KR102612431B1 - Pattern forming material for semiconductor device manufacturing - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1과 같은 스타이렌-비닐포스포닉 애시드 공중합체 화합물로부터 유도된 반복단위를 포함하는 감광성 고분자 및 레지스트 조성물에 관한 것이다.
[화학식 1]
The present invention relates to a photosensitive polymer and resist composition containing a repeating unit derived from a styrene-vinylphosphonic acid copolymer compound as shown in the following formula (1).
[Formula 1]

Description

반도체 소자 제조를 위한 패턴 형성재료{Pattern forming material for semiconductor device manufacturing}Pattern forming material for semiconductor device manufacturing}

본 발명은 반도체 소자 제조를 위한 패턴 형성재료에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패턴 형성 시 하부 막질에 대한 우수한 접착 특성 및 드라이 에칭 내성이 우수한 감광성 고분자, 및 상기 감광성 고분자를 포함하는 레지스트 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a pattern forming material for manufacturing semiconductor devices, and more specifically, to a photosensitive polymer having excellent adhesion properties to the underlying film and dry etching resistance during pattern formation, and a resist composition containing the photosensitive polymer. .

반도체 제조 공정이 복잡해지고 반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 미세한 패턴 형성이 요구된다. 레지스트 재료에 있어서도 기존의 KrF 엑시머 레이저(248nm)를 이용한 레지스트 재료에서 보다 단파장을 사용하는 ArF 엑시머 레이저(193nm)를 이용한 레지스트 재료가 사용되게 되었다.As semiconductor manufacturing processes become more complex and the degree of integration of semiconductor devices increases, fine pattern formation is required. As for resist materials, resist materials using ArF excimer lasers (193 nm), which use shorter wavelengths, have come to be used rather than resist materials using existing KrF excimer lasers (248 nm).

그러나, 반도체 소자의 용량이 16기가(giga) 비트급 이상인 소자에 있어서, 디자인 룰이 70nm 이하인 패턴 사이즈가 요구됨에 따라서, 레지스트 필름의 두께가 점점 작아지게 되고 하부 막질을 에칭하는 공정에 있어서 공정마진이 줄어들게 되면서 ArF 엑시머 레이저를 이용한 레지스트 재료를 사용하는 데에 있어서도 점점 한계가 대두되고 있는 실정이다. However, in semiconductor devices with a capacity of 16 gigabit or more, as the design rule requires a pattern size of 70 nm or less, the thickness of the resist film becomes increasingly smaller and the process margin in the process of etching the lower film material increases. As this decreases, limitations are increasingly emerging in the use of resist materials using ArF excimer lasers.

이와 같은 ArF 엑시머 레이저를 이용한 리소그래피에 사용되는 레지스트 재료는 기존의 레지스트 재료에 비해 상용화하기에는 많은 문제점들이 있다. 가장 대표적인 문제점으로서 감광성 수지의 건식 식각에 대한 내성을 들 수 있다.Resist materials used in lithography using ArF excimer lasers have many problems compared to existing resist materials for commercialization. The most representative problem is the resistance of photosensitive resin to dry etching.

지금까지 알려진 종래의 ArF 레지스트로서 아크릴계 또는 메타크릴계 폴리머들이 주로 사용되어 왔다. 그 중에서, 폴리(메타크릴레이트) 계통의 고분자 재료들이 가장 보편적으로 사용되었다. 이러한 폴리머들의 심각한 문제는 건식 식각에 대한 내성이 매우 나쁘다는 것이다. 즉, 이들 재료는 반도체 소자 제조공정 중 플라즈마 가스를 이용한 건식 식각 공정에서 선택비가 너무 낮아 식각 공정을 진행하는 데 어려움이 있다.As conventional ArF resists known so far, acrylic or methacrylic polymers have been mainly used. Among them, poly(methacrylate)-based polymer materials were most commonly used. A serious problem with these polymers is that their resistance to dry etching is very poor. In other words, the selectivity of these materials is too low in the dry etching process using plasma gas during the semiconductor device manufacturing process, making it difficult to proceed with the etching process.

그에 따라, 건식 식각에 대한 내성을 증가시키기 위하여 건식 식각에 강한 내성을 갖는 물질인 지환식 화합물(alicyclic compound), 예를 들면 이소보르닐기(isobornyl group), 아다만틸기(adamantyl group), 트리시클로데카닐기(tricyclodecanyl group) 등을 폴리머의 치환기로 도입하는 방법을 사용하고 있었다. 그러나, 이들은 레지스트 재료의 특성을 만족시키기 위한 감광성 수지의 요구 조건인 현상액에 대한 용해도 및 하부 막질에 대한 접착 특성을 만족시키기 위해 고분자 형태가 주로 삼중 공중합체(terpolymer) 이상의 구조를 가지게 됨으로써 이들 중에서 지환식 기가 차지하는 부분이 적기 때문에 여전히 건식 식각에 대한 내성이 약하게 된다. 또한, 지환식 화합물은 소수성(hydrophobic)이므로, 상기와 같은 삼중 공중합체 구조에 지환식 화합물이 많이 포함되어 있으면 레지스트 막의 하부 막질에 대한 접착 특성이 나빠진다.Accordingly, in order to increase the resistance to dry etching, alicyclic compounds, which are materials with strong resistance to dry etching, such as isobornyl group, adamantyl group, and tricyclo A method of introducing a decanyl group (tricyclodecanyl group) as a substituent to the polymer was used. However, in order to satisfy the photosensitive resin requirements for satisfying the characteristics of the resist material, solubility in the developer and adhesion to the underlying film, the polymer form mainly has a structure higher than a triple copolymer (terpolymer), and among them, alicyclic Since the tableware occupies a small portion, the resistance to dry etching is still weak. Additionally, since alicyclic compounds are hydrophobic, if the triple copolymer structure as above contains a large amount of alicyclic compounds, the adhesion characteristics to the underlying layer of the resist film deteriorate.

다른 종래기술에 따른 폴리머로서 COMA(cycloolefin-maleic anhydride) 교호 중합체가 제안되었다. COMA 형태의 공중합체의 제조에 있어서는, 원료(raw material)의 제조 단가는 저렴한 데 반하여 폴리머 제조시 합성 수율 및 해상도 측면에서 여전히 부족한 문제가 있다.As another conventional polymer, COMA (cycloolefin-maleic anhydride) alternating polymer has been proposed. In the production of COMA-type copolymers, the manufacturing cost of raw materials is low, but there are still problems in terms of synthesis yield and resolution during polymer production.

