KR20120140536A - Photoacid generator bound positive polymer resist and the method of preparing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A positive type polymer resist including a photoacid generator and a manufacturing method of the same are provided to ensure the ultrafine line-width of high resolution and to develop the polymer resist under a commercialized solution such as tetramethyl ammonium hydroxide. CONSTITUTION: A positive type polymer resist includes repeating units represented by a chemical formula 1 or 2. In chemical formulas 1 and 2, R1 and R2 are selected from a group including hydrogen atom, C1-20 alkyl group or C1-20 cycloalkyl group, ditetrabutyl dicarbonate styrene carbonate, and lactone group; the sum of a, b, and c is 1; and the sum of l, m, and n is 1. The weight average molecular weight of a repeating unit represented by chemical formula 1 is in a range between 3,000 and 100,000, inclusively. The weight average molecular weight of a repeating unit represented by chemical formula 2 is in a range between 10,000 and 100,000, inclusively.

Description

광산발생제를 포함하는 포지티브형 폴리머 레지스트 및 그 제조 방법 {Photoacid generator bound positive polymer resist and the method of preparing the same}Positive polymer resist containing photoacid generator and manufacturing method thereof {Photoacid generator bound positive polymer resist and the method of preparing the same}

본 발명은 광산발생제를 포함하는 포지티브형 폴리머 레지스트 합성 및 응용에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 KrF, ArF, Atomic Force Microscope(AFM) 리소그래피 또는 전자빔(E-beam) 레지스트 등의 포토레지스트에 사용할 수 있는 광산발생제를 포함하는 포지티브형 폴리머 레지스트에 관한 것이다.The present invention relates to the synthesis and application of positive type polymer resists including photoacid generators, and more particularly, to photoresists such as KrF, ArF, Atomic Force Microscope (AFM) lithography or E-beam resists. It relates to a positive polymer resist containing a photoacid generator.

반도체의 고집적화는 회로의 초미세화에 근거한다. 미세가공기술 (Lithography)은 반도체 집적회로(IC)의 원하는 회로를 미세하게 가공하여 고집적도를 달성하는 반도체 제조의 핵심기술로서 매우 빠른 속도로 발전하고 있다. 미세가공기술에서 레지스트(resist)는 핵심재료이며 자외선(파장 180-450 nm), X-선(0.4?1.4 nm), 전자선과 같은 방사선의 조사에 의해 고감도의 화학반응이 일어나 용해도 특성이 변화되는 감광성 또는 감방사선 고분자 물질을 말한다. 즉, 미세회로가 그려진 포토마스크를 통하여 방사선 에너지가 조사된 부분에서 화학변화가 일어나 조사되지 않은 부분에 비해 용해도의 차이가 발생하여 이를 적당한 현상액으로 현상하면 미세화상의 패턴을 얻게 된다. 이러한 성질의 변화는 고분자 단독으로 진행하는 경우와 젤라틴처럼 중크롬산염과 같은 가교제를 배합하는 것에 의해 진행되는 경우가 있다. 실제 사용에서는 포토레지스트(PR)는 고분자의 기능이 각각의 용도에 맞도록 광가교제, 광중합개시제, 증감제 등을 배합하여 PR이라고 하는 기능재료로서 사용되고 있다.High integration of semiconductors is based on ultra miniaturization of circuits. Lithography is a key technology for semiconductor manufacturing that achieves high integration by finely processing a desired circuit of a semiconductor integrated circuit (IC) and is developing at a very high speed. Resist is a key material in microfabrication technology. Solubility characteristics change due to high sensitivity chemical reaction caused by irradiation of ultraviolet rays (wavelengths 180-450 nm), X-rays (0.4-1.4 nm), and electron beams. It refers to a photosensitive or radiation-sensitive polymer material. That is, a chemical change occurs in a portion irradiated with radiation energy through a photomask on which a microcircuit is drawn, so that a difference in solubility occurs in comparison with an unirradiated portion. The change in these properties is sometimes carried out by the polymer alone or by combining a crosslinking agent such as dichromate, such as gelatin. In practical use, photoresist (PR) is used as a functional material called PR by mixing a photocrosslinking agent, a photopolymerization initiator, a sensitizer, etc. so that the function of a polymer is suitable for each use.

PR의 또 하나의 기능은 패터닝 후 실리콘 웨이퍼 기판의 식각 공정 시 PR 화상이 보호피막(etch barrier)으로 작용하는 것으로, 기판에 원하는 미세회로의 패턴을 가공하게 된다. 따라서 레지스트 재료는 고집적 반도체의 초미세 회로 선폭을 결정하는 제 1차 기술재료로서 반도체 고집적도의 달성을 결정하는 핵심적 기술재료라 할 수 있다.Another function of PR is that the PR image serves as an etch barrier during the etching process of the silicon wafer substrate after patterning, thereby processing a pattern of a desired microcircuit on the substrate. Therefore, the resist material is a primary technical material for determining the ultrafine circuit line width of a highly integrated semiconductor, and may be regarded as a core technical material for determining the achievement of semiconductor high integration.

반도체 회로의 집적도가 증가함에 따라 원자외선 미세가공을 위해서 물리적, 화학적 측면에서의 해결방법이 검토되어 왔다. 즉 KrF(248 nm)나 ArF(193 nm) 등의 고출력 엑시머 레이저를 이용하는 초미세가공기술 (microlithography)과 비약적으로 감도를 높일 수 있는 화학증폭의 개념을 도입한 고감도 레지스트의 개발이 진행되고 있으며, 현재로서는 KrF 및 ArF 엑사이머 레이저 광원을 주로 사용하고 고감도의 화학증폭성 레지스트(CAR, chemical amplification resist)재료를 이용한 원자외선 초미세가공기술이 양산 실용화 되고 있다. 또한 50 nm급 이하의 반도체 회로 패턴을 위해 ArF 광원에 고굴절률 매질을 접목시킨 이머젼(immersion) 기술이 활발히 연구 중이다.As the degree of integration of semiconductor circuits increases, solutions for physical and chemical aspects have been studied for far-infrared micromachining. In other words, the development of highly sensitive resists using the concept of ultralithography using high power excimer lasers such as KrF (248 nm) or ArF (193 nm) and chemical amplification to dramatically increase sensitivity, At present, the ultra-ultraviolet ultra-fine processing technology using KrF and ArF excimer laser light sources and using a highly sensitive chemical amplification resist (CAR) material has been mass-produced. In addition, an immersion technique in which a high refractive index medium is combined with an ArF light source for a semiconductor circuit pattern of 50 nm or less is being actively researched.

