KR20150028221A - 스핀 온 하드-마스크 재료 - Google Patents

스핀 온 하드-마스크 재료 Download PDF

Info

Publication number
KR20150028221A
KR20150028221A KR20147024194A KR20147024194A KR20150028221A KR 20150028221 A KR20150028221 A KR 20150028221A KR 20147024194 A KR20147024194 A KR 20147024194A KR 20147024194 A KR20147024194 A KR 20147024194A KR 20150028221 A KR20150028221 A KR 20150028221A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sulfonic acids
organic sulfonic
resin
salts
esters
Prior art date
Application number
KR20147024194A
Other languages
English (en)
Inventor
안드레아스 프롬홀트
알렉스 로빈손
제드사다 만얌
Original Assignee
더 유니버시티 오브 버밍험
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더 유니버시티 오브 버밍험 filed Critical 더 유니버시티 오브 버밍험
Publication of KR20150028221A publication Critical patent/KR20150028221A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D161/00—Coating compositions based on condensation polymers of aldehydes or ketones; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D161/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C09D161/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • C09D161/14—Modified phenol-aldehyde condensates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/002—Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
    • B05D1/005—Spin coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C09C1/56—Treatment of carbon black ; Purification
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02115—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material being carbon, e.g. alpha-C, diamond or hydrogen doped carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02118—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer carbon based polymeric organic or inorganic material, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/308—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
    • H01L21/3081—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their composition, e.g. multilayer masks, materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/308—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
    • H01L21/3083—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/3086—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 명세서에는 풀러렌 유도체와 가교제를 가진 스핀-온 하드-마스크 형성용 조성물이 개시 및 청구되어 있다. 또한 하드-마스크를 형성하기 위한 방법이 개시되어 있다.

