the resist underlayer film 104 . The photoresist film 106 may be formed by coating the above-described semiconductor photoresist composition on the thin film 102 formed on the substrate 100 and then curing it through a heat treatment process.

보다 구체적으로, 반도체 포토레지스트용 조성물을 사용하여 패턴을 형성하는 단계는, 상술한 반도체 포토레지스트용 조성물을 박막(102)이 형성된 기판(100) 상에 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 잉크젯 프린팅 등으로 도포하는 공정 및 도포된 반도체 포토레지스트용 조성물을 건조하여 포토레지스트 막(106)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. More specifically, in the step of forming a pattern using the composition for semiconductor photoresist, the above-described composition for semiconductor photoresist is applied on the substrate 100 on which the thin film 102 is formed by spin coating, slit coating, inkjet printing, or the like. and drying the applied composition for semiconductor photoresist to form the photoresist film 106.

반도체 포토레지스트용 조성물에 대해서는 이미 상세히 설명하였으므로, 중복 설명은 생략하기로 한다. Since the composition for semiconductor photoresist has already been described in detail, redundant description will be omitted.

이어서, 상기 포토레지스트 막(106)이 형성되어 있는 기판(100)을 가열하는 제1 베이킹 공정을 수행한다. 상기 제1 베이킹 공정은 약 80 ℃내지 약 120 ℃의 온도에서 수행할 수 있다.Subsequently, a first baking process of heating the substrate 100 on which the photoresist film 106 is formed is performed. The first baking process may be performed at a temperature of about 80 °C to about 120 °C.

도 3을 참조하면, 상기 포토레지스트 막(106)을 선택적으로 노광한다. Referring to FIG. 3 , the photoresist film 106 is selectively exposed.

일 예로, 상기 노광 공정에서 사용할 수 있는 광의 예로는 활성화 조사선도 i-line(파장 365 nm), KrF 엑시머 레이저(파장 248 nm), ArF 엑시머 레이저(파장 193 nm) 등의 단파장을 가지는 광 뿐만 아니라, EUV(Extreme UltraViolet; 파장 13.5 nm), E-Beam(전자빔)등의 고에너지 파장을 가지는 광 등을 들 수 있다. For example, examples of light usable in the exposure process include not only light having a short wavelength such as i-line (wavelength 365 nm), KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), etc. , EUV (Extreme Ultraviolet; wavelength 13.5 nm), light having a high energy wavelength such as E-Beam (electron beam), and the like.

보다 구체적으로, 일 구현예에 따른 노광용 광은 5 nm 내지 150 nm 파장 범위를 가지는 단파장 광일 수 있으며, EUV(Extreme UltraViolet; 파장 13.5 nm), E-Beam(전자빔)등의 고에너지 파장을 가지는 광일 수 있다. More specifically, light for exposure according to an embodiment may be short-wavelength light having a wavelength range of 5 nm to 150 nm, and light having a high-energy wavelength such as EUV (Extreme Ultraviolet; wavelength 13.5 nm) or E-Beam (electron beam). can

포토레지스트 막(106) 중 노광된 영역(106b)은 유기금속 화합물간의 축합 등 가교 반응에 의해 중합체를 형성함에 따라 포토레지스트 막(106)의 미노광된 영역(106a)과 서로 다른 용해도를 갖게 된다. The exposed region 106b of the photoresist film 106 has a different solubility from the unexposed region 106a of the photoresist film 106 as a polymer is formed by a crosslinking reaction such as condensation between organometallic compounds. .

이어서, 상기 기판(100)에 제2 베이킹 공정을 수행한다. 상기 제2 베이킹 공정은 약 90 ℃ 내지 약 200 ℃의 온도에서 수행할 수 있다. 상기 제2 베이킹 공정을 수행함으로 인해, 상기 포토레지스트 막(106)의 노광된 영역(106b)은 현상액에 용해가 어려운 상태가 된다. Subsequently, a second baking process is performed on the substrate 100 . The second baking process may be performed at a temperature of about 90 °C to about 200 °C. Due to the second baking process, the exposed area 106b of the photoresist layer 106 becomes difficult to dissolve in a developing solution.

도 4에는, 현상액을 이용하여 상기 미노광된 영역에 해당하는 포토레지스트 막(106a)을 용해시켜 제거함으로써 형성된 포토레지스트 패턴(108)이 도시되어 있다. 구체적으로, 2-햅타논(2-heptanone) 등의 유기 용매를 사용하여 상기 미노광된 영역에 해당하는 포토레지스트 막(106a)을 용해시킨 후 제거함으로써 상기 네가티브 톤 이미지에 해당하는 포토레지스트 패턴(108)이 완성된다. 4 shows a photoresist pattern 108 formed by dissolving and removing the photoresist film 106a corresponding to the unexposed area using a developing solution. Specifically, the photoresist pattern corresponding to the negative tone image ( 108) is completed.