KrF 엑시머 레이져 리소그래피는 Deep UV를 광원으로 사용하는 화학증폭형(chemicallyamplified) 리소그래피법으로서 양자 수율이 100% 보다 큰 포토레지스트를 의미하며, protecting-deprotecing 반응이라고도 한다. 화학증폭형 포토레지스트의 작용 기작은, 엑시머 레이져 노광에 의해 PAG로부터 발생된 산이 확산하며 이후 이어지는 post exposure bake(PEB) 과정에서 proecting group을 deprotecting 시키는 반응을 통해 보호기가 수산화기로 치환된다. 치환된 수산화기는 약 알칼리 용액인 현상액에 대한 상대적 용해도가 높으므로, 현상과정을 거치면 마스크를 통해 노광된 모양대로 패턴모양이 형성되게 된다.KrF excimer laser lithography is a chemically amplified lithography method using deep UV as a light source, which means a photoresist having a quantum yield of more than 100%, also referred to as a protecting-deprotecing reaction. The mechanism of action of the chemically amplified photoresist is that the acid generated from the PAG is diffused by excimer laser exposure, and then the protecting group is replaced with a hydroxyl group through the reaction of deprotecting the proecting group in the subsequent post exposure bake (PEB) process. Since the substituted hydroxyl group has a high relative solubility in a developer which is a weak alkaline solution, a pattern shape is formed in a shape exposed through a mask after developing.

ArF 엑시머 레이져 리소그래피는 KrF(248 nm) 엑시머 레이져를 이용한 이후에 등장한 리소그래피 방법으로 ArF 엑시머 레이져(193nm)를 사용한다. 그러므로 193nm 파장에 대해 흡광도가 낮은 포토레지스트 재료가 필요하다. 일반적으로 ArF 포토레지스트용 고분자가 갖추어야 할 조건들을 살펴보면 투명성, 건식 에칭 내성, 좋은 접착특성 및 전형적인 현상액(TMAH 2.38 wt %)에 현상되어야 한다. 이외에 일반적으로 요구되는 특성으로서, 무결점의 박막 형성, 보관안정성, 기판에 대한 접착력 및 고감도 등이 있다. ArF excimer laser lithography uses ArF excimer laser (193 nm) as a lithography method that emerged after using KrF (248 nm) excimer laser. Therefore, there is a need for a photoresist material with low absorbance for 193 nm wavelength. In general, the conditions for the ArF photoresist polymer should be developed in terms of transparency, dry etching resistance, good adhesion properties and typical developer (TMAH 2.38 wt%). In addition, generally required properties include a defect-free thin film formation, storage stability, adhesion to the substrate and high sensitivity.

한편 ArF immersion 리소그래피는 노광시 렌즈와 포토레지스트가 코팅된 wafer의 간극을 기존의 공기가 아닌 물, 혹은 굴절율이 높은 매질로 채운 상태로 리소그래피가 이루어지는 기술을 말한다. ArF immersion 기술은 최근 32 nm half pitch 구현을 위해 각광받는 기술이며, 현재 40?50 nm half pitch 패턴의 구현이 가능하다. On the other hand, ArF immersion lithography refers to a technique in which lithography is performed by filling a gap between a lens and a photoresist-coated wafer with water or a medium having high refractive index during exposure. ArF immersion technology has recently been in the spotlight for 32 nm half pitch implementations, and currently 40-50 nm half pitch patterns are available.

또한 전자빔 리소그래피기술은 전자선 감광제를 도포한 시료 면에 전자빔을 조사하여 감광제재를 구성하는 고분자를 결합 또는 절단하여 시료 면상에 감광제 패턴을 형성하는 기술로, 1950년대에 주사전자현미경의 기술을 기초로 출발 했으며, 최근에는 반도체소자, 특히 초LSI의 제조라인으로 사용되어있는 축소투영노광장치(스텝퍼)용의 레티클(확대 mask)의 제작에 있어 핵심적인 기술이다.In addition, electron beam lithography is a technique for forming a photoresist pattern on a sample surface by combining or cutting a polymer constituting the photoresist material by irradiating an electron beam to a sample surface coated with an electron beam photosensitive agent. In recent years, it is a key technology in the manufacture of reticle (enlargement mask) for reduction projection exposure apparatus (stepper), which is used as a manufacturing line of semiconductor devices, especially ultra LSI.

전자빔 리소그래피기술의 특징은 높은 안정도를 갖는 전자 광학계와 진공중의 레이저측정에 의해서 빔편향계의 자기교정이 가능하고, 미세패턴 리소그래피가 레이저 측정 분해능에 가까운 정밀도로 가능하며, 웨이퍼 기판상에 직접 리소그래피 함으로써 다른 공정처리에 의해서 형성한 패턴과 연계하여 고정밀도의 미세패턴 형성이 가능하다. 그러나 최소패턴의 형상이나 치수가 이차전자생성, 감광제특성에 의해서 좌우된다.The characteristic of electron beam lithography technology is that the self-calibration of the beam deflection meter is possible by electron optics with high stability and laser measurement in vacuum, and micropattern lithography is possible with precision close to the laser measurement resolution, and directly lithography on the wafer substrate As a result, high-precision fine patterns can be formed in association with patterns formed by other process treatments. However, the shape and dimensions of the minimum pattern depend on the secondary electron generation and the photosensitizer properties.

원자힘현미경(AFM)은 Scanning Probe Microscope(SPM)의 한 종류로써, 뾰족한 탐침(probe)과 시료표면 사이의 인력 또는 척력 등의 상호작용에 필요한 힘을 이용하여 원자수준의 분해능을 가지고 시료표면을 분석할 수 있는 정밀한 측정 장비이다. 최근 AFM은 극미세패턴 형성에 유용한 방법으로 각광을 받고 있는데, 일반적으로 시료의 손상 없이 시료의 표면을 형상화하는데 사용된다. 그러나 시료의 표면이 손상될 정도의 힘을 가하면 시료 표면의 원자나 분자 배열을 조작할 수 있으며, 이러한 기술을 나노리소그래피(Nanolithography)라고 한다. 나노리소그래피를 이용하여 인위적인 나노 구조물을 제작함으로써, 전자밀도나 에너지준위가 같은 물리적인 양들을 나노 차원에서 제어할 수 있다. An atomic force microscope (AFM) is a type of scanning probe microscope (SPM) that uses atomic force, such as the attractive force or repulsive force, between the pointed probe and the sample surface to provide an atomic resolution. It is a precise measuring instrument that can be analyzed. Recently, AFM has been spotlighted as a useful method for forming an ultra fine pattern, and is generally used to shape the surface of a sample without damaging the sample. However, applying a force that damages the surface of the sample can manipulate the arrangement of atoms or molecules on the surface of the sample, a technique called nanolithography. By making artificial nanostructures using nanolithography, physical quantities with the same electron density and energy level can be controlled at the nanoscale.