Description

스핀 온 하드-마스크 재료{SPIN ON HARD-MASK MATERIAL}
본 특허출원의 분야는 반도체 제조를 위한 이미지 형성에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 스핀-온 조성물을 이용한 에칭 마스킹에 관한 것이다.
반도체 소자의 최소 배선폭은 계속 줄어들어 소자 밀도 증가를 가능하게 하고 있다. 이러한 고밀도 패턴화를 이루기 위한 하나의 방법은 포토레지스트 박막을 이용하여 현상시 종횡비가 높은 레지스트 형상부의 패턴 붕괴와 같은 문제를 완화하는 것이다. 상기 문제에 대한 해결할 수 있는 하나의 방법은 해상도, 감도와 에칭 내구성이 높은 플러렌 레지스트를 이용하는 것을 수반한다. 그러나 이러한 레지스트에 의해 얻어지는 종횡비는 5:1만큼 높을 수 있지만, 이용 가능한 레지스트 두께에 의해 전체 에칭 깊이가 크게 제한된다.
다층 하드-마스크 적층체에 의해 에칭된 이미지의 종횡비가 더욱 증가될 수 있다. 이러한 방법은 화학기상증착에 의해 진공증착한 다음, 실리콘 풍부 박막층으로 코팅하는 두꺼운 비정질 탄소를 이용할 수 있다. 그 다음, 실리콘-풍부 층을 패턴화하기에 충분한 포토레지스트 박막을 이용하여; 패턴 붕괴를 방지한다. 한편으로, 상기 실리콘-풍부 층을 하드-마스크로서 사용하여 탄소를 패턴화하여 실리콘 웨이퍼 에칭용 마스크를 제공하기에 적합한 높은 종횡비의 탄소 패턴을 형성한다. 실리콘을 다량의 탄소가 포함된 재료로 대체하고 또한 그 반대로 대체함으로써 다양한 기판의 전체 에칭 선택성을 최적화할 수 있다.
최근에, 기상 증착된 재료들은 스핀-온 에칭 마스크로 대체되어 왔다. 예를 들면, van Delft 등에 의해 J. Vac. Sci. Technol. B, 18(2000) 3419에 보고된 대로, 노볼락-수소화 실세스퀴옥산(HSQ) 2층 적층체를 이용하여 종횡비 20:1의 분리된 40 nm 라인 뿐 아니라 종횡비 3.25:1의 40 nm 반-피치 해상도를 달성하였다. 그러나 하부의 HSQ 층을 불소를 이용하여 에칭하였더니 패턴화된 노볼락 형상부가 팽창하여 파형의 변형이 나타났다.
따라서 변형 없이 불소를 이용한 하부층의 에칭에 대해 내성이 있어 고해상도의 패턴을 형성할 수 있는 스핀-온 하드-마스크 재료가 요구되어 왔다.
본 발명의 과제는 고해상도의 패턴을 형성할 수 있는 스핀-온 하드-마스크 재료를 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 풀러렌 유도체 및 2개 이상의 열 또는 촉매 반응성 기를 갖는 가교제를 포함하는 스핀-온 하드-마스크 형성용 조성물을 제공한다.
도 1은 스핀-온 하드-마스크를 이용하여 고종횡비, 고해상도의 형상부를 제조하기 위한 공정도이다.
도 2는 본 명세서에 기재된 재료들을 이용하여 하드-마스크 막을 형성하고, 상기 막을 가열하여 용매에 침지시킨 결과를 보여주고 있다.
도 3은 도 1에 기재되어 있는 공정에 따라 약 100 nm의 탄소로 에칭된 25 nm 라인과 공간을 보여주고 있다.
도면의 상세한 설명
도 1은 스핀-온 하드-마스크를 이용하여 고종횡비, 고해상도의 형상부를 제조하기 위한 공정도이다. 상기 실시형태에 있어서, 초기 적층체(1)는 스핀-온 하드-마스크, 실리콘 풍부층과 포토레지스트가 코팅되어 있는 기판이다. 리소그래피 단계(2)에서는 상기 포토레지스트를 패턴화한다. 공정(3)에서, 상기 패턴화된 포토레지스트는 실리콘 풍부층에 대한 에칭 마스크로서 제공되며, 한편 상기 실리콘 풍부층은 하부의 스핀-온 하드-마스크 층(4)에 대한 에칭 마스크로서 제공된다. 그 다음, 하드-마스크 층을 기판(5)에 대한 에칭 마스크로서 사용하고, 상기 실리콘 풍부 층을 도시한 바와 같이 에칭하거나 별도의 에칭 단계를 필요로 할 수 있다. 마지막으로, 산소 에칭을 이용하여 스핀-온 하드-마스크(6)를 제거한다. 도 1에 도시된 실시형태는 예시를 위한 일례일 뿐, 제한하고자 하는 것은 아니다. 예를 들어, 실리콘 풍부층 위에 형성된 포토레지스트 대신에 실리콘을 함유한 감광성 조성물을 채용할 수 있다.
도 2는 본 명세서에 기재된 재료들을 이용하여 하드-마스크 막을 형성하고, 상기 막을 가열하여 용매에 침지시킨 결과를 보여주고 있다. 구체적으로, 실시예 2와 실시예 3의 조성물(후술함)을 기판에 스핀 코팅하고 다양한 온도에서 베이킹한다. 이들의 두께를 클로로벤젠:이소프로필 알코올(1:1 w/w) 용액에 침지하기 전후에 비교하였다. 실시예 2의 막의 경우에, 서로 다른 온도에서 베이킹하였지만 용매 침지를 거치지 않은 막(11)의 정규화된 두께를 서로 다른 온도에서 베이킹하였지만 용매 침지를 거친 동일한 막(12)과 비교한다. 실시예 3의 막의 경우에, 서로 다른 온도에서 베이킹하였지만 용매 침지를 거치지 않은 막(13)의 정규화된 두께를 서로 다른 온도에서 베이킹하였지만 용매 침지를 거친 동일한 막(14)과 비교한다.
도 3은 도 1에 기재되어 있는 공정에 따라 약 100 nm의 탄소로 에칭된 25 nm 라인과 공간을 보여주고 있다. 도 3에 나타낸 이미지를 형성하기 위해 이용한 공정에 대한 상세한 내용은 아래에 제공되어 있다.
별도의 표현이 없으면, 본 명세서에서 사용되고 있는 접속사 "및"은 포괄적인 의미로 의도된 것이고 접속사 "또는"은 배타적인 의미를 의도하는 것은 아니다. 예를 들면, 용어 "또는 이와 달리"는 배타적인 의미로 의도된 것이다. 본 명세서에서 사용된 "지환족" 화합물은 지방족이면서 고리형인 유기 화합물이다. 지환족 화합물은 포화 또는 불포화일 수 있지만, 방향족 특성을 갖지 않는 모두 탄소로 이루어진 하나 이상의 고리를 함유할 수 있다. 지환족 화합물에는 지방족 측쇄가 부착되거나 부착되지 않을 수 있다. 본 명세서에서 사용되고 있는 용어 "예시적"은 일례를 들기 위해 사용되는 것으로, 반드시 바람직한 예를 보여주기 위해 사용되는 것은 아니다.
본 명세서에는 일반식(I)으로 표시되는 풀러렌 유도체 및 2개 이상의 열 또는 촉매 반응성 기를 포함하는 가교제를 포함하는 스핀-온 하드-마스크 형성용 조성물이 개시 및 청구되어 있다:
Figure pct00001
상기 식에서, n은 1-6의 정수이고, 풀러렌 내 탄소원자 수 Q는 60, 70, 76, 78, 80, 82 또는 84이고, R1는 에스테르, 알코올, 페놀, 아민, 아미드, 이미드 또는 카르복실산을 포함하는 제1치환기를 나타내고, R2는 수소, 할로겐, C6-C20 아릴기, C1-C20 알킬기, 에스테르, 알코올, 페놀, 아민, 아미드, 이미드 또는 카르복실산을 포함하는 제2치환기를 나타낸다.