앞서 설명한 것과 같이, 일 구현예에 따른 패턴 형성 방법에서 사용되는 현상액은 유기 용매 일 수 있다. 일 구현예에 따른 패턴 형성 방법에서 사용되는 유기 용매의 일 예로, 메틸에틸케톤, 아세톤, 사이클로헥사논, 2-햅타논 등의 케톤 류, 4-메틸-2-프로판올, 1-부탄올, 이소프로판올, 1-프로판올, 메탄올 등의 알코올 류, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸 아세테이트, 에틸 락테이트, n-부틸 아세테이트, 부티로락톤 등의 에스테르 류, 벤젠, 자일렌, 톨루엔 등의 방향족 화합물, 또는 이들의 조합을 들 수 있다.As described above, the developer used in the pattern formation method according to an embodiment may be an organic solvent. Examples of the organic solvent used in the pattern formation method according to the embodiment include ketones such as methyl ethyl ketone, acetone, cyclohexanone, and 2-heptanone, 4-methyl-2-propanol, 1-butanol, isopropanol, Alcohols such as 1-propanol and methanol, esters such as propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl acetate, ethyl lactate, n-butyl acetate and butyrolactone, aromatic compounds such as benzene, xylene and toluene, or these A combination of

다만, 일 구현예에 따른 포토레지스트 패턴이 반드시 네가티브 톤 이미지로 형성되는 것에 제한되는 것은 아니며, 포지티브 톤 이미지를 갖도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 포지티브 톤 이미지 형성을 위해 사용될 수 있는 현상제로는 테트라에틸암모늄 하이드록사이드, 테트라프로필암모늄 하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 하이드록사이드 또는 이들의 조합과 같은 제4 암모늄 하이드록사이드 조성물 등을 들 수 있다.However, the photoresist pattern according to one embodiment is not necessarily limited to being formed as a negative tone image, and may be formed to have a positive tone image. In this case, as a developer that can be used for forming a positive tone image, a quaternary ammonium hydroxide composition such as tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide or a combination thereof, and the like can be heard

앞서 설명한 것과 같이, i-line(파장 365 nm), KrF 엑시머 레이저(파장 248 nm), ArF 엑시머 레이저(파장 193 nm) 등의 파장을 가지는 광 뿐만 아니라, EUV(Extreme UltraViolet; 파장 13.5 nm), E-Beam(전자빔)등의 고에너지를 가지는 광 등에 의해 노광되어 형성된 포토레지스트 패턴(108)은 5 nm 내지 100 nm 두께의 폭을 가질 수 있다. 일 예로, 상기 포토레지스트 패턴(108)은, 5 nm 내지 90 nm, 5 nm 내지 80 nm, 5 nm 내지 70 nm, 5 nm 내지 60 nm, 10 nm 내지 50 nm, 10 nm 내지 40 nm, 10 nm 내지 30 nm, 10 nm 내지 20 nm 두께의 폭으로 형성될 수 있다.As described above, as well as light having wavelengths such as i-line (wavelength 365 nm), KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), The photoresist pattern 108 formed by exposure to light having high energy, such as an E-beam (electron beam), may have a width of 5 nm to 100 nm. For example, the photoresist pattern 108 has a thickness of 5 nm to 90 nm, 5 nm to 80 nm, 5 nm to 70 nm, 5 nm to 60 nm, 10 nm to 50 nm, 10 nm to 40 nm, and 10 nm. to 30 nm, 10 nm to 20 nm in thickness.

한편, 상기 포토레지스트 패턴(108)은 약 50 nm 이하, 예를 들어 40 nm 이하, 예를 들어 30 nm 이하, 예를 들어 25 nm 이하의 반피치(half-pitch) 및, 약 10 nm 이하, 약 5 nm 이하의 선폭 거칠기를 갖는 피치를 가질 수 있다.On the other hand, the photoresist pattern 108 has a half-pitch of about 50 nm or less, for example 40 nm or less, for example 30 nm or less, for example 25 nm or less, and about 10 nm or less, It may have a pitch having a line width roughness of about 5 nm or less.

