KR20050087419A - Photosensitive polymer and chemically amplified photoresist composition including the same - Google Patents

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Abstract

낮은 활성화 에너지를 가짐으로서, 노광 후 가열 공정에서의 선폭 변화를 감소시킬 수 있는 감광성 고분자 수지 및 이를 포함하는 화학증폭형 포토레지스트 조성물이 개시된다. 상기 감광성 고분자 수지는 하기 화학식으로 표시된다.By having a low activation energy, a photosensitive polymer resin and a chemically amplified photoresist composition including the same are disclosed which can reduce the line width change in a post-exposure heating process. The photosensitive polymer resin is represented by the following formula.

상기 화학식에서, R은 메틸 또는 에틸기이며, R*은 수소 또는 메틸기이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 CF3이고, R3는 알킬, 사이클로알킬기, 또는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 사이클로알킬기이고, R4는 히드록시알킬, 할로겐 치환기를 가지는 히드록시알킬, 또는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 사이클로알킬기이다. 또한 상기 a, b, c 및 d는 각 반복 단위의 개수로서, a: b : c : d의 몰비율은 1 내지 40 : 1 내지 40 : 1 내지 50 : 1 내지 50이다.In the above formula, R is a methyl or ethyl group, R * is hydrogen or a methyl group, R 1 and R 2 are each independently hydrogen, methyl or CF 3 , and R 3 is an alkyl, cycloalkyl group, or ether group or ester group It is a cycloalkyl group containing, R <4> is hydroxyalkyl, the hydroxyalkyl which has a halogen substituent, or the cycloalkyl group containing an ether group or an ester group. In addition, the a, b, c and d is the number of each repeating unit, the molar ratio of a: b: c: d is 1 to 40: 1 to 40: 1 to 50: 1 to 50.

Description

감광성 고분자 수지 및 이를 포함하는 화학증폭형 포토레지스트 조성물{Photosensitive polymer and chemically amplified photoresist composition including the same} Photosensitive polymer resin and chemically amplified photoresist composition including the same {Photosensitive polymer and chemically amplified photoresist composition including the same}

본 발명은 감광성 고분자 수지 및 이를 포함하는 화학증폭형 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 낮은 활성화 에너지를 가짐으로서, 노광후 가열(post exposure bake: PEB) 공정에서의 선폭 변화를 감소시킬 수 있는 감광성 고분자 수지 및 이를 포함하는 화학증폭형 포토레지스트 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a photosensitive polymer resin and a chemically amplified photoresist composition comprising the same, and more particularly, having a low activation energy, thereby reducing line width variation in a post exposure bake (PEB) process. It relates to a photosensitive polymer resin and a chemically amplified photoresist composition comprising the same.

최근 반도체 집적회로소자의 고집적화에 따라, 기가비트(Gigabit)급 이상의 기억용량을 가지는 다이나믹 랜덤 액서스 메모리(이하, "DRAM" 이라함)의 개발이 활발히 진행되고 있다. 1기가 비트급 이상의 DRAM을 제조하기 위해서는 100nm 이하의 선폭을 가지는 극미세 패턴을 형성하여야 하며, 이를 위하여 g-라인(436nm), i-라인(365nm) 보다 단파장의 광을 이용하는 KrF 엑시머 레이저(248nm), ArF 엑시머 레이저(193nm) 등을 노광원으로 사용하는 포토리소그래피 기술이 도입되었고, 한편으로 단파장(248nm 또는 193nm 이하)의 노광원에서 고해상력을 가질 뿐만 아니라, 투명성, 건식 식각(dry etching) 내성, 하부 막질에 대한 접착성, 현상액으로 널리 사용되는 2.38중량% 테트라메틸암모늄 히드록사이드(TMAH) 수용액에서의 현상성 등이 우수한 포토레지스트 조성물 개발이 동시에 진행되고 있다. 특히 패턴이 미세화될수록, 포토 및 식각 공정 마진을 감소시켜야 하므로, 레지스트 조성물의 투명성 향상, 라인에지 러프니스(line edge roughness)의 감소, 노광 후 가열(PEB) 온도에 따른 선폭 변화 감소 등의 중요성이 더욱 증대되고 있다. Recently, with the high integration of semiconductor integrated circuit devices, the development of dynamic random access memory (hereinafter, referred to as "DRAM") having a storage capacity of more than a gigabit level has been actively developed. In order to manufacture DRAMs of 1 gigabit or more, an extremely fine pattern having a line width of 100 nm or less should be formed.For this purpose, KrF excimer laser (248 nm) using shorter wavelengths of light than g-line (436 nm) and i-line (365 nm) is used. Photolithography technology using ArF excimer laser (193nm) as an exposure source has been introduced, while it has high resolution at short wavelength (248nm or less than 193nm), as well as transparency and dry etching resistance. At the same time, development of a photoresist composition excellent in adhesion to a lower film quality and developability in an aqueous 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution widely used as a developer is being progressed. In particular, as the pattern becomes finer, the photo and etching process margins must be reduced. Therefore, the importance of improving the transparency of the resist composition, reducing the line edge roughness, and decreasing the line width change due to the post-exposure heating (PEB) temperature is important. It is increasing.

일반적으로, 포지티브 화학증폭형 포토레지스트는 노광에 의하여 산(acid) 성분을 발생시키는 광산 발생제(photoacid generator: PAG) 및 산 촉매에 의하여 분해되는 보호기가 결합된 감광성 고분자 수지로 구성된다. 이러한 화학증폭형 포토레지스트를 노광시키면, 광산 발생제로부터 산 성분이 생성되고, 생성된 산 성분이 고분자 수지의 골격에 결합된 보호기를 연쇄적으로 분해시켜, 고분자 수지의 용해도를 변화시킴으로서, 현상 공정 후, 높은 콘트라스트(contrast)를 가지는 패턴을 형성하게 된다. 이와 같은 화학증폭형 포토레지스트는 노광된 포토레지스트 조성물에 존재하는 산(acid) 성분을 활성화 및 확산시키기 위하여, 노광 후 가열(PEB) 공정을 수행하는데, 이때 가열되는 산 성분이 비노광부의 포토레지스트로도 침투하여, 비노광부의 용해도를 증가시킴으로서, 포토레지스트 패턴의 선폭을 변화시키거나, 패턴의 무너짐 현상, 라인에지 러프니스 등을 유발하게 된다. In general, a positive chemically amplified photoresist is composed of a photoacid generator (PAG) which generates an acid component by exposure and a photosensitive polymer resin having a protecting group decomposed by an acid catalyst. When the chemically amplified photoresist is exposed, an acid component is generated from the photoacid generator, and the generated acid component decomposes in a chain a protecting group bonded to the skeleton of the polymer resin, thereby changing the solubility of the polymer resin, thereby developing the process. After that, a pattern having a high contrast is formed. Such chemically amplified photoresist performs a post-exposure heating (PEB) process in order to activate and diffuse an acid component present in the exposed photoresist composition, wherein the heated acid component is a photoresist of the non-exposed part. By penetrating into the furnace, the solubility of the non-exposed portion is increased, thereby changing the line width of the photoresist pattern, causing the pattern to collapse, and line edge roughness.