또한 본 명세서에는 (a) n이 1-6의 정수이고, 풀러렌 내 탄소원자의 수 Q가 60, 70, 76, 78, 80, 82 또는 84이고, R1이 에스테르, 알코올, 페놀, 아민, 아미드, 이미드 또는 카르복실산을 포함하는 제1치환기를 나타내고, R2가 수소, 할로겐, C6-C20 아릴기, C1-C20 알킬기, 에스테르, 알코올, 페놀, 아민, 아미드, 이미드 또는 카르복실산을 포함하는 제2치환기를 나타내는 일반식(I)으로 표시되는 풀러렌 유도체와; (b) 2개 이상의 열 또는 촉매 반응성 기를 갖는 가교제를 포함하는 조성물을 제공하는 단계; 기판 위에 코팅을 형성하는 단계; 및 상기 코팅을 가교하기에 충분한 온도에서 상기 기판과 코팅을 가열하는 단계를 포함하는, 스핀-온 하드-마스크를 형성하기 위한 방법이 개시 및 청구되어 있다.
또한 본 명세서에는 열산 발생제를 더 포함하는 스핀-온 하드-마스크 형성용 조성물이 개시 및 청구되어 있다.
또한 본 명세서에는 광산 발생제를 더 포함하는 스핀-온 하드-마스크 형성용 조성물이 개시 및 청구되어 있다.
본 명세서에는 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸 락테이트, 아니솔, 톨루엔, 클로로포름, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠, m-디클로로벤젠, p-디클로로벤젠, o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌, 이황화탄소 또는 이들의 조합과 같은 용매를 더 포함하는 스핀-온 하드-마스크 형성용 조성물이 개시 및 청구되어 있다.
일반식(I)은 1-6개의 메타노기를 가진 유도체화 풀러렌 분자를 나타낸다. 풀러렌은 결합 구조가 아닌 케이지 구조를 나타내는 하기 식(II)으로 표시된 C60, C70, C76, C78, C80, C82와 C84를 포함하는 서로 다른 동소체를 가질 수 있다. 일부의 경우, 서로 다른 동소체가 동일한 탄소수를 가질 수 있다.
Figure pct00002
본 명세서에 개시된 요지에 따르면, 풀러렌은 이중결합을 통해 메타노기에 의해 치환되어 3-원 고리를 형성할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 상기 메타노기는 2개의 6-원 고리가 만나는 꼭짓점을 통해 연결되어 하기 식(III)으로 표시된 바와 같은 소위 [6, 6] 브리지를 형성한다(뒤쪽의 탄소는 나타나 있지 않음). 또 다른 실시형태에 있어서, 메타노기에 의한 개환 [6, 5] 치환이 일어나 풀러로이드(fulleroid) 구조를 형성할 수 있다. 그러나 일부의 경우에 개환된 [6, 5] 플러로이드 구조가 가열시 [6, 6] 연결된 풀러렌 구조로 전위될 수 있다. 메타노풀러렌의 합성 기술은 Fukashi 등의 Beilstein J. Org. Chem. (2008), 4, No. 33. doi:10.3762/bjoc.4.33과 Hummelen 등의 Org. Chem. (1995), 60, 532-538과 같은 종래기술에 공지되어 있다.
Figure pct00003
본 명세서에 개시된 요지에 따르면, 상기 가교제는 에폭시드화 페놀 노볼락 수지, 에폭시드화 크레졸 노볼락 수지, 에폭시드화 비스페놀 A 수지, 에폭시드화 비스페놀 노볼락 수지, 알킬롤메틸 멜라민 수지, 알킬롤메틸 글리코루릴 수지, 알킬롤메틸 구아나민 수지, 알킬롤메틸 벤조-구아나민 수지, 글리코실 우레아 수지 또는 이소시아네이트 (알키드) 수지로부터 선택될 수 있다.
적합한 아민계 가교제로는 CYMELTM 300, 301, 303, 350, 370, 380, 1116과 1130과 같은 West Paterson, N.J. 소재의 Cytec사 제 멜라민; CYMELTM 1123과 1125와 같은 벤조구아나민 수지; 글리코루릴 수지 CYMELTM 1170, 1171과 1172; 및 West Paterson, N.J. 소재의 Cytec사로부터 구입할 수도 있는 우레아계 수지 BEETLETM 60, 65와 80을 포함한다. 다수의 유사한 아민계 또는 아미도플라스트(amidoplast) 화합물이 다양한 공급업체로부터 시판되고 있다.
에폭시드화 페놀 노볼락 수지와 크레졸 노볼락 수지는 하기 식(IV)으로 표시되는데, 식 중 X는 H, CH3일 수 있고 n은 0-20일 수 있다. 에폭시드화 비스페놀 A 수지의 이상적인 구조는 하기 식(V)으로 표시되는데, 식 중 n은 0-20일 수 있다. 에폭시드화 비스페놀 Z 수지의 이상적인 구조는 하기 식(VI)으로 표시되는데, 식 중 n은 0-20일 수 있다. 유사한 "에폭시드화 비스페놀" 가교제도 고려된다. 예를 들면, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-1-페닐-에탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)헥사플루오로프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)부탄, 비스-(4-히드록시페닐)디페닐메탄, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)-2,2-디클로로에틸렌, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 비스(4-히드록시디페닐)메탄, 2,2-비스(4-히드록시-3-이소프로필-페닐)프로판, 1,3-비스(2-(4-히드록시페닐)-2-프로필)벤젠, 비스(4-히드록시페닐)설폰, 1,4-비스(2-(4-히드록시페닐)-2-프로필)벤젠, 5,5'-(1-메틸에틸리덴)-비스[1,1'-(비스페닐)-2-올]프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸-시클로헥산 및 이들 중 일부와의 조합물의 디글리시딜 에테르를 기재로 하는 수지를 사용할 수 있다.
Figure pct00004
본 명세서에 개시된 요지에 따르면, 적합한 열산 발생제로는 유기 설폰산의 알킬 에스테르, 유기 설폰산의 지환족 에스테르, 유기 설폰산의 아민염, 유기 설폰산의 2-니트로벤질 에스테르, 유기 설폰산의 4-니트로벤질 에스테르, 유기 설폰산의 벤조인 에스테르, 유기 설폰산의 β-히드록시알킬 에스테르, 유기 설폰산의 β-히드록시시클로알킬 에스테르, 유기 설폰산의 트리아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 알킬 디아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 디알킬 아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 트리알킬 설포늄염, 유기 설폰산의 디아릴 요오도늄염, 유기 설폰산의 알킬 아릴 설포늄염 또는 트리스(유기 설포닐)메티드의 암모늄염을 포함할 수 있다.