이어서, 상기 포토레지스트 패턴(108)을 식각 마스크로 하여 상기 레지스트 하층막(104)을 식각한다. 상기와 같은 식각 공정으로 유기막 패턴(112)이 형성된다. 형성된 상기 유기막 패턴(112) 역시 포토레지스트 패턴(108)에 대응되는 폭을 가질 수 있다. Subsequently, the resist underlayer 104 is etched using the photoresist pattern 108 as an etching mask. The organic layer pattern 112 is formed through the above etching process. The formed organic layer pattern 112 may also have a width corresponding to that of the photoresist pattern 108 .

도 5를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(108)을 식각 마스크로 적용하여 노출된 박막(102)을 식각한다. 그 결과 상기 박막은 박막 패턴(114)으로 형성된다. Referring to FIG. 5 , the exposed thin film 102 is etched by applying the photoresist pattern 108 as an etching mask. As a result, the thin film is formed into a thin film pattern 114 .

상기 박막(102)의 식각은 예컨대 식각 가스를 사용한 건식 식각으로 수행할 수 있으며, 식각 가스는 예컨대 CHF3, CF4, Cl2, BCl3 및 이들의 혼합 가스를 사용할 수 있다.Etching of the thin film 102 may be performed by, for example, 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.

앞서 수행된 노광 공정에서, EUV 광원을 사용하여 수행된 노광 공정에 의해 형성된 포토레지스트 패턴(108)을 이용하여 형성된 박막 패턴(114)은 상기 포토레지스트 패턴(108)에 대응되는 폭을 가질 수 있다. 일 예로, 상기 포토 레지스트패턴(108)과 동일하게 5 nm 내지 100 nm의 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, EUV 광원을 사용하여 수행된 노광 공정에 의해 형성된 박막 패턴(114)은 상기 포토레지스트 패턴(108)과 마찬가지로 5 nm 내지 90 nm, 5 nm 내지 80 nm, 5 nm 내지 70 nm, 5 nm 내지 60 nm, 10 nm 내지 50 nm, 10 nm 내지 40 nm, 10 nm 내지 30 nm, 10 nm 내지 20 nm의 폭을 가질 수 있으며, 보다 구체적으로 20 nm 이하의 폭으로 형성될 수 있다.In the previously performed exposure process, the thin film pattern 114 formed using the photoresist pattern 108 formed by the exposure process performed using the EUV light source may have a width corresponding to the photoresist pattern 108. . For example, it may have the same width as the photoresist pattern 108 of 5 nm to 100 nm. For example, the thin film pattern 114 formed by an exposure process performed using an EUV light source has a thickness of 5 nm to 90 nm, 5 nm to 80 nm, 5 nm to 70 nm, 5 nm, like the photoresist pattern 108. It may have a width of nm to 60 nm, 10 nm to 50 nm, 10 nm to 40 nm, 10 nm to 30 nm, or 10 nm to 20 nm, and more specifically, may be formed with a width of 20 nm or less.

이하, 상술한 반도체 포토레지스트용 조성물의 제조에 관한 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 그러나 하기 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples related to the preparation of the above-described composition for semiconductor photoresist. However, the technical features of the present invention are not limited by the following examples.

실시예Example

합성예 1Synthesis Example 1

500 mL 둥근 바닥 플라스크에 마그네슘(Mg) 3.7 g을 넣고 진공 건조 후 요오드(I2)을 넣고 테트라하이드로퓨란(THF) 120 ml를 첨가해 준다. 1,4-bis(bromomethyl)benzene 8.76 g과 tributyltin chloride 20 g을 120 ml THF에 희석하여 천천히 상기 둥근 바닥 플라스크에 첨가 및 교반한다. 이후 NH4Cl용액과 NaCl용액으로 씻어 준 후 건조 시킨 다음 톨루엔에 녹여 준 후 SnCl4 4.3 g(16.7 mmol)을 천천히 첨가 후 2시간 동안 교반하여 준다. 용매 제거 후 아세토나이트릴(Acetonitrile)과 펜텐(pentene)을 이용하여 추출을 진행 후 아세토나이트릴 층을 모아 용매를 증발시킨 후 다시 디클로로메탄에 첨가하여 교반하면서 트리에틸아민 1.625 g을 천천히 첨가해 준다. 이후, 아세트산을 저온에서 첨가하여 1시간 교반하여 준다. 이후 필터로 고체 제거 후, 농축을 통해 하기 화학식 7로 표시되는 화합물을 얻는다.3.7 g of magnesium (Mg) was put in a 500 mL round bottom flask, and after vacuum drying, iodine (I 2 ) was added and 120 ml of tetrahydrofuran (THF) was added. 8.76 g of 1,4-bis(bromomethyl)benzene and 20 g of tributyltin chloride were diluted in 120 ml THF and slowly added to the round bottom flask and stirred. Then, it was washed with NH 4 Cl solution and NaCl solution, dried, dissolved in toluene, and then slowly added with 4.3 g (16.7 mmol) of SnCl 4 and stirred for 2 hours. After removing the solvent, proceed with extraction using acetonitrile and pentene, collect the acetonitrile layer, evaporate the solvent, add it to dichloromethane again, and slowly add 1.625 g of triethylamine while stirring. . Thereafter, acetic acid was added at low temperature and stirred for 1 hour. Then, after removing solids with a filter, a compound represented by the following formula (7) is obtained through concentration.

