KR20100078851A - 고분자, 고분자 조성물, 이를 포함하는 레지스트 하층막 조성물 및 이를 이용하는 재료의 패턴화 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고분자, 고분자 조성물, 이를 포함하는 레지스트 하층막 조성물 및 이를 이용하는 재료의 패턴화 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 고분자는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는다.
[화학식 1]
Figure 112008090661699-PAT00001
(상기 화학식 1에서, Ar1 및 Ar2의 정의는 명세서에 기재된 바와 같다.)
본 발명에 의한 고분자, 고분자 조성물, 레지스트 하층막 조성물은 필름형성 시 ArF(193nm), KrF(248nm) 등의 DUV(deep UV) 파장 영역에서 반사방지막으로써 적합한 범위의 굴절률 및 흡수도를 가짐으로써, 레지스트와 하층 간의 반사성을 최소화할 수 있으며, 리쏘그래픽 기술수행 시 에칭 선택비가 높고 다중 에칭에 대한 내성이 충분하여, 패턴 형상 및 마진 면에서 우수한 리쏘그래픽 구조물을 제공할 수 있다.
리쏘그래픽, 반사방지, 하드마스크, 방향족 고리

Description

고분자, 고분자 조성물, 이를 포함하는 레지스트 하층막 조성물 및 이를 이용하는 재료의 패턴화 방법{POLYMER, POLYMER COMPOSITION, UNDER-LAYER COMPOSITION OF RESIST, AND PATTERNING METHOD OF MATERIALS USING THE SAME}
본 발명은 고분자, 고분자 조성물, 이를 포함하는 레지스트 하층막 조성물 및 이를 이용하는 재료의 패턴화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 매우 우수한 광학적 특성, 기계적 특성 및 에칭 선택비 특성을 제공하고, 동시에 스핀-온 도포 기법을 이용하여 도포 가능하며, 보다 짧은 파장의 리쏘그래픽 공정에 유용하고, 잔류 산 보유량을 최소화한 고분자, 고분자 조성물, 이를 포함하는 레지스트 하층막 조성물 및 이를 이용하는 재료의 패턴화 방법에 관한 것이다.
마이크로일렉트로닉스 산업에서뿐만 아니라 마이크로스코픽 구조물(예를 들어, 마이크로머신, 마그네토레지스트 헤드 등)의 제작을 비롯한 다른 산업에서, 구조적 형상의 크기를 감소시키고자 하는 지속적인 요구가 존재한다. 마이크로일렉트로닉스 산업에서, 마이크로일렉트로닉 디바이스의 크기를 감소시켜, 주어진 칩 크기에 보다 많은 양의 회로를 제공하고자 하는 요구가 존재한다.
효과적인 리쏘그래픽 기법은 형상 크기의 감소를 달성시키는데 필수적이다. 리쏘그래픽은 소정의 기판상에 패턴을 직접적으로 이미지화시킨다는 측면에서뿐만 아니라 그러한 이미지화에 전형적으로 사용된 마스크를 제조한다는 측면에서 마이크로스코픽 구조물의 제조에 영향을 미친다.
전형적인 리쏘그래픽 공정은 이미지화 방사선에 감광성 레지스트를 패턴 방식으로 노출시킴으로써 패턴화된 레지스트층을 형성시키는 과정을 수반한다. 이어서, 이미지는 노출된 레지스트층을 임의의 물질(전형적으로 수성 알칼리 현상액)과 접촉시킴으로써 현상시킨다. 이어서, 패턴은 패턴화된 레지스트층의 개구부 내에 있는 그 물질을 에칭시킴으로써 하층 재료에 전사시킨다. 전사가 완료된 후, 잔류하는 레지스트층은 제거한다.
상기 리쏘그래픽 공정 중 대부분은 이미지화층, 예컨대 감광성 레지스트 재료층과 하층 간의 반사성을 최소화시키는데 반사방지코팅(anti-refractive coating; ARC)을 사용하여 해상도를 증가시킨다. 그러나 패터닝 후 ARC의 에칭 중에 많은 이미지화층도 소모되어, 후속 에칭 단계 중에 추가의 패터닝이 필요하게 될 수 있다.
다시 말하면, 일부 리쏘그래픽 이미지화 공정의 경우, 사용된 레지스트는 하층으로 소정의 패턴을 효과적으로 전사시킬 수 있을 정도로 후속적인 에칭 단계에 대한 충분한 내성을 제공하지 못한다. 따라서, 많은 실제 예(예를 들면, 초박막 레지스트층이 필요한 경우, 에칭 처리하고자 하는 하층 재료가 두꺼운 경우, 상당할 정도의 에칭 깊이가 필요한 경우, 또는 소정의 하층 재료에 특정한 부식제(etchant)를 사용하는 것이 필요한 경우)에서, 일명 레지스트 하층막이라는 것을 레지스트층과 패턴화된 레지스트로부터 전사에 의해 패턴화될 수 있는 하층 재료 사이에 중간체로서 사용한다. 그 레지스트 하층막은 패턴화된 레지스트층으로부터 패턴을 수용하고, 하층 재료로 패턴을 전사시키는 데 필요한 에칭 공정을 견디어낼 수 있어야 한다.