현재 AFM을 이용한 나노리소그래피 연구 분야에서 레지스트 물질을 이용하여 초미세 패턴을 형성시키는 방법, 수소 Passivation Si-wafer 또는, poly-Si 등의 표면 위에 AFM 팁의 전계에 의한 산화막 형성 패턴을 얻는 방법 등 다양한 방법들이 진행되고 있으며, EFM(electrostatic force microscopy), SCM(scanning capacitance microscopy)와 결합되어 차세대 데이터 축적 분야에 응용할 수 있다는 장점이 있다.In the field of nanolithography research using AFM, a method of forming an ultrafine pattern using a resist material, a method of obtaining an oxide film formation pattern by an electric field of an AFM tip on a surface of hydrogen passivation Si-wafer, or poly-Si, etc. Methods are in progress, and combined with electrostatic force microscopy (EMF) and scanning capacitance microscopy (SCM), they can be applied to next-generation data accumulation.

전술한 미세가공기술 즉, KrF, ArF, AFM, 전자빔 레지스트 또는 포토레지스트에 사용하기 위한 폴리머에 대한 여러 연구 결과 광산발생기를 갖는 폴리머 레지스트가 개발되었으나, 주로 네가티브형 폴리머 레지스트가 보고되었다. 따라서 포지티브형 폴리머 레지스트 개발에 대한 필요성이 제기되고 있다.
Although a number of studies on polymers for use in the aforementioned micromachining techniques, namely KrF, ArF, AFM, electron beam resist or photoresist, have developed polymer resists having photoacid generators, but mainly negative polymer resists have been reported. Therefore, there is a need for developing a positive polymer resist.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 테트라메틸암모늄 하이드록사이드 (tetramethylammonium hydroxide, TMAH)같은 상용화된 용액에서 현상될 수 있으며, 고해상도 갖고, 미세 패턴 형성이 가능한 AFM, KrF, ArF, 전자빔에 사용가능한 고분자 측쇄에 광산발생기가 도입된 포지티브형 폴리머 레지스트를 제공하는 것이다.
The problem to be solved by the present invention can be developed in a commercialized solution such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH), high-resolution, fine pattern can be used for AFM, KrF, ArF, electron beam polymer side chains It is to provide a positive polymer resist in which a photoacid generator is introduced.

본 발명은 하기 화학식 (1) 또는 (2)로 표시되는 반복단위를 포함하는 포지티브형 폴리머 레지스트를 제공한다. The present invention provides a positive polymer resist containing a repeating unit represented by the following formula (1) or (2).

Figure pat00001
...(1)
Figure pat00001
...(One)

Figure pat00002
...(2)
Figure pat00002
...(2)

상기 화학식 (1) 또는 (2)에서,In the above formula (1) or (2),

R1과 R2는 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 20의 사이클릭알킬기, 다이테트라부틸 다이카보네이트 스타이렌 카보네이트 및 락톤기를 포함하는 군중에서 선택되며, R 1 and R 2 are selected from the group comprising hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, ditetrabutyl dicarbonate styrene carbonate and a lactone group,

a + b + c = 1 이고, l + m + n = 1 이다. a + b + c = 1 and l + m + n = 1.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 화학식 (1)의 반복단위를 포함하는 폴리머의 평균 분자량은 3,000 ≤ Mw ≤ 100,000 범위이며, 상기 화학식 (2)의 반복단위를 포함하는 폴리머의 평균 분자량은 10,000 ≤ Mw ≤ 100,000 범위이다. According to one embodiment of the invention, the average molecular weight of the polymer comprising a repeating unit of formula (1) is in the range of 3,000 ≤ M w ≤ 100,000, the average molecular weight of the polymer comprising a repeating unit of the formula (2) is 10,000 ≦ M w ≦ 100,000.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 화학식 (1)의 a, b, c는 0 < a ≤ 0.02, 0 < b ≤ 0.8, 0 < c ≤ 0.1 의 범위를 갖는 것이 바람직하며, 상기 화학식 (2)의 l, m, n은 0 < l ≤ 0.1, 0 < m ≤ 0.7, 0 < n ≤ 0.6 의 범위를 갖는 것이 바람직하다. According to another embodiment of the present invention, it is preferable that a, b, and c in Formula (1) have a range of 0 <a ≤ 0.02, 0 <b ≤ 0.8, 0 <c ≤ 0.1, and ), M, n preferably have a range of 0 <l ≦ 0.1, 0 <m ≦ 0.7, 0 <n ≦ 0.6.

본 발명에 따라 합성된 폴리머들은 THF, DMF, 사이클로헥사논, PEGMEA 및 TMAH에 잘 녹으며, 그 정도는 모노머의 조성 분포에 따라 다르다The polymers synthesized according to the present invention are well soluble in THF, DMF, cyclohexanone, PEGMEA and TMAH, depending on the composition distribution of the monomers.

본 발명에 따른 각각의 폴리머 분자들은 KrF, ArF, AFM 또는 전자빔 레지스트로 사용될 수 있다. Each polymer molecule according to the invention can be used as KrF, ArF, AFM or electron beam resist.

또한 본 발명은 하기 반응식 (1) 또는 (2)에 따라 하기 화학식 (1) 또는 (2)의 반복단위를 포함하는 포지티브형 폴리머 레지스트를 제조하는 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing a positive polymer resist comprising a repeating unit of the following formula (1) or (2) according to the following scheme (1) or (2).

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
…(1)
Figure pat00004
... (One)

[반응식 2]Scheme 2

Figure pat00005
Figure pat00005

Figure pat00006
…(2)
Figure pat00006
... (2)

상기 반응식 (1) 또는 (2)에서, In Scheme (1) or (2) above,

R1과 R2는 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 20의 사이클릭알킬기, 다이테트라부틸 다이카보네이트 스타이렌 카보네이트 및 락톤기를 포함하는 군중에서 선택되며, R 1 and R 2 are selected from the group comprising hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, ditetrabutyl dicarbonate styrene carbonate and a lactone group,

AIBN은 아조비스이소부틸로니트릴이고, THF는 테트라하이드로퓨란이며,AIBN is azobisisobutylonitrile, THF is tetrahydrofuran,

a + b + c = 1 및 l + m + n = 1 이다.
a + b + c = 1 and l + m + n = 1.