오늄염은 양이온과 음이온을 포함하고 있다. 오늄염의 예시적인 양이온으로는 트리아릴 설포늄, 알킬 디아릴 설포늄, 디알킬 아릴 설포늄, 트리알킬 설포늄, 디아릴 요오도늄, 알킬 아릴 요오도늄, 디알킬 요오도늄, 트리아릴 셀레노늄, 알킬 디아릴 셀레노늄, 디알킬 아릴 셀레노늄, 트리알킬 셀레노늄을 포함할 수 있다. 오늄염의 양이온은 한정되지 않지만, 구체적인 예로는 트리페닐 설포늄, 트리(p-톨릴)설포늄, 1,4-페닐렌비스(디페닐설포늄)(+2의 전하를 가짐), 디페닐요오도늄과 비스(4-tert-부틸페닐)요오도늄을 포함한다.
또한 오늄염의 음이온은 한정되지 않지만, 예를 들면 할로겐화물, PF6 -, AsF6 -, SbF6 -, SbCl6 -과 BF4 -을 포함한다. 또한 한정되지는 않지만 옥소-산을 기재로 하는 음이온을 사용할 수 있다. 이들 중에는 트리플루오로 메탄 설포네이트, 퍼플루오로 부탄 설포네이트와 퍼플루오로 옥탄 설포네이트와 같은 C1-C10 퍼플루오로알칸 설포네이트, 도데칸 설포네이트, 메탄 설포네이트와 캠퍼 설포네이트와 같은 C1-C18 선형, 분지형 및 지환족 알칸 설포네이트, 톨루엔 설포네이트와 도데실벤젠 설포네이트와 같은 C1-C18 방향족 및 치환된 방향족 설포네이트, 트리플루오로메틸 벤젠 설포네이트, 펜타플루오로 벤젠 설포네이트 등과 같은 C1-C18 불소화 아릴 설포네이트, 벤조에이트, 아세테이트, 클로로아세테이트, 디클로로아세테이트, 트리클로로아세테이트, 트리플루오로아세테이트, 퍼플루오로펜타노에이트, 펜타플루오로프로파노에이트, 퍼플루오로옥타노에이트, 퍼플루오로벤조에이트 등과 같은 C1-C18 카르복실레이트 및 할로겐화 카르복실레이트가 있다. 또한 적합한 음이온으로는 C1-C20 트리스(알칸설포닐)메타니드, 트리스(플루오로알칸설포닐)메타니드 (R3C-), 비스(알칸 설포닐)이미드 및 트리스(트리플루오로메틸설포닐)메타니드, 비스(트리플루오로메틸설포닐)이미드 등과 같은 비스(플루오로알칸설포닐)이미드 (R2N-)을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한 한정되지는 않지만, 옥소-산 음이온은 폴리머에 결합되어 산이 하드-마스크 재료로부터 확산되는 것을 제한할 수 있다. 이들 중에는 폴리(비닐 설포네이트), 폴리(스티렌-4-설포네이트), 폴리(테트라플루오로에틸렌-코-1,1,2,2-테트라플루오로-2-(1,2,2-트리플루오로비닐옥시)에탄설포네이트), 폴리((메트)아크릴산) 등과 같은 폴리머산이 있다. 또한, 설폰화 및 플루오로설폰화 (메트)아크릴 단량체가 여러 폴리머에 혼입될 수 있다. 옥소-산 음이온은 Se, P, As, Sb와 같은 다른 원소를 포함하여 셀레노에이트, 포스포네이트, 아르세노에이트, 스티보네이트 등을 형성할 수 있음은 물론이다. 에스테르형의 열산 발생제는 예를 들면 상술한 옥소-산 음이온들 중 일부를 포함하여 카르복실레이트, 설포네이트, 셀로노에이트, 포스포네이트, 아르세노에이트와 스티보네이트 에스테르를 형성할 수 있다.
또한 한정되지는 않지만, 상기 에스테르-형과 오늄형 열산 발생제는 전자기 방사선을 흡수하는 파장에서 광산 발생제로서 사용될 수 있고 하드-마스크 조성물의 다른 성분들로부터 나오는 전자의 수용체로서 작용할 수 있다. 또한 트리아진-형 광산 발생제를 사용할 수 있다. 적합한 할로겐화 트리아진으로는 할로메틸-s-트리아진을 포함한다. 적합한 할로겐화 트리아진은 예를 들면 2-[1-(3,4-벤조디옥솔릴)]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,2,5-트리아진, 2-[1-(2,3-벤조디옥솔릴)]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[1-(3,4-벤조디옥솔릴)]-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[1-(2,3-벤조디옥솔릴)]-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(2-푸르필에틸리덴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(5-메틸푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(4-메틸푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(3-메틸푸릴)에틸리덴]-4,6-비스-(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(4,5-디메틸푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(5-메톡시푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(4-메톡시푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(3-메톡시푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(4,5-디메톡시-푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(2-(2-푸르필에틸리덴)-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(5-메틸푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(4-메틸푸릴)-에틸리덴]-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(3-메틸푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(4,5-디메톡시푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(5-메톡시푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(4-메톡시푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(3-메톡시푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-[2-(4,5-디메톡시푸릴)에틸리덴]-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2,4,6-트리스-(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2,4,6-트리스-(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시페닐)-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(2-(1-나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(1-나프틸)-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시-1-나