종래 기술에서는 많은 하드마스크 재료가 존재하긴 하지만, 개선된 하드마스크 조성물에 대한 요구가 지속되고 있다. 그러한 많은 종래 기술상 재료는 기판에 도포하기 어려우므로, 예를 들면 화학적 또는 물리적 증착, 특수 용매, 또는 고온 소성의 이용이 필요할 수 있다. 고온 소성에 대한 필요성 없이도 스핀-온 도포 기법에 의해 도포될 수 있는 하드마스크 조성물을 갖는 것이 바람직하다. 추가로, 상부 감광성 레지스트층을 마스크로 하여 선택적으로 용이하게 에칭될 수 있으며, 동시에 하층이 금속층인 경우 하드마스크층을 마스크로 하여 하층을 패턴화하는데 필요한 에칭 공정에 내성이 있는 하드마스크 조성물을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 적당한 저장 수명을 제공하고, 이미지화 레지스트층과의 저해한 상호작용(예를 들어, 하드마스크로부터 산 오염에 의한 것)을 피하는 것도 바람직하다. 추가로, 보다 짧은 파장(예, 157, 193, 248nm)의 이미지 방사선에 대한 소정의 광학 특성을 지닌 하드마스크 조성물을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구현예는 DUV의 짧은 파장 영역에서 강한 흡수도를 갖는 고분자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 구현예는 DUV의 짧은 파장 영역에서 강한 흡수도를 갖는 고분자 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 구현예는 상기 고분자 조성물을 포함하며, 에칭 선택성이 높고, 다중 에칭에 대한 내성이 충분하며, 레지스트와 하층 간의 반사성을 최소화하고, 스핀-온 도포 기법을 이용하여 도포가 가능한 레지스트 하층막 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 구현예는 상기 레지스트 하층막 조성물을 이용한 재료의 패턴화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 평균적인 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 고분자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112008090661699-PAT00002
(상기 화학식 1에서,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로,
Figure 112008090661699-PAT00003
,
Figure 112008090661699-PAT00004
,
Figure 112008090661699-PAT00005
,
Figure 112008090661699-PAT00006
,
Figure 112008090661699-PAT00007
,
Figure 112008090661699-PAT00008
,
Figure 112008090661699-PAT00009
,
Figure 112008090661699-PAT00010
,
Figure 112008090661699-PAT00011
,
Figure 112008090661699-PAT00012
및
Figure 112008090661699-PAT00013
의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 화학식 1에서, 상기 Ar1 및 Ar2의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며,
상기 R1 내지 R39는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기(-OH), C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 n1 내지 n39는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이다.)
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자; 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자를 포함하는 고분자 조성물을 제공한다.
[화학식 2]
Figure 112008090661699-PAT00014
(상기 화학식 2에서,
Ar3는
Figure 112008090661699-PAT00015
,
Figure 112008090661699-PAT00016
,
Figure 112008090661699-PAT00017
,
Figure 112008090661699-PAT00018
,
Figure 112008090661699-PAT00019
,
Figure 112008090661699-PAT00020
,
Figure 112008090661699-PAT00021
,
Figure 112008090661699-PAT00022
,
Figure 112008090661699-PAT00023
및
Figure 112008090661699-PAT00024
의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 화학식 2에서, 상기 Ar3의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며,
상기 R1 내지 R6, R10 내지 R17, R22 내지 R36 및 R40 내지 R49는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 n1 내지 n6, n10 내지 n17, n22 내지 n36 및 n40 내지 n49는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고,
X는 -CRR'- 또는
Figure 112008090661699-PAT00025
이고,
상기 R 및 R'는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 카르복시산기(-COOH), 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R50은 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 n50은 0 내지 4이다.)
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, (A) 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자를 포함하는 고분자 조성물; 및 (B) 유기 용매를 포함하는 레지스트 하층막 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, (a) 기판상에 재료층을 제공하는 단계; (b) 상기 재료층 위에 본 발명에 따른 레지스트 하층막 조성물을 이용한 레지스트 하층막층을 형성하는 단계; (c) 상기 레지스트 하층막층 위에 감광성 이미지 화층을 형성하는 단계; (d) 상기 감광성 이미지화층을 방사선에 패턴 방식으로 노출시킴으로써 상기 감광성 이미지화층 내에서 방사선에 노출된 영역의 패턴을 생성하는 단계; (e) 상기 감광성 이미지화층 및 상기 레지스트 하층막층을 선택적으로 제거하여, 상기 재료층을 선택적으로 노출시키는 단계; 및 (f) 상기 재료층의 노출된 부분을 에칭하는 단계를 포함하는 재료의 패턴화 방법을 제공한다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 고분자, 고분자 조성물 및 이를 포함하는 레지스트 하층막 조성물은 필름형성 시 ArF(193nm), KrF(248nm) 등의 DUV 파장영역에서의 반사방지막으로써 적합한 범위의 굴절률 및 흡수도를 가짐으로써 레지스트와 하층 간의 반사성을 최소화할 수 있으며, 리쏘그래픽 기술수행시 에칭 선택비가 높고 다중 에칭에 대한 내성이 충분하여, 패턴 프로파일이나 마진 면에서 우수한 리쏘그래픽 구조물을 제공할 수 있다.
