KR20190134389A - Organic hard mask composition for anti-reflection and method of forming patterns using the composition - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an anti-reflective composition for an organic hard mask comprising a polymer represented by chemical formula 1 and an organic solvent, and to a pattern forming method using the same.

Description

반사방지 유기 하드마스크용 조성물 및 이를 이용한 패턴형성방법 {ORGANIC HARD MASK COMPOSITION FOR ANTI-REFLECTION AND METHOD OF FORMING PATTERNS USING THE COMPOSITION}Composition for antireflection organic hard mask and pattern formation method using same {ORGANIC HARD MASK COMPOSITION FOR ANTI-REFLECTION AND METHOD OF FORMING PATTERNS USING THE COMPOSITION}

본 발명은 리소그래픽 공정에 유용한 반사방지막 특성을 갖는 반사방지 유기 하드마스크용 조성물에 관한 것으로, 방향족 아민을 함유하는 중합체 및 이를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사방지 유기 하드마스크용 조성물 및 이를 이용한 패턴형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for an antireflective organic hard mask having antireflection film properties useful in a lithographic process, comprising a polymer containing an aromatic amine and a composition for an antireflection organic hard mask comprising the same, and pattern formation using the same. It is about a method.

최근 일렉트로닉 디바이스의 소형화(miniaturation) 및 복잡화 (complexity)에 따른 고집적 설계는 더욱 진보된 소재와 관련 공정의 개발을 가속화하고 있으며, 이에 따라 기존 포토레지스트를 이용한 리소그래피 역시 새로운 패터닝 소재와 기법들을 필요로 하게 되었다.In recent years, highly integrated designs due to miniaturization and complexity of electronic devices have accelerated the development of more advanced materials and related processes, thus lithography using existing photoresists also requires new patterning materials and techniques. It became.

패터닝 공정에서 포토레지스트의 미세 패턴을 붕괴 현상 없이 충분한 깊이로 기판에 전사시키기 위하여 단단한 중간막인 일명 하드마스크 층(hardmask layer)이라고 불리는 유기막을 형성할 수 있다.In the patterning process, in order to transfer the fine pattern of the photoresist to the substrate to a sufficient depth without collapse phenomenon, an organic film called a hard mask layer (hard mask layer) may be formed.

하드마스크 층은 선택적 식각 과정을 통하여 포토레지스트의 미세 패턴을 재료 층으로 전사해주는 중간막으로서 역할을 한다.  따라서 하드마스크 층은 다중 식각 과정 동안 견딜 수 있도록 내열성 및 내식각성 등의 특성이 필요하다.The hard mask layer serves as an interlayer that transfers the fine pattern of the photoresist to the material layer through a selective etching process. Therefore, the hard mask layer needs properties such as heat resistance and etching resistance to withstand multiple etching processes.

한편, 근래 하드마스크 층은 화학기상증착(CVD) 방법 대신 스핀-온 코팅(spin-on coating) 방법으로 형성하는 것이 제안되었다. 스핀-온 코팅 방법은 공정이 용이할 뿐만 아니라 갭-필(gap-fill) 특성 및 평탄화 특성을 개선할 수 있다.On the other hand, it has recently been proposed that the hard mask layer is formed by a spin-on coating method instead of a chemical vapor deposition (CVD) method. The spin-on coating method is not only easy to process but can also improve gap-fill and planarization properties.

일반적으로, 내식각성은 스핀-온 특성과 상충관계에 있어 이들 물성을 모두 만족할 수 있는 유기막 재료가 요구된다.In general, the corrosion resistance is in conflict with the spin-on characteristics, and an organic film material capable of satisfying both of these properties is required.

본 발명에서는 이러한 유기 하드마스크 재료에 있어서 충분한 에칭 내성을 가지면서 동시에 용해성이 우수한 새로운 유기 하드마스크 재료에 대한 내용이다.The present invention relates to a new organic hardmask material having sufficient etching resistance and excellent solubility in such an organic hardmask material.

유기 하드마스크 층에 요구되는 두가지 특성인 용해성과 에칭 내성에 대한 특성은 서로 상충 관계에 있어서 이들을 모두 만족할 수 있는 반사방지 유기 하드마스크용 조성물이 필요하였다. 이러한 유기 하드마스크 재료의 특성을 만족시키면서 반도체 리소그래픽 공정에 도입한 재료들이 최근에 소개 (등록특허 10-1497132, 10-1590810, 10-1590809, 10-1752833, 10-1848343, 10-1804258, 10-1810610, 10-1829750, 10-1684978, 공개특허 10-2016-0110657, 10-2017-0087294 등) 되었는데, 이것은 히드록시파이렌(hydroxypyrene)을 이용하여 적절한 고분자 분자량을 가지는 공중합체를 이용한 유기 하드마스크 재료들이었다.The two properties required for the organic hardmask layer, the solubility and the etching resistance, are in a mutually conflicting relationship, and a composition for an antireflective organic hardmask that can satisfy both of them is required. The materials introduced in the semiconductor lithographic process while satisfying the characteristics of such organic hardmask materials have recently been introduced (Patent 10-1497132, 10-1590810, 10-1590809, 10-1752833, 10-1848343, 10-1804258, 10). -1810610, 10-1829750, 10-1684978, Published Patent 10-2016-0110657, 10-2017-0087294 and the like), which is an organic hard using a copolymer having an appropriate polymer molecular weight using hydroxypyrene Mask materials.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 에칭(etching) 선택성이 높고, 다중 에칭(multi-etching)에 대한 내성이 충분하며, 레지스트와 이면층 간의 반사성을 최소화하는 반사방지 조성물을 사용하여 리소그래픽 기술을 수행하는 데 사용될 수 있는 신규한 반사방지 유기 하드마스크용 조성물 및 이를 이용한 패턴형성방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems of the prior art, an anti-reflective composition having high etching selectivity, sufficient resistance to multi-etching, and minimizes the reflectivity between the resist and the back layer It is an object of the present invention to provide a novel anti-reflective organic hard mask composition that can be used to perform lithographic techniques using a pattern forming method using the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 반사방지 유기 하드마스크용 조성물은, 하기 화학식 1로 표시되는 중합체 및 유기 용매를 포함한다. The antireflective organic hard mask composition according to the embodiment of the present invention includes a polymer represented by the following Chemical Formula 1 and an organic solvent.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, In Chemical Formula 1,

Ar1은 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴티오기, 또는 이들의 조합이고, Ar 1 is hydrogen, deuterium, halogen, hydroxyl, cyano, nitro, amino, amidino, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted Or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C10 heterocycloalkyl group, substituted or Unsubstituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryloxy group, substituted or unsubstituted C6 to C30 arylthio group, or Combination of these,

X는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,X is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, or a combination thereof,

Y는 히드록실기가 하나 이상 치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 히드록실기가 하나 이상 치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 히드록실기가 하나 이상 치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고,Y is a C1 to C20 alkylene group substituted with at least one hydroxyl group, a C6 to C30 arylene group substituted with at least one hydroxyl group, a C2 to C30 heteroaryl group substituted with at least one hydroxyl group, or a combination thereof ,

Z1 내지 Z3은 각각, Z1/(Z1+Z2+Z3) = 0.05 내지 0.45, Z2/(Z1+Z2+Z3) = 0.5, Z3/(Z1+Z2+Z3) = 0.05 내지 0.45 사이의 범위를 가지며,Z1 to Z3 each have a range between Z1 / (Z1 + Z2 + Z3) = 0.05 to 0.45, Z2 / (Z1 + Z2 + Z3) = 0.5, Z3 / (Z1 + Z2 + Z3) = 0.05 to 0.45 ,

여기서 “치환”은 수소 원자가 C1 내지 C5 알킬기, C6 내지 C30의 아릴기, C2 내지 C30의 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다. “Substituted” herein means that the hydrogen atom is substituted with a C1 to C5 alkyl group, a C6 to C30 aryl group, a C2 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof.

상기 화학식 1에서, Ar1은 하기 그룹 1에 나열된 치환기 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. In Formula 1, Ar 1 may be any one selected from substituents listed in the following Group 1.

[그룹 1][Group 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서, X는 하기 그룹 2에 나열된 치환기 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. In Formula 1, X may be any one selected from the substituents listed in Group 2 below.

[그룹 2][Group 2]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 1에서, Y는 하기 그룹 3에 나열된 치환기 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. In Formula 1, Y may be any one selected from the substituents listed in Group 3 below.

[그룹 3][Group 3]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 중합체의 중량 평균분자량(Mw)는 1,000 내지 30,000일 수 있다. The weight average molecular weight (Mw) of the polymer may be 1,000 to 30,000.

