KR20090070142A - Gap-fill composition and method of forming interconnection line for semiconductor device - Google Patents

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Abstract

A gap-fill composition is provided to be charged without voids even when filling a via hole or a trench hole having big aspect ratio, and to ensure dry etch rate identical a low-K dielectric interlayer insulating film or high wet etch selectivity. A gap-fill composition comprises a compound selected from the group consisting of an aromatic ring-containing compound represented by chemical formula 1 or chemical formula 2, which has average molecular weight(Mw) of 1,000-20,000; and an organic solvent. In chemical formula 1, n is <= n <= 190; R1 and R2 are independently any one selected from chemical formulae 3-5; R3 is represented by chemical formula 6; and R4 and R5 are independently hydrogen or alkyl. In chemical formula 2, n is <= n <= 190; R6 is any one selected from chemical formulae 3-5; R7 is represented by chemical formula 6; and R8-R11 are independently hydrogen or alkyl.

Description

갭-필 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 배선 형성방법{GAP-FILL COMPOSITION AND METHOD OF FORMING INTERCONNECTION LINE FOR SEMICONDUCTOR DEVICE}GAP-FILL COMPOSITION AND METHOD OF FORMING INTERCONNECTION LINE FOR SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 갭-필(gap-fill) 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 배선 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 듀얼 다마신(dual damascene) 공정을 이용하여 다층 배선구조 형성 시에 비어 홀(via hole)과 트렌치 홀(trench hole)에 충전하는 갭-필 조성물과 이를 이용한 반도체 소자의 배선 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gap-fill composition and a wiring forming method of a semiconductor device using the same, and more particularly, via holes in forming a multilayer wiring structure using a dual damascene process. The present invention relates to a gap-fill composition filling a hole and a trench hole, and a wiring forming method of a semiconductor device using the same.

반도체 소자의 집적화가 점점 요구되는 가운데 소자의 동작 속도, 저항 등의 특성을 개선시키기 위하여 기존의 알루미늄(Al) 배선 대신에 구리(Cu) 배선 공정이 채택되었고, 절연막으로 기존의 산화막 대신 저유전 상수(Low-k) 물질을 사용하는 듀얼 다마신 공정 방법이 사용되고 있다. As the integration of semiconductor devices is increasingly required, copper (Cu) wiring process is adopted instead of the conventional aluminum (Al) wiring to improve the characteristics such as the operation speed and resistance of the device. Dual damascene processing methods using low-k materials are being used.

듀얼 다마신 공정을 간단히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 하부 금속배선이 형성된 하부층에 제1 저유전체막, 제1 식각 정지막, 제2 저유전체막, 및 제2 식각 정지막을 순차적으로 형성한다. 이어서, 포토레지스트 마스크를 통하여 제1 저유 전체막까지 비어 홀을 형성하고, 상기 비어 홀에 갭-필 조성물을 충전한다. 갭-필 조성물을 열경화시켜 형성된 갭-필 경화막을 식각하여 비어 홀 바닥에 일부만 남기고 제거한다. 제1 식각 정지막 위에 트렌치 홀을 형성하기 위한 포토레지스트 마스크를 이용하여 제2 저유전체막에 트렌치 홀을 형성하는 동시에 비어 홀 바닥에 잔존하는 갭-필 경화막을 제거한다. 이어서, 형성된 비어 홀과 트렌치 홀에 Cu와 같은 금속을 매립하여 금속배선을 형성한다. A brief description of the dual damascene process is as follows. First, a first low dielectric film, a first etch stop film, a second low dielectric film, and a second etch stop film are sequentially formed on a lower layer on which a lower metal wiring is formed. A via hole is then formed through the photoresist mask to the first low dielectric layer, and the via hole is filled with a gap-fill composition. The gap-fill cured film formed by thermosetting the gap-fill composition is etched and removed leaving only a portion at the bottom of the via hole. A trench hole is formed in the second low dielectric layer using a photoresist mask for forming a trench hole on the first etch stop layer, and the gap-fill cured film remaining at the bottom of the via hole is removed. Subsequently, metal wiring, such as Cu, is embedded in the formed via hole and trench hole.

상기 듀얼 다마신 공정방법에서 비어 홀을 형성한 후에 식각에 의해 트렌치 홀을 형성할 때, 비어 홀의 바닥부에서 기판 표면이 노출되어 있으면 식각 물질에 의해 하부층 표면이 손상될 수 있고, 배선불량 등의 문제를 야기시킬 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 보호막으로서 비어 홀 바닥에 갭-필 경화막 일부를 남긴 다음 후속 공정을 실시하고 있다. When the trench hole is formed by etching after the via hole is formed in the dual damascene process, if the substrate surface is exposed at the bottom of the via hole, the surface of the lower layer may be damaged by the etching material, Can cause problems. In order to solve this problem, a part of the gap-fill cured film is left at the bottom of the via hole as a protective film, and then a subsequent process is performed.

듀얼 다마신 공정방법으로 형성된 비어 홀 및 트렌치 홀의 종횡비는 4 내지 5 또는 그 이상으로 높을 수 있으므로 갭-필 조성물은 위의 종횡비 이상에서 용이하게 매립될 수 있는 재료여야 한다. 그러나 종래의 갭-필 조성물로 종횡비가 4 내지 5인 홀에 충전하고자 할 경우, 기포가 발생하여 보호막의 역할을 할 수 없고, 또한 갭-필 경화막의 식각 후에 비어 홀 바닥부분에 필요한 만큼의 두께를 가지도록 보호막을 남길 수 없다. Since the aspect ratios of the via holes and trench holes formed by the dual damascene process may be as high as 4 to 5 or more, the gap-fill composition should be a material that can be easily buried above the aspect ratio above. However, if the conventional gap-fill composition is to be filled in a hole having an aspect ratio of 4 to 5, bubbles are not generated to serve as a protective film, and the thickness required for the bottom of the via hole after etching the gap-fill cured film is required. You cannot leave a shield to have.

이를 해결하기 위하여 포토레지스트 조성물 중에서 광흡수 능력이 높은 감광성 성분의 양을 조절하는 노력이 행해져 왔으나, 감광성 성분의 양이 증가될 경우 노광하는 광의 투과가 불량해져서 해상 능력이 떨어지게 된다. 반대로 감광성 성 분의 양이 감소될 경우에는 노광하는 광의 의해 전체가 노광되어 필요한 두께의 보호막을 남길 수 없다는 문제가 야기된다.In order to solve this problem, efforts have been made to control the amount of the photosensitive component having high light absorbing ability in the photoresist composition. However, when the amount of the photosensitive component is increased, the transmission of light to be exposed is poor, resulting in poor resolution. On the contrary, when the amount of the photosensitive component is reduced, a problem arises in that the whole of the light to be exposed is exposed to leave a protective film of a required thickness.

본 발명에서는 위에서 언급한 종래기술의 문제점을 극복하기 위하여, 4 내지 5 또는 그 이상의 종횡비를 갖는 비어 홀 및 트렌치 홀을 채우는 갭-필 성능이 우수한 갭-필 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to overcome the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a gap-fill composition having excellent gap-fill performance for filling via holes and trench holes having an aspect ratio of 4 to 5 or more.

본 발명은 또한 갭-필 조성물을 경화시켜 형성된 갭-필 경화막을 식각한 후 홀의 바닥부에 남게 되는 갭-필 경화막이 홀 바닥부의 보호막 역할을 할 수 있는 갭-필 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also aims to provide a gap-fill composition in which a gap-fill cured film remaining on the bottom of a hole after etching the gap-fill cured film formed by curing the gap-fill composition can serve as a protective film at the bottom of the hole. do.

본 발명은 또한 건식 식각 공정에서 저유전체 층간 절연막과 실질적으로 동일한 건식 식각율을 나타내고, 습식 식각 공정에서 저유전체 막에 비하여 매우 큰 식각 선택비를 갖는 갭-필 경화막을 제공할 수 있는 갭-필 조성물을 제공하고자 한다. The present invention also exhibits a gap-fill cured film which exhibits a dry etch rate substantially the same as that of the low dielectric interlayer insulating film in the dry etching process, and which has a very large etching selectivity compared to the low dielectric film in the wet etching process. It is intended to provide a composition.

본 발명은 또한 상기 갭-필 조성물을 이용한 반도체 소자의 배선 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for forming a wiring of a semiconductor device using the gap-fill composition.

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

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다. Other specific details of embodiments of the present invention are included in the following detailed description.

본 발명의 갭-필 조성물은 4 내지 5 또는 그 이상의 종횡비를 갖는 비어 홀 및 트렌치 홀에 용이하게 충진되는 동시에, 식각 방법 및 조건에 따라 저유전체 층간 절연막과 실질적으로 동일한 건식 식각율을 나타내거나 매우 큰 습식 식각 선택비를 가질 수 있다. 또한 노광 및 현상 후에 보호막의 역할을 할 수 있는 갭-필 경화막 제공이 가능하여 하부 배선층의 손상없이 반도체 소자의 배선을 형성할 수 있다. 본 발명의 갭-필 조성물은 반도체 집적회로 소자의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.The gap-fill composition of the present invention is easily filled in via holes and trench holes having an aspect ratio of 4 to 5 or more, and exhibits a dry etching rate that is substantially the same as that of a low dielectric interlayer insulating film, depending on etching methods and conditions. It can have a large wet etch selectivity. In addition, it is possible to provide a gap-fill cured film that can serve as a protective film after exposure and development, thereby forming the wiring of the semiconductor device without damaging the lower wiring layer. The gap-fill composition of the present invention can be usefully used in the manufacture of semiconductor integrated circuit devices.

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

본 발명의 일 구현예에 따른 갭-필 조성물은, 중량 평균 분자량(Mw)이 1,000 내지 20,000이고, 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 방향족 고리 함유 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물; 및 유기 용매를 포함한다.The gap-fill composition according to one embodiment of the present invention has a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 20,000, a compound selected from the group consisting of aromatic ring-containing compounds and combinations thereof represented by the following general formula (1) or (2) ; And organic solvents.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112007093509018-PAT00003
Figure 112007093509018-PAT00003

상기 식에서, n은 1 ≤ n ≤ 190의 범위에 있고, Wherein n is in the range of 1 ≦ n ≦ 190,

R1 및 R2는 각각 독립적으로 하기 화학식 3 내지 5중 어느 하나이고,R 1 and R 2 are each independently any one of the following Formulas 3 to 5,

R3는 하기 화학식 6으로 나타내어지고,R 3 is represented by the following formula (6),

R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬이다.R 4 and R 5 are each independently hydrogen or alkyl.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112007093509018-PAT00004
Figure 112007093509018-PAT00004

상기 식에서, n은 1≤ n ≤ 190의 범위에 있고, Wherein n is in the range of 1 ≦ n ≦ 190,

R6는 하기 화학식 3 내지 5중 어느 하나이고,R 6 is any one of the following Formulas 3 to 5,

R7은 하기 화학식 6으로 나타내어지고,R 7 is represented by the following formula (6),

R8 내지 R11는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬이다.R 8 to R 11 are each independently hydrogen or alkyl.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112007093509018-PAT00005
Figure 112007093509018-PAT00005

상기 화학식 3에서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐, 하이드록시, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시, 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴, 치환되거나 비치환된 C3 내지 C20의 사이클로알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴, 및 치환되거나 비치환된 C1 내지 C20의 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되며,In Formula 3, R a and R b are each independently hydrogen, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynyl , Hydroxy, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl, And substituted or unsubstituted C1 to C20 heterocycloalkyl,

Ra 및 Rb중 적어도 하나는 하이드록시, 알콕시, 치환된 알콕시이며, At least one of R a and R b is hydroxy, alkoxy, substituted alkoxy,

l과 m은 각각 0 내지 4이며 1과 m의 합은 4이하이다.l and m are each 0 to 4 and the sum of 1 and m is 4 or less.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112007093509018-PAT00006
Figure 112007093509018-PAT00006

상기 화학식 4에서, Ra 내지 Rd는 각각 독립적으로 수소, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐, 하이드록시, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시, 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴, 치환되거나 비치환된 C3 내지 C20의 사이클로알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴, 및 치환되거나 비치환된 C1 내지 C20의 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되며,In Formula 4, R a to R d are each independently hydrogen, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynyl , Hydroxy, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl, And substituted or unsubstituted C1 to C20 heterocycloalkyl,

Ra 내지 Rd중 적어도 하나는 적어도 하나는 하이드록시, 알콕시, 치환된 알콕시이며, At least one of R a to R d is at least one of hydroxy, alkoxy, substituted alkoxy,

l, m, p 및 q는 각각 0 내지 4이며 1+ m+p+q는 6이하이다.l, m, p and q are each 0-4 and 1 + m + p + q is 6 or less.

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112007093509018-PAT00007
Figure 112007093509018-PAT00007

상기 화학식 5에서, Ra 내지 Rf 는 각각 독립적으로 수소, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐, 하이드록시, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시, 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴, 치환되거나 비치환된 C3 내지 C20의 사이클로알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴, 및 치환되거나 비치환된 C1 내지 C20의 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되며,In Formula 5, R a to R f are each independently hydrogen, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynyl , Hydroxy, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl, And substituted or unsubstituted C1 to C20 heterocycloalkyl,

Ra 내지 Rf 중 적어도 하나는 적어도 하나는 하이드록시, 알콕시, 또는 치환된 알콕시이며, At least one of R a to R f is at least one of hydroxy, alkoxy, or substituted alkoxy,

l, m, p 및 q는 각각 0 내지 4이며 1+ m+p+q는 6이하이다.l, m, p and q are each 0-4 and 1 + m + p + q is 6 or less.

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112007093509018-PAT00008
Figure 112007093509018-PAT00008

상기 화학식 6에서 Rg 내지 및 Rj 는 각각 독립적으로 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐, 하이드록시, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시, 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴, 치환되거나 비치환된 C3 내지 C20의 사이클로알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴, 및 치환되거나 비치환된 C1 내지 C20의 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되며,In Formula 6, R g and R j are each independently substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynyl, hydride Hydroxy, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl, and substitution Or unsubstituted C1 to C20 heterocycloalkyl,

Ar은 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기, 치환되거나 비치환된 C7 내지 C30의 아릴알킬기 및 치환되거나 비치환된 C4 내지 C30의 헤테로아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고,Ar is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group and a substituted or unsubstituted C4 to C30 heteroaryl May be selected from the group consisting of alkyl groups,

r은 0 내지 2의 정수이고,r is an integer from 0 to 2,

k는 1 내지 2 의 정수이다. k is an integer of 1-2.

본 발명의 다른 구현예에 따른 반도체 소자의 배선 형성방법은 (a) 하부 배선이 하부층에 제1 절연막을 형성하는 단계; (b) 상기 제1 절연막을 선택적으로 제 거하여 상기 하부 금속 배선을 개방시키는 비어 홀을 형성하는 단계; (c) 상기 비어 홀을 상기 갭-필 조성물로 매립한 후 열경화하여 갭-필 경화막을 형성하는 단계; (d) 상기 제1 절연막상에 제2 절연막을 형성하는 단계; (e) 상기 제2 절연막을 선택적으로 제거하여 상기 갭-필 경화막을 개방시키는 트렌치 홀을 형성하는 단계; (f) 상기 갭-필 경화막을 제거하는 단계; (g) 상기 비어 홀 및 트렌치 홀을 도전성 물질로 매립하여 상부 배선을 형성하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of forming a wiring of a semiconductor device may include: (a) forming a first insulating layer on a lower layer by a lower wiring; (b) selectively removing the first insulating film to form a via hole for opening the lower metal wiring; (c) filling the via hole with the gap-fill composition and then thermosetting to form a gap-fill cured film; (d) forming a second insulating film on the first insulating film; (e) selectively removing the second insulating film to form trench holes for opening the gap-fill cured film; (f) removing the gap-fill cured film; (g) filling the via hole and the trench hole with a conductive material to form an upper wiring.

본 발명의 또 다른 구현예에 따른 반도체 소자의 배선 형성방법은 (a) 상기 반도체 기판 상에 차례로 제1 절연막, 제1 식각정지막, 제2 절연막 및 제2 식각정지막을 형성하는 단계; (b) 상기 제2 식각정지막상에 비어 홀 형성 용의 패턴을 갖는 레지스트 마스크를 형성하는 단계; (c) 상기 레지스트 마스크를 통하여 제1 절연막까지 비어 홀을 형성하는 단계; (d) 상기 비어 홀에 상기 갭-필 조성물을 매립하고, 열 경화하여 갭-필 경화막을 형성 단계; (e) 상기 갭-필 경화막을 식각하여 비어 홀의 바닥부에 일부 남기고 제거하는 단계; (f) 상기 제2 식각정지막에 트렌치 홀 형성용의 패턴을 갖는 레지스트 마스크를 형성하는 단계; (g) 상기 레지스트 마스크를 통하여 제2 절연막에 트렌치 홀을 형성하는 동시에, 비어 홀의 바닥부에 남은 갭-필 조성물을 제거하는 단계; (h) 상기 트렌치 홀 및 비어 홀에 도전성 물질을 매립하여 상부 배선을 형성하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of forming a wiring of a semiconductor device may include: (a) forming a first insulating film, a first etch stop film, a second insulating film, and a second etch stop film on the semiconductor substrate; (b) forming a resist mask having a pattern for forming a via hole on the second etch stop layer; (c) forming a via hole through the resist mask to a first insulating film; (d) embedding the gap-fill composition in the via hole and thermally curing to form a gap-fill cured film; (e) etching and removing the gap-fill cured film leaving a part of the bottom of the via hole; (f) forming a resist mask having a pattern for forming a trench hole in the second etch stop layer; (g) forming a trench hole in the second insulating film through the resist mask, and simultaneously removing the gap-fill composition remaining in the bottom of the via hole; (h) embedding a conductive material in the trench holes and via holes to form an upper wiring.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다. Other specific details of embodiments of the present invention are included in the following detailed description.

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

본 발명의 일 구현예에 따르면, 다층 배선구조의 비어 홀 또는 트렌치 홀에 충전하여 갭-필 경화막을 형성하기 위한, 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 방향족 고리 함유 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물; 및 유기 용매를 포함하는 갭-필 조성물을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, a group consisting of an aromatic ring-containing compound represented by the following formula (1) or (2) and a combination thereof for filling a via hole or a trench hole of a multilayer wiring structure to form a gap-fill cured film A compound selected from; And an organic solvent.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112007093509018-PAT00009
Figure 112007093509018-PAT00009

상기 식에서, n은 1 ≤ n ≤ 190의 범위에 있고, Wherein n is in the range of 1 ≦ n ≦ 190,

R1 및 R2는 각각 독립적으로 하기 화학식 3 내지 5중 어느 하나이고,R 1 and R 2 are each independently any one of the following Formulas 3 to 5,

R3는 하기 화학식 6으로 나타내어지고,R 3 is represented by the following formula (6),

R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬이다.R 4 and R 5 are each independently hydrogen or alkyl.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112007093509018-PAT00010
Figure 112007093509018-PAT00010

상기 식에서, n은 1≤ n ≤190의 범위에 있고, Wherein n is in the range of 1 ≦ n ≦ 190,

R6는 하기 화학식 3 내지 5중 어느 하나이고,R 6 is any one of the following Formulas 3 to 5,

R7은 하기 화학식 6으로 나타내어지고,R 7 is represented by the following formula (6),

R8 내지 R11는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬이다.R 8 to R 11 are each independently hydrogen or alkyl.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112007093509018-PAT00011
Figure 112007093509018-PAT00011

상기 화학식 3에서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐, 하이드록시, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시, 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴, 치환되거나 비치환된 C3 내지 C20의 사이클로알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴, 및 치환되거나 비치환된 C1 내지 C20의 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되며,In Formula 3, Ra and Rb are each independently hydrogen, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynyl, hydride Hydroxy, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl, and substitution Or unsubstituted C1 to C20 heterocycloalkyl,

Ra 및 Rb중 적어도 하나는 하이드록시, 알콕시, 또는 치환된 알콕시이며, At least one of Ra and Rb is hydroxy, alkoxy, or substituted alkoxy,

l과 m은 각각 0 내지 4이며 1과 m의 합은 4이하이다.l and m are each 0 to 4 and the sum of 1 and m is 4 or less.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112007093509018-PAT00012
Figure 112007093509018-PAT00012

상기 화학식 4에서, Ra 내지 Rd는 각각 독립적으로 수소, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐, 하이드록시, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시, 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴, 치환되거나 비치환된 C3 내지 C20의 사이클로알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴, 및 치환되거나 비치환된 C1 내지 C20의 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되며,In Formula 4, Ra to Rd are each independently hydrogen, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynyl, hydride Hydroxy, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl, and substitution Or unsubstituted C1 to C20 heterocycloalkyl,

Ra 내지 Rd중 적어도 하나는 적어도 하나는 하이드록시, 알콕시, 또는 치환된 알콕시이며, At least one of Ra to Rd is hydroxy, alkoxy, or substituted alkoxy,

l, m, p 및 q는 각각 0 내지 4이며 1+ m+p+q는 6이하이다.l, m, p and q are each 0-4 and 1 + m + p + q is 6 or less.

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112007093509018-PAT00013
Figure 112007093509018-PAT00013

상기 화학식 5에서, Ra 내지 Rf 는 각각 독립적으로 수소, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐, 하이드록시, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시, 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴, 치환되거나 비치환된 C3 내지 C20의 사이클로알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴, 및 치환되거나 비치환된 C1 내지 C20의 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되며,In Formula 5, Ra to Rf are each independently hydrogen, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynyl, hydride Hydroxy, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl, and substitution Or unsubstituted C1 to C20 heterocycloalkyl,

Ra 내지 Rf중 적어도 하나는 적어도 하나는 하이드록시, 알콕시, 또는 치환된 알콕시이며, At least one of Ra to Rf is hydroxy, alkoxy, or substituted alkoxy,

l, m, p 및 q는 각각 0 내지 4이며 1+ m+p+q는 6이하이다.l, m, p and q are each 0-4 and 1 + m + p + q is 6 or less.

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112007093509018-PAT00014
Figure 112007093509018-PAT00014

상기 화학식 6에서 Rg 내지 및 Rj 는 각각 독립적으로 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐, 하이드록시, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시, 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴, 치환되거나 비치환된 C3 내지 C20의 사이클로알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴, 및 치환되거나 비치환된 C1 내지 C20의 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되며,In Formula 6, Rg and Rj are each independently substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynyl, hydroxy, Substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl, and substituted or unsubstituted It is selected from the group consisting of substituted C1 to C20 heterocycloalkyl,

Ar은 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기, 치환되거나 비치환된 C7 내지 C30의 아릴알킬기, 및 치환되거나 비치환된 C4 내지 C30의 헤테로아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고,Ar is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group, and a substituted or unsubstituted C4 to C30 hetero May be selected from the group consisting of arylalkyl groups,

r은 0 내지 2의 정수이고,r is an integer from 0 to 2,

k는 1 내지 2의 정수이다. k is an integer of 1-2.

상기 화학식 3 내지 5의 구체적인 예들은 하기 화학식 a 내지 e를 들 수 있다.Specific examples of Chemical Formulas 3 to 5 may include the following Chemical Formulas a to e.

[화학식 a] [화학식 b][Formula a] [Formula b]

Figure 112007093509018-PAT00015
Figure 112007093509018-PAT00016
Figure 112007093509018-PAT00015
Figure 112007093509018-PAT00016

[화학식 c] [화학식 d][Formula c] [Formula d]

Figure 112007093509018-PAT00017
Figure 112007093509018-PAT00018
Figure 112007093509018-PAT00017
Figure 112007093509018-PAT00018

[화학식 e][Formula e]

Figure 112007093509018-PAT00019
Figure 112007093509018-PAT00019

상기 화학식 6의 구체적인 예들은 하기 화학식 g 내지 m를 들 수 있다. Specific examples of Chemical Formula 6 include the following Chemical Formulas g to m.

[화학식 g] [화학식 h][Formula g] [Formula h]

Figure 112007093509018-PAT00020
Figure 112007093509018-PAT00021
Figure 112007093509018-PAT00020
Figure 112007093509018-PAT00021

[화학식 i] [화학식 j][Formula i] [Formula j]

Figure 112007093509018-PAT00022
Figure 112007093509018-PAT00023
Figure 112007093509018-PAT00022
Figure 112007093509018-PAT00023

[화학식 k] [화학식 l][Formula k] [Formula l]

Figure 112007093509018-PAT00024
Figure 112007093509018-PAT00025
Figure 112007093509018-PAT00024
Figure 112007093509018-PAT00025

[화학식 m] [Formula m]

Figure 112007093509018-PAT00026
Figure 112007093509018-PAT00026

[화학식 n][Formula n]

Figure 112007093509018-PAT00027
Figure 112007093509018-PAT00027

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 “알킬”이란 C1 내지 C10의 알킬을, “알케닐”이란 C2 내지 C10의 알케닐을, “알키닐”이란 C2 내지 C10의 알키닐를, "알콕시"는 C1 내지 C10의 알콕시를, “아릴”이란 C6 내지 C30의 아릴를, “헤테로아릴”란 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 7개 포함하는 C2 내지 C30의 헤테로아릴을, “아릴알킬”란 C7 내지 C30의 아릴알킬, “헤테로아릴알킬”란 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 7개 포함하는 C4 내지 C30의 헤테로아릴알킬을, “사이클로알킬”이란 C3 내지 C20의 사이클로알킬을, “헤테로사이클로알킬”란 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 7개 포함하는 C1 내지 C20의 헤테로사이클로알킬을 의미한다. Unless stated otherwise in the present specification, "alkyl" means alkyl of C1 to C10, "alkenyl" means alkenyl of C2 to C10, "alkynyl" means alkynyl of C2 to C10, and "alkoxy" means C1 to C10 alkoxy, "aryl" means C6 to C30 aryl, "heteroaryl" means C2 to C30 heteroaryl containing 1 to 7 hetero atoms selected from the group consisting of N, O, S and P, “Arylalkyl” means C7 to C30 arylalkyl, “Heteroarylalkyl” means C4 to C30 heteroarylalkyl containing 1 to 7 hetero atoms selected from the group consisting of N, O, S and P, “ Cycloalkyl "means C3 to C20 cycloalkyl, and" heterocycloalkyl "means C1 to C20 heterocycloalkyl containing 1 to 7 hetero atoms selected from the group consisting of N, O, S and P. .

또한 본 명세서에서 “치환”이란, 화합물중의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Br, Cl, 또는 I), 히드록시기, 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, C1 내지 C10의 알킬기, C2 내지 C10의 알케닐기, C2 내지 C10의 알키닐기, C1 내지 C10의C6 내지 C30의 아릴기, C7 내지 C30의 아릴알킬기, C4 내지 C30의 헤테로아릴알킬기, 및 C3 내지 C20의 사이클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환된 것을 의미한다. In the present specification, "substituted" means that the hydrogen atom in the compound is a halogen atom (F, Br, Cl, or I), hydroxy group, alkoxy group, nitro group, cyano group, amino group, azido group, amidino group, hydrazino group , Hydrazono group, carbonyl group, carbamyl group, thiol group, ester group, carboxyl group or salt thereof, sulfonic acid group or salt thereof, phosphoric acid or salt thereof, alkyl group of C1 to C10, alkenyl group of C2 to C10, alky of C2 to C10 It is substituted with one or more substituents selected from the group consisting of a silyl group, a C6 to C30 aryl group of C1 to C10, an arylalkyl group of C7 to C30, a heteroarylalkyl group of C4 to C30, and a cycloalkyl group of C3 to C20 do.

상기 화학식 1 또는 화학식 2의 방향족 고리 함유 화합물 또는 이들의 혼합물은 열가교성 화합물로서 유기 용매에 용해되어 갭-필 조성물을 구성한다.The aromatic ring-containing compound of Formula 1 or Formula 2 or a mixture thereof is dissolved in an organic solvent as a heat crosslinkable compound to form a gap-fill composition.

상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물은 짧은 파장 영역에서 강한 흡수를 갖는 방향족 고리를 포함한다. 또한 이러한 화학식 1 또는 2의 화합물이 중합하여 각각 중합체를 이루는 경우(화학식 1 및 2에서 각각 n이 2 이상인 경우) 방향족 고리는 중합체의 골격 부분 내에 존재하는 것이 바람직하다. 골격에 위치하는 방향족 고리의 중합체는 에치 특성을 향상시킬 수 있다.The compound of Formula 1 or Formula 2 includes an aromatic ring having strong absorption in a short wavelength region. In addition, when these compounds of Formula 1 or 2 polymerize to form a polymer, respectively (when n is 2 or more in Formulas 1 and 2, respectively), the aromatic ring is preferably present in the skeleton portion of the polymer. Polymers of aromatic rings located in the backbone can improve etch characteristics.

또한, 상기 방향족 고리 함유 화합물은 가교 반응을 할 수 있는 그룹을 상당량 포함하는 것이 바람직한데, 이 그룹에 의해 중합체끼리 가교 반응이 진행될 수 있다. 또한 추가적으로 추후 설명되는 가교제를 더 포함할 경우 중합체와 가교제의 가교 반응도 진행될 수 있다. 또한 상기 방향족 고리 함유 화합물은 종래의 스핀-코팅에 의해 갭-필 경화막을 형성시키는 데 도움이 되는 유기 용매에 용해되는 특성 및 막 형성(film-forming) 특성을 가져야 한다. In addition, the aromatic ring-containing compound preferably contains a substantial amount of a group capable of crosslinking reaction, the crosslinking reaction between the polymers can proceed by this group. In addition, the crosslinking reaction of the polymer and the crosslinking agent may further proceed if the crosslinking agent is further described. In addition, the aromatic ring-containing compound must have a film-forming property and a property of dissolving in an organic solvent which helps to form a gap-fill cured film by conventional spin-coating.

본 발명의 방향족 고리 함유 화합물은 약 1,000 내지 20,000의 중량 평균 분자량(Mw)를 가지는 것이 바람직하고 약 1000 내지 10,000의 중량 평균 분자량을 가지는 것이 더 바람직하다. 분자량이 1000 내지 10,000의 범위는 가지는 경우에 홀 패턴에 채워지는 필링 특성이 특히 좋다. The aromatic ring-containing compound of the present invention preferably has a weight average molecular weight (Mw) of about 1,000 to 20,000 and more preferably has a weight average molecular weight of about 1000 to 10,000. When the molecular weight is in the range of 1000 to 10,000, the filling property to be filled in the hole pattern is particularly good.

상기 방향족 고리 함유 화합물은 상기 유기 용매 100 중량부에 대해서 1 내지 30 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 방향족 고리 함유 중합체가 1 중량부 미만이거나 30 중량부를 초과하여 사용할 경우 목적하는 코팅두께 미만으로 되거나 초과하게 되어 정확한 코팅두께를 맞추기 어렵다. The aromatic ring-containing compound is preferably used in 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the organic solvent. When the aromatic ring-containing polymer is used in an amount of less than 1 part by weight or in excess of 30 parts by weight, it is difficult to achieve an accurate coating thickness because it becomes less than or exceeds the desired coating thickness.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 방향족 고리 함유 화합물은 1 내지 20 중량%의 양으로 사용될 수 있으며, 보다 바람직하게는 2 내지 15 중량%의 양으로 사용될 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 3 내지 10 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 상기 범위에서 갭-필 조성물의 바람직한 코팅 특성을 얻을 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the aromatic ring-containing compound may be used in an amount of 1 to 20% by weight, more preferably in an amount of 2 to 15% by weight, even more preferably 3 To 10% by weight. Within this range, desirable coating properties of the gap-fill composition can be obtained.

상기 유기 용매는 상기 방향족 고리 함유 화합물에 대한 충분한 용해성을 갖는 유기 용매라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 카르복실레이트, 에테르, 케톤 등의 용매가 사용될 수 있다. 보다 구체적으로는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)와 같은 알킬렌글리콜 모노알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(PGME)와 같은 알킬렌글리콜모노알킬에테르, 사이클로헥사논(Anone), 에틸락테이트(EL) 등을 들 수 있다. 상기 유기 용매에서 알킬, 및 알킬렌은 C1 내지 C20의 알킬 및 알킬렌인 것이 바람직하다.The organic solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent having sufficient solubility in the aromatic ring-containing compound, and for example, solvents such as carboxylate, ether and ketone may be used. More specifically, alkylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), alkylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether (PGME), cyclohexanone (Anone), ethyl lactate (EL) etc. are mentioned. Alkyl and alkylene in the organic solvent are preferably C1 to C20 alkyl and alkylene.

상기 유기 용매의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 원활한 코팅성 부여를 위해 조성물 100중량부에 대하여 75 내지 99 중량부로 사용하는 것이 바람직하다.The content of the organic solvent is not particularly limited, but it is preferable to use 75 to 99 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition in order to provide a smooth coating property.

상기 갭-필 조성물은 가교반응을 촉진시킬 수 있는 촉매, 가교 정도를 강화시킬 수 있는 가교제, 및 첨가제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 성분을 더 포함할 수 있다. The gap-fill composition may further include at least one component selected from the group consisting of a catalyst capable of promoting a crosslinking reaction, a crosslinking agent capable of enhancing a degree of crosslinking, and an additive.

상기 촉매로는 산 촉매 또는 염기 촉매가 사용가능하다. 상기 산 촉매로는 p-톨루엔술폰산 모노 하이드레이트(p-toluenesulfonic acid mono hydrate)과 같은 유기산이 사용될 수 있고, 또한 보관안정성을 도모한 TAG(Thermal Acid Generater) 계통의 화합물을 촉매로 사용할 수 있다. TAG는 열 처리시 산을 방출하도록 되어있는 산 생성제 화합물로서 예를 들어 피리디늄 p-톨루엔 술포네이트(Pyridinium p-toluene sulfonate), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트, 유기 술폰산의 알킬 에스테르(여기에서 알킬은 C1 내지 C20의 알킬임) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 염기 촉매로는 2-메틸이미다졸(Methylimidazole)과 같은 이미다졸계 화합물이 사용될 수 있다.As the catalyst, an acid catalyst or a base catalyst may be used. As the acid catalyst, p - toluenesulfonic acid monohydrate can be used, such as organic acids (p -toluenesulfonic acid mono hydrate), can also be used a compound of the grid (Thermal Acid Generater) a plan TAG storage stability as a catalyst. TAG, for example as an acid generator compound which is adapted to discharge the heat treatment acid pyridinium p - toluenesulfonate (Pyridinium p -toluene sulfonate), 2,4,4,6- tetrabromo-necked claw-hexadiene-one, Compounds selected from the group consisting of benzoin tosylate, 2-nitrobenzyl tosylate, alkyl esters of organic sulfonic acids, wherein alkyl is C1 to C20 alkyl, and combinations thereof, may be preferably used. As the base catalyst, an imidazole compound such as 2-methylimidazole may be used.

상기 촉매는 조성물 100 중량부에 대하여 0.001 내지 0.05 중량부로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 0.001 내지 0.03 중량부로 사용될 수 있다. 상기 촉매가 0.001 중량부 미만일 경우 바람직한 가교특성이 나타나지 않을 수 있고 0.05 중량부 초과할 경우 과량투입에 의한 보관안정성에 영향을 줄 수 있다. The catalyst may be used in an amount of 0.001 to 0.05 parts by weight, preferably 0.001 to 0.03 parts by weight, based on 100 parts by weight of the composition. If the catalyst is less than 0.001 parts by weight, the desired crosslinking properties may not appear. If the catalyst is more than 0.05 parts by weight, it may affect the storage stability due to excessive input.

상기 가교제는 첨가되는 촉매에 의해 촉매 작용화될 수 있는 방식으로 방향족 고리 함유 화합물의 히드록시기 또는 알콕시기와 반응될 수 있는 가교제인 것이 바람직하다. 상기 가교제로는 에테르화된 아미노 수지; 알킬화된 멜라민 수지(N-메톡시메틸-멜라민 수지 또는 N-부톡시메틸-멜라민 수지); 에테르화된 아미노 수지, 알킬화된, 예를 들어 메틸화되거나 부틸화된 우레아 레진(Urea Resin)(Cymel U-65 Resin 또는 UFR 80 Resin); 하기 화학식 7의 구조와 같은 알킬화된, 예를 들어 메틸화된/부틸화된 글리콜루릴(Glycouryl; Powderlink 1174); 캐나다 특허 제1 204 547호에 기재된 화합물; 2,6-비스(히드록시메틸)-p-크레졸 화합물을 비롯한 하기 화학식 7의 메틸화/부틸화된 글리콜루릴을 갖는 화합물; 일본 특허 공개 제1-293339호에 기재된 화합물이 포함된다. 상기한 아미노 수지 및 글리콜루릴은 사이텍 인더스트리(Cytec Industries)로부터 구입 가능하다. 또한 비스에폭시계 화합물도 가교제로 사용할 수 있다.The crosslinking agent is preferably a crosslinking agent which can be reacted with a hydroxy group or an alkoxy group of an aromatic ring containing compound in a manner that can be catalyzed by an added catalyst. The crosslinking agent includes an etherified amino resin; Alkylated melamine resins ( N -methoxymethyl-melamine resins or N -butoxymethyl-melamine resins); Etherified amino resins, alkylated, for example methylated or butylated Urea Resin (Cymel U-65 Resin or UFR 80 Resin); Alkylated, for example methylated / butylated glycolurils (Glycouryl; Powderlink 1174), such as structures of Formula 7; The compounds described in Canadian Patent No. 1 204 547; Compounds having methylated / butylated glycoluril of formula 7, including 2,6-bis (hydroxymethyl) -p -cresol compound; The compound of Unexamined-Japanese-Patent No. 1-293339 is included. The amino resins and glycolurils described above are available from Cytec Industries. Bisepoxy compounds can also be used as crosslinking agents.

이 포함된다. 상기한 아미노 수지 및 글리콜루릴은 사이텍 인더스트리(Cytec Industries)로부터 구입 가능하다. 또한 비스에폭시계 화합물도 가교제로 사용할 수 있다.This includes. The amino resins and glycolurils described above are available from Cytec Industries. Bisepoxy compounds can also be used as crosslinking agents.

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112007093509018-PAT00028
Figure 112007093509018-PAT00028

상기 가교제는 조성물 100중량부에 대하여 가교제 0.05 내지 5 중량부로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 3 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 상기 가교제가 0.05 중량부 미만일 경우 가교특성이 나타나지 않을 수 있고, 5 중량부를 초과할 경우 과량 투입에 의해 패턴 프로파일의 변형 및 베이크 공정시 휘발성분발생으로 인한 리데포지션 오염이 발생할 수 있다. The crosslinking agent may be used in an amount of 0.05 to 5 parts by weight, preferably 0.1 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the composition. If the crosslinking agent is less than 0.05 parts by weight, the crosslinking properties may not appear. If the crosslinking agent exceeds 5 parts by weight, excessive deformation may cause deformation of the pattern profile and contamination of the redeposition due to volatile generation during the baking process.

본 발명의 갭-필 조성물은 추가적으로 계면 활성제 등의 첨가제를 함유할 수 있다. The gap-fill composition of the present invention may additionally contain additives such as surfactants.

한편, 본 발명의 다른 구현예에 따르면 상기 갭-필 조성물을 사용하여 배선을 형성하는 방법을 제공한다. 듀얼 디마신 공정에 따라 배선을 형성하기 위해서는 상기 갭-필 조성물로 형성된 갭-필 경화막은 층간 절연막과 건식 식각율이 실질적으로 동일하거나 갭-필 경화막:층간 절연막의 건식 식각비가 4:1 이하인 물질이어야 한다. 또한 후속 습식 식각 공정에서 층간 절연막에 비해 매우 빠른 습식 식각 속도를 가지는 물질이어야 한다. 바람직하기로는 갭-필 경화막:층간 절연막의 습식 식각비가 20:1 이상인 특성인 지닌 물질이야 한다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention provides a method for forming a wiring using the gap-fill composition. In order to form wires according to the dual dimasine process, the gap-fill cured film formed of the gap-fill composition may have substantially the same dry etching rate as the interlayer insulating film, or the dry etching ratio of the gap-fill cured film: interlayer insulating film may be 4: 1 or less. It must be a substance. In addition, it should be a material having a very fast wet etching rate in the subsequent wet etching process compared to the interlayer insulating film. Preferably, the wet-etch ratio of the gap-fill cured film: interlayer insulating film is a material having a characteristic of 20: 1 or more.

본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 소자의 배선 형성방법은 (a) 하부 배선이 하부층에 제1 절연막을 형성하는 단계; (b) 상기 제1 절연막을 선택적으로 제거하여 상기 하부 금속 배선을 개방시키는 비어 홀을 형성하는 단계; (c) 상기 비어 홀을 상기 갭-필 조성물로 매립한 후 열경화하여 갭-필 경화막을 형성하는 단계; (d) 상기 제1 절연막상에 제2 절연막을 형성하는 단계; (e) 상기 제2 절연막을 선택적으로 제거하여 상기 갭-필 경화막을 개방시키는 트렌치 홀을 형성하는 단계; 상기 갭-필 경화막을 제거하는 단계; (f) 상기 비어 홀 및 트렌치 홀을 도전성 물질로 매립하여 상부 배선을 형성하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of forming a wiring of a semiconductor device includes: (a) forming a first insulating layer on a lower layer by a lower wiring; (b) selectively removing the first insulating film to form a via hole for opening the lower metal wiring; (c) filling the via hole with the gap-fill composition and then thermosetting to form a gap-fill cured film; (d) forming a second insulating film on the first insulating film; (e) selectively removing the second insulating film to form trench holes for opening the gap-fill cured film; Removing the gap-fill cured film; (f) filling the via hole and the trench hole with a conductive material to form an upper wiring.

본 발명의 또 다른 구현예에 따른 반도체 소자의 배선 형성방법은 (a) 상기 반도체 기판 상에 차례로 제1 절연막, 제1 식각정지막, 제2 절연막 및 제2 식각정지막을 형성하는 단계; (b) 상기 제2 식각정지막상에 비어 홀 형성 용의 패턴을 갖는 레지스트 마스크를 형성하는 단계; (c) 상기 레지스트 마스크를 통하여 제1 절연막까지 비어 홀을 형성하는 단계; (d) 상기 비어 홀에 상기 갭-필 조성물을 매립하고, 열 경화하여 갭-필 경화막을 형성 단계; (e) 상기 갭-필 경화막을 식각하여 비어 홀의 바닥부에 일부 남기고 제거하는 단계; (f) 상기 제2 식각정지막에 트렌치 홀 형성용의 패턴을 갖는 레지스트 마스크를 형성하는 단계; (g) 상기 레지스트 마스크를 통하여 제2 절연막에 트렌치 홀을 형성하는 동시에, 비어 홀의 바닥부에 남은 갭-필 조성물을 제거하는 단계; (h) 상기 트렌치 홀 및 비어 홀에 도전성 물 질을 매립하여 상부 배선을 형성하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of forming a wiring of a semiconductor device may include: (a) forming a first insulating film, a first etch stop film, a second insulating film, and a second etch stop film on the semiconductor substrate; (b) forming a resist mask having a pattern for forming a via hole on the second etch stop layer; (c) forming a via hole through the resist mask to a first insulating film; (d) embedding the gap-fill composition in the via hole and thermally curing to form a gap-fill cured film; (e) etching and removing the gap-fill cured film leaving a part of the bottom of the via hole; (f) forming a resist mask having a pattern for forming a trench hole in the second etch stop layer; (g) forming a trench hole in the second insulating film through the resist mask, and simultaneously removing the gap-fill composition remaining in the bottom of the via hole; (h) embedding conductive material in the trench holes and via holes to form an upper wiring.

상기 갭-필 조성물을 이용하여 반도체 소자의 배선을 형성하는 방법을 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 반도체 소자의 듀얼 다마신 패턴 형성 공정을 도시한 공정별 단면도이다. 도 1을 참조하면, 먼저 하부 배선이 형성된 하부층(1) 상에 저온 산화막을 증착하여 제1절연막(3)을 형성한다. 그 다음, 상기 제1절연막(3)을 관통하는 비어 홀(20)을 형성하기 위하여 상기 제1절연막(3) 상에 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 통하여 일정한 형태를 지닌 제1감광막 패턴(10)을 형성한다. 이어서, 상기 제1감광막 패턴(10)을 마스크로 하는 식각으로 상기 제1절연막(3)을 선택적으로 제거한다. 그리하여, 선택적으로 제거된 제1절연막(3)을 관통하여 상기 하부 배선을 개방시키는 비어 홀(10)을 형성한다. 다음으로, 상기 비어 홀(20)을 갭-필 조성물로 매립하기 위하여 먼저 상기 제1감광막 패턴(10)을 제거하고 상기 제1절연막(3) 전면상에 갭-필 조성물(30)을 충분한 두께로 도포한다. 이때, 갭-필 조성물(30)의 두께는 무패턴 영역에서 500 Å 이상이 되도록 스핀-코팅법을 통하여 형성할 수 있고, 가열경화가 일어나도록 80 내지 400 ℃ 의 온도, 바람직하게는 80 내지 300 ℃의 온도로 가열하여 갭-필 경화막(32)을 형성할 수 있다. 이후에, 상기 제1절연막(3)이 노출되도록 상기 갭-필 경화막(32)을 화학기계적 연마(CMP; Chemical mechanical polishing) 공정이나 에치백(etchback) 공정으로 일부 제거한다. 따라서, 상기 비어 홀(20)에만 갭-필 경화막(32)이 존재하도록 한다.A method of forming a wiring of a semiconductor device using the gap-fill composition will be described with reference to FIG. 1. 1 is a cross-sectional view for each process illustrating a process for forming a dual damascene pattern of a semiconductor device. Referring to FIG. 1, first, a low-temperature oxide film is deposited on a lower layer 1 on which lower wirings are formed to form a first insulating film 3. Next, the first photoresist layer pattern 10 having a predetermined shape is formed on the first insulation layer 3 through a photolithography process to form the via hole 20 penetrating through the first insulation layer 3. To form. Subsequently, the first insulating layer 3 is selectively removed by etching using the first photoresist layer pattern 10 as a mask. Thus, a via hole 10 is formed through the first insulating film 3 that has been selectively removed to open the lower wiring. Next, in order to fill the via hole 20 with the gap-fill composition, first, the first photoresist layer pattern 10 is removed, and the gap-fill composition 30 is sufficiently thick on the entire surface of the first insulating layer 3. Apply with At this time, the thickness of the gap-fill composition 30 may be formed by a spin-coating method so as to be 500 kPa or more in the patternless region, the temperature of 80 to 400 ℃, preferably 80 to 300 so that heat curing occurs The gap-fill cured film 32 may be formed by heating to a temperature of 占 폚. Thereafter, the gap-fill cured film 32 is partially removed by a chemical mechanical polishing (CMP) process or an etchback process so that the first insulating film 3 is exposed. Therefore, the gap-fill cured film 32 exists only in the via hole 20.

이후에, 상기 제1절연막(3) 상에 저온 산화막을 증착하여 제2절연막(7)을 형성한다. 상기 제2절연막(7)을 관통하는 트렌치 홀을 형성하기 위한 목적으로 상기 제2절연막(7) 상에 포토리소그래피 공정을 통하여 일정한 형태를 지닌 제2감광막 패턴(12)을 형성한다. 다음에, 상기 제2감광막 패턴(12)을 마스크로 하는 식각으로 상기 제2절연막(7)을 선택적으로 제거한다. 선택적으로 제거된 제2절연막(7)에는 상기 갭-필 경화막(32)을 개방시키는 트렌치 홀(22)이 형성된다.  Thereafter, a low temperature oxide film is deposited on the first insulating film 3 to form a second insulating film 7. A second photosensitive film pattern 12 having a predetermined shape is formed on the second insulating film 7 through a photolithography process for forming a trench hole penetrating the second insulating film 7. Next, the second insulating layer 7 is selectively removed by etching using the second photosensitive layer pattern 12 as a mask. A trench hole 22 for opening the gap-fill cured film 32 is formed in the second insulating film 7 that is selectively removed.

상기 비어 홀을 매립하는 갭-필 경화막(32)은 식각 배리어(Etch Barrier) 역할을 하게 되어 상기 비어 홀 측벽 및 하부 배선을 보호할 수 있다. 즉, 상기 비어 홀 측벽 및 하부배선은 손상을 입지 않는다.The gap-fill cured film 32 filling the via hole may serve as an etch barrier to protect the via hole sidewall and the lower wiring. That is, the via hole sidewalls and the lower wiring are not damaged.

이후에, 상기 갭-필 경화막(32)을 제거하여 상기 비어 홀(20)과 트렌치홀(22)로 이루어진 듀얼 다마신 패턴을 형성한다. 상기 비어 홀(20) 및 트렌치 홀(22)를 소정의 금속, 예를 들어 구리, 알루미늄, 또는 텅스텐 등과 같은 도전성 물질(26)로 매립하여 상부 배선을 형성한다. Thereafter, the gap-fill cured film 32 is removed to form a dual damascene pattern including the via hole 20 and the trench hole 22. The via hole 20 and the trench hole 22 are filled with a conductive material 26 such as a metal, for example, copper, aluminum, or tungsten, to form an upper wiring.

이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the following Examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.

[합성예 1]Synthesis Example 1

(9,9-비스히드록시페닐플루오렌과 1,4-비스메톡시메틸벤젠 공중합체의 합성)(Synthesis of 9,9-bishydroxyphenylfluorene and 1,4-bismethoxymethylbenzene copolymer)

기계교반기, 냉각관을 구비한 3 L의 4구 플라스크에 9,9-비스히드록시페닐플 루오렌 350.41 g (1.0 mol)과 디에틸설페이트(Diethyl Sulfate) 3.08 g (0.02 mol)과 프로필렌글리콜모노메틸에테르 350 g을 넣고 반응기의 온도를 115 ℃로 유지시키면서 교반시켜 완전히 용해시켜 주었다. 10분 후에 1,4-비스메톡시메틸벤젠 166.22 g(1 mol)을 적하한 다음 동일한 온도에서 15시간 동안 반응을 실시하였다. 반응종료를 위해 중화제로 트리에탄올아민 2.98 g(0.02 mol)을 투입하여 종료하였다. 반응종료 후 물/메탄올 혼합물을 사용하여 산을 제거하였고, 이어서 메탄올을 사용하여 올리고머 및 모노머를 함유하는 저분자량체를 제거하여 하기 화학식 8로 나타내어지는 중합체(Mw = 10,000, 분산도(polydispersity) = 2.0, n = 17)를 얻었다.A 3 L four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, cooling tube, 350.41 g (1.0 mol) of 9,9-bishydroxyphenyl fluorene, 3.08 g (0.02 mol) of diethyl sulfate and propylene glycol mono 350 g of methyl ether was added thereto, followed by stirring while maintaining the temperature of the reactor at 115 ° C. After 10 minutes, 166.22 g (1 mol) of 1,4-bismethoxymethylbenzene was added dropwise, and the reaction was carried out at the same temperature for 15 hours. To complete the reaction, 2.98 g (0.02 mol) of triethanolamine was added as a neutralizing agent. After completion of the reaction, the acid was removed using a water / methanol mixture, and then, a low molecular weight containing oligomer and monomer was removed using methanol to obtain a polymer represented by Formula 8 (Mw = 10,000, polydispersity = 2.0). , n = 17).

[화학식 8][Formula 8]

Figure 112007093509018-PAT00029
Figure 112007093509018-PAT00029

[합성예 2]Synthesis Example 2

(9,9-비스히드록시페닐플루오렌과 4,4'-비스메톡시메틸-비스페닐 공중합체의 합성)(Synthesis of 9,9-bishydroxyphenylfluorene and 4,4'-bismethoxymethyl-bisphenyl copolymer)

1 mol의 4,4'-비스메톡시메틸-비스페닐 242.31 g을 1 mol의 1,4-비스메톡시메틸벤젠 166.22 g 대신에 반응기에 가한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정으로 하기 화학식 9로 나타내어지는 중합체를 합성하였다.      The same procedure as in Synthesis Example 1 was repeated except that 242.31 g of 1 mol of 4,4'-bismethoxymethyl-bisphenyl was added to the reactor instead of 166.22 g of 1,4-bismethoxymethylbenzene. The polymer represented by 9 was synthesized.

얻어진 공중합체의 분자량 및 분산도를 테트라하이드로퓨란하에서 GPC에 의해 측정한 결과 중량 평균 분자량(Mw) 11,000, 분산도 2.0의 고분자(n= 16)를 얻었다.     The molecular weight and the dispersion degree of the obtained copolymer were measured by GPC under tetrahydrofuran to obtain a polymer having a weight average molecular weight (Mw) of 11,000 and a dispersion degree of 2.0 (n = 16).

[화학식 9][Formula 9]

Figure 112007093509018-PAT00030
Figure 112007093509018-PAT00030

[합성예 3]Synthesis Example 3

(1-나프톨과 9,10-비스메톡시메틸안트라센 공중합체의 합성)(Synthesis of 1-naphthol and 9,10-bismethoxymethylanthracene copolymer)

1 mol의 1-나프톨 144.17 g을 9,9-비스히드록시페닐플루오렌 350.41 g 대신에 반응기에 가한 것, 1 mol의 9,10-비스메톡시메틸안트라센 266.33 g 을 1,4-비스 메톡시메틸벤젠 166.22 g 대신에 반응기에 가한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정으로 하기 화학식 10으로 나타내어지는 중합체를 합성하였다.      1 mol of 144.17 g of 1-naphthol was added to the reactor in place of 350.41 g of 9,9-bishydroxyphenylfluorene, 1 mol of 9,10-bismethoxymethylanthracene 266.33 g of 1,4-bismethoxy A polymer represented by the following Chemical Formula 10 was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 166.22 g of methylbenzene was added to the reactor.

얻어진 공중합체의 분자량 및 분산도를 테트라하이드로퓨란하에서 GPC에 의해 측정한 결과 중량 평균 분자량(Mw) 10,000, 분산도 2.1 의 고분자(n=14)를 얻었다.     The molecular weight and the dispersion degree of the obtained copolymer were measured by GPC under tetrahydrofuran to obtain a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 and a polymer of dispersion degree 2.1 (n = 14).

[화학식 10][Formula 10]

Figure 112007093509018-PAT00031
Figure 112007093509018-PAT00031

상기 화학식 10에서 m/n의 몰비는 40:60이다.In Formula 10, the molar ratio of m / n is 40:60.

[합성예 4] Synthesis Example 4

(플루오레닐리덴디페놀과 1,4-비스메톡시메틸벤젠 공중합체의 합성)(Synthesis of Fluorenylidenediphenol and 1,4-bismethoxymethylbenzene copolymer)

1 mol의 플루오레닐리덴디페놀 393.50 g을 1 mol의 4,4'-(9-플루오레닐리덴)디비닐페놀 445.58 g 대신에 반응기에 가한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 과정으로 하기 화학식 11로 나타내어지는 중합체를 합성하였다.The same procedure as in Synthesis Example 1 was repeated except that 393.50 g of 1 mol of fluorenylidenediphenol was added to the reactor instead of 445.58 g of 1 mol of 4,4 '-(9-fluorenylidene) divinylphenol. The polymer represented by 11 was synthesized.

얻어진 공중합체의 중량 평균 분자량 및 분산도를 테트라하이드로퓨란하에서 GPC에 의해 측정한 결과 중량 평균 분자량 10,000, 분산도 1.9 의 고분자(n=17)를 얻었다.The weight average molecular weight and dispersion degree of the obtained copolymer were measured by GPC under tetrahydrofuran, and the polymer (n = 17) of the weight average molecular weight 10,000 and dispersion degree 1.9 was obtained.

[화학식 11][Formula 11]

Figure 112007093509018-PAT00032
Figure 112007093509018-PAT00032

[실시예 1 내지 3][Examples 1-3]

합성예 1 내지 3 에서 만들어진 고분자를 각각 0.8 g씩 계량하여 2-메틸이미다졸 2mg을 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 (Propylene glycol monomethylether acetate, 이하 PGMEA이라 칭함) 9 g 에 넣어서 녹인 후 여과하여 각각 실시예 1 내지 3의 샘플용액을 만들었다.0.8 g of each of the polymers prepared in Synthesis Examples 1 to 3 was weighed, and 2 mg of 2-methylimidazole was dissolved in 9 g of propylene glycol monomethylether acetate (hereinafter referred to as PGMEA), followed by filtration. Sample solutions of Examples 1 to 3 were prepared.

[실시예 4 내지 7][Examples 4 to 7]

합성예 1 내지 4 에서 만들어진 고분자를 각각 0.8 g씩 계량하여 하기 화학식 7의 가교제(Powderlink 1174) 0.2 g, 피리디늄 p-톨루엔 술포네이트(Pyridinium p-toluene sulfonate) 2 mg을 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(Propylene glycol monomethylether acetate, 이하 PGMEA이라 칭함) 9 g 에 넣어서 녹인 후 여과하여 각각 실시예 4 내지 7의 샘플용액을 만들었다.To respectively by weighing 0.8 g of a polymer produced in Synthesis Example 1-4 crosslinking agent of formula 7 (Powderlink 1174) 0.2 g, pyridinium p - toluenesulfonate (Pyridinium p -toluene sulfonate) 2 mg of propylene glycol monomethyl ether acetate (Propylene glycol monomethylether acetate, hereinafter referred to as PGMEA) was dissolved in 9 g and filtered to prepare sample solutions of Examples 4 to 7, respectively.

[화학식 7][Formula 7]

Figure 112007093509018-PAT00033
Figure 112007093509018-PAT00033

[실시예 8]Example 8

실시예 1 내지 7에 의해 제조된 샘플용액을 각각 실리콘웨이퍼에 스핀-코팅법으로 코팅한 후, 240 ℃ 온도에서 60초 동안 열처리하여 경화막을 얻었다.Each of the sample solutions prepared in Examples 1 to 7 was coated on a silicon wafer by spin-coating, and then heat-treated at 240 ° C. for 60 seconds to obtain a cured film.

이 때 형성된 경화막들에 대한 굴절률(refractive index; n)과 흡광계수(extinction coefficient; k)를 각각 구하였다. 사용기기는 Ellipsometer (J. A. Woollam 사) 이고 그 측정결과를 표 1에 나타내었다.The refractive index (n) and extinction coefficient (k) of the cured films formed at this time were obtained, respectively. The instrument used was Ellipsometer (J. A. Woollam) and the measurement results are shown in Table 1.

표 1Table 1

경화막 제조에 사용된 샘플Samples Used to Prepare Cured Films 광학 특성 (193nm)Optical properties (193nm) 광학 특성 (248nm)Optical properties (248nm) n(굴절율)n (refractive index) k(흡광계수)k (absorption coefficient) n(굴절율)n (refractive index) k(흡광계수)k (absorption coefficient) 실시예 1Example 1 1.471.47 0.680.68 1.911.91 0.210.21 실시예 2Example 2 1.431.43 0.310.31 2.122.12 0.300.30 실시예 3Example 3 1.211.21 0.350.35 2.112.11 0.640.64 실시예 4Example 4 1.461.46 0.650.65 1.901.90 0.200.20 실시예 5Example 5 1.421.42 0.300.30 2.102.10 0.300.30 실시예 6Example 6 1.201.20 0.340.34 2.102.10 0.630.63 실시예 7Example 7 1.441.44 0.630.63 1.901.90 0.200.20 비교예 1Comparative Example 1

표 1에서 보는 바와 같이 ArF(193 nm) 및 KrF(248 nm) 파장에서 갭-필 경화막으로서 사용가능한 굴절률 및 흡수도가 있음을 확인하였으나 단, 실시예 3과 6의 248 nm 흡광계수는 매우 낮은 수준임을 확인할 수 있었다. 이로부터 본 발명에 따른 갭-필 조성물로부터 형성된 경화막의 식각 선택비가 매우 높음을 알 수 있다. As shown in Table 1, it was confirmed that there are refractive indices and absorbances usable as gap-fill cured films at ArF (193 nm) and KrF (248 nm) wavelengths. However, the 248 nm extinction coefficients of Examples 3 and 6 were very It was confirmed that the level is low. From this it can be seen that the etching selectivity of the cured film formed from the gap-fill composition according to the present invention is very high.

[실시예 9]Example 9

실시예 1 내지 7에서 만들어진 샘플용액을 각각 실리콘 나이트라이드가 입혀진 실리콘웨이퍼 위에 스핀-코팅법으로 코팅하여 60 초간 200 ℃에서 베이크하여 두께 4000 Å의 경화막을 형성시켰다.The sample solutions prepared in Examples 1 to 7 were each coated by spin-coating on silicon nitride-coated silicon wafers and baked at 200 ° C. for 60 seconds to form a cured film having a thickness of 4000 mm 3.

형성된 각각의 경화막 위에 실리콘 ARC를 1100 Å으로 코팅하고 240 ℃에서 60초간 베이크하였다. 이후 실리콘 ARC 상부에 ArF PR을 1700 Å 코팅하고 110 ℃에서 60 초간 구운 후 ASML(XT:1400, NA 0.93)사의 노광장비를 사용해 각각 노광을 한 다음 TMAH(2.38wt% 수용액)로 각각 현상하였다. 그리고 FE-SEM을 사용하여 63 nm의 라인 앤드 스페이스(line and space) 패턴을 각각 고찰한 결과 하기 표 2와 같은 결과를 얻었다. 노광량의 변화에 따른 EL(expose latitude) 마진(margin)과 광원과의 거리변동에 따른 DoF(depth of focus) 마진을 고찰하여 표 2에 기록하였다. Silicone ARC was coated with 1100 mm 3 on each cured film formed and baked at 240 ° C. for 60 seconds. After coating the ArF PR on the silicon ARC 1700 700 and baked for 60 seconds at 110 ℃ and then exposed to each using an exposure equipment of ASML (XT: 1400, NA 0.93) and then developed with TMAH (2.38wt% aqueous solution). And using a FE-SEM to examine the line and space pattern of 63 nm, respectively, the results are shown in Table 2 below. The exposure latitude (EL) margin according to the change of the exposure amount and the depth of focus (DoF) margin according to the distance change with the light source are considered and recorded in Table 2.

표 2TABLE 2

패턴특성Pattern EL 마진 ( mJ/exposure energy mJ)EL margin (mJ / exposure energy mJ) DoF 마진 (㎛)DoF margin (μm) ProfileProfile 실시예 1Example 1 44 0.250.25 cubiccubic 실시예 2Example 2 44 0.250.25 cubiccubic 실시예 3Example 3 44 0.250.25 cubiccubic 실시예 4Example 4 44 0.250.25 cubiccubic 실시예 5Example 5 44 0.250.25 cubiccubic 실시예 6Example 6 44 0.250.25 cubiccubic 실시예 7Example 7 44 0.250.25 cubiccubic

상기 표 2의 결과로부터 실시예 1 내지 7의 샘플용액으로 제조된 경화막은 다중 에칭에 대한 내성이 충분하여 하부층의 보호막을 형성할 수 있는 경화막 필름의 에치 프로파일이 매우 양호하고, 레지스트와 이면층 간의 반사성을 최소화할 수 있으며, 이에 의해 패턴 프로파일이나 마진면에서 우수함을 알 수 있다. From the results of Table 2, the cured film prepared with the sample solution of Examples 1 to 7 has sufficient resistance to multiple etching, so that the etch profile of the cured film that can form the protective film of the lower layer is very good, and the resist and the back layer It is possible to minimize the reflectivity of the liver, thereby showing that it is excellent in the pattern profile and margin.

[실시예 10]Example 10

실시예 1 내지 7에서 각각 패턴화된 시편을 CHF3/CF4 혼합가스로 PR을 마스크로 하여 실리콘 ARC의 드라이 에칭을 진행하고 이어서 O2/N2 혼합가스로 실리콘 ARC를 마스크로 하여 경화막을 드라이 에칭을 다시 진행하였다. 이후 CHF3/CF4 혼합가스로 경화막을 마스크로 하여 실리콘 나이트라이드의 드라이 에칭이 진행하고 난 뒤 남아 있는 경화막 및 유기물에 대해 O2 애슁 및 웨트 스트립(wet Strip) 공정을 진행하였다.The specimens patterned in Examples 1 to 7, respectively, were subjected to dry etching of silicon ARC using PR as a mask with CHF 3 / CF 4 mixed gas, and then a cured film was prepared using silicon ARC as a mask with O 2 / N 2 mixed gas. Dry etching was performed again. Thereafter, after dry etching of silicon nitride was performed using a cured film as a mask with CHF 3 / CF 4 mixed gas, an O 2 ashing and a wet strip process were performed on the remaining cured film and organic material.

경화막 에칭과 실리콘 나이트라이드 에칭 직후 각각의 시편에 대해 FE-SEM으로 단면을 각각 고찰하여 표 3에 결과를 수록하였다.Immediately after the cured film etching and the silicon nitride etching, the cross sections were examined by FE-SEM for each specimen and the results are shown in Table 3.

표 3TABLE 3

경화막 제조에 사용된 샘플Samples Used to Prepare Cured Films 경화막 에칭 후 패턴 모양Pattern shape after cured film etching 실리콘 나이트라이드 에칭후 패턴모양Pattern after etching silicon nitride 실시예 1Example 1 수직모양(Anisotropic)Anisotropic 수직모양(Anisotropic)Anisotropic 실시예 2Example 2 수직모양(Anisotropic)Anisotropic 수직모양(Anisotropic)Anisotropic 실시예 3Example 3 수직모양(Anisotropic)Anisotropic 수직모양(Anisotropic)Anisotropic 실시예 4Example 4 수직모양(Anisotropic)Anisotropic 수직모양(Anisotropic)Anisotropic 실시예 5Example 5 수직모양(Anisotropic)Anisotropic 수직모양(Anisotropic)Anisotropic 실시예 6Example 6 수직모양(Anisotropic)Anisotropic 수직모양(Anisotropic)Anisotropic 실시예 7Example 7 수직모양(Anisotropic)Anisotropic 수직모양(Anisotropic)Anisotropic

표 3의 결과로부터 경화막 에칭 후 및 실리콘 나이트라이드 에칭 후 패턴 모양이 각각의 경우 모두 양호하여 경화막의 에칭가스에 의한 내성이 충분하여 실리콘 나이트라이드의 에칭이 양호하게 수행된 것으로 판단된다.From the results in Table 3, the pattern shape after the cured film etching and after the silicon nitride etching was good in each case, and it was judged that the etching of the silicon nitride was satisfactorily performed due to sufficient resistance by the etching gas of the cured film.

[비교합성예 1] Comparative Example 1

(9,9-비스히드록시페닐플루오렌과 1,4-비스메톡시메틸벤젠 공중합체의 합성(2))(Synthesis of 9,9-bishydroxyphenylfluorene and 1,4-bismethoxymethylbenzene copolymer (2))

9,9-비스히드록시페닐플루오렌 350.41 g(1.0 mol)과 디에틸설페이트(Diethyl Sulfate) 3.08 g(0.02 mol)과 프로필렌글리콜모노메틸에테르 350 g을 반응기에 가하여 합성예 1과 동일한 과정으로 상기 화학식 9로 나타내어지는 중합체를 합성하였다.350.41 g (1.0 mol) of 9,9-bishydroxyphenylfluorene, 3.08 g (0.02 mol) of diethyl sulfate and 350 g of propylene glycol monomethyl ether were added to the reactor, and the same procedure as in Synthesis Example 1 was performed. A polymer represented by the formula (9) was synthesized.

얻어진 공중합체의 중량 평균 분자량 및 분산도를 테트라하이드로퓨란하에서 GPC에 의해 측정한 결과 중량 평균 분자량 25,000, 분산도 2.2의 고분자(n=20)를 얻었다.     The weight average molecular weight and dispersion degree of the obtained copolymer were measured by GPC under tetrahydrofuran, and the polymer (n = 20) of the weight average molecular weight 25,000 and dispersion degree 2.2 was obtained.

[비교예 1] Comparative Example 1

비교합성예 1에서 만들어진 고분자를 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1 내지 3과 동일하게 실시하여 샘플용액을 만들었다.A sample solution was prepared in the same manner as in Examples 1 to 3 except that the polymer prepared in Comparative Synthesis Example 1 was used.

보이드Boyd 발생여부Occurrence 평가 evaluation

실시예 1 내지 7 및 비교예 1에서 만들어진 샘플용액을 각각 실리콘옥사이드로 패턴이 형성된 실리콘웨이퍼에 코팅하였다. 상기 패턴이 형성된 실리콘웨이퍼는 다음과 같이 준비하였다. 먼저, 실리콘웨이퍼에 플라즈마 인핸스드 티이오에스(PE-TEOS;Plasma Enhanced TetraEthylOrthoSilicate) 층을 화학기상증착법(CVD;Chemical Vapor Deposition)으로 6000 Å의 두께로 증착을 시켰다. 상기 플라즈마 인핸스드 티이오에스 층위에 KrF용 ARC를 580 Å으로 코팅하고, 240 ℃에서 60초간 베이크하였다. 이후 실리콘 ARC 상부에 KrF PR을 7500 Å 코팅하고 110 ℃ 에서 60 초간 베이크한 후 노광을 한 다음 TMAH(2.38wt% 수용액)로 각각 현상하였다. 노광 진행 시에 사용한 포토마스크는 200 nm 폭과 600 nm 길이의 컨택 앤드 홀의 패턴을 가진다. 그리고 FE-SEM을 사용하여 200 nm 폭과 600 nm 길이의 컨택 앤드 홀의 패턴을 확인하였다. 상기 패턴이 형성된 웨이퍼에 실시예 1 내지 7 및 비교예 1에서 만들어진 샘플용액을 각각 스핀 코팅하였다. 코팅 후에 240 ℃에서 60초 동안 베이크하여 경화시킨 후, FE-SEM을 사용하여 홀에 채워진 샘플 용액이 보이드 등의 결함 없이 완전 충진되었는지 확인하였다. 대표적으로 실시예 1과 비교예 1의 결과를 각각 도 2와 도 3에 나타내었다. 도 2와 도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1의 샘플용액은 홀에 보이드 없이 완전히 충진되었으나, 비교예 1의 샘플용액은 보이드가 발생하였으며, 홀에 용액이 완전히 충진되지 못했다. The sample solutions prepared in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 were coated on silicon wafers each having a pattern formed of silicon oxide. The silicon wafer on which the pattern was formed was prepared as follows. First, a Plasma Enhanced TetraEthylOrthoSilicate (PE-TEOS) layer was deposited on a silicon wafer to a thickness of 6000 kPa by chemical vapor deposition (CVD). ARC for KrF was coated with 580 kPa on the plasma enhanced TIOS layer, and baked at 240 ° C. for 60 seconds. Thereafter, 7500 7 of KrF PR was coated on the silicon ARC and baked at 110 ° C. for 60 seconds, followed by exposure, followed by development with TMAH (2.38 wt% aqueous solution). The photomask used at the time of exposure has a pattern of contact and holes 200 nm wide and 600 nm long. And the pattern of contact and hole of 200 nm width and 600 nm length was confirmed using FE-SEM. The sample solution prepared in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 was spin coated on the patterned wafer. After coating and curing at 240 ° C. for 60 seconds, the FE-SEM was used to confirm that the sample solution filled in the hole was completely filled without defects such as voids. Representatively, the results of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in Figs. 2 and 3, respectively. As can be seen in Figures 2 and 3, the sample solution of Example 1 according to the present invention was completely filled without a hole in the hole, the sample solution of Comparative Example 1 was voided, the solution was not completely filled in the hole.

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

도 1은 본 발명의 갭-필 조성물을 이용하여 반도체 소자의 배선을 형성하는 공정을 도시한 도면이다.1 is a view showing a process of forming a wiring of a semiconductor device using the gap-fill composition of the present invention.

도 2는 실시예 1의 샘플 용액을 패턴이 형성된 웨이퍼에 스핀 코팅한 후 경화시킨 FE-SEM사진이다.FIG. 2 is an FE-SEM photograph of the sample solution of Example 1 spin-coated onto a patterned wafer and then cured.

도 3은 비교예 1의 샘플 용액을 패턴이 형성된 웨이퍼에 스핀 코팅한 후 경화시킨 FE-SEM사진이다.FIG. 3 is a FE-SEM photograph of the sample solution of Comparative Example 1 spin-coated on a patterned wafer and then cured.

Claims (8)

중량 평균 분자량(Mw)이 1,000 내지 20,000이고, 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 방향족 고리 함유 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물; 및 유기 용매를 포함하는 갭-필 조성물:A compound having a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 20,000 and selected from the group consisting of an aromatic ring-containing compound represented by the following general formula (1) or (2) and a combination thereof; And an organic solvent comprising: [화학식 1][Formula 1]
Figure 112007093509018-PAT00034
Figure 112007093509018-PAT00034
상기 식에서, n은 1 ≤n ≤ 190의 범위에 있고, Wherein n is in the range of 1 ≦ n ≦ 190, R1 및 R2는 각각 독립적으로 하기 화학식 3 내지 5중 어느 하나이고,R 1 and R 2 are each independently any one of the following Formulas 3 to 5, R3는 하기 화학식 6으로 나타내어지고,R 3 is represented by the following formula (6), R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬이다.R 4 And R 5 are each independently hydrogen or alkyl. [화학식 2][Formula 2]
Figure 112007093509018-PAT00035
Figure 112007093509018-PAT00035
상기 식에서, n은 1≤ n≤ 190의 범위에 있고, Wherein n is in the range of 1 ≦ n ≦ 190, R6는 하기 화학식 3 내지 5중 어느 하나이고,R 6 is any one of the following Formulas 3 to 5, R7은 하기 화학식 6으로 나타내어지고,R 7 is represented by the following formula (6), R8 내지 R11는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬이다.R 8 to R 11 are each independently hydrogen or alkyl. [화학식 3][Formula 3]
Figure 112007093509018-PAT00036
Figure 112007093509018-PAT00036
상기 화학식 3에서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐, 하이드록시, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시, 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴, 치환되거나 비치환된 C3 내지 C20의 사이클로알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴, 및 치환되거나 비치환된 C1 내지 C20의 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되며,In Formula 3, Ra and Rb are each independently hydrogen, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynyl, hydride Hydroxy, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl, and substitution Or unsubstituted C1 to C20 heterocycloalkyl, Ra 및 Rb중 적어도 하나는 하이드록시, 알콕시, 또는 치환된 알콕시이며, At least one of Ra and Rb is hydroxy, alkoxy, or substituted alkoxy, l과 m은 각각 0 내지 4이며 1과 m의 합은 4이하이다.l and m are each 0 to 4 and the sum of 1 and m is 4 or less. [화학식 4][Formula 4]
Figure 112007093509018-PAT00037
Figure 112007093509018-PAT00037
상기 화학식 4에서, Ra 내지 Rd는 각각 독립적으로 수소, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐, 하이드록시, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시, 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴, 치환되거나 비치환된 C3 내지 C20의 사이클로알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴, 및 치환되거나 비치환된 C1 내지 C20의 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되며,In Formula 4, Ra to Rd are each independently hydrogen, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynyl, hydride Hydroxy, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl, and substitution Or unsubstituted C1 to C20 heterocycloalkyl, Ra 내지 Rd중 적어도 하나는 적어도 하나는 하이드록시, 알콕시, 또는 치환된 알콕시이며, At least one of Ra to Rd is hydroxy, alkoxy, or substituted alkoxy, l, m, p 및 q는 각각 0 내지 4이며 1+ m+p+q는 6이하이다.l, m, p and q are each 0-4 and 1 + m + p + q is 6 or less. [화학식 5][Formula 5]
Figure 112007093509018-PAT00038
Figure 112007093509018-PAT00038
상기 화학식 5에서, Ra 내지 Rf 는 각각 독립적으로 수소, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐, 하이드록시, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시, 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴, 치환되거나 비치환된 C3 내지 C20의 사이클로알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴, 및 치환되거나 비치환된 C1 내지 C20의 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되며,In Formula 5, Ra to Rf are each independently hydrogen, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynyl, hydride Hydroxy, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl, and substitution Or unsubstituted C1 to C20 heterocycloalkyl, Ra 내지 Rf중 적어도 하나는 적어도 하나는 하이드록시, 알콕시, 또는 치환된 알콕시이며, At least one of Ra to Rf is hydroxy, alkoxy, or substituted alkoxy, l, m, p 및 q는 각각 0 내지 4이며 1+ m+p+q는 6이하이다.l, m, p and q are each 0-4 and 1 + m + p + q is 6 or less. [화학식 6][Formula 6]
Figure 112007093509018-PAT00039
Figure 112007093509018-PAT00039
상기 화학식 6에서 Rg 내지 및 Rj 는 각각 독립적으로 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알케닐, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C10의 알키닐, 하이드록시, 치환되거나 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시, 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴, 치환되거나 비치환된 C3 내지 C20의 사이클로알킬, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴, 및 치환되거나 비 치환된 C1 내지 C20의 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되며,In Formula 6, Rg and Rj are each independently substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkenyl, substituted or unsubstituted C2 to C10 alkynyl, hydroxy, Substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl, substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl, and substituted or non- Selected from the group consisting of substituted C1 to C20 heterocycloalkyl, Ar은 치환되거나 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환되거나 비치환된 C2 내지 C60의 헤테로아릴기, 치환되거나 비치환된 C7 내지 C30의 아릴알킬기 및 치환되거나 비치환된 C4 내지 C30의 헤테로아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택될 수 있고,Ar is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C60 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group and a substituted or unsubstituted C4 to C30 heteroaryl May be selected from the group consisting of alkyl groups, r은 0 내지 2의 정수이고,r is an integer from 0 to 2, k는 1 내지 2 의 정수이다. k is an integer of 1-2.
제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 방향족 고리 함유 화합물은 유기 용매 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부로 사용되는 것인 갭-필 조성물.The aromatic ring-containing compound is used in 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of an organic solvent. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 갭-필 조성물은 촉매를 갭-필 조성물 100 중량부에 대하여 0.001 내지 0.05중량부 더 포함하는 것인 갭-필 조성물.Wherein the gap-fill composition further comprises 0.001 to 0.05 parts by weight of catalyst based on 100 parts by weight of the gap-fill composition. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 촉매는 p-톨루엔 술폰산 모노 하이드레이트(p-toluenesulfonic acid mono hydrate), 피리디늄 P-톨루엔 술포네이트 (Pyridinium P-toluene sulfonate), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트, 유기 술폰산의 알킬 에스테르, 2-메틸이미다졸, 및 이들의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 갭-필 조성물. The catalyst is p - toluenesulfonic acid monohydrate (p -toluenesulfonic acid mono hydrate), pyridinium P - toluenesulfonate (Pyridinium P -toluene sulfonate), 2,4,4,6- tetrabromo-necked claw-hexadiene-one, benzoin A gap-fill composition comprising intosylate, 2-nitrobenzyl tosylate, alkyl esters of organic sulfonic acids, 2-methylimidazole, and combinations thereof. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 갭-필 조성물은 가교제를 갭-필 조성물 100 중량부에 대하여 0.05 내지 3 중량부 더 포함하는 것인 갭-필 조성물.Wherein the gap-fill composition further comprises 0.05 to 3 parts by weight of a crosslinking agent based on 100 parts by weight of the gap-fill composition. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 가교제는 아미노 수지, 멜라민 수지, 글리콜루릴 화합물, 비스에폭시계 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 갭-필 조성물.The cross-linking agent is any one selected from the group consisting of amino resin, melamine resin, glycoluril compound, bisepoxy clock compound, and combinations thereof. (a) 하부 배선이 하부층에 제1 절연막을 형성하는 단계; (a) forming a first insulating film in the lower layer by the lower wiring; (b) 상기 제1 절연막을 선택적으로 제거하여 상기 하부 금속 배선을 개방시 키는 비어 홀을 형성하는 단계; (b) selectively removing the first insulating film to form a via hole for opening the lower metal wire; (c) 상기 비어 홀을 제1항 내지 제6항중 어느 하나의 항에 따른 갭-필 조성물로 매립한 후 열경화하여 갭-필 경화막을 형성하는 단계; (c) embedding the via hole with the gap-fill composition according to any one of claims 1 to 6 and then thermosetting to form a gap-fill cured film; (d) 상기 제1 절연막상에 제2 절연막을 형성하는 단계; (d) forming a second insulating film on the first insulating film; (e) 상기 제2 절연막을 선택적으로 제거하여 상기 갭-필 경화막을 개방시키는 트렌치 홀을 형성하는 단계; (e) selectively removing the second insulating film to form trench holes for opening the gap-fill cured film; (f) 상기 갭-필 경화막을 제거하는 단계; 및 (f) removing the gap-fill cured film; And (g) 상기 비어 홀 및 트렌치 홀을 도전성 물질로 매립하여 상부 배선을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 배선 형성방법.and (g) filling the via hole and the trench hole with a conductive material to form an upper wiring. (a) 상기 반도체 기판 상에 차례로 제1 절연막, 제1 식각정지막, 제2 절연막 및 제2 식각정지막을 형성하는 단계; (a) forming a first insulating film, a first etch stop film, a second insulating film, and a second etch stop film on the semiconductor substrate in sequence; (b) 상기 제2 식각정지막상에 비어 홀 형성 용의 패턴을 갖는 레지스트 마스크를 형성하는 단계; (b) forming a resist mask having a pattern for forming a via hole on the second etch stop layer; (c) 상기 레지스트 마스크를 통하여 제1 절연막까지 비어 홀을 형성하는 단계; (c) forming a via hole through the resist mask to a first insulating film; (d) 상기 비어 홀에 제1항 내지 제6항중 어느 하나의 항에 따른 갭-필 조성물을 매립하고, 열 경화하여 갭-필 경화막을 형성 단계; (d) embedding the gap-fill composition according to any one of claims 1 to 6 in the via hole and thermally curing to form a gap-fill cured film; (e) 상기 갭-필 경화막을 식각하여 비어 홀의 바닥부에 일부 남기고 제거하 는 단계; (e) etching and removing the gap-fill cured film leaving a part of the bottom of the via hole; (f) 상기 제2 식각정지막에 트렌치 홀 형성용의 패턴을 갖는 레지스트 마스크를 형성하는 단계; (f) forming a resist mask having a pattern for forming a trench hole in the second etch stop layer; (g) 상기 레지스트 마스크를 통하여 제2 절연막에 트렌치 홀을 형성하는 동시에, 비어 홀의 바닥부에 남은 갭-필 조성물을 제거하는 단계; (g) forming a trench hole in the second insulating film through the resist mask, and simultaneously removing the gap-fill composition remaining in the bottom of the via hole; (h) 상기 트렌치 홀 및 비어 홀에 도전성 물질을 매립하여 상부 배선을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 배선 형성방법.(h) forming a top wiring by filling a conductive material in the trench holes and via holes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100671115B1 (en) * 2005-05-09 2007-01-17 제일모직주식회사 Hardmask composition having antireflective property
KR100655064B1 (en) * 2005-05-27 2006-12-06 제일모직주식회사 Hardmask composition having antireflective property

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109074003A (en) * 2016-04-05 2018-12-21 Az电子材料(卢森堡)有限公司 Gap filling composition and the pattern forming method for using low molecular weight compound
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