이하에서 본 발명의 구현예를 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "알킬기"란 C1-10의 알킬기를 의미하 고, "아릴기"란 C6-20의 아릴기를 의미하고, "알케닐기"란 C2-10의 알케닐기를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 "치환된"이란, 별도의 정의가 없는 한, 본 발명의 작용기 중의 하나 이상의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br, 또는 I), 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기(-NH2, -NH(R), -N(R"')(R""), R"'과 R""은 서로 독립적으로 C1-10의 알킬기임), 아미디노기, 히드라진 또는 히드라존기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 C1-10의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-20의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3-20의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3-20의 헤테로아릴기 및 치환 또는 비치환 C2-20의 헤테로사이클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 헤테로란, 별도의 정의가 없는 한, 탄소 원자가 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 원자로 치환된 것을 의미한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 고분자를 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112008090661699-PAT00026
(상기 화학식 1에서,
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로,
Figure 112008090661699-PAT00027
,
Figure 112008090661699-PAT00028
,
Figure 112008090661699-PAT00029
,
Figure 112008090661699-PAT00030
,
Figure 112008090661699-PAT00031
,
Figure 112008090661699-PAT00032
,
Figure 112008090661699-PAT00033
,
Figure 112008090661699-PAT00034
,
Figure 112008090661699-PAT00035
,
Figure 112008090661699-PAT00036
및
Figure 112008090661699-PAT00037
의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 화학식 1에서, 상기 Ar1 및 Ar2의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며,
상기 R1 내지 R39는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기(바람직하게는 알릴기) 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 n1 내지 n39는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이다.)
상기 k는 Ar1 및 Ar2에 적용될 수 있는 각각 방향족 고리 중 화학식 1의 주쇄에 연결되는 양측 결합손을 제외한 다른 치환기가 없을 경우에 존재할 수 있는 H수(즉, 방향족 고리에 치환기가 결합할 수 있는 결합가의 수와 동일함)를 의미한다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자; 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자를 포함하는 고분자 조성물을 제공한다.
[화학식 2]
Figure 112008090661699-PAT00038
(상기 화학식 2에서,
Ar3는
Figure 112008090661699-PAT00039
,
Figure 112008090661699-PAT00040
,
Figure 112008090661699-PAT00041
,
Figure 112008090661699-PAT00042
,
Figure 112008090661699-PAT00043
,
Figure 112008090661699-PAT00044
,
Figure 112008090661699-PAT00045
,
Figure 112008090661699-PAT00046
,
Figure 112008090661699-PAT00047
및
Figure 112008090661699-PAT00048
의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 화학식 2에서, 상기 Ar3의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며,
상기 R1 내지 R6, R10 내지 R17, R22 내지 R36 및 R40 내지 R49는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 n1 내지 n6, n10 내지 n17, n22 내지 n36 및 n40 내지 n49는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고,
X는 -CRR'- 또는
Figure 112008090661699-PAT00049
이고,
상기 R 및 R'는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 카르복시산기(-COOH), 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R50은 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 n50은 0 내지 4이다.)
상기 k는 Ar3에 적용될 수 있는 각각 방향족 고리 중 화학식 2의 주쇄에 연결되는 양측 결합손을 제외한 다른 치환기가 없을 경우에 존재할 수 있는 H수(즉, 방향족 고리에 치환기가 결합할 수 있는 결합가의 수와 동일함)를 의미한다.
상기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자 100중량부 대비 10 내지 100중량부인 것이 바람직하고, 20 내지 70중량부인 것이 더욱 바람직하며, 상기 제2고분자가 10 내지 100중량부의 범위일 때, 원하는 코팅두께 구현이 용이하며 양호한 박막 코팅의 효과가 있다.
상기 고분자 및 고분자 조성물은 DUV의 짧은 파장 영역(특히, 248nm)에서 강한 흡수를 갖는 방향족 고리(aromatic ring)를 함유하여, 반사성을 최소화할 수 있으며, 에칭 내성이 좋다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자를 포함하는 고분자 조성물; 및 유기 용매를 포함하는 레지스트 하층막 조성물을 제공한다.
본 발명의 레지스트 하층막 조성물에서, 상기 고분자 조성물의 방향족 고리는 중합체의 골격 부분 내에 존재하는 것이 바람직하다. 상기 방향족 고리는 리쏘그래픽 공정 시 짧은 파장(193nm, 248nm)의 방사선을 흡수함으로써, 본 발명의 레지스트 하층막 조성물을 사용할 경우 별도의 반사방지 코팅 없이도 반사성을 최소화시킬 수 있다. 한편, 상기 고분자 조성물은 가교 성분과 반응하는 중합체를 따라 분포된 다수의 반응성 부위 즉, 히드록시기를 함유하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 레지스트 하층막 조성물에 가교 성분이 포함될 경우 자기가교반응 이외에도 추가적인 가교 반응으로 조성물의 경화를 촉진시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 레지스트 하층막 조성물은 종래의 스핀 코팅에 의해층을 형 성시키는데 도움이 되는 용액 및 막 형성(film-forming) 특성을 갖는다.
상기 고분자 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자를 더 포함하는 것이 바람직하다.