[화학식 7][Formula 7]

합성예 2Synthesis Example 2

합성예 1에서 아세트산 대신 프로피온산을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 하기 화학식 8로 표시되는 화합물을 얻는다.Except for using propionic acid instead of acetic acid in Synthesis Example 1, it was synthesized in the same manner to obtain a compound represented by Formula 8 below.

[화학식 8][Formula 8]

합성예 3Synthesis Example 3

합성예 1에서 아세트산 대신 포름산을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 얻는다.Except for using formic acid instead of acetic acid in Synthesis Example 1, it was synthesized in the same manner to obtain a compound represented by Formula 9 below.

[화학식 9][Formula 9]

합성예 4Synthesis Example 4

합성예 1에서 아세트산 대신 뷰티릭산(Butyric acid)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 하기 화학식 10으로 표시되는 화합물을 얻는다.Except for using butyric acid instead of acetic acid in Synthesis Example 1, it was synthesized in the same manner to obtain a compound represented by Formula 10 below.

[화학식 10][Formula 10]

합성예 5Synthesis Example 5

합성예 1에서 1,4-bis(bromomethyl)benzene 대신 1,2-bis(bromomethyl)benzene을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 하기 화학식 11로 표시되는 화합물을 얻는다.In Synthesis Example 1, except for using 1,2-bis(bromomethyl)benzene instead of 1,4-bis(bromomethyl)benzene, it was synthesized in the same manner to obtain a compound represented by Formula 11 below.

[화학식 11][Formula 11]

비교합성예 1Comparative Synthesis Example 1

100 mL의 둥근 바닥플라스크에 Benzyltin trichloride (5 g, 13.8 mmol)를 넣고 펜탄에 녹인 후, 디에틸아민(3.29 g, 45.5 mmol)을 펜탄에 희석하여 천천히 첨가한 후, 에탄올(3.4 g, 45.5 mmol)을 천천히 첨가하고 25 ℃에서 4시간 교반한다. 이후 고체는 필터에 여과하여 제거해 준 후, 용매를 건조하여 하기 화학식 12로 표시되는 화합물을 얻는다.After dissolving Benzyltin trichloride (5 g, 13.8 mmol) in pentane in a 100 mL round bottom flask, diethylamine (3.29 g, 45.5 mmol) diluted in pentane was slowly added, followed by ethanol (3.4 g, 45.5 mmol). ) was slowly added and stirred at 25 °C for 4 hours. Thereafter, the solid is removed by filtration through a filter, and then the solvent is dried to obtain a compound represented by Formula 12 below.

[화학식 12][Formula 12]

비교합성예 2Comparative Synthesis Example 2

비교합성예 1에서 Benzyltin trichloride 대신 Butyltin trichloride를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 하기 화학식 13으로 표시되는 화합물을 얻는다.In Comparative Synthesis Example 1, except that Butyltin trichloride was used instead of Benzyltin trichloride, it was synthesized in the same manner to obtain a compound represented by Formula 13 below.

[화학식 13][Formula 13]

비교합성예 3Comparative Synthesis Example 3

합성예 1에서 1,4-bis(bromomethyl)benzene 대신 1,4-dibromobutane을 사용 한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 합성하여 하기 화학식 14로 표시되는 화합물을 얻는다.In Synthesis Example 1, except that 1,4-dibromobutane was used instead of 1,4-bis(bromomethyl)benzene, it was synthesized in the same manner to obtain a compound represented by Formula 14 below.