그리고, 상기 구조로 합성된 폴리머들은 매우 소수성이 강한 지환식 기를 백본으로 가지고 있으므로 막질에 대한 접착 특성이 나쁘다. 또한, 무엇보다 상기 COMA 타입의 감광성 수지의 경우에는 레지스트 조성물의 보관 안정성 문제를 단점으로 가지고 있다.In addition, polymers synthesized with the above structure have a very hydrophobic alicyclic group as a backbone, and therefore have poor adhesion properties to membrane materials. In addition, above all, the COMA type photosensitive resin has a disadvantage in that it has a storage stability problem of the resist composition.

KR 10-2013-0004905KR 10-2013-0004905

본 발명은 제조 단가가 저렴하면서 건식 식각에 대한 내성 및 하부 막질에 대한 접착 특성이 우수한 스타이렌-비닐 포스포닉 애시드 공중합체 화합물을 이용한 감광성 고분자를 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a photosensitive polymer using a styrene-vinyl phosphonic acid copolymer compound that is inexpensive to manufacture and has excellent dry etching resistance and adhesion properties to the underlying film.

본 발명은 또한 상기 감광성 고분자를 이용하여 248nm, 193nm 영역 및 EUV(13.5nm)와 같은 극단파장 영역의 광원을 이용하는 리소그래피 공정에서도 우수한 리소그래피 퍼포먼스를 제공할 수 있는 레지스트 조성물을 제공하고자 한다. The present invention also seeks to provide a resist composition that can provide excellent lithography performance even in lithography processes using light sources in extreme wavelength regions such as 248 nm, 193 nm, and EUV (13.5 nm) using the photosensitive polymer.

또한, 본 발명은 상기의 감광성 고분자 및 레지스트 조성물을 반도체 소자 제조를 위한 패턴 형성을 위한 재료로 제공하고자 한다. In addition, the present invention seeks to provide the photosensitive polymer and resist composition as a material for forming patterns for manufacturing semiconductor devices.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other technical problems will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예에 따르면 스타이렌-비닐 포스포닉 애시드 공중합체로부터 유도된 반복단위를 포함하는 감광성 고분자를 제공한다.In order to achieve the above object, according to one embodiment of the present invention, a photosensitive polymer containing a repeating unit derived from a styrene-vinyl phosphonic acid copolymer is provided.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면 상기 감광성 고분자를 포함하는 레지스트 조성물을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, a resist composition containing the photosensitive polymer is provided.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면 상기의 감광성 고분자 및 레지스트 조성물을 포함하는 반도체 소자 제조를 위한 패턴 형성 재료를 제공한다. According to another embodiment of the present invention, a pattern forming material for manufacturing a semiconductor device including the photosensitive polymer and resist composition is provided.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments of the present invention are included in the detailed description below.

본 발명에 따른 스타이렌-비닐 포스포닉 애시드 공중합체를 이용하여 막질에 대한 접착 특성 및 드라이 에칭 내성이 우수한 감광성 고분자 및 화학증폭형 레지스트 조성물을 쉽게 제조할 수가 있다. Using the styrene-vinyl phosphonic acid copolymer according to the present invention, photosensitive polymer and chemically amplified resist compositions with excellent adhesion properties to film materials and dry etching resistance can be easily manufactured.

그러므로, 본 발명에 따른 감광성 폴리머로부터 얻어지는 레지스트 조성물은 기존의 KrF 및 ArF용 레지스트 재료들에 비해 건식 식각 특성이 매우 우수하여 향후 차세대 반도체 소자를 제조하는 데 있어서 매우 유용하게 사용될 수 있다.Therefore, the resist composition obtained from the photosensitive polymer according to the present invention has very excellent dry etching properties compared to existing resist materials for KrF and ArF, and can be very useful in manufacturing next-generation semiconductor devices in the future.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "알킬"은 C1 내지 C20의 알킬기를, 보다 바람직하게는 C1 내지 C12의 알킬기를 의미하며, "저급 알킬"이란 C1 내지 C4의 알킬기를 의미하며, "알콕시"란 C1 내지 C20의 알콕시기를, 보다 바람직하게는 C1 내지 C12의 알콕시기를 의미하며, "알킬렌"은 C1 내지 C20의 알킬렌기을, 보다 바람직하게는 C1 내지 C12의 알킬렌기를 의미하며, "아릴"은 C6 내지 C20의 아릴기를, 보다 바람직하게는 C6 내지 C12의 아릴기를 의미하며, "시클로알킬"이란 C3 내지 C14의 시클로알킬기를 의미한다.Unless otherwise specified herein, “alkyl” refers to a C1 to C20 alkyl group, more preferably a C1 to C12 alkyl group, “lower alkyl” refers to a C1 to C4 alkyl group, and “alkoxy” refers to a C1 to C4 alkyl group. “Alkylene” refers to a C1 to C20 alkoxy group, more preferably a C1 to C12 alkoxy group, “alkylene” refers to a C1 to C20 alkylene group, more preferably a C1 to C12 alkylene group, and “aryl” refers to a C1 to C20 alkylene group. " means a C6 to C20 aryl group, more preferably a C6 to C12 aryl group, and "cycloalkyl" refers to a C3 to C14 cycloalkyl group.

본 발명의 일 구현예에 따른 스타이렌-비닐 포스포닉 애시드 공중합체는 하기 화학식 1의 구조를 갖는다.The styrene-vinyl phosphonic acid copolymer according to one embodiment of the present invention has the structure of Formula 1 below.

[화학식 1] [Formula 1]

상기 식에서, R1, R2는 수소, 히드록시, 알콕시, 할로겐, 니트릴, C1~C20의 알킬기 또는 C4~C20의 시클로알킬기이다. R1, R2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 바람직하게는 수소, 히드록시기, 불소, 메틸기, 메톡시 등을 들 수 있다.In the above formula, R1 and R2 are hydrogen, hydroxy, alkoxy, halogen, nitrile, a C1~C20 alkyl group, or a C4~C20 cycloalkyl group. R1 and R2 may be the same or different from each other, and preferably include hydrogen, hydroxy group, fluorine, methyl group, methoxy, etc.

상기 스타이렌-비닐 포스포닉 애시드 공중합체 화합물은 여러 가지 기능성 치환기를 가지는 (메타)아크릴계 모노머와의 라디칼 중합에 의해 쉽게 감광성 공중합체를 합성할 수가 있다. The styrene-vinyl phosphonic acid copolymer compound can be easily synthesized into a photosensitive copolymer by radical polymerization with (meth)acrylic monomers having various functional substituents.

상기와 같은 방법으로 제조된 감광성 공중합체들은 드라이 에칭에 대한 식각 내성을 가지는 동시에 하부 막질에 대한 접착 특성이 우수하며 레지스트 패턴 형성에 매우 유리한 장점을 가지게 된다. 그 결과 기존의 KrF 또는 ArF 레지스트 재료가 가지는 건식 식각 내성에 대한 단점을 극복하여 보다 높은 해상력을 요구하는 반도체 디바이스에서도 충분한 식각 마스크 역할을 할 수가 있다.Photosensitive copolymers prepared by the above method have etching resistance to dry etching, have excellent adhesion characteristics to the underlying film, and are very advantageous in forming resist patterns. As a result, it can overcome the shortcomings of existing KrF or ArF resist materials in terms of dry etching resistance and serve as a sufficient etch mask even in semiconductor devices that require higher resolution.