본 발명에 따른 폴리머 레지스트는 AFM, KrF, ArF 리소그래피 레지스트 또는 전자빔 레지스트에도 적용할 수 있는 포지티브형 폴리머 레지스트라는 점에서 매우 유용하다. 구체적으로 반도체 직접회로 장치, TFT-LCD 등 반도체 관련 제조 공정에서 소자의 고집적화를 위해선 노광 공정에서의 미세 선폭을 요구하게 되는데, 본 발명에 따른 폴리머 레지스트는 고해상도 극미세선폭을 구현할 수 있다. 특히 본 발명에 따른 포지티브형 폴리머 레지스트는 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH)와 같은 상용화된 현상액에서 현상력이 우수하기 때문에 현재 공정에 적용할 수 있다는 장점이 있다. The polymer resist according to the present invention is very useful in that it is a positive polymer resist that can be applied to AFM, KrF, ArF lithography resist or electron beam resist. Specifically, in order to achieve high integration of devices in semiconductor-related manufacturing processes such as semiconductor integrated circuit devices and TFT-LCDs, a fine line width is required in an exposure process, and the polymer resist according to the present invention may realize high resolution ultra fine line width. In particular, the positive polymer resist according to the present invention has an advantage in that it can be applied to the current process because of its excellent developability in a commercial developer such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH).

현재 상용화 되어 현장에서 사용되어 있는 레지스트는 포지티브형을 사용하고 있으며, 공정 라인이 포지티브 레지스트에 맞춰져 있음으로 만약, 본 발명의 레지스트를 상용화 한다면 기존 공정을 그대로 적용할 수 있다.
The resist currently commercialized and used in the field uses a positive type, and since the process line is aligned with the positive resist, if the resist of the present invention is commercialized, the existing process may be applied as it is.

도 1은 실시예 1에서 합성된 삼원공중합체 화합물의 1H-NMR 분석결과를 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1에서 합성된 삼원공중합체 화합물의 TGA 그래프이다.
도 3은 실시예 1에서 합성된 삼원공중합체 화합물의 DSC 분석 그래프이다.
도 4는 실시예 2에서 합성된 삼원공중합체 화합물의 1H-NMR 분석결과를 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 2에서 합성된 삼원공중합체 화합물의 TGA 그래프이다.
도 6은 실시예 2에서 합성된 삼원공중합체 화합물의 DSC 분석 그래프이다.
도 7은 실시예 3에서 합성된 삼원공중합체 화합물의 1H-NMR 분석결과를 나타낸 것이다.
도 8은 실시예 3에서 합성된 삼원공중합체 화합물의 TGA 그래프이다.
도 9는 실시예 3에서 합성된 삼원공중합체 화합물의 DSC 분석 그래프이다.
도 10은 실시예 4에서 합성된 삼원공중합체 화합물의 1H-NMR 분석결과를 나타낸 것이다.
도 11은 실시예 4에서 합성된 삼원공중합체 화합물의 TGA 그래프이다.
도 12는 실시예 4에서 합성된 삼원공중합체 화합물의 DSC 분석 그래프이다.
도 13은 본 발명에 따른 폴리머 레지스트를 이용한 KrF 측정 결과를 보여주는 이미지이다.
Figure 1 shows the 1 H-NMR analysis of the terpolymer compound synthesized in Example 1.
2 is a TGA graph of the terpolymer compound synthesized in Example 1. FIG.
3 is a DSC analysis graph of the terpolymer compound synthesized in Example 1. FIG.
Figure 4 shows the 1 H-NMR analysis of the terpolymer compound synthesized in Example 2.
5 is a TGA graph of the terpolymer compound synthesized in Example 2. FIG.
6 is a DSC analysis graph of the terpolymer compound synthesized in Example 2. FIG.
Figure 7 shows the 1 H-NMR analysis of the terpolymer compound synthesized in Example 3.
8 is a TGA graph of the terpolymer compound synthesized in Example 3. FIG.
9 is a DSC analysis graph of the terpolymer compound synthesized in Example 3. FIG.
Figure 10 shows the 1 H-NMR analysis of the terpolymer compound synthesized in Example 4.
11 is a TGA graph of the terpolymer compound synthesized in Example 4. FIG.
12 is a DSC analysis graph of the terpolymer compound synthesized in Example 4. FIG.
13 is an image showing a KrF measurement result using a polymer resist according to the present invention.

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

본 발명에 따른 폴리머는 고해상도 극미세선폭의 구현이 가능하면서도 상용화된 현상액에서 현상이 가능하기 때문에 실제 대량 생산 공정에 적용가능성이 높다는 점에서 매우 특성이 우수한 포지티브형 폴리머 레지스트를 제공한다. The polymer according to the present invention provides a positive polymer resist having excellent characteristics in that it is highly applicable to the actual mass production process because it is possible to realize high resolution ultra fine wire width and develop in a commercial developer.

일반적으로 술포늄 염은 폴리머 중합에 있어서 광산개시제 또는 라디칼 광개시제로 사용되거나 유기화합물의 탈보호화 반응을 진행하는데 산촉매 발생제로 사용된다. 특정영역의 자외선 빛에 감응하여 양이온 광산개시제를 발생시키는 술포늄 염은 종래의 라디칼 경화에서 얻을 수 없는 여러 가지 종류의 용도가 개발되어 왔다. In general, sulfonium salts are used as photoinitiators or radical photoinitiators in polymer polymerization, or as acid catalyst generators for deprotection of organic compounds. Sulfonium salts, which generate cationic photoinitiators in response to ultraviolet light in a specific region, have been developed for various kinds of applications that cannot be obtained from conventional radical curing.

본 발명자는 플루오로알킬술폰늄염의 광산발생기가 치환된 화합물과 이를 중합한 공중합체의 플루오로알킬술폰늄염이 치환된 광산발생기가 측쇄에 도입된 공중합체가 유기용매에 대한 용해성이 우수하며, 술포늄염의 우수한 광중합능을 갖는다는 사실을 발견하고, 플루오로알킬술포늄염이 치환된 광산발생기가 측쇄에 도입된 폴리머 레지스트를 개발하여 발표한 바 있다. (특허등록 10-0637450호) 이후 연구를 계속하여 모노머를 추가로 도입하였으며, 이에 따라 가장 많이 사용되는 현상액인 2.38 % 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH) 용액에서 현상이 가능하게 되었다. The present inventors have excellent solubility in organic solvents in which the compound in which the photoacid generator of the fluoroalkylsulfonium salt is substituted and the copolymer in which the photoacid generator in which the fluoroalkylsulfonium salt of the copolymer is polymerized is introduced into the side chain thereof, After discovering the excellent photopolymerization ability of the phosphium salt, the inventors have developed and published a polymer resist having a photoacid generator substituted with a fluoroalkylsulfonium salt introduced into the side chain. (Patent Registration No. 10-0637450) After further research, the monomer was further introduced, and thus development was possible in the 2.38% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution, which is the most used developer.