[화학식 2]
Figure 112008090661699-PAT00050
(상기 화학식 2에서,
Ar3는
Figure 112008090661699-PAT00051
,
Figure 112008090661699-PAT00052
,
Figure 112008090661699-PAT00053
,
Figure 112008090661699-PAT00054
,
Figure 112008090661699-PAT00055
,
Figure 112008090661699-PAT00056
,
Figure 112008090661699-PAT00057
,
Figure 112008090661699-PAT00058
,
Figure 112008090661699-PAT00059
및
Figure 112008090661699-PAT00060
의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 화학식 2에서, 상기 Ar3의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며,
상기 R1 내지 R6, R10 내지 R17, R22 내지 R36 및 R40 내지 R49는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 n1 내지 n6, n10 내지 n17, n22 내지 n36 및 n40 내지 n49는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고,
X는 -CRR'- 또는
Figure 112008090661699-PAT00061
이고,
상기 R 및 R'는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 카르복시산기(-COOH), 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R50은 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 n50은 0 내지 4이다.)
본 발명의 상기 레지스트 하층막 조성물에 사용되는 상기 고분자 조성물은 중량평균분자량이 1,000 내지 30,000인 것이 바람직하고, 1,000 내지 10,000인 것이 더욱 바람직하다. 상기 고분자 조성물의 중량평균분자량이 1,000 내지 30,000의 범위일 때 원하는 코팅두께 구현이 용이하며 양호한 박막 코팅의 효과가 있다.
상기 고분자 조성물은 상기 유기 용매 100중량부에 대해서 1 내지 30중량부로 사용되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 27중량부로 사용되는 것이 좋다. 상기 고분자 조성물이 1중량부 미만이거나 30중량부를 초과하여 사용될 경우 목적하는 코팅두께 미만으로 되거나 초과하게 되어 정확한 코팅두께를 맞추기 어렵다.
상기 유기용매로는 상기 고분자 조성물에 대한 충분한 용해성을 갖는 유기용매라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들자면, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(propylene glycol monomethyl ether acetate; PGMEA), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(propylene glycol monomethyl ether; PGME), 사이클로헥사논, 에틸락테이트, 감마부틸락톤(γ-butyl lacton; GBL), 아세틸아세톤(acetyl acetone) 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 레지스트 하층막 조성물은 추가적으로 가교 성분; 및 산 촉 매를 더 포함할 수 있다.
상기 가교 성분은 발생된 산에 의해 촉매 작용된 반응에서 가열에 의하여 중합체의 반복단위를 가교할 수 있는 것이 바람직하고, 상기 가교 성분으로는, 멜라민 수지, 아미노 수지, 글리콜루릴 화합물 및 비스에폭시 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하며, 생성된 산에 의해 촉매작용화될 수 있는 방식으로 고분자 조성물의 히드록시기와 반응될 수 있는 가교제라면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 레지스트 하층막 조성물에 사용할 수 있는 가교성분을 구체적으로 예를 들자면, 에테르화된 아미노 수지, 예를 들면 메틸화되거나 부틸화된 멜라민 수지(구체적인 예로는, N-메톡시메틸-멜라민 수지 또는 N-부톡시메틸-멜라민 수지) 및 메틸화되거나 부틸화된 우레아(urea) 수지(구체적인 예로는, CYTEC사의 Cymel U-65 Resin 또는 UFR-80 Resin), 하기 화학식 3으로 표시되는 글리콜루릴 유도체 (구체적인 예로는, Powderlink 1174, CYTEC사), 2,6-비스(히드록시메틸)-p-크레졸 화합물) 등을 예로 들 수 있다. 또한, 하기 화학식 4로 표시되는 비스에폭시 계통의 화합물 및 화학식 5로 표시되는 멜라민 유도체도 가교성분으로 사용할 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112008090661699-PAT00062
[화학식 4]
Figure 112008090661699-PAT00063
[화학식 5]
Figure 112008090661699-PAT00064
본 발명의 상기 레지스트 하층막 조성물에서 사용되는 상기 산 촉매는 열 활성화된 산 촉매인 것이 바람직하다.
상기 산 촉매로는 p-톨루엔 술폰산 모노하이드레이트(p-toluene sulfonic acid monohydrate)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-테트라브로모 시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트, 유기술폰산의 알킬에스테르 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 레지스트 기술 분야에서 공지된 다른 감광성 산 촉매도 이것이 반사방지 조성물의 다른 성분과 상용성이 있는 한 사용할 수 있다.
상기 가교 성분 및 상기 산 촉매를 더 포함하여 이루어지는 경우, 본 발명의 하드마스크 조성물은 (A) 고분자 조성물 1 내지 20중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 10중량%, (B) 유기용매 75 내지 98.8중량%, (C) 가교 성분 0.1 내지 5중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3중량% 및 (D) 산 촉매 0.001 내지 0.05중량%, 더욱 바람직하게는 0.001 내지 0.03중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 고분자 조성물이 1중량% 미만이거나 20중량%를 초과할 경우 및 상기 유기용매가 75중량% 미만이거나 98.8중량%를 초과할 경우에는 목적하는 코팅두께 미만으로 되거나 초과하게 되어 정확한 코팅두께를 맞추기 어렵다.
상기 가교성분이 0.1중량% 미만일 경우 가교특성이 나타나지 않을 수 있고, 5중량%를 초과할 경우 과량투입에 의해 코팅필름의 광학적 특성이 변경될 수 있으며, 상기 산촉매가 0.001중량% 미만일 경우 가교특성이 나타나지 않을 수 있고, 0.05중량% 초과할 경우 과량투입에 의한 산도증가로 보관안정성에 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 레지스트 하층막 조성물은 추가적으로 계면 활성제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기와 같은 레지스트 하층막 조성물을 이용하여 재료의 패턴화 방법을 제공한다.