상기 감광성 고분자는 스타이렌-비닐포스포닉 애시드 공중합체로 이루어지는 반복단위와 함께 하기 화학식 2 및 3의 화합물로부터 유도된 반복단위를 더 포함하여 이루어진다.The photosensitive polymer further includes a repeating unit made of a styrene-vinylphosphonic acid copolymer and a repeating unit derived from the compounds of formulas 2 and 3 below.

[화학식 2] [화학식 3][Formula 2] [Formula 3]

상기 식에서, R3 및 R5는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,In the above formula, R3 and R5 are each independently hydrogen or a methyl group,

R4는 산 촉매 존재하에서 분해가 일어나는 C4 내지 C20의 산 분해성기(acid-labile group) 또는 락톤(lactone) 유도체이다.R4 is a C4 to C20 acid-labile group or a lactone derivative that decomposes in the presence of an acid catalyst.

상기 산 분해성기로는 바람직하게는 노르보닐, 이소보닐, 시클로데카닐, 아다만틸, 저급 알킬기로 치환된 노르보닐, 저급 알킬기로 치환된 이소보닐, 저급 알킬기로 치환된 시클로데카닐, 저급 알킬기로 치환된 아다만틸, 알콕시카르보닐, 알콕시카르보닐알킬, 아밀옥시카르보닐, 아밀옥시카르보닐알킬, 2-테트라히드로피라닐옥시카르보닐알킬, 2-테트라히드로푸라닐옥시카르보닐알킬, 3급 알킬기, 및 아세탈기로 이루어진 군에서 선택되며, 보다 바람직하게는 2-메틸-2-노르보닐, 2-에틸-2-노르보닐, 2-메틸-2-이소보닐, 2-에틸-2-이소보닐, 8-메틸-8-트리시클로데카닐, 8-에틸-8-트리시클로데카닐, 2-메틸-2-아다만틸, 2-에틸-2-아다만틸, 2-프로필-2-아다만틸, t-부톡시카르보닐, t-부톡시카르보닐메틸, t-아밀옥시카르보닐, t-아밀옥시카르보닐메틸, 1-에톡시에톡시카르보닐메틸, 2-테트라히드로피라닐옥시카르보닐알킬, 2-테트라히드로푸라닐옥시카르보닐알킬, t-부틸기, 트리에틸카르빌기, 1-메틸 시클로헥실기, 1-에틸시클로펜틸기, t-아밀기 및 아세탈기로 이루어진 군에서 선택되는 것을 들 수 있다.The acid-decomposable group is preferably norbornyl, isobornyl, cyclodecanyl, adamantyl, norbornyl substituted with a lower alkyl group, isobornyl substituted with a lower alkyl group, cyclodecanyl substituted with a lower alkyl group, Substituted adamantyl, alkoxycarbonyl, alkoxycarbonylalkyl, amyloxycarbonyl, amyloxycarbonylalkyl, 2-tetrahydropyranyloxycarbonylalkyl, 2-tetrahydrofuranyloxycarbonylalkyl, tertiary It is selected from the group consisting of an alkyl group and an acetal group, more preferably 2-methyl-2-norbornyl, 2-ethyl-2-norbornyl, 2-methyl-2-isobornyl, and 2-ethyl-2-isobornyl. , 8-methyl-8-tricyclodecanyl, 8-ethyl-8-tricyclodecanyl, 2-methyl-2-adamantyl, 2-ethyl-2-adamantyl, 2-propyl-2-ah Damantyl, t-butoxycarbonyl, t-butoxycarbonylmethyl, t-amyloxycarbonyl, t-amyloxycarbonylmethyl, 1-ethoxyethoxycarbonylmethyl, 2-tetrahydropyranyloxy Selected from the group consisting of carbonylalkyl, 2-tetrahydrofuranyloxycarbonylalkyl, t-butyl group, triethylcarbyl group, 1-methyl cyclohexyl group, 1-ethylcyclopentyl group, t-amyl group, and acetal group. You can hear what happens.

또한, 상기 락톤(lactone) 유도체로는 락톤(lactone) 유도체기로, 바람직하게는 하기 화학식 4 및 5의 구조를 갖는 치환기를 들 수 있다.In addition, the lactone derivative includes a lactone derivative group, preferably a substituent group having the structures of the following formulas 4 and 5.

[화학식 4] [화학식 5][Formula 4] [Formula 5]

상기 화학식 4에서 X1 내지 X4 중 두 개는 각각 독립적으로 C=O 및 O이고, C=O 및 O를 제외한 나머지는 CR7(여기서 R7은 수소, 알킬 또는 오각 링과 융합링을 형성하는 알킬렌임)이다.In Formula 4, two of X1 to am.

상기 화학식 5에서 X5 내지 X9 중 두 개는 각각 독립적으로 C=O 및 O이고, C=O 및 O를 제외한 나머지는 CR8(여기서 R8은 수소, 알킬 또는 육각 링과 융합링을 형성하는 알킬렌임)이거나; X5 내지 X9가 모두 CR8(여기서 R8은 수소, 알킬, 또는 육각 링과 융합링을 형성하는, 에스테르기-함유 알킬렌임)이고 적어도 두 개의 R8이 서로 연결되어 락톤환을 형성한다.In the above formula (5), two of X5 to This is; All of X5 to

보다 바람직하게는 R4는 부티로락토닐, 발레로락토닐, 1,3-시클로헥산카르보락토닐, 2,6-노르보난카르보락톤-5-일, 및 7-옥사-2,6-노르보난카르보락톤-5-일로 이루어진 군에서 선택된다.More preferably R4 is butyrolactonyl, valerolactonyl, 1,3-cyclohexanecarbolactonyl, 2,6-norbonanecarbolacton-5-yl, and 7-oxa-2,6-nor. is selected from the group consisting of bonancarbolactone-5-yl.

R6는 수소; 또는 히드록시기, 카르복실기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 극성 관능기(polar group)를 포함하는 알킬기 또는 시클로알킬기이다. 상기 알킬기는 C2 내지 C14의 알킬기이고, 시클로알킬기는C3 내지 C14의 시클로알킬기이다. 바람직하게는 2-히드록시에틸, 3-히드록시-1-아다만틸 등을 들 수 있다.R6 is hydrogen; Or, it is an alkyl group or cycloalkyl group containing a polar group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, and a combination thereof. The alkyl group is a C2 to C14 alkyl group, and the cycloalkyl group is a C3 to C14 cycloalkyl group. Preferred examples include 2-hydroxyethyl and 3-hydroxy-1-adamantyl.