일 구현예에 따른 반사방지 유기 하드마스크용 조성물은 가교제 및 산(acid) 촉매를 더 포함할 수 있다. The antireflective organic hard mask composition according to one embodiment may further include a crosslinking agent and an acid catalyst.

상기 가교제는 멜라민 수지, 아미노 수지, 글리콜루릴 화합물 및 비스에폭시 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. The crosslinking agent may be at least one selected from the group consisting of melamine resin, amino resin, glycoluril compound, and bisepoxy compound.

상기 산 촉매는 p-톨루엔 술폰산 모노 하이드레이트(p-toluenesulfonic acid monohydrate), 피리디늄 p-톨루엔 술포네이트(Pyridinium p-toluene sulfonate), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트 및 유기 술폰산의 알킬 에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. The acid catalyst is p-toluenesulfonic acid monohydrate, pyridinium p-toluene sulfonate, 2,4,4,6-tetrabromocyclohexadienone, benzo At least one selected from the group consisting of intosylate, 2-nitrobenzyl tosylate and alkyl esters of organic sulfonic acids.

일 구현예에 따른 상기 반사방지 유기 하드마스크용 조성물은, 1 내지 20 중량%의 상기 중합체, 0.1 내지 5 중량%의 상기 가교제, 0.001 내지 0.05 중량%의 상기 산 촉매 및 74.95 내지 98.899 중량%의 유기 용매를 포함할 수 있다.The antireflective organic hardmask composition according to one embodiment comprises 1 to 20 wt% of the polymer, 0.1 to 5 wt% of the crosslinking agent, 0.001 to 0.05 wt% of the acid catalyst and 74.95 to 98.899 wt% of the organic It may include a solvent.

본 기재에 의하면 필름 형성시 ArF(193nm), KrF(248nm) 등 UV 단파장 영역에서의 반사방지막으로써 유용한 범위의 굴절율 및 흡수도를 가짐으로써 레지스트와 이면층 간의 반사성을 최소화할 수 있으며, 기존 유기 하드마스크 대비 리소그래픽 공정 시 에칭 선택비가 높아 다중 에칭에 대한 내성이 충분하여, 우수한 패턴평가결과를 가지는 반사방지 유기 하드마스크용 조성물 및 이를 이용한 패턴형성방법을 제공할 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to minimize the reflectivity between the resist and the backing layer by having a refractive index and absorbance in a useful range as an antireflection film in the UV short wavelength region such as ArF (193 nm) and KrF (248 nm) when forming a film. In the lithographic process compared to the mask, the etching selectivity is high, so that the resistance to multiple etching is sufficient, thereby providing an antireflective organic hard mask composition having an excellent pattern evaluation result and a pattern forming method using the same.

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

본 발명에 의하면, 하기 화학식 1로 표시되는 중합체 및 유기 용매를 포함하는 반사방지 유기 하드마스크용 조성물이 제공된다. According to the present invention, there is provided a composition for antireflection organic hard mask comprising a polymer represented by the following formula (1) and an organic solvent.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 화학식 1에서, In Chemical Formula 1,

Ar1은 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴티오기, 또는 이들의 조합이고, Ar 1 is hydrogen, deuterium, halogen, hydroxyl, cyano, nitro, amino, amidino, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted Or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C10 heterocycloalkyl group, substituted or Unsubstituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryloxy group, substituted or unsubstituted C6 to C30 arylthio group, or Combination of these,

X는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,X is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, or a combination thereof,

Y는 히드록실기가 하나 이상 치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 히드록실기가 하나 이상 치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 히드록실기가 하나 이상 치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고,Y is a C1 to C20 alkylene group substituted with at least one hydroxyl group, a C6 to C30 arylene group substituted with at least one hydroxyl group, a C2 to C30 heteroaryl group substituted with at least one hydroxyl group, or a combination thereof ,

Z1 내지 Z3은 각각, Z1/(Z1+Z2+Z3) = 0.05 내지 0.45, Z2/(Z1+Z2+Z3) = 0.5, Z3/(Z1+Z2+Z3) = 0.05 내지 0.45 사이의 범위를 가지며,Z 1 to Z 3 are each Z 1 / (Z 1 + Z 2 + Z 3 ) = 0.05 to 0.45, Z 2 / (Z 1 + Z 2 + Z 3 ) = 0.5, Z 3 / (Z 1 + Z 2 + Z 3 ) = 0.05 to 0.45,

여기서 "치환"은 수소 원자가 C1 내지 C5 알킬기, C6 내지 C30의 아릴기, C2 내지 C30의 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다. “Substituted” herein means that the hydrogen atom is substituted with a C1 to C5 alkyl group, a C6 to C30 aryl group, a C2 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof.

이때, 상기 화학식 1에서, Ar1은 하기 그룹 1에 나열된 치환기 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. In this case, in Formula 1, Ar 1 may be any one selected from the substituents listed in the following Group 1.

[그룹 1][Group 1]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 화학식 1의 X는 주로 산(acid) 촉매 조건 하에서 방향족 고리 화합물과의 일대일 중합을 진행시킬 수 있는 코모노머(co-monomer) 성분에 의해 결합되어 이루어지며, 더불어 형성된 고분자 물질의 용매에 대한 용해성을 증가시키는 역할을 가지게 되는 중합 연결기(linkage group)로 각각 독립적으로 아래 구조와 같은 형태를 가진다. 주로 파라포름알데히드(paraformaldehyde), 벤즈알데히드(benzaldehyde) 등과 같은 알데히드 형태 또는 디메톡시(dimethoxy), 디에톡시(di-ethoxy) 기를 가지는 화합물이며, 산촉매 하에서 상기 카바졸 유도체와 반응시켜 제조한다. X of the general formula (1) is mainly made by combining a co-monomer component that can proceed one-to-one polymerization with an aromatic ring compound under acid (acid) catalyst conditions, and the solubility of the polymer material formed in the solvent Polymerized linkage group (linkage group) to have a role to increase each independently have the form as shown below. It is mainly a compound having an aldehyde form such as paraformaldehyde, benzaldehyde, or the like, or a dimethoxy, di-ethoxy group, and prepared by reacting with the carbazole derivative under an acid catalyst.

일 예로, 상기 화학식 1에서, X는 하기 그룹 2에 나열된 치환기 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. For example, in Formula 1, X may be any one selected from substituents listed in Group 2 below.

[그룹 2][Group 2]

Figure pat00007
Figure pat00007

한편, 상기 화학식 1의 Y는 히드록시기(OH)를 가지는 각각 다른 형태의 아릴기 화합물이며, 주로 전체 고분자 구조의 열경화 반응성 및 에칭 선택비 개선을 위해 도입된다. Meanwhile, Y in Chemical Formula 1 is an aryl group compound having a different hydroxyl group (OH), and is mainly introduced to improve thermosetting reactivity and etching selectivity of the entire polymer structure.

일 예로, 상기 화학식 1에서, Y는 하기 그룹 3에 나열된 치환기 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. For example, in Formula 1, Y may be any one selected from substituents listed in Group 3 below.

[그룹 3][Group 3]

Figure pat00008
Figure pat00008

이때, 상기 그룹 3에서 언급한 히드록시아릴렌(hydroxyarylene)으로 표시되지 않은 것도 통상의 히드록시아릴렌 구조의 형성을 의미한다.At this time, the thing not represented by the hydroxyarylene mentioned in the group 3 means the formation of a conventional hydroxyarylene structure.

상기 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)는 1,000 내지 30,000일 수 있다. 상기 중량 평균 분자량은 겔투과 크로마토그래피를 사용하여 측정한 폴리스티렌 환산 평균 분자량일 수 있다. The weight average molecular weight (Mw) of the polymer may be 1,000 to 30,000. The weight average molecular weight may be a polystyrene reduced average molecular weight measured using gel permeation chromatography.

상기 중합체가 상기 범위의 중량 평균 분자량을 가짐으로써 상기 중합체를 포함하는 반사방지 유기 하드마스크용 조성물의 유기 용매에 대한 용해도를 조절하여 최적화할 수 있다. 전술한 것과 같이, 일 구현예에 따른 상기 중합체는 유기 용매에 대한 용해도가 최적화되어 유기 용매에 대하여 안정하므로, 상기 중합체를 포함하는 반사방지 유기 하드마스크용 조성물을, 예컨대, 포토 레지스트 하층막 재료로 사용할 경우, 포토 레지스트 패턴을 형성하기 위한 공정을 수행하는 동안 용매에 의해 박리되거나 화학 물질 발생 등에 따른 부산물 발생을 최소화할 수 있으며, 상부의 포토 레지스트 용매에 의한 두께 손실을 최소화할 수 있다. By the polymer having a weight average molecular weight in the above range it can be optimized by adjusting the solubility in the organic solvent of the composition for an antireflective organic hard mask comprising the polymer. As described above, the polymer according to one embodiment is optimized for solubility in organic solvents and stable to organic solvents, so that the composition for an antireflective organic hard mask including the polymer may be, for example, a photoresist underlayer material. When used, it is possible to minimize the generation of by-products due to peeling by the solvent or the generation of chemicals during the process for forming the photoresist pattern, it is possible to minimize the thickness loss by the upper photoresist solvent.

