KR20050033259A - 포토레지스트 중합체 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물 - Google Patents

포토레지스트 중합체 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포토레지스트 중합체 및 포토레지스트 조성물에 관한 것으로, 하기 화학식 1의 모이어티(moiety)와 페놀(phenol)의 부가중합단위를 포함하는 포토레지스트 중합체 및 이 중합체를 함유하는 본 발명의 포토레지스트 조성물은 193㎚ 및 157㎚뿐만 아니라 13㎚ 파장에서도 우수한 투과율, 에칭 내성, 내열성, 접착성 및 낮은 광흡수도를 가지며, 현상액에 대한 친화도가 높기 때문에, LER(line edge roughness)를 개선시킬 수 있다.
[화학식 1]
상기 식에서,
R1 내지 R5, m 및 n은 명세서에 정의한 바와 같다.

Description

포토레지스트 중합체 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물{Photoresist Polymer and Photoresist Composition Containing it}
본 발명은 포토레지스트 중합체 및 포토레지스트 조성물에 관한 것으로, 하기 화학식 1의 모이어티(moiety)와 페놀(phenol)의 부가중합단위를 포함하는 포토레지스트 중합체 및 이 중합체를 함유하는 본 발명의 포토레지스트 조성물은 193㎚ 및 157㎚뿐만 아니라 13㎚ 파장에서도 우수한 투과율, 에칭 내성, 내열성, 접착성 및 낮은 광흡수도를 가지며, 현상액에 대한 친화도가 높기 때문에, LER(line edge roughness)를 개선시킬 수 있다.
일반적으로, ArF 및 VUV(vacuum ultraviolet)용 포토레지스트로 이용되기 위해서는 193nm 및 157nm 파장에서 광 흡수도가 낮아야 하고, 에칭 내성과 기판에 대한 접착성이 우수하여야 하며, 2.38wt% 및 2.6wt%의 테트라메틸 암모늄히드록사이드(TMAH) 수용액으로 현상이 가능해야 하는 등의 많은 요건을 충족시켜야 한다.
현재까지의 주된 연구 방향은 248nm 및 193nm에서 높은 투명성이 있으면서, 에칭 내성이 노볼락 수지와 같은 수준의 수지를 탐색하는 것이다.
그러나 대부분의 이들 레지스트들은 소자의 회로가 점점 미세화 되면서 레지스트 두께도 낮아지고, 그에 따라 패턴의 LER를 개선하는 것이 큰 문제점으로 대두되고 있다.
상기 LER은 기존의 KrF나 I-line 레지스트 패턴보다 ArF용 레지스트 패턴에서 더 심하게 발생되는데, 그 이유는 종래 KrF나 I-line 레지스트의 경우 레지스트 내부에 산성의 알코올 그룹을 포함하고 있는 반면, 대부분의 ArF 레지스트는 내부에 산성의 알코올 화합물을 포함하고 있지 않기 때문에, 염기성 현상액에 대해 낮은 친화도를 가져 더 심하게 발생된다.
이러한 현상은 화학 증폭형 레지스트를 이용한 패턴 형성 공정의 경우 발생하는 불가결한 사항으로, 후속 공정 수행 시에 반도체 소자의 안정성 및 수율 특성을 저해시킴으로 공정의 안정화가 낮아진다.
본 발명에서는 LER이 개선된 패턴을 얻기 위하여 투과율, 에칭 내성, 내열성, 접착성 및 낮은 광흡수도를 가지며, 현상액에 대한 친화도가 높은 포토레지스트용 중합체 및 상기 중합체를 함유한 포토레지스트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 산성인 알코올 그룹과 보론 화합물을 포함하는 중합체, 상기 중합체를 포함하는 조성물 및 포토레지스트 패턴 형성 방법을 제공한다.
이하 본 발명에서는
주쇄로 페놀(phenol)의 부가중합단위를 포함하고,
상기 페놀의 부가중합단위의 히드록시 말단에 하기 화학식 1의 모이어티가 측쇄 결합된 포토레지스트 중합체를 제조한다.
[화학식 1]
상기 식에서,
R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 H, F, CF3 또는 C1∼C5의 알킬 그룹이다.
상기 부가중합단위의 알코올기와 반응할 수 있는 상기 화학식 1의 모이어티는 하기 화학식 1a 내지 1d인 것이 바람직하다.