본 발명에 따른 포지티브형 폴리머 레지스트는 하기 세 가지의 모노머가 중합되어 이루어진 것이다. In the positive polymer resist according to the present invention, the following three monomers are polymerized.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00007
Figure pat00007

Figure pat00008
…(1)
Figure pat00008
... (One)

[반응식 2]Scheme 2

Figure pat00009
Figure pat00009

Figure pat00010
…(2)
Figure pat00010
... (2)

상기 반응식 (1) 또는 (2)에서,In Scheme (1) or (2) above,

R1과 R2는 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 20의 사이클릭알킬기, 다이테트라부틸 다이카보네이트 스타이렌 카보네이트 및 락톤기를 포함하는 군중에서 선택되며, R 1 and R 2 are selected from the group comprising hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, ditetrabutyl dicarbonate styrene carbonate and a lactone group,

AIBN은 아조비스이소부틸로니트릴이고, THF는 테트라하이드로퓨란이며, AIBN is azobisisobutylonitrile, THF is tetrahydrofuran,

a + b + c = 1 이고, l + m + n = 1 이다. a + b + c = 1 and l + m + n = 1.

본 발명에 따른 폴리머의 경우, 상기 화학식 (1)의 반복단위를 포함하는 폴리머의 평균 분자량은 3,000 ≤ Mw ≤ 100,000 범위이며, 상기 화학식 (2)의 반복단위를 포함하는 폴리머의 평균 분자량은 10,000 ≤ Mw ≤ 100,000 범위가 바람직한데, 이 범위에 속하는 분자량을 갖는 폴리머가 리소그래피 공정시 용매에 대한 용해도가 우수하다기 때문이다. In the case of the polymer according to the present invention, the average molecular weight of the polymer including the repeating unit of formula (1) is in the range of 3,000 ≦ M w ≦ 100,000, and the average molecular weight of the polymer comprising the repeating unit of the formula (2) is 10,000 A range of ≦ M w ≦ 100,000 is preferred because polymers having molecular weights in this range have good solubility in solvents in the lithographic process.

본 발명에서 상기 화학식 (1)의 a, b, c는 0 < a ≤ 0.02, 0 < b ≤ 0.8, 0 < c ≤ 0.1 의 범위를 갖는 것이 바람직하며, 상기 화학식 (2)의 l, m, n은 0 < l ≤ 0.1, 0 < m ≤ 0.7, 0 < n ≤ 0.6 의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 상기 a와 l의 비율에 따라 용해도의 특성을 조절하며, c와 n의 비율에 따라 포지티브 특성을 조절한다. 또한 b와 m의 비율로 기판과의 접착 능력을 조절한다. 따라서 각 구조의 조성비에 의해 용해도 특성 변화 및 포지티브 특성을 나타낸다.In the present invention, it is preferable that a, b, and c of Formula (1) have a range of 0 <a ≦ 0.02, 0 <b ≦ 0.8, 0 <c ≦ 0.1, and l, m, of Formula (2) n preferably has a range of 0 <l ≦ 0.1, 0 <m ≦ 0.7, 0 <n ≦ 0.6. In the present invention, the solubility characteristics are adjusted according to the ratio of a and l, and the positive characteristics are adjusted according to the ratio of c and n. In addition, the ratio of adhesion with the substrate is controlled by the ratio of b and m. Therefore, the solubility characteristic change and the positive characteristic are shown by the composition ratio of each structure.

본 발명에 따른 폴리머에서 각 모노머는 다른 역할을 수행한다. 구체적으로, 모노머 (x)는 TMAH 현상액에 용해될 수 있도록 하는 기능을 하며, 모노머 (y)는 표면에 대한 접착성(adhesion)을 좋게 하고, 모노머 (z)는 광산발생기로서 작용한다. 따라서 이들의 적절한 배합만이 고해상도 미세선폭 구현이 가능하면서 상용화된 현상액에서 현상이 가능한 폴리머 레지스트가 될 수 있도록 한다.
In the polymer according to the invention each monomer plays a different role. Specifically, the monomer (x) functions to be dissolved in the TMAH developer, the monomer (y) improves adhesion to the surface, and the monomer (z) acts as a photoacid generator. Therefore, only an appropriate combination of these can be a polymer resist that can be developed in a commercial developer while enabling high resolution fine line width.

본 발명을 다음의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하겠으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are intended to aid the understanding of the present invention and should not be construed as being limited thereto.

본 발명에서 사용한 모노머 메타크릴산(methacrylic acid, MAA), 글리시딜메타크릴레이트(glycidyl methacrylate, GMA), 에틸아다만틸 메타크릴레이트 (ethyladamantyl methacrylate, EAMA)및 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate, MAA)은 알드리치사로부터 구입하여 사용하였고, 트리페닐설포늄염 메타크릴레이트(triphenylsulfonium salt methacrylate, TPSMA)는 합성하여 사용하였다. 아조비스이소부틸로니트릴(a, a'-azobisisobutylronitrile, AIBN) 과 테트라하이드로퓨란(THF)는 Aldrich로부터 구입하였다. AIBN은 재결정하여 사용하였으며, THF와 사이클로헥사논은 정제하여 사용하였다.
Monomer methacrylic acid (MAA), glycidyl methacrylate (GMA), ethyl adamantyl methacrylate (ethyladamantyl methacrylate, EAMA) and methyl methacrylate (methyl methacrylate, used in the present invention) MAA) was purchased from Aldrich, and triphenylsulfonium salt methacrylate (TPSMA) was synthesized and used. Azobisisobutylonitrile (a, a'-azobisisobutylronitrile, AIBN) and tetrahydrofuran (THF) were purchased from Aldrich. AIBN was recrystallized and THF and cyclohexanone were used after purification.

실시예Example 1:  One: 트리페닐설포륨염Triphenylsulfolium salt 메타크릴레이트(TPSMA)의Of methacrylate (TPSMA) 합성 synthesis

본 발명의 구성 모노머 중의 하나인 트리페닐설포륨염 메타크릴레이트(TPSMA)는 다음의 화학식 (2)로 표시되며 하기 <반응식 3>에 따라 아크릴로 페닐, 디페닐 술폭사이드 및 트리플릭 언하이드라이드를 메틸렌클로라이드를 용매로 사용하여 실온보다 낮은 온도에서 반응을 수행하였다.Triphenylsulfolium salt methacrylate (TPSMA), which is one of the constituent monomers of the present invention, is represented by the following Chemical Formula (2), and acrylophenyl, diphenyl sulfoxide and triple anhydride are represented by the following <Reaction Scheme 3>. The reaction was carried out at a temperature lower than room temperature using methylene chloride as a solvent.

<반응식 3><Reaction Scheme 3>

Figure pat00011
Figure pat00011

TPSMA 단량체의 합성공정은 본 발명자의 선행특허인 한국특허등록 제10-0637450호에 기재되어 있다.
Synthesis of the TPSMA monomer is described in Korean Patent Registration No. 10-0637450, which is the prior patent of the present inventors.