상기 유기 용매는 상기 중합체에 대한 충분한 용해성 또는 분산성을 가지는 것이면 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜 디아세테이트, 메톡시 프로판디올, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 부틸에테르, 트리(에틸렌글리콜)모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 사이클로헥사논, 에틸락테이트, 감마-부티로락톤, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 메틸피롤리돈, 메틸피롤리디논, 아세틸아세톤및 에틸 3-에톡시프로피오네이트에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.The organic solvent is not particularly limited as long as it has sufficient solubility or dispersibility in the polymer, for example, propylene glycol, propylene glycol diacetate, methoxy propanediol, diethylene glycol, diethylene glycol butyl ether, tri (ethylene glycol) Monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone, ethyl lactate, gamma-butyrolactone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, methylpyrroli At least one selected from don, methylpyrrolidinone, acetylacetone and ethyl 3-ethoxypropionate.

한편, 상기 반사방지 유기 하드마스크용 조성물은 가교제 및 산(acid) 촉매를 더 포함할 수 있다. 가교제는 발생된 산에 의해 촉매 작용된 반응에서 가열에 의하여 중합체의 반복단위를 가교할 수 있는 것이 바람직하고, 산 촉매는 열 활성화되는 산 촉매인 것이 바람직하다.Meanwhile, the antireflective organic hard mask composition may further include a crosslinking agent and an acid catalyst. The crosslinking agent is preferably capable of crosslinking the repeating units of the polymer by heating in a reaction catalyzed by the generated acid, and the acid catalyst is preferably an acid catalyst which is thermally activated.

보다 구체적으로, 상기 가교제는 생성된 산에 의해 촉매 작용화 될 수 있는 방식으로 방향족 고리 함유 중합체의 히드록시기와 반응될 수 있는 가교제라면 특별히 한정되지 않는다. More specifically, the crosslinking agent is not particularly limited as long as it is a crosslinking agent that can react with the hydroxyl group of the aromatic ring-containing polymer in a manner that can be catalyzed by the generated acid.

예를 들어, 상기 가교제는 멜라민 수지, 아미노 수지, 글리콜루릴 화합물 및 비스에폭시 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 가교제는, 에테르화된 아미노 수지, 예를 들면 메틸화되거나 부틸화된 멜라민 수지(구체예로는, 메틸화 멜라민과 부틸화 멜라민 수지) 및 메틸화되거나 부틸화된 우레아 레진(Urea Resin) (구체예로는, Cymel U-65 Resin 또는 UFR 80 Resin), 글리콜루릴 화합물 (구체예로는, Powderlink 1174), 또는 비스에폭시 화합물(구체예로는 레소르시놀 다이글리시딜 에터)를 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나, 또는 이들의 조합일 수 있다. For example, the crosslinking agent may be at least one selected from the group consisting of melamine resin, amino resin, glycoluril compound, and bisepoxy compound. More specifically, the crosslinking agent is an etherified amino resin such as methylated or butylated melamine resin (specifically, methylated melamine and butylated melamine resin) and methylated or butylated urea resin (Urea Resin). (Examples include Cymel U-65 Resin or UFR 80 Resin), glycoluril compounds (specifically, Powderlink 1174), or bisepoxy compounds (specifically, resorcinol diglycidyl ether) It may be any one selected from the group containing, or a combination thereof.

본 발명의 반사방지 유기 하드마스크용 조성물에 사용되는 상기 산 촉매로는 p-톨루엔술폰산 모노 하이드레이트(ptoluenesulfonic acid monohydrate)과 같은 유기산이 사용될 수 있고, 또한 보관안정성을 도모한 열산발생제(Thermal Acid Generater, TAG)계통의 화합물을 촉매로 사용할 수도 있다. 열산발생제는 열 처리시 산을 방출하도록 되어있는 산 발생제 화합물, 일 예로, 피리디늄 P-톨루엔 술포네이트(Pyridinium P-toluene sulfonate), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트 및 유기 술폰산의 알킬 에스테르와 같은 물질 중 하나 이상일 수 있다. As the acid catalyst used in the antireflective organic hard mask composition of the present invention, an organic acid such as p-toluenesulfonic acid monohydrate may be used, and a thermal acid generator having a storage stability may be used. , TAG) -based compounds may be used as a catalyst. Thermal acid generators are acid generator compounds that are intended to release acids upon thermal treatment, for example, pyridinium P-toluene sulfonate, 2,4,4,6-tetrabromocyclohexadiene On, benzoin tosylate, 2-nitrobenzyl tosylate and alkyl esters of organic sulfonic acids.

다른 일 예로, 상기 산 촉매는 p-톨루엔 술폰산 모노 하이드레이트(p-toluenesulfonic acid monohydrate), 피리디늄 p-톨루엔 술포네이트(Pyridinium p-toluene sulfonate), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트 및 유기 술폰산의 알킬 에스테르를 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나, 또는 이들의 조합일 수 있다. As another example, the acid catalyst may be p-toluenesulfonic acid monohydrate, pyridinium p-toluene sulfonate, 2,4,4,6-tetrabromocyclohexa Dienone, benzoin tosylate, 2-nitrobenzyl tosylate, and an alkyl ester of organic sulfonic acid, or any combination thereof.

한편, 상기 반사방지 유기 하드마스크용 조성물은, 1 내지 20 중량%의 상기 중합체, 0.1 내지 5 중량%의 상기 가교제, 0.001 내지 0.05 중량%의 상기 산 촉매 및 74.95 내지 98.899 중량%의 유기 용매를 포함할 수 있다. Meanwhile, the antireflective organic hard mask composition includes 1 to 20 wt% of the polymer, 0.1 to 5 wt% of the crosslinking agent, 0.001 to 0.05 wt% of the acid catalyst, and 74.95 to 98.899 wt% of the organic solvent. can do.

일 구현예에 따른 반사방지 유기 하드마스크용 조성물은 상기 중합체 1 내지 20 중량%, 일 예로, 3 내지 15 중량%의 상기 중합체를 사용하며, 상기 가교제 0.1 내지 5 중량%, 일 예로, 0.1 내지 3 중량%의 상기 가교제를 사용하며, 산 촉매 0.001 내지 0.05 중량%, 일 예로, 0.001 내지 0.03 중량%의 상기 산 촉매, 및 나머지 성분으로 유기 용매를 사용하여 총 100 중량%로 이루어질 수 있으며, 일 예로, 상기 유기 용매 74.95 내지 98.899 중량%를 포함할 수 있다. The antireflective organic hard mask composition according to one embodiment uses 1 to 20% by weight of the polymer, for example, 3 to 15% by weight of the polymer, and 0.1 to 5% by weight of the crosslinking agent, for example, 0.1 to 3 By weight of the cross-linking agent, it can be made up to a total of 100% by weight of the acid catalyst 0.001 to 0.05% by weight, for example, 0.001 to 0.03% by weight of the acid catalyst, and the remaining components using an organic solvent, for example , 74.95 to 98.899% by weight of the organic solvent.

이때, 상기 중합체가 1 중량% 미만이거나 30중량%를 초과할 경우 목적하는 코팅두께 미만으로 되거나 초과하게 되어 정확한 코팅 두께를 맞추기 어렵다.At this time, when the polymer is less than 1% by weight or more than 30% by weight, it becomes less than or exceeds the desired coating thickness, so that it is difficult to match the exact coating thickness.

상기 가교제가 0.1 중량% 미만일 경우에는 가교 특성이 나타나지 않을 수 있고, 5 중량%를 초과할 경우 과량 투입에 의해 코팅막의 광학적 특성이 변경될 수 있다.When the crosslinking agent is less than 0.1% by weight, the crosslinking property may not appear, and when the amount of the crosslinking agent is greater than 5% by weight, the optical properties of the coating film may be changed by the excessive input.

또한, 상기 산 촉매가 0.001 중량% 미만일 경우 가교특성이 잘 나타나지 않을 수 있고, 0.05 중량%를 초과할 경우 과량 투입에 의한 산도 증가로 보관 안정성에 영향을 줄 수 있다. In addition, when the acid catalyst is less than 0.001% by weight crosslinking properties may not appear well, and when the acid catalyst exceeds 0.05% by weight may increase the acidity due to excessive input may affect the storage stability.

