KR20070076608A - Compound for photoresist, photoresist composition having the compound and method of forming a photoresist pattern using the photoresist composition - Google Patents

Compound for photoresist, photoresist composition having the compound and method of forming a photoresist pattern using the photoresist composition Download PDF

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KR20070076608A
KR20070076608A KR1020060005673A KR20060005673A KR20070076608A KR 20070076608 A KR20070076608 A KR 20070076608A KR 1020060005673 A KR1020060005673 A KR 1020060005673A KR 20060005673 A KR20060005673 A KR 20060005673A KR 20070076608 A KR20070076608 A KR 20070076608A
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photoresist
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residue
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윤효진
권영길
김재호
김영호
김성준
김부득
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삼성전자주식회사
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Abstract

Provided are a photoresist compound for producing a fine pattern and reducing roughness of linewidth, a photoresist composition having the same compound and a method for forming a photoresist pattern using the photoresist composition. The photoresist compound is represented by the formula(1) or (2). In the formulae, R1 is a residue of a triol compound in which a hydrogen atom of hydroxyl group is removed, R2, R3 and R4 are residues of a dicarboxylic acid compound in which a hydrogen atom of carboxy group is removed, R5, R6 and R7 are independently t-butyl group, tetrahydropyranyl group or 1-ethoxyethyl group, X1 to X6 are independently hydrogen atom or hydroxyl group, R8 is a residue of tricarboxylic acid compound in which hydrogen atom of a carboxyl group is removed. The photoresist composition comprises a non-linear low molecular weight compound, a photoresist and an organic solvent. The photoresist composition can produce a fine pattern with a resolution of a molecular level due to small building block size.

Description

포토레지스트용 화합물, 이를 포함하는 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법 {COMPOUND FOR PHOTORESIST, PHOTORESIST COMPOSITION HAVING THE COMPOUND AND METHOD OF FORMING A PHOTORESIST PATTERN USING THE PHOTORESIST COMPOSITION}Compound for photoresist, photoresist composition comprising the same and method for forming photoresist pattern using same {COMPOUND FOR PHOTORESIST, PHOTORESIST COMPOSITION HAVING THE COMPOUND AND METHOD OF FORMING A PHOTORESIST PATTERN USING THE PHOTORESIST COMPOSITION}

도 1 및 도 2는 고분자를 포함하는 종래의 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성된 포토레지스트 패턴을 설명하기 위한 모식도들이다. 1 and 2 are schematic diagrams for explaining a photoresist pattern formed using a conventional photoresist composition comprising a polymer.

도 3 내지 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of forming a photoresist pattern according to an embodiment of the present invention.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성된 포토레지스트 패턴을 설명하기 위한 모식도들이다.6 and 7 are schematic diagrams for explaining the photoresist pattern formed using the photoresist composition according to the present invention.

도 8은 실시예에 따른 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성된 포토레지스트 패턴을 나타내는 전자현미경 사진이다.8 is an electron micrograph showing a photoresist pattern formed using the photoresist composition according to the embodiment.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100: 기판 200: 포토레지스트 막100 substrate 200 photoresist film

220: 포토레지스트 패턴 300: 마스크220: photoresist pattern 300: mask

본 발명은 포토레지스트용 화합물, 포토레지스트 조성물 및 포토레지스트 패턴의 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 제조 공정에서 포토레지스트 패턴을 형성하는데 사용할 수 있는 화합물, 상기 화합물을 포함하는 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a compound for photoresist, a photoresist composition and a method of forming a photoresist pattern. More specifically, the present invention relates to a compound that can be used to form a photoresist pattern in a semiconductor manufacturing process, a photoresist composition containing the compound, and a method of forming a photoresist pattern using the same.

최근, 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 상기 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여, 상기 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다. 특히, 상기 반도체 장치의 집적도 향상을 위한 주요한 기술로서 사진 식각(photolithography) 공정과 같은 미세 가공 기술에 대한 요구도 엄격해지고 있다.In recent years, with the rapid spread of information media such as computers, semiconductor devices are also rapidly developing. In terms of its function, the semiconductor device is required to operate at a high speed and to have a large storage capacity. In response to these demands, manufacturing techniques have been developed in the direction of improving the degree of integration, reliability, response speed and the like of the semiconductor device. In particular, the demand for microfabrication techniques such as a photolithography process is becoming strict as a main technique for improving the integration degree of the semiconductor device.

사진 식각 공정에서는 포토레지스트 조성물을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 일반적으로, 상기 포토레지스트 조성물은 빛에 반응하여 산을 발생하는 감광제, 산에 민감하게 반응하는 구조를 가진 고분자 및 용매 등을 혼합하여 제조된다. 상기 포토레지스트 조성물은 광에 노출될 경우, 현상액에 대한 용해도가 변하는 특성을 갖는다. 따라서 상기 포토레지스트 조성물을 도포하여 노광시킨 후, 노광 부분을 현상하여 원하는 형상을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다.In the photolithography process, a photoresist pattern is formed using a photoresist composition. In general, the photoresist composition is prepared by mixing a photoresist that generates an acid in response to light, a polymer having a structure that reacts sensitively to an acid, a solvent, and the like. The photoresist composition has a property of changing solubility in a developer when exposed to light. Therefore, after the photoresist composition is coated and exposed, the exposed portion may be developed to form a photoresist pattern having a desired shape.

반도체 장치에 포함된 패턴이 점차 미세해지면서 패턴의 선폭이 포토레지스트 조성물에 포함된 고분자 자체의 크기까지 근접해 가고 있다. 상기 고분자는 그 특성상 분자의 크기가 커서, 포토레지스트 패턴을 형성하는 빌딩블록의 크기가 크다.As the pattern included in the semiconductor device is gradually finer, the line width of the pattern is approaching to the size of the polymer itself included in the photoresist composition. The polymer has a large molecule size due to its nature, and thus has a large building block forming a photoresist pattern.

도 1 및 도 2는 고분자를 포함하는 종래의 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성된 포토레지스트 패턴을 설명하기 위한 모식도들이다. 1 and 2 are schematic diagrams for explaining a photoresist pattern formed using a conventional photoresist composition comprising a polymer.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상술한 고분자를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 경우, 빌딩 블록의 크기가 커서 형성된 포토레지스트 패턴의 선폭이 매우 거칠고 두께도 일정하지 않다. 따라서 분자 수준의 해상도를 갖는 미세한 패턴을 형성하는데 적합하지 않다.1 and 2, when the photoresist pattern is formed using the photoresist composition including the polymer described above, the line block of the formed photoresist pattern is very rough and its thickness is not uniform due to the large building block. It is therefore not suitable for forming fine patterns with molecular resolution.

또한, 상기 고분자는 다양한 분자량 즉, 다양한 크기를 갖고 있으며 분자들이 서로 엉켜 있는 구조를 갖는다. 또한, 상기 고분자는 현상 과정에서 쉽게 팽윤되며 분자량에 따라 현상액에 대한 용해도가 일정하지 않다. 따라서 상기 고분자를 포함하는 포토레지스트 조성물을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 경우, 현상 과정에서 선폭의 거칠기(Line Width Roughness; LWR)가 더욱 증가하고, 미세한 패턴을 선명하게 형성하는데 한계가 있다.In addition, the polymer has various molecular weights, that is, various sizes and have a structure in which molecules are entangled with each other. In addition, the polymer swells easily during the development process, and the solubility in the developer is not constant according to the molecular weight. Therefore, when the photoresist pattern is formed using the photoresist composition including the polymer, line width roughness (LWR) is further increased during the development process, and there is a limit in clearly forming a fine pattern.

따라서 포토레지스트 패턴을 구성하는 빌딩 블록의 크기를 줄여, 고해상도의 미세한 패턴을 형성하는 동시에, 선폭의 거칠기를 감소시킬 수 있는 포토레지스트 조성물의 개발이 요구된다.Therefore, the development of a photoresist composition capable of reducing the size of the building blocks constituting the photoresist pattern, forming a fine pattern of high resolution, and reducing the roughness of the line width is required.

따라서 본 발명의 목적은 고해상도를 구현하고 선폭의 거칠기를 감소시킬 수 있는 포토레지스트용 화합물을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a compound for photoresist that can realize high resolution and reduce roughness of line width.

본 발명의 다른 목적은 상술한 화합물을 포함하는 포토레지스트 조성물을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a photoresist composition comprising the compound described above.

본 발명의 또 다른 목적은 상술한 포토레지스트 조성물을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 방법을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a method of forming a photoresist pattern using the photoresist composition described above.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 본 발명의 포토레지스트용 화합물은 하기 식 1 또는 2로 표시된다.Compound for a photoresist of the present invention according to an embodiment for achieving the above object of the present invention is represented by the following formula (1) or (2).

Figure 112006003920756-PAT00001
...... (1)
Figure 112006003920756-PAT00001
...... (One)

Figure 112006003920756-PAT00002
...... (2)
Figure 112006003920756-PAT00002
...... (2)

상기 식 1 및 2에서, R1은 트리올 화합물에서 수산기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내고, R2, R3 및 R4는 디카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내며, R5, R6 및 R7은 독립적으로 t-부틸기, 테트라하이드로피라닐기 또는 1-에톡시에틸기를 나타내고, X1 내지 X6은 독립적으로 수소 원자 또는 수산기를 나타낸다. 또한, 상기 식 2에서, R8은 트리카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타낸다. 상기 트리올 화합물의 예로는 글리세롤(glycerol) 또는 싸이클로헥산트리올(cyclohexanetriol)을 들 수 있고, 상기 디카르복시산 화합물의 예로는 글루타르산(glutaric acid), 숙신산(succinic acid) 또는 3,3-테트라메틸렌글루타르산(3,3-tetramethyleneglutaric acid)을 들 수 있다. 또한, 상기 트리카르복시산의 예로는 1,3,5-싸이클로헥산트리카르복시산(1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid)을 들 수 있다.In Formulas 1 and 2, R 1 represents a residue from which a hydrogen atom of a hydroxyl group is removed from a triol compound, R 2 , R 3 and R 4 represent a residue from which a hydrogen atom of a carboxyl group is removed from a dicarboxylic acid compound, R 5 , R 6 and R 7 independently represent a t-butyl group, tetrahydropyranyl group or 1-ethoxyethyl group, and X 1 to X 6 independently represent a hydrogen atom or a hydroxyl group. In addition, in said Formula 2, R <8> represents the residue from which the hydrogen atom of the carboxy group was removed from the tricarboxylic acid compound. Examples of the triol compound include glycerol or cyclohexanetriol, and examples of the dicarboxylic acid compound include glutaric acid, succinic acid, or 3,3-tetra. Methylene glutaric acid (3,3-tetramethyleneglutaric acid). In addition, examples of the tricarboxylic acid include 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid (1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid).