즉, 상기 감광성 고분자는 화학식 1 화합물과 화학식 2, 3의 화합물의 랜덤 공중합체 형태를 가지게 된다. 바람직하게는 상기 감광성 고분자는 3,000 내지 30,000의 중량 평균 분자량(Mw)을 가지는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5,000 내지 20,000의 중량 평균 분자량(Mw)을 가진다.That is, the photosensitive polymer has the form of a random copolymer of the compound of Formula 1 and the compounds of Formulas 2 and 3. Preferably, the photosensitive polymer has a weight average molecular weight (Mw) of 3,000 to 30,000. More preferably, it has a weight average molecular weight (Mw) of 5,000 to 20,000.

또한, 상기 감광성 고분자는 1.5 내지 2.5의 분산도(Mw/Mn)를 갖는 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 우수한 식각 내성 및 해상성을 나타낼 수 있다.In addition, the photosensitive polymer preferably has a dispersion degree (Mw/Mn) of 1.5 to 2.5. Within the above range, excellent etching resistance and resolution can be achieved.

본 발명에 따른 감광성 고분자들은 새로운 기능성을 가지는 스타이렌-비닐 포스포닉 애시드 화합물로부터 얻어지는 공중합체 형태로, 기존 레지스트 재료에 비해 건식 식각 내성 및 하부 막질에 대한 접착 특성이 매우 우수한 레지스트 조성물을 얻을 수 있는 장점을 가지고 있다.The photosensitive polymers according to the present invention are in the form of copolymers obtained from a styrene-vinyl phosphonic acid compound with a new functionality. It is possible to obtain a resist composition with excellent dry etching resistance and adhesion characteristics to the underlying film compared to existing resist materials. It has advantages.

이로부터 얻어지는 레지스트 조성물을 포토 리소그래피 공정에 적용할 때 매우 우수한 리소그래피 퍼포먼스를 얻을 수 있다.When the resist composition obtained from this is applied to a photo lithography process, very excellent lithography performance can be obtained.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면 상기 감광성 고분자를 포함하는 레지스트 조성물을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, a resist composition containing the photosensitive polymer is provided.

구체적으로 상기 레지스트 조성물은 상기 (a) 감광성 고분자와 함께 (b) 광산 발생제(PAG: photoacid generator) 및 (c) 용제를 포함한다.Specifically, the resist composition includes (a) the photosensitive polymer, (b) a photoacid generator (PAG), and (c) a solvent.

이하 본 발명의 일 구현예에 따른 레지스트 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, each component included in the resist composition according to one embodiment of the present invention will be examined in detail.

(a) 감광성 고분자 (a) Photosensitive polymer

상기 감광성 고분자는 앞서 설명한 바와 동일하다. 여기서, 상기 감광성 고분자는 레지스트 조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 50 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.The photosensitive polymer is the same as previously described. Here, the photosensitive polymer is preferably included in an amount of 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the resist composition.

상기와 같은 함량 범위로 레지스트 조성물 중에 포함될 때 우수한 식각 내성 및 접착특성을 얻을 수 있다.When included in the resist composition in the above content range, excellent etching resistance and adhesion characteristics can be obtained.

(b) 광산 발생제(PAG) (b) Photoacid generator (PAG)

상기 광산 발생제는 무기 오늄염(inorganic onium salts), 유기 술포네이트(organic sulfonates) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는 트리아릴술포늄염(triarylsulfonium salts), 디아릴이오도늄염(diaryliodonium salts), 술포네이트(sulfonates) 또는 그 혼합물로부터 선택되는 술포늄염 또는 이오도늄염이 사용될 수 있다. 보다 바람직하게는, 트리아릴술포늄 트리플레이트, 디아릴이오도늄 트리플레이트, 트리아릴술포늄 노나플레이트, 디아릴이오도늄 노나플레이트, 숙신이미딜 트리플레이트, 2,6-디니트로벤질 술포네이트 및 그 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다.The photoacid generator may be selected from the group consisting of inorganic onium salts, organic sulfonates, and mixtures thereof. Specifically, a sulfonium salt or iodonium salt selected from triarylsulfonium salts, diaryliodonium salts, sulfonates, or mixtures thereof may be used. More preferably, triarylsulfonium triflate, diaryliodonium triflate, triarylsulfonium nonaplate, diaryliodonium nonaplate, succinimidyl triflate, 2,6-dinitrobenzyl sulfonate. and mixtures thereof.

상기 광산 발생제는 감광성 고분자 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 광산 발생제의 함량이 1 중량부 미만이면, 레지스트 조성물에 대한 노광량이 과도하게 증가될 우려가 있고, 10 중량부를 초과하면 레지스트 조성물에 대한 투과도가 부족한 문제가 있을 수 있다.The photoacid generator is preferably included in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the photosensitive polymer. If the content of the photoacid generator is less than 1 part by weight, there is a risk that the exposure amount to the resist composition may be excessively increased, and if it exceeds 10 parts by weight, there may be a problem of insufficient transmittance of the resist composition.

(c) 용제(solvent) (c) solvent

상기 용제로는 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르아세테이트(PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 에틸 락테이트(EL), 시클로헥사논 (cyclohexanone), 2-헵톤(2-heptanone), 감마-부티로락톤(GBL) 등으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.The solvents include propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), ethyl lactate (EL), cyclohexanone, 2-heptanone, and gamma-butyro. One or more types may be selected and used from the group consisting of lactones (GBL) and the like.

상기 용제는 레지스트 조성물중에 나머지 성분으로 포함되는 것으로 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 레지스트 조성물 100 중량부에 대하여 50 중량부 내지 95 중량부로 포함된다.The solvent is included as a remaining component in the resist composition and its content is not particularly limited, but is preferably included in an amount of 50 to 95 parts by weight based on 100 parts by weight of the resist composition.

(d) 산 억제제(acid quencher) (d) acid quencher

상기 레지스트 조성물은 상기 (a) 내지 (c)의 구성성분들과 함께, 노광량 조절 및 레지스트 프로파일 형성의 목적으로 유기 염기(base)를 추가로 포함할 수 있다.In addition to the components (a) to (c), the resist composition may further include an organic base for the purpose of controlling exposure dose and forming a resist profile.

상기 유기 염기는 주로 3가 아민(amine) 형태로 이루어지며, 예를 들면 트리에틸아민, 트리이소부틸아민, 트리옥틸아민, 트리이소데실아민, 트리에탄올아민 또는 그 혼합물로부터 선택되는 아민계 화합물을 사용할 수 있다.The organic base is mainly in the form of a trivalent amine, for example, an amine-based compound selected from triethylamine, triisobutylamine, trioctylamine, triisodecylamine, triethanolamine, or mixtures thereof may be used. You can.