[화학식 14][Formula 14]

실시예 1 내지 5Examples 1 to 5

합성예 1 내지 5에서 얻어진 화학식 7 내지 11의 화합물을 4-메틸-2-펜타놀(4-methyl-2-pentanol)에 2 wt%로 녹이고, 0.1 ㎛ PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌) 시린지 필터(syringe filter)로 여과하여 반도체 포토레지스트용 조성물을 제조한다. 네이티브-산화물 표면을 가지는 직경 4인치의 원형 실리콘 웨이퍼를 박막 증착용 기판으로 사용한다. 레지스트 박막의 증착 전에 웨이퍼를 UV 오존 클리닝 시스템에서 10분간 처리하고, 상기 레지스트 조성물을 웨이퍼 상에 1500 rpm 상태로 30초간 스핀코팅하고, 100 ℃ 에서 120초간 소성하여 박막을 형성한다. 이후 편광계측법(ellipsometry)을 통해 코팅 및 소성 후의 필름의 두께를 측정한 결과 약 20 nm 이었다.The compounds of Formulas 7 to 11 obtained in Synthesis Examples 1 to 5 were dissolved in 2 wt% of 4-methyl-2-pentanol, and a 0.1 μm PTFE (polytetrafluoroethylene) syringe filter (syringe filter) to prepare a composition for semiconductor photoresist. A circular silicon wafer with a diameter of 4 inches having a native-oxide surface is used as a substrate for thin film deposition. Before depositing the resist thin film, the wafer is treated in a UV ozone cleaning system for 10 minutes, the resist composition is spin-coated on the wafer at 1500 rpm for 30 seconds, and fired at 100° C. for 120 seconds to form a thin film. Thereafter, the thickness of the film after coating and firing was measured through ellipsometry and was about 20 nm.

비교예 1 내지 비교예 3Comparative Examples 1 to 3

비교합성예 1 내지 3에서 합성된 화학식 12 내지 화학식 14의 화합물을 4-메틸-2-펜타놀(4-methyl-2-pentanol)에 2 wt%의 농도로 녹인 후, 0.1 ㎛ PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌) 시린지 필터(syringe filter)로 여과하여 반도체 포토레지스트용 조성물을 제조한다.After dissolving the compounds of Formulas 12 to 14 synthesized in Comparative Synthesis Examples 1 to 3 in 4-methyl-2-pentanol at a concentration of 2 wt%, 0.1 μm PTFE (polytetra fluoroethylene) to prepare a composition for semiconductor photoresist by filtering with a syringe filter.

이후, 제조된 비교예에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물에 대하여 전술한 실시예와 동일한 과정을 거쳐 기판 위에 박막을 형성하였다. Thereafter, a thin film was formed on the substrate through the same process as in the above-described embodiment with respect to the composition for semiconductor photoresist according to the prepared comparative example.

코팅 및 베이킹 후 필름의 두께는 편광계측법(ellipsometry)을 통해 측정하였으며, 측정된 두께는 약 15 nm였다.The thickness of the film after coating and baking was measured through ellipsometry, and the measured thickness was about 15 nm.

평가 1: 해상도Rating 1: Resolution

원형 실리콘 웨이퍼 상에 상기 코팅 방법에 의해 제조된 실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 필름을 에너지 및 포커스를 달리하여 12 내지 100 nm의 line/space 패턴을 형성하도록 극자외선에 노출시킨다. 노광 후 180 ℃에서 120초 간 소성하고, 이어서 2-헵타논(2-heptanone)이 담긴 페트리디쉬에 60초 간 담갔다가 꺼낸 후, 동일 용제로 10초 간 씻어준다. 최종적으로, 150 ℃에서 5분 간 소성한 후, SEM(scanning electron microscopy)에 의해 패턴 이미지를 얻는다. SEM 이미지로부터 확인된 최고 해상도를 하기 표 1에 표시한다.The films according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 prepared by the above coating method on a circular silicon wafer are polarized to form line/space patterns of 12 to 100 nm by varying energy and focus. expose to ultraviolet light. After exposure, it is fired at 180 ℃ for 120 seconds, then immersed in a petri dish containing 2-heptanone for 60 seconds, taken out, and washed with the same solvent for 10 seconds. Finally, after firing at 150 °C for 5 minutes, a pattern image is obtained by scanning electron microscopy (SEM). The highest resolution found from the SEM images is shown in Table 1 below.

평가 2: 감도Evaluation 2: Sensitivity

직경이 500 ㎛인 50개의 원형 패드 직선 어레이를 EUV 광(Lawrence Berkeley National Laboratory Micro Exposure Tool, MET)을 사용하여 실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 반도체 포토레지스트 조성물이 코팅된 웨이퍼에 투사한다. 패드 노출 시간을 조절하여 EUV 증가 선량이 각 패드에 적용되도록 한다. 이후 레지스트와 기재를 hotplate 상에서 160 ℃ 에서 120초 동안 노출 후 소성(post-exposure bake, PEB)한다. 이 과정을 거친 필름을 현상액(2-heptanone)에 각각 30초 동안 침지시킨 후, 동일한 현상제로 추가로 15초간 세정하여 네가티브 톤 이미지를 형성, 즉 비노출된 코팅 부분을 제거한다. 최종적으로 150 ℃, 2분 열판 소성을 수행하여 공정을 종결한다. 이후, 편광계측법(Ellipsometer)을 사용하여 노출된 패드의 잔류 레지스트 두께를 측정하였다. 각 노출양에 대해 남아있는 두께를 측정하여 노출양에 대한 함수로 그래프화 하여, 레지스트의 종류별로 Dg(현상이 완료되는 에너지 레벨)를 하기 2단계로 나누어 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.Semiconductor photoresist compositions according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared using EUV light (Lawrence Berkeley National Laboratory Micro Exposure Tool, MET) for a linear array of 50 circular pads having a diameter of 500 μm. projected onto the coated wafer. Adjust the pad exposure time so that an increased EUV dose is applied to each pad. Thereafter, the resist and the substrate are exposed and baked (post-exposure bake, PEB) on a hotplate at 160° C. for 120 seconds. After this process, the film is immersed in a developer (2-heptanone) for 30 seconds, and then washed with the same developer for an additional 15 seconds to form a negative tone image, that is, to remove an unexposed coating portion. Finally, the process is terminated by performing a hot plate firing at 150 ° C. for 2 minutes. Thereafter, the remaining resist thickness of the exposed pad was measured using an ellipsometer. The remaining thickness for each exposure amount was measured and graphed as a function of the exposure amount, and Dg (energy level at which development is completed) for each type of resist was evaluated by dividing into the following two steps and shown in Table 1 below.

[감도][Sensitivity]

- A: 16 mJ/cm2 미만- A: less than 16 mJ/cm 2

- B: 16 mJ/cm2 이상- B: 16 mJ/cm 2 or more

평가 3: 용해도, 보관안정성Evaluation 3: solubility, storage stability

실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물에 대하여, 하기와 같은 기준으로 조성물의 용해도 및 보관안정성을 평가하여, 하기 표 1에 함께 표시했다.With respect to the compositions for semiconductor photoresists according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, the solubility and storage stability of the compositions were evaluated according to the following criteria, and are shown in Table 1 below.

[용해도][Solubility]

합성예 1 내지 5의 화학식 7 내지 11 및 비교합성예 1 내지 비교합성예 3의 화학식 12 내지 화학식 14의 화합물을 자일렌(xylene)에 하기 중량으로 용해하였을 때를 기준으로 용해도 정도를 하기 3단계로 평가하였다.Formulas 7 to 11 of Synthesis Examples 1 to 5 and Formulas 12 to 14 of Comparative Synthesis Examples 1 to 3 were dissolved in xylene in the following weight, and the degree of solubility was measured in the following three steps. was evaluated.

○: 자일렌에 3 중량% 이상 용해됨○: 3% by weight or more dissolved in xylene

△: 자일렌에 1 중량% 이상 3 중량% 미만으로 용해됨△: dissolved in xylene at 1% by weight or more and less than 3% by weight

X: 자일렌에 1 중량% 미만으로 용해됨X: less than 1% by weight soluble in xylene

[보관안정성] [Storage stability]

상온(25 ℃) 조건에서 특정 기간 방치 시 침전이 발생되는 정도를 육안으로 관찰 후 보관 가능하다는 기준으로 설정하여, 하기 3단계로 평가하였다.The degree of precipitation generated when left for a specific period of time at room temperature (25 ° C.) was set as a criterion that it could be stored after visual observation, and evaluated in the following three steps.

○: 1 개월 이상 보관 가능○: Can be stored for 1 month or more

△: 1 주 내지 1 개월 미만 보관 가능△: Can be stored for 1 week to less than 1 month

X: 1 주 미만 보관 가능X: can be stored for less than 1 week

  해상도(nm)Resolution (nm) 감도Sensitivity 용해도solubility 보관안정성Storage stability 실시예 1Example 1 2020 AA 실시예 2Example 2 2020 AA 실시예 3Example 3 2020 AA 실시예 4Example 4 2020 AA 실시예 5Example 5 2020 AA 비교예 1Comparative Example 1 2424 BB 비교예 2Comparative Example 2 2424 BB 비교예 3Comparative Example 3 2424 AA XX

상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 5에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물을 이용한 포토레지스트 박막은 해상도, 감도, 용해도, 및 보관안정성 특성이 모두 우수하게 나타남을 확인할 수 있다. 반면, 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물은 자일렌 용매에 대한 용해도가 좋지 못하므로, 상기 조성물의 보관 안정성 평가와 이를 이용한 패턴 형성 평가가 사실상 어려움을 확인할 수 있다.앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.Referring to Table 1, it can be confirmed that the photoresist thin films using the compositions for semiconductor photoresists according to Examples 1 to 5 exhibit excellent resolution, sensitivity, solubility, and storage stability characteristics. On the other hand, since the compositions for semiconductor photoresists according to Comparative Examples 1 to 3 have poor solubility in xylene solvent, it is difficult to evaluate the storage stability of the composition and to evaluate pattern formation using the same. Although specific embodiments of the present invention have been described and shown, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is self-evident to you. Therefore, such modifications or variations should not be individually understood from the technical spirit or viewpoint of the present invention, and modified embodiments should fall within the scope of the claims of the present invention.

100: 기판 102: 박막
104: 레지스트 하층막 106: 포토레지스트 막
106b: 노광된 영역 106a: 미노광된 영역
108: 포토레지스트 패턴 112: 유기막 패턴
114: 박막 패턴
100: substrate 102: thin film
104: resist underlayer film 106: photoresist film
106b: exposed area 106a: unexposed area
108: photoresist pattern 112: organic film pattern
114: thin film pattern

Claims (14)

하기 화학식 1로 표현되는 유기금속 화합물 및
용매를 포함하는, 반도체 포토레지스트용 조성물:
[화학식 1]

상기 화학식 1 에서,
M1, M2는 각각 독립적으로 주석(Sn), 인듐(In), 또는 안티모니(Sb)이고,
R1 내지 R6는 각각 독립적으로 -ORa 또는 -OC(=O)Rb이고,
R1 내지 R6 중 적어도 하나는 -OC(=O)Rb이고,
Ra는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알카이닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 또는 이들의 조합이고,
Rb는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알카이닐이기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 이들의 조합이고,
L은 C6 내지 C20 아릴렌기를 포함하는 C7 내지 C40의 2가 연결기이다.
An organometallic compound represented by Formula 1 below, and
A composition for a semiconductor photoresist comprising a solvent:
[Formula 1]

In Formula 1,
M 1 and M 2 are each independently tin (Sn), indium (In), or antimony (Sb);
R 1 to R 6 are each independently -OR a or -OC(=O)R b ;
At least one of R 1 to R 6 is -OC(=O)R b ,
R a is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group A C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,
R b is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, substituted Or an unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof,
L is a C7 to C40 divalent linking group containing a C6 to C20 arylene group.
제1항에서,
상기 L은 하기 화학식 2로 표시되는 연결기인 반도체 포토레지스트용 조성물:
[화학식 2]

상기 화학식 2에서,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알키닐렌기, -O-, -C(=O)-, 또는 이들의 조합이고,
Ar은 C6 내지 C20 아릴렌기인 반도체 포토레지스트용 조성물.
In paragraph 1,
Wherein L is a linking group represented by Formula 2 below, a composition for a semiconductor photoresist:
[Formula 2]

In Formula 2,
L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynylene group, -O-, -C(=O)-, or a combination thereof;
A composition for a semiconductor photoresist wherein Ar is a C6 to C20 arylene group.
제2항에서,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알키닐렌기, -O-, -C(=O)-, 또는 이들의 조합이고,
Ar은 C6 내지 C10 아릴렌기인 반도체 포토레지스트용 조성물.
In paragraph 2,
L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynylene group, -O-, -C(=O)-, or a combination thereof,
A composition for a semiconductor photoresist wherein Ar is a C6 to C10 arylene group.
제2항에서,
L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기인 반도체 포토레지스트용 조성물.
In paragraph 2,
A composition for a semiconductor photoresist wherein L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group.
제1항에서,
Ra는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C8 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C8 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C8 알카이닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 또는 이들의 조합이고,
Rb는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C8 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C8 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C8 알카이닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 또는 이들의 조합인 반도체 포토레지스트용 조성물.
In paragraph 1,
R a is a substituted or unsubstituted C1 to C8 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C8 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkynyl group A C6 to C20 aryl group, or a combination thereof,
R b is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C8 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C8 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C8 alkynyl group, A composition for a semiconductor photoresist comprising an unsubstituted C6 to C20 aryl group, or a combination thereof.
제1항에서,
Ra는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 아이소프로필기, tert-부틸기, 2,2-디메틸프로필기, 사이클로프로필기, 사이클로부틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 에타이닐기, 프로파이닐기, 부타이닐기, 페닐기, 톨릴기, 크실렌기, 벤질기, 또는 이들의 조합이고,
Rb는 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 아이소프로필기, tert-부틸기, 2,2-디메틸프로필기, 사이클로프로필기, 사이클로부틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 에타이닐기, 프로파이닐기, 부타이닐기, 페닐기, 톨릴기, 크실렌기, 벤질기, 또는 이들의 조합인 반도체 포토레지스트용 조성물.
In paragraph 1,
R a is methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, tert-butyl group, 2,2-dimethylpropyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, ethenyl group, pro A phenyl group, a butenyl group, an ethynyl group, a propynyl group, a butynyl group, a phenyl group, a tolyl group, a xylene group, a benzyl group, or a combination thereof;
R b is hydrogen, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, tert-butyl group, 2,2-dimethylpropyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, ethenyl group , A propenyl group, a butenyl group, an ethynyl group, a propynyl group, a butynyl group, a phenyl group, a tolyl group, a xylene group, a benzyl group, or a combination thereof.
제1항에서,
M1과 M2는 각각 Sn인 반도체 포토레지스트용 조성물.
In paragraph 1,
A composition for a semiconductor photoresist wherein M 1 and M 2 are each Sn.
제1항에서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 4로 표시되는 화합물, 화학식 5로 표시되는 화합물, 화학식 6으로 표시되는 화합물, 또는 이들의 조합을 포함하는 반도체 포토레지스트용 조성물:
[화학식 4]

[화학식 5]

[화학식 6]

상기 화학식 4, 화학식 5, 및 화학식 6에서,
R14, R15, R17, R18, R20, 및 R23은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알카이닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 또는 이들의 조합이고,
R13, R16, R19, R21, R22, 및 R24 내지 R29는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알카이닐이기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 이들의 조합이다.
In paragraph 1,
The compound represented by Formula 1 is a composition for a semiconductor photoresist comprising a compound represented by Formula 4, a compound represented by Formula 5, a compound represented by Formula 6, or a combination thereof:
[Formula 4]

[Formula 5]

[Formula 6]

In Formula 4, Formula 5, and Formula 6,
R 14 , R 15 , R 17 , R 18 , R 20 , and R 23 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkyl group. A C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof;
R 13 , R 16 , R 19 , R 21 , R 22 , and R 24 to R 29 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or An unsubstituted C2 to C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 alkynyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, or a combination thereof.
제1항에서,
반도체 포토레지스트용 조성물 100 중량%를 기준으로, 상기 화학식 1로 표현되는 유기금속 화합물 1 내지 30 중량%를 포함하는 반도체 포토레지스트용 조성물.
In paragraph 1,
A composition for a semiconductor photoresist comprising 1 to 30% by weight of an organometallic compound represented by Chemical Formula 1, based on 100% by weight of the composition for a semiconductor photoresist.
제1항에서,
상기 조성물은 계면활성제, 가교제, 레벨링제, 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함하는 반도체 포토레지스트용 조성물.
In paragraph 1,
The composition for a semiconductor photoresist further comprises an additive of a surfactant, a crosslinking agent, a leveling agent, or a combination thereof.
기판 위에 식각 대상 막을 형성하는 단계;
상기 식각 대상 막 위에 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 반도체 포토레지스트용 조성물을 적용하여 포토레지스트 막을 형성하는 단계;
상기 포토레지스트 막을 패터닝하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 식각 대상막을 식각하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법.
forming a film to be etched on the substrate;
forming a photoresist layer by applying the composition for a semiconductor photoresist according to any one of claims 1 to 10 on the layer to be etched;
patterning the photoresist layer to form a photoresist pattern; and
and etching the etch target layer using the photoresist pattern as an etch mask.
제11항에서,
상기 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는 5 nm 내지 150 nm 파장의 광을 사용하는 패턴 형성 방법.
In paragraph 11,
Forming the photoresist pattern is a pattern forming method using light having a wavelength of 5 nm to 150 nm.
제11항에서,
상기 기판과 상기 포토레지스트 막 사이에 형성되는 레지스트 하층막을 제공하는 단계를 더 포함하는 패턴 형성 방법.
In paragraph 11,
The pattern forming method further comprises providing a resist underlayer film formed between the substrate and the photoresist film.
제11항에서,
상기 포토레지스트 패턴은 5 nm 내지 100 nm의 폭을 가지는 패턴 형성 방법.
In paragraph 11,
The photoresist pattern is a pattern forming method having a width of 5 nm to 100 nm.
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