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시-1-나프틸)-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-클로로페닐)-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-스티릴-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-스티릴-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시스티릴)-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(3,4,5-트리메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(3,4,5-트리메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(3-클로로-1-페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(3-클로로페닐)-4,6-비스(트리브로모메틸)-1,3,5-트리아진 등을 포함한다. 본 발명에서 유용한 다른 트리아진형 광산 발생제들은 본 명세서에 참고문헌으로 포함된 미국특허 제5,366,846호에 개시되어 있다.
상기 s-트리아진 화합물들은 소정의 메틸-할로메틸-s-트리아진과 소정의 알데히드 또는 알데히드 유도체의 축합반응 생성물이다. 이러한 s-트리아진 화합물들은 미국특허 제3,954,475호와 Wakabayashi 등의 Bulletin of the Chemical Society of Japan, 42, 2924-30 (1969)에 개시되어 있는 과정에 따라 제조할 수 있다.
본 명세서에 개시된 요지에 따르면, 청구된 조성물 중 총 고형분은 적절하게는 1g/l 내지 100 g/l를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 요지에 따르면, 청구된 조성물 중 총 고형분은 더욱 적절하게는 2.5 g/l 내지 75 g/l를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 요지에 따르면, 청구된 조성물 중 총 고형분은 더욱 더 적절하게는 5 g/l 내지 50 g/l를 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 요지에 따르면, 상기 풀러렌 담지량은 적절하게는 조성물 중 총 고형분의 10% 내지 90%를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 요지에 따르면, 상기 가교제의 담지량은 적절하게는 조성물 중 총 고형분의 90% 내지 10%를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 요지에 따르면, 상기 열산 발생제의 담지량은 적절하게는 조성물 중 총 고형분의 0% 내지 40%를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 요지에 따르면, 상기 광산 발생제는 적절하게는 조성물 중 총 고형분의 0% 내지 40%를 포함할 수 있다. 상기 조성물 중 고형분의 모든 백분율은 중량 기준이다.
상기 조성물에는 막 형성 특성을 강화시키기 위한 다른 재료들이 존재할 수 있다. 이들 재료로는 계면활성제, 습윤제, 유동성 조절제, 소포제 등을 포함한다.
본 명세서에 개시된 요지에 따르면, 기재된 조성물 중 어느 하나의 조성물로 형성된 막을 코팅막의 가교를 일으키기에 충분한 온도에서 가열할 수 있다. 열산 발생제의 존재로 인해 가교 발생 온도를 낮출 수 있다. 온도 범위는 예를 들면 80℃ 내지 350℃일 수 있다. 또 다른 온도 범위는 예를 들면 100℃ 내지 250℃일 수 있다. 또 다른 온도 범위는 예를 들면 120℃ 내지 160℃일 수 있다.
본 명세서에 개시된 요지에 따르면, 기재된 조성물 중 어느 하나의 조성물로 형성된 막을 가열 중, 가열 전 또는 주위 온도에서 코팅막의 가교를 일으키기에 충분한 노광량의 전자기 방사선에 노출시킬 수 있다. 광산 발생제의 존재로 인해 가교 발생 온도를 낮출 수 있다. 노광 파장은 예를 들면 광산 발생제의 감도에 따라 190 nm 내지 520 nm일 수 있다. 다른 노광 파장은 예를 들면 광산 발생제의 감도에 따라 225 nm 내지 400 nm일 수 있다. 노광량 범위는 예를 들면 0.1 mJ/cm2-1000 mJ/cm2일 수 있다. 또 다른 노광량 범위는 예를 들면 1 mJ/cm2 내지 500 mJ/cm2일 수 있다. 또 다른 노광량 범위는 예를 들면 10 mJ/cm2 내지 100 mJ/cm2일 수 있다.
한정되지는 않지만, 스프레이 코팅, 블레이드 코팅, 스핀 코팅 또는 이들의 조합에 의해 코팅하는 것이 적절할 수 있다. 스핀 코팅과 관련하여, 예를 들면 스핀 속도 범위는 적절하게는 100 rpm 내지 8000 rpm일 수 있다. 다른 예로서, 스핀 속도 범위는 적절하게는 200 rpm 내지 2000 rpm일 수 있다. 또 다른 예로서, 스핀 속도 범위는 800 rpm 내지 1500 rpm일 수 있다. 스핀 시간 범위는 적절하게는 10초 내지 150초일 수 있다. 상기 방법 중 어느 하나의 방법에 의해 코팅한 기판은 적절하게는 가교 전에 소프트 베이킹할 수 있다. 적합한 소프트 베이킹 온도 범위는 50℃ 내지 150℃일 수 있다.
후술하는 실시예는 예시적일 뿐, 첨부된 청구범위의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 예를 들면, 다양한 기판, 기판 준비 방법, 에칭 화학과 조건, 또는 레지스트 유형과 노광 조건을 적절하게 이용할 수 있다.
실시예 1(기판 준비) 모든 실험과정에 대해 실리콘 (100) 기판(Rockwood Electronic Materials, n-형)을 사용하였다. Disco DAD 321 웨이퍼 절단기를 이용하여 웨이퍼로부터 크기가 2×2 cm인 정방형 칩을 잘라내었다. 이 시료를
Figure pct00005
사 제 반도체급의 화학물질을 이용하여 세정하였다. 시료를 15분 동안 이소프로필 알코올(IPA)에서 초음파 세척한 다음, 1분 동안 탈이온(DI)수(Purite Neptune, 18.2 MΩcm)에서 헹구었다. 그 다음, 상기 기판을 H2SO4(95-98%):H2O2에 10분 동안, DI수에 1분 동안, 희석한 HF에 1분 동안 침지시킨 후, 질소로 건조하기 전에 DI수에서 1분 동안 더 헹굼으로써 수소 종단 표면을 제조하였다. 제조 후에 기판을 진공 보관하고 2일 안에 사용하였다.
표 1
실시예 풀러렌, 총 고형분 중 % 가교제,
총 고형분 중 %		 열산 발생제,
총 고형분 중 %		 조성물 중 고형분 %
2
Figure pct00006