구체적으로, 재료의 패턴화 방법은,
(a) 기판상에 재료층을 제공하는 단계;
(b) 상기 재료층 위에 본 발명에 따른 레지스트 하층막 조성물을 이용한 레지스트 하층막층을 형성하는 단계;
(c) 상기 레지스트 하층막층 위에 감광성 이미지화층을 형성하는 단계;
(d) 상기 감광성 이미지화층을 방사선에 패턴 방식으로 노출시킴으로써 상기 감광성 이미지화층 내에서 방사선에 노출된 영역의 패턴을 생성하는 단계;
(e) 상기 감광성 이미지화층 및 상기 레지스트 하층막층을 선택적으로 제거하여, 상기 재료층을 선택적으로 노출시키는 단계; 및
(f) 상기 재료층의 노출된 부분을 에칭하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 재료의 패턴화 방법의 상기 (c) 단계 이전에, 상기 레지스트 하층막(제1하층막) 위에 실리콘 함유 레지스트 하층막(제2하층막)을 형성시키는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 실리콘 함유 레지스트 하층막(제2하층막)을 형성시킨 후, (c) 단계 이전에 바닥 반사방지(bottom anti-refractive coating; BARC)을 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 기판상의 재료를 패턴화하는 방법은 구체적으로 하기와 같이 수행될 수 있다.
먼저, 알루미늄과 SiN(실리콘 나이트라이드)등과 같은 패턴화하고자 하는 재료를 통상적인 방법에 따라 실리콘 기판 위에 형성시킨다. 본 발명의 레지스트 하층막 조성물이 사용되는 패턴화하고자 하는 재료는 전도성, 반전도성, 자성 또는 절연성 재료인 것이 모두 가능하다.
이어서, 본 발명의 레지스트 하층막 조성물을 사용하여 500 내지 4,000Å의 두께로 스핀 코팅하고, 100 내지 300℃에서 10초 내지 10분간 베이킹하여 레지스트 하층막층을 형성한다. 이때, 상기 레지스트 하층막층의 두께, 베이킹 온도 및 시간은 상기 범위로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
레지스트 하층막층이 형성되면 감광성 이미지화층을 형성시키고, 상기 감광성 이미지화층을 통한 노광(exposure) 공정에 의해 패턴이 형성될 영역을 노출시키는 현상(develop)공정을 진행한다.
이어서, 감광성 이미지화층 및 레지스트 하층막층을 선택적으로 제거하여 재료층의 일부분을 노출시키고, 일반적으로 CHF3/CF4 혼합가스 등을 이용하여 드라이 에칭을 진행한다.
재료가 패턴화된 후에는 통상의 감광성 레지스트 스트립퍼에 의해 잔류하는 임의의 레지스트를 제거할 수 있다.
이러한 방법에 의해 반도체 집적회로 디바이스가 제공될 수 있다.
따라서, 본 발명의 조성물 및 형성된 리쏘그래픽 구조물은 반도체 제조공정에 따라 집적 회로 디바이스의 제조 및 설계에 사용될 수 있다. 예를 들면 금속 배선, 컨택트 또는 바이어스를 위한 홀, 절연 섹션(예, DT(damascene trench) 또는 STI(shallow trench isolation)), 커패시터 구조물을 위한 트렌치 등과 같은 패턴 화된 재료층 구조물을 형성시키는 데 사용할 수 있다. 또한, 본 발명은 임의의 특정 리쏘그래픽 기법 또는 디바이스 구조물에 국한되는 것이 아님을 이해해야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기의 실시예 및 비교예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
[고분자의 중합]
(합성예 1; 테레프탈알데히드와 1,4-디아미노벤젠를 중합한 고분자)
[화학식 6]
Figure 112008090661699-PAT00065
온도계, 콘덴서 및 기계교반기를 구비한 5,000ml 3구 플라스크를 준비한 후 80℃의 오일 항온조에 넣었다. 항온과 자석에 의한 교반을 핫플레이트 위에서 행하였으며, 콘덴서의 냉각수 온도는 5℃로 고정하였다. 0.14mol의 1,4-디아미노벤젠 15g과 0.14mol의 테레프탈알데히드 18.61g을 3구 플라스크(반응기)에 투입하고 250ml의 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(PGME)에 녹인 후, 5시간 동안 교반하여 중합하였다.
일정한 시간을 간격으로 중량평균분자량을 측정하여 반응완료시점을 결정하였다(이때 중량평균분자량을 측정을 위한 샘플은 1g의 반응물을 채취하여 상온으로 급랭시킨 후, 그 중 0.02g을 취하여 용매인 테트라하이드로퓨란(THF)을 사용하여 고형분이 4중량%가 되도록 희석시켜 준비하였다.).
그 후 반응물을 상온으로 서서히 냉각하였다.
상기 반응물을 증류수 10ml와 메탄올(MeOH) 200ml에 투입하여 강하게 교반한 후, 정치시켰다. 상등액을 제거하고 침전물을 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 80ml에 녹인 후, 증류수 30ml와 MeOH 150ml를 이용하여 강하게 교반한 후, 정치시켰다. 상등액을 제거하고 침전물을 PGMEA 80ml에 녹였다. 정제는 총 3회 실시하였다. 정제가 끝난 고분자를 PGMEA 80ml에 녹인 후, 감압 하에서 용액에 남아있는 MeOH 및 증류수를 제거하였다.