따라서, 본 발명의 목적은 노광 후 가열(PEB) 공정에 의한 선폭 변화, 라인에지 러프니스 등을 감소시켜, 미세 패턴을 안정적으로 형성할 수 있는 감광성 고분자 수지 및 이를 포함하는 화학증폭형 포토레지스트 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to reduce the line width change, line edge roughness, etc. by the post-exposure heating (PEB) process, to form a fine pattern stably, a chemically amplified photoresist composition comprising the same To provide.

본 발명의 다른 목적은 노광 후 가열(PEB) 공정을 낮은 온도에서 수행함으로서, 비노광부의 용해도 변화를 억제할 수 있는 감광성 고분자 수지 및 이를 포함하는 화학증폭형 포토레지스트 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a photosensitive polymer resin and a chemically amplified photoresist composition including the same, by performing a post-exposure heating (PEB) process at a low temperature, so that the solubility change of the non-exposed part can be suppressed.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 화학증폭형 포토레지스트 조성물을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a method of forming a photoresist pattern using the chemically amplified photoresist composition.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 감광성 고분자 수지를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a photosensitive polymer resin represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에서, R은 메틸 또는 에틸기이며, R*은 수소 또는 메틸기이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 CF3이고, R3는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 탄소수 3 내지 40의 사이클로알킬기, 또는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 탄소수 5 내지 10의 사이클로알킬기이고, R4는 탄소수 1 내지 20의 히드록시알킬, 할로겐 치환기를 가지는 탄소수 1 내지 20의 히드록시알킬, 또는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 탄소수 5 내지 10의 사이클로알킬기이다. 또한 상기 a, b, c 및 d는 상기 감광성 고분자 수지를 구성하는 각 반복 단위의 개수로서, a: b : c : d의 몰(mole) 비율은 1 내지 40 : 1 내지 40 : 1 내지 50 : 1 내지 50이다.In Formula 1, R is a methyl or ethyl group, R * is hydrogen or a methyl group, R 1 and R 2 are each independently hydrogen, methyl or CF 3 , R 3 is alkyl having 1 to 20 carbons, 3 to C A cycloalkyl group having 40 cycloalkyls or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms including an ether group or an ester group, R 4 is a hydroxyalkyl having 1 to 20 carbon atoms, a hydroxyalkyl having 1 to 20 carbon atoms, or an ether group having a halogen substituent Or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms including an ester group. In addition, a, b, c and d is the number of each repeating unit constituting the photosensitive polymer resin, the mole ratio of a: b: c: d is 1 to 40: 1 to 40: 1 to 50: 1 to 50.

본 발명은 또한 상기 화학식 1로 표시되는 감광성 고분자 수지, 광산 발생제 및 유기 용매를 포함하는 화학증폭형 포토레지스트 조성물 및 상기 화학증폭형 포토레지스트 조성물을 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 제공한다. The present invention also provides a chemically amplified photoresist composition comprising a photosensitive polymer resin, a photoacid generator and an organic solvent represented by Formula 1 and a method of forming a photoresist pattern using the chemically amplified photoresist composition.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 감광성 고분자 수지는 화학증폭형 포토레지스트 조성물의 제조에 이용되는 것으로서, 하기 화학식 1로 표시된다.The photosensitive polymer resin according to the present invention is used to prepare a chemically amplified photoresist composition, and is represented by the following Chemical Formula 1.

상기 화학식 1에서, R은 메틸 또는 에틸기이며, R*은 수소 또는 메틸기이며, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 CF3이고, R3는 산에 민감한 보호기로서, 탄소수 1 내지 20의 알킬, 탄소수 3 내지 40, 바람직하게는 탄소수 5 내지 30의 사이클로알킬기, 또는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 탄소수 5 내지 10의 사이클로알킬기이고, R4는 탄소수 1 내지 20의 히드록시알킬, 할로겐 치환기를 가지는 탄소수 1 내지 20의 히드록시알킬, 또는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 탄소수 5 내지 10의 사이클로알킬기이다. 또한 상기 a, b, c 및 d는 상기 감광성 고분자 수지를 구성하는 각 반복 단위의 개수로서, a: b : c : d의 몰(mole) 비율은 1 내지 40: 1 내지 40 : 1 내지 50 : 1 내지 50이다.In Formula 1, R is a methyl or ethyl group, R * is hydrogen or a methyl group, R 1 and R 2 are each independently hydrogen, methyl or CF 3 , R 3 is an acid-sensitive protecting group, 1 to 20 carbon atoms Is an alkyl, a cycloalkyl group having 3 to 40 carbon atoms, preferably 5 to 30 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms including an ether group or an ester group, R 4 is a hydroxyalkyl having 1 to 20 carbon atoms, a halogen substituent Hydroxyalkyl having 1 to 20 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms including an ether group or an ester group. In addition, a, b, c and d is the number of each repeating unit constituting the photosensitive polymer resin, the mole ratio of a: b: c: d is 1 to 40: 1 to 40: 1 to 50: 1 to 50.

본 발명에 따른 감광성 고분자 수지의 더욱 바람직한 예는 하기 화학식 1a 내지 1g의 구조를 가지는 것이다.A more preferred example of the photosensitive polymer resin according to the present invention is to have a structure of the formula 1a to 1g.

상기 화학식 1a 내지 1g에서, a, b, c 및 d는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.In Formulas 1a to 1g, a, b, c, and d are as defined in Formula 1.