일 구현예에 따른 반사방지 유기 하드마스크용 조성물은 필름 형성시 ArF(193nm), KrF(248nm) 등 UV 단파장 영역에서의 반사방지막으로써 유용한 범위의 굴절율 및 흡수도를 가짐으로써 레지스트와 이면층 간의 반사성을 최소화할 수 있으며, 기존 유기 하드마스크 대비 리소그래픽 공정 시 에칭 선택비가 높아 다중 에칭에 대한 내성이 향상될 수 있다. The antireflective organic hard mask composition according to one embodiment has a refractive index and absorbance of a useful range as an antireflection film in a UV short wavelength region such as ArF (193 nm) and KrF (248 nm) when forming a film, thereby reflecting between the resist and the back layer. In addition, the etching selectivity in the lithographic process is higher than that of the conventional organic hard mask, thereby improving resistance to multiple etching.

이하, 상술한 중합체의 합성 및 이를 포함하는 반사방지 유기 하드마스크용 조성물의 제조에 관한 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 그러나 하기 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the synthesis of the polymer described above and the preparation of an antireflective organic hard mask composition comprising the same. However, the following examples are not intended to limit the technical scope of the present invention.

합성예Synthesis Example

합성예 1-1) 2-(8-브로모나프탈렌-1-일)아닐린의 제조Synthesis Example 1-1) Preparation of 2- (8-bromonaphthalen-1-yl) aniline

Figure pat00009
Figure pat00009

반응기에 2-아미노페닐보로닉산 10.0g과 1,8-디브로모나프탈렌 22.97g, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라디움(0) 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라디움(0) 8.44g을 가한 후 디메틸포름아미드 200mL를 가하였다. 반응 혼합물에 2M-탄산칼륨 수용액 170mL를 적가하였다. 반응 혼합물을 80℃로 승온한 후 교반하였다. 반응이 종결되면 상온으로 냉각한 후 초산 에틸 400mL를 가하였다. 유기층을 취한 후 정제수 100mL을 가하여 세척하였다. 유기층에 무수 황산마그네슘 10g을 가한 후 30분간 교반하였다. 유기 층을 여과한 후 감압 하에서 농축하였다. 농축 잔류물을 실리카겔 크로마토그래피 (헥산/디클로로메탄 = 3/1)를 실시하여 2-(8-브로모나프탈렌-1-일)아닐린을 얻었다. (12.24g, 수율 56.2%) MS : [M]= 298.In the reactor, 10.0 g of 2-aminophenylboronic acid, 22.97 g of 1,8-dibromonaphthalene, tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) After addition, 200 mL of dimethylformamide was added. 170 mL of 2M aqueous potassium carbonate solution was added dropwise to the reaction mixture. The reaction mixture was raised to 80 ° C. and stirred. After the reaction was completed, the reaction mixture was cooled to room temperature, and 400 mL of ethyl acetate was added thereto. The organic layer was taken and washed with 100 mL of purified water. 10 g of anhydrous magnesium sulfate was added to the organic layer, followed by stirring for 30 minutes. The organic layer was filtered and concentrated under reduced pressure. The concentrated residue was subjected to silica gel chromatography (hexane / dichloromethane = 3/1) to give 2- (8-bromonaphthalen-1-yl) aniline. (12.24 g, Yield 56.2%) MS: [M] = 298.

합성예 1-2) 7H-벤조[kl]아크리딘의 제조Synthesis Example 1-2) Preparation of 7H-benzo [kl] acridine

Figure pat00010
Figure pat00010

반응기에 2-(8-브로모나프탈렌-1-일)아닐린 10.0g, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라디움(0) 2.83g, 소디움tert-부톡사이드 11.28g와 트리스 tert-부틸포스포니움테트라플루오로보레이트 0.90g을 가한 후 톨루엔 200mL를 가하였다. 반응 혼합물을 12시간 동안 가열 환류하였다. 반응이 종결되면 상온으로 냉각한 후 초산 에틸 200mL를 가하였다. 유기층을 취한 후 정제수 100mL을 가하여 세척하였다. 유기층에 무수 황산마그네슘 5g을 가한 후 30분간 교반하였다. 유기층을 여과한 후 감압 하에서 농축하였다. 농축 잔류물을 실리카겔 크로마토그래피 (헥산/초산에틸 = 4/1)를 실시하여 7H-벤조[kl]아크리딘을 얻었다. (4.85g, 수율 66.5%) MS : [M]= 217.10.0 g of 2- (8-bromonaphthalen-1-yl) aniline, 2.83 g of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0), 11.28 g of sodium tert-butoxide and tris tert-butylphosphonium tetra in the reactor 0.90 g of fluoroborate was added followed by 200 mL of toluene. The reaction mixture was heated to reflux for 12 hours. After the reaction was completed, the reaction mixture was cooled to room temperature, and 200 mL of ethyl acetate was added thereto. The organic layer was taken and washed with 100 mL of purified water. Anhydrous magnesium sulfate 5g was added to the organic layer, followed by stirring for 30 minutes. The organic layer was filtered and concentrated under reduced pressure. The concentrated residue was subjected to silica gel chromatography (hexane / ethyl acetate = 4/1) to give 7H-benzo [kl] acridine. (4.85 g, yield 66.5%) MS: [M] = 217.

합성예 1-3) 7-페닐-7H-벤조[kl]아크리딘의 제조Synthesis Example 1-3) Preparation of 7-phenyl-7H-benzo [kl] acridine

Figure pat00011
Figure pat00011

반응기에 브로모벤젠 브로모페닐 5.03g과 7H-벤조[kl]아크리딘 7.66g, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라디움(0) 2.70g, 소디움 tert-부톡사이드 10.78g와 트리스 tert-부틸포스포니움테트라플루오로보레이트 0.86g을 가한 후 톨루엔 200mL를 가하였다. 반응 혼합물을 12시간 동안 가열 환류하였다. 반응이 종결되면 상온으로 냉각한 후 초산 에틸 400mL를 가하였다. 유기층을 취한 후 정제수 200mL을 가하여 세척하였다. 유기 층에 무수 황산마그네슘 15g을 가한 후 30분간 교반하였다. 유기 층을 여과한 후 감압 하에서 농축하였다. 농축 잔류물을 실리카겔 크로마토그래피 (헥산/초산에틸 = 4/1)를 실시하여 7-페닐-7H-벤조[kl]아크리딘을 얻었다. (5.10g, 수율 58%) MS : [M]= 2935.03 g of bromobenzene bromophenyl and 7.66 g of 7H-benzo [kl] acridine, 2.70 g of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0), 10.78 g of sodium tert-butoxide and tris tert-butyl 0.86 g of phosphonium tetrafluoroborate was added followed by 200 mL of toluene. The reaction mixture was heated to reflux for 12 hours. After the reaction was completed, the reaction mixture was cooled to room temperature, and 400 mL of ethyl acetate was added thereto. The organic layer was taken and washed with 200 mL of purified water. 15 g of anhydrous magnesium sulfate was added to the organic layer, followed by stirring for 30 minutes. The organic layer was filtered and concentrated under reduced pressure. The concentrated residue was subjected to silica gel chromatography (hexane / ethyl acetate = 4/1) to give 7-phenyl-7H-benzo [kl] acridine. (5.10 g, Yield 58%) MS: [M] = 293

합성예 1-4) 기타 합성Synthesis Example 1-4) Other Synthesis

상기 합성예 1-1 내지 1-3과 같은 방법으로 하기 표 1에 기재된 반응물을 반응시킨 결과 생성된 생성물 A-1에서 A-8에 대해, 하기 표 1과 같은 수득율 및 MS를 얻었다.As a result of reacting the reactants described in Table 1 in the same manner as in Synthesis Examples 1-1 to 1-3, the yield and MS of Table 1 were obtained with respect to A-8 in the resulting product A-1.

생성물 약칭Product short name 반응물Reactant 생성물product 수득율
(%)
Yield
(%)
MS :
[M]
MS:
[M]
A-1A-1

Figure pat00012
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Figure pat00013
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Figure pat00014
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5454 369369 A-2A-2
Figure pat00015
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Figure pat00016
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Figure pat00017
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5555 343343
A-3A-3
Figure pat00018
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Figure pat00019
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Figure pat00020
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5252 393393
A-4A-4
Figure pat00021
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Figure pat00022
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Figure pat00023
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4545 393393
A-5A-5
Figure pat00024
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Figure pat00025
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Figure pat00026
Figure pat00026
5050 418418
A-6A-6
Figure pat00027
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Figure pat00028
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00029
5353 410410
A-7A-7
Figure pat00030
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Figure pat00031
Figure pat00031
Figure pat00032
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5252 534534
A-8A-8
Figure pat00033
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Figure pat00034
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00035
5151 532532

합성예 2-1) 벤조[kl]아크리딘계 고리 중합체 합성Synthesis Example 2-1) Synthesis of benzo [kl] acridine-based cyclic polymer

Figure pat00036
Figure pat00036

250mL 둥근 플라스크에 7-페닐-7H-벤조[kl]아크리딘 (7-phenyl-7H-benzo[kl]acridine) 29.3g (100mmol)과 파라포름알데히드(paraformaldehyde) 6.4g(200mmol), 그리고 1-나프톨(1-나프톨) 14.4g(100mmol)를 프로필렌글리콜 모노메칠에테르 아세테이트(PGMEA) 107g에 녹인 다음에, 여기에 황산(sulfuric acid) 원액 0.8g를 첨가한다.In a 250 mL round flask, 29.3 g (100 mmol) of 7-phenyl-7H-benzo [kl] acridine, 6.4 g (200 mmol) of paraformaldehyde, and 1 Dissolve 14.4 g (100 mmol) of naphthol (1-naphthol) in 107 g of propylene glycol monomethylether acetate (PGMEA), and then add 0.8 g of sulfuric acid stock solution.