[화학식 1a]
[화학식 1b]
[화학식 1c]
[화학식 1d]
상기 화학식 1의 모이어티는 본 발명의 중합체의 전체 mol%를 기준으로 1∼30mol%, 바람직하게 5∼25mol%를 포함한다. 이때, 상기 화학식 1의 모이어티는 주쇄간에 가교 결합되는 것이 바람직하다.
상기 페놀의 부가중합단위는 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 것이 바람직하다.
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 식 2 및 3에서,
R6, R7, R8, R9, R10, R11 및 R12 는 각각 H 또는 C1∼C5의 알킬 그룹이고,
m 및 n은 10 내지 150의 정수이다.
이때, 상기 화학식 2 또는 3은 하기 화학식 2a 또는 화학식 3a인 것이 바람직하다.
[화학식 2a]
[화학식 3a]
상기 식 2a 및 3a에서,
m 및 n은 10 내지 150의 정수이다.
또한, 본 발명의 중합체는 상기 화학식 1의 모이어티와 상기 화학식 2 또는 3의 부가중합단위로 이루어진 하기 화학식 4 및 화학식 5 또는 하기 화학식 6 및 화학식 7의 중합반복단위중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
상기 화학식 4 내지 7 식에서,
R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 H, F, CF3 또는 C1∼C5의 알킬 그룹이고,
R6, R7, R8, R9, R10, R11 및 R12 는 각각 H 또는 C1∼C5의 알킬 그룹이며,
o : p 는 60∼90mol% : 10∼40mol%이고, q : r 은 60∼90mol% : 10∼40mol%이며,
s : t는 60∼90mol% : 10∼40mol%이고, v : w는 60∼90mol% : 10∼40mol%이다.
상기 본 발명의 중합체는 산성의 알코올 그룹을 포함하고 있으므로, 염기성 현상액에 대해 높은 친화도를 가질 뿐만 아니라, 중합체 내에 보론 및 불소 원자를 포함하고 있어, 157nm에서 기존의 페놀계 형태 감광제가 갖는 높은 광흡수도를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 화학식 4의 중합반복단위의 바람직한 예는 하기 화학식 4a 내지 4d와 같다.
[화학식 4a]
[화학식 4b]
[화학식 4c]
[화학식 4d]
상기 화학식 4a 내지 4d 에서
o : p 의 상대비는 60∼90mol% : 10∼40mol%이다.
상기 화학식 5의 중합반복단위의 바람직한 예는 하기 화학식 5a 내지 5d와 같다.
[화학식 5a]
[화학식 5b]
[화학식 5c]
[화학식 5d]
상기 화학식 5a 내지 5d 에서
q : r 의 상대비는 60∼90mol% : 10∼40mol%이다.
상기 화학식 6의 중합반복단위의 바람직한 예는 하기 화학식 6a 내지 6d와 같다.
[화학식 6a]
[화학식 6b]
[화학식 6c]
[화학식 6d]
상기 화학식 6a 내지 6d 에서
s : t 의 상대비는 60∼90mol% : 10∼40mol%이다.
상기 화학식 7의 중합반복단위의 바람직한 예는 하기 화학식 7a 내지 7d와 같다.
[화학식 7a]
[화학식 7b]
[화학식 7c]
[화학식 7d]
상기 화학식 7a 내지 7d 에서
v : w 의 상대비는 60∼90mol% : 10∼40mol%이다.
또한, 본 발명에서는
(a) 상기 페놀의 부가중합단위와 하기 화학식 1e의 화합물을 유기용매에 혼합하는 단계; 및
(b) 상기 반응물을 환류하여 탈수시켜 본 발명의 중합반복단위를 얻는 단계를 포함하여 포토레지스트 중합체를 제조한다.
[화학식 1e]
상기 식에서,
R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 H, F, CF3 또는 C1∼C5의 알킬 그룹이다.
상기와 같은 반응에서 상기 페놀의 부가중합단위로 이루어진 호모중합체는 현상액이 녹는 물질이지만, 상기 화학식 1의 화합물과의 축합반응으로 가교 반응이 발생하거나, 페놀계 화합물의 수산기 일부에 보호그룹으로 대치되면 현상액에 녹지 않는 중합체를 생성하게 된다. 이러한 중합체는 노광 공정 시 발생한 산에 의해, 상기 -O-B-O- 부분의 결합이 끊어지면서, 그룹이 탈리되어 상기 중합체가 유기용매에 용해된다.