상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은 상기 식 1 또는 2로 표시되는 포토레지스트용 화합물, 감광제 및 유기 용매를 포함한다. 상기 포토레지스트 조성물은 상기 식 1 또는 2로 표시되는 포토레지스트용 화합물 약 8 내지 약 20중량%, 상기 감광제 약 0.1 내지 약 0.5중량% 및 여분의 유기 용매를 포함할 수 있다. 상기 감광제의 예로는 술포늄염, 트리아밀술포늄염 등을 들 수 있고, 상기 유기 용매의 예로는 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 에틸 락테이트 등을 들 수 있다. 또한, 상기 포토레지스트 조성물은 트리에틸아민, 트리이소부틸아민과 같은 유기 염기를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 포토레지스트 조성물은 상기 식 1 또는 2로 표시되는 포토레지스트용 화합물 약 8 내지 약 20중량%, 상기 감광제 약 0.1 내지 약 0.5중량%, 상기 유기 염기 약 0.1 내지 약 5중량% 및 여분의 유기 용매를 포함할 수 있다.A photoresist composition according to an embodiment for achieving the above object of the present invention includes a compound for a photoresist, a photosensitizer and an organic solvent represented by the formula (1) or (2). The photoresist composition may include about 8 wt% to about 20 wt% of the photoresist compound represented by Formula 1 or 2, about 0.1 wt% to about 0.5 wt% of the photoresist, and an extra organic solvent. Examples of the photosensitizer include sulfonium salts and triamylsulfonium salts. Examples of the organic solvent include propylene glycol methyl ether acetate and ethyl lactate. In addition, the photoresist composition may further include an organic base such as triethylamine and triisobutylamine. In this case, the photoresist composition is about 8 to about 20% by weight of the compound for the photoresist represented by the formula 1 or 2, about 0.1 to about 0.5% by weight of the photosensitizer, about 0.1 to about 5% by weight and the organic base It may include an organic solvent of.

또한, 상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 패턴의 형성 방법에서는, 대상물 상에 상기 식 1 또는 2로 표시되는 포토레지스트용 화합물, 감광제 및 유기 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트 막을 형성한다. 상기 포토레지스트 막을 노광한 다음, 상기 포토레지스트 막을 부분적으로 제거하여 포토레지스트 패턴을 형성한다.In addition, in the method for forming a photoresist pattern according to an embodiment of the present invention for achieving another object of the present invention described above, a compound for photoresists, photosensitizers and organic solvents represented by the formula (1) or 2 on the object Applying a photoresist composition comprising a to form a photoresist film. After exposing the photoresist film, the photoresist film is partially removed to form a photoresist pattern.

본 발명에 따른 포토레지스트용 화합물은 분자의 크기가 작아 분자 수준의 해상도를 갖는 미세한 패턴을 구현할 수 있다. 또한, 화합물의 분자들 간에 현상액에 대한 용해도가 일정하고 사슬의 엉킴 현상이 없으므로, 선폭의 거칠기(Line Width Roughness, LWR)를 감소시킬 수 있다.The compound for photoresists according to the present invention can implement a fine pattern having a small resolution of the molecule size of the molecule. In addition, since the solubility in the developer is constant between the molecules of the compound and there is no chain entanglement phenomenon, it is possible to reduce the line width roughness (LWR).

이하, 본 발명의 포토레지스트용 화합물, 이를 포함하는 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the photoresist compound of the present invention, a photoresist composition comprising the same, and a method of forming a photoresist pattern using the same will be described in detail.

포토레지스트용 화합물Photoresist Compound

본 발명의 포토레지스트용 화합물은 비선형 저분자로써 하기와 같은 특성을 갖는다.The compound for photoresists of the present invention is a nonlinear low molecule and has the following characteristics.

첫째로, 상기 화합물은 고분자와는 달리 명확한 분자 구조를 갖고 단일한 분자량을 갖는다. 따라서 상기 화합물을 포토레지스트 패턴을 형성하는데 이용할 경우, 현상액에 대한 용해도가 일정하여 선폭의 거칠기(LWR)를 감소시킬 수 있다. 둘째로, 분자의 크기가 고분자에 비해 작기 때문에 분자 수준의 해상도를 갖는 포토레지스트 패턴을 구현할 수 있다. 셋째로, 상기 화합물이 분자의 회전 반경이 짧고 입체적인 구조를 가지고 있어 선형 고분자에서 쉽게 발생하는 사슬 엉킴과 같은 분자간 상호작용이 없다. 따라서 상기 화합물을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성할 경우, 현상 과정에서 노광부와 비 노광부의 용해도 차이를 크게 하여 상기 포토레지스트 패턴을 선명하게 형성할 수 있고, 선폭의 거칠기를 감소시킬 수 있다.First, the compound, unlike the polymer, has a clear molecular structure and has a single molecular weight. Therefore, when the compound is used to form a photoresist pattern, the solubility in the developer is constant to reduce the line roughness (LWR). Second, since the size of the molecule is smaller than that of the polymer, a photoresist pattern having a molecular resolution can be realized. Third, the compound has a three-dimensional structure with a short radius of rotation of the molecule and there is no intermolecular interaction such as chain entanglement that occurs easily in linear polymers. Therefore, when the photoresist pattern is formed using the compound, the solubility difference between the exposed portion and the non-exposed portion may be increased in the developing process to clearly form the photoresist pattern, and the roughness of the line width may be reduced.

본 발명의 포토레지스트용 화합물은 하기 식 1 또는 2로 표시된다.The compound for photoresists of the present invention is represented by the following formula (1) or (2).

Figure 112006003920756-PAT00003
...... (1)
Figure 112006003920756-PAT00003
...... (One)

Figure 112006003920756-PAT00004
...... (2)
Figure 112006003920756-PAT00004
...... (2)

상기 식 1 및 2에서, R1은 트리올 화합물에서 수산기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내고, R2, R3 및 R4는 디카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내며, R5, R6 및 R7은 독립적으로 t-부틸기, 테트라하이드로 피라닐기 또는 1-에톡시에틸기를 나타내고, X1 내지 X6은 독립적으로 수소 원자 또는 수산기를 나타낸다. 또한, 상기 식 2에서, R8은 트리카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타낸다.In Formulas 1 and 2, R 1 represents a residue from which a hydrogen atom of a hydroxyl group is removed from a triol compound, R 2 , R 3 and R 4 represent a residue from which a hydrogen atom of a carboxyl group is removed from a dicarboxylic acid compound, R 5 , R 6 and R 7 independently represent a t-butyl group, tetrahydro pyranyl group or 1-ethoxyethyl group, and X 1 to X 6 independently represent a hydrogen atom or a hydroxyl group. In addition, in said Formula 2, R <8> represents the residue from which the hydrogen atom of the carboxy group was removed from the tricarboxylic acid compound.

본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트용 화합물에 있어서, 상기 식 1에서 R1은 글리세롤(glycerol)또는 싸이클로헥산트리올(cyclohexanetriol)에서 수산기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내고, R2, R3 및 R4는 독립적으로 글루타르산(glutaric acid), 숙신산(succinic acid) 또는 3,3-테트라메틸렌글루타르산(3,3-tetramethyleneglutaric acid)에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타낸다. 또한, 상기 식 2에서 R8은 1,3,5-싸이클로헥산트리카르복시산(1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid)에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타낸다.In the compound for a photoresist according to an embodiment of the present invention, in Formula 1 R 1 represents a residue from which a hydrogen atom of a hydroxyl group is removed from glycerol or cyclohexanetriol, R 2 , R 3 And R 4 independently represents a residue from which a hydrogen atom of a carboxyl group has been removed from glutaric acid, succinic acid or 3,3-tetramethyleneglutaric acid. In addition, in Formula 2, R 8 represents a residue in which a hydrogen atom of a carboxyl group is removed from 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid.

본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트용 화합물은 하기 식 3 내지 9로 표시된다.Compounds for photoresists according to one embodiment of the present invention are represented by the following formulas 3 to 9.

Figure 112006003920756-PAT00005
...... (3)
Figure 112006003920756-PAT00005
...... (3)

Figure 112006003920756-PAT00006
...... (4)
Figure 112006003920756-PAT00006
...... (4)

Figure 112006003920756-PAT00007
...... (5)
Figure 112006003920756-PAT00007
...... (5)

Figure 112006003920756-PAT00008
...... (6)
Figure 112006003920756-PAT00008
(6)

Figure 112006003920756-PAT00009
...... (7)
Figure 112006003920756-PAT00009
(7)

Figure 112006003920756-PAT00010
...... (8)
Figure 112006003920756-PAT00010
...... (8)

Figure 112006003920756-PAT00011
...... (9)
Figure 112006003920756-PAT00011
(9)

상기 식 1 내지 9에 있어서, R5, R6 및 R7은 산분해성 작용기로서 수소 이온과 반응하여 상기 화합물로부터 쉽게 떨어져 나간다. R5, R6 및 R7의 예로는 t-부틸기, 테트라하이드로피라닐기 또는 1-에톡시에틸기를 들 수 있다. R5, R6 및 R7은 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 또한, X1 내지 X6은 독립적으로 수소 원자 또는 수산기를 나타낸다.In formulas 1 to 9, R 5 , R 6 and R 7 are easily separated from the compound by reacting with hydrogen ions as acid-decomposable functional groups. Examples of R 5 , R 6 and R 7 include a t-butyl group, tetrahydropyranyl group or 1-ethoxyethyl group. R 5 , R 6 and R 7 may be identical or different. In addition, X 1 to X 6 independently represent a hydrogen atom or a hydroxyl group.