반응 온도를 약 120℃ 정도로 유지하면서 중합을 진행시키면서 반응 중간에 GPC를 이용하여 분자량을 측정한다.The molecular weight is measured using GPC in the middle of the reaction while the polymerization is carried out while maintaining the reaction temperature at about 120 ° C.

약 12시간 정도 반응시킨 다음에 반응물을 과량의 메탄올/물(9:1) 공용매에 떨어뜨린 다음에 생성되는 고체를 다시 적당량의 PGMEA 용매에 녹인 다음, 여기에 과량의 에탄올/물(9:1) 공용매에 떨어뜨려 침전을 잡는다.After reacting for about 12 hours, the reactant is dropped in an excess of methanol / water (9: 1) cosolvent, and then the resulting solid is dissolved in an appropriate amount of PGMEA solvent, and then excess ethanol / water (9: 1) Drop into cosolvent to catch sediment.

생성된 고체를 50℃ 정도의 진공 오븐에서 약 20시간 정도 말린 다음, 중량 평균분자량(Mw) 2,700 고분자를 얻을 수 있었다.The resulting solid was dried in a vacuum oven at about 50 ° C. for about 20 hours, whereby a weight average molecular weight (Mw) 2,700 polymer was obtained.

합성예 2-2) 벤조[kl]아크리딘계 고리 중합체 합성Synthesis Example 2-2 Synthesis of benzo [kl] acridine-based cyclic polymer

Figure pat00037
Figure pat00037

7-페닐-7H-벤조[kl]아크리딘 (7-phenyl-7H-benzo[kl]acridine) 17.6g(60mmol)과 1,4-Bis(methoxymethyl)benzene(MBB) 20g(120mmol), 그리고 2-나프톨(2-naphthol) 8.7g(60mmol)를 프로필렌글리콜 모노메칠에테르 아세테이트(PGMEA) 102g에 녹인 다음에, 여기에 황산 원액 0.5g를 첨가한다.17.6 g (60 mmol) of 7-phenyl-7H-benzo [kl] acridine and 20 g (120 mmol) of 1,4-Bis (methoxymethyl) benzene (MBB), and 8.7 g (60 mmol) of 2-naphthol is dissolved in 102 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and 0.5 g of sulfuric acid stock solution is added thereto.

합성예 2-1과 같은 방식으로 중합한 다음에, 고분자를 정제하고 진공 오븐에서 말린 후 중량 평균분자량 2,900 고분자를 얻을 수 있었다.After the polymerization in the same manner as in Synthesis Example 2-1, the polymer was purified and dried in a vacuum oven to obtain a weight average molecular weight of 2,900 polymer.

합성예 2-3) 벤조[kl]아크리딘계 고리 중합체 합성Synthesis Example 2-3) Synthesis of benzo [kl] acridine-based cyclic polymer

Figure pat00038
Figure pat00038

7-페닐-7H-벤조[kl]아크리딘 (7-phenyl-7H-benzo[kl]acridine)17.6g(60mmol)과 벤즈알데히드(benzaldehyde) 13g(120mmol), 그리고 1-나프톨 8.7g(60mmol)를 프로필렌글리콜 모노메칠에테르 아세테이트(PGMEA) 93g에 녹인 다음에, 여기에 황산 원액 0.5g를 첨가한다.17.6 g (60 mmol) of 7-phenyl-7H-benzo [kl] acridine, 13 g (120 mmol) of benzaldehyde, and 8.7 g (60 mmol) of 1-naphthol Was dissolved in 93 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and 0.5 g of sulfuric acid stock solution was added thereto.

합성예 2-1과 같은 방식으로 중합한 다음에, 고분자를 정제하고 진공 오븐에서 말린 후 중량 평균분자량 2,800 고분자를 얻을 수 있었다.After the polymerization in the same manner as in Synthesis Example 2-1, the polymer was purified and dried in a vacuum oven to obtain a weight average molecular weight of 2,800 polymer.

합성예 2-4) 벤조[kl]아크리딘계 고리 중합체 합성Synthesis Example 2-4) Synthesis of benzo [kl] acridine-based ring polymer

Figure pat00039
Figure pat00039

A-3의 7-(펜안트렌페닐-9일)-7H-벤조[kl]아크리딘 (7-(phenanthren-9-yl)-7H-benzo[kl]acridine) 15.7g(40mmol)과 벤즈알데히드 (benzaldehyde) 11g(100mmol), 그리고 1-나프톨 8.7g(60mmol)를 프로필렌글리콜 모노메칠에테르 아세테이트(PGMEA) 79g에 녹인 다음에, 여기에 황산 원액 0.4g를 첨가한다.15.7 g (40 mmol) of 7- (phenanthrenphenyl-9yl) -7H-benzo [kl] acridine (7- (phenanthren-9-yl) -7H-benzo [kl] acridine) of A-3 and benzaldehyde 11 g (100 mmol) of benzaldehyde and 8.7 g (60 mmol) of 1-naphthol are dissolved in 79 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), followed by 0.4 g of sulfuric acid stock solution.

합성예 2-1과 같은 방식으로 중합한 다음에, 고분자를 정제하고 진공 오븐에서 말린 후 중량 평균분자량 3,100 고분자를 얻을 수 있었다.After the polymerization in the same manner as in Synthesis Example 2-1, the polymer was purified and dried in a vacuum oven to obtain a weight average molecular weight 3,100 polymer.

합성예 2-5) 벤조[kl]아크리딘계 고리 중합체 합성Synthesis Example 2-5) Synthesis of benzo [kl] acridine-based ring polymer

Figure pat00040
Figure pat00040

A-5의 7-(파이렌-1-일)-7H-벤조[kl]아크리딘 (7-(pyren-1-yl)-7H-benzo[kl]acridine) 25.1g(60mmol)과 벤즈알데히드 (benzaldehyde) 13g(120mmol), 그리고 1-파이렌올(1-pyrenol) 13g(60mmol)를 프로필렌글리콜 모노메칠에테르 아세테이트 (PGMEA) 93g에 녹인 다음에, 여기에 황산 원액 0.5g를 첨가한다.75.1 ((pyren-1-yl) -7H-benzo [kl] acridine) 25.1 g (60 mmol) and benzaldehyde of A-5 13 g (120 mmol) of benzaldehyde and 13 g (60 mmol) of 1-pyrenol are dissolved in 93 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and 0.5 g of sulfuric acid stock solution is added thereto.

합성예 2-1과 같은 방식으로 중합한 다음에, 고분자를 정제하고 진공 오븐에서 말린 후 중량 평균분자량 2,800 고분자를 얻을 수 있었다.After the polymerization in the same manner as in Synthesis Example 2-1, the polymer was purified and dried in a vacuum oven to obtain a weight average molecular weight of 2,800 polymer.

합성예 2-6) 벤조[kl]아크리딘계 고리 중합체 합성Synthesis Example 2-6) Synthesis of benzo [kl] acridine-based cyclic polymer

Figure pat00041
Figure pat00041

A-1의 7-([1,1'-바이페닐]-4-일)-7H-벤조[kl]아크리딘 (7-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-7H-benzo[kl]acridine) 22.1g(60mmol)과 벤즈알데히드(benzaldehyde) 13g(120mmol), 그리고 1-파이렌올(1-pyrenol) 13g(60mmol)를 프로필렌글리콜 모노메칠에테르 아세테이트(PGMEA) 107g에 녹인 다음에, 여기에 황산 원액 0.5g를 첨가한다.7-([1,1'-biphenyl] -4-yl) -7H-benzo [kl] acridine (7-([1,1'-biphenyl] -4-yl) -7H of A-1 22.1 g (60 mmol) of benzo [kl] acridine, 13 g (120 mmol) of benzaldehyde, and 13 g (60 mmol) of 1-pyrenol were dissolved in 107 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA). To this, 0.5 g of sulfuric acid stock solution is added.