얻어진 고분자의 중량평균분자량 및 분산도(polydispersity)를 THF 하에서 가스상크로마토그래피(GPC)에 의해 측정한 결과 중량평균분자량이 3,500이고, 분산도가 1.41인 상기 화학식 6으로 표시되는 고분자를 얻었다.
(합성예 2; 테레프탈알데히드와 1,5-디아미노나프탈렌을 중합한 고분자)
[화학식 7]
Figure 112008090661699-PAT00066
0.14mol의 1,4-디아미노벤젠 15g 대신에, 0.01mol의 1,5-디아미노나프탈렌 15g을 반응기에 가한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 상기 화학식 7로 표시되는 중량평균분자량이 3,000이고, 분산도가 1.33인 고분자를 중합하였다.
(합성예 3; 1,5-나프탈렌디알데히드와 1,8-디아미노피렌을 중합한 고분자)
[화학식 8]
Figure 112008090661699-PAT00067
0.14mol의 1,4-디아미노벤젠 15g과 0.14mol의 테레프탈알데히드 18.61g 대신에, 0.065mol의 1,8-디아미노피렌 15g과 0.065mol의 1,5-나프탈렌디알데히드 11.89g을 반응기에 가한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 상기 화학식 8로 표시되는 중량평균분자량이 2,000이고, 분산도가 1.14인 고분자를 중합하였다.
(합성예 4; 1-부틸테레프탈알데히드와 8-하이드록시-1,5-디아미노나프탈렌을 중합한 고분자)
[화학식 9]
Figure 112008090661699-PAT00068
0.14mol의 1,4-디아미노벤젠 15g과 0.14mol의 테레프탈알데히드 18.61g 대신에, 0.086mol의 8-하이드록시-1,5-디아미노나프탈렌 15g과 0.086mol의 1-부틸테레프탈알데히드를 반응기에 가한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 상기 화학식 9로 표시되는 중량평균분자량이 4,000이고, 분산도가 1.42인 고분자를 중합 하였다.
(합성예 5; 1-하이드록시피렌 및 4,4-메톡시메틸벤젠을 중합한 고분자)
[화학식 10]
Figure 112008090661699-PAT00069
콘덴서, 기계교반기, 300ml 적가깔대기, 질소가스 도입관을 구비한 1ℓ의 4구 플라스크에 질소가스를 유입하면서, 0.05mol의 1-하이드옥시피렌 10g과 0.055mol의 4,4-메톡시메틸벤젠 9.14g을 순차적으로 넣고, PGMEA 43g에 녹인 후 120℃로 가열하였다. 0.025mol 디에틸설파이트 0.12g을 투입한 후, 10시간 정도 교반하여 중합을 실시하였다.
반응종료 후 물을 사용하여 산을 제거한 후에 증발기로 농축하였다. 이어서 메틸아밀케톤(MAK)과 MeOH을 사용하여 희석하고 15중량% 농도의 MAK/MeOH=4/1(중량비)의 용액으로 조정하였다. 이 용액을 3ℓ분액깔대기에 넣고, 이것에 n-헵탄을 첨가하여 모노머를 함유하는 저분자량체를 제거하여 중량평균분자량이 12,000이고, 분산도가 2.0인 상기 화학식 10으로 표시되는 고분자를 얻었다.
(합성예 6; 플루오레닐리덴디페놀과 α,α'-디클로로-p-크실렌을 중합한 고분자)
[화학식 11]
Figure 112008090661699-PAT00070
콘덴서, 기계교반기, 300ml 적가깔대기, 질소가스 도입관을 구비한 1ℓ의 4구 플라스크에 질소가스를 유입하면서 α,α'-디클로로-p-크실렌 8.75g(0.05mol)과 알루미늄 클로라이드(aluminum chloride) 26.66g과 200g의 γ-부티로락톤을 투입한 후 교반하였다. 10분 후에 4,4'-(9-플루오레닐리덴)디페놀 35.03g(0.10mol)을 200g의 γ-부티로락톤에 녹인 용액을 30분간 천천히 적가한 다음, 12시간 동안 교반하여 중합을 실시하였다. 반응종료 후 물을 사용하여 산을 제거한 후에 증발기로 농축하였다. 이어서 MAK과 MeOH을 사용하여 희석하고 15중량% 농도의 MAK/MeOH=4/1(중량비)의 용액으로 조정하였다. 이 용액을 3ℓ분액깔대기에 넣고, 이것에 n-헵탄을 첨가하여 모노머를 함유하는 저분자량체를 제거하여, 중량평균분자량이 12,000이고, 분산도가 2.0인 상기 화학식 11로 표시되는 고분자를 얻었다.
[레지스트 하층막 조성물의 제조]
(실시예 1 내지 5)
합성예 1 내지 4에서 만들어진 고분자를 각각 0.8g씩 계량하여 하기 화학식 3으로 나타내어지는 가교제(Powderlink 1174, CYTEC사) 0.2g과 피리디늄 p-톨루엔 술포네이트(pyridinium p-toluene sulfonate) 2mg을 PGMEA 9g에 녹인 후 여과하여 각각 실시예 1 내지 4의 레지스트 하층막 조성물을 제조하였다.
또한, 합성예 1과 5에서 얻어진 화합물을 정확히 0.8g씩 계량하여 하기 화학식 3으로 나타내어지는 가교제(Powderlink 1174, CYTEC사) 0.2g과 피리디늄 p-톨루엔술포네이트 2mg을 PGMEA 9g에 넣어서 녹인 후 여과하여 실시예 5의 레지스트 하층막 조성물을 제조하였다.
[화학식 3]
Figure 112008090661699-PAT00071
(비교예 1)
합성예 6에서 만들어진 고분자 0.8g과 가교제(Cymel 303, CYTEC사) 0.2g 및 피리디늄 P-톨루엔 술포네이트 2mg을 PGMEA 9g에 넣어서 녹인 후 여과하여 레지스트 하층막 조성물을 제조하였다.
[광학 특성 평가]
실시예 1 내지 5 및 비교예 1에 의해 제조된 레지스트 하층막 조성물을 각각 실리콘웨이퍼에 스핀-코팅하여 60초간 240℃에서 구워서 두께 3,000Å의 필름을 형성시켰다.
이 때 형성된 필름들에 대한 n값(굴절률; refractive index)과 k값(흡광계 수; extinction coefficient)를 각각 구하였다. 사용기기는 Ellipsometer(J. A. Woollam 사)이고 그 측정결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112008090661699-PAT00072
실시예 1 내지 5의 레지스트 하층막 조성물의 광학 특성 평가 결과, ArF(193nm) 및 KrF(248nm) 파장 영역에서 반사방지막으로서 사용이 적합한 정도의 굴절률 및 흡수도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.
[레지스트 하층막으로의 적용]
(실시예 6 내지 10)
실시예 1 내지 5의 레지스트 하층막 조성물을 각각 알루미늄이 입혀진 실리콘웨이퍼 위에 스핀-코팅법으로 코팅하여 60초간 240℃에서 구워서 실시예 6 내지 10의 두께 3,000Å의 필름을 형성시켰다.
(비교예 2)
비교예 1에서 만들어진 샘플용액을 알루미늄이 입혀진 실리콘웨이퍼 위에 스핀-코팅법으로 코팅하여 60초간 240℃에서 구워서 비교예 2의 두께 3,000Å의 필름 을 형성시켰다.
[패턴 특성 평가]
실시예 6 내지 10 및 비교예 2의 각각의 필름 위에 KrF용 감광성 레지스트를 코팅하고 110℃에서 60초간 굽고 ASML(XT: 1400, NA 0.93)사의 노광장비를 사용해 각각 노광을 한 다음 2.38중량%의 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(tetramethylammonium hydroxide; TMAH) 수용액으로 각각 현상하였다. 그리고 전자현미경(field emission scanning electron microscope; FE-SEM)을 사용하여 90nm의 라인 앤드 스페이스(line and space) 패턴을 각각 관찰하여, 노광량의 변화에 따른 EL(expose latitude) 마진(margin) 및 광원과의 거리변동에 따른 DoF(depth of focus) 마진을 관찰하여 표 2에 기록하였다.
[표 2]
Figure 112008090661699-PAT00073
실시예 6 내지 10의 패턴 평가 결과, 패턴 형태나 마진 면에서 양호한 결과를 확인할 수 있었다. 그러나 비교예 2의 경우, 언더컷(under-cut) 패턴 형태가 나타나고, EL 마진 및 DoF 마진이 상대적으로 낮은 결과를 확인하였고, 이는 KrF(248nm) 파장에서의 흡수특성의 차이에 기인한 것으로 판단된다.
[에치 평가]
실시예 6 내지 10 및 비교예 2의 각각의 필름을 CHF3/CF4 혼합가스를 사용하여 각각 드라이 에칭을 진행하고, 이어서 BCl3/Cl2 혼합가스를 사용하여 드라이 에칭을 다시 각각 진행하였다. 마지막으로 O2가스를 사용하여 남아 있는 유기물을 모두 제거한 다음, FE-SEM으로 단면을 각각 관찰하여 표 3에 결과를 수록하였다.
[표 3]
Figure 112008090661699-PAT00074
실시예 6 내지 10의 에치 평가 결과, 양호한 에치 프로파일과 선택비를 확인할 수 있었다. 그러나 비교예 2의 경우, 에치 후 테이퍼진 패턴 형상을 보이고, 이는 해당 에치 조건에서의 선택비가 부족한 것으로 판단된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (16)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 고분자.
    [화학식 1]
    Figure 112008090661699-PAT00075
    (상기 화학식 1에서,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로,
    Figure 112008090661699-PAT00076
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00077
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00078
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00079
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00080
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00081
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00082
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00083
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00084
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00085
    및
    Figure 112008090661699-PAT00086
    의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 화학식 1에서, 상기 Ar1 및 Ar2의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며,
    상기 R1 내지 R39는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기(-OH), C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 n1 내지 n39는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이다.)
  2. 제1항에 기재된 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자; 및
    하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자를 포함하는 고분자 조성물.
    [화학식 2]
    Figure 112008090661699-PAT00087
    (상기 화학식 2에서,
    Ar3는
    Figure 112008090661699-PAT00088
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00089
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00090
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00091
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00092
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00093
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00094
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00095
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00096
    및
    Figure 112008090661699-PAT00097
    의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 화학식 2에서, 상기 Ar3의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화 합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며,
    상기 R1 내지 R6, R10 내지 R17, R22 내지 R36 및 R40 내지 R49는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 n1 내지 n6, n10 내지 n17, n22 내지 n36 및 n40 내지 n49는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이고,
    X는 -CRR'- 또는
    Figure 112008090661699-PAT00098
    이고,
    상기 R 및 R'는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 카르복시산기(-COOH), 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 R50은 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 n50은 0 내지 4이다.)