실시예Example 2-1: 중합체  2-1: polymer polypoly (( MAAMAA -- MMAMMA -- TPSMATPSMA ) (1)의 합성Synthesis of 1

본 발명에 따른 폴리머 (1)을 하기 과정에 따라 합성하였다. 이구 둥근바닥 100 mL 플라스크에 냉각기를 장착하고 아르곤 가스를 채운 후 메타아크릴산 (0.51 g, 5.88 mmol), 메틸 메타아크릴레이트 (4.71 g, 47.08 mmol)을 테트라하이드로퓨란 10 mL에 녹인다. 테트라하이드로퓨란에 녹인 트리페닐술포늄염 메타아크릴레이트 (3.0 g, 5.88 mmol)을 반응용기에 첨가한다. 위 반응물에 반응 개시제 AIBN 2 mol % (0.2 g)을 테트라하이드로퓨란 5 mL에 녹여 적가 하고 65 ℃에서 24 시간 반응시킨다. 반응 혼합물을 실온까지 식힌 후 반응침전물을 거른다. 걸러진 침전물을 테트라하이드로퓨란으로 녹인 후 이소프로필알콜과 핵산 (6: 1) 혼합용매에 침전 시킨다. 생성된 화합물을 48시간 진공 건조 시켜 poly(MAA-MMA-TPSMA) (1)를 80 % 이상의 수율로 합성 하였다. Polymer (1) according to the present invention was synthesized according to the following procedure. A two-neck round bottom 100 mL flask was equipped with a cooler, filled with argon gas and dissolved in methacrylic acid (0.51 g, 5.88 mmol) and methyl methacrylate (4.71 g, 47.08 mmol) in 10 mL tetrahydrofuran. Triphenylsulfonium salt methacrylate (3.0 g, 5.88 mmol) dissolved in tetrahydrofuran is added to the reaction vessel. 2 mol% (0.2 g) of the reaction initiator AIBN (0.2 g) was added dropwise to 5 mL of tetrahydrofuran and reacted at 65 ° C. for 24 hours. The reaction mixture is cooled to room temperature and the reaction precipitate is filtered off. The filtered precipitate is dissolved with tetrahydrofuran and precipitated in a mixed solvent of isopropyl alcohol and nucleic acid (6: 1). The resulting compound was vacuum dried for 48 hours to synthesize poly (MAA-MMA-TPSMA) (1) in a yield of 80% or more.

합성된 폴리머의 실질적인 모노머 비율은 1H-NMR의 적분비로 계산하였으며 평균 분자량(Mw)는 12,000이었다.The actual monomer ratio of the synthesized polymer was calculated by the integral ratio of 1 H-NMR and the average molecular weight (M w ) was 12,000.

상기 실험에서 얻어진 폴리머를 1H-NMR로 확인하고 열 안정성을 TGA(thermal gravimetric analysis), DSC (differential scanning calorimetry)로 분석하여 그 결과를 도 1, 2 및 3에 나타내었다.
The polymer obtained in the experiment was confirmed by 1 H-NMR, and thermal stability was analyzed by thermal gravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), and the results are shown in FIGS. 1, 2, and 3.

실시예Example 2-2: 중합체  2-2: polymer polypoly (( MAAMAA xx -  - MMAMMA yy -  - TPSMATPSMA zz ) (2)의 합성Synthesis of 2

본 발명에 따른 폴리머 (2)를 하기 과정에 따라 합성하였다. 이구 둥근바닥 100 mL 플라스크에 냉각기를 장착하고 아르곤 가스를 채운 후 메타아크릴산 (1.52 g, 17.64 mmol), 메틸 메타아크릴레이트 (3.53 g, 35.28 mmol)을 테트라하이드로퓨란 10 mL에 녹인다. 테트라하이드로퓨란에 녹인 트리페닐술포늄염 메타아크릴레이트 (3.0 g, 5.88 mmol)을 반응용기에 첨가한다. Polymer (2) according to the present invention was synthesized according to the following procedure. A two-neck round bottom 100 mL flask was equipped with a cooler, filled with argon gas and dissolved in methacrylic acid (1.52 g, 17.64 mmol) and methyl methacrylate (3.53 g, 35.28 mmol) in 10 mL tetrahydrofuran. Triphenylsulfonium salt methacrylate (3.0 g, 5.88 mmol) dissolved in tetrahydrofuran is added to the reaction vessel.

위 반응물에 반응 개시제 AIBN 2 mol % (0.2 g)을 테트라하이드로퓨란 5 mL에 녹여 적가 하고 65℃에서 24 시간 반응시킨다. 반응 혼합물을 실온까지 식힌 후 반응침전물을 거른다. 걸러진 침전물을 테트라하이드로퓨란으로 녹인 후 이소프로필알콜과 핵산 (9:1) 혼합용매에 침전시킨다. 생성된 화합물을 48시간 진공 건조시켜 poly(MAA-MMA-TPSMA) (2)를 80 % 이상의 수율로 합성하였다. 2 mol% (0.2 g) of the reaction initiator AIBN was added dropwise to 5 mL of tetrahydrofuran and reacted at 65 ° C. for 24 hours. The reaction mixture is cooled to room temperature and the reaction precipitate is filtered off. The filtered precipitate is dissolved with tetrahydrofuran and precipitated in a mixed solvent of isopropyl alcohol and nucleic acid (9: 1). The resulting compound was vacuum dried for 48 hours to synthesize poly (MAA-MMA-TPSMA) (2) in a yield of 80% or more.

합성된 폴리머의 실질적인 모노머 비율은 1H-NMR의 적분비로 계산하였으며 평균 분자량(Mw)는12,000이었다. The actual monomer ratio of the synthesized polymer was calculated by the integral ratio of 1 H-NMR and the average molecular weight (M w ) was 12,000.

상기 실험에서 얻어진 폴리머를 1H-NMR로 확인하고, 열 안정성을 TGA(thermal gravimetric analysis), DSC (differential scanning calorimetry)로 분석하여 그 결과를 도 4, 5 및 6에 나타내었다.
The polymer obtained in the experiment was confirmed by 1 H-NMR, and thermal stability was analyzed by thermal gravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), and the results are shown in FIGS. 4, 5, and 6.

실시예Example 2-3: 중합체  2-3: polymer polypoly (( EAMAEAMA -- MMAMMA -- TPSMATPSMA ) (3)의 합성Synthesis of 3

본 발명에 따른 폴리머 (3)를 하기 과정에 따라 합성하였다. 이구 둥근바닥 100 mL 플라스크에 냉각기를 장착하고 아르곤 가스를 채운 후 에틸아다만틸 메타아크릴레이트 (4.38 g, 17.64 mmol), 메틸 메타아크릴레이트 (3.53 g, 35.28 mmol)을 테트라하이드로퓨란 10 mL에 녹인다. 테트라하이드로퓨란에 녹인 트리페닐술포늄염 메타아크릴레이트 (3.0 g, 5.88 mmol)을 반응용기에 첨가한다. Polymer (3) according to the present invention was synthesized according to the following procedure. Equipped with a cooler in a two-necked round bottom 100 mL flask, filled with argon gas, dissolve ethyladamantyl methacrylate (4.38 g, 17.64 mmol) and methyl methacrylate (3.53 g, 35.28 mmol) in 10 mL tetrahydrofuran. . Triphenylsulfonium salt methacrylate (3.0 g, 5.88 mmol) dissolved in tetrahydrofuran is added to the reaction vessel.