합성예 2-1과 같은 방식으로 중합한 다음에, 고분자를 정제하고 진공 오븐에서 말린 후 중량 평균분자량 3,000 고분자를 얻을 수 있었다.After the polymerization in the same manner as in Synthesis Example 2-1, the polymer was purified and dried in a vacuum oven to obtain a weight average molecular weight of 3,000 polymer.

합성예 2-7) 벤조[kl]아크리딘계 고리 중합체 합성Synthesis Example 2-7) Synthesis of benzo [kl] acridine-based ring polymer

Figure pat00042
Figure pat00042

A-5의 7-(파이렌-1-일)-7H-벤조[kl]아크리딘 25.1g(60mmol)과 파라포름알데히드 4.3g, 그리고 1-파이렌올(1-pyrenol) 13g(60mmol)를 프로필렌글리콜 모노메칠에테르 아세테이트(PGMEA) 93g에 녹인 다음에, 여기에 황산 원액 0.5g를 첨가한다.25.1 g (60 mmol) of 7- (pyren-1-yl) -7H-benzo [kl] acridine of A-5, 4.3 g of paraformaldehyde, and 13 g (60 mmol) of 1-pyrenol Was dissolved in 93 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and 0.5 g of sulfuric acid stock solution was added thereto.

합성예 2-1과 같은 방식으로 중합한 다음에, 고분자를 정제하고 진공 오븐에서 말린 후 중량 평균분자량 3,100 고분자를 얻을 수 있었다.After the polymerization in the same manner as in Synthesis Example 2-1, the polymer was purified and dried in a vacuum oven to obtain a weight average molecular weight 3,100 polymer.

합성예 2-8) 벤조[kl]아크리딘계 고리 중합체 합성Synthesis Example 2-8) Synthesis of benzo [kl] acridine-based cyclic polymer

Figure pat00043
Figure pat00043

A-5의 7-(파이렌-1-일)-7H-벤조[kl]아크리딘 20.9g(50mmol)과 파라포름알데히드 3.6g, 그리고 9,9-비스히드록시페닐플루린 {9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluorine} 17.5g (50mmol)를 프로필렌글리콜 모노메칠에테르 아세테이트 93g에 녹인 다음에, 여기에 황산 원액 0.4g를 첨가한다.20.9 g (50 mmol) of 7- (pyren-1-yl) -7H-benzo [kl] acridine of A-5, 3.6 g of paraformaldehyde, and 9,9-bishydroxyphenylflurin {9, 17.5 g (50 mmol) of 9-Bis (4-hydroxyphenyl) fluorine} was dissolved in 93 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and then 0.4 g of sulfuric acid stock solution was added thereto.

합성예 2-1과 같은 방식으로 중합한 다음에, 고분자를 정제하고 진공 오븐에서 말린 후 중량 평균분자량 3,000 고분자를 얻을 수 있었다.After the polymerization in the same manner as in Synthesis Example 2-1, the polymer was purified and dried in a vacuum oven to obtain a weight average molecular weight of 3,000 polymer.

합성예 2-9) 벤조[kl]아크리딘계 고리 중합체 합성Synthesis Example 2-9) Synthesis of benzo [kl] acridine-based cyclic polymer

Figure pat00044
Figure pat00044

A-5의 7-(파이렌-1-일)-7H-벤조[kl]아크리딘 25.1g(60mmol)과 1,4-Bis(methoxymethyl)benzene(MBB) 20g(120mmol), 그리고 1-파이렌올 13g(60mmol)를 프로필렌글리콜 모노메칠에테르 아세테이트 130g에 녹인 다음에, 여기에 황산 원액 0.5g를 첨가한다.25.1 g (60 mmol) of 7- (pyren-1-yl) -7H-benzo [kl] acridine of A-5, 20 g (120 mmol) of 1,4-Bis (methoxymethyl) benzene (MBB), and 1- 13 g (60 mmol) of pyrenol are dissolved in 130 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 0.5 g of sulfuric acid stock solution is added thereto.

합성예 2-1과 같은 방식으로 중합한 다음에, 고분자를 정제하고 진공 오븐에서 말린 후 중량 평균분자량 2,700 고분자를 얻을 수 있었다.After the polymerization in the same manner as in Synthesis Example 2-1, the polymer was purified and dried in a vacuum oven to obtain a weight average molecular weight of 2,700 polymer.

합성예 2-10) 벤조[kl]아크리딘계 고리 중합체 합성Synthesis Example 2-10) Synthesis of benzo [kl] acridine-based cyclic polymer

Figure pat00045
Figure pat00045

A-2의 7-(나프탈렌-1-일)-7H-벤조[kl]아크리딘 (7-(naphthalen-1-yl)-7H-benzo[kl]acridine) 20.6g(60mmol)과 1,4-비스메톡시메칠벤젠(MBB) 20g(120mmol), 그리고 1-파이렌올 13g(60mmol)를 프로필렌글리콜 모노메칠에테르 아세테이트 119g에 녹인 다음에, 여기에 황산 원액 0.5g를 첨가 한다.20.6 g (60 mmol) of 7- (naphthalen-1-yl) -7H-benzo [kl] acridine (7- (naphthalen-1-yl) -7H-benzo [kl] acridine) of A-2 and 1, 20 g (120 mmol) of 4-bismethoxymethylbenzene (MBB) and 13 g (60 mmol) of 1-pyrenol are dissolved in 119 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, and 0.5 g of sulfuric acid stock solution is added thereto.

제조예 1과 같은 방식으로 중합한 다음에, 고분자를 정제하고 진공 오븐에서 말린 후 중량 평균분자량 2,700 고분자를 얻을 수 있었다.After the polymerization in the same manner as in Preparation Example 1, the polymer was purified and dried in a vacuum oven to obtain a weight average molecular weight of 2,700 polymer.

비교합성예) 비교합성예에 따른 중합체 합성Comparative Synthesis Example) Polymer Synthesis According to Comparative Synthesis Example

Figure pat00046
Figure pat00046

4,4'-(9H-플루오렌-9,9-디일)디페놀 (4,4'-(9H-fluorene-9,9-diyl) diphenol) 35g(100mmol)과 벤즈알데히드 (benzaldehyde) 11g (100mmol)를 PGMEA 110g에 녹인 다음에 여기에 진한 황산 1g을 첨가한다.4,4 '-(9H-fluorene-9,9-diyl) diphenol (4,4'-(9H-fluorene-9,9-diyl) diphenol) 35 g (100 mmol) and 11 g (100 mmol) benzaldehyde ) Is dissolved in 110 g of PGMEA, and then 1 g of concentrated sulfuric acid is added thereto.

반응 온도를 약 120℃ 정도로 유지하면서 중합을 진행시키면서 반응 중간에 GPC를 이용하여 분자량을 측정한다.The molecular weight is measured using GPC in the middle of the reaction while the polymerization is carried out while maintaining the reaction temperature at about 120 ° C.

약 12시간 정도 반응시킨 다음에 반응물을 과량의 메탄올/물(9:1) 공용매에 떨어뜨린 다음에 생성되는 고체를 다시 적당량의 PGMEA 용매에 녹인 다음, 여기에 과량의 에탄올/물(9:1) 공용매에 떨어뜨려 침전을 잡는다.After reacting for about 12 hours, the reactant is dropped in an excess of methanol / water (9: 1) cosolvent, and then the resulting solid is dissolved in an appropriate amount of PGMEA solvent, and then excess ethanol / water (9: 1) Drop into cosolvent to catch sediment.

생성된 고체를 50℃ 정도의 진공 오븐에서 약 20시간 정도 말린 다음, 중량 평균분자량(Mw) 3,100 고분자를 얻었다.The resulting solid was dried in a vacuum oven at about 50 ° C. for about 20 hours to obtain a weight average molecular weight (Mw) 3,100 polymer.

실시예 1 내지 10 및 비교예Examples 1 to 10 and Comparative Examples

반사방지 유기 하드마스크용 조성물 제조Preparation of antireflective organic hard mask composition

합성예 2-1 내지 2-10 및 비교합성예에서 만들어진 고분자를 각각 0.9g씩 계량하여 글리콜루릴 화합물 가교제(Powderlink 1174) 0.1g과 우레탄 경화 촉매제인 피리디늄 P-톨루엔 술포네이트(Pyridinium P-toluene sulfonate) 1mg을 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA) 9g에 넣어서 녹인 후 여과하여 각각 합성예 2-1 내지 2-10 및 비교합성예 시료 용액을 만들었다.0.9 g of the polymers prepared in Synthesis Examples 2-1 to 2-10 and Comparative Synthesis Example were respectively weighed, and 0.1 g of glycoluril compound crosslinking agent (Powderlink 1174) and pyridinium P-toluene sulfonate as a urethane curing catalyst (Pyridinium P-toluene). 1 mg of sulfonate) was dissolved in 9 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and filtered to prepare a sample solution of Synthesis Examples 2-1 to 2-10 and Comparative Synthesis Example, respectively.