[6,6]-페닐-C61 부티르산 옥틸 에스테르(Nano-C Corp.), 총 고형분 중 50%

50%

0%

7%
3
Figure pct00007

[6,6]-페닐-C61 부티르산 옥틸 에스테르(Nano-C Corp.), 총 고형분 중 40%

40%

20%

7%
4
Figure pct00008

[6,6]-페닐-C61 부티르산 옥틸 에스테르(Nano-C Corp.), 총 고형분 중 50%

50%

0%

7%
실시예 2-4(시료 준비) 표 1에 따라 스핀-온 하드-마스크 형성용 조성물을 제조하였다. 모든 조성물에 대해 클로로포름을 용매로 사용하였다. 가교제는 Sigma Aldrich사로부터 구입한 폴리[(o-크레실 글리시딜 에테르)-코-포름알데히드]이었다. 열산 발생제는 TCI Europe사에 의해 제공되는 비스(tert-부틸 페닐) 요오도늄 헥사플루오로포스페이트이었다. 고체와 용매를 병에 장입하여 신속하게 용해시켰다.
실시예 1의 기판 위에 60초 동안 1000 rpm의 스핀 속도로, 실시예 2의 시료에 대해서는 1000 rpm의 스핀 속도로, 실시예 3의 시료에 대해서는 1000 rpm으로, 실시예 4의 시료에 대해서는 1000 rpm으로 스핀 코팅하여 하드-마스크의 막을 제조하였다. 스핀 코팅 후, 상기 막들을 330℃ 이하에서 5분 동안 베이킹하였다. 베이킹 후, 실시예 2에서는 약 300 nm 막 두께가 얻어졌고, 실시예 3에서는 약 250 nm의 막 두께가 얻어졌으며, 실시예 4에서는 약 350 nm의 막 두께가 얻어졌다.
실시예 5(용해도 시험) 상기 스핀-온 하드-마스크는 추가 가공이 가능하기 위해서는 레지스트 및 다른 스핀-온 하드-마스크 층에 대한 전형적인 용매에 불용성이 되어야 한다. 도 2는 실시예 2와 실시예 3의 조성물로부터 스핀 코팅한 막을 모노클로로벤젠(MCB):IPA 1:1 용액에 침지하기 전후의 정규화된 막 두께를 보여주고 있다. 열산 발생제가 있는 실시예 3의 조성물로부터 스핀 코팅한 막은 190℃가 넘는 온도의 경우에 불용성이 된 반면에, 열산 발생제가 없는 실시예 2로부터 스핀 코팅한 막의 경우에는 동일하게 되기 위해서 260℃의 온도가 필요하였다.
실시예 6(에칭된 이미지 형성) 실시예 1의 기판에 실시예 2의 조성물을 스핀 속도 1000 rpm으로 스핀 코팅하여 하드-마스크 재료의 막을 제조하고 5분 동안 300℃의 온도에서 베이킹하여 약 300 nm의 두께로 만들었다.
300 nm 하드-마스크 막을 제조한 후, 1×10-2 mbar의 아르곤 압력에서 2분 동안 250 W의 RF 출력으로 스퍼터링하여 40 nm 두께의 실리콘 층을 증착하였다. 마지막으로, 상기 실리콘 층의 상부에 Dow Electronic Materials사로부터 구입한 전자 빔 레지스트 SAL 601tm을 스핀 코팅하였다. 상기 레지스트를 패턴 발생기(Raith Elphy Plus)가 구비된 FEI XL30 SFEG 주사 전자 현미경을 이용하여 패턴화하였다. 25 nm 라인과 공간을 패턴화한 다음, Oxford Instruments PlasmaPro NGP80 유도 결합 플라즈마(ICP) 에칭 장치를 이용하여 상기 실리콘 박막을 에칭하였다. 진공 그리스를 이용하여 실리콘 기판을 희생 실리콘 웨이퍼에 부착하여 열 접촉을 양호하도록 하였다. 상기 희생 웨이퍼를 헬륨 후면 압력으로 하부 전극에 기계적으로 압착 고정하여 에칭 공정 중에 시료의 열 제어가 잘 되도록 하였다. 상기 패턴을 20초 혼합 모드 SF6/C4F8 ICP 에칭을 이용하여 실리콘 상부 코팅에 전사하였다. SF6 유속은 25 sccm이었고, C4F8 유속은 30 sccm이었다. RF 출력 20 W와 ICP 출력 220 W를 인가하였다.
산소 플라즈마 에칭을 이용하여 상기 패턴을 실리콘으로부터 하드-마스크로 전사하였다. 탄소의 언더커팅을 최소화하고 에칭 중에 수직 측벽을 유지하기 위해서 1.5 mT의 챔버 압력을 유지하였다. O2 유속 15 sccm, RF 출력 100 W와 ICP 출력 300 W 이용시 에칭 시간은 20초이었다.
마지막으로, SF6 유속 20 sccm, C4F8 유속 30 sccm, RF 출력 20 W, ICP 출력 220 W을 이용한 또 다른 혼합 모드 SF6/C4F8 ICP 에칭에 의해 상기 하드-마스크 패턴을 실리콘 기판으로 전사하였다. 도 3은 약 3.4의 종횡비가 얻어진 결과를 보여주고 있다.
특정 실시예를 참고하여 본 발명을 도시 및 기재하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 자명한 다양한 변화와 변형은 첨부한 청구범위에 기재된 요지의 사상, 범위와 의도 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims (14)

  1. a. 하기 일반식으로 표시되는 풀러렌 유도체,
    b. 2개 이상의 열 또는 촉매 반응성 기를 포함하는 가교제를 포함하는 스핀-온 하드-마스크 형성용 조성물:
    Figure pct00009

    상기 식에서, n은 1-6의 정수이고, 풀러렌 내 탄소원자 수 Q는 60, 70, 76, 78, 80, 82 또는 84이고, R1는 에스테르, 알코올, 페놀, 아민, 아미드, 이미드 또는 카르복실산을 포함하는 제1치환기를 나타내고, R2는 수소, 할로겐, C6-C20 아릴기, C1-C20 알킬기, 에스테르, 알코올, 페놀, 아민, 아미드, 이미드 또는 카르복실산을 포함하는 제2치환기를 나타냄.
  2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 열산 발생제를 더 포함하는 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 열산 발생제가 유기 설폰산의 알킬 에스테르, 유기 설폰산의 지환족 에스테르, 유기 설폰산의 아민염, 유기 설폰산의 2-니트로벤질 에스테르, 유기 설폰산의 4-니트로벤질 에스테르, 유기 설폰산의 벤조인 에스테르, 유기 설폰산의 β-히드록시알킬 에스테르, 유기 설폰산의 β-히드록시시클로알킬 에스테르, 유기 설폰산의 트리아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 알킬 디아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 디알킬 아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 트리알킬 설포늄염, 유기 설폰산의 디아릴 요오도늄염, 유기 설폰산의 알킬 아릴 설포늄염 또는 트리스(유기 설포닐)메티드의 암모늄염으로부터 선택되는 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 하나 이상의 광산 발생제를 더 포함하는 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 광산 발생제가 할로겐화 트리아진, 유기 설폰산의 2-니트로벤질 에스테르, 유기 설폰산의 4-니트로벤질 에스테르, 유기 설폰산의 트리아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 알킬 디아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 디알킬 아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 디아릴 요오도늄염, 유기 설폰산의 알킬 아릴 설포늄염, n-유기 설포닐옥시비시클로[2.2.1]-헵트-5-엔-2,3-디카르복시미드 또는 1,3-디옥소이소인돌린-2-일 유기 설포네이트로부터 선택되는 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가교제가 에폭시드화 페놀 수지, 에폭시드화 크레졸 수지, 에폭시드화 비스페놀 A 수지, 에폭시드화 비스페놀 A 노볼락 수지, 에폭시드화 비스페놀 수지, 알킬롤메틸 멜라민 수지, 알킬롤메틸 글리코루릴 수지, 알킬롤메틸 구아나민 수지, 알킬롤메틸 벤조-구아나민 수지, 글리코실 우레아 수지 또는 이소시아네이트 수지로부터 선택되는 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스핀-온 하드-마스크가 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸 락테이트, 아니솔, 톨루엔, 클로로포름, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠, m-디클로로벤젠, p-디클로로벤젠, o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌, 이황화탄소 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 하나 이상의 용매를 더 포함하는 조성물.
  8. a. i. 하기 일반식으로 표시되는 풀러렌 유도체:
    Figure pct00010