본 발명에 따른 포토레지스트용 화합물에 있어서, 상기 식 1로 표시되는 화합물은 R1, R2, R3 및 R4를 포함하는 중심부(core)를 합성하고 상기 중심부에 하기 식 10으로 표시되는 화합물을 반응시켜 제조된다. 또한, 상기 식 2로 표시되는 화합물은 R8을 포함하는 중심부를 하기 식 10으로 표시되는 화합물과 반응시켜 제조된 다.In the compound for photoresists according to the present invention, the compound represented by Formula 1 synthesizes a core including R 1 , R 2 , R 3, and R 4 , and the compound represented by Formula 10 below It is prepared by reacting. In addition, the compound represented by Formula 2 is prepared by reacting the central portion including R 8 with the compound represented by the following Formula 10.

Figure 112006003920756-PAT00012
...... (10)
Figure 112006003920756-PAT00012
...... (10)

상기 식 10에서, R9는 t-부틸기, 테트라하이드로피라닐기 또는 1-에톡시에틸기를 나타내고, X7 및 X8은 수소 원자 또는 수산기를 나타낸다.In Formula 10, R 9 represents a t-butyl group, a tetrahydropyranyl group or a 1-ethoxyethyl group, and X 7 and X 8 represent a hydrogen atom or a hydroxyl group.

상기 식 1로 표시되는 포토레지스트용 화합물을 제조하기 위해서는 먼저 R1, R2, R3 및 R4를 포함하는 중심부(core)를 합성한다. 상기 식 1로 표시되는 포토레지스트용 화합물에 있어서, 상기 중심부는 트리올 화합물을 디카르복시산 화합물과 반응시켜 합성된다. 상기 트리올 화합물의 예로는 글리세롤(glycerol) 또는 싸이클로헥산트리올(cyclohexanetriol)을 들 수 있다. 상기 디카르복시산 화합물의 예로는 글루타르산(glutaric acid), 숙신산(succinic acid) 또는 3,3-테트라메틸렌글루타르산(3,3-tetramethylene glutaric acid)을 들 수 있다. 상기 트리올 화합물과 상기 디카르복시산 화합물을 반응시켜 합성되는 상기 중심부는 말단에 3개의 카르복시기를 포함한다.In order to manufacture the compound for photoresist represented by the above formula 1, first , a core including R 1 , R 2 , R 3, and R 4 is synthesized. In the compound for photoresists represented by the formula (1), the central portion is synthesized by reacting a triol compound with a dicarboxylic acid compound. Examples of the triol compound include glycerol or cyclohexanetriol. Examples of the dicarboxylic acid compound include glutaric acid, succinic acid, or 3,3-tetramethylene glutaric acid. The central portion synthesized by reacting the triol compound with the dicarboxylic acid compound includes three carboxyl groups at its terminal.

예를 들어, 상기 식 3으로 표시되는 화합물의 중심부는 글리세롤(glycerol) 및 글루타르 안하이드라이드(glutaric anhydride)를 반응시켜 합성할 수 있다. 상기 식 4로 표시되는 화합물의 중심부는 글리세롤(glycerol) 및 숙신 안하이드라이 드(succinic anhydride)를 반응시켜 합성할 수 있다. 상기 식 5로 표시되는 화합물의 중심부는 글리세롤(glycerol) 및 3,3-테트라메틸렌글루타르 안하이드라이드(3,3-tetramethyleneglutaric anhydride)를 반응시켜 합성할 수 있다. For example, the center of the compound represented by Formula 3 may be synthesized by reacting glycerol and glutaric anhydride. The center of the compound represented by the formula 4 can be synthesized by reacting glycerol (glycerol) and succinic anhydride (succinic anhydride). The center of the compound represented by Formula 5 can be synthesized by reacting glycerol (glycerol) and 3,3-tetramethylene glutar anhydride (3,3-tetramethyleneglutaric anhydride).

또한, 상기 식 6으로 표시되는 화합물의 중심부는 1,3,5-트리히드록시싸이클로헥산(1,3,5-trihydroxycyclohexane) 및 글루타르 안하이드라이드(glutaric anhydride)를 반응시켜 합성할 수 있다. 상기 식 7로 표시되는 화합물의 중심부는 1,3,5-트리히드록시싸이클로헥산(1,3,5-trihydroxycyclohexane) 및 숙신 안하이드라이드(succinic anhydride)를 반응시켜 합성할 수 있다. 상기 식 8로 표시되는 화합물의 중심부는 1,3,5-트리히드록시싸이클로헥산(1,3,5-trihydroxycyclohexane) 및 3,3-테트라메틸렌글루타르 안하이드라이드(3,3-tetramethyleneglutaric anhydride)를 반응시켜 합성할 수 있다.In addition, the center of the compound represented by the formula 6 can be synthesized by reacting 1,3,5-trihydroxycyclohexane (glutaric anhydride) and 1,3,5-trihydroxycyclohexane. The center of the compound represented by Formula 7 can be synthesized by reacting 1,3,5-trihydroxycyclohexane and succinic anhydride. The center of the compound represented by the formula 8 is 1,3,5-trihydroxycyclohexane (1,3,5-trihydroxycyclohexane) and 3,3-tetramethyleneglutaric anhydride (3,3-tetramethyleneglutaric anhydride) It can be synthesized by reacting.

상기 식 2로 표시되는 포토레지스트용 화합물의 중심부는 트리카르복시산 화합물을 포함한다. 상기 트리카르복시산 화합물의 예로는 1,3,5-싸이클로헥산트리카르복시산(1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid)을 들 수 있다. 상기 중심부로 1,3,5-싸이클로헥산트리카르복시산(1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid)을 사용하는 경우, 상기 화합물은 식 9로 표시된다.The center part of the compound for photoresists represented by said Formula 2 contains a tricarboxylic acid compound. Examples of the tricarboxylic acid compound include 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid (1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid). When 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid is used as the center, the compound is represented by Formula 9.

한편, 상기 식 10으로 표시되는 화합물은 콜릭산(cholic acid), 디옥시콜릭산(deoxycholic acid) 또는 리소콜릭산(lithocholic acid)을 t-부틸알콜(tert-butyl alcohol), 테트라하이드로피라놀(tetrahydropyranol) 또는 1-에톡시에탄올 (1-ethoxyethanol)과 반응시켜 합성된다. 여기서, 콜릭산을 사용하는 경우, X7 및 X8은 모두 수산기를 나타낸다. 디옥시콜릭산을 사용하는 경우, X7은 수소 원자를 나타내고 X8은 수산기를 나타낸다. 또한, 리소콜릭산을 사용하는 경우, X7 및 X8은 모두 수소 원자를 나타낸다.On the other hand, the compound represented by the formula 10 is a cholic acid (cholic acid), deoxycholic acid (deoxycholic acid) or lysocholic acid (lithocholic acid) t-butyl alcohol (tert-butyl alcohol), tetrahydropyranol ( It is synthesized by reacting with tetrahydropyranol) or 1-ethoxyethanol. Here, when collic acid is used, X 7 and X 8 both represent hydroxyl groups. When using deoxycholic acid, X 7 represents a hydrogen atom and X 8 represents a hydroxyl group. In the case of using lysoholic acid, X 7 and X 8 both represent hydrogen atoms.

상기 식 1 또는 2로 표시되는 포토레지스트용 화합물은 상기 중심부의 말단에 위치하는 3개의 카르복시기와 상기 식 10으로 표시되는 화합물의 말단에 위치한 수산기가 에스테르화 반응하여 제조된다.The photoresist compound represented by Formula 1 or 2 is prepared by esterification of three carboxyl groups located at the terminal of the central portion and a hydroxyl group located at the terminal of the compound represented by Formula 10.

본 발명에 따른 포토레지스트용 화합물은 포토레지스트로 적용할 경우, 분자의 크기가 작아 분자 수준의 해상도를 갖는 미세한 패턴을 구현할 수 있다. 또한, 현상액에 대한 용해도가 일정하고 사슬의 엉킴 현상이 없으므로, 선폭의 거칠기(LWR)를 감소시킬 수 있다.When the compound for photoresists according to the present invention is applied as a photoresist, the size of the molecule is small, it can implement a fine pattern having a molecular level resolution. In addition, since the solubility in the developer is constant and there is no entanglement of the chain, the roughness (LWR) of the line width can be reduced.

포토레지스트 조성물Photoresist composition

본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 하기 식 1 또는 2로 표시되는 포토레지스트용 화합물, 감광제 및 유기 용매를 포함한다.The photoresist composition according to the present invention includes a compound for photoresist, a photosensitizer and an organic solvent represented by the following formula (1) or (2).

Figure 112006003920756-PAT00013
...... (1)
Figure 112006003920756-PAT00013
...... (One)

Figure 112006003920756-PAT00014
...... (2)
Figure 112006003920756-PAT00014
...... (2)

상기 식 1 및 2에서, R1은 트리올 화합물에서 수산기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내고, R2, R3 및 R4는 디카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내며, R5, R6 및 R7은 독립적으로 t-부틸기, 테트라하이드로 피라닐기 또는 1-에톡시에틸기를 나타내고, X1 내지 X6은 독립적으로 수소 원자 또는 수산기를 나타낸다. 또한, 상기 식 2에서, R8은 트리카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타낸다. 상기 식 1 또는 2로 표시되는 포토레지스트용 화합물은 위에서 상술한 바와 같고, 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.In Formulas 1 and 2, R 1 represents a residue from which a hydrogen atom of a hydroxyl group is removed from a triol compound, R 2 , R 3 and R 4 represent a residue from which a hydrogen atom of a carboxyl group is removed from a dicarboxylic acid compound, R 5 , R 6 and R 7 independently represent a t-butyl group, tetrahydro pyranyl group or 1-ethoxyethyl group, and X 1 to X 6 independently represent a hydrogen atom or a hydroxyl group. In addition, in said Formula 2, R <8> represents the residue from which the hydrogen atom of the carboxy group was removed from the tricarboxylic acid compound. The photoresist compound represented by Formula 1 or 2 is as described above, and further detailed description is omitted.

본 발명의 포토레지스트 조성물이 상기 식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 약 8중량% 미만을 포함하는 경우, 충분한 두께를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하기 어려워 바람직하지 않다. 또한, 상기 화합물의 함량이 약 20중량%를 초과하면, 포토레지스트 조성물의 점도가 지나치게 높아져 균일한 두께를 갖는 포토레지스트 막을 형성하기 어려워 바람직하지 않다. 따라서 본 발명의 포토레지스트 조성물은 상기 식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 약 8 내지 약 20중량%를 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 약 9 내지 약 15중량%를 포함한다.When the photoresist composition of the present invention contains less than about 8% by weight of the compound represented by Formula 1 or 2 above, it is difficult to form a photoresist pattern having a sufficient thickness, which is not preferable. In addition, when the content of the compound exceeds about 20% by weight, the viscosity of the photoresist composition becomes too high to form a photoresist film having a uniform thickness, which is not preferable. Therefore, the photoresist composition of the present invention preferably contains about 8 to about 20% by weight, more preferably about 9 to about 15% by weight of the compound represented by Formula 1 or 2.

본 발명의 포토레지스트 조성물은 감광제를 포함한다. 상기 감광제는 광산 발생제(photoacid generator)로서 빛에 반응하여 산, 즉 수소 이온(H+)을 생성한다. 상기 감광제가 발생시킨 산은 상기 식 1 또는 2로 표시되는 화합물로부터 말단기 즉, R5, R6 및 R7로 표시되는 작용기를 이탈시킨다. 상기 R5, R6 및 R7로 표시되는 작용기는 산분해성 작용기로서 산과 반응하여 상기 화합물로부터 쉽게 떨어져 나간다. 그 결과, 상기 화합물의 현상액에 대한 용해도를 변화시킨다.The photoresist composition of the present invention comprises a photosensitizer. The photosensitizer is a photoacid generator that reacts to light to produce an acid, ie hydrogen ions (H + ). The acid generated by the photosensitizer leaves the end group, that is, the functional group represented by R 5 , R 6 and R 7 , from the compound represented by Formula 1 or 2 above. The functional groups represented by R 5 , R 6 and R 7 are easily separated from the compound by reaction with an acid as an acid-decomposable functional group. As a result, the solubility of the compound in the developer is changed.

본 발명의 포토레지스트 조성물이 상기 감광제를 약 0.1중량% 미만을 포함하 는 경우, 노광에 의해 생성되는 산의 양이 부족하여 상기 식 1 또는 2로 표시되는 화합물로부터 산분해성 작용기가 충분히 이탈되지 않고, 선명한 포토레지스트 패턴을 형성하기 어려워 바람직하지 않다. 또한, 상기 감광제의 함량이 약 0.5중량%를 초과하면, 산이 과다하게 생성되어 현상 공정에서 패턴의 가장자리가 둥글게 형성되거나 포토레지스트막이 손실될 수 있어 바람직하지 않다. 따라서 본 발명의 포토레지스트 조성물은 상기 감광제를 약 0.1 내지 약 0.5중량%를 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 약 0.15 내지 약 0.4중량%를 포함한다.When the photoresist composition of the present invention contains less than about 0.1% by weight of the photosensitizer, the acid-decomposable functional group is not sufficiently released from the compound represented by Formula 1 or 2 due to the lack of the amount of acid generated by exposure. It is difficult to form a vivid photoresist pattern, which is not preferable. In addition, when the content of the photosensitizer exceeds about 0.5% by weight, it is not preferable because an excessive amount of acid is generated, so that the edge of the pattern may be rounded in the developing process or the photoresist film may be lost. Therefore, the photoresist composition of the present invention preferably contains about 0.1 to about 0.5% by weight of the photosensitizer, and more preferably about 0.15 to about 0.4% by weight.

본 발명의 포토레지스트 조성물에 사용할 수 있는 감광제의 예로는 술포늄염(sulfonium salt), 트리아릴술포늄염(triarylsulfonium salt), 요오드염(iodonium salt), 디아릴요오드염(diaryliodonium salt), 니트로벤질 에스테르(nitrobenzyl ester), 디술폰(disulfone), 디아조-디술폰(diazo-disulfone), 술포네이트(sulfonate), 트리클로로메틸 트리아진(trichloromethyl triazine), N-히드록시숙신이미드 트리플레이트(N-hydroxysuccinimide triflate) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of the photosensitizer which can be used in the photoresist composition of the present invention include sulfonium salt, triarylsulfonium salt, iodonium salt, diaryliodonium salt, nitrobenzyl ester ( nitrobenzyl ester, disulfone, diazo-disulfone, sulfonate, trichloromethyl triazine, N-hydroxysuccinimide triflate (N-hydroxysuccinimide triflate). These can be used individually or in mixture.

상기 감광제의 보다 구체적인 예로는, 트리페닐술포늄 트리플레이트(triphenylsulfonium triflate), 트리페닐술포늄 안티몬산염(triphenylsulfonium antimony salt), 디페틸요도늄 트리플레이트(diphenyliodonium triflate), 디페닐요도늄 안티몬산염(diphenyliodonium antimony salt), 메톡시디페닐요도늄 트리플레이트(methoxydiphenyliodonium triflate), 디-t-부틸디페닐요도늄 트리플레이트(di-tert-butyldiphenyliodonium triflate), 2,6-디니트로벤질 술포네이트(2,6- dinitrobenzyl sulfonate), 피로갈롤 트리스(알킬술포네이트)(pyrogallol tris(alkylsufonate)), 노르보넨-디카르복시이미드 트리플레이트(norbornene-dicarboxyimide triflate), 트리페닐술포늄 노나플레이트(triphenylsufonium nonaflate), 디페닐요도늄 노나플레이트(diphenyliodonium nonaflate), 메톡시디페닐요도늄 노나플레이트(methoxydiphenyliodonium nonaflate), 디-t-부틸디페닐요도늄 노나플레이트(di-tert-butyldiphenyliodonium nonaflate), N-히드록시숙신이미드 노나플레이트(N-hydroxysuccinimide nonaflate), 노르보넨 디카르복시이미드 노나플레이트(norbornene dicarboxyimide nonaflate), 트리페닐술포늄 퍼플루오르옥탄술포네이트(triphenylsulfonium perfluorooctanesulfonate), 디페닐요도늄 퍼플루오르옥탄술포네이트(diphenyliodonium perfluorooctanesulfonate), 메톡시페닐요도늄 퍼플루오르옥탄술포네이트(methoxyphenyliodonium perfluorooctanesulfonate), 디-t-부틸디페닐요도늄 트리플레이트(di-tert-butyldiphenyliodonium triflate), N-히드록시숙신이미드 퍼플루오르옥탄술포네이트(N-hydroxysuccinimide perfluorooctanesulfonate), 노르보넨 디카르복시이미드 퍼플루오르옥탄술포네이트(norbornene dicarboxyimide perfluorooctanesulfonate) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.More specific examples of the photosensitizer include triphenylsulfonium triflate, triphenylsulfonium antimony salt, diphenyliodonium triflate, and diphenyliodonium antimonate. antimony salt), methoxydiphenyliodonium triflate, di-tert-butyldiphenyliodonium triflate, 2,6-dinitrobenzyl sulfonate (2,6- dinitrobenzyl sulfonate, pyrogallol tris (alkylsufonate), norbornene-dicarboxyimide triflate, triphenylsulfonium nonalate, diphenylyodonium Nona plate (diphenyliodonium nonaflate), methoxydiphenyliodonium nonaflate, di-t-butyldiphenyl iodonium noa Di-tert-butyldiphenyliodonium nonaflate, N-hydroxysuccinimide nonaflate, norbornene dicarboxyimide nonaflate, triphenylsulfonium perfluorooctanesulfonate (N-hydroxysuccinimide nonaflate) triphenylsulfonium perfluorooctanesulfonate, diphenyliodonium perfluorooctanesulfonate, methoxyphenyliodonium perfluorooctanesulfonate, di-tert-butyldiphenyliodonium triflate), N-hydroxysuccinimide perfluorooctanesulfonate, norbornene dicarboxyimide perfluorooctanesulfonate, and the like. These can be used individually or in mixture.

본 발명의 포토레지스트 조성물에 사용할 수 있는 유기 용매의 예로는 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(ethylene glycol monomethyl ether), 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르(ethylene glycol monoethyl ether), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르(propylene glycol methyl ether), 메틸 셀로솔브 아세테이트(methyl cellosolve acetate), 에틸 셀로솔브 아세테이트(ethyl cellosolve acetate), 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(diethylene glycol monomethyl ether), 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르(diethylene glycol monoethyl ether), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate), 프로필렌 글리콜 프로필 에테르 아세테이트(propylene glycol propyl ether acetate), 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(diethylene glycol dimethyl ether), 에틸 락테이트(ethyl lactate), 톨루엔(toluene), 자이렌(xylene), 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone), 사이클로헥사논(cyclohexanone), 2-헵타논(2-heptanone), 3-헵타논(3-heptanone), 4-헵타논(4-heptanone) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of organic solvents that can be used in the photoresist composition of the present invention include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol methyl ether, Methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol methyl ether Propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethyl lactate, toluene, xylene xylene, methyl ethyl keto ne), cyclohexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, and the like. These can be used individually or in mixture.

본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은 유기 염기를 더 포함할 수 있다. 상기 유기 염기는 상기 감광제에 의해 발생한 산의 확산 거리를 조절하여 선명한 포토레지스트 패턴을 형성하고 선폭의 거칠기를 감소시키는데 기여한다.The photoresist composition according to the embodiment of the present invention may further include an organic base. The organic base controls the diffusion distance of the acid generated by the photosensitive agent to form a clear photoresist pattern and contributes to reducing the roughness of the line width.

본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 조성물에 있어서, 상기 유기 염기의 함량이 약 0.1중량% 미만이면, 포토레지스트 패턴의 선명도 및 선폭의 거칠기에 거의 영향이 없어 바람직하지 않다. 또한, 상기 유기 염기의 함량이 약 5중량%를 초과하면, 포토레지스트 패턴의 선폭이 거칠기가 더 이상 감소하지 않아 경제적으로 바람직하지 않다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 조성물은 상기 유기 염기를 약 0.1 내지 약 5중량%를 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 4중량%를 포함한다.In the photoresist composition according to an embodiment of the present invention, if the content of the organic base is less than about 0.1% by weight, it is not preferable because there is little influence on the sharpness of the photoresist pattern and the roughness of the line width. In addition, when the content of the organic base exceeds about 5% by weight, the line width of the photoresist pattern is no longer reduced, which is economically undesirable. Therefore, the photoresist composition according to one embodiment of the present invention preferably contains about 0.1 to about 5 wt% of the organic base, and more preferably about 1 to about 4 wt%.

본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 조성물에서 사용할 수 있는 유기 염기의 구체적인 예로는 트리에틸아민(triethylamine), 트리이소부틸아민(triisobutylamine), 트리이소옥틸아민(triisooctylamine), 트리이소데실아민(triisodecylamine), 디에탄올아민(diethanolamine), 트리에탄올아민(triethanolamine) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.Specific examples of the organic base that can be used in the photoresist composition according to an embodiment of the present invention include triethylamine, triisobutylamine, triisooctylamine, and triisodecylamine ), Diethanolamine, triethanolamine, and the like. These can be used individually or in mixture.

본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 고분자 대신에 비선형 저분자 화합물을 포함하고 있어 분자 수준의 해상도를 갖는 미세한 패턴을 구현할 수 있다. 또한, 포토레지스트 패턴을 형성하는데 적용할 경우, 현상액에 대한 용해도가 일정하고 사슬의 엉킴 현상이 없어 선폭의 거칠기(Line Width Roughness, LWR)를 감소시킬 수 있다.The photoresist composition according to the present invention may include a nonlinear low molecular weight compound instead of a polymer to implement a fine pattern having a molecular resolution. In addition, when applied to form a photoresist pattern, the solubility in the developer is constant, there is no tangling phenomenon of the chain can reduce the line width roughness (LWR).

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 포토레지스트 패턴의 형성 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of forming a photoresist pattern according to exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

포토레지스트 패턴의 형성 방법Formation method of photoresist pattern

도 3 내지 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토레지스트 패턴의 형성 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of forming a photoresist pattern according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저 대상물을 마련한다. 상기 대상물로는 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 또는 소정의 구조물이나 막을 포함하는 기판을 들 수 있다. 예를 들어, 상기 대상물로는 실리콘 질화막이 형성된 기판일 수 있다. 이하에서는 상기 대상물로 기판(100)을 사용하는 경우에 대하여 설명한다. 이 경우, 기판(100)의 표면 에 존재하는 습기나 오염물질을 제거하기 위한 세정 공정을 선택적으로 수행할 수 있다.Referring to Figure 3, first prepare an object. Examples of the object include a substrate such as a silicon wafer or a substrate including a predetermined structure or film. For example, the object may be a substrate on which a silicon nitride film is formed. Hereinafter, the case where the substrate 100 is used as the object will be described. In this case, a cleaning process for removing moisture or contaminants present on the surface of the substrate 100 may be selectively performed.

이어서, 기판(100) 상에 하기 식 1 또는 2로 표시되는 화합물, 감광제 및 유기 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트 막(200)을 형성한다.Subsequently, the photoresist film 200 is formed by applying a photoresist composition including a compound represented by the following Formula 1 or 2, a photosensitive agent, and an organic solvent onto the substrate 100.

Figure 112006003920756-PAT00015
...... (1)
Figure 112006003920756-PAT00015
...... (One)

Figure 112006003920756-PAT00016
...... (2)
Figure 112006003920756-PAT00016
...... (2)

상기 식 1 및 2에서, R1은 트리올 화합물에서 수산기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내고, R2, R3 및 R4는 디카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내며, R5, R6 및 R7은 독립적으로 t-부틸기, 테트라하이드로피라닐기 또는 1-에톡시에틸기를 나타내고, X1 내지 X6은 독립적으로 수소 원자 또는 수산기를 나타낸다. 또한, 상기 식 2에서, R8은 트리카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타낸다. 상기 포토레지스트 조성물은 앞서 상술한 바와 같고, 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.In Formulas 1 and 2, R 1 represents a residue from which a hydrogen atom of a hydroxyl group is removed from a triol compound, R 2 , R 3 and R 4 represent a residue from which a hydrogen atom of a carboxyl group is removed from a dicarboxylic acid compound, R 5 , R 6 and R 7 independently represent a t-butyl group, tetrahydropyranyl group or 1-ethoxyethyl group, and X 1 to X 6 independently represent a hydrogen atom or a hydroxyl group. In addition, in said Formula 2, R <8> represents the residue from which the hydrogen atom of the carboxy group was removed from the tricarboxylic acid compound. The photoresist composition is as described above, and further detailed description thereof will be omitted.

포토레지스트 막(200)이 형성된 기판(100)을 가열하여 제1 베이킹 공정을 수행할 수 있다. 상기 제1 베이킹 공정은 약 90℃ 내지 약 130℃의 온도에서 수행한다. 상기 제1 베이킹 공정을 수행함에 따라 기판(100)과 포토레지스트 막(200) 사이의 접착성이 증가된다.The first baking process may be performed by heating the substrate 100 on which the photoresist film 200 is formed. The first baking process is carried out at a temperature of about 90 ℃ to about 130 ℃. As the first baking process is performed, adhesion between the substrate 100 and the photoresist film 200 is increased.

도 4를 참조하면, 기판(100)을 노광시킨다. 구체적으로, 노광 장치의 마스크 스테이지 상에 소정의 패턴이 형성된 마스크(300)를 위치시킨 다음, 포토레지스트 막(200)이 형성된 기판(100) 상에 마스크(300)를 정렬시킨다. 이어서, 소정의 시간동안 광을 조사하여 기판(100)에 형성된 포토레지스트 막(200)이 부분적으로 마스크(300)를 통과한 광과 선택적으로 반응하게 된다. 상기 노광공정에서 사용할 수 있는 광의 예로는 수은-제논(Hg-Xe) 광, G-라인 레이(G-line ray), I-라인 레이(I-line ray), 크립톤 플로라이드 레이저(krypton fluoride laser), 아르곤 플로라이드 레이저(argon fluoride laser), 전자빔(electron beam), 엑스레이(X-ray) 등을 들 수 있다. 이에 따라, 포토레지스트 막(200)의 광이 조사된 부분(210)은 광이 조사되지 않은 부분과 서로 다른 용해도를 갖는다.Referring to FIG. 4, the substrate 100 is exposed. Specifically, the mask 300 having a predetermined pattern is positioned on the mask stage of the exposure apparatus, and then the mask 300 is aligned on the substrate 100 on which the photoresist film 200 is formed. Subsequently, light is irradiated for a predetermined time so that the photoresist film 200 formed on the substrate 100 selectively reacts with light partially passing through the mask 300. Examples of the light that can be used in the exposure process are mercury-xenon (Hg-Xe) light, G-line ray, I-line ray, krypton fluoride laser ), Argon fluoride laser, electron beam, X-ray, etc. are mentioned. Accordingly, the light irradiated portion 210 of the photoresist film 200 has a different solubility from the light irradiated portion 210.

노광 공정이 수행된 포토레지스트 막(200)에 대해 제2 베이킹 공정을 수행할 수 있다. 상기 제2 베이킹 공정은 약 90℃ 내지 약 160℃의 온도에서 수행할 수 있다. 상기 제2 베이킹 공정을 수행함에 따라, 포토레지스트 막(200)의 광이 조사된 부분(210)은 특정 용매에 용해되기 쉬운 상태로 된다.A second baking process may be performed on the photoresist film 200 on which the exposure process is performed. The second baking process may be performed at a temperature of about 90 ° C to about 160 ° C. As the second baking process is performed, the portion 210 irradiated with light of the photoresist film 200 may be easily dissolved in a specific solvent.

도 5를 참조하면, 현상액을 이용하여 포토레지스트 막(200)의 광이 조사된 부분(210)을 제거하여 포토레지스트 패턴(220)을 형성한다. 구체적으로, 수산화테트라메틸암모늄(tetramethylammonium hydroxide; TMAH)과 같은 현상액을 사용하여 현상할 수 있다.Referring to FIG. 5, the photoresist pattern 220 is formed by removing the portion 210 to which the light of the photoresist film 200 is irradiated using a developer. Specifically, it may be developed using a developer such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH).

이어서, 세정 등의 통상적인 공정을 거쳐 포토레지스트 패턴(220)을 완성한다. 형성된 포토레지스트 패턴(220)을 마스크로 하여 포토레지스트 패턴의 하부에 형성된 막들을 식각하여 반도체 장치의 각종 구조물들을 형성할 수 있다.Subsequently, the photoresist pattern 220 is completed through a conventional process such as cleaning. The structures formed under the photoresist pattern may be etched using the formed photoresist pattern 220 as a mask to form various structures of the semiconductor device.

앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 종래의 고분자를 포함하는 포토레지스트 조성물은 고분자의 특성상 분자의 크기가 커서 분자 수준의 해상도를 갖는 미세한 패턴을 형성하기 어렵고 형성된 포토레지스트 패턴의 선폭이 매우 거칠고 두께도 일정하지 않다. 또한, 고분자의 분자량에 따라 현상액에 대한 용해도가 일정하지 않고 사슬의 엉킴이 발생하여 현상 과정에서 선폭의 거칠기(Line Width Roughness, LWR)가 더욱 증가한다. 이에 비하여, 본 발명의 포토레지스트 조성물은 고분자 대신에 저분자 화합물을 포함하고 있어 포토레지스트 패턴을 형성하는 빌딩 블록이 상대적으로 작다.As described above with reference to FIGS. 1 and 2, a photoresist composition including a conventional polymer has a large size of molecules due to the nature of the polymer, making it difficult to form a fine pattern having a resolution at a molecular level. It is very rough and the thickness is not constant. In addition, depending on the molecular weight of the polymer, the solubility in the developer is not constant and chain entanglement occurs, which further increases the line width roughness (LWR) during the development process. In contrast, the photoresist composition of the present invention contains a low-molecular compound instead of a polymer, so that the building blocks forming the photoresist pattern are relatively small.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성된 포토레지스트 패턴을 설명하기 위한 모식도들이다.6 and 7 are schematic diagrams for explaining the photoresist pattern formed using the photoresist composition according to the present invention.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 종래의 고분자 대신에 비선형 저분자 화합물을 포함하고 있어 포토레지스트 패턴을 형성하는 빌딩 블록의 크기가 작다. 따라서 분자 수준의 고해상도를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 단일한 분자량을 갖는 화합물을 포함하므로, 현상액에 대한 용해도가 일정하고, 분자들 사이의 엉킴 현상이 고분자에 비해 무시할 만하므로 포토레지스트 패턴의 선폭의 거칠기(Line Width Roughness, LWR)를 크게 감소시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 포토레지스트 조성물을 이용하면 고해상도의 미세한 패턴을 형성할 수 있고, 선폭의 거칠기를 감소시킬 수 있다.6 and 7, the photoresist composition according to the present invention includes a non-linear low molecular compound instead of the conventional polymer, and thus the size of the building block forming the photoresist pattern is small. Therefore, it is possible to form a photoresist pattern having a high resolution of the molecular level. In addition, since it contains a compound having a single molecular weight, the solubility in the developer is constant, and the entanglement between the molecules is negligible compared to the polymer, thereby greatly reducing the line width roughness (LWR) of the photoresist pattern. You can. Therefore, using the photoresist composition of the present invention can form a high-resolution fine pattern, it is possible to reduce the roughness of the line width.

이하, 본 발명에 따른 포토레지스트용 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스 트 조성물을 합성예 및 실시예를 통하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the compound for photoresists and the photoresist composition comprising the same according to the present invention will be described in more detail through Synthesis Examples and Examples.

포토레지스트용 화합물의 합성Synthesis of Compound for Photoresist

<합성예 1>Synthesis Example 1

글리세롤(glycerol) 약 5.0g, 글루타르 안하이드라이드(glutaric anhydride) 약 18.5g 및 촉매로 사용되는 미량의 피리딘(pyridine)을 약 150mL의 1,4-디옥산(1,4-dioxane)에 용해하고, 약 24시간 동안 환류(reflux)하여 반응시켰다. 1,4-디옥산 및 피리딘을 증발시켜 제1 생성물을 얻었다. 상기 제1 생성물을 과량의 티오닐 클로라이드(thionyl chloride)에 용해시켜 상온에서 약 2시간 동안 교반하여 반응시킨 다음, 티오닐 클로라이드를 증발시켜 제2 생성물을 얻었다. 질소 분위기 하에서 트리에틸아민 약 2.2g 및 t-부틸 콜레이트(tert-butyl cholate) 약 10.0g을 무수 디에틸 에테르(anhydrous diethyl ether) 약 200mL에 용해시킨 다음, 무수 디에틸 에테르에 용해된 상기 제2 생성물 약 15g을 천천히 떨어뜨리며 반응시켰다. 트리에틸아민 염을 여과기를 이용하여 제거하고, 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 최종 생성물을 분리하였다.Dissolve about 5.0 g of glycerol, about 18.5 g of glutaric anhydride, and traces of pyridine used as catalyst in about 150 mL of 1,4-dioxane. And reacted by reflux for about 24 hours. 1,4-dioxane and pyridine were evaporated to give the first product. The first product was dissolved in an excess of thionyl chloride and stirred at room temperature for about 2 hours to react, and then thionyl chloride was evaporated to obtain a second product. In a nitrogen atmosphere, about 2.2 g of triethylamine and about 10.0 g of tert-butyl cholate were dissolved in about 200 mL of anhydrous diethyl ether, and the second dissolved in anhydrous diethyl ether. About 15 g of the product was slowly dropped and reacted. Triethylamine salt was removed using a filter and the final product was separated using column chromatography.

상기 최종 생성물의 구조를 확인하기 위하여, 수소-핵자기공명(1H-Nuclear Magnetic Resonance, 1H-NMR) 스펙트럼 및 푸리에 변환-적외선 (Fourier Transform- Infrared, FT-IR) 스펙트럼을 측정하였다. 1H-NMR 스펙트럼은 최종 생성물을 클로로 포름-d(CDCl3)에 용해시켜 측정하였다. 1H-NMR 스펙트럼은 화학적 변이(chemical shift, δ)가 0.65ppm(3H, s, 18methyl), 0.88ppm(3H, s, 19methyl), 0.96ppm(3H, d, J=6Hz, 21methyl), 1.01-2.02ppm(26H, m), 1.41ppm(9H, s, t-butyl), 3.86pm(1H, m) 및 3.96(1H, m)으로 나타났다. FT-IR 스펙트럼은 3444cm-1(OH), 2938cm-1(지방족 및 지환족 CH) 및 1730cm-1(에스테르기의 C=O)로 나타났다. 1H-NMR 스펙트럼 및 FT-IR 스펙트럼을 분석한 결과, 상기 최종 생성물은 하기 식 11로 표시되는 화합물인 것으로 확인되었다.In order to confirm the structure of the final product, hydrogen-nuclear magnetic resonance ( 1 H-Nuclear Magnetic Resonance, 1 H-NMR) spectrum and Fourier Transform-Infrared (FT-IR) spectrum were measured. 1 H-NMR spectra were measured by dissolving the final product in chloroform-d (CDCl 3 ). 1 H-NMR spectra have chemical shifts (δ) of 0.65 ppm (3H, s, 18methyl), 0.88 ppm (3H, s, 19methyl), 0.96 ppm (3H, d, J = 6 Hz, 21methyl), 1.01 -2.02 ppm (26H, m), 1.41 ppm (9H, s, t-butyl), 3.86 pm (1H, m) and 3.96 (1H, m). FT-IR spectra were found to be 3444 cm −1 (OH), 2938 cm −1 (aliphatic and cycloaliphatic CH) and 1730 cm −1 (C═O of the ester group). As a result of analyzing the 1 H-NMR spectrum and the FT-IR spectrum, it was confirmed that the final product was a compound represented by the following formula (11).

Figure 112006003920756-PAT00017
...... (11)
Figure 112006003920756-PAT00017
...... (11)

<합성예 2>Synthesis Example 2

1,3,5-사이클로헥산트리카르복시산(1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid) 약 4.8g을 과량의 티오닐 클로라이드(thionyl chloride)에 넣고 상온에서 약 2시간 동안 교반하여 용해시킨 다음, 약 70℃에서 약 2시간 동안 환류(reflux)하여 반응시켰다. 티오닐 클로라이드를 증발시키고 건조 톨루엔으로 세 차례 세정하여 1,3,5-싸이클로헥산트리카르보닐 클로라이드(1,3,5-cyclohexanectricarbonyl chloride)를 얻었다. 질소 분위기 하에서 트리에틸아민 약 2.2g 및 t-부틸 콜레이트(tert-butyl cholate) 약 10.0g을 무수 디에틸 에테르(anhydrous diethyl ether) 약 200mL에 용해시킨 다음, 무수 디에틸 에테르에 용해된 1,3,5-싸이클로헥산트리카르보닐 클로라이드 약 15.5g을 천천히 떨어뜨리며 반응시켰다. 상온에서 약 6시간 동안 반응시킨 다음 트리에틸아민 염을 여과기를 이용하여 제거하고, 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 최종 생성물을 분리하였다.About 4.8 g of 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid was added to an excess of thionyl chloride, and the mixture was stirred at room temperature for about 2 hours, and then dissolved. The reaction was performed at reflux for about 2 hours. Thionyl chloride was evaporated and washed three times with dry toluene to obtain 1,3,5-cyclohexanetricarbonyl chloride (1,3,5-cyclohexanectricarbonyl chloride). In a nitrogen atmosphere, about 2.2 g of triethylamine and about 10.0 g of tert-butyl cholate were dissolved in about 200 mL of anhydrous diethyl ether, and then dissolved in 1,3 anhydrous diethyl ether. The reaction was slowly dropped with about 15.5 g of, 5-cyclohexanetricarbonyl chloride. After reacting for about 6 hours at room temperature, the triethylamine salt was removed using a filter, and the final product was separated by column chromatography.

상기 최종 생성물의 구조를 확인하기 위하여, 수소-핵자기공명(1H-Nuclear Magnetic Resonance, 1H-NMR) 스펙트럼 및 푸리에 변환-적외선 (Fourier Transform- Infrared, FT-IR) 스펙트럼을 측정하였다. 1H-NMR 스펙트럼은 최종 생성물을 클로로포름-d(CDCl3)에 용해시켜 측정하였다. 1H-NMR 스펙트럼은 화학적 변이(chemical shift, δ)가 0.65ppm(3H, s, 18methyl), 0.88ppm(3H, s, 19methyl), 0.96ppm(3H, d, J=6Hz, 21methyl), 1.01-2.02ppm(26H, m), 1.41ppm(9H, s, t-butyl), 3.86pm(1H, m) 및 3.96(1H, m)으로 나타났다. FT-IR 스펙트럼은 2940cm-1(지환족 CH) 및 1738cm-1(에스테르기의 C=O)로 나타났다. 1H-NMR 스펙트럼 및 FT-IR 스펙트럼을 분석한 결과, 상기 최종 생성물은 하기 식 12로 표시되는 화합물인 것으로 확인되었다.In order to confirm the structure of the final product, hydrogen-nuclear magnetic resonance ( 1 H-Nuclear Magnetic Resonance, 1 H-NMR) spectrum and Fourier Transform-Infrared (FT-IR) spectrum were measured. 1 H-NMR spectra were measured by dissolving the final product in chloroform-d (CDCl 3 ). 1 H-NMR spectra have chemical shifts (δ) of 0.65 ppm (3H, s, 18methyl), 0.88 ppm (3H, s, 19methyl), 0.96 ppm (3H, d, J = 6 Hz, 21methyl), 1.01 -2.02 ppm (26H, m), 1.41 ppm (9H, s, t-butyl), 3.86 pm (1H, m) and 3.96 (1H, m). FT-IR spectra were found to be 2940 cm −1 (alicyclic CH) and 1738 cm −1 (C═O of the ester group). As a result of analyzing the 1 H-NMR spectrum and the FT-IR spectrum, it was confirmed that the final product was a compound represented by the following formula (12).

Figure 112006003920756-PAT00018
...... (12)
Figure 112006003920756-PAT00018
...... (12)

포토레지스트 조성물 제조Photoresist Composition Preparation

<실시예 1><Example 1>

상기 합성예 1에 합성한 식 11로 표시되는 화합물 약 11.1중량%, 트리페닐술포늄 트리플레이트 약 0.2중량% 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 약 88.7중량%를 혼합하여 포토레지스트 조성물을 제조하였다.About 11.1% by weight of the compound represented by Formula 11 synthesized in Synthesis Example 1, about 0.2% by weight of triphenylsulfonium triflate, and about 88.7% by weight of propylene glycol methyl ether acetate were mixed to prepare a photoresist composition.

<실시예 2><Example 2>

상기 합성예 2에 합성한 식 12로 표시되는 화합물 약 11중량%, 트리페닐술포 늄 트리플레이트 약 0.2중량% 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 약 88.8중량%를 혼합하여 포토레지스트 조성물을 제조하였다.About 11% by weight of the compound represented by Formula 12 synthesized in Synthesis Example 2, about 0.2% by weight of triphenylsulfonium triflate and about 88.8% by weight of propylene glycol methyl ether acetate were prepared to prepare a photoresist composition.

포토레지스트 패턴의 형성여부 평가Evaluation of Formation of Photoresist Pattern

상기 실시예에서 제조한 포토레지스트 조성물에 대하여 포토레지스트 패턴의 형성여부를 평가하였다.The formation of the photoresist pattern was evaluated for the photoresist composition prepared in Example.

먼저, 실리콘 웨이퍼 상에 상기 실시예 1에서 제조된 포토레지스트 조성물을 스핀 코팅하여 포토레지스트 막을 형성하였다. 상기 포토레지스트 막이 형성된 실리콘 기판을 약 110℃에서 약 60초 동안 제1 베이킹하였다. 상기 포토레지스트 막을 소정의 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 노광하였다. 상기 노광 공정은 수은-제논(Hg-Xe) 램프를 이용하여 약 12mJ/cm2를 조사하여 수행하였다. 노광된 포토레지스트 막을 약 110℃에서 약 60초 동안 제2 베이킹하였다. 상기 포토레지스트 막을 약 2.38%의 수산화 테트라메틸암모늄(tetramethylammonium hydroxide, TMAH)에 약 60초 동안 접촉시켜 현상하였다. 이어서, 잔류하는 현상액을 제거하기 위한 세정 공정 및 건조 공정을 수행하여 포토레지스트 패턴을 완성하였다. 상기 포토레지스트 패턴이 형성되었는지 여부는 전자현미경을 이용하여 확인하였다.First, a photoresist film was formed by spin coating the photoresist composition prepared in Example 1 on a silicon wafer. The silicon substrate on which the photoresist film was formed was first baked at about 110 ° C. for about 60 seconds. The photoresist film was exposed using a mask on which a predetermined pattern was formed. The exposure process was performed by irradiating about 12 mJ / cm 2 using a mercury-xenon (Hg-Xe) lamp. The exposed photoresist film was second baked at about 110 ° C. for about 60 seconds. The photoresist film was developed by contacting about 2.38% of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) for about 60 seconds. Subsequently, a cleaning process and a drying process for removing residual developer were performed to complete the photoresist pattern. Whether the photoresist pattern was formed was confirmed using an electron microscope.

도 8은 실시예에서 제조한 포토레지스트 조성물을 이용하여 형성된 포토레지스트 패턴을 나타내는 전자현미경 사진이다.8 is an electron micrograph showing a photoresist pattern formed using the photoresist composition prepared in Example.

도 8에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 제조한 포토레지스트 조성물을 이용 하여 형성된 포토레지스트 패턴을 전자현미경으로 관찰한 결과 소정의 두께를 갖는 포토레지스트 패턴이 선명하게 형성된 것을 확인할 수 있었다. 노광되어 현상액에 의해 제거된 부분과 노광되지 않아 포토레지스트 패턴으로 남아있는 부분이 뚜렷이 구별되었다. 따라서 본 발명의 포토레지스트 조성물은 종래의 고분자가 아닌 비선형 저분자 화합물을 포함하고 있음에도, 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있음을 확인하였다. 한편, 실시예 2에서 제조된 포토레지스트 조성물을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성한 경우에도, 실시예 1의 경우와 마찬가지로 포토레지스트 패턴이 선명하게 형성되는 것으로 나타났다.As shown in FIG. 8, when the photoresist pattern formed using the photoresist composition prepared in Example 1 was observed with an electron microscope, it was confirmed that the photoresist pattern having a predetermined thickness was clearly formed. The portions that were exposed and removed by the developer and the portions that were not exposed and remained in the photoresist pattern were clearly distinguished. Therefore, it was confirmed that the photoresist composition of the present invention can form a photoresist pattern even though it contains a nonlinear low molecular compound that is not a conventional polymer. On the other hand, even when the photoresist pattern was formed using the photoresist composition prepared in Example 2, it was found that the photoresist pattern was clearly formed as in the case of Example 1.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 종래의 고분자 대신에 비선형 저분자 화합물을 포함하고 있어 분자 수준의 고해상도를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은 단일한 분자량을 갖는 화합물을 포함하고 있어 현상액에 대한 용해도가 일정하고 분자들 사이의 엉킴 현상이 없다. 따라서 포토레지스트 패턴을 형성할 경우 선폭의 거칠기(Line Width Roughness, LWR)를 크게 감소시킬 수 있다. 결국, 본 발명의 포토레지스트 조성물은 고해상도의 미세한 패턴을 형성할 수 있고, 선폭의 거칠기를 크게 감소시킬 수 있다.As described above, the photoresist composition according to the present invention includes a non-linear low molecular compound instead of the conventional polymer to form a photoresist pattern having a high resolution at the molecular level. In addition, the photoresist composition according to the present invention contains a compound having a single molecular weight so that the solubility in the developer is constant and there is no entanglement between the molecules. Therefore, when the photoresist pattern is formed, line width roughness (LWR) may be greatly reduced. As a result, the photoresist composition of the present invention can form a fine pattern of high resolution and can greatly reduce the roughness of the line width.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 지식을 가진 자 또는 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다 양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below It will be appreciated that various modifications and variations can be made in the present invention.

Claims (17)