  3. 제2항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자 100중량부 대비 10 내지 100중량부인 것인 고분자 조성물.
  4. (A) 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 갖는 제1고분자를 포함하는 고분자 조성물; 및
    (B) 유기 용매
    를 포함하는 레지스트 하층막 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112008090661699-PAT00099
    (상기 화학식 1에서,
    Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로,
    Figure 112008090661699-PAT00100
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00101
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00102
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00103
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00104
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00105
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00106
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00107
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00108
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00109
    및
    Figure 112008090661699-PAT00110
    의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 화학식 1에서, 상기 Ar1 및 Ar2의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며,
    상기 R1 내지 R39는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기(-OH), C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 n1 내지 n39는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고 리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한다.)이다.)
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고분자 조성물은 중량평균분자량이 1,000 내지 30,000인 것인 레지스트 하층막 조성물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 고분자 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 갖는 제2고분자를 더 포함하는 것인 레지스트 하층막 조성물.
    [화학식 2]
    Figure 112008090661699-PAT00111
    (상기 화학식 2에서,
    Ar3는
    Figure 112008090661699-PAT00112
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00113
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00114
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00115
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00116
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00117
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00118
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00119
    ,
    Figure 112008090661699-PAT00120
    및
    Figure 112008090661699-PAT00121
    의 방향족 고리 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 화학식 2에서, 상기 Ar3의 좌측 및 우측 결합손은 상기 방향족 고리 화합물의 어느 고리에도 위치할 수 있으며,
    상기 R1 내지 R6, R10 내지 R17, R22 내지 R36 및 R40 내지 R49는 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 n1 내지 n6, n10 내지 n17, n22 내지 n36 및 n40 내지 n49는 각각 독립적으로 0 내지 k(여기서, k는 각각의 방향족 고리에 존재할 수 있는 H의 수에 대응한 다.)이고,
    X는 -CRR'- 또는
    Figure 112008090661699-PAT00122
    이고,
    상기 R 및 R'는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 카르복시산기(-COOH), 아민기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 R50은 각각 독립적으로, 수소, 히드록시기, C1-10의 알킬기, C6-20의 아릴기, C2-10의 알케닐기 및 할로겐 원자로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 n50은 0 내지 4이다.)
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2고분자는 상기 제1고분자 100중량부 대비 10 내지 100중량부인 것인 레지스트 하층막 조성물.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 레지스트 하층막 조성물은,
    (C) 가교 성분; 및
    (D) 산 촉매
    를 더 포함하는 것인 레지스트 하층막 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 레지스트 하층막 조성물은,
    (A) 고분자 조성물 1 내지 20중량%;
    (B) 유기용매 75 내지 98.8중량%;
    (C) 가교 성분 0.1 내지 5중량%; 및
    (D) 산 촉매 0.001 내지 0.05중량%
    를 포함하는 것인 레지스트 하층막 조성물.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 가교 성분은 멜라민 수지, 아미노 수지, 글리콜루릴 화합물 및 비스에폭시 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 레지스트 하층막 조성물.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 산 촉매는 p-톨루엔 술폰산 모노하이드레이트(p-toluene sulfonic acid monohydrate), 피리디늄 p-톨루엔 술포네이트(pyridinium p-toluene sulfonate), 2,4,4,6-테트라브로모 시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트 및 유기술폰산의 알킬에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 것인 레지스트 하 층막 조성물.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 레지스트 하층막 조성물은 계면활성제를 더 포함하는 것인 레지스트 하층막 조성물.
  13. (a) 기판상에 재료층을 제공하는 단계;
    (b) 상기 재료층 위에 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 레지스트 하층막 조성물을 이용한 레지스트 하층막층을 형성하는 단계;
    (c) 상기 레지스트 하층막층 위에 감광성 이미지화층을 형성하는 단계;
    (d) 상기 감광성 이미지화층을 방사선에 패턴 방식으로 노출시킴으로써 상기 감광성 이미지화층 내에서 방사선에 노출된 영역의 패턴을 생성하는 단계;
    (e) 상기 감광성 이미지화층 및 상기 레지스트 하층막층을 선택적으로 제거하여, 상기 재료층을 선택적으로 노출시키는 단계; 및
    (f) 상기 재료층의 노출된 부분을 에칭하는 단계를 포함하는 재료의 패턴화 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 재료의 패턴화 방법의 상기 (c) 단계 이전에, 상기 레지스트 하층막(제1하층막) 위에 실리콘 함유 레지스트 하층막(제2하층막)을 형성시키는 단계를 더 포함하는 것인 재료의 패턴화 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 실리콘 함유 레지스트 하층막(제2하층막)을 형성시킨 후, (c) 단계 이전에, 바닥 반사방지(bottom anti-refractive coating; BARC)을 형성시키는 단계를 더 포함하는 것인 재료의 패턴화 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 재료의 패턴화 방법은 반도체 집적회로 디바이스(device)의 제조방법인 것인 재료의 패턴화 방법.
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