위 반응물에 반응 개시제 AIBN 4 mol % (0.39 g)을 테트라하이드로퓨란 5 mL에 녹여 적가 하고 65℃에서 24 시간 반응시킨다. 반응 혼합물을 실온까지 식힌 후 반응침전물을 거른다. 걸러진 침전물을 테트라하이드로퓨란으로 녹인 후 이소프로필알콜과 핵산 (8 : 2) 혼합용매에 침전시킨다. 생성된 화합물을 48시간 진공 건조시켜 poly(EAMA-MMA-TPSMA) (3)를 80 % 이상의 수율로 합성하였다. 4 mol% (0.39 g) of the reaction initiator AIBN was added dropwise to 5 mL of tetrahydrofuran and reacted at 65 ° C. for 24 hours. The reaction mixture is cooled to room temperature and the reaction precipitate is filtered off. The filtered precipitate is dissolved in tetrahydrofuran and precipitated in a mixed solvent of isopropyl alcohol and nucleic acid (8: 2). The resulting compound was vacuum dried for 48 hours to synthesize poly (EAMA-MMA-TPSMA) (3) in a yield of 80% or more.

합성된 폴리머의 실질적인 모노머 비율은 1H-NMR의 적분비로 계산하였으며 평균 분자량(Mw)는 5,500이었다.The actual monomer ratio of the synthesized polymer was calculated by the integral ratio of 1 H-NMR and the average molecular weight (M w ) was 5,500.

상기 실험에서 얻어진 폴리머를 1H-NMR로 확인하고, 열 안정성을 TGA(thermal gravimetric analysis), DSC (differential scanning calorimetry)로 분석하여 그 결과를 도 7, 8 및 9에 나타내었다.
The polymer obtained in the experiment was confirmed by 1 H-NMR, and thermal stability was analyzed by thermal gravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), and the results are shown in FIGS. 7, 8, and 9.

실시예Example 2-4: 중합체  2-4: polymer polypoly (( EAMAEAMA xx -- MMAMMA yy -- TPSMATPSMA zz ) (4)의 합성Synthesis of 4

본 발명에 따른 폴리머 (4)를 하기 과정에 따라 합성하였다. 이구 둥근바닥 100 mL 플라스크에 냉각기를 장착하고 아르곤 가스를 채운 후 에틸아다만틸 메타아크릴레이트 (4.38 g, 17.64 mmol), 메틸 메타아크릴레이트 (3.53 g, 35.28 mmol)을 테트라하이드로퓨란 10 mL에 녹인다. 테트라하이드로퓨란에 녹인 트리페닐술포늄염 메타아크릴레이트 (3.0 g, 5.88 mmol)을 반응용기에 첨가한다. The polymer (4) according to the present invention was synthesized according to the following procedure. Equipped with a cooler in a two-necked round bottom 100 mL flask, filled with argon gas, dissolve ethyladamantyl methacrylate (4.38 g, 17.64 mmol) and methyl methacrylate (3.53 g, 35.28 mmol) in 10 mL tetrahydrofuran. . Triphenylsulfonium salt methacrylate (3.0 g, 5.88 mmol) dissolved in tetrahydrofuran is added to the reaction vessel.

위 반응물에 반응 개시제 AIBN 4 mol % (0.39 g)을 테트라하이드로퓨란 5 mL에 녹여 적가 하고 65℃에서 24 시간 반응시킨다. 반응 혼합물을 실온까지 식힌 후 반응침전물을 거른다. 걸러진 침전물을 테트라하이드로퓨란으로 녹인 후 이소프로필알콜과 핵산 (9: 1) 혼합용매에 침전시킨다. 생성된 화합물을 48시간 진공 건조시켜 poly(EAMA-MMA-TPSMA) (3)를 80 % 이상의 수율로 합성하였다. 4 mol% (0.39 g) of the reaction initiator AIBN was added dropwise to 5 mL of tetrahydrofuran and reacted at 65 ° C. for 24 hours. The reaction mixture is cooled to room temperature and the reaction precipitate is filtered off. The filtered precipitate is dissolved in tetrahydrofuran and precipitated in a mixed solvent of isopropyl alcohol and nucleic acid (9: 1). The resulting compound was vacuum dried for 48 hours to synthesize poly (EAMA-MMA-TPSMA) (3) in a yield of 80% or more.

합성된 폴리머의 실질적인 모노머 비율은 1H-NMR의 적분비로 분석한 결과 a: b: c = 0.3: 0.57: 0.13로 존재하였으며, 평균 분자량(Mw)는 10,000이었다.The actual monomer ratio of the synthesized polymer was found to be a: b: c = 0.3: 0.57: 0.13 as analyzed by the integral ratio of 1 H-NMR, and the average molecular weight (M w ) was 10,000.

상기 실험에서 얻어진 폴리머를 1H-NMR로 확인하고, 열 안정성을 TGA(thermal gravimetric analysis), DSC (differential scanning calorimetry)로 분석하여 그 결과를 도 10, 11 및 12에 나타내었다.
The polymer obtained in the experiment was confirmed by 1 H-NMR, and thermal stability was analyzed by thermal gravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), and the results are shown in FIGS. 10, 11, and 12.

시험예Test Example 1:  One: 레지스트Resist 테스트 Test

상기 실시예 3에서 제조한 폴리머 레지스트를 이용하여 하기 실험을 진행하였다. 광산발생제를 포함하는 폴리머 레지스트의 케스팅 용매는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (Propylene glycol monomethyl ether Acetate, PGMEA)를 사용하였다. 10 중량 %의 레지스트 용액을 만들어 0.1 μm 필터를 이용하여 필터링 후 사용하였으며, 실리콘 웨이퍼 위에 500 rpm (5 sec)과 4000 rpm (40 sec) 속도로 스핀코팅하였다. 코팅한 웨이퍼를 100 ℃에서 30초 동안 상태에서 용매를 제거한 후 KrF에 노광시켰다. 80 ℃에서 60초 동안 PEB(post exposed bake) 처리 후 2.38 % 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(tetramethylammonium hydroxide, TMAH)에 60 초 동안 현상한 후 정제수로 씻었다. The following experiment was conducted using the polymer resist prepared in Example 3. As the casting solvent of the polymer resist including the photoacid generator, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was used. A 10 wt% resist solution was prepared and filtered using a 0.1 μm filter, and spin-coated on a silicon wafer at 500 rpm (5 sec) and 4000 rpm (40 sec). The coated wafer was exposed to KrF after removing the solvent in a state at 100 ° C. for 30 seconds. After PEB (post exposed bake) treatment for 80 seconds at 80 ℃ developed in 2.38% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) for 60 seconds and washed with purified water.