합성예 2-1 내지 2-10 및 비교합성예에 의해 제조된 시료 용액을 각각 실리콘 웨이퍼에 스핀 코팅하여 60초간 240℃의 온도를 가하였으며, 두께 3000Å의 필름의 형태를 가지는 실시예 1 내지 10 및 비교예를 형성시켰다.Sample solutions prepared by Synthesis Examples 2-1 to 2-10 and Comparative Synthesis Examples were spin-coated onto silicon wafers, respectively, and were subjected to a temperature of 240 ° C. for 60 seconds, and Examples 1 to 10 having a form of a film having a thickness of 3000 μs. And comparative examples.

실시예 1 내지 10 및 비교예의 광학특성 (굴절율, 흡광계수) 평가Evaluation of optical properties (refractive index, extinction coefficient) of Examples 1 to 10 and Comparative Examples

상기에 의해 형성된 실시예 1 내지 10 및 비교예에 따른 필름들에 대한 굴절률(refractive index) n과 흡광계수 (extinction coefficient) k를 각각 구하였다. 사용한 기기는 Ellipsometer(J. A. Woollam사)이였으며, 그 측정결과를 표 2에 표기하였다.Refractive index n and extinction coefficient k for the films of Examples 1 to 10 and Comparative Examples formed by the above were obtained, respectively. The instrument used was an Ellipsometer (J. A. Woollam) and the measurement results are shown in Table 2.

시료종류Sample Type 광학특성 (193nm)Optical Characteristics (193nm) 광학특성 (248nm)Optical Characteristics (248nm) 굴절율 (n)Refractive index (n) 흡광계수(K)Extinction coefficient (K) 굴절율 (n)Refractive index (n) 흡광계수 (K)Extinction coefficient (K) 실시예 1Example 1 1.521.52 0.680.68 1.711.71 0.500.50 실시예 2Example 2 1.491.49 0.700.70 1.701.70 0.530.53 실시예 3Example 3 1.471.47 0.710.71 1.711.71 0.550.55 실시예 4Example 4 1.511.51 0.680.68 1.711.71 0.540.54 실시예 5Example 5 1.501.50 0.710.71 1.701.70 0.520.52 실시예 6Example 6 1.531.53 0.720.72 1.711.71 0.560.56 실시예 7Example 7 1.501.50 0.700.70 0.710.71 0.540.54 실시예 8Example 8 1.511.51 0.710.71 1.731.73 0.550.55 실시예 9Example 9 1.521.52 0.690.69 1.711.71 0.540.54 제조예 10Preparation Example 10 1.531.53 0.680.68 1.721.72 0.550.55 비교예Comparative example 1.451.45 0.690.69 1.961.96 0.360.36

상기의 ArF(193nm)와 KrF(248nm) 파장에서 평가결과, 반사방지막으로서 사용 가능한 굴절율 및 흡수도가 있음을 확인하였다. 일반적으로 반도체 반사방지막으로 사용되는 재료의 굴절율 범위는 1.4~1.8 정도이며, 반사방지막에서 중요한 것은 흡광계수이며, 흡수도가 클수록 반사방지막에 좋은 특성을 나타내는데, 일반적으로 k 수치는 0.3 이상이 요구된다.As a result of the evaluation at the ArF (193nm) and KrF (248nm) wavelength, it was confirmed that there is a refractive index and absorbance that can be used as an antireflection film. In general, the refractive index of the material used as the semiconductor antireflection film is in the range of about 1.4 to 1.8, and the most important factor in the antireflection film is the absorption coefficient, and the higher the absorbance, the better the antireflection film. .

반사방지 유기 하드마스크용 조성물에 대한 리소그래픽 평가Lithographic Evaluation of Antireflective Organic Hardmask Compositions

합성예 2-3, 2-6, 2-8, 2-10 및 비교합성예에서 합성예 2-3, 2-6, 2-8, 2-10 및 비교합성예에서 만들어진 시료 용액을 각각 알루미늄이 입혀진 실리콘 웨이퍼 위에 스핀 코팅하여 60초간 240℃의 온도를 가하여 두께 3000Å의 코팅막에 해당하는 실시예 3, 실시예 6, 실시예 8, 실시예 10 및 비교예를 각각 형성시켰다.Samples prepared in Synthesis Examples 2-3, 2-6, 2-8, 2-10 and Comparative Synthesis Example in Synthesis Examples 2-3, 2-6, 2-8, 2-10 and Comparative Synthesis Examples Example 3, Example 6, Example 8, Example 10, and the comparative example which corresponded to the coating film of thickness 3000K were each formed by spin-coating on this coated silicon wafer and applying a temperature of 240 degreeC for 60 second.

형성된 각각의 코팅막 위에 KrF용 포토레지스트를 코팅하고 110℃에서 60초간 온도를 가한 후, ASML(XT:1400, NA 0.93)사의 노광장비를 사용해 각각 노광을 진행한 다음, TMAH(tetramethyl ammonium hydroxide) 2.38wt% 수용액으로 각각 60초간 현상하였다. 그런 다음, V-SEM을 사용하여 90nm의 라인 앤드 스페이스(line and space) 패턴을 각각 고찰한 결과 하기 표 3과 같은 결과를 얻었다. 노광량의 변화에 따른 EL(expose latitude) 마진(margine)과 광원과의 거리변동에 따른 DoF(depth of focus) 마진(margine)을 고찰하여 표 3에 기록하였다.After coating the KrF photoresist on each of the formed coating films and applying a temperature at 110 ° C. for 60 seconds, each of them was exposed using an ASML (XT: 1400, NA 0.93) exposure equipment, followed by TMAH (tetramethyl ammonium hydroxide) Each was developed for 60 seconds with an wt% aqueous solution. Then, using a V-SEM to examine the line and space patterns of 90nm, respectively, the results are obtained as shown in Table 3 below. The exposure latitude (EL) margin according to the change in the exposure dose and the depth of focus (DoF) margin according to the distance change with the light source were considered and recorded in Table 3.

시료 종류Sample type 패턴특성Pattern EL 마진
(△mJ/energy mJ)
EL margin
(△ mJ / energy mJ)
DoF 마진
(μm)
DoF Margin
(μm)
패턴모양Pattern shape
실시예 3Example 3 0.40.4 0.40.4 cubiccubic 실시예 6Example 6 0.30.3 0.30.3 cubiccubic 실시예 8Example 8 0.40.4 0.40.4 cubiccubic 실시예 10Example 10 0.30.3 0.30.3 cubiccubic 비교예Comparative example 0.10.1 0.10.1 UndercutUndercut

패턴평가 결과, 프로파일이나 마진 면에서 양호한 결과를 확인할 수 있었다. 일반적으로 리소 패턴 평가에서 EL(expose latitude)과 DoF (depth of focus)마진은 0.2 이상이면 사용 가능한다.As a result of pattern evaluation, favorable results were confirmed in terms of profile and margin. In general, EL (expose latitude) and depth of focus (DoF) margins of 0.2 or more can be used in the litho pattern evaluation.

반사방지 유기 하드마스크용 조성물에 대한 에칭 특성 평가Evaluation of Etching Characteristics for Antireflective Organic Hard Mask Compositions

실시예 3, 실시예 6, 실시예 8, 실시예 10 및 비교예에서 각각 패턴화된 시편을 CHF3/CF4 혼합가스로 PR을 마스크로 하여 하부 SiON 반사방지막(BARC)를 드라이 에칭 진행하고, 이어서 O2/ N2 혼합가스로 SiON 반사방지막을 마스크로 하여 본 유기 하드마스크의 드라이 에칭을 다시 진행하였다. 이후 CHF3/CF4 혼합가스로 유기 하드마스크를 마스크로 하여 실리콘 나이트라이드(SiN) 막질을 드라이 에칭 진행하고 난 뒤 남아 있는 유기 하드마스크 및 유기물에 대해 O2 에슁(ashing) 공정 및 ?(wet) 스트립 공정을 진행하였다.In Example 3, Example 6, Example 8, Example 10, and Comparative Example, the lower SiON anti-reflective coating (BARC) was dry-etched using PR as a mask with the CHF 3 / CF 4 mixed gas, respectively. Subsequently, dry etching of the present organic hard mask was performed again using a SiON antireflection film as a mask with an O 2 / N 2 mixed gas. After the dry etching of the silicon nitride (SiN) film with the organic hard mask as a mask using CHF 3 / CF 4 mixed gas, the O 2 ashing process and the wet process of the remaining organic hard mask and organic material were performed. ) Strip process was carried out.

유기 하드마스크 에칭과 실리콘 나이트라이드 에칭 직후 각각의 시편에 대해 V-SEM으로 단면을 각각 고찰하여 표 4에 결과를 수록하였다. Immediately after the organic hardmask etching and silicon nitride etching, the cross-sections of the respective specimens were examined by V-SEM, and the results are shown in Table 4.

시료sample 패턴모양 (하드마스크 에칭 후)Pattern shape (after hard mask etching) 패턴모양 (SiN 에칭 후)Pattern shape (after SiN etching) 실시예 3Example 3 수직모양Vertical shape 수직모양Vertical shape 실시예 6Example 6 수직모양Vertical shape 수직모양Vertical shape 실시예 8Example 8 수직모양Vertical shape 수직모양Vertical shape 실시예 10Example 10 수직모양Vertical shape 수직모양Vertical shape 비교예Comparative example 약간 보잉모양Slightly Boeing 보잉모양Boeing shape

에치 평가결과 유기 하드마스크 에칭 후 및 실리콘 나이트라이드(SiN) 에칭 후 패턴 모양이 각각의 경우 보잉(bowing)현상이 나타나지 않고 모두 양호하여 에칭 과정에 의한 내성이 충분하여 실리콘 나이트라이드(SiN) 막질의 에칭 공정이 양호하게 수행된 것을 확인하였다.As a result of the etch evaluation, the pattern shape after the organic hard mask etching and after the silicon nitride (SiN) etching was not bowing phenomenon in each case, and both of them were satisfactory. It was confirmed that the etching process was performed well.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.While specific embodiments of the invention have been described and illustrated above, it is to be understood that the invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is self-evident to those who have. Therefore, such modifications or variations are not to be understood individually from the technical spirit or point of view of the present invention, the modified embodiments will belong to the claims of the present invention.

Claims (9)

하기 화학식 1로 표시되는 중합체; 및
유기 용매를 포함하는 반사방지 유기 하드마스크용 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00047

상기 화학식 1에서,
Ar1은 수소, 중수소, 할로겐기, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 아미디노기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10의 헤테로시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴티오기, 또는 이들의 조합이고,
X는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,
Y는 히드록실기가 하나 이상 치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 히드록실기가 하나 이상 치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 히드록실기가 하나 이상 치환된 C2 내지 C30의 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고,
Z1 내지 Z3은 각각, Z1/(Z1+Z2+Z3) = 0.05 내지 0.45, Z2/(Z1+Z2+Z3) = 0.5, Z3/(Z1+Z2+Z3) = 0.05 내지 0.45 사이의 범위를 가지며,
여기서 "치환"은 수소 원자가 C1 내지 C5 알킬기, C6 내지 C30의 아릴기, C2 내지 C30의 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합으로 치환된 것을 의미한다.
A polymer represented by Formula 1; And
An antireflective organic hard mask composition comprising an organic solvent:
[Formula 1]
Figure pat00047

In Chemical Formula 1,
Ar 1 is hydrogen, deuterium, halogen, hydroxyl, cyano, nitro, amino, amidino, substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, substituted Or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, substituted or unsubstituted C1 to C10 alkoxy group, substituted or unsubstituted C3 to C10 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C10 heterocycloalkyl group, substituted or Unsubstituted C6 to C30 aryl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, substituted or unsubstituted C6 to C30 aryloxy group, substituted or unsubstituted C6 to C30 arylthio group, or Combination of these,
X is a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, or a combination thereof,
Y is a C1 to C20 alkylene group substituted with at least one hydroxyl group, a C6 to C30 arylene group substituted with at least one hydroxyl group, a C2 to C30 heteroaryl group substituted with at least one hydroxyl group, or a combination thereof ,
Z 1 to Z 3 are each Z 1 / (Z 1 + Z 2 + Z 3 ) = 0.05 to 0.45, Z 2 / (Z 1 + Z 2 + Z 3 ) = 0.5, Z 3 / (Z 1 + Z 2 + Z 3 ) = 0.05 to 0.45,
“Substituted” herein means that the hydrogen atom is substituted with a C1 to C5 alkyl group, a C6 to C30 aryl group, a C2 to C30 heteroaryl group, or a combination thereof.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
Ar1은 하기 그룹 1에 나열된 치환기 중에서 선택되는 어느 하나인, 반사방지 유기 하드마스크용 조성물:
[그룹 1]
Figure pat00048
The method of claim 1,
In Chemical Formula 1,
Ar 1 is any one selected from the substituents listed in Group 1, the composition for an antireflective organic hard mask:
[Group 1]
Figure pat00048
제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
X는 하기 그룹 2에 나열된 치환기 중에서 선택되는 어느 하나인, 반사방지 유기 하드마스크용 조성물:
[그룹 2]
Figure pat00049
The method of claim 1,
In Chemical Formula 1,
X is any one selected from the substituents listed in Group 2, wherein the composition for an antireflective organic hard mask:
[Group 2]
Figure pat00049
제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
Y는 하기 그룹 3에 나열된 치환기 중에서 선택되는 어느 하나인, 반사방지 유기 하드마스크용 조성물:
[그룹 3]
Figure pat00050
The method of claim 1,
In Chemical Formula 1,
Y is any of the substituents listed in Group 3 below, wherein the composition for an antireflective organic hardmask:
[Group 3]
Figure pat00050
제1항에 있어서,
상기 중합체의 중량 평균분자량(Mw)는 1,000 내지 30,000인, 반사방지 유기 하드마스크용 조성물.
The method of claim 1,
The weight average molecular weight (Mw) of the polymer is 1,000 to 30,000, antireflection organic hard mask composition.
제1항에 있어서,
가교제; 및
산(acid) 촉매를 더 포함하는, 반사방지 유기 하드마스크용 조성물.
The method of claim 1,
Crosslinking agents; And
Further comprising an acid catalyst, an antireflective organic hard mask composition.
제6항에 있어서,
상기 가교제는 멜라민 수지, 아미노 수지, 글리콜루릴 화합물 및 비스에폭시 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인, 반사방지 유기 하드마스크용 조성물.
The method of claim 6,
The crosslinking agent is at least one selected from the group consisting of melamine resin, amino resin, glycoluril compound and bisepoxy compound, antireflection organic hard mask composition.
제6항에 있어서,
상기 산 촉매는 p-톨루엔 술폰산 모노 하이드레이트(p-toluenesulfonic acid monohydrate), 피리디늄 p-톨루엔 술포네이트(Pyridinium p-toluene sulfonate), 2,4,4,6-테트라브로모시클로헥사디엔온, 벤조인 토실레이트, 2-니트로벤질 토실레이트 및 유기 술폰산의 알킬 에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인, 반사방지 유기 하드마스크용 조성물.
The method of claim 6,
The acid catalyst is p-toluenesulfonic acid monohydrate, pyridinium p-toluene sulfonate, 2,4,4,6-tetrabromocyclohexadienone, benzo At least one selected from the group consisting of intosylate, 2-nitrobenzyl tosylate and alkyl esters of organic sulfonic acids, the composition for antireflection organic hardmask.
제6항에 있어서,
상기 반사방지 유기 하드마스크용 조성물은,
1 내지 20 중량%의 상기 중합체;
0.1 내지 5 중량%의 상기 가교제;
0.001 내지 0.05 중량%의 상기 산 촉매; 및
74.95 내지 98.899 중량%의 유기 용매를 포함하는 반사방지 유기 하드마스크용 조성물.
The method of claim 6,
The antireflection organic hard mask composition,
1 to 20% by weight of the polymer;
0.1 to 5% by weight of the crosslinking agent;
0.001 to 0.05% by weight of the acid catalyst; And
A composition for an antireflective organic hardmask comprising 74.95 to 98.899 weight percent organic solvent.
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유기 하드마스크 층에 요구되는 두가지 특성인 용해성과 에칭 내성에 대한 특성은 서로 상충 관계에 있어서 이들을 모두 만족할 수 있는 반사방지 유기 하드마스크용 조성물이 필요하였다. 이러한 유기 하드마스크 재료의 특성을 만족시키면서 반도체 리소그래픽 공정에 도입한 재료들이 최근에 소개 (등록특허 10-1497132, 10-1590810, 10-1590809, 10-1752833, 10-1848343, 10-1804258, 10-1810610, 10-1829750, 10-1684978, 공개특허 10-2016-0110657, 10-2017-0087294 등) 되었는데, 이것은 히드록시파이렌(hydroxypyrene)을 이용하여 적절한 고분자 분자량을 가지는 공중합체를 이용한 유기 하드마스크 재료들이었다.

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