하기 식 1 또는 2로 표시되는 포토레지스트용 화합물.Compound for photoresist represented by the following formula (1) or (2).
Figure 112006003920756-PAT00019
...... (1)
Figure 112006003920756-PAT00019
...... (One)
Figure 112006003920756-PAT00020
...... (2)
Figure 112006003920756-PAT00020
...... (2)
(상기 식 1 및 2에서, R1은 트리올 화합물에서 수산기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내고, R2, R3 및 R4는 디카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내며, R5, R6 및 R7은 독립적으로 t-부틸기, 테트라하이드로피라닐기 또는 1-에톡시에틸기를 나타내고, X1 내지 X6은 독립적으로 수소 원자 또는 수산기를 나타내며, R8은 트리카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타낸다)(In Formulas 1 and 2, R 1 represents a residue from which a hydrogen atom of a hydroxyl group is removed from a triol compound, R 2 , R 3 and R 4 represent a residue from which a hydrogen atom of a carboxyl group is removed from a dicarboxylic acid compound, R 5 , R 6 and R 7 independently represent a t-butyl group, tetrahydropyranyl group or 1-ethoxyethyl group, X 1 to X 6 independently represent a hydrogen atom or a hydroxyl group, R 8 represents a carboxyl group in a tricarboxylic acid compound Represents a residue from which the hydrogen atom of
제1항에 있어서, 상기 식 1에서 R1은 글리세롤(glycerol) 또는 싸이클로헥산트리올(cyclohexanetriol)에서 수산기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내는 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 화합물.The compound for photoresist according to claim 1, wherein in Formula 1, R 1 represents a residue from which a hydrogen atom of a hydroxyl group is removed from glycerol or cyclohexanetriol. 제1항에 있어서, 상기 식 1에서 R2, R3 및 R4는 독립적으로 글루타르산(glutaric acid), 숙신산(succinic acid) 또는 3,3-테트라메틸렌글루타르산(3,3-tetramethyleneglutaric acid)에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내는 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 화합물.According to claim 1, wherein in Formula 1 R 2 , R 3 And R 4 It is independently glutaric acid (glutaric acid), succinic acid (succinic acid) or 3,3-tetramethylene glutaric acid (3,3-tetramethyleneglutaric acid) represents a residue from which a hydrogen atom of a carboxyl group has been removed. 제1항에 있어서, 상기 식 2에서 R8은 1,3,5-싸이클로헥산트리카르복시산(1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid)에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔 기를 나타내는 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 화합물.The photoresist of claim 1, wherein R 8 in Formula 2 represents a residue from which a hydrogen atom of a carboxyl group is removed from 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid (1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid). compound. 제1항에 있어서, 상기 화합물은 하기 식 3 내지 9로 표시되는 것을 특징으로 하는 포토레지스트용 화합물.The compound for photoresist according to claim 1, wherein the compound is represented by the following Formulas 3 to 9.
Figure 112006003920756-PAT00021
...... (3)
Figure 112006003920756-PAT00021
...... (3)
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(6)
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(7)
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...... (9)
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(9)
(상기 식 3 내지 9에서, R5, R6 및 R7은 독립적으로 t-부틸기, 테트라하이드 로피라닐기 또는 1-에톡시에틸기를 나타내고, X1 내지 X6은 독립적으로 수소 원자 또는 수산기를 나타낸다)(In Formulas 3 to 9, R 5 , R 6 and R 7 independently represent a t-butyl group, tetrahydropyranyl group or 1-ethoxyethyl group, and X 1 to X 6 independently represent a hydrogen atom or a hydroxyl group. Indicates)
하기 식 1 또는 2로 표시되는 화합물;A compound represented by the following Formula 1 or 2;
Figure 112006003920756-PAT00028
...... (1)
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...... (One)
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...... (2)
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...... (2)
(상기 식 1 및 2에서, R1은 트리올 화합물에서 수산기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내고, R2, R3 및 R4는 디카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내며, R5, R6 및 R7은 독립적으로 t-부틸기, 테트라하이드로피라닐기 또는 1-에톡시에틸기를 나타내고, X1 내지 X6은 독립적으로 수소 원자 또는 수산기를 나타내며, R8은 트리카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타낸다)(In Formulas 1 and 2, R 1 represents a residue from which a hydrogen atom of a hydroxyl group is removed from a triol compound, R 2 , R 3 and R 4 represent a residue from which a hydrogen atom of a carboxyl group is removed from a dicarboxylic acid compound, R 5 , R 6 and R 7 independently represent a t-butyl group, tetrahydropyranyl group or 1-ethoxyethyl group, X 1 to X 6 independently represent a hydrogen atom or a hydroxyl group, R 8 represents a carboxyl group in a tricarboxylic acid compound Represents a residue from which the hydrogen atom of 감광제; 및Photosensitizers; And 유기 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물.Photoresist composition comprising an organic solvent.
제6항에 있어서, 상기 포토레지스트 조성물의 총 중량에 대하여, 상기 식 1 또는 2로 표시되는 화합물 8 내지 20중량%, 상기 감광제 0.1 내지 0.5중량% 및 여 분의 유기 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.The method according to claim 6, wherein the total weight of the photoresist composition, comprising 8 to 20% by weight of the compound represented by the formula 1 or 2, 0.1 to 0.5% by weight of the photosensitizer and an extra organic solvent Photoresist composition. 제6항에 있어서, 상기 감광제는 술포늄염(sulfonium salt), 트리아릴술포늄염(triarylsulfonium salt), 요오드염(iodonium salt), 디아릴요오드염(diaryliodonium salt), 니트로벤질 에스테르(nitrobenzyl ester), 디술폰(disulfone), 디아조-디술폰(diazo-disulfone), 술포네이트(sulfonate), 트리클로로메틸 트리아진(trichloromethyl triazine) 및 N-히드록시숙신이미드 트리플레이트(N-hydroxysuccinimide triflate)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물. The photosensitive agent of claim 6, wherein the photosensitive agent is a sulfonium salt, a triarylsulfonium salt, an iodonium salt, a diaryliodonium salt, a nitrobenzyl ester, a dilobenzyl ester Group consisting of sulfone, diazo-disulfone, sulfonate, trichloromethyl triazine and N-hydroxysuccinimide triflate Photoresist composition comprising at least one selected from. 제6항에 있어서, 상기 유기 용매는 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(ethylene glycol monomethyl ether), 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르(ethylene glycol monoethyl ether), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르(propylene glycol methyl ether), 메틸 셀로솔브 아세테이트(methyl cellosolve acetate), 에틸 셀로솔브 아세테이트(ethyl cellosolve acetate), 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르(diethylene glycol monomethyl ether), 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르(diethylene glycol monoethyl ether), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate), 프로필렌 글리콜 프로필 에테르 아세테이트(propylene glycol propyl ether acetate), 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(diethylene glycol dimethyl ether), 에틸 락테이트(ethyl lactate), 톨루엔(toluene), 자이렌 (xylene), 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone), 사이클로헥사논(cyclohexanone), 2-헵타논(2-heptanone), 3-헵타논(3-heptanone) 및 4-헵타논(4-heptanone)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.The method of claim 6, wherein the organic solvent is ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol methyl ether, methyl cellosolve acetate ( methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethyl lactate, toluene, xylene, methyl ethyl Ketone (methyl ethyl ketone), cyclohexanone, 2-hep A photoresist composition comprising at least one selected from the group consisting of 2-heptanone, 3-heptanone, 3-heptanone, and 4-heptanone. 제6항에 있어서, 유기 염기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.7. The photoresist composition of claim 6, further comprising an organic base. 제10항에 있어서, 상기 포토레지스트 조성물의 총 중량에 대하여, 상기 식 1 또는 2로 표시되는 화합물 8 내지 20중량%, 상기 감광제 0.1 내지 0.5중량%, 상기 유기 염기 0.1 내지 5중량% 및 여분의 유기 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.The method of claim 10, wherein the total weight of the photoresist composition, 8 to 20% by weight of the compound represented by the formula 1 or 2, 0.1 to 0.5% by weight of the photosensitizer, 0.1 to 5% by weight of the organic base and extra A photoresist composition comprising an organic solvent. 제10항에 있어서, 상기 유기 염기는 트리에틸아민, 트리이소부틸아민, 트리이소옥틸아민, 트리이소데실아민, 디에탄올아민 및 트리에탄올아민으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 조성물.11. The method of claim 10, wherein the organic base comprises at least one selected from the group consisting of triethylamine, triisobutylamine, triisooctylamine, triisodecylamine, diethanolamine and triethanolamine Resist composition. 대상물 상에 하기 식 1 또는 2로 표시되는 화합물, 감광제 및 유기 용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 도포하여 포토레지스트 막을 형성하는 단계;Forming a photoresist film by applying a photoresist composition comprising a compound, a photosensitizer, and an organic solvent represented by the following Formula 1 or 2 on the object;
Figure 112006003920756-PAT00030
...... (1)
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...... (One)
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...... (2)
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...... (2)
(상기 식 1 및 2에서, R1은 트리올 화합물에서 수산기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내고, R2, R3 및 R4는 디카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타내며, R5, R6 및 R7은 독립적으로 t-부틸기, 테트라하이드로 피라닐기 또는 1-에톡시에틸기를 나타내고, X1 내지 X6은 독립적으로 수소 원자 또는 수산기를 나타내며, R8은 트리카르복시산 화합물에서 카르복시기의 수소 원자가 제거된 잔기를 나타낸다)(In Formulas 1 and 2, R 1 represents a residue from which a hydrogen atom of a hydroxyl group is removed from a triol compound, R 2 , R 3 and R 4 represent a residue from which a hydrogen atom of a carboxyl group is removed from a dicarboxylic acid compound, R 5 , R 6 and R 7 independently represent a t-butyl group, tetrahydro pyranyl group or 1-ethoxyethyl group, X 1 to X 6 independently represent a hydrogen atom or a hydroxyl group, R 8 represents a carboxyl group in a tricarboxylic acid compound Represents a residue from which the hydrogen atom of 상기 포토레지스트 막을 노광하는 단계; 및Exposing the photoresist film; And 상기 포토레지스트 막을 부분적으로 제거하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.And partially removing the photoresist film to form a photoresist pattern.
제13항에 있어서, 상기 포토레지스트 조성물은 상기 식 1로 표시되는 화합물 8 내지 20중량%, 상기 감광제 0.1 내지 0.5중량% 및 여분의 유기 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.The method of claim 13, wherein the photoresist composition comprises 8 to 20 wt% of the compound represented by Formula 1, 0.1 to 0.5 wt% of the photosensitive agent, and an extra organic solvent. 제13항에 있어서, 상기 포토레지스트 막을 노광하는 단계는 수은-제논(Hg-Xe) 광, G-라인 레이(G-line ray), I-라인 레이(I-line ray), 크립톤 플로라이드 레이저(krypton fluoride laser), 아르곤 플로라이드 레이저(argon fluoride laser), 전자빔(electron beam) 또는 엑스레이(X-ray)를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 포토레지스트 패턴의 형성 방법.The method of claim 13, wherein exposing the photoresist film comprises mercury-xenon (Hg-Xe) light, G-line ray, I-line ray, krypton fluoride laser. (krypton fluoride laser), argon fluoride laser (argon fluoride laser), an electron beam (electron beam) or X-ray (X-ray), characterized in that the method of forming a photoresist pattern. 제13항에 있어서, 상기 포토레지스트 막을 노광하기 전에, 상기 포토레지스트 막을 90℃ 내지 130℃의 온도에서 제1 베이킹하는 단계를 더 포함하는 것을 특 징으로 하는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.The method of claim 13, further comprising first baking the photoresist film at a temperature of 90 ° C. to 130 ° C. before exposing the photoresist film. 제13항에 있어서, 상기 포토레지스트 막을 노광한 후에, 상기 포토레지스트 막을 90℃ 내지 160℃의 온도에서 제2 베이킹하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토레지스트 패턴의 형성 방법.The method of claim 13, further comprising, after exposing the photoresist film, second baking the photoresist film at a temperature between 90 ° C. and 160 ° C. 15.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9613821B2 (en) 2014-06-13 2017-04-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming patterns and method of manufacturing integrated circuit device

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