본 발명의 폴리머 레지스트를 이용한 KrF 리소그래피 결과를 도 13에 나타내었다. 테스트 조건은 다음과 같다. KrF lithography results using the polymer resist of the present invention are shown in FIG. 13. The test conditions are as follows.

- 코팅 용액: 10% PGMEACoating solution: 10% PGMEA

- 코팅 조건: 500 rpm (5초) 3000 rpm (40초)Coating conditions: 500 rpm (5 seconds) 3000 rpm (40 seconds)

- 소프트 베이킹: 100 ℃, 30초Soft baking: 100 ° C., 30 seconds

- UV 조사: 10초UV irradiation: 10 seconds

- PEB 공정: 80 ℃, 60초PEB process: 80 ° C., 60 seconds

- 현상 : 2.38% TMAH (60초), 증류수 (20초), N2 건조Development: 2.38% TMAH (60 seconds), distilled water (20 seconds), N 2 drying

- 필름 두께: 200 nm
Film thickness: 200 nm

도 13의 KrF 측정 결과에서 보여지는 바와 같이, TMAH 현상액에서 본 실시 예에 따른 폴리머 레지스트를 사용한 결과 미세하고 선명한 선폭을 갖는 리소그래피 패턴을 형성할 수 있음을 확인하였다.As shown in the KrF measurement results of FIG. 13, it was confirmed that a lithography pattern having a fine and sharp line width was formed in the TMAH developer using the polymer resist according to the present embodiment.

Claims (8)

하기 화학식 (1) 또는 (2)의 반복단위를 포함하는 포지티브형 폴리머 레지스트:
Figure pat00012
...(1)
Figure pat00013
...(2)
상기 화학식 (1) 또는 (2)에서,
R1과 R2는 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 20의 사이클릭알킬기, 다이테트라부틸 다이카보네이트 스타이렌 카보네이트 및 락톤기를 포함하는 군중에서 선택되며,
a + b + c = 1 이고, l + m + n = 1 이다.
Positive polymer resists comprising repeating units of formula (1) or (2):
Figure pat00012
...(One)
Figure pat00013
...(2)
In the above formula (1) or (2),
R 1 and R 2 are selected from the group comprising hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, ditetrabutyl dicarbonate styrene carbonate and a lactone group,
a + b + c = 1 and l + m + n = 1.
제1항에 있어서,
상기 화학식 (1)의 평균분자량은 3,000 ≤ Mw ≤ 100,000 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 포지티브형 폴리머 레지스트.
The method of claim 1,
Positive polymer resist, characterized in that the average molecular weight of the formula (1) has a range of 3,000 ≤ M w ≤ 100,000.
제1항에 있어서,
상기 화학식 (2)의 평균분자량은 10,000 ≤ Mw ≤ 100,000 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 포지티브형 폴리머 레지스트
The method of claim 1,
Positive polymer resist, characterized in that the average molecular weight of the formula (2) has a range of 10,000 ≤ M w ≤ 100,000
제1항에 있어서,
상기 a, b, c는 0 < a ≤ 0.02, 0 < b ≤ 0.8, 0 < c ≤ 0.1 이고, l, m, n은 0 < l ≤ 0.1, 0 < m ≤ 0.7, 0 < n ≤ 0.6 인 것을 특징으로 하는 포지티브형 폴리머 레지스트.
The method of claim 1,
A, b, c are 0 <a ≤ 0.02, 0 <b ≤ 0.8, 0 <c ≤ 0.1, l, m, n is 0 <l ≤ 0.1, 0 <m ≤ 0.7, 0 <n ≤ 0.6 A positive polymer resist, characterized in that.
제1항에 있어서,
KrF, ArF, AFM, 전자빔 레지스트 또는 포토레지스트로 사용되는 것을 특징으로 하는 포지티브형 폴리머 레지스트.
The method of claim 1,
Positive type polymer resist, which is used as KrF, ArF, AFM, electron beam resist or photoresist.
제1항에 있어서,
테트라메틸암모늄 하이드록사이드(tetramethylammonium hydroxide, TMAH)에서 현상이 가능한 것을 특징으로 하는 포지티브형 폴리머 레지스트.
The method of claim 1,
Positive polymer resist, characterized in that development is possible in tetramethylammonium hydroxide (TMAH).
하기 반응식 (1) 또는 (2)에 따라 하기 화학식 (1) 또는 (2)의 반복단위를 포함하는 포지티브형 폴리머 레지스트를 제조하는 방법:
[반응식 1]
Figure pat00014

Figure pat00015
…(1)
[반응식 2]
Figure pat00016

Figure pat00017
…(2)
상기 반응식(1) 또는 (2)에서,
R1과 R2는 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 20의 사이클릭알킬기, 다이테트라부틸 다이카보네이트 스타이렌 카보네이트 및 락톤기를 포함하는 군중에서 선택되며,
AIBN은 아조비스이소부틸로니트릴이고, THF는 테트라하이드로퓨란이며,
a + b + c = 1 이고, l + m + n = 1 이다.
According to Scheme (1) or (2), a method of preparing a positive polymer resist including repeating units of the following formula (1) or (2):
[Reaction Scheme 1]
Figure pat00014

Figure pat00015
... (One)
[Reaction Scheme 2]
Figure pat00016

Figure pat00017
... (2)
In Reaction Scheme (1) or (2),
R 1 and R 2 are selected from the group comprising hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a cyclic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, ditetrabutyl dicarbonate styrene carbonate and a lactone group,
AIBN is azobisisobutylonitrile, THF is tetrahydrofuran,
a + b + c = 1 and l + m + n = 1.
제7항에 있어서,
상기 a, b, c는 0 < a ≤ 0.02, 0 < b ≤ 0.8, 0 < c ≤ 0.1 이고, l, m, n은 0 < l ≤ 0.1, 0 < m ≤ 0.7, 0 < n ≤ 0.6 인 것을 특징으로 하는 포지티브형 폴리머 레지스트를 제조하는 방법.
The method of claim 7, wherein
A, b, c are 0 <a ≤ 0.02, 0 <b ≤ 0.8, 0 <c ≤ 0.1, l, m, n is 0 <l ≤ 0.1, 0 <m ≤ 0.7, 0 <n ≤ 0.6 A method for producing a positive polymer resist, characterized in that.
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