상기 감광성 고분자 수지는 벌키한 지방족 고리화 탄화수소를 포함하므로, 포토레지스트의 건식 식각 내성을 향상시키며, 통상적인 탈보호 작용기(deprotection group)와는 달리, 낮은 활성화 에너지를 가진다. 또한 상기 화학식 1에서 R은 메틸 또는 에틸기 모두 가능하나, 에틸기인 것이 더욱 바람직하며, 그 이유는 산에 의하여 탈보호되는 과정에 있어서, 메틸기보다 전자 공여성(electron donation)이 큰 에틸기가 더욱 용이하게 탈보호되기 때문이다. 상기 감광성 고분자 수지는 활성화 에너지가 낮아, 산에 의하여 용이하게 탈보호되기 때문에, 비교적 낮은 온도에서 노광 후 가열(PEB)을 수행할 수 있으며, 결국 산 성분의 비노광부로의 확산을 감소시킬 수 있어, 노광 후 가열(PEB) 공정에 의한 선폭 변화를 감소시킬 수 있다. Since the photosensitive polymer resin includes bulky aliphatic cyclized hydrocarbons, it improves the dry etching resistance of the photoresist and, unlike the conventional deprotection group, has a low activation energy. In addition, in Chemical Formula 1, R may be both methyl or ethyl, but more preferably, ethyl. In the process of deprotection by acid, an ethyl group having a large electron donation is more easily than a methyl group. It is deprotected. Since the photosensitive polymer resin has a low activation energy and is easily deprotected by an acid, post-exposure heating (PEB) can be performed at a relatively low temperature, thereby reducing diffusion of an acid component into the non-exposed part. The line width change by the post-exposure heating (PEB) process can be reduced.

본 발명에 따른 감광성 고분자 수지는 아조비스(이소부틸로니트릴) (AIBN) 등의 적절한 개시제 및 테트라하이드로퓨란(THF) 등의 유기 용매의 존재 하에서, 에틸렌 함유 단량체, (메타)크릴레이트 단량체를 중합, 바람직하게는 에틸렌 중합하여 제조할 수 있으며, 중합된 감광성 고분자 수지의 중량평균분자량은 3,000 내지 100,000이고, 다중분산도는 1.0~5.0인 것이 바람직하다. 상기 중합 반응은 질소, 아르곤 등의 비활성 기체 분위기에서 수행하는 것이 바람직하며, 바람직한 반응 온도는 60 내지 70℃이고, 바람직한 반응 시간은 4 내지 230시간이다. 여기서 상기 중량평균분자량, 상기 a, b, c 및 d의 비율 및 다중분산도가 상기 범위를 벗어나면, 포토레지스트막의 물성이 저하되거나, 포토레지스트막의 형성이 곤란하고, 패턴의 콘트라스트가 저하될 우려가 있다. 또한 상기 화학식 1에서 각 반복 단위는 고분자 수지 내에서 다른 반복 단위에 대한 상대적 함량 만이 의미가 있으며, 각 반복 단위의 결합 순서는 특별한 의미가 없음은 자명하다. The photosensitive polymer resin according to the present invention polymerizes an ethylene-containing monomer and a (meth) acrylate monomer in the presence of a suitable initiator such as azobis (isobutylonitrile) (AIBN) and an organic solvent such as tetrahydrofuran (THF). Preferably, it may be prepared by ethylene polymerization, and the weight average molecular weight of the polymerized photosensitive polymer resin is 3,000 to 100,000, and the polydispersity is preferably 1.0 to 5.0. The polymerization reaction is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, preferred reaction temperature is 60 to 70 ℃, preferred reaction time is 4 to 230 hours. Here, if the weight average molecular weight, the ratio of a, b, c and d, and the polydispersity are outside the above ranges, the physical properties of the photoresist film may be lowered, the photoresist film may be difficult to form, and the contrast of the pattern may be lowered. There is. In addition, in the formula 1, each repeating unit has a meaning only in relative content with respect to other repeating units in the polymer resin, and it is apparent that the order of bonding of each repeating unit has no special meaning.

본 발명에 따른 화학증폭형 포토레지스트 조성물은 a) 상기 화학식 1로 표시되는 감광성 고분자 수지, b) 산을 발생시키는 광산 발생제(Photoacid generator: PAG), 및 c) 유기 용매를 포함하며, 필요에 따라 각종 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 화학식 1의 감광성 고분자 수지의 함량은 전체 포토레지스트 조성물에 대해서 1 내지 30 중량%인 것이 바람직하며, 만일 상기 감광성 고분자 수지의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 코팅 후 남게되는 레지스트층이 너무 얇아 원하는 두께의 패턴을 형성하기 어렵고, 30중량%를 초과하면 코팅 균일성이 저하될 우려가 있다. 상기 b) 광산 발생제는 노광에 의하여 H+ 등 산 성분을 생성하여, 화학증폭 작용을 유도하는 기능을 하는 것으로서, 당업계에 통상적으로 알려진 광산 발생제를 본 발명에 광범위하게 사용할 수 있다. 예를 들면, 미국특허 제5,212,043호(1993. 5. 18), 국제특허공개 WO 97/33198호(1997. 9. 12), WO 96/37526호(1996. 11. 28), 유럽특허 EP 0 794 458호(1997. 9. 10), EP 0 789 278(1997. 8. 13), 미국특허 제5,750,680호(1998. 5. 12), 제6,051,678호(2000. 4. 18), 영국특허 GB 2,345,286호(2000. 7. 5), 미국특허 제6,132,926호(2000. 10. 17), 제6,143,463호(2000. 11. 7), 제6,150,069호(2000. 11. 21), 제6,180,316호(2001. 1. 30), 제6,225,020호(2001. 5. 1), 제6,235,448호(2001. 5. 22), 제6,235,447호(2001. 5. 22) 등에 개시된 광산발생제를 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 광산발생제로는 유기 술폰산 및/또는 오니움염계 화합물을 사용할 수 있고, 특히, 157nm 및 193nm에서 흡광도가 적은 프탈이미도트리플루오로메탄술포네이트 (phthalimido trifluoro methane sulfonate), 디니트로벤질토실레이트 (dinitrobenzyltosylate), n-데실디술폰 (n-decyl disulfone) 및 나프틸이미도트리플루오로메탄술포네이트 (naphthyl imidotrifluoromethane sulfonate)로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 단독 또는 혼합 사용하는 것이 바람직하고, 이와 함께, 디페닐요도염 헥사플루오로포스페이트, 디페닐요도염 헥사플루오로아르세네이트, 디페닐요도염 헥사플루오로안티모네이트, 디페닐파라메톡시페닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라톨루에닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라이소부틸페닐설포늄 트리플레이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로아르세네이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄 트리플레이트 및 디부틸나프틸설포늄 트리플레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 광산발생제를 겸용할 수 있다. 상기 광산발생제의 함량은 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.1 내지 20 중량%인 것이 바람직하다. 만일 상기 광산발생제의 함량이 0.1중량% 미만인 경우에는 포토레지스트의 광에 대한 민감도가 약해지고, 노광에 의하여 발생하는 산 성분의 양이 적어 보호기의 탈보호가 곤란할 우려가 있고, 20중량%를 초과하면 광산 발생제가 원자외선을 많이 흡수하고, 산이 과도하게 발생되어 패턴의 단면이 좋지 않게 된다The chemically amplified photoresist composition according to the present invention comprises a) a photosensitive polymer resin represented by Chemical Formula 1, b) a photoacid generator (PAG) for generating an acid, and c) an organic solvent. Accordingly, various additives may be further included. The content of the photosensitive polymer resin of Chemical Formula 1 is preferably 1 to 30% by weight based on the total photoresist composition, and if the content of the photosensitive polymer resin is less than 1% by weight, the resist layer remaining after coating is too thin to be desired. It is difficult to form the pattern of thickness, and when it exceeds 30 weight%, there exists a possibility that coating uniformity may fall. B) The photoacid generator generates an acid component such as H + by exposure to induce a chemical amplification action, and a photoacid generator commonly known in the art may be widely used in the present invention. For example, U.S. Patent No. 5,212,043 (May 18, 1993), WO 97/33198 (September 12, 1997), WO 96/37526 (Nov. 28, 1996), European Patent EP 0 794 458 (September 10, 1997), EP 0 789 278 (August 13, 1997), U.S. Patent No. 5,750,680 (May 12, 1998), 6,051,678 (April 18, 2000), UK Patent GB 2,345,286 (July 5, 2000), U.S. Patent No. 6,132,926 (October 17, 2000), 6,143,463 (November 7, 2000), 6,150,069 (November 21), 6,180,316 (2001) 1.30), 6,225,020 (May 1, 2001), 6,235,448 (May 22, 2001), 6,235,447 (May 22, 2001) and the like can be used. Specifically, as the photoacid generator, organic sulfonic acid and / or onium salt-based compounds may be used, and in particular, phthalimido trifluoro methane sulfonate and dinitrobenzyl tosylate having low absorbance at 157 nm and 193 nm. (dinitrobenzyltosylate), n-decyl disulfone and naphthyl imidotrifluoromethane sulfonate are preferably used alone or in combination, and together with diphenyl Urethritis hexafluorophosphate, Diphenyl iodo Salt hexafluoroarsenate, Diphenyl iodo Salt hexafluoroantimonate, Diphenyl paramethoxyphenylsulfonium triflate, Diphenyl paratoluenylsulfonium triflate, Diphenylpara Isobutylphenylsulfonium triflate, triphenylsulfonium hexafluoroarsenei , Triphenyl sulfonium hexafluoro may also be used to antimonate, triphenyl sulfonium triflate and dibutyl naphthyl tilseol sulfonium photo-acid generator selected from the group consisting of triflate claim. The content of the photoacid generator is preferably 0.1 to 20% by weight based on the total photoresist composition. If the content of the photoacid generator is less than 0.1% by weight, the sensitivity of the photoresist to light is weakened, and the amount of acid components generated by exposure is low, which may make it difficult to deprotect the protecting group, and exceeds 20% by weight. If so, the photoacid generator absorbs a lot of ultraviolet rays and excessive acid is generated, resulting in poor pattern cross section.

본 발명에 따른 포토레지스트 조성물의 나머지 성분을 구성하는 c) 유기 용매로는 포토레지스트 조성물의 제조에 통상적으로 사용되는 다양한 유기 용매를 광범위하게 사용할 수 있다. 이와 같은 유기 용매의 비한정적인 예로는 미국특허 제5,212,043호(1993. 5. 18), 국제특허공개 WO 97/33198호(1997. 9. 12), WO 96/37526호 (1996. 11. 28), 유럽특허 EP 0 794 458호(1997. 9. 10), EP 0 789 278호(1997. 8. 13), 미국특허 제5,750,680호(1998. 5. 12), 미국특허 제6,051,678호(2000. 4.18), 영국특허 GB 2,345,286호(2000. 7. 5), 미국특허 제6,132,926호(2000. 10. 17), 제6,143,463호(2000.11. 7), 제6,150,069호(2000. 11. 21), 제6,180.316호 (2001. 1. 30), 제6,225,020호(2001. 5. 1), 제6,235,448호(2001. 5. 22), 제6,235,447호(2001. 5. 22) 등에 개시된 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 디에틸렌글리콜디에틸에테르(diethyleneglycol diethylether), 메틸 3-메톡시프로피오네이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트, 사이클로헥사논, 2-헵타논, 에틸락테이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.C) As the organic solvent constituting the remaining components of the photoresist composition according to the present invention can be used a wide variety of organic solvents commonly used in the preparation of the photoresist composition. Non-limiting examples of such organic solvents are U.S. Patent No. 5,212,043 (May 18, 1993), WO 97/33198 (September 12, 1997), WO 96/37526 (Nov. 28, 1996). ), EP 0 794 458 (September 10, 1997), EP 0 789 278 (August 13, 1997), US Patent No. 5,750,680 (May 12, 1998), US Patent No. 6,051,678 (2000). 4.18), British Patent GB 2,345,286 (July 5, 2000), US Patent No. 6,132,926 (October 17, 2000), 6,143,463 (7/2000), 6,150,069 (11/21/2000), 6,180.316 (January 30, 2001), 6,225,020 (May 1, 2001), 6,235,448 (May 22, 2001), 6,235,447 (May 22, 2001), etc. may be used. Preferably diethyleneglycol diethylether, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, propylene glycol methyl ether acetate, cyclohexanone, 2-heptanone, ethyl lactate Etc. can be used alone or in combination.

또한, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 필요에 따라 유기 염기를 더욱 포함할 수 있으며, 상기 유기 염기의 비한정적인 예로는 트리에틸아민, 트리이소부틸아민, 트리이소옥틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있다. 상기 유기 염기의 사용량은 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.01 내지 10.00 중량%인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 상기 감광성 고분자 수지, 광산 발생제, 유기 용매 및 필요에 따라 각종 첨가제를 배합하고, 필터로 여과하여 제조할 수 있으며, 이때, 전체 포토레지스트 조성물 중의 고형분 농도가 1 내지 30 중량%가 되도록 하는 것이 바람직하다. In addition, the photoresist composition according to the present invention may further include an organic base as needed, non-limiting examples of the organic base is triethylamine, triisobutylamine, triisooctylamine, diethanolamine, triethanol Amines, mixtures thereof and the like can be exemplified. The amount of the organic base used is preferably 0.01 to 10.00% by weight based on the total photoresist composition. The photoresist composition according to the present invention may be prepared by mixing the photosensitive polymer resin, a photoacid generator, an organic solvent, and various additives as necessary, and filtering by a filter, wherein the solid content concentration in the total photoresist composition is 1 to It is preferable to make it 30 weight%.

본 발명에 따른 화학증폭형 포토레지스트 조성물을 이용하여, 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해서는, 먼저, 실리콘 웨이퍼, 알루미늄 기판 등의 기판에 스핀 코터 등을 이용하여 상기 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트막을 형성하고, 상기 포토레지스트막을 소정 패턴으로 노광한 다음, 노광된 포토레지스트 패턴을 노광 후 가열(PEB)하고, 현상하는 통상의 포토리쏘그래피 공정을 이용할 수 있다. 상기 노광 공정은 ArF, 극자외선(Extreme Ultra Violet: EUV), 진공자외선(Vacuum Ultra Violet: VUV), E-빔, X-선, 이온 빔, 또는 임머전 리쏘그라피(Immersion Lithography) 공정에 의하여 수행될 수 있다. 또한 상기 현상 공정에 사용되는 현상액으로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 테트라메틸암모늄 히드록사이드(TMAH) 등의 알칼리성 화합물을 0.1 내지 10중량%의 농도로 용해시킨 알칼리 수용액을 사용할 수 있으며, 필요에 따라 상기 현상액에 메탄올, 에탄올 등과 같은 수용성 유기용매 및 계면활성제를 적정량 첨가하여 사용할 수도 있다. 또한 이와 같은 현상 공정을 수행한 후에는 초순수로 기판을 세정하는 세정 공정을 더욱 수행할 수도 있다. In order to form a photoresist pattern using the chemically amplified photoresist composition according to the present invention, first, the photoresist composition is applied to a substrate such as a silicon wafer or an aluminum substrate using a spin coater to form a photoresist film. The conventional photolithography process may be used in which the photoresist film is exposed to a predetermined pattern, and then the exposed photoresist pattern is post-exposure heated (PEB) and developed. The exposure process is performed by an ArF, Extreme Ultra Violet (EUV), Vacuum Ultra Violet (VUV), E-beam, X-ray, ion beam, or Immersion Lithography process. Can be. In addition, as the developer used in the developing step, an alkaline aqueous solution in which alkaline compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate and tetramethylammonium hydroxide (TMAH) are dissolved at a concentration of 0.1 to 10% by weight may be used. In accordance with the present invention, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol and a surfactant may be added to the developer. In addition, after the development process, the cleaning process may be further performed to clean the substrate with ultrapure water.

이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. The following examples are intended to illustrate the present invention more specifically, but the scope of the present invention is not limited by the following examples.

[실시예 1] 화학식 1a로 표시되는 감광성 고분자 수지의 합성 Example 1 Synthesis of Photosensitive Polymer Resin Represented by Chemical Formula 1a

2-에틸-2-디사이클로헥실-5-노보넨-2-카복실레이트 0.161mo1, 말레익 안하이드라이드 0.161mol, 2-에틸-2-아다멘틸 메타크릴레이트 0.05mol, 히드록시아다멘틸 메타크릴레이트 0.05mol 및 아조비스(이소부티로니트릴)(AIBN) 10g을 무수 THF 60g에 용해시키고, 반응물을 60℃에서 24시간 동안 중합시켰다. 중합이 완결된 후, 과량의 헥산/메탄올 혼합용액에 반응물을 천천히 떨어뜨려 침전시키고, 다시 THF로 용해한 후, 헥산/메탄올 혼합용액에서 재침전시켜 목적 고분자 수지를 53%의 수율로 얻었다. 얻어진 고분자 수지의 중량평균분자량과 다중분산도는 각각 8,700 및 1.92이었다. 2-ethyl-2-dicyclohexyl-5-norbornene-2-carboxylate 0.161mo1, maleic anhydride 0.161mol, 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate 0.05mol, hydroxyadamantyl methacrylate 0.05 mol rate and 10 g of azobis (isobutyronitrile) (AIBN) were dissolved in 60 g of dry THF and the reaction was polymerized at 60 ° C. for 24 hours. After the polymerization was completed, the reactant was slowly dropped into an excess of hexane / methanol mixed solution, precipitated, dissolved in THF, and reprecipitated in a hexane / methanol mixed solution to obtain a target polymer resin in a yield of 53%. The weight average molecular weight and the polydispersity of the obtained polymer resin were 8,700 and 1.92, respectively.

[실시예 2] 화학식 1b로 표시되는 감광성 고분자 수지의 합성 Example 2 Synthesis of Photosensitive Polymer Resin Represented by Chemical Formula 1b

히드록시아다멘틸 메타크릴레이트 0.05mol 대신 감마-부틸로락톤 메타크릴레이트 0.05mol을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 고분자 수지를 얻었다. 얻어진 고분자 수지의 중량평균분자량과 다중분산도는 각각 9,300 및 1.88이었으며, 수율은 51%였다. A polymer resin was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.05 mol of gamma-butylarolactone methacrylate was used instead of 0.05 mol of hydroxyadamantyl methacrylate. The weight average molecular weight and the polydispersity of the obtained polymer resin were 9,300 and 1.88, respectively, and the yield was 51%.

[실시예 3] 화학식 1c로 표시되는 감광성 고분자 수지의 합성 Example 3 Synthesis of Photosensitive Polymer Resin Represented by Chemical Formula 1c

히드록시아다멘틸 메타크릴레이트 0.05mol 대신 메발로닉 락톤 메타크릴레이트 0.05mol을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 고분자 수지를 얻었다. 얻어진 고분자 수지의 중량평균분자량과 다중분산도는 각각 9,800 및 1.90이었으며, 수율은 53%였다. A polymer resin was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.05 mol of mechatronic lactone methacrylate was used instead of 0.05 mol of hydroxyadamantyl methacrylate. The weight average molecular weight and the polydispersity of the obtained polymer resin were 9,800 and 1.90, respectively, and the yield was 53%.

[실시예 4] 화학식 1d로 표시되는 감광성 고분자 수지의 합성 Example 4 Synthesis of Photosensitive Polymer Resin Represented by Chemical Formula 1d

2-에틸-2-아다멘틸 메타크릴레이트 0.05mol 대신 2-테트라하이드록피라닐 메타크릴레이트 0.05mol을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 고분자 수지를 얻었다. 얻어진 고분자 수지의 중량평균분자량과 다중분산도는 각각 8,500 및 1.79이었으며, 수율은 48%였다. A polymer resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.05 mol of 2-tetrahydroxypyranyl methacrylate was used instead of 0.05 mol of 2-ethyl-2-adamantyl methacrylate. The weight average molecular weight and the polydispersity of the obtained polymer resin were 8,500 and 1.79, respectively, and the yield was 48%.