    상기 식에서, n은 1-6의 정수이고, 풀러렌 내 탄소원자 수 Q는 60, 70, 76, 78, 80, 82 또는 84이고, R1는 에스테르, 알코올, 페놀, 아민, 아미드, 이미드 또는 카르복실산을 포함하는 제1치환기를 나타내고, R2는 수소, 할로겐, C6-C20 아릴기, C1-C20 알킬기, 에스테르, 알코올, 페놀, 아민, 아미드, 이미드 또는 카르복실산을 포함하는 제2치환기를 나타냄; 및
    ii. 2개 이상의 열 또는 촉매 반응성 기를 갖는 가교제를 포함하는 조성물을 제공하는 단계;
    b. 기판 위에 코팅을 형성하는 단계; 및
    c. 상기 코팅을 가교하기에 충분한 온도에서 상기 기판과 코팅을 가열하는 단계를 포함하는, 스핀-온 하드-마스크를 형성하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 조성물이 하나 이상의 열산 발생제를 더 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 열산 발생제가 유기 설폰산의 알킬 에스테르, 유기 설폰산의 지환족 에스테르, 유기 설폰산의 아민염, 유기 설폰산의 2-니트로벤질 에스테르, 유기 설폰산의 4-니트로벤질 에스테르, 유기 설폰산의 벤조인 에스테르, 유기 설폰산의 β-히드록시알킬 에스테르, 유기 설폰산의 β-히드록시시클로알킬 에스테르, 유기 설폰산의 트리아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 알킬 디아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 디알킬 아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 트리알킬 설포늄염, 유기 설폰산의 디아릴 요오도늄염, 유기 설폰산의 알킬 아릴 설포늄염 또는 트리스(유기 설포닐)메티드의 암모늄염으로부터 선택되는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 조성물이 하나 이상의 광산 발생제를 더 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 광산 발생제가 할로겐화 트리아진, 유기 설폰산의 2-니트로벤질 에스테르, 유기 설폰산의 4-니트로벤질 에스테르, 유기 설폰산의 트리아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 알킬 디아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 디알킬 아릴 설포늄염, 유기 설폰산의 디아릴 요오도늄염, 유기 설폰산의 알킬 아릴 설포늄염, n-유기 설포닐옥시비시클로[2.2.1]-헵트-5-엔-2,3-디카르복시미드 또는 1,3-디옥소이소인돌린-2-일 유기 설포네이트로부터 선택되는 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가교제가 에폭시드화 페놀 수지, 에폭시드화 크레실 수지, 에폭시드화 비스페놀 A 수지, 에폭시드화 비스페놀 A 노볼락 수지, 에폭시드화 비스페놀 수지, 알킬롤메틸 멜라민 수지, 알킬롤메틸 글리코루릴 수지, 알킬롤메틸 구아나민 수지, 알킬롤메틸 벤조-구아나민 수지, 글리코실 우레아 수지 또는 이소시아네이트 수지로부터 선택되는 방법.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸 락테이트, 아니솔, 톨루엔, 클로로포름, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠, m-디클로로벤젠, p-디클로로벤젠, o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌, 이황화탄소 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 하나 이상의 용매를 더 포함하는 방법.
KR20147024194A 2012-02-10 2013-02-11 스핀 온 하드-마스크 재료 KR20150028221A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261597710P 2012-02-10 2012-02-10
US61/597,710 2012-02-10
PCT/GB2013/050219 WO2013117908A1 (en) 2012-02-10 2013-01-31 Spin on hard-mask material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150028221A true KR20150028221A (ko) 2015-03-13

Family

ID=47714454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20147024194A KR20150028221A (ko) 2012-02-10 2013-02-11 스핀 온 하드-마스크 재료

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150010703A1 (ko)
EP (1) EP2812391A1 (ko)
JP (1) JP6284887B2 (ko)
KR (1) KR20150028221A (ko)
CN (1) CN104159956A (ko)
WO (1) WO2013117908A1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170076112A (ko) * 2015-12-24 2017-07-04 삼성전자주식회사 하드 마스크 조성물, 탄소 나노 튜브 막구조체, 패턴 형성 방법 및 반도체 장치 제조 방법
KR20170105480A (ko) * 2014-10-08 2017-09-19 알렉스 필립 그레이엄 로빈손 스핀-온 하드마스크 재료
KR20190035622A (ko) * 2016-05-25 2019-04-03 알렉스 필립 그레이엄 로빈손 하드마스크 조성물
KR20200125662A (ko) * 2018-02-25 2020-11-04 알렉스 필립 그레이엄 로빈손 하드 마스크(hard mask) 조성물
KR20210096039A (ko) * 2015-02-13 2021-08-04 부산대학교 산학협력단 용액 공정 가능한 탄소 동소체를 포함하는 하드 마스크 조성물, 이 조성물을 이용하여 하드마스크를 제조하는 방법 및 하드마스크