상기 축합반응으로 생성된 본 발명의 중합체는 상기 화학식 4 및 화학식 5 또는 화학식 6 및 7로 이루어진 중합반복단위가 하나 이상 혼합되어 있는데, 이러한 고분자 혼합물은 포토레지스트 조성물에 포함시킬 수도 있고, 상기 중합반복단위를 각각 분리하여 조성물에 포함시킬 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 축합반응으로 제조된 포토레지스트 중합체와, 광산발생제 및 유기용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 제공한다.
이때, 상기 조성물은 페놀계 중합반복단위에 더하여, 사이클로올레핀계, 비닐렌계 또는 아크릴레이트계 중합반복단위를 더 포함할 수도 있다.
상기 광산발생제는 빛에 의해 산을 발생할 수 있는 화합물이면 무엇이든 사용가능하며, US 5,212,043 (1993. 5. 18), WO 97/33198 (1997. 9. 12), WO 96/37526 (1996. 11. 28), EP 0794458 (1997. 9. 10), EP 0789278 (1997. 8. 13), US 5,750,680 (1998. 5. 12), US 6,051,678 (2000. 4. 18), GB 2,345,286 A (2000. 7. 5), US 6,132,926 (2000. 10. 17), US 6,143,463 (2000. 11. 7), US 6,150,069 (2000. 11. 21), US 6.180.316 B1 (2001. 1. 30), US 6,225,020 B1 (2001. 5. 1), US 6,235,448 B1 (2001. 5. 22) 및 US 6,235,447 B1 (2001. 5. 22)등에 개시된 것을 포함하고, 주로 황화염계 또는 오니움염계 화합물을 사용한다. 특히, 157nm 및 193nm에서 흡광도가 적은 프탈이미도트리플루오로메탄술포네이트 (phthalimidotrifluoromethane sulfonate), 디니트로벤질토실레이트 (dinitrobenzyltosylate), n-데실디술폰 (n-decyl disulfone) 및 나프틸이미도트리플루오로메탄술포네이트 (naphthylimido trifluoromethane sulfonate)로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하고, 이와 함께, 디페닐요도염 헥사플루오로포스페이트, 디페닐요도염 헥사플루오로 아르세네이트, 디페닐요도염 헥사플루오로 안티모네이트, 디페닐파라메톡시페닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라톨루에닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라이소부틸페닐설포늄 트리플레이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로 아르세네이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로 안티모네이트, 트리페닐설포늄 트리플레이트 및 디부틸나프틸설포늄 트리플레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 광산발생제를 겸용할 수 있으며, 상기 포토레지스트 중합체에 대해 0.05 내지 10wt%의 비율로 사용되는 것이 바람직하다. 광산발생제가 0.05wt% 이하의 양으로 사용될 때에는 포토레지스트의 광에 대한 민감도가 취약하게 되고 10wt% 이상 사용될 때에는 광산발생제가 원자외선을 많이 흡수하고 산이 다량 발생되어 단면이 좋지 않은 패턴을 얻게 된다
또한, 상기 유기용매는 무엇이든 사용가능하며, US 5,212,043 (1993. 5. 18), WO 97/33198 (1997. 9. 12), WO 96/37526 (1996. 11. 28), EP 0 794 458 (1997. 9. 10) EP 0 789 278 (1997. 8. 13), US 5,750,680 (1998. 5. 12), US 6,051,678 (2000. 4. 18), GB 2,345,286 A (2000. 7. 5), US 6,132,926 (2000. 10. 17), US 6,143,463 (2000. 11. 7), US 6,150,069 (2000. 11. 21), US 6.180.316 B1 (2001. 1. 30), US 6,225,020 B1 (2001. 5. 1), US 6,235,448 B1 (2001. 5. 22) 및 US 6,235,447 B1 (2001. 5. 22) 등에 개시된 것을 포함하고, 바람직하게는 디에틸렌글리콜디에틸에테르 (diethylene glycol diethyl ether), 에틸 3-에톡시프로피오네이트(ethyl 3-ethoxypropionate), 메틸 3-메톡시 프로피오네이트(methyl 3-methoxypropionate), 사이클로헥사논 (cyclohexanon), 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트, n-헵타논 (n-heptanone) 또는 에틸 락테이트등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 상기 포토레지스트 중합체에 대해 500 내지 2000wt% 비율로 사용되는데, 이는 원하는 두께의 포토레지스트 막을 얻기 위한 것인데, 예를 들면, 포토레지스트 중합체에 대해 유기용매가 1000wt% 사용될 때의 포토레지스트 두께는 약 0.25㎛ 이다.
본 발명에서는 또한 하기와 같은 단계로 이루어지는 포토레지스트 패턴 형성방법을 제공한다 :
(a) 전술한 본 발명의 포토레지스트 조성물을 피식각층 상부에 도포하여 포토레지스트 막을 형성하는 단계;
(b) 상기 포토레지스트 막을 노광하는 단계;
(c) 상기 노광 된 포토레지스트 막을 베이크하는 단계; 및
(d) 상기 결과물을 현상하여 원하는 패턴을 얻는 단계.
상기 과정에서, 노광 전에 베이크 공정을 실시하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이러한 베이크 공정은 70 내지 200℃에서 수행된다.
상기 노광 공정은 Ar뿐만 아니라, KrF, EUV(Extreme Ultra Violet), VUV (Vacuum Ultra Violet), E-빔, X-선 또는 이온빔을 이용하고, 1 내지 100mJ/cm2의 노광에너지로 수행되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 (d) 단계의 현상은 알칼리 현상액, 예를 들면 0.01 내지 5wt%의 TMAH 수용액을 이용하여 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 또한 전술한 패턴 형성방법을 이용하여 제조된 반도체 소자를 제공한다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다. 단 실시예는 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
I. 포토레지스트 중합체의 제조
실시예 1. 화학식 4a 및 5a의 중합체의 합성
상기 화학식 2a의 화합물로 이루어진 중합체(0.1M)와 상기 화학식 1a의 화합물(0.01M)을 톨루엔(toluene)(100ml)에 녹인 후, 12시간동안 환류시키면서, 딘-스탁(dean-stark)장치를 이용하여 탈수시켰다. 반응 후 혼합물을 상온으로 냉각시켜 폴리머를 침전, 여과하여 상기 화학식 4a 및 5a가 혼합된 중합체를 얻었다(총 수율 : 98%).
실시예 2. 화학식 4b 및 5b의 중합체의 합성
상기 화학식 2a의 화합물로 이루어진 중합체(0.1M)와 상기 화학식 1b의 화합물(0.01M)을 톨루엔(100ml)에 녹인 다음, 12시간동안 환류시키면서, 딘-스탁 장치를 이용하여 탈수시켰다. 반응 후 혼합물을 상온으로 냉각시켜 폴리머를 침전, 여과하여 상기 화학식 4b 및 5b가 혼합된 중합체를 얻었다(총 수율 : 95%).
실시예 3. 화학식 4c 및 5c의 중합체의 합성
상기 화학식 2a의 화합물로 이루어진 중합체(0.1M)와 상기 화학식 1c의 화합물(0.01M)을 톨루엔(100ml)에 녹인 후, 12시간동안 환류시키면서, 딘-스탁 장치를 이용하여 탈수시켰다. 반응 후 혼합물을 상온으로 냉각시켜 폴리머를 침전, 여과하여 상기 화학식 4c 및 5c가 혼합된 중합체를 얻었다(총 수율 : 96%).
실시예 4. 화학식 4d 및 5d의 중합체의 합성
상기 화학식 2a의 화합물로 이루어진 중합체(0.1M)와 상기 화학식 1d의 화합물(0.01M)을 톨루엔(100ml)에 녹인 후, 12시간동안 환류시키면서, 딘-스탁 장치를 이용하여 탈수시켰다. 반응 후 혼합물을 상온으로 냉각시켜 폴리머를 침전, 여과하여 상기 화학식 4d 및 5d가 혼합된 중합체를 얻었다(총 수율 : 94%).
실시예 5. 화학식 6a 및 6a의 중합체의 합성
상기 화학식 3a의 화합물로 이루어진 중합체(0.1M)와 상기 화학식 1a의 화합물(0.01M)을 톨루엔(100ml)에 녹인 후, 12시간동안 환류시키면서, 딘-스탁(dean-stark)장치를 이용하여 탈수시켰다. 반응 후 혼합물을 상온으로 냉각시켜 폴리머를 침전, 여과하여 상기 화학식 6a 및 7a가 혼합된 중합체를 얻었다(총 수율 : 98%).
실시예 6. 화학식 6b 및 7b의 중합체의 합성
상기 화학식 3a의 화합물로 이루어진 중합체(0.1M)와 상기 화학식 1b의 화합물(0.01M)을 톨루엔(100ml)에 녹인 다음, 12시간동안 환류시키면서, 딘-스탁 장치를 이용하여 탈수시켰다. 반응 후 혼합물을 상온으로 냉각시켜 폴리머를 침전, 여과하여 상기 화학식 6b 및 7b가 혼합된 중합체를 얻었다(총 수율 : 95%).
실시예 7. 화학식 6c 및 7c의 중합체의 합성
상기 화학식 3a의 화합물로 이루어진 중합체(0.1M)와 상기 화학식 1c의 화합물(0.01M)을 톨루엔(100ml)에 녹인 후, 12시간동안 환류시키면서, 딘-스탁 장치를 이용하여 탈수시켰다. 반응 후 혼합물을 상온으로 냉각시켜 폴리머를 침전, 여과하여 상기 화학식 6c 및 7c가 혼합된 중합체를 얻었다(총 수율 : 96%).
실시예 8. 화학식 6d 및 7d의 중합체의 합성
상기 화학식 3a의 화합물로 이루어진 중합체(0.1M)와 상기 화학식 1d의 화합물(0.01M)을 톨루엔(100ml)에 녹인 후, 12시간동안 환류시키면서, 딘-스탁 장치를 이용하여 탈수시켰다. 반응 후 혼합물을 상온으로 냉각시켜 폴리머를 침전, 여과하여 상기 화학식 6d 및 7d가 혼합된 중합체를 얻었다(총 수율 : 94%).
Ⅱ. 포토레지스트 조성물의 제조 및 패턴 형성
실시예 9.
상기 실시예 1에서 제조한 중합체(2g)와 광산발생제인 프탈이미도트리플루오로메탄술포네이트(0.024g)와 트리페닐설포늄 트리플레이트(0.06g)를 프로필렌글리콜메틸에틸아세테이트(PGMEA)(30g)에 녹인 후 0.20 ㎛ 필터로 여과시켜 포토레지스트 조성물을 얻었다.
이렇게 얻은 포토레지스트 조성물을 실리콘 웨이퍼의 피식각층 상부에 스핀 코팅하여 포토레지스트 박막을 제조한 다음, 130℃의 오븐 또는 열판에서 90초간 소프트 베이크를 하고, ArF 레이저 노광장비로 노광한 후 130℃에서 90초간 다시 베이크 하였다. 이렇게 베이크한 웨이퍼를 2.38wt% TMAH 수용액에서 40초간 침지하여 현상함으로써 2.50㎛의 L/S 패턴을 형성하였다(도 1 참조).
실시예 10.
상기 실시예 1에서 제조한 중합체 대신 실시예 2에서 제조한 중합체(2g)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하고 이 조성물을 이용하여 2.50㎛의 L/S 패턴을 형성하였다(도 2 참조).
실시예 11.
상기 실시예 1에서 제조한 중합체 대신 실시예 3에서 제조한 중합체(2g)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하고 이 조성물을 이용하여 2.50㎛의 L/S 패턴을 형성하였다(도 3 참조).
실시예 12.
상기 실시예 1에서 제조한 중합체 대신 실시예 4에서 제조한 중합체(2g)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하고 이 조성물을 이용하여 2.50㎛의 L/S 패턴을 형성하였다(도 4 참조).
실시예 13.
상기 실시예 1에서 제조한 중합체 대신 실시예 5에서 제조한 중합체(2g)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하고 이 조성물을 이용하여 2.50㎛의 L/S 패턴을 형성하였다(도 5 참조).
실시예 14.
상기 실시예 1에서 제조한 중합체 대신 실시예 6에서 제조한 중합체(2g)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하고 이 조성물을 이용하여 2.50㎛의 L/S 패턴을 형성하였다(도 6 참조).
실시예 15.
상기 실시예 1에서 제조한 중합체 대신 실시예 7에서 제조한 중합체(2g)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하고 이 조성물을 이용하여 2.50㎛의 L/S 패턴을 형성하였다(도 7 참조).
실시예 16.
상기 실시예 1에서 제조한 중합체 대신 실시예 8에서 제조한 중합체(2g)를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하고 이 조성물을 이용하여 2.50㎛의 L/S 패턴을 형성하였다(도 8 참조).
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 포토레지스트 조성물은 산성의 알코올 그룹을 포함하고 있기 때문에, 염기성 현상액에 대한 친화도가 높아 LER이 개선된 패턴을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 보론 및 불소를 포함하고 있어 193nm 뿐만 아니라, 157nm 영역에서 낮은 흡광도를 갖고, 더하여 내구성, 에칭내성, 재현성 및 해상력이 뛰어나, 1G 이하의 DRAM은 물론 4G, 16G DRAM 이상의 초미세 패턴을 형성할 수 있다.
도 1은 실시예 9에 의해 형성된 포토레지스트 패턴 사진.
도 2는 실시예 10에 의해 형성된 포토레지스트 패턴 사진.
도 3은 실시예 11에 의해 형성된 포토레지스트 패턴 사진.
도 4는 실시예 12에 의해 형성된 포토레지스트 패턴 사진.
도 5는 실시예 13에 의해 형성된 포토레지스트 패턴 사진.
도 6은 실시예 14에 의해 형성된 포토레지스트 패턴 사진.
도 7은 실시예 15에 의해 형성된 포토레지스트 패턴 사진.
도 8은 실시예 16에 의해 형성된 포토레지스트 패턴 사진.

Claims (26)

  1. 주쇄가 페놀(phenol)의 부가중합단위를 포함하고,
    상기 페놀의 부가중합단위의 히드록시 말단에 하기 화학식 1의 모이어티(moiety)가 측쇄 결합된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체.
    [화학식 1]
    상기 식에서,
    R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 H, F, CF3 또는 C1∼C5의 알킬 그룹이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 1의 모이어티는 하기 화학식 1a 내지 1d로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체:
    [화학식 1a]
    [화학식 1b]
    [화학식 1c]
    [화학식 1d]
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 1의 모이어티는 중합체 전체 mol%를 기준으로 1∼30mol%로 포함되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 1의 모이어티는 2개의 주쇄에 각각 측쇄 결합되며, 그 결과 2개의 주쇄는 화학식 1의 모이어티에 의해 가교 결합되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 페놀의 부가중합단위는 하기 화학식 2 및 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체:
    [화학식 2]
    [화학식 3]
    상기 식 2 및 3에서,
    R6, R7, R8, R9, R10, R11 및 R12 는 각각 H 또는 C1∼C5의 알킬 그룹이고,
    m 및 n은 10 내지 150의 정수이다.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 화학식 2a로 표시되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체.
    [화학식 2a]
    상기 식에서,
    m은 10 내지 150의 정수이다.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 화학식 3은 하기 화학식 3a로 표시되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체.
    [화학식 3a]
    상기 식에서,
    n은 10 내지 150의 정수이다.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체는 하기 화학식 4 또는 화학식 5의 중합반복단위중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체.
    [화학식 4]
    [화학식 5]
    상기 화학식 식 4 및 5에서,
    R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 H, F, CF3 또는 C1∼C5의 알킬 그룹이고,
    R6, R7, R8 및 R9는 각각 H 또는 C1∼C5의 알킬 그룹이며,
    o : p 는 60∼90mol% : 10∼40mol%이고, q : r 은 60∼90mol% : 10∼40mol%이다.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 화학식 4의 중합반복단위는 하기 화학식 4a 내지 4d로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체:
    [화학식 4a]
    [화학식 4b]
    [화학식 4c]
    [화학식 4d]
    상기 화학식 4a 내지 4d 에서
    o : p 의 상대비는 60∼90mol% : 10∼40mol%이다.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 화학식 5의 중합반복단위는 하기 화학식 5a 내지 5d로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체:
    [화학식 5a]
    [화학식 5b]
    [화학식 5c]
    [화학식 5d]
    상기 화학식 5a 내지 5d 에서
    q : r 의 상대비는 60∼90mol% : 10∼40mol%이다.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체는 하기 화학식 6 또는 화학식 7의 중합반복단위중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체.
    [화학식 6]
    [화학식 7]
    상기 화학식 6 및 7 식에서,
    R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 H, F, CF3 또는 C1∼C5의 알킬 그룹이고,
    R10, R11 및 R12는 각각 H 또는 C1∼C5의 알킬 그룹이며,
    s : t는 60∼90mol% : 10∼40mol%이고, v : w는 60∼90mol% : 10∼40mol%이다.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 화학식 6의 중합반복단위는 하기 화학식 6a 내지 6d로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체.
    [화학식 6a]
    [화학식 6b]
    [화학식 6c]
    [화학식 6d]
    상기 화학식 6a 내지 6d 에서
    s : t 의 상대비는 60∼90mol% : 10∼40mol%이다.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 화학식 7의 중합반복단위는 하기 화학식 7a 내지 7d로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체.
    [화학식 7a]
    [화학식 7b]
    [화학식 7c]
    [화학식 7d]
    상기 화학식 7a 내지 7d 에서
    v : w 의 상대비는 60∼90mol% : 10∼40mol%이다.
  14. (a) 하기 화학식 2 또는 3의 부가중합단위와 하기 화학식 1e의 화합물을 유기용매에 혼합하는 단계; 및
    (b) 상기 반응물을 환류하여 탈수시켜 하기 화학식 4 및 5 또는 하기 화학식 6 및 7의 중합반복단위를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 중합체의 제조방법.
    [화학식 1e]
    [화학식 2]
    [화학식 3]
    [화학식 4]
    [화학식 5]
    [화학식 6]
    [화학식 7]
    상기 화학식 1 내지 7에서,
    R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 H, F, CF3 또는 C1∼C5의 알킬 그룹이고,
    R6, R7, R8, R9, R10, R11 및 R12 는 각각 H 또는 C1∼C5의 알킬 그룹이며,
    m 및 n은 10 내지 150의 정수이고.
    o : p 는 60∼90mol% : 10∼40mol%이고, q : r 은 60∼90mol% : 10∼40mol%이며,
    s : t는 60∼90mol% : 10∼40mol%이고, v : w는 60∼90mol% : 10∼40mol%이다.
  15. 제 1 항 기재의 포토레지스트 중합체와, 광산발생제 및 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 조성물은 페놀계 중합체에 더하여, 사이클로올레핀계, 비닐렌계 또는 아크릴레이트계 중합체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 광산발생제는 프탈이미도트리플루오로메탄술포네이트 (phthalimidotrifluoromethane sulfonate), 디니트로벤질토실레이트 (dinitrobenzyltosylate), n-데실디술폰 (n-decyl disulfone) 및 나프틸이미도트리플루오로메탄술포네이트 (naphthylimido trifluoromethane sulfonate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 광산발생제에 더하여 디페닐요도염 헥사플루오로포스페이트, 디페닐요도염 헥사플루오로 아르세네이트, 디페닐요도염 헥사플루오로 안티모네이트, 디페닐파라메톡시페닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라톨루에닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라이소부틸페닐설포늄 트리플레이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로 아르세네이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로 안티모네이트, 트리페닐설포늄 트리플레이트 및 디부틸나프틸설포늄 트리플레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  19. 제 15 항에 있어서,
    광산발생제는 포토레지스트용 중합체에 대해 0.05 내지 10wt% 비율로 사용되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 유기용매는 에틸 3-에톡시프로피오네이트(ethyl 3-ethoxypropionate), 메틸 3-메톡시 프로피오네이트(methyl 3-methoxypropionate), 사이클로헥사논 (cyclohexanon), 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트, n-헵타논 (n-heptanone) 및 에틸 락테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 유기용매는 상기 포토레지스트용 중합체에 대해 500 내지 2000wt% 비율로 사용되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.
  22. (a) 제 15 항 기재의 포토레지스트 조성물을 피식각층 상부에 도포하여 포토레지스트 막을 형성하는 단계;
    (b) 상기 포토레지스트 막을 노광하는 단계;
    (c) 상기 노광된 포토레지스트 막을 베이크하는 단계; 및
    (d) 상기 결과물을 현상하여 원하는 패턴을 얻는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 노광 전에 베이크 공정을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    상기 베이크 공정은 70 내지 200℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 노광 공정은 ArF, KrF 및 EUV (Extreme Ultra Violet), VUV (Vacuum Ultra Violet), E-빔, X-선 또는 이온 빔을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 노광공정은 0.1 내지 100mJ/cm2의 노광에너지로 수행되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴 형성방법.
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