[실시예 5] 화학식 1e로 표시되는 감광성 고분자 수지의 합성 Example 5 Synthesis of Photosensitive Polymer Resin Represented by Chemical Formula 1e

단량체로서 2-에틸-2-디사이클로헥실-5-노보넨-2-카복실레이트 0.161mol, 말레익 안하이드라이드 0.161mol, 2-테드라하이드로피라닐 메타크릴레이트 0.05mol, 및 감마-부틸로락톤 메타크릴레이트 0.05mol을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 고분자 수지를 얻었다. 얻어진 고분자 수지의 중량평균분자량과 다중분산도는 각각 9,000 및 1.80이었으며, 수율은 51%였다. 0.161 mol of 2-ethyl-2-dicyclohexyl-5-norbornene-2-carboxylate, 0.161 mol of maleic anhydride, 0.05 mol of 2-tetrahydropyranyl methacrylate, and gamma-butyl as monomers A polymer resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.05 mol of lactone methacrylate was used. The weight average molecular weight and the polydispersity of the obtained polymer resin were 9,000 and 1.80, respectively, and the yield was 51%.

[실시예 6] 화학식 1f로 표시되는 감광성 고분자 수지의 합성 Example 6 Synthesis of Photosensitive Polymer Resin Represented by Chemical Formula 1f

단량체로서 2-에틸-2-디사이클로헥실-5-노보넨-2-카복실레이트 0.161mol, 말레익 안하이드라이드 0.161mol, 2-테드라하이드로피라닐 메타크릴레이트 0.05mol, 및 메발로닉 락톤 메타크릴레이트 0.05mol을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 고분자 수지를 얻었다. 얻어진 고분자 수지의 중량평균분자량과 다중분산도는 각각 8,800 및 1.89이었으며, 수율은 50%였다. 0.161 mol of 2-ethyl-2-dicyclohexyl-5-norbornene-2-carboxylate, 0.161 mol of maleic anhydride, 0.05 mol of 2-tetrahydropyranyl methacrylate, and mevalonic lactone as monomers Polymer resin was obtained by the same method as Example 1 except for using 0.05 mol of methacrylate. The weight average molecular weight and the polydispersity of the obtained polymer resin were 8,800 and 1.89, respectively, and the yield was 50%.

제조된 감광성 고분자 수지의 활성화 에너지 조사Activation energy investigation of the prepared photosensitive polymer resin

실시예 1 내지 6에서 얻은 감광성 고분자 수지 및 비교를 위하여 하기 화학식 2 및 3으로 표시되는 감광성 고분자 수지(코폴리머)의 활성화 에너지를 조사하였다. 화학식 2 및 3으로 표시되는 감광성 고분자 수지는 각각의 단량체를 동일한 몰비로 사용하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 합성하였으며, 중량평균분자량은 각각 8,000 및 8,800이고, 다중분산도는 각각 2.0 및 2.1였다.The activation energy of the photosensitive polymer resins obtained in Examples 1 to 6 and the photosensitive polymer resins (copolymers) represented by the following Chemical Formulas 2 and 3 were compared. The photosensitive polymer resins represented by Chemical Formulas 2 and 3 were synthesized in the same manner as in Example 1 using the respective monomers in the same molar ratio, and the weight average molecular weights were 8,000 and 8,800, respectively, and the polydispersities were 2.0 and 2.1, respectively. .

활성화 에너지 조사를 위하여, 감광성 고분자 수지에 대해서 0.1중량%의 황산을 첨가하고, 감광성 고분자 수지의 함량이 12wt%가 되도록 용매에 용해시켜, 포토레지스트 조성물을 제조하였다. 제조된 포토레지스트 조성물을 실리콘 웨이퍼에 0.3㎛의 두께로 동일하게 균일하게 코팅한 후, 온도를 변화시키면서 가열한 다음, 2.38 중량%의 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH) 용액을 사용하여 60초 동안 현상하였으며, 현상 후 남아있는 포토레지스트막의 두께를 조사하여 도 1에 나타내었다.For the activation energy irradiation, 0.1% by weight of sulfuric acid was added to the photosensitive polymer resin, and dissolved in a solvent such that the content of the photosensitive polymer resin was 12 wt% to prepare a photoresist composition. The prepared photoresist composition was uniformly coated on a silicon wafer with a thickness of 0.3 μm, and then heated with varying temperature, followed by 60 seconds using 2.38% by weight of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution. It was developed, and the thickness of the photoresist film remaining after the development was examined and shown in FIG. 1.

도 1에 도시된 바와 같이, 화학식 1a 내지 1f로 표시되는 감광성 고분자 수지는 상대적으로 낮은 온도를 포함한 실험온도 전 구간에서 현상 후 포토레지스트막이 거의 남아있지 않음을 알 수 있다. 따라서 화학식 1a 내지 1f로 표시되는 감광성 고분자 수지의 활성화 에너지가 낮고, 산에 의하여 쉽게 공격을 받아, 작용기가 탈보호(deprotection)됨을 알 수 있다. 반면, 화학식 2 및 3으로 표시되는 감광성 고분자 수지로 이루어진 포토레지스트막은 낮은 온도에서 부분적으로 현상되지 않거나, 높은 온도에서도 필름 두께 변화가 크게 나타나지 않는다. 이는 화학식 2의 탈보호 작용기가 높은 활성화 에너지를 가짐을 의미한다. As shown in FIG. 1, it can be seen that in the photosensitive polymer resins represented by Chemical Formulas 1a to 1f, almost no photoresist film remains after development in the entire experiment temperature including relatively low temperature. Therefore, it can be seen that the activation energy of the photosensitive polymer resins represented by Chemical Formulas 1a to 1f is low, and is easily attacked by acid, so that the functional group is deprotected. On the other hand, the photoresist film made of the photosensitive polymer resins represented by the formulas (2) and (3) does not partially develop at low temperatures, or does not show a large change in film thickness even at high temperatures. This means that the deprotecting functional group of formula (2) has a high activation energy.

[실시예 7] 포토레지스트 패턴의 형성 및 노광 후 가열(PEB)에 따른 선폭 변화 조사 Example 7 Investigation of Line Width Change According to Formation of Photoresist Pattern and Post-Exposure Heating

실시예 1 내지 6에서 얻은 각각의 감광성 고분자 수지 2.0 g 및 트리페닐 설포늄 트리플레이트(TPS-105) 0.02g을 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 17g에 완전히 용해시킨 다음, 0.2㎛의 디스크 필터로 여과하여 포토레지스트 조성물을 얻었다. 얻어진 포토레지스트 조성물을 약 0.30㎛의 두께로 헥사메틸디실라잔(HMDS)으로 처리된 실리콘 웨이퍼에 코팅하였다. 포토레지스트 조성물이 코팅된 웨이퍼를 100℃에서 90초 동안 프리베이킹하고, 개구수 0.60인 ArF 엑시머 레이저를 사용하여 소정의 패턴으로 노광한 다음, 노광된 웨이퍼를 100~130(±5℃)에서 90초 동안 노광 후 가열(PEB)하였다. 노광 후 가열(PEB)한 웨이퍼를 2.38 중량%의 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH) 용액을 사용하여 30초 동안 현상하여, 0.1㎛ 및 0.14㎛의 동일 라인(equal line) 및 스페이스 패턴을 얻었다. 얻어진 포토레지스트 패턴에 대하여 노광 후 가열(PEB) 온도에 따른 선폭 변화를 조사하여, 그 결과를 표 1 및 도 2에 나타내었다.2.0 g of each photosensitive polymer resin and 0.02 g of triphenyl sulfonium triflate (TPS-105) obtained in Examples 1 to 6 were completely dissolved in 17 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), followed by a 0.2 μm disc filter. Filtration was carried out to obtain a photoresist composition. The resulting photoresist composition was coated on a silicon wafer treated with hexamethyldisilazane (HMDS) to a thickness of about 0.30 μm. The wafer coated with the photoresist composition was prebaked at 100 ° C. for 90 seconds, exposed in a predetermined pattern using an ArF excimer laser having a numerical aperture of 0.60, and then the exposed wafer was 90 at 100 to 130 (± 5 ° C.). Post exposure heat (PEB) for seconds. The post-exposure heated (PEB) wafer was developed for 30 seconds using a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution to obtain equal lines and space patterns of 0.1 μm and 0.14 μm. The photoresist pattern obtained was examined for the line width change according to the post-exposure heating (PEB) temperature, and the results are shown in Table 1 and FIG. 2.

  PEB(℃)PEB (℃) 선폭변화크기(nm)Line width change size (nm) Eop(mJ/cm2)Eop (mJ / cm 2 ) PEB(℃)PEB (℃) 선폭변화크기(nm)Line width change size (nm) Eop(mJ/cm2)Eop (mJ / cm 2 ) 100nm100 nm 140nm140 nm 100nm100 nm 140nm140 nm 화학식 1aFormula 1a 100100 3.243.24 4.224.22 2323 130130 -- -- -- 화학식 1bFormula 1b 100100 3.153.15 4.694.69 2424 130130 -- -- -- 화학식 1cFormula 1c 100100 3.583.58 4.484.48 2222 130130 -- -- -- 화학식 1dFormula 1d 100100 4.024.02 4.884.88 2525 130130 -- -- -- 화학식 1eFormula 1e 100100 4.104.10 4.964.96 2424 130130 -- -- -- 화학식 1fFormula 1f 100100 4.224.22 5.055.05 2020 130130 -- -- -- 화학식 2Formula 2 100100 -- -- -- 130130 5.245.24 6.546.54 2828 화학식 3Formula 3 100100 -- -- -- 130130 6.856.85 7.987.98 2626

활성화 에너지가 작은 화학식1a 내지 1f의 고분자 수지를 사용한 포토레지스트는 130℃의 높은 PEB 온도에서는 패턴이 남아 있지 않아, 선폭 변화를 확인할 수 없었다. 이는 비노광부 영역까지 산의 확산이 일어나, 비노광부의 고분자 수지가 산에 의해서 탈보호됨으로서, 패턴 뿐 만 아니라, 필름 로스(film loss)가 발생한 것으로 판단된다. 상기 표 1로부터, 노광 후 가열(PEB) 온도가 높을수록 산의 확산이 크게 일어나 패턴 크기의 변화가 심하고, 노광 후 가열(PEB) 온도가 낮은 경우에는 패턴 변화의 크기가 작게 나타남을 알 수 있다. 즉, 낮은 활성화 에너지를 갖는 화학식 1a~1f로 표시되는 감광성 고분자 수지는 낮은 PEB온도를 사용해야 하므로, 열에 의해 산이 확산되는 정도가 적어, 선폭 변화의 크기가 작게 나타나며, 따라서 화학식 1a~1f로 표시되는 감광성 고분자 수지는 노광후 가열(PEB) 온도에 따른 선폭 변화를 감소시킬 수 있음을 알 수 있다. The photoresist using the polymer resins of Formulas 1a to 1f having a small activation energy did not have a pattern at a high PEB temperature of 130 ° C., and thus the line width change could not be confirmed. This is due to the diffusion of acid to the non-exposed areas, the polymer resin of the non-exposed areas is deprotected by the acid, it is determined that not only the pattern but also the film loss. From Table 1, it can be seen that the higher the post-exposure heating (PEB) temperature, the larger the diffusion of the acid, the more severe the change in the pattern size, and the smaller the change in the pattern when the post-exposure heating (PEB) temperature is low. . That is, since the photosensitive polymer resins represented by Chemical Formulas 1a to 1f having low activation energy should use a low PEB temperature, the extent of acid diffusion due to heat is small, and the magnitude of the line width change is small. It can be seen that the photosensitive polymer resin can reduce the line width change according to the post-exposure heating (PEB) temperature.

본 발명에 따른 낮은 활성화 에너지를 갖는 감광성 고분자 수지 및 화학증폭형 포토레지스트 조성물은 벌키한 지방족 고리 탄화수소를 포함하므로, 건식 식각 내성을 향상시킬 뿐만 아니라, 노광 후 가열(PEB) 온도 변화에 따른 선폭 변화, 라인에지러프니스 등을 감소시켜, 노광 후 가열(PEB) 온도가 낮은 경우에도 반도체 미세 패턴을 안정적으로 형성할 수 있는 장점이 있다.Since the photosensitive polymer resin and the chemically amplified photoresist composition having a low activation energy include bulky aliphatic ring hydrocarbons, not only improve dry etching resistance, but also change in line width due to post-exposure heating (PEB) temperature change. By reducing line edge roughness, the semiconductor micropattern can be stably formed even when the post-exposure heating (PEB) temperature is low.

도 1은 본 발명 및 종래의 화학증폭형 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성한 포토레지스트막의 노광 후 가열(PEB) 온도에 따른 현상 성능을 도시한 그래프.1 is a graph showing development performance according to post-exposure heating (PEB) temperature of a photoresist film formed using the present invention and a conventional chemically amplified photoresist composition.

도 2는 본 발명 및 종래의 화학증폭형 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성한 포토레지스트 패턴의 노광 후 가열(PEB) 온도에 따른 선폭 변화를 도시한 그래프. 2 is a graph showing a change in line width according to post-exposure heating (PEB) temperature of a photoresist pattern formed using the present invention and a conventional chemically amplified photoresist composition.

Claims (11)

하기 화학식 1로 표시되는 화학증폭형 감광성 고분자 수지.Chemically amplified photosensitive polymer resin represented by the formula (1). [화학식 1][Formula 1] 상기 화학식 1에서, R은 메틸 또는 에틸기이며, R*은 수소 또는 메틸기이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 CF3이고, R3는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 탄소수 3 내지 40의 사이클로알킬기, 또는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 탄소수 5 내지 10의 사이클로알킬기 이고, R4는 탄소수 1 내지 20의 히드록시알킬, 할로겐 치환기를 가지는 탄소수 1 내지 20의 히드록시알킬, 또는 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 탄소수 5 내지 10의 사이클로알킬기이다. 또한 상기 a, b, c 및 d는 상기 감광성 고분자 수지를 구성하는 각 반복 단위의 개수로서, a: b : c : d의 몰(mole) 비율은 1 내지 40 : 1 내지 40 : 1 내지 50 : 1 내지 50이다.In Formula 1, R is a methyl or ethyl group, R * is hydrogen or a methyl group, R 1 and R 2 are each independently hydrogen, methyl or CF 3 , R 3 is alkyl having 1 to 20 carbons, 3 to C A cycloalkyl group having 40 cycloalkyl groups or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms including an ether group or an ester group, R 4 is hydroxyalkyl having 1 to 20 carbon atoms, hydroxyalkyl having 1 to 20 carbon atoms, or an ether group having a halogen substituent Or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms including an ester group. In addition, a, b, c and d is the number of each repeating unit constituting the photosensitive polymer resin, the mole ratio of a: b: c: d is 1 to 40: 1 to 40: 1 to 50: 1 to 50. 제1항에 있어서, 상기 감광성 고분자 수지의 중량평균분자량은 3,000 내지 100,000이고, 다중분산도는 1.0~5.0인 것인 감광성 고분자 수지.The photosensitive polymer resin according to claim 1, wherein the weight average molecular weight of the photosensitive polymer resin is 3,000 to 100,000, and the polydispersity is 1.0 to 5.0. 제1항에 있어서, 상기 감광성 고분자수지는 하기 화학식 1a 내지 1g로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 감광성 고분자수지.The photosensitive polymer resin of claim 1, wherein the photosensitive polymer resin is selected from the group consisting of compounds represented by Formulas 1a to 1g. [화학식 1a][Formula 1a] [화학식 1b][Formula 1b] [화학식 1c][Formula 1c] [화학식 1d][Formula 1d] [화학식 1e][Formula 1e] [화학식 1f][Formula 1f] [화학식 1g][Formula 1g] 상기 화학식 1a 내지 1g에서, a, b, c 및 d는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.In Formulas 1a to 1g, a, b, c, and d are as defined in Formula 1. 상기 화학식 1로 표시되는 감광성 고분자 수지;A photosensitive polymer resin represented by Chemical Formula 1; 산을 발생시키는 광산 발생제; 및 Photoacid generators generating acid; And 유기 용매를 포함하는 화학증폭형 포토레지스트 조성물.A chemically amplified photoresist composition comprising an organic solvent. 제4항에 있어서, 상기 포토레지스트 조성물은 1 내지 30 중량%의 고분자 수지, 0.1 내지 20중량%의 광산 발생제 및 나머지 유기 용매로 이루어진 것인 화학증폭형 포토레지스트 조성물.The chemically amplified photoresist composition of claim 4, wherein the photoresist composition comprises 1 to 30 wt% of a polymer resin, 0.1 to 20 wt% of a photoacid generator, and the remaining organic solvent. 제4항에 있어서, 상기 광산 발생제는 오니움 염, 유기 술폰산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 화학증폭형 포토레지스트 조성물.The chemically amplified photoresist composition of claim 4, wherein the photoacid generator is selected from the group consisting of onium salts, organic sulfonic acids, and mixtures thereof. 제4항에 있어서, 상기 유기 용매는 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 메틸 3-메톡시프로피오네이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트, 사이클로헥사논, 2-헵타논, 에틸락테이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 화학증폭형 포토레지스트 조성물. The method of claim 4, wherein the organic solvent is diethylene glycol diethyl ether, methyl 3-methoxy propionate, ethyl 3-ethoxypropionate, propylene glycol methyl ether acetate, cyclohexanone, 2-heptanone, A chemically amplified photoresist composition selected from the group consisting of ethyl lactate and mixtures thereof. 제4항에 있어서, 상기 포토레지스트 조성물은 트리에틸아민, 트리이소부틸아민, 트리이소옥틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기 염기를 더욱 포함하며, 상기 유기 염기의 사용량은 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.01 내지 10.00중량%인 것인 화학증폭형 포토레지스트 조성물.The method of claim 4, wherein the photoresist composition further comprises an organic base selected from the group consisting of triethylamine, triisobutylamine, triisooctylamine, diethanolamine, triethanolamine, and mixtures thereof. The amount of base is used in the chemically amplified photoresist composition is 0.01 to 10.00% by weight based on the total photoresist composition. 상기 화학식 1로 표시되는 감광성 고분자 수지; 산을 발생시키는 광산 발생제; 및 유기 용매를 포함하는 화학증폭형 포토레지스트 조성물을 기판에 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 단계; 및 A photosensitive polymer resin represented by Chemical Formula 1; Photoacid generators generating acid; And applying a chemically amplified photoresist composition comprising an organic solvent to the substrate to form a photoresist film. And 상기 포토레지스트막을 소정 패턴으로 노광한 다음, 노광된 포토레지스트 패턴을 노광 후 가열(PEB)하고, 현상하는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.Exposing the photoresist film in a predetermined pattern, and then heating and developing the exposed photoresist pattern (PEB) and developing the photoresist pattern. 제9항에 있어서, 상기 노광 공정은 ArF, 극자외선, 진공자외선, E-빔, X-선, 이온 빔 및 임머전 리쏘그라피로 이루어지는 군으로부터 선택되는 공정에 의하여 수행되는 것인 포토레지스트 패턴의 형성 방법.The photoresist pattern of claim 9, wherein the exposure process is performed by a process selected from the group consisting of ArF, extreme ultraviolet, vacuum ultraviolet, E-beam, X-ray, ion beam, and immunization lithography. Forming method. 제9항에 있어서, 상기 현상은 알칼리 수용액에 의하여 수행되는 것인 포토레지스트 패턴의 형성 방법.The method of claim 9, wherein the development is performed by an aqueous alkali solution.
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