상기 유기 염기의 함량은 감광성 고분자 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부의 양으로 포함되는 것이 바람직하다. 유기 염기의 함량이 0.01 중량부 미만이면, 상기 목적하는 효과를 기대할 수 없으며, 1 중량부를 초과하는 경우에는 노광량을 과도하게 증가시키고 심하면 패턴 형성이 안되는 문제가 있을 수 있다.The content of the organic base is preferably 0.01 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the photosensitive polymer. If the content of the organic base is less than 0.01 parts by weight, the desired effect cannot be expected, and if it exceeds 1 part by weight, the exposure amount may be excessively increased, and in severe cases, there may be a problem in which pattern formation is not possible.

상기와 같은 조성을 갖는 레지스트 조성물을 이용하여 원하는 패턴을 형성하기 위하여 다음과 같은 공정을 이용한다.The following process is used to form a desired pattern using a resist composition having the above composition.

베어 실리콘 웨이퍼(bare silicon wafer) 또는 상면에 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화질화막과 같은 하부 막질이 형성되어 있는 실리콘 웨이퍼를 준비하고, 상기 실리콘 웨이퍼를 HMDS 처리 또는 유기 반사방지막으로 처리한다. 그 후, 상기 실리콘 웨이퍼 위에 상기 레지스트 조성물을 약 100 내지 500nm 정도의 두께로 코팅하여 레지스트 막을 형성한다.Prepare a bare silicon wafer or a silicon wafer on which a lower layer such as a silicon oxide film, silicon nitride film, or silicon oxynitride film is formed on the upper surface, and the silicon wafer is treated with HMDS treatment or an organic anti-reflection film. Thereafter, the resist composition is coated on the silicon wafer to a thickness of approximately 100 to 500 nm to form a resist film.

상기 레지스트 막이 형성된 상기 실리콘 웨이퍼를 약 90 내지 150℃의 온도 범위에서 약 60 내지 120초 동안 프리베이킹(SB)하여 용제를 제거하고, 여러 가지 노광원, 예를 들면 KrF, ArF, EUV(extreme UV), 또는 E-빔 등을 이용하여 노광한 후, 상기 레지스트 막의 노광 영역에서 화학 반응을 일으키도록 하기 위하여 약 90 내지 120℃의 온도 범위에서 약 60 내지 120초 동안 포스트익스포저 베이킹(PEB)를 실시한다.The silicon wafer on which the resist film is formed is prebaked (SB) for about 60 to 120 seconds at a temperature range of about 90 to 150° C. to remove the solvent, and then exposed to various exposure light sources such as KrF, ArF, and extreme UV (EUV). ), or after exposure using an E-beam, etc., post-exposure baking (PEB) is performed for about 60 to 120 seconds at a temperature range of about 90 to 120°C to cause a chemical reaction in the exposed area of the resist film. do.

그런 다음, 상기 레지스트 막을 2.38wt% 테트라메틸암모늄히드록사이드(TMAH) 용액으로 현상하게 되는데, 이때 노광부에서는 염기성 수용액 현상액에 대하여 매우 큰 용해도 특성을 보임으로써, 현상 시 잘 용해되어 제거된다. 사용된 노광원이 ArF 엑시머 레이저인 경우, 약 5 내지 30 mJ/㎠의 도즈(dose)에서 80 내지 100nm의 라인 앤드 스페이스 패턴(line and space pattern)을 형성할 수 있다.Then, the resist film is developed with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution. At this time, the exposed area shows very high solubility in a basic aqueous developer solution, so it is easily dissolved and removed during development. When the exposure source used is an ArF excimer laser, a line and space pattern of 80 to 100 nm can be formed at a dose of about 5 to 30 mJ/cm2.

상기 설명한 바와 같은 과정으로부터 얻어진 레지스트 패턴을 마스크로 사용하고, 특정한 에칭 가스, 예를 들면 할로겐 가스 또는 CxFy 가스 등의 플라즈마를 사용하여 실리콘 산화막과 같은 상기 하부 막질을 에칭한다. 이어서 스트립퍼(stripper)를 사용하여 웨이퍼상에 남아 있는 레지스트 패턴을 제거하여 원하는 실리콘 산화막 패턴을 형성할 수 있다.The resist pattern obtained from the process described above is used as a mask, and the lower film material, such as a silicon oxide film, is etched using a specific etching gas, such as plasma such as halogen gas or CxFy gas. Subsequently, the resist pattern remaining on the wafer can be removed using a stripper to form a desired silicon oxide film pattern.

이하 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세히 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예 일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. The present invention will be described in more detail with reference to examples below. However, the following examples are only preferred examples of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.

실시예-1) 감광성 고분자의 합성Example-1) Synthesis of photosensitive polymer

스타이렌(10mmol), 비닐포스포닉 애시드(10mmol), t-부틸 메타크릴레이트(40mmol), 및 γ-부티로락토닐 메타크릴레이트(GBLMA)(40mmol)를 둥근 플라스크에 넣고 다이옥산 용매(모노머 총 중량에 대하여 3배)에 용해시킨 후, 여기에 중합 개시제로서 BPO(모노머 농도의 2%)를 넣고 질소로 약 20분 정도 퍼징한 다음, 80℃ 온도에서 약 20시간 동안 중합시켰다.Styrene (10 mmol), vinylphosphonic acid (10 mmol), t-butyl methacrylate (40 mmol), and γ-butyrolactonyl methacrylate (GBLMA) (40 mmol) were placed in a round flask and dissolved in dioxane solvent (monomer total). 3 times the weight), BPO (2% of monomer concentration) was added as a polymerization initiator, purged with nitrogen for about 20 minutes, and then polymerized at 80°C for about 20 hours.

중합이 끝난 후, 반응물을 과량의 메탄올/물의 공용매에서 천천히 침전시키고, 생성된 침전물을 필터링한 다음에, 다시 침전물을 적당량의 THF에 녹여서 메탄올/물의 공용매에서 재침전시켰다. 그 후, 얻어진 침전물을 80℃ 진공오븐 내에서 약 24시간 동안 말려서 고분자를 합성하였다(수율: 80%). After polymerization was completed, the reactant was slowly precipitated in an excess of methanol/water co-solvent, the resulting precipitate was filtered, and then the precipitate was dissolved in an appropriate amount of THF and reprecipitated in the methanol/water co-solvent. Afterwards, the obtained precipitate was dried in a vacuum oven at 80°C for about 24 hours to synthesize a polymer (yield: 80%).

합성된 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 15,100이고, 분산도(Mw/Mn)는 1.7이었다.The weight average molecular weight (Mw) of the synthesized polymer was 15,100, and the dispersion degree (Mw/Mn) was 1.7.