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5895602B2 (ja) * 2012-03-01 2016-03-30 三菱商事株式会社 架橋性フラーレン組成物
JP6276565B2 (ja) * 2013-09-05 2018-02-07 国立大学法人大阪大学 フラーレン誘導体を含有する樹脂組成物およびその製造方法
KR102295525B1 (ko) * 2015-01-16 2021-08-30 삼성전자 주식회사 스핀 코팅용 하드 마스크 조성물
WO2016129927A1 (ko) * 2015-02-13 2016-08-18 부산대학교 산학협력단 용액 공정 가능한 탄소 동소체를 포함하는 하드 마스크 조성물, 이 조성물을 이용하여 하드마스크를 제조하는 방법 및 하드마스크
WO2016143436A1 (ja) * 2015-03-11 2016-09-15 日産化学工業株式会社 レジスト下層膜の形成方法
US11746255B2 (en) * 2016-05-25 2023-09-05 Irresistible Materials Ltd Hard-mask composition
KR20180058993A (ko) * 2016-11-25 2018-06-04 삼성전자주식회사 반도체 소자의 패턴 형성 방법
KR20180076053A (ko) * 2016-12-27 2018-07-05 삼성전자주식회사 하드마스크 조성물, 이를 이용한 패턴의 형성방법 및 상기 하드마스크 조성물을 이용하여 형성된 하드마스크

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3954475A (en) 1971-09-03 1976-05-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Photosensitive elements containing chromophore-substituted vinyl-halomethyl-s-triazines
EP0537524A1 (en) * 1991-10-17 1993-04-21 Shipley Company Inc. Radiation sensitive compositions and methods
US5262280A (en) 1992-04-02 1993-11-16 Shipley Company Inc. Radiation sensitive compositions
JP3032833B2 (ja) * 1997-09-22 2000-04-17 ザ ユニバーシティ オブ バーミンガム 電子線レジスト
JP2005266798A (ja) * 2004-02-19 2005-09-29 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd フォトレジスト組成物およびレジストパターン形成方法
WO2005081061A1 (ja) * 2004-02-19 2005-09-01 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. フォトレジスト組成物およびレジストパターン形成方法
US7329709B2 (en) * 2004-06-02 2008-02-12 Konarka Technologies, Inc. Photoactive materials and related compounds, devices, and methods
GB0420702D0 (en) * 2004-09-17 2004-10-20 Univ Birmingham Use of methanofullerene derivatives as resist materials and method for forming a resist layer
KR20060090483A (ko) * 2005-02-07 2006-08-11 삼성코닝 주식회사 풀러렌을 포함하는 저유전 박막 형성용 조성물, 이를이용한 저유전 박막 및 저유전 박막의 제조방법
EP2087404A4 (en) * 2006-11-20 2010-12-29 Jsr Corp LOWER RESERVE LAYER FILM FORMATION COMPOSITION AND PATTERN FORMATION METHOD
JP2008129423A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 下層膜形成用材料
JP5083573B2 (ja) * 2007-04-06 2012-11-28 日産化学工業株式会社 レジスト下層膜形成組成物
WO2010021374A1 (ja) * 2008-08-22 2010-02-25 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機光電変換素子、太陽電池及び光センサアレイ
WO2011040340A1 (ja) * 2009-09-29 2011-04-07 Jsr株式会社 パターン形成方法及びレジスト下層膜形成用組成物
US9256126B2 (en) * 2012-11-14 2016-02-09 Irresistible Materials Ltd Methanofullerenes
US9323149B2 (en) * 2013-03-05 2016-04-26 Irresistible Materials Ltd Methanofullerenes

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170105480A (ko) * 2014-10-08 2017-09-19 알렉스 필립 그레이엄 로빈손 스핀-온 하드마스크 재료
KR20210096039A (ko) * 2015-02-13 2021-08-04 부산대학교 산학협력단 용액 공정 가능한 탄소 동소체를 포함하는 하드 마스크 조성물, 이 조성물을 이용하여 하드마스크를 제조하는 방법 및 하드마스크
KR20170076112A (ko) * 2015-12-24 2017-07-04 삼성전자주식회사 하드 마스크 조성물, 탄소 나노 튜브 막구조체, 패턴 형성 방법 및 반도체 장치 제조 방법
KR20190035622A (ko) * 2016-05-25 2019-04-03 알렉스 필립 그레이엄 로빈손 하드마스크 조성물
KR20200125662A (ko) * 2018-02-25 2020-11-04 알렉스 필립 그레이엄 로빈손 하드 마스크(hard mask) 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
US20150010703A1 (en) 2015-01-08
WO2013117908A1 (en) 2013-08-15
JP6284887B2 (ja) 2018-02-28
JP2015513786A (ja) 2015-05-14
EP2812391A1 (en) 2014-12-17
CN104159956A (zh) 2014-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150028221A (ko) 스핀 온 하드-마스크 재료
US10290500B2 (en) Spin on hard mask material
KR20180111587A (ko) 레지스트 하층막 재료, 패턴 형성 방법 및 레지스트 하층막 형성 방법
JP6971273B2 (ja) フォトレジストおよびその使用方法
US20110155944A1 (en) Aromatic ring-containing compound for a resist underlayer and resist underlayer composition
JP2016537478A (ja) ハードマスクおよび充填材料として安定な金属化合物、その組成物、およびその使用方法
KR20190098217A (ko) 금속 산화물 나노입자 및 유기 중합체를 함유하는 스핀-온 물질의 조성물
JP7454618B2 (ja) フォトレジスト下層組成物
KR20210151694A (ko) 하드 마스크 형성용 조성물 및 전자 부품의 제조 방법
JP7055106B2 (ja) ハードマスク組成物
KR102638159B1 (ko) 하드 마스크(hard mask) 조성물
KR102648023B1 (ko) 코팅 조성물 및 전자 장치 형성 방법
US20210287939A1 (en) Metal Deposition Processes
KR102648027B1 (ko) 코팅 조성물 및 전자 장치 형성 방법
US11746255B2 (en) Hard-mask composition
TWI797266B (zh) 硬遮罩組合物
KR20230007943A (ko) 오버코팅된 포토레지스트를 위한 코팅된 하층

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid