KR20090074986A - Basic compound having diphenylhydrazine group and photoresist composition including the same - Google Patents

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Abstract

A basic compound having a diphenylhydrazine group is provided to improve resolution of photoresist patterns and line edge roughness by inducing difference of base between exposed portions and unexposed portions. A basic compound represented by chemical formula 1 rearranges a molecular structure by reacting with acids. In chemical formula 1, R1 and R2 are independently hydrogen atom or methyl group(CH3); Ra and Rb are independently hydrogen atom, C1-10 alkyl group or C6-10 aryl group; at least one of Ra and Rb is not a hydrogen atom; and m is 1or 2.

Description

디페닐히드라진기를 가지는 염기성 화합물 및 그를 포함하는 포토레지스트 조성물 {Basic compound having diphenylhydrazine group and photoresist composition including the same}Basic compound having diphenylhydrazine group and photoresist composition including the same}

본 발명은 디페닐히드라진기를 가지는 염기성 화합물 및 그를 포함하는 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 노광 공정 중, 광산 발생제에서 발생한 산과 반응하여 염기도가 증가함으로서, 노광부와 비노광부의 염기도 차이를 유도할 수 있는, 디페닐히드라진기를 가지는 염기성 화합물 및 그를 포함하는 포토레지스트 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a basic compound having a diphenylhydrazine group and a photoresist composition comprising the same. More particularly, the basicity of the exposed portion and the non-exposed portion is increased by reacting with an acid generated in the photoacid generator during the exposure step to increase the basicity. It relates to a basic compound having a diphenylhydrazine group and a photoresist composition comprising the same, which can induce a difference.

반도체 웨이퍼나 디스플레이용 글라스를 가공하여, 반도체 칩이나 디스플레이 소자를 제조하기 위해서는, 포토리쏘그라피 공정(photolithography process)을 이용하여, 소정 패턴의 회로 구조를 형성하여야 한다. 상기 포토리쏘그라피 공정에 사용되는 감광성 재료를 포토레지스트 조성물이라 하며, 최근, 반도체 또는 디스플레이 소자의 회로 패턴이 미세화됨에 따라, 높은 해상도를 가지는 포토레지스트 조 성물이 요구되고 있다.In order to manufacture a semiconductor chip or a display element by processing a semiconductor wafer or display glass, a circuit structure of a predetermined pattern must be formed by using a photolithography process. The photosensitive material used in the photolithography process is called a photoresist composition. Recently, as the circuit pattern of a semiconductor or a display device is miniaturized, a photoresist composition having a high resolution is required.

통상적인 화학증폭형 포토레지스트 조성물은, 포토레지스트 폴리머, 광산 발생제(photoacid generator: PAG), 유기 용매 및 염기성 화합물을 포함한다. 이러한 화학증폭형 포토레지스트에 있어서, 노광원으로부터 소정 패턴의 빛이 포토레지스트 조성물로 조사되면, 노광된 광산 발생제에서 산 성분이 생성되고, 생성된 산에 의하여 포토레지스트 폴리머에 결합된 보호기가 연쇄적으로 분해되어, 포토레지스트 폴리머의 용해도를 변화시킨다. 이와 같이 노광 패턴에 따라 포토레지스트막의 용해도를 변화시킨 후, 포토레지스트막을 현상하면, 원하는 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 이와 같은 화학증폭형 포토레지스트를 이용한 포토리쏘그라피 공정에 있어서는, 통상적으로, 노광된 포토레지스트에 존재하는 산 성분을 활성화 및 확산시키기 위하여, 노광 후 가열(post exposure bake: PEB) 공정을 수행한다. 또한, 화학증폭형 포토레지스트 조성물에 포함되는 염기성 화합물은, 상기 산 성분의 확산을 조절하기 위하여 첨가된다.Conventional chemically amplified photoresist compositions include photoresist polymers, photoacid generators (PAGs), organic solvents and basic compounds. In such a chemically amplified photoresist, when a predetermined pattern of light from an exposure source is irradiated onto the photoresist composition, an acid component is generated in the exposed photoacid generator, and a protecting group bonded to the photoresist polymer by the generated acid is chained. Degradation to alter the solubility of the photoresist polymer. Thus, after changing the solubility of a photoresist film according to an exposure pattern, and developing a photoresist film, a desired photoresist pattern can be formed. In the photolithography process using such chemically amplified photoresist, a post exposure bake (PEB) process is usually performed to activate and diffuse an acid component present in the exposed photoresist. In addition, the basic compound contained in the chemically amplified photoresist composition is added to control the diffusion of the acid component.

본 발명의 목적은, 노광부와 비노광부의 염기도 차이를 유도하여, 포토레지스트 패턴의 해상도(resolution)를 향상시키고, 라인에지 러프니스(Line edge roughness: LER)를 개선할 수 있는, 디페닐히드라진기를 가지는 염기성 화합물 및 그를 포함하는 포토레지스트 조성물을 제공하는 것이다.An object of the present invention is diphenylhydrazine, which can induce a difference in basicity of the exposed portion and the non-exposed portion, thereby improving the resolution of the photoresist pattern and improving the line edge roughness (LER). It is to provide a basic compound having a group and a photoresist composition comprising the same.

본 발명의 다른 목적은, 산 성분과 반응하여 염기도가 증가하는, 디페닐히드라진기를 가지는 염기성 화합물 및 그를 포함하는 포토레지스트 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a basic compound having a diphenylhydrazine group and a photoresist composition comprising the same, which react with an acid component to increase the basicity.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 포토레지스트 조성물을 구성하는 성분의 하나로서, 산(acid)과 반응하여 분자 구조가 재배열되며, 하기 화학식 1로 표시되는 염기성 화합물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, as one of the components constituting the photoresist composition, the molecular structure is rearranged by reacting with an acid (acid), provides a basic compound represented by the formula (1).

[화학식 1]  [Formula 1]

Figure 112008000443711-PAT00002
Figure 112008000443711-PAT00002

상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기 (CH3)이고; Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴기로서, Ra 및 Rb의 적어도 하나는 수소 원자가 아니며; m은 1 또는 2이다.In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a methyl group (CH 3 ); R a and R b are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and at least one of Ra and Rb is not a hydrogen atom; m is 1 or 2.

또한, 본 발명은 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.01 내지 10중량%의 상기 화학식 1로 표시되는 염기성 화합물; 상기 감광성 화합물 100중량부에 대해 0.05 내지 20 중량부의 광산 발생제; 및 나머지 유기용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 a) 상기 포토레지스트 조성물을 기판 상부에 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 단계; b) 상기 포토레지스트막을 소정 패턴으로 노광하는 단계; 및 c) 노광된 포토레지스트막을 노광 후 가열하는 단계; 및 d) 상기 가열된 포토레지스트막을 현상하여 패턴을 얻는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법을 제공한다.In addition, the present invention is a basic compound represented by the formula (1) of 0.01 to 10% by weight relative to the total photoresist composition; 0.05 to 20 parts by weight of the photoacid generator based on 100 parts by weight of the photosensitive compound; And it provides a photoresist composition comprising the remaining organic solvent. In addition, the present invention comprises the steps of: a) applying the photoresist composition on the substrate to form a photoresist film; b) exposing the photoresist film in a predetermined pattern; And c) heating the exposed photoresist film after exposure; And d) developing the heated photoresist film to obtain a pattern.

본 발명의 포토레지스트 조성물에 있어서는, 분자 내에 디페닐히드라진기를 가지는 염기성 화합물이 노광부의 산 성분과 반응하여, 노광부와 비노광부의 염기도 차이를 유발함으로서, 포토레지스트 패턴의 해상도를 향상시키고, 라인에지 러프니스를 개선할 수 있다. 또한, 본 발명의 포토레지스트 조성물은, 노광에 따라 염기도가 변화하므로, 포토레지스트 조성물의 노광후 베이크 온도 민감도(PEB Sensitivity), 코팅 후 노광까지의 지연에 따른 민감도(Post-Coating Delay: PCD) 및 동일 웨이퍼에서 노광시간 차이에 따른 노광 후 지연현상(post exposure delay: PED) 등을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.In the photoresist composition of the present invention, the basic compound having a diphenylhydrazine group in the molecule reacts with the acid component of the exposed portion, causing a difference in basicity of the exposed portion and the non-exposed portion, thereby improving the resolution of the photoresist pattern and increasing the line edge Roughness can be improved. In addition, since the basicity of the photoresist composition of the present invention changes with exposure, the post-exposure bake temperature sensitivity (PEB Sensitivity) of the photoresist composition, the sensitivity according to the delay until the post-coating exposure (Post-Coating Delay (PCD)) and There is an advantage in that post exposure delay (PED) may be reduced according to an exposure time difference on the same wafer.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 염기성 화합물은, 포토레지스트 조성물을 구성하는 성분의 하나로서, 산(acid)과 반응하여 분자 구조가 재배열되는 구조를 가지며, 하기 화학식 1로 표시된다.The basic compound according to the present invention, as one of the components constituting the photoresist composition, has a structure in which a molecular structure is rearranged by reaction with an acid, and is represented by the following Chemical Formula 1.

Figure 112008000443711-PAT00003
Figure 112008000443711-PAT00003

상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기 (CH3)이고; Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10, 바람직하게는 탄소수 1 내지 3의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴기로서, Ra 및 Rb의 적어도 하나는 수소 원자가 아니며, 필요에 따라, Ra 및 Rb는 서로 연결되어 고리를 형성하거나, 케톤기 또는 에스테르기를 포함할 수 있으며; m은 1 또는 2이다.In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a methyl group (CH 3 ); R a and R b are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably having 1 to 3 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and at least one of R a and R b is not a hydrogen atom, and And R a and R b may be linked to each other to form a ring, or may include a ketone group or an ester group; m is 1 or 2.

상기 화학식 1로 표시되는 염기성 화합물의 대표적인 예는 다음과 같다.Representative examples of the basic compound represented by Formula 1 are as follows.

Figure 112008000443711-PAT00004
Figure 112008000443711-PAT00004

Figure 112008000443711-PAT00005
Figure 112008000443711-PAT00005

Figure 112008000443711-PAT00006
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Figure 112008000443711-PAT00007
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Figure 112008000443711-PAT00008
Figure 112008000443711-PAT00008

본 발명에 따른 염기성 화합물은, 분자 내에 1개 이상의 1,2- 디페닐히드라진기(1,2-diphenylhydrazine)를 포함하므로, 노광시 광산 발생제에서 발생된 산과 반응하여, 분자의 재배열(benzidine rearrangement)이 이루어져, 벤지딘기 (benzidine group)를 포함하는 화합물로 변화하여, 염기도가 증가한다. 일반적으로, 포토레지스트 조성물에 염기성 화합물을 다량 첨가하면, 산 성분의 확산을 조절하여, 라인에지 러프니스(LER)를 개선할 수 있으나, 이 경우, 해상도(resolution)가 저하되고, 노광 공정 속도(Photo-speed)가 느려질 우려가 있다. 본 발명에 따른 염기성 화합물은, 노광에 의하여 염기도가 변화함으로서, 이와 같 은 문제를 동시에 해결할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 염기성 화합물은, 산(acid) 촉매에 의하여, 염기성 화합물 분자가 재배열하여, 아민의 구조가 3차 또는 2차 아민에서 2차 또는 1차 아민으로 변화하므로, 분자의 염기도가 증가하고, 특히, 노광부와 비노광부의 경계면에서 염기도 차이를 유발할 수 있다. 따라서, 노광부와 비노광부의 경계면에서, 산 확산 길이가 감소하므로, 패턴의 해상도가 향상되고, 라인에지 러프니스(LER)가 개선된다.Since the basic compound according to the present invention includes at least one 1,2-diphenylhydrazine group in a molecule, it reacts with an acid generated in a photoacid generator upon exposure, thereby rearranging the molecule (benzidine). rearrangement) to change to a compound containing a benzidine group, the basicity is increased. In general, when a large amount of the basic compound is added to the photoresist composition, the diffusion of the acid component can be controlled to improve the line edge roughness (LER), but in this case, the resolution is lowered and the exposure process speed ( Photo-speed may be slowed down. The basic compound according to the present invention can solve these problems at the same time by changing the basicity by exposure. That is, in the basic compound according to the present invention, since the basic compound molecule is rearranged by an acid catalyst, the structure of the amine changes from the tertiary or secondary amine to the secondary or primary amine, the basicity of the molecule Increases, and may cause a difference in basicity, particularly at the interface between the exposed and non-exposed portions. Therefore, at the interface between the exposed portion and the non-exposed portion, since the acid diffusion length is reduced, the resolution of the pattern is improved and the line edge roughness LER is improved.

본 발명에 따른 염기성 화합물은 통상의 다양한 유기합성법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 0℃ 이하의 온도에서, 1,2-디페닐히드라진 화합물과 할로겐 화합물을 반응시키고, 반응물을 수차례 물로 수세하여, 본 발명에 따른 염기성 화합물을 제조할 수 있다. 또한, 0℃ 이하의 온도 및 산촉매 하에서, 1,2-디페닐히드라진 화합물과 알데하이드 화합물을 반응시켜, 화학식 2d 및 2e와 같은 고리화된 염기성 화합물을 합성할 수 있다. The basic compound according to the present invention can be prepared by various conventional organic synthesis methods. For example, as shown in Scheme 1 below, the 1,2-diphenylhydrazine compound and a halogen compound are reacted at a temperature of 0 ° C. or lower, and the reactants are washed with water several times to prepare a basic compound according to the present invention. can do. In addition, a 1,2-diphenylhydrazine compound and an aldehyde compound may be reacted under a temperature of 0 ° C. or below and an acid catalyst to synthesize cyclized basic compounds such as Chemical Formulas 2d and 2e.

Figure 112008000443711-PAT00009
Figure 112008000443711-PAT00009

본 발명의 염기성 화합물을 합성하기 위한 원료로서,

Figure 112008000443711-PAT00010
로 표시되는 1,2-디페닐히드라진(1,2-Diphenylhydrazine)를 예시할 수 있고, 상기 벤 지딘 화합물과 반응하는 할로겐 화합물 또는 알데하이드 화합물로는,
Figure 112008000443711-PAT00011
,
Figure 112008000443711-PAT00012
,
Figure 112008000443711-PAT00013
,
Figure 112008000443711-PAT00014
,
Figure 112008000443711-PAT00015
등을 예시할 수 있다.As a raw material for synthesizing the basic compound of the present invention,
Figure 112008000443711-PAT00010
1,2-diphenylhydrazine (1,2-Diphenylhydrazine) represented by the above can be exemplified, and as a halogen compound or an aldehyde compound reacting with the benzidine compound,
Figure 112008000443711-PAT00011
,
Figure 112008000443711-PAT00012
,
Figure 112008000443711-PAT00013
,
Figure 112008000443711-PAT00014
,
Figure 112008000443711-PAT00015
Etc. can be illustrated.

본 발명에 따른 포토레지스트 조성물은, 상기 화학식 1로 표시되는 염기성 화합물, 감광성 화합물, 광산발생제 및 유기용매를 포함하며, 필요에 따라, 레지스트 안정제(quencher)로서 다른 통상의 염기성 화합물, 계면활성제 등을 더욱 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 염기성 화합물의 사용량은, 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.01 내지 10중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3중량%이다. 여기서, 상기 화학식 1로 표시되는 염기성 화합물의 함량이 너무 작으면, 포토레지스트 패턴의 해상도 향상, 라인에지 러프니스 개선 등이 충분하지 못할 우려가 있고, 상기 염기성 화합물의 함량이 너무 많으면, 더 이상의 해상도 향상 효과 등이 나타나지 않고, 경제적으로 불리할 뿐이다. 상기 화학식 1로 표시되는 염기성 화합물과 함께, 통상의 염기성 화합물이 사용될 경우, 상기 통상의 염기성 화합물로는, 포토레지스트 조성물에 통상적으로 사용되는, 트리에틸아민, 트리옥틸아민, 트리이소부틸아민, 트리이소옥틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 이들의 혼합물 등의 유기염기를 사용할 수 있다. 상기 통상의 염기성 화합물이 사용될 경우에도, 전체 염기성 화합물의 사용량은, 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.01 내지 10중량%인 것이 바람직하다.The photoresist composition according to the present invention includes a basic compound represented by the formula (1), a photosensitive compound, a photoacid generator and an organic solvent, and if necessary, other conventional basic compounds, surfactants, etc. as a resist stabilizer (quencher) It may further include. In the photoresist composition according to the present invention, the amount of the basic compound represented by Formula 1 is 0.01 to 10% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 3% by weight based on the total photoresist composition. Weight percent. Here, when the content of the basic compound represented by Formula 1 is too small, there is a concern that the resolution of the photoresist pattern, the line edge roughness, etc. may not be sufficient, and when the content of the basic compound is too large, further resolution The improvement effect does not appear, and it is only economically disadvantageous. When a conventional basic compound is used together with the basic compound represented by the formula (1), as the conventional basic compound, triethylamine, trioctylamine, triisobutylamine, triy, which are commonly used in photoresist compositions Organic bases, such as oxoctylamine, diethanolamine, triethanolamine, and mixtures thereof, can be used. Even when the above-mentioned basic basic compound is used, it is preferable that the usage-amount of all basic compounds is 0.01 to 10 weight% with respect to the whole photoresist composition.

본 발명의 포토레지스트 조성물에 있어서, 상기 감광성 화합물로는, 산과 반응하여 현상액에 대한 용해도가 변화하는 통상의 포토레지스트 폴리머, 감광성 단분자 화합물 등을 제한없이 사용할 수 있다. 상기 포토레지스트 폴리머는, 산에 민감한 보호기를 가지는 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체일 수 있으며, 중량평균 분자량(Mw)은 3,000 내지 20,000인 것이 바람직하다. 여기서, 상기 감광성 화합물의 함량은 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 1 내지 30중량%인 것이 바람직하고, 1 내지 20중량%이면 더욱 바람직하다. 만일 상기 포토레지스트 폴리머의 함량이 1중량% 미만이면, 코팅 후 남게 되는 레지스트층이 너무 얇아 원하는 두께의 패턴을 형성하기 어렵고, 30중량%를 초과하면 코팅 균일성이 저하될 우려가 있다.In the photoresist composition of the present invention, as the photosensitive compound, a conventional photoresist polymer, a photosensitive monomolecular compound, and the like, which react with an acid and change in solubility in a developer, can be used without limitation. The photoresist polymer may be a block copolymer or a random copolymer having an acid sensitive protecting group, and the weight average molecular weight (Mw) is preferably 3,000 to 20,000. Here, the content of the photosensitive compound is preferably 1 to 30% by weight, more preferably 1 to 20% by weight based on the total photoresist composition. If the content of the photoresist polymer is less than 1% by weight, the resist layer remaining after coating is too thin to form a pattern having a desired thickness, and if it exceeds 30% by weight, coating uniformity may be degraded.

상기 광산 발생제는, 노광에 의해 산(acid)을 생성하여, 상기 포토레지스트 폴리머의 보호기를 탈보호시키거나, 상기 염기성 화합물의 구조를 변환하는 역할을 하는 것으로서, 빛에 의해 산을 발생시킬 수 있는 화합물이면 무엇이든 사용할 수 있으며, 바람직하게는 유기설폰산 등의 황화염계 화합물, 오늄염 등의 오늄염계 화합물 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 광산발생제의 비한정적인 예로는 프탈이미도트리플루오로메탄 술포네이트 (phthalimidotrifluoromethane sulfonate), 디니트로벤질토실레이트 (dinitrobenzyl tosylate), n-데실디술폰(n-decyl disulfone), 나프틸이미도트리플루오로메탄술포네이트 (naphthylimido trifluoromethane sulfonate), 디페닐요도염 헥사플루오로포스페이트, 디페닐요도 염 헥사플루오로아르세네이트, 디페닐요도염 헥사플루오로안티모네이트, 디페닐파라메톡시페닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라톨루에닐설포늄 트리플레이트, 디페닐파라이소부틸페닐설포늄 트리플레이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로아르세네이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄 트리플레이트, 디부틸나프틸설포늄 트리플레이트, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있다. 상기 광산발생제의 함량은 상기 감광성 화합물 100중량부에 대해 0.05 내지 20 중량부인 것이 바람직하고, 0.1 내지 10중량부이면 더욱 바람직하다. 만일, 상기 광산발생제의 함량이 0.05 중량부 미만이면, 포토레지스트 조성물의 빛에 대한 민감도가 저하되어 보호기의 탈보호화 또는 염기성 화합물의 구조 변환이 곤란할 우려가 있고, 20 중량부를 초과하면 광산발생제에서 다량의 산이 발생하여 레지스트 패턴의 단면 형상이 불량해질 염려가 있다.The photoacid generator generates acid by exposure, deprotects the protecting group of the photoresist polymer, or converts the structure of the basic compound, and may generate acid by light. Any compound may be used as long as the compound is present. Preferably, sulfide salt compounds such as organic sulfonic acid, onium salt compounds such as onium salt, and the like may be used alone or in combination. Non-limiting examples of the photoacid generator include phthalimidotrifluoromethane sulfonate, dinitrobenzyl tosylate, n-decyl disulfone, naphthylimidotrifluoro Romethanesulfonate (naphthylimido trifluoromethane sulfonate), diphenylurido salt hexafluorophosphate, diphenylurido salt hexafluoroarsenate, diphenylurido salt hexafluoroantimonate, diphenylparamethoxyphenylsulfonium triflate, Diphenylparatoluenylsulfonium triflate, diphenylparaisobutylphenylsulfonium triflate, triphenylsulfonium hexafluoroarsenate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium triflate, Dibutyl naphthyl sulfonium triflate, mixtures thereof, etc. can be illustrated. The content of the photoacid generator is preferably 0.05 to 20 parts by weight, and more preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the photosensitive compound. If the content of the photoacid generator is less than 0.05 part by weight, the sensitivity to light of the photoresist composition may be lowered, thereby making it difficult to deprotect the protective group or to convert the structure of the basic compound. There is a possibility that a large amount of acid is generated in the cross section of the resist pattern to be poor.

본 발명에 따른 포토레지스트 조성물의 나머지 성분을 구성하는 유기용매로는 포토레지스트 조성물의 제조에 통상적으로 사용되는 다양한 유기 용매를 광범위하게 사용할 수 있으며, 비한정적인 예로는, 에틸렌글리콜 모노메틸에틸, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜 모노아세테이트, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 메틸이소아밀케톤, 사이클로헥산온, 디옥산, 메틸락테이트, 에틸락테이트, 메틸피루베이트, 에틸 피루베이트, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에 톡시프로피오네이트, N,N-디 메틸포름아마이드, N,N-디메틸아세트아마이드, N-메틸-2-피롤리돈, 3-에톡시 에틸프로피오네이트, 2-헵탄온, 감마-부티로락톤, 2-하이드록시프로피온산에틸, 2-하이드록시 2-메틸프로피온산에틸, 에톡시초산에틸, 하이드록시초산에틸, 2-하이드록시 3-메틸부탄산메틸, 3-메톡시 2-메칠프로피온산메틸, 3-에톡시 프로피온산에틸, 3-메톡시 2-메틸프로피온산에틸, 초산에틸, 초산부틸 및 이들의 혼합물을 예시할 수 있다. 상기 유기용매의 함량은 전체 감광성 화합물 100중량부에 대하여, 300 내지 5000중량부인 것이 바람직하다. 만일 유기용매의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 포토레지스트막 형성 공정이 원활히 수행되지 않을 우려가 있다.As the organic solvent constituting the remaining components of the photoresist composition according to the present invention can be used a wide variety of organic solvents commonly used in the preparation of the photoresist composition, non-limiting examples, ethylene glycol monomethylethyl, ethylene Glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol, propylene glycol monoacetate, toluene, xylene, Methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone, cyclohexanone, dioxane, methyl lactate, ethyl lactate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxy propionate, ethyl to oxy propionate, N, N Dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 3-e Methoxy ethylpropionate, 2-heptanone, gamma-butyrolactone, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy 2-methylpropionate, ethyl ethoxy acetate, ethyl hydroxy acetate, 2-hydroxy 3- Methyl methyl butyrate, methyl 3-methoxy 2-methylpropionate, ethyl 3-ethoxy propionate, ethyl 3-methoxy 2-methylpropionate, ethyl acetate, butyl acetate, and mixtures thereof. The content of the organic solvent is preferably 300 to 5000 parts by weight based on 100 parts by weight of the total photosensitive compound. If the content of the organic solvent is out of the above range, there is a fear that the photoresist film forming process may not be performed smoothly.

본 발명에 따른 포토레지스트 조성물에 필요에 따라 포함되는 계면활성제는, 포토레지스트 조성물 성분의 균일 혼합성, 포토레지스트 조성물의 도포성, 포토레지스트막의 노광 후 현상성 등을 개선하는 용도로 첨가된다. 이와 같은 계면활성제로서는, 포토레지스트 조성물에 사용되는 통상적인 계면활성제가 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 불소계 계면활성제나, 불소-규소계 계면활성제 등이 사용될 수 있다. 상기 계면활성제의 사용량은, 포토레지스트 조성물의 고형분 100 중량부에 대하여 0.001 내지 2 중량부, 바람직하게는 0.01 내지 1 중량부이며, 그 사용량이 너무 적으면 계면활성제로서의 기능을 충분히 발현할 수 없는 경우가 있고, 너무 많으면 형상 안정성이나 조성물의 보존 안정성 등 도포성 이외의 레지스트 특성에 악영향을 미치는 경우가 있다. The surfactant contained in the photoresist composition according to the present invention as needed is added for the purpose of improving the uniform mixing of the photoresist composition components, the coatability of the photoresist composition, the developability after exposure of the photoresist film, and the like. As such a surfactant, conventional surfactants used in the photoresist composition can be used without limitation, for example, fluorine-based surfactants, fluorine-silicone-based surfactants and the like can be used. The amount of the surfactant used is 0.001 to 2 parts by weight, preferably 0.01 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the photoresist composition, and when the amount is too small, the function as a surfactant cannot be sufficiently expressed. In addition, too much may adversely affect resist characteristics other than applicability | paintability, such as shape stability and storage stability of a composition.

본 발명의 포토레지스트 조성물을 이용하여, 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해서는, (a) 먼저, 실리콘 웨이퍼, 알루미늄 기판 등의 기판 상부에, 스핀 코터 등을 이용하여, 포토레지스트 조성물을 도포하여, 포토레지스트막을 형성하고, (b) 상기 포토레지스트막을 소정 패턴으로 노광한 다음, (c) 노광된 포토레지스트막을 노광 후 가열(Post exposure bake: PEB)하고, (d) 상기 가열된 포토레지스트막을 현상하여 패턴을 얻는, 통상의 포토리쏘그래피 공정을 수행한다. 상기 노광 공정은, ArF(193 nm), KrF(248 nm), F2(157 nm), EUV(Extreme Ultra Violet, 13.5 nm), VUV(Vacuum Ultra Violet), E-빔, X-선, 이머젼 리소그래피(Immersion lithography) 또는 이온빔을 이용하여 수행될 수 있다. 또한 상기 현상 공정에 사용되는 현상액으로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 테트라메틸암모늄 히드록사이드(TMAH) 등의 알칼리성 화합물을 0.1 내지 10중량%의 농도로 용해시킨 알칼리 수용액을 사용할 수 있으며, 필요에 따라 상기 현상액에 메탄올, 에탄올 등과 같은 수용성 유기용매 및 계면활성제를 적정량 첨가하여 사용할 수도 있다. 또한, 이와 같은 현상 공정을 수행한 후에는 초순수로 기판을 세정하는 세정 공정을 더욱 수행할 수도 있다. In order to form a photoresist pattern using the photoresist composition of the present invention, (a) first, a photoresist composition is coated on a substrate such as a silicon wafer or an aluminum substrate using a spin coater, and the photoresist. A film is formed, (b) the photoresist film is exposed in a predetermined pattern, (c) the post exposure bake (PEB) is exposed, and (d) the heated photoresist film is developed to develop a pattern. To obtain a conventional photolithography process. The exposure process includes ArF (193 nm), KrF (248 nm), F2 (157 nm), EUV (Extreme Ultra Violet, 13.5 nm), VUV (Vacuum Ultra Violet), E-beam, X-ray, immersion lithography (Immersion lithography) or ion beams. In addition, as the developer used in the developing step, an alkaline aqueous solution in which alkaline compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate and tetramethylammonium hydroxide (TMAH) are dissolved at a concentration of 0.1 to 10% by weight may be used. In accordance with the present invention, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol and a surfactant may be added to the developer. In addition, after the development process, the cleaning process for cleaning the substrate with ultrapure water may be further performed.

이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples and comparative examples. The following examples are intended to illustrate the present invention more specifically, but the present invention is not limited by the following examples.

[실시예 1-1 내지 1-3] 화학식 2a 내지 2c로 표시되는 염기성 화합물의 합성 Examples 1-1 to 1-3 Synthesis of Basic Compounds Represented by Chemical Formulas 2a to 2c

반응 용매인 테트라하이드로퓨란(THF) 100mL에, 1,2-디페닐히드라진 (

Figure 112008000443711-PAT00016
) 9.2g (0.05mole)을 용해시킨 후, 유기 염기로서 피리딘 9.5g을 첨가하였다. 반응액의 온도를 0℃로 유지하고, 교반하면서, THF 10mL에 용해시킨, 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량의 할로겐 화합물을 천천히 적가하였다. 상기 할로겐 화합물의 적가가 끝난 후, 반응액의 온도를 상온으로 올리고, 12시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후, 반응기에 차가운 증류수 100mL를 넣고, 에틸아세테이트 200mL를 이용하여 3회 추출하였다. 추출한 용액을 무수 마그네슘설페이트로 건조하고, 감압 증류한 다음, 얻어진 화합물을 디에틸에테르로 재결정하여, 각각 화학식 2a 내지 2c로 표시되는 염기성 화합물을 얻었다.To 100 mL of tetrahydrofuran (THF) as a reaction solvent, 1,2-diphenylhydrazine (
Figure 112008000443711-PAT00016
) 9.2 g (0.05 mole) was dissolved and 9.5 g of pyridine was added as an organic base. The temperature of the reaction solution was maintained at 0 ° C, and while stirring, a halogen compound having a component and a content as shown in Table 1, dissolved in 10 mL of THF was slowly added dropwise. After the dropwise addition of the halogen compound, the reaction solution was heated to room temperature and stirred for 12 hours. After completion of the reaction, 100 mL of cold distilled water was added to the reactor, and extracted three times using 200 mL of ethyl acetate. The extracted solution was dried over anhydrous magnesium sulfate, distilled under reduced pressure, and the obtained compound was recrystallized with diethyl ether to obtain a basic compound represented by Chemical Formulas 2a to 2c, respectively.

[실시예 1-4 내지 1-5] 화학식 2d 및 2e로 표시되는 염기성 화합물의 합성 Examples 1-4 to 1-5 Synthesis of Basic Compounds Represented by Chemical Formulas 2d and 2e

반응 용매인 메틸렌클로라이드 100mL에, 1,2-디페닐히드라진 (

Figure 112008000443711-PAT00017
) 9.2g (0.05mole)을 용해시킨 후, 상온 및 상압에서, 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량의 알데하이드 화합물을 첨가하였다. 알데하이드 화합물 첨가 후, 반응기의 온도를 40℃로 유지하면서, 6시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후, 반응기의 온도를 상온으로 낮추고, 차가운 증류수 100mL를 넣고, 에틸아세테이트 200mL를 이용하여 3회 추출하였다. 추출한 용액을 무수 마그네슘설페이트로 건조하고, 감압 증류한 다음, 얻어진 화합물을 디에틸에테르로 재결정하여, 화학식 2d 및 2e로 표시되는 염기성 화합물을 얻었다.To 100 mL of methylene chloride as a reaction solvent, 1,2-diphenylhydrazine (
Figure 112008000443711-PAT00017
) After dissolving 9.2 g (0.05 mole), at room temperature and atmospheric pressure, an aldehyde compound of the component and content as shown in Table 1 was added. After addition of the aldehyde compound, the reactor was stirred for 6 hours while maintaining the temperature at 40 ° C. After the reaction was completed, the temperature of the reactor was lowered to room temperature, 100 mL of cold distilled water was added, and extracted three times using 200 mL of ethyl acetate. The extracted solution was dried over anhydrous magnesium sulfate, distilled under reduced pressure, and the obtained compound was recrystallized with diethyl ether to obtain a basic compound represented by the formulas (2d) and (2e).

할로겐 또는 알데하이드 화합물Halogen or aldehyde compounds 사용량 (g)Usage (g) 수율(%)yield(%) 실시예 1-1Example 1-1

Figure 112008000443711-PAT00018
Figure 112008000443711-PAT00018
17.0 (0.12mole)17.0 (0.12mole) 85%85% 실시예 1-2Example 1-2
Figure 112008000443711-PAT00019
Figure 112008000443711-PAT00019
9.4 (0.12mole)9.4 (0.12mole) 76%76%
실시예 1-3Example 1-3
Figure 112008000443711-PAT00020
Figure 112008000443711-PAT00020
16.8 (0.12mole)16.8 (0.12 mole) 72%72%
실시예 1-4Example 1-4
Figure 112008000443711-PAT00021
Figure 112008000443711-PAT00021
1.5 (0.05mole)1.5 (0.05mole) 56%56%
실시예 1-5Example 1-5
Figure 112008000443711-PAT00022
Figure 112008000443711-PAT00022
2.5 (0.05mole)2.5 (0.05mole) 59%59%

상기 실시예 1-1 내지 1-5에서 얻어진 화합물의 ¹H-NMR 데이터는 다음과 같다.¹ H-NMR data of the compounds obtained in Examples 1-1 to 1-5 are as follows.

화학식 2a로 표시되는 화합물, ¹H-NMR(CDCl3, 내부표준물질): δ(ppm) 7.20(CH, 4H), 6.75 (CH, 2H), 6.64(CH, 4H), 2.67(CH3, 6H). Compound represented by Chemical Formula 2a , ¹H-NMR (CDCl 3 , internal standard): δ (ppm) 7.20 (CH, 4H), 6.75 (CH, 2H), 6.64 (CH, 4H), 2.67 (CH 3 , 6H ).

화학식 2b로 표시되는 화합물, ¹H-NMR(CDCl3, 내부표준물질): δ(ppm) 7.19(CH, 4H), 6.75 (CH, 2H), 6.63(CH, 4H), 1.98(CH3, 6H). Compound represented by the formula (2b) , ¹H-NMR (CDCl 3 , internal standard): δ (ppm) 7.19 (CH, 4H), 6.75 (CH, 2H), 6.63 (CH, 4H), 1.98 (CH 3 , 6H) ).

화학식 2c로 표시되는 화합물, ¹H-NMR(CDCl3, 내부표준물질): δ(ppm) 7.89(CH, 4H), 7.52 (CH, 2H), 7.43(CH, 4H), 7.18(CH, 2H), 6.72(CH, 4H), 6.56(CH, 4H). Compound represented by the formula 2c , ¹H-NMR (CDCl 3 , internal standard): δ (ppm) 7.89 (CH, 4H), 7.52 (CH, 2H), 7.43 (CH, 4H), 7.18 (CH, 2H) , 6.72 (CH, 4H), 6.56 (CH, 4H).

화학식 2d로 표시되는 화합물, ¹H-NMR(CDCl3, 내부표준물질): δ(ppm) 7.25(CH, 8H), 6.73(CH, 4H), 6.66(CH, 8H), 5.12(CH2, 4H). Compound represented by the formula (2d) , ¹H-NMR (CDCl 3 , internal standard): δ (ppm) 7.25 (CH, 8H), 6.73 (CH, 4H), 6.66 (CH, 8H), 5.12 (CH 2 , 4H) ).

화학식 2e로 표시되는 화합물, ¹H-NMR(CDCl3, 내부표준물질): δ(ppm) 7.28(CH, 4H), 7.20(CH, 2H), 7.12(CH, 2H), 6.71(CH, 2H), 6.65(CH, 1H), 6.61(CH, 1H), 6.58(CH, 4H), 6.54(CH, 2H), 6.50(CH, 2H), 4.65(NH, 1H), 3.84(CH, 1H), 3.09(CH, 1H), 1.98(CH2, 2H), 1.27(CH3, 3H). Compound represented by the formula (2e) , ¹H-NMR (CDCl 3 , internal standard): δ (ppm) 7.28 (CH, 4H), 7.20 (CH, 2H), 7.12 (CH, 2H), 6.71 (CH, 2H) , 6.65 (CH, 1H), 6.61 (CH, 1H), 6.58 (CH, 4H), 6.54 (CH, 2H), 6.50 (CH, 2H), 4.65 (NH, 1H), 3.84 (CH, 1H), 3.09 (CH, 1 H), 1.98 (CH 2 , 2H), 1.27 (CH 3 , 3H).

[제조예] 화학식 3으로 표시되는 포토레지스트 폴리머의 제조 [Production Example] Photoresist represented by Chemical Formula 3 Preparation of Polymer

반응기에, 9-메타크릴로일 옥시-4-옥사-트리사이클로[5.2.1.02,6]데칸-3-온 8.89g(0.04mol), 2-메틸-2-아다만틸 메타아크릴레이트 23.4g(0.1mol), 1-메타크릴로일옥시-3-히드록시 아다만탄 11.8g(0.05mol) 및 아조비스(이소부티로니트릴)(AIBN) 0.7g를 넣고, 반응물을 무수 THF 100g에 용해시킨 후, 동결방법으로 앰플(ampoule)을 사용하여 가스를 제거하고, 가스가 제거된 반응물을 68℃에서 24시간 동안 중합시켰다. 중합반응이 완결된 후, 과량의 디에틸에테르에 반응물을 천천히 적가하면서 침전시킨 다음, 침전물을 다시 THF로 용해시켰다. 용해된 반응물을 디에틸에테르에서 재침전시켜, 하기 화학식 3(여기서, a, b 및 c는, 폴리머를 구성하는 전체 반복단위에 대한, 각 반복단위의 몰%로서, 중합반응에 사용된 각 단량체의 사용량에 비례한다.)으로 표시되는 폴리머를 제조하였다. 합성된 폴리머를 GPC(Gel permeation chromatography)를 이용하여 분석한 결과, 중량평균 분자량(Mw)은 9,201, 수평균 분자량(Mn)은 5,124, 분산도(PD: Polydispersity)는 1.80 이었다.In the reactor, 8.89 g (0.04 mol) of 9-methacryloyl oxy-4-oxa-tricyclo [5.2.1.02,6] decane-3-one, 23.4 g of 2-methyl-2-adamantyl methacrylate (0.1 mol), 11.8 g (0.05 mol) of 1-methacryloyloxy-3-hydroxy adamantane and 0.7 g of azobis (isobutyronitrile) (AIBN) were added and the reaction was dissolved in 100 g of anhydrous THF. After the degassing, the gas was removed using an ampoule as a freezing method, and the degassed reactant was polymerized at 68 ° C. for 24 hours. After the polymerization was completed, the reactant was slowly added dropwise to excess diethyl ether, followed by precipitation, and the precipitate was dissolved again with THF. The dissolved reactant was reprecipitated in diethyl ether, and the following formula (3) wherein a, b and c are the mole% of each repeating unit with respect to the total repeating units constituting the polymer, and each monomer used in the polymerization reaction. Is proportional to the amount of the polymer used. The synthesized polymer was analyzed by gel permeation chromatography (GPC). As a result, the weight average molecular weight (Mw) was 9,201, the number average molecular weight (Mn) was 5,124, and the dispersion degree (PD: Polydispersity) was 1.80.

Figure 112008000443711-PAT00023
Figure 112008000443711-PAT00023

[실시예 2-1 내지 2-5, 비교예 1] 포토레지스트 조성물 제조 [Examples 2-1 to 2-5, Comparative Example 1] Preparation of Photoresist Composition

실시예 1-1 내지 1-5에서 합성한 염기성 화합물(화학식 2a 내지 2e), 상기 제조예에서 합성한 포토레지스트 폴리머(화학식 3) 2.0g 및 트리페닐설포늄 트리플레이트 0.08g을 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 17g에 완전히 용해시킨 후, 0.2㎛의 디스크 필터로 여과하여, 포토레지스트 조성물을 제조하였다(실시예 2-1 내지 2-5). 상기 실시예 1-1 내지 1-5에서 합성한 염기성 화합물 대신, 트리에탄올 아민을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2-1과 동일한 방법으로 포토레지스트 조성물을 제조하였다(비교예 1). 상기 실시예 및 비교예에서 사용된 포토레지스트 조성물 성분의 종류 및 함량을 하기 표 2에 나타내었다.Basic compounds synthesized in Examples 1-1 to 1-5 (Formula 2a to 2e), 2.0 g of photoresist polymer (Formula 3) synthesized in Preparation Example and 0.08 g of triphenylsulfonium triflate were prepared in propylene glycol monomethyl. After completely dissolved in 17 g of ether acetate (PGMEA), it was filtered through a 0.2 μm disk filter to prepare photoresist compositions (Examples 2-1 to 2-5). A photoresist composition was prepared in the same manner as in Example 2-1, except that triethanol amine was used instead of the basic compound synthesized in Examples 1-1 to 1-5 (Comparative Example 1). The types and contents of the photoresist composition components used in the Examples and Comparative Examples are shown in Table 2 below.

구분division 포토레지스트 폴리머 (화학식 3)Photoresist Polymer (Formula 3) 광산 발생제 (트리페닐설포늄 트리플레이트)Photoacid generator (triphenylsulfonium triflate) 염기성 화합물 (사용량)Basic compound (usage) 유기 용매 (PGMEA)Organic Solvents (PGMEA) 실시예 2-1Example 2-1 2.0 g2.0 g 0.08 g0.08 g 화학식 2a (0.021 g)Formula 2a (0.021 g) 17 g17 g 실시예 2-2Example 2-2 2.0 g2.0 g 0.08 g0.08 g 화학식 2b (0.026 g)Formula 2b (0.026 g) 17 g17 g 실시예 2-3Example 2-3 2.0 g2.0 g 0.08 g0.08 g 화학식 2c (0.038 g)Formula 2c (0.038 g) 17 g17 g 실시예 2-4Example 2-4 2.0 g2.0 g 0.08 g0.08 g 화학식 2d (0.041 g)Formula 2d (0.041 g) 17 g17 g 실시예 2-5Example 2-5 2.0 g2.0 g 0.08 g0.08 g 화학식 2e (0.038 g)Formula 2e (0.038 g) 17 g17 g 비교예 1Comparative Example 1 2.0 g2.0 g 0.08 g0.08 g 트리에탄올 아민 (0.014 g)Triethanol amine (0.014 g) 17 g17 g

[실시예 3-1 내지 3-5, 비교예 2] 포토레지스트 패턴 형성 [Examples 3-1 to 3-5, Comparative Example 2] Photoresist Pattern Formation

상기 실시예 2-1 내지 2-5 및 비교예 1에서 제조한 포토레지스트 조성물을, 헥사메틸디실라잔(HMDS)으로 처리된 실리콘 웨이퍼의 피식각층 상부에 스핀 코팅하여, 0.02㎛ 두께의 포토레지스트 박막을 형성한 다음, 120℃의 오븐 또는 열판에서 90초 동안 소프트 열처리를 하고, 개구수가 0.6인 ArF 레이저 노광장비인 ISI Stepper를 이용하여 노광한 후, 120℃에서 90초 동안 다시 가열(bake)하였다. 가열된 웨이퍼를 2.38 중량% 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH) 수용액에 30초 동안 침지하여 현상함으로서, 선폭 120nm의 동일 라인 및 스페이스 패턴을 형성하였다. 형성된 포토레지스트 패턴의 선폭 변화 및 최적 노광에너지(EOP)를 조사하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. The photoresist composition prepared in Examples 2-1 to 2-5 and Comparative Example 1 was spin-coated on the etching target layer of the silicon wafer treated with hexamethyldisilazane (HMDS), and the photoresist having a thickness of 0.02 μm. After the thin film was formed, soft heat treatment was performed for 90 seconds in an oven or hot plate at 120 ° C., exposed using an ISI Stepper, an ArF laser exposure apparatus having a numerical aperture of 0.6, and then heated again at 120 ° C. for 90 seconds. It was. The heated wafer was immersed in a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution for 30 seconds and developed to form an identical line and space pattern with a line width of 120 nm. The line width change and the optimum exposure energy (EOP) of the formed photoresist pattern were investigated, and the results are shown in Table 3 below.

해상도 (nm)Resolution (nm) 선폭변화 크기 (nm)Line width change size (nm) 최적에너지 (mJ/cm2)Optimal energy (mJ / cm 2 ) 실시예 3-1 (화학식 2a)Example 3-1 (Formula 2a) 120120 3.03.0 3636 실시예 3-2 (화학식 2b)Example 3-2 (Formula 2b) 120120 3.63.6 4040 실시예 3-3 (화학식 2c)Example 3-3 (Formula 2c) 120120 3.23.2 3838 실시예 3-4 (화학식 2d)Example 3-4 (Formula 2d) 120120 2.82.8 3939 실시예 3-5 (화학식 2e)Example 3-5 (Formula 2e) 120120 3.23.2 4141 비교예 2Comparative Example 2 120120 4.64.6 3232

상기 표 3으로부터, 본 발명에 따른 염기성 화합물을 포함하는 포토레지스트 조성물(실시예 2-1 내지 2-5)은, 통상적인 유기염기를 포함하는 포토레지스트 조성물(비교예 1)과 비교하여, 선폭 변화 크기가 적어, 선폭 안정성이 우수함을 알 수 있다. 또한, 상기 실시예 2-1 내지 2-5에서 제조한 포토레지스트 조성물을, AIXUV 장비 및 13.5nm(EUV) 파장의 광원을 이용하고, 마스크와 웨이퍼를 접촉시켜 노광한 결과, 선폭 50nm의 동일 라인 및 스페이스 패턴을 성공적으로 형성하였으므로, 본 발명에 따른 포토레지스트 조성물을 사용할 경우, 포토레지스트 패턴의 해상도가 우수함을 확인할 수 있다. From Table 3, the photoresist composition (Examples 2-1 to 2-5) containing the basic compound according to the present invention has a line width compared with the photoresist composition (Comparative Example 1) containing a conventional organic base. It is understood that the magnitude of change is small and the line width stability is excellent. In addition, the photoresist compositions prepared in Examples 2-1 to 2-5 were exposed to light by contacting a mask and a wafer using an AIXUV device and a light source having a wavelength of 13.5 nm (EUV), and the same lines having a line width of 50 nm. And since the space pattern was successfully formed, when using the photoresist composition according to the invention, it can be confirmed that the resolution of the photoresist pattern is excellent.

Claims (5)

포토레지스트 조성물을 구성하는 성분의 하나로서, 산(acid)과 반응하여 분자 구조가 재배열되며, 하기 화학식 1로 표시되는 염기성 화합물.As one of the components constituting the photoresist composition, the basic compound represented by the following formula (1), the molecular structure is rearranged by reaction with an acid (acid). [화학식 1]  [Formula 1]
Figure 112008000443711-PAT00024
Figure 112008000443711-PAT00024
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기 (CH3)이고; Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴기로서, Ra 및 Rb의 적어도 하나는 수소 원자가 아니며; m은 1 또는 2이다.In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a methyl group (CH 3 ); R a and R b are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and at least one of R a and R b is not a hydrogen atom; m is 1 or 2.
제1항에 있어서, 상기 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, m은 2인 것인 염기성 화합물. The basic compound according to claim 1, wherein R a and R b are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and m is 2. 제1항에 있어서, 상기 염기성 화합물은
Figure 112008000443711-PAT00025
,
Figure 112008000443711-PAT00026
,
Figure 112008000443711-PAT00027
,
Figure 112008000443711-PAT00028
Figure 112008000443711-PAT00029
로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 화합물인 것인 염기성 화합물.
The method of claim 1, wherein the basic compound
Figure 112008000443711-PAT00025
,
Figure 112008000443711-PAT00026
,
Figure 112008000443711-PAT00027
,
Figure 112008000443711-PAT00028
And
Figure 112008000443711-PAT00029
Basic compound which is any one compound selected from the group consisting of.
전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.01 내지 10중량%의 하기 화학식 1로 표시되는 염기성 화합물,0.01 to 10% by weight of the basic compound represented by Chemical Formula 1, based on the total photoresist composition, [화학식 1] [Formula 1]
Figure 112008000443711-PAT00030
Figure 112008000443711-PAT00030
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기 (CH3)이고; Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴기로서, Ra 및 Rb의 적어도 하나는 수소 원자가 아니며; m은 1 또는 2이다;In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a methyl group (CH 3 ); R a and R b are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and at least one of R a and R b is not a hydrogen atom; m is 1 or 2; 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 1 내지 30중량%의 감광성 화합물;1 to 30% by weight of the photosensitive compound based on the total photoresist composition; 상기 감광성 화합물 100중량부에 대해 0.05 내지 20 중량부의 광산 발생제; 및0.05 to 20 parts by weight of the photoacid generator based on 100 parts by weight of the photosensitive compound; And 나머지 유기용매를 포함하는 포토레지스트 조성물. Photoresist composition comprising the remaining organic solvent.
a) 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 0.01 내지 10중량%의 하기 화학식 1로 표시되는 염기성 화합물, 전체 포토레지스트 조성물에 대하여 1 내지 30중량%의 감광성 화합물; 상기 감광성 화합물 100중량부에 대해 0.05 내지 20 중량부의 광산 발생제; 및 나머지 유기용매를 포함하는 포토레지스트 조성물을 기판 상부에 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 단계,a) 0.01 to 10% by weight of the basic compound represented by the following Chemical Formula 1 based on the total photoresist composition, and 1 to 30% by weight of the photosensitive compound based on the total photoresist composition; 0.05 to 20 parts by weight of the photoacid generator based on 100 parts by weight of the photosensitive compound; And applying a photoresist composition including the remaining organic solvent on the substrate to form a photoresist film. [화학식 1] [Formula 1]
Figure 112008000443711-PAT00031
Figure 112008000443711-PAT00031
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기 (CH3)이고; Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 10의 아릴기로서, Ra 및 Rb의 적어도 하나는 수소 원자가 아니며; m은 1 또는 2이다;In Formula 1, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a methyl group (CH 3 ); R a and R b are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and at least one of R a and R b is not a hydrogen atom; m is 1 or 2; b) 상기 포토레지스트막을 소정 패턴으로 노광하는 단계; 및 b) exposing the photoresist film in a predetermined pattern; And c) 노광된 포토레지스트막을 노광 후 가열하는 단계; 및 c) heating the exposed photoresist film after exposure; And d) 상기 가열된 포토레지스트막을 현상하여 패턴을 얻는 단계를 포함하는 포토레지스트 패턴의 형성방법.d) developing the heated photoresist film to obtain a pattern.
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