실시예-2) 감광성 고분자의 합성Example-2) Synthesis of photosensitive polymer

스타이렌(20mmol), 비닐포스포닉 애시드(10mmol), t-부틸 메타크릴레이트(40mmol), 및 3-히드록시-1-아다만틸 메타크릴레이트(HAMA)(30mmol)를 실시예-1)과 동일한 방법으로 중합하여 고분자를 합성하였다(수율: 75%). Styrene (20 mmol), vinylphosphonic acid (10 mmol), t-butyl methacrylate (40 mmol), and 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate (HAMA) (30 mmol) were prepared in Example-1) The polymer was synthesized by polymerization in the same manner as above (yield: 75%).

이때, 얻어진 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 14,600이고, 분산도(Mw/Mn)는 1.7이었다.At this time, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 14,600, and the dispersion degree (Mw/Mn) was 1.7.

실시예-3) 감광성 고분자의 합성Example-3) Synthesis of photosensitive polymer

스타이렌(20mmol), 비닐포스포닉 애시드(10mmol), t-부틸 메타크릴레이트(40mmol), 및 이소보닐 아크릴레이트(30mmol)를 실시예-1)과 동일한 방법으로 중합하여 고분자를 합성하였다(수율: 75%).A polymer was synthesized by polymerizing styrene (20 mmol), vinylphosphonic acid (10 mmol), t-butyl methacrylate (40 mmol), and isobornyl acrylate (30 mmol) in the same manner as Example-1) (yield : 75%).

이때, 얻어진 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 15,500이고, 분산도(Mw/Mn)는 1.7이었다.At this time, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 15,500, and the dispersion degree (Mw/Mn) was 1.7.

실시예-4) 감광성 고분자의 합성Example-4) Synthesis of photosensitive polymer

4-플루로스타이렌(20mmol), 비닐포스포닉 애시드(10mmol), t-부틸 메타크릴레이트(40mmol), 및 γ-부티로락토닐 메타크릴레이트(30mmol)를 실시예-1)과 동일한 방법으로 중합하여 고분자를 합성하였다(수율: 75%).4-Fluorostyrene (20 mmol), vinylphosphonic acid (10 mmol), t-butyl methacrylate (40 mmol), and γ-butyrolactonyl methacrylate (30 mmol) were prepared in the same manner as in Example-1). The polymer was synthesized by polymerization (yield: 75%).

이때, 얻어진 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 14,500이고, 분산도(Mw/Mn)는 1.8이었다.At this time, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 14,500, and the dispersion degree (Mw/Mn) was 1.8.

실시예-5) 감광성 고분자의 합성Example-5) Synthesis of photosensitive polymer

4-메칠스타이렌(20mmol), 비닐포스포닉 애시드(10mmol), t-부틸 메타크릴레이트(40mmol), 및 3-히드록시-1-아다만틸 메타크릴레이트(HAMA)(30mmol)를 실시예-1)과 동일한 방법으로 중합하여 고분자를 합성하였다(수율: 75%).4-methylstyrene (20 mmol), vinylphosphonic acid (10 mmol), t-butyl methacrylate (40 mmol), and 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate (HAMA) (30 mmol) were used as examples. A polymer was synthesized by polymerization in the same manner as in -1) (yield: 75%).

이때, 얻어진 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 14,800이고, 분산도(Mw/Mn)는 1.7이었다.At this time, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 14,800, and the dispersion degree (Mw/Mn) was 1.7.

실시예-6) 감광성 고분자의 합성Example-6) Synthesis of photosensitive polymer

4-히드록시스타이렌(10mmol), 비닐포스포닉 애시드(10mmol), γ-부티로락토닐 메타크릴레이트(40mmol), 및 2-에칠-2-아다만틸 메타크릴레이트(EAMA)(40mmol)를 실시예-1)과 동일한 방법으로 중합하여 고분자를 합성하였다(수율: 70%).4-hydroxystyrene (10 mmol), vinylphosphonic acid (10 mmol), γ-butyrolactonyl methacrylate (40 mmol), and 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate (EAMA) (40 mmol) A polymer was synthesized by polymerization in the same manner as in Example-1) (yield: 70%).

이때, 얻어진 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 14,600이고, 분산도(Mw/Mn)는 1.7이었다.At this time, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 14,600, and the dispersion degree (Mw/Mn) was 1.7.

실시예-7) 감광성 고분자의 합성Example-7) Synthesis of photosensitive polymer

4-메톡시스타이렌(10mmol), 비닐포스포닉 애시드(10mmol), γ-부티로락토닐 메타크릴레이트(40mmol), 및 2-메칠-2-아다만틸 메타크릴레이트(MAMA)(40mmol)를 실시예-1)과 동일한 방법으로 중합하여 고분자를 합성하였다(수율: 75%).4-methoxystyrene (10 mmol), vinylphosphonic acid (10 mmol), γ-butyrolactonyl methacrylate (40 mmol), and 2-methyl-2-adamantyl methacrylate (MAMA) (40 mmol) A polymer was synthesized by polymerization in the same manner as in Example-1) (yield: 75%).

이때, 얻어진 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 14,800이고, 분산도(Mw/Mn)는 1.7이었다.At this time, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 14,800, and the dispersion degree (Mw/Mn) was 1.7.

실시예-8) 감광성 고분자의 합성Example-8) Synthesis of photosensitive polymer

스타이렌(10mmol), 비닐포스포닉 애시드(10mmol), γ-부티로락토닐 메타크릴레이트(40mmol), 및 2-메칠-2-아다만틸 메타크릴레이트(40mmol)를 실시예-1)과 동일한 방법으로 중합하여 고분자를 합성하였다(수율: 70%).Styrene (10 mmol), vinylphosphonic acid (10 mmol), γ-butyrolactonyl methacrylate (40 mmol), and 2-methyl-2-adamantyl methacrylate (40 mmol) were prepared in Example-1) and A polymer was synthesized by polymerization using the same method (yield: 70%).

이때, 얻어진 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 16,100이고, 분산도(Mw/Mn)는 1.7이었다.At this time, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 16,100, and the dispersion degree (Mw/Mn) was 1.7.

실시예-9) 감광성 고분자의 합성Example-9) Synthesis of photosensitive polymer

스타이렌(30mmol), 비닐포스포닉 애시드(5mmol), 2-히드록시에칠 메타크릴레이트(25mmol), 및 2-에칠-2-아다만틸 메타크릴레이트(40mmol)를 실시예-1)과 동일한 방법으로 중합하여 고분자를 합성하였다(수율: 75%).Styrene (30 mmol), vinylphosphonic acid (5 mmol), 2-hydroxyethyl methacrylate (25 mmol), and 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate (40 mmol) were prepared in Example-1) and A polymer was synthesized by polymerization using the same method (yield: 75%).

이때, 얻어진 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 15,100이고, 분산도(Mw/Mn)는 1.7이었다.At this time, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 15,100, and the dispersion degree (Mw/Mn) was 1.7.

비교 실시예) 감광성 고분자의 합성Comparative Example) Synthesis of photosensitive polymer

t-부틸 메타크릴레이트(40mmol), γ-부티로락토닐 메타크릴레이트(GBLMA)(40mmol), 및 3-히드록시-1-아다만틸 메타크릴레이트(HAMA)(20mmol)를 실시예-1)과 동일한 방법으로 중합하여 고분자를 합성하였다(수율: 80%). t-Butyl methacrylate (40 mmol), γ-butyrolactonyl methacrylate (GBLMA) (40 mmol), and 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate (HAMA) (20 mmol) were prepared in Example- A polymer was synthesized by polymerization in the same manner as in 1) (yield: 80%).

이때, 얻어진 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 15,900이고, 분산도(Mw/Mn)는 1.7이었다.At this time, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 15,900, and the dispersion degree (Mw/Mn) was 1.7.

실시예-10) 레지스트 조성물의 제조 및 리소그래피 퍼포먼스Example-10) Preparation and lithography performance of resist composition

상기 실시예-1~9 및 비교 실시예에서 합성한 각각의 감광성 고분자(1g)를 트리페닐슐포늄 노나플레이트(0.02g)와 함께 PGMEA/EL(6/4)(17g)에 용해시킨 후, 유기 염기인 트리에탄올아민(1mg)를 넣고 완전히 용해시켜 각각의 레지스트 조성물을 제조하였다.Each photosensitive polymer (1 g) synthesized in Examples 1 to 9 and Comparative Examples was dissolved in PGMEA/EL (6/4) (17 g) together with triphenylsulfonium nonaplate (0.02 g), Triethanolamine (1 mg), an organic base, was added and completely dissolved to prepare each resist composition.

실시예-11) 레지스트 해상도 평가Example-11) Resist resolution evaluation

상기 실시예-10)에서 제조된 각각의 레지스트 용액을 0.1㎛ 멤브레인 필터를 이용하여 필터하였다. 필터된 레지스트 용액을 유기 BARC(AR46, Rhom&Hass Company) 600Å 두께 처리한 실리콘 웨이퍼상에 140nm 두께로 코팅한 후, 130도 온도에서 60초 동안 프리베이킹(soft baking: SB) 하였다.Each resist solution prepared in Example-10) was filtered using a 0.1㎛ membrane filter. The filtered resist solution was coated to a thickness of 140 nm on an organic BARC (AR46, Rhom & Hass Company) 600 Å thick treated silicon wafer, and then pre-baked (soft baking: SB) at a temperature of 130 degrees for 60 seconds.

ArF scanner(0.78NA, dipole)를 이용하여 20~50mj/cm2 노광한 다음, 110도 온도에서 60초 동안 PEB(post-exposure bake)를 실시한 다음, 2.38중량% TMAH 용액에 60초 동안 현상하였다. 그 결과, 아래 표-1과 같은 깨끗한 90~100nm L/S 패턴 결과를 얻었으며, 비교 실시예 고분자에 비해 해상도가 우수함을 확인하였다.After exposure at 20~50mj/cm2 using an ArF scanner (0.78NA, dipole), PEB (post-exposure bake) was performed at 110 degrees for 60 seconds, and then developed in a 2.38% by weight TMAH solution for 60 seconds. As a result, a clean 90~100nm L/S pattern result was obtained as shown in Table-1 below, and it was confirmed that the resolution was superior to that of the comparative example polymer.

고분자 종류polymer type 노광 에너지(Eop)Exposure energy (Eop) 해상도(resolution)resolution 실시예 1Example 1 30mJ/cm230mJ/cm2 90nm90nm 실시예 2Example 2 30mJ/cm230mJ/cm2 90nm90nm 실시예 3Example 3 30mJ/cm230mJ/cm2 90nm90nm 실시예 4Example 4 30mJ/cm230mJ/cm2 90nm90 nm 실시예 5Example 5 30mJ/cm230mJ/cm2 100nm100nm 실시예 6Example 6 30mJ/cm230mJ/cm2 100nm100nm 실시예 7Example 7 30mJ/cm230mJ/cm2 100nm100nm 실시예 8Example 8 30mJ/cm230mJ/cm2 100nm100nm 실시예 9Example 9 30mJ/cm230mJ/cm2 100nm100nm 비교실시예Comparative Example 30mJ/cm230mJ/cm2 120nm120 nm

실시예-12) 식각 내성 평가Example-12) Etch resistance evaluation

상기 실시예-10)에서 제조된 각각의 레지스트 조성물의 에치 특성을 평가하기 위해 RIE(reactive ion etching) 방식으로 CF4 가스 (조성; power 100W, pressure 5Pa, flow rate 30ml/min) 조건에서 벌크 에치(bulk etch) 평가를 진행하였다. 이때, 사용한 레퍼런스(reference)는 KrF용 레지스트인 폴리히드록시스티렌(PHS) 고분자의 에칭 속도(etching rate)를 기준으로 표준화(normalized)하여 평가하였다. 측정 결과, 표-2에서 보여주고 있으며 본 발명의 고분자의 경우 KrF용 고분자 대비 각각 약 1.1 배(normalized) 정도의 에칭 속도를 나타내고 있으며, 비교 실시예 고분자의 경우는 1.5배 정도의 에치 속도를 보여줘 본 발명의 고분자들이 매우 에치 내성이 강하다는 걸 확인할 수 있었다. In order to evaluate the etching characteristics of each resist composition prepared in Example-10), bulk etching (composition; power 100W, pressure 5Pa, flow rate 30ml/min) was performed using RIE (reactive ion etching) under CF4 gas (composition; power 100W, pressure 5Pa, flow rate 30ml/min) bulk etch) evaluation was conducted. At this time, the reference used was normalized and evaluated based on the etching rate of polyhydroxystyrene (PHS) polymer, which is a resist for KrF. The measurement results are shown in Table-2, and the polymer of the present invention shows an etching rate of about 1.1 times (normalized) compared to the polymer for KrF, and the polymer of the comparative example shows an etching rate of about 1.5 times. It was confirmed that the polymers of the present invention have very strong etch resistance.

고분자 종류polymer type PHS(normalized)PHS (normalized) 에치 속도(%)Etch rate (%) 실시예 1Example 1 100%100% 110110 실시예 2Example 2 100%100% 108108 실시예 3Example 3 100%100% 108108 실시예 4Example 4 100%100% 110110 실시예 5Example 5 100%100% 105105 실시예 6Example 6 100%100% 108108 실시예 7Example 7 100%100% 105105 실시예 8Example 8 100%100% 103103 실시예 9Example 9 100%100% 103103 비교실시예Comparative Example 100%100% 150150

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.Above, the present invention has been described in detail with preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. possible.

Claims (11)

삭제delete 하기 화학식 1, 화학식 2, 및 화학식 3의 화합물로부터 유도된 반복단위를 포함하는 것을 특징으로 하는, 감광성 고분자.
[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3]

상기 화학식 1에 있어서, R1, R2는 수소, 히드록시, 알콕시, 할로겐, 니트릴, C1~C20의 알킬기 또는 C4~C20의 시클로알킬기이다. R1, R2는 서로 같거나 다를수 있다.
상기 화학식 2 및 3에 있어서, R3, R5는 수소 또는 메틸기이고, R4는 산 촉매 존재하에서 분해가 일어나는 C4 내지 C20의 산 분해성기(acid-labile group) 또는 락톤(lactone) 유도체이며, R6는 수소; 히드록시기, 카르복실기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 극성 관능기(polar group)를 포함하는 알킬기 또는 시클로알킬기이다. R7는 수소; 또는 히드록시기, 카르복실기, 슐포닐기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 극성 관능기(polar group)를 포함하는 알킬기 또는 시클로알킬기이다.
A photosensitive polymer comprising repeating units derived from compounds of Formula 1, Formula 2, and Formula 3 below.
[Formula 1] [Formula 2] [Formula 3]

In Formula 1, R1 and R2 are hydrogen, hydroxy, alkoxy, halogen, nitrile, a C1-C20 alkyl group, or a C4-C20 cycloalkyl group. R1 and R2 may be the same or different from each other.
In Formulas 2 and 3, R3 and R5 are hydrogen or a methyl group, R4 is an acid-labile group or a lactone derivative of C4 to C20 that decomposes in the presence of an acid catalyst, and R6 is hydrogen. ; It is an alkyl group or cycloalkyl group containing a polar group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, and a combination thereof. R7 is hydrogen; Or, it is an alkyl group or cycloalkyl group containing a polar group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, a sulphonyl group, and a combination thereof.
제2항에 있어서, 상기 산 분해성 기는 노르보닐, 이소보닐, 시클로데카닐, 아다만틸, 저급 알킬기로 치환된 노르보닐, 저급 알킬기로 치환된 이소보닐, 저급 알킬기로 치환된 시클로데카닐, 저급 알킬기로 치환된 아다만틸, 알콕시카르보닐, 알콕시카르보닐알킬, 아밀옥시카르보닐, 아밀옥시카르보닐알킬, 2-테트라히드로피라닐옥시카르보닐알킬, 2-테트라히드로푸라닐옥시카르보닐알킬, 3급 알킬기, 및 아세탈기로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 감광성 고분자.
The method of claim 2, wherein the acid-decomposable group is norbornyl, isobornyl, cyclodecanyl, adamantyl, norbornyl substituted with a lower alkyl group, isobornyl substituted with a lower alkyl group, cyclodecanyl substituted with a lower alkyl group, or lower alkyl group. Adamantyl, alkoxycarbonyl, alkoxycarbonylalkyl, amyloxycarbonyl, amyloxycarbonylalkyl, 2-tetrahydropyranyloxycarbonylalkyl, 2-tetrahydrofuranyloxycarbonylalkyl, substituted with alkyl group, A photosensitive polymer, characterized in that it is selected from the group consisting of a tertiary alkyl group and an acetal group.
제2항에 있어서, 상기 락톤(lactone) 유도체는 하기 화학식 4 또는 5의 구조를 갖는 치환기인 것을 특징으로 하는, 감광성 고분자.


[화학식 4] [화학식 5]

상기 화학식 4 및 5에 있어서, X1 내지 X4 중 두 개는 각각 독립적으로 C=O 및 O이고, C=O 및 O를 제외한 나머지는 CR7(여기서 R7은 수소, 알킬 또는 오각 링과 융합링을 형성하는 알킬렌임)이고, X5 내지 X9 중 두 개는 각각 독립적으로 C=O 및 O이고, C=O 및 O를 제외한 나머지는 CR8(여기서 R8은 수소, 알킬 또는 육각 링과 융합링을 형성하는 알킬렌임)이거나; X5 내지 X9가 모두 CR8(여기서 R8은 수소, 알킬, 또는 육각링과 융합링을 형성하는, 에스테르기-함유 알킬렌임)이고 적어도 두개의 R8이 서로 연결되어 락톤환을 형성한다.
The photosensitive polymer according to claim 2, wherein the lactone derivative is a substituent having the structure of Formula 4 or 5 below.


[Formula 4] [Formula 5]

In the above formulas 4 and 5, two of X1 to is an alkylene), and two of X5 to Renim) or; All of X5 to
제2항에 있어서, 상기 감광성 고분자는 3,000 내지 30,000의 중량평균 분자량(Mw)를 갖는 것을 특징으로 하는, 감광성 고분자
The photosensitive polymer of claim 2, wherein the photosensitive polymer has a weight average molecular weight (Mw) of 3,000 to 30,000.
(a) 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 감광성 고분자;
(b) 광산발생제(PAG); 및
(c) 유기 용매를 포함하는 레지스트 조성물.
(a) the photosensitive polymer according to any one of claims 2 to 5;
(b) photoacid generator (PAG); and
(c) A resist composition containing an organic solvent.
제6항에 있어서, 상기 감광성 고분자는 레지스트 조성물 100중량부에 대하여 5 내지 50중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는, 레지스트 조성물.
The resist composition according to claim 6, wherein the photosensitive polymer is contained in an amount of 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the resist composition.
제6항에 있어서, 상기 광산발생제는 감광성 고분자 100중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는, 레지스트 조성물.
The resist composition according to claim 6, wherein the photoacid generator is contained in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the photosensitive polymer.
제6항에 있어서, 상기 광산발생제는 트리아릴술포늄염(triarylsulfonium salts), 디아릴이오도늄염(diaryliodonium salts), 술포네이트(sulfonates), 및 그 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 레지스트 조성물.
The method of claim 6, wherein the photoacid generator is any one selected from the group consisting of triarylsulfonium salts, diaryliodonium salts, sulfonates, and mixtures thereof. Resist composition.
제6항에 있어서, 상기 조성물은 유기 염기를 감광성 고분자 100중량부에 대하여 0.01 내지 1.0 중량부로 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 레지스트 조성물.
The resist composition according to claim 6, wherein the composition further contains an organic base in an amount of 0.01 to 1.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the photosensitive polymer.
제10항에 있어서, 상기 유기 염기는 트리에틸아민, 트리이소부틸아민, 트리옥틸아민, 트리이소데실아민, 트리에탄올아민, 및 그 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 레지스트 조성물
11. The resist composition of claim 10, wherein the organic base is selected from the group consisting of triethylamine, triisobutylamine, trioctylamine, triisodecylamine, triethanolamine, and